WO2004108397A1 - 積層体の製造方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a laminate using a film made of a liquid crystal polymer capable of forming an optically anisotropic molten phase (hereinafter referred to as a liquid crystal polymer film). It relates to the manufacturing method.
  • a liquid crystal polymer film is known as a material excellent in high heat resistance, hygroscopic dimensional stability, high frequency characteristics, and the like. Focusing on these characteristics of the liquid crystal polymer film, it has been studied to use it as an insulating material for electronic circuit boards. When used for electronic circuit board applications, a laminate of a liquid crystal polymer film and a metal foil represented by copper foil is suitable as a laminate for a wiring board.
  • a liquid press polymer film and a metal foil that are cut into a predetermined size between the upper and lower hot plates using a hot press device are used.
  • a method of stacking and thermocompression bonding in a vacuum state can be mentioned.
  • this method is a batch method, there is a problem that it is not possible to produce a laminate having a uniform quality in terms of peel strength, etc.
  • the production speed is slow and the cost is high. Have. Therefore, in order to increase the production speed at a low cost, a method for continuously producing a metal-clad laminate has been proposed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-4260 has disclosed a method of passing a pressure roll in a state where a liquid crystal polymer film and a metal foil are overlapped. Therefore, setting the crimping temperature 5-80 ° C lower than the melting point of the liquid crystal polymer maintains the mechanical properties and heat resistance inherent in the film layer, and makes the film layer and the metal foil layer strong. This is desirable in terms of proper adhesion.
  • the form of the pressure roll for crimping the liquid crystal polymer film and the metal foil is as follows: 1) Metal roll, 2) Rubber roll, 3) Metal coated with resin such as rubber or polyimide on the surface It is also described that there is a roll, and a rubber roll having a specific range of hardness or a metal roll having a rubber coating layer is preferable on at least one of the pressure rolls.
  • a combination of a rubber roll and a metal roll is also conceivable, but in this case, a pair of metal rolls
  • the film will be heated, if the heat resistance of the rubber is low, the temperature of the film cannot be raised sufficiently, and there is a problem that it is difficult to control the temperature of the rubber roll.
  • the film and the metal foil It is difficult to obtain a material with sufficient adhesive strength, and a laminate manufactured using a rubber roll is used as a printed wiring board or the like that requires adhesion between a film and a metal foil. There was a hindrance.
  • the resin-coated metal roll of 3 since the resin-coated metal roll of 3) above has a coating layer thickness of about 10 mm, the temperature difference between the metal roll inside the resin coating layer and the surface of the coating layer becomes large, and the temperature of the roll surface is reduced. There was a problem that it could not be high enough.
  • An object of the present invention is to provide a laminate having a good appearance and having a sufficient adhesion between a liquid crystal polymer film and a metal foil, particularly a laminate suitably used for a printed wiring board. There is.
  • the inventors of the present invention have found that it is important to prevent direct contact between the metal surface of the metal roll and the laminate material composed of the liquid crystal polymer film and the metal foil on at least one surface. It has been found that it is effective to cover the surface of one metal roll with a resin or to interpose a heat-resistant film between at least one laminate material and the metal mouth.
  • a film made of a liquid crystal polymer that forms an optically anisotropic melt phase and a metal foil are superimposed and passed between pressure rolls.
  • the liquid crystal polymer film used in the laminate of the present invention comprises a liquid crystal polymer that forms an optically anisotropic melt phase.
  • the liquid crystal polymer is also called a thermopick liquid crystal polymer.
  • a liquid crystal polymer is a polymer that transmits polarized light when a sample in a molten state is observed under a direct microscope with a polarizing microscope equipped with a heating device.
  • the raw material of the liquid crystal polymer used in the present invention is not particularly limited, but there are raw material compounds and derivatives thereof classified into (1) to (4) exemplified below.
  • Aromatic diamines, aromatic hydroxyamines or aromatic amino acids are aromatic diamines, aromatic hydroxyamines or aromatic amino acids.
  • liquid crystal polymer derived from these examples include known thermotropic liquid crystal polyesters and polyester amides. However, in order to form a liquid crystal polymer, there is an appropriate range for each combination of raw material compounds.
  • liquid crystal polymer obtained from these raw material compounds Mention may be made of copolymers having the structural units shown.
  • the liquid crystal polymer film used in the present invention has an optically anisotropic melting in the range of 2400 to 400 ° C, particularly 2550 to 3500 ° C in terms of heat resistance and workability. Those having a transition temperature to the phase are preferred.
  • a lubricant, an antioxidant, a filler and the like may be blended as long as the characteristics of the film are not impaired.
  • the liquid crystal polymer film is obtained by, for example, extrusion molding.
  • any method can be applied to the extrusion method, the known T-die method, laminate stretching method, inflation method, etc. are industrially advantageous.
  • the inflation method since the laminate stretching method applies stress not only in the machine axis direction of the film (MD direction) but also in the direction perpendicular to it (TD direction), it is mechanical in the MD and TD directions.
  • a film with balanced properties can be obtained.
  • the preferred thickness range of the liquid crystal polymer film is 500 m or less, more preferably 10 to 500 m, and particularly preferably 15 to 250 m. If the film thickness exceeds, the film becomes stiff and difficult to handle, such as being difficult to wind into a roll. Also, if the film thickness is less than 10 im, the film is easily torn and difficult to handle.
  • the material of the metal foil used in the present invention is not particularly limited. Examples include gold, silver, copper, stainless steel, nickel, aluminum, and alloys thereof.
  • As the metal foil preferably used copper foil (copper alloy mainly composed of copper) (Including gold leaf), stainless steel foil. Any copper foil produced by a rolling method or an electrolysis method can be used.
  • physical surface treatment such as roughening treatment or chemical surface treatment such as acid cleaning is performed within a range where the effects of the present invention are not impaired. It may be given.
  • the preferred thickness range of the metal foil is 5 to 150 m, more preferably 10 to particularly preferably 10 to 35 / im. It is preferable to reduce the thickness of the metal foil from the viewpoint that a fine pattern can be formed. However, if the thickness is too thin, the metal foil may be wrinkled in the manufacturing process, and a circuit may be used as a wiring board. Even if it is formed, the wiring may be broken or the reliability of the circuit board may be reduced. On the other hand, when the thickness of the metal foil is increased, when the metal foil is etched, a taper is generated on the side surface of the circuit, which is disadvantageous for fine pattern formation. In the present invention, the liquid crystal polymer film and the metal foil are overlapped and passed between the pressure rolls at the same time or after the overlap.
  • the form of the liquid crystal polymer film and the metal foil used here is preferably in the form of a roll wound up from the viewpoint of productivity.
  • a film and metal foil in the form of a roll wound up are prepared, and this is continuously conveyed by a roll-to-roll, and heat-pressed in the process to make the process highly productive. it can.
  • Thermocompression bonding between the liquid crystal polymer film and the metal foil is performed between the pressure rolls, and usually a pair of pressure rolls is used.
  • the present invention prevents direct contact between the metal surface of the metal roll and the laminate material comprising the liquid crystal polymer film and the metal foil on at least one surface. a) The surface of at least one metal roll is resin-coated, or b) A heat-resistant film is interposed between the laminate material on at least one side and the metal roll.
  • At least one of the pressure rolls has a resin coating layer having a thickness of 0.02 to 5 mm on the surface of the metal roll.
  • the other is a rubber roll, a metal roll, or a resin-coated metal roll, but it is in the same thickness range as above in order to develop the adhesion between the liquid crystal polymer film and the metal foil.
  • the metal roll portion in the resin coating layer is heated by an appropriate means.
  • a metal roll equipped with an induction heating method or a heating medium circulation type heating mechanism for example, it is preferable from the viewpoint of the uniformity of the surface temperature to use a metal roll equipped with an induction heating method or a heating medium circulation type heating mechanism.
  • the resin coating layer includes rubber, and specifically, a material having high heat resistance and elasticity such as fluorine rubber, silicon rubber, and polyimide is preferably used.
  • the thermocompression bonding to the liquid crystal polymer film is usually performed at a temperature 20 to 60 ° C. lower than the melting point of the liquid crystal polymer, the heat resistance temperature of the resin coating layer is also required to be heat resistant in this temperature range. .
  • the resin coating layer on the metal roll surface must have a thickness in the range of 0.02 to 5 mni. If the thickness of the resin coating layer is 5 mm or more, the temperature difference between the metal roll and the roll surface will increase, making it difficult to control the temperature to make the conditions suitable for manufacturing the laminate, and the heat resistance of the coating layer. Roll surface temperature is sufficient due to restrictions It may be difficult to increase the speed. On the other hand, if the thickness of the resin coating layer is less than 0.02 mm, uniform pressurization due to the elastic effect of the resin coating layer becomes difficult.
  • the thickness of the resin coating layer is preferably in the range of 0.02 to 2 miii, and particularly preferably in the range of 0.05 to 2 nim. preferable.
  • the resin coating layer can be formed as a single layer, or a plurality of materials can be stacked to form a plurality of layers. Even in the case of a plurality of layers, the thickness of the resin coating layer is as described above. It is necessary to set the thickness range, and the preferable thickness range is the same.
  • the hardness of the resin coating layer is preferably in the range of 60 to 95 degrees in terms of spring hardness (J I SA) based on the A-type spring hardness test according to J I S K6301 in order to apply pressure uniformly.
  • the heat-resistant film is further overlapped with the surface that comes into contact with the pressure roll when passing between the pressure rolls at the same time or thereafter. Pass between.
  • a heat-resistant film is overlaid on at least one surface, preferably both surfaces of the surface side surface (there are two surfaces, an upper surface and a lower surface).
  • the liquid crystal polymer film, metal foil, or both should not be in direct contact with the pressure roll.
  • Thermocompression bonding between the liquid crystal polymer film and the metal foil is performed between the pressure rolls, and usually a pair of metal pressure rolls is used.
  • a heat-resistant resin film As the heat-resistant film that is passed along with the metal foil and the liquid crystal polymer film during pressurization, there is a heat-resistant resin film or a heat-resistant resin composite film.
  • heat resistant resin film examples include resin films such as polyimides, polyamides, aromatic polyamides, polyphenylene sulfide, polyethylene naphtharate, fluororesins, and liquid crystal polymers. And composite films made of materials combined with metal, other resins, (inorganic) fibers, and the like.
  • Specific examples of the heat resistant resin composite film include a composite of a liquid crystal polymer and a copper foil, a composite of a fluororesin and an aluminum fiber, and the like.
  • a heat-resistant film is a non-adhesive film that does not adhere to the metal pressure roll and the resulting laminate at least at a surface temperature of the metal pressure roll of 250 ° C and a pressure of 150 kN / in. It is an efficient process to manufacture.
  • the thickness range of the heat resistant film is 25 to 300 m, more preferably 50 to 250 ⁇ m, and particularly preferably 75 to 240 mm. If this thickness is too thin, the metal foil may be wrinkled during the manufacturing process, and when a circuit is formed as a wiring board, the wiring may be broken or the reliability of the circuit board may be reduced.
  • the thickness increases, the temperature difference between the roll surface temperature and the metal foil as the raw material and the liquid crystal polymer film increases, and the adhesive strength of the laminate decreases.
  • the range of the tensile modulus of the heat-resistant film is preferably 1 to 30 GPa, more preferably 1 to 15 GPa, and particularly preferably 1 to 10 GPa. If this tensile modulus is high, the metal foil is likely to wrinkle during the manufacturing process. On the other hand, when the tensile elasticity is low, the film is easily deformed due to pressurization with a metal roll, which may deteriorate the appearance of the laminate.
  • a liquid crystal polymer film and a metal foil are passed through a metal pressure roll together with a heat resistant film to obtain a laminate of the liquid crystal polymer film and the metal foil.
  • Metal pressurization After passing through the mouth, the heat-resistant film is peeled off from the laminate immediately or after several steps. Therefore, the heat-resistant film must not be attached to the metal pressure roll, and must not adhere firmly to the laminate so that it cannot be peeled off. Is done.
  • the heat-resistant film to be used has a melting point that is at least higher than the surface temperature of the metal pressure roll, and when pressed at a pressure of 150 kN / m, the film is smooth without being deformed by heat and pressure.
  • a polyimide having a melting point exceeding 250 ° C. such as a polyimide resin composite material.
  • the surface of the metal pressure roll must be heated by some means.
  • heating by a dielectric heating system or a heating medium circulation system can be exemplified.
  • the surface temperature of the mouth is preferably 5 to 100 ° C. lower than the melting point of the liquid crystal polymer film, more preferably 20 to 60 ° C. lower than the melting point. If the surface temperature of the heating roll is low, the film and the metal foil may not adhere sufficiently. Further, when the surface temperature of the heating roll approaches the melting point of the film, the flow of the film becomes remarkable at the time of pressure bonding, resulting in a laminate having a poor appearance.
  • the melting point of the above liquid crystal polymer film is the melting peak temperature in the differential scanning calorimetry (DSC) when the film to be subjected to thermocompression bonding is heated at a rate of temperature increase of 10 ° C / min.
  • the pressure during crimping is not particularly limited as long as it can be applied uniformly in the width direction. However, it is preferably 5 to 200 kN / m, more preferably 10 to 40 kN / m.
  • the laminate obtained by the present invention is not limited to a two-layer structure of a liquid crystal polymer film and a metal foil. That is, it is sufficient that the laminate to be produced includes at least one liquid crystal polymer film and at least one metal foil.
  • the laminate to be produced includes at least one liquid crystal polymer film and at least one metal foil.
  • the three-layer structure shown in the following I) to ⁇ )) IV) 4 layer structure, V) 5 layer structure and the like in the following I) to V), in the case of a laminate having two or more films, at least one film in contact with the metal foil is a liquid crystal polymer film.
  • the film and the metal foil can be bonded at two or more surfaces at the same time.
  • two films of metal foil are bonded on both surfaces of the film.
  • the laminate obtained by the production method of the present invention has a good form, the film layer retains the excellent mechanical strength, electrical properties and heat resistance of the liquid crystal polymer, and the film layer has It is useful as a material for manufacturing FPC, TAB tape, etc. because it is firmly bonded to the metal foil not only at room temperature but also at high temperature.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples.
  • Appearance 1 Visual observation of the laminate with pressure-bonded liquid crystal polymer film and metal foil was carried out, and the presence or absence of film deformation was examined.
  • Appearance 2 The laminate obtained by press-bonding the liquid crystal polymer film and the metal foil was visually observed and evaluated according to the following criteria.
  • solder heat resistance The laminate after the metal foil was formed into a circular pattern with a diameter of 1 mm with the front and back integrated was immersed in a solder bath at 260 ° C, and the presence or absence of deformation was visually observed. . When the appearance of the laminate was the same as before the solder bath immersion, it was good. When blistering, peeling, etc. were observed on the appearance, it was judged as bad.
  • liquid crystal polymer film and the copper foil used in Examples and Comparative Examples were used.
  • Liquid crystal polymer film Trade name Bexi, melting point 280 ° C, thickness 50 zm.
  • Copper foil Electrolytic copper foil, thickness 18 Aim. Examples 1-3
  • Copper foils were superposed on both sides of the liquid crystal polymer film, and at the same time, they were continuously fed between a pair of pressure rolls at lm / min. Two resin-coated metal rolls uniformly coated with 1 mm-thick fluorine rubber were used for the pair of pressure rolls, and the roll surface was heated to a predetermined temperature by a heating mechanism inside the metal roll.
  • a roll was used as a raw material, and a laminate was continuously produced by a roll-to-roll method in which pressurization was performed by thermocompression in an intermediate process.
  • Table 1 shows the surface temperature of the resin coating on the pressure roll and the evaluation results of the resulting laminate. Examples 4-5
  • Example 6 The same procedure as in Example 1 was performed except that a pair of pressure rolls in which a 3 mm-thick silicone rubber was coated on the resin coating layer of the resin-coated metal roll was used.
  • Example 6 The same procedure as in Example 1 was performed except that a pair of pressure rolls in which a 3 mm-thick silicone rubber was coated on the resin coating layer of the resin-coated metal roll was used.
  • Example 2 The same procedure as in Example 1 was performed, except that a pair of pressure rolls in which a resin coating layer of a resin-coated metal roll was coated with a polyimide layer was used. Comparative Examples 1 to 3
  • Example 4 The same procedure as in Example 1 was performed except that two metal ports without a resin coating layer were used for the rolls constituting the pair of pressure rolls. Comparative Example 4
  • Example 2 The same procedure as in Example 1 was performed except that the resin-coated metal roll constituting the pressure port was composed of two metal rolls coated with a fluorine rubber having a thickness of 10 mm.
  • the surface temperature of the resin coating layer of the pressure roll could not be 2 10 ° C or higher.
  • Table 1 summarizes the surface temperature of the resin coating layer of the pressure roll and the evaluation results of the resulting laminate.
  • a copper foil (B) is placed on both sides of the liquid crystal polymer film (A), and a 75 mm thick polyimide film (C) is placed on top of these (C / B / A / B / C stacked structure). These were continuously supplied at a lmZ portion between a pair of metal pressure rolls (diameter 250 mm) heated to the surface temperature shown in Table 1, and pressurized at a pressure of 150 / ⁇ . And The polyimide film (C) was peeled off to obtain a laminate. The liquid crystal polymer film, electrolytic copper foil and polyimide film used were rolls. Table 2 shows the surface temperature of the metal pressure roll and the evaluation results of the resulting laminate. Example 1 0 to 1 2
  • a copper foil was placed on one side of the liquid crystal polymer film, supplied at a lm / min between metal pressure rolls (diameter 250 mm) heated to a predetermined temperature, and pressurized at a pressure of 150 kN / m.
  • Table 2 summarizes the surface temperature of the pressure roll and the evaluation results of the resulting laminate.
  • the production method of the present invention it is possible to produce a laminate having excellent heat resistance in which a liquid crystal polymer film and a metal foil have sufficient adhesion, and with high productivity.
  • the laminate produced here does not impair the high heat resistance, moisture absorption dimensional stability, high frequency characteristics, etc. possessed by the liquid crystal polymer, and also has excellent adhesion to the metal foil. It is useful as a laminate used for wiring boards represented by

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Abstract

本発明は、光学的異方性の溶融相を形成する液晶ポリマーよりなるフィルムと金属箔とを重ね合わせて加圧ロールの間を通過させることにより、該フィルムと該金属箔とを熱圧着して積層体を製造するに際し、該加圧ロールの少なくとも一方のロールとして、金属ロールの表面に厚さ0.02~5 mmのフッ素ゴム、ポリイミド等の樹脂被覆層を設けてなるロールを使用するか、又は金属加圧ロールと接する面の側に耐熱フィルムを重ね合わせて金属加圧ロールを通過させることからなり、液晶ポリマーフィルムと金属箔が十分な接着力を有する耐熱性に優れた積層体を生産性よく製造する。

Description

明 細 書 積層体の製造方法 技 術 分 野 本発明は、 光学的異方性の溶融相を形成し得る液晶ポリマ一からなるフ イルム (以下、 液晶ポリマーフィルムと称する) を使用した積層体の製造 方法に関するものである。 背 景 技 術 液晶ポリマーフィルムは、 高耐熱性、 吸湿寸法安定性、 高周波特性等に 優れた材料として知られている。 液晶ポリマーフィルムのこのような特性 に着目し、 これを電子回路基板の絶縁材料用途に用いることが検討されて きている。 電子回路基板用途に用いる場合、 液晶ポリマーフィルムと銅箔 に代表される金属箔との積層体が配線基板用積層体として適している。
このような液晶ポリマーフィルムと金属箔とからなる積層体を製造する 技術としては、 熱プレス装置を使用して、 その上下の熱板の間に所定の大 きさに裁断された液晶ポリマーフィルムと金属箔を重ねて置き、 真空状態 で加熱圧着する方法が挙げられる。 しかしながら、 この方式はバッチ式で あるため、 剥離強さ等において均一な品質の積層体を製造することができ ないという問題があり、 また、 生産速度が遅く、 コス トが高くなるという という欠点を有する。 そこで、 低コストで生産速度を高めるために、 金属張積層板を連続的に 製造する方法が提案されてきた。 例えば、 液晶ポリマ一フィルムと金属箔 とを重ね合わせた状態で、 金属製ロールやゴム製ロールのような加圧口一 ルを通過させる方法(特開平 5— 4 2 6 0 3号公報)や、 液晶ポリマーフィ ルムと金属箔を二重ベルトプレスにより圧着する方法(特開平 8 - 5 8 0 2 4号公報)などが知られている。
特開平 5 — 4 2 6 0 3号公報には、 液晶ポリマ一フィルムと金属箔とを 重ね合わせた状態で、 加圧ロールを通過させる方法が示されている。 そこ では、 圧着温度を液晶ポリマーの融点より 5〜80°C低い温度とすることが、 フィルム層が元来保有する機械的特性や耐熱性を保持し、 フィルム層と金 属箔層との強固な接着という点から望ましいことを示している。 また、 液 晶ポリマ一フィルムと金属箔を圧着するための加圧ロールの形態として、 1 ) 金属製ロール、 2) ゴム製ロール、 3) ゴムやポリイミ ドなどの樹脂を表 面にコーティングした金属ロールがあり、 加圧ロールの少なくとも一方に 特定範囲の硬度のゴム製ロールやゴムのコーティング層を有する金属ロー ルが好ましい旨も記載されている。
上記 1 ) の金属製ロールのみを用いた場合、 被覆層を有しないことから均 一な加圧ができず、 外観や層間剥離強さの良好な積層体が得ることが困難 である。 また、 上記 2 ) のゴム製ロールのみを用いた場合、 被加圧体である フィルムへの加熱手段が制限されるという問題がある。 すなわち、 ゴム製 ロールを用いる場合には、 フィルム又はロールへの加熱を雰囲気温度によ り調節することとなるが、 この方法では、 フィルムが雰囲気中で容易に破 断するため、 安定した運転が困難となる。 ゴム製ロールと金属ロールとの 組み合わせも考えられるが、 この場合には、 対となる金属製ロールにより フィルムを加熱することとなるが、 ゴムの耐熱性が低い場合にはフィルム の温度を十分に高くできず、 更にゴム製ロールの温度制御が困難という問 題があり、 その結果、 フィルムと金属箔の接着力が十分なものを得ること が困難であり、 ゴム製ロールを用いて製造された積層体を、 フィルムと金 属箔との接着力が要求されるプリント配線基板等として使用することには 支障があった。 更に、 上記 3) の樹脂被覆金属ロールは、 通常、 被覆層の厚 みが 1 0 m m程度あるため、 樹脂被覆層内部の金属ロールと被覆層表面の 温度差が大きくなり、 ロール表面の温度を十分に高くできないという問題 を有していた。
また、 二重ベルトプレスによる方法は、 装置が高価で、 大型であるため ベルト等の装置のメンテナンスが困難であるという欠点を有している。 発 明 の 開 示 本発明の目的は、 外観が良好で、 液晶ポリマーフィルムと金属箔が十分 な接着力を有する積層体、 特にプリント配線基板に好適に使用される積層 体の製造方法を提供することにある。
本発明者らは金属ロールの金属表面と、 液晶ポリマーフィルムと金属箔 からなる積層体材料との直接の接触を少なくとも一面において防止するこ とが重要であることを見出すと共に、 そのためには少なくとも一つの金属 ロールの表面を樹脂被覆するか又は少なくとも一面の積層体材料と金属口 ールの間に耐熱フィルムを介在させることが有効であることを見出した。 本発明は、 光学的異方性の溶融相を形成する液晶ポリマ一よりなるフィ ルムと金属箔とを重ね合わせて加圧ロールの間を通過させることにより、 該フィルムと該金属箔とを加熱圧着して積層体を製造する方法において、 a)該加圧ロールの少なくとも一方に金属ロールの表面に厚さ 0. 02〜5 mmの 樹脂被覆層を有する加圧ロールを使用するか、 又は、 b)金属加圧ロールと 接触する面の側に耐熱フィルムを更に重ね合わせて、 金属箔と液晶ポリマ 一フィルムと共に金属加圧ロールを通過させることを特徴とする。 本発明の積層体で使用される液晶ポリマーフィルムは、 光学的異方性の 溶融相を形成する液晶ポリマーからなるものである。 液晶ポリマーは、 サ 一モト口ピック液晶高分子とも呼ばれている。 液晶ポリマーは、 加熱装置 を備えた偏光顕微鏡直行ニコル下で溶融状態の試料を観察したときに偏光 を透過する高分子である。
本発明において用いられる液晶ポリマーの原料は、 特に限定されるもの ではないが、 以下に例示する ( 1 ) 〜 (4 ) に分類される原料化合物及び その誘導体がある。
( 1 ) 芳香族又は脂肪族ジヒ ドロキシ化合物、
( 2 ) 芳香族又は脂肪族ジカルボン酸、
( 3 ) 芳香族ヒドロキシカルボン酸、
( 4 ) 芳香族ジァミン、 芳香族ヒドロキシァミン又は芳香族ァミノ力ルポ ン酸。
これらから導かれる液晶ポリマ一としては、 公知のサーモトロピック液 晶ポリエステル及びポリエステルアミ ドを挙げることができる。 但し、 液 晶ポリマーを形成するためには、 各々の原料化合物の組合せに適当な範囲 がある。
これらの原料化合物から得られる液晶ポリマーの代表例として下記式に 示す構造単位を有する共重合体を挙げることができる。
Figure imgf000006_0001
本発明で使用する液晶ポリマーフィルムは、 耐熱性、 加工性の点で 2 0 0〜4 0 0 °C、 特に 2 5 0〜 3 5 0 °Cの範囲内に光学的に異方性の溶融相 への転移温度を有するものが好ましい。 また、 フィルムの特性を損なわな い範囲で、 滑剤、 酸化防止剤、 充填剤などが配合されていても良い。
液晶ポリマーフィルムは、 例えば押出成形して得られる。 押出成形法で は任意の方法が適用できるが、 周知の Tダイ法、 ラミネート体延伸法、 ィ ンフレーション法などが工業的に有利である。 特にィンフレーション法ゃ ラミネート体延伸法では、 フィルムの機械軸方向 (MD方向) だけでなく、 これと直行する方向 (TD方向) にも応力が加えられるため、 MD方向と TD方向における機械的性質のバランスのとれたフィルムが得られる。 液晶ポリマーフィルムの好ましい厚み範囲は、 500 m以下であり、 より 好ましくは 10〜 500 m、 特に好ましくは 15~ 250 mである。 フィルム厚 みが、 を超えるとフィルムが剛直になりロール状に巻き取ることが 困難になるなど取り扱いが困難となる。 また、 フィルム厚みが、 10 imに 満たないと、 フィルムが容易に裂け、 取り扱いが困難となる。
本発明において用いられる金属箔の材質は、 特に制限はない。 金、 銀、 銅、 ステンレス、 ニッケル、 アルミニウム又はこれらの合金などが例示さ れる。 好ましく用いられる金属箔としては、 銅箔 (銅を主成分とする銅合 金箔を含む) 、 ステンレス箔が挙げられる。 銅箔としては、 圧延法や電気 分解法によって製造されるいずれも使用することができる。 金属箔には液 晶ポリマーフィルムとの接着力を確保することなどを目的として、 粗化処 理などの物理的表面処理あるいは酸洗浄などの化学的表面処理を本発明の 効果が損なわない範囲で施していても良い。
金属箔の好ましい厚さ範囲は、 5〜1 50 mであ.り、 より好ましくは 10〜 特に好ましくは 10〜35 /i mの範囲である。 金属箔の厚みを薄くす ることは、 ファインパターンを形成可能であるという点からは好ましいが、 その厚さが薄くなりすぎると、 製造工程で金属箔にしわが生じたりする他、 配線基板として回路形成した場合にも配線の破断が生じたり回路基板の信 頼性が低下する恐れがある。 一方、 金属箔の厚みが厚くなると、 金属箔を エッチング加工する際、 回路側面にテーパーが生じ、 ファインパターン形 成に不利が生じる。 本発明においては、 液晶ポリマーフィルムと金属箔とを重ね合わせ、 両 者を重ね合わせると同時に又はその後に加圧ロール間を通過させる。 ここ で用いる液晶ポリマーフィルムと金属箔の形態は、 生産性の観点からして いずれもロール状に巻き取った形態のものが好ましい。 ロール状に巻き取 つた形態のフィルムと金属箔を準備し、 これをロール ' ッゥ · ロールで連 続的に搬送し、 その過程で加熱圧着することで生産性の良いプロセスとす ることができる。 液晶ポリマーフィルムと金属箔との熱圧着は、 加圧ロー ル間で行われ、 通常、 一対の加圧ロールが使用される。
本発明は金属ロールの金属表面と、 液晶ポリマーフィルムと金属箔から なる積層体材料との直接の接触を少なくとも一面において防止するため、 a)少なくとも一つの金属ロールの表面を樹脂被覆するか又は b)少なくとも 一面の積層体材料と金属ロールの間に耐熱フィルムを介在させる。
まず、 a)少なく とも一つの金属ロールの表面を榭脂被覆する場合につい て説明する。
一対の加圧ロールは、 少なくともその一方に、 金属ロールの表面に厚さ 0. 02〜5mmの樹脂被覆層を有するものが用いられる。 他の一方は、 ゴムロー ル、 金属ロール、 樹脂被覆金属ロールのいずれかが適当であるが、 液晶ポ リマーフィルムと金属箔との接着性の発現のためには、 上記と同様の厚み 範囲にある樹脂被覆層を有する樹脂被覆金属ロールを使用することが望ま しい。 このように、 一対のロールのいずれにも樹脂被覆金属ロールを用い ることで、 金属ロール表面の樹脂被覆層の厚さを薄くしても液晶ポリマー フィルムと金属箔との接着が良好な製品を製造することができる。
樹脂被覆層内の金属ロール部分は、 適当な手段で加熱される。 例えば誘 電加熱方式ゃ熱媒循環方式の加熱機構を備えた金属ロールを用いることが 表面温度の均一性の観点から好ましい。 前記樹脂被覆層は、 ゴムを含み、 具体的には、 フッ素ゴム、 シリコンゴム、 ポリイミ ドなどの耐熱性が高く、 弾性のある素材が好ましく使用される。 本発明においては、 液晶ポリマ一 フィルムへの熱圧着が通常液晶ポリマーの融点より 20〜60°C低い温度で行 われるので、 樹脂被覆層の耐熱温度もこの温度領域での耐熱性が要求され る。
金属ロール表面の樹脂被覆層は、 厚さ 0. 02〜5mni の範囲にあることが必 要である。 樹脂被覆層の厚さが 5mm 以上になると、 金属ロールとロール表 面の温度差が大きくなり、 積層体の製造に適した条件とするための温度制 御が困難となり、 また、 被覆層の耐熱性の制限からロール表面温度を十分 に上げることも困難となる場合がある。 一方、 樹脂被覆層の厚さが 0. 02匪 に満たないと樹脂被覆層の弾性の効果による均一な加圧が困難となる。 形 態や層間剥離強さがより良好な積層体を得る観点から、 樹脂被覆層の厚み は 0. 02〜2miiiの範囲内とすることが好ましく、 0. 05〜 2nimの範囲とすること が特に好ましい。 本発明においては、 樹脂被覆層を単層で形成することも 複数の素材を重ねて複数層で構成することもできるが、 複数層の場合であ つても、 樹脂被覆層の厚さは、 上記範囲とすることが必要であり、 好まし い厚み範囲も同様である。
樹脂被覆層の硬度は、 圧力を均一にかけるためには、 J I S K6301に従う A 型スプリング式硬さ試験に基づくスプリング硬さ (J I SA) で 60〜95度の範 囲にあることが好ましい。
次に、 b)少なくとも一面の積層体材料と金属ロールの間に耐熱フィルム を介在させる場合について説明する。
液晶ポリマーフィルムと金属箔とを重ね合わせ、 両者を重ね合わせると 同時に又はその後に加圧ロール間を通過させる際、 耐熱フィルムを加圧口 ールと接触する面側に更に重ね合わせて加圧ロール間を通過させる。 すな わち、 液晶ポリマーフィルムと金属箔とを重ね合わせた状態で、 その表面 側の面 (上面と下面の 2面がある) の少なくとも 1方の面、 好ましくは両 面に耐熱フィルムを重ね合わせて、 液晶ポリマーフィルム、 金属箔又は両 者が加圧ロールと直接接触しないようにする。
液晶ポリマーフィルムと金属箔との熱圧着は、 加圧ロール間で行われ、 通常、 一対の金属加圧ロールが使用される。 加圧する際に、 金属箔と液晶 ポリマーフィルムと共に通過させる耐熱フィルムとしては、 耐熱性樹脂フ ィルム又は耐熱性樹脂複合フィルムがある。 耐熱性樹脂フィルムとしては、 ポリイミ ド、 ポリアミ ドイミ ド、 芳香族ポリアミ ド、 ポリフエ二レンサル ファイ ド、 ポリエチレンナフ夕レート、 フッ素樹脂、 液晶ポリマー等の樹 脂フィルムが挙げられ、 また、 耐熱性樹脂複合フィルムとしては、 これら の樹脂と金属、 他の樹脂、 (無機) 繊維等と複合させた材料からの複合フ イルムが例示される。 耐熱性樹脂複合フィルムの具体的な例としては、 ポ リイミ ドゃ液晶ポリマーと銅箔の複合体、 フッ素樹脂とァラミ ド繊維の複 合体等が挙げられる。
耐熱フィルムは、 少なくとも金属加圧ロールの表面温度が 250°C、 圧力 150kN/in において金属加圧ロール及び得られる積層体と付着しない非接着 性のフィルムを用いることで、 外観良好な積層体を製造する効率的なプロ セスとなる。 また、 耐熱性フィルムの厚み範囲は、 25〜 300 mであり、 よ り好ましくは 50〜 250 x m、 特に好ましくは 75〜240 ΠΙの範囲である。 こ の厚さが薄くなりすぎると、 製造工程上金属箔にしわが生じたりする他、 配線基板として回路形成した場合にも配線の破断が生じたり回路基板の信 頼性が低下する恐れがある。 一方、 厚みが厚くなると、 ロール表面温度と 原料である金属箔と液晶ポリマーフィルムとの温度差が大きくなり、 積層 体の接着力が低下する。
耐熱性フィルムの引張弾性率の範囲は、 l〜30GPa であることがよく、 よ り好ましくは l〜15GPa、 特に好ましくは l〜10GPaの範囲である。 この引張 弾性率が高い場合、 製造工程で金属箔にしわが生じやすい。 一方、 引張弾 性率が低い場合は、 金属ロールによる加圧のため、 これらのフィルムが変 形しやすくなり、 積層体の外観を悪くすることがある。
金属加圧ロールに液晶ポリマーフィルムと金属箔を、 耐熱フィルムと共 に通過させて、 液晶ポリマーフィルムと金属箔の積層体を得る。 金属加圧 口一ル通過後は、 耐熱フィルムは直ちに又はいくつかの工程を経たのち、 積層体から剥離される。 したがって、 耐熱フィルムは金属加圧ロールに付 着してはならない他、 積層体にも剥離不能な程度に強固に付着してはなら ないので、 そのような融点等の耐熱性を有するものが使用される。 すなわ ち、 使用する耐熱フィルムは、 少なくとも金属加圧ロールの表面温度より 高い融点を持ち、 圧力 1 50kN/mで加圧した時に、 熱と圧力によりフィルム が変形することなくフィルムが平滑である必要がある。 例えば、 ポリイミ ドゃフッ素樹脂系の複合材料のような融点が 250°Cを超えるものを使用す ることが好ましい。
上記で説明した a)及び b)のいずれの場合であっても、 金属加圧ロールの 表面は何らかの手段で加温されていることが必要である。 その手段は特に 制限されないが、 誘電加熱方式ゃ熱媒循環方式による加温を例示すること ができる。 金属ロールを用いる本発明においては、 金属ロール内部に加熱 機構を備え、 これによりロール表面をも加温することが簡便である。 口一 ルの表面温度は、 液晶ポリマーフィルムの融点より 5〜100°Cの範囲で低い ことが好ましく、 より好ましくは、 融点より 20〜60°C低い温度とすること がよい。 加熱ロールの表面温度が低いと、 フィルムと金属箔が十分に接着 しないことがある。 また、 加熱ロールの表面温度が該フィルムの融点に近 づくと、 圧着時にフィルムの流動が著しくなり、 外観の不良な積層体とな る。
ここで、 上記の液晶ポリマ一フィルムの融点とは、 熱圧着に供するフィ ルムを 1 0 °C /分の昇温速度で加熱した時での示差走査熱量測定法 (D S C ) における融解ピーク温度をいう。
圧着時の圧力は、 幅方向に均一に加圧できる範囲であれば、 特に限定さ れないが、 5〜200kN/mであることが好ましく、 10〜40kN/mであることがよ り好ましい。
本発明により得られる積層体は、 液晶ポリマ一フィルムと金属箔との 2 層構造に限られるものではない。 すなわち、 製造される積層体は、 少なく とも 1層の液晶ポリマーフィルムと少なくとも 1 層の金属箔を含むもので あればよく、 例えば、 下記 I) 〜Π Ι ) に示した 3層構造、 IV) の 4層構造、 V) の 5層構造などを例示することができる。 下記、 I ) 〜V) において、 フ イルムを 2層以上有する積層体の場合、 金属箔と接する少なくとも 1 のフ ィルムは液晶ポリマ一フィルムである。
I ) 金属箔 Zフィルム Z金属箔
I I) フィルム/フィルムノ金属箔
I I I) フィルム Z金属箔 /フィルム
IV) 金属箔 /フィルム/フィルム/金属箔
V) 金属箔 Zフィルム Z金属箔 /フィルム Z金属箔
なお、 本発明によれば、 フィルムと金属箔との接着を 2箇所以上の面で 同時に行うことが可能であり、 例えば 1 枚のフィルムの両面に 2枚の金属 箔を重ね合わせた状態で圧着することにより、 金属箔 Zフィルム Z金属箔 の 3層構造の積層体を製造することが可能である。
本発明の製造方法により得られる積層体は、 良好な形態を有し、 フィル ム層が液晶ポリマーの有する優れた機械的強度、 電気特性及び耐熱性を保 持しており、 しかも該フィルム層が金属箔と常温条件下のみならず高温条 件下においても強固に接着していることから、 F P C、 T A B用テープ等 を製造するための材料として有用である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 実施例によって本発明を具体的に説明するが、 本発明はこれらの 実施例によって何ら限定されるものではない。
なお、 実施例及び比較例において得られた積層体の評価は以下の方法に より行った。
( 1 ) 外観
外観 1 :液晶ポリマーフィルムと金属箔とを圧着した積層体を目視観察し、 フィルムの変形の有無を調べ、 フィルムの変形の無いものを良好、 フィル ムの変形があるものを不良とした。
外観 2 :液晶ポリマーフィルムと金属箔とを圧着した積層体を目視観察し、 次の基準で評価した。
◎ シヮ、 スジ、 変形が全く観察されないもの
〇 シヮ、 スジ、 変形のいずれかがわずかに観察されたもの
X シヮ、 スジ、 変形のいずれかが観察されたもの
( 2 ) 層間剥離強さ :幅 1m mの金属箔を金属箔除去面に対して 1 8 0 ° に 引きはがす方法で、 常温での層間剥離強さを測定した。
( 3 ) ハンダ耐熱性 : 金属箔を表裏一体で直径 1 m mの円形にパターン形 成した後の積層体を、 2 6 0 °Cのハンダ浴中に浸漬したのち、 変形の有無 を目視観察した。 積層体の外観が、 ハンダ浴浸漬前と変わらないときは良 好、 外観にフクレ、 剥がれ等が観察された場合は不良とした。
また、 実施例及び比較例において使用した液晶ポリマ一フィルム及び銅 箔としては、 次のものを使用した。
液晶ポリマーフィルム : 商品名べクス夕一、 融点 280°C、 厚さ 50 z m。 銅箔 :電解銅箔、 厚さ 18 Ai m。 実施例 1〜 3
液晶ポリマーフィルムの両面に銅箔を重ね合わせ、 重ね合わせると同時 に一対の加圧ロール間に lm /分で連続的に供給した。一対の加圧ロールに は厚さ 1mm のフッ素系ゴムが均一に被覆された 2個の樹脂被覆金属ロール を用い、 ロール表面は金属ロール内部の加熱機構により所定の温度に加熱 した。 なお、 液晶ポリマーフィルムと銅箔には、 ロール状のものを原料と し、 中間工程で熱圧着による加圧を行うロール · ッゥ · ロール方式で連続 的に積層体を製造した。
加圧ロールの樹脂被覆の表面温度と得られた積層体の評価結果を表 1に 示す。 実施例 4〜 5
樹脂被覆金属ロールの樹脂被覆層に厚さ 3mm のシリコーン系ゴムを被覆 した一対の加圧ロールを用いた以外は、 実施例 1 と同様に行った。 実施例 6
樹脂被覆金属ロールの樹脂被覆層に厚さ のポリイミ ドを被覆した 一対の加圧ロールを用いた以外は、 実施例 1 と同様に行った。 比較例 1〜 3
一対の加圧ロールを構成するロールに、 樹脂被覆層のない 2個の金属口 —ルを用いたこと以外は実施例 1 と同様に行った。 比較例 4
加圧口一ルを構成する樹脂被覆金属ロールに、 厚さ 10匪のフッ素系ゴム を被覆した金属ロール 2個から構成されるものを使用したこと以外は実施 例 1 と同様に行った。 加圧ロールの樹脂被覆層の表面温度は 2 1 0 °C以上 とすることはできなかった。
加圧ロールの樹脂被覆層の表面温度と得られた積層体の評価結果をまと めて表 1に示す。
(表 1 )
Figure imgf000015_0001
実施例 7〜 9
液晶ポリマーフィルム (A)の両面に銅箔 (B)を重ね合わせ、 これらの上 から更に 75 ΠΙ厚みポリィミ ドフィルム (C)を重ね合わせ (C/B/A/B/Cの積 層構造) 、 表 1に示す表面温度に加熱した一対の金属加圧ロール (直径 250 m m ) 間に lmZ分で連続的に供給し、 圧力 150 /ηιで加圧した。 そして、 ポリイミ ドフィルム (C)を剥がして、 積層体を得た。 液晶ポリマーフィル ム、 電解銅箔及びポリイミ ドフィルムは、 ロール状のものを使用した。 金 属加圧ロールの表面温度と得られた積層体の評価結果を表 2に示す。 実施例 1 0〜 1 2
ポリイミ ドフィルム (C)の代りに 230 i m厚みァラミ ド繊維含有フッ素樹 脂フィルム (D)を重ね合わせた (D/B/A/B/Dの積層構造) 他は、 実施例?〜 9と同様にして、 積層体を得た。 比較例 5〜 7
液晶ポリマーフィルムの両面に銅箔を重ね合わせ、 所定の表面温度に加 熱した金属加圧ロール (直径 250m m ) 間に lm/分で供給し、 圧力 150kN/m で加圧した。 比較例 8
液晶ポリマーフィルムの片面に銅箔を重ね合わせ、 所定の温度に加熱し た金属加圧ロール (直径 250m m ) 間に lm/分で供給し、 圧力 150kN/mで 加圧した。 加圧ロールの表面温度と得られた積層体の評価結果を表 2にま とめて示す。
(表 2 )
Figure imgf000017_0001
産業上の利用の可能性 本発明の製造方法によれば、 液晶ポリマーフィルムと金属箔が十分な接 着力を有する耐熱性に優れた積層体を生産性よく製造することが可能であ る。 ここで製造された積層体は、 液晶ポリマ一保有の高耐熱性、 吸湿寸法 安定性、 高周波特性等を損なうことなく、 かつ金属箔との接着性にも優れ ていることから、 例えばフレキシブル配線基板に代表される配線基板に用 いられる積層体として有用である。

Claims

( 1 ) 光学的異方性の溶融相を形成する液晶ポリマーよりなるフィルム と金属箔とを重ね合わせて加圧ロールの間を通過させることにより、 該フ ィルムと該金属箔とを熱圧着して積層体を製造する方法において、 該加圧 ロールの少なくとも一方のロ請ールが、 金属ロールの表面に厚さ 0. 02〜5 mm の樹脂被覆層を設けてなるロールであることを特徴とする積層体の製造方 法。 の
( 2 ) 加圧ロールが一対の口一ルからなり、 その 2個のロールのいずれ もが、 金属ロールの表面に厚さ 0. 02 〜2 mm囲の樹脂被覆層を設けてなる口 ールである請求項 1記載の積層体の製造方法。
( 3 ) 熱圧着時におけるロールの表面温度が液晶ポリマーフィルムの融 点より 20〜60°C低い温度である請求項 1記載の積層体の製造方法。
( 4 ) 光学的異方性の溶融相を形成する液晶ポリマーフィルムと金属箔 とを重ね合わせて金属加圧ロールの間を通過させて熱圧着して液晶ポリマ 一フィルムと金属箔との積層体を製造する方法において、 金属加圧ロール と接触する面の側に耐熱性樹脂フィルム及び耐熱性樹脂複合フィルムから 選ばれる耐熱フィルムを更に重ね合わせて、 金属箔と液晶ポリマーフィル ムと共に金属加圧ロールを通過させることを特徴とする積層体の製造方法。
( 5 ) 耐熱フィルムの厚さが 25〜 300 i mである請求項 4記載の積層体の 製造方法。
( 6 ) 耐熱フィルムの引張弾性率が l〜30GPaである請求項 4又は 5記載 の積層体の製造方法。
( 7 ) 耐熱フィルムが、 金属加圧ロールの表面温度 250° (:、 圧力 150kN/m において、 金属加圧ロールに付着しないものである請求項 4〜 6のいずれ かに記載の積層体の製造方法。
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