熱塑性液晶聚合物膜、電路基板、及它們的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001 ] 關(guān)聯(lián)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年10月3日提出申請(qǐng)的日本特愿2013 - 208209的優(yōu)先權(quán)、2014年3 月27日提出申請(qǐng)的日本特愿2014 - 065751的優(yōu)先權(quán)、及2014年6月10日提出申請(qǐng)的日本特 愿2014 -119850的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)參照方式引用其整體并使其成為本申請(qǐng)的一部分。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及形成光學(xué)各向異性的熔融相的、熱粘接性?xún)?yōu)良的熱塑性液晶聚合物膜 (以下有時(shí)稱(chēng)為熱塑性液晶聚合物膜、或簡(jiǎn)稱(chēng)為液晶聚合物膜)及其制造方法、以及電路基 板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 信息處理設(shè)備、通信設(shè)備等電子設(shè)備通常內(nèi)置有電路基板。電路基板通常具有由 絕緣性的材料形成的基板和形成于基板上的包含導(dǎo)電材料的層，該導(dǎo)電層中形成有電路。 各種電子部件通過(guò)焊接等處理而被設(shè)置于電路基板。近年來(lái)，還廣泛使用具有多個(gè)導(dǎo)電層 的層置電路基板。
[0005] 作為電路基板，以往已知使用聚酰亞胺作為絕緣材料的電路基板，例如，已知將在 聚酰亞胺膜上的導(dǎo)電體層中形成有電路的基板、以及包含聚酰亞胺膜和粘接劑層的覆蓋膜 貼合而構(gòu)成的電路基板。
[0006] 但是，這樣的電路基板由于使用了粘接劑，有時(shí)耐熱性、特別是焊料耐熱性差。此 外，有時(shí)會(huì)殘留來(lái)自于粘接劑的溶劑，這種情況下，可能會(huì)使多層化后的電路基板產(chǎn)生不 良，使電路基板的可靠性降低。因此，需要一種不使用粘接劑地形成電路基板的技術(shù)。
[0007] 近年，PC等信息處理領(lǐng)域、便攜電話(huà)等通信設(shè)備領(lǐng)域的發(fā)展驚人，這樣的電子設(shè) 備、通信設(shè)備中使用的頻率已經(jīng)轉(zhuǎn)移到千兆赫區(qū)域。但是已知的是，通常在這樣的高頻帶中 傳輸損失會(huì)變大。
[0008] 以往已知的是，電路基板是將在聚酰亞胺膜上形成有導(dǎo)體電路的基板、以及由聚 酰亞胺膜與粘接劑層構(gòu)成的覆蓋膜貼合而形成的。
[0009] 但是，這樣的電路基板由于使用了粘接劑，有時(shí)耐熱性、特別是焊料耐熱性差。此 外，這樣的電路基板中有時(shí)會(huì)殘留來(lái)自于粘接劑的溶劑，這樣的殘留溶劑有使多層化后的 電路基板產(chǎn)生不良、使電路基板的可靠性降低之虞。因此，需要一種不使用粘接劑地形成電 路基板的技術(shù)。
[0010] 另一方面，作為用于不使用粘接劑地形成電路基板的基板材料，熱塑性液晶聚合 物膜已經(jīng)受到了關(guān)注。但是，熱塑性液晶聚合物膜中，在將膜擠出成形時(shí)表面會(huì)產(chǎn)生硬的表 皮層，因此在使熱塑性液晶聚合物熱粘接時(shí)，存在由于表皮層而使層間粘接性不充分的情 況。
[0011]為了對(duì)其進(jìn)行改良，例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1(日本特開(kāi)2010 -103269號(hào)公報(bào)）公開(kāi)了一種 多層電路基板的制造方法，其含有:膜形成工序，將形成光學(xué)各向異性的熔融相的熱塑性液 晶聚合物擠出成形，形成熱塑性液晶聚合物膜，
[0012] 軟化工序，通過(guò)對(duì)前述熱塑性液晶聚合物膜的至少一個(gè)表面進(jìn)行物理性的研磨或 紫外線(xiàn)照射而將其軟化，使該膜表面在利用納米壓痕法測(cè)定時(shí)具有〇. 01~〇. lGPa的硬度， 從而形成粘接面，和
[0013] 熱壓接工序，使前述粘接面與基板的電路形成面對(duì)置，通過(guò)熱壓接使整體粘接，所 述基板在形成光學(xué)各向異性的熔融相的熱塑性液晶聚合物膜的至少一個(gè)面形成有導(dǎo)體電 路。
[0014] 另一方面，在不使用粘接材料地將包含銅等的金屬層的導(dǎo)體層和液晶聚合物層貼 合、通過(guò)層疊而形成電路基板時(shí)，進(jìn)行了在導(dǎo)體層上形成凹凸、從而利用錨固效果提高導(dǎo)體 層和絕緣層的壓接性、確保剝離強(qiáng)度(耐剝離強(qiáng)度）的處理，并對(duì)該凹凸形狀的優(yōu)化進(jìn)行了 研究。
[0015] 例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)2(國(guó)際公開(kāi)W02012/020818號(hào)小冊(cè)子）公開(kāi)了 一種覆金屬層壓板， 其特征在于，在于液晶聚合物層的單面或兩面具有金屬箱的覆金屬層疊基板中，金屬箱的 與液晶聚合物層相接的面被實(shí)施了粗化處理，從而表層部具有突起物，表示該突起物的高 度Η與突起物的根部的寬度L之比的高寬比(H/L)在3~20的范圍內(nèi)，且突起物的高度在0.1 ~2μπι的范圍內(nèi)，液晶聚合物層具有10~2000μπι的厚度，膜厚度公差小于6%。
[0016] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)：
[0017]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0018] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010-103269號(hào)公報(bào)
[0019] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2:國(guó)際公開(kāi)W02012/020818號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 發(fā)明所要解決的課題
[0021] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1雖然通過(guò)物理性的研磨或紫外線(xiàn)照射實(shí)施了表皮層的軟化處理，使液 晶聚合物膜間的層間粘接性提高，但對(duì)于不損傷表皮層地提高液晶聚合物膜間的層間粘接 性則沒(méi)有記載和教導(dǎo)。
[0022] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2雖然記載了通過(guò)對(duì)金屬箱進(jìn)行粗化處理而使液晶聚合物膜和金屬箱的 層間粘接性提高，但并未意識(shí)到通過(guò)對(duì)液晶聚合物膜進(jìn)行特定處理來(lái)提高層間粘接性這一 點(diǎn)。而且，該文獻(xiàn)記載的發(fā)明中，對(duì)由于銅箱存在突出部、而這樣的突出部對(duì)液晶聚合物不 利這一點(diǎn)也沒(méi)有進(jìn)行研究。
[0023] 本發(fā)明的目的在于，提供能夠提高層間粘接性的熱粘接性?xún)?yōu)良的液晶聚合物膜、 及其制造方法。
[0024] 本發(fā)明的另一目的在于，提供層間粘接性提高了的電路基板及其制造方法。
[0025]用于解決課題的方法
[0026]本發(fā)明的發(fā)明人們?yōu)榱诉_(dá)成上述目的進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了以下構(gòu)成。 [0027] 即，本發(fā)明的第1構(gòu)成為分子取向度S0R為0.8~1.4且水分率為300ppm以下的熱塑 性液晶聚合物膜的制造方法，其至少具備：
[0028]準(zhǔn)備工序，準(zhǔn)備形成光學(xué)各向異性的熔融相的、分子取向度S0R為0.8~1.4的熱塑 性液晶聚合物膜;和
[0029] 脫氣工序，通過(guò)將前述熱塑性液晶聚合物膜（i)在真空度1500Pa以下真空脫氣30 分鐘以上、和/或（ii)在l〇〇°C~200°C的范圍內(nèi)進(jìn)行加熱脫氣，從而對(duì)前述熱塑性液晶聚合 物膜中的熱塑性液晶聚合物膜進(jìn)行脫氣。
[0030] 前述制造方法中，脫氣工序還可以具備:第一脫氣工序，將準(zhǔn)備的熱塑性液晶聚合 物膜在100 °C~200 °C的范圍內(nèi)加熱規(guī)定的時(shí)間而進(jìn)行脫氣;和
[0031] 第二脫氣工序，對(duì)前述電路基板材料在真空度1500Pa以下進(jìn)一步進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的 脫氣。此外，真空脫氣（i)或第二脫氣工序可以通過(guò)在真空度1500Pa以下在80~200°C的范 圍加熱而進(jìn)行。
[0032] 此外，進(jìn)行脫氣工序的熱塑性液晶聚合物膜還可以是卷狀物。
[0033] 本發(fā)明還包含熱粘接性?xún)?yōu)良的熱塑性液晶聚合物膜來(lái)作為第2構(gòu)成。這樣的熱塑 性液晶聚合物膜的分子取向度S0R為0.8~1.4且水分率為300ppm以下。此外，膜的厚度可以 為10~200μπι左右。前述熱塑性液晶聚合物膜可以用前述制造方法來(lái)制造。前述熱塑性液晶 聚合物膜可以是用氣體阻隔性包裝材料進(jìn)行了包裝的熱塑性液晶聚合物膜。
[0034]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明還包含熱塑性液晶聚合物膜的包裝體，其由前述熱粘接性 熱塑性液晶聚合物膜和對(duì)該熱塑性液晶聚合物膜進(jìn)行包裝的氣體阻隔性包裝材料構(gòu)成。 [0035] 前述包裝體中，氣體阻隔性包裝材料可以具有例如10mL/m2 · day · MPa以下的氧 氣透過(guò)度。此外，氣體阻隔性包裝材料還可以具有例如l〇g/m2/day以下的透濕度。
[0036] 本發(fā)明還包含電路基板的制造方法作為第3構(gòu)成，前述制造方法為至少具備如下 工序的電路基板的制造方法:準(zhǔn)備工序，準(zhǔn)備多片選自至少一個(gè)面形成有導(dǎo)體層的絕緣基 板、粘結(jié)片（求 少シ一卜）、及覆蓋膜（力彳）中的至少一種電路基板材料;和熱 壓接工序，將前述準(zhǔn)備的電路基板材料疊合成規(guī)定的電路基板結(jié)構(gòu)，在規(guī)定的壓力下加熱 而對(duì)電路基板材料進(jìn)行熱壓接，其中，
[0037] (I)選自絕緣基板、粘結(jié)片及覆蓋膜中的至少1片由進(jìn)行了前述脫氣工序的熱粘接 性熱塑性液晶聚合物膜構(gòu)成，和/或
[0038] (II)絕緣基板、粘結(jié)片及覆蓋膜的至少1片由熱塑性液晶聚合物膜構(gòu)成，且在熱壓 接工序之前進(jìn)行前述脫氣工序。
[0039] 前述制造方法中，可以是選自粘結(jié)片及覆蓋膜中的至少一種由熱粘接性熱塑性液 晶聚合物膜構(gòu)成。
[0040] 此外，前述制造方法可以是:選自絕緣基板、粘結(jié)片及覆蓋膜中的至少兩種電路基 板材料由具有高耐熱性的高熔點(diǎn)液晶聚合物膜和具有比其低的耐熱性的低熔點(diǎn)液晶聚合 物膜構(gòu)成，前述高熔點(diǎn)液晶聚合物膜和低熔點(diǎn)液晶聚合物膜的熔點(diǎn)差為70°C以?xún)?nèi)。
[0041] 前述電路基板的制造方法中，熱壓接工序可以含有在加壓壓力（フ°レス圧)5MPa以 下（優(yōu)選0.5~2.5MPa)下加熱而對(duì)電路基板材料進(jìn)行熱壓接的工序。此外，例如，可以在相 對(duì)于被熱壓接的熱塑性液晶聚合物膜的熔點(diǎn)Tm為(Tm-60) °C以上且(Tm+40) °C以下加熱而 對(duì)電路基板材料進(jìn)行熱壓接。
[0042] 本發(fā)明包含一種電路基板作為第4構(gòu)成，所述電路基板具備多片選自至少一個(gè)面 形成有導(dǎo)體層的絕緣基板、粘結(jié)片、及覆蓋膜中的至少一種電路基板材料，
[0043] 選自絕緣基板、粘結(jié)片及覆蓋膜中的至少1片為熱塑性液晶聚合物膜，
[0044]將電路基板基于依照J(rèn)IS C 5012的方法在焊料浴290°C的環(huán)境下靜置60秒時(shí)，具 有焊料耐熱性。如述電路基板可以是用如述制造方法制造的電路基板。
[0045] 優(yōu)選的是，電路基板中，關(guān)于熱塑性液晶聚合物膜和與該膜粘接的電路基板材料 之間的基于JIS - C5016 -1994的粘接強(qiáng)度，在熱塑性液晶聚合物膜和絕緣性基板材料(例 如，熱塑性液晶聚合物膜)之間可以為0.8kN/m以上，在熱塑性液晶聚合物膜和導(dǎo)體層之間 可以為〇.3kN/m以上。
[0046] 需要說(shuō)明的是，在導(dǎo)體層的與液晶聚合物膜相接的部分的表面積比率（即，殘留導(dǎo) 體率=接觸面中的單元電路基板上的電路圖案的面積/單元電路基板的總面積X 100)為 30%以上時(shí)，測(cè)定液晶聚合物膜和導(dǎo)體層之間的粘接強(qiáng)度作為粘接強(qiáng)度，在以導(dǎo)體層的表 面積小于30%的比率與液晶聚合物膜接觸時(shí)，測(cè)定液晶聚合物膜和液晶聚合物膜之間的粘 接強(qiáng)度作為粘接強(qiáng)度。
[0047] 此外，電路基板中，優(yōu)選粘接強(qiáng)度的各向同性?xún)?yōu)良。例如，對(duì)電路基板的一個(gè)方向 (A方向）和與其正交的方向（B方向）分別從兩側(cè)拉剝并對(duì)A的順向、A的逆向、B的順向、B的逆 向這4個(gè)方向測(cè)定熱塑性液晶聚合物膜和與該膜粘接的電路基板材料之間的基于JIS - C5016 - 1994的粘接強(qiáng)度時(shí)，粘接強(qiáng)度的最小值
[0048] (i)在熱塑性液晶聚合物膜和絕緣性基板材料之間可以為0.5kN/m以上，或
[0049 ] (i i)在熱塑性液晶聚合物膜和導(dǎo)體層之間可以為0.2 5kN/m以上。
[0050] 此外，電路基板可以是:前述電路基板材料中的至少2片為熱塑性液晶聚合物膜， 具有以第1熱塑性液晶聚合物膜和第2熱塑性液晶聚合物膜夾持導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)，且前述第1 熱塑性液晶聚合物膜和第2熱塑性液晶聚合物膜的熔點(diǎn)差為0~70°C的電路基板。
[0051] 進(jìn)而，可以是電路基板材料全部由熱塑性液晶聚合物膜形成，不通過(guò)粘結(jié)片而是 絕緣基板彼此粘接、或絕緣基板和覆蓋膜粘接。
[0052]前述電路基板中，導(dǎo)體層優(yōu)選平滑，例如，導(dǎo)體層的至少一個(gè)表面的通過(guò)基于 IS04287 - 1997的方法測(cè)定的十點(diǎn)平均粗糙度(Rz jIS)可以為1.25μπι以下。
[0053] 作為能夠使電路基板的厚度變薄的指標(biāo)，例如，電路基板可以具備η+1層的熱塑性 液晶聚合物膜層和夾在這些熱塑性液晶聚合物膜層中的η層的導(dǎo)體電路層。此時(shí)，電路基板 可以不是通過(guò)粘結(jié)片而是以?shī)A著導(dǎo)體電路層的狀態(tài)將熱塑性液晶聚合物膜彼此粘接。
[0054] 在電路基板中的導(dǎo)體電路的下陷（沈辦込辦)被抑制時(shí)，作為其指標(biāo)，在具有上表 面和底面的絕緣基板的上表面?zhèn)刃纬捎袑?dǎo)體電路的絕緣基板中，分別對(duì)未形成導(dǎo)體電路的 位置的絕緣基板的厚度L1和形成有導(dǎo)體電路的位置的絕緣基板的厚度L2進(jìn)行測(cè)定時(shí)，L2/ L1的百分比可以為80~100%。
[0055] 可以為如下電路基板:電路基板中，導(dǎo)體電路具有帶狀線(xiàn)結(jié)構(gòu)或微帶狀線(xiàn)結(jié)構(gòu)。
[0056] 本發(fā)明可以包含用前述制造方法制造的電路基板。本發(fā)明的電路基板既可以是如 上所述的具有1層導(dǎo)體層的單層電路基板，也可以是具有多層導(dǎo)體層的多層電路基板，任一 者均可。
[0057]此外，本發(fā)明中，作為另一構(gòu)成，還可以包含以下的發(fā)明。
[0058]第5構(gòu)成為一種電路基板的制造方法，其具備：
[0059]準(zhǔn)備一個(gè)以上的包含在單面或兩面形成有導(dǎo)體層的熱塑性液晶聚合物膜的單元 電路基板、和一種以上的用于與該單元電路基板的導(dǎo)體層粘接的包含熱塑性液晶聚合物膜 的電路基板材料的工序；
[0060] 第一脫氣工序，對(duì)前述單元電路基板和前述電路基板材料在例如大氣壓下、100°C ~200 °C的范圍內(nèi)加熱規(guī)定的時(shí)間而進(jìn)行脫氣；
[0061] 第二脫氣工序，對(duì)前述單元電路基板和前述電路基板材料在真空度1500Pa以下進(jìn) 一步進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的脫氣;和
[0062] 對(duì)將前述電路基板材料和前述單元電路基板層疊而形成的層疊體進(jìn)行加熱及加 壓、通過(guò)熱壓接而將前述層疊體一體化的工序，并且，
[0063]與前述電路基板材料粘接的一側(cè)的前述導(dǎo)體層表面的通過(guò)基于IS04287 -1997的 方法測(cè)定的十點(diǎn)平均粗糙度(Rzjis)為1.25μηι以下。
[0064] 第二脫氣工序可以在80°C~200°C的范圍內(nèi)進(jìn)行。此外，第二脫氣工序還可以在無(wú) 加壓下進(jìn)行。電路基板材料可以為選自粘結(jié)片及覆蓋膜中的至少一種。
[0065] 此外，單元電路基板的準(zhǔn)備工序可以具備：
[0066] 將金屬箱熱壓接在熱塑性液晶聚合物膜的單面或兩面的熱壓接工序;和
[0067] 在前述進(jìn)行了熱壓接的金屬箱表面形成耐氧化被膜的皮膜形成工序。
[0068] 前述導(dǎo)體層優(yōu)選含有包含銅箱的銅層，進(jìn)而還可以含有含銅的合金層作為耐氧化 性皮膜。
[0069] 進(jìn)而，單元電路基板的準(zhǔn)備工序還可以具備對(duì)導(dǎo)體層表面附著硅烷偶聯(lián)劑的硅烷 偶聯(lián)劑附著工序。
[0070] 本發(fā)明的第6構(gòu)成中，電路基板可以是通過(guò)上述方法制造的電路基板。
[0071] 此外，本發(fā)明的第6構(gòu)成中，前述電路基板可以是如下電路基板:具有包含在單面 或兩面形成有導(dǎo)體層的熱塑性液晶聚合物膜的一個(gè)以上的單元電路基板、和一種以上的用 于與該單元電路基板的導(dǎo)體層粘接的包含熱塑性液晶聚合物膜的電路基板材料，
[0072]與前述電路基板材料粘接的一側(cè)的前述導(dǎo)體層表面的通過(guò)基于IS04287 -1997的 方法測(cè)定的十點(diǎn)平均粗糙度(RzjIS)為1.25μπι以下，且
[0073]將電路基板基于依照J(rèn)IS C 5012的方法在焊料浴290°C的環(huán)境下靜置60秒時(shí)，具 有焊料耐熱性。
[0074]發(fā)明效果
[0075] 第1構(gòu)成的熱塑性液晶聚合物膜，通過(guò)進(jìn)行特定的脫氣工序，能夠保持液晶聚合物 膜的各向同性且使熱粘接性提高，其結(jié)果是，即使不使用粘接劑也能夠提高使用了液晶聚 合物膜的電路基板的層間粘接性。
[0076] 進(jìn)而，通過(guò)將進(jìn)行了特定的脫氣工序的熱塑性液晶聚合物膜用氣體阻隔性包裝材 料包裝，從而能夠以維持熱塑性液晶聚合物膜的脫氣狀態(tài)的狀態(tài)以熱塑性液晶聚合物膜的 包裝體形式進(jìn)行運(yùn)輸、搬運(yùn)。
[0077] 第2構(gòu)成的熱塑性液晶聚合物膜的制造方法，能夠高效率地制造粘接性?xún)?yōu)良的熱 塑性液晶聚合物膜。
[0078] 第3構(gòu)成的電路基板，通過(guò)提高使用熱塑性液晶聚合物膜的電路基板的層間粘接 性，從而能夠抑制局部的粘附（密著)不良，能夠抑制將電子部件安裝于電路基板的回流處 理時(shí)等高溫處理時(shí)電路基板發(fā)生鼓泡(膨機(jī)）。此外，由于能夠不利用粘接劑地進(jìn)行層間粘 接，因此還能夠提尚電路基板的可靠性。
[0079] 第4構(gòu)成的電路基板的制造方法，能夠高效率地制造這樣的電路基板。
【附圖說(shuō)明】
[0080] 基于參考附圖的以下的優(yōu)選實(shí)施方式的說(shuō)明應(yīng)該可以更明確地理解本發(fā)明。但 是，實(shí)施方式和附圖僅用于圖示和說(shuō)明，不應(yīng)被用于確定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由所 附的權(quán)利要求書(shū)來(lái)確定。
[0081] 圖1為用于說(shuō)明由本發(fā)明的一實(shí)施方式的熱塑性液晶聚合物膜形成的卷狀物的形 狀的概略剖面圖。
[0082] 圖2A為用于說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施方式的電路基板的制造工序的剖面示意圖，示出 層疊前的狀態(tài)。
[0083] 圖2B為用于說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施方式的電路基板的制造工序的剖面示意圖，示出 層疊后的狀態(tài)。
[0084] 圖3A為用于說(shuō)明本發(fā)明的另一實(shí)施方式的電路基板的制造工序的剖面示意圖，示 出層疊前的狀態(tài)。
[0085] 圖3B為用于說(shuō)明本發(fā)明的另一實(shí)施方式的電路基板的制造工序的剖面示意圖，示 出層疊后的狀態(tài)。
[0086] 圖4為用于說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施方式的電路基板中η層導(dǎo)體層和將這些導(dǎo)電層包 含于內(nèi)部的η+1層絕緣層的關(guān)系的概略剖面圖。
[0087] 圖5Α為用于說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施方式的電路基板中導(dǎo)體層