热塑性液晶聚合物膜、电路基板、及它们的制造方法_4

文档序号:9871327阅读:来源:国知局
电路基板材料在真空度1500Pa以下进一步进行规定时间的脱气。
[0245] 此外,脱气工序还可以作为预热工序在热压接工序之前进行。此时,预热工序可以 在例如真空度1500Pa以下的真空下、加热温度50 °C~150 °C的范围内进行。预热工序中的加 热温度优选60~120°C左右、更优选70~110°C。
[0246] 通过进行这样的预热工序,即使是未经过脱气工序的膜,也能够使存在于液晶聚 合物膜的表面和/或其中的空气、水分以一定程度释放出来,其结果是,即使在不使用粘接 剂的情况下也能够提高液晶聚合物膜和其被粘物的层间粘接性。
[0247] 预热工序可以在真空度1500Pa以下的真空下进行,优选在1300Pa以下、更优选在 llOOPa以下进行。
[0248] 此外,预热工序中,可以在不损害发明的效果的范围内施加压力,例如施加 0.8MPa 以下、更优选〇. 6MPa以下左右,优选尽量不加压。
[0249] 此外,预热工序可以进行例如30~120分钟左右,可以优选进行40~100分钟左右、 更优选45~75分钟左右。
[0250] 例如,将第一脱气工序和第2脱气工序组合时,可以按照下述方式进行脱气工序。
[0251] (第一脱气工序:加热脱气工序)
[0252] 为了防止在层叠电路基板时或此后的工序中从电路基材和粘接性材料用液晶聚 合物膜、及导体层的金属层产生脱气,预先将单元电路基板和粘接性材料用液晶聚合物膜 在例如大气压下(或常压下)加热,从而进行脱气。
[0253] 关于加热温度,可以在100~200 °C的范围内进行、优选在110~190 °C的范围内进 行。此外,加热时间可以根据加热温度适当调节,可以为例如30分钟~4小时、优选1小时~3 小时。
[0254] 此外,加热脱气可以在不含真空度1500Pa以下的条件下进行,例如,可以在不调整 压力的大气压下(或常压下)进行,根据需要,也可以在由大气压减压的条件下(例如,超过 1500Pa且小于lOOOOOPa、优选3000~50000Pa左右)下进行加热。
[0255] 需要说明的是,为了防止导体(铜箱等)的氧化,第一脱气工序优选在氮气等不活 泼气体气氛下进行加热。或者,也可以在导体表面形成有耐氧化性皮膜(例如,耐氧化性合 金层、耐氧化性镀覆层、苯并三唑类等的防锈剂层等)的状态下进行。
[0256] (第二脱气工序:脱气强化工序)
[0257] 优选然后在真空气氛下进一步进行单元电路基板、及粘接性材料用液晶聚合物膜 的脱气。该工序可以在真空度1500Pa以下进行、优选在1300Pa以下、更优选在llOOPa以下进 行。此外,脱气时间可以根据真空度适当调节,可以为例如30分钟以上、40分钟以上、或50分 钟以上,可以为6小时以下、4小时以下、3小时以下、2小时以下、或1.5小时以下。
[0258] 真空脱气可以在常温下(例如10~50 °C、优选15~45 °C的范围)进行,从提高脱气 效率的观点出发,也可以在加热下进行。进行加热时,可以在加热温度80 °C~200 °C的范围 内加热从而进行,优选在100 °C~200 °C的范围、更优选在115 °C~200 °C范围内进行。如上所 述,通过在这样的低于熔点的特定温度下进行加热,能够抑制由膜剧烈地产生水分、且将膜 中的水以水蒸气形式脱除。
[0259] 此外,第二脱气工序中,从提高脱气性的观点出发,可以在实质上不进行加压的无 加压下(压力解除下)进行脱气。例如,在使用真空热压装置制作电路基板时,通过第一脱气 工序对单元电路基板和粘接性材料用液晶聚合物膜进行脱气后交替层叠地设置在装置内, 第二脱气工序在无加压下进行脱气即可。
[0260] 由于将通过这样的脱气工序而具有极低的水分量、空气量的液晶聚合物膜作为基 板材料使用,因此能够抑制例如多层层叠时因脱气不足而夹入空气所致的局部粘附不良。 特别是多层电路基板的情况下,即使多层层叠时层数多的情况下也能够抑制中央部的膜的 脱气不足。
[0261] (热压接工序)
[0262] 热压接工序中,将在准备工序中准备的电路基板材料叠合成规定的电路基板结 构,在规定的压力下加热,从而将电路基板材料热压接。
[0263] 层叠的电路基板的结构可以根据电路基板的期望结构适当设定,没有特别限制, 通常,电路基板材料按照夹持导体层(或导体电路)的方式重合并层叠。
[0264] 需要说明的是,电路基板材料在进行热压接时为层叠着的状态即可,将电路基板 材料层叠的工序可以根据准备的电路基板材料的状态、作业顺序等在准备工序、脱气工序、 热压接工序等中的任一阶段进行。
[0265] 重合时,例如,可以在至少2片的至少一个面形成有导体电路的绝缘基板之间配设 粘结片,根据需要在最外层配设覆盖膜;也可以不通过粘结片地配设至少2片的至少一个面 形成有导体电路的的绝缘基板,根据需要在最外层配设覆盖膜。在可以不通过粘结片而直 接配设绝缘基板彼此时,能够降低电路基板整体的厚度。
[0266] 热压接可以根据电路基板材料的种类等使用真空热压装置、加热辊层叠设备等进 行,从能够进一步减少来自液晶聚合物膜的空气的观点出发,优选使用真空热压装置。例 如,在真空热压时,优选一边保持基于真空脱气的层叠体脱气状态一边进行热压接,热压接 时的真空度优选保持在与第二脱气工序相同的程度(例如,1500Pa以下)。
[0267] 在使用通过脱气工序提高了热粘接性的热塑性液晶聚合物膜时,在将粘接的热粘 接性热塑性液晶聚合物膜(温度不同的热塑性液晶聚合物膜间的情况下,更低温的热塑性 液晶聚合物膜)的熔点设为Tm时,热压接时的加热温度例如可以为(Tm-60) °C~(Tm+40) °C 的范围,可以从优选(Tm-55) °C~(Tm+30) °C、更优选(Tm-50) °C~(Tm+25) °C左右的较宽 温度范围中选择。例如,在高温下进行热压接时,可以是(Tm - 20) °C~(Tm+40) °C的范围(例 如,(Tm-20)°C~(Tm+20)°C的范围),可以优选(Tm-10)°C~(Tm+30)°C左右的范围,可以 更优选(Tm-10)°C~(Tm+10)°C的范围。
[0268] 此外,本发明中在将脱气工序(i)及(ii)组合时,令人惊讶的是,即使在低于进行 粘接的热粘接性热塑性液晶聚合物膜的熔点下进行粘接,也能够达成良好的层间粘接性, 例如,可以在(Tm-60)°C以上且低于(Tm-20)°C下进行热压接,可以在(Tm-50)°C以上且 低于(Tm-30) °C、更优选(Tm-40) °C~(Tm-32) °C下进行热压接。
[0269] 此外,热压接时施加的压力可以根据液晶聚合物膜的性质从例如0.5~6MPa的较 宽范围内选择,由于本发明中使用经过了脱气工序的热粘接性优良的液晶聚合物膜进行粘 接,因此即使加压压力为5MPa以下、特别是4.5MPa以下(例如,0.5MPa~3MPa、优选1~ 2.5MPa),也能够在液晶聚合物膜层间进行良好的粘接,粘接后也能够抑制由于空气的夹入 而产生的局部的粘附不良。
[0270] 此外,本发明中,在将脱气工序(i)及(ii)组合时,热压接工序还可以包含低压下 的热压接工序,例如,关于低压下,可以在加压压力0.5~2.5MPa的范围内进行热压接,可以 在优选0.6~2MPa的范围、更优选0.7~1.5MPa的范围内进行热压接。
[0271] 此外,本发明中,热压接可以以1次加压来进行,也可以以2次等多次加压来进行。 例如,进行2次加压时,可以通过热压接的前工序、即在高压下(例如超过2.5MPa且5MPa以下 的范围)进行加压而进行临时粘接,然后在上述低压下进行主粘接。低压下的热压接可以比 高压下的热压接的时间更长。此外,低压下的加热温度可以为比高压下的加热温度更高。
[0272] 此外,关于热压接工序所需要的时间(一定的温度及压力下的保持时间),只要能 够使电路基板的层间粘接性良好则没有特别限制,可以进行例如15~60分钟左右,可以优 选进行20~50分钟左右、进而优选进行20~40分钟左右。需要说明的是,进行多次加压的情 况下,可以是各保持时间的合计时间。
[0273] 需要说明的是,在制造电路基板时,可以根据需要进行公知或惯用地进行的各种 制造工序(例如,电路形成工序、贯通连接工序、层间连接工序等)。
[0274] 优选的一实施方式的电路基板的制造方法可以是例如下述电路基板的制造方法:
[0275] 其具备如下工序:准备一个以上的包含在单面或两面形成有导体层的热塑性液晶 聚合物膜的单元电路基板、和一种以上的用于与该单元电路基板的导体层粘接的包含热塑 性液晶聚合物膜的电路基板材料的工序;
[0276] 第一脱气工序,对前述单元电路基板和前述电路基板材料在例如大气压下(或常 压下)、100 °C~200 °C的范围内加热30分钟以上而进行脱气;
[0277] 第二脱气工序,对前述单元电路基板和前述电路基板材料在真空度1500Pa以下进 一步进行规定时间的脱气;和
[0278] 对将前述电路基板材料和前述单元电路基板层叠而形成的层叠体进行加热及加 压、通过热压接而将前述层叠体一体化的工序,并且,
[0279] 与前述电路基板材料粘接的一侧的前述导体层表面的通过基于IS04287 -1997的 方法测定的十点平均粗糙度(Rzjis)为1.25μηι以下。
[0280] 以下参照附图分别对上述本发明的电路基板的制造方法的一实施方式(不使用粘 结片地将绝缘基板层叠的形态)、另一实施方式(使用粘结片地将绝缘基板层叠的形态)进 行说明。需要说明的是,本发明不受该实施方式限定。
[0281] 图2Α为示出不使用粘结片地将绝缘基板层叠时的、电路基板的层叠前的状态的剖 面示意图。其中,准备在第一热塑性液晶聚合物膜5的两面贴合有铜箱4、4的第一单元电路 基板(两面覆铜板)1〇和在第二塑性液晶聚合物膜6的单面贴有铜箱4的第二单元电路基板 (单面覆铜基板)20。其中,第一热塑性液晶聚合物膜1和第二热塑性液晶聚合物膜2可以是 厚度相同或不同的由相同原材料形成的膜。
[0282] 然后将被对置的单元电路基板夹持的铜箱等实施电路加工(例如,带状线图案) 后,形成导体电路。
[0283]然后,优选在氮气气氛下将第一单元电路基板10、及第二单元电路基板20加热规 定时间(第一脱气工序)。此时的温度、时间条件可以使用上述中说明的条件。
[0284] 然后,在真空热压装置的腔室(未图示)中将第一单元电路基板10及第二单元电路 基板20层叠、载置,形成图2Β所示的层叠体30。然后,一边抽真空而保持1500Pa以下的真空 度,一边进行规定时间的加热(第二脱气工序)。此时的温度、时间条件可以使用上述记载的 条件。
[0285] 然后,在使真空度保持1500Pa以下的状态下将温度提高到热压接条件并加压,对 层叠体30的各层进行压接。热压接时的温度、压力条件可以使用上述说明的条件。
[0286] 然后,按照通常的工艺使装置内恢复常温常压条件后,从装置中回收电路基板30。
[0287] 上述实施方式中,将第一单元电路基板10和第二单元电路基板20直接粘接,作为 变形例,也可以根据需要直接在第一单元电路基板10和第二单元电路基板20之间使用粘结 片。此外,作为另一变形例,可以使导体电路成为微带状线图案并用覆盖膜代替第二单元电 路基板20。
[0288] 此外,图2B所示的例子中,电路基板形成有3层导体层,但导体层的数目可以适当 设定为1层或多层(例如,2~10层)。
[0289] 图3A是示出使用粘结片地对绝缘基板进行层叠时的电路基板的层叠前的状态的 剖面示意图。其中,准备在第一热塑性液晶聚合物膜7的两面贴合有铜箱40的第一单元电路 基板(两面覆铜板)70、在第二塑性液晶聚合物膜8的单面覆盖有铜箱40的第二单元电路基 板(单面覆铜基板)80、由熔点低于第一热塑性液晶聚合物膜7和第二热塑性液晶聚合物膜8 的第三热塑性液晶聚合物膜9形成的粘结片(粘接性材料用液晶聚合物膜)90。其中,第一热 塑性液晶聚合物膜7和第二热塑性液晶聚合物膜8可以是厚度相同或不同的由相同原材料 形成的膜。
[0290] 然后,对各单元电路基板的铜箱40实施电路加工后,对第一单元电路基板的铜箱 表面实施FlatBONDGT(Mec Corporation制)处理,在铜箱表面形成耐氧化性合金层(未图 示),然后进行FlatBONDGC(Mec Corporation制)处理,从而附着硅烷偶联剂、形成导体层。
[0291] 然后,优选在氮气气氛下对第一单元电路基板70、第二单元电路基板80、及粘结片 90进行规定时间的加热(第一脱气工序)。此时的温度、时间条件可以使用上述说明的条件。
[0292] 然后,在真空热压装置的腔室(未图示)内,将第一单元电路基板70、粘结片90、第 二单元电路基板80层叠、载置,形成图3B所示的层叠体50。然后,一边抽真空而保持1500Pa 以下的真空度,一边进行规定时间的加热(第二脱气工序)。此时的温度、时间条件可以使用 上述记载的条件。
[0293] 然后,在使真空度保持1500Pa以下的状态下将温度提高到热压接条件并加压,对 层叠体50的各层进行压接。热压接时的温度、压力条件可以使用上述说明的条件。
[0294]然后,按照通常的工艺使装置内恢复常温常压条件后,从装置中回收电路基板50。
[0295] 这些所示的例子都是在绝缘层的两面接合有导体层(铜箱)的第一单元电路基板 上通过或者不通过粘结片层叠在绝缘层的单面(上表面)形成有导体层的第二单元电路基 板,但图示的构成对本发明的电路基板没有限定作用。例如,电路基板也可以仅具有两片导 体层,也可以具有四片以上的导体层。此外,为了覆盖导体层,电路基板可以具备包含液晶 聚合物膜的覆盖膜作为最外层。
[0296] [电路基板]
[0297] 第4构成的电路基板(优选多层电路基板)为具备多片选自至少一个面形成有导体 层的绝缘基板、接合片、及覆盖膜中的至少一种电路基板材料,且选自绝缘基板、接合片及 覆盖膜中的至少1片为热塑性液晶聚合物膜的电路基板。
[0298] 前述电路基板的耐热性优异,将电路基板基于JIS C 5012的方法在焊料浴290°C 的环境下静置60秒时,具有焊料耐热性。焊料耐热性的评价可以如下进行:基于JIS C 5012,在焊料浴的温度为290°C、漂浮(7 口一卜)时间为60秒的条件下进行浮焊试验,目视和 使用光学显微镜(X 5倍以上)观察漂浮试验后的基板是否具有高度100μπι以上的鼓泡而进 行评价。
[0299] 例如,本发明的电路基板可以是具有以下构成的电路基板等。
[0300] (i)具备单元电路基板和接合片、且通过接合片层叠两片以上的单元电路基板的 电路基板(多层或层叠电路基板),所述单元电路基板具有包含热塑性的液晶聚合物膜(第 一液晶聚合物膜)的绝缘层(基材层)和形成于前述膜的单面或两面上的导体层;
[0301] (ii)具备单元电路基板和用于覆盖该单元电路基板的导体层的覆盖膜的电路基 板(单层或二层电路基板),所述单元电路基板具有包含热塑性的液晶聚合物膜(第一液晶 聚合物膜)的绝缘层(基材层)和形成于前述膜的单面或两面上的导体层;
[0302] (iii)为将上述(i)及(ii)组合而成的构成,是具备单元电路基板、接合片和覆盖 膜,且两片以上的单元电路基板通过接合片而层叠、电路基板的最外层由覆盖单元电路基 板的导体层的覆盖膜构成的电路基板(多层或层叠电路基板);
[0303] (iv)具备多片单元电路基板,且两片以上的单元电路基板不通过接合片而是直接 层叠的电路基板(多层或层叠电路基板),所述单元电路基板具备包含热塑性的液晶聚合物 膜的绝缘层(基材层);以及
[0304] (v)为将上述(ii)及(iv)组合而成的构成,是具备两片以上的单元电路基板和覆 盖膜,且两片以上的单元电路基板不通过接合片而是直接层叠,电路基板的最外层由覆盖 单元电路基板的导体层的覆盖膜构成的电路基板(多层或层叠电路基板)。
[0305]需要说明的是,关于导体层,如制造方法中已经说明那样,与前述电路基板材料粘 接一侧的前述导体层表面的基于依照IS04287 -1997的方法的十点平均粗糙度(RzjIS)可以 为例如1.25μηι以下。
[0306]此外,如述电路基板中,为了能够提尚液晶聚合物I旲的粘接性,例如关于热塑性液 晶聚合物膜和与该膜粘接的电路基板材料之间的基于JIS - C5016 -1994的粘接强度,在热 塑性液晶聚合物膜和绝缘性基板材料(优选其它热塑性液晶聚合物膜)之间可以为例如 0.8kN/m以上(例如,0.8~3kN/m),可以优选0.9kN/m以上,可以更优选lkN/m以上,可以进一 步优选l.lkN/m以上。需要说明的是,粘接强度可以是基于JIS C5016 -1994以每分钟50mm 的速度沿着90°的方向将被粘物彼此拉剥,同时用拉伸试验机[NIDEC-SMMPO CORPORATION 制、数字压力计FGP-2]进行测定而得到的拉剥强度的值。
[0307]此外,前述电路基板中,为了能够提高液晶聚合物膜
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