JP4138995B2 - Circuit board and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性ポリマー（以下、これを熱可塑性液晶ポリマーと称する）からなるフィルム（以下、これを熱可塑性液晶ポリマーフィルムと称する）をカバーレイとする回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロニクス分野などにおける回路基板には、電気絶縁性のフィルム状もしくはシート状または板状の電気絶縁材料と、その表面に導電性の金属箔もしくはメッキまたは蒸着などのメタライジングにより設けられた電気回路とで構成されるベース回路基板が用いられる。ベース回路基板は、導電層の金属が露出しているので、電気回路の物理的あるいは化学的損傷を防止し、また電気回路間のショートなどを防止するために、電気回路の上をさらに電気絶縁層で被って保護することが通常行われる。この保護電気絶縁層は、例えばカバーレイまたはソルダーレジストと称される。この保護電気絶縁層は、単に電気回路を保護する目的だけの場合には厚みの薄いフィルム状であることで充分であるが、力学的に補強を目的としたり、さらにその上に電気回路を設けたりする目的を有する場合には、フィルム状だけでなく、厚みの厚いシート状、板状などの形態を取り得るものである。
【０００３】
本明細書では、ベース回路基板の上に設けられる保護電気絶縁層のことを総称してカバーレイと称する。また、ベース回路基板およびカバーレイの電気絶縁材料に用いられるフィルムには、フィルム状、シート状、板状などのものが含まれるが、総称してフィルムと称する。また、説明をわかり易くするために、ベース回路基板上にカバーレイが設けられて構成されたものを、ベース回路基板と区別して、単に回路基板と称する。
【０００４】
近年、熱可塑性液晶ポリマーは積層体における電気絶縁材料として、(1) 金属箔と直接熱接着できること、(2) 耐熱性であること、(3) 低吸湿性であること、(4) 熱寸法安定性に優れること、(5) 湿度寸法安定性に優れること、(6) 高周波特性に優れること、(7) 有毒なハロゲン、燐、アンチモン等の難燃剤を含有しなくても難燃性であること、(8) 耐放射線性に優れること、(9) 熱膨張係数が制御できること、(10)低温でもしなやかであること、などの特長があるために、回路基板の電気絶縁材料として理想的な材料の一つであるとされている。したがって、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを電気絶縁材料とする回路基板、特に精密回路基板の実現への期待は高い。
【０００５】
熱可塑性液晶ポリマーフィルムの優れた性質を回路基板材料として十分に利用するためには、上記カバーレイをベース回路基板に接着剤を用いて接着することは避けなければならない。なぜなら、接着剤は熱可塑性液晶ポリマーフィルムと比較して、一般に、吸湿性が高く、熱寸法安定性、湿度寸法安定性および高周波特性が劣り、有毒なハロゲンもしくは燐またはアンチモン等の難燃剤を含有し、耐放射線性が劣り、熱膨張係数の制御が困難であり、低温で脆くなるからである。
【０００６】
このような欠点を克服する方法として、接着剤を使用することなく熱可塑性液晶ポリマーフィルムをカバーレイとしてベース回路基板上に接着させる試みが特開平８−９７５６５号公報でなされている。しかし、強固な接着力を得るためには、カバーレイとして使用される熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点以上の高い温度で融着プレスする必要がある。したがって、ベース回路基板を構成する電気絶縁材料の融点は、カバーレイとして使用される熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点より高いほど好ましく、少なくとも１０℃以上の融点差がなくてはならない。すなわち、ベース回路基板として熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用い、かつカバーレイとして熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用いる組合せにおいては、高融点の熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用いたベース回路基板の上に低融点の熱可塑性液晶ポリマーフィルムを重ねて、低融点の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点より高く、高融点の熱可塑性液晶ポリマーの融点より低い温度で熱融着プレスしなければならない。
【０００７】
また、この場合、ベース回路基板の電気絶縁材料としての高融点の熱可塑性液晶ポリマーフィルムと、カバーレイ材料としての低融点の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの、融点の異なる２種類の熱可塑性液晶ポリマーフィルムが必要とされる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来技術においては、回路基板製造上の煩雑性が避けられないばかりでなく、このような２種類の熱可塑性液晶ポリマーフィルムを製造することは、特に、高融点の熱可塑性液晶ポリマーフィルムにおいて、製造コストが高くなり、回路基板材料を安価に提供することが難しい。
【０００９】
また、広面積の融着プレスをする場合、カバーレイを溶融させる温度でベース回路基板に熱圧着する従来技術では、カバーレイ材料である熱可塑性液晶ポリマーフィルムの端部で溶融流動が発生し易く、ベース回路基板上に設けられた電気回路が位置を移動するという問題を生じ易いために、融着プレスにより接着可能な面積に制限がある。
【００１０】
さらに、多数個を同時に融着プレスする場合には、温度分布が被プレス品に生じるために、融点の異なる２種類の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点差により、熱プレス条件をどんなに慎重に選んでも接着可能な同時積層個数が制限される。とりわけ、温度制御精度の悪い熱プレス機などでは、電気回路の位置移動を抑えてカバーレイとベース回路基板とを接着せしめるに必要なプレス温度を見い出すことすら困難であった。
【００１１】
本発明の目的は、カバーレイとベース回路基板の熱圧着の際に、ベース回路基板上の電気回路の位置移動を抑止できるとともに、必ずしもフィルムの融点差を必要としない熱圧着の実施により、安価に回路基板を製造する方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記のように、従来は、カバーレイとして使用される第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムを溶融することによって、ベース回路基板に融着することはできても、第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムを溶融せずに、ベース回路基板に熱圧着させることは不可能であった。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、熱プレスにおいて、圧力を充分高くすれば、カバーレイに使用される第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルム（以後、カバーレイフィルムと略称することがある）の融点以下の温度であっても、ベース回路基板に第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムがカバーレイとして接着することを見い出した。
【００１３】
本発明は、第１の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの表面に導電体からなる電気回路を設置してベース回路基板を形成し、該ベース回路基板上に、前記第１の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点と同じかまたは低い融点Ｔｍ（℃）を有する第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムを重ね合せ、Ｔｍ−３０≦Ｔｐ≦Ｔｍ−１０の範囲にあるプレス温度Ｔｐ（℃）および３０Ｋｇ／ｃｍ2 以上のプレス圧力Ｐで圧接着することを特徴とする回路基板の製造方法に関する。
【００１４】
本発明によれば、カバーレイとして使用される第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムを溶融させることなくベース回路基板と圧接着（コールドプレス）させて回路基板を製造するので、第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの微細な変形（ミクロフロー）を利用してベース回路基板と密着させる一方、第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの樹脂流れ（マクロフロー）を抑制することが可能であり、第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムとベース回路基板間に設置された電気回路の位置移動を極力抑えることができる。
【００１５】
本発明では、上記第１の熱可塑性液晶ポリマ−フィルムの融点と第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点とが等しい場合においても、カバーレイフィルムとベース回路基板とを接着することができるが、これにこだわることなく、第１の熱可塑性液晶ポリマ−フィルムの融点が第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点よりも高い融点を有していても、本発明を適用し得るものであることは言うまでもない。
【００１６】
かかる融点以下の熱圧着においては、プレス圧力だけでなく、用いる熱可塑性液晶ポリマーの融点に対応して、プレス温度を適切に選ぶと、広面積の熱圧着においても端部まで好適な熱接着を実現できる。すなわち、プレス温度Ｔｐ（℃）が第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点をＴｍ（℃）とするとき、Ｔｍ−３０≦Ｔｐ≦Ｔｍ−１０の範囲であることが必要である。Ｔｍ−３０℃よりも低い温度では接着力が弱くなり、Ｔｍ−１０℃よりも高い温度では端部での樹脂流れが発生し易い。
【００１７】
上述のカバーレイに使用される第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムをベース回路基板に熱圧着させる結果、熱可塑性液晶ポリマーの分子微細構造が圧力により崩されて、電気回路の凸部と、隣り合う電気回路間の間隙の凹部とに沿って密着するように微細な変形（ミクロフロー）が起り、ベース回路基板の表面の凹凸にかかわらず、カバーレイフィルムはベース回路基板に密着する。
【００１８】
しかしながら、ベース回路基板上の電気回路が高密度であり、線幅が小さい場合には、隣り合う配線と配線の間隙が狭くなり、配線の凸部と配線間の間隙の凹部とが密度高く存在するようになる。これらの凹凸に沿ってカバーレイフィルムをベース回路基板の表面に密着させるためには、プレス圧力を大きくすることが必要である。この大きなプレス圧力によって、カバーレイフィルムのマクロフローが発生し易くなり、特に端部では微細な電気回路が動いて位置ずれを引き起こす場合がある。
【００１９】
したがって、高密度で線幅が小さいベース回路基板の表面にカバーレイフィルムを熱圧着させる場合には、カバーレイフィルム（第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルム）が、ベース回路基板表面の精細な凹凸に沿うミクロフロー性を維持したまま、線幅の小さい電気回路を動かして位置ずれを発生させるマクロフロー性を抑制するという特性を有することによって、本発明が有効に適用される。
このために、本発明者らは、次に述べるように改良されたカバーレイフィルム（第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルム）を見い出した。すなわち、第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、融点Ｔ ０ （℃）の原材料フィルムを初期保持温度Ｔ ｉ （℃）（Ｔ ０ −３０≦Ｔ ｉ ≦Ｔ ０ −１５）で３０分から２時間保持せしめた後、初期保持温度Ｔ ｉ から最高保持温度Ｔｍａｘ（℃）（Ｔ ０ −１０≦Ｔｍａｘ≦Ｔ ０ ＋１０）へ２時間以内に到達せしめる昇温速度で昇温し、最高保持温度Ｔｍａｘで２時間から４時間保持する熱処理を施されて製造されたノンフロー熱可塑性液晶ポリマーフィルムであることが好ましい。
【００２０】
通常、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱処理による物性改良は、高耐熱化や力学強度増大を目的として実施されるものであるが、本発明においては、ミクロフロー性は維持したままで、マクロフロー性を抑制する性質を熱可塑性液晶ポリマーフィルムに付与する目的で熱処理が実施される。この特別な熱処理においては、高耐熱化や力学強度増大を目的とする熱処理に比較して、昇温速度が大であることが特徴的である。
【００２１】
熱可塑性液晶ポリマーフィルムにおける熱処理においては、熱を与えることにより、フィルム内部においてフィルムを構成する液晶ポリマー分子の配列が変わり、強固な比較的小さいドメイン（無機材料で言う結晶ドメインに似たドメイン）が形成され、このドメインが自己補強材として作用して高耐熱化、力学強度増大、マクロフロー抑制が発現すると考えると理解し易いであろう。ゆるやかに昇温して、長時間高温で保持されると、かかるドメインはゆっくり形成され、力学的に強固なものに発達する。しかし、急速に昇温すると、かかるドメインは急激に形成されるために力学的には弱いものとして発達する。このドメインは、マクロフロー性を抑制するには充分な自己補強作用を発現するものである。しかし、本発明で述べるようなプレス圧力を加えると、ベース回路基板上の電気回路によって形成される微細な凹部と凸部において、応力集中が発生し、力学的に弱いドメインは分子配列が崩され、ミクロフローを起す。したがって、上述のような特別な熱処理により、ミクロフロー性を維持したまま、マクロフロー性を抑制できるのである。
【００２２】
かかる熱可塑性液晶ポリマーフィルムは回路基板の製造に有用であるだけでなく、一般にミクロな凹凸に沿わせるミクロフロー性を必要とする他の用途にも有用である。例えば、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの優れた耐化学薬品性を利用する目的で、ミクロな凹凸を有する平面あるいは曲面材料に熱接着せしめて保護コートするなどの用途に対しても有用である。
【００２３】
このように優れたミクロフロー性と優れたノンマクロフロー性を両有する熱可塑性液晶ポリマーフィルムをカバーレイフィルムとして用いる回路基板は、高密度で微細な電気回路を有する回路基板として、特に有用である。
【００２４】
本発明に使用される熱可塑性液晶ポリマーフィルムの原料は特に限定されるものではないが、その具体例として、以下に例示する（１）から（４）に分類される化合物およびその誘導体から導かれる公知のサーモトロピック液晶ポリエステルおよびサーモトロピック液晶ポリエステルアミドを挙げることができる。但し、光学的に異方性の溶融相を形成し得るポリマーを得るためには、各々の原料化合物の組み合わせには適当な範囲があることは言うまでもない。
【００２５】
（１）芳香族または脂肪族ジヒドロキシ化合物（代表例は表１参照）
【００２６】
【表１】
(２）芳香族または脂肪族ジカルボン酸（代表例は表２参照）
【００２８】
【表２】
（３）芳香族ヒドロキシカルボン酸（代表例は表３参照）
【００３０】
【表３】
（４）芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシアミンまたは芳香族アミノカルボン酸（代表例は表４参照）
【００３２】
【表４】
【００３３】
【表５】
また、本発明に使用される熱可塑性液晶ポリマーとしては、フィルムの所望の耐熱性および加工性を得る目的においては、約２００〜約４００℃の範囲内、とりわけ約２５０〜約３５０℃の範囲内に融点を有するものが好ましいが、フィルム製造の観点からは、比較的低い融点を有するものが好ましい。
【００３５】
本発明に使用される熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、熱可塑性液晶ポリマーを押出成形して得られる。任意の押出成形法がこの目的のために適用されるが、周知のＴダイ製膜延伸法、ラミネート体延伸法、インフレーション法等が工業的に有利である。特にインフレーション法では、フィルムの機械軸方向（以下、ＭＤ方向と略す）だけでなく、これと直交する方向（以下、ＴＤ方向と略す）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および熱的性質のバランスのとれたフィルムを容易に得ることができる。
【００３６】
上記熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、分子配向度ＳＯＲを１．３以下とすることが好ましい。該液晶ポリマーフィルムは、上記のＭＤ方向とＴＤ方向における機械的性質および熱的性質のバランスが良好であるので、より実用性が高い。
【００３７】
ここで、分子配向度ＳＯＲ（Segment Orientation Ratio ）とは、分子を構成するセグメントについての分子配向の度合いを与える指標をいい、従来のＭＯＲ（Molecular Orientation Ratio）とは異なり、物体の厚さを考慮した値である。この分子配向度ＳＯＲは、以下のように算出される。
【００３８】
まず、周知のマイクロ波分子配向度測定機において、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを、マイクロ波の進行方向にフィルム面が垂直になるように、マイクロ波共振導波管中に挿入し、該フィルムを透過したマイクロ波の電場強度（マイクロ波透過強度）が測定される。そして、この測定値に基づいて、次式により、ｍ値（屈折率と称する）が算出される。
ｍ＝（Ｚｏ／△ｚ）Ｘ［１−νmax ／νｏ］
ただし、Ｚｏは装置定数、△ｚは物体の平均厚、νmax はマイクロ波の振動数を変化させたとき、最大のマイクロ波透過強度を与える振動数、νｏは平均厚ゼロのとき（すなわち物体がないとき）の最大マイクロ波透過強度を与える振動数である。
【００３９】
次に、マイクロ波の振動方向に対する物体の回転角が０°のとき、つまり、マイクロ波の振動方向と、物体の分子が最もよく配向されている方向であって、最小マイクロ波透過強度を与える方向とが合致しているときのｍ値をｍ ０ 、回転角が９０°のときのｍ値をｍ ９０ として、分子配向度ＳＯＲはｍ ０ ／ｍ ９０ により算出される。
【００４０】
本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの適用分野によって、必要とされる分子配向度ＳＯＲは当然異なるが、ＳＯＲ≧１．５の場合は液晶ポリマー分子の配向の偏りが著しいために配向方向に裂け易い。加熱時の反りが殆どないなどの形態安定性が必要とされる用途分野の場合には、ＳＯＲ≦１．３であることが望ましい。特に上記の反りを無くす必要がある用途分野の場合には、ＳＯＲ≦１．０３であることが望ましい。
【００４１】
本発明において使用される熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、任意の厚みのものでよく、そして、２ｍｍ以下の板状またはシート状のものをも包含する。ただし、電気絶縁材料として熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用いた回路基板として使用する場合には、そのフィルムの膜厚は、２０〜１５０μｍの範囲内にあることが好ましく、２０〜５０μｍの範囲内にあることがより好ましい。フィルムの膜厚が薄過ぎる場合には、フィルムの剛性や強度が小さくなるため、得られる配線基板に電子部品を実装する際に加圧により変形して、配線の位置精度が悪化して不良の原因となる。また、回路基板として、上記の熱可塑性液晶ポリマーフィルムと他の電気絶縁性材料、例えばガラス布基材との複合体を用いることもできる。なお、フィルムには、滑剤、酸化防止剤などの添加剤が配合されていてもよい。
【００４２】
さらに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱膨張係数は、該フィルム上に形成された導電体の熱膨張係数と実質的に同一であることが好ましい。熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、熱処理することにより、該フィルム上に形成する導電体の熱膨張係数と実質的に同一にすることができる。この結果、カバーレイフィルムと熱圧着するときに、湾曲することなく平坦で取扱いが容易であるだけでなく、接着力のばらつきが低減され信頼性が高まる。
【００４３】
上記の熱処理は短時間で達成されるが、熱可塑性液晶ポリマーフィルム上に導電体を積層する前または後に行ってもよい。また、該フィルムは導電体を形成する段階で加熱されると、その熱膨張係数が変化することがあるので、この点を事前に考慮したプロセスを設計する必要がある。さらに、熱処理の手段としては特に制限はなく、熱風循環炉、熱ロール、セラミックヒーターなどを例示することができる。
【００４４】
上記の接着力の信頼性をより高めるためには、熱可塑性液晶ポリマーフィルム上に形成する導電体の熱膨張係数をＰ×１０-6ｃｍ／ｃｍ／℃としたときに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱膨張係数が、（Ｐ−１０）×１０-6ｃｍ／ｃｍ／℃から（Ｐ＋１０）×１０-6ｃｍ／ｃｍ／℃の範囲内になるように調節することが好ましい。ここで、銅、アルミニウムなどの代表的な導電体のＰ値は１１〜３０である。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用いた回路基板の製造方法を示す概念図である。まず、第１の熱可塑性液晶ポリマーフィルム２の表面に導電体からなる電気回路４を設置してベース回路基板５を形成し、このベース回路基板５上に、第１の熱可塑性液晶ポリマーフィルム２の融点と同じかまたは低い融点Ｔｍ（℃）である第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルム３を重ね合せる。つぎに、これを真空熱プレス装置の対向する加熱加圧盤７間に装着し、Ｔｍ−３０≦Ｔｐ≦Ｔｍ−１０の範囲にあるプレス温度Ｔｐ（℃）および３０Ｋｇ／ｃｍ2 以上のプレス圧力Ｐで圧接着（コールドプレス）して、図１（ｂ）に示す回路基板１を製造する。
【００４６】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。なお、以下の実施例において、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点、膜厚、配線の乱れ、カバーレイフィルムの流れ量および接着強度の評価は以下の方法により行った。
（ａ）融点
示差走査熱量計を用いて、フィルムの熱挙動を観察して得た。すなわち、供試フィルムを２０℃／分の速度で昇温して完全に溶融させた後、溶融物を５０℃／分の速度で５０℃まで急冷し、再び２０℃／分の速度で昇温した時に現れる吸熱ピークの位置を、フィルムの融点として記録した。
（ｂ）膜厚
デジタル厚み計（株式会社ミツトヨ製）を用い、得られたフィルムをＴＤ方向に１ｃｍ間隔で測定し、中央部および端部から任意に選んだ１０点の平均値を膜厚とした。
（ｃ）配線の乱れ
立体顕微鏡にて２ｃｍ間隔に設けた基準点２５点の近辺を１００倍に拡大して配線変形の有無を観察した。そして配線変形の大きさや他の異常を評価し、異常の全くないものを最良とし、異常が若干はあるものの小さくて商品化可能なものを良好とし、異常が大きくて商品化できないものを不良とした。
（ｄ）カバーレイフィルムの流れ量
縦１０ｃｍ×横１０ｃｍのカバーレイフィルムと同じ大きさの回路基板とを熱圧着したのちに、熱圧着前のフィルムの大きさからはみ出した部分を切断して重量を測定した。流れ量はこの部分を重量％に換算し、指標とした。
（ｅ）接着強度
カバーレイフィルムと回路基板の界面を手で剥離して１．５ｃｍ幅の剥離試験片を作製し、その回路基板面を両面接着テープで平板に固定し、ＪＩＳ Ｃ５０１６に準じ、１８０°法により、カバーフィルムを５０ｍｍ／分の速度で剥離したときの強度を測定した。
【００４７】
〔参考例１〕
ｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸の共重合物で、融点が２８０℃である熱可塑性液晶ポリマーを溶融押出し、インフレーション成形法により膜厚が５０μｍ、分子配向度ＳＯＲが１．０５のフィルムを得た。このフィルムを熱可塑性液晶ポリマーフィルムＡとする。
【００４８】
〔参考例２〕
ｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸の共重合物で、融点が３１５℃である熱可塑性液晶ポリマーを溶融押出し、インフレーション成形法により膜厚が５０μｍ、分子配向度ＳＯＲが１．０３のフィルムを得た。このフィルムを熱可塑性液晶ポリマーフィルムＢとする。
【００４９】
〔参考例３〕
ｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸の共重合物で、融点が３２０℃である熱可塑性液晶ポリマーを溶融押出し、インフレーション成形法により膜厚が７５μｍ、分子配向度ＳＯＲが１．０５のフィルムを得た。このフィルムを熱可塑性液晶ポリマーフィルムＣとする。
【００５０】
〔参考例４〕
参考例１で得た熱可塑性液晶ポリマーフィルムＡを原料として、熱風温度２６０℃の窒素雰囲気の熱風乾燥機中でフィルムを吊り下げて固定し、フィルム表面温度を２６０℃に昇温させ、この温度で２時間熱処理し、その後、３０分で２８０℃に昇温したのちに２時間熱処理した。熱処理後に、２００℃まで２０℃／分の速度で降温し、熱風乾燥機から取り出した。得られたフィルムの融点は３１５℃であった。このフィルムをノンフロー熱可塑性液晶ポリマーフィルムＤとする。
【００５１】
〔実施例１〕
参考例３で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムＣと厚み１８μｍの電解銅箔とを真空熱プレス機で熱融着させて銅張積層板を作製し、幅０．１ｍｍで配線間の幅０．１ｍｍの電気回路を縦９ｃｍ×横９ｃｍの領域にエッチング法で形成した。これから縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの回路基板を切り出して、その上にカバーレイフィルムとして縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの大きさの参考例２で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムＢを置き、これらの上下に縦１５ｃｍ×横１５ｃｍの大きさの厚み１００μｍの離型用ポリイミドフィルムを配置した。真空熱プレス積層機を使用して、プレス圧力３５Ｋｇ／ｃｍ2 、プレス温度２９５℃で５分間保持して積層した。その後に、２０℃／分の速度で温度１５０℃まで冷却して取り出した。さらに、室温にて上下の離型用ポリイミドフィルムを剥離し、得られたカバーレイ積層回路基板について評価した。配線の乱れは全くなく最良で、カバーレイフィルムの流れ量は３％で殆ど発生せず、接着強度は１．２Ｋｇ／ｃｍで実用上充分であった。
【００５２】
〔実施例２〕
実施例１において、カバーレイフィルムとして参考例４で得たノンフロー熱可塑性液晶ポリマーフィルムＤを使用した以外は実施例１と同様にして、得られたカバーレイ積層回路基板について評価した。配線の乱れは全くなく最良で、カバーレイフィルムの流れ量は１％以下で極めて少なく、接着強度は１．４Ｋｇ／ｃｍで実用上充分であった。
【００５３】
〔実施例３〕
参考例１で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムＡと厚み１８μｍの電解銅箔とを真空熱プレス機で熱融着させて銅張積層板を作製し、幅０．１ｍｍで配線間の幅０．１ｍｍの電気回路を縦９ｃｍ×横９ｃｍの領域にエッチング法で形成させた。これから縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの回路基板を切り出して、その上にカバーレイフィルムとして縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの大きさの参考例１で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムＡを置き、これらの上下に縦１５ｃｍ×横１５ｃｍの大きさの厚み１００μｍの離型用ポリイミドフィルムを配置した。真空熱プレス積層機を使用して、プレス圧力５０Ｋｇ／ｃｍ2 、プレス温度２６０℃で５分間保持して積層した。その後に、２０℃／分の速度で温度１５０℃まで冷却して取り出した。さらに、室温にて上下の離型用ポリイミドフィルムを剥離し、得られたカバーレイ積層回路基板について評価した。配線の乱れは全くなく最良で、カバーレイフィルムの流れ量は２％で殆ど発生せず、接着強度は１．３Ｋｇ／ｃｍで実用上充分であった。
【００５４】
〔比較例１〕
参考例３で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムＣと厚み１８μｍの電解銅箔とを真空熱プレス機で熱融着させて銅張積層板を作製し、幅０．１ｍｍで配線間の幅０．１ｍｍの電気回路を縦９ｃｍ×横９ｃｍの領域にエッチング法で形成させた。これから縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの回路基板を切り出して、その上にカバーレイフィルムとして縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの大きさの参考例１で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムＡを置き、これらの上下に縦１５ｃｍ×横１５ｃｍの大きさの厚み１００μｍの離型用ポリイミドフィルムを配置した。真空熱プレス積層機を使用して、実施例と比較して低いプレス圧力１０Ｋｇ／ｃｍ2 、プレス温度２７８℃で５分間保持して積層した。その後に、２０℃／分の速度で温度１５０℃まで冷却して取り出した。さらに、室温にて上下の離型用ポリイミドフィルムを剥離し、得られたカバーレイ積層回路基板について評価した。配線の乱れは殆どないが、気泡が観察され不良で、カバーレイフィルムの流れ量は５％とやや大きく、接着強度は０．１Ｋｇ／ｃｍで殆ど接着していなかった。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、カバーレイとして使用される第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムを溶融させることなくベース回路基板と圧接着（コールドプレス）して回路基板を製造することが可能であり、第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの微細な変形（ミクロフロー）を利用してベース回路基板と密着させる一方、第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの樹脂流れ（マクロフロー）を抑制することから、第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムとベース回路基板間に設置された電気回路の位置移動を極力抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用いた回路基板の製造方法を示す概念図、（ｂ）は製造された回路基板を示す断面図である。
【符号の説明】
１…回路基板、２…第１の熱可塑性液晶ポリマーフィルム、３…第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルム、４…電気回路、５…ベース回路基板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention covers a film made of a thermoplastic polymer (hereinafter referred to as a thermoplastic liquid crystal polymer) capable of forming an optically anisotropic melt phase (hereinafter referred to as a thermoplastic liquid crystal polymer film). It is related with the circuit board.
[0002]
[Prior art]
Circuit boards in the field of electronics, etc. include an electrically insulating film-like, sheet-like or plate-like electrical insulating material, and an electric circuit provided on the surface thereof by conductive metal foil or metallizing such as plating or vapor deposition. Is used. In the base circuit board, the metal of the conductive layer is exposed, so that the electrical circuit is further electrically insulated to prevent physical or chemical damage to the electrical circuit and to prevent short circuits between the electrical circuits. It is usual to cover and protect with layers. This protective electrical insulating layer is called, for example, a coverlay or a solder resist. For the purpose of protecting the electric circuit, it is sufficient that the protective electric insulating layer is a thin film. However, the protective electric insulating layer is sufficient for the purpose of mechanical reinforcement or further provided with an electric circuit. In the case of having a purpose, the sheet may be in the form of not only a film but also a thick sheet or plate.
[0003]
In this specification, the protective electrical insulating layer provided on the base circuit board is collectively referred to as a coverlay. Moreover, although the film used for the electric insulation material of a base circuit board and a coverlay includes things, such as a film form, a sheet form, and plate shape, it is named generically and is called a film. In addition, for easy understanding, a structure in which a coverlay is provided on a base circuit board is distinguished from the base circuit board and simply referred to as a circuit board.
[0004]
In recent years, thermoplastic liquid crystal polymers are (1) capable of direct thermal bonding with metal foil, (2) heat resistance, (3) low hygroscopicity, and (4) thermal dimensions as electrical insulating materials in laminates. Excellent stability, (5) Excellent humidity dimensional stability, (6) Excellent high frequency characteristics, (7) Incombustible even without containing toxic halogen, phosphorus, antimony and other flame retardants It is ideal as an electrical insulating material for circuit boards because of its features such as (8) excellent radiation resistance, (9) control of thermal expansion coefficient, and (10) flexibility at low temperatures. It is said that it is one of the important materials. Therefore, there is a high expectation for the realization of a circuit board, particularly a precision circuit board, using a thermoplastic liquid crystal polymer film as an electrical insulating material.
[0005]
In order to fully utilize the excellent properties of the thermoplastic liquid crystal polymer film as a circuit board material, it is necessary to avoid bonding the coverlay to the base circuit board using an adhesive. Because adhesives generally have higher hygroscopicity than thermoplastic liquid crystal polymer films, have poor thermal dimensional stability, humidity dimensional stability and high frequency properties, and contain toxic halogen or phosphorus or antimony flame retardants In addition, the radiation resistance is inferior, the control of the thermal expansion coefficient is difficult, and it becomes brittle at low temperatures.
[0006]
As a method for overcoming such drawbacks, Japanese Patent Laid-Open No. 8-97565 has attempted to adhere a thermoplastic liquid crystal polymer film as a coverlay on a base circuit board without using an adhesive. However, in order to obtain a strong adhesive force, it is necessary to perform fusion press at a temperature higher than the melting point of the thermoplastic liquid crystal polymer film used as a coverlay. Therefore, the melting point of the electrically insulating material constituting the base circuit board is preferably higher than the melting point of the thermoplastic liquid crystal polymer film used as the coverlay, and it must have a melting point difference of at least 10 ° C. or more. That is, in a combination using a thermoplastic liquid crystal polymer film as the base circuit board and a thermoplastic liquid crystal polymer film as the coverlay, a low melting point heat is applied on the base circuit board using the high melting point thermoplastic liquid crystal polymer film. The plastic liquid crystal polymer films must be stacked and heat fusion pressed at a temperature higher than the melting point of the low melting thermoplastic liquid crystal polymer film and lower than the melting point of the high melting thermoplastic liquid crystal polymer.
[0007]
Also, in this case, two types of thermoplastic liquid crystal polymer films having different melting points, a high melting point thermoplastic liquid crystal polymer film as an electrical insulating material for the base circuit board and a low melting point thermoplastic liquid crystal polymer film as a coverlay material. Is needed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in the prior art, not only the complexity in circuit board production is unavoidable, but the production of these two types of thermoplastic liquid crystal polymer films is particularly important in high-melting thermoplastic liquid crystal polymer films. Manufacturing cost becomes high and it is difficult to provide circuit board material at low cost.
[0009]
In addition, when performing a fusion press with a large area, the conventional technique of thermocompression bonding to the base circuit board at a temperature at which the coverlay is melted tends to cause a melt flow at the end of the thermoplastic liquid crystal polymer film that is the coverlay material. Since the electric circuit provided on the base circuit board is likely to move, the area that can be bonded by the fusion press is limited.
[0010]
In addition, when multiple units are fusion-pressed at the same time, the temperature distribution is generated in the pressed product, so no matter how carefully the hot-pressing conditions are selected due to the difference in melting point between two types of thermoplastic liquid crystal polymer films with different melting points. The number of simultaneously laminated layers that can be bonded is limited. In particular, in a heat press machine with poor temperature control accuracy, it has been difficult to find the press temperature necessary to bond the coverlay and the base circuit board while suppressing the movement of the electric circuit.
[0011]
The object of the present invention is to suppress the movement of the position of the electric circuit on the base circuit board during the thermocompression bonding of the coverlay and the base circuit board, and to reduce the cost by performing the thermocompression bonding that does not necessarily require the difference in melting point of the film. Another object is to provide a method of manufacturing a circuit board.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
As described above, conventionally, the second thermoplastic liquid crystal polymer film can be fused to the base circuit board by melting the second thermoplastic liquid crystal polymer film used as a coverlay. It was impossible to thermocompression bond to the base circuit board without melting.
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a second thermoplastic liquid crystal polymer film (hereinafter referred to as a coverlay) used for a coverlay can be obtained if the pressure is sufficiently high in a hot press. It has been found that the second thermoplastic liquid crystal polymer film adheres as a coverlay to the base circuit board even at a temperature below the melting point of the film (sometimes abbreviated as film).
[0013]
In the present invention, a base circuit board is formed by installing an electric circuit made of a conductor on the surface of a first thermoplastic liquid crystal polymer film, and the melting point of the first thermoplastic liquid crystal polymer film is formed on the base circuit board. A second thermoplastic liquid crystal polymer film having the same or lower melting point Tm (° C.) is superposed, press temperature Tp (° C.) in the range of Tm-30 ≦ Tp ≦ Tm-10 and 30 Kg / cm2The present invention relates to a method for manufacturing a circuit board, characterized in that pressure bonding is performed with the press pressure P described above.
[0014]
According to the present invention, the second thermoplastic liquid crystal polymer film used as a coverlay is pressure bonded (cold press) to the base circuit board without melting the second thermoplastic liquid crystal polymer film, so that the second thermoplastic liquid crystal is produced. While the fine deformation (microflow) of the polymer film is used to closely contact the base circuit board, the resin flow (macroflow) of the second thermoplastic liquid crystal polymer film can be suppressed. The position movement of the electric circuit installed between the plastic liquid crystal polymer film and the base circuit board can be suppressed as much as possible.
[0015]
In the present invention, even when the melting point of the first thermoplastic liquid crystal polymer film and the melting point of the second thermoplastic liquid crystal polymer film are equal, the coverlay film and the base circuit board can be bonded, Without being particular about this, even if the melting point of the first thermoplastic liquid crystal polymer film is higher than that of the second thermoplastic liquid crystal polymer film, the present invention can be applied. Needless to say.
[0016]
In thermocompression bonding below the melting point, if the press temperature is appropriately selected according to the melting point of the thermoplastic liquid crystal polymer to be used, not only the press pressure, but also suitable thermal bonding to the end even in a large area thermocompression bonding. realizable. That is, the pressing temperature Tp (° C.) needs to be in the range of Tm−30 ≦ Tp ≦ Tm−10 when the melting point of the second thermoplastic liquid crystal polymer film is Tm (° C.). At a temperature lower than Tm-30 ° C., the adhesive strength becomes weak, and at a temperature higher than Tm-10 ° C., a resin flow at the end tends to occur.
[0017]
As a result of thermocompression bonding of the second thermoplastic liquid crystal polymer film used for the above-described coverlay to the base circuit board, the molecular microstructure of the thermoplastic liquid crystal polymer is destroyed by pressure and is adjacent to the convex portion of the electric circuit. Fine deformation (microflow) occurs so as to be in close contact with the concave portion of the gap between the electric circuits, and the coverlay film is in close contact with the base circuit board regardless of the unevenness of the surface of the base circuit board.
[0018]
However, when the electric circuit on the base circuit board is high density and the line width is small, the gap between the adjacent wirings becomes narrow, and the convex part of the wiring and the concave part of the gap between the wirings exist with high density. To come. In order to bring the coverlay film into close contact with the surface of the base circuit board along these irregularities, it is necessary to increase the press pressure. Due to this large pressing pressure, the macro flow of the coverlay film is likely to occur, and in particular, a minute electric circuit may move at the end portion to cause a position shift.
[0019]
Therefore, when a cover lay film is thermocompression bonded to the surface of a base circuit board having a high density and a small line width, the cover lay film (second thermoplastic liquid crystal polymer film) has fine irregularities on the surface of the base circuit board. The present invention is effectively applied by having the characteristic of suppressing the macro flow property that causes the positional shift by moving the electric circuit having a small line width while maintaining the micro flow property along the line.
For this purpose, the present inventors have found an improved coverlay film (second thermoplastic liquid crystal polymer film) as described below. That is, the second thermoplastic liquid crystal polymer film has a melting point.T 0 (° C) raw material film initial holding temperatureT i (℃) (T 0 −30 ≦T i ≦T 0 -15), after holding for 30 minutes to 2 hours, initial holding temperatureT i To the maximum holding temperature Tmax (° C) (T 0 −10 ≦ Tmax ≦T 0 It is preferable that the non-flow thermoplastic liquid crystal polymer film is manufactured by performing a heat treatment in which the temperature is increased at a rate of temperature that reaches +10) within 2 hours and is maintained at the maximum holding temperature Tmax for 2 to 4 hours.
[0020]
Usually, physical properties of thermoplastic liquid crystal polymer films are improved by heat treatment for the purpose of increasing heat resistance and increasing mechanical strength. However, in the present invention, the microflow property is maintained while maintaining the microflow property. A heat treatment is carried out for the purpose of imparting the property of suppressing the thermoplastic liquid crystal polymer film. This special heat treatment is characterized in that the rate of temperature rise is large compared to the heat treatment aiming at higher heat resistance and increased mechanical strength.
[0021]
In heat treatment in a thermoplastic liquid crystal polymer film, when heat is applied, the arrangement of liquid crystal polymer molecules constituting the film is changed inside the film, and there are strong, relatively small domains (domains similar to crystal domains in inorganic materials). It will be easy to understand if this domain is formed and this domain acts as a self-reinforcing material, resulting in higher heat resistance, increased mechanical strength, and macro flow suppression. When the temperature is raised slowly and kept at a high temperature for a long time, such domains are slowly formed and develop into mechanically strong ones. However, when the temperature is rapidly increased, such a domain is rapidly formed and develops as a weak mechanically. This domain expresses sufficient self-reinforcing action to suppress macroflow properties. However, when a pressing pressure as described in the present invention is applied, stress concentration occurs in the minute recesses and protrusions formed by the electric circuit on the base circuit board, and the molecular arrangement of the mechanically weak domains is destroyed. Cause microflow. Therefore, the macro flow property can be suppressed by the special heat treatment as described above while maintaining the micro flow property.
[0022]
Such thermoplastic liquid crystal polymer films are not only useful for the production of circuit boards, but are also useful for other applications that generally require microflow properties along microscopic irregularities. For example, for the purpose of utilizing the excellent chemical resistance of a thermoplastic liquid crystal polymer film, it is also useful for applications such as heat-bonding to a flat or curved material having micro unevenness and applying a protective coating.
[0023]
A circuit board using a thermoplastic liquid crystal polymer film having both excellent microflow properties and excellent non-macroflow properties as a coverlay film is particularly useful as a circuit board having high-density and fine electric circuits. .
[0024]
Although the raw material of the thermoplastic liquid crystal polymer film used in the present invention is not particularly limited, specific examples thereof are derived from the compounds classified in (1) to (4) exemplified below and derivatives thereof. Mention may be made of the known thermotropic liquid crystal polyesters and thermotropic liquid crystal polyester amides. However, in order to obtain a polymer capable of forming an optically anisotropic melt phase, it goes without saying that there is an appropriate range for each combination of raw material compounds.
[0025]
(1) Aromatic or aliphatic dihydroxy compounds (see Table 1 for typical examples)
[0026]
[Table 1]
(2) Aromatic or aliphatic dicarboxylic acids (see Table 2 for typical examples)
[0028]
[Table 2]
(3) Aromatic hydroxycarboxylic acids (see Table 3 for typical examples)
[0030]
[Table 3]
(4) Aromatic diamine, aromatic hydroxyamine or aromatic aminocarboxylic acid (see Table 4 for typical examples)
[0032]
[Table 4]
[0033]
[Table 5]
The thermoplastic liquid crystal polymer used in the present invention is within the range of about 200 to about 400 ° C., particularly within the range of about 250 to about 350 ° C. for the purpose of obtaining the desired heat resistance and workability of the film. However, from the viewpoint of film production, those having a relatively low melting point are preferred.
[0035]
The thermoplastic liquid crystal polymer film used in the present invention is obtained by extrusion molding of a thermoplastic liquid crystal polymer. Although any extrusion method is applied for this purpose, the well-known T-die film-drawing method, laminate drawing method, inflation method, etc. are industrially advantageous. In particular, in the inflation method, stress is applied not only in the machine axis direction of the film (hereinafter abbreviated as MD direction) but also in the direction orthogonal thereto (hereinafter abbreviated as TD direction). It is possible to easily obtain a film having a balance between mechanical properties and thermal properties.
[0036]
The thermoplastic liquid crystal polymer film preferably has a molecular orientation SOR of 1.3 or less. Since the liquid crystal polymer film has a good balance of mechanical properties and thermal properties in the MD direction and the TD direction, it is more practical.
[0037]
Here, the molecular orientation SOR (Segment Orientation Ratio) is an index that gives the degree of molecular orientation of the segments that make up the molecule. Unlike conventional MOR (Molecular Orientation Ratio), the thickness of the object is taken into account. It is the value. This molecular orientation degree SOR is calculated as follows.
[0038]
First, in a known microwave molecular orientation measuring instrument, a thermoplastic liquid crystal polymer film is inserted into a microwave resonant waveguide so that the film surface is perpendicular to the traveling direction of the microwave, and the film is transmitted. The electric field strength (microwave transmission strength) of the microwave is measured. And based on this measured value, m value (it calls a refractive index) is computed by following Formula.
m = (Zo / Δz) X [1-νmax / νo]
However, Zo is a device constant, Δz is the average thickness of the object, νmax is a frequency that gives the maximum microwave transmission intensity when the microwave frequency is changed, and νo is an average thickness of zero (that is, the object is Is the frequency that gives the maximum microwave transmission intensity.
[0039]
Next, when the rotation angle of the object with respect to the vibration direction of the microwave is 0 °, that is, the vibration direction of the microwave and the direction in which the molecules of the object are best oriented, the minimum microwave transmission intensity is given. The m value when the direction matchesm 0 M value when the rotation angle is 90 °m 90 The molecular orientation SOR ism 0 /m 90 Is calculated by
[0040]
The degree of molecular orientation SOR required is naturally different depending on the field of application of the thermoplastic liquid crystal polymer film of the present invention, but when SOR ≧ 1.5, the orientation of the liquid crystal polymer molecules is significantly biased, so that the orientation is easily split. . In the field of application that requires form stability such as almost no warping during heating, it is desirable that SOR ≦ 1.3. In particular, in the field of application where it is necessary to eliminate the warp, it is desirable that SOR ≦ 1.03.
[0041]
The thermoplastic liquid crystal polymer film used in the present invention may be of any thickness, and includes a plate or sheet of 2 mm or less. However, when it is used as a circuit board using a thermoplastic liquid crystal polymer film as an electrical insulating material, the film thickness is preferably in the range of 20 to 150 μm, and in the range of 20 to 50 μm. It is more preferable. If the film thickness is too thin, the rigidity and strength of the film will be reduced, so when mounting electronic components on the resulting wiring board, it will be deformed by pressure and the position accuracy of the wiring will deteriorate and become defective. Cause. Further, as the circuit board, a composite of the above thermoplastic liquid crystal polymer film and another electrically insulating material such as a glass cloth substrate can be used. In addition, additives, such as a lubricant and antioxidant, may be mix | blended with the film.
[0042]
Further, it is preferable that the thermal expansion coefficient of the thermoplastic liquid crystal polymer film is substantially the same as the thermal expansion coefficient of the conductor formed on the film. The thermoplastic liquid crystal polymer film can be made substantially the same as the thermal expansion coefficient of the conductor formed on the film by heat treatment. As a result, when thermocompression bonding with the coverlay film, not only is it flat and easy to handle, but also variation in adhesive force is reduced and reliability is increased.
[0043]
The heat treatment is accomplished in a short time, but may be performed before or after laminating the conductor on the thermoplastic liquid crystal polymer film. In addition, when the film is heated at the stage of forming the conductor, its thermal expansion coefficient may change. Therefore, it is necessary to design a process that takes this point into consideration. Furthermore, there is no restriction | limiting in particular as a means of heat processing, A hot air circulating furnace, a hot roll, a ceramic heater etc. can be illustrated.
[0044]
In order to further improve the reliability of the adhesive force, the thermal expansion coefficient of the conductor formed on the thermoplastic liquid crystal polymer film is set to P × 10.-6When it is set to cm / cm / ° C., the thermal expansion coefficient of the thermoplastic liquid crystal polymer film is (P-10) × 10.-6From cm / cm / ° C. to (P + 10) × 10-6It is preferable to adjust so that it may become in the range of cm / cm / degreeC. Here, P values of typical conductors such as copper and aluminum are 11 to 30.
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig.1 (a) is a conceptual diagram which shows the manufacturing method of the circuit board using the thermoplastic liquid crystal polymer film which concerns on one Embodiment of this invention. First, a
[0046]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not restrict | limited at all by these Examples. In the following examples, the melting point, film thickness, wiring disturbance, flow rate of the coverlay film and adhesive strength of the thermoplastic liquid crystal polymer film were evaluated by the following methods.
(A) Melting point
The film was obtained by observing the thermal behavior of the film using a differential scanning calorimeter. That is, the sample film was heated at a rate of 20 ° C./min to be completely melted, and then the melt was rapidly cooled to 50 ° C. at a rate of 50 ° C./min, and again heated at a rate of 20 ° C./min. The position of the endothermic peak that appeared when the film was recorded was recorded as the melting point of the film.
(B) Film thickness
Using a digital thickness meter (manufactured by Mitutoyo Corporation), the obtained film was measured at 1 cm intervals in the TD direction, and an average value of 10 points arbitrarily selected from the center and end portions was taken as the film thickness.
(C) Wiring disturbance
The presence or absence of wiring deformation was observed by enlarging the vicinity of 25 reference points provided at intervals of 2 cm with a stereomicroscope 100 times. Evaluate the size of the wiring deformation and other abnormalities, make the best ones that have no abnormalities, make the ones that have some abnormalities small but can be commercialized good, and those that are large and cannot be commercialized as bad did.
(D) Coverlay film flow rate
A circuit board having the same size as the cover lay film having a length of 10 cm and a width of 10 cm was thermocompression bonded, and then the portion protruding from the size of the film before thermocompression was cut and the weight was measured. The amount of flow was converted into weight% and used as an index.
(E) Adhesive strength
The interface between the coverlay film and the circuit board is peeled off by hand to produce a 1.5 cm wide peel test piece, and the circuit board surface is fixed to a flat plate with a double-sided adhesive tape, according to JIS C5016 by the 180 ° method, The strength when the cover film was peeled off at a speed of 50 mm / min was measured.
[0047]
[Reference Example 1]
A thermoplastic liquid crystal polymer having a melting point of 280 ° C., which is a copolymer of p-hydroxybenzoic acid and 6-hydroxy-2-naphthoic acid, is melt-extruded, and the film thickness is 50 μm and the molecular orientation degree SOR is 1. A film of 05 was obtained. This film is referred to as a thermoplastic liquid crystal polymer film A.
[0048]
[Reference Example 2]
A thermoplastic liquid crystal polymer having a melting point of 315 ° C., which is a copolymer of p-hydroxybenzoic acid and 6-hydroxy-2-naphthoic acid, is melt-extruded, and the film thickness is 50 μm and the molecular orientation degree SOR is 1. 03 film was obtained. This film is referred to as a thermoplastic liquid crystal polymer film B.
[0049]
[Reference Example 3]
A thermoplastic liquid crystal polymer having a melting point of 320 ° C., which is a copolymer of p-hydroxybenzoic acid and 6-hydroxy-2-naphthoic acid, is melt-extruded, and has a film thickness of 75 μm and a molecular orientation SOR of 1. A film of 05 was obtained. This film is referred to as a thermoplastic liquid crystal polymer film C.
[0050]
[Reference Example 4]
Using the thermoplastic liquid crystal polymer film A obtained in Reference Example 1 as a raw material, the film was suspended and fixed in a hot air dryer in a nitrogen atmosphere at a hot air temperature of 260 ° C., and the film surface temperature was raised to 260 ° C. For 2 hours, and then heated to 280 ° C. in 30 minutes and then heat treated for 2 hours. After the heat treatment, the temperature was lowered to 200 ° C. at a rate of 20 ° C./min and taken out from the hot air dryer. The melting point of the obtained film was 315 ° C. This film is designated as a non-flow thermoplastic liquid crystal polymer film D.
[0051]
[Example 1]
A thermoplastic liquid crystal polymer film C obtained in Reference Example 3 and an electrolytic copper foil having a thickness of 18 μm were heat-sealed with a vacuum hot press to produce a copper-clad laminate. A 1 mm electric circuit was formed by etching in an area of 9 cm length × 9 cm width. A circuit board measuring 10 cm in length and 10 cm in width is cut out from this, and the thermoplastic liquid crystal polymer film B obtained in Reference Example 2 having a size of 10 cm in length and 10 cm in width is placed as a coverlay film on the circuit board. A polyimide film for mold release having a size of 15 cm × width 15 cm and a thickness of 100 μm was disposed. Using a vacuum hot press laminator, press pressure 35Kg / cm2The laminate was held at a press temperature of 295 ° C. for 5 minutes. Then, it cooled to the temperature of 150 degreeC with the speed | rate of 20 degree-C / min, and took out. Further, the upper and lower release polyimide films were peeled off at room temperature, and the obtained coverlay laminated circuit boards were evaluated. There was no disturbance in the wiring, and it was the best. The flow rate of the coverlay film was almost 3%, and the adhesive strength was 1.2 kg / cm, which was practically sufficient.
[0052]
[Example 2]
In Example 1, the obtained coverlay laminated circuit board was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the non-flow thermoplastic liquid crystal polymer film D obtained in Reference Example 4 was used as the coverlay film. There was no disturbance in the wiring, and it was the best. The flow rate of the coverlay film was very low at 1% or less, and the adhesive strength was 1.4 Kg / cm, which was practically sufficient.
[0053]
Example 3
The thermoplastic liquid crystal polymer film A obtained in Reference Example 1 and an electrolytic copper foil having a thickness of 18 μm are heat-sealed with a vacuum hot press machine to produce a copper-clad laminate. An electrical circuit of 1 mm was formed by etching in an area of 9 cm length × 9 cm width. A circuit board measuring 10 cm in length and 10 cm in width is cut out from this, and the thermoplastic liquid crystal polymer film A obtained in Reference Example 1 having a size of 10 cm in length and 10 cm in width is placed thereon as a coverlay film. A polyimide film for mold release having a size of 15 cm × width 15 cm and a thickness of 100 μm was disposed. Using a vacuum hot press laminator, press pressure 50Kg / cm2The laminate was held at a press temperature of 260 ° C. for 5 minutes. Then, it cooled to the temperature of 150 degreeC with the speed | rate of 20 degree-C / min, and took out. Further, the upper and lower release polyimide films were peeled off at room temperature, and the obtained coverlay laminated circuit boards were evaluated. There was no disturbance in the wiring and it was the best, the flow rate of the coverlay film was almost 2%, and the adhesive strength was 1.3 Kg / cm, which was practically sufficient.
[0054]
[Comparative Example 1]
A thermoplastic liquid crystal polymer film C obtained in Reference Example 3 and an electrolytic copper foil having a thickness of 18 μm were heat-sealed with a vacuum hot press to produce a copper-clad laminate. An electrical circuit of 1 mm was formed by etching in an area of 9 cm length × 9 cm width. A circuit board measuring 10 cm in length and 10 cm in width is cut out from this, and the thermoplastic liquid crystal polymer film A obtained in Reference Example 1 having a size of 10 cm in length and 10 cm in width is placed thereon as a coverlay film. A polyimide film for mold release having a size of 15 cm × width 15 cm and a thickness of 100 μm was disposed. Using a vacuum hot press laminator, the press pressure is 10 Kg / cm, which is low compared to the examples.2The laminate was held at a press temperature of 278 ° C. for 5 minutes. Then, it cooled to the temperature of 150 degreeC with the speed | rate of 20 degree-C / min, and took out. Further, the upper and lower release polyimide films were peeled off at room temperature, and the obtained coverlay laminated circuit boards were evaluated. There was almost no disturbance in the wiring, but bubbles were observed and were poor, the flow rate of the coverlay film was a little as high as 5%, and the adhesive strength was 0.1 kg / cm and almost no adhesion.
[0055]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to manufacture a circuit board by pressure-bonding (cold pressing) with a base circuit board without melting the second thermoplastic liquid crystal polymer film used as a coverlay. The second thermoplastic liquid crystal polymer film is made to adhere to the base circuit board by utilizing the fine deformation (microflow) of the thermoplastic liquid crystal polymer film of the above, while the resin flow (macroflow) of the second thermoplastic liquid crystal polymer film is suppressed. The position movement of the electric circuit installed between the thermoplastic liquid crystal polymer film and the base circuit board can be suppressed as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a conceptual diagram showing a circuit board manufacturing method using a thermoplastic liquid crystal polymer film according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing the manufactured circuit board.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Circuit board, 2 ... 1st thermoplastic liquid crystal polymer film, 3 ... 2nd thermoplastic liquid crystal polymer film, 4 ... Electric circuit, 5 ... Base circuit board.
Claims (3)
前記第２の熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、融点Ｔ ０ （℃）の原材料フィルムを初期保持温度Ｔ ｉ （℃）（Ｔ ０ −３０≦Ｔ ｉ ≦Ｔ ０ −１５）で３０分から２時間保持せしめた後、初期保持温度Ｔ ｉ から最高保持温度Ｔｍａｘ（℃）（Ｔ ０ −１０≦Ｔｍａｘ≦Ｔ ０ ＋１０）へ２時間以内に到達させる昇温速度で昇温し、最高保持温度Ｔｍａｘで２時間から４時間保持する熱処理を施されて製造されたノンフロー熱可塑性液晶ポリマーフィルムであることを特徴とする回路基板の製造方法。In claim 1,
The second thermoplastic liquid crystal polymer film holds a raw material film having a melting point T 0 (° C.) at an initial holding temperature T i (° C.) ( T 0 −30 ≦ T i ≦ T 0 −15) for 30 minutes to 2 hours. Thereafter, the temperature is raised from the initial holding temperature T i to the maximum holding temperature Tmax (° C.) ( T 0 −10 ≦ Tmax ≦ T 0 +10) within 2 hours, and the maximum holding temperature Tmax is 2 hours. A non-flow thermoplastic liquid crystal polymer film produced by being subjected to a heat treatment that is maintained for 4 hours.
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