JP5834367B2 - Method for manufacturing metal-based circuit board - Google Patents
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Description
本発明は、簡便な工程で金属ベース回路基板を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a metal base circuit board by a simple process.
近年、電気電子機器の小型化、高性能化及びハイパワー化に伴い、回路基板には、十分な耐熱性、回路用の導体と絶縁層との間の密着強度に加え、素子が発生した熱を効率よく放散するための優れた放熱性が求められる。
十分な放熱性を実現する回路基板としては、金属ベース上に絶縁層及び導体回路がこの順に設けられた金属ベース回路基板が使用される。金属ベース回路基板において、絶縁層は、導体回路を金属ベースから電気的に絶縁するのに加え、これらを互いに貼り合せる役割も果たしている。そのため、絶縁層には通常、樹脂が使用される。
しかしながら、樹脂は熱伝導率が低い。そこで、金属ベース回路基板について、絶縁層の熱伝導率を高めるための研究が進められている。
In recent years, along with miniaturization, high performance, and high power of electric and electronic equipment, circuit boards have sufficient heat resistance, adhesion strength between circuit conductors and insulating layers, and heat generated by the elements. Excellent heat dissipation to dissipate the water efficiently is required.
As a circuit board that realizes sufficient heat dissipation, a metal base circuit board in which an insulating layer and a conductor circuit are provided in this order on a metal base is used. In the metal base circuit board, the insulating layer not only electrically insulates the conductor circuit from the metal base, but also serves to bond them together. Therefore, resin is usually used for the insulating layer.
However, the resin has a low thermal conductivity. Therefore, research is being conducted on metal base circuit boards to increase the thermal conductivity of the insulating layer.
例えば、特許文献1には、65〜80体積%の無機充填材及び分散剤を含む絶縁層を介して、金属箔及び金属基板が一体化された金属ベース基板が開示されている。この金属ベース基板は、無機充填材及び分散剤を含んだ熱硬化性樹脂からなる塗工液を金属箔上に塗布し、熱硬化性樹脂がB段階になるまで塗膜を加熱し、それによって得られた絶縁層上に金属ベースを重ねて、これらを加圧しながら加熱することにより製造される。しかし、この金属ベース基板は、絶縁層を構成する熱硬化性樹脂自体の熱伝導率が低いため、放熱性が不十分であるという問題点があった。 For example, Patent Document 1 discloses a metal base substrate in which a metal foil and a metal substrate are integrated via an insulating layer containing 65 to 80% by volume of an inorganic filler and a dispersant. In this metal base substrate, a coating liquid composed of a thermosetting resin containing an inorganic filler and a dispersant is applied onto a metal foil, and the coating film is heated until the thermosetting resin reaches the B stage, thereby It is manufactured by superposing a metal base on the obtained insulating layer and heating them while applying pressure. However, this metal base substrate has a problem that heat dissipation is insufficient because the thermal conductivity of the thermosetting resin itself constituting the insulating layer is low.
これに対して、特許文献2には、絶縁層を構成する樹脂として、樹脂の中では極めて高い熱伝導率を有する液晶ポリエステルを使用した、金属ベース回路基板が開示されている。そして、この金属ベース回路基板は、絶縁層の熱伝導率が高く、且つ熱安定性及び電気的信頼性が高いとされている。
On the other hand,
しかし、液晶ポリエステルを含む塗工液を使用して絶縁層を形成する場合、特許文献2で開示されているものをはじめ、従来の金属ベース回路基板の製造方法では、絶縁層形成時に液晶ポリエステルを高分子量化するための、不活性ガス雰囲気下での加熱処理が必要である。そのため、工程数と手間の増加を伴い、工程が煩雑で経済的に不利であるという問題点があった。
However, when an insulating layer is formed using a coating liquid containing liquid crystal polyester, in the conventional method for manufacturing a metal base circuit board including the one disclosed in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、絶縁層として液晶ポリエステルを用いて形成したものを備え、耐熱性、導体回路及び絶縁層間の密着強度、並びに放熱性に優れた金属ベース回路基板を、絶縁層形成時に不活性ガス雰囲気下での液晶ポリエステルの高分子量化を行わずに製造できる、金属ベース回路基板の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes a metal base circuit that includes a liquid crystal polyester formed as an insulating layer and is excellent in heat resistance, adhesion strength between a conductor circuit and an insulating layer, and heat dissipation. It is an object of the present invention to provide a method for producing a metal base circuit board, which can be produced without forming a high molecular weight liquid crystal polyester in an inert gas atmosphere when forming an insulating layer.
上記課題を解決するため、
本発明は、金属ベース上に、絶縁層を介して導体回路が設けられた、金属ベース回路基板の製造方法であって、溶媒及び液晶ポリエステルを含む液晶ポリエステル液状組成物を、導体回路とするための導電箔上に塗工し、前記溶媒を除去して絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に金属ベースを重ね、得られた積層体を真空下又は不活性ガス雰囲気下で加熱プレスすることにより、前記絶縁層及び金属ベースを熱圧着させる工程と、を有し、前記液晶ポリエステルの流動開始温度が300〜340℃であり、前記加熱プレスにおいて、最高温度にある前記積層体の冷却開始時にプレスを開始することを特徴とする金属ベース回路基板の製造方法を提供する。
本発明の金属ベース回路基板の製造方法においては、前記加熱プレスにおいて、冷却媒体を用いて前記積層体の冷却を行うことが好ましい。
本発明の金属ベース回路基板の製造方法においては、前記加熱プレスにおいて、前記積層体の冷却開始前に、前記積層体の最高温度を一定時間保持することが好ましい。
本発明の金属ベース回路基板の製造方法においては、前記液晶ポリエステルが、下記一般式(1)、(2)及び(3)で表される繰返し単位を有し、下記一般式(1)、(2)及び(3)で表される繰返し単位の合計量に対して、下記一般式(1)で表される繰返し単位を30〜80モル%、下記一般式(2)で表される繰返し単位を10〜35モル%、下記一般式(3)で表される繰返し単位を10〜35モル%有することが好ましい。
(1)−O−Ar1−CO−
(2)−CO−Ar2−CO−
(3)−X−Ar3−Y−
(式中、Ar1は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基であり;Ar2及びAr3は、それぞれ独立にフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記一般式(4)で表される基であり;X及びYは、それぞれ独立に酸素原子又はイミノ基であり;前記Ar1、Ar2及びAr3中の一つ以上の水素原子は、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。)
(4)−Ar4−Z−Ar5−
(式中、Ar4及びAr5は、それぞれ独立にフェニレン基又はナフチレン基であり;Zは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基である。)
本発明の金属ベース回路基板の製造方法においては、前記液晶ポリエステル液状組成物が、さらに、熱伝導率が10W/(m・K)以上の無機充填材を含むことが好ましい。
本発明の金属ベース回路基板の製造方法においては、前記溶媒の除去を100〜210℃で行うことが好ましい。
To solve the above problem,
The present invention is a method for producing a metal base circuit board in which a conductor circuit is provided on a metal base via an insulating layer, and the liquid crystal polyester liquid composition containing a solvent and a liquid crystal polyester is used as a conductor circuit. Coating on the conductive foil, forming the insulating layer by removing the solvent, and stacking the metal base on the insulating layer, and heating the resulting laminate in a vacuum or in an inert gas atmosphere by the the step of insulating layer and the metal base of the thermocompression bonding, has the Ri flow initiation temperature of 300 to 340 ° C. der of the liquid crystalline polyester, in the heated press, the laminate is the maximum temperature Provided is a method for manufacturing a metal base circuit board, wherein pressing is started at the start of cooling .
In the manufacturing method of the metal base circuit board of this invention, it is preferable to cool the said laminated body using a cooling medium in the said heating press.
In the method for producing a metal base circuit board according to the present invention, it is preferable that, in the heating press, the maximum temperature of the laminate is maintained for a predetermined time before the cooling of the laminate is started.
In the manufacturing method of the metal base circuit board of this invention, the said liquid crystalline polyester has a repeating unit represented by the following general formula (1), (2) and (3), and the following general formula (1), ( The repeating unit represented by the following general formula (1) is 30 to 80 mol% and the repeating unit represented by the following general formula (2) with respect to the total amount of the repeating units represented by 2) and (3). It is preferable to have 10 to 35 mol% of repeating units represented by the following general formula (3).
(1) —O—Ar 1 —CO—
(2) —CO—Ar 2 —CO—
(3) -X-Ar 3 -Y-
(In the formula, Ar 1 is a phenylene group, a naphthylene group or a biphenylylene group; Ar 2 and Ar 3 are each independently a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylylene group or a group represented by the following general formula (4): Yes; X and Y are each independently an oxygen atom or imino group; one or more hydrogen atoms in Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are each independently substituted with a halogen atom, an alkyl group or an aryl group May be.)
(4) -Ar 4 -Z-Ar 5-
(In the formula, Ar 4 and Ar 5 are each independently a phenylene group or a naphthylene group; Z is an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, a sulfonyl group, or an alkylidene group.)
In the metal base circuit board manufacturing method of the present invention, it is preferable that the liquid crystal polyester liquid composition further includes an inorganic filler having a thermal conductivity of 10 W / (m · K) or more.
In the manufacturing method of the metal base circuit board of this invention, it is preferable to remove the said solvent at 100-210 degreeC .
本発明によれば、絶縁層として液晶ポリエステルを用いて形成したものを備え、耐熱性、導体回路及び絶縁層間の密着強度、並びに放熱性に優れた金属ベース回路基板を、絶縁層形成時に不活性ガス雰囲気下での液晶ポリエステルの高分子量化を行わずに製造できる、金属ベース回路基板の製造方法を提供できる。 According to the present invention, a metal base circuit board having an insulating layer formed using a liquid crystal polyester and having excellent heat resistance, adhesion strength between a conductor circuit and an insulating layer, and heat dissipation is inactivated at the time of forming the insulating layer. It is possible to provide a method for producing a metal base circuit board that can be produced without increasing the molecular weight of liquid crystal polyester in a gas atmosphere.
本発明に係る金属ベース回路基板の製造方法は、金属ベース上に、絶縁層を介して導体回路が設けられた、金属ベース回路基板の製造方法であって、溶媒及び液晶ポリエステルを含む液晶ポリエステル液状組成物(以下、「液状組成物」ということがある。)を、導体回路とするための導電箔上に塗工し、前記溶媒を除去して絶縁層を形成する工程(以下、「絶縁層形成工程」ということがある。)と、前記絶縁層上に金属ベースを重ね、得られた積層体を真空下又は不活性ガス雰囲気下で加熱プレスすることにより、前記絶縁層及び金属ベースを熱圧着させる工程(以下、「熱圧着工程」ということがある。)と、を有し、前記液晶ポリエステルの流動開始温度が300〜340℃であることを特徴とする。
かかる製造方法によれば、液晶ポリエステルを十分に溶解させたまま、液晶ポリエステル液状組成物を導電箔上に塗工でき、絶縁層形成時における不活性ガス雰囲気下での加熱処理による液晶ポリエステルの高分子量化を行わなくても、耐熱性、導体回路及び絶縁層間の密着強度、並びに放熱性に優れた金属ベース回路基板が得られる。
A method of manufacturing a metal base circuit board according to the present invention is a method of manufacturing a metal base circuit board in which a conductor circuit is provided on a metal base via an insulating layer, and the liquid crystal polyester liquid containing a solvent and a liquid crystal polyester A step of applying a composition (hereinafter sometimes referred to as “liquid composition”) onto a conductive foil for forming a conductor circuit and removing the solvent to form an insulating layer (hereinafter referred to as “insulating layer”). Forming a metal base on the insulating layer, and heat-pressing the obtained laminate in a vacuum or in an inert gas atmosphere to heat the insulating layer and the metal base. The liquid crystal polyester has a flow starting temperature of 300 to 340 ° C.
According to this production method, the liquid crystal polyester liquid composition can be applied onto the conductive foil while the liquid crystal polyester is sufficiently dissolved, and the liquid crystal polyester is heated by heat treatment in an inert gas atmosphere when forming the insulating layer. Even if molecular weight is not performed, a metal base circuit board excellent in heat resistance, adhesion strength between the conductor circuit and the insulating layer, and heat dissipation can be obtained.
(絶縁層形成工程)
前記絶縁層形成工程においては、まず、前記液状組成物を、導体回路とするための導電箔上に塗工する。
前記液状組成物は、液晶ポリエステル及び溶媒を含むものであり、液晶ポリエステルは溶媒への溶解比率が高いほど好ましい。
(Insulating layer forming process)
In the insulating layer forming step, first, the liquid composition is applied onto a conductive foil for forming a conductor circuit.
The liquid composition contains a liquid crystal polyester and a solvent, and the liquid crystal polyester is more preferable as the dissolution ratio in the solvent is higher.
前記液晶ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示す液晶ポリエステルであり、450℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。なお、液晶ポリエステルは、液晶ポリエステルアミドであってもよいし、液晶ポリエステルエーテルであってもよいし、液晶ポリエステルカーボネートであってもよいし、液晶ポリエステルイミドであってもよい。液晶ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。 The liquid crystalline polyester is a liquid crystalline polyester that exhibits liquid crystallinity in a molten state, and is preferably melted at a temperature of 450 ° C. or lower. The liquid crystal polyester may be a liquid crystal polyester amide, a liquid crystal polyester ether, a liquid crystal polyester carbonate, or a liquid crystal polyester imide. The liquid crystal polyester is preferably a wholly aromatic liquid crystal polyester using only an aromatic compound as a raw material monomer.
液晶ポリエステルの典型的な例としては、
(I)芳香族ヒドロキシカルボン酸と、芳香族ジカルボン酸と、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を重合(重縮合)させてなるもの、
(II)複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合させてなるもの、
(III)芳香族ジカルボン酸と、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を重合させてなるもの、
(IV)ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルと、芳香族ヒドロキシカルボン酸と、を重合させてなるもの
が挙げられる。ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、その一部又は全部に代えて、その重合可能な誘導体が用いられてもよい。
As a typical example of liquid crystal polyester,
(I) An aromatic hydroxycarboxylic acid, an aromatic dicarboxylic acid, and at least one compound selected from the group consisting of an aromatic diol, an aromatic hydroxyamine, and an aromatic diamine are polymerized (polycondensed). thing,
(II) a polymer obtained by polymerizing plural kinds of aromatic hydroxycarboxylic acids,
(III) A polymer obtained by polymerizing an aromatic dicarboxylic acid and at least one compound selected from the group consisting of an aromatic diol, an aromatic hydroxyamine and an aromatic diamine,
(IV) What polymerizes polyester, such as a polyethylene terephthalate, and aromatic hydroxycarboxylic acid is mentioned. Here, the aromatic hydroxycarboxylic acid, the aromatic dicarboxylic acid, the aromatic diol, the aromatic hydroxyamine, and the aromatic diamine are each independently replaced with a part or all of the polymerizable derivative. Also good.
芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸のようなカルボキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシル基をアルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの(エステル)、カルボキシル基をハロホルミル基に変換してなるもの(酸ハロゲン化物)、及びカルボキシル基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの(酸無水物)が挙げられる。
芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオール及び芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。
芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンのようなアミノ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。
Examples of polymerizable derivatives of a compound having a carboxyl group such as aromatic hydroxycarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid include those obtained by converting a carboxyl group into an alkoxycarbonyl group or an aryloxycarbonyl group (ester), carboxyl Examples include those obtained by converting a group into a haloformyl group (acid halide), and those obtained by converting a carboxyl group into an acyloxycarbonyl group (acid anhydride).
Examples of polymerizable derivatives of hydroxyl group-containing compounds such as aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic diols and aromatic hydroxyamines include those obtained by acylating hydroxyl groups and converting them to acyloxyl groups (acylated products) ).
Examples of polymerizable derivatives of amino group-containing compounds such as aromatic hydroxyamines and aromatic diamines include those obtained by acylating an amino group and converting it to an acylamino group (acylated product).
液晶ポリエステルは、下記一般式(1)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(1)」ということがある。)を有することが好ましく、繰返し単位(1)と、下記一般式(2)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(2)」ということがある。)と、下記一般式(3)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(3)」ということがある。)とを有することがより好ましい。 The liquid crystalline polyester preferably has a repeating unit represented by the following general formula (1) (hereinafter sometimes referred to as “repeating unit (1)”). The repeating unit (1) and the following general formula (2) ) (Hereinafter sometimes referred to as “repeat unit (2)”) and a repeat unit represented by the following general formula (3) (hereinafter referred to as “repeat unit (3)”). More preferably).
(1)−O−Ar1−CO−
(2)−CO−Ar2−CO−
(3)−X−Ar3−Y−
(式中、Ar1は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基であり;Ar2及びAr3は、それぞれ独立にフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記一般式(4)で表される基であり;X及びYは、それぞれ独立に酸素原子又はイミノ基であり;前記Ar1、Ar2及びAr3中の一つ以上の水素原子は、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。)
(4)−Ar4−Z−Ar5−
(式中、Ar4及びAr5は、それぞれ独立にフェニレン基又はナフチレン基であり;Zは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基である。)
(1) —O—Ar 1 —CO—
(2) —CO—Ar 2 —CO—
(3) -X-Ar 3 -Y-
(In the formula, Ar 1 is a phenylene group, a naphthylene group or a biphenylylene group; Ar 2 and Ar 3 are each independently a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylylene group or a group represented by the following general formula (4): Yes; X and Y are each independently an oxygen atom or imino group; one or more hydrogen atoms in Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are each independently substituted with a halogen atom, an alkyl group or an aryl group May be.)
(4) -Ar 4 -Z-Ar 5-
(In the formula, Ar 4 and Ar 5 are each independently a phenylene group or a naphthylene group; Z is an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, a sulfonyl group, or an alkylidene group.)
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、n−ノニル基及びn−デシル基が挙げられ、その炭素数は、1〜10であることが好ましい。
前記アリール基の例としては、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、1−ナフチル基及び2−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、6〜20であることが好ましい。
前記水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、Ar1、Ar2又はAr3で表される前記基毎に、それぞれ独立に2個以下であることが好ましく、1個であることがより好ましい。
As said halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom are mentioned.
Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, An n-heptyl group, a 2-ethylhexyl group, an n-octyl group, an n-nonyl group, and an n-decyl group may be mentioned, and the number of carbon atoms is preferably 1-10.
Examples of the aryl group include a phenyl group, an o-tolyl group, an m-tolyl group, a p-tolyl group, a 1-naphthyl group, and a 2-naphthyl group, and the carbon number thereof is 6 to 20. Is preferred.
When the hydrogen atom is substituted with these groups, the number is preferably 2 or less independently for each of the groups represented by Ar 1 , Ar 2 or Ar 3. More preferably.
前記アルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、n−ブチリデン基及び2−エチルヘキシリデン基が挙げられ、その炭素数は1〜10であることが好ましい。 Examples of the alkylidene group include a methylene group, an ethylidene group, an isopropylidene group, an n-butylidene group, and a 2-ethylhexylidene group, and preferably have 1 to 10 carbon atoms.
繰返し単位(1)は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位(1)としては、Ar1が1,4−フェニレン基であるもの(p−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位)、及びAr1が2,6−ナフチレン基であるもの(6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸に由来する繰返し単位)が好ましい。 The repeating unit (1) is a repeating unit derived from a predetermined aromatic hydroxycarboxylic acid. As repeating unit (1), Ar 1 is a 1,4-phenylene group (repeating unit derived from p-hydroxybenzoic acid), and Ar 1 is a 2,6-naphthylene group (6-hydroxy). Preferred is a repeating unit derived from 2-naphthoic acid.
繰返し単位(2)は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位(2)としては、Ar2が1,4−フェニレン基であるもの(テレフタル酸に由来する繰返し単位)、Ar2が1,3−フェニレン基であるもの(イソフタル酸に由来する繰返し単位)、Ar2が2,6−ナフチレン基であるもの(2,6−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位)、及びAr2がジフェニルエ−テル−4,4’−ジイル基であるもの(ジフェニルエ−テル−4,4’−ジカルボン酸に由来する繰返し単位)が好ましい。 The repeating unit (2) is a repeating unit derived from a predetermined aromatic dicarboxylic acid. As the repeating unit (2), Ar 2 is a 1,4-phenylene group (repeating unit derived from terephthalic acid), Ar 2 is a 1,3-phenylene group (repeating unit derived from isophthalic acid) ), Ar 2 is a 2,6-naphthylene group (repeating unit derived from 2,6-naphthalenedicarboxylic acid), and Ar 2 is a diphenyl ether-4,4′-diyl group (diphenyl) Preferred is a repeating unit derived from ether-4,4′-dicarboxylic acid).
繰返し単位(3)は、所定の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミン又は芳香族ジアミンに由来する繰返し単位である。繰返し単位(3)としては、Ar3が1,4−フェニレン基であるもの(ヒドロキノン、p−アミノフェノール又はp−フェニレンジアミンに由来する繰返し単位)、及びAr3が4,4’−ビフェニリレン基であるもの(4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4−アミノ−4’−ヒドロキシビフェニル又は4,4’−ジアミノビフェニルに由来する繰返し単位)が好ましい。 The repeating unit (3) is a repeating unit derived from a predetermined aromatic diol, aromatic hydroxylamine or aromatic diamine. As the repeating unit (3), Ar 3 is a 1,4-phenylene group (a repeating unit derived from hydroquinone, p-aminophenol or p-phenylenediamine), and Ar 3 is a 4,4′-biphenylylene group. (Repeating unit derived from 4,4′-dihydroxybiphenyl, 4-amino-4′-hydroxybiphenyl or 4,4′-diaminobiphenyl) is preferred.
繰返し単位(1)の含有量は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量(液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量をその各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量(モル)を求め、それらを合計した値)に対して、好ましくは30モル%以上、より好ましくは30〜80モル%、さらに好ましくは30〜60モル%、特に好ましくは30〜40モル%である。
繰返し単位(1)の含有量が多いほど、液晶ポリエステルの液晶性が向上し、耐熱性や強度・剛性が向上する傾向にあり、繰返し単位(1)の含有量が少ないほど、液晶ポリエステルの溶媒に対する溶解性が向上する傾向にある。
The content of the repeating unit (1) is the total amount of all repeating units constituting the liquid crystal polyester (the substance of each repeating unit is obtained by dividing the mass of each repeating unit constituting the liquid crystal polyester by the formula weight of each repeating unit). The equivalent amount (mole) is obtained, and the sum of these is preferably 30 mol% or more, more preferably 30 to 80 mol%, still more preferably 30 to 60 mol%, and particularly preferably 30 to 40 mol%. Mol%.
As the content of the repeating unit (1) increases, the liquid crystalline polyester tends to improve the liquid crystallinity and to improve heat resistance, strength and rigidity. As the content of the repeating unit (1) decreases, the solvent of the liquid crystalline polyester increases. There is a tendency for the solubility to be improved.
繰返し単位(2)の含有量は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは35モル%以下、より好ましくは10〜35モル%、さらに好ましくは20〜35モル%、特に好ましくは30〜35モル%である。
繰返し単位(2)の含有量が多いほど、液晶ポリエステルの溶媒に対する溶解性が向上する傾向にあり、繰返し単位(2)の含有量が少ないほど、液晶ポリエステルの液晶性が向上する傾向にある。
The content of the repeating unit (2) is preferably 35 mol% or less, more preferably 10 to 35 mol%, still more preferably 20 to 35 mol%, based on the total amount of all repeating units constituting the liquid crystal polyester. Most preferably, it is 30-35 mol%.
As the content of the repeating unit (2) is larger, the solubility of the liquid crystalline polyester in the solvent tends to be improved, and as the content of the repeating unit (2) is smaller, the liquid crystalline property of the liquid crystalline polyester tends to be improved.
繰返し単位(3)の含有量は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは35モル%以下、より好ましくは10〜35モル%、さらに好ましくは20〜35モル%、特に好ましくは30〜35モル%である。
繰返し単位(3)の含有量が多いほど、液晶ポリエステルの溶媒に対する溶解性が向上する傾向にあり、繰返し単位(3)の含有量が少ないほど、液晶ポリエステルの液晶性が向上する傾向にある。
The content of the repeating unit (3) is preferably 35 mol% or less, more preferably 10 to 35 mol%, still more preferably 20 to 35 mol%, based on the total amount of all repeating units constituting the liquid crystal polyester. Most preferably, it is 30-35 mol%.
As the content of the repeating unit (3) is larger, the solubility of the liquid crystal polyester in the solvent tends to be improved, and as the content of the repeating unit (3) is smaller, the liquid crystal property of the liquid crystal polyester is likely to be improved.
繰返し単位(2)の含有量と繰返し単位(3)の含有量との割合は、[繰返し単位(2)の含有量]/[繰返し単位(3)の含有量](モル/モル)で表して、好ましくは0.9/1〜1/0.9、より好ましくは0.95/1〜1/0.95、さらに好ましくは0.98/1〜1/0.98である。このような範囲とすることで、液晶ポリエステルの液晶性がより向上する。 The ratio between the content of the repeating unit (2) and the content of the repeating unit (3) is expressed as [content of repeating unit (2)] / [content of repeating unit (3)] (mol / mol). The ratio is preferably 0.9 / 1 to 1 / 0.9, more preferably 0.95 / 1 to 1 / 0.95, and still more preferably 0.98 / 1 to 1 / 0.98. By setting it as such a range, the liquid crystal property of liquid crystal polyester improves more.
なお、液晶ポリエステルは、繰返し単位(1)〜(3)を、それぞれ独立に二種以上有してもよい。また、液晶ポリエステルは、繰返し単位(1)〜(3)以外の繰返し単位を有してもよいが、その含有量は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは10モル%以下、より好ましくは5モル%以下である。
そして、液晶ポリエステルは、繰返し単位として、繰返し単位(1)〜(3)のみを有することが好ましい。
In addition, liquid crystalline polyester may have 2 or more types of repeating units (1)-(3) each independently. The liquid crystal polyester may have a repeating unit other than the repeating units (1) to (3), and the content thereof is preferably 10 with respect to the total amount of all repeating units constituting the liquid crystal polyester. The mol% or less, more preferably 5 mol% or less.
And it is preferable that liquid crystalline polyester has only repeating unit (1)-(3) as a repeating unit.
液晶ポリエステルは、繰返し単位(3)として、X及び/又はYがイミノ基(−NH−)であるものを有すること、すなわち、所定の芳香族ヒドロキシルアミンに由来する繰返し単位及び/又は芳香族ジアミンに由来する繰返し単位を有することが好ましく、繰返し単位(3)として、X及び/又はYがイミノ基であるもののみを有することがより好ましい。このようにすることで、液晶ポリエステルは溶媒に対する溶解性がより優れたものとなる。 The liquid crystalline polyester has a repeating unit (3) in which X and / or Y is an imino group (—NH—), that is, a repeating unit derived from a predetermined aromatic hydroxylamine and / or an aromatic diamine. It is preferable that the repeating unit (3) has only those in which X and / or Y is an imino group. By doing in this way, liquid crystalline polyester becomes the thing which was more excellent in the solubility with respect to a solvent.
液晶ポリエステルは、これを構成する繰返し単位に対応する原料モノマーを溶融重合させ、得られた重合物(プレポリマー)を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性や強度・剛性が高い高分子量の液晶ポリエステルを操作性よく製造することができる。溶融重合は、触媒の存在下で行ってもよく、この場合の触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモン等の金属化合物や、4−(ジメチルアミノ)ピリジン、1−メチルイミダゾール等の含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。 The liquid crystal polyester is preferably produced by melt polymerization of raw material monomers corresponding to the repeating units constituting the liquid crystal polyester and solid-phase polymerization of the obtained polymer (prepolymer). Thereby, high molecular weight liquid crystal polyester having high heat resistance, strength and rigidity can be produced with good operability. Melt polymerization may be carried out in the presence of a catalyst. Examples of the catalyst in this case include metals such as magnesium acetate, stannous acetate, tetrabutyl titanate, lead acetate, sodium acetate, potassium acetate, and antimony trioxide. Compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds such as 4- (dimethylamino) pyridine, 1-methylimidazole and the like can be mentioned, and nitrogen-containing heterocyclic compounds are preferably used.
液晶ポリエステルは、その流動開始温度が300〜340である。流動開始温度が300℃より低いと、液晶ポリエステルの分子量が小さ過ぎて、後述する絶縁層形成工程で重合(高分子量化)が進行することによってガスが発生したり、液状組成物が流動したりするという問題点がある。液状組成物の塗工後に、不活性ガス雰囲気下での加熱処理を行うことで液晶ポリエステルを高分子量化すれば、これら問題点は解消されるが、工程数と手間の増加を伴い、工程が煩雑で経済的に不利となってしまう。これに対し、流動開始温度が高いほど、液晶ポリエステルの耐熱性や強度が向上する傾向にあり、流動開始温度が300℃以上であれば、液状組成物の塗工及び溶媒の除去時に、その流動を抑制しながら絶縁層を形成できる。一方、流動開始温度が高過ぎると、液晶ポリエステルの溶媒に対する溶解性の低下、液状組成物の粘度の上昇などにより、取り扱い性が悪くなる。 The liquid crystal polyester has a flow start temperature of 300 to 340. When the flow start temperature is lower than 300 ° C., the molecular weight of the liquid crystal polyester is too small, and gas is generated or the liquid composition flows due to polymerization (high molecular weight) progressing in an insulating layer forming process described later. There is a problem of doing. After applying the liquid composition, these problems can be solved by increasing the molecular weight of the liquid crystalline polyester by performing a heat treatment under an inert gas atmosphere. It is complicated and economically disadvantageous. On the other hand, as the flow start temperature is higher, the heat resistance and strength of the liquid crystal polyester tend to be improved. If the flow start temperature is 300 ° C. or higher, the flow of the liquid composition is reduced when the liquid composition is applied and the solvent is removed. An insulating layer can be formed while suppressing the above. On the other hand, when the flow start temperature is too high, the handleability deteriorates due to a decrease in the solubility of the liquid crystalline polyester in the solvent and an increase in the viscosity of the liquid composition.
液晶ポリエステルは、窒素ガス雰囲気下で固相重合することによって、その流動開始温度を高くすることができる。固相重合の温度は、230〜300℃であることが好ましく、260〜290℃であることがより好ましい。また、固相重合の時間は、5分〜30時間であることが好ましく、1〜10時間であることがより好ましい。 Liquid crystalline polyester can raise the flow start temperature by carrying out solid phase polymerization under nitrogen gas atmosphere. The temperature of the solid phase polymerization is preferably 230 to 300 ° C, and more preferably 260 to 290 ° C. Further, the time for solid phase polymerization is preferably 5 minutes to 30 hours, and more preferably 1 to 10 hours.
なお、流動開始温度は、フロー温度又は流動温度とも呼ばれ、毛細管レオメーターを用いて、9.8MPa(100kg/cm2)の荷重下、4℃/分の速度で昇温しながら、液晶ポリエステルを溶融させ、内径1mm及び長さ10mmのノズルから押し出すときに、4800Pa・s(48000ポイズ)の粘度を示す温度であり、液晶ポリエステルの分子量の目安となるものである(小出直之編、「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」、株式会社シーエムシー、1987年6月5日、p.95参照)。 The flow start temperature is also called flow temperature or flow temperature, and the temperature is raised at a rate of 4 ° C./min under a load of 9.8 MPa (100 kg / cm 2 ) using a capillary rheometer while liquid crystal polyester is used. Is a temperature showing a viscosity of 4800 Pa · s (48000 poise) when extruded from a nozzle having an inner diameter of 1 mm and a length of 10 mm, and is a measure of the molecular weight of the liquid crystalline polyester (Naide Koide, “ “Liquid Crystal Polymer—Synthesis / Molding / Application—”, CMC Co., Ltd., June 5, 1987, p. 95).
前記液状組成物中の溶媒は、用いる液晶ポリエステルが溶解可能なものが好ましく、このような溶媒としては、50℃にて液晶ポリエステルが1質量%以上の濃度([液晶ポリエステル]/[液晶ポリエステル+溶媒]×100)で溶解可能なものが例示できる。 The solvent in the liquid composition is preferably a solvent in which the liquid crystal polyester to be used can be dissolved. As such a solvent, the liquid crystal polyester has a concentration of 1% by mass or more ([liquid crystal polyester] / [liquid crystal polyester + Solvent] × 100) can be exemplified.
前記溶媒の例としては、ジクロロメタン、クロロホルム、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、1−クロロブタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素;p−クロロフェノール、ペンタクロロフェノール、ペンタフルオロフェノール等のハロゲン化フェノール;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル;アセトン、シクロヘキサノン等のケトン;酢酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート;トリエチルアミン等のアミン;ピリジン等の含窒素複素環芳香族化合物;アセトニトリル、スクシノニトリル等のニトリル;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン(N−メチル−2−ピロリドン)等のアミド系化合物(アミド結合を有する化合物);テトラメチル尿素等の尿素化合物;ニトロメタン、ニトロベンゼン等のニトロ化合物;ジメチルスルホキシド、スルホラン等の硫黄化合物;ヘキサメチルリン酸アミド、トリn−ブチルリン酸等のリン化合物が挙げられ、これらの二種以上を用いてもよい。 Examples of the solvent include halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, 1-chlorobutane, chlorobenzene, and o-dichlorobenzene. Halogenated phenols such as p-chlorophenol, pentachlorophenol and pentafluorophenol; ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran and 1,4-dioxane; ketones such as acetone and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate and γ-butyrolactone; Carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate; amines such as triethylamine; nitrogen-containing heterocyclic aromatic compounds such as pyridine; nitriles such as acetonitrile and succinonitrile; N, N-dimethylformamide; N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone (N-methyl-2-pyrrolidone) and other amide compounds (compounds having an amide bond); tetramethylurea and other urea compounds; nitromethane and nitrobenzene and other nitro compounds; dimethyl sulfoxide And sulfur compounds such as sulfolane; and phosphorus compounds such as hexamethylphosphoric acid amide and tri-n-butylphosphoric acid, and two or more of these may be used.
溶媒としては、腐食性が低く、取り扱い易いことから、非プロトン性化合物、特にハロゲン原子を有しない非プロトン性化合物を主成分とする溶媒が好ましく、溶媒全体に占める非プロトン性化合物の割合は、好ましくは50〜100質量%、より好ましくは70〜100質量%、さらに好ましくは90〜100質量%である。
また、前記非プロトン性化合物としては、液晶ポリエステルを溶解し易いことから、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、テトラメチル尿素、γ−ブチロラクトンが好ましく、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンがより好ましい。
As the solvent, since it is low in corrosivity and easy to handle, an aprotic compound, particularly a solvent mainly comprising an aprotic compound having no halogen atom, is preferred, and the proportion of the aprotic compound in the entire solvent is: Preferably it is 50-100 mass%, More preferably, it is 70-100 mass%, More preferably, it is 90-100 mass%.
The aprotic compound is preferably N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, tetramethylurea, or γ-butyrolactone, since it easily dissolves liquid crystal polyester. N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone are more preferable.
また、溶媒としては、液晶ポリエステルを溶解し易いことから、双極子モーメントが3〜5である化合物を主成分とする溶媒が好ましく、溶媒全体に占める、双極子モーメントが3〜5である化合物の割合は、好ましくは50〜100質量%、より好ましくは70〜100質量%、さらに好ましくは90〜100質量%であり、前記非プロトン性化合物として、双極子モーメントが3〜5である化合物を用いることが好ましい。 Moreover, as a solvent, since it is easy to melt | dissolve liquid crystalline polyester, the solvent which has a compound whose dipole moment is 3-5 as a main component is preferable, and the compound whose dipole moment occupies the whole solvent is 3-5 The ratio is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 70 to 100% by mass, and still more preferably 90 to 100% by mass, and a compound having a dipole moment of 3 to 5 is used as the aprotic compound. It is preferable.
また、溶媒としては、除去し易いことから、1気圧における沸点が220℃以下である化合物を主成分とするとする溶媒が好ましく、溶媒全体に占める、1気圧における沸点が220℃以下である化合物の割合は、好ましくは50〜100質量%、より好ましくは70〜100質量%、さらに好ましくは90〜100質量%であり、前記非プロトン性化合物として、1気圧における沸点が220℃以下である化合物を用いることが好ましい。 Moreover, as a solvent, since it is easy to remove, the solvent which has as a main component the compound whose boiling point in 1 atmosphere is 220 degrees C or less is preferable. The ratio is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 70 to 100% by mass, and still more preferably 90 to 100% by mass. As the aprotic compound, a compound having a boiling point of 220 ° C. or less at 1 atm. It is preferable to use it.
前記液状組成物において、液晶ポリエステルの含有量は、液晶ポリエステル及び溶媒の合計含有量に対して、好ましくは5〜60質量%、より好ましくは10〜50質量%、さらに好ましくは10〜45質量%である。液晶ポリエステルの含有量は、所望の粘度の液状組成物が得られるように、また、所望の厚さの絶縁層が得られるように、適宜調整すればよい。 In the liquid composition, the content of the liquid crystal polyester is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass, and still more preferably 10 to 45% by mass with respect to the total content of the liquid crystal polyester and the solvent. It is. What is necessary is just to adjust suitably content of liquid crystalline polyester so that the liquid composition of desired viscosity may be obtained, and so that the insulating layer of desired thickness may be obtained.
前記液状組成物は、液晶ポリエステル及び溶媒以外に、充填材、添加剤、前記液晶ポリエステル以外の樹脂等の他の成分を一種以上含んでいてもよい。
前記他の成分としては、充填材が好ましく、その例としては、無機充填材及び有機充填材が挙げられる。
In addition to the liquid crystal polyester and the solvent, the liquid composition may contain one or more other components such as a filler, an additive, and a resin other than the liquid crystal polyester.
As said other component, a filler is preferable and an inorganic filler and an organic filler are mentioned as the example.
前記無機充填材は、低線膨張性、高熱伝導性、高剛性、高弾性等、所望の性能の絶縁層が得られるように適宜選択される。
具体的な無機充填材の例としては、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛等の酸化物;窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物;炭化ケイ素等の炭化物;ホウ酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、チタン酸カリウム等のオキソ酸塩が挙げられ、これらを一種又は二種以上使用でき、酸化物、窒化物が好ましい。
The inorganic filler is appropriately selected so as to obtain an insulating layer having desired performance such as low linear expansion, high thermal conductivity, high rigidity, and high elasticity.
Specific examples of inorganic fillers include oxides such as beryllium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, and zinc oxide; nitrides such as boron nitride, aluminum nitride, and silicon nitride; silicon carbide and the like Carbides; oxo acid salts such as aluminum borate, magnesium sulfate, potassium titanate and the like can be used. One or more of these can be used, and oxides and nitrides are preferable.
また、無機充填材の形状は、粒状、繊維状及び板状のいずれであってもよく、2種以上の形状が混在していてもよい。
例えば、前記粒状充填材は、平均粒径が0.1〜20μmであることが好ましく、0.5〜10μmであることがより好ましい。また、前記板状充填材は、平均粒径が0.1〜50μmであることが好ましく、1〜30μmであることがより好ましい。
Moreover, the shape of the inorganic filler may be any of granular, fibrous, and plate-like, and two or more shapes may be mixed.
For example, the granular filler preferably has an average particle size of 0.1 to 20 μm, and more preferably 0.5 to 10 μm. The plate-like filler preferably has an average particle size of 0.1 to 50 μm, more preferably 1 to 30 μm.
無機充填材は、液晶ポリエステルとの密着性及び液状組成物中での分散性を向上させるために、その少なくとも一部として、表面処理を施したものを使用してもよい。この表面処理に使用可能な表面処理剤の例としては、シランカップリング剤;チタンカップリング剤;アルミニウム、ジルコニウム系のカップリング剤;長鎖脂肪酸;イソシアナート化合物;エポキシ基、メトキシシラン基、アミノ基若しくは水酸基を含んだ極性高分子又は反応性高分子が挙げられる。 In order to improve the adhesion to the liquid crystal polyester and the dispersibility in the liquid composition, the inorganic filler may be subjected to a surface treatment as at least a part thereof. Examples of surface treatment agents that can be used for this surface treatment include silane coupling agents; titanium coupling agents; aluminum and zirconium coupling agents; long-chain fatty acids; isocyanate compounds; epoxy groups, methoxysilane groups, and amino acids. Examples thereof include polar polymers or reactive polymers containing a group or a hydroxyl group.
前記液状組成物において、無機充填材の含有量は、23℃等の常温で液晶ポリエステル及び無機充填材の合計含有量に対して、好ましくは5〜85体積%、より好ましくは10〜80体積%であり、所望の特性の絶縁層が得られるように、適宜調整すればよい。下限値以上とすることで、絶縁層の熱伝導性がより向上し、上限値以下とすることで、絶縁層の強度がより向上する。そして、後述するように、液状組成物が適度な粘度を有するようにするためには、前記無機充填材の含有量は、さらに好ましくは30〜70体積%である。本発明においては、絶縁層中の無機充填材の含有量が高くても、導体回路及び絶縁層間の密着強度に優れる In the liquid composition, the content of the inorganic filler is preferably 5 to 85% by volume, more preferably 10 to 80% by volume with respect to the total content of the liquid crystal polyester and the inorganic filler at room temperature such as 23 ° C. Therefore, it may be adjusted as appropriate so that an insulating layer having desired characteristics can be obtained. By setting it as more than a lower limit, the heat conductivity of an insulating layer improves more, and the intensity | strength of an insulating layer improves more by setting it as an upper limit or less. And as mentioned later, in order for the liquid composition to have an appropriate viscosity, the content of the inorganic filler is more preferably 30 to 70% by volume. In the present invention, even if the content of the inorganic filler in the insulating layer is high, the adhesion strength between the conductor circuit and the insulating layer is excellent.
前記有機充填材の例としては、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、スチレン樹脂等が挙げられ、これらを一種又は二種以上使用できる。 Examples of the organic filler include an epoxy resin, a benzoguanamine resin, an acrylic resin, a melamine resin, a urea resin, a styrene resin, and the like, and one or more of these can be used.
前記充填材は、熱伝導率が10W/(m・K)以上であるものが好ましい。充填材の熱伝導率は、例えば、下記方法で熱拡散率、比熱及び密度を測定し、下記式により演算することで算出できる。
熱伝導率=熱拡散率×比熱×密度
熱拡散率は、レーザーフラッシュ法により測定できる。
比熱は、示差走査熱量計(DSC)を用い、サファイア標準物質との比較により測定できる。
密度は、アルキメデス法により測定できる。
The filler preferably has a thermal conductivity of 10 W / (m · K) or more. The thermal conductivity of the filler can be calculated, for example, by measuring the thermal diffusivity, specific heat and density by the following method and calculating by the following formula.
Thermal conductivity = thermal diffusivity × specific heat × density The thermal diffusivity can be measured by a laser flash method.
Specific heat can be measured by comparison with a sapphire standard substance using a differential scanning calorimeter (DSC).
The density can be measured by the Archimedes method.
前記添加剤の例としては、カップリング剤、沈降防止剤、熱安定剤、レべリング剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤(染料、顔料)等が挙げられ、これらを一種又は二種以上使用できる。添加剤の含有量は、液晶ポリエステル100質量部に対して、好ましくは0〜5質量部である。 Examples of the additive include a coupling agent, an anti-settling agent, a heat stabilizer, a leveling agent, an antifoaming agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a flame retardant, and a colorant (dye, pigment). These can be used alone or in combination of two or more. The content of the additive is preferably 0 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the liquid crystal polyester.
前記液晶ポリエステル以外の樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリアミド、液晶ポリエステル以外のポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンエーテルの変性物、ポリエーテルイミド等の熱可塑性樹脂;フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂;グリシジルメタクリレートとポリエチレンとの共重合体等のエラストマーが挙げられ、これらを一種又は二種以上使用できる。前記液晶ポリエステル以外の樹脂の含有量は、液晶ポリエステル100質量部に対して、好ましくは0〜20質量部である。 Examples of the resin other than the liquid crystal polyester include polypropylene, polyamide, polyester other than the liquid crystal polyester, polyphenylene sulfide, polyether ketone, polycarbonate, polyether sulfone, polyphenylene ether, modified polyphenylene ether, and thermoplastic resin such as polyetherimide. Resins; Thermosetting resins such as phenol resins, epoxy resins, polyimide resins, and cyanate resins; elastomers such as copolymers of glycidyl methacrylate and polyethylene can be used, and one or more of these can be used. The content of the resin other than the liquid crystal polyester is preferably 0 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the liquid crystal polyester.
前記液状組成物は、液晶ポリエステル及び溶媒、並びに必要に応じて用いられる他の成分を、一括で又は適当な順序で混合することにより調製することができる。なかでも、充填材を用いる場合には、液晶ポリエステルを溶媒に溶解させて、液晶ポリエステル溶液を得、この液晶ポリエステル溶液に充填材を分散させることにより調製することが好ましい。充填材以外の他の成分を用いる場合には、液晶ポリエステルの溶媒への溶解時、溶解前又は溶解後に、他の成分を溶解又は分散させてもよいし、液晶ポリエステル溶液への充填材の分散時、分散前又は分散後に、他の成分を溶解又は分散させてもよい。 The liquid composition can be prepared by mixing the liquid crystal polyester, the solvent, and other components used as necessary, all at once or in an appropriate order. Especially, when using a filler, it is preferable to prepare by dissolving liquid crystal polyester in a solvent, obtaining a liquid crystal polyester solution, and dispersing the filler in this liquid crystal polyester solution. When other components other than the filler are used, other components may be dissolved or dispersed before or after dissolution of the liquid crystal polyester in the solvent, or the filler is dispersed in the liquid crystal polyester solution. Sometimes other components may be dissolved or dispersed before or after dispersion.
前記液状組成物は、その粘度が1〜10Pa・s(10〜100ポイズ)であることが好ましい。下限値以上とすることで、塗工時における導電箔上での液状組成物の過度な流動を抑制する効果が高くなり、塗工一回あたりの塗工厚が向上する。また、上限値以下とすることで、液状組成物の取り扱い性がより向上する。 The liquid composition preferably has a viscosity of 1 to 10 Pa · s (10 to 100 poise). By setting it to the lower limit value or more, the effect of suppressing excessive flow of the liquid composition on the conductive foil at the time of coating becomes high, and the coating thickness per coating is improved. Moreover, the handleability of a liquid composition improves more by setting it as below an upper limit.
前記液状組成物の導電箔上への塗工は、流延塗布で行うことが好ましく、例えば、ローラーコート法、ディップコート法、スプレイコート法、スピナーコート法、カーテンコート法、スロットコート法、スクリーン印刷法等の各種方法を採用できる。 The coating of the liquid composition on the conductive foil is preferably performed by casting. For example, a roller coating method, a dip coating method, a spray coating method, a spinner coating method, a curtain coating method, a slot coating method, a screen. Various methods such as a printing method can be adopted.
前記導電箔は、金属箔が好ましく、その材質は銅、アルミニウム、ニッケル、銀又はこれらから選択される一種以上の金属の合金であることが好ましく、銅又は銅合金であることがより好ましい。
導電箔(すなわち、導体回路)の厚さは、好ましくは9〜140μm、より好ましくは18〜70μmである。下限値以上とすることで、導体回路としての機能がより向上し、上限値以下とすることで、導体回路の屈曲が容易となって金属ベース回路基板の折り曲げ加工性が向上する共に、金属ベース回路基板を搭載する電子機器の小型化及び薄型化が容易となる。
The conductive foil is preferably a metal foil, and the material thereof is preferably copper, aluminum, nickel, silver or an alloy of one or more metals selected from these, and more preferably copper or a copper alloy.
The thickness of the conductive foil (that is, the conductor circuit) is preferably 9 to 140 μm, more preferably 18 to 70 μm. By setting the lower limit value or more, the function as a conductor circuit is further improved. By setting the upper limit value or less, the conductor circuit can be easily bent and the metal base circuit board can be bent and the metal base circuit board is improved. It is easy to reduce the size and thickness of an electronic device on which a circuit board is mounted.
前記絶縁層形成工程においては、次いで、導電箔上に塗工した液状組成物から溶媒を除去して、絶縁層を形成する。
溶媒を除去する方法は、特に限定されないが、操作が簡便である点で、溶媒を蒸発させる方法が好ましく、加熱、減圧及び通風のいずれかを単独で、又は二つ以上を組み合わせて蒸発させる方法が例示できる。なかでも、生産効率及び取扱い性の観点から、加熱して蒸発させる方法が好ましく、通風及び加熱しながら蒸発させる方法がより好ましい。溶媒を蒸発させるときの加熱は、100〜210℃で10〜120分間の条件で行うことが好ましい。なお、ここで「溶媒を除去する」とは、必ずしも「溶媒を全量除去する」ことを意味するものではないが、例えば、絶縁層の明らかな重量変化が生じない程度にまで、十分に溶媒を除去することが好ましい。
In the insulating layer forming step, the solvent is then removed from the liquid composition coated on the conductive foil to form an insulating layer.
The method for removing the solvent is not particularly limited, but is preferably a method for evaporating the solvent in terms of simple operation, and a method for evaporating any one of heating, decompression and ventilation alone or in combination of two or more. Can be illustrated. Among these, from the viewpoint of production efficiency and handleability, a method of evaporating by heating is preferable, and a method of evaporating while ventilating and heating is more preferable. The heating for evaporating the solvent is preferably performed at 100 to 210 ° C. for 10 to 120 minutes. Here, “removing the solvent” does not necessarily mean “removing the entire amount of the solvent”, but for example, the solvent is sufficiently removed to such an extent that no obvious weight change of the insulating layer occurs. It is preferable to remove.
(熱圧着工程)
前記絶縁層形成工程に次いで行う熱圧着工程においては、前記絶縁層上に金属ベースを重ね、得られた積層体を真空下又は不活性ガス雰囲気下で加熱プレスすることにより、前記絶縁層及び金属ベースを熱圧着させる。本工程により、導電箔、絶縁層及び金属ベースがこの順に積層された金属ベース基板が得られる。
(Thermo-compression process)
In the thermocompression bonding step that follows the insulating layer forming step, a metal base is stacked on the insulating layer, and the obtained laminate is heated and pressed in a vacuum or in an inert gas atmosphere to thereby form the insulating layer and the metal. The base is thermocompression bonded. By this step, a metal base substrate in which the conductive foil, the insulating layer, and the metal base are laminated in this order is obtained.
前記金属ベースは、金属板又は金属箔であることが好ましく、その材質としては、銅、アルミニウム、鉄等の単体の金属;これら金属の合金;ステンレス等が例示できる。
前記金属ベースの厚さは、100〜3000μmであることが好ましく、500〜2000μmであることがより好ましい。
前記金属ベースは、熱伝導率が60W/(m・K)以上のものが好ましい。
前記金属ベースは、単層でもよいし複数層でもよい。そして複数層である場合には、これら複数層の材質(金属)は、互いに同一でも異なっていてもよい。
The metal base is preferably a metal plate or a metal foil, and examples of the material include single metals such as copper, aluminum, and iron; alloys of these metals; stainless steel and the like.
The thickness of the metal base is preferably 100 to 3000 μm, and more preferably 500 to 2000 μm.
The metal base preferably has a thermal conductivity of 60 W / (m · K) or more.
The metal base may be a single layer or a plurality of layers. In the case of a plurality of layers, the materials (metals) of these layers may be the same as or different from each other.
熱圧着工程においては、まず、真空下又は不活性ガス雰囲気下において、絶縁層上に金属ベースを重ね、この重ねられた積層体を、導電箔及び金属ベースの少なくとも一方の側から加熱プレスする。 In the thermocompression bonding step, first, a metal base is stacked on the insulating layer in a vacuum or an inert gas atmosphere, and the stacked laminate is heated and pressed from at least one side of the conductive foil and the metal base.
真空下で加熱プレスする場合には、例えば、2KPa以下等の減圧下で行うことが好ましい。
不活性ガス雰囲気下で加熱プレスする場合には、窒素ガス等の不活性ガスを用いればよい。
When heat-pressing under vacuum, it is preferable to carry out under reduced pressure, such as 2 KPa or less.
When heat-pressing in an inert gas atmosphere, an inert gas such as nitrogen gas may be used.
加熱プレス時の加熱温度は、250〜400℃であることが好ましく、プレス圧力は、50〜300kg/cm2であることが好ましい。 The heating temperature at the time of hot pressing is preferably 250 to 400 ° C., and the pressing pressure is preferably 50 to 300 kg / cm 2 .
加熱プレスを行う際は、最高温度にある前記積層体の冷却開始時にプレスを開始することが好ましい。このとき、冷却開始とプレス開始との間には、例えば、好ましくは1分以内、より好ましくは30秒以内程度の時間のずれがあってもよいが、この時間のずれは小さいほど好ましく、冷却開始とプレス開始とは同時であることがさらに好ましい。冷却開始とプレス開始とが同時ではない場合には、どちらが先でもよいが、冷却開始が先であることが好ましい。このようにすることで、絶縁層中に残存している又は発生したガス成分を除去でき、ガス成分の除去後に絶縁層及び金属ベースを熱圧着させることで、絶縁層の劣化が抑制され、耐熱性、並びに導電箔及び絶縁層間の密着強度がより向上した金属ベース回路基板が得られる。 When performing hot pressing, it is preferable to start pressing at the start of cooling of the laminate at the maximum temperature. At this time, for example, there may be a time lag of preferably within 1 minute, more preferably within 30 seconds, between the start of cooling and the start of pressing. However, the smaller this time lag, the better. More preferably, the start and the press start are simultaneous. When the start of cooling and the start of pressing are not simultaneous, whichever may be first, it is preferable that the start of cooling is first. By doing so, the gas component remaining or generated in the insulating layer can be removed, and the insulating layer and the metal base are subjected to thermocompression bonding after the removal of the gas component, so that deterioration of the insulating layer is suppressed and heat resistance is improved. And a metal base circuit board with improved adhesion strength between the conductive foil and the insulating layer.
なお、前記積層体の最高温度は、絶縁層の温度で判断することが好ましい。すなわち、絶縁層が最高温度であるときに、前記積層体の冷却を開始し、この冷却開始時にプレスを開始することが好ましい。
また、前記積層体の冷却は、冷却水等の冷却媒体を用いて行うことが好ましい。
The maximum temperature of the laminate is preferably determined by the temperature of the insulating layer. That is, it is preferable to start cooling the laminated body when the insulating layer is at the highest temperature and start pressing at the start of the cooling.
Moreover, it is preferable to cool the said laminated body using cooling media, such as cooling water.
さらに、冷却開始前には、前記積層体の最高温度を一定時間保持することが好ましい。このようにすることで、上記のように、絶縁層中に残存している又は発生したガス成分を除去できるより優れた効果が得られる。
このときの最高温度の保持時間は、5〜60分間であることが好ましく、10〜40分間であることがより好ましい。
Furthermore, it is preferable to maintain the maximum temperature of the laminated body for a certain time before starting cooling. By doing in this way, as mentioned above, the more superior effect which can remove the gas ingredient which remained or generated in an insulating layer is acquired.
At this time, the maximum temperature holding time is preferably 5 to 60 minutes, and more preferably 10 to 40 minutes.
上記の製造方法で得られる金属ベース基板を図1に例示する。図1(a)は金属ベース基板の概略斜視図、(b)は(a)のB−B線における概略断面図である。なお、図1(b)では、断面を拡大して示している。
ここに示す金属ベース基板1’は、導電箔4’、絶縁層3及び金属ベース2がこの順に積層されたものである。ただし、本発明において、金属ベース基板は、ここに示すものに限定されない。
なお、図1において、X方向及びY方向は、金属ベース2の主面(絶縁層3との接触面)に対して平行であり、且つ互いに直交し、Z方向はX方向及びY方向に対して垂直な方向(金属ベース基板1’の厚さ方向)である。
A metal base substrate obtained by the above manufacturing method is illustrated in FIG. FIG. 1A is a schematic perspective view of a metal base substrate, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along line BB in FIG. In addition, in FIG.1 (b), the cross section is expanded and shown.
The metal base substrate 1 ′ shown here is obtained by laminating a
In FIG. 1, the X direction and the Y direction are parallel to the main surface of the metal base 2 (contact surface with the insulating layer 3) and are orthogonal to each other, and the Z direction is relative to the X direction and the Y direction. Vertical direction (thickness direction of the metal base substrate 1 ′).
金属ベース回路基板は、前記金属ベース基板の導電箔を所望の形状にパターニングし、必要に応じて、切断及び穴あけなどの加工を行うことで得られる。導電箔のパターニングは、例えば、導電箔上に対応するパターン形状のマスクパターンを形成し、マスクされてない導電箔の露出部をエッチングによって除去することで、行うことができる。マスクパターンは、導電箔のパターニング後に除去すればよい。 The metal base circuit board is obtained by patterning the conductive foil of the metal base board into a desired shape and performing processing such as cutting and drilling as necessary. The patterning of the conductive foil can be performed, for example, by forming a mask pattern having a corresponding pattern shape on the conductive foil and removing the exposed portion of the unmasked conductive foil by etching. The mask pattern may be removed after patterning the conductive foil.
上記の製造方法で得られる金属ベース回路基板を図2に例示する。図2は金属ベース回路基板の概略断面図であり、図1(b)に示す金属ベース基板の概略断面図に対応したものである。ここに示す金属ベース回路基板1は、金属ベース2上に、絶縁層3を介して導体回路4が設けられたものである。ただし、本発明に係る金属ベース回路基板は、ここに示すものに限定されない。
A metal base circuit board obtained by the above manufacturing method is illustrated in FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the metal base circuit board, and corresponds to the schematic cross-sectional view of the metal base board shown in FIG. The metal base circuit board 1 shown here has a
本発明に係る金属ベース回路基板は、液晶ポリエステルを用いて絶縁層を構成しているので、優れた放熱性を有する。また、液晶ポリエステルとして、流動開始温度が300〜340℃であるものを用いているので、液晶ポリエステルを十分に溶解させたまま、液晶ポリエステル液状組成物を導電箔上に塗工でき、加えて絶縁層形成時に不活性ガス雰囲気下での加熱処理による液晶ポリエステルの高分子量化が不要である。そして、形成される絶縁層は、耐熱性並びに導体回路及び絶縁層間の密着強度に優れる。このように、製造工程を簡略化しても、得られる金属ベース回路基板は、優れた特性を有する。 The metal base circuit board according to the present invention has an excellent heat dissipation property because the insulating layer is formed using liquid crystal polyester. In addition, since the liquid crystal polyester having a flow start temperature of 300 to 340 ° C. is used, the liquid crystal polyester liquid composition can be coated on the conductive foil while the liquid crystal polyester is sufficiently dissolved, and additionally insulated. It is not necessary to increase the molecular weight of the liquid crystal polyester by heat treatment in an inert gas atmosphere when forming the layer. The formed insulating layer is excellent in heat resistance and adhesion strength between the conductor circuit and the insulating layer. Thus, even if the manufacturing process is simplified, the obtained metal base circuit board has excellent characteristics.
以下、具体的実施例により、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。なお、液晶ポリエステルの流動開始温度は、以下の方法で測定した。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples. In addition, the flow start temperature of liquid crystalline polyester was measured with the following method.
(液晶ポリエステルの流動開始温度の測定)
フローテスター(島津製作所社製、CFT−500型)を用いて、液晶ポリエステル約2gを、内径1mm及び長さ10mmのノズルを有するダイを取り付けたシリンダーに充填し、9.8MPa(100kg/cm2)の荷重下、4℃/分の速度で昇温しながら、液晶ポリエステルを溶融させ、ノズルから押し出し、4800Pa・s(48000ポイズ)の粘度を示す温度を測定した。
(Measurement of flow start temperature of liquid crystal polyester)
Using a flow tester (manufactured by Shimadzu Corp., CFT-500 type), about 2 g of liquid crystalline polyester was filled into a cylinder equipped with a die having a nozzle having an inner diameter of 1 mm and a length of 10 mm, and 9.8 MPa (100 kg / cm 2). The liquid crystal polyester was melted while being heated at a rate of 4 ° C./min under a load of 4), extruded from a nozzle, and a temperature showing a viscosity of 4800 Pa · s (48000 poise) was measured.
<液晶ポリエステルの製造>
[製造例1]
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(1976g、10.5モル)、4−ヒドロキシアセトアニリド(1474g、9.75モル)、イソフタル酸(1620g、9.75モル)及び無水酢酸(2374g、23.25モル)を仕込み、反応器内のガスを窒素ガスで十分に置換した後、窒素ガス気流下で攪拌しながら、15分間かけて室温から150℃まで昇温し、この温度(150℃)を保持して3時間還流させた。
次いで、留出する副生成物の酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、2時間50分かけて300℃まで昇温し、直ちに反応器から内容物を取り出した。この内容物を室温まで冷却し、得られた固形物を粉砕機で粉砕し、低分子量の液晶ポリエステルの粉末を得た。この液晶ポリエステル粉末の流動開始温度は180℃であった。
<Manufacture of liquid crystal polyester>
[Production Example 1]
A reactor equipped with a stirrer, a torque meter, a nitrogen gas inlet tube, a thermometer and a reflux condenser was charged with 6-hydroxy-2-naphthoic acid (1976 g, 10.5 mol) and 4-hydroxyacetanilide (1474 g, 9. 75 mol), isophthalic acid (1620 g, 9.75 mol) and acetic anhydride (2374 g, 23.25 mol) were charged, and the gas in the reactor was sufficiently replaced with nitrogen gas, followed by stirring under a nitrogen gas stream. The temperature was raised from room temperature to 150 ° C. over 15 minutes, and this temperature (150 ° C.) was maintained and refluxed for 3 hours.
Then, while distilling off acetic acid as a by-product to be distilled and unreacted acetic anhydride, the temperature was raised to 300 ° C. over 2 hours and 50 minutes, and the contents were immediately taken out from the reactor. The contents were cooled to room temperature, and the resulting solid was pulverized by a pulverizer to obtain a low molecular weight liquid crystal polyester powder. The flow starting temperature of this liquid crystal polyester powder was 180 ° C.
[製造例2]
製造例1で得られた液晶ポリエステル粉末を、窒素ガス雰囲気下において223℃で3時間加熱処理することで、固相重合を行った。固相重合後の液晶ポリエステルの流動開始温度は270℃であった。
[Production Example 2]
The liquid crystal polyester powder obtained in Production Example 1 was subjected to solid phase polymerization by heat treatment at 223 ° C. for 3 hours in a nitrogen gas atmosphere. The flow starting temperature of the liquid crystal polyester after solid phase polymerization was 270 ° C.
[製造例3]
製造例1で得られた液晶ポリエステル粉末を、窒素ガス雰囲気下において270℃で3時間加熱処理することで、固相重合を行った。固相重合後の液晶ポリエステルの流動開始温度は300℃であった。
[Production Example 3]
The liquid crystal polyester powder obtained in Production Example 1 was subjected to solid phase polymerization by heat treatment at 270 ° C. for 3 hours in a nitrogen gas atmosphere. The flow starting temperature of the liquid crystal polyester after the solid phase polymerization was 300 ° C.
[製造例4]
製造例1で得られた液晶ポリエステル粉末を、窒素ガス雰囲気下において290℃で3時間加熱処理することで、固相重合を行った。固相重合後の液晶ポリエステルの流動開始温度は340℃であった。
[Production Example 4]
The liquid crystalline polyester powder obtained in Production Example 1 was subjected to solid phase polymerization by heat treatment at 290 ° C. for 3 hours in a nitrogen gas atmosphere. The flow starting temperature of the liquid crystalline polyester after solid phase polymerization was 340 ° C.
[製造例5]
製造例1で得られた液晶ポリエステル粉末を、窒素ガス雰囲気下において320℃で3時間加熱処理することで、固相重合を行った。固相重合後の液晶ポリエステルの流動開始温度を測定したところ、360℃を超えても4800Pa・sの粘度を示さず、流動開始温度は360℃よりも高かった。
[Production Example 5]
The liquid crystal polyester powder obtained in Production Example 1 was heat-treated at 320 ° C. for 3 hours in a nitrogen gas atmosphere to carry out solid phase polymerization. When the flow start temperature of the liquid crystalline polyester after solid phase polymerization was measured, the viscosity of 4800 Pa · s was not exhibited even when the temperature exceeded 360 ° C., and the flow start temperature was higher than 360 ° C.
<液晶ポリエステル溶液の製造>
[製造例6]
製造例1で得られた液晶ポリエステル(3000g)をN−メチル−2−ピロリドン(以下、「NMP」という。)(7000g)に加え、100℃で2時間加熱して、液晶ポリエステルが完全に溶解した透明な溶液が得られたことを確認した後、この溶液を攪拌及び脱泡し、液晶ポリエステル溶液(1)を得た。
<Production of liquid crystal polyester solution>
[Production Example 6]
The liquid crystal polyester (3000 g) obtained in Production Example 1 was added to N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as “NMP”) (7000 g) and heated at 100 ° C. for 2 hours to completely dissolve the liquid crystal polyester. After confirming that a clear solution was obtained, this solution was stirred and degassed to obtain a liquid crystal polyester solution (1).
[製造例7]
製造例2で得られた液晶ポリエステル(2200g)をNMP(7800g)に加え、100℃で2時間加熱して、液晶ポリエステルが完全に溶解した透明な溶液が得られたことを確認した後、この溶液を攪拌及び脱泡し、液晶ポリエステル溶液(2)を得た。
[Production Example 7]
The liquid crystal polyester (2200 g) obtained in Production Example 2 was added to NMP (7800 g) and heated at 100 ° C. for 2 hours to confirm that a transparent solution in which the liquid crystal polyester was completely dissolved was obtained. The solution was stirred and degassed to obtain a liquid crystal polyester solution (2).
[製造例8]
製造例3で得られた液晶ポリエステル(1800g)をNMP(8200g)に加え、100℃で2時間加熱して、液晶ポリエステルが完全に溶解した透明な溶液が得られたことを確認した後、この溶液を攪拌及び脱泡し、液晶ポリエステル溶液(3)を得た。
[Production Example 8]
The liquid crystal polyester (1800 g) obtained in Production Example 3 was added to NMP (8200 g) and heated at 100 ° C. for 2 hours to confirm that a transparent solution in which the liquid crystal polyester was completely dissolved was obtained. The solution was stirred and degassed to obtain a liquid crystal polyester solution (3).
[製造例9]
製造例4で得られた液晶ポリエステル(1200g)をNMP(8800g)に加え、100℃で2時間加熱して、液晶ポリエステルが完全に溶解した透明な溶液が得られたことを確認した後、この溶液を攪拌及び脱泡し、液晶ポリエステル溶液(4)を得た。
[Production Example 9]
The liquid crystal polyester (1200 g) obtained in Production Example 4 was added to NMP (8800 g) and heated at 100 ° C. for 2 hours to confirm that a transparent solution in which the liquid crystal polyester was completely dissolved was obtained. The solution was stirred and degassed to obtain a liquid crystal polyester solution (4).
[製造例10]
製造例5で得られた液晶ポリエステル(1000g)をNMP(9000g)に加え、100℃で2時間加熱したところ、液晶ポリエステルは完全には溶解せず、液晶ポリエステルの不溶物を多量に含む液体が得られた。
[Production Example 10]
When the liquid crystal polyester (1000 g) obtained in Production Example 5 was added to NMP (9000 g) and heated at 100 ° C. for 2 hours, the liquid crystal polyester was not completely dissolved, and a liquid containing a large amount of insoluble matter of the liquid crystal polyester was obtained. Obtained.
<金属ベース回路基板の製造>
[実施例1]
(液晶ポリエステル液状組成物の製造)
製造例9で得られた液晶ポリエステル溶液(4)に、酸化アルミニウム(住友化学株式会社製、「AA−5」、熱伝導率38W/(m・K)、平均粒径5μm)、及び窒化ホウ素(水島合金鉄株式会社製、「HP−40」、熱伝導率60W/(m・K)、平均粒径20μm)を添加し、分散液として液晶ポリエステル液状組成物を調製した。ここで、酸化アルミニウム及び窒化ホウ素の添加量は、この分散液から形成する絶縁層において、酸化アルミニウムが占める割合が25体積%、窒化ホウ素が占める割合が25体積%となるように、それぞれ調節した。
<Manufacture of metal base circuit board>
[Example 1]
(Manufacture of liquid crystal polyester liquid composition)
To the liquid crystal polyester solution (4) obtained in Production Example 9, aluminum oxide (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., “AA-5”, thermal conductivity 38 W / (m · K), average particle size 5 μm), and boron nitride (Manufactured by Mizushima Alloy Iron Co., Ltd., “HP-40”, thermal conductivity 60 W / (m · K), average particle size 20 μm) was added to prepare a liquid crystal polyester liquid composition as a dispersion. Here, the addition amounts of aluminum oxide and boron nitride were adjusted so that the proportion of aluminum oxide accounted for 25% by volume and the rate of boron nitride accounted for 25% by volume in the insulating layer formed from this dispersion. .
(金属ベース回路基板の製造)
上記で得られた液晶ポリエステル液状組成物を遠心式攪拌脱泡機で5分間撹拌した後、これを厚さ70μmの銅箔上に塗布し、100℃で20分間、さらに200℃で10分間乾燥させることにより、絶縁層として厚さ110μmの液晶ポリエステルフィルムを銅箔上に形成した。
次いで、熱伝導率が140W/(m・K)、厚さが1.5mmのアルミニウム合金板を液晶ポリエステルフィルム上に重ね、得られた積層体について、真空下で温度を340℃として20分間加熱処理した後、水の噴霧による冷却の開始と同時に圧力を100kg/cm2加えて、アルミニウム合金板及び液晶ポリエステルフィルムを熱圧着させることで、銅箔、液晶ポリエステルフィルム及びアルミニウム合金板がこの順に積層された金属ベース基板を得た。
さらに、得られた金属ベース基板を所定の寸法に切断し、その所定の位置をエッチングレジストでマスクし、銅箔を部分的にエッチングした後、エッチングレジストを除去して、回路パターンとして幅10mmの銅箔パターンを形成して、金属ベース回路基板を得た。
(Manufacture of metal base circuit boards)
The liquid crystalline polyester liquid composition obtained above was stirred for 5 minutes with a centrifugal stirring and defoaming machine, and then applied onto a 70 μm thick copper foil, and dried at 100 ° C. for 20 minutes and further at 200 ° C. for 10 minutes. As a result, a 110 μm-thick liquid crystal polyester film was formed on the copper foil as the insulating layer.
Next, an aluminum alloy plate having a thermal conductivity of 140 W / (m · K) and a thickness of 1.5 mm is stacked on the liquid crystal polyester film, and the obtained laminate is heated at 340 ° C. under vacuum for 20 minutes. After the treatment, the copper foil, the liquid crystal polyester film and the aluminum alloy plate are laminated in this order by applying a pressure of 100 kg / cm 2 simultaneously with the start of cooling by spraying water and thermocompression bonding the aluminum alloy plate and the liquid crystal polyester film. A metal base substrate was obtained.
Further, the obtained metal base substrate is cut into a predetermined dimension, the predetermined position is masked with an etching resist, the copper foil is partially etched, the etching resist is removed, and a circuit pattern having a width of 10 mm is obtained. A copper foil pattern was formed to obtain a metal base circuit board.
[実施例2]
製造例9で得られた液晶ポリエステル溶液(4)に代えて、製造例8で得られた液晶ポリエステル溶液(3)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で金属ベース回路基板を得た。
[Example 2]
A metal base circuit board was prepared in the same manner as in Example 1 except that the liquid crystal polyester solution (3) obtained in Production Example 8 was used instead of the liquid crystal polyester solution (4) obtained in Production Example 9. Obtained.
[比較例1]
製造例9で得られた液晶ポリエステル溶液(4)に代えて、製造例6で得られた液晶ポリエステル溶液(1)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で金属ベース回路基板の製造を試みたが、液晶ポリエステルが流動し、液晶ポリエステルフィルムを形成できなかった。
[Comparative Example 1]
Instead of the liquid crystal polyester solution (4) obtained in Production Example 9, the liquid crystal polyester solution (1) obtained in Production Example 6 was used in the same manner as in Example 1 except that the metal base circuit board was used. Although production was attempted, the liquid crystal polyester flowed and a liquid crystal polyester film could not be formed.
[比較例2]
製造例9で得られた液晶ポリエステル溶液(4)に代えて、製造例7で得られた液晶ポリエステル溶液(2)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で金属ベース回路基板を得た。
[Comparative Example 2]
A metal base circuit board was prepared in the same manner as in Example 1 except that the liquid crystal polyester solution (2) obtained in Production Example 7 was used instead of the liquid crystal polyester solution (4) obtained in Production Example 9. Obtained.
[比較例3]
製造例9で得られた液晶ポリエステル溶液(4)に代えて、製造例10で得られた、液晶ポリエステルを含む液体を用いて、実施例1と同様の方法で金属ベース回路基板の製造を試みたが、液晶ポリエステル(流動開始温度>360℃)がNMPに十分に溶解していなかったため、前記液体の塗布により液晶ポリエステルフィルムを形成できなかった。
[Comparative Example 3]
Instead of the liquid crystal polyester solution (4) obtained in Production Example 9, an attempt was made to produce a metal base circuit board in the same manner as in Example 1, using the liquid containing liquid crystal polyester obtained in Production Example 10. However, since the liquid crystal polyester (flow start temperature> 360 ° C.) was not sufficiently dissolved in NMP, a liquid crystal polyester film could not be formed by applying the liquid.
<金属ベース回路基板の評価>
上記各実施例及び比較例で得られた金属ベース回路基板(金属ベース基板)について、以下の評価を行った。
<Evaluation of metal base circuit board>
The following evaluation was performed about the metal base circuit board (metal base board | substrate) obtained by each said Example and comparative example.
(ピール強度試験)
上記の金属ベース回路基板について、その銅箔パターンの一端を把持し、銅箔パターンのうち剥離した部分が金属ベースの主面に対して垂直となるように力を加えながら、銅箔パターンを50mm/分の速度で金属ベース(絶縁層)から引き剥がした。このときの銅箔パターンに加えた力をピール強度(N/cm)とし、銅箔及び液晶ポリエステルフィルム間の密着強度の指標とした。結果を表1に示す。
(Peel strength test)
For the above metal base circuit board, hold one end of the copper foil pattern and apply a force so that the peeled portion of the copper foil pattern is perpendicular to the main surface of the metal base, It was peeled off from the metal base (insulating layer) at a rate of / min. The force applied to the copper foil pattern at this time was defined as peel strength (N / cm), which was used as an index of adhesion strength between the copper foil and the liquid crystal polyester film. The results are shown in Table 1.
(はんだ耐熱性試験)
上記で得られた金属ベース基板を、金属ベースの寸法が50×50mmとなるように切断し、上記と同様の方法で銅箔を部分的にエッチング除去して、サイズが25×50mmのランドを形成した。そしてこれを、300℃のはんだ浴の上に、ランドがはんだとの接触面となるように載せて、この状態を4分間維持した後、金属ベース基板における膨れ及び剥がれの有無について目視観察することで、不良の有無を確認し、耐熱性を評価した。結果を表1に示す。
(Solder heat resistance test)
The metal base substrate obtained above is cut so that the dimension of the metal base is 50 × 50 mm, and the copper foil is partially etched away by the same method as described above, so that a land having a size of 25 × 50 mm is obtained. Formed. Then, this is placed on a solder bath at 300 ° C. so that the land becomes a contact surface with the solder, and this state is maintained for 4 minutes, and then the metal base substrate is visually inspected for swelling and peeling. Then, the presence or absence of defects was confirmed and the heat resistance was evaluated. The results are shown in Table 1.
表1には、液晶ポリエステルフィルムの形成時の状態を目視観察した結果と、液晶ポリエステルフィルムの厚さ(μm)の測定結果をあわせて示す。なお、表1中、「LCP」は液晶ポリエステルを、「FT」は流動開始温度を、それぞれ意味する。また、「−」は未測定又は未評価であることを意味する。 Table 1 shows the result of visual observation of the state during the formation of the liquid crystal polyester film and the measurement result of the thickness (μm) of the liquid crystal polyester film. In Table 1, “LCP” means liquid crystal polyester, and “FT” means flow start temperature. In addition, “-” means not measured or not evaluated.
上記結果から明らかなように、液晶ポリエステルの流動開始温度が、それぞれ340℃及び300℃である実施例1及び2では、液晶ポリエステルフィルムを形成時に、加熱処理による液晶ポリエステルの高分子量化を行わなくても、液晶ポリエステルフィルムの形成状態が良好で、ピール強度及びはんだ耐熱性に優れた金属ベース回路基板が得られた。
これに対して、比較例1では、液晶ポリエステルの流動開始温度が低過ぎ、液晶ポリエステル液状組成物を銅箔上に塗布する際に、液晶ポリエステルが流動してしまい、液晶ポリエステルフィルムを形成できなかった。
また、比較例2では、液晶ポリエステル液状組成物を銅箔上に塗布する際に、液晶ポリエステルが若干流動してしまい、液晶ポリエステルフィルムを形成できたものの、ピール強度及びはんだ耐熱性がいずれも劣っていた。
また、比較例3では、液晶ポリエステルの流動開始温度が高過ぎ、液晶ポリエステル溶液が得られず、液晶ポリエステルフィルムを形成できなかった。
As is clear from the above results, in Examples 1 and 2 where the flow start temperatures of the liquid crystalline polyester are 340 ° C. and 300 ° C., respectively, the high molecular weight of the liquid crystalline polyester is not increased by heat treatment when forming the liquid crystalline polyester film. However, a metal base circuit board having a good liquid crystal polyester film formation state and excellent peel strength and solder heat resistance was obtained.
On the other hand, in Comparative Example 1, the flow start temperature of the liquid crystal polyester is too low, and when the liquid crystal polyester liquid composition is applied onto the copper foil, the liquid crystal polyester flows and the liquid crystal polyester film cannot be formed. It was.
In Comparative Example 2, when the liquid crystal polyester liquid composition was applied onto the copper foil, the liquid crystal polyester slightly flowed to form a liquid crystal polyester film, but both the peel strength and the solder heat resistance were poor. It was.
Moreover, in the comparative example 3, the flow start temperature of liquid crystalline polyester was too high, the liquid crystalline polyester solution was not obtained, and the liquid crystalline polyester film was not able to be formed.
本発明は、電気電子機器の回路基板の製造に利用可能である。 The present invention can be used for the manufacture of circuit boards for electrical and electronic equipment.
1・・・金属ベース回路基板、1’・・・金属ベース基板、2・・・金属ベース、3・・・絶縁層、4・・・導体回路、4’・・・導電箔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal base circuit board, 1 '... Metal base board, 2 ... Metal base, 3 ... Insulating layer, 4 ... Conductor circuit, 4' ... Conductive foil
Claims (6)
溶媒及び液晶ポリエステルを含む液晶ポリエステル液状組成物を、導体回路とするための導電箔上に塗工し、前記溶媒を除去して絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上に金属ベースを重ね、得られた積層体を真空下又は不活性ガス雰囲気下で加熱プレスすることにより、前記絶縁層及び金属ベースを熱圧着させる工程と、を有し、
前記液晶ポリエステルの流動開始温度が300〜340℃であり、
前記加熱プレスにおいて、最高温度にある前記積層体の冷却開始時にプレスを開始することを特徴とする金属ベース回路基板の製造方法。 A method of manufacturing a metal base circuit board, wherein a conductor circuit is provided on a metal base via an insulating layer,
Applying a liquid crystal polyester liquid composition containing a solvent and a liquid crystal polyester onto a conductive foil for forming a conductor circuit, and removing the solvent to form an insulating layer;
Stacking the metal base on the insulating layer, and heat-pressing the obtained laminate in a vacuum or in an inert gas atmosphere to thermally press-bond the insulating layer and the metal base, and
The flow temperature of the liquid crystal polyester Ri 300 to 340 ° C. der,
In the heating press, the metal base circuit board manufacturing method is characterized in that pressing is started at the start of cooling of the laminate at the highest temperature .
(1)−O−Ar1−CO−
(2)−CO−Ar2−CO−
(3)−X−Ar3−Y−
(式中、Ar1は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基であり;Ar2及びAr3は、それぞれ独立にフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記一般式(4)で表される基であり;X及びYは、それぞれ独立に酸素原子又はイミノ基であり;前記Ar1、Ar2及びAr3中の一つ以上の水素原子は、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。)
(4)−Ar4−Z−Ar5−
(式中、Ar4及びAr5は、それぞれ独立にフェニレン基又はナフチレン基であり;Zは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基である。) The liquid crystalline polyester has repeating units represented by the following general formulas (1), (2) and (3), and the repeating units represented by the following general formulas (1), (2) and (3) 30 to 80 mol% of the repeating unit represented by the following general formula (1), 10 to 35 mol% of the repeating unit represented by the following general formula (2), and the following general formula (3) based on the total amount The method for producing a metal base circuit board according to any one of claims 1 to 3, comprising 10 to 35 mol% of a repeating unit represented by formula (1 ) .
(1) —O—Ar 1 —CO—
(2) —CO—Ar 2 —CO—
(3) -X-Ar 3 -Y-
(In the formula, Ar 1 is a phenylene group, a naphthylene group or a biphenylylene group; Ar 2 and Ar 3 are each independently a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylylene group or a group represented by the following general formula (4): Yes; X and Y are each independently an oxygen atom or imino group; one or more hydrogen atoms in Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are each independently substituted with a halogen atom, an alkyl group or an aryl group May be.)
(4) -Ar 4 -Z-Ar 5-
(In the formula, Ar 4 and Ar 5 are each independently a phenylene group or a naphthylene group; Z is an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, a sulfonyl group, or an alkylidene group.)
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