JP6480289B2 - Method for producing thermoplastic liquid crystal polymer film with metal vapor-deposited layer, thermoplastic liquid crystal polymer film with metal vapor-deposited layer using the production method, method for producing metal-clad laminate, and metal-clad laminate - Google Patents
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Description
本発明は、金属蒸着層が設けられた、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、「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)の製造方法、該製造方法を用いた金属蒸着層付き熱可塑性液晶ポリマーフィルム、金属張積層板の製造方法、及び金属張積層板に関する。 The present invention relates to a film (hereinafter referred to as “thermoplastic liquid crystal polymer”) comprising a thermoplastic polymer (hereinafter referred to as “thermoplastic liquid crystal polymer”) provided with a metal vapor deposition layer and capable of forming an optically anisotropic melt phase. The present invention relates to a method for producing a liquid crystal polymer film), a thermoplastic liquid crystal polymer film with a metal vapor deposition layer using the production method, a method for producing a metal-clad laminate, and a metal-clad laminate.
従来、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを備えた金属張積層板は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムに由来した優れた低吸湿性、耐熱性、耐薬品性および電気的性質を有するとともに、優れた寸法安定性も有しているため、フレキシブル配線板や半導体実装用の回路基板などの回路基板の材料として使用されている。 Conventionally, a metal-clad laminate provided with a thermoplastic liquid crystal polymer film has excellent low moisture absorption, heat resistance, chemical resistance and electrical properties derived from the thermoplastic liquid crystal polymer film, and also has excellent dimensional stability. Therefore, it is used as a material for circuit boards such as flexible wiring boards and circuit boards for semiconductor mounting.
この金属張積層板の製造方法としては、例えば、液晶ポリマーフィルムの片面にプラズマによる表面処理を行った後、表面処理された面にスパッタリング法を用いて第1金属層を形成し、次に、第1金属層上にスパッタリング法による銅成膜と電解銅めっき法による銅被膜を形成することにより第2金属層である銅層を形成し、その後、不活性雰囲気中にてアニール処理を行う方法が提案されている。そして、このような方法により、液晶ポリマーフィルムの表面が微細構造を有するように粗化処理されるため、液晶ポリマーフィルム表面の凹凸によるアンカー効果が発揮され、結果として、液晶ポリマーフィルムと金属層の間の密着強度が向上すると記載されている(例えば、特許文献1参照)。 As a method for producing this metal-clad laminate, for example, after performing a surface treatment with plasma on one side of a liquid crystal polymer film, a first metal layer is formed on the surface-treated surface using a sputtering method, A method of forming a copper layer as a second metal layer by forming a copper film by sputtering and a copper film by electrolytic copper plating on the first metal layer, and then performing an annealing treatment in an inert atmosphere Has been proposed. And by such a method, since the surface of the liquid crystal polymer film is roughened so as to have a fine structure, the anchor effect due to the irregularities on the surface of the liquid crystal polymer film is exhibited. As a result, the liquid crystal polymer film and the metal layer It is described that the adhesion strength between them is improved (see, for example, Patent Document 1).
また、例えば、真空蒸着法により、液晶ポリマーフィルム上に金属薄膜を蒸着させた後、電解めっき法を用いて、金属膜を形成し、その後、加熱処理を行う方法が提案されている。そして、このような方法により、液晶ポリマーフィルムとの密着性が高い銅蒸着膜が設けられ、高周波用途に適した金属張積層板を得ることができると記載されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, for example, a method has been proposed in which a metal thin film is deposited on a liquid crystal polymer film by a vacuum deposition method, a metal film is formed by an electrolytic plating method, and then heat treatment is performed. And it is described by such a method that the copper vapor deposition film | membrane with high adhesiveness with a liquid crystal polymer film is provided, and the metal-clad laminated board suitable for a high frequency use can be obtained (for example, refer patent document 2). ).
ここで、近年、スマートフォンなどの高性能な小型電子機器の普及により、部品の高密度化が進展するとともに、電子機器の高性能化が進んでいるため、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属膜との密着強度に優れるとともに、伝送信号の高周波化に対応可能な(即ち、高周波特性を有する)金属張積層板が要望されている。 Here, in recent years, due to the spread of high-performance small electronic devices such as smartphones, the density of parts has progressed, and the performance of electronic devices has also increased, so the relationship between thermoplastic liquid crystal polymer film and metal film There is a demand for a metal-clad laminate that has excellent adhesion strength and is compatible with high-frequency transmission signals (that is, has high-frequency characteristics).
しかし、上記特許文献1に記載の金属張積層板の製造方法においては、液晶ポリマーフィルム表面の粗化処理を行うと、表皮効果の影響が大きくなるため、上記高周波特性に乏しくなり、また粗化処理が不十分である場合は、液晶ポリマーフィルムと金属層との密着強度が向上せず、結果として、密着特性と高周波特性の両立が困難であるという問題があった。
However, in the method for producing a metal-clad laminate described in
また、特許文献2に記載の金属張積層板の製造方法においては、密着強度を向上させるために蒸着膜の結晶サイズを小さくする必要があるが、蒸着膜の結晶サイズを小さくするためには真空度を上昇させて、処理速度を低下させる必要があり、更に、金属膜を形成した後、加熱処理を行う必要があるため、製造工程が複雑になるとともに、コストアップになるという問題があった。
Moreover, in the manufacturing method of the metal-clad laminate described in
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、安価かつ簡単な方法により、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属蒸着層との密着強度に優れた金属蒸着層付き熱可塑性液晶ポリマーフィルムを製造する方法、該製造方法を用いた金属蒸着層付き熱可塑性液晶ポリマーフィルム、金属張積層板の製造方法、及び金属張積層板を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a high-frequency characteristic and an excellent adhesion strength between the thermoplastic liquid crystal polymer film and the metal vapor deposition layer by an inexpensive and simple method. It is an object of the present invention to provide a method for producing a coated thermoplastic liquid crystal polymer film, a thermoplastic liquid crystal polymer film with a metal vapor deposition layer using the production method, a method for producing a metal-clad laminate, and a metal-clad laminate.
上記目的を達成するために、本発明の金属蒸着層付き熱可塑性液晶ポリマーフィルムの製造方法は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの表面上に、270℃以上290℃以下の温度により金属を蒸着させて、金属蒸着層を形成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method for producing a thermoplastic liquid crystal polymer film with a metal vapor deposition layer of the present invention comprises depositing a metal on a surface of a thermoplastic liquid crystal polymer film at a temperature of 270 ° C. or more and 290 ° C. or less, A metal vapor deposition layer is formed.
また、本発明の金属張積層板の製造方法は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの表面上に、270℃以上290℃以下の温度により金属を蒸着させて、金属蒸着層を形成した金属蒸着層付き熱可塑性液晶ポリマーフィルムに、めっき処理を施すことにより、金属蒸着層の表面上に金属めっき層を形成することを特徴とする。 In addition, the method for producing a metal-clad laminate of the present invention includes a metal-deposited layer-attached heat formed by depositing a metal on a surface of a thermoplastic liquid crystal polymer film at a temperature of 270 ° C. or more and 290 ° C. or less. A metal plating layer is formed on the surface of a metal vapor deposition layer by performing a plating process on the plastic liquid crystal polymer film.
本発明によれば、安価かつ簡単な方法により、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属蒸着層との密着強度に優れた金属蒸着層付き熱可塑性液晶ポリマーフィルムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a thermoplastic liquid crystal polymer film with a metal vapor deposition layer having high frequency characteristics and excellent adhesion strength between the thermoplastic liquid crystal polymer film and the metal vapor deposition layer by an inexpensive and simple method. .
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiment.
図1は、本発明の実施形態に係る金属張積層板の構造を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a metal-clad laminate according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態の金属張積層板1は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の片面に積層された金属層3とにより構成されている。
As shown in FIG. 1, the metal-
<金属層>
本発明の金属蒸着層4としては、特に制限はなく、例えば、銅、金、銀、ニッケル、アルミニウム、及びステンレスなどを挙げることができ、導電性、取り扱い性、及びコスト等の観点から、銅やアルミニウムを使用することが好ましい。
<Metal layer>
There is no restriction | limiting in particular as the metal vapor deposition layer 4 of this invention, For example, copper, gold | metal | money, silver, nickel, aluminum, stainless steel etc. can be mentioned, From viewpoints, such as electroconductivity, handleability, and cost, it is copper. It is preferable to use aluminum or aluminum.
金属蒸着層4の厚みとしては、0.05μm以上1.0μm以下が望ましい。これは、厚みが薄いと、金属めっき層5をめっきする際に、金属蒸着層4に電流が流れて破損するという不都合が生じる場合が有り、金属蒸着層4が厚いと、蒸着層を形成に長時間を要し、蒸着する時間が長くなるため、生産性が低下して、コストが著しく高くなるためである。 As thickness of the metal vapor deposition layer 4, 0.05 to 1.0 micrometer is desirable. This is because when the metal plating layer 5 is thin, there is a case in which a current flows through the metal vapor deposition layer 4 and breaks. When the metal vapor deposition layer 4 is thick, the vapor deposition layer is formed. This is because a long time is required and the time for vapor deposition becomes long, so that the productivity is lowered and the cost is remarkably increased.
また、めっき後の金属層3の厚みは、1μm以上200μm以下の範囲が好ましく、3μm以上20μm以下の範囲内がより好ましい。これは、1μmよりも小さい場合は、厚みが小さすぎるため、金属張積層板1の製造工程において、金属箔の厚みが薄いために大電流を流すと回路が破損する場合があるためである。また、200μmよりも大きい場合は、厚みが大きすぎるため、例えば、フレキシブル配線板として使用する場合に、折り曲げ性能が低下すること、まためっき付けを行う際に時間がかかりコストが高くなることから適当な厚みが望まれる。
The thickness of the
<熱可塑性液晶ポリマーフィルム>
本発明の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。例えば、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、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。
<Thermoplastic liquid crystal polymer film>
The raw material of the thermoplastic liquid crystal polymer film of the present invention is not particularly limited. Examples thereof include known thermotropic liquid crystal polyesters and thermotropic liquid crystal polyester amides derived from the compounds categorized as (1) to (4) below and derivatives thereof. However, it goes without saying that there is an appropriate range for each combination of raw material compounds in order to obtain a polymer capable of forming an optically anisotropic melt phase.
(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) (1) Aromatic or aliphatic dihydroxy compounds (see Table 1 for typical examples)
(2)芳香族または脂肪族ジカルボン酸(代表例は、表2参照) (2) Aromatic or aliphatic dicarboxylic acids (see Table 2 for typical examples)
(3)芳香族ヒドロキシカルボン酸(代表例は、表3参照) (3) Aromatic hydroxycarboxylic acid (see Table 3 for typical examples)
(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) (4) Aromatic diamine, aromatic hydroxyamine or aromatic aminocarboxylic acid (see Table 4 for typical examples)
また、これらの原料化合物から得られる熱可塑性液晶ポリマーの代表例として、表5に示す構造単位を有する共重合体(a)〜(e)を挙げることができる。 Moreover, the copolymer (a)-(e) which has a structural unit shown in Table 5 as a typical example of the thermoplastic liquid crystal polymer obtained from these raw material compounds can be mentioned.
また、本発明に使用される熱可塑性液晶ポリマーは、フィルムに所望の耐熱性と加工性を与える目的においては、約200〜約400℃の範囲内、とりわけ約250〜約350℃の範囲内に融点(以下、「M0p」と称す)を有するものが好ましいが、フィルム製造の点からは、比較的低い融点を有するものが好ましい。 Further, 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 giving the film desired heat resistance and processability. Those having a melting point (hereinafter referred to as “M 0 p”) are preferred, but those having a relatively low melting point are preferred from the viewpoint of film production.
従って、より高い耐熱性や融点が必要な場合には、一旦得られたフィルムを加熱処理することによって、所望の耐熱性や融点にまで高めることができる。加熱処理の条件の一例を説明すれば、一旦得られたフィルムの融点が283℃の場合でも、260℃で5時間加熱すれば、融点は320℃になる。 Accordingly, when higher heat resistance and melting point are required, the film obtained once can be heated to the desired heat resistance and melting point. If an example of the conditions of heat processing is demonstrated, even if the melting | fusing point of the film obtained once is 283 degreeC, if it heats at 260 degreeC for 5 hours, melting | fusing point will be 320 degreeC.
なお、M0pは示差走査熱量計(島津製作所(株)製、商品名:DSC)により、主吸熱ピークが現れる温度を測定することにより求めることができる。 M 0 p can be determined by measuring the temperature at which the main endothermic peak appears with a differential scanning calorimeter (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: DSC).
本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2は、上記のポリマーを押出成形して得られる。このとき、任意の押出成形法を使用できるが、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(長手)方向(以下、「MD方向」という。)だけでなく、これと直交する方向(以下、「TD方向」という。)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が得られる。
The thermoplastic liquid
また、本実施形態の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2は、フィルム長手方向の分子配向度SOR(Segment Orientation Ratio)を0.90以上1.20未満の範囲とすることが好ましく、0.95以上1.15以下の範囲とすることがより好ましく、0.97以上1.15以下の範囲とすることが更に好ましい。
In addition, the thermoplastic liquid
この範囲の分子配向度を有する熱可塑性液晶ポリマーフィルム2は、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り、実用性が高いだけでなく、上述したように、回路基板用の金属張積層板1の等方性および寸法安定性を良好にする利点がある。
The thermoplastic liquid
また、分子配向度SORが0.50以下または1.50以上の場合は、液晶ポリマー分子の配向の偏りが著しいためにフィルムが硬くなり、かつTD方向またはMD方向に裂け易い。加熱時の反りがないなどの形態安定性が必要とされる回路基板用では、上述したように、分子配向度SORが0.90以上で1.15未満の範囲であることが必要である。特に、加熱時の反りを皆無にする必要がある場合には、0.95以上で1.08以下であることが望ましい。また分子配向を0.90以上で1.08以下にすることでフィルム誘電率を均一にすることができる。 Further, when the degree of molecular orientation SOR is 0.50 or less or 1.50 or more, the orientation of the liquid crystal polymer molecules is remarkably biased, so that the film becomes hard and easily tears in the TD direction or MD direction. For circuit boards that require form stability such as no warping during heating, the molecular orientation degree SOR needs to be in the range of 0.90 or more and less than 1.15, as described above. In particular, when it is necessary to eliminate warping during heating, it is preferably 0.95 or more and 1.08 or less. Moreover, a film dielectric constant can be made uniform by making molecular orientation 0.90 or more and 1.08 or less.
なお、ここで言う「分子配向度SOR」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。 “Molecular orientation SOR” as used herein refers to an index that gives the degree of molecular orientation of the segments that make up a molecule. Unlike conventional MOR (Molecular Orientation Ratio), the thickness of the object is taken into account. Value.
また、上記分子配向度SORは、以下のように算出される。 The molecular orientation SOR is calculated as follows.
まず、周知のマイクロ波分子配向度測定機を用い、そのマイクロ波共振導波管中に熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を、フィルム面がマイクロ波の進行方向に対し垂直となるよう挿入し、この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。
First, using a known microwave molecular orientation measuring machine, the thermoplastic liquid
そして、この測定値に基づいて、下記数式(1)により、m値(屈折率と称する)が算出される。
(数1)
m=(Zo/△z)X[1−νmax /νo] …(1)
(ここで、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(即ち、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。)
次に、マイクロ波の振動方向に対する物体の回転角が0°の時、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(通常、押出成形されたフィルムの長手方向)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時のm値をm0 、回転角が90°のときのm値をm90として、分子配向度SORはm0 /m90により算出される。
And based on this measured value, m value (it calls a refractive index) is computed by following Numerical formula (1).
(Equation 1)
m = (Zo / Δz) X [1-νmax / νo] (1)
(Where Zo is the device constant, Δz is the average thickness of the object, νmax is the frequency that gives the maximum microwave transmission intensity when the microwave frequency is changed, and νo is the average thickness of zero (ie This is the frequency that gives the maximum microwave transmission intensity when there is no object.)
Next, when the rotation angle of the object relative 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 (usually the longitudinal direction of the extruded film) ) comprising: a m value when the direction giving the minimum intensity of transmitted microwave are coincident m 0, a m value when the rotation angle is 90 ° as m 90, orientation ratio SOR is m 0 / It is calculated by m 90.
本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の厚みは、特に限定されないが、電気絶縁性材料として熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を用いた金属張積層板1をプリント配線板として使用する場合には、20〜150μmの範囲が好ましく、20〜50μmの範囲がより好ましい。
The thickness of the thermoplastic liquid
これは、フィルムの厚さ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、得られるプリント配線板に電子部品を実装する際に、プリント配線板が加圧により変形し、配線の位置精度が悪化して不良の原因となるためである。 This is because when the film thickness is too thin, the rigidity and strength of the film are reduced, so that when the electronic component is mounted on the obtained printed wiring board, the printed wiring board is deformed by pressure, and the wiring This is because the positional accuracy deteriorates and causes a defect.
また、パーソナルコンピューターなどのメイン回路基板の電気絶縁性材料としては、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を配合してもよい。 In addition, as an electrically insulating material for a main circuit board such as a personal computer, a composite of the above-described thermoplastic liquid crystal polymer film and another electrically insulating material, for example, a glass substrate can be used. In addition, you may mix | blend additives, such as a lubricant and antioxidant, with a film.
また、本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2は、十分な材料強度を有し、また、後述する蒸着工程中の加熱処理において、寸法変化の小さいフィルムが好ましい。以上の観点から、熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、その靱性が50〜90MPaが好ましく、60〜90MPaがさらに好ましい。
In addition, the thermoplastic liquid
なお、ここで言う「熱可塑性液晶ポリマーフィルムの靱性」とは、ASTM D882に準拠した方法により、引張試験機(エー・アンド・デイ製、商品名:RTE−210)を用いて測定した伸度と最大引張強度の測定値から、下記数式(2)により算出されたものを言う。
(数2)
靱性=伸度×最大引張強度×1/2 …(2)
また、熱可塑性液晶ポリマーには、本発明の効果を損なわない範囲内で、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂等の熱可塑性ポリマー、及び各種添加剤を添加してもよく、必要に応じて充填剤を添加してもよい。
The “toughness of the thermoplastic liquid crystal polymer film” as used herein refers to the elongation measured using a tensile tester (trade name: RTE-210, manufactured by A & D) by a method based on ASTM D882. And the value calculated by the following mathematical formula (2) from the measured value of the maximum tensile strength.
(Equation 2)
Toughness = Elongation × Maximum tensile strength × 1/2 (2)
In addition, the thermoplastic liquid crystal polymer has a thermoplasticity such as polyethylene terephthalate, modified polyethylene terephthalate, polyolefin, polycarbonate, polyarylate, polyamide, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, fluororesin and the like within the scope of the present invention. A polymer and various additives may be added, and a filler may be added as necessary.
なお、本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2としては、例えば、ベクスターCT−Z((株)クラレ製)を使用することができる。
In addition, as the thermoplastic liquid
次に、本発明の実施形態における金属張積層板の製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the metal-clad laminated board in embodiment of this invention is demonstrated.
本実施形態においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の表面に、真空蒸着法により、金属蒸着層を形成する蒸着工程と、金属蒸着層の表面に、金属めっき層を形成する電解めっき工程とを備える。
In this embodiment, the surface of the thermoplastic liquid
(蒸着工程)
まず、真空蒸着装置における蒸着用チャンバー内に、蒸着源(例えば、純度が99%以上のCu)を入れた蒸着ボート(抵抗体であるタングステンやモリブテンにより形成されたもの)を載置する。次に、この蒸着用ボートに電流を流して加熱することにより、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の表面上に金属を蒸着し、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の表面に金属蒸着層4を形成する。
(Deposition process)
First, a vapor deposition boat (formed with tungsten or molybdenum as a resistor) containing a vapor deposition source (for example, Cu having a purity of 99% or more) is placed in a vapor deposition chamber in a vacuum vapor deposition apparatus. Next, by applying an electric current to the vapor deposition boat and heating it, a metal is vapor-deposited on the surface of the thermoplastic liquid
なお、真空雰囲気中で、蒸着源を坩堝に入れ、電子ビームを坩堝に照射して蒸着源を加熱することにより、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の表面上に金属を蒸着させて、金属蒸着層4を形成してもよい。
In addition, in a vacuum atmosphere, a vapor deposition source is put into a crucible, an electron beam is irradiated to a crucible, and a vapor deposition source is heated, A metal is vapor-deposited on the surface of the thermoplastic liquid
また、生産性を向上させるとの観点から、蒸着用チャンバー内において、ロールツーロール方式を使用して、シート状の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を移動させることにより、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の表面上に、金属蒸着層4を連続的に形成する構成としてもよい。
Further, from the viewpoint of improving productivity, the surface of the thermoplastic liquid
図2は、本発明の実施形態に係る金属蒸着層付き熱可塑性液晶ポリマーフィルムの製造方法において使用する蒸着装置の全体構成を示す概略図である。 FIG. 2 is a schematic view showing the overall configuration of a vapor deposition apparatus used in the method for producing a thermoplastic liquid crystal polymer film with a metal vapor deposition layer according to an embodiment of the present invention.
この蒸着装置20は、ロール形状の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を装着した巻き出しロール12と、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の表面上に、所定の温度により金属を蒸着させて、金属蒸着層4を形成するための加熱ロール13と、金属蒸着層4付きの熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を巻き取るための巻き取りロール14と、ロールツーロール方式により、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を移動させるためのガイドロール15,16とを備えている。
The
そして、加熱ロール13の下方に配置された坩堝17に、電子銃18から電子ビームを照射して、坩堝17内に収容された蒸着源を加熱することにより、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の表面上に金属(例えば、銅)を蒸着させて、金属蒸着層4を形成する。
Then, the
ここで、本発明においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の表面上に、270℃以上290℃以下の温度により金属を蒸着させて、金属蒸着層4を形成する点に特徴がある。
Here, the present invention is characterized in that the metal vapor deposition layer 4 is formed by vapor-depositing a metal at a temperature of 270 ° C. or higher and 290 ° C. or lower on the surface of the thermoplastic liquid
このように、本発明においては、上記従来技術と異なり、蒸着処理により金属蒸着層を形成した後ではなく、蒸着処理時に加熱処理を行うため、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2が軟化し、結果として、蒸着工程において、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の表面上に金属がより付着しやすくなる。
As described above, in the present invention, unlike the above-described conventional technique, the thermoplastic liquid
また、蒸着工程における加熱温度を270℃以上290℃以下に設定することにより、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属蒸着層4との密着力が増加するため、ピール強度が向上する。これは、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の熱変形温度に近い温度で蒸着を行うことにより、蒸着粒子(蒸着時に飛散する粒子)が、加熱して柔らかくなったフィルムの中まで潜り込むため、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属蒸着層4の密着力が増加するためと推察される。なお、フィルムに潜り込む粒子は、一般に数十Å程度でありフィルムの表面の粗度より十分に小さい。
Moreover, since the adhesive force of the thermoplastic liquid
従って、上記従来技術と異なり、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の表面に対する粗化処理や、金属蒸着層4の結晶の大きさの制御、及び金属層3を形成した後の加熱処理を行うことなく、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属蒸着層4との密着強度を向上させることが可能になる。従って、安価かつ簡単な方法により、伝送損失が低く、密着強度に優れた金属蒸着層4付き熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を提供することができる。
Therefore, unlike the above prior art, without performing the roughening treatment on the surface of the thermoplastic liquid
また、蒸着させる金属蒸着層4の結晶の大きさを制御する必要がないため、効率よく(即ち、生産性を低下させることなく)、密着強度に優れた金属蒸着層4付き熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を提供することができる。 Further, since it is not necessary to control the size of the crystal of the metal vapor deposition layer 4 to be vapor deposited, the thermoplastic liquid crystal polymer film with the metal vapor deposition layer 4 which is efficient (that is, without reducing productivity) and has excellent adhesion strength. 2 can be provided.
なお、金属蒸着層4の厚みは、0.05μm以上1.0μm以下の厚みを有することが好ましい。 In addition, it is preferable that the thickness of the metal vapor deposition layer 4 has the thickness of 0.05 micrometer or more and 1.0 micrometer or less.
また、本発明は蒸着時に熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を加熱しながら(例えば、上記実施形態においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を加熱ロールによって加熱しながら)蒸着を行うため、蒸着時に形成される金属蒸着層4の結晶サイズは加熱によって大きくなるが、本発明においては金属蒸着層4の結晶の大きさは特に制限されず、0.1μmより大きく10μm以下に設定することができる。
In addition, since the present invention performs vapor deposition while heating the thermoplastic liquid
また、本実施形態では、ロールツーロール方式における生産性を向上させるとの観点から、蒸着速度を1nm/s以上5nm/s以下に設定することが好ましい。 Moreover, in this embodiment, it is preferable to set a vapor deposition rate to 1 nm / s or more and 5 nm / s or less from a viewpoint of improving the productivity in a roll-to-roll system.
また、本実施形態では、ロールツーロール方式における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の移動速度を0.1m/min〜5m/minに設定する。
Moreover, in this embodiment, the moving speed of the thermoplastic liquid
(電解めっき工程)
次に、電解めっき法を使用して、金属蒸着層4の表面上に、金属めっき層5を形成する。より具体的には、上述の蒸着工程により形成した金属蒸着層(下地金属膜)4上に金属(例えば、銅)の電解めっきを行うことにより、金属蒸着層4と金属めっき層5により構成された金属層3を形成する。
(Electrolytic plating process)
Next, the metal plating layer 5 is formed on the surface of the metal vapor deposition layer 4 using an electrolytic plating method. More specifically, the metal vapor deposition layer 4 and the metal plating layer 5 are formed by performing electroplating of metal (for example, copper) on the metal vapor deposition layer (underlying metal film) 4 formed by the above vapor deposition process. A
この電解めっき法は、特に限定されるものではなく、例えば、金属めっき層5として銅めっき層を形成する場合は、通常の硫酸銅めっき法を使用することができる。 This electrolytic plating method is not particularly limited. For example, when a copper plating layer is formed as the metal plating layer 5, a normal copper sulfate plating method can be used.
また、金属めっき層5の厚みは、生産性と回路のアスペクト比との観点から、1μm以上10μm以下の厚みを有することが好ましい。なお、金属めっき層が薄い場合は、回路の上下の幅で示されるアスペクト比が“1”に近くシャープな形状の回路が得られる。金属めっき層5が厚い場合は、回路を形成する際に回路のアスペクト比が小さく台形の形状となる。ミリ波、マイクロ波の回路形状としては、アスペクト比が“1”に近いシャープな形状の回路が望まれる。 Moreover, it is preferable that the thickness of the metal plating layer 5 has a thickness of 1 μm or more and 10 μm or less from the viewpoint of productivity and an aspect ratio of the circuit. When the metal plating layer is thin, a circuit having a sharp shape in which the aspect ratio indicated by the upper and lower widths of the circuit is close to “1” is obtained. When the metal plating layer 5 is thick, the circuit has a small trapezoidal shape when the circuit is formed. As a circuit shape of millimeter wave and microwave, a sharp circuit whose aspect ratio is close to “1” is desired.
また、生産性の観点から、アノードとカソードとの間の電流密度を0.1A/dm2以上0.5A/dm2以下に設定することが好ましい。 Further, from the viewpoint of productivity, it is preferable to set the current density to 0.1 A / dm 2 or more 0.5A / dm 2 or less between the anode and the cathode.
また、上述のごとく、本発明においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属層3との密着強度を向上させることができるが、回路の信頼性の観点から、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属層3との間のピール強度が、0.8kN/m以上であることが好ましく、0.9kN/m以上であることがより好ましい。
In addition, as described above, in the present invention, the adhesion strength between the thermoplastic liquid
また、ここで言う「ピール強度」とは、IPC−TM650 2.4.3に準拠した方法により、デジタルフォースゲージ(例えば、IMADA製、商品名:ZP−500N)を使用して測定された引き剥がし強さの値(kN/m)のことを言う。 The “peel strength” as used herein refers to a pull measured using a digital force gauge (for example, product name: ZP-500N, manufactured by IMADA) by a method based on IPC-TM650 2.4.3. It means the peel strength value (kN / m).
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。 In addition, you may change the said embodiment as follows.
上記実施形態においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の片面に金属層3が接合された金属張積層板1を例に挙げて説明したが、本発明は、図3に示す、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の両面に金属層3が積層された金属張積層10にも適用できる。即ち、本発明は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の少なくとも一方の表面に金属層3が積層された金属張積層板に適用することができる。
In the above embodiment, the metal-clad
以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples. In addition, this invention is not limited to these Examples, These Examples can be changed and changed based on the meaning of this invention, and they are excluded from the scope of the present invention. is not.
(実施例1)
<銅蒸着膜の形成>
まず、50μmの厚みを有する熱可塑性液晶ポリマーフィルム((株)クラレ製、商品名:ベクスターCZ−T)を準備した。次に、真空蒸着装置(ロック技研工業(株)製、商品名:RVC−W−300)を使用したロールツーロール方式を採用して、シート状の熱可塑性液晶ポリマーフィルムを移動させることにより、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの表面上に、金属蒸着層を連続的に形成した。
Example 1
<Copper vapor deposition film formation>
First, a thermoplastic liquid crystal polymer film (made by Kuraray Co., Ltd., trade name: Bexter CZ-T) having a thickness of 50 μm was prepared. Next, by adopting a roll-to-roll method using a vacuum evaporation apparatus (manufactured by Rock Giken Kogyo Co., Ltd., trade name: RVC-W-300), by moving the sheet-like thermoplastic liquid crystal polymer film, A metal vapor deposition layer was continuously formed on the surface of the thermoplastic liquid crystal polymer film.
より具体的には、熱可塑性液晶ポリマーフィルムをローダー側にセットし、開放窓を完全に閉めた後、真空引きを行い、それと同時に加熱ロール(熱可塑性液晶ポリマーフィルムに金属の蒸着が行われるロール)の温度を100℃とした。 More specifically, the thermoplastic liquid crystal polymer film is set on the loader side, the open window is completely closed, and then a vacuum is drawn, and at the same time, a heating roll (a roll on which metal is deposited on the thermoplastic liquid crystal polymer film). ) Was set to 100 ° C.
次に、銅インゴットを取り出し、銅の総重量が450gとなるように銅ペレットを加えた。なお、銅ペレットに対して、前処理として過硫酸ソーダ水による洗浄を行い、その後、蒸留水で洗浄したものを用いた。 Next, the copper ingot was taken out, and copper pellets were added so that the total weight of copper was 450 g. The copper pellet was washed with sodium persulfate water as a pretreatment, and then washed with distilled water.
次に、蒸着用チャンバー内の真空度が7×10−3Paとなったことを確認した後、加熱ロールの設定温度を280℃とした。その後、EMI(電子銃のエミッション電流値)の出力を上昇させ、銅を溶融させた。なお、この際、蒸着速度が2.7nm/sとなるようにEMI出力値を調整した。 Next, after confirming that the degree of vacuum in the vapor deposition chamber was 7 × 10 −3 Pa, the set temperature of the heating roll was set to 280 ° C. Thereafter, the output of EMI (emission current value of the electron gun) was increased to melt the copper. At this time, the EMI output value was adjusted so that the vapor deposition rate was 2.7 nm / s.
次に、加熱ロールの温度が設定温度(280℃)に到達し、蒸着用チャンバー内の真空度が5×10−3Pa以下になったことを確認した後、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの搬送速度を0.5m/minに設定した状態で、銅の蒸着処理を行い、0.3μmの厚みを有する銅蒸着膜を形成した。 Next, after confirming that the temperature of the heating roll has reached the set temperature (280 ° C.) and the degree of vacuum in the deposition chamber is 5 × 10 −3 Pa or less, the transport speed of the thermoplastic liquid crystal polymer film In the state which set to 0.5 m / min, the copper vapor deposition process was performed and the copper vapor deposition film | membrane which has a thickness of 0.3 micrometer was formed.
<金属層の形成>
次に、電解めっき法により、銅蒸着膜の表面上に銅めっき層(厚み:12μm)を形成することにより、銅蒸着膜と銅めっき層により構成された銅層12μmを形成し、銅張積層板を作製した。なお、ハイスロータイプの硫酸度基本浴(40〜100g/Lの硫酸銅および150〜250g/Lの硫酸を含有する硫酸銅めっき基本組成)の浴中に入れて銅箔の厚みが12μmになるようにした。
<Formation of metal layer>
Next, a copper plating layer (thickness: 12 μm) is formed on the surface of the copper vapor deposition film by electrolytic plating, thereby forming a
<ピール強度の測定>
次に、作製した銅張積層板から5mm幅の剥離試験片を作製し、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと銅層との接着界面を露出させた後、試験片の熱可塑性液晶ポリマーフィルム層を両面接着テープで平板に固定し、常温にて、銅層を90°方向に速度50mm/分で引き剥がし、IMADA製のデジタルフォースゲージ(商品名:ZP−500N)を用いて、引き剥がし荷重を測定し、約5cm引き剥がした際の荷重の平均値(kN/m)を測定した。
<Measurement of peel strength>
Next, a 5 mm wide peel test piece was produced from the produced copper-clad laminate, the adhesive interface between the thermoplastic liquid crystal polymer film and the copper layer was exposed, and then the thermoplastic liquid crystal polymer film layer of the test piece was bonded on both sides. Fix to a flat plate with tape, peel off the copper layer at a rate of 50 mm / min in the 90 ° direction at room temperature, and measure the peeling load using an IMADA digital force gauge (trade name: ZP-500N). The average value (kN / m) of the load at the time of peeling about 5 cm was measured.
なお、1回の測定で約60秒かけて引き剥がし続け、その間、荷重を複数回(1秒当たり16回)測定した。即ち、1回の測定で、16回/秒×60秒=960回分の荷重のデータを得た後、測定開始時と終了時の測定値を除外し、中間部分の700回分の測定データを平均し、荷重の平均値とした。 In addition, peeling was continued over about 60 seconds in one measurement, and the load was measured several times (16 times per second) during that time. That is, after obtaining load data for 16 times / second x 60 seconds = 960 times in one measurement, the measurement values at the start and end of measurement are excluded, and the measurement data for 700 times in the middle is averaged. And the average value of the load.
また、耐屈曲性等の観点から、0.8kN/m以上の剥離強度が求められるため、0.8kN/m以上の強度を有する場合を密着強度が良好であると判断した。以上の結果を表6に示す。 Moreover, since peel strength of 0.8 kN / m or more is required from the viewpoint of bending resistance and the like, the case where the strength is 0.8 kN / m or more was judged to be good. The results are shown in Table 6.
(比較例1)
蒸着工程における加熱ロールの設定温度を260℃に変更したこと以外は、上述の実施例1と同様にして銅張積層板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、ピール強度の測定を行った。以上の結果を表6に示す。
(Comparative Example 1)
A copper clad laminate was produced in the same manner as in Example 1 except that the set temperature of the heating roll in the vapor deposition step was changed to 260 ° C. Thereafter, peel strength was measured in the same manner as in Example 1 described above. The results are shown in Table 6.
(比較例2)
蒸着工程における加熱ロールの設定温度を240℃に変更したこと以外は、上述の実施例1と同様にして銅張積層板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、ピール強度の測定を行った。以上の結果を表6に示す。
(Comparative Example 2)
A copper clad laminate was produced in the same manner as in Example 1 except that the set temperature of the heating roll in the vapor deposition step was changed to 240 ° C. Thereafter, peel strength was measured in the same manner as in Example 1 described above. The results are shown in Table 6.
表6に示すように、加熱ロールの温度を280℃に設定して銅蒸着膜を形成した実施例1においては、加熱ロールの設定温度が270℃未満である比較例1〜2に比し、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと銅層(即ち、銅蒸着膜)との密着強度が優れていることが判る。 As shown in Table 6, in Example 1 in which the temperature of the heating roll was set to 280 ° C. to form a copper vapor-deposited film, the setting temperature of the heating roll was less than 270 ° C. compared to Comparative Examples 1 and 2, It can be seen that the adhesion strength between the thermoplastic liquid crystal polymer film and the copper layer (that is, the copper deposited film) is excellent.
以上に説明したように、本発明は、金属蒸着層付き熱可塑性液晶ポリマーフィルムの製造方法およびこれを用いた金属蒸着層付き熱可塑性液晶ポリマーフィルムに、特に有用である。 As described above, the present invention is particularly useful for a method for producing a thermoplastic liquid crystal polymer film with a metal vapor deposition layer and a thermoplastic liquid crystal polymer film with a metal vapor deposition layer using the same.
1 金属張積層板
2 熱可塑性液晶ポリマーフィルム
3 金属層
4 金属蒸着層
5 金属めっき層
10 金属張積層板
12 巻き出しロール
13 加熱ロール
14 巻き取りロール
17 坩堝
18 電子銃
20 蒸着装置
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