JP7575249B2 - 液晶ポリマーフィルム及び積層体 - Google Patents
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Description
従来、回路基板に用いられる絶縁材料として、ポリイミドが多く用いられてきたが、高耐熱性及び低吸水性であり、かつ、高周波帯域での損失が小さい液晶ポリマーが注目されている。
また、本発明の他の実施形態が解決しようとする課題は、上記液晶ポリマーフィルムを用いた積層体を提供することである。
<1>液晶ポリマーを含み、少なくとも一方の表面の表面粗さRzが10nm~5000nmである、液晶ポリマーフィルム。
<2>両方の表面の表面粗さRzが10nm~5000nmである、<1>に記載の液晶ポリマーフィルム。
<3>上記液晶ポリマーの融点Tmが280℃以上である、<1>又は<2>に記載の液晶ポリマーフィルム。
<4>線膨張係数が、-20ppm/K~50ppm/Kである、<1>~<3>のいずれか1つに記載の液晶ポリマーフィルム。
<5>誘電正接が0.01以下である、<1>~<4>のいずれか1つに記載の液晶ポリマーフィルム。
<6>フィラーを含む、<1>~<5>のいずれか1つに記載の液晶ポリマーフィルム。
<7>上記フィラーの数密度が、上記表面粗さRzが10nm~5000nmである表面より内部の方が大きい、<6>に記載の液晶ポリマーフィルム。
<8>上記液晶ポリマーが、式(1)~式(3)のいずれかで表される構成繰り返し単位を有する、<1>~<7>のいずれか1つに記載の液晶ポリマーフィルム。
式(1) -O-Ar1-CO-
式(2) -CO-Ar2-CO-
式(3) -X-Ar3-Y-
式(1)~式(3)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を表し、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式(4)で表される基を表し、X及びYはそれぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基を表し、Ar1~Ar3で表される上記基にある水素原子は、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。
式(4) -Ar4-Z-Ar5-
式(4)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を表し、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レン基を表す。
<9>層Aと、上記層Aの少なくとも一方の面に設けられた層Bとを有し、上記層Bの表面の表面粗さRzが10nm~5000nmである、<1>~<9>のいずれか1つに記載の液晶ポリマーフィルム。
<10>層Cを更に有し、上記層Bと、上記層Aと、上記層Cとをこの順で有し、上記層Cの表面の表面粗さRzが10nm~5000nmである、<10>に記載の液晶ポリマーフィルム。
<11><10>又は<11>に記載の液晶ポリマーフィルムと、上記液晶ポリマーフィルムにおける上記層B側の面に配置された銅層と、を有する積層体。
<12>上記層Bの厚みが、上記銅層の厚みより大きい、<12>に記載の積層体。
<13>上記層Bと上記銅層との剥離強度が、0.5kN/m以上である<11>又は<12>に記載の積層体。
<14><10>に記載の液晶ポリマーフィルムと、上記液晶ポリマーフィルムの上記層B側の面に配置された銅層と、上記液晶ポリマーフィルムの上記層C側の面に配置された銅層とを有する積層体。
<15>層Cと上記層C側の面に配置された上記銅層との剥離強度が、0.5kN/m以上である<14>に記載の積層体。
また、本発明の他の実施形態によれば、上記液晶ポリマーフィルムを用いた積層体を提供することができる。
なお、本明細書において、数値範囲を示す「~」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
また、本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本明細書において、「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルの両方を包含する概念で用いられる語であり、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル及びメタクリロイルの両方を包含する概念として用いられる語である。
また、本明細書中の「工程」の用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば本用語に含まれる。 また、本開示において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
更に、本開示において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
また、本開示における重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、特に断りのない限り、TSKgel SuperHM-H(東ソー(株)製の商品名)のカラムを使用したゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析装置により、溶剤PFP(ペンタフルオロフェノール)/クロロホルム=1/2(質量比)、示差屈折計により検出し、標準物質としてポリスチレンを用いて換算した分子量である。
本開示に係る液晶ポリマーフィルムは、液晶ポリマーを含み、少なくとも一方の表面の表面粗さRzが10nm~5000nmである。
本発明者が鋭意検討した結果、上記構成をとることにより、密着性に優れる液晶ポリマーフィルムを提供できることを見出した。
上記効果が得られる詳細なメカニズムは不明であるが、以下のように推測される。
本開示に係る液晶ポリマーフィルムでは、少なくとも一方の表面の表面粗さRzが10nm~5000nmであり、表面平滑性が高すぎず、かつ、表面粗さが大きくなりすぎず、適度な粗さであることにより、接着界面に気泡等が生じることがなく、他の層との密着性に優れるものと考えられる。
本開示において、液晶ポリマーフィルムの表面の表面粗さRzは、以下の方法により測定するものとする。
非接触表面・層断面形状計測システムVertScan(菱化システム社製)を用い、縦465.48μm、横620.64μm四方を測定して、測定対象物(液晶ポリマーフィルム)の表面における粗さ曲線及び上記粗さ曲線の平均線を作成する。粗さ曲線から基準長さに相当する部分を抜き取る。抜き出した粗さ曲線で観察される山の高さ(すなわち、平均線から山頂までの高さ)の最大値と谷の深さ(すなわち、平均線から谷底までの高さ)の最大値との合計値を求めることで、測定対象物の表面粗さRzを測定する。
誘電正接の測定は周波数10GHzで共振摂動法により実施する。ネットワークアナライザ(Agilent Technology社製「E8363B」)に10GHzの空洞共振器((株)関東電子応用開発CP531)を接続し、空洞共振器にフィルムのサンプル(幅:2.0mm×長さ:80mmを挿入し、温度25℃、湿度60%RH環境下、96時間の挿入前後の共振周波数の変化からフィルムの誘電正接を測定する。
熱機械分析装置(TMA)を用いて、幅5mm、長さ20mmのフィルムの両端に1gの引張荷重をかけ、5℃/分の速度で25℃~200℃まで昇温した後、20℃/分の速度で30℃まで冷却し、再び5℃/分の速度で昇温したときの、30℃~150℃の間のTMA曲線の傾きから線膨張係数を算出する。
また、液晶ポリマーは、溶融状態で液晶性を示すサーモトロピック液晶ポリマーでもよく、溶液状態で液晶性を示すリオトロピック液晶ポリマーでもよい。また、サーモトロピック液晶の場合は、450℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。
液晶ポリマーとしては、例えば、液晶ポリエステル、液晶ポリエステルにアミド結合が導入された液晶ポリエステルアミド、液晶ポリエステルにエーテル結合が導入された液晶ポリエステルエーテル、液晶ポリエステルにカーボネート結合が導入された液晶ポリエ
ステルカーボネートなどを挙げることができる。
また、液晶ポリマーは、液晶性の観点から、芳香環を有するポリマーであることが好ましく、芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドであることがより好ましい。
更に、液晶ポリマーは、芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドに、更にイミド結合、カルボジイミド結合やイソシアヌレート結合などのイソシアネート由来の結合等が導入されたポリマーであってもよい。
また、液晶ポリマーは、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マーであることが好ましい。
1)(i)芳香族ヒドロキシカルボン酸と、(ii)芳香族ジカルボン酸と、(iii)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よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を重縮合させてなるもの。
2)複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重縮合させてなるもの。
3)(i)芳香族ジカルボン酸と、(ii)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よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を重縮合させてなるもの。
4)(i)ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルと、(ii)芳香族ヒドロキシカルボン酸と、を重縮合させてなるもの。
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、その重縮合可能な誘導体が用いられてもよい。
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、ヒドロキシ基をアシル化してアシルオキシ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。
式(1) -O-Ar1-CO-
式(2) -CO-Ar2-CO-
式(3) -X-Ar3-Y-
式(1)~式(3)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を表し、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式(4)で表される基を表し、X及びYはそれぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基を表し、Ar1~Ar3で表される上記基にある水素原子は、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。
式(4) -Ar4-Z-Ar5-
式(4)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を表し、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レン基を表す。
上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、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、n-オクチル基及びn-デシル基が挙げられ、その炭素数は、好ましくは1~10である。
上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、好ましくは6~20である。
上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で表される上記基毎にそれぞれ独立に、好ましくは2個以下であり、より好ましくは1個である。
繰り返し単位(1)としては、Ar1がp-フェニレン基であるもの(p-ヒドロキシ安香酸に由来する構成繰り返し単位)、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構成繰り返し単位)、又は、4,4’-ビフェニリレン基であるもの(4’-ヒドロキシ-4-ビフェニルカルボン酸に由来する構成繰り返し単位)が好ましい。
繰り返し単位(2)としては、Ar2がp-フェニレン基であるもの(テレフタル酸に由来する構成繰り返し単位)、Ar2がm-フェニレン基であるもの(イソフタル酸に由来する構成繰り返し単位)、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構成繰り返し単位)、又は、Ar2がジフェニルエーテル-4,4’-ジイル基であるもの(ジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸に由来する構成繰り返し単位)が好ましい。
繰り返し単位(3)としては、Ar3がp-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構成繰り返し単位)、Ar3がm-フェニレン基であるもの(イソフタル酸に由来する構成繰り返し単位)、又は、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構成繰り返し単位)が好ましい。
繰り返し単位(2)の含有量は、全構成繰り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モル%~35モル%、更に好ましくは20モル%~35モル%、特に好ましくは30モル%~35モル%である。
繰り返し単位(3)の含有量は、全構成繰り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モル%~35モル%、更に好ましくは20モル%~35モル%、特に好ましくは30モル%~35モル%である。
繰り返し単位(1)の含有量が多いほど、耐熱性、強度及び剛性が向上し易いが、あまり多いと、溶媒に対する溶解性が低くなり易い。
具体的には、本開示における可溶性ポリマーは、25℃において、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、N,N-ジメチルアセトアミド、γ-ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、エチレングリコールモノブチルエーテル及びエチレングリコールモノエチルエーテルよりなる群から選ばれる少なくとも1種の溶剤100gに、0.1g以上溶解するポリマーである。
液晶ポリマーの含有量は、液晶ポリマーフィルムの誘電正接、及び、金属箔との密着性の観点から、液晶ポリマーフィルムの全質量に対し、20質量%~99質量%であることが好ましく、30質量%~98質量%であることがより好ましく、40質量%~97質量%であることが更に好ましく、50質量%~95質量%であることが特に好ましい。
フィラーとしては、粒子状でも繊維状のものでもよく、無機フィラーであっても、有機フィラーであってもよい。
無機フィラーの材質としては、例えば、BN、Al2O3、AlN、TiO2、SiO2、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、及び、これらを2種以上含む材質が挙げられる。
中でも、無機フィラーとしては、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、金属酸化物粒子、又は繊維が好ましく、シリカ粒子、チタニア粒子、又はガラス繊維がより好ましく、シリカ粒子又はガラス繊維が特に好ましい。
無機フィラーの平均粒径は、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、5nm~20μmであることが好ましく、10nm~10μmであることがより好ましく、20nm~1μmであることが更に好ましく、25nm~500nmであることが特に好ましい。粒子、又は繊維が扁平状の場合には、短辺方向の長さを示す。
有機フィラーの材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、尿素-ホルマリンフィラー、ポリエステル、セルロース、アクリル樹脂、フッ素樹脂、硬化エポキシ樹脂、架橋ベンゾグアナミン樹脂、架橋アクリル樹脂、及び、これらを2種以上含む材質が挙げられる。
また、有機フィラーは、ナノファイバーのような繊維状であってもよく、中空樹脂粒子であってもよい。
中でも、有機フィラーとしては、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、フッ素樹脂粒子、若しくは、ポリエステル系樹脂、又はセルロース系樹脂のナノファイバーであることが好ましく、ポリテトラフルオロエチレン粒子であることがより好ましい。
有機フィラーの平均粒径は、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、5nm~20μmであることが好ましく、10nm~1μmであることがより好ましく、20nm~500nmであることが更に好ましく、25nm~90nmであることが特に好ましい。
層Aは、液晶ポリマーを含むことが好ましい。層Aは、液晶ポリマーを1種のみ含んでいても、2種以上含んでいてもよい。
層Aにおける液晶ポリマーの含有量は、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、層Aの全体積に対し、20体積%~100体積%であることが好ましく、20体積%~90体積%であることがより好ましく、30体積%~80体積%であることが更に好ましく、40体積%~70体積%であることが特に好ましい。
その他の添加剤としては、公知の添加剤を用いることができる。具体的には、例えば、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤等が挙げられる。
液晶ポリマー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及びその変性物、ポリエーテルイミド等の液晶ポリエステル以外の熱可塑性樹脂;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;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が挙げられる。
液晶ポリマーフィルムをミクロトームで切削し、断面を光学顕微鏡で観察して、各層の厚みを評価する。断面サンプルは3ヶ所以上切り出し、各断面において、3点以上厚みを測定し、それらの平均値を平均厚みとする。
層Bは、液晶ポリマーを含むことが好ましい。
層Bに用いられる液晶ポリマーの好ましい態様は、後述する以外、層Aに用いられる液晶ポリマーの好ましい態様と同様である。
層Bに含まれる液晶ポリマーは、層Aに含まれる液晶ポリマーと同じものであっても、異なるものであってもよい。
また、層Bにおける液晶ポリマーの含有量は、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、層Bの全体積に対し、50体積%~100体積%であることが好ましく、80体積%~100体積%であることがより好ましく、90体積%~100体積%であることが更に好ましく、95体積%~100体積%であることが特に好ましい。
層Bに用いられるその他の添加剤の好ましい態様は、層Aに用いられるその他の添加剤の好ましい態様と同様である。
層Aの平均厚みTAと層Bの平均厚みTBとの比であるTA/TBの値は、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、1より大きいことが好ましく、2~100であることがより好ましく、2.5~20であることが更に好ましく、3~10であることが特に好ましい。
また、層Bの平均厚みは、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、0.1μm~20μmであることが好ましく、0.5μm~15μmであることがより好ましく、1μm~10μmであることが更に好ましく、3μm~8μmであることが特に好ましい。
層Cは、表面層(最外層)であることが好ましい。
層Cは、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、液晶ポリマーを含むことが好ましい。
層Cに用いられる液晶ポリマーの好ましい態様は、後述する以外、層Aに用いられる液晶ポリマーの好ましい態様と同様である。
層Cに含まれる液晶ポリマーは、層A又は層Bに含まれる液晶ポリマーと同じものであっても、異なるものであってもよいが、層A及び層Bに含まれる液晶ポリマーと同じものであることが好ましい。
また、層Cにおける液晶ポリマーの含有量は、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、層Cの全体積に対し、50体積%~100体積%であることが好ましく、80体積%~100体積%であることがより好ましく、90体積%~100体積%であることが更に好ましく、95体積%~100体積%であることが特に好ましい。
層Cに用いられるフィラーの好ましい態様は、後述する以外、層Aに用いられるフィラーの好ましい態様と同様である。
また、層Cにおけるフィラーの含有量は、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、フィラーを含まないか、又は、層Cの全体積に対し、0体積%を超え20体積%以下であることが好ましく、フィラーを含まないか、又は、層Cの全体積に対し、0体積%を超え10体積%以下であることがより好ましく、フィラーを含まないか、又は、層Cの全体積に対し、0体積%を超え5体積%以下であることが更に好ましく、フィラーを含まないことが特に好ましい。
層Cに用いられるその他の添加剤の好ましい態様は、層Aに用いられるその他の添加剤の好ましい態様と同様である。
層Aの平均厚みTAと層Cの平均厚みTCとの比であるTA/TCの値は、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、1より大きいことが好ましく、2~100であることがより好ましく、2.5~20であることが更に好ましく、3~10であることが特に好ましい。
また、層Cの平均厚みTCと層Bの平均厚みTBとの比であるTC/TBの値は、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、0.2~5であることが好ましく、0.5~2であることがより好ましく、0.8~1.2であることが特に好ましい。
更に、層Cの平均厚みは、熱膨張係数、及び、金属箔との密着性の観点から、0.1μm~20μmであることが好ましく、0.5μm~15μmであることがより好ましく、1μm~10μmであることが更に好ましく、3μm~8μmであることが特に好ましい。
(製膜)
本開示に係る液晶ポリマーフィルムの製造方法は、特に制限はなく、公知の方法を参照することができる。
本開示に係る液晶ポリマーフィルムの製造方法としては、例えば、流延法、塗布法、押出法等が好適に挙げられ、中でも、比較的薄手の製膜には流延法が特に好ましく、厚手の製膜には共押出法が特に好ましい。また、本開示に係る液晶ポリマーフィルムが、多層構造を有する場合には、例えば、共流延法、重層塗布法、共押出法等が好適に挙げられる。中でも、共流延法が特に好ましい。
液晶ポリマーフィルムにおける多層構造を共流延法及び重層塗布法により製造する場合、液晶ポリマー等の各層の成分をそれぞれ溶媒に溶解又は分散した層A形成用組成物、層B形成用組成物、層C形成用組成物等を用いて、共流延法又は重層塗布法を行うことが好ましい。
3~5である化合物の割合は、好ましくは50質量%~100質量%、より好ましくは70質量%~100質量%、特に好ましくは90質量%~100質量%である。
上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。
上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。
支持体としては、例えば、金属ドラム、金属バンド、ガラス板、樹脂フィルム又は金属箔が挙げられる。中でも、金属ドラム、金属バンド、樹脂フィルムが好ましい。
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリイミド(PI)フィルムが挙げられ、市販品の例としては、宇部興産(株)製U-ピレックスS及びU-ピレックスR、東レデュポン(株)製カプトン、並びに、SKCコーロンPI社製IF30、IF70及びLV300等が挙げられる。
また、支持体は、容易に剥離できるように、表面に表面処理層が形成されていてもよい。表面処理層は、ハードクロムメッキ、フッ素樹脂等を用いることができる。
樹脂フィルム支持体の平均厚みは、特に制限はないが、好ましくは25μm以上75μm以下であり、より好ましくは50μm以上75μmである。
本開示に係る液晶ポリマーフィルムは、分子配向を制御し、熱膨張係数や力学物性を調整する観点で、適宜、延伸を組み合わせることができる。延伸の方法は、特に制限はなく、公知の方法を参照することができ、溶媒を含んだ状態で実施してもよく、乾膜の状態で実施してもよい。溶媒を含んだ状態での延伸は、フィルムを把持して伸長してもよく、伸長せずに乾燥による自己収縮を利用して実施してもよい。延伸は、無機フィラー等の添加によってフィルム脆性が低下した場合に、破断伸度や破断強度を改善する目的で特に有効である。
本開示に係る液晶ポリマーフィルムは、種々の用途に用いることができる、中でも、プリント配線板などの電子部品用フィルムに好適に用いることができ、フレキシブルプリント回路基板により好適に用いることができる。
また、本開示に係る液晶ポリマーフィルムは、金属接着用液晶ポリマーフィルムとして好適に用いることができる。
本開示に係る積層体は、本開示に係る液晶ポリマーフィルムが積層されたものであればよい。本開示に係る積層体は、本開示に係る液晶ポリマーフィルムと、上記液晶ポリマーフィルムにおける上記層B側の面に配置された金属層と、を有することが好ましく、上記金属層が、銅層であることがより好ましい。
更に、特性インピーダンス調整の観点から、層B又は層Cのうち、一方の側に金属層が積層され、他方の側に他のフィルム(好ましくは他の液晶ポリマーフィルム)が積層される態様も好ましく挙げられる。
また、上記層Cと上記銅層との剥離強度は、0.5kN/m以上であることが好ましく、0.7kN/m以上であることがより好ましく、0.7kN/m~2.0kN/mであることが更に好ましく、0.9kN/m~1.5kN/mであることが特に好ましい。
液晶ポリマーフィルムと金属層との積層体から1.0cm幅の剥離用試験片を作製し、液晶ポリマーフィルムを両面接着テープで平板に固定し、JIS C 5016(1994)に準じて180°法により、50mm/分の速度で液晶ポリマーフィルムから金属層を剥離したときの強度(kN/m)を測定する。
本開示に係る積層体における金属層を、例えば、エッチングにより所望の回路パターンに加工し、フレキシブルプリント回路基板することも好ましい。エッチング方法としては、特に制限はなく、公知のエッチング方法を用いることができる。
[誘電正接]
誘電正接の測定は周波数10GHzで共振摂動法により実施した。ネットワークアナライザ(Agilent Technology社製「E8363B」)に10GHzの空洞共振器((株)関東電子応用開発CP531)を接続し、空洞共振器にフィルムのサンプル(幅:2.0mm×長さ:80mmを挿入し、温度25℃、湿度60%RH環境下、96時間の挿入前後の共振周波数の変化から液晶ポリマーフィルムの誘電正接を測定した。
非接触表面・層断面形状計測システムVertScan(菱化システム社製)を用い、縦465.48μm、横620.64μm四方を測定して、測定対象物(液晶ポリマーフィルム)の表面における粗さ曲線及び上記粗さ曲線の平均線を作成した。粗さ曲線から基準長さに相当する部分を抜き取った。抜き出した粗さ曲線で観察される山の高さ(すなわち、平均線から山頂までの高さ)の最大値と谷の深さ(すなわち、平均線から谷底までの高さ)の最大値との合計値を求めることで、測定対象物の表面粗さRzを測定した。
液晶ポリマーフィルムと銅箔との両面銅張積層板から10mm幅の剥離用試験片を作製し、一方の銅箔を両面接着テープで平板に固定し、JIS C 5016(1994)に準じて180°法により、50mm/分の速度で液晶ポリマーフィルム同士の接着面を剥離したときの強度(kN/m)を測定した。
<液晶ポリマー>
LC-A:下記製造方法に従って作製した液晶ポリマー
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940.9g(5.0モル)、4-ヒドロキシアセトアミノフェン377.9g(2.5モル)、イソフタル酸415.3g(2.5モル)及び無水酢酸867.8g(8.4モル)を入れ、反応器内のガスを窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下、撹拌しながら、室温(23℃)から140℃まで60分かけて昇温し、140℃で3時間還流させた。
次いで、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、150℃から300℃まで5時間かけて昇温し、300℃で30分保持した後、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却した。得られた固形物を、粉砕機で粉砕して、粉末状の液晶ポリエステル(B1)を得た。この液晶ポリエステル(B1)の流動開始温度は、193.3℃であった。
A-1:下記製造方法に従って作製した金平糖状シリカゾル(平均粒径36nm)
シリカゾル(触媒化成工業(株)製:カタロイドSI-40、平均粒子径21.2nm、SiO2濃度40.7質量%)102.4gに水を加えて、4,170g(SiO2濃度1質量%)とし、更にシリカゾルのpHが11となるように濃度5質量%の水酸化ナトリウム水溶液を添加した。次いで、シリカゾルの温度を80℃に昇温し、30分間80℃に維持して核粒子分散液(A液)とした。
次いで、80℃で1時間熟成を行った後、粒子成長した核粒子分散液のpHが10.8になるまで限外濾過膜により洗浄を行った。次いで、濃縮してSiO2濃度20質量%にした後、溶剤をN-メチルピロリドンに置換して金平糖状シリカゾルを得た。
下記の重層塗布、共流延のうちから、表1記載の方法を選択した。
-ポリマー溶液の調製-
上記液晶ポリマーをN-メチルピロリドンに加え、窒素雰囲気下、140℃4時間攪拌し、液晶ポリマー溶液を得た。液晶ポリマーと添加剤は、表1に記載の体積比率で添加し、固形分濃度は、層A用の溶液は10質量%、層B用の溶液は5質量%とした。
続いて、最初に、公称孔径5μmの焼結繊維金属フィルターを通過させ、ついで同じく公称孔径5μmの焼結繊維フィルターを通過させ、各ポリマー溶液をそれぞれ得た。
得られた層A用、及び、層B用のポリマー溶液を、スライドコーターを装備したスロットダイコーターに送液し、銅箔(福田金属箔粉工業製 CF-T4X-SV-12 12μm)の処理面上に2層構成(層B/層A)の層A側が接するように塗布した。140℃にて30分間乾燥することにより、流延膜から溶媒を除去し、銅層を有する液晶ポリマーフィルム(積層体)を得た。得られた積層体の銅層とは反対側の表面の表面粗さRzを測定した。表面粗さRzは、表1に記載の値であった。
-ポリマー溶液の調製-
上記液晶ポリマーをN-メチルピロリドンに加え、窒素雰囲気下、140℃4時間撹拌し、液晶ポリマー溶液を得た。液晶ポリマーと添加剤は、表1に記載の体積比率で添加し、固形分濃度は、層A(コア層)用の溶液は23質量%、層B(表層)用の溶液はそれぞれ20質量%とした。
続いて、最初公称孔径10μmの焼結繊維金属フィルターを通過させ、ついで同じく10μmの焼結繊維フィルターを通過させ、ポリマー溶液を得た。
得られた層A用、及び、層B用のポリマー溶液を、共流延用に調整したフィードブロックを装備した流延ダイに送液し、銅箔(福田金属箔粉工業製 CF-T4X-SV-12 12μm)の処理面上に層A側が接するように流延した。140℃にて30分間乾燥することにより、流延膜から溶媒を除去し、銅層を有する液晶ポリマーフィルム(積層体)を得た。得られた積層体の銅層とは反対側の表面の表面粗さRzを測定した。表面粗さRzは、表1に記載の値であった。
共流延1のフィルムの作製において、流延膜中の残留溶剤量が50質量%の時点で、バックアップロールを備えたエンボスロール(直径350mm、ロール表面にブラスト処理で高さ0.5μmの凹凸を形成)に押し当てた以外は、共流延1と同様に実施し、銅層を有する液晶ポリマーフィルム(積層体)を得た。得られた積層体の銅層とは反対側の表面の表面粗さRzを測定した。表面粗さRzは、表1に記載の値であった。
(銅張積層板前駆体工程)
上記銅層を有する液晶ポリマーフィルム(積層体)を一対用意し、液晶ポリマーフィルム同士が接するように載せ、ラミネータ(ニッコー・マテリアルズ社製「真空ラミネータV-130」)を使用して、140℃及びラミネート圧0.4MPaの条件で1分間のラミネート処理を行い、銅箔積層板前駆体を得た。
熱圧着機(東洋精機製作所製「MP-SNL」)を用いて、得られた銅張積層板前駆体を300℃、4.5MPaの条件で10分間熱圧着することにより、両面銅張積層板を作製した。
上記銅層を有する液晶ポリマーフィルム(積層体)に対して、別途準備した銅箔(福田金属箔粉工業製 CF-T4X-SV-12 12μm)の処理面を液晶ポリマーフィルムに接するように載せ、ラミネータ(ニッコー・マテリアルズ社製「真空ラミネータV-130」)を使用して、140℃及びラミネート圧0.4MPaの条件で1分間のラミネート処理を行った。続けて、熱圧着機(東洋精機製作所製「MP-SNL」)を用いて、得られた銅張積層板前駆体を300℃、4.5MPaの条件で10分間熱圧着することにより、両面銅張積層板を作製した。作製された両面銅張積層板は、層間の密着性に優れ、気泡などの混入もなかった。
Claims (14)
- 層Aと、前記層Aの少なくとも一方の面に設けられた層Bとを有し、
前記層A及び前記層Bはそれぞれ液晶ポリマーを含み、
前記層Bの表面の表面粗さRzが10nm~5000nmであり、
平均厚みが6μm~100μmである、液晶ポリマーフィルム。 - 両方の表面の表面粗さRzが10nm~5000nmである、請求項1に記載の液晶ポリマーフィルム。
- 前記液晶ポリマーの融点Tmが280℃以上である、請求項1又は請求項2に記載の液晶ポリマーフィルム。
- 線膨張係数が、-20ppm/K~50ppm/Kである、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の液晶ポリマーフィルム。
- 誘電正接が0.01以下である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の液晶ポリマーフィルム。
- フィラーを含む、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の液晶ポリマーフィルム。
- 前記フィラーの数密度が、前記表面粗さRzが10nm~5000nmである表面より内部の方が大きい、請求項6に記載の液晶ポリマーフィルム。
- 前記液晶ポリマーが、式(1)~式(3)のいずれかで表される構成繰り返し単位を有する、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の液晶ポリマーフィルム。
式(1) -O-Ar1-CO-
式(2) -CO-Ar2-CO-
式(3) -X-Ar3-Y-
式(1)~式(3)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を表し、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式(4)で表される基を表し、X及びYはそれぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基を表し、Ar1~Ar3で表される前記基にある水素原子は、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。
式(4) -Ar4-Z-Ar5-
式(4)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を表し、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レン基を表す。 - 層Cを更に有し、
前記層Bと、前記層Aと、前記層Cとをこの順で有し、
前記層Cの表面の表面粗さRzが10nm~5000nmである、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の液晶ポリマーフィルム。 - 請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の液晶ポリマーフィルムと、
前記液晶ポリマーフィルムにおける前記層B側の面に配置された銅層と、
を有する積層体。 - 前記層Bの厚みが、前記銅層の厚みより大きい、請求項10に記載の積層体。
- 前記層Bと前記銅層との剥離強度が、0.5kN/m以上である請求項10又は請求項11に記載の積層体。
- 請求項9に記載の液晶ポリマーフィルムと、前記液晶ポリマーフィルムの前記層B側の面に配置された銅層と、前記液晶ポリマーフィルムの前記層C側の面に配置された銅層とを有する積層体。
- 前記層Cと前記層C側の面に配置された前記銅層との剥離強度が、0.5kN/m以上である請求項13に記載の積層体。
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