JP2011124550A - Electronic circuit board and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
【課題】熱伝導性および密着性の両方に優れた絶縁層を有する電子回路基板を提供する。
【解決手段】金属ベース101、無機フィラーを含有する第2樹脂層102、無機フィラーを含有しない第2樹脂層103および配線パターン形成用の金属箔104を積層することにより、電子回路基板100を構成する。第2樹脂層103は、無機フィラーを含有しないので、金属箔104との密着性を向上させることができる。また、第1樹脂層102および第2樹脂層103を同じ樹脂で形成することにより、両者間の密着性を向上させることができる。さらに、金属箔104上に第2樹脂層103用の第1塗膜を形成し、溶媒除去工程を経ずに第1樹脂層102用の第2塗膜を形成し、その後、これら第1塗膜および第2塗膜に対して同時に溶媒除去工程を施す。これにより、第1樹脂層102と第2樹脂層103との間の密着性をさらに向上させることができる。
【選択図】図1An electronic circuit board having an insulating layer excellent in both thermal conductivity and adhesion is provided.
An electronic circuit board is formed by laminating a metal base, a second resin layer containing an inorganic filler, a second resin layer containing no inorganic filler, and a metal foil for forming a wiring pattern. To do. Since the 2nd resin layer 103 does not contain an inorganic filler, adhesiveness with the metal foil 104 can be improved. Moreover, the adhesiveness between both can be improved by forming the 1st resin layer 102 and the 2nd resin layer 103 with the same resin. Further, a first coating film for the second resin layer 103 is formed on the metal foil 104, and a second coating film for the first resin layer 102 is formed without going through the solvent removal step. A solvent removal process is performed simultaneously on the film and the second coating film. Thereby, the adhesiveness between the 1st resin layer 102 and the 2nd resin layer 103 can further be improved.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、放熱用基板を用いた電子回路基板およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electronic circuit board using a heat dissipation board and a method for manufacturing the same.
従来より、金属等で形成した放熱用基板と樹脂等で形成した絶縁層とを用いた電子回路基板が知られている。図2は、かかる電子回路基板200の構造例を示す断面図である。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electronic circuit board using a heat dissipation substrate formed of metal or the like and an insulating layer formed of resin or the like is known. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the
図2の例では、金属ベース201上に絶縁層202が形成され、さらに、配線パターンとしての金属箔203が形成されている。電子回路基板200上には、IC(集積回路)、トランジスタ等の複数の電子部品205を用いて実装回路204が設けられる。各電子部品205は、金属箔203で形成された配線パターンと電気的に接続される。実装回路204は動作時に発熱するが、この熱は、電子部品205から直接放熱されるほか、絶縁層202を介して金属ベース201に伝導し、この金属ベース201からも放熱される。このため、金属ベース201を使用した電子回路基板200では、高い放熱効果を得ることができる。
In the example of FIG. 2, an
このような電子回路基板200においては、金属ベース201の放熱効果を十分に発揮させるために、絶縁層202の熱伝導性を十分に高くすることが望まれる。熱伝導性に優れた絶縁層202を得る技術としては、例えば、特許文献1〜3に開示された技術が知られている。
In such an
特許文献1および2には、無機フィラーを含有させることによって熱伝導性を向上させた絶縁膜が開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose an insulating film having improved thermal conductivity by containing an inorganic filler.
また、特許文献3には、無機フィラーの含有率が高い層と低い層とを設けることにより、熱伝導性および絶縁性の両方を向上させた絶縁膜が開示されている。 Patent Document 3 discloses an insulating film in which both a thermal conductivity and an insulating property are improved by providing a layer having a high inorganic filler content and a layer having a low content.
ここで、絶縁膜に無機フィラーを含有させる場合、この無機フィラーの含有量が多いほど熱伝導性が向上する。このため、優れた熱伝導性を得るためには、可能な限り大量の無機フィラーを絶縁膜に含有させることが望ましい。 Here, when the insulating film contains an inorganic filler, the thermal conductivity improves as the content of the inorganic filler increases. For this reason, in order to obtain excellent thermal conductivity, it is desirable to contain as much inorganic filler as possible in the insulating film.
しかしながら、無機フィラーを含有する絶縁膜を絶縁層202として使用する場合、この絶縁層202と金属箔203との密着性が低下するという欠点が生じる。このような欠点は、無機フィラーの含有量が多い場合ほど顕著となる。
However, when an insulating film containing an inorganic filler is used as the
近年、実装回路204が高密度化する傾向にあり、このため、電子回路基板200の配線パターンは微細化する傾向にある。配線パターンが微細化するほど、パターン形成時に金属箔203が剥がれやすくなってしまう。そのため、絶縁層202と金属箔203との密着性の向上に対する要求が高まっている。その一方で、実装回路204が高密度化するほど、放熱量も増大するため、優れた熱伝導性を確保する必要がある。
In recent years, the
そこで、本発明は、このような事情に鑑み、熱伝導性および密着性の両方に優れた絶縁層を有する電子回路基板およびその製造方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the electronic circuit board which has an insulating layer excellent in both heat conductivity and adhesiveness, and its manufacturing method in view of such a situation.
かかる目的を達成するため、本発明者は、電子回路基板の絶縁層の構造および製造方法について検討し、本発明を完成するに至った。 In order to achieve this object, the present inventor has studied the structure and manufacturing method of the insulating layer of the electronic circuit board, and has completed the present invention.
すなわち、請求項1に記載の発明は、放熱用基板と、該放熱用基板上に設けられた絶縁層と、該絶縁層上に設けられた配線パターン形成用の導電箔とを有する電子回路基板であって、前記絶縁層が、前記放熱用基板上に形成された、無機フィラーを含有する第1樹脂層と、該第1樹脂層と前記導電箔との間に、これらと直接接するように形成された、無機フィラーを含有しない第2樹脂層とを有する電子回路基板としたことを特徴とする。 That is, the invention according to claim 1 is an electronic circuit board having a heat dissipation substrate, an insulating layer provided on the heat dissipation substrate, and a conductive foil for forming a wiring pattern provided on the insulating layer. The insulating layer is formed on the heat dissipation substrate, the first resin layer containing an inorganic filler, and the first resin layer and the conductive foil are in direct contact with them. An electronic circuit board having a formed second resin layer containing no inorganic filler is provided.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記第1樹脂層が、前記無機フィラーを50〜80体積%含有することを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that, in addition to the structure according to claim 1, the first resin layer contains 50 to 80% by volume of the inorganic filler.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の構成に加え、前記絶縁層の樹脂が液晶ポリエステルであることを特徴とする。 The invention described in claim 3 is characterized in that, in addition to the structure described in claim 1 or 2, the resin of the insulating layer is liquid crystal polyester.
さらに、請求項4に記載の発明は、放熱用基板と、該放熱用基板上に設けられた絶縁層と、該絶縁層上に設けられた配線パターン形成用の導電箔とを有する電子回路基板の製造方法であって、前記絶縁層の形成工程が、前記導電箔の表面に、溶媒と樹脂とを含み且つ無機フィラーを含まない第1塗膜を形成する第1工程と、該第1塗膜の表面に、前記溶媒、前記樹脂および前記無機フィラーを含む第2塗膜を形成する第2工程と、前記第1塗膜および前記第2塗膜に含まれる前記溶媒を同時に除去する第3工程とを含む電子回路基板の製造方法としたことを特徴とする。 Furthermore, the invention according to claim 4 is an electronic circuit board having a heat dissipation substrate, an insulating layer provided on the heat dissipation substrate, and a conductive foil for forming a wiring pattern provided on the insulating layer. The insulating layer forming step includes a first step of forming a first coating film containing a solvent and a resin and no inorganic filler on the surface of the conductive foil, and the first coating step. A second step of forming a second coating film containing the solvent, the resin and the inorganic filler on the surface of the film; and a third step of simultaneously removing the solvent contained in the first coating film and the second coating film. And an electronic circuit board manufacturing method including the steps.
請求項1の発明によれば、無機フィラーを含有する第1樹脂層と無機フィラーを含有しない第2樹脂層とで絶縁層を構成するとともに、第2樹脂層と導電箔とが直接接するように形成したので、これら第2樹脂層と導電箔との密着性を向上させることができる。 According to invention of Claim 1, while comprising an insulating layer with the 1st resin layer containing an inorganic filler, and the 2nd resin layer which does not contain an inorganic filler, so that a 2nd resin layer and conductive foil may contact | connect directly. Since it formed, the adhesiveness of these 2nd resin layers and conductive foil can be improved.
請求項2の発明によれば、第1樹脂層が無機フィラーを50〜80体積%含有するので、第1樹脂層と第2樹脂層との間の密着性を十分に高くすることができる。 According to invention of Claim 2, since the 1st resin layer contains 50-80 volume% of inorganic fillers, the adhesiveness between a 1st resin layer and a 2nd resin layer can fully be made high.
請求項3の発明によれば、前記絶縁層の樹脂を液晶ポリエステルとしたので、優れた熱伝導性を得ることができる。 According to the invention of claim 3, since the resin of the insulating layer is liquid crystal polyester, excellent thermal conductivity can be obtained.
請求項4の発明によれば、第1塗膜上に第2塗膜を形成した後で両塗膜の溶媒を同時に除去することにより、無機フィラーを含む層と含まない層とを一体に形成するので、これらの層の密着性を十分に高くすることができる。 According to invention of Claim 4, after forming the 2nd coating film on the 1st coating film, the solvent of both coating films is removed simultaneously, and the layer which contains an inorganic filler, and the layer which does not contain are formed integrally Therefore, the adhesion of these layers can be sufficiently increased.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
[発明の実施の形態1]
Embodiments of the present invention will be described below.
Embodiment 1 of the Invention
図1には、本発明の実施の形態1を示す。この実施の形態1では、放熱用基板の一例として金属ベース101を用い、導電箔の一例として金属箔104を用いている。
<電子回路基板の構造>
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, the
<Structure of electronic circuit board>
この実施の形態1の電子回路基板100は、図1に示すように、金属ベース101、第1樹脂層102、第2樹脂層103および金属箔104が順に積層された積層構造を有している。ここで、第1樹脂層102および第2樹脂層103が絶縁層105を構成している。
As shown in FIG. 1, the
金属ベース101(本発明の放熱用基板に相当)は、例えばアルミニウム、銅、ステンレス等またはこれらの合金等からなる金属板で形成される。金属ベース101としては、従来と同じものを使用することができる。金属ベース101の厚さは、例えば2mmである。金属ベース101は平板である必要はなく、例えば曲げ加工することも可能である。
The metal base 101 (corresponding to the heat dissipation substrate of the present invention) is formed of a metal plate made of, for example, aluminum, copper, stainless steel, or an alloy thereof. As the
第1樹脂層102は、無機フィラーを含む樹脂層である。この実施の形態1では、第1樹脂層102の樹脂として液晶ポリエステルを使用する。液晶ポリエステルを使用することにより、優れた熱伝導性を得ることができる。また、無機フィラーとしては、後述するようなものが使用できる。第1樹脂層102の厚さは、例えば100μmである。無機フィラーの含有量は、例えば50〜80体積%とすることが望ましい。無機フィラーが少なすぎると第1樹脂層102の熱伝導性が不十分となり、また、無機フィラーが多すぎると第1樹脂層102と第2樹脂層103との間で剥がれが生じやすくなるからである。
The
第2樹脂層103は、無機フィラーを含まない樹脂層である。この実施の形態1では、優れた熱伝導性を得るために、第2樹脂層103の樹脂として液晶ポリエステルを使用する。熱伝導性のさらなる向上のためには、第2樹脂層103を薄くすることが望ましく、従って、例えば5μm以下とすることが望ましい。その一方で、第2樹脂層103と金属箔104との密着性を十分に高くするためには、第2樹脂層103の厚さを金属箔104の凹凸よりも十分に厚くすることが望ましく、従って、例えば0.1μm以上とすることが望ましい。
The
なお、第1樹脂層102、第2樹脂層103を形成するための絶縁材料は、異なる材料であってもよいが、この実施の形態1では両方とも同一の液晶ポリエステル組成物を使用する。異なる材料を使用する場合は、第1樹脂層102と第2樹脂層103との間での剥がれに対する強度が十分に高くなるように、これら絶縁材料を選択することが望ましい。
Insulating materials for forming the
金属箔104(本発明の導電箔に相当)としては、例えば銅箔などが使用される。金属箔104には、例えばエッチング等により、実装回路の配線パターンが形成される。そして、この配線パターンを用いて、電子回路基板100上に、図2と同様の電子部品205が実装される(図1では示さず)。金属箔104としては、従来と同じものを使用することができる。金属箔104の厚さは、例えば70μmである。
For example, a copper foil or the like is used as the metal foil 104 (corresponding to the conductive foil of the present invention). A wiring pattern of a mounting circuit is formed on the
以下、この実施の形態1の主要構成について詳細に説明する。
<液晶ポリエステル>
Hereinafter, the main configuration of the first embodiment will be described in detail.
<Liquid crystal polyester>
液晶ポリエステルは、溶融時に光学異方性を示し、450℃以下の温度で異方性溶融体を形成するものである。この実施の形態1では、液晶ポリエステルを溶媒に溶解して得た溶液を用いて、第1樹脂層102および第2樹脂層103を形成する。
The liquid crystalline polyester exhibits optical anisotropy when melted, and forms an anisotropic melt at a temperature of 450 ° C. or lower. In the first embodiment, the
この液晶ポリエステルは、下式(1)で示される構造単位(以下、構造単位(1)という。)と、下式(2)で示される構造単位(以下、構造単位(2)という。)と、下式(3)で示される構造単位(以下、構造単位(3)という。)とを含み、かつ、全構造単位の合計含有量(液晶ポリエステルを構成する各構造単位の質量を各構造単位の式量で割ることにより、各構造単位の含有量を物質量相当量(モル)として求め、それらを合計した値)に対して、構造単位(1)の含有量が30〜80モル%、構造単位(2)の含有量が35〜10モル%、構造単位(3)の含有量が35〜10モル%であることが好ましい。
(1)−O−Ar1 −CO−
(2)−CO−Ar2 −CO−
(3)−X−Ar3 −Y−
This liquid crystalline polyester has a structural unit represented by the following formula (1) (hereinafter referred to as structural unit (1)) and a structural unit represented by the following formula (2) (hereinafter referred to as structural unit (2)). And the structural unit represented by the following formula (3) (hereinafter referred to as the structural unit (3)), and the total content of all the structural units (the mass of each structural unit constituting the liquid crystal polyester is represented by each structural unit) The content of each structural unit is determined as a substance amount equivalent (mole) by dividing by the formula amount, and the content of the structural unit (1) is 30 to 80 mol% with respect to the total value). The content of the structural unit (2) is preferably 35 to 10 mol%, and the content of the structural unit (3) is preferably 35 to 10 mol%.
(1) —O—Ar 1 —CO—
(2) —CO—Ar 2 —CO—
(3) -X-Ar 3 -Y-
ここで、Ar1 は、1,4−フェニレン、2,6−ナフタレンまたは4,4’−ビフェニレンを表す。また、Ar2 は、1,4−フェニレン、1,3−フェニレンまたは2,6−ナフタレンを表す。さらに、Ar3 は、1,4−フェニレンまたは1,3−フェニレンを表す。また、Xは、−NH−を表し、Yは、−O−または−NH−を表す。 Here, Ar 1 represents 1,4-phenylene, 2,6-naphthalene or 4,4′-biphenylene. Ar 2 represents 1,4-phenylene, 1,3-phenylene or 2,6-naphthalene. Ar 3 represents 1,4-phenylene or 1,3-phenylene. X represents —NH—, and Y represents —O— or —NH—.
構造単位(1)は芳香族ヒドロキシ酸由来の構造単位、構造単位(2)は芳香族ジカルボン酸由来の構造単位、構造単位(3)は芳香族ジアミン、ヒドロキシル基(水酸基)を有する芳香族アミン、芳香族アミノ酸由来の構造単位であるが、これらの代わりに、それらのエステル形成性誘導体を用いてもよい。 The structural unit (1) is a structural unit derived from an aromatic hydroxy acid, the structural unit (2) is a structural unit derived from an aromatic dicarboxylic acid, the structural unit (3) is an aromatic diamine, and an aromatic amine having a hydroxyl group (hydroxyl group). These are structural units derived from aromatic amino acids, but instead of these, ester-forming derivatives thereof may be used.
カルボン酸のエステル形成性誘導体としては、例えば、カルボキシル基がポリエステルを生成する反応を促進するような酸塩化物、酸無水物などの反応活性が高い誘導体となっているもの、カルボキシル基がエステル交換反応によりポリエステルを生成するようなアルコール類やエチレングリコールなどとエステルを形成しているものなどが挙げられる。 Examples of ester-forming derivatives of carboxylic acids include those having a high reactive activity such as acid chlorides and acid anhydrides that promote the reaction in which the carboxyl group generates a polyester, and the carboxyl group is transesterified. Examples include those that form esters with alcohols, ethylene glycol, or the like that generate polyester by reaction.
フェノール性ヒドロキシル基(フェノール性水酸基)のエステル形成性誘導体としては、例えば、エステル交換反応によりポリエステルを生成するように、フェノール性ヒドロキシル基がカルボン酸類とエステルを形成しているものなどが挙げられる。 Examples of the ester-forming derivative of a phenolic hydroxyl group (phenolic hydroxyl group) include those in which a phenolic hydroxyl group forms an ester with a carboxylic acid so that a polyester is produced by a transesterification reaction.
アミノ基のエステル形成性誘導体としては、例えば、エステル交換反応によりポリエステルを生成するように、アミノ基がカルボン酸類とエステルを形成しているものなどが挙げられる。 Examples of the ester-forming derivative of an amino group include those in which an amino group forms an ester with a carboxylic acid so that a polyester is produced by a transesterification reaction.
本発明に使用される液晶ポリエステルの繰り返し構造単位としては、下記のものを例示することができるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the repeating structural unit of the liquid crystalline polyester used in the present invention include the following, but are not limited thereto.
構造単位(1)としては、例えば、p−ヒドロキシ安息香酸、2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸、4−ヒドロキシ−4’−ビフェニルカルボン酸由来の構造単位などが挙げられ、2種以上の前記構造単位が全構造単位中に含まれていてもよい。これらの構造単位の中で、2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸由来の構造単位を含む液晶ポリエステルを使用することが好ましい。構造単位(1)は、全構造単位に対して、30〜80モル%であることが好ましく、40〜70モル%であることがより好ましく、45〜65モル%であることがさらに好ましい。構造単位(1)が80モル%を超えると溶解性が著しく低下する傾向があり、30モル%未満では液晶性を示さない傾向がある。 Examples of the structural unit (1) include structural units derived from p-hydroxybenzoic acid, 2-hydroxy-6-naphthoic acid, 4-hydroxy-4′-biphenylcarboxylic acid, and the like. Units may be included in all structural units. Among these structural units, it is preferable to use a liquid crystal polyester containing a structural unit derived from 2-hydroxy-6-naphthoic acid. The structural unit (1) is preferably from 30 to 80 mol%, more preferably from 40 to 70 mol%, still more preferably from 45 to 65 mol%, based on all structural units. When the structural unit (1) exceeds 80 mol%, the solubility tends to be remarkably lowered, and when it is less than 30 mol%, the liquid crystallinity tends not to be exhibited.
構造単位(2)としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸由来の構造単位などが挙げられ、2種以上の前記構造単位が全構造単位中に含まれていてもよい。これらの構造単位の中で、溶解性の観点から、イソフタル酸由来の構造単位を含む液晶ポリエステルを使用することが好ましい。構造単位(2)は、全構造単位に対して、35〜10モル%であることが好ましく、30〜15モル%であることがより好ましく、27.5〜17.5モル%であることがさらに好ましい。構造単位(2)が35モル%を超えると液晶性が低下する傾向があり、10モル%未満では溶解性が低下する傾向がある。 Examples of the structural unit (2) include structural units derived from terephthalic acid, isophthalic acid, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and two or more structural units may be included in all structural units. Good. Among these structural units, from the viewpoint of solubility, it is preferable to use a liquid crystal polyester containing a structural unit derived from isophthalic acid. The structural unit (2) is preferably from 35 to 10 mol%, more preferably from 30 to 15 mol%, and more preferably from 27.5 to 17.5 mol%, based on all structural units. Further preferred. If the structural unit (2) exceeds 35 mol%, the liquid crystallinity tends to be reduced, and if it is less than 10 mol%, the solubility tends to decrease.
構造単位(3)としては、例えば、3−アミノフェノール、4−アミノフェノール、1,4−フェニレンジアミン、1,3−フェニレンジアミン、アミノ安息香酸由来の構造単位などが挙げられ、2種以上の前記構造単位が全構造単位中に含まれていてもよい。これらの構造単位の中で、反応性の観点から4−アミノフェノール由来の構造単位を含む液晶ポリエステルを使用することが好ましい。構造単位(3)は、全構造単位に対して、35〜10モル%であることが好ましく、30〜15モル%であることがより好ましく、27.5〜17.5モル%であることがさらに好ましい。構造単位(3)が35モル%を超えると液晶性が低下する傾向があり、10モル%未満では溶解性が低下する傾向がある。 Examples of the structural unit (3) include 3-aminophenol, 4-aminophenol, 1,4-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine, and structural units derived from aminobenzoic acid. The structural unit may be contained in all structural units. Among these structural units, it is preferable to use a liquid crystalline polyester containing a structural unit derived from 4-aminophenol from the viewpoint of reactivity. The structural unit (3) is preferably from 35 to 10 mol%, more preferably from 30 to 15 mol%, and more preferably from 27.5 to 17.5 mol%, based on all structural units. Further preferred. If the structural unit (3) exceeds 35 mol%, the liquid crystallinity tends to decrease, and if it is less than 10 mol%, the solubility tends to decrease.
構造単位(3)は、構造単位(2)と実質的に等量用いられることが好ましい。但し、構造単位(3)を構造単位(2)に対して−10モル%〜+10モル%とすることにより、液晶ポリエステルの重合度を制御することもできる。 The structural unit (3) is preferably used in substantially the same amount as the structural unit (2). However, the polymerization degree of liquid crystalline polyester can also be controlled by setting the structural unit (3) to −10 mol% to +10 mol% with respect to the structural unit (2).
本発明で使用される液晶ポリエステルの製造方法は、特に限定されない。例えば、構造単位(1)に対応する芳香族ヒドロキシ酸、構造単位(3)に対応するヒドロキシル基を有する芳香族アミン、芳香族ジアミンのフェノール性ヒドロキシル基およびアミノ基を過剰量の脂肪酸無水物によりアシル化してアシル化物を得、得られたアシル化物と構造単位(2)に対応する芳香族ジカルボン酸とをエステル交換(重縮合)して溶融重合する方法などが挙げられる。 The manufacturing method of liquid crystalline polyester used by this invention is not specifically limited. For example, an aromatic hydroxy acid corresponding to the structural unit (1), an aromatic amine having a hydroxyl group corresponding to the structural unit (3), a phenolic hydroxyl group and an amino group of the aromatic diamine with an excessive amount of fatty acid anhydride. Examples include acylation to obtain an acylated product, and esterification (polycondensation) of the obtained acylated product and the aromatic dicarboxylic acid corresponding to the structural unit (2) to melt polymerization.
アシル化物としては、予めアシル化して得た脂肪酸エステルを用いてもよい(特開2002−220444号公報、特開2002−146003号公報参照)。 As the acylated product, a fatty acid ester obtained by acylation in advance may be used (see JP 2002-220444 A and JP 2002-146003 A).
アシル化反応においては、脂肪酸無水物の添加量は、フェノール性ヒドロキシル基とアミノ基の合計含有量に対して、1〜1.2倍当量であることが好ましく、より好ましくは1.05〜1.1倍当量である。脂肪酸無水物の添加量が1倍当量未満では、エステル交換(重縮合)時にアシル化物や原料モノマーなどが昇華して反応系が閉塞しやすくなる傾向があり、逆に、脂肪酸無水物の添加量が1.2倍当量を超える場合には、得られる液晶ポリエステルの着色が著しくなる傾向がある。 In the acylation reaction, the amount of fatty acid anhydride added is preferably 1 to 1.2 times equivalent to the total content of phenolic hydroxyl groups and amino groups, more preferably 1.05 to 1. .1 equivalent. If the amount of fatty acid anhydride added is less than 1 equivalent, acylated products and raw material monomers tend to sublimate during transesterification (polycondensation), and the reaction system tends to become clogged. Conversely, the amount of fatty acid anhydride added Is more than 1.2 times equivalent, the resulting liquid crystal polyester tends to be remarkably colored.
アシル化反応は、130〜180℃で5分〜10時間反応させることが好ましく、140〜160℃で10分〜3時間反応させることがより好ましい。 The acylation reaction is preferably performed at 130 to 180 ° C. for 5 minutes to 10 hours, more preferably at 140 to 160 ° C. for 10 minutes to 3 hours.
アシル化反応に使用される脂肪酸無水物は、特に限定されないが、例えば、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸、無水吉草酸、無水ピバル酸、無水2エチルヘキサン酸、無水モノクロル酢酸、無水ジクロル酢酸、無水トリクロル酢酸、無水モノブロモ酢酸、無水ジブロモ酢酸、無水トリブロモ酢酸、無水モノフルオロ酢酸、無水ジフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水β−ブロモプロピオン酸などが挙げられ、これらは2種類以上を混合して用いてもよい。価格と取扱い性の観点から、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸が好ましく、より好ましくは、無水酢酸である。 The fatty acid anhydride used in the acylation reaction is not particularly limited, and examples thereof include acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, isobutyric anhydride, valeric anhydride, pivalic anhydride, anhydrous 2-ethylhexanoic acid, and monochloroacetic anhydride. , Dichloroacetic anhydride, trichloroacetic anhydride, monobromoacetic anhydride, dibromoacetic anhydride, tribromoacetic anhydride, monofluoroacetic anhydride, difluoroacetic anhydride, trifluoroacetic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, succinic anhydride, β- Examples thereof include bromopropionic acid, and two or more of these may be used in combination. From the viewpoint of price and handleability, acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, and isobutyric anhydride are preferable, and acetic anhydride is more preferable.
エステル交換においては、アシル化物のアシル基がカルボキシル基の0.8〜1.2倍当量であることが好ましい。 In the transesterification, the acyl group of the acylated product is preferably 0.8 to 1.2 times the carboxyl group.
エステル交換は、130〜400℃で0.1〜50℃/分の割合で昇温しながら行なうことが好ましく、150〜350℃で0.3〜5℃/分の割合で昇温しながら行なうことがより好ましい。 The transesterification is preferably performed while increasing the temperature at 130 to 400 ° C. at a rate of 0.1 to 50 ° C./min, and at 150 to 350 ° C. while increasing the temperature at a rate of 0.3 to 5 ° C./min. It is more preferable.
アシル化して得た脂肪酸エステルとカルボン酸とをエステル交換させる際には、ル・シャトリエ‐ブラウンの法則(平衡移動の原理)により、平衡を移動させるため、副生する脂肪酸と未反応の脂肪酸無水物は、蒸発させるなどして系外へ留去することが好ましい。 When transesterifying a fatty acid ester obtained by acylation with a carboxylic acid, the equilibrium is shifted according to Le Chatelier-Brown's law (equilibrium transfer principle). The product is preferably distilled out of the system, for example, by evaporation.
なお、アシル化反応、エステル交換は、触媒の存在下に行なってもよい。この触媒としては、従来からポリエステルの重合用触媒として公知のものを使用することができ、例えば、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、三酸化アンチモンなどの金属塩触媒、N,N−ジメチルアミノピリジン、N−メチルイミダゾールなどの有機化合物触媒などを挙げることができる。これらの触媒の中で、N,N−ジメチルアミノピリジン、N−メチルイミダゾールなどの窒素原子を2個以上含む複素環状化合物が好ましく使用される(特開2002−146003号公報参照)。 The acylation reaction and transesterification may be performed in the presence of a catalyst. As this catalyst, those conventionally known as polyester polymerization catalysts can be used, such as magnesium acetate, stannous acetate, tetrabutyl titanate, lead acetate, sodium acetate, potassium acetate, antimony trioxide and the like. And organic compound catalysts such as N, N-dimethylaminopyridine and N-methylimidazole. Among these catalysts, heterocyclic compounds containing two or more nitrogen atoms such as N, N-dimethylaminopyridine and N-methylimidazole are preferably used (see JP 2002-146003 A).
かかる触媒は、通常、モノマー類の投入時に投入され、アシル化後も除去することは必ずしも必要ではなく、この触媒を除去しない場合にはそのままエステル交換を行なうことができる。 Such a catalyst is usually added at the time of introduction of monomers, and it is not always necessary to remove it after acylation. If this catalyst is not removed, transesterification can be carried out as it is.
エステル交換による重縮合は、通常、溶融重合により行なわれるが、溶融重合と固相重合とを併用してもよい。固相重合は、溶融重合工程からポリマーを抜き出し、その後、粉砕してパウダー状もしくはフレーク状にした後、公知の固相重合方法により行うことが好ましい。具体的には、例えば、窒素などの不活性雰囲気下、20〜350℃で1〜30時間固相状態で熱処理する方法などが挙げられる。固相重合は、攪拌しながら行ってもよく、攪拌することなく静置した状態で行っても構わない。なお、適当な攪拌機構を備えることにより、溶融重合槽と固相重合槽とを同一の反応槽とすることもできる。固相重合後、得られた液晶ポリエステルは、公知の方法によりペレット化し、成形してもよい。 Polycondensation by transesterification is usually performed by melt polymerization, but melt polymerization and solid phase polymerization may be used in combination. The solid phase polymerization is preferably carried out by a known solid phase polymerization method after the polymer is extracted from the melt polymerization step and then pulverized into powder or flakes. Specifically, for example, a method of heat treatment in a solid state at 20 to 350 ° C. for 1 to 30 hours under an inert atmosphere such as nitrogen can be used. The solid phase polymerization may be performed with stirring, or may be performed in a standing state without stirring. In addition, by providing an appropriate stirring mechanism, the melt polymerization tank and the solid phase polymerization tank can be made the same reaction tank. After the solid phase polymerization, the obtained liquid crystalline polyester may be pelletized and molded by a known method.
液晶ポリエステルの製造は、例えば、回分装置、連続装置等を用いて行うことができる。
<溶媒>
Manufacture of liquid crystalline polyester can be performed using a batch apparatus, a continuous apparatus, etc., for example.
<Solvent>
第1樹脂層102および第2樹脂層103の液晶ポリエステル溶液に用いる溶媒は、非プロトン性溶媒であることが好ましい。この溶媒としては、液晶ポリエステルが溶解するものが望ましいが、溶解しないものも使用できる。溶媒の使用量は、特に限定されるものでなく、用途に応じて適宜選択することができるが、溶媒100質量部に液晶ポリエステル0.01〜100質量部を使用することが好ましい。液晶ポリエステルが0.01質量部未満であると、溶液粘度が低すぎて均一に塗工できない傾向があり、逆に、液晶ポリエステルが100質量部を超えると、高粘度化する傾向がある。作業性や経済性の観点からは、溶媒100質量部に対して、液晶ポリエステルが1〜50質量部であることより好ましく、2〜40質量部であることがさらに好ましい。
The solvent used for the liquid crystal polyester solution of the
非プロトン性溶媒としては、例えば、1−クロロブタン、クロロベンゼン、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、1,1,2,2−テトラクロロエタンなどのハロゲン系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなどのエーテル系溶媒、アセトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、酢酸エチルなどのエステル系溶媒、γ−ブチロラクトンなどのラクトン系溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート系溶媒、トリエチルアミン、ピリジンなどのアミン系溶媒、アセトニトリル、サクシノニトリルなどのニトリル系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒、ニトロメタン、ニトロベンゼンなどのニトロ系溶媒、ジメチルスルホキシド、スルホランなどのスルフィド系溶媒、ヘキサメチルリン酸アミド、トリn−ブチルリン酸などのリン酸系溶媒などが挙げられる。 Examples of the aprotic solvent include halogen solvents such as 1-chlorobutane, chlorobenzene, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, chloroform, 1,1,2,2-tetrachloroethane, diethyl ether, tetrahydrofuran, Ether solvents such as 1,4-dioxane, ketone solvents such as acetone and cyclohexanone, ester solvents such as ethyl acetate, lactone solvents such as γ-butyrolactone, carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate, triethylamine, Amine solvents such as pyridine, nitrile solvents such as acetonitrile and succinonitrile, amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, tetramethylurea and N-methylpyrrolidone , Nitromethane, nitro-based solvents such as nitrobenzene, dimethyl sulfoxide, sulfide-based solvent such as sulfolane, hexamethylphosphoramide, and phosphoric acid-based solvent such as tri-n- butyl phosphate and the like.
これらの中で、ハロゲン原子を含まない溶媒が環境への影響面から好ましく使用され、双極子モーメントが3以上5以下の溶媒が溶解性の観点から好ましく使用される。具体的には、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒、γ−ブチロラクトンなどのラクトン系溶媒がより好ましく使用され、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さらに好ましく使用される。
<無機フィラー>
Among these, a solvent containing no halogen atom is preferably used from the viewpoint of influence on the environment, and a solvent having a dipole moment of 3 to 5 is preferably used from the viewpoint of solubility. Specifically, amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, tetramethylurea and N-methylpyrrolidone, and lactone solvents such as γ-butyrolactone are more preferably used. -Dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone are more preferably used.
<Inorganic filler>
この実施の形態1では、液晶ポリエステル組成物からなる第1樹脂層102に、無機フィラーを含有させる。無機フィラーの含有量、粒径などは、特に限定されない。
In Embodiment 1, an inorganic filler is contained in the
無機フィラーとしては、その熱伝導率が通常10W/(m・K)以上、好ましくは30W/(m・K)以上であるものが使用され、例えば、金属酸化物、金属窒化物および金属炭化物から選ばれた1種または2種以上の化合物を使用することができる。無機フィラーは、周期律表第II、III、IV属のそれぞれ第7列までの元素の酸化物、窒化物および炭化物から選択することが望ましい。具体的には、例えば、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化トリウム、酸化亜鉛、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素等の1種類以上を使用できる。
<他の成分>
As the inorganic filler, those having a thermal conductivity of usually 10 W / (m · K) or more, preferably 30 W / (m · K) or more are used, and examples thereof include metal oxides, metal nitrides and metal carbides. One or more selected compounds can be used. The inorganic filler is preferably selected from oxides, nitrides and carbides of elements up to the seventh column of each of Groups II, III and IV of the Periodic Table. Specifically, for example, one or more kinds of beryllium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, thorium oxide, zinc oxide, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide and the like can be used.
<Other ingredients>
第1樹脂層102および第2樹脂層103としての液晶ポリエステル組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、カップリング剤、沈降防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤などの添加剤を1種または2種以上含有させてもよい。
In the liquid crystal polyester composition as the
また、液晶ポリエステル組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、ポリプロピレン、ポリアミド、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、ポリフェニルエーテルおよびその変性物、ポリエーテルイミドなどの熱可塑性樹脂、グリシジルメタクリレートとポリエチレンの共重合体などのエラストマーなどの液晶ポリエステル以外の樹脂を1種または2種以上含有させてもよい。
<液晶ポリエステル層の製造方法>
In addition, the liquid crystal polyester composition includes polypropylene, polyamide, polyester, polyphenylene sulfide, polyether ketone, polycarbonate, polyether sulfone, polyphenyl ether and a modified product thereof, polyether imide, and the like as long as the object of the present invention is not impaired. One type or two or more types of resins other than liquid crystal polyester such as an elastomer such as a thermoplastic resin, a copolymer of glycidyl methacrylate and polyethylene may be contained.
<Method for producing liquid crystal polyester layer>
液晶ポリエステル層(すなわち、第1樹脂層102および第2樹脂層103)の作製にあたっては、まず、液晶ポリエステルを溶媒に溶解して得た溶液を、必要に応じて、フィルターなどによってろ過して溶液中に含まれる微細な異物を除去することにより、第2樹脂層103用の液晶ポリエステル溶液を得る。そして、これと同じ液晶ポリエステル溶液に、さらに無機フィラーを加えることにより、第1樹脂層102用の液晶ポリエステル溶液を得る。
In producing the liquid crystal polyester layer (that is, the
続いて、第2樹脂層103用の液晶ポリエステル溶液(すなわち、無機フィラーを含有しない液晶ポリエステル溶液)を、支持基材(この実施の形態1では金属箔104を使用できる)上に、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手段により表面が平坦かつ均一となるように流延する。さらに、第1樹脂層102用の液晶ポリエステル溶液(すなわち、無機フィラーを含有する液晶ポリエステル溶液)を、同様の方法で、表面が平坦かつ均一となるように流延する。
Subsequently, a liquid crystal polyester solution for the second resin layer 103 (that is, a liquid crystal polyester solution that does not contain an inorganic filler) is placed on a support substrate (the
第1樹脂層102用の液晶ポリエステル溶液を流延したときに、無機フィラーが沈降して第2樹脂層103用溶液内にまで達すると、第2樹脂層103と金属箔104との密着性が低下する恐れがある。また、第2樹脂層103用溶液内にまでは達しなくても、第2樹脂層103との界面付近で第1樹脂層102内の無機フィラーの密度が高くなると、第1樹脂層102と第2樹脂層103との間の密着性が低下する恐れがある。このため、第1樹脂層102、第2樹脂層103の流延に当たっては、無機フィラーが沈降しないように、液晶ポリエステルの粘度を十分に高くすることが望ましい。このためには、液晶ポリエステル溶液の流延時の温度を十分に低くすることが望ましい。
When the liquid crystal polyester solution for the
その後、第1樹脂層102および第2樹脂層103の溶媒を除去する。この実施の形態1では、第2樹脂層103を形成した後で溶媒除去工程を経ずに第1樹脂層102を形成し、その後、第1樹脂層102および第2樹脂層103の溶媒を同時に除去する。このようにして、第1樹脂層102および第2樹脂層103の液晶ポリエステル溶液を一体的に形成することにより、これら樹脂層102、103の界面での剥がれが発生し難くなる。
Thereafter, the solvent of the
溶媒の除去方法としては溶媒を蒸発させる方法が知られており、溶媒を蒸発させる方法としては、加熱、減圧、通風などの方法が挙げられる。この実施の形態1では、加熱により、溶媒の除去、すなわち液晶ポリエステル組成物の乾燥を行うことが望ましい。加熱による乾燥は、生産効率、取扱い性の点で優れている。また、加熱乾燥に加えて通風乾燥を併用することとすれば、生産効率をさらに高めることができる。 As a method for removing the solvent, a method for evaporating the solvent is known, and examples of the method for evaporating the solvent include methods such as heating, decompression, and ventilation. In the first embodiment, it is desirable to remove the solvent, that is, to dry the liquid crystal polyester composition by heating. Drying by heating is excellent in terms of production efficiency and handleability. Further, if air drying is used in addition to heat drying, production efficiency can be further increased.
乾燥工程の後、例えば200〜400℃で、30分〜5時間の熱処理工程を行っても良い。 After the drying step, for example, a heat treatment step at 200 to 400 ° C. for 30 minutes to 5 hours may be performed.
本発明の液晶ポリエステルフィルムは、腐食性が低く、取扱いが容易であり、この組成物を用いて得られる絶縁層は、縦方向(流延方向)と横方向(流延方向に対して直角な方向)の異方性が小さく、機械的強度に優れており、また液晶ポリエステルが本来有する高周波特性、低吸水性などの性能にも優れている。 The liquid crystalline polyester film of the present invention has low corrosivity and is easy to handle, and the insulating layer obtained using this composition has a vertical direction (casting direction) and a horizontal direction (perpendicular to the casting direction). Direction) is small, the mechanical strength is excellent, and the liquid crystal polyester originally has high-frequency characteristics and low water absorption.
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited to an Example.
以下、この実施例の評価で使用した実施例サンプルおよび比較例サンプルの製造方法を説明する。
(1)液晶ポリエステルの製造
Hereafter, the manufacturing method of the Example sample and comparative example sample which were used by evaluation of this Example is demonstrated.
(1) Manufacture of liquid crystal polyester
まず、攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却器を備えた反応器に、2−ヒドロキシ−6−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)および無水酢酸2374g(23.25モル)を仕込んだ。そして、反応器内を十分に窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下で15分かけて150℃まで昇温し、この温度(150℃)を保持しつつ3時間還流させた。 First, 1976 g (10.5 mol) of 2-hydroxy-6-naphthoic acid and 1474 g (9. 4-hydroxyacetanilide) were added to a reactor equipped with a stirrer, a torque meter, a nitrogen gas inlet tube, a thermometer and a reflux condenser. 75 mol), 1620 g (9.75 mol) of isophthalic acid and 2374 g (23.25 mol) of acetic anhydride. Then, after sufficiently replacing the inside of the reactor with nitrogen gas, the temperature was raised to 150 ° C. over 15 minutes under a nitrogen gas stream, and the mixture was refluxed for 3 hours while maintaining this temperature (150 ° C.).
その後、留出する副生酢酸および未反応の無水酢酸を留去しながら、170分かけて300℃まで昇温し、トルクの上昇が認められる時点を反応終了とみなし、内容物を取り出した。取り出した内容物を室温まで冷却し、粉砕機で粉砕した後、比較的低分子量の液晶ポリエステルの粉末を得た。得られた粉末の流動開始温度を(株)島津製作所製のフローテスター「CFT−500型」で測定したところ、235℃であった。この液晶ポリエステル粉末に、窒素雰囲気において223℃、3時間の加熱処理を施すことにより、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。
(2)液晶ポリエステル溶液の製造
Thereafter, while distilling off by-product acetic acid and unreacted acetic anhydride, the temperature was raised to 300 ° C. over 170 minutes. The time point at which an increase in torque was observed was regarded as completion of the reaction, and the contents were taken out. The taken out contents were cooled to room temperature and pulverized with a pulverizer to obtain a liquid crystal polyester powder having a relatively low molecular weight. It was 235 degreeC when the flow start temperature of the obtained powder was measured with the flow tester "CFT-500 type | mold" by Shimadzu Corporation. This liquid crystal polyester powder was subjected to solid phase polymerization by subjecting it to a heat treatment at 223 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere. The flow starting temperature of the liquid crystal polyester after solid phase polymerization was 270 ° C.
(2) Manufacture of liquid crystal polyester solution
上記(1)で得られた液晶ポリエステル2200gをN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)7800gに加え、100℃で2時間加熱して、液晶ポリエステル溶液を得た。このときの溶液粘度は320cP(センチポアズ)であった。この溶液粘度は、東機産業(株)製のB型粘度計「TVL−20型」(ローターNo.21、回転速度5rpm)を用いて、測定温度23℃で測定したときの値である。 2200 g of the liquid crystal polyester obtained in the above (1) was added to 7800 g of N, N-dimethylacetamide (DMAc) and heated at 100 ° C. for 2 hours to obtain a liquid crystal polyester solution. The solution viscosity at this time was 320 cP (centipoise). This solution viscosity is a value when measured at a measurement temperature of 23 ° C. using a B-type viscometer “TVL-20 type” (rotor No. 21, rotation speed 5 rpm) manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.
この実施例では、このようにして得た液晶ポリエステル組成物を第2樹脂層103用の液晶ポリエステル溶液として使用する。
(3)電子回路基板の製造
In this example, the liquid crystal polyester composition thus obtained is used as a liquid crystal polyester solution for the
(3) Manufacture of electronic circuit boards
上記(2)で得た液晶ポリエステル溶液(固形分22質量%)に無機フィラーを加え、液晶ポリエステル溶液を遠心脱泡機で5分間攪拌することにより、第1樹脂層102用の液晶ポリエステル溶液を調製した。ここでは、以下の2種類の液晶ポリエステル溶液A、Bを調製した。
An inorganic filler is added to the liquid crystal polyester solution (solid content 22% by mass) obtained in the above (2), and the liquid crystal polyester solution is stirred with a centrifugal defoamer for 5 minutes, whereby the liquid crystal polyester solution for the
溶液A:無機フィラーとして、体積平均粒径0.3μmの球状α−アルミナ粉末(住友化学(株)製の酸化アルミニウム「スミコランダムAA−03」)を用いた。 Solution A: As the inorganic filler, spherical α-alumina powder having a volume average particle size of 0.3 μm (aluminum oxide “Sumicorundum AA-03” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was used.
溶液B:無機フィラーとして、体積平均粒径5μmの球状α−アルミナ粉末(住友化学(株)製の酸化アルミニウム「スミコランダムAA−5」)を用いた。 Solution B: As an inorganic filler, spherical α-alumina powder having a volume average particle size of 5 μm (aluminum oxide “Sumicorundum AA-5” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was used.
それぞれの液晶ポリエステル溶液で、無機フィラーの充填量は、液晶ポリエステルおよび無機フィラーの総和に対して50体積%とした。 In each liquid crystal polyester solution, the filling amount of the inorganic filler was 50% by volume with respect to the total of the liquid crystal polyester and the inorganic filler.
続いて、これら2種類の液晶ポリエステル溶液A、Bを用い、以下のような2種類の実施例サンプルおよび2種類の比較例サンプルを作製した。
<実施例1>
Subsequently, these two types of liquid crystal polyester solutions A and B were used to produce the following two types of example samples and two types of comparative example samples.
<Example 1>
まず、厚さ70μmの銅箔上に、上記(2)で得た液晶ポリエステル溶液(すなわち、無機フィラーを含有しない液晶ポリエステル溶液)を溶液除去後の厚さが2μmとなるように塗布し、溶液除去工程を経ることなく、上述の溶液A(すなわち、体積平均粒径0.3μmの無機フィラーを含有する液晶ポリエステル溶液)を溶液除去後の厚さが100μmとなるように塗布した。続いて、これを40℃で1時間乾燥させたのち、320℃で3時間熱処理した。これにより、金属箔104、第2樹脂層103および第1樹脂層102の積層フィルムを得た。
First, on the copper foil having a thickness of 70 μm, the liquid crystal polyester solution obtained in the above (2) (that is, a liquid crystal polyester solution containing no inorganic filler) was applied so that the thickness after removing the solution was 2 μm. Without passing through the removal step, the above-described solution A (that is, a liquid crystal polyester solution containing an inorganic filler having a volume average particle size of 0.3 μm) was applied so that the thickness after solution removal was 100 μm. Then, after drying this at 40 degreeC for 1 hour, it heat-processed at 320 degreeC for 3 hours. Thereby, a laminated film of the
その後、熱伝導率140W/(m・K)、厚さ2.0mmのアルミニウム合金板(すなわち、金属ベース101)をこの積層フィルムに重ね合わせた。このとき、第1樹脂層102の表面(すなわち、第2樹脂層103が形成されていない面)が、アルミニウム合金板の表面と接するようにした。そして、圧力19.6MPa(200kgf/cm2 )、温度340℃で20分間の加熱処理を行うことにより、これらアルミニウム合金板と液晶ポリエステルフィルムとを熱接着した。
Thereafter, an aluminum alloy plate (that is, metal base 101) having a thermal conductivity of 140 W / (m · K) and a thickness of 2.0 mm was overlaid on the laminated film. At this time, the surface of the first resin layer 102 (that is, the surface on which the
以上のようにして、実施例1の評価サンプルを完成させた。
<実施例2>
The evaluation sample of Example 1 was completed as described above.
<Example 2>
まず、実施例1の場合と同様にして、上記(2)で得た液晶ポリエステル溶液(無機フィラー無し)を溶液除去後の厚さが2μmとなるように塗布した。そして、溶液除去工程を経ることなく、上述の溶液B(すなわち、体積平均粒径5μmの無機フィラーを含有する液晶ポリエステル溶液)を溶液除去後の厚さが100μmとなるように塗布した。その後、実施例1の場合と同様にして、実施例2の評価サンプルを完成させた。
<比較例1>
First, in the same manner as in Example 1, the liquid crystal polyester solution (without inorganic filler) obtained in (2) above was applied so that the thickness after removing the solution was 2 μm. Then, without passing through the solution removal step, the above-mentioned solution B (that is, a liquid crystal polyester solution containing an inorganic filler having a volume average particle size of 5 μm) was applied so that the thickness after solution removal was 100 μm. Thereafter, the evaluation sample of Example 2 was completed in the same manner as in Example 1.
<Comparative Example 1>
まず、上述の溶液Aを、厚さ70μmの銅箔上に、溶液除去後の厚さが100μmとなるように塗布し、これを40℃で1時間乾燥させたのち、320℃で3時間熱処理した。 First, the above solution A is applied onto a copper foil having a thickness of 70 μm so that the thickness after removal of the solution becomes 100 μm, dried at 40 ° C. for 1 hour, and then heat treated at 320 ° C. for 3 hours. did.
そして、熱伝導率140W/(m・K)、厚さ2.0mmのアルミニウム合金板をこの積層フィルムに重ね合わせた。このとき、液晶ポリエステルフィルムの表面(銅箔が形成されていない面)が、アルミニウム合金板の表面と接するようにした。そして、圧力19.6MPa(200kgf/cm2 )、温度340℃で20分間の加熱処理を行うことにより、これらアルミニウム合金板と液晶ポリエステルフィルムとを熱接着した。 Then, an aluminum alloy plate having a thermal conductivity of 140 W / (m · K) and a thickness of 2.0 mm was overlaid on the laminated film. At this time, the surface of the liquid crystal polyester film (the surface on which the copper foil was not formed) was in contact with the surface of the aluminum alloy plate. Then, the aluminum alloy plate and the liquid crystal polyester film were thermally bonded by performing heat treatment at a pressure of 19.6 MPa (200 kgf / cm 2 ) and a temperature of 340 ° C. for 20 minutes.
これにより、比較例1として、第2樹脂層103(すなわち、無機フィラーを含有しない樹脂層)を有さず且つ他の条件は実施例1と同一の評価サンプルを得た。
<比較例2>
Thus, as Comparative Example 1, the same evaluation sample as in Example 1 was obtained without the second resin layer 103 (that is, the resin layer containing no inorganic filler) and under other conditions.
<Comparative Example 2>
まず、上述の溶液Bを、厚さ70μmの銅箔上に、溶液除去後の厚さが100μmとなるように塗布した。その後、比較例1の場合と同様にして、比較例2の評価サンプルを作製した。 First, the above-mentioned solution B was applied onto a copper foil having a thickness of 70 μm so that the thickness after removing the solution was 100 μm. Thereafter, in the same manner as in Comparative Example 1, an evaluation sample of Comparative Example 2 was produced.
これにより、比較例2として、第2樹脂層103(すなわち、無機フィラーを含有しない樹脂層)を有さず且つ他の条件は実施例2と同一の評価サンプルを得た。
(4)評価試験
Thus, as Comparative Example 2, the same evaluation sample as in Example 2 was obtained without the second resin layer 103 (that is, the resin layer containing no inorganic filler) and other conditions.
(4) Evaluation test
以上のようにして得られた電子回路基板に対して、以下のような評価試験を行った。
<ピール強度試験>
The following evaluation test was performed on the electronic circuit board obtained as described above.
<Peel strength test>
実施例1、2および比較例1、2の各評価サンプルに対し、金属箔をエッチングすることにより、幅10mmの導電パターンを形成した。そして、これらの各評価サンプルについて、金属箔が垂直になるように50mm/分の速度で引き剥がす際のピール強度(単位:N/cm)を測定した。
<熱抵抗測定>
For each of the evaluation samples of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, a conductive pattern having a width of 10 mm was formed by etching the metal foil. And about each of these evaluation samples, the peel strength (unit: N / cm) at the time of peeling at a speed | rate of 50 mm / min was measured so that metal foil might become perpendicular | vertical.
<Measurement of thermal resistance>
実施例1、2および比較例1、2の各評価サンプルを30mm×40mmの基板サイズに作製し、それぞれ金属箔をエッチングすることにより、14mm×10mmのパッド部(電子部品をはんだ付けする部分)用の導電パターンを形成した。そして、各評価サンプルに対して、はんだ付けにより、市販のトランジスタ((株)東芝製のトランジスタ「TO−220」)を電子部品として実装した。さらに、各評価サンプルを、放熱グリースを介して水冷却装置上に固定した。その後、トランジスタに通電して発熱させ、このときのトランジスタの表面温度および水冷却装置の表面温度を測定した。測定の後、下式を用いて、熱抵抗(単位:℃/W)を計算した。 Each evaluation sample of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was prepared to a substrate size of 30 mm × 40 mm, and each metal foil was etched, whereby a pad portion of 14 mm × 10 mm (a part where electronic components were soldered) A conductive pattern was formed. And with respect to each evaluation sample, a commercially available transistor (transistor “TO-220” manufactured by Toshiba Corporation) was mounted as an electronic component by soldering. Further, each evaluation sample was fixed on a water cooling device via a heat dissipating grease. Thereafter, the transistor was energized to generate heat, and the surface temperature of the transistor and the surface temperature of the water cooling device at this time were measured. After the measurement, the thermal resistance (unit: ° C./W) was calculated using the following formula.
(熱抵抗)={(トランジスタの表面温度)−(水冷却装置の表面温度)}/(負荷電力) (Thermal resistance) = {(surface temperature of transistor) − (surface temperature of water cooling device)} / (load power)
表1は、これら評価試験の結果を示している。 Table 1 shows the results of these evaluation tests.
表1に示すように、実施例1のピール強度が20.7N/cmであったのに対して、比較例1のピール強度は6.4N/cmであった。また、実施例2のピール強度が24.4N/cmであったのに対して、比較例2のピール強度は20N/cmであった。これらの比較結果から、無機フィラーを有さない樹脂層(すなわち、実施の形態1の第2樹脂層103)を設けることによってピール強度が向上すること、すなわち、この実施例により、電子回路基板の密着性が向上することが解った。
As shown in Table 1, the peel strength of Example 1 was 20.7 N / cm, while the peel strength of Comparative Example 1 was 6.4 N / cm. Further, the peel strength of Example 2 was 24.4 N / cm, whereas the peel strength of Comparative Example 2 was 20 N / cm. From these comparison results, the peel strength is improved by providing the resin layer having no inorganic filler (that is, the
また、実施例1の熱抵抗が0.28℃/Wであったのに対して、比較例1の熱抵抗は0.26であった。また、実施例2の熱抵抗が0.30℃/Wであったのに対して、比較例2の熱抵抗は0.28℃/Wであった。これらの比較結果から、無機フィラーを有さない樹脂層を設けても熱抵抗がほとんど悪化しないこと、すなわち、この実施例により、電子回路基板で優れた熱伝導性を得られることが解った。 The thermal resistance of Example 1 was 0.28 ° C./W, whereas the thermal resistance of Comparative Example 1 was 0.26. The thermal resistance of Example 2 was 0.30 ° C./W, while the thermal resistance of Comparative Example 2 was 0.28 ° C./W. From these comparison results, it was found that the thermal resistance hardly deteriorates even when a resin layer having no inorganic filler is provided, that is, excellent thermal conductivity can be obtained in the electronic circuit board by this example.
以上の評価結果からわかるように、この実施例によれば、熱伝導率が高く且つ剥がれ難い電子回路基板を得ることができた。 As can be seen from the above evaluation results, according to this example, it was possible to obtain an electronic circuit board having high thermal conductivity and being difficult to peel off.
本発明は、各種の電気製品や自動車、工作機械その他の装置・機器に組み込まれる電子回路基板に広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to electronic circuit boards incorporated in various electric products, automobiles, machine tools, and other devices / equipment.
100……電子回路基板
101……金属ベース(放熱用基板)
102……第1樹脂層
103……第2樹脂層
104……金属箔(導電箔)
105……絶縁層
200……電子回路基板
201……金属ベース
202……絶縁層
203……金属箔
204……実装回路
205……電子部品
100 ……
102 ……
105 …… Insulating
Claims (4)
前記絶縁層が、
前記放熱用基板上に形成された、無機フィラーを含有する第1樹脂層と、
該第1樹脂層と前記導電箔との間に、これらと直接接するように形成された、無機フィラーを含有しない第2樹脂層と
を有することを特徴とする電子回路基板。 An electronic circuit board having a heat dissipation substrate, an insulating layer provided on the heat dissipation substrate, and a conductive foil for forming a wiring pattern provided on the insulating layer,
The insulating layer is
A first resin layer containing an inorganic filler formed on the heat dissipation substrate;
An electronic circuit board comprising: a second resin layer which is formed so as to be in direct contact with the first resin layer and the conductive foil and does not contain an inorganic filler.
前記絶縁層の形成工程が、
前記導電箔の表面に、溶媒と樹脂とを含み且つ無機フィラーを含まない第1塗膜を形成する第1工程と、
該第1塗膜の表面に、前記溶媒、前記樹脂および前記無機フィラーを含む第2塗膜を形成する第2工程と、
前記第1塗膜および前記第2塗膜に含まれる前記溶媒を同時に除去する第3工程と
を含むことを特徴とする電子回路基板の製造方法。 A method for producing an electronic circuit board, comprising: a heat dissipation substrate; an insulating layer provided on the heat dissipation substrate; and a conductive foil for forming a wiring pattern provided on the insulating layer,
The step of forming the insulating layer includes
A first step of forming a first coating film containing a solvent and a resin and no inorganic filler on the surface of the conductive foil;
A second step of forming a second coating film containing the solvent, the resin and the inorganic filler on the surface of the first coating film;
And a third step of simultaneously removing the solvent contained in the first coating film and the second coating film.
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| JP2021002569A (en) * | 2019-06-20 | 2021-01-07 | 共同技研化学株式会社 | Metal-clad laminate and manufacturing method of metal-clad laminate |
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