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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Film bzw. eine Folie, die ein
Polymer aufweist, das eine optisch anisotrope Schmelzphase bilden
kann, ein Laminat, das ein mit dem Polymerfilm bzw. der Polymerfolie
beschichtetes Basismaterial aufweist, ein Herstellungsverfahren
dafür und
eine das Laminat verwendende mehrschichtige bauteilbestückte Leiterplatte.
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In
der nachfolgenden Beschreibung wird das Polymer, das eine optisch
anisotrope Schmelzphase bilden kann, als "Flüssigkristallpolymer" bezeichnet.
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In
den letzten Jahren hat auf dem Sektor der elektrischen und elektronischen
Industrie die Nachfrage nach flexiblen gedruckten Leiterplatten
(nachstehend als "FPC-Platten" bezeichnet) zugenommen,
um den Bedarf an elektrischen und elektronischen Vorrichtungen,
die kompakt und leicht im Gewicht sind, zu decken. Das Standardverfahren
zur Herstellung der FPC-Platten weist eine Herstellung eines Laminats
auf, das aus einer Basisfolie besteht, die mindestens an einer ihrer
sich gegenüberliegenden
Oberflächen
mit einer Metallfolie, zum Beispiel einer Kupferfolie, beschichtet
ist, und weist eine Herstellung eines elektrischen Schaltungsmusters
auf dem Laminat auf. In den meisten Fällen wird für die Basisfolie im allgemeinen
eine Folie aus Polyethylenterephthalat verwendet. Da jedoch die
Polyethylenterephthalat-Folie eine ungenügende Hitzebeständigkeit hat,
hat es sich als problematisch erwiesen, daß, wenn elektrische und/oder
elektronische Bauteile an der FPC-Platte angebracht werden und wenn
die mit den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen bestückte FPC-Platte
anschließend
in ein Lötbad
getaucht wird, die Basisfolie dafür anfällig ist, sich zu bauchen,
zu schälen
und/oder thermisch zu verformen. Angesichts dessen hat nun ein Film
bzw. eine Folie, die aus einem Flüssigkristallpolymer besteht,
das eine ausgezeichnete Hitze beständigkeit hat, Beachtung als
ein Material für die
Basisfolie gefunden.
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Da
das Flüssigkristallpolymer
im allgemeinen eine hohe Hitzebeständigkeit hat, ist jedoch, und
wenn gewünscht
wird, das Flüssigkristallpolymer
in eine Folie zu formen, nicht nur eine relativ hohe Formgebungstemperatur
und damit verbunden ein Verbrauch von relativ großen Energiemengen
erforderlich, sondern tendiert auch das Flüssigkristallpolymer selbst
dazu, thermisch zersetzt zu werden. Obwohl unter den verschiedenen
Flüssigkristallpolymeren
das Flüssigkristallpolymer,
das bei einer relativ niedrigen Temperatur geformt werden kann,
verfügbar
ist, hat es sich oft herausgestellt, daß die aus diesem Flüssigkristallpolymer
bestehende resultierende Folie dazu tendiert, eine niedrige Hitzebeständigkeit
zu haben, und kann sich daher nicht als Material für eine hitzebeständige Basisfolie
eignen. Dementsprechend ist zum Beispiel in der offengelegten japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. 3-152132 ein Verfahren vorgeschlagen worden, in welchem, nachdem eine
Folie aus dem Flüssigkristallpolymer,
das eine niedrige Formgebungstemperatur hat, hergestellt worden ist,
die resultierende Flüssigkristall-Polymerfolie bei
einer Temperatur, die nicht höher
als der Schmelzpunkt Tm des Flüssigkristallpolymers,
aber nicht niedriger als 200°C
ist, in einer Vakuumatmosphäre
oder unter verringertem Druck wärmebehandelt
wird, um dadurch der Flüssigkristall-Polymerfolie
eine Hitzebeständigkeit
zu verleihen.
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Das
Verfahren vom Stand der Technik, wie beispielsweise das oben diskutierte,
erfordert eine Durchführung
der Wärmebehandlung
für eine
wesentliche Zeitdauer im Vakuum oder unter verringertem Druck. Außerdem wird
kein Mittel verwendet, um zu ermöglichen,
daß die
Flüssigkristall-Polymerfolie
ihre Form aufrechterhält,
und die Folie tendiert dazu, ihre Form zu verlieren, wenn sie auf
eine Temperatur erhitzt wird, die dem Schmelzpunkt des Flüssigkristallpolymers
nahe kommt, und daher ist eine Folie, die ein ausgezeichnetes Aussehen
hat, kaum erreichbar. Insbesondere wenn die Folie selbst bei einer
Temperatur wärmebehandelt
wird, die nicht niedriger als die thermische Verformungstemperatur
ist, bei welcher eine thermische Verformung beginnt, ist die Folie
anfällig
für Verformung
und Span nungsaufbau und eine thermische Verformung ist insbesondere
da ausgeprägt,
wo die Folie eine geringe Dicke hat. Um diese thermische Verformung
zu vermeiden, muß die
Folie in einem Temperaturbereich wärmebehandelt werden, der nicht
höher ist
als die thermische Verformungstemperatur, bei welcher die Verformung
beginnt. Diese Wärmebehandlung
erfordert eine längere Zeitdauer,
bis die Folie eine erforderliche Hitzebeständigkeit erreicht hat, was
mit einer Verringerung der Rentabilität verbunden ist. Wenn andererseits
die Wärmebehandlung
mit einer auf einen Wert in der Nähe des Schmelzpunkts Tm der
Folie erhöhten
Temperatur durchgeführt
wird, kann die Rentabilität
verbessert werden. Jedoch ist das Verfahren noch nicht bereitgestellt
worden, das die beabsichtigte Wärmebehandlung
tatsächlich optimal
erreicht, keine thermische Verformung der Folie erlaubt und eine
Aufrechterhaltung ihrer Form während
der Wärmebehandlung
erlaubt. Damit außerdem
die Folie als kommerzielles und/oder industrielles Produkt verfügbar ist,
muß die
Folie von einer Art sein, die konsistent und kontinuierlich gefertigt
werden kann, jedoch ist das Verfahren, mit dem dies erreichbar ist,
auf dem Fachgebiet noch nicht bekannt.
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Gemäß der japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. 55-20008 ist die Wärmebehandlung
von Flüssigkristall-Polymerfasern
vorgeschlagen worden, in welcher die Flüssigkristall-Polymerfasern
bei einer Temperatur, die um ungefähr 20°C niedriger ist als ihre Fließstarttemperatur,
wärmebehandelt
werden, um die Festigkeit um 50% zu erhöhen.
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Die
offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2-133347 offenbart
ein Verfahren, in welchem die Flüssigkristall-Polymerfasern in
einem Temperaturbereich zwischen dem Schmelzpunkt des aromatischen Polyesters,
dem Material der Flüssigkristall-Polymerfasern,
und einer Temperatur, die um 50°C
niedriger ist als dieser Schmelzpunkt, wärmebehandelt werden, um dadurch
hochfeste Fasern mit einem hohen Youngschen Elastizitätsmodul
bereitzustellen. Jedoch unterscheidet sich die dort offenbarte Wärmebehandlung
der Flüssigkristall-Polymerfasern
ziemlich von der Wärmebehandlung,
wie sie in der Praxis der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird,
die nachstehend beschrieben ist, in welcher die wärmezubehandelnde
Folie bzw.
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Film
flach gehalten wird, die Wärmebehandlung
kann als "planare
Wärmebehandlung" bezeichnet werden.
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Die
offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 8-90570 offenbart
ein Verfahren zur Wärmebehandlung
einer Flüssigkristall-Polymerfolie,
das aufweist:
Anwenden einer Erweichungswärmebehandlung auf eine Flüssigkristall-Polymerfolie,
die mit einem Folienträger
(einem Basismaterial) in Kontakt ist,
Kühlen der beiden, um eine geschichtete
Struktur zu bilden, die die erstarrte Flüssigkristall-Polymerschicht
und den Folienträger
aufweist,
erneutes Anwenden einer Wärmebehandlung auf die geschichtete
Struktur, um zu erlauben, daß sich
die erstarrte Flüssigkristall-Polymerschicht
auf eine Temperatur erwärmt,
die im Bereich zwischen ungefähr
150°C und
einer Temperatur liegt, die um 30°C
niedriger ist als die Verformungstemperatur, bei welcher die thermische
Verformung der Flüssigkristall-Polymerschicht
beginnt, und dann
Trennen der Flüssigkristall-Polymerschicht
von dem Folienträger.
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Jedoch
wird gemäß diesem
bekannten Verfahren die Wärmebehandlung,
in welcher die Flüssigkristall-Polymerfolie
geschmolzen wird, bei einer Temperatur durchgeführt, die nicht niedriger ist
als der Schmelzpunkt der Flüssigkristall-Polymerfolie
(in dieser Hinsicht unterscheidet sich die in der Praxis der vorliegenden Erfindung
angewendete Wärmebehandlung
von diesem Verfahren) und wird die Wärmebehandlung, die sich an
die Erstarrung anschließt,
bei einer Temperatur durchgeführt,
die um 30°C
niedriger ist als die thermische Verformungstemperatur (Im Gegensatz
dazu wird die in der vorliegenden Erfindung angewendete Wärmebehandlung
bei einer Temperatur durchgeführt,
die höher
ist als diese thermische Verformungstemperatur). Dementsprechend
ist dieses bekannte Verfahren nicht in der Lage, eine Flüssigkristall-Polymerfolie
bereitzustellen, die eine hohe Hitzebeständigkeit und eine hohe Festigkeit
hat.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine Reihe von Untersuchungen
an einer Flüssigkristall-Polymerfolie
durchgeführt,
die viele ausgezeichnete Eigenschaften hat, und an La minaten durchgeführt, die
die an das Basismaterial gebundene Flüssigkristall-Polymerfolie aufweisen,
und haben festgestellt, daß, wenn
die Flüssigkristall-Polymerfolie
bzw. -Polymerfilm bei einer Temperatur wärmebehandelt wird, die nicht niedriger
als ihre thermische Verformungstemperatur Tdef, aber niedriger als
ihr Schmelzpunkt Tm ist, die zur Durchführung der Wärmebehandlung notwendige Zeitdauer
verringert werden könnte,
damit verbunden die Hitzebeständigkeit
bei reduzierten Kosten erhöht
werden könnte.
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Von
den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführte weitere
Untersuchungen haben gezeigt, daß, wenn eine laminierte Struktur,
in welcher die Flüssigkristall-Polymerfolie
bzw. -Polymerfilm auf dem Basismaterial angeordnet ist, das die
Form der Flüssigkristall-Polymerfolie
aufrechterhalten kann, unter speziellen Bedingungen wärmebehandelt
wird, weder eine thermische Verformung noch ein Spannungsaufbau
in der Flüssigkristall-Polymerfolie
auftreten würden.
Mit anderen Worten, wenn die laminierte Struktur, die die Flüssigkristall-Polymerfolie
und das Basismaterial aufweist, unter den speziellen Bedingungen
wärmebehandelt wird,
kann die Wärmebehandlung
in einem Temperaturbereich zwischen der Temperatur, die nicht niedriger
ist als die thermische Verformungstemperatur Tdef, und einer Temperatur,
die um α°C (wobei α einen Wert
zwischen 10 und 35 repräsentiert)
niedriger ist als der Schmelzpunkt Tm der Polymerfolie, durchgeführt werden, ohne
eine thermische Verformung zu erlauben, und die Temperatur, bei
welcher die Wärmebehandlung
durchgeführt
wird, kann mit Erhöhung
des Schmelzpunkts der Polymerfolie nach und nach erhöht werden.
Aus diesem Grund kann die zum Durchführen der Wärmebehandlung erforderliche
Zeitdauer, das heißt,
die Wärmebehandlungszeit,
vorteilhaft verringert werden. Es hat sich herausgestellt, daß nach der
Wärmebehandlung eine
Wegnahme des Basismaterials die Flüssigkristall-Polymerfolie bzw.
den -Polymerfilm ergab.
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Demgemäß ist es
die Absicht der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Flüssigkristall-Polymerfilm
bzw. eine -Polymerfolie bereitzustellen, die eine erhöhte Hitzebeständigkeit
und einen erhöhten
Reibungswiderstand hat, zusammen mit Besonderheiten dem Flüssigkristall-Polymer,
wie eine hohe Fes tigkeit, einen hohen Elastizitätsmodul und eine hohe Beständigkeit
gegen Chemikalien, sowie ein verbessertes Laminat bereitzustellen,
das ein Basismaterial und die Flüssigkristall-Polymerfolie des
oben angegebenen Typs aufweist, sowie eine verbesserte mehrschichtige
bauteilbestückte
Leiterplatte bereitzustellen, die das Laminat des oben angegebenen
Typs aufweist, und dies bei reduzierten Kosten.
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Die
Aufgaben der Erfindung werden mit den Merkmalen der Ansprüche erfüllt.
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Um
diese Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, wird der Flüssigkristall-Polymerfilm
bzw. die -Polymerfolie mit dem Basismaterial laminiert, das in der
Lage ist, die Form der Polymerfolie während der Wärmebehandlung aufrechtzuerhalten,
und wird der folgenden Wärmebehandlung
unterzogen, die mehrere Male durchgeführt wird.
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Erste Wärmebehandlung:
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Die
erste Wärmebehandlung
wird in einem Temperaturbereich zwischen der thermischen Verformungstemperatur
Tdef des Polymerfilms bzw. der Polymerfolie und einer Temperatur,
die um α°C niedriger
ist als der Schmelzpunkt der Polymerfolie bzw. des Polymerfilms
vor der Wärmebehandlung
(d.h. Tdef ~ (Tm–α°C)), durchgeführt, bis
die mit Hilfe eines Differenzabtast-Kalorimeters unter Stickstoffatmosphäre mit einer
Temperaturerhöhungsrate
von 5°C
pro Minute gemessene Erweichungshöchsttemperatur TA der wärmebehandelten
Polymerfolie eine Temperatur TA1 erreicht,
die um β°C höher ist
als der Schmelzpunkt Tm der Polymerfolie bzw. des Polymerfilms vor
der Wärmebehandlung,
wobei α einen
Wert zwischen 10 und 35°C
repräsentiert
und β einen
Wert zwischen 5 und 30°C
repräsentiert.
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Zweite Wärmebehandlung:
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Diese
zweite Wärmebehandlung
wird in einem Temperaturbereich zwischen einer Temperatur, die nicht
niedriger ist als der Schmelzpunkt Tm des Polymerfilms bzw. der
Polymerfolie vor der Wärmebehandlung, und
einer Temperatur, die niedriger ist als die Erweichungshöchsttemperatur
TA1, durchgeführt, bis die Erweichungshöchsttemperatur
TA1 eine Temperatur TA2 erreicht,
die sich um γ°C von der
Erweichungshöchsttemperatur
TA1 erhöht
hat, wobei γ einen
Wert zwischen 5 und 20°C
repräsentiert.
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n-te Wärmebehandlung:
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Diese
n-te Wärmebehandlung
wird in einem Temperaturbereich zwischen der Erweichungshöchsttemperatur
TAn–2 und
einer Temperatur, die niedriger ist als die Erweichungshöchsttemperatur
TAn–1,
durchgeführt, bis
die Erweichungshöchsttemperatur
TAn–1 eine
Temperatur TAn erreicht, die sich um γ°C von der
Erweichungshöchsttemperatur
TAn–1 erhöht hat,
wobei n eine ganze Zahl größer oder
gleich 3 repräsentiert
und γ einen
Wert zwischen 5 und 20°C
repräsentiert.
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Nach
der Wärmebehandlung
wird das Basismaterial weggenommen, um die Flüssigkristall-Polymerfolie übrigzulassen.
Materialbeispiele für
die in der vorliegenden Erfindung verwendete Flüssigkristall-Polymerfolie sind
zum Beispiel bekannte thermotrope Flüssigkristall-Polyester und
thermotrope Flüssigkristall-Polyesteramide,
die aus Verbindungen, die nachstehend unter (1) bis (4) klassifiziert
sind, und deren Derivaten hergestellt werden. Es ist jedoch zu betonen,
daß zur
Herstellung eines Flüssigkristallpolymers
andere Rohmaterialverbindungen ihre eigene sorgfältig gewählte Zusammensetzung und Menge
haben.
- (1) Aromatische oder aliphatische Dihydroxy-Verbindungen,
von denen repräsentative
Beispiele nachstehend in Tabelle 1 gezeigt sind. Tabelle
1: Chemische
Formeln von repräsentativen
Beispielen für
aromatische oder aliphatische Dihydroxy-Verbindungen HO(CH2)nOH (n: ganze Zahl
zwischen 2 und 12)
- (2) Aromatische oder aliphatische Dicarbonsäuren, von denen repräsentative
Beispiele nachstehend in Tabelle 2 gezeigt sind. Tabelle
2: Chemische
Formeln von repräsentativen
Beispielen für
aromatische oder aliphatische Dicarbonsäuren HOOC(CH2)nCOOH
(n: ganze Zahl zwischen 2 und 12)
- (3) Aromatische Hydroxycarbonsäuren, von denen repräsentative
Beispiele nachstehend in Tabelle 3 gezeigt sind. Tabelle
3 Chemische
Formeln von repräsentativen
Beispielen für
aromatische Hydroxycarbonsäuren
- (4) Aromatische Diamine, aromatische Hydroxyamine und aromatische
Amincarbonsäuren,
von denen repräsentative
Beispiele nachstehend in Tabelle 4 gezeigt sind. Tabelle
4: Chemische Formeln von repräsentativen
Beispielen für
aromatische Diamine, aromatische Hydroxyamine und aromatische Amincarbonsäuren
- (5) Repräsentative
Beispiele für
Flüssigkristallpolymere,
die aus irgendwelchen dieser Startmaterialverbindungen hergestellt
sind, weisen Copolymere auf, die solche Struktureinheiten haben,
wie sie nachstehend in Tabelle 5 von (a) bis (e) gezeigt sind. Tabelle
5: Struktureinheiten von repräsentativen
Beispielen für
Flüssigkristallpolymere
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Diese
Flüssigkristallpolymere
haben vorzugsweise eine Umwandlungstemperatur in eine optisch anisotrope
Schmelzphase in dem Bereich von ungefähr 200 bis ungefähr 400°C, stärker bevorzugt
von ungefähr 250
bis ungefähr
350°C, so
daß die
resultierende Folie bzw. Film eine gewünschte Hitzebeständigkeit
und eine gewünschte
Verarbeitbarkeit haben kann. Insofern physikalische Eigenschaften
der Flüssigkristall-Polymerfolie
nicht beeinträchtigt
werden, kann gegebenenfalls ein Additiv oder ein Gemisch aus verschiedenen
Additiven, wie beispielsweise ein Glättungsmittel, ein Antioxidans
und ein Füllmittel,
hinzugefügt
werden.
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Die
Folie, die irgendwelche der oben diskutierten Flüssigkristallpolymere aufweist,
kann unter Verwendung eines oder einer Kombination des bekannten
T-Düse-Prozesses
und des bekannten Blasprozesses hergestellt werden. Insbesondere
können
mit dem Blasverfahren Spannungen nicht nur in eine Richtung der
mechanischen Achse der Folie (diese Richtung wird nachstehend als
die MD-Richtung bezeichnet), sondern auch in eine zur MD- Richtung senkrechte
Richtung (nachstehend als TD-Richtung bezeichnet) angelegt werden, und
daher ist das Blasverfahren wirkungsvoll und wird daher vorteilhaft
angewendet, um schließlich
die Flüssigkristall-Polymerfolie
herzustellen, die ausgewogene physikalische und thermische Eigenschaften
sowohl in MD- als auch in TD-Richtung hat.
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Die
in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendete Flüssigkristall-Polymerfolie
hat vorzugsweise, obgleich nicht ausschließlich darauf begrenzt, eine
Dicke von nicht mehr als 5 mm und stärker bevorzugt im Bereich zwischen
0,1 und 3 mm, sofern sie als ein Material für eine gedruckte Leiterplatte
verwendet wird. Wenn sie als ein Material für eine FPC-Platte verwendet
wird, hat die Flüssigkristall-Polymerfolie
eine Dicke von vorzugsweise nicht mehr als 500 μm und stärker bevorzugt im Bereich zwischen
10 und 250 μm.
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Als
ein Material für
das Basismaterial, das mit der Flüssigkristall-Polymerfolie der
oben diskutierten Art laminiert wird, kann geeigneterweise ein Material
verwendet werden, welches einen höheren Schmelzpunkt als diese
Flüssigkristall-Polymerfolie hat,
beispielsweise ein Metall, wie Kupfer, Nickel, Aluminium, Silber
oder Gold, oder beispielsweise ein anorganisches Material, wie Glas,
und welches die Form dieser Flüssigkristall-Polymerfolie
während
der Wärmebehandlung
zu halten vermag. Da das Basismaterial, insbesondere das Metall,
eine hohe thermische Leitfähigkeit
hat, kann es wirkungsvoll verwendet werden, um während der Wärmebehandlung eine Erhöhung der
Temperatur der Flüssigkristall-Polymerfolie
auf eine gewünschte
Temperatur zu erleichtern und somit die zum Durchführen der
Wärmebehandlung
erforderliche Zeit zu verringern. Das in der Praxis der vorliegenden
Erfindung verwendete Basismaterial kann in irgendeiner geeigneten
Form zum Beispiel in Form einer Folie bzw. eines Films, eines flächigen Materials
oder einer Platte sein, vorausgesetzt, es hat eine Oberfläche mit
oder ohne feine Oberflächenunregelmäßigkeiten,
die im allgemeinen eben ist, um die Flüssigkristall-Polymerfolie so
zu halten, daß während der
Wärmebehandlung
jegliches unerwünschtes Fließen der
Flüssigkristall-Polymerfolie
verhindert werden kann. Das Basismaterial kann vorteilhaft in Form
einer Metallfolie oder insbesondere einer Kupferfolie sein. Das
Basismaterial kann irgendeine geeignete Dicke haben, die abhängig von
einer speziellen Anwendung gewählt
werden kann, und hat vorzugsweise eine Dicke im Bereich zwischen
10 und 1000 μm,
wenn das Laminat der vorliegenden Erfindung zum Beispiel in FPC-Platten
verwendet wird. Wenn andererseits das mit der Folie versehene Basismaterial
als ein isolierendes Material in einer Wärmeabstrahlungsplatte verwendet
wird, um wirkungsvoll Wärme
zu dissipieren, die sich während des
Betriebs einer Halbleiter-Vorrichtung durch elektrische Verlustleistung
entwickelt, hat die Wärmeabstrahlungsplatte
vorzugsweise eine Dicke im Bereich zwischen 0,1 und 5 mm. Wenn außerdem gewünscht wird,
die Flüssigkristall-Polymerfolie
durch Abziehen von dem Basismaterial herzustellen, ist eine Dicke
des Basismaterials im Bereich zwischen 0,03 und 0,1 mm bevorzugt.
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Ein
Verbinden der Flüssigkristall-Polymerfolie
mit dem Basismaterial kann geeigneterweise mit Hilfe eines Warmverbindungsverfahrens
durchgeführt
werden, zum Beispiel unter Verwendung irgendeiner bekannten Warmpresse
oder Warmwalzpresse. Die Preßtemperatur,
das heißt,
die Temperatur, bei welcher die Warmverbindung durchgeführt wird,
kann abhängig
von dem Typ der verwendeten Flüssigkristall-Polymerfolie
variieren, ist aber vorzugsweise im Temperaturbereich zwischen der
Temperatur, die um 80°C
niedriger ist als die Umwandlungstemperatur in eine flüssigkristalline
Phase unter der sich erhöhenden
Temperatur, und der Temperatur, die um 20°C höher ist als die Umwandlungstemperatur
in diese flüsigkristalline
Phase.
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Das
Laminat, das die Flüssigkristall-Polymerfolie
der oben beschriebenen Art und das Basismaterial auch der oben beschriebenen
Art aufweist, wird mehrere Male der Wärmebehandlung unter den oben
beschriebenen speziellen Bedingungen unterzogen.
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Wenn
die Wärmebehandlungsbedingungen
von den oben spezifizierten speziellen Wärmebehandlungsbedingungen abweichen,
wird sich das Basismaterial verfärben
und wird nicht in der Lage sein, eine gewünschte Hitzebeständigkeit
und eine gewünschte
Biegsamkeit zu entfalten. Eine beträchtliche Abweichung von den
speziellen Wärmebehandlungsbedingungen
würde zum
Beispiel eine unerwünschte
Verformung der von dem Laminat abgezogenen oder delaminierten Flüssigkristall-Polymerfolie
zur Folge haben. Insbesondere während
der Anfangswärmebehandlung,
während
welcher die Polymerfolie mit dem Basismaterial verbunden wird, das
heißt,
während
der ersten Wärmebehandlung,
ist die Polymerfolie anfällig
für eine
thermische Verformung, und daher ist es wesentlich, daß die Wärmebehandlung
in einem Temperaturbereich zwischen der thermischen Verformungstemperatur
Tdef der Polymerfolie und der Temperatur, die um α (α = 10 bis
35°C) niedriger
ist als der Schmelzpunkt Tm der Polymerfolie, durchgeführt wird.
Wenn der Parameter α kleiner
als 10°C
ist, ist die Wärmebehandlungstemperatur
nahe am Schmelzpunkt Tm vor der Wärmebehandlung und daher besteht
die Wahrscheinlichkeit, daß die
Polymerfolie lokal schmilzt. Wenn andererseits der Parameter α größer als
35°C ist,
wäre die
Wärmebehandlungstemperatur
unerwünschterweise
so niedrig, daß sich
die Wärmebehandlungszeit
verlängert,
und daher unpraktisch.
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Während der
zweiten Wärmebehandlung
ist die Polymerfolie weniger anfällig
für eine
thermische Verformung als während
der ersten Wärmebehandlung
und daher ist es wünschenswert,
die Wärmebehandlung in
einem Temperaturbereich zwischen der Temperatur, die nicht niedriger
ist als der Schmelzpunkt Tm der Polymerfolie, und der Temperatur,
die niedriger ist als die Erweichungshöchsttemperatur TA1,
die sich als Folge der ersten Wärmebehandlung
erhöht
hat, durchzuführen,
um dadurch die Erhöhung
des Schmelzpunkts der Polymerfolie zu erleichtern, die durch die
Wärmebehandlung
erreicht wird. Wenn jedoch die während
der zweiten Wärmebehandlung
verwendete Wärmebehandlungstemperatur
höher ist
als die Erweichungshöchsttemperatur
TA1, die sich als Folge der ersten Wärmebehandlung
erhöht
hat, wird die Hitzebeständigkeit
des Flüssigkristall-Polymers
zum Schmelzpunkt Tm dieses Polymers vor der Wärmebehandlung zurückkehren,
womit die Wirkung der ersten Wärmebehandlung
folglich verlorengegangen ist. Dementsprechend sollte eine Wärmebehandlungstemperatur,
die höher
ist als die Erweichungshöchsttemperatur
TA1, vermieden werden. Eine Beschreibung, ähnlich der
mit Bezug auf die zweite Wärmebehandlung
vorgelegten, ist auf entsprechende Weise auf die n-te Wärmebehandlung,
die folgt, anwendbar.
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Die
Beziehung zwischen der in der Praxis der vorliegenden Erfindung
verwendeten Wärmebehandlungstemperatur
und der Erweichungshöchsttemperatur
TA ist in 1 gezeigt. Wie aus 1 zu
erkennen ist, ist zu allen Zeiten die Wärmebehandlungstemperatur niedriger
als die Erweichungshöchsttemperatur
TA. Die Erweichungshöchsttemperatur
TA erhöht
sich, wie durch eine Kurve T1 gezeigt, als Folge der ersten Wärmebehandlung
und erhöht
sich weiter, wie durch die jeweiligen Kurven T2, T3 und T4 gezeigt,
als Folge der anschließenden
zweiten, dritten und vierten Wärmebehandlung.
Wenn die durch die erste Wärmebehandlung bewirkte
Temperaturerhöhung β der Erweichungshöchsttemperatur
weniger als 5°C
ist, wird die Temperatursteuerung eines Wärmebehandlungsofens schwierig
zu erreichen sein. Wenn andererseits die Temperaturerhöhung β mehr als
30°C ist,
wird der Start der zweiten Wärmebehandlung,
wie durch die gestrichelte Linie M gezeigt, verzögert sein, verbunden mit einer
entsprechenden Verzögerung
der Erhöhung
der Erweichungshöchsttemperatur
TA, die Folge davon wird eine Verlängerung der Wärmebehandlungszeit
sein, um eine gegebene Hitzebeständigkeitstemperatur
zu erreichen, bis zu welcher die Polymerfolie thermisch beständig ist. Die
vorstehende Beschreibung betreffend die Temperaturerhöhung der
Erweichungshöchsttemperatur
während
der zweiten Wärmebehandlung
ist auf entsprechende Weise anwendbar auf die Temperaturerhöhung γ während der
Wärmebehandlung,
die in Anschluß an
die zweite Wärmebehandlung
durchgeführt
wird, mit der Ausnahme, daß aus
dem gleichen Grund wie oben beschrieben die Temperaturerhöhung γ im Bereich
zwischen 5 und 20°C
gewählt
wird.
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Obwohl
die oben beschriebene Wärmebehandlung
in einer aktiven Atmosphäre,
beispielsweise der Luftatmosphäre,
durchgeführt
werden kann, wird sie bevorzugt in einer inaktiven Atmosphäre durchgeführt, um eine
Farbänderung
der Metallfolie zu vermeiden. Unter der oben erwähnten inaktiven Atmosphäre ist die
mit einem Inertgas, beispielsweise Stickstoff oder Argon, gefüllte Atmosphäre oder
irgendeine druckreduzierte Atmosphäre zu verstehen, welche ein
aktives Gas, wie beispielsweise Sauerstoff, in einer Menge von nicht
mehr als 0,1 Vol% enthält.
Insbesondere wird in der Praxis der Wärmebehandlung gemäß der vorliegen den
Erfindung für
das inaktive Gas ein erhitztes Stickstoffgas einer Reinheit von
99,9% oder mehr verwendet.
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Nachdem
das Laminat unter den oben beschriebenen speziellen Bedingungen
behandelt worden ist, wird die Polymerfolie von dem Basismaterial
abgezogen und somit delaminiert. Dabei kann die Polymerfolie gewonnen
werden, die eine erhöhte
Hitzebeständigkeit
und einen erhöhten
Reibungswiderstand hat, zusammen mit Besonderheiten der Flüssigkristall-Polymerfolie,
wie beispielsweise eine hohe Festigkeit, ein hoher Elastizitätsmodul
und eine hohe Beständigkeit
gegen Chemikalien. Insbesondere kann die Hitzebeständigkeit der
resultierenden Polymerfolie auf 350°C oder mehr erhöht sein.
Demzufolge wird selbst dann, wenn elektrische und/oder elektronische
Bauteile an der FPC-Platte angebracht werden und die mit den elektrischen und/oder
elektronischen Bauteilen bestückte
FPC-Platte anschließend
in ein Lötbad
getaucht wird, das mit Ausbauchen, Abschälen und/oder thermischer Verformung
verbundene Problem nicht auftreten. Mit anderen Worten, durch Verwenden
der Polymerfolie, die einer Temperatur von 350°C oder mehr thermisch widerstehen kann,
und außerdem
des Basismaterials in Form der Metallfolie, die ebenfalls einer
Temperatur von 350°C oder
mehr thermisch widerstehen kann, kann eine günstige Oberflächenmontage
der elektrischen und/oder elektronischen Bauteile durchgeführt werden,
ohne daß das
mit thermischer Verformung verbundene Problem auftritt.
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Ohne
die Polymerfolie zu delaminieren, wird in der vorliegenden Erfindung
außerdem
die mit dem Basismaterial verbundene Polymerfolie als ein Laminat
verwendet. Dabei kann abhängig
von dem Typ des Basismaterials ein Laminat, in welchem die Polymerfolie
mit einer ausreichend hohen Bindungsfestigkeit mit dem Basismaterial
verbunden ist und welches eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität hat, erzielt
werden und kann geeigneterweise als ein Material für mehrschichtige
bauteilbestückte
Leiterplatten verwendet werden.
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Die
Erweichungshöchsttemperatur
TA und der Schmelzpunkt Tm, die beide in Verbindung mit der Flüssigkristall-Polymerfolie
der vorliegenden Erfindung erwähnt
wurden, wurden durch Beobachten des thermischen Verhaltens der Polymerfolie
unter Ver wendung des Differentialabtast-Kalorimeters gemessen. Mit
anderen Worten, der Schmelzpunkt Tm vor der Wärmebehandlung ist definiert
als die Position eines endothermischen Höchstwerts, der auftritt, wenn
die Polymerfolie bei einer sich mit einer Rate von 5°C pro Minute
erhöhenden
Temperatur erhitzt wird, und die Erweichungshöchsttemperatur TA ist entsprechend
durch die jeweiligen Positionen während und nach der Wärmebehandlung
definiert.
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Die
thermische Verformungstemperatur Tdef wird als Ergebnis der folgenden
Messung gewonnen. Insbesondere wurde unter Verwendung eines thermisch-mechanischen
Analysators, kommerziell erhältlich von
Rigaku International Co., einer japanischen Firma, eine Kurve gewonnen,
die eine Dimensionsänderung (ausgedrückt in %)
mit Temperaturänderung
(ausgedrückt
in °C) beschreibt,
wenn die Polymerfolie mit einer Rate von 5°C pro Minute erhitzt wird, während eine
Last von 1 gr an der 5 mm breiten und 20 mm langen Polymerfolie
anliegt. Die thermische Verformungstemperatur wird dadurch bestimmt,
daß die
Temperatur bestimmt wird, bei welcher sich während der Erhöhung der
Heiztemperatur die Rate der Dimensionsänderung abrupt erhöht.
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Was
die Durchführung
der Wärmebehandlung
des Laminats betrifft, so kann sie durchgeführt werden, während das
Laminat unter Spannung oder nicht unter Spannung gehalten wird,
abhängig
von dem Zweck, für welchen
es verwendet wird. Die Wärmebehandlung
kann an einem Chargenprozeß in
Form einer gerollten Anordnung, wobei die jeweiligen Windungen radial
beabstandet sind, um einen Kontakt zwischen den benachbarten Windungen
zu vermeiden, in Form einer Schäckelrolle,
wobei jeweilige Windungen durch Einsetzen eines sehr gasdurchlässigen Distanzstücks, beispielsweise
eines aus "Vectran"®-Vliesstoff
hergestellten Distanzstücks,
radial beabstandet sind, oder in Form einer geschleppten Anordnung,
angeordnet beispielsweise auf einem Metallnetz oder dergleichen,
durchgeführt
werden oder kann an einem Durchlaufprozeß durchgeführt, in welchem mehrere Rollen
verwendet werden, um das in Form der gerollten Anordnung, der Schäkelrolle
oder der geschleppten Anordnung wärmezubehandelnde Laminat zu
transportieren. Wenn das Laminat an dem Chargenprozeß wärmebehandelt
wird, kann die schrittweise Wärmebehandlung, d.h.
die Wärmebehandlung
mit einer schrittweisen Erhöhung
der Temperatur, gemäß der vorliegenden
Erfindung durch schrittweises Erhöhen der Temperatur des Wärmebehandlungsofees
erreicht werden. Wenn andererseits die Wärmebehandlung am Durchlaufprozeß durchgeführt wird,
kann die schrittweise Wärmebehandlung
gemäß der vorliegenden
Erfindung dadurch erreicht werden, daß der Wärmebehandlungsofen mit mehreren
Wärmebehandlungszonen
ausgestattet wird, diese Wärmebehandlungszonen
auf jeweilige schrittweise zunehmende Temperaturen gesteuert werden,
und das Laminat durch diese temperaturgesteuerten Wärmebehandlungszonen,
startend von der Wärmebehandlungszone
mit der tiefsten Temperatur, der Reihe nach transportiert wird.
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Obwohl,
wie oben diskutiert, die gewünschte
Polymerfolie durch Delaminieren des Laminats, das wärmebehandelt
worden ist, gewonnen werden kann, wird vorzugsweise eine Trennschicht
auf das verwendete Basismaterial aufgebracht, so daß die Delaminierung
auf eine günstige
stabile Art erreicht werden kann. Dieser Prozeß kann durch Aufbringen eines
Silikonpulvers auf das Basismaterial und Trocknen des Silikonpulvers,
so daß es
eine Schicht auf dem Basismaterial bildet, durchgeführt werden.
Dabei ist die Schicht auf dem Basismaterial vorzugsweise von einer
Art, die eine Bindungsfestigkeit von 0,05 kg/cm oder mehr vor der
Wärmebehandlung
und von 0,4 kg/cm oder weniger und stärker bevorzugt von 0,2 kg/cm
oder weniger nach der Wärmebehandlung
entfalten kann. Je höher
die Bindungsfestigkeit vor der Wärmebehandlung,
um so höher
ist die morphologische Stabilität
der Polymerfolie, und wo sie niedrig ist, wird eine nachteilige
Wirkung erreicht, wie beispielsweise eine Delaminierung und/oder
ein thermisches Reißen.
Je niedriger andererseits die Bindungsfestigkeit nach der Wärmebehandlung
ist, um so höher
ist die Delaminationsstabilität,
und wo die Bindungsfestigkeit hoch ist, wird sich die Möglichkeit
ergeben, daß die
Polymerfolie während
der Delamination reißen kann,
selbst wenn nur ein kleiner Kratzer vorhanden ist.
-
In
Anbetracht dessen wird in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung das Basismaterial in Form einer (zum Beispiel aus Stahl,
Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber oder Gold hergestellten) Metallfolie
verwendet, die eine Oberfläche mit
Oberflächenunregelmäßigkeiten
der maximalen Oberflächenrauhigkeit
(Rmax: gemessen gemäß dem in
B0601 der Japanischen Industrienorm (JIS) spezifizierten Verfahren)
im Bereich von 1,0 bis 10 μm
hat und mit einem Silikonpolymer als Trennmittel in einer Dicke
von 0,1 bis 1,0 μm
beschichtet ist. Wenn die maximale Oberflächenrauhigkeit kleiner als
1 μm ist,
könnte
die Polymerfolie während
der Wärmebehandlung
fließen.
Wenn andererseits die maximale Oberflächenrauhigkeit größer als
10 μm ist,
könnte
die Polymerfolie, insbesondere die dünne Folie, anfällig dafür sein,
in Richtung ihrer Dicke zu reißen,
und könnte
daher während
des Delaminierens der Polymerfolie von dem Basismaterial leicht
brechen. Dementsprechend sollte die maximale Oberflächenrauhigkeit
der Oberflächenunregelmäßigkeiten
in dem oben spezifizierten Bereich sein. Dann wird zum Beispiel
durch Anwenden eines Drucks das Basismaterial mit der Polymerfolie
zusammen laminiert, wobei mindestens eine Oberfläche der Polymerfolie in Kontakt
mit dem Basismaterial gehalten wird. Nachdem das resultierende Laminat
mehrere Male wärmebehandelt
worden ist, wird die geschmolzene und erweichte Folie gekühlt und
die erstarrte Folienschicht wird von dem Basismaterial getrennt
oder delaminiert.
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Die
auf der Oberfläche
des Basismaterials vorhandenen Oberflächenunregelmäßigkeiten
können
in Form von Vorsprüngen,
kraterähnlichen
Vertiefungen, linienförmigen
Kratzern oder in irgendeiner anderen Form sein, vorausgesetzt, das
Silikonpolymer kann wirkungsvoll auf der Oberfläche des Basismaterials abgelagert
werden. Zudem kann die Oberfläche
der Metallfolie eine der Krümmung
einer Walze entsprechende gekrümmte
Form haben, jedoch ist eine im wesentlichen ebene Oberfläche, wie
sie in einer Folie bzw. Film, Tafel oder Platte vorhanden ist, bevorzugt,
da sie ein Fließen
des geschmolzenen Flüssigkristallpolymers
vorteilhaft verhindern kann und da die Polymerfolie von der Trägerbasis
leicht delaminiert werden kann.
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Das
oben erwähnte
Silikonpolymer kann von einem Typ sein, dessen grundsätzliche
chemische Struktur sich durch {-(CH3)2Si-O} ausdrücken läßt, und dieser Polymertyp kann
eine beträchtlich
starke Bindungskraft mit einem Metall entfalten und eine solche
Eigenschaft entfalten, daß die
Affinität
zu Harz beträchtlich
gering ist. Wenn die Schichtdicke des Silikonpolymers kleiner als
0,1 μm ist,
wird eine Delamination der Polymerfolie von dem Basismaterial schwierig
zu erreichen sein, wenn sie aber größer als 1 μm ist, wird sich die Möglichkeit
ergeben, daß,
obwohl eine Delamination zwischen der Polymerfolie und dem Basismaterial
leicht erreicht werden kann, nicht nur eine wesentliche Menge an
Silikonpolymer verschwendet würde,
sondern auch das Silikonpolymer an der Flüssigkristall-Polymerfolie in einem
solchen Ausmaß haften
wird, um so eine Delamination von dem Basismaterial zur Folge zu
haben, wodurch das Basismaterial nicht wieder verwendet werden kann.
Dementsprechend sollte die Schichtdicke des oben erwähnten Silikonpolymers
in dem oben spezifizierten Bereich liegen.
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Wie
oben diskutiert, kann durch Herstellen von Oberflächenunregelmäßigkeiten
an einer Oberfläche der
Metallfolie, die eine maximale Oberflächenrauhigkeit im Bereich von
1,0 bis 10 μm
haben, und durch anschließendes
Aufbringen des Silikonpolymers auf die rauh gemachte Oberfläche der
Metallfolie in einer Dicke im Bereich zwischen 0,1 bis 1 μm die Bindungsfestigkeit
zwischen der Folie und der Trägerbasis
vor der Wärmebehandlung
einen Wert von nicht kleiner als 0,05 kg/cm haben und nach der Wärmebehandlung
einen Wert von nicht größer als
0,4 kg/cm haben. Somit kann die Folie während der Wärmebehandlung eine morphologisch
stabilisierte Form aufrechterhalten, ohne durch nachteilige Einflüsse, wie
beispielsweise Delamination und/oder Brechen beeinträchtigt zu
werden. Außerdem
kann nach der Wärmebehandlung
das Laminat leicht und auf stabile Weise von Hand delaminiert werden,
ohne daß die
Folie reißt.
-
Auf
alle Fälle
wird die vorliegende Erfindung aus der folgenden Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
Jedoch sind die Ausführungsform
und die Zeichnungen nur zum Zwecke der Veranschaulichung und der
Erklärung
vorgelegt und sind keineswegs als Einschränkung des Bereichs der vorliegenden
Erfindung zu verstehen, der sich aus den angefügten Ansprüche bestimmt. In den beiliegenden
Zeichnungen sind in den verschiedenen Ansichten die gleichen Bezugszeichen
verwendet, um ähnliche
Teile zu bezeichnen.
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1 ist
eine charakteristische graphische Darstellung und zeigt die Beziehung
zwischen der Erweichungshöchsttemperatur
der Flüssigkristall-Polymerfolie
und der in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendeten Wärmebehandlungstemperatur;
und
-
2 ist
eine schematische Schnittansicht einer mehrschichtigen bauteilbestückten Leiterplatte,
die das erfindungsgemäße Laminat
verwendet.
-
Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer bevorzugten
Ausführungsform mit
Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
-
2 zeigt
ein mehrschichtiges Oberflächenbestückung-Schaltungssubstrat 1,
das ein erstes und ein zweites Laminat aufweist, die allgemein mit 2 bezeichnet
sind. Sowohl das erste als auch das zweite Laminat 2 wird
dadurch hergestellt, daß eine
Kupferfolie 4, die ein Basismaterial oder eine Trägerbasis
ist, an mindestens einer von sich gegenüberliegenden Oberflächen einer
Flüssigkristall-Polymerfolie 3,
die als eine elektrisch isolierende Schicht dient, angebracht wird.
Die Kupferfolie 4 sowohl des ersten als auch des zweiten
Laminats 2, 2 wird geätzt, um ein elektrisches Leitungsmuster 41 zu
bilden. Das erste und das zweite Laminat 2, 2 werden
aneinander fest angebracht, wobei die jeweiligen elektrischen Leitungsmuster 41, 41 einander
zugewandt sind. Um jedoch einen direkten Kontakt zwischen den elektrischen
Leitungsmustern 41, 41 an dem ersten und dem zweiten
Laminat 2, 2 zu vermeiden, wird ein flächiges Material 5,
das aus einer Flüssigkristall-Polymerfolie hergestellt
ist, zwischen dem ersten und dem zweiten Laminat 2, 2 angeordnet.
Anzumerken ist, daß das
flächige
Material 5 eine Versteifung, beispielsweise ein Glasfaservlies,
aufweisen kann. Elektronische Bauteile 6, beispielsweise
IC-Chips, Kondensatoren und Widerstände, werden an Drahtleitungen 42,
die an einer Oberfläche
der Folie 3 des Laminats 2 gebildet sind, montiert,
um dadurch die mehrschichtige bauteilbestückte Leiterplatte 7 zu
vervollständigen.
Es ist auch anzumerken, daß da,
wo sich die elektrischen Leitungsmuster 41, 41 an
dem ersten und dem zweiten Laminat 2, 2 nicht
gegenüberliegen,
die Verwendung des flächigen Materials 5 nicht
wichtig wäre
und daher weggelassen werden könnte.
-
Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen demonstriert,
die nur zum Zwecke der Veranschaulichung gezeigt sind und den Bereich
der vorliegenden Erfindung nicht einschränken sollen.
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Beispiel 1
-
- (1) Zunächst
wurde ein thermotroper Flüssigkristall-Polyester, der 27
Mol% Einheiten 6-Hydroxy-2-Naphthensäure und 73 Mol% Einheiten p-Hydroxybenzoesäure enthielt,
bei einer Temperatur von 280 bis 300°C durch einen Einschnecken-Extruder
heißgeknetet
und wurde dann durch eine Blasdüse,
40 mm Durchmesser und 0,6 mm Schlitzgröße, extrudiert, um eine Flüssigkristall-Polymerfolie
einer Dicke von 50 μm
zu erzeugen. Die resultierende Flüssigkristall-Polymerfolie hatte
einen Schmelzpunkt Tm von 280°C
und eine thermische Verformungstemperatur Tdef von 230°C.
- (2) Außerdem
wurde eine 18 μm
dicke Kupferfolie (1/2 Unze Kupferfolie (1 Unze = 28,35g) auf der
Basis des elektrolytischen Verfahrens) als Basismaterial verwendet
und diese Kupferfolie wurde bei 260°C thermisch an die oben beschriebene
Flüssigkristall-Polymerfolie
gepreßt,
um ein Laminat zu erzeugen.
- (3) Um die aus der Wärmebehandlung
dieses Laminats resultierende Änderung
des Schmelzpunkts zu messen, wurde die Erweichungshöchsttemperatur
TA der Folienschicht in einstündigen
Zeitabständen
mit Hilfe eines DSC-Kalorimeters (Differentialabtast-Kalorimeters)
durch Wärmebehandlung
des Laminats bei 260°C
in Stickstoff-Atmosphäre
gemessen. Als Folge davon erhöhte
sich die Temperatur TA 278°C,
unbehandelt, erhöhte
sich 285°C
nach einer Stunde, erhöhte
sich 296°C
nach zwei Stunden und erhöhte
sich 306°C
nach vier Stunden. Die thermische Verformungstemperatur der Folie,
die für
vier Stunden wärmebehandelt
wurde, war 275°C.
Durch Verlängerung
der Behandlungszeit der Folie erhöht sich also ihre Temperatur
TA nach und nach. Demgemäß ist selbstverständlich,
daß sich
die thermische Verformungstemperatur Tdef entsprechend erhöhen kann.
- (4) Als zweites wurde das in (2) hergestellte Laminat in einer
solchen Positionsbeziehung, daß die
Polymerfolienoberflä che
nach oben hin orientiert war, während
die Kupferfolienoberfläche
nach unten hin orientiert war, horizontal in der Stickstoff-Atmosphäre innerhalb
eines Heißluft-Trockners,
der ein 260°C
heißes
Gas erzeugte, befestigt, um die Temperatur der Polymerfolienoberfläche auf
260°C steigen
zu lassen, und das erhitzte Laminat wurde bei dieser Temperatur
für vier
Stunden wärmebehandelt
und wurde, nachdem die Temperatur anschließend auf 285°C erhöht worden
war, weitere sechs Stunden wärmebehandelt.
Das Laminat wurde nach der Wärmebehandlung
bei einer Rate von 20°C/Minute
auf 200°C
abgekühlt
und wurde dann aus dem Heißluft-Trockner
herausgenommen. Es wurden Messungen an dem resultierenden Laminat durchgeführt, um
die Farbänderung,
die Bindungsfestigkeit und die Dimensionsstabilität des Laminats
zu bestimmen. Es wurden auch an der Polymerfolie, die durch Entfernen
der Metallfolie von dem Laminat unter Verwendung eines chemischen Ätzverfahrens
gewonnen wurde, Versuche durchgeführt, um ihre Löthitzebeständigkeitstemperatur
(die Hitzebeständigkeit),
ihre Festigkeit und ihren Reibungswiderstand zu bestimmen, die Ergebnisse
davon sind in Tabelle 6 aufgelistet.
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Beispiel 2
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Das
Laminat und die Polymerfolie wurden auf gleiche Weise wie in Beispiel
1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das wie in (2) in Beispiel
1 hergestellte Laminat in einer solchen Positionsbeziehung, daß die Polymerfolienoberfläche nach
oben hin orientiert war, während
die Kupferfolie nach unten hin orientiert war, horizontal in der
Stickstoff-Atmosphäre
innerhalb eines Heißluft-Trockners,
der ein 260°C
heißes
Gas erzeugte, befestigt wurde, um die Temperatur der Polymerfolienoberfläche auf
260°C steigen
zu lassen, und das erhitzte Laminat bei dieser Temperatur für vier Stunden
wärmebehandelt
wurde und, nachdem die Temperatur auf 300°C erhöht worden war, weitere sechs
Stunden wärmebehandelt
wurde. Ähnliche
Versuche wie in Beispiel 1 wurden an dem resultierenden Laminat
und der Polymerfolie durchgeführt,
die Ergebnisse davon sind in Tabelle 6 aufgelistet.
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Beispiel 3
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Das
Laminat und die Polymerfolie wurden auf gleiche Weise wie in Beispiel
1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das wie in (2) in Beispiel
1 hergestellte Laminat horizontal in der Stickstoff-Atmosphäre innerhalb eines
Heißluft-Trockners,
der ein 260°C
heißes
Gas erzeugte, befestigt wurde, um die Temperatur der Polymerfolienoberfläche auf
260°C steigen
zu lassen, und das erhitzte Laminat bei dieser Temperatur für zwei Stunden
wärmebehandelt
wurde und, nachdem die Temperatur auf 290°C erhöht worden war, weitere sechs Stunden
wärmebehandelt
wurde. Ähnliche
Versuche wie in Beispiel 1 wurden an dem resultierenden Laminat und
der Polymerfolie durchgeführt,
die Ergebnisse davon sind in Tabelle 6 aufgelistet.
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Beispiel 4
-
In
Beispiel 4 war die Wärmebehandlungsatmosphäre eine
aktive Atmosphäre,
die 1% Sauerstoff enthielt, und als das Basismaterial wurde eine
50 μm dicke
Aluminiumfolie (gewalzt und mit einer maximalen Oberflächenrauhigkeit
von 1 μm)
verwendet und ein Silikonpolymer (41G, erhältlich von Chemlease Asia Ltd.) wurde
auf die rauhe Oberflächenseite
des Basismaterials bis zu einer Dicke von 0,1 μm aufgebracht und wurde dann
getrocknet. Abgesehen davon, wurde die Wärmebehandlung unter den gleichen
Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt und die Polymerfolie wurde
durch Delaminieren des Basismaterials gewonnen. Keine Farbänderung
wurde an der Oberfläche
des Basismaterials festgestellt und die Bindungsfestigkeit als Laminat
war 0,2 kg/cm und die Polymerfolie konnte leicht von Hand delaminiert
werden, ohne daß sie
riß . Ähnliche
Versuche wie in Beispiel 1 wurden an dem resultierenden Laminat
und der Polymerfolie durchgeführt,
die Ergebnisse davon sind in Tabelle 6 aufgelistet.
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Beispiel 5
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Als
die erste Wärmebehandlung
wurde das wie in (2) in Beispiel 1 hergestellte Laminat horizontal
in der Stickstoff-Atmosphäre innerhalb
eines Heißluft-Trockners,
der ein 260°C
heißes
Gas erzeugte, befestigt, um die Temperatur der Polymerfolienoberfläche auf
260°C steigen
zu lassen, und das erhitzte Laminat wurde bei dieser Temperatur
für zwei
Stunden wärmebehandelt.
Die Erweichungshöchsttemperatur
TA1 der Folienschicht zu diesem Zeitpunkt
war 296°C.
Anschließend
wurde als die zweite Wärmebehandlung
die Temperatur auf 285°C
erhöht
und die Wärmebehandlung
wurde für
drei Stunden durchgeführt.
TA2 der Fo lienschicht zu diesem Zeitpunkt
war 310°C.
Noch einmal wurde als die dritte Wärmebehandlung die Temperatur
auf 295°C erhöht und die
Wärmebehandlung
wurde für
drei Stunden durchgeführt,
was eine TA3 von 320°C ergab. Ferner wurde als die
vierte Wärmebehandlung
die Temperatur auf 300°C
erhöht
und die Wärmebehandlung
wurde für zwei
Stunden durchgeführt,
was eine TA4 von 325°C ergab. Zu diesem Zeitpunkt
wurde an der Oberfläche
des Basismaterials keine Farbänderung
festgestellt und die Bindungsfestigkeit in Form des Laminats war
1,2 kg/cm. Unter Verwendung der chemischen Ätztechnik auf gleiche Weise
wie in Beispiel 1 wurde die Metallfolie entfernt, um die Polymerfolie
zu gewinnen. Ähnliche
Versuche wie in Beispiel 1 wurden an dem resultierenden Laminat
und der Polymerfolie durchgeführt,
die Ergebnisse davon sind in Tabelle 6 aufgelistet.
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Beispiel 6
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Mit
der Ausnahme, daß in
Beispiel 4 die Wärmebehandlungsatmosphäre eine
aktive Atmosphäre
war, die 1% Sauerstoff enthielt, und ein Silikonpolymer (41G, erhältlich von
Chemlease Asia Ltd.) auf eine rauhe Oberfläche mit einer Oberflächenrauhigkeit
von 1 μm,
einer als Basismaterial verwendeten, 50 μm dicken, gewalzten Aluminiumfolie
bis zu einer Dicke von 0,4 μm
aufgebracht wurde und dann getrocknet wurde, wurden die Wärmebehandlungen
unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 durchgeführt, und
wurde in Anschluß daran
das Basismaterial delaminiert, um die Folie zu gewinnen. Keine Farbänderung
wurde an der Oberfläche
des Basismaterials festgestellt und die Bindungsfestigkeit in Form
des Laminats war 0,15 kg/cm und die Folie konnte leicht von Hand
delaminiert werden, ohne daß sie
riß. Ähnliche
Versuche wie in Beispiel 1 wurden an dem resultierenden Laminat
und der Folie durchgeführt,
die Ergebnisse davon sind in Tabelle 6 aufgelistet.
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Vergleichsbeispiel 1
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Unter
Verwendung des wie in (2) in Beispiel 1 hergestellten Laminats wurde
die Polymerfolie ohne Durchführung
einer Wärmebehandlung
und durch Entfernen der Metallfolie unter Verwendung der chemischen Ätztechnik
auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 gewonnen. Ähnliche Versuche wie in Beispiel
1 wurden an dem re sultierenden Laminat und der Folie durchgeführt, die
Ergebnisse davon sind in Tabelle 6 aufgelistet.
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Vergleichsbeispiel 2
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Das
wie in (2) in Beispiel 1 hergestellte Laminat wurde verwendet und
wurde einer Wärmebehandlung bei
260°C in
Luft für
vier Stunden und einer anschließenden
Wärmebehandlung
bei 270°C,
d.h. bei einer niedrigeren Temperatur als die Schmelztemperatur
von 280°C
vor der Wärmebehandlung,
für vier
Stunden unterzogen. Durch Entfernen der Metallfolie mit Hilfe einer
chemischen Ätztechnik
auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurde die Folie gewonnen. Ähnliche
Versuche wie in Beispiel 1 wurden an dem resultierenden Laminat
und der Folie durchgeführt,
die Ergebnisse davon sind in Tabelle 6 aufgelistet.
-
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Farbänderung
in der obigen Tabelle 6 wurde als ein Ergebnis einer Beobachtung
mit bloßem
Auge bestimmt, um eine vorhandene oder nicht vorhandene Änderung
der Farbe des Basismaterials des Laminats nach der Wärmebehandlung
zu bestimmen, wobei "O" bedeutet: keine
Farbänderung
festgestellt, und "X" bedeutet: eine beträchtliche
Farbänderung
festgestellt.
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Bindungsfestigkeit
war diejenige, die sich entfaltete, wenn, während die Polymerfolienschicht
des 1,5 cm breiten Laminats an einer flachen Platte fixiert war,
das Basismaterial mit einer Rate von 50 mm/min gemäß dem 180°-Abziehverfahren
von dem Laminat delaminiert wurde.
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Dimensionsstabilität wurde
gemäß dem in
C6471 der Japanischen Industrienorm spezifizierten Testverfahren
gemessen. Lötbeständigkeitstemperatur
wurde gemäß dem in
C5016 der Japanischen Industrienorm spezifizierten Verfahren gemessen,
in welchem die maximale Temperatur beobachtet wurde, bei welcher die
Folienoberfläche
ihre anfängliche
Form in einem geschmolzenen Lötbad
aufrechterhalten konnte. Mit anderen Worten, durch Anordnen der
Folie in einem Lötbad
von 260°C
für 5 bis
60 Sekunden wurde eine morphologische Änderung, wie beispielsweise
eine Verformung und/oder ein Ausbauchen der Folienoberfläche mit
bloßem
Auge beobachtet. Danach wurde mit bloßem Auge eine Änderung
des Aussehens beobachtet, die an der Oberfläche der Folie auftrat, die
für 5 bis
30 Sekunden in dem Lötbad
angeordnet wurde, dessen Temperatur schrittweise in Schritten von
10°C erhöht wurde,
und die maximale Temperatur, bei welcher weder eine Ausbauchung
noch Verformung beobachtet wurde, wurde gemessen.
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Die
Festigkeit wurde als Zugreißfestigkeit
gemäß dem in
ASTM D 882 spezifizierten Verfahren gemessen.
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Reibungswiderstand
wurde als die Folienmenge ausgewertet, die sich an einem Reibungselement
ablagert, wenn das 10 × 15
mm große,
an einer Oberfläche
mit einem Tuch bedeckte und an der Oberfläche der Polymerfolie angeordnete
Reibungselement eine Stunde lang eine Strecke von 30 mm entlang
der Oberfläche der
Polymerfolie kontinuierlich und hin und her abgetastet wurde und
dabei mit einer Last von 500 gr belastet war. "X" bedeutet,
daß die
abgelagerte Folienmenge groß ist; "O" bedeutet, daß keine Folie an dem Reibungselement
abgelagert wurde; und "Δ" bedeutet eine Folienmenge
dazwischen.
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Obwohl
in Vergleichsbeispiel 1 eine Farbänderung der Kupferfolie nicht
ausgewertet werden konnte, da keine Wärmebehandlung durchgeführt wurde,
hat, wie aus Tabelle 6 zu sehen ist, Vergleichsbeispiel 2 eine Farbänderung
der Kupferfolie gezeigt. Da außerdem
in jedem dieser Vergleichsbeispiele die Lötbeständigkeitstemperatur nicht höher als
350°C ist,
würde ein
Ausbauchen, Abschälen
und/oder eine Verformung auftreten, wenn zum Beispiel beim Anbringen
von Bauteilen an der FPC-Platte die FPC-Platte in das Lötbad getaucht wird.
Außerdem
würde in
jedem dieser Vergleichsbeispiele, zum Beispiel bei einer Verwendung
als FPC-Platte, wegen des niedrigen Reibungswiderstands leicht eine
Reibungsermüdung
an einem gebogenen Abschnitt auftreten.
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Im
Gegensatz zu den obigen Vergleichsbeispielen ergibt eine mehrmalige
Durchführung
der Wärmebehandlung
wie in jedem der Beispiele 1 bis 6 ein Laminat, in welchem die Kupfer-
oder Aluminiumfolie nicht verfärbt
ist, welches eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und einen ausgezeichneten
Reibungswiderstand hat und welches auch eine ausgezeichnete Bindungsfestigkeit
und eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität hat. Insbesondere kann die
Hitzebeständigkeitstemperatur
der Folie auf einen Wert von nicht niedriger als 350°C erhöht sein,
der um 100°C
höher ist
als derjenige, den diese vor der Wärmebehandlung entfaltete (Vergleichsbeispiel
1). Aus diesem Grund wird selbst dann, wenn beim Anbringen der Bauteile
an der FPC-Platte die FPC-Platte in das Lötbad getaucht wird, keine Verformung
auftreten, und wird eine günstige
Oberflächenbestückung durchgeführt werden
können.
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Somit
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung die Folie erzielt werden, die eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit
und auch einen ausgezeichneten Reibungswiderstand hat, zusammen
mit anderen Eigenschaften der Flüssigkristall-Polymerfolie,
wie eine hohe Festigkeit, einen hohen Elastizitätsmodul und eine hohe Beständigkeit
gegen Chemikalien, sowie das Laminat und die das Laminat verwendende
mehrschichtige bauteilbestückte
Leiterplatte erzielt werden und dies alles bei reduzierten Kosten.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen
mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, die nur zum Zwecke der
Veranschaulichung verwendet sind, ausführlich beschrieben worden ist,
werden sich Fachleute nach dem Lesen der hier vorgelegten Beschreibung
der vorliegenden Erfindung ohne weiteres zahlreiche Änderungen
und Modifikationen im Rahmen dessen, was offensichtlich ist, vorstellen
können.
Dementsprechend sind diese Änderungen
und Modifikationen, sofern sie nicht von dem Bereich der vorliegenden
Erfindung, wie er aus den angefügten
Ansprüche
hervorgeht, abweichen, als darin enthaltend zu verstehen.
HO(CH2)nOH (n: ganze Zahl zwischen 2 und 12)
