本发明涉及金属包覆层合板和该金属包覆层合板的制造方法。
背景技术：
包括包含热塑性树脂的绝缘层以及叠置在该绝缘层上的金属层的金属包覆层合板被用作用于印刷配线板(诸如柔性印刷配线板)的材料。用于这种绝缘层的材料之一是液晶聚合物(参见专利文献1)。液晶聚合物的优点是对由金属包覆层合板形成的印刷配线板赋予良好的射频特性。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开no.2010-221694a
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种金属包覆层合板，该金属包覆层合板在具有液晶聚合物的绝缘层与金属层之间实现高的剥离强度，并且该金属包覆层合板的绝缘层可以具有良好的尺寸精度。本发明的目的还在于提供一种用于制造这种金属包覆层合板的方法。
根据本发明的一方面的金属包覆层合板包括：包含液晶聚合物的绝缘层；以及叠置在绝缘层上的金属层。绝缘层的振动幅度的对数衰减率处于0.05至0.30的范围内，该对数衰减率是通过刚体摆式粘弹性测量装置在绝缘层的熔点处测量的。
根据本发明的另一方面的用于制造金属包覆层合板的方法包括：使包含液晶聚合物的膜和金属箔片的叠置体经受热压制处理，从而形成所述绝缘层和所述金属层。
附图说明
图1是示出刚体摆式粘弹性测量装置的主要部分的构造的示意透视图；
图2是示出由刚体摆式粘弹性测量装置测量的位移的大小如何随时间变化的曲线图；以及
图3是根据本发明的示例性实施例的用于制造金属包覆层合板的设备的示意图。
具体实施方式
首先，将准确地描述本发明人如何获得本发明的基本思想。
日本专利申请公开no.2010-221694a中公开的金属包覆层合板难以在具有液晶聚合物的绝缘层和金属箔片之间实现足够高的剥离强度的同时确保该绝缘层的良好尺寸精度。具体地，为了在绝缘层和金属箔片之间获得高的剥离强度，需要在高温下对绝缘层和金属箔片进行热压制。然而，在这种情况下，绝缘层可能会发生塑性变形，从而导致尺寸精度下降。
本发明人进行了广泛的研究以找出引起这种尺寸精度下降的原因，从而抑制这种尺寸精度下降。结果，本发明人特别注意了由刚性摆式粘弹性测量装置测量的具有液晶聚合物的绝缘层的振动幅度(即，从振动的波谷到波峰的高度)的对数衰减率，以得出以下发现。
振动幅度的对数衰减率越高，绝缘层越可能发生塑性变形。这就是为什么通过以高对数衰减率对绝缘层和金属箔片进行热压制来制成金属包覆层合板将使得导致金属包覆层合板的绝缘层尺寸显著离散的机会增大。同时，虽然以低对数衰减率制成金属包覆层合板不会导致尺寸精度的显著降低，但是导致难以实现高剥离强度。
因此，本发明人基于这些发现进行了进一步的研究和开发，以在具有液晶聚合物的绝缘层和金属箔片之间实现足够高的剥离强度的同时确保该绝缘层的良好尺寸精度，以获得本发明的基本思想。
本实施例总体上涉及金属包覆层合板和制造该金属包覆层合板的方法，并且更具体地涉及用作印刷配线板的材料的金属包覆层合板以及制造这种金属包覆层合板的方法。
将描述根据本发明的实施例的金属包覆层合板1以及用于制造这种金属包覆层合板1的方法。
根据本实施例的金属包覆层合板1包括：包含液晶聚合物的绝缘层；以及叠置在绝缘层上的金属层。金属包覆层合板1可以包括两个金属层。在这种情况下，两个金属层分别叠置在绝缘层的一个表面和该绝缘层的另一个相反表面上。替代性地，金属包覆层合板1可以包括仅一个金属层。在这种情况下，金属层叠置在绝缘层的一个表面上。
绝缘层具有下述振动幅度：该振动幅度的对数衰减率处于0.05至0.30的范围内，该对数衰减率是由刚体摆式粘弹性测量装置在绝缘层的熔点处测量的。
通过差示扫描热量测定(dsc)法来测量绝缘层的熔点。具体地，当在23℃至345℃的温度范围内以10℃/min的升温速度对绝缘层进行差示扫描热量测定时获得的曲线将具有第一个吸热峰，该第一个吸热峰限定了熔点。如果绝缘层由稍后将描述的由液晶聚合物制成的膜2形成，则绝缘层的熔点与膜2的熔点一致。在这种情况下，当在23℃至345℃的温度范围内以10℃/min的升温速度对绝缘层进行差示扫描热量测定时获得的曲线的第一个吸热峰限定了绝缘层的熔点。
在下面的描述中，振动幅度的对数衰减率是由刚体摆的位移量得出的，该刚体摆的位移量是用a&d公司制造的刚体摆式粘弹性测量装置测量的。刚体摆式粘弹性测量装置的本体的型号为rpt-3000w，刚体摆的型号为frb-300，其样品台(冷热块)的型号为chb-100，并且其支点部(边缘)的型号为rbp-006。
图1示意性地示出了刚体摆式粘弹性测量装置的结构。刚体摆式粘弹性测量装置70包括本体76、样品台72、刚体摆80和支点部86。
样品台72附接到本体76。样品台72包括加热器和冷却器，因此能够控制安装在样品台72上的样品71的温度。
支点部86附接到刚体摆80。通过将支点部86安装在作为样品台72上的样品71的绝缘层上，刚体摆80能够围绕支点部86自由振动。刚体摆80包括从支点部86向下延伸的腿部82。腿部82设置有作为磁性体的加振片84和位移片85。
本体76包括面对加振片84的电磁体74和面对位移片85的位移传感器73。电磁体74产生并立即取消磁力，以吸引加振片84朝着电磁体自身，从而使刚体摆80开始自由振动。当刚体摆自由振动时，位移传感器73测量位移片85的位移量。
为了使用该刚体摆式粘弹性测量装置70测量在绝缘层的熔点处的振动幅度的对数衰减率，首先，将绝缘层作为样品71安装在样品台72上，并且用加热器将样品71加热至样品71的熔点。在这种状态下，支点部86被安装在样品71上并与之接触。支点部86部分地与样品71接触，并且其接触部分的长度为10mm。在这种状态下，允许刚体摆80开始振动，并且测量刚体摆80的位移片85的位移量随时间的变化。可以从位移传感器73获得的测量结果中得出位移量随时间的变化，诸如图2所示的位移量随时间的变化。可以从位移量随时间的变化中得出振动的幅度ai，其中，i为处于1到n 1范围内的整数，ai为位移量随时间变化的时间序列中第i个振动的幅度，并且n至少等于5。
可以基于振动的幅度ai通过以下等式(1)来计算振动幅度的对数衰减率δ：
δ＝{ln(a1/a2) ln(a2/a3) … ln(an/an 1)}/n(1)
在根据本实施例的金属包覆层合板1中，在绝缘层的熔点处的振动幅度的对数衰减率处于0.05至0.30的范围内。这允许金属包覆层合板1能够在绝缘层和金属层之间实现高粘附强度。另外，这还允许绝缘层具有良好的尺寸精度。换句话说，这使引起绝缘层的厚度离散的机会减少。原因大体如下：
在绝缘层的温度朝着其熔点附近升高的绝缘层的温度范围内，对数衰减率增加。在这种情况下，如果熔点处的对数衰减率处于0.05至0.30的范围内，则允许绝缘层和金属层通过例如热压制处理而充分牢固地彼此粘附，从而实现高的剥离强度。另外，这还减少了在热压制处理期间绝缘层的塑性变形，从而实现了良好的尺寸精度。
对数衰减率更适当地处于0.10至0.30的范围内，甚至更适当地处于0.05至0.25的范围内。
绝缘层的熔点适当地处于305℃至320℃的范围内。将熔点设定在305℃处或以上允许金属包覆层合板1具有良好的耐热性。另外，例如，将熔点设定在320℃处或以下防止在通过热压制处理将金属层粘附至金属包覆层合板1时加热温度变得过高。这减小了由于变得过高的加热温度而导致的绝缘层的塑性变形，从而同时实现了高的剥离强度和良好的尺寸精度。熔点更适当地处于310℃至320℃的范围内。
用于制成具有这种性质的绝缘层的液晶聚合物和包含这种液晶聚合物的膜2可以选自市售产品。包含液晶聚合物的膜2的具体示例包括由kuraray公司制造的vecstarctq。
绝缘层可以具有例如10μm或以上的厚度，并且适当地具有13μm或以上的厚度。同时，绝缘层可以具有例如175μm或以下的厚度。金属层可以由金属箔片3形成，该金属箔片例如可以是铜箔片。铜箔片可以是电解铜箔片或轧制铜箔片，以适当的一种为准。
金属层可以具有处于2μm至35μm的范围内的厚度，并且适当地具有处于6μm至35μm的范围内的厚度。
金属层的待与绝缘层接触的一个表面适当地是粗糙表面。这进一步增加了剥离强度。金属层的待与绝缘层接触的表面具有0.5μm或以上的如由jisb0601：1994定义的表面粗糙度(十点平均粗糙度)rz。该表面粗糙度rz适当地为2.0μm或以下。这将确保待使用该金属包覆层合板1制造的印刷配线板的良好的射频特性。
接下来，将描述用于制造金属包覆层合板1的方法。
可以通过使具有液晶聚合物的膜2和金属箔片3的叠置体经受热压制处理来形成绝缘层和金属层。也就是说，膜2和金属箔片3分别构成金属包覆层合板1的绝缘层和金属层。这样，可以制造金属包覆层合板1。
在这种情况下，尚未经受热压制处理的膜在垂直方向(对应于横向方向(td))或流动方向(对应于机器方向(md))中的任一方向上、在从室温至150℃的温度范围内适当地具有处于从14ppm/℃至16ppm/℃的范围内的线膨胀系数。膜更适当地在垂直方向上具有15ppm/℃的线膨胀系数，并且在流动方向上具有16ppm/℃的线膨胀系数。使作为绝缘层的材料的膜具有这样的热线膨胀系数允许减小绝缘层与金属层之间的线膨胀系数的差异。特别是当金属层由铜箔片形成时，金属层具有处于18ppm/℃至19ppm/℃的范围内的线膨胀系数，因此使绝缘层与金属层之间的线膨胀系数的差异很小。由于金属层与绝缘层之间的线膨胀系数的差异，这减少了对金属包覆层合板造成应变的机会。
可以通过任何合适的方法(诸如热盘压制、辊压制或双带压制)执行热压制处理。根据热盘压制，将多个分别由膜2和金属箔片3构成的叠置体彼此层叠地铺设在两个热盘之间的多个段中，并且在加热热盘的同时对这些叠置体进行压制。根据辊压制，在通过使膜2和金属箔片3的叠置体通过两个加热辊之间的间隙来对该叠置体进行加热的同时，对该叠置体进行压制。根据双带压制，通过两个加热的环形带4通过使膜2和金属箔片3的叠置体通过两个被加热的环形带4之间的间隙来对膜2和金属箔片3的叠置体进行压制。
将参照图3描述用于通过包括双带压制的方法制造金属包覆层合板1的系统。
该制造系统包括双带压力机7。该双带压力机7包括：彼此相对的两个环形带4；以及分别为两个环形带4设置两个热压装置10。每个环形带4可以由例如不锈钢制成。每个环形带4围绕两个鼓9环行，以便随着鼓9转动而围绕在转动的两个鼓9的圆周行进。膜2和金属箔片3的叠置体11可以通过两个环形带4之间的间隙。当叠置体11正通过两个环形带4之间的间隙时，环形带4能够通过分别与叠置体11的一个表面及另一个表面平面接触来对叠置体11进行压制。在这些环形带4中的每个环形带的内部，设置了热压装置10中的相关联的一个热压装置。热压装置10能够在通过环形带4对叠置体11进行压制的同时加热叠置体11。各个热压装置10都是液压板，该液压板被配置成使用被加热的液体介质的液压压力通过环形带4对叠置体11进行热压制。替代性地，热压装置10还可以包括两个鼓9和布置在两个鼓9之间的多个压力辊。在这种情况下，例如，压力辊和鼓9可以被感应加热，以将热量从鼓9和辊传递到环形带4并最终传递到叠置体11，同时通过压力辊通过环形带4对叠置体11进行热压制。
该制造系统还包括：送料机5，其保持一卷长膜2，该长膜像线圈一样卷绕在芯部周围；以及两个送料机6，每个送料机6保持长卷状的金属箔片3，该金属箔片也像线圈一样卷绕在芯部周围。送料机5和送料机6还能够分别连续地卷出膜2和金属箔片3。该制造系统还包括卷取机8，该卷取机用于像线圈一样卷取长的金属包覆层压体1。双带压力机7被布置在送料机5、6与卷取机8之间。
为了制造金属包覆层合板1，首先，将分别从送料机5和送料机6卷出的膜2和金属箔片3送入双带压力机7。在这种情况下，将两片金属箔片3分别叠置在膜2的一个表面和另一个表面上以形成叠置体11。当制造包括仅一个金属层的金属包覆层合板1时，可以从仅一个送料机6卷出金属箔片3，以便将单个金属箔片3叠置在膜2的一个表面上以形成叠置体11。然后，将该叠置体11送入双带压力机7的两个环形带4之间的间隙中。
在双带压力机7中，叠置体11在被夹在两个环形带4之间的同时通过两个环形带4之间的间隙。环形带4以与膜2和金属箔片3的运输速度对应的速度围绕鼓9的圆周转动。当通过环形带4之间的间隙时，叠置体11被热压装置10通过环形带4压制并且同时被加热，从而将软化或熔化的膜2粘合到金属箔片3上。这样，金属包覆层合板1被制造并从双带压力机7中被卸载。然后，通过卷取机8像线圈一样卷取该金属包覆层合板1。
通过使用双带压制的这种方法制造金属包覆层合板1不仅允许环形带4在保持与叠置体11平面接触一定量的时间的同时对叠置体11进行压制，而且还有助于在相同条件下加热整个叠置体11。与热盘压制和辊压制相比，这降低了加热温度和压制力的离散性，从而实现了更高的剥离强度和尺寸精度。
在前面的描述中，绝缘层由单个膜2形成。替代性地，绝缘层也可以由两个或更多个膜2形成。
膜2和金属箔片3经受热压制处理时的最高加热温度适当地等于或高于比液晶聚合物的熔点低5℃的温度，并且等于或低于比熔点高20℃的温度。使最高加热温度等于或高于比熔点低5℃的温度允许膜2在热压制处理期间软化得如此之多，以便增加绝缘层与金属层之间的粘附程度，从而进一步增加剥离强度。同时，使最高加热温度等于或低于比熔点高20℃的温度使膜2在热压制处理期间的过度变形降低得如此之多，以便进一步提高尺寸精度。最高加热温度更适当地等于或高于熔点，以及等于或低于比熔点高15℃的温度。
如果使叠置体11在被热压制时经受双带压制，则垂直于叠置体11在环形带4之间行进的方向引起的温度差(即，沿着叠置体11的宽度引起的温度差)适当地在10℃以内。这使得能够在热压制处理期间适当地控制膜2的流动性，从而进一步增加剥离强度并进一步提高尺寸精度。
热压制处理期间的压制力适当地等于或高于0.49mpa，更适当地等于或高于2mpa。这进一步增加了剥离强度。压制力适当地等于或小于5.9mpa，更适当地等于或小于5mpa。这进一步提高了尺寸精度。
热压制处理期间的加热和加压持续时间适当地等于或多于90秒，更适当地等于或多于120秒。这进一步增加了剥离强度。热压制处理期间的加热和加压持续时间适当地等于或少于360秒，更适当地等于或少于240秒。这进一步提高了尺寸精度。
在金属包覆层合板1中，绝缘层适当地具有变化系数等于或小于3.3％的厚度。在本实施例中，可以通过提高绝缘层的厚度的尺寸精度来实现这种变化系数。注意，厚度的变化系数是基于每500mm×500mm的面积的六个不同点处的绝缘层的厚度的测量结果来计算的。
在金属包覆层合板1中，金属层相对于绝缘层适当地表现出0.8n/mm或以上的剥离强度。根据本实施例，通过提高绝缘层与金属层之间的粘附程度允许金属层具有该剥离强度。金属层更适当地具有0.9n/mm或以上的剥离强度，甚至更适当地具有1.0n/mm或以上的剥离强度。注意，金属层的剥离强度是通过90度剥离方法使用自动绘图仪在金属包覆层合板1中的金属层的八个不同点处测量的各剥离强度的平均值。
可以基于金属包覆层合板1来制造印刷配线板诸如柔性印刷配线板。例如，可以通过用光刻法将金属包覆层合板1的金属层图案化成例如导体配线来制造印刷配线板。可选地，还可以通过用已知方法将多个这样的印刷配线板一个叠置在另一个的顶部上来制造多层印刷配线板。此外，也可以通过用已知方法将多个这样的印刷配线板局部地一个叠置在另一个的顶部上来制造柔性刚性印刷配线板。
示例
接下来，将描述本发明的具体示例。注意，以下待描述的具体示例仅是本发明的说明性示例，而不应被解释为是限制性示例。
1.制造金属包覆层合板
通过将两片金属箔的粗糙表面分别叠置在膜的一个表面和相反的表面上并且使由此获得的叠置体经受热压制处理来制造金属包覆层合板。每个金属箔片具有550mm的宽度，膜具有530mm的宽度。
在下面的表1和表2中示出了在本发明的具体示例和比较例中使用的膜的相应的类型、平均厚度以及厚度的变化系数。在“类型”栏中，ctq是指kuraray公司制造的vecstarctq，并且ctz是指kuraray公司制造的vecstarctz。“平均厚度”是通过使用千分尺对每500mm×500mm的面积的六个不同点处的膜的各个厚度进行测量而计算出的算术平均值。“厚度变化系数”是基于所测量的厚度计算出的变化系数。
在下面的表1和表2中还示出了在具体示例和比较例中使用的金属箔片的相应的厚度和粗糙表面rz。
具体示例和比较例中采用的热压制方法、最高加热温度、压制力以及加热和加压持续时间也在下面的表1和表2中示出。
2.评估测试
2-1.最终流动的树脂量
通过从金属包覆层合板的宽度中减去尚未被成型的膜的宽度并将该差除以2来计算最终流动的树脂量。
2-2.绝缘层的厚度变化系数
通过从金属包覆层合板蚀刻掉金属层来获得无包覆板。使用千分尺在每500mm×500mm面积的六个不同点处测量无包覆板的厚度，并基于测量结果计算变化系数。
2-3.金属层的剥离强度
使金属包覆层合板的金属层经受蚀刻处理以形成尺寸为1mm×200mm的线状配线。通过90度剥离方法来测量这些配线从绝缘层的剥离强度。进行八次相同的测量，并计算出测量结果的算术平均值。
2-4.金属层剥离强度的变化系数
基于金属层的剥离强度的测量值来计算变化系数。
2-5.绝缘层的熔点
在包括处于23℃至345℃的范围内的温度和10℃/min的升温速度的条件下，使在各个具体示例和比较例中使用的膜经受差示扫描热量测定(dsc)。代表测量结果的曲线中的第一个吸热峰被认为是绝缘层的熔点。
2-6.对数衰减率
通过刚体摆式粘弹性测量装置来测量绝缘层的熔点处的振动幅度的对数衰减率。所使用的刚体摆式粘弹性测量装置由a&d公司制造。刚体摆式粘弹性测量装置的本体的型号为rpt-3000w，刚体摆的型号为frb-300，其样品台(冷热块)的型号为chb-100，并且其支点部(边缘)的型号为rbp-006。支点部的一部分与绝缘层接触并且具有10mm的长度。通过上述等式(1)计算对数衰减率。
[表1]
[表2]
附图标记说明
1金属包覆层合板。
1.一种金属包覆层合板，包括：
包含液晶聚合物的绝缘层；以及
叠置在所述绝缘层上的金属层，
所述绝缘层的振动幅度的对数衰减率处于0.05至0.30的范围内，所述对数衰减率是通过刚体摆式粘弹性测量装置在所述绝缘层的熔点处测量的。
2.根据权利要求1所述的金属包覆层合板，其中，
所述绝缘层的熔点处于305℃至320℃的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的金属包覆层合板，其中，
所述绝缘层的厚度的变化系数等于或小于3.3％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的金属包覆层合板，其中，
所述金属层相对于所述绝缘层的剥离强度等于或大于0.8n/mm。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的金属包覆层合板，其中，
使包含液晶聚合物的膜和金属箔片的叠置体经受热压制处理，从而形成所述绝缘层和所述金属层，由此制造所述金属包覆层合板，并且
所述热压制处理期间的最高加热温度等于或高于比所述液晶聚合物的熔点低5℃的温度，并且等于或低于比所述液晶聚合物的熔点高20℃的温度。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的金属包覆层合板，其中，
使包含液晶聚合物的膜和金属箔片的叠置体经受热压制处理，从而形成所述绝缘层和所述金属层，由此制造所述金属包覆层合板，并且
所述热压制处理是这样执行的：在使所述膜和所述金属箔片的叠置体通过两个加热的环形带之间的间隙的同时，通过所述两个加热的环形带对所述叠置体进行压制。
7.一种用于制造根据权利要求1至4中任一项所述的金属包覆层合板的方法，所述方法包括：使包含液晶聚合物的膜和金属箔片的叠置体经受热压制处理，从而形成所述绝缘层和所述金属层。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，
所述热压制处理期间的最高加热温度等于或高于比所述液晶聚合物的熔点低5℃的温度，并且等于或低于比所述熔点高20℃的温度。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，
所述热压制处理是这样执行的：在使所述膜和所述金属箔片的叠置体通过两个加热的环形带之间的间隙的同时，通过所述两个加热的环形带对所述叠置体进行压制。
技术总结