專利名稱：高分子復合材料成形制品,使用該成形制品的印刷線路板,及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明主要涉及一種高分子復合材料成形制品，其熱膨脹系數(shù)被控制為在沿成形制品表面延伸的方向和在與該方向相交的方向上全向性的下降，本發(fā)明還涉及使用該成形制品的印刷線路板。更具體地說，本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂復合材料成形制品和熱塑性聚合物復合材料成形制品，兩者的熱膨脹系數(shù)被控制為在沿成形制品表面延伸的方向和在與該方向相交的方向上全向性的下降。本發(fā)明還涉及使用該環(huán)氧樹脂復合材料成形制品和熱塑性聚合物復合材料成形制品制造的印刷線路板。
背景技術：
傳統(tǒng)上，通過在作為基質的高分子材料中復合功能纖維如玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維、芳族聚酰胺纖維或聚吲哚纖維而得到的高分子復合材料成形制品已廣為所知。
同時，包括環(huán)氧樹脂或熱塑性樹脂的高分子組合物通常用作印刷線路板的絕緣材料，以及用作電子部件，例如充填在印刷線路板上的半導體封裝(packages)。除諸如環(huán)氧樹脂和熱塑性聚合物的高分子材料外，各種異質材料如金屬和陶瓷已被用于這些印刷線路板和電子部件。這些各種異質材料可在線路板或電子部件中相連或彼此鄰接的排列。因此，當這些線路板或電子部件周圍的環(huán)境溫度發(fā)生變化時，異質材料間的熱膨脹系數(shù)差異會在線路板、電子部件本身或異質材料間的界面上產(chǎn)生熱應力。尤其是，用以形成線路板的高分子材料如環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物(室溫下的一般熱膨脹系數(shù)＞5×10-5(/K))與用作線路材料的金屬如銅(室溫下的熱膨脹系數(shù)1.65×10-5(/K))在熱膨脹系數(shù)上有很大差異。因此，由高分子材料如環(huán)氧樹脂和金屬組成的線路板或電子部件可能產(chǎn)生諸如開裂、在高分子材料部分(如環(huán)氧樹脂)和金屬部分之間界面處的剝落以及因產(chǎn)生熱應力而導致的線路斷路或短路等問題。
為解決以上問題，一種敷銅層壓板通常被用作印刷線路板。這種敷銅層壓板是將預浸漬體和銅箔在加熱、加壓下一體成型并經(jīng)過干燥后得到的。預浸漬體是用含有環(huán)氧樹脂、熱塑性聚合物等的高分子組合物浸漬基材如玻璃纖維織物而得到的。此外，日本公開專利公報No.2002-53646，No.2001-288251利No.10-145020各自公開了一種低熱膨脹系數(shù)的環(huán)氧樹脂組合物，用以降低基底材料的熱膨脹系數(shù)。日本公開專利公報No.11-147960和No.08-255959分別公開了一種包括特殊基材和增強材料在內(nèi)的基底層。日本公開專利公報No.10-034742公開了一種用于軟性印刷電路板等的基底材料的液晶聚合物層壓體。該層壓體包括一種各向同性液晶聚合物，其具有低的熱膨脹性，在平面內(nèi)無規(guī)取向，用以降低基底層平面內(nèi)熱膨脹系數(shù)的各向異性。此外，還提出在基層中混入具有低膨脹性的填料如二氧化硅。
近年來，隨著印刷線路板的層數(shù)增加和復雜化，抑制熱膨脹變得尤為重要，尤其是為了例如確保板的通孔的可靠性而抑制印刷線路板厚度方向上熱膨脹。在每個這種玻璃纖維織物浸漬環(huán)氧樹脂印刷線路板和包括上述特殊基材和增強材料在內(nèi)的環(huán)氧樹脂印刷線路板中，沿印刷線路板表面延伸方向的熱膨脹能夠被降低。然而，在板厚度方向上的熱膨脹反而增加。
在使用低熱膨脹系數(shù)的環(huán)氧樹脂組合物的環(huán)氧樹脂印刷線路板或混有低膨脹性的填料如二氧化硅的環(huán)氧樹脂印刷線路板中，線路板的熱膨脹能被全向性的降低一定程度，但這種降低是不夠的。例如，日本公開專利公報No.2004-175995公開了一種膜，其中一種含有液晶聚合物和另一種熱塑性聚合物的混合物的組合物被用來降低厚度方向上熱膨脹系數(shù)。
通過對樹脂施加磁場使液晶環(huán)氧樹脂的分子鏈在特定方向上取向，在這種環(huán)氧樹脂成形制品中，在該取向方向上的熱膨脹能夠被降低，但其他方向上的熱膨脹會增加。
因此，強烈的需要一種高分子成形制品，如環(huán)氧樹脂成形制品，其熱膨脹在沿成形制品表面延伸的方向上以及與所述方向垂直的方向上能夠全向性的降低。
本發(fā)明的實施就是為解決上述問題。本發(fā)明的一個目的在于提供一種高分子復合材料成形制品，如環(huán)氧樹脂復合材料成形制品，其在沿成形制品表面延伸的方向和在與該方向相交的方向上的熱膨脹全向性的下降，并提供由這種高分子復合材料成形制品形成的印刷線路板。本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造該高分子復合材料成形制品如環(huán)氧樹脂復合材料成形制品的方法，以及制造由該高分子復合材料成形制品形成的印刷線路板的方法。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明一方面提供了一種由環(huán)氧樹脂和纖維組成的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品。在該成形制品中，纖維沿第一平面設置，環(huán)氧樹脂的分子鏈沿與第一平面相交的方向取向?；赬射線衍射測量，由下式(1)確定的環(huán)氧樹脂分子鏈的取向度α在0.5或以上且小于1的范圍內(nèi)取向度α＝(180-Δβ)/180(1)其中，Δβ表示在X射線衍射測量中，以固定峰散射角，在從0到360°方位角方向上測得的強度分布中的半峰全寬。環(huán)氧樹脂復合材料成形制品分別在沿第一平面方向和與第一平面相交方向上的熱膨脹系數(shù)在5×10-6至50×10-6(/K)的范圍內(nèi)，且在沿第一平面方向和與第一平面相交方向上的熱膨脹系數(shù)間的差為30×10-6(/K)或以下。在這種情況下，能夠控制熱膨脹系數(shù)為全向性的小，從而降低任何因熱膨脹導致的損壞如開裂。
環(huán)氧樹脂優(yōu)選為分子中具有內(nèi)消旋配合基的液晶環(huán)氧樹脂。
纖維優(yōu)選包含纖維織物和單纖中至少一種。
纖維優(yōu)選由選自玻璃纖維、陶瓷纖維、碳纖維、金屬纖維和有機纖維中至少一種組成。
另一方面，提供了一種由該環(huán)氧樹脂復合材料成形制品形成的印刷線路板，其中至少在環(huán)氧樹脂復合材料成形制品的表面和內(nèi)部之一上設置有導電層。
再一方面，提供了一種制造該環(huán)氧樹脂復合材料成形制品的方法。該方法包括將纖維以沿第一平面排列的方式置于模具腔體內(nèi)部，通過往模具腔體內(nèi)注入環(huán)氧樹脂組合物來浸漬纖維，使環(huán)氧樹脂的分子鏈以與第一平面相交的方向取向，在保持環(huán)氧樹脂分子鏈的取向的同時固化環(huán)氧樹脂組合物。依據(jù)這種方法，可以容易獲得熱膨脹系數(shù)被控制為全向性的小的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品。
在對環(huán)氧樹脂分子鏈進行取向的步驟中，優(yōu)選通過對其施加磁場來完成環(huán)氧樹脂分子鏈的取向。
另一方面，還提供了一種制造該印刷線路板的方法。該方法包括將纖維以沿第一平面排列的方式置于模具腔體內(nèi)部，通過往模具腔體內(nèi)注入環(huán)氧樹脂組合物來浸漬纖維，使環(huán)氧樹脂的分子鏈以與第一平面相交的方向取向，在保持環(huán)氧樹脂分子鏈的取向的同時固化環(huán)氧樹脂組合物，以及至少在放置步驟之前，或浸漬步驟之后，或固化步驟之后，在印刷線路板的表面和內(nèi)部至少之一上設置導電層。依據(jù)這種方法，可以容易獲得熱膨脹系數(shù)被控制為全向性的小的印刷線路板。
在取向步驟中，優(yōu)選通過對其施加磁場來完成環(huán)氧樹脂分子鏈的取向。
再一方面，提供了一種制造該環(huán)氧樹脂復合材料成形制品的備選方法。該方法包括制備包含纖維的環(huán)氧樹脂組合物，在每個纖維的長軸沿第一平面排列的方式下用環(huán)氧樹脂組合物填充模具的腔體，使環(huán)氧樹脂的分子鏈以與第一平面相交的方向取向，以及在保持環(huán)氧樹脂分子鏈的取向的同時固化環(huán)氧樹脂組合物。依據(jù)這種方法，可以容易獲得熱膨脹系數(shù)為全向性的小的環(huán)氧樹脂成形制品。
另一方面，提供了一種由熱塑性聚合物和纖維組成的熱塑性聚合物復合材料成形制品。在該成形制品中，纖維沿第一平面排列，熱塑性聚合物的分子鏈沿與第一平面相交的方向取向。
熱塑性聚合物分子鏈的取向度α由基于X射線衍射測量用下式(1)確定，在0.5或以上且小于1的范圍內(nèi)，取向度α＝(180-Δβ)/180(1)其中，Δβ表示在X射線衍射測量中，以固定峰散射角，在從0到360°方位角方向上測得的強度分布中的半峰全寬。
熱塑性聚合物復合材料成形制品分別在沿第一平面方向和與第一平面相交方向上的熱膨脹系數(shù)在5×10-6至50×10-6(/K)的范圍內(nèi)，且在沿第一平面方向和與第一平面相交方向上的熱膨脹系數(shù)間的差為30×10-6(/K)或以下。在這種情況下，能夠控制熱膨脹系數(shù)全向性的小，從而降低任何因熱膨脹導致的損壞如開裂。
熱塑性聚合物優(yōu)選為分子中具有內(nèi)消旋配合基的液晶熱塑性聚合物。
該液晶聚合物優(yōu)選為選自芳族聚酯、芳族聚酰胺和芳香聚酰胺酯中的至少一種。
纖維優(yōu)選包含纖維織物和單纖中至少一種。
纖維優(yōu)選由選自玻璃纖維、陶瓷纖維、碳纖維、金屬纖維和有機纖維中至少一種組成。
另一方面，提供了一種由該熱塑性聚合物復合材料成形制品形成的印刷線路板，其中至少在熱塑性聚合物復合材料成形制品的表面和內(nèi)部之一上設置有導電層。
再一方面，提供了一種制造該熱塑性聚合物復合材料成形制品的方法。該方法包括將纖維以沿第一平面排列的方式放置于模具腔體內(nèi)部，通過往模具腔體內(nèi)注入熱塑性聚合物組合物來浸漬纖維，使熱塑性聚合物的分子鏈以與第一平面相交的方向取向，以及在保持熱塑性聚合物分子鏈的取向的同時固化熱塑性聚合物組合物。
再一方面，提供了制造該熱塑性聚合物復合材料成形制品的備選方法。該方法包括形成含有熱塑性聚合物的熱塑性聚合物組合物的預成形體，將預成形體和纖維以沿第一平面排列的方式放置于模具腔體內(nèi)部，通過熔融預成形體將纖維用熱塑性聚合物組合物浸漬，使熱塑性聚合物的分子鏈以與第一平面相交的方向取向，以及在保持熱塑性聚合物分子鏈的取向的同時固化熱塑性聚合物組合物。
再一方面，提供了制造該熱塑性聚合物復合材料成形制品的備選方法。該方法包括制備含有熱塑性聚合物和纖維的熱塑性聚合物組合物，在每個纖維的長軸沿第一平面排列的方式下用熱塑性聚合物組合物填充模具的腔體，使熱塑性聚合物的分子鏈以與第一平面相交的方向取向，以及在保持熱塑性聚合物分子鏈的取向的同時固化熱塑性聚合物組合物。依據(jù)這種方法，可以容易獲得熱膨脹系數(shù)被控制為全向性的小的熱塑性聚合物復合材料成形制品。
在對熱塑性聚合物分子鏈以與第一平面相交的方向進行取向的步驟中，優(yōu)選通過對其施加磁場來完成熱塑性聚合物分子鏈的取向。
另一方面，提供了一種制造該印刷線路板的方法。該方法包括將纖維以沿第一平面排列的方式放置于模具腔體內(nèi)部，通過往模具腔體內(nèi)注入熱塑性聚合物組合物來浸漬纖維，使熱塑性聚合物的分子鏈以與第一平面相交的方向取向，在保持熱塑性聚合物分子鏈的取向的同時固化熱塑性聚合物組合物，以及至少在放置步驟之前，或浸漬步驟之后，或固化步驟之后，在印刷線路板的表面和內(nèi)部至少之一上設置導電層。
再一方面，提供了制造該印刷線路板的備選方法。該方法包括形成含有熱塑性聚合物的熱塑性聚合物組合物的預成形體，將預成形體和纖維以沿第一平面排列的方式放置于模具腔體內(nèi)部，通過熔融預成形體將纖維用熱塑性聚合物組合物浸漬，使熱塑性聚合物的分子鏈以與第一平面相交的方向取向，在保持熱塑性聚合物分子鏈的取向的同時固化熱塑性聚合物組合物，以及至少在放置步驟之前，或浸漬步驟之后，或固化步驟之后，在印刷線路板的表面和內(nèi)部至少之一上設置導電層。
另一方面，提供了制造該印刷線路板的備選方法。該方法包括制備含有熱塑性聚合物和纖維的熱塑性聚合物組合物，在每個纖維的長軸沿第一平面排列的方式下用熱塑性聚合物組合物填充模具的腔體，使熱塑性聚合物的分子鏈以與第一平面相交的方向取向，在保持熱塑性聚合物分子鏈的取向的同時固化熱塑性聚合物組合物，以及至少在放置步驟之前，或浸漬步驟之后，或固化步驟之后，在印刷線路板的表面和內(nèi)部至少之一上設置導電層。依據(jù)這種方法，可以容易獲得熱膨脹系數(shù)被控制為全向性的小的印刷線路板。
在對熱塑性聚合物分子鏈以與第一平面相交的方向進行取向的步驟中，通過對其施加磁場來完成熱塑性聚合物分子鏈的取向。
另一方面，提供了一種由聚合物和纖維組成的高分子復合材料成形制品。在該成形制品中，纖維沿第一平面排列，聚合物的分子鏈沿與第一平面相交的方向取向。
由基于X射線衍射測量，用下式(1)確定的聚合物分子鏈的取向度α在0.5或以上且小于1的范圍內(nèi)，取向度α＝(180-Δβ)/180(1)其中，Δβ表示在X射線衍射測量中，以固定峰散射角，在從0到360°方位角方向上測得的強度分布中的半峰全寬。
高分子復合材料成形制品分別在沿第一平面方向和與第一平面相交方向上的熱膨脹系數(shù)在5×10-6至50×10-6(/K)的范圍內(nèi)，且在沿第一平面方向和與第一平面相交方向上的熱膨脹系數(shù)間的差為30×10-6(/K)或以下。在這種情況下，能夠控制熱膨脹系數(shù)全向性的小，從而降低任何因熱膨脹導致的損壞如開裂。
圖1是第一實施方式的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品和第三實施方式的熱塑性聚合物復合材料成形制品的透視圖。
圖2是第一實施方式的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品的剖面圖。
圖3是第二實施方式的印刷線路板的剖面圖。
圖4是X射線衍射圖，顯示了環(huán)氧樹脂復合材料成形制品的環(huán)氧樹脂組合物組分在德拜衍射環(huán)徑向上的X射線衍射強度分布。
圖5環(huán)氧樹脂復合材料成形制品的環(huán)氧樹脂組合物組分在方位角方向上的強度分布圖。
圖6是制造第一實施方式的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品的方法的示意圖。
圖7是制造第一實施方式的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品的方法的示意圖。
圖8是制造第一實施方式的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品的方法的示意圖。
圖9是制造第二實施方式的印刷線路板的方法的示意圖。
圖10是制造第二實施方式的印刷線路板的方法的示意圖。
圖11是第三實施方式的熱塑性聚合物復合材料成形制品的剖面圖。
圖12是第四實施方式的印刷線路板的剖面圖。
圖13是制造第三實施方式的熱塑性聚合物復合材料成形制品的方法的示意圖。
圖14是制造第三實施方式的熱塑性聚合物復合材料成形制品的方法的示意圖。
具體實施例方式
下面將具體描述本發(fā)明的最佳實施方式。
本發(fā)明提供了一種由聚合物和纖維組成的高分子復合材料成形制品。在該高分子復合材料成形制品中，纖維沿第一平面排列，聚合物的分子鏈沿與第一平面相交的方向取向，而熱膨脹系數(shù)在每個方向上減小。
(第一實施方式)以下結合圖1和圖2描述根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1。環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1為板狀，是由環(huán)氧樹脂組合物16和多組的纖維織物15形成的。在環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1中，每個纖維織物15是由大量單纖編成的織物。每個纖維織物15在環(huán)氧樹脂組合物16中設置為與第一平面即成形制品1的表面平行。在本實施方式的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1中，環(huán)氧樹脂組合物16中的環(huán)氧樹脂的分子鏈以垂直于第一平面的方向取向，即沿成形制品1的厚度方向(圖1中的Z方向)取向。換句話說，環(huán)氧樹脂的分子鏈設置為與每個纖維織物15相垂直。
在本實施方式中，除纖維織物15或其替代物以外，還可使用分散的單纖。
在這種情況下，例如，單纖取向為其每個纖維軸線平行于環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1的表面(例如，圖1中的X方向和Y方向)，并優(yōu)選分別以任意方向取向，同時環(huán)氧樹脂的分子鏈以成形制品的厚度方向(圖1中的Z方向)取向。
(第二實施方式)下面結合圖3描述根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的使用環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1的印刷線路板。印刷線路板2包括，以與第一實施方式相同的方法形成的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1，和該成形制品1的上下表面上形成的導電層14a和14b，使得成形制品1被夾在中間。在環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1中，纖維織物15設置為與線路板2的表面相平行。在環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1中，環(huán)氧樹脂的分子鏈以與線路板2的表面垂直的方向取向，即以線路板2的厚度方向取向。
同樣在本實施方式中，除纖維織物15以外，還可使用單纖。在這種情況下，就如第一實施方式的情形一樣，單纖取向為其每個纖維軸線平行于環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1的表面(例如，圖1中的X方向和Y方向)，并優(yōu)選分別以任意方向取向，同時環(huán)氧樹脂的分子鏈以成形制品1的厚度方向(圖1中的Z方向)取向。
(第三實施方式)以下結合圖1和圖11描述根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的熱塑性聚合物復合材料成形制品1。熱塑性聚合物復合材料成形制品10為板狀，是由熱塑性聚合物組合物160和多個的纖維織物15形成的。在熱塑性聚合物復合材料成形制品10中，每個纖維織物15是由大量單纖編成的織物。每個纖維織物15在熱塑性聚合物組合物160中設置為與第一平面即在本實施方式中的成形制品10的表面平行。在熱塑性聚合物復合材料成形制品10中，熱塑性聚合物組合物160中的熱塑性聚合物的分子鏈以垂直于第一平面的方向取向，即以本實施方式中的成形制品1的厚度方向(圖1中的Z方向)取向。換句話說，熱塑性聚合物的分子鏈設置為與每個纖維織物15相垂直。
在本實施方式中，除纖維織物15或其替代物以外，還可使用分散的單纖。
在這種情況下，例如，單纖取向為其每個纖維軸線平行于熱塑性聚合物復合材料成形制品10的表面，并優(yōu)選分別以任意方向取向，同時熱塑性聚合物的分子鏈以成形制品10的厚度方向(圖1中的Z方向)取向。
(第四實施方式)下面結合圖12描述根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的使用熱塑性聚合物復合材料成形制品10的印刷線路板20。印刷線路板20包括，以與第一實施方式相同的方法形成的熱塑性聚合物復合材料成形制品10，和在該成形制品10的上下表面上形成的導電層14a和14b，使得成形制品10被夾在中間。在熱塑性聚合物復合材料成形制品10中，纖維織物15設置為與線路板20的表面相平行。在熱塑性聚合物復合材料成形制品10中，熱塑性聚合物的分子鏈以與線路板20的表面垂直的方向取向，即以線路板20即的厚度方向取向。
在本實施方式中，除纖維織物15或其替代物以外，還可使用分散的單纖。在這種情況下，就如第三實施方式的情形一樣，單纖取向為其每個纖維軸線平行于熱塑性聚合物復合材料成形制品10的表面，并優(yōu)選分別以任意方向取向，同時熱塑性聚合物的分子鏈以成形制品10的厚度方向(圖1中的Z方向)取向。
在第二和第四實施方式的每個中，印刷線路板要求其絕緣體部分具有較高的電絕緣性。因此，設置在環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1和熱塑性聚合物復合材料成形制品10中的纖維織物和單纖優(yōu)選為絕緣的。一種能夠形成電路的層，如金屬箔、鍍金層或導電膠層可用于每個導電層14a和14b。
在第一至第四實施方式的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1和熱塑性聚合物復合材料成形制品10中，環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物的分子鏈的取向度α在0.5或以上且小于1.0的范圍內(nèi)。取向度α由基于X射線衍射測量，用下式(1)確定。
取向度α＝(180-Δβ)/180(1)其中，Δβ表示在X射線衍射測量中，以固定峰散射角，在從0到360°方位角方向上測得的強度分布中的半峰全寬。
為了確定該取向度α，對環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1或熱塑性聚合物復合材料成形制品10進行大角度X射線衍射測量(透射)。當樣品置于X射線衍射儀內(nèi)用X射線照射時，如果樣品中的任何顆粒(分子鏈)有取向行為，則會得到同心弧狀的衍射圖樣(德拜衍射環(huán))。首先，獲得了成形制品的樣品的衍射圖樣(見圖4)，其顯示了從這種德拜衍射環(huán)的中心沿徑向的X射線衍射強度分布。在該衍射圖樣中，橫坐標軸表示X射線衍射角θ的兩倍角2θ。在2θ＝20°位置的峰表示固態(tài)環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物的分子鏈間的距離。
環(huán)氧樹脂或熱塑性樹脂的衍射峰所在角度(峰值散射角)通常在20°左右，盡管隨著環(huán)氧樹脂或熱塑性樹脂的結構差異，或隨著環(huán)氧樹脂組合物或熱塑性樹脂組合物的成分差異，該角度在從15°到30°的范圍內(nèi)變動。在將衍射峰所在角度(峰值散射角)定為徑向測量角的同時，測量在方位角方向(德拜衍射環(huán)的圓周方向)從0°到360°下的X射線衍射強度分布。從而能夠獲得如圖5所示的在峰值散射角處沿方位角方向的X射線衍射強度分布。強度分布中的峰越尖銳，表示環(huán)氧樹脂或熱塑性樹脂的分子鏈在某一固定方向上的取向性越高。因此，確定了強度分布中在方位角方向上的峰半高寬(半峰全寬Δβ)。然后，將半峰全寬Δβ代入式(1)。從而能夠計算環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物的分子鏈的取向度α。在圖5所示的方位角方向上的強度分布中，取向度α為0.72。
為有效的獲得本發(fā)明所預期的效果，取向度α取值在0.5或以上且小于1.0的范圍內(nèi)，優(yōu)選為0.55或以上且小于1.0，更優(yōu)選為0.6或以上且小于1.0，更進一步優(yōu)選為0.7或以上且小于1.0。然而，必須減小取向度α隨熱膨脹系數(shù)的程度而變化的范圍。在環(huán)氧樹脂復合材料成形制品和熱塑性聚合物復合材料成形制品中，每個環(huán)氧樹脂和熱塑性聚合物的分子鏈的取向度α在上述范圍內(nèi)，能夠顯著降低每個成形制品在取向方向上的熱膨脹系數(shù)。
當本發(fā)明的每個環(huán)氧樹脂復合材料成形制品和熱塑性聚合物復合材料成形制品的取向度α小于0.5時，每種成形制品的熱膨脹系數(shù)沒能充分降低以獲得足夠的效果。同時，式(1)中的取向度α不可能等于或大于1.0，因為半峰全寬Δβ總是正值。
環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1和熱塑性聚合物復合材料成形制品10各自在與第一平面即成形制品1、10的表面平行的方向上的熱膨脹系數(shù)，在5×10-6至50×10-6(/K)的范圍內(nèi)，或優(yōu)選在10×10-6至40×10-6(/K)的范圍內(nèi)，而熱膨脹系數(shù)在沿第一平面的方向上和在垂直于第一平面的方向上的差為30×10-6(/K)或以下。
在環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1或熱塑性聚合物復合材料成形制品10中，纖維織物15(或單纖)平行于成形制品的表面(第一平面)設置，環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物的分子鏈則以垂直于成形制品的表面的方向即該成形制品的厚度方向取向。通過這種方式，作為成形制品1或10的基質的環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物的分子鏈以與纖維織物15(或單纖)相交的方向取向。從而，能夠同時在纖維織物15(或單纖)延伸的方向(即沿表面的方向)上和在與所述方向相交的環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物的分子鏈延伸的方向(即厚度方向)上減少熱膨脹。此外，環(huán)氧樹脂或該熱塑性聚合物的分子鏈與構成纖維織物15的纖維或纖維間的間隙相比非常小，因此分子鏈的取向幾乎不受到纖維織物15(或單纖)的抑制。從而，纖維織物15(或單纖)能夠以高密度復合入成形制品中。
該環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1和該熱塑性聚合物復合材料成形制品10適用于各種復合材料、印刷線路板、半導體封裝、殼體等的絕緣材料。結果是，在各種電子部件中，由于環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物材料和任何其他材料間的熱膨脹差異所導致的諸如開裂、界面剝落和電路的斷路或短路等問題，以及伴隨這些問題而來的電子部件的性能下降的問題得以減少。
此外，第二和第四實施方式中的每個印刷線路板2和20，其特征在于，在作為絕緣體的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1或熱塑性聚合物復合材料成形制品10的兩個面上都形成有導電層14a和14b，以形成板2、20。每個印刷線路板2和20能夠減少由于每個導電層14a、14b和絕緣體(環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1或熱塑性聚合物復合材料成形制品10)之間的熱膨脹差異所導致的諸如開裂、界面剝落和電路的斷路和短路等問題，以及減少伴隨這些問題而來的性能下降的問題，同時能夠改善通孔穩(wěn)定性。
以下，將對本發(fā)明的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1和熱塑性聚合物復合材料成形制品10的各種成分進行詳細描述。
<環(huán)氧樹脂>
環(huán)氧樹脂組合物中所用的環(huán)氧樹脂的例子包括雙酚型，酚醛清漆型，萘型，三酚鏈烷型，聯(lián)苯型，脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，及其鹵化物或氫化物。這些環(huán)氧樹脂可以分別單獨使用，或兩種或更多種組合使用。此外，在這些環(huán)氧樹脂中，尤其優(yōu)選分子內(nèi)具有內(nèi)消旋配合基的液晶環(huán)氧樹脂用于環(huán)氧樹脂復合材料成形制品。具有內(nèi)消旋配合基的液晶環(huán)氧樹脂的液晶結晶度能夠促進環(huán)氧樹脂的分子鏈的取向并控制環(huán)氧樹脂的取向度。分子內(nèi)具有內(nèi)消旋配合基的液晶環(huán)氧樹脂的含量優(yōu)選但不限于占環(huán)氧樹脂組合物所包含的環(huán)氧樹脂總量的50％或以上。
尤其優(yōu)選分子主鏈上具有內(nèi)消旋配合基的液晶環(huán)氧樹脂。術語“內(nèi)消旋配合基”是指能夠顯示出液晶結晶度的官能團。該基團的具體例子包括聯(lián)苯，氰基聯(lián)苯，三聯(lián)苯，氰基三聯(lián)苯，苯甲酸苯酯，偶氮苯，甲亞胺，氧化偶氮苯，1-2-二苯乙烯，苯基環(huán)己基，聯(lián)苯基環(huán)己基，苯氧基苯基，亞芐基苯胺，苯甲酸芐酯，二吡啶，苯基嘧啶，苯基二惡烷，苯甲酰苯胺，二苯乙炔，以及它們的衍生物。
環(huán)氧樹脂的分子鏈上的內(nèi)消旋配合基至少有一個，可以有兩個或更多。液晶環(huán)氧樹脂還可包括稱為彎鏈(隔離基)的軟結構部分，它可由內(nèi)消旋配合基之間的例如脂族烴基、脂族醚基、脂族酯基、硅氧烷鍵組成。
這些液晶環(huán)氧樹脂在某一溫度范圍內(nèi)顯示出液晶態(tài)，并具有某些內(nèi)消旋配合基會有規(guī)則排列的性質。在使用正交偏振器進行通常的偏振測試下，顯示出液晶固有的強雙折射，從而證實了液晶結晶度。液晶環(huán)氧樹脂可以顯示出任何種類的液晶態(tài)，包括向列型，近晶型，膽甾醇型，以及雙凹(discotic)型。具有內(nèi)消旋配合基的液晶環(huán)氧樹脂和其他不含內(nèi)消旋配合基的環(huán)氧樹脂可混合使用。
<熱塑性聚合物>
分子內(nèi)具有內(nèi)消旋配合基的液晶熱塑性聚合物優(yōu)選用作熱塑性聚合物組合物中的熱塑性聚合物。分子內(nèi)具有內(nèi)消旋配合基的液晶熱塑性聚合物的液晶結晶度能夠促進熱塑性聚合物的分子鏈的取向，并控制熱塑性聚合物的取向度。具有內(nèi)消旋配合基的液晶熱塑性聚合物的含量優(yōu)選但不限于占組合物所包含的熱塑性聚合物總量的50％或以上。
尤其優(yōu)選使用分子主鏈上具有內(nèi)消旋配合基的液晶聚合物(主鏈型液晶聚合物)。術語“內(nèi)消旋配合基”是指能夠顯示出液晶結晶度的官能團。該基團的具體例子包括聯(lián)苯，氰基聯(lián)苯，三聯(lián)苯，氰基三聯(lián)苯，苯甲酸苯酯，偶氮苯，甲亞胺，氧化偶氮苯，1-2-二苯乙烯，苯基環(huán)己基，聯(lián)苯基環(huán)己基，苯氧基苯基，亞芐基苯胺，苯甲酸芐酯，二吡啶，苯基嘧啶，苯基二惡烷，苯甲酰苯胺，二苯乙炔，以及它們的衍生物。
液晶熱塑性聚合物的分子鏈上的內(nèi)消旋配合基至少有一個，可以有兩個或更多。液晶熱塑性聚合物還可包括稱為彎鏈(隔離基)的軟結構部分，它可由內(nèi)消旋配合基之間的例如脂族烴基、脂族醚基、脂族酯基、硅氧烷鍵組成。
液晶熱塑性聚合物的一個具體例子是熱液晶聚合物。
術語“熱液晶聚合物”是指具有熱塑性且被加熱熔融時在預定溫度范圍內(nèi)顯示出光學各向異性液晶態(tài)的液晶聚合物。熱液晶聚合物的例子包括聚酯，聚酰胺，聚酰胺酯，聚醚酮，聚碳酸酯，以及聚酰亞胺。這些聚合物可以分別單獨使用，或兩種或更多種組合使用。
這些液晶熱塑性聚合物在預定溫度范圍內(nèi)顯示出液晶態(tài)，并具有某些內(nèi)消旋配合基會規(guī)則排列的性質。在使用正交偏振器進行通常的偏振測試下，顯示出液晶固有的強雙折射，從而證實了液晶結晶度。液晶熱塑性聚合物可以顯示出任何種類的液晶態(tài)，包括向列型，近晶型，膽甾醇型，以及雙凹(discotic)型。分子中具有內(nèi)消旋配合基的液晶熱塑性聚合物和分子中不含內(nèi)消旋配合基的熱塑性聚合物可以混合后使用。
<纖維>
用于本發(fā)明的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1和熱塑性聚合物復合材料成形制品10的纖維是纖維織物或分散單纖的集合體(簡稱“單纖”)。在在所用的纖維織物或單纖組中的單纖的纖維長度和纖維直徑，以及纖維織物中纖維的編織密度沒有特別限定。然而，從生產(chǎn)率、操作性以及將單纖混入到環(huán)氧樹脂組合物和熱塑性聚合物組合物中的容易度考慮，實際上單纖的直徑優(yōu)選為0.1至30μm，纖維織物中纖維的編織密度在經(jīng)線和緯線上均優(yōu)選為約5至50纖維/25mm。纖維織物中的每組纖維可以編織為彼此相間隔，以這樣的方式使得纖維織物能夠容易被環(huán)氧樹脂組合物和熱塑性聚合物組合物浸漬。待編織的經(jīng)線和緯線的數(shù)量比可做適當調整。此外，纖維織物可以是通過用聚合樹脂固定纖維得到的編織布或無紡布，如毛氈布。盡管構成纖維織物和單纖集合體的單纖的種類沒有特別限定，但優(yōu)選選自玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維、陶瓷纖維和有機纖維中的至少一種。
當纖維的各向異性抗磁磁化率χa值較大時，纖維在磁場中受到來自平行或垂直于磁力線方向的較大的力。各向異性抗磁磁化率χa是顯示因施加外部磁場而產(chǎn)生的抗磁磁化率的各向異性的值，是用纖維軸線方向上的磁化率χ″減去垂直于纖維軸線方向的磁化率χl得到的。各向異性抗磁磁化率χa為正值的纖維，如碳纖維、芳族聚酰胺纖維或聚吲哚纖維，受到一個力，使得每個纖維軸線與磁場中的磁力線M相平行。主鏈型液晶環(huán)氧樹脂和主鏈型液晶熱塑性聚合物的分子鏈還受到一個力，使得他們的軸與磁場中的磁力線M相平行。結果是，這些分子鏈的取向與磁力線方向平行。
如上所述，環(huán)氧樹脂和熱塑性聚合物的分子鏈也會取向為與磁力線M平行。因此，當使用各向異性抗磁磁化率χa為正的纖維且環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物的分子鏈經(jīng)由磁場取向時，必須注意防止纖維被磁場取向為與環(huán)氧樹脂或該熱塑性聚合物的分子鏈的取向方向相同。防止這種情況的方法的例子包括，使用幾乎不受磁場取向的纖維，即纖維本身的各向異性抗磁磁化率χa很??；長纖維，聚集纖維和組合纖維，或那些高比重的需要較大取向力的纖維；以及使用高粘度的環(huán)氧樹脂組合物或熱塑性聚合物組合物。
此外，可以組合使用纖維織物和單纖。此外，可以共同使用兩種或更多種纖維織物或單纖。只要纖維織物和單纖中的至少一種纖維織物或單纖設置為與環(huán)氧樹脂或該熱塑性聚合物的分子鏈的取向方向相交，那么另一種纖維織物或單纖可以不取向，或可以設置為與環(huán)氧樹脂或該熱塑性聚合物的分子鏈的取向方向同向。
<環(huán)氧樹脂樹脂組合物>
用以成形環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1的環(huán)氧樹脂組合物16包含如上所述的環(huán)氧樹脂和纖維織物和單纖組中至少任意一種?？稍诃h(huán)氧樹脂組合物中加入固化劑以通過任何反應來固化環(huán)氧樹脂。固化劑的種類、用量以及用以熱固化、光固化和濕固化的條件沒有特別限定。例如，可使用一般的胺基固化劑、酸酐基固化劑、苯酚基固化劑、潛在性固化劑、聚硫醇基固化劑、聚氨基酰胺基固化劑、異氰酸酯、嵌段異氰酸酯等等。這些固化劑可以分別單獨使用，或兩種或更多種作為混合物使用。這些固化劑各自的含量一般與所用固化劑的量相同。
環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基可在不混入任何固化劑的情況下自聚合。在這種情況下，在環(huán)氧樹脂組合物中加入聚合引發(fā)劑。
本發(fā)明所用的環(huán)氧樹脂可通過使用任何酸如AlCl3、SnCl4、TiCl4、BF3、PCl5、SbF5及其鹽作為聚合引發(fā)劑進行陽離子聚合而聚合得到。同樣地，環(huán)氧樹脂可通過使用銨鹽如溴化四丁銨或氯化二甲基二芐基銨作為聚合引發(fā)劑進行陰離子聚合而聚合得到。
環(huán)氧樹脂組合物可以包含少量除環(huán)氧樹脂之外的另一種反應性可固化樹脂。
<熱塑性聚合物組合物>
用以形成熱塑性聚合物復合材料成形制品10的熱塑性聚合物組合物160包含上述熱塑性聚合物。此外，熱塑性聚合物組合物160可以包含纖維織物和單纖組中至少一種。
環(huán)氧樹脂組合物和熱塑性聚合物組合物可分別與合適量的填料混合，用以進一步降低環(huán)氧樹脂復合材料成形制品和熱塑性聚合物復合材料成形制品各自的膨脹系數(shù)，以及用以改善各種性能如斷裂韌性、撓曲強度、介電常數(shù)和導熱性。填料的例子包括金屬，金屬氧化物，金屬氮化物，金屬碳化物，金屬氫氧化物，金屬碳酸鹽化合物，金屬涂層樹脂，樹脂填料，碳纖維，玻璃纖維，玻璃珠，碳基材料，滑石，以及粘土。金屬的例子包括銀，銅，黃金，鉑，以及鋯石。金屬氧化物的例子包括二氧化硅，氧化鋁，以及氧化鎂。金屬氮化物的例子包括氮化硼，氧化鋁，以及氮化硅。金屬碳化物的例子包括碳化硅。金屬氫氧化物的例子包括氫氧化鋁以及氫氧化鎂。填料可用典型的偶聯(lián)劑進行處理，用以改善環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物和填料間的浸潤性，增強環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物和填料間的界面，以及促進填料在環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物中的分散。
需注意，如有需要，環(huán)氧樹脂組合物和熱塑性聚合物組合物各自可添加有固化促進劑，固化延緩劑，增強劑，應力降低劑如橡膠或彈性體，色素，染料，熒光漂白劑，分散劑，穩(wěn)定劑，紫外線吸收劑，能量猝熄劑，抗靜電劑，抗氧化劑，熱穩(wěn)定劑，潤滑劑，阻燃劑，消泡劑，增塑劑，溶劑等。
下面將描述制造環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1、熱塑性聚合物復合材料成形制品10和印刷線路板2、20的方法。
環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1通過下述步驟形成沿第一平面(如成形制品1的表面)將纖維織物15設置在環(huán)氧樹脂組合物16中；在環(huán)氧樹脂的分子鏈在組合物16中取向為與第一平面相交的方向(例如，成形制品1的厚度方向)的情況下，固化環(huán)氧樹脂組合物16。
熱塑性聚合物復合材料成形制品10通過下述步驟形成沿第一平面(如成形制品10表面)將纖維織物15設置在熱塑性聚合物組合物160中；在熱塑性聚合物的分子鏈在組合物160中取向為與第一平面相交的方向(例如，成形制品10的厚度方向)的情況下，固化熱塑性聚合物組合物160。
模具裝置可使用能夠對環(huán)氧樹脂和熱塑性聚合物進行塑模的裝置，如壓鑄模塑裝置，壓機模塑裝置，鑄塑模裝置，注射模塑裝置或擠出模塑裝置。環(huán)氧樹脂組合物16和熱塑性聚合物組合物160可被塑模成各種形狀的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品和熱塑性聚合物復合材料成形制品，其包括板狀、膜狀、塊狀、粒狀、桿狀、管狀和纖維狀。
分別對組合物16和160中的環(huán)氧樹脂和熱塑性聚合物的分子鏈進行取向的方法的例子包括，在對組合物進行固化/凝固之前或同時，采取選自摩擦，拉伸，輥軋，流場，剪切場，磁場和電場中至少一種手段對分子鏈進行取向的方法。在這些取向方法中，優(yōu)選采用磁場的取向方法，因為能容易控制在環(huán)氧樹脂的分子鏈和熱塑性聚合物中的取向。通過給環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物施加磁場使得它們的分子鏈平行于磁力線M取向?？筛鶕?jù)需要共同使用上述取向方法。
用以產(chǎn)生磁場的磁場發(fā)生器的例子包括永磁體，電磁體，超導磁體和線圈。這些磁場發(fā)生器中，優(yōu)選超導磁體，因為它能夠產(chǎn)生實用磁通密度的磁場。
在環(huán)氧樹脂組合物上施加的磁場的磁通密度優(yōu)選為0.2～20特斯拉(T)，更優(yōu)選為0.5～15T，最優(yōu)選為1～10T。磁通密度小于0.2T難以對環(huán)氧樹脂的剛性分子鏈進行充分取向，導致熱膨脹系數(shù)下降不足。另一方面，磁通密度超過20T的磁場在實際中是得不到的。磁通密度在0.2～20T范圍內(nèi)能夠得到具有低熱膨脹系數(shù)且可實用的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品。
在熱塑性聚合物組合物上施加的磁場的磁通密度優(yōu)選為1～20特斯拉(T)，更優(yōu)選為2～15T，最優(yōu)選為3～10T。磁通密度小于1T時難以對熱塑性聚合物的剛性分子鏈進行充分取向，導致熱膨脹系數(shù)下降不足。另一方面，磁通密度超過20T的磁場在實際中是得不到的。磁通密度在1～20T范圍內(nèi)能夠得到具有低熱膨脹系數(shù)且可實用的熱塑性聚合物復合材料成形制品。
下面將結合圖6～圖10，以及圖13和圖14詳細描述制造環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1、熱塑性聚合物復合材料成形制品10和印刷線路板2和20的具體方法。
首先，根據(jù)第一實施方式描述制造形成為板狀環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1的方法，如圖2所示。在圖6中，模具11具有與所要求的成形制品的形狀相對應形狀的腔體12。首先，如圖6所示，在腔體12中放置纖維織物15，使得纖維織物15沿著或最好平行于腔體12的底面排列。然后，如圖7所示，用環(huán)氧樹脂組合物16將腔體12填充。此時，在數(shù)個纖維織物15以層疊方式放置在腔體內(nèi)部之后，往腔體內(nèi)注入環(huán)氧樹脂組合物16以浸漬數(shù)個纖維織物15?；蛘?，在一個纖維織物15放置在腔體內(nèi)部之后，往腔體內(nèi)注入環(huán)氧樹脂組合物16以浸漬該纖維織物15，然后再放置另一個纖維織物15于其上。重復該操作，從而得到再成形制品1中層疊的數(shù)個纖維織物15。
優(yōu)選在填充環(huán)氧樹脂組合物16步驟期間或者之后在減壓或增壓條件下進行移除混合空氣泡的操作。
根據(jù)需要模具11配備有加熱器(未顯示)。在填充環(huán)氧樹脂組合物16步驟中環(huán)氧樹脂組合物16保持熔融狀態(tài)。此外，當環(huán)氧樹脂組合物16包含分子內(nèi)具有內(nèi)消旋配合基的環(huán)氧樹脂時，環(huán)氧樹脂組合物16保持液晶態(tài)。
然后，如圖8所示，使用一對永磁體13作為磁場發(fā)生器，對腔體12中的環(huán)氧樹脂組合物16施加具有預定磁通密度的磁場。這對永磁體13設置在模具11的上方和下方。在本實施方式中，永磁體13所產(chǎn)生的磁場的磁力線M與腔體12的厚度方向相配?？梢栽谇惑w12被環(huán)氧樹脂組合物16填充之前對模具11施加磁場。此時，磁力線M與環(huán)氧樹脂組合物16的厚度方向相符，因此環(huán)氧樹脂的分子鏈，或最好是分子內(nèi)具有內(nèi)消旋配合基的環(huán)氧樹脂的剛性分子鏈能夠取向為環(huán)氧樹脂組合物16的厚度方向。
在環(huán)氧樹脂保持取向狀態(tài)的同時，固化環(huán)氧樹脂組合物并將其從模具11移走。從而得到了本發(fā)明的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1。
可以使用預浸漬體，其中每個纖維織物15預先用環(huán)氧樹脂組合物16浸漬?？梢詫㈩A浸漬體加熱到熔融狀態(tài)并施加磁場以使環(huán)氧樹脂的分子鏈以上述與纖維織物相交的方向取向。此時，通過加熱，環(huán)氧樹脂的熔體粘度必須達到樹脂的分子鏈能被磁場取向的程度。
此外，在上述制造方法中使用纖維而不是纖維織物15時，可以往模具11的腔體12內(nèi)注入預先加有纖維的環(huán)氧樹脂組合物。在這種情況下，當纖維比腔體12的厚度長時，每個纖維的長軸自然地沿腔體12的底面的方向取向。當然，可以通過外力如流場或剪切場使每個纖維的長軸沿腔體12的底面的方向取向。
下面將根據(jù)第三實施方式描述制造形成為板狀熱塑性聚合物復合材料成形制品10的方法，如圖11所示。在圖13中，模具11具有與所要求的成形制品的形狀相對應形狀的腔體12，即，在本實施方式中為板狀。首先，如圖13所示，預成型為片狀或平板的熱塑性聚合物組合物160沿著，或優(yōu)選平行于腔體的底面設置在腔體12中。然后，至少一個纖維織物15沿熱塑性聚合物組合物160片的上表面設置，或優(yōu)選與模具的底面平行設置。重復這些操作將多個熱塑性聚合物組合物片材和多個纖維織物15層疊起來。
模具11配備有加熱器(末顯示)，用以在加熱狀態(tài)下壓模熱塑性聚合物組合物層疊片和纖維織物15。在壓模時，熱塑性聚合物組合物片材熔化至液態(tài)，然后用其浸漬纖維織物15。此外，當熱塑性聚合物組合物160包含分子內(nèi)具有內(nèi)消旋配合基的液晶聚合物時，熱塑性聚合物組合物160保持液晶態(tài)。在加熱壓模期間，最好將腔體12內(nèi)的空氣抽空以防止空氣混入熔融的熱塑性聚合物組合物160中。此外，如圖14所示，一對永磁體13作為磁場發(fā)生器設置在模具11的上方和下方。永磁體13對腔體12內(nèi)的聚合物組合物160施加具有預定磁通密度的磁場。在本實施方式中，永磁體13所產(chǎn)生的磁場的磁力線M與腔體12的厚度方向相符合。結果是，熱塑性聚合物的分子鏈，或最好是分子內(nèi)具有內(nèi)消旋配合基的液晶熱塑性聚合物的剛性分子鏈能夠取向為在腔體12中被塑模為板狀的熱塑性聚合物組合物160的厚度方向?？梢栽跓崴苄跃酆衔锝M合物片材在腔體12內(nèi)層疊之前對模具11施加磁場。
在熱塑性聚合物保持取向狀態(tài)的同時，通過例如冷卻并從模具11移走1將熱塑性聚合物組合物160固化。從而得到了本發(fā)明的熱塑性聚合物復合材料成形制品10。
上述制造方法中也可使用預先在熱塑性聚合物中混合有單纖的熱塑性聚合物組合物160的片材。當含有單纖的熱塑性聚合物組合物160被預先塑模為板狀片材時，每個單纖的長軸沿片材表面的方向自然取向。當熱塑性聚合物組合物160片材受熱變?yōu)槿廴趹B(tài)時，在上述片材的厚度方向施加磁場，使得熱塑性聚合物的分子鏈以與單纖相交的方向取向。
與第一實施方式的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1的制造方法相同，熱塑性聚合物復合材料成形制品10可通過如下步驟制造首先將纖維織物15置于模具11的腔體12中；往腔體12中注入熔融態(tài)的熱塑性聚合物組合物160。在這種情況下，所述生產(chǎn)方法基本上和第一實施方式的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1的方法相同，只不過環(huán)氧樹脂組合物變成了熔融熱塑性聚合物組合物。
此外，在上述制造方法中使用單纖而不是纖維織物15時，可以往模具11的腔體12內(nèi)注入預先加有單纖的熱塑性聚合物組合物160。在這種情況下，當纖維比腔體12的厚度長時，每個纖維的長軸自然地沿腔體12的底面的方向取向。還能夠通過外力如流場或剪切場使每個纖維的長軸沿腔體12的底面的方向取向。這樣的外力可以在熱塑性聚合物組合物注入到模具11的腔體12中的時候發(fā)生。
在任何情況下，熱塑性聚合物組合物的熔體粘度必須達到使其分子鏈在熔融態(tài)下能被磁場取向的程度。
要制造如圖3所示的第二實施方式的印刷線路板，在第一實施方式的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1的制造方法中，在纖維織物15被放置于模具11的腔體12內(nèi)的步驟之前在腔體12的底面上設置由例如金屬箔組成的導電層14a，如圖9所示。此外，在用環(huán)氧樹脂組合物16填充腔體12的步驟之后，如圖10所示，在填充入腔體12內(nèi)的環(huán)氧樹脂組合物16之上再設置導電層14b。然后，以圖8所示的第一實施方式的制造方法相同的方式施加磁場，使環(huán)氧樹脂的分子鏈以環(huán)氧樹脂組合物16的厚度方向取向。在環(huán)氧樹脂保持取向狀態(tài)的同時，固化環(huán)氧樹脂組合物并將其從模具11移走。從而得到了在其兩個面上設置有導電層14a和14b的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品。此外，采用傳統(tǒng)已知的方法如蝕刻在導電層14a和14b上形成布線圖，以制得本發(fā)明的印刷線路板2。
此外，可以通過在上述預浸漬體之間設置預先形成有電路的金屬箔來制造多層印刷線路板。
要制造如圖12所示的第四實施方式的印刷線路板，在上述制造第三實施方式的熱塑性聚合物復合材料成形制品10的方法中，在將預先塑模成片狀的熱塑性聚合物組合物160以及纖維織物15放置于模具11的腔體12內(nèi)的步驟之前，在腔體12的底面上設置由例如金屬箔組成的導電層14a，如圖9所示。此外，如圖10所示，在熱塑性聚合物組合物160和纖維織物150在腔體12中層疊步驟之后，在腔體12最高部分上的熱塑性聚合物組合物160之上再設置導電層14b。然后，以圖8所示的第三實施方式的制造方法相同的方式施加磁場，使熱塑性聚合物的分子鏈在腔體12內(nèi)以熱塑性聚合物組合物160的厚度方向取向。在熱塑性聚合物保持取向狀態(tài)的同時，固化熱塑性聚合物組合物并將其從模具11移走。從而得到了在其兩個面上設置有導電層14a和14b的熱塑性聚合物復合材料成形制品。此外，采用傳統(tǒng)已知的方法如蝕刻在導電層14a和14b上形成布線圖，以制得本發(fā)明的印刷線路板20。
此外，在聚合物組合物片材和纖維織物15設置為層疊狀時，通過在兩個聚合物組合物片材之間設置預先形成有電路的金屬箔，可以制得多層印刷線路板。
上述實施方式可作如下改變。
預先制造環(huán)氧樹脂復合材料成形制品或熱塑性聚合物復合材料成形制品，通過粘合層等使由金屬箔組成的導電層等與環(huán)氧樹脂復合材料成形制品或熱塑性聚合物復合材料成形制品形成一體，以形成印刷線路板。
金屬箔可被鍍金層或導電膠層替代作為導電層。此時，可以使用具有預先被環(huán)氧樹脂組合物或熱塑性聚合物組合物浸漬的纖維織物的預浸漬體，或者可先行制造環(huán)氧樹脂復合材料成形制品或熱塑性聚合物復合材料成形制品。
在環(huán)氧樹脂復合材料成形制品1或熱塑性聚合物復合材料成形制品10中，每個纖維織物可設置為與成形制品的厚度方向平行，而環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物的分子鏈可以平行于成形制品表面的方向取向。在這種情況下，在上述制造方法中，在模具11的兩個面上彼此相對的設置一對永磁體13，以這樣的方式使得磁力線M平行于腔體12內(nèi)的環(huán)氧樹脂組合物16或熱塑性聚合物組合物160的表面。
設置一對永磁體13使模具11夾在它們中間，但永磁體13中的一個可以省略。
一對永磁體13設置為，一個磁鐵的S極與另一個的N極相對。然而，這一對永磁體13也可設置為，兩個磁鐵的S極或N極彼此相對。
磁力線M可以是線性的，也是可以弧線的等等。所述這對永磁體13設置成使得磁力線M朝一個方向延伸。但是，所述這對永磁體13也可設置成使得磁力線M朝兩個或更多個方向延伸。此外，磁力線M和模具11之一可以旋轉。
大量的單纖可以代替纖維織物。在這種情況下，在上述制造方法中，在往腔體12內(nèi)注入環(huán)氧樹脂組合物16之前，可以在腔體12內(nèi)設置數(shù)個單纖使其平行于將要獲得的成形制品的表面。或者，可預先將環(huán)氧樹脂組合物16或熱塑性聚合物組合物160與單纖相混合。在這種情況下，如上所述，應注意防止纖維的取向與環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物的分子鏈受到磁場的取向方向相同。
成形制品中的纖維的纖維軸線只要是沿第一平面取向即可，而不需要與第一平面精確地平行。此外，環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物的分子鏈只要以與第一平面相交的方向取向即可，而不需要精確垂直于第一平面。
以下，將結合實施例和對照例更具體的描述上述實施方式。但是，這些實施例并不能用來限制本發(fā)明的范圍。
實施例由環(huán)氧樹脂復合材料成形制品形成的印刷線路板(實施例1)制造了使用本發(fā)明的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品作為絕緣層和銅箔作為導電層的印刷線路板。以分子主鏈上具有內(nèi)消旋配合基的對苯二亞甲基-雙(4-氨基-3-甲酚)二縮水甘油醚作為環(huán)氧樹脂，4，4′-二氨基-1，2-二苯乙烷作為固化劑，將兩者以1∶0.5的摩爾比混合以制備環(huán)氧樹脂組合物16。將Asahi玻璃纖維有限公司制造的″MS130″玻璃纖維織物(重量106g/m2，密度19纖維/25mm)作為纖維織物15。銅箔(厚度18μm)用作每個導電層14a和14b。所用的玻璃纖維織物的數(shù)目設置為使得玻璃纖維織物在成形制品中的含量達到8vol％。銅箔(導電層14a)設置在模具11的腔體12的底面上。然后在箔上放置三組玻璃纖維織物15使其與腔體12的底面平行。然后，將模具11加熱至170℃，然后往腔體12內(nèi)注入環(huán)氧樹脂組合物16以浸漬玻璃纖維織物15。然后，在環(huán)氧樹脂組合物16上放置另一個銅箔(導電層14b)。然后，在磁通密度為10特斯拉的磁場中，將組合物16以170℃的溫度固化10分鐘。從而得到了2mm厚的層疊片。然后，在層疊片上鉆200個孔徑0.9mm的孔。對得到的制品進行通孔鍍銅處理，然后在其上形成布線圖，使得每個孔的環(huán)岸(land)直徑為1.3mm，線路寬度為0.2mm，線路間距為0.2mm。從而制得了印刷線路板2。
(實施例2和3)以與實施例1相同的方法制造每個印刷線路板2，不同的是腔體12內(nèi)設置的玻璃纖維織物的數(shù)目(玻璃纖維織物的含量)按照表1所示改變。
(實施例4)以與實施例1相同的方法制造每個印刷線路板2，不同的是腔體12內(nèi)設置的玻璃纖維織物的數(shù)目(玻璃纖維織物的含量)和磁通密度按照表1所示改變。
(實施例5)以1∶0.5的摩爾比混合與實施例1中相同的環(huán)氧樹脂和與實施例1中相同的固化劑。在環(huán)氧樹脂組合物16中加入Asahi玻璃纖維有限公司制造的″CS03BC273″玻璃纖維(每個纖維的纖維長度3mm)作為單纖，以取代實施例1到4的玻璃纖維織物。所加入的玻璃纖維的量設置為使得玻璃纖維在成形制品中的含量達到21vol％。使用與實施例1中相同的銅箔作為每個導電層14a和14b。首先，將銅箔(導電層14a)設置在模具11的腔體12的底面上。然后，將模具11加熱至170℃，然后往腔體12內(nèi)填充環(huán)氧樹脂組合物16。然后，在環(huán)氧樹脂組合物16上放置另一個銅箔(導電層14b)。然后，在磁通密度為10特斯拉的磁場中，將環(huán)氧樹脂組合物16以170℃的溫度固化10分鐘。從而得到了2mm厚的層疊片。磁力線M的方向與層疊片的厚度方向相符。然后，使用該層疊片按照與實施例1相同的方法制造印刷線路板2。
(實施例6)以實施例1中的1∶0.5的摩爾比混合與實施例1中相同的環(huán)氧樹脂和與實施例1中相同的固化劑以制得環(huán)氧樹脂組合物。使用與實施例1中相同的玻璃纖維織物作為纖維織物。使用與實施例1中相同的銅箔作為每個導電層14a和14b。玻璃纖維織物的數(shù)目設置為使得玻璃纖維織物在成形制品中的含量達到17vol％。首先，使用因受熱而熔融的環(huán)氧樹脂組合物16浸漬玻璃纖維織物15。然后，在磁通密度為10特斯拉的磁場中冷卻而固化得到的制品以制得預浸漬體。在與實施例1相同的模具11的腔體12中設置銅箔，在銅箔上層疊10個前面得到的預浸漬體。最后再在上面放置另一個銅箔。在磁通密度為10特斯拉的磁場中，在170℃下對得到的制品進行加熱和加壓以制得厚為2mm的層疊片。磁力線M的方向與層疊片的厚度方向相符。然后，使用該層疊片按照與實施例1相同的方法制造印刷線路板2。
(對照例1)使用環(huán)氧樹脂組合物16制造既不含纖維織物也不含單纖的印刷線路板。以分子上具有內(nèi)消旋配合基的對苯二亞甲基-雙(4-氨基-3-甲酚)二縮水甘油醚作為環(huán)氧樹脂，4，4′-二氨基-1，2-二苯乙烷作為固化劑，將兩者以1∶0.5的摩爾比混合以制備環(huán)氧樹脂組合物16。使用與實施例1中相同的銅箔作為導電層。首先，銅箔(導電層14a)設置在模具11的腔體12的底面上。然后，將模具11加熱至170℃，然后往腔體12內(nèi)填充環(huán)氧樹脂組合物16。然后，在環(huán)氧樹脂組合物16上放置另一個銅箔(導電層14b)。然后，在沒有施加磁場的條件下，將環(huán)氧樹脂組合物16以170℃的溫度固化10分鐘以制得2mm厚的層疊片。然后，使用該層疊片按照與實施例1相同的方法制造印刷線路板2。
(對照例2)以分子上具有內(nèi)消旋配合基的對苯二亞甲基-雙(4-氨基-3-甲酚)二縮水甘油醚作為環(huán)氧樹脂，4，4′-二氨基-1，2-二苯乙烷作為固化劑，將兩者以1∶0.5的摩爾比混合而制得環(huán)氧樹脂組合物16，并使用該組合物制造既不含纖維織物又不含纖維的印刷線路板。使用與實施例1中相同的銅箔作為導電層。銅箔(導電層14a)設置在模具11的腔體12的底面上。然后，將模具11加熱至170℃，然后往腔體12內(nèi)填充環(huán)氧樹脂組合物。然后，在環(huán)氧樹脂組合物16上放置另一個銅箔(導電層14b)。然后，在磁通密度為10特斯拉的磁場中，在170℃下對得到的制品進行固化10分鐘以制得厚為2mm的印刷線路板。磁力線M的方向與層疊片的厚度方向相符。然后，使用該層疊片按照與實施例1相同的方法制造印刷線路板2。
(對照例3)使用與實施例1相同的環(huán)氧樹脂組合物16、玻璃纖維織物和銅箔。玻璃纖維織物的數(shù)目設置為使得玻璃纖維織物在成形制品中的含量達到17vol％。首先，銅箔(導電層14a)設置在模具11的腔體12的底面上。然后在箔上層疊10組玻璃纖維織物15使其與腔體12的底面平行。然后，將模具11加熱至170℃的，然后往腔體12內(nèi)注入環(huán)氧樹脂組合物16以浸漬玻璃纖維織物15于其中。然后，在環(huán)氧樹脂組合物16上放置另一個銅箔(導電層14b)。然后，在不施加磁場的條件下將環(huán)氧樹脂組合物16在170℃下固化10分鐘。從而得到了2mm厚的層疊片。然后，使用該層疊片按照與實施例1相同的方法制造印刷線路板2。
至于實施例1～6和對照例2中制造的每個印刷線路板中的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品部分，測量了環(huán)氧樹脂的取向度。使用X射線衍射儀(MAC科學有限公司制造的″M18XHF22-SRA″)測定試樣(厚度2mm)的X射線衍射圖，并由此確定環(huán)氧樹脂的取向度。每個試樣僅由每個實施例1～6和對照例2的印刷線路板的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品部分組成。
此外，測量分別在實施例和對照例中制造的每個印刷線路板2的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品部分在沿印刷線路板2的表面方向和厚度方向上的熱膨脹系數(shù)。使用熱力學分析裝置(Shimadzu公司制造的″TMA-50″)，在3g的載荷和10℃/min的升溫速率下測量試樣(2mm)的熱膨脹系數(shù)。每個試樣僅由每個實施例和對照例的印刷線路板的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品部分組成。
此外，還對每個印刷線路板2進行通孔耐久性試驗。根據(jù)JIS-C0025，將每個印刷線路板2于260℃的油中浸漬10秒，然后在20℃的水中浸漬10秒。這一操作定義為一個循環(huán)。重復該循環(huán)，計算線路發(fā)生任何破壞時的循環(huán)數(shù)。
實施例1～6和對照例1～3所制造的印刷線路板的測定值和測試結果如表1所示。
表1
從表1結果可見，在每個實施例1～4和6中，在沿線路板表面的玻璃纖維織物所延伸的方向上和在環(huán)氧樹脂分子鏈所取向的厚度方向上的每個熱膨脹系數(shù)的值較小，均在40×10-6/K或以下。同樣在實施例5中，在沿線路板表面方向上和在環(huán)氧樹脂的分子鏈所取向的厚度方向上的熱膨脹系數(shù)也具有該較小值(40×10-6/K或以下)。其原因可能如下。由于環(huán)氧樹脂組合物16被塑模成板狀，因此加入到其中的玻璃纖維的每個纖維軸線沿線路板的表面方向取向。即使在以后施加磁場，纖維也幾乎不受磁場的影響，因為纖維長度較長(3mm)，因此能夠保持取向狀態(tài)。因此，在每個實施例1～6中，沿表面方向的熱膨脹系數(shù)和沿厚度方向的熱膨脹系數(shù)之間的差最多為30×10-6/K(實施例3)。由此可見，在這些實施例中都得到了一種由環(huán)氧樹脂復合材料制成的印刷線路板，其在線路板的表面方向上和厚度方向上的熱膨脹系數(shù)都被控制得很小。此外，實施例1～6中的每個印刷線路板的通孔耐用性都比對照例1～3的印刷線路板的好。
另一方面，在對照例1中，在沿線路板表面方向上和在厚度方向上的熱膨脹系數(shù)之差雖然較小，但各方向上的熱膨脹系數(shù)均超過了60×10-6/K。在對照例2中，在環(huán)氧樹脂的分子鏈所取向的厚度方向上的熱膨脹系數(shù)的值較小，但是在沿表面方向上的熱膨脹系數(shù)非常高。在對照例3中，在玻璃纖維織物所延伸的沿表面方向上的熱膨脹系數(shù)的值較小，但是在厚度方向上的熱膨脹系數(shù)較大。此外，對照例1～3中沒有一個印刷線路板具有充分的的通孔耐用性。
由熱塑性聚合物復合材料成形制品形成的印刷線路板(實施例7)制造了使用本發(fā)明的熱塑性聚合物復合材料成形制品10作為絕緣層和銅箔作為導電層的印刷線路板。使用含有熱塑性聚合物的熱塑性聚合物組合物160，其中熱塑性聚合物包括4-羥基苯甲酸酯/(對苯二甲酸和乙二醇(摩爾比1∶1))＝80/20mol％作為重復單元。Asahi-Schwebel有限公司制造的″1080″(重量48g/m2，密度60(縱向)～47(橫向)纖維/英寸)起玻璃纖維織物的作用，被用作為纖維織物15。NIKKO材料有限公司制造的電解銅箔(厚度18μm)用作每個導電層14a和14b。所用的玻璃纖維織物的數(shù)目設置為使得玻璃纖維織物在成形制品中的含量達到3.7vol％。
首先，銅箔(導電層14a)設置在模具11的腔體12的底面上。被預先塑模成0.40mm厚的片材的熱塑性聚合物組合物160和玻璃纖維織物15疊放于箔之上，并與腔體12的底面相平行。疊加四層，每層由熱塑性聚合物組合物160和玻璃纖維織物150組成，然后再在其上放置一層熱塑性聚合物組合物160的片材。然后，再在其上放置另一個銅箔(導電層14b)。然后，在磁通密度為10特斯拉的磁場中，在310℃下對模具加熱加壓15分鐘。然后慢慢冷卻至室溫以制得2mm厚的層疊片。磁力線M的方向與層疊片的厚度方向相符。然后，在層疊片上鉆200個孔徑0.9mm的孔，并進行通孔鍍銅處理。然后，在其上形成布線圖，使得每個孔的環(huán)岸(land)直徑為1.3mm，線路寬度為0.2mm，線路間距為0.2mm，以制得印刷線路板20。
(實施例8)以與實施實施例7相同的方法制造印刷線路板20，不同的是腔體12內(nèi)設置的玻璃纖維織物的數(shù)目(玻璃纖維織物的含量)按照表2所示改變。
(實施例9)以與實施實施例7相同的方法制造印刷線路板20，不同的是腔體12內(nèi)設置的玻璃纖維織物的數(shù)目(玻璃纖維織物的含量)和磁通密度按照表2所示改變。
(實施例10)以與實施例7相同的方法制造印刷線路板20，不同的是，由2，2′-二吡啶-4，4′-二羧酸與1，12-二氨基十二烷反應合成得到的熱塑性聚合物組合物160作為熱塑性聚合物；以及設置在腔體12內(nèi)的玻璃纖維織物的數(shù)目(玻璃纖維織物的含量)按照表2所示變化。
(實施例11)將與實施例7相同的熱塑性聚合物與作為單纖的Asahi玻璃纖維有限公司制造的″CS03BC273″玻璃纖維(纖維長度3mm)混合，而不是與實施例7到10的玻璃纖維織物混合，以制備熱塑性聚合物組合物160。所加入的玻璃纖維的量設置為使得玻璃纖維在該熱塑性聚合物組合物160中的含量達到19vol％。首先，將熱塑性聚合物組合物160注入到位于磁通密度為10特斯拉的磁場中的模具11中。將產(chǎn)物在310℃下加熱加壓15分鐘，然后慢慢冷卻至室溫。從而得到了厚度為2mm的熱塑性聚合物復合材料成形制品10。磁力線M的方向與成形制品的厚度方向相符。然后，對熱塑性聚合物復合材料成形制品10的兩個面上鍍銅以形成導電層14a和14b。以與實施例1中相同的方法對具有導電層14a和14b的熱塑性聚合物復合材料成形制品10進行布線以制造印刷線路板20。
(對照例4)使用分別與實施例7～9中一樣的熱塑性聚合物組合物160制造既不含纖維織物又不含纖維的印刷線路板。使用與實施實施例7中相同的銅箔作為導電層。首先，銅箔(導電層14a)設置在模具11的腔體12的底面上。然后，將預先塑模成2mm厚的片材的熱塑性聚合物組合物160放置在箔之上并與腔體12的底而平行。然后，在組合物上放置另一個銅箔(導電層14b)。在不施加磁場的情況下對模具在310℃下加熱加壓15分鐘，然后慢慢冷卻至室溫以制造2mm厚的層疊片。然后，使用該層疊片按照與實施例1相同的方法制造印刷線路板。
(對照例5)使用分別與實施例7～9中一樣的熱塑性聚合物組合物160制造既不含纖維織物又不含纖維的印刷線路板。使用與實施實施例7中相同的銅箔作為導電層。首先，銅箔(導電層14a)設置在模具11的腔體12的底面上。然后，將預先塑模成2mm厚的片材的熱塑性聚合物組合物160設置在箔之上并與腔體12的底面平行。然后，在組合物上放置另一個銅箔(導電層14b)。然后，在磁通密度為10特斯拉的磁場中，在310℃下對模具加熱加壓15分鐘。然后慢慢冷卻至室溫以制得2mm厚的層疊片。磁力線M的方向與層疊片的厚度方向相符。然后，使用該層疊片按照與實施實施例7相同的方法制造印刷線路板。
(對照例6)除了不對模具施加磁場外，按照與實施例9相同的方法，使用由熱塑性聚合物組合物和與實施例9中用量相同的相同材料組成的、熱塑性聚合物組合物和玻璃纖維織物制造印刷線路板。
對于實施例7～11和對照例4～6中制造的每個印刷線路板的熱塑性聚合物復合材料成形制品部分，采用與上述實施例1～6和對照例2中相同的方法測量熱塑性聚合物的取向度α，以及在沿印刷線路板表面方向上和印刷線路板厚度方向上的熱膨脹系數(shù)。由于對照例4和6的每個試樣的X射線衍射強度分布中未觀察到峰，因此不能計算這些對照例中的取向度α。
此外，還對每個印刷線路板進行通孔耐久性試驗。根據(jù)JIS-C5012，將每個印刷線路板2于260℃的硅油中浸漬5秒，然后在20℃的2-丙醇中浸漬5秒。這一操作定義為一個循環(huán)。重復該循環(huán)，計算線路發(fā)生開裂、剝落或斷路時的循環(huán)數(shù)。
實施例7～11和對照實施例4～6所制造的印刷線路板的測定值和測試結果如表2所示。
表2
從表2的結果可以看出，在每個實施例7到10中，每個在沿線路板表面的玻璃纖維織物的延伸方向上的熱膨脹系數(shù)和在熱塑性聚合物的分子鏈所取向的厚度方向上的熱膨脹系數(shù)的值都較小(35×10-6/K或以下)。在使用了玻璃單纖的實施例5中，同樣的，在沿線路板表面方向上和在熱塑性聚合物的分子鏈所取向的厚度方向上的熱膨脹系數(shù)的值也較小(28×10-6/K或以下)。其原因可能如下。熱塑性聚合物組合物160中的玻璃纖維的每個長軸沿模具11的腔體12的底面方向取向，也就是說，沿層疊片的表面的方向，它是當組合物160被注入到腔體12中時因組合物160的流動而產(chǎn)生的。即使以后在層疊片的厚度方向上施加磁場，玻璃纖維也幾乎不受磁場的影響，因為各向異性抗磁磁化率χa很小，因此能夠保持取向狀態(tài)。
因此，在實施例7～11中分別獲得的印刷線路板中，熱膨脹系數(shù)在沿表面方向上和在厚度方向上的差最多為29×10-6/K(實施例1)。由此可見，在這些實施方式中都得到了一種由熱塑性聚合物復合材料成形制品制成的印刷線路板，其在線路板的表面方向上和厚度方向上的熱膨脹系數(shù)都被控制得很小。此外，實施例7～11中的每個印刷線路板的通孔耐用性都比對照實施例4～6的印刷線路板的好。
另一方面，在對照例4中，雖然沿表面方向上的熱膨脹系數(shù)的值較小，但是在厚度方向上的熱膨脹系數(shù)的值較大。在對照例5中，雖然在熱塑性聚合物的分子鏈所取向的厚度方向上的熱膨脹系數(shù)的值非常小，但是在沿表面方向上的熱膨脹系數(shù)較大。在對照例6中，在玻璃纖維織物所延伸的沿表面方向上的熱膨脹系數(shù)的值較小，但是在厚度方向上的熱膨脹系數(shù)較大。此外，對照例4～6中沒有一個印刷線路板具有充分的的通孔耐用性。
權利要求
1.一種由環(huán)氧樹脂和纖維組成的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品，其特征在于所述纖維沿第一平面設置，所述環(huán)氧樹脂的分子鏈沿與所述第一平面相交的方向取向，由基于X射線衍射測量，用下式(1)確定的環(huán)氧樹脂的分子鏈的取向度α在0.5或以上且小于1的范圍內(nèi)，取向度α＝(180-Δβ)/180 (1)其中，Δβ表示在X射線衍射測量中，以固定峰散射角，在從0°到360°方位角方向上測得的強度分布中的半峰全寬。以及所述環(huán)氧樹脂復合材料成形制品分別在沿所述第一平面方向上和在與所述第一平面相交方向上的熱膨脹系數(shù)在5×10-6至50×10-6(/K)的范圍內(nèi)，且在沿所述第一平面方向上的熱膨脹系數(shù)和在與所述第一平面相交方向上的熱膨脹系數(shù)之差為30×10-6(/K)或以下。
2.如權利要求1所述的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品，其特征在于所述環(huán)氧樹脂為分子中具有內(nèi)消旋配合基的液晶環(huán)氧樹脂。
3.如權利要求1或2所述的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品，其特征在于所述纖維包含纖維織物和單纖中至少一種。
4.如權利要求1～3中任一項所述的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品，其特征在于所述纖維由選自玻璃纖維、陶瓷纖維、碳纖維、金屬纖維和有機纖維中至少一種組成。
5.如權利要求1～4中任一項所述的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品形成的印刷線路板，其特征在于在所述環(huán)氧樹脂復合材料成形制品的表面和內(nèi)部的至少之一上設置有導電層。
6.一種制造如權利要求1～4中任一項所述的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品的方法，其特征在于，包括如下步驟將所述纖維以沿所述第一平面排列的方式放置于模具腔體內(nèi)部，通過往所述模具腔體內(nèi)注入所述環(huán)氧樹脂組合物來浸漬所述纖維，使所述環(huán)氧樹脂的分子鏈以與所述第一平面相交的方向取向，以及在保持所述環(huán)氧樹脂分子鏈的取向的同時固化所述環(huán)氧樹脂組合物。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于在所述環(huán)氧樹脂的分子鏈的取向步驟中，通過對其施加磁場來完成所述環(huán)氧樹脂分子鏈的取向。
8.一種制造如權利要求5所述的印刷線路板的方法，其特征在于，包括如下步驟將所述纖維以沿所述第一平面排列的方式放置于模具腔體內(nèi)部，通過往所述模具腔體內(nèi)注入所述環(huán)氧樹脂組合物來浸漬所述纖維，使環(huán)氧樹脂的分子鏈以與第一平面相交的方向取向，在保持所述環(huán)氧樹脂分子鏈的取向的同時固化所述環(huán)氧樹脂組合物，以及在所述放置步驟之前，或所述浸漬步驟之后，或所述固化步驟之后，在所述印刷線路板的表面和內(nèi)部的至少之一上設置導電層。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于在所述取向步驟中，通過對所述環(huán)氧樹脂施加磁場來完成對其分子鏈的取向。
10.一種制造如權利要求1～4中任一項所述的環(huán)氧樹脂復合材料成形制品的方法，其特征在于，包括如下步驟制備一種含有所述纖維的環(huán)氧樹脂組合物，在以每個所述纖維的長軸沿第一平面排列的方式用所述環(huán)氧樹脂組合物填充模具的腔體，使所述環(huán)氧樹脂的分子鏈以與所述第一平面相交的方向取向，以及在保持所述環(huán)氧樹脂分子鏈的取向的同時固化所述環(huán)氧樹脂組合物。
11.一種由熱塑性聚合物和纖維組成的熱塑性聚合物復合材料成形制品，其特征在于所述纖維沿第一平面設置，所述熱塑性聚合物的分子鏈以與所述第一平面相交的方向取向，由基于X射線衍射測量，用下式(1)確定的熱塑性聚合物的分子鏈的取向度α在0.5或以上且小于1的范圍內(nèi)，取向度α＝(180-Δβ)/180(1)其中，Δβ表示在X射線衍射測量中，以固定峰散射角，在從0°到360°方位角方向上測得的強度分布中的半峰全寬。以及所述熱塑性聚合物復合材料成形制品分別在沿所述第一平面方向上和在與所述第一平面相交方向上的熱膨脹系數(shù)在5×10-6至50×10-6(/K)的范圍內(nèi)，且在沿所述第一平面方向上的熱膨脹系數(shù)和在與所述第一平面相交方向上的熱膨脹系數(shù)之差為30×10-6(/K)或以下。
12.如權利要求11所述的熱塑性聚合物復合材料成形制品，其特征在于所述熱塑性聚合物是分子中具有內(nèi)消旋配合基的液晶聚合物。
13.如權利要求12所述的熱塑性聚合物復合材料成形制品，其特征在于所述液晶聚合物為選自芳族聚酯、芳族聚酰胺和芳族聚酰胺酯中的至少一種。
14.如權利要求11～13中任一項所述的熱塑性聚合物復合材料成形制品，其特征在于所述纖維包含纖維織物和單纖中至少一種。
15.如權利要求11～15中任一項所述的熱塑性聚合物復合材料成形制品，其特征在于所述纖維由選自玻璃纖維、陶瓷纖維、碳纖維、金屬纖維和有機纖維中至少一種組成。
16.一種由如權利要求11～15中任一項所述的熱塑性聚合物復合材料成形制品形成的印刷線路板，其特征在于在所述熱塑性聚合物復合材料成形制品的表面和內(nèi)部的至少之一上設置有導電層。
17.一種制造如權利要求11～15中任一項所述的熱塑性聚合物復合材料成形制品的方法，其特征在于，包括如下步驟將所述纖維以沿所述第一平面排列的方式放置于模具腔體內(nèi)部，通過往所述模具腔體內(nèi)注入所述熱塑性聚合物組合物來浸漬所述纖維，使所述熱塑性聚合物的分子鏈以與所述第一平面相交的方向取向，以及在保持所述熱塑性聚合物分子鏈的取向的同時固化所述熱塑性聚合物組合物。
18.一種制造如權利要求11～15中任一項所述的熱塑性聚合物復合材料成形制品的方法，其特征在于，包括如下步驟形成含有所述熱塑性聚合物的熱塑性聚合物組合物的預成形體，將所述預成形體和所述纖維以沿所述第一平面排列的方式放置于模具腔體內(nèi)部，通過熔融所述預成形體將所述纖維用熱塑性聚合物組合物浸漬，使所述熱塑性聚合物的分子鏈以與所述第一平面相交的方向取向，以及在保持所述熱塑性聚合物分子鏈的取向的同時固化所述熱塑性聚合物組合物。
19.一種制造如權利要求11～15中任一項所述的熱塑性聚合物復合材料成形制品的方法，其特征在于，包括如下步驟制備含有所述熱塑性聚合物和所述纖維的熱塑性聚合物組合物，在每個所述纖維的長軸沿所述第一平面排列的方式下用所述熱塑性聚合物組合物填充模具的腔體，使所述熱塑性聚合物的分子鏈以與所述第一平面相交的方向取向，以及在保持所述熱塑性聚合物分子鏈的取向的同時固化所述熱塑性聚合物組合物。
20.如權利要求17～19中任一項所述的方法，其特征在于在使所述熱塑性聚合物分子鏈以與所述第一平面相交的方向進行取向的步驟中，通過對其施加磁場來完成所述熱塑性聚合物分子鏈的取向。
21.一種制造如權利要求16所述的印刷線路板的方法，其特征在于，包括如下步驟將所述纖維以沿所述第一平面排列的方式放置于模具腔體內(nèi)部，通過往所述模具腔體內(nèi)注入所述熱塑性聚合物組合物來浸漬所述纖維，使所述熱塑性聚合物的分子鏈以與所述第一平面相交的方向取向，在保持所述熱塑性聚合物分子鏈的取向的同時固化所述熱塑性聚合物組合物，以及至少在所述放置步驟之前，或所述浸漬步驟之后，或所述固化步驟之后，在所述印刷線路板的表面和內(nèi)部的至少之一上設置導電層。
22.一種制造如權利要求16所述的印刷線路板的方法，其特征在于，包括如下步驟形成含有所述熱塑性聚合物的熱塑性聚合物組合物的預成形體，將所述預成形體和所述纖維以沿所述第一平面排列的方式放置于模具腔體內(nèi)部，通過熔融所述預成形體將所述纖維用熱塑性聚合物組合物浸漬，使所述熱塑性聚合物的分子鏈以與所述第一平面相交的方向取向，在保持所述熱塑性聚合物分子鏈的取向的同時固化所述熱塑性聚合物組合物，以及至少在所述放置步驟之前，或所述浸漬步驟之后，或所述固化步驟之后，在所述印刷線路板的表面和內(nèi)部的至少之一上設置導電層。
23.一種制造如權利要求16所述的印刷線路板的方法，其特征在于，包括如下步驟制備含有所述熱塑性聚合物和所述纖維的熱塑性聚合物組合物，在每個所述纖維的長軸沿所述第一平面排列的方式下用所述熱塑性聚合物組合物填充模具的腔體，使所述熱塑性聚合物的分子鏈以與所述第一平面相交的方向取向，以及在保持所述熱塑性聚合物分子鏈的取向的同時固化所述熱塑性聚合物組合物，以及至少在所述放置步驟之前，或所述浸漬步驟之后，或所述固化步驟之后，在所述印刷線路板的表面和內(nèi)部至少之一上設置導電層。
24.如權利要求21～23中任一項所述的方法，其特征在于在使所述熱塑性聚合物分子鏈以與所述第一平面相交的方向進行取向的步驟中，通過對其施加磁場來完成所述熱塑性聚合物分子鏈的取向。
25.一種由聚合物和纖維組成的高分子復合材料成形制品，其特征在于所述纖維沿第一平面設置，所述聚合物的分子鏈以與所述第一平面相交的方向取向，由基于X射線衍射測量，用下式(1)確定的聚合物的分子鏈的取向度α在0.5或以上且小于1的范圍內(nèi)，取向度α＝(180-Δβ)/180(1)其中，Δβ表示在X射線衍射測量中，以固定峰散射角，在從0°到360°方位角方向上測得的強度分布中的半峰全寬。以及所述高分子復合材料成形制品分別在沿所述第一平面方向上和在與所述第一平面相交方向上的熱膨脹系數(shù)在5×10-6至50×10-6(/K)的范圍內(nèi)，且在沿所述第一平面方向上的熱膨脹系數(shù)和在與所述第一平面相交方向上的熱膨脹系數(shù)之差為30×10-6(/K)或以下。
全文摘要
一種熱塑性聚合物復合材料成形制品或一種由熱塑性聚合物或熱塑性聚合物和纖維形成的熱塑性聚合物復合材料成形制品，其中，纖維沿第一平面設置，熱塑性聚合物或熱塑性聚合物的分子鏈以與第一平面相交的方向取向，以及，熱塑性聚合物或熱塑性聚合物的分子鏈的取向度在0.5或以上且小于1.0的范圍內(nèi)，所述成形制品在沿第一平面方向上和在與第一平面相交方向上的熱膨脹系數(shù)都在5×10
文檔編號B32B27/04GK1906234SQ200580001910
公開日2007年1月31日 申請日期2005年2月18日 優(yōu)先權日2004年3月9日
發(fā)明者飛田雅之, 木村亨, 青木恒, 下山直之, 石垣司, 越智光一, 原田美由紀 申請人:保力馬科技株式會社