JP2020090021A - 複合積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
プリント配線板に電子部品を安定して実装するためには、実装時に生じるプリント配線板の反りの抑制が重要になる。プリント配線板の反りを抑制するためには、積層体の寸法安定性が重要になる。
寸法安定性に優れた絶縁層の材料としてガラスが挙げられる。しかし、ガラス基材と金属箔とを直接接着する場合、金属のスパッタやメッキ処理が必要でありコストと時間がかかる。ガラス基材と金属箔を容易に積層する方法として、接着層を介して積層する方法が挙げられる。例えば、ガラスフィルムと、エポキシ樹脂及び銅箔からなる銅張積層板とを積層したものが提案されている(特許文献1)。
しかし、特許文献1に記載の積層体は、電気特性が不充分であり、前記積層体を用いた半導体パッケージやプリント配線板は、高周波帯域の周波数に充分に対応できない。
しかし、特許文献2に記載の積層体は、樹脂層とガラス基板との線膨張係数を揃えて寸法安定性を高めるために、フルオロポリマー層よりも厚いポリイミド層をフルオロポリマー層と積層させている。比誘電率および誘電正接が大きいポリイミドが樹脂層の大半を占めるため、電気特性は劣る。
誘電正接があまり小さくないガラス基板を用いても厚いフルオロポリマー層をガラス基板上に設ければ電気特性は改善できる。しかし、ガラス基板および金属層との線膨張係数の差により、ガラス基板とフルオロポリマー層との界面だけでなくフルオロポリマー層と金属層との界面でも剥離が生じやすくなる。また、寸法安定性を重視してフルオロポリマー層を薄くすると、電気特性の改善効果は限定的となる。
すなわち、本発明者らはプリント配線を支持する積層体において、積層体に真に求められる誘電特性を得るためには、使用される材料として誘電特性に優れたものを選択すればよいわけではなく、使用される材料の厚さを調整すればよいわけでもないことを見出した。
[1]ガラス基板と、前記ガラス基板の少なくとも一方の面に当接した樹脂層とを備えたガラス/樹脂積層体と、前記ガラス/樹脂積層体の樹脂層に当接した金属層と、を有する複合積層体であって、前記ガラス基板の樹脂層が当接した表面の算術平均粗さRaが1.0μm以下であり、前記樹脂層がテトラフルオロエチレン系ポリマーを含み、前記ガラス基板の厚さが50〜5000μmであり、前記樹脂層の厚さが1〜100μmであり、前記金属層の厚さが1〜40μmである、複合積層体。
[2]下式(1)で得られ、前記ガラス基板の両面に当接した樹脂層を備えた前記ガラス/樹脂積層体の誘電特性Lが0.001〜0.020である、[1]に記載の複合積層体。
誘電特性L=(tanδ1×t1+8×tanδ2×t21)/(t1+4×t21) 式(1)
(ただし、式中のtanδ1はガラス基板を構成するガラスの28GHzにおける誘電正接、t1はガラス基板の厚さ[μm]、tanδ2は樹脂層を構成する樹脂の28GHzにおける誘電正接、t21はガラス基板の両面に当接したそれぞれの樹脂層の合計の厚さ[μm]である)
[3]下式(2)で得られ、前記ガラス基板の片面に当接した樹脂層を備えた前記ガラス/樹脂積層体の誘電特性Lが0.001〜0.020である、[1]に記載の複合積層体。
誘電特性L=(tanδ1×t1+55×tanδ2×t22)/(t1+11×t22) 式(2)
(ただし、式中のtanδ1はガラス基板を構成するガラスの28GHzにおける誘電正接、t1はガラス基板の厚さ[μm]、tanδ2は樹脂層を構成する樹脂の28GHzにおける誘電正接、t22はガラス基板の片面に当接した樹脂層の厚さ[μm]である)
[4]前記ガラス基板を構成するガラスの28GHzで測定したときの誘電正接が0.001〜0.02である、[1]〜[3]のいずれかに記載の複合積層体。
[5]前記ガラス基板の厚さが200〜600μmであり、前記樹脂層の厚さが20〜80μmである、[1]〜[4]のいずれかに記載の複合積層体。
[6]前記樹脂層が、テトラフルオロエチレン系ポリマーの押出フィルムからなる、[1]〜[5]のいずれかに記載の複合積層体。
[7]前記テトラフルオロエチレン系ポリマーが、0.1〜5.0MPaの貯蔵弾性率を示す温度領域を260℃以下に有し、融点が260℃超である、[1]〜[6]のいずれかに記載の複合積層体。
[8]前記テトラフルオロエチレン系ポリマーが、テトラフルオロエチレンに基づく単位と、ペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)、ヘキサフルオロプロピレン及びフルオロアルキルエチレンからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーに基づく単位とを有する、[1]〜[7]のいずれかに記載の複合積層体。
[9]前記テトラフルオロエチレン系ポリマーが、カルボニル基含有基、ヒドロキシ基、エポキシ基、アミド基、アミノ基及びイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する、[1]〜[8]のいずれかに記載の複合積層体。
[10]前記金属層の、樹脂層と接する側の最大高さ粗さRzが7.0μm以下である、[1]〜[9]のいずれかに記載の複合積層体。
[11]前記ガラス基板と前記樹脂層との界面の剥離強度が5N/cm以上であり、前記樹脂層の比誘電率が2.0〜3.5である、[1]〜[10]のいずれかに記載の複合積層体。
[12]前記金属層がパターニングされている、[1]〜[11]のいずれかに記載の複合積層体。
[13]アンテナである[12]に記載の複合積層体。
[14]半導体パッケージ基板である[12]に記載の複合積層体。
「算術平均粗さRa」は、JIS B 0601:2013(対応国際規格ISO 4287:1997,Amd.1:2009)に基づき測定される。算術平均粗さRaを求める際の、粗さ曲線用の基準長さlr(カットオフ値λc)は0.8mmとする。
「Ra(レーザ顕微鏡)」は、レーザ顕微鏡で測定したときの算術平均粗さRaである。Ra(レーザ顕微鏡)は、キーエンス社製のレーザ顕微鏡『VK−X』を用いて測定された値である。
「tanδ1」および「tanδ2」は、25℃、28GHzで、JIS R 1641:2007に規定されている方法に従い、空洞共振器及びベクトルネットワークアナライザを用いて測定された誘電正接の値である。
「最大高さ粗さRz」は、算術平均粗さRa同様、JIS B 0601:2013(対応国際規格ISO 4287:1997,Amd.1:2009)に基づき測定される。
「比誘電率」は、ASTM D150に準拠した変成器ブリッジ法にしたがい、温度を23℃±2℃の範囲内、相対湿度を50%±5%RHの範囲内に保持した試験環境において、絶縁破壊試験装置を用いて1MHzで求めた値である。
本発明の複合積層体の層構成としては、例えば、ガラス基板/F樹脂層/金属層、F樹脂層/ガラス基板/F樹脂層/金属層、金属層/F樹脂層/ガラス基板/F樹脂層/金属層が挙げられる。「ガラス基板/F樹脂層/金属層」とは、ガラス基板、F樹脂層、金層、がこの順に積層されていることを示し、他の層構成も同様である。
低損失性を求める場合には、ガラス基板としては、28GHzにおけるtanδが0.01以下のガラスを用いるのが好ましい。0.008以下であることがより好ましい。
ガラス基板の表面のRaは、レーザー顕微鏡で測定することも好ましい。レーザ顕微鏡で測定したときの算術平均粗さRaであるRa(レーザ顕微鏡)も0.5μm以下が好ましく、0.001〜0.1μmがより好ましい。好ましい理由は上記算術平均粗さRaと同様である。
F樹脂層は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて無機フィラー、TFE系ポリマー以外の樹脂、添加剤等を含んでいてもよい。
F樹脂層を構成するTFE系ポリマーとしては、28GHzにおけるtanδが0.001〜0.02のポリマーを用いるのが好ましい。
F樹脂層の厚さは、1〜100μmであり、20〜80μmが好ましく、50〜80μmがより好ましい。F樹脂層の厚さが前記下限値以上であれば、プリント配線板としての伝送特性がさらに優れる。F樹脂層の厚さが前記上限値以下であれば、複合積層体の寸法安定性が優れる。
この傾向をより明確にするために、伝送損失を測定する条件に合わせて式(1)または式(2)を適宜選択することも好ましい。
例えば、伝送損失をマイクロストリップライン(MSL)を用いて測定した場合の傾向に近づける場合、式(1)を用いることが好ましい。
また、伝送損失をコプレナーフェイブガイド(CPW)を用いて測定した場合の傾向に近づける場合、式(2)を用いることが好ましい。
式(2)において、誘電特性Lは0.005〜0.015が好ましく、0.005〜0.010がより好ましい。
金属層としては、金属箔からなるものが好ましく、圧延銅箔、電解銅箔等が挙げられる。金属箔の表面には、防錆層(クロメート等の酸化物皮膜等)、耐熱層等が形成されていてもよい。
金属層の表面はシランカップリング剤により処理されていてもよく、金属層の表面の全体がシランカップリング剤により処理されていてもよく、金属層の表面の一部がシランカップリング剤により処理されていてもよい。
F樹脂層は、非多孔性樹脂層であることが好ましい。非多孔性樹脂層は、電気特性及び耐酸性(エッチング耐性等)に優れる。非多孔性樹脂層は、ガラス基板との界面に空隙が存在する場合の空隙を除けば、空隙を実質的に有さない。かかる緻密な樹脂層とも言える非多孔性樹脂層としては、樹脂の溶融物からなる樹脂層が好ましい。
TFE系ポリマーは、0.1〜5.0MPaの貯蔵弾性率を示す温度領域を260℃以下に有することが好ましい。TFE系ポリマーが示す貯蔵弾性率は、0.2〜4.4MPaであるのが好ましく、0.5〜3.0MPaであるのが特に好ましい。また、TFE系ポリマーがかかる貯蔵弾性率を示す温度領域は、180〜260℃が好ましく、200〜260℃が特に好ましい。前記温度領域においてTFE系ポリマーが、その弾性に基づく粘着性を効果的に発現しやすい。
PAVEとしては、CF2=CFOCF3、CF2=CFOCF2CF3、CF2=CFOCF2CF2CF3(以下、「PPVE」とも記す。)、CF2=CFOCF2CF2CF2CF3、CF2=CFO(CF2)8Fが挙げられる。
FAEとしては、CH2=CH(CF2)2F、CH2=CH(CF2)3F、CH2=CH(CF2)4F、CH2=CF(CF2)3H、CH2=CF(CF2)4Hが挙げられる。
前記ポリマーは、ポリマーを構成する全単位に対して、TFE単位を90〜99モル%有し、コモノマー単位Fを1〜10モル%有するのが好ましい。前記ポリマーは、TFE単位とコモノマー単位Fのみからなっていてもよく、さらに他の単位を含んでいてもよい。
官能基は、TFE系ポリマー中の単位に含まれていてもよく、ポリマーF1の主鎖の末端基に含まれていてもよい。後者のポリマーとしては、官能基を、重合開始剤、連鎖移動剤等に由来する末端基として有するポリマーが挙げられる。
ポリマーF1としては、官能基を有する単位とTFE単位とを有するポリマーが好ましい。また、この場合のポリマーF1は、さらに他の単位を有するのが好ましく、コモノマー単位Fを有するのが特に好ましい。
官能基を有する単位は、官能基を有するモノマーに基づく単位が好ましく、カルボニル基含有基を有するモノマーに基づく単位、ヒドロキシ基を有するモノマーに基づく単位、エポキシ基を有するモノマーに基づく単位又はイソシアネート基を有するモノマーに基づく単位がより好ましく、カルボニル基含有基を有するモノマーに基づく単位が特に好ましい。
前記環状モノマーとしては、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物(別称:無水ハイミック酸。以下、「NAH」とも記す。)又は無水マレイン酸が好ましい。
ポリマーF1におけるTFE単位の割合は、ポリマーF1を構成する全単位のうち、90〜99モル%が好ましい。
ポリマーF1におけるPAVE単位の割合は、ポリマーF1を構成する全単位のうち、0.5〜9.97モル%が好ましい。
ポリマーF1における官能基を有する単位の割合は、ポリマーF1を構成する全単位のうち、0.01〜3モル%が好ましい。
F樹脂層の表面のRa(AFM)は、Oxford Instruments社製のAFMを用い、下記測定条件にて1μm2範囲の表面について測定する。
プローブ:AC160TS−C3(先端R <7nm、バネ定数 26N/m)、測定モード:AC−Air、Scan Rate:1Hz。
また、前記真空度に到達したのちに昇温することが好ましい。前記真空度に到達する前に昇温すると、F樹脂層が軟化された状態、すなわち一定程度の流動性、密着性がある状態にて圧着されてしまい、気泡の原因となる。
ガラス基板の表面処理としては、ガラス基板とF樹脂層との接着性がさらに優れる点から、ウェット処理又はプラズマ処理が好ましく、ウェット処理が特に好ましい。特に、ガラス基板が孔を有する場合に、ガラス基板の表面をウェット処理することによって、孔にTFE系ポリマーが充分に入り込み、孔におけるTFE系ポリマーの欠落のない積層体を製造できる。
表面修飾に用いるエッチング液は、キレート剤を含むことが好ましい。エッチング液がキレート剤を含むことによって、ウェット処理後のガラス基板の表面にキレート剤が配位し、ガラス基板とF樹脂層との接着性がさらに優れる。エッチング液中のキレート剤の割合は、0.1質量%以上が好ましい。エッチング液に用いるキレート剤としては、特開2016−60862号公報に記載のアルカリ性のキレート剤等が挙げられる。
表面修飾に用いるカチオンポリマーとしては、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ジシアンジアミド−ジエチレントリアミン縮合体等のアミンタイプのカチオンポリマー、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリ(ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロライド4級塩)、ポリ(ジメチルアミノエチルメタクリレートメチルクロライド4級塩)、トリメチルアンモニウムアルキルアクリルアミド重合体塩、ジメチルアミンエピクロルヒドリン縮合体塩等の4級アンモニウムタイプのカチオンポリマー等が挙げられる。
表面修飾に用いるキレート剤としては、グルコン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸、ヒドロキシエタンジホスホン酸、ニトリロトリスメチレンホスホン酸、グルコン酸、エチレンジアミン四酢酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、マロン酸、シュウ酸等が挙げられる。
F樹脂フィルムは、液状組成物を用いたキャスト法によって製造してもよい。
真空プラズマ処理の雰囲気としては、希ガス又は窒素ガスの体積分率が50体積%以上の雰囲気が好ましく、70体積%以上の雰囲気がより好ましく、90体積%以上の雰囲気がさらに好ましく、100体積%の雰囲気が特に好ましい。希ガス又は窒素ガスの体積分率が前記範囲の下限値以上であれば、F樹脂層の表面を充分に粗面化できる。
真空プラズマ処理におけるガス流量、真空度、処理時間は、表面処理されるF樹脂層の組成や真空プラズマ処理装置の構造により適宜選択される。
複合積層体表面の金属層のパターニングには、フォトリソグラフィーが好適である。フォトグラフィーでは、先ず加工対象表面上にレジスト層を形成する。レジストとしては液状のもの、フィルム状のものが使用可能である。液状レジストの場合、スピンコート等で基板表面に均一な厚さに塗布し、その後レジストに含まれる有機溶剤を蒸発させるプリベーク処理を実施する。一般に、液状レジストはポジ型(露光した部分が無くなる)、フィルムレジストはネガ型(露光した部分が残る)が多いが、それに対応したマスクパターンを準備すればどちらでも使用可能である。
次に、レジストがパターニングされた基板のレジスト除去部の金属層をエッチングにより除去する。基板をエッチング液に漬けるウェットエッチング方式やエッチングガス中に基板を置き、イオンなどを利用するドライエッチング方式がある。
エッチング後、レジストを有機溶剤等で除去して、所望の回路が完成する。
上記は、サブトラクティブプロセスの例を示したが、極薄金属箔を用いた、モディファイドセミアディティブプロセス(MSAP)も使用可能である。
各種測定方法を以下に示す。
ガラス基板の表面のRa(AFM)は、キーエンス社製のレーザ顕微鏡『VK−X』を用いて表面凹凸を計測し、算出した。
Scan Area:1000μm角。
NAH単位の割合は、赤外吸収スペクトル分析によって求めた。NAH単位以外の単位の割合は、溶融NMR分析及びフッ素含有量分析によって求めた。
TFE系ポリマーをプレス成形して厚さ200μmのフィルムを得た。フィルムを赤外分光法によって分析して赤外吸収スペクトルを得た。赤外吸収スペクトルにおいて、TFE系ポリマー中のNAH単位の吸収ピークは1778cm−1に現れる。この吸収ピークの吸光度を測定し、NAHのモル吸光係数20810mol−1・L・cm−1を用いて、TFE系ポリマーにおけるNAH単位の割合を求めた。
ISO 6721−4:1994に基づき、動的粘弾性測定装置(SIIナノテクノロジー社製、DMS6100)を用い、周波数10Hz、静的力0.98N、動的変位0.035%の条件にて、TFE系ポリマーを2℃/分の速度で20℃から昇温させ、260℃における貯蔵弾性率を測定した。
示差走査熱量計(セイコーインスツル社製、DSC−7020)を用い、TFE系ポリマーを10℃/分の速度で昇温したときの融解ピークを記録し、極大値に対応する温度(℃)を融点とした。
メルトインデクサー(テクノセブン社製)を用い、372℃、49N荷重下で、直径2mm、長さ8mmのノズルから10分間に流出するTFE系ポリマーの質量(g)を測定してMFRとした。
ASTM D 150に準拠した変成器ブリッジ法にしたがい、温度を23℃±2℃の範囲内、相対湿度を50%±5%RHの範囲内に保持した試験環境において、絶縁破壊試験装置(ヤマヨ試験機社製、YSY−243−100RHO)を用いて1MHzで求めた値を比誘電率とした。また、さらに高周波数帯では、SPDR(スプリットポスト誘電体共振器)法により、23℃±2℃、50±5%RHの範囲内の環境下にて、周波数20GHzで測定した。
積層体から、長さ100mm、幅10mmの矩形状の試験片を切り出した。試験片の長さ方向の一端から50mmの位置までF樹脂層とガラス基材とを剥離した。試験片の長さ方向の一端から50mmの位置を中央にして、引張り試験機(オリエンテック社製)を用いて、引張り速度50mm/分で90°剥離し、最大荷重を剥離強度(N/cm)とした。
TFE、NAH(日立化成社製、無水ハイミック酸)、PPVE(AGC社製)を用いて、国際公開第2016/017801号の段落[0123]に記載の手順でTFE系ポリマーAを製造した。TFE系ポリマーAにおける各単位の割合は、NAH単位/TFE単位/PPVE単位=0.1/97.9/2.0(モル%)であった。TFE系ポリマーAの260℃における貯蔵弾性率は1.1MPaであり、融点は300℃であり、MFRは17.6g/10分であり、比誘電率は2.1(測定周波数:1MHz)であり、フッ素含有量は75質量%であり、TFE系ポリマーAの主鎖炭素数1×106個に対する接着性官能基の含有量は1000個であった。
750mm巾のコートハンガーダイを有する65mmφ単軸押出機を用い、ダイ温度340℃でTFE系ポリマーAをフィルム状に押出成形して、厚さ50μmのF樹脂フィルム1を得た。
同様にして、厚さ60μmのF樹脂フィルム2を得た。
同様にして、厚さ62μmのF樹脂フィルム3を得た。
同様にして、厚さ25μmのF樹脂フィルム4を得た。
ガラス基材として、ソーダライムガラス板(AGC社製、厚さ:0.3mm、tanδ:0.017)を用意した。
ガラス基材を、23℃にて、ガラス洗浄液(横浜油脂工業社製セミクリーンGE−5の原液、pH:13)に浸漬し、超音波振動を印加しながらウェット処理した。1時間浸漬した後、ガラス基材を液から引き上げた。ガラス基材を純水で充分に洗浄した後、エアブローで乾燥し、ウェット処理したガラス基材を得た。ウェット処理後のガラス基材のRa(レーザ顕微鏡)は0.1μm以下であった。
ウェット処理したガラス基材の両面に、F樹脂フィルム1(tanδ:0.001)、銅箔(三井金属鉱業社製3EC−M2S−VLP、厚さ7um、Rzは1.8μm)の順に重ねた状態で真空プレス機に投入し、真空度:10kPa、圧着時の温度:340℃、圧着時の圧力:2.0MPa、ホールド:10分間の条件で真空圧着し、複合積層体1を得た。
得られた積層体の片面にレジスト塗布、マスク露光、現像、銅エッチングを実施し、長さ25mm、幅0.72mmのマイクロストリップラインを形成した。
作製したマイクロストリップラインを用いて、周波数28GHzにおける伝送損失測定を実施した。伝送損失測定には、アンリツ社のユニバーサルテストフィクスチャ3680を使用した。
測定の結果、伝送損失は、−1.44dBであった。
また、式(1)から得られた誘電特性Lは0.0084であった。
F樹脂フィルム1をF樹脂フィルム2(tanδ:0.001)にかえた他は例1と同様にして、複合積層体2を得た。
得られた積層体の銅箔面にレジスト塗布、マスク露光、現像、銅エッチングを実施し、長さ25mm、スリット幅0.1mm、信号線幅1.0mmのコプレナーウェーブガイドを形成した。
作製したコプレナーウェーブガイドを用いて、周波数28GHzにおける伝送損失測定を実施した。伝送損失測定には、アンリツ社のユニバーサルテストフィクスチャ3680を使用した。
測定の結果、伝送損失は、−1.10dBであった。
また、式(2)から得られた誘電特性Lは0.0875であった。
ガラス基材として、無アルカリガラス板(組成比、数値はmol%、SiO2:66.1、Al2O3:11.3、B2O3:7.8、MgO:5.1、CaO:4.5、SrO:5.2、厚さ:0.3mm、tanδ:0.0076)を用意した。
ガラス基材を、例1と同様にウェット処理、洗浄、乾燥を行い、ウェット処理したガラス基材を得た。ウェット処理後のガラス基材のRa(レーザ顕微鏡)は0.1μm以下であった。
ウェット処理したガラス基材の両面に、F樹脂フィルム3(tanδ:0.001)、銅箔(三井金属鉱業社製3EC−M2S−VLP、厚さ7um)の順に重ねた状態で真空プレス機に投入し、真空度:10kPa、圧着時の温度:340℃、圧着時の圧力:2.0MPa、ホールド:10分間の条件で真空圧着し、複合積層体3を得た。
得られた積層体の片面にレジスト塗布、マスク露光、現像、銅エッチングを実施し、長さ25mm、幅0.72mmのマイクロストリップラインを形成した。
作製したマイクロストリップラインを用いて、周波数28GHzにおける伝送損失測定を実施した。伝送損失測定には、アンリツ社のユニバーサルテストフィクスチャ3680を使用した。
測定の結果、伝送損失は、−0.85dBであった。
また、式(1)から得られた誘電特性Lは0.0041であった。
ガラス基材として、ソーダライムガラス板(AGC製、厚さ:0.5mm、tanδ:0.017)を用意した。
ガラス基材を、例1と同様にウェット処理、洗浄、乾燥を行い、ウェット処理したガラス基材を得た。ウェット処理後のガラス基材のRa(レーザ顕微鏡)は0.1μm以下であった。
ウェット処理したガラス基材の片面に、F樹脂フィルム4(tanδ:0.001)、銅箔(三井金属鉱業社製3EC−M2S−VLP、厚さ7um)の順に重ねた状態で真空プレス機に投入し、真空度:10kPa、圧着時の温度:340℃、圧着時の圧力:2.0MPa、ホールド:10分間の条件で真空圧着し、複合積層体4を得た。
得られた積層体の銅箔面にレジスト塗布、マスク露光、現像、銅エッチングを実施し、スリットアンテナを形成した。
作製したスリットアンテナの周波数28GHzにおける利得および放射効率を測定した。利得および放射効率の測定には、ベクトルネットワークアナライザーを使用した。
測定の結果、アンテナ利得は、8.9dB、放射効率は、57.5%だった。
ガラス基材として、例1と同じソーダライムガラス板を用意した。
ガラス基材を、23℃にて、ガラス洗浄液(横浜油脂工業社製セミクリーンGE−5の原液、pH:13)に浸漬し、超音波振動を印加しながら洗浄処理した。ガラス基材を純水で充分に洗浄した後、エアブローで乾燥しガラス基材を得た。
洗浄処理したガラス基材の両面に、TiおよびCuをスパッタ成膜した後に、電解めっきによりCuを7umの厚さまで成長させた。
両面にCuが形成された基板の片面にレジスト塗布、マスク露光、現像、銅エッチングを実施し、長さ25mm、幅0.72mmのマイクロストリップラインを形成した。
作製したマイクロストリップラインを用いて、周波数28GHzにおける伝送損失測定を実施した。伝送損失測定には、アンリツ社のユニバーサルテストフィクスチャ3680を使用した。
測定の結果、伝送損失は、−3.15dBであった。
ガラス基材として、例3と同じ無アルカリガラス板を用意した。
ガラス基材を、23℃にて、ガラス洗浄液(横浜油脂工業社製セミクリーンGE−5の原液、pH:13)に浸漬し、超音波振動を印加しながら洗浄処理した。ガラス基材を純水で充分に洗浄した後、エアブローで乾燥しガラス基材を得た。
洗浄処理したガラス基材の両面に、TiおよびCuをスパッタ成膜した後に、電解めっきによりCuを7umの厚さまで成長させた。
両面にCuが形成された基板の片面にレジスト塗布、マスク露光、現像、銅エッチングを実施し、長さ25mm、幅0.72mmのマイクロストリップラインを形成した。
作製したマイクロストリップラインを用いて、周波数28GHzにおける伝送損失測定を実施した。伝送損失測定には、アンリツ社のユニバーサルテストフィクスチャ3680を使用した。
測定の結果、伝送損失は、−1.55dBであった。
ガラス基材として、例1と同じソーダライムガラス板を用意した。
ガラス基材を、23℃にて、ガラス洗浄液(横浜油脂工業社製セミクリーンGE−5の原液、pH:13)に浸漬し、超音波振動を印加しながら洗浄処理した。ガラス基材を純水で充分に洗浄した後、エアブローで乾燥しガラス基材を得た。
洗浄処理したガラス基材の片面に、TiおよびCuをスパッタ成膜した後に、電解めっきによりCuを7umの厚さまで成長させた。
片面にCuが形成された基板のCu面にレジスト塗布、マスク露光、現像、銅エッチングを実施し、長さ25mm、スリット幅0.1mm、信号線幅1.0mmのコプレナーウェーブガイドを形成した。
作製したコプレナーウェーブガイドを用いて、周波数28GHzにおける伝送損失測定を実施した。伝送損失測定には、アンリツ社のユニバーサルテストフィクスチャ3680を使用した。
測定の結果、伝送損失は、−2.15dBであった。
ガラス基材として、例3と同じ無アルカリガラス板を用意した。
ガラス基材を、23℃にて、ガラス洗浄液(横浜油脂工業社製セミクリーンGE−5の原液、pH:13)に浸漬し、超音波振動を印加しながら洗浄処理した。ガラス基材を純水で充分に洗浄した後、エアブローで乾燥しガラス基材を得た。
洗浄処理したガラス基材の片面に、TiおよびCuをスパッタ成膜した後に、電解めっきによりCuを7umの厚さまで成長させた。
片面にCuが形成された基板のCu面にレジスト塗布、マスク露光、現像、銅エッチングを実施し、長さ25mm、スリット幅0.1mm、信号線幅1.0mmのコプレナーウェーブガイドを形成した。
作製したコプレナーウェーブガイドを用いて、周波数28GHzにおける伝送損失測定を実施した。伝送損失測定には、アンリツ社のユニバーサルテストフィクスチャ3680を使用した。
測定の結果、伝送損失は、−1.08dBであった。
ガラス基材として、例4と同じソーダライムガラス板を用意した。
ガラス基材を、23℃にて、ガラス洗浄液(横浜油脂工業社製セミクリーンGE−5の原液、pH:13)に浸漬し、超音波振動を印加しながら洗浄処理した。ガラス基材を純水で充分に洗浄した後、エアブローで乾燥しガラス基材を得た。
洗浄処理したガラス基材の片面に、TiおよびCuをスパッタ成膜した後に、電解めっきによりCuを7umの厚さまで成長させた。
片面にCuが形成された基板のCu面にレジスト塗布、マスク露光、現像、銅エッチングを実施し、スリットアンテナを作製した。作製したスリットアンテナの周波数28GHzにおける利得および放射効率を測定した。利得および放射効率測定には、ベクトルネットワークアナライザーを使用した。
測定の結果、アンテナ利得は、5.5dB、放射効率は、44.0%だった。
例1と比較例2との比較により、無アルカリガラスよりもtanδが悪くかつ安価なソーダライムガラスを用いても、F樹脂層を介在させることで、無アルカリガラスを用いた場合と同等のMSLにおける伝送損失を得られることがわかる。
例2と比較例3との比較により、同じソーダライムガラスをガラス基材として用いた場合、F樹脂層を介在させることで、CPWの伝送損失を1.05dB向上させられることがわかる。
例2と比較例4との比較により、無アルカリガラスよりもtanδが悪くかつ安価なソーダライムガラスを用いても、F樹脂層を介在させることで、無アルカリガラスを用いた場合と同等のCPWにおける伝送損失を得られることがわかる。
例3と比較例2との比較により、同じ無アルカリガラスを用いた場合、F樹脂層を介在させることで、MSLの伝送損失を0.71dB向上させられることがわかる。
比較例1〜4は、ガラス上にCu層を形成するために、スパッタや電解めっきが必要でコストと時間がかかる。一方、例1〜3では、銅箔をF樹脂層を介して真空ホットプレスするのみなので、安価で短時間で加工できる。
例4と比較例5との比較により、同じソーダライムガラスをガラス基材として用いてスリットアンテナを作製した場合、F樹脂層を介在させることで、アンテナ利得を3.4dB向上させ、放射効率を13.5%向上させられることがわかる。
2 樹脂層
3 金属層
4 マイクロストリップ線路
5 グランド
6 コプレナーウェイブガイド線路
7 グランド
Claims (14)
- ガラス基板と、前記ガラス基板の少なくとも一方の面に当接した樹脂層とを備えたガラス/樹脂積層体と、
前記ガラス/樹脂積層体の樹脂層に当接した金属層と、を有する複合積層体であって、
前記ガラス基板の樹脂層が当接した表面の算術平均粗さRaが1.0μm以下であり、
前記樹脂層がテトラフルオロエチレン系ポリマーを含み、
前記ガラス基板の厚さが50〜5000μmであり、
前記樹脂層の厚さが1〜100μmであり、
前記金属層の厚さが1〜40μmである、複合積層体。 - 下式(1)で得られ、前記ガラス基板の両面に当接した樹脂層を備えた前記ガラス/樹脂積層体の誘電特性Lが0.001〜0.020である、請求項1に記載の複合積層体。
誘電特性L=(tanδ1×t1+8×tanδ2×t21)/(t1+4×t21) 式(1)
(ただし、式中のtanδ1はガラス基板を構成するガラスの28GHzにおける誘電正接、t1はガラス基板の厚さ[μm]、tanδ2は樹脂層を構成する樹脂の28GHzにおける誘電正接、t21はガラス基板の両面に当接したそれぞれの樹脂層の合計の厚さ[μm]である) - 下式(2)で得られ、前記ガラス基板の片面に当接した樹脂層を備えた前記ガラス/樹脂積層体の誘電特性Lが0.001〜0.020である、請求項1に記載の複合積層体。
誘電特性L=(tanδ1×t1+55×tanδ2×t22)/(t1+11×t22) 式(2)
(ただし、式中のtanδ1はガラス基板を構成するガラスの28GHzにおける誘電正接、t1はガラス基板の厚さ[μm]、tanδ2は樹脂層を構成する樹脂の28GHzにおける誘電正接、t22はガラス基板の片面に当接した樹脂層の厚さ[μm]である) - 前記ガラス基板を構成するガラスの28GHzで測定したときの誘電正接が0.001〜0.02である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合積層体。
- 前記ガラス基板の厚さが200〜600μmであり、前記樹脂層の厚さが20〜80μmである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の複合積層体。
- 前記樹脂層が、テトラフルオロエチレン系ポリマーの押出フィルムからなる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の複合積層体。
- 前記テトラフルオロエチレン系ポリマーが、0.1〜5.0MPaの貯蔵弾性率を示す温度領域を260℃以下に有し、融点が260℃超である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の複合積層体。
- 前記テトラフルオロエチレン系ポリマーが、テトラフルオロエチレンに基づく単位と、ペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)、ヘキサフルオロプロピレン及びフルオロアルキルエチレンからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーに基づく単位とを有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の複合積層体。
- 前記テトラフルオロエチレン系ポリマーが、カルボニル基含有基、ヒドロキシ基、エポキシ基、アミド基、アミノ基及びイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の複合積層体。
- 前記金属層の、樹脂層と接する側の最大高さ粗さRzが7.0μm以下である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の複合積層体。
- 前記ガラス基板と前記樹脂層との界面の剥離強度が5N/cm以上であり、前記樹脂層の比誘電率が2.0〜3.5である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の複合積層体。
- 前記金属層がパターニングされている、請求項1〜11のいずれか一項に記載の複合積層体。
- アンテナである請求項12に記載の複合積層体。
- 半導体パッケージ基板である請求項12に記載の複合積層体。
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