JP2023002496A - 銅張積層板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】銅張積層板の製造方法を提供する。【解決手段】銅張積層板の製造方法は、コア層１０を成形する工程と、コア層の片面または両面にフッ素含有塗料を噴霧塗布して、１００℃～２００℃で乾燥させて溶剤を除去し、その後３００～３２０℃で焼結して、少なくとも１層の接着層２１、２２と少なくとも１層のコア層が重ね合わせられた複合誘電体材料１００を製造する工程と、複合誘電体材料の片面又は両面に銅箔３１、３２を重ねあわせて積層して、銅張積層板の基材２００を製造する工程と、を含む。【選択図】図１
Description
本発明は、積層印刷回路板に用いられる銅張積層板の製造方法に関する。
５Ｇ無線通信の商用アプリケーションの開発に伴い、無線通信の周波数帯域は、低周波数から高周波数、さらにはミリ波の周波数帯域へと徐々に発展している。表皮効果の原理によれば、周波数が高いほど、電気信号がより導体（即ち銅箔）の表面に集中し、銅箔の表面粗さが小さいほど、電気信号の伝送経路が短くなり、損失が少なくなる。従って、粗さが非常に小さく、特に表面粗さ（以下、Ｒｚと略す）が１．０以下の銅箔を使用すると、銅張積層板の導体損失を減らすことができる。
さらに、基板として低誘電・低損失の誘電体材料を使用することは、銅張積層板の誘電損失を低減するのにも有益であり、アンテナ帯域幅を増やすこともできる。典型的な低誘電・低損失の誘電体材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと略す）、液晶ポリマー（以下、ＬＣＰと略す）、及びそれらの改質材料などの樹脂が挙げられる。しかしながら、上記樹脂や超低表面粗さの銅箔のいずれも剥離強度が比較的低く、フレキシブル基板に使用される場合、曲げられると剥離が発生し、プリント回路基板（以下、ＰＣＢと略す）のバックエンドプロセスからの製作要求を満たすことができなくなる。
従って、低粗度な銅箔と低誘電・低損失の誘電体材料を使用する時の低剥離強度の問題を解決するために、低い誘電率（以下、Ｄｋと略す）と低い誘電損失（以下、Ｄｆと略す）の接着層を増設することにより誘電体と銅箔の接着力を向上させることが一般的である。一般的に使用されている接着材としては低誘電率のエポキシ接着剤が挙げられるが、ＰＴＦＥやＬＣＰなどの誘電体と比べてＤｋとＤｆが比較的高いため、接着材として使用されると、銅張積層板の誘電損失が増えるという問題がある。
上記の問題を解決するために、接着材として、エポキシ接着剤に代えて、フッ素含有接着シート（例えば、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー（以下、ＰＦＡと略す）、ポリパーフルオロエチレンプロピレン（以下、ＰＦＡと略す））を使用しようとすることが提案された。例えば、特許文献１は、ＬＣＰ／ＰＦＡ複合フィルムを使用する銅張積層板を開示している。しかしながら、フッ素含有接着シートを使用することにより、得られる銅張積層板のＤｋ及びＤｆを低減することができ、且つ製造コストが低いが、接着シートの限界膜厚を１０μｍ以内にすることが困難であるから、複数枚の銅張積層板を積層して得られた多層ＰＣＢの全体的な厚さが大きくなり、これは電子機器の小型化には不利である。また、基材に接着シートを積層すると、完全に接着シートを平坦化することが難しく、気泡やシワなどの欠陥が発生しやすい。更に、フッ素含有接着シートは、静電気が比較的強く、空気中のホコリを吸収しやすいため、良品率が低下してしまう恐れがある。
さらに、フッ素含有接着シートを積層するプロセスに代えて、フッ素含有塗料に対して、浸漬、ブレードコーティング、ローラーコーティングを行うことも提案されている。しかし、上記方法では、接着層の厚さを減し、表面欠陥率を低減することができ、連続生産に適するが、浸漬、ブレードコーティング、ローラーコーティング用のエマルジョンタンクは開放式であるため、後期の高温乾燥オーブンが作動すると、作業場の周囲温度が上昇するから、開放式のエマルジョンタンク内の助剤が揮発し、塗料の粘度が大きくなり、塗布層の厚さが変わり、誘電体材料の厚さの均一性が悪くなって、ＰＣＢのインピーダンス整合が影響される恐れがある。上記の問題に加えて、浸漬、ナイフコーティング、ローラーコーティングなどの方法では、ロールとなった基板を幅方向と巻回方向に同時に引き伸ばして平坦化する必要があるが、ガラス繊維布で補強されておらず、且つ焼結されていないフッ素生シートは柔らかすぎて、特に幅方向では強度が低すぎて、引っ張られて変形し易いから、媒質の均一性が低下し、ましてシートにひび割れなどの欠陥が発生することがある。また、銅箔の表面にフッ素含有コーティング塗料を施すと、高温焼結時に揮発性物質が銅箔を腐食し、銅被覆積層板の性能に影響を及ぼす恐れもある。これによって、高温真空装置には銅箔の高温酸化を防ぐことが求められているという技術課題もある。
本発明は、上記の先行技術の問題点にかんがみて開発されたものであり、連続生産の要求を満たし、銅張積層板の良品率が向上し、基板シートを伸ばして平坦化する必要がなく、軟質の基板シートへの塗布により適するとともに、銅張積層板の優れた電気的特性を実現でき、製作された銅張積層板が高剥離強度、低吸水性、及び小さい厚みを有する、銅張積層板の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の銅張積層板の製造方法は、
工程１：コア層を成形する工程、
工程２：前記コア層の片面または両面にフッ素含有塗料を噴霧塗布して、１００℃～２００℃で乾燥させて溶剤を除去し、その後３００～３２０℃で焼結して、少なくとも１層の接着層と少なくとも１層の前記コア層が重ね合わせられた複合誘電体材料を製造する工程、
工程３：工程２の後、前記複合誘電体材料の片面または両面に銅箔を重ねあわせて積層して、銅張積層板を製造する工程
を含むことを特徴とする。
工程１：コア層を成形する工程、
工程２：前記コア層の片面または両面にフッ素含有塗料を噴霧塗布して、１００℃～２００℃で乾燥させて溶剤を除去し、その後３００～３２０℃で焼結して、少なくとも１層の接着層と少なくとも１層の前記コア層が重ね合わせられた複合誘電体材料を製造する工程、
工程３：工程２の後、前記複合誘電体材料の片面または両面に銅箔を重ねあわせて積層して、銅張積層板を製造する工程
を含むことを特徴とする。
本発明の銅張積層板の製造方法には、以下の条件、即ち工程２において乾燥温度が１５０～２００℃、乾燥時間が５ｍｉｎ～１５ｍｉｎ、焼結温度が３０５～３２０℃、焼結時間が５ｍｉｎ～１５ｍｉｎであることを設定してもよい。
本発明の銅張積層板の製造方法には、以下の条件、即ち工程３において積層温度が３００～３７０℃、積層圧力が１～７ＭＰａ、積層時間が０．５～２ｈｒであることを設定してもよい。
本発明の銅張積層板の製造方法には、工程２において、前記コア層の正面と背面の両方にフッ素含有塗料を噴霧塗布して、接着層、コア層、及び接着層を順次積層した複合誘電体材料を製造することもできる。
本発明の銅張積層板の製造方法には、接着層ごとの厚さは１～３５μｍであってもよい。また、本発明の銅張積層板の製造方法では、接着層ごとの厚さは５～１２．５μｍであってもよい。本発明の銅張積層板の製造方法によれば、工程２に噴霧塗布－乾燥－焼結というプロセスを使用するため、従来の製造方法に対して以下のメリットがある。
先ず、従来技術に接着剤としてフッ素含有接着シート（ＰＦＡ）を用いた製造方法と比較して、本発明の製造方法は噴霧塗布プロセスを使用しているので、噴霧塗布幅及び被覆層の厚さをオンラインで調整することができ、そして、高温高圧で積層した後、コア層や銅箔の微細構造に塗料が浸透しやすいので、同じ剥離強度では誘電体層の厚みが更に薄くなる。
次に、ＰＦＡエマルジョンの浸漬またはブレードコーティングを使用する従来技術の製造方法と比較して、本発明の製造方法は噴霧塗布プロセスを使用しているので、上記のような、開放式のエマルジョンタンクによって引き起こされる問題はない。つまり、本発明の製造方法においては、塗料の粘度がより安定するため、接着層の厚み公差が小さくなり、一定の厚さ公差のあるコア層の表面に、実質的に均一な厚さの接着層を覆うことが実現できる。
上記のメリットにより、本発明の製造方法によって得られた銅張積層板の接着層は、限界膜厚がより薄く、膜厚がより均一であり、剥離強度が高く、吸水率が低いため、連続生産の要求を満たすばかりでなく、より高い周波数とより高い品質の無線通信の要求を満たす銅張積層板を得ることができる。
また、本発明の銅張積層板の製造方法によれば、上述のような積層技術を採用することにより、従来のフレキシブル銅張積層板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ，ＦＣＣＬ）のロールツーロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）時のロールプレスラインに比べて、設備に対する要求が低減されるとともに、膜厚公差の改善を図ることができ、フッ素含有ＦＣＣＬの製造により適している。
本発明の銅張積層板の製造方法により製造された銅張積層板は、厚みを低下させながら良好な剥離強度を実現することができ、例えば、０．５～４Ｎ／ｍｍのような良好な剥離強度を実現することができる。
１０…コア層、２１…第１接着層、２２…第２接着層、１００…複合誘電体材料、２００…銅張積層板の基材、３１…第１銅箔、３２…第２銅箔
以下、本発明の実施形態について説明する。
（１）工程１
工程１はコア層を成形する工程である。コア層を成形する方法は特に限定されず、公知の方法を利用すればよく、例えば、押出法、圧延法、または流延法から選択される任意の方法によってコア層を形成することができる。
工程１はコア層を成形する工程である。コア層を成形する方法は特に限定されず、公知の方法を利用すればよく、例えば、押出法、圧延法、または流延法から選択される任意の方法によってコア層を形成することができる。
コア層の材質は、例えば無機フィラーによって改質されたフッ素含有樹脂であってもよく、より詳しくは、無機フィラーによって改質されたフッ素含有樹脂、液晶ポリマー（以下、ＬＣＰと略す）、ポリイミド（以下、ＰＩと略す）から選ばれる１種又は２種以上の混合物から作製されることができる。
また、前記フッ素含有樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリパーフルオロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）、エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）から選択される少なくとも１種であり、より好ましくはＰＴＦＥ樹脂である。
無機フィラーとしては、シリカ、二酸化チタン、アルミナ、チタン酸バリウム、及びガラス繊維から選択される１種又は２種以上の混合物が挙げられ、シリカが好ましい。コア層において、コア層の総重量に対して、前記無機フィラーの添加量は３０～６５重量％、好ましくは４０～６０重量％、より好ましくは５０～６０重量％である。また、コア層において、コア層の総重量に対して、前記フッ素含有樹脂の割合は３５～７０重量％、好ましくは４０～６０重量％、より好ましくは４０～５０重量％である。コア層における無機フィラー及びフッ素含有樹脂の割合は、下記のコア層の電気的特性が満たされた限り、具体的な要求に応じて適当に調整することができる。
コア層の電気的特性については、例えば、好ましくは１０ＧＨｚにおけるＤｋが２．０～３．５、Ｄｆが０．０００２～０．００３であり、より好ましくは１０ＧＨｚにおけるＤｋが２．５～３．０、Ｄｆが０．０００４～０．００１であり、さらに好ましくは１０ＧＨｚにおけるＤｋが２．８～３．０、Ｄｆが０．０００４～０．００１である。コア層の電気的特性Ｄｋ及びＤｆは、公知の方法、例えば、以下の実施例に記載される方法によって測定することができる。
コア層の厚さは、例えば１０～３００μｍ、好ましくは２０～２００μｍ、より好ましくは３０～１２５μｍ、更に好ましくは４０～９０μｍ、より更に好ましくは５０～９０μｍに設定される。コア層の厚さは、公知の方法、例えば、以下の実施例に記載される方法によって測定することができる。
（工程２）
工程２は、コア層に接着層を形成する工程である。具体的には、工程２は噴霧塗布プロセス、乾燥プロセス及び焼結プロセスを順次含む。より具体的には、工程２において次の操作を行う。即ち、前記コア層の片面又は両面にフッ素含有塗料を噴霧塗布し、１００℃～２００℃で乾燥して溶剤を除去し、その後、３００～３２０℃で焼結して、少なくとも１層の接着層と少なくとも１層の前記コア層が重ね合わせられた複合誘電体材料を製造する。
工程２は、コア層に接着層を形成する工程である。具体的には、工程２は噴霧塗布プロセス、乾燥プロセス及び焼結プロセスを順次含む。より具体的には、工程２において次の操作を行う。即ち、前記コア層の片面又は両面にフッ素含有塗料を噴霧塗布し、１００℃～２００℃で乾燥して溶剤を除去し、その後、３００～３２０℃で焼結して、少なくとも１層の接着層と少なくとも１層の前記コア層が重ね合わせられた複合誘電体材料を製造する。
工程２では、生産性を向上させるために、噴霧塗布－乾燥－焼結を連続して行うことができる生産ライン、例えば、片面（または両面）に噴霧塗布－乾燥－焼結を行う生産ラインを使用することが好ましい。このような片面（または両面）に噴霧塗布－乾燥－焼結を行う生産ラインを使用することにより、連続的なロール化加工だけでなく、連続的なシート加工も可能となり、生産性と良品率が向上する。
本発明において、フッ素含有塗料における樹脂の含有量は３０～６０重量％、好ましくは４０～６０重量％、より好ましくは５０～６０重量％である。フッ素含有塗料における助剤の含有量は１～５重量％、好ましくは２～４重量％、より好ましくは２～３重量％である。フッ素含有塗料における溶剤の含有量は３５～６５重量％、好ましくは３５～５５重量％、より好ましくは４５～５５重量％である。助剤及び溶剤は、特に限定されておらず、本分野でよく使われる助剤及び溶剤を使用することができる。
上記フッ素含有塗料は、従来の市販品を使用することができ、例えば、ダイキンフッ素化学（中国）有限公司製ＡＤ－２ＣＲＥＲ、３Ｍ社製ＰＦＡ６９００ＲＧなどが挙げられる。
噴霧塗布プロセスにおける各パラメータは、例えば次のように設定することができる。噴霧塗布の流量を、例えば５０～２００ｃｃ／ｍｉｎ、好ましくは５０～１５０ｃｃ／ｍｉｎ、より好ましくは５０～１００ｃｃ／ｍｉｎ、更に好ましくは７０～１００ｃｃ／ｍｉｎに設定し、噴霧塗布の圧力を、例えば１～７ＭＰａ、好ましくは１～６ＭＰａ、より好ましくは２～６ＭＰａ、更に好ましくは３～４ＭＰａに設定し、噴霧塗布の距離（即ち、ノズルの先端からコア層表面までの距離）を、例えば１０～４０ｃｍ、好ましくは１０～３０ｃｍ、より好ましくは２０～３０ｃｍ、更に好ましくは２０～２５ｃｍに設定する。これらの条件を任意組み合わせることができる。また、噴霧塗布プロセスにおける各パラメータは、例えば、銅張積層板に対する実際要求、接着層に対する実際要求、接着層の材質及び性能などに応じて適当に変更することができる。特に噴霧塗布の流量は、接着層の厚さ及び塗料の特性などに応じて適当に設定することができる。
噴霧塗布プロセスは、たとえば、高精度の電子制御スプレーガンを使用して実行することができ、これにより、噴霧塗布のパラメータをオンラインで精確に制御して、噴霧塗布プロセスをリアルタイムで制御することができる。
乾燥工程における各パラメータは、例えば以下のように設定することができる。乾燥温度を１００℃～２００℃、好ましくは１２０～２００℃、より好ましくは１５０～２００℃、更に好ましくは１５０～１８０℃に設定し、乾燥時間を５ｍｉｎ～１５ｍｉｎ、好ましくは７～１５ｍｉｎ、より好ましくは７～１２ｍｉｎ、更に好ましくは８～１０ｍｉｎに設定する。乾燥プロセスにおける各パラメータは、例えば、銅張積層板に対する実際要求、接着層に対する実際要求、接着層の材質及び性能などに応じて適当に変更したり組み合わせたりすることができる。
乾燥工程は、例えば、熱風乾燥を利用することができる。
焼結工程における各パラメータは、例えば以下のように設定することができる。焼結温度を、例えば３００℃～３２０℃、好ましくは３０５～３２０℃、より好ましくは３１０～３２０℃、更に好ましくは３１５～３２０℃に設定し、焼結時間を、例えば５ｍｉｎ～１５ｍｉｎ、好ましくは７～１５ｍｉｎ、より好ましくは７～１２ｍｉｎ、更に好ましくは８～１０ｍｉｎに設定する。また、焼結プロセスにおける各パラメータは、例えば、銅張積層板に対する実際要求、接着層に対する実際要求、接着層の材質及び性能などに応じて適当に変更したり組み合わせたりすることができる。
焼結工程は、例えば、熱風乾燥を利用することができる。
接着剤層の厚さは、例えば、工程２前のコア層の厚さ（以下、ｈ１とする）及び工程２後の複合誘電体材料の厚さ（以下、ｈ２とする）をそれぞれ測定し、ｈ２－ｈ１を計算することにより測定される。接着剤層がコア層の片面にのみ形成される場合、本発明における「接着剤層の厚さ」は、コア層の片面に形成される接着剤層の厚さを指し、ｈ２－ｈ１によって得られ、また、コア層の正面と背面の両方に接着剤層を形成する場合、本発明における「接着層の厚さ」は、正面と背面の両方に形成される接着層の総厚の１／２を指すものであり、（ｈ２－ｈ１）÷２によって得られる。すなわち、本発明における「接着剤層の厚さ」は、特に説明されていない限り、一層の接着層の厚さを指す。
本発明において、接着層の厚さは１～３５μｍ、好ましくは５～２５μｍ、より好ましくは７～１０μｍ、更に好ましくは５～１０μｍである。
本発明において、接着層は、好ましくは１０ＧＨｚにおけるＤｋが２．０～２．２、Ｄｆが０．０００２～０．００１であり、より好ましくは１０ＧＨｚにおけるＤｋが２．０～２．１、Ｄｆが０．０００２～０．０００４である。
本発明において、コア層の正面と背面の両方に接着層を形成する場合、図１に示すように、第１接着層２１と第２接着層２２を形成し、第１接着層２１と第２接着層２２は同一であっても異なっていてもよく、同一であるのが好ましい。第１接着層２１と第２接着層２２を形成する場合、全く同じである工程２を二回行うことによりコア層の正面と背面に第１接着層２１と第２接着層２２をそれぞれ形成してもよく、工程２を一回行うことにより第１接着層２１と第２接着層２２を同時に形成してもよい。本発明には、第１接着層２１と第２接着層２２は、全く同じ層あることが好ましい。
本発明の銅張積層板の製造方法は、工程２に上記噴霧塗布－乾燥－焼結のプロセスを使用するため、従来の製造方法に対して以下のメリットを有する。
先ず、接着材としてフッ素含有接着シート（ＰＦＡ）を使用する従来の製造方法と比べ、本発明の製造方法は噴霧塗布プロセスを使用するため、噴霧塗布の幅、塗布層の厚さをオンラインで調整することができ、且つ高温・高圧で積層した後、塗料がコア層と銅箔の微細構造に浸透しやすいから、同じ剥離強度ではその誘電体層の厚みが更に薄くなる。
次に、本発明の製造方法は、従来技術のＰＦＡエマルジョンを用いた浸漬またはブレードコーティングの製造方法と比べ、噴霧塗布法を利用しているため、上記の、開放式のエマルジョンタンクによって引き起こされる問題はない。つまり、本発明の製造方法においては、塗料の粘度がより安定するため、塗布層の厚み公差が小さくなり、一定の厚さ公差のあるコア層の表面に、厚さが実質的に一致する塗布層を覆うことが実現できる。
本発明において、複合誘電体材料の厚さは、（複合誘電体材料）／積層圧縮比で５０～１５０μｍであり、電子機器の小型化の観点から好ましくは５０～１００μｍである。複合誘電体材料の厚さが上記範囲にある銅張積層板を使用することにより、前記銅張積層板から得られるＰＣＢまたはＦＰＣの厚さを減らすことができ、ＰＣＢまたはＦＰＣの小型化に寄与できる。
（工程３）
工程３は、工程２の後、前記複合誘電体材料の片面または両面に銅箔を重ねあわせて積層して、銅張積層板を製造する工程である。工程３に使用される銅箔の厚さは９～３５μｍ、好ましくは１２～１８μｍである。該銅箔は、圧延により得られた圧延銅箔又は電解により得られた電解銅箔のいずれか１種であってもよい。
工程３は、工程２の後、前記複合誘電体材料の片面または両面に銅箔を重ねあわせて積層して、銅張積層板を製造する工程である。工程３に使用される銅箔の厚さは９～３５μｍ、好ましくは１２～１８μｍである。該銅箔は、圧延により得られた圧延銅箔又は電解により得られた電解銅箔のいずれか１種であってもよい。
銅箔の接着面に対向する面のＲｚは０．６μｍ～１．０μｍであり、低損失の銅張積層板を得る観点から、好ましくは０．６μｍ～０．８μｍ、より好ましくは０．６μｍ～０．７μｍである。前記Ｒｚは、実施例に記載される方法で測定することができる。
工程３において、積層温度は、例えば３００～３７０℃、好ましくは３３０～３７０℃、より好ましくは３５０～３７０℃に設定される。工程３において、積層圧力は、例えば１～７ＭＰａ、好ましくは３～７ＭＰａ、より好ましくは５～７ＭＰａに設定される。工程３において、積層時間は、０．５～２ｈｒ、好ましくは１～２ｈｒ、より好ましくは１．５～２ｈｒに設定される。
上記積層温度、積層圧力及び積層時間は、実際要求に応じて上記範囲に適当に調整することができ、上記範囲に任意に組み合わせることもできる。例えば、工程３は、複合誘電体材料の片面又は両面に銅箔を重ね合わせた後、３００～３７０℃、１～７ＭＰａの条件で０．５～１ｈｒ積層する工程であってもよい。
本発明において、積層圧縮比は１．５程度であるのが一般的である。
工程３を実施するための装置は、工程３を実施できる限り特に限定されず、その具体例として、例えば、真空高温オーブンが挙げられる。
工程３により、銅張積層板（すなわち、可撓性銅張積層板）が得られる。
工程３により得られる銅張積層板に対して、その剥離強度を測定することによりその性能を評価する。この剥離強度は、例えば以下の実施例に記載される方法によって測定することができる。本発明の製造方法から得られる銅張積層板の剥離強度は０．５～４Ｎ／ｍｍ、好ましくは０．７～４Ｎ／ｍｍ、より好ましくは１～４Ｎ／ｍｍである。該剥離強度は、例えば実施例に記載される方法によって測定することができる。
本発明の製造方法から得られる銅張積層板の吸水率は０．０１～０．０６％、好ましくは０．０１～０．０２％である。該吸水率は、例えば実施例に記載される方法によって測定することができる。
工程３の積層の操作により、上記複合誘電体材料はＦＣＣＬ誘電体層（本発明では、「ＦＣＣＬ誘電体層」を「誘電体層」と略することもある）となる。
以上、本発明の実施形態の一例を説明したがが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない限り、本発明に様々な変形を行うことができる。例えば、本発明の銅張積層板の製造方法において、全く同じ工程２を２回行って、第１接着層２１と第２接着層２２をそれぞれ形成することができ、又は、工程２を１回行って第１接着層２１と第２接着層２２を同時に形成することもできる。
以下、本発明にかかる各測定方法を説明する。下記実施例及び又は比較例に対してこれらの測定を行い、結果を表１に示した。
（厚さの測定）
厚さ計（型式：Ｈ型２．４Ｎ、メーカー：ＰＥＡＣＯＣＫ Ｃｏｍｐａｎｙ）を利用して測定対象の厚さを測定した。具体的には、測定用サンプルの四隅と、四辺の中央に対して縁から１ｃｍ離れた４つの点との８点を取り、この８点の厚さを測定し、その平均値を算出して、厚さの測定値とする。
厚さ計（型式：Ｈ型２．４Ｎ、メーカー：ＰＥＡＣＯＣＫ Ｃｏｍｐａｎｙ）を利用して測定対象の厚さを測定した。具体的には、測定用サンプルの四隅と、四辺の中央に対して縁から１ｃｍ離れた４つの点との８点を取り、この８点の厚さを測定し、その平均値を算出して、厚さの測定値とする。
以下、測定対象が工程１から得られるコア層である場合は、測定されるコア層の厚さをｈ１で示すこともある。
以下、測定対象が工程２から得られる複合誘電体材料である場合は、測定される複合誘電体材料の厚さをｈ２で示すこともある。
下記の実施例及び比較例において、コア層の正面と背面の両方に接着層を形成するため、下記式（１）で接着層の厚さｈ３を算出し、表１に記録した。
ｈ３＝（ｈ２－ｈ１）÷２ ……（１）
ｈ３＝（ｈ２－ｈ１）÷２ ……（１）
下記実施例及び比較例において、積層されて得られた銅張積層板に対して、エッチングにより第１銅箔と第２銅箔を除去して、ＦＣＣＬ誘電体層を得る。測定対象がこのＦＣＣＬ誘電体層である場合、測定により得られるのはＦＣＣＬ誘電体層の厚さであり、表１に記録される。
（Ｒｚの測定）
上記Ｒｚは、ＧＢ／Ｔ３５０５－１９８３に規定された微視的粗さの１０点の高さ、具体的には、サンプルの指定された長さにおける輪郭曲線の中で、５つのもっとも高い山の高さの平均値と５つのもっとも深い谷の深さの平均値の和に基づいて求められる。
上記Ｒｚは、ＧＢ／Ｔ３５０５－１９８３に規定された微視的粗さの１０点の高さ、具体的には、サンプルの指定された長さにおける輪郭曲線の中で、５つのもっとも高い山の高さの平均値と５つのもっとも深い谷の深さの平均値の和に基づいて求められる。
（Ｄｋ及びＤｆの測定）
本発明において、ＳＰＤＲ試験方法に従って、作製した可撓性銅張積層板のＤｋ及びを測定した。具体的には、厚さが１ｍｍ未満の、５０×５０ｍｍの測定用サンプルを用意し、サンプルを共振キャビティの治具に置き、Ｄｅｔｅｃｈ ＰＮＡネットワークアナライザＮ５２２５Ｂに接続し、１０ＧＨｚの周波数におけるＤｋ値及びＤｆを測定する。
本発明において、ＳＰＤＲ試験方法に従って、作製した可撓性銅張積層板のＤｋ及びを測定した。具体的には、厚さが１ｍｍ未満の、５０×５０ｍｍの測定用サンプルを用意し、サンプルを共振キャビティの治具に置き、Ｄｅｔｅｃｈ ＰＮＡネットワークアナライザＮ５２２５Ｂに接続し、１０ＧＨｚの周波数におけるＤｋ値及びＤｆを測定する。
（吸水率の測定）
実施例及び比較例で得られる銅張積層板に対して、試験規格ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．６．２．１に従って、浸漬して重量を計るという方法によって吸水率を測定する。
実施例及び比較例で得られる銅張積層板に対して、試験規格ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．６．２．１に従って、浸漬して重量を計るという方法によって吸水率を測定する。
（剥離強度の測定）
本発明において、試験規格ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．４．９に従って、９０°剥離法によって作製した可撓性銅張積層板の剥離強度を測定する。具体的には、作製した可撓性銅張積層板を５０×１５０ｍｍのサンプルに切断し、エッチングにより３．２ｍｍ×２２８．６ｍｍの銅線を形成し、インストロンの万能材料試験機（型式：Ｉｎｓｔｒｏｎ３３６５、メーカー：Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用して、５０．８ｍｍ／ｍｉｎで９０°剥離試験を行って、得られた値を剥離強度とする。
本発明において、試験規格ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．４．９に従って、９０°剥離法によって作製した可撓性銅張積層板の剥離強度を測定する。具体的には、作製した可撓性銅張積層板を５０×１５０ｍｍのサンプルに切断し、エッチングにより３．２ｍｍ×２２８．６ｍｍの銅線を形成し、インストロンの万能材料試験機（型式：Ｉｎｓｔｒｏｎ３３６５、メーカー：Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用して、５０．８ｍｍ／ｍｉｎで９０°剥離試験を行って、得られた値を剥離強度とする。
以下、図１を参照して、実施例１の銅張積層板を説明する。
実施例１
工程１において、コア層１０を形成し、押出し圧延法によって成形した。具体的には、６０重量％のシリカと４０重量％のＰＴＦＥから構成された、厚さが９０μｍであるシートを作製してコア層１０とした。
工程１において、コア層１０を形成し、押出し圧延法によって成形した。具体的には、６０重量％のシリカと４０重量％のＰＴＦＥから構成された、厚さが９０μｍであるシートを作製してコア層１０とした。
工程２において、接着層の厚さが１２．５μｍとなるように噴霧塗布量を調整しながら、該コア層１０の正面と背面の両方にフッ素含有塗料（ダイキンフッ素化学（中国）有限公司製ＡＤ－２ＣＲＥＲ）を同時に噴霧塗布した。その後、１５０℃にて乾燥して溶剤を除去した後、３００にて高温焼結を１０分間行い、図１に示される複合誘電体材料１００を得た。図１に示すように、該複合誘電体材料１００は、コア層１０、コア層１０の正面と背面の両方に位置する第１接着層２１と第２接着層２２を備える。
次いで、工程３において、複合誘電体材料１００の正面と背面の両方に第１銅箔３１と第２銅箔３２を更に重ね合わせた。第１銅箔３１と第２銅箔３２としては、Ｒｚが０．６μｍである電解銅箔（三井株式会社製、型式：ＴＱ－Ｍ４－ＶＳＰ）をそれぞれ使用した。これにとり、銅張積層板の基材２００を得た。その後、３００℃、１ＭＰａにて銅張積層板の基材２００を真空高温オーブンに１時間積層して、銅張積層板を得た。
上記の測定方法で接着層の厚さ、コア層の厚さ、ＦＣＣＬ誘電体層の厚さ及びその公差、銅箔の粗さＲｚ、銅張積層板のＤｋ、銅張積層板のＤｆ、銅張積層板の吸水率、銅張積層板の剥離強度を測定した。
実施例２
接着層の厚さが７μｍとなるように工程２中の噴霧塗布量を調整し、且つ表１に示される方式で工程２中の乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定すること以外は、実施例１と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
接着層の厚さが７μｍとなるように工程２中の噴霧塗布量を調整し、且つ表１に示される方式で工程２中の乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定すること以外は、実施例１と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
実施例３
工程２において、接着層を厚さが１０μｍとなるように形成し、且つ表１に示される方式で乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定すること以外は、実施例１と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
工程２において、接着層を厚さが１０μｍとなるように形成し、且つ表１に示される方式で乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定すること以外は、実施例１と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
実施例４
工程２において、接着層を厚さが１０μｍとなるように形成し、且つ表１に示される方式で乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定し、工程３において、積層温度を３５０℃、積層圧力を７ＭＰａに設定すること以外は、実施例１と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
工程２において、接着層を厚さが１０μｍとなるように形成し、且つ表１に示される方式で乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定し、工程３において、積層温度を３５０℃、積層圧力を７ＭＰａに設定すること以外は、実施例１と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
実施例５
工程２において、接着層を厚さが１０μｍとなるように形成し、且つ表１に示される方式で乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定し、工程３において、積層時間を０．５ｈｒに設定すること以外は、実施例４と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
工程２において、接着層を厚さが１０μｍとなるように形成し、且つ表１に示される方式で乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定し、工程３において、積層時間を０．５ｈｒに設定すること以外は、実施例４と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
実施例６
工程２において、接着層を厚さが１０μｍとなるように形成し、且つ表１に示される方式で乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定すること以外は、実施例４と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
工程２において、接着層を厚さが１０μｍとなるように形成し、且つ表１に示される方式で乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定すること以外は、実施例４と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
実施例７
工程２において、接着層を厚さが５μｍとなるように形成し、且つ表１に示される方式で工程２の乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定すること以外は、実施例４と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
工程２において、接着層を厚さが５μｍとなるように形成し、且つ表１に示される方式で工程２の乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定すること以外は、実施例４と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
実施例８
接着層の厚さが１０μｍとなるように工程２中の噴霧塗布量を調整し、且つ表１に示される方式で工程２中の乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定すること以外は、実施例４と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
接着層の厚さが１０μｍとなるように工程２中の噴霧塗布量を調整し、且つ表１に示される方式で工程２中の乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定すること以外は、実施例４と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
実施例９
接着層の厚さが１０μｍとなるように工程２中の噴霧塗布量を調整し、且つ表１に示される方式で工程２中の乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定し、工程３において、積層温度を３７０℃に設定すること以外は、実施例４と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
接着層の厚さが１０μｍとなるように工程２中の噴霧塗布量を調整し、且つ表１に示される方式で工程２中の乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定し、工程３において、積層温度を３７０℃に設定すること以外は、実施例４と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
実施例１０
接着層の厚さが１０μｍとなるように工程２中の噴霧塗布量を調整し、且つ表１に示される方式で工程２中の乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定し、工程３において、積層時間を２ｈｒに設定すること以外は、実施例４と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
接着層の厚さが１０μｍとなるように工程２中の噴霧塗布量を調整し、且つ表１に示される方式で工程２中の乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定し、工程３において、積層時間を２ｈｒに設定すること以外は、実施例４と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
実施例１１
接着層の厚さが３５μｍとなるように工程２中の噴霧塗布量を調整し、且つ表１に示される方式で工程２中の乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定すること以外は、実施例１と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
接着層の厚さが３５μｍとなるように工程２中の噴霧塗布量を調整し、且つ表１に示される方式で工程２中の乾燥温度、乾燥時間、焼結温度、焼結時間を設定すること以外は、実施例１と同様にして銅張積層板を作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
比較例１
実施例１中の工程２を実行せず、実施例１中の接着層に代えてＰＦＡフィルム（ダイキン株式会社製、型式：ＡＦ００１２Ｂ１、厚さ：１２．５μｍ）を使用すること以外は、実施例４と同様にして作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
実施例１中の工程２を実行せず、実施例１中の接着層に代えてＰＦＡフィルム（ダイキン株式会社製、型式：ＡＦ００１２Ｂ１、厚さ：１２．５μｍ）を使用すること以外は、実施例４と同様にして作製し、且つ実施例１と同様な方法で測定した。
比較例２
ナイフコーティング法を利用して接着層を作製すること以外は、実施例４と同様にして作製し、且つ実施例１と同様な方法で各パラメータを測定した。
ナイフコーティング法を利用して接着層を作製すること以外は、実施例４と同様にして作製し、且つ実施例１と同様な方法で各パラメータを測定した。
比較例３
浸漬法を利用して接着層を作製すること以外は、実施例４と同様にして作製し、且つ実施例１と同様な方法で各パラメータを測定した。
浸漬法を利用して接着層を作製すること以外は、実施例４と同様にして作製し、且つ実施例１と同様な方法で各パラメータを測定した。
実施例１～１１及び比較例１～３の測定結果を表１に示した。
上記の表１から分かるように、本発明の製造方法によれば、厚さがより薄くてより均一な接着層を実現でき、これにより、厚さがより薄くてより均一な誘電体層を実現でき、そして、厚さがより薄くてより均一な銅張積層板を実現できる。また、本発明の製造方法から得られる銅張積層板は、低い誘電損失を有するばかりでなく、高い剥離強度と低い吸水率を有する。
他方では、比較例２と比較例３から分かるように、本発明の工程２で接着層を形成することに代えて、ブレードコーティング法又は浸漬法を利用して接着層を形成すると、得られた誘電体層は、厚さが大きく、その公差も悪いから、得られた銅張積層板の厚さも大きい。
Claims (11)
- 工程１：コア層を成形する工程、
工程２：前記コア層の片面または両面にフッ素含有塗料を噴霧塗布して、１００℃～２００℃で乾燥させて溶剤を除去し、その後３００～３２０℃で焼結して、少なくとも１層の接着層と少なくとも１層の前記コア層が重ね合わせられた複合誘電体材料を製造する工程、
工程３：工程２の後、前記複合誘電体材料の片面または両面に銅箔を重ねあわせて積層して、銅張積層板を製造する工程
を含むことを特徴とする、銅張積層板の製造方法。 - 工程２において、乾燥温度が１５０℃～２００℃であることを特徴とする、請求項１に記載の銅張積層板の製造方法。
- 工程２において、乾燥時間が５ｍｉｎ～１５ｍｉｎであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の銅張積層板の製造方法。
- 工程２において、焼結温度が３０５℃～３２０℃であることを特徴とする、請求項１に記載の銅張積層板の製造方法。
- 工程２において、焼結時間が５ｍｉｎ～１５ｍｉｎであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の銅張積層板の製造方法。
- 工程３において、積層温度が３００℃～３７０℃であることを特徴とする、請求項１に記載の銅張積層板の製造方法。
- 工程３において、積層圧力が１～７ＭＰａであることを特徴とする、請求項１に記載の銅張積層板の製造方法。
- 工程３において、積層時間が０．５～２ｈｒであることを特徴とする、請求項１に記載の銅張積層板の製造方法。
- 工程２において、前記コア層の正面と背面の両方にフッ素含有塗料を噴霧塗布して、接着層、コア層、及び接着層を順次積層した複合誘電体材料を作製することを特徴とする、請求項１に記載の銅張積層板の製造方法。
- 接着層ごとの厚さが１～３５μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の銅張積層板の製造方法。
- 接着層ごとの厚さが５～１２．５μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の銅張積層板の製造方法。
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| JP2022100282A Active JP7403589B2 (ja) | 2021-06-22 | 2022-06-22 | 銅張積層板の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117615526A (zh) * | 2024-01-24 | 2024-02-27 | 开平太平洋绝缘材料有限公司 | 一种覆铜板的制备工艺 |
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| CN117615526B (zh) * | 2024-01-24 | 2024-04-05 | 开平太平洋绝缘材料有限公司 | 一种覆铜板的制备工艺 |
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