JP3238674U - 配線基板の新規材料層構造の製造方法及びその製品 - Google Patents
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Abstract
本考案は、フィルムと銅層とを結合してFCCL片面基板を形成するステップ(1)と、FCCL片面基板のフィルムの裏面に、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム、抗銅イオンマイグレーションフィルム、LDK高周波機能接着剤、抗銅イオンマイグレーション接着剤、又はLDK高周波機能接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物である半硬化性機能性材料層を被覆し、配線基板の新規材料層構造を形成するステップ2)とを含む、配線基板の新規材料層構造の製造方法を提供する。本考案は、また、上記の方法を実施して製造された製品を開示する。製造された配線基板の新規材料層構造は、高周波特性及び/又は抗銅イオンマイグレーション性能を有し、一体構造として、配線基板の製造工程において、配線基板の製作材料として異なる配線基板構造を製作することができ、配線基板の後続の製作に大きな利便性をもたらし、製作工程を簡略化することができる。【選択図】図1
Description
本考案は、配線基板の分野に関し、特に配線基板の新規材料層構造の製造方法及びその製品に関する。
現在、通信ネットワークから端末の応用に至るまで、通信周波数は全面的に高周波化され、高速、大容量アプリケーションが続出している。近年、無線ネットワークが4Gから5Gへ移行するのに伴い、ネットワークの周波数が向上している。関連資料に示された5G発展ロードマップによると、将来、通信周波数が2段階に分けて向上する。第1の段階では2020年までに通信周波数を6GHzに引き上げ、第2の段階では2020年以降にさらに30~60GHzに引き上げることを目指している。市場への応用では、スマートフォンなどの端末アンテナの信号周波数が向上しており、高周波の応用が増えており、高速、大容量の需要も高まっている。無線ネットワークから端末の応用までの現在の高周波・高速化トレンドに対応するため、端末装置におけるアンテナと伝送配線としてのフレキシブル基板も技術のアップグレードを迎える。
従来のフレキシブル基板は、銅箔、絶縁基材、被覆層などの多層構造を有し、銅箔を導体回路材料とし、PIフィルムを回路絶縁基材とし、PIフィルムとエポキシ樹脂バインダを回路保護・絶縁用の被覆層とし、特定のプロセスを経てPIフレキシブル基板に加工する。絶縁基材の性能はフレキシブル基板の最終的な物理性能と電気性能を決定するため、異なる応用シーンや異なる機能に対応できるように、フレキシブル基板は様々な性能特徴の基材を採用する必要がある。現在多く使用されているフレキシブル基板の基材は主にポリイミド(PI)であるが、PI基材の誘電率と損失係数が大きく、吸湿性が大きく、信頼性が悪いため、PIフレキシブル基板の高周波伝送損失が深刻で、構造特性が悪く、現在の高周波・高速化傾向に対応できない。そのため、新型5G科学技術製品の登場に伴い、従来の配線基板の信号伝送周波数と速度は5G科学技術製品の要求を満たすことが難しくなっている。
また、製造プロセスについては、従来の多層フレキシブル配線基板も多層フレキシブルリジッド基板も、プロセスフローが多く、製作が複雑であり、配線基板の性能については、消費電力及び信号伝送損失が増大するなどの問題が存在している。
また、通常、精密配線基板では、通電した場合、配線と配線との間に銅イオンのマイグレーション現象が現れ、装置の使用中、配線と配線との間に導通衝突により、回路の燃焼、発火や爆発などの危険が生じ、回路基板上の配線が安全かつ正常に動作できなくなることがある。
本考案は、これらの欠点に対して、配線基板の新規材料層構造の製造方法及びその製品を提供することを目的とし、製造された配線基板の新規材料層構造は、高周波特性及び/又は抗銅イオンマイグレーション性能を有し、このような配線基板の新規材料層構造は、一体構造として、配線基板の後続の製造工程において、配線基板の製造材料として単層配線基板、多層フレキシブル配線基板、多層フレキシブルリジッド基板等の配線基板構造を製造することができ、配線基板の後続の製作に大きな利便性をもたらし、製作工程を簡略化し、配線基板の製作速度を速め、生産コストを低減することができる。
本考案が上記の目的を達成するために採用する技術的解決手段は、以下の通りである。
配線基板の新規材料層構造の製造方法であって、
フィルムと銅層とを結合して、FCCL片面基板を形成するステップ(1)と、
FCCL片面基板を塗膜機に入れ、フィルムの裏面に、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム、抗銅イオンマイグレーションフィルム、LDK高周波機能性接着剤、抗銅イオンマイグレーション接着剤、又はLDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物である半硬化性機能性材料層を60℃~500℃の温度で被覆し、配線基板の新規材料層構造を形成するステップ(2)とを含む。
フィルムと銅層とを結合して、FCCL片面基板を形成するステップ(1)と、
FCCL片面基板を塗膜機に入れ、フィルムの裏面に、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム、抗銅イオンマイグレーションフィルム、LDK高周波機能性接着剤、抗銅イオンマイグレーション接着剤、又はLDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物である半硬化性機能性材料層を60℃~500℃の温度で被覆し、配線基板の新規材料層構造を形成するステップ(2)とを含む。
本考案のさらなる改良として、前記ステップ(2)において、前記半硬化性機能性材料層の前面及び裏面にそれぞれ離型紙又はPET離型膜を有し、半硬化性機能性材料層をフィルムの裏面に施す前に、前記半硬化性機能性材料層の前面の離型紙又はPET離型膜を剥がしておく。
本考案のさらなる改良として、半硬化性機能性材料層の裏面の剥離紙又はPET剥離膜を剥がし、半硬化性機能性材料層の裏面に銅箔をホットプレスし、配線基板の新規両面材料層構造を形成するステップ(3)をさらに含む。
本考案のさらなる改良として、前記半硬化性機能性材料層は、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、及びPTFEフィルムのいずれかである。
本考案のさらなる改良として、前記ステップ(1)において、銅箔をフィルム上に圧着し、フィルムと銅層とを結合する。
本考案のさらなる改良として、前記ステップ(1)において、フィルム上に銅をスパッタリングし、フィルムと銅層とを結合する。
本考案のさらなる改良として、前記ステップ(1)において、前記フィルムは、PIフィルム、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、及びPTFEフィルムのいずれかである。
本考案のさらなる改良として、前記ステップ(2)において、前記抗銅イオンマイグレーションフィルムは、PIフィルムに銅イオン捕捉剤を添加した後、高純度化することにより得られるものであり、
前記抗銅イオンマイグレーション接着剤は、AD接着剤に銅イオン捕捉剤を添加した後、高純度化することにより得られるものであり、
前記LDK高周波機能性接着剤は、AD接着剤にテフロン又はLCP材料を添加することにより得られる。
前記抗銅イオンマイグレーション接着剤は、AD接着剤に銅イオン捕捉剤を添加した後、高純度化することにより得られるものであり、
前記LDK高周波機能性接着剤は、AD接着剤にテフロン又はLCP材料を添加することにより得られる。
本考案のさらなる改良として、前記ステップ(2)において、前記半硬化性機能性材料層及びフィルムの少なくとも一方に着色充填剤を添加する。
本考案のさらなる改良として、前記着色充填剤は炭化物である。
上記方法を実施して製造された配線基板の新規材料層構造であって、上から下へ順に積層された銅層と、フィルムと、半硬化性機能性材料層とを含み、該半硬化性機能性材料層は、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム、抗銅イオンマイグレーションフィルム、LDK高周波機能性接着剤、抗銅イオンマイグレーション接着剤、又はLDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物である。
本考案のさらなる改良として、前記フィルムは、PIフィルム、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、及びPTFEフィルムのいずれかである。
本考案のさらなる改良として、前記銅層は、銅箔又はスパッタ銅である。
本考案のさらなる改良として、前記半硬化性機能性材料層の下面に、剥離紙又はPET剥離膜を有する。
本考案のさらなる改良として、前記半硬化性機能性材料層の下面に銅箔層がホットプレスされており、該半硬化性機能性材料層はフィルムと同一材料であり、該半硬化性機能性材料層はフィルムと一体化されている。
本考案のさらなる改良として、前記フィルム及び半硬化性機能性材料層の少なくとも一方は着色層である。
本考案の有益な効果は、以下のとおりである。
(1)FCCL片面基板上に特殊性能を有する半硬化性機能性材料層を被覆することにより、高周波特性及び/又は抗銅イオンマイグレーション性能を有する配線基板の新規材料層構造を製造し、このような配線基板の新規材料層構造は、一体構造として、配線基板の後続の製造工程において、配線基板の製造材料として、後で他の材料や配線基板との直接ホットプレスなどの工程を経て、単層配線基板、多層フレキシブル配線基板や多層フレキシブルリジッド基板などの基板構造を製造することができ、基板の後続の製作に大きな利便性をもたらし、製作工程を簡略化し、配線基板の製作速度を速め、製品の加工時間を短縮し、プロセスの加工能力を高め、生産コストを低減させ、また、製品構造を最適化し、製品性能を向上させる。
(2)MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム又はPTFEフィルムは、従来のPIフィルムの代わりに配線基板の新規材料層構造を製造するために必要な基材として用いられ、いずれの場合も、配線基板全体の性能と寸法安定性を向上させるだけでなく、高周波特性があり、高周波信号を伝送することができ、高周波信号の伝送速度を速め、高周波信号の高速伝送を実現し、消費電力と高周波信号伝送損失を低くし、配線基板の信号伝送性能を高め、現在の無線ネットワークから端末の応用までの高周波・高速化傾向に対応することができ、特に新型5G科学技術製品に適用することができる。
(3)従来の半硬化性AD接着剤の代わりに半硬化性機能性材料層として、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム、LDK高周波機能性接着剤、又はLDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物を用いることによって、製造した配線基板の新規材料層構造は、高周波特性があり、高周波信号を伝送し、高周波信号の伝送速度を速め、高周波信号の高速伝送を実現し、消費電力と高周波信号伝送損失を低くし、配線基板の信号伝送性能を更に高め、無線ネットワークから端末の応用までの現在の高周波・高速化傾向に対応することができ、特に新型5G科学技術製品に適している。
(4)従来の半硬化性AD接着剤の代わりに、半硬化性機能性材料層として、抗銅イオンマイグレーションフィルム又は抗銅イオンマイグレーション接着剤を用いることによって、製造した配線基板の新規材料層構造は、抗銅イオンマイグレーション機能があり、動作状態で配線が安全かつ効果的に動作することを効果的に確保することができ、通電した場合、配線と配線との間に銅イオンマイグレーションの現象が現れず、装置に通電して使用する過程において、配線と配線との間に銅イオンマイグレーション現象が現れるのを防止し、それにより、回路の短絡、回路の導通による燃焼や発火、電池の爆発、及び機能故障などの危険が現れるのを防止し、配線を効果的に保護する作用を果たす。
(1)FCCL片面基板上に特殊性能を有する半硬化性機能性材料層を被覆することにより、高周波特性及び/又は抗銅イオンマイグレーション性能を有する配線基板の新規材料層構造を製造し、このような配線基板の新規材料層構造は、一体構造として、配線基板の後続の製造工程において、配線基板の製造材料として、後で他の材料や配線基板との直接ホットプレスなどの工程を経て、単層配線基板、多層フレキシブル配線基板や多層フレキシブルリジッド基板などの基板構造を製造することができ、基板の後続の製作に大きな利便性をもたらし、製作工程を簡略化し、配線基板の製作速度を速め、製品の加工時間を短縮し、プロセスの加工能力を高め、生産コストを低減させ、また、製品構造を最適化し、製品性能を向上させる。
(2)MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム又はPTFEフィルムは、従来のPIフィルムの代わりに配線基板の新規材料層構造を製造するために必要な基材として用いられ、いずれの場合も、配線基板全体の性能と寸法安定性を向上させるだけでなく、高周波特性があり、高周波信号を伝送することができ、高周波信号の伝送速度を速め、高周波信号の高速伝送を実現し、消費電力と高周波信号伝送損失を低くし、配線基板の信号伝送性能を高め、現在の無線ネットワークから端末の応用までの高周波・高速化傾向に対応することができ、特に新型5G科学技術製品に適用することができる。
(3)従来の半硬化性AD接着剤の代わりに半硬化性機能性材料層として、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム、LDK高周波機能性接着剤、又はLDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物を用いることによって、製造した配線基板の新規材料層構造は、高周波特性があり、高周波信号を伝送し、高周波信号の伝送速度を速め、高周波信号の高速伝送を実現し、消費電力と高周波信号伝送損失を低くし、配線基板の信号伝送性能を更に高め、無線ネットワークから端末の応用までの現在の高周波・高速化傾向に対応することができ、特に新型5G科学技術製品に適している。
(4)従来の半硬化性AD接着剤の代わりに、半硬化性機能性材料層として、抗銅イオンマイグレーションフィルム又は抗銅イオンマイグレーション接着剤を用いることによって、製造した配線基板の新規材料層構造は、抗銅イオンマイグレーション機能があり、動作状態で配線が安全かつ効果的に動作することを効果的に確保することができ、通電した場合、配線と配線との間に銅イオンマイグレーションの現象が現れず、装置に通電して使用する過程において、配線と配線との間に銅イオンマイグレーション現象が現れるのを防止し、それにより、回路の短絡、回路の導通による燃焼や発火、電池の爆発、及び機能故障などの危険が現れるのを防止し、配線を効果的に保護する作用を果たす。
上記は考案の技術的解決手段の概要であり、以下、添付図面と具体的な実施例を組み合わせて、本考案についてさらに説明する。
本考案が所定の目的を達成するために採用した技術的手段及び効果をさらに詳細に説明するために、以下、添付図面及び好適な実施例を参照して、本考案の具体的な実施形態について詳細に説明する。
実施例1:
本実施例は、
フィルムと銅層とを結合して、FCCL片面基板を形成するステップ(1)と、
FCCL片面基板を塗膜機に入れ、フィルムの裏面に、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム、抗銅イオンマイグレーションフィルム、LDK高周波機能性接着剤、抗銅イオンマイグレーション接着剤、又はLDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物である半硬化性機能性材料層を60~500℃の温度で被覆し、配線基板の新規材料層構造を形成するステップ(2)とを含む、配線基板の新規材料層構造の製造方法を提供する。
本実施例は、
フィルムと銅層とを結合して、FCCL片面基板を形成するステップ(1)と、
FCCL片面基板を塗膜機に入れ、フィルムの裏面に、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム、抗銅イオンマイグレーションフィルム、LDK高周波機能性接着剤、抗銅イオンマイグレーション接着剤、又はLDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物である半硬化性機能性材料層を60~500℃の温度で被覆し、配線基板の新規材料層構造を形成するステップ(2)とを含む、配線基板の新規材料層構造の製造方法を提供する。
前記ステップ(2)において、前記半硬化性機能性材料層の前面及び裏面にそれぞれ離型紙又はPET離型膜を有し、半硬化性機能性材料層をフィルムの裏面に施す前に、前記半硬化性機能性材料層の前面の離型紙又はPET離型膜を剥がしておく。
前記ステップ(1)において、フィルムと銅層とを結合するプロセスは、以下の2種類があり得る。
第1種:銅箔をフィルム上に圧着し、フィルムと銅層とを結合する。
第2種:フィルム上に銅をスパッタリングし、フィルムと銅層とを結合する。
本実施例で製造された配線基板の新規材料層構造は、後の工程では、銅箔上に配線を成形した後、配線が成形された銅箔上にPIフィルムと接着剤層を順次ホットプレスするだけで、単層配線基板を形成することができる。
また、銅箔上に配線を成形した後、本実施例で製造した配線基板の新規材料層構造を複数組重ねて圧着することにより、多層フレキシブル配線基板を形成することができる。具体的に圧着する際には、第1組の配線基板の新規材料層構造の半硬化性機能性材料層と、第2組の配線基板の新規材料層構造において配線が成形された銅箔とを圧着すればよい。
また、配線基板の新規材料層構造全体を両面に接着剤が付いたガラス繊維布にホットプレスし、その後、ガラス繊維布の基板材料層構造から離れた側面に銅箔をホットプレスし、銅箔上に配線を成形することにより、多層フレキシブルリジッド基板を形成し、ガラス繊維布の両面についた接着剤は、抗銅イオンマイグレーション接着剤とLDK高周波機能接着剤の2種類の接着剤の少なくとも1種である。
もちろん、配線基板の新規材料層構造を他の配線基板に直接ホットプレスすることもでき、配線基板の新規材料層構造上の半硬化性機能性材料層を他の配線基板と接触させてホットプレスして一体化することもできる。
具体的には、前記ステップ(1)において、前記フィルムは、PIフィルム、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、及びPTFEフィルムのいずれかである。
半硬化性機能性材料層とフィルムの種類の特性は以下の通りである。
PIフィルムはポリイミドフィルム(PolyimideFilm)であり、性能に優れているフィルム系絶縁材料であり、ピロメリット酸二無水物(PMDA)とジアミンジフェニルエーテル(DDE)を強極性溶媒にて重縮合して、流延し製膜してイミド化したものである。PIフィルムは、優れた耐高低温性、電気絶縁性、粘着性、耐放射線性、耐媒質性を有し、-269℃~280℃の温度範囲で長期間使用可能であり、短時間で400℃の高温に達することができる。ガラス転移温度はそれぞれ280℃(Upilex R)、385℃(Kapton)、500℃以上(Upilex S)である。引張強さは20℃で200MPaであり、200℃で100MPaを超える。特にフレキシブル配線基板用基材として好適である。
MPI(Modified PI)は変性ポリイミドであり、ポリイミド(PI)の処方を改良したものである。MPIは非結晶性の材料であるため、操作温度が広く、低温圧着銅箔下での取り扱いが容易であり、表面と銅との結合が容易であり、かつ安価である。具体的には、フッ化物の処方が改善されているため、MPIフィルムは10~15GHzの高周波信号を伝送することができる。本実施例で配線基板を製造する新規材料層構造に必要な基材としてMPIフィルムを用いることは、特にフレキシブル配線基板の製造に適しており、情報を高速、安定的に受信、伝送するという目的を達成し、端末は例えば5G携帯電話、高周波信号伝送分野、自動運転、レーダー、クラウドサーバーやスマートホーム等に応用されている。
以上より、MPIフィルムは以下の特性があることが分かる。
(1)低Dk値、低Df値;
(2)優れた耐熱老化性;
(3)優れた寸法安定性;
(4)優れた耐薬品性。
したがって、本実施例で配線基板の新規材料層構造を製造するのに必要な基材としてMPIフィルムを採用すると、配線基板全体の性能の安定性と寸法安定性を高めるだけでなく、高周波信号を伝送することができ、高周波信号の伝送速度を速め、消費電力と高周波信号伝送損失を低くし、配線基板の信号伝送性能を高めることができ、無線ネットワークから端末の応用までの現在の高周波・高速化傾向に対応することができ、特に新型5G科学技術製品に適している。
(1)低Dk値、低Df値;
(2)優れた耐熱老化性;
(3)優れた寸法安定性;
(4)優れた耐薬品性。
したがって、本実施例で配線基板の新規材料層構造を製造するのに必要な基材としてMPIフィルムを採用すると、配線基板全体の性能の安定性と寸法安定性を高めるだけでなく、高周波信号を伝送することができ、高周波信号の伝送速度を速め、消費電力と高周波信号伝送損失を低くし、配線基板の信号伝送性能を高めることができ、無線ネットワークから端末の応用までの現在の高周波・高速化傾向に対応することができ、特に新型5G科学技術製品に適している。
LCPは液晶高分子ポリマー(Liquid Crystal Polymer)と呼ばれる新しい熱可塑性有機材料であり、溶融状態では一般的に液晶性を示す。LCPフィルムは液晶ポリマーフィルムであり、LCPフィルムは高強度、高剛性、耐高温、熱安定性、屈曲性、寸法安定性、良好な電気絶縁性などの性能を備えており、PIフィルムに比べて耐水性に優れているため、PIフィルムよりも優れたフィルム状材料である。LCPフィルムは、高い信頼性を確保した上で、高周波高速のフレキシブル基板を実現することができる。LCPフィルムは、以下の優れた電気的特徴を有する。
(1)110GHzまでのすべての無線周波数範囲では、ほぼ一定の誘電率を維持することができ、このため、一致性が良くて、誘電率Dk値は具体的には2.9である;
(2)正接損失は0.002と非常に小さく、110GHzでも0.0045まで増加するだけであり、ミリ波用途に非常に適している;
(3)熱膨張特性が非常に小さく、高周波パッケージ材料として好適に使用できる。
(1)110GHzまでのすべての無線周波数範囲では、ほぼ一定の誘電率を維持することができ、このため、一致性が良くて、誘電率Dk値は具体的には2.9である;
(2)正接損失は0.002と非常に小さく、110GHzでも0.0045まで増加するだけであり、ミリ波用途に非常に適している;
(3)熱膨張特性が非常に小さく、高周波パッケージ材料として好適に使用できる。
本実施例で配線基板の新規材料層構造を製造するのに必要な基材としてLCPフィルムをを採用すると、配線基板全体の性能の安定性と寸法安定性を高めるだけでなく、LCPフィルム全体がより滑らかであるため、LCPフィルム材料の誘電体損失と導体損失がより小さく、且つ、柔軟性、密封性を備えており、高周波信号を伝送することができ、高周波信号の伝送速度を速め、基板の信号伝送性能を高めることができ、無線ネットワークから端末の応用までの現在の高周波・高速化傾向に対応することができる。。
具体的には、配線基板が動作状態で中心領域(チップ)からの指令を伝達する速度を効果的に高めることができ、各部品に迅速に伝達して、装置(例えば携帯電話、通信基地局装置)を迅速に動作させ、遅延やクラッシュなどの現象を防止し、通信過程全体をスムーズにする。そのため、LCPフィルムは高周波デバイスの製作において将来性が期待でき、特に新型5G科学技術製品に適している。
一方、LCPフィルムを基材として製作されたLCPフレキシブル基板は、より柔軟性に優れ、PIフレキシブル基板に比べてスペース利用率をさらに向上させることができる。フレキシブル電子は、より小さな曲げ半径をもってより軽量化、薄型化することができるので、フレキシブル性の実現は小型化の具現化でもある。抵抗変化が10%を超えることを判断の根拠とし、同等の実験条件下では、LCPフレキシブル基板は従来のPIフレキシブル基板に比べてより多くの曲げ回数とより小さい曲げ半径に耐えることができ、そのため、LCPフレキシブル基板はより優れた柔軟性と製品信頼性を有する。優れた柔軟性により、LCPフレキシブル基板の形状を自由に設計することが可能になり、それにより、スマートフォン内の狭いスペースを最大限に活用し、スペース利用効率をさらに向上させることができる。
したがって、LCPフィルムを基材として小型化された高周波高速LCPフレキシブル基板を製作することができる。
TFPは、ユニークな熱可塑性材料であり、従来のPI材料と比較して、次の特性を有する。
(1)低誘電率:Dk値が低く、具体的には2.55であり、通常PIのDk値は3.2であり、そのため、信号の伝播速度が速く、厚さがより薄く、間隔がより小さくなり、電力処理能力がより高い;
(2)超低材料損失;
(3)超高温性能:300℃の高温に耐えることができる;
(4)低吸湿率。
(1)低誘電率:Dk値が低く、具体的には2.55であり、通常PIのDk値は3.2であり、そのため、信号の伝播速度が速く、厚さがより薄く、間隔がより小さくなり、電力処理能力がより高い;
(2)超低材料損失;
(3)超高温性能:300℃の高温に耐えることができる;
(4)低吸湿率。
したがって、本実施例で配線基板の新規材料層構造を製造するのに必要な基材としてTFPフィルムを採用すると、配線基板全体の性能の安定性と寸法安定性を高めるだけでなく、高周波信号を伝送することができ、高周波信号の伝送速度を速め、消費電力と高周波信号伝送損失を低くし、配線基板の信号伝送性能を高めることができ、無線ネットワークから端末の応用までの現在の高周波・高速化傾向に対応することができ、特に新型5G科学技術製品に適している。
PTFEは、日文名がポリテトラフルオロエチレンであり、別称がテフロンである。ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)は、誘電特性、耐薬品性、耐熱性、難燃性に優れ、高周波域では誘電率、誘電損失が小さく、ばらつきが小さい。主な性能は次のとおりである。
1、電気的性能
(1)誘電率:2.1;
(2)誘電損失:5×10-4;
(3)体積抵抗:1018Ω・cm;
2、化学性能:耐酸アルカリ、耐有機溶剤、抗酸化;
3、熱安定性:-200℃~260℃の温度範囲内で長期的に作動可能;
4、難燃性:UL94V-0;
5、耐候性:屋外で20年以上しても機械的性質の明らかな損失がない。
1、電気的性能
(1)誘電率:2.1;
(2)誘電損失:5×10-4;
(3)体積抵抗:1018Ω・cm;
2、化学性能:耐酸アルカリ、耐有機溶剤、抗酸化;
3、熱安定性:-200℃~260℃の温度範囲内で長期的に作動可能;
4、難燃性:UL94V-0;
5、耐候性:屋外で20年以上しても機械的性質の明らかな損失がない。
したがって、本実施例で配線基板の新規材料層構造を製造するのに必要な基材としてPTFEフィルムを採用すると、配線基板全体の性能と寸法の安定性を高めるだけでなく、高周波信号を伝送することができ、高周波信号の伝送速度を速め、消費電力と高周波信号の伝送損失を低減させ、配線基板の信号伝送性能を高め、無線ネットワークから端末の応用までの現在の高周波・高速化トレンドに対応することができ、特に新型5G科学技術製品に適している。
5G基地局の集積化により高周波銅張積層板への需要は急速に増えており、5G高周波高速銅張積層板の主流高周波基材の一つであるポリテトラフルオロエチレンは、5G時代に大きな市場成長を迎える。
このことから、上記PIフィルム、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム及びPTFEフィルムの5つのうちのいずれかは本実施例で配線基板の新規材料層構造を製造するのに必要な基材として用いられ、いずれの場合においても、フレキシブル配線基板に特に適しており、特にMPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム及びPTFEフィルムは、フレキシブル配線基板全体の性能を高めるだけでなく、高周波特性があり、高周波信号の伝送を大幅に速め、高周波信号の高速伝送を実現し、消費電力と高周波信号伝送損失を低くし、特に新型5G科学技術製品に適している。
もちろん、前記半硬化性機能性材料層は、PIフィルムに銅イオン捕捉剤等の試薬を添加した後、高純度化することにより得られる抗銅イオンマイグレーションフィルムであってもよい。具体的には、PIフィルムは、従来のPIフィルムであってもよい。銅イオン捕捉剤として、無機イオン交換剤(例えば、IXE-700F、IXE-750など)を用いることができ、無機イオン交換剤は銅イオンを捕捉する能力を有し、配線と配線との間からの銅イオンのマイグレーションを防止することができ、PIフィルムに銅イオン捕捉剤を添加することにより、銅イオン捕捉剤はPIフィルムの性能に影響を与えず、逆にPIフィルムの性能安定性を向上させることができる。高純度化プロセスにより、PIフィルム中の各種成分の純度を向上させることができ、配線と配線との間の銅イオンがPIフィルムからマイグレーションする可能性が著しく低下し、銅イオンのマイグレーションに抵抗する目的を果たす。具体的には、従来のPIフィルム中の2つずつの成分の間には銅イオンのマイグレーションを可能とする一定のギャップがあり、従来のPIフィルムを精製すると、各成分の濃度が著しく低下し、2つずつの成分の間に存在するギャップが大幅に減少し、これにより、銅イオンのマイグレーションを可能とするギャップが減少し、それにより、銅イオンのマイグレーションを防止する目的が達成される。したがって、硬化した抗銅イオンマイグレーションフィルムはPIフィルムの特性に加えて、低粒子材料の銅イオンマイグレーション防止機能も備えており、動作状態において配線が安全かつ有効に動作することを効果的に確保でき、配線と配線との間にイオンマイグレーション現象が発生することはなく、装置使用中に配線と配線との間の導通衝突による回路の短絡や燃焼、発火や爆発などの危険が発生することを防止し、それにより、配線を効果的に保護する作用を果たす。
前記半硬化性機能性材料層は、従来のAD接着剤にテフロン又はLCP材料を添加したLDK高周波機能性接着剤であってもよい。それにより、半硬化性LDK高周波機能接着剤の内部の分子分布をより緊密かつ均一にし、エネルギーを消費することはなく、LDK高周波機能接着剤は信号伝送周波数を高め、耐磁性干渉機能を有し、回路基板の信号伝送性能を向上させることができ、具体的には、配線基板が動作状態で中心領域(チップ)からの指令を伝達する速度を効果的に高めることができ、各部品に迅速に伝達して、装置(例えば携帯電話、通信基地局装置)を迅速に動作させ、遅延やクラッシュなどの現象を防止し、新型5G科学技術製品の通信過程全体をスムーズにする。
前記半硬化性機能性材料層は、AD接着剤に銅イオン捕捉剤等の試薬を添加した後、高純度化することにより得られる抗銅イオンマイグレーション接着剤であってもよい。具体的には、液状AD接着剤は、従来のAD接着剤であってもよい。銅イオン捕捉剤としては、無機イオン交換剤(例えば、IXE-700F、IXE-750等)を用いることができ、無機イオン交換剤は、銅イオンを捕捉する能力を有し、配線と配線との間からの銅イオンのマイグレーションを防止することができ、AD接着剤に銅イオン捕捉剤を添加することにより、銅イオン捕捉剤はAD接着剤の性能に影響を与えず、逆にAD接着剤の性能安定性を向上させることができる。従来のAD接着剤にはエポキシ樹脂、粘着付与剤、可塑剤や各種充填剤が含まれており、高度な精製プロセスを経ると、AD接着剤中のエポキシ樹脂成分の純度を高めることができ、このようにして、配線と配線との間の銅イオンがAD接着剤中からマイグレーションする可能性を明らかに低減し、銅イオンのマイグレーションを防止する目的を果たす。具体的には、通常のAD接着剤中の2つずつの成分の間には銅イオンのマイグレーションを可能とする一定の隙間があり、従来のAD接着剤を精製してエポキシ樹脂の濃度を高めると、他の成分の濃度が著しく低下し、エポキシ樹脂と他の成分との間に存在するギャップが大幅に減少し、これにより、銅イオンのマイグレーションを可能とするギャップが減少し、それにより、銅イオンマイグレーションを防止する目的が達成される。抗銅イオンマイグレーション接着剤は、銅イオンマイグレーションを防止する低粒子材料の機能を有するので、作動状態において配線が安全かつ効果的に作動することを効果的に確保でき、配線と配線との間にイオンマイグレーション現象が発生することはなく、装置使用中に配線と配線との間の導通衝突による回路の短絡や燃焼、発火や爆発などの危険が発生することを防止し、それにより、配線を効果的に保護する作用を発揮することができる。
半硬化性機能性材料層がLDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物である場合、LDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤とを混合すればよく、それにより、半硬化性高周波材料層は高周波信号の高速伝送性能と抗銅イオンマイグレーション性能とを併せ持つ。
本実施例では、前記フィルムと半硬化性機能性材料層とは同一の材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。例えば、フィルムと半硬化性機能性材料層は共にフィルム類であるか、フィルムはフィルム類であり、半硬化性機能性材料層は接着剤類である。フィルムと半硬化性機能性材料層が共にフィルム類である場合には、好ましくは、フィルムと半硬化性機能性材料層は共にMPIフィルムであるか、フィルムと半硬化性機能性材料層は共にLCPフィルムであるか、フィルムと半硬化性機能性材料層は共にTFPフィルムであるか、フィルムと半硬化性機能性材料層は共にPTFEフィルムである。
前記ステップ(2)において、前記半硬化性機能性材料層及びフィルムは、材料自体の色であってもよいし、透明色であってもよい。
もちろん、半硬化性機能性材料層及びフィルムの少なくとも一方に着色充填剤を添加してもよい。具体的には、着色充填剤は、炭化物又はその他の着色充填剤であってもよい。半硬化性機能性材料層(具体的にはMPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム、抗銅イオンマイグレーションフィルム、LDK高周波機能性接着剤、抗銅イオンマイグレーション接着剤、又はLDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物であってもよい)及びフィルム(具体的にはPIフィルム、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム及びPTFEフィルムのいずれかであってもよい)に着色充填剤が添加されると、黒色を示す。本実施例で製造した基板材料層構造を単層配線基板にしても、多層フレキシブル配線基板にしても、多層フレキシブルリジッド基板にしても、黒色の半硬化性機能性材料層及びフィルムは配線に対して遮蔽作用を有し、内部配線の露出を防止することができ、外部の人が外部から内部配線を見ることを防止し、配線基板上の配線を隠蔽や保護する役割を果たし、また、不純物や欠陥のある配線基板や配線に対しては、このような不純物や欠陥を隠す役割を果たす。
本実施例はまた、上述の方法を実施して製造された基板の新規材料層構造を提供し、図1に示すように、上から下へ順に積層された銅層1と、フィルム2と、半硬化性機能性材料層3とを含み、該銅層1は銅箔又はスパッタ銅であり、該半硬化性機能性材料層3は、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム、抗銅イオンマイグレーションフィルム、LDK高周波機能性接着剤、抗銅イオンマイグレーション接着剤、又はLDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物である。
本実施例では、該半硬化性機能性材料層3は、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム、抗銅イオンマイグレーションフィルム、LDK高周波機能性接着剤、抗銅イオンマイグレーション接着剤、又はLDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物である。MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム及びLDK高周波機能接着剤は全て信号伝送の周波数と速度を速め、高周波信号を伝送し、配線基板の信号伝送性能を高めることができ、フレキシブル配線基板の全体的な性能を高めるだけでなく、高周波特性があり、高周波信号の伝送を大幅に加速し、高周波信号の高速伝送を実現し、特に新型5G科学技術製品に適している。一方、抗銅イオンマイグレーションフィルムは抗銅イオンマイグレーション性を有し、LDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物は高周波信号の高速伝送性能と抗銅イオンマイグレーション性を併せ持つ。
具体的には、前記フィルム2は、PIフィルム、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、及びPTFEフィルムのいずれかである。PIフィルム、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、及びPTFEフィルムの5つのうちのいずれかは本実施例の配線基板の新規材料層構造の基材として用いられ、いずれの場合においても、フレキシブル配線基板に特に適しており、特にMPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、及びPTFEフィルムは、フレキシブル配線基板の全体的な性能を高めるだけでなく、高周波特性があり、高周波信号の伝送を大幅に加速し、高周波信号の高速伝送を実現し、特に新型5G科学技術製品に適している。
本実施例では、前記フィルム2と半硬化性機能性材料層3とは同一の材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。例えば、フィルム2と半硬化性機能性材料層3とは共にフィルム系であるか、フィルム2はフィルム系であり、半硬化性機能性材料層3は接着剤系である。フィルム2と半硬化性機能性材料層3が共にフィルム類である場合には、好ましくは、フィルム2と半硬化性機能性材料層3は共にMPIフィルムであるか、フィルム2と半硬化性機能性材料層3は共にLCPフィルムであるか、フィルム2と半硬化性機能性材料層3は共にTFPフィルムであるか、フィルム2と半硬化性機能性材料層3は共にPTFEフィルムである。
具体的には、前記半硬化性機能材層3の下面に離型層4を有し、該離型層4は離型紙又はPET離型膜であり、半硬化性機能材層3を保護し、その後の加工時に離型層4を剥離すればよい。
具体的には、前記フィルム2及び半硬化性機能性材料層3の少なくとも一方は着色層である。具体的には黒色であってもよく、有色層は、内部配線に対して、隠蔽、保護や不純物や欠陥を隠す役割を果たす。
実施例2:
本実施例と実施例1との主な相違点は、半硬化性機能性材料層の裏面の剥離紙又はPET剥離膜を剥がし、半硬化性機能性材料層の裏面に銅箔をホットプレスして、配線基板の新しい両面材料層構造を形成するステップ(3)をさらに含むことである。
本実施例と実施例1との主な相違点は、半硬化性機能性材料層の裏面の剥離紙又はPET剥離膜を剥がし、半硬化性機能性材料層の裏面に銅箔をホットプレスして、配線基板の新しい両面材料層構造を形成するステップ(3)をさらに含むことである。
なお、本実施例では、前記半硬化性機能性材料層は、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、及びPTFEフィルムのいずれかである。また、半硬化性機能性材料層とフィルムとは同一の材質であり、例えば、フィルムと半硬化性機能性材料層は共にMPIフィルムであるか、フィルムと半硬化性機能性材料層は共にLCPフィルムであるか、フィルムと半硬化性機能性材料層は共にTFPフィルムであるか、フィルムと半硬化性機能性材料層は共にPTFEフィルムである。
したがって、上記方法によって配線基板の両面新規材料層構造を製造することができ、前記半硬化性機能性材料層3の下面に銅箔層5をホットプレスすることにより、図2に示すように、配線基板の新規両面材料層構造を製造することができる。一方、該半硬化性機能性材料層3は、フィルム2と同じ材料である。銅箔層5がホットプレスされているため、半硬化性機能性材料層3が硬化してフィルム2と一体化、すなわち合成フィルム層2’となる。
以上は、本考案の好適な実施例にすぎず、本考案の技術的範囲を何ら制限するものではないので、本考案の上記実施例と同一又は類似の技術的特徴を採用して得られるその他の構造は、いずれも本考案の保護範囲内にある。
Claims (16)
- 配線基板の新規材料層構造の製造方法であって、
フィルムと銅層とを結合して、FCCL片面基板を形成するステップ(1)と、
FCCL片面基板を塗膜機に入れ、フィルムの裏面に、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム、抗銅イオンマイグレーションフィルム、LDK高周波機能性接着剤、抗銅イオンマイグレーション接着剤、又はLDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物である半硬化性機能性材料層を60℃~500℃の温度で被覆し、配線基板の新規材料層構造を形成するステップ(2)とを含む、ことを特徴とする方法。 - 前記ステップ(2)において、前記半硬化性機能性材料層の前面及び裏面にそれぞれ離型紙又はPET離型膜を有し、半硬化性機能性材料層をフィルムの裏面に施す前に、半硬化性機能性材料層の前面の離型紙又はPET離型膜を剥がしておく、ことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の新規材料層構造の製造方法。
- 半硬化性機能性材料層の裏面の剥離紙又はPET剥離膜を剥がし、半硬化性機能性材料層の裏面に銅箔をホットプレスし、配線基板の新規両面材料層構造を形成するステップ(3)をさらに含む、ことを特徴とする請求項2に記載の配線基板の新規材料層構造の製造方法。
- 前記半硬化性機能性材料層は、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、及びPTFEフィルムのいずれかである、ことを特徴とする請求項3に記載の配線基板の新規材料層構造の製造方法。
- 前記ステップ(1)において、銅箔をフィルム上に圧着し、フィルムと銅層とを結合する、ことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の新規材料層構造の製造方法。
- 前記ステップ(1)において、フィルム上に銅をスパッタリングし、フィルムと銅層とを結合する、ことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の新規材料層構造の製造方法。
- 前記ステップ(1)において、前記フィルムは、PIフィルム、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、及びPTFEフィルムのいずれかである、ことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の新規材料層構造の製造方法。
- 前記ステップ(2)において、前記抗銅イオンマイグレーションフィルムは、PIフィルムに銅イオン捕捉剤を添加した後、高純度化することにより得られるものであり、
前記抗銅イオンマイグレーション接着剤は、AD接着剤に銅イオン捕捉剤を添加した後、高純度化することにより得られるものであり、
前記LDK高周波機能性接着剤は、AD接着剤にテフロン又はLCP材料を添加することにより得られる、ことを特徴とする請求項7に記載の配線基板の新規材料層構造の製造方法。 - 前記ステップ(2)において、前記半硬化性機能性材料層及びフィルムの少なくとも一方に着色充填剤を添加する、ことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の新規材料層構造の製造方法。
- 前記着色充填剤は炭化物である、ことを特徴とする請求項9に記載の配線基板の新規材料層構造の製造方法。
- 上から下へ順に積層された銅層と、フィルムと、半硬化性機能性材料層とを含み、該半硬化性機能性材料層は、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、PTFEフィルム、抗銅イオンマイグレーションフィルム、LDK高周波機能性接着剤、抗銅イオンマイグレーション接着剤、又はLDK高周波機能性接着剤と抗銅イオンマイグレーション接着剤との混合物である、ことを特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載の方法を実施して製造された配線基板の新規材料層構造。
- 前記フィルムは、PIフィルム、MPIフィルム、LCPフィルム、TFPフィルム、及びPTFEフィルムのいずれかである、ことを特徴とする請求項11に記載の配線基板の新規材料層構造。
- 前記銅層は、銅箔又はスパッタ銅である、ことを特徴とする請求項11に記載の配線基板の新規材料層構造。
- 前記半硬化性機能性材料層の下面に、剥離紙又はPET剥離膜を有する、ことを特徴とする請求項11に記載の配線基板の新規材料層構造。
- 前記半硬化性機能性材料層の下面に銅箔層がホットプレスされており、該半硬化性機能性材料層はフィルムと同一材料であり、該半硬化性機能性材料層はフィルムと一体化されている、ことを特徴とする請求項12に記載の配線基板の新規材料層構造。
- 前記フィルム及び半硬化性機能性材料層の少なくとも一方は着色層である、ことを特徴とする請求項11に記載の配線基板の新規材料層構造。
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