JP3817430B2

JP3817430B2 - Laminate for printed wiring boards

Info

Publication number: JP3817430B2
Application number: JP2001064064A
Authority: JP
Inventors: 仁神崎; 哲橋本; 良勝得竹
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2021-03-07
Also published as: JP2002271036A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板用積層体に関する。より詳細には、電気的特性および寸法安定性に優れたプリント配線板用積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線用の基板としては、静電正接が低いなどの電気的特性に優れたフッ素樹脂板が使用されていたが、フッ素樹脂は熱膨張係数が大きく（約７５×１０^−３／℃）、得られる基板にそりが生じるなど寸法安定性が悪いという欠点があった。例えば、プリント配線板を製造する自動化製造ラインにおいて、エッチング工程およびはんだリフロー工程において、長さ２００ｍｍの基板においては５〜１０ｍｍのそりが生じ、製造ラインの停止を引き起こしていた。この欠点を解消するために、フッ素樹脂をガラス不織布などの基材に含浸させたプリプレグを使用して基板を調製する方法が採用されている。これにより寸法安定性が改善される。しかし、基材としてガラス不織布などを使用するためその表面が平滑ではなく、従って、その表面に微細なパターンを形成しにくい。その結果、電気特性に優れたプリント配線板が得られない。
【０００３】
そこで上記フッ素樹脂に代えて、液晶ポリマーを使用したプリント配線板の基板が作成されている。液晶ポリマーも静電正接が低いなどの電気的特性に優れ、かつ耐磨耗性のような機械的特性、耐熱性、耐薬品性などに優れる。
【０００４】
例えば、特開平８−９７５６５号公報および特開２０００−４４７９７号公報には、液晶ポリマーフィルム表面に金属箔により形成された導電配線パターンを有する回路基板が開示されている。このような基板は、通常、液晶ポリマーフィルム表面に金属箔を配し、エッチングにより金属箔の一部を除去することにより形成される。しかし、エッチングにより金属箔に段差が生じるためパターンが剥離しやすいという欠点がある。エッチングされた表面に、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂であって感光性を有する樹脂の層を形成し、パターニングを行なうこともなされている。しかし、このような場合には、表面部分に液晶ポリマーではなく、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などでなる層が形成されるため、液晶ポリマーが有する優れた電気的特性が充分に得られない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の欠点を解決するものであり、その目的とするところは、優れた電気的特性を有し、かつ寸法安定性、機械的特性、耐熱性、耐薬品性などに優れたプリント配線板用積層体を提供することにある。本発明の他の目的は、電気的特性、寸法安定性、耐熱性などに優れた液晶ポリマーを利用し、上記特性を有するプリント配線板用積層体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のプリント配線板用積層体は、液晶ポリマーシートでなる基材層を少なくとも１層および金属箔でなる導電層を少なくとも１層、順次交互に有するプリント配線板用積層体であって、該積層体の少なくとも一方の表面が導電層でなり、該導電層の金属箔の一部が除去されており、該金属箔が除去された部分に液晶ポリマーが埋塞されている。
【０００７】
好適な実施態様によれば、上記表面の導電層の金属箔部分と埋塞された液晶ポリマーとを含む表面の平滑度は５μｍ以内である。
【０００８】
好適な実施態様によれば、本発明のプリント配線板用積層体は上記導電層を少なくとも２層有する積層体であって、該各々の導電層の金属箔の一部が除去されており、少なくとも１つの導電層の金属箔部分の少なくとも一部と、異なる導電層の金属箔部分の少なくとも一部とが電気的に導通している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のプリント配線板用積層体に用いられる液晶ポリマーとしては、液晶ポリマーのいずれのタイプをも使用することが可能である。液晶ポリマーは、主としてＩ型、II型、およびIII型に分類される。Ｉ型、II型、およびIII型の液晶ポリマーは、各々次の繰り返し単位を有するポリマーである：
【００１０】
【化１】

【００１１】
各型の液晶ポリマーは、その鎖長により、融点などの性質が異なる。本発明において特に好ましいのはII型の液晶ポリマーである。後述のように、積層体の構成により、適切な（例えば適切な融点を有する）液晶ポリマーが適宜選択される。
【００１２】
この液晶ポリマーは、本発明のプリント配線板用積層体の製造にあたり、フィルム状に成形して使用される。例えば、インフレーション成形により、液晶ポリマーのフィルムを得ることができる。フィルムの厚みは特に限定されないが、通常、１０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１００μｍである。必要とされる基材の厚みを確保するため、このフィルムは、１枚であるいは複数枚を重ねて使用される。
【００１３】
積層体に用いられる金属箔に用いられる金属としては、導電性を有する金属のいずれもが使用され得る。例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、金、銀などを用いることが可能であり、通常、銅が使用される。金属箔の厚みは特に限定されないが、通常３〜１００μｍ、好ましくは１２〜３５μｍである。
【００１４】
本発明のプリント配線板用積層体は、上記のように、基材層と導電層とを少なくとも１層有する。基材層は、例えば、上記液晶ポリマーフィルムの１枚を用いて、あるいは複数枚を重ねて調製される。
【００１５】
本発明のプリント配線板用積層体においては、導電層の金属箔が除去された部分に液晶ポリマーが埋塞されている。そのため、プリント配線板に使用したときに、静電正接が低いなど電気特性に優れる。さらに、液晶ポリマーの熱膨張係数は、金属箔として汎用される銅と近似するため、熱による膨張・収縮によるひずみが小さくなる。そのため、例えば製造工程において、従来表面層として用いられたエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を使用した場合と異なり、熱膨張に起因する表面の凹凸が少なくなる。そのため、金属箔の剥がれや割れを伴うことなく平滑な面に研磨することが可能である。熱膨張に起因するクラックなども生じないため、吸水率も最小限となる。得られた本発明の積層体は、剥離強度が高く、寸法安定性に優れる。例えば、自動化ラインにおいて本発明の積層体を製造する場合に、長さ２００ｍｍの積層体のそりはほぼ０ｍｍとなる。従って、従来と比べて多層構造の積層体の調製が容易になる。さらに本発明の積層体は、液晶ポリマーが本来有する耐熱性、耐磨耗性、耐薬品性などの性質を有する。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例に基づき説明する。
【００１７】
例えば、最も単純化したモデルである、基材層と導電層とを各１層有するプリント配線板用積層体は、次のようにして製造される。
【００１８】
まず、図１に示すように、液晶ポリマーのフィルム１の１枚あるいは複数枚を基材として準備し、これに金属箔を積層して熱圧着を行ない基材１表面に導電層２を形成する（１ａ）。次にエッチングなどの手段により、金属箔の一部を除去して所望のパターンを有する導電層２０を得る（１ｂ）。この金属箔の除去された部分に液晶ポリマーが埋塞される。例えば、上記液晶ポリマーのフィルムを構成する液晶ポリマーよりも融点の低い液晶ポリマーのフィルム３を準備し、これを上記パターンが形成された金属箔の表面に配置し、熱圧着する（１ｃ）。あるいは、液晶ポリマーの懸濁液を上記パターンを有する導電層２０上に塗布し、液晶ポリマーの層を形成する（１ｃ）。次に、その表面を研磨することにより、導電層を露出させる。このことにより、上記金属箔が除去された部分に液晶ポリマー３０が埋塞される（１ｄ）。
【００１９】
上記工程においてパターンを有する導電層２０の表面に配置されるフィルム３を構成する液晶ポリマーの融点は、上記基材として用いられるフィルムの液晶ポリマーの融点（例えば３２５℃）に比べて、通常、２０〜６０℃低い融点を有する液晶ポリマー（例えば２８０℃）が用いられる。導電層の表面に配置されるフィルムとしては、上記導電層に用いられる金属箔の厚みよりもやや厚いフィルムが使用される。
【００２０】
基材層と導電層とを複数層有するプリント配線板用積層体も任意の方法で容易に製造される。例えば、４層の導電層と３層の基材層とを有するプリント配線板用積層体が、次のようにして製造される。
【００２１】
図２に示すように、まず、液晶ポリマーのフィルム４を準備し、このフィルムの両面に金属箔を積層して熱圧着を行ない、導電層５を形成する（２ａ）。必要に応じてこの圧着された成形体の所望の部分に孔６が設けられる。これは貫通孔（スルーホール）である場合も、中途までの穴（リアホール）である場合もあり、所望の立体的なパターンを得るために設けられる。この孔の内側には、例えば、導電性ペーストを付与することにより、積層体の導電層の金属箔部分の少なくとも一部と、それとは異なる導電層の金属箔部分の少なくとも一部とを電気的に導通させて、目的とする回路を形成することが可能である。あるいは、この孔には、絶縁性のペーストを付与して、電気的導通をなくすことも可能である。
【００２２】
次にエッチングなどの手段により、各々の金属箔の一部を除去して所望のパターンを有する導電層５０を得る（２ｂ）。このような両面に金属箔パターンを有する液晶ポリマーフィルムを２組（それぞれパターンが異なっていてもよい）を調製する（２ｃ）。この２組のフィルムを、１枚の液晶ポリマーのフィルム７を介して積層し、熱圧着を行なう（２ｄ）。次に、この積層体の両面の金属箔の除去された部分に液晶ポリマー８０が埋塞される（２ｅ）。埋塞方法は上記と同様である。
【００２３】
このようにして得られた本発明のプリント配線板用積層体は、その表面の金属箔以外の部分が液晶ポリマーで構成されるため、液晶ポリマーが有する電気的特性をそのまま利用することが可能である。そのことにより、静電正接が低いため低損失であるという優れた性質を有するプリント配線板用積層体が得られる。
【００２４】
得られた積層体の表面を研磨することにより、表面の平滑度が５μｍ（±２．５μｍ）以下である積層体が得られる。平滑度が５μｍ以下であるとは、積層体表面の凹凸の凹部と凸部の高さの差が５μｍ以下であることを意味する。研磨手段としては、通常のバフ研磨などが採用される。研磨時に金属箔パターンが基材上に凸部となって存在しないため、金属箔が剥離しない。さらに得られる積層体表面に金属箔パターンが凸部となって存在しないため、該パターンが容易に剥離することがない。得られた積層体表面にエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの他の樹脂を積層して、所望のパターンを作成することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、このように、優れた電気的特性を有し、かつ寸法安定性、機械的特性、耐熱性、耐薬品性などに優れたプリント配線板用積層体が提供される。熱膨張係数が、金属箔として用いられる銅と近似する液晶ポリマーを使用するため、加熱時あるいはエッチング時にそりが生ずることがない。本発明の積層体あるいはこれを用いてプリント配線板を、自動製造ラインで効果的に製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリント配線板用積層体の調製方法を示す概略図である。
【図２】本発明の他のプリント配線板用積層体の調製方法を示す概略図である。
【符号の説明】
１、３、４、７液晶ポリマーのフィルム
２、５導電層
６孔
２０、５０パターンを有する導電層
７０、８０液晶ポリマー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laminate for a printed wiring board. More specifically, the present invention relates to a laminate for a printed wiring board having excellent electrical characteristics and dimensional stability.
[0002]
[Prior art]
As a substrate for printed wiring, a fluororesin plate having excellent electrical characteristics such as low electrostatic tangent was used, but fluororesin has a large coefficient of thermal expansion (about 75 × 10 ⁻³ / ° C.), There was a disadvantage that the dimensional stability was poor, for example, warpage occurred in the obtained substrate. For example, in an automated production line for producing a printed wiring board, in an etching process and a solder reflow process, a warp of 5 to 10 mm occurs on a substrate having a length of 200 mm, causing the production line to stop. In order to eliminate this drawback, a method of preparing a substrate using a prepreg in which a base material such as a glass nonwoven fabric is impregnated with a fluororesin is employed. This improves dimensional stability. However, since a glass nonwoven fabric or the like is used as the base material, the surface is not smooth, and therefore it is difficult to form a fine pattern on the surface. As a result, a printed wiring board having excellent electrical characteristics cannot be obtained.
[0003]
Therefore, a printed wiring board substrate using a liquid crystal polymer instead of the fluororesin has been prepared. Liquid crystal polymers also have excellent electrical characteristics such as low electrostatic tangent, and excellent mechanical characteristics such as wear resistance, heat resistance, and chemical resistance.
[0004]
For example, JP-A-8-97565 and JP-A-2000-44797 disclose a circuit board having a conductive wiring pattern formed of a metal foil on the surface of a liquid crystal polymer film. Such a substrate is usually formed by arranging a metal foil on the surface of the liquid crystal polymer film and removing a part of the metal foil by etching. However, there is a drawback that the pattern is easily peeled off because a step is generated in the metal foil by etching. On the etched surface, for example, a resin layer made of a resin such as an epoxy resin or a polyimide resin and having photosensitivity is formed and patterned. However, in such a case, a layer made of an epoxy resin, a polyimide resin or the like instead of the liquid crystal polymer is formed on the surface portion, so that the excellent electrical characteristics possessed by the liquid crystal polymer cannot be sufficiently obtained.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned conventional drawbacks, and its object is to have excellent electrical characteristics and excellent dimensional stability, mechanical characteristics, heat resistance, chemical resistance, etc. It is providing the laminated body for printed wiring boards. Another object of the present invention is to provide a laminate for a printed wiring board having the above characteristics using a liquid crystal polymer excellent in electrical characteristics, dimensional stability, heat resistance and the like.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The laminate for a printed wiring board of the present invention is a laminate for a printed wiring board having at least one base layer composed of a liquid crystal polymer sheet and at least one conductive layer composed of a metal foil, which are alternately arranged, At least one surface of the laminate is a conductive layer, a part of the metal foil of the conductive layer is removed, and the liquid crystal polymer is embedded in the part where the metal foil is removed.
[0007]
According to a preferred embodiment, the smoothness of the surface including the metal foil portion of the conductive layer on the surface and the embedded liquid crystal polymer is within 5 μm.
[0008]
According to a preferred embodiment, the laminate for a printed wiring board of the present invention is a laminate having at least two conductive layers, wherein a part of the metal foil of each conductive layer is removed, and at least At least a part of the metal foil part of one conductive layer is electrically connected to at least a part of the metal foil part of a different conductive layer.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As the liquid crystal polymer used in the laminate for a printed wiring board of the present invention, any type of liquid crystal polymer can be used. Liquid crystal polymers are mainly classified into type I, type II, and type III. Type I, type II, and type III liquid crystal polymers are each polymers having the following repeating units:
[0010]
[Chemical 1]

[0011]
Each type of liquid crystal polymer has different properties such as melting point depending on its chain length. Particularly preferred in the present invention is a type II liquid crystal polymer. As will be described later, an appropriate liquid crystal polymer (for example, having an appropriate melting point) is appropriately selected depending on the configuration of the laminate.
[0012]
This liquid crystal polymer is used in the form of a film in the production of the laminate for a printed wiring board of the present invention. For example, a liquid crystal polymer film can be obtained by inflation molding. Although the thickness of a film is not specifically limited, Usually, it is 10-200 micrometers, Preferably it is 50-100 micrometers. In order to ensure the required thickness of the base material, this film is used alone or in a plurality of layers.
[0013]
As a metal used for the metal foil used for the laminate, any metal having conductivity can be used. For example, copper, nickel, aluminum, gold, silver or the like can be used, and copper is usually used. Although the thickness of metal foil is not specifically limited, Usually, 3-100 micrometers, Preferably it is 12-35 micrometers.
[0014]
As described above, the laminate for a printed wiring board of the present invention has at least one base layer and a conductive layer. The base material layer is prepared using, for example, one of the liquid crystal polymer films or a plurality of stacked layers.
[0015]
In the laminate for a printed wiring board of the present invention, the liquid crystal polymer is embedded in the portion of the conductive layer from which the metal foil has been removed. Therefore, when used for a printed wiring board, it has excellent electrical characteristics such as low electrostatic tangent. Furthermore, since the thermal expansion coefficient of the liquid crystal polymer is close to that of copper, which is widely used as a metal foil, distortion due to expansion / contraction due to heat is reduced. Therefore, for example, unlike the case where an epoxy resin or a polyimide resin conventionally used as a surface layer is used in the manufacturing process, surface irregularities due to thermal expansion are reduced. Therefore, the metal foil can be polished to a smooth surface without being peeled off or cracked. Since there are no cracks due to thermal expansion, the water absorption rate is also minimized. The obtained laminate of the present invention has high peel strength and excellent dimensional stability. For example, when manufacturing the laminate of the present invention in an automated line, the warp of the laminate having a length of 200 mm is approximately 0 mm. Therefore, it becomes easier to prepare a laminate having a multilayer structure as compared with the conventional case. Furthermore, the laminate of the present invention has properties such as heat resistance, abrasion resistance, and chemical resistance inherent to liquid crystal polymers.
[0016]
【Example】
Hereinafter, description will be made based on examples.
[0017]
For example, a laminate for a printed wiring board, which is the most simplified model and has one base layer and one conductive layer, is manufactured as follows.
[0018]
First, as shown in FIG. 1, one or a plurality of liquid crystal polymer films 1 are prepared as a base material, and a metal foil is laminated thereon and thermocompression bonded to form a conductive layer 2 on the surface of the base material 1. (1a). Next, a part of the metal foil is removed by means such as etching to obtain a conductive layer 20 having a desired pattern (1b). The liquid crystal polymer is buried in the removed portion of the metal foil. For example, a liquid crystal polymer film 3 having a melting point lower than that of the liquid crystal polymer constituting the liquid crystal polymer film is prepared, placed on the surface of the metal foil on which the pattern is formed, and thermocompression bonded (1c). Alternatively, a liquid crystal polymer suspension is applied onto the conductive layer 20 having the above pattern to form a liquid crystal polymer layer (1c). Next, the conductive layer is exposed by polishing the surface. Thereby, the liquid crystal polymer 30 is buried in the portion where the metal foil is removed (1d).
[0019]
The melting point of the liquid crystal polymer constituting the film 3 disposed on the surface of the conductive layer 20 having a pattern in the above process is usually 20 compared with the melting point (for example, 325 ° C.) of the liquid crystal polymer of the film used as the substrate. A liquid crystal polymer (for example, 280 ° C.) having a melting point lower by ˜60 ° C. is used. As the film disposed on the surface of the conductive layer, a film slightly thicker than the thickness of the metal foil used for the conductive layer is used.
[0020]
A laminate for a printed wiring board having a plurality of base material layers and conductive layers is also easily produced by an arbitrary method. For example, a laminate for a printed wiring board having four conductive layers and three base material layers is manufactured as follows.
[0021]
As shown in FIG. 2, first, a liquid crystal polymer film 4 is prepared, and metal foils are laminated on both surfaces of the film to perform thermocompression bonding, thereby forming a conductive layer 5 (2a). If necessary, a hole 6 is provided in a desired portion of the pressure-bonded molded body. This may be a through hole (through hole) or a halfway hole (rear hole), and is provided to obtain a desired three-dimensional pattern. Inside this hole, for example, by applying a conductive paste, at least a part of the metal foil part of the conductive layer of the laminate and at least a part of the metal foil part of a different conductive layer are electrically connected. It is possible to form a target circuit. Alternatively, an insulating paste can be applied to the holes to eliminate electrical conduction.
[0022]
Next, a part of each metal foil is removed by means such as etching to obtain a conductive layer 50 having a desired pattern (2b). Two sets of liquid crystal polymer films having metal foil patterns on both sides (the patterns may be different from each other) are prepared (2c). The two sets of films are laminated through one liquid crystal polymer film 7 and thermocompression bonded (2d). Next, the liquid crystal polymer 80 is buried in the removed portions of the metal foil on both sides of the laminate (2e). The embedding method is the same as described above.
[0023]
The laminate for a printed wiring board of the present invention thus obtained can be used as it is because the portion other than the metal foil on the surface is composed of a liquid crystal polymer. is there. As a result, a laminate for a printed wiring board having an excellent property of low loss due to low electrostatic tangent can be obtained.
[0024]
By polishing the surface of the obtained laminate, a laminate having a surface smoothness of 5 μm (± 2.5 μm) or less is obtained. The smoothness of 5 μm or less means that the difference in height between the concave and convex portions on the surface of the laminate is 5 μm or less. As the polishing means, normal buffing or the like is employed. Since the metal foil pattern does not exist as convex portions on the substrate during polishing, the metal foil does not peel off. Furthermore, since the metal foil pattern does not exist as convex portions on the surface of the obtained laminate, the pattern does not easily peel off. It is also possible to create a desired pattern by laminating another resin such as an epoxy resin or a polyimide resin on the surface of the obtained laminate.
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, a printed wiring board laminate having excellent electrical characteristics and excellent in dimensional stability, mechanical characteristics, heat resistance, chemical resistance, and the like is thus provided. Since a liquid crystal polymer having a thermal expansion coefficient similar to that of copper used as a metal foil is used, no warping occurs during heating or etching. The laminated body of the present invention or a printed wiring board can be effectively produced using an automated production line.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a method for preparing a laminate for a printed wiring board according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view illustrating another method for preparing a laminate for a printed wiring board of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 3, 4, 7 Liquid

crystal polymer film

2, 5 Conductive layer 6

Hole

20, 50 Conductive layer 70, 80 having pattern Liquid crystal polymer

Claims

Forming a conductive layer made of metal on both surfaces of a substrate made of a liquid crystal polymer sheet;
Forming a predetermined conductive pattern on both surfaces of the substrate by removing a part of the conductive layer;
Preparing a plurality of base materials on which the conductive pattern is formed, sequentially laminating and press-bonding the base material and a liquid crystal polymer sheet, and obtaining a laminate having the pattern on at least one surface;
A step of applying a liquid crystal polymer to the surface having the pattern of the laminate to form a liquid crystal polymer layer covering the surface of the conductive layer and the substrate, and exposing the pattern by polishing the surface of the liquid crystal polymer layer And obtaining a laminate having a structure in which the surface is flat and the liquid crystal polymer is embedded in the removed portion of the conductive layer,
The manufacturing method of the laminated body for printed wiring boards including this.

The manufacturing method according to claim 1 , wherein the smoothness of the surface including the metal portion of the conductive layer on the surface and the embedded liquid crystal polymer is within 5 μm.

Further comprising the step of electrically connecting the at least part of the metal parts of different conductive layers of the at least one metal portion of the conductive layer of the laminate, manufactured according to claim 1 or 2 Method.