JP5287556B2 - LCP multilayer substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、LCP多層基板およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an LCP multilayer substrate and a manufacturing method thereof.

プリント基板の一例が特許第3473601号(特許文献1)に記載されている。この文献に示された例では、プリント基板は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂とポリエーテルイミド樹脂とからなる熱可塑性樹脂フィルムを積層し、加熱しながら加圧することによって形成されている。一般的に、プリント基板は、表面に電子部品などを実装することを目的として作られるものであるので、容易には曲がらず、硬いものである。しかし、電子部品を含むパッケージが装置の可動部分の内部に配置される場合などにはそのパッケージ自体に柔軟性が求められる場合がある。   An example of a printed circuit board is described in Japanese Patent No. 3473601 (Patent Document 1). In the example shown in this document, the printed circuit board is formed by laminating a thermoplastic resin film made of a polyetheretherketone resin and a polyetherimide resin, and pressurizing while heating. In general, a printed circuit board is made for the purpose of mounting an electronic component or the like on the surface thereof, and is not easily bent and is hard. However, when a package including electronic components is disposed inside a movable part of the apparatus, the package itself may be required to have flexibility.

液晶ポリマーフィルムを用いたICチップパッケージの一例が特許第3642885号(特許文献2)に記載されている。この文献では、液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer)(以下「LCP」という。)を、短軸押出機内で溶融し、フィルム状に押し出して冷却することによってLCPフィルムを得ている。この文献のLCPフィルムにおいては、LCP分子が面方向に沿ってランダムに配向した状態にある。   An example of an IC chip package using a liquid crystal polymer film is described in Japanese Patent No. 3642885 (Patent Document 2). In this document, a liquid crystal polymer (Liquid Crystal Polymer) (hereinafter referred to as “LCP”) is melted in a short screw extruder, extruded into a film shape, and cooled to obtain an LCP film. In the LCP film of this document, the LCP molecules are randomly oriented along the plane direction.

特許第3473601号Japanese Patent No. 3473601 特許第3642885号Japanese Patent No. 3642885

特許文献2に示されたICチップパッケージでは、LCPフィルムを厚み方向に貫通するように導電体が配置されている。この導電体を以下「ヴィア導体」というものとする。特許文献2に示されたICチップパッケージでは、以下のような問題が生じる。   In the IC chip package disclosed in Patent Document 2, a conductor is disposed so as to penetrate the LCP film in the thickness direction. This conductor is hereinafter referred to as “via conductor”. The IC chip package disclosed in Patent Document 2 has the following problems.

第1に、熱膨張時の問題がある。したがって、LCPフィルム全体が昇温したときには、ヴィア導体と、ヴィア導体の周囲のLCP樹脂部分との間で熱膨張の度合いに大きな差が生じる。その結果、ヴィア導体とLCP樹脂部分との間で剥離または亀裂が生じてしまう。   First, there is a problem during thermal expansion. Therefore, when the temperature of the entire LCP film is raised, a large difference in the degree of thermal expansion occurs between the via conductor and the LCP resin portion around the via conductor. As a result, peeling or cracking occurs between the via conductor and the LCP resin portion.

第2に、信号遅延の問題がある。ヴィア導体に電気信号が流れることによってヴィア導体の周囲の比誘電率が高くなるので、ヴィア導体における信号遅延が大きくなってしまう。   Second, there is a problem of signal delay. When the electrical signal flows through the via conductor, the relative dielectric constant around the via conductor is increased, so that the signal delay in the via conductor is increased.

そこで、本発明は、上述の問題を解消することができるLCP多層基板およびその製造方法を目的とする。   Accordingly, the present invention is directed to an LCP multilayer substrate that can solve the above-described problems and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成するため、本発明に基づくLCP多層基板は、LCP分子が面方向に配向されたLCP層を含む複数の層が積層されたLCP多層基板であって、上記LCP層の少なくとも一方の面には導体パターンが配置されており、上記LCP層は、上記導体パターンと電気的に接続するように厚み方向に延在するヴィア導体を有し、上記ヴィア導体の外周に接して上記ヴィア導体を取り囲むように、LCP分子が厚み方向に配向された第1領域が設けられている。   In order to achieve the above object, an LCP multilayer substrate according to the present invention is an LCP multilayer substrate in which a plurality of layers including an LCP layer in which LCP molecules are aligned in a plane direction are stacked, and at least one of the LCP layers A conductor pattern is disposed on the surface, and the LCP layer has a via conductor extending in a thickness direction so as to be electrically connected to the conductor pattern, and is in contact with an outer periphery of the via conductor. A first region in which LCP molecules are oriented in the thickness direction is provided so as to surround.

本発明によれば、ヴィア導体と、ヴィア導体の周囲のLCP樹脂部分との間の熱膨張係数の差を小さくすることができるので、ヴィア導体とLCP樹脂部分との間で剥離または亀裂が生じる度合いを低減することができる。さらに、ヴィア導体に電気信号が流れる際のヴィア導体の周囲の誘電率を低くすることができ、その結果、ヴィア導体における信号遅延を小さくすることができる。   According to the present invention, since the difference in thermal expansion coefficient between the via conductor and the LCP resin portion around the via conductor can be reduced, peeling or cracking occurs between the via conductor and the LCP resin portion. The degree can be reduced. Furthermore, the dielectric constant around the via conductor when an electric signal flows through the via conductor can be reduced, and as a result, the signal delay in the via conductor can be reduced.

参考例におけるLCP多層基板の第1の断面図である。It is the 1st sectional view of the LCP multilayer substrate in a reference example. 参考例におけるLCP多層基板の第2の断面図である。It is a 2nd sectional view of the LCP multilayer substrate in a reference example. 参考例におけるLCP多層基板のLCP層の部分平面図である。It is a partial top view of the LCP layer of the LCP multilayer substrate in a reference example. 本発明に基づく実施の形態1におけるLCP多層基板の断面図である。It is sectional drawing of the LCP multilayer substrate in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態2におけるLCP多層基板の断面図である。It is sectional drawing of the LCP multilayer substrate in Embodiment 2 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態3におけるLCP多層基板の断面図である。It is sectional drawing of the LCP multilayer substrate in Embodiment 3 based on this invention. 図6の一部の拡大図である。It is a one part enlarged view of FIG. 好ましい寸法条件の説明図である。It is explanatory drawing of preferable dimension conditions. 本発明に基づく実施の形態4におけるLCP多層基板の製造方法の第1の説明図である。It is 1st explanatory drawing of the manufacturing method of the LCP multilayer substrate in Embodiment 4 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態4におけるLCP多層基板の製造方法の第2の説明図である。It is 2nd explanatory drawing of the manufacturing method of the LCP multilayer substrate in Embodiment 4 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態4におけるLCP多層基板の製造方法の第3の説明図である。It is 3rd explanatory drawing of the manufacturing method of the LCP multilayer substrate in Embodiment 4 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態4におけるLCP多層基板の製造方法の第4の説明図である。It is 4th explanatory drawing of the manufacturing method of the LCP multilayer substrate in Embodiment 4 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態4におけるLCP多層基板の製造方法の第5の説明図である。It is 5th explanatory drawing of the manufacturing method of the LCP multilayer substrate in Embodiment 4 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態4におけるLCP多層基板の製造方法の第6の説明図である。It is 6th explanatory drawing of the manufacturing method of the LCP multilayer substrate in Embodiment 4 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態4におけるLCP多層基板の製造方法で保温部材を用いた例の説明図である。It is explanatory drawing of the example using the heat retention member with the manufacturing method of the LCP multilayer substrate in Embodiment 4 based on this invention.

発明者らは、従来の問題点について検討した。従来のLCPフィルムでは、材料に押出加工を施すことによってフィルム状に成形するので、LCP分子はフィルムの面方向に沿って配向することとなる。一方、一般的に、LCP分子が一定方向に配向されたLCP樹脂においては、LCP分子の長手方向の熱膨張係数は小さく、LCP分子の長手方向に垂直な方向の熱膨張係数は大きくなるという性質がある。ヴィア導体の材料としては一般的にCuやSn/Agなどの金属が用いられる。ここで「Sn/Ag」とは、スズと銀との合金を意味する。LCP分子が一定方向に配向されたLCP樹脂におけるLCP分子の長手方向の熱膨張係数はCuやSn/Agなどの熱膨張係数より小さく、LCP分子の長手方向に垂直な方向の熱膨張係数はCuやSn/Agなどの熱膨張係数より大きくなる。   The inventors examined conventional problems. In the conventional LCP film, the material is formed into a film by extruding the material, so that the LCP molecules are oriented along the plane direction of the film. On the other hand, in general, in an LCP resin in which LCP molecules are oriented in a certain direction, the thermal expansion coefficient in the longitudinal direction of the LCP molecules is small, and the thermal expansion coefficient in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the LCP molecules is large. There is. In general, a metal such as Cu or Sn / Ag is used as the material of the via conductor. Here, “Sn / Ag” means an alloy of tin and silver. In the LCP resin in which the LCP molecules are oriented in a certain direction, the thermal expansion coefficient in the longitudinal direction of the LCP molecules is smaller than that of Cu, Sn / Ag, etc., and the thermal expansion coefficient in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the LCP molecules is Cu. Or a thermal expansion coefficient such as Sn / Ag.

従来のLCPフィルムにおいて、ヴィア導体とLCP樹脂部分との間で剥離または亀裂が生じていたのは、LCPフィルムにおいては、LCP分子が厚み方向ではなく面方向に沿って配向していることにより、LCP樹脂部分の厚み方向の熱膨張係数が大きくなっているからと考えられる。温度が上昇した際に、LCP樹脂部分が大きく膨張しようとするのに対して、通常、Cuなどの金属からなるヴィア導体はさほど大きく膨張しないので、両者の間に剥離または亀裂が生じるものと考えられる。   In the conventional LCP film, the peeling or cracking occurred between the via conductor and the LCP resin part. In the LCP film, the LCP molecules are oriented not in the thickness direction but in the plane direction. This is probably because the thermal expansion coefficient in the thickness direction of the LCP resin portion is large. When the temperature rises, the LCP resin portion tends to expand greatly, whereas a via conductor made of a metal such as Cu usually does not expand so much, so it is considered that peeling or cracking occurs between the two. It is done.

また、従来のLCPフィルムにおいて、ヴィア導体の周囲の比誘電率が高くなって信号遅延が大きくなるのは、ヴィア導体に電流が流れることによって電気力線が生じたときに、ヴィア導体の周囲ではLCP分子は面方向に沿って配向しているので、電気力線がLCP分子の配向方向と直交するからと考えられる。   In addition, in the conventional LCP film, the relative permittivity around the via conductor is increased and the signal delay is increased when an electric line of force is generated by current flowing through the via conductor. This is probably because the LCP molecules are aligned along the plane direction, so that the lines of electric force are orthogonal to the alignment direction of the LCP molecules.

なお、LCP層および導体の熱膨張係数は、温度にも依存するが、表1、表2にそれぞれ示すとおりである。   The thermal expansion coefficients of the LCP layer and the conductor are as shown in Table 1 and Table 2, respectively, depending on the temperature.

Figure 0005287556
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Figure 0005287556
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LCP層の比誘電率は表3に示すとおりである。   The relative dielectric constant of the LCP layer is as shown in Table 3.

Figure 0005287556
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本発明に基づく実施の形態の説明をする前にまず参考例として、複数のLCP層を積層して構成されたLCP多層基板について説明する。   Before describing an embodiment based on the present invention, an LCP multilayer substrate constituted by laminating a plurality of LCP layers will be described as a reference example.

(参考例)
LCP多層基板の断面図を図1に示す。このLCP多層基板100は、LCP分子が面方向に配向されたLCP層1を複数含んでいる。LCP多層基板100に含まれるLCP層1は元々それぞれが独立したLCPフィルムであってよく、LCP多層基板100は、積層された後に加圧などにより一体化されたものであってよい。図1では、LCP層1同士の境界線を仮想的に二点鎖線で表示しているが、実際には、隣接するLCP層1同士が既に一体化していて境界線が消滅していてもよい。LCP多層基板100の最下面には導体パターン2が設けられている。LCP多層基板100の最上面には導体パターン3が設けられている。厚み方向の中間には導体パターン41,42が設けられている。導体パターン2から導体パターン41,42を経由して導体パターン3に至るようにヴィア導体5が設けられている。
(Reference example)
A cross-sectional view of the LCP multilayer substrate is shown in FIG. The LCP multilayer substrate 100 includes a plurality of LCP layers 1 in which LCP molecules are aligned in the plane direction. The LCP layers 1 included in the LCP multilayer substrate 100 may originally be independent LCP films, and the LCP multilayer substrate 100 may be integrated by pressurization after being laminated. In FIG. 1, the boundary line between the LCP layers 1 is virtually indicated by a two-dot chain line, but in reality, the adjacent LCP layers 1 may already be integrated and the boundary line may disappear. . A conductor pattern 2 is provided on the lowermost surface of the LCP multilayer substrate 100. A conductor pattern 3 is provided on the uppermost surface of the LCP multilayer substrate 100. Conductor patterns 41 and 42 are provided in the middle in the thickness direction. A via conductor 5 is provided from the conductor pattern 2 to the conductor pattern 3 via the conductor patterns 41 and 42.

LCP多層基板100におけるLCP分子の配向を短い線状のドットで表現したものを図2に示す。このようにLCP層1においては、LCP分子は面方向に沿っているので、断面図では、LCP分子の全てが横方向に延在するように見える。このLCP層1の任意の部位を上から見たところを図3に示す。上から見ると、LCP分子の配置の方向はランダムである。   FIG. 2 shows the orientation of LCP molecules in the LCP multilayer substrate 100 expressed by short linear dots. Thus, in the LCP layer 1, since the LCP molecules are along the plane direction, all the LCP molecules appear to extend in the lateral direction in the cross-sectional view. FIG. 3 shows an arbitrary portion of the LCP layer 1 as viewed from above. When viewed from above, the orientation of LCP molecules is random.

(実施の形態1)
(構成)
図4を参照して、本発明に基づく実施の形態1におけるLCP多層基板について説明する。LCP多層基板101は、LCP分子が面方向に配向されたLCP層1を含む複数の層が積層されたLCP多層基板である。LCP層1の少なくとも一方の面にはLCP層の面方向に延在する導体パターンが配置されている。この例では、導体パターンとしては、導体パターン2,41,42が存在する。LCP層1は、前記導体パターンと電気的に接続するように厚み方向に延在するヴィア導体5を有する。ヴィア導体5の外周に接してヴィア導体5を取り囲むように、LCP分子が厚み方向に配向された第1領域6が設けられている。ヴィア導体5はたとえばCuで形成されていてよい。導体パターンの各々もたとえばCuで形成されていてよい。図4では、LCP層1同士の境界線を仮想的に二点鎖線で表示しているが、実際には、隣接するLCP層1同士が既に一体化していて境界線が消滅していてもよい。
(Embodiment 1)
(Constitution)
With reference to FIG. 4, the LCP multilayer substrate in Embodiment 1 based on this invention is demonstrated. The LCP multilayer substrate 101 is an LCP multilayer substrate in which a plurality of layers including the LCP layer 1 in which LCP molecules are aligned in the plane direction are stacked. A conductor pattern extending in the surface direction of the LCP layer is disposed on at least one surface of the LCP layer 1. In this example, conductor patterns 2, 41, and 42 exist as conductor patterns. The LCP layer 1 has a via conductor 5 extending in the thickness direction so as to be electrically connected to the conductor pattern. A first region 6 in which LCP molecules are oriented in the thickness direction is provided so as to be in contact with the outer periphery of the via conductor 5 and surround the via conductor 5. The via conductor 5 may be made of Cu, for example. Each of the conductor patterns may also be formed of Cu, for example. In FIG. 4, the boundary line between the LCP layers 1 is virtually indicated by a two-dot chain line. However, in fact, the adjacent LCP layers 1 may already be integrated and the boundary line may disappear. .

(作用・効果)
本実施の形態では、LCP層1の中のヴィア導体5のすぐ外側を取り囲む第1領域6ではLCP分子が厚み方向に配向されているので、第1領域6における厚み方向における熱膨張係数が小さくなっている。したがって、LCP多層基板101の全体が昇温したときにも、ヴィア導体5とその周囲のLCP樹脂部分との間で熱膨張の度合いに大きな差が生じない。その結果、ヴィア導体とLCP樹脂部分との間で剥離または亀裂が生じることを防ぐことができる。
(Action / Effect)
In the present embodiment, since the LCP molecules are oriented in the thickness direction in the first region 6 that surrounds the outside of the via conductor 5 in the LCP layer 1, the thermal expansion coefficient in the thickness direction in the first region 6 is small. It has become. Therefore, even when the temperature of the entire LCP multilayer substrate 101 is raised, there is no significant difference in the degree of thermal expansion between the via conductor 5 and the surrounding LCP resin portion. As a result, it is possible to prevent peeling or cracking between the via conductor and the LCP resin portion.

また、本実施の形態では、第1領域6におけるLCP分子の配向方向はヴィア導体5に電流の流れる方向と一致しているといえる。したがって、本実施の形態におけるLCP多層基板101では誘電率が低くなり、信号遅延が小さくなる。   In the present embodiment, it can be said that the orientation direction of the LCP molecules in the first region 6 coincides with the direction in which the current flows in the via conductor 5. Therefore, in the LCP multilayer substrate 101 in the present embodiment, the dielectric constant is low and the signal delay is small.

(実施の形態2)
(構成)
図5を参照して、本発明に基づく実施の形態2におけるLCP多層基板について説明する。LCP多層基板102は、LCP分子が面方向に配向されたLCP層1を含む複数の層が積層されたLCP多層基板である。LCP層1の少なくとも一方の面には導体パターンが配置されている。この例では、導体パターンとしては、導体パターン2,41,42が存在する。LCP層1は、前記導体パターンと電気的に接続するように厚み方向に延在するヴィア導体5を有する。ここまでは、実施の形態1で示したLCP多層基板101と同じである。LCP多層基板101との相違点として、LCP多層基板102では、ヴィア導体5の外周に接してヴィア導体5を取り囲むように、LCP分子がランダムに配向された第2領域7が設けられている。すなわち、換言すれば、本実施の形態におけるLCP多層基板102は、実施の形態1におけるLCP多層基板101の第1領域6を第2領域7に置換した構成を備える。
(Embodiment 2)
(Constitution)
With reference to FIG. 5, the LCP multilayer substrate in Embodiment 2 based on this invention is demonstrated. The LCP multilayer substrate 102 is an LCP multilayer substrate in which a plurality of layers including the LCP layer 1 in which LCP molecules are aligned in the plane direction are stacked. A conductor pattern is disposed on at least one surface of the LCP layer 1. In this example, conductor patterns 2, 41, and 42 exist as conductor patterns. The LCP layer 1 has a via conductor 5 extending in the thickness direction so as to be electrically connected to the conductor pattern. Up to this point, it is the same as the LCP multilayer substrate 101 shown in the first embodiment. As a difference from the LCP multilayer substrate 101, the LCP multilayer substrate 102 is provided with a second region 7 in which LCP molecules are randomly oriented so as to contact the outer periphery of the via conductor 5 and surround the via conductor 5. In other words, the LCP multilayer substrate 102 in the present embodiment has a configuration in which the first region 6 of the LCP multilayer substrate 101 in the first embodiment is replaced with the second region 7.

(作用・効果)
本実施の形態では、LCP層1の中のヴィア導体5のすぐ外側を取り囲む第2領域7ではLCP分子がランダムに配向されているので、面方向に配向されている場合に比べれば、第2領域7では厚み方向における熱膨張係数が小さくなっている。第2領域7ではLCP分子が厚み方向ではなくランダムに配向されているので、ヴィア導体5のすぐ外側の領域でLCP分子が面方向に配向されている場合に比べれば、厚み方向における熱膨張係数を小さくすることができ、その結果、ヴィア導体とLCP樹脂部分との間で剥離または亀裂が生じることを防ぐことができる。また、ヴィア導体5のすぐ外側の領域でLCP分子が面方向に配向されている場合に比べれば、誘電率が低くなり、信号遅延が小さくなる。
(Action / Effect)
In the present embodiment, since the LCP molecules are randomly oriented in the second region 7 that surrounds the via conductor 5 in the LCP layer 1, the second region 7 is second in comparison with the case where it is oriented in the plane direction. In the region 7, the thermal expansion coefficient in the thickness direction is small. Since the LCP molecules are randomly oriented in the second region 7 rather than in the thickness direction, the thermal expansion coefficient in the thickness direction is larger than that in the case where the LCP molecules are oriented in the plane direction in the region just outside the via conductor 5. As a result, peeling or cracking between the via conductor and the LCP resin portion can be prevented. In addition, the dielectric constant is reduced and the signal delay is reduced as compared with the case where the LCP molecules are oriented in the plane direction in the region immediately outside the via conductor 5.

本実施の形態では、実施の形態1で示した構成に比べれば、効果は劣るが、一定の効果を奏することができる。   In this embodiment, the effect is inferior to that of the configuration shown in Embodiment 1, but a certain effect can be achieved.

(実施の形態3)
(構成)
図6、図7を参照して、本発明に基づく実施の形態3におけるLCP多層基板について説明する。本発明に基づく実施の形態3におけるLCP多層基板103は、実施の形態1で示したLCP多層基板101の構成を備えており、さらに以下の構成を備えている。図6に示すように、LCP多層基板103は、第1領域6のさらに外側を取り囲むように、LCP分子がランダムに配向された第2領域7が設けられている。図6におけるLCP層1のうちの1層のヴィア導体5近傍を拡大したところを図7に示す。図7では、LCP層1に含まれる導体パターンは図示省略している。第1領域6は「縦配向領域」とも呼ばれる。第2領域7は「ランダム配向領域」とも呼ばれる。第2領域7の外側に広がる領域8は「横配向領域」とも呼ばれる。領域8ではLCP分子が面方向に配向されている。LCP樹脂の大部分は領域8に属する。
(Embodiment 3)
(Constitution)
With reference to FIG. 6 and FIG. 7, the LCP multilayer substrate in Embodiment 3 based on this invention is demonstrated. The LCP multilayer substrate 103 according to the third embodiment of the present invention includes the configuration of the LCP multilayer substrate 101 shown in the first embodiment, and further includes the following configuration. As shown in FIG. 6, the LCP multilayer substrate 103 is provided with a second region 7 in which LCP molecules are randomly oriented so as to surround the outer side of the first region 6. FIG. 7 shows an enlarged view of the vicinity of one layer of the via conductor 5 in the LCP layer 1 in FIG. In FIG. 7, the conductor pattern included in the LCP layer 1 is not shown. The first region 6 is also called “vertical alignment region”. The second region 7 is also called “random orientation region”. The region 8 extending outside the second region 7 is also referred to as a “lateral orientation region”. In the region 8, the LCP molecules are oriented in the plane direction. Most of the LCP resin belongs to region 8.

(作用・効果)
本実施の形態では、LCP層1の中のLCP分子が面方向に配向されている領域8と、厚み方向に配向された第1領域6とが直接接するのではなく、ランダムに配向された第2領域7が介在しているので、厚み方向の熱膨張係数は、ヴィア導体に近づくにつれて徐々に変化することとなる。したがって、ヴィア導体5と第1領域6との間だけでなく、第1領域6と第2領域7との間、第2領域7と領域8との間においても熱膨張係数の差を小さく抑えることができ、いずれの箇所においても熱膨張時に大きな負荷が発生しないようにすることができるので好ましい。
(Action / Effect)
In the present embodiment, the region 8 in which the LCP molecules in the LCP layer 1 are aligned in the plane direction and the first region 6 aligned in the thickness direction are not in direct contact with each other but are randomly aligned. Since the two regions 7 are interposed, the thermal expansion coefficient in the thickness direction gradually changes as the via conductor is approached. Therefore, not only between the via conductor 5 and the first region 6 but also between the first region 6 and the second region 7 and between the second region 7 and the region 8, the difference in thermal expansion coefficient is kept small. This is preferable because any load can be prevented from occurring during thermal expansion at any location.

(好ましい寸法条件)
実施の形態1におけるLCP多層基板101においても、実施の形態3におけるLCP多層基板103においても、第1領域6はヴィア導体5の片側における幅が100μm以上500μm以下となるようにヴィア導体5を取り囲んでいることが好ましい。すなわち、図8に示す寸法D、または、図7に示した寸法Dが100μm以上500μm以下であることが好ましい。ヴィア導体5の直径はたとえば100μmである。図8では、LCP層1に含まれる導体パターンは図示省略している。第1領域6すなわち寸法Dが100μmより小さければ、熱膨張時に剥離または亀裂を防ぐ効果が薄く、信号遅延を抑える効果も薄い。逆に寸法Dが500μmより大きければ、面方向の熱膨張に悪影響を及ぼしてしまう。したがって、寸法Dは100μm以上500μm以下であることが好ましい。
(Preferred dimensional conditions)
In both the LCP multilayer substrate 101 in the first embodiment and the LCP multilayer substrate 103 in the third embodiment, the first region 6 surrounds the via conductor 5 so that the width on one side of the via conductor 5 is not less than 100 μm and not more than 500 μm. It is preferable that That is, the dimension D shown in FIG. 8 or the dimension D shown in FIG. 7 is preferably 100 μm or more and 500 μm or less. The diameter of the via conductor 5 is, for example, 100 μm. In FIG. 8, the conductor pattern included in the LCP layer 1 is not shown. If the first region 6, that is, the dimension D is smaller than 100 μm, the effect of preventing peeling or cracking during thermal expansion is thin, and the effect of suppressing signal delay is also thin. Conversely, if the dimension D is larger than 500 μm, the thermal expansion in the surface direction is adversely affected. Therefore, the dimension D is preferably 100 μm or more and 500 μm or less.

(実施の形態4)
(製造方法)
図9〜図15を参照して、本発明に基づく実施の形態4におけるLCP多層基板の製造方法について説明する。LCP多層基板の製造方法は、LCP分子が面方向に配向され、一方の面に導体パターンが配置されているLCP層に対して、前記導体パターンと電気的に接続するように厚み方向に延在するヴィア導体を設置するための孔をあける第1工程と、前記孔の周囲に接して前記孔を取り囲むように、LCP分子が厚み方向に配向された第1領域またはLCP分子がランダムに配向された第2領域を形成する第2工程と、前記孔に前記ヴィア導体を配置する第3工程と、前記第2工程および前記第3工程が済んだ前記LCP層を含む複数の層を積層する第4工程と、前記第4工程において積層したものを一体化する第5工程とを含む。
(Embodiment 4)
(Production method)
With reference to FIGS. 9-15, the manufacturing method of the LCP multilayer substrate in Embodiment 4 based on this invention is demonstrated. The manufacturing method of the LCP multilayer substrate extends in the thickness direction so as to be electrically connected to the conductor pattern with respect to the LCP layer in which the LCP molecules are oriented in the plane direction and the conductor pattern is arranged on one side. A first step of making a hole for installing a via conductor, and a first region in which LCP molecules are oriented in the thickness direction or LCP molecules are randomly oriented so as to surround and surround the hole. A second step of forming a second region; a third step of disposing the via conductor in the hole; and a plurality of layers including the LCP layer having undergone the second step and the third step. 4 processes and the 5th process of integrating what was laminated | stacked in the said 4th process.

第1工程の様子を図9〜図10に示す。一方の面に導体パターン41が配置されているLCP層1に対して、導体パターン41と電気的に接続するように厚み方向に延在するヴィア導体を設置するための孔をあける処理が行なわれる。この孔あけ加工は、たとえば図9に示すようにレーザ光21の照射によって行なうことができる。   The state of the first step is shown in FIGS. The LCP layer 1 in which the conductor pattern 41 is disposed on one surface is subjected to a process for forming a hole for installing a via conductor extending in the thickness direction so as to be electrically connected to the conductor pattern 41. . This drilling can be performed, for example, by irradiation with laser light 21 as shown in FIG.

孔あけ加工の結果、図10に示すようにLCP層1の一部が除去されて孔22が得られる。孔22は図ではストレートな縦孔として描かれているが、実際にはテーパ状の孔であってもよい。図10に示したのはレーザ光21の照射直後の様子である。孔22の内部に元々あったLCP樹脂は、レーザ照射によって除去されており、孔22の内壁近傍では、LCP樹脂が溶融した状態の領域23が存在している。   As a result of drilling, part of the LCP layer 1 is removed and holes 22 are obtained as shown in FIG. The hole 22 is depicted as a straight vertical hole in the figure, but may actually be a tapered hole. FIG. 10 shows a state immediately after the laser beam 21 is irradiated. The LCP resin originally in the hole 22 is removed by laser irradiation, and a region 23 in which the LCP resin is melted exists in the vicinity of the inner wall of the hole 22.

温度がゆっくり低下することによって領域23において溶融していたLCP樹脂が再凝固し、図11に示すように、LCP分子が厚み方向に配向された第1領域6となる。このときの再凝固に至るまでの温度の下降のペースを制御することによって、LCP分子が厚み方向に配向された第1領域6を形成するか、あるいは、LCP分子がランダムに配向された第2領域7を形成するかを選択することができる。本実施の形態では、図11に示すように第1領域6を形成している。   The LCP resin melted in the region 23 is re-solidified due to the slow decrease in temperature, and the first region 6 in which LCP molecules are oriented in the thickness direction is formed as shown in FIG. By controlling the pace of temperature decrease until re-solidification at this time, the first region 6 in which the LCP molecules are oriented in the thickness direction is formed, or the second region in which the LCP molecules are randomly oriented. It is possible to select whether to form the region 7. In the present embodiment, the first region 6 is formed as shown in FIG.

図12に示すように、第3工程として、孔22にヴィア導体5を配置する。これはLCP層1の上面にヴィア導体5の材料となる金属で成膜し、その後に余分な部分の金属膜を除去することによって行なうことができる。ヴィア導体5はたとえばCuで形成することができる。   As shown in FIG. 12, the via conductor 5 is disposed in the hole 22 as the third step. This can be performed by forming a film of the metal that will be the material of the via conductor 5 on the upper surface of the LCP layer 1 and then removing the excess metal film. The via conductor 5 can be made of Cu, for example.

図13に示すように、第4工程として、第2工程および第3工程が済んだLCP層1を含む複数の層を積層する。ただ積み重ねるだけでなく、図14に示すように、第5工程として積層体に含まれるすべてのLCP層を一体化させる。第5工程は、加熱および加圧をすることによって行なうことができる。   As shown in FIG. 13, as the fourth step, a plurality of layers including the LCP layer 1 that has undergone the second step and the third step are stacked. In addition to stacking, as shown in FIG. 14, all the LCP layers included in the laminate are integrated as a fifth step. The fifth step can be performed by heating and pressurizing.

(作用・効果)
本実施の形態におけるLCP多層基板の製造方法では、LCP層1の中のヴィア導体5のすぐ外側を、LCP分子が厚み方向に配向された第1領域6、または、LCP分子がランダムに配向された第2領域7によって取り囲んだ構造を容易に作製することができる。したがって、昇温したときに、ヴィア導体とLCP樹脂部分との間で剥離または亀裂が生じることを防ぐことができたり、信号遅延を小さくできたりするLCP多層基板を容易に得ることができる。
(Action / Effect)
In the manufacturing method of the LCP multilayer substrate in the present embodiment, the first region 6 in which the LCP molecules are oriented in the thickness direction or the LCP molecules are randomly oriented immediately outside the via conductor 5 in the LCP layer 1. In addition, the structure surrounded by the second region 7 can be easily manufactured. Therefore, it is possible to easily obtain an LCP multilayer substrate that can prevent peeling or cracking between the via conductor and the LCP resin portion when the temperature is raised, and can reduce the signal delay.

第2工程は、第1工程によって溶融した部分が冷えて再凝固することによって行なうことができるので、上述したように、第2工程は第1工程と同時に行なわれるものであることが好ましい。   Since the second step can be performed by cooling and re-solidifying the portion melted in the first step, as described above, the second step is preferably performed simultaneously with the first step.

第1工程はLCP層1に対するレーザ照射によって行なわれることが好ましい。レーザ照射によればLCP樹脂の所望の領域を迅速に溶融させて除去することができるからである。   The first step is preferably performed by laser irradiation on the LCP layer 1. This is because laser irradiation can melt and remove a desired region of the LCP resin quickly.

第1工程ではLCP層1の孔22をあけるべき領域に対する加熱が行なわれ、第2工程では前記加熱の後の冷却の速度の制御が行なわれることが好ましい。このようにすることによって、LCP分子の配向を所望の状態に整えることができるからである。加熱は上述したようにレーザ照射によってもよいが、他の方法によってもよい。冷却の速度の制御のためには公知の様々な方法が採用可能である。   In the first step, it is preferable that the region where the holes 22 of the LCP layer 1 are to be opened is heated, and in the second step, the cooling rate after the heating is controlled. By doing so, the orientation of the LCP molecules can be adjusted to a desired state. Heating may be performed by laser irradiation as described above, but may be performed by other methods. Various known methods can be employed for controlling the cooling rate.

第2工程ではLCP層1の孔22をあけるべき領域に対する加熱が行なわれ、その後、図15に示すように、外部から加熱される保温部材24をLCP層1に当接させた状態でLCP層1を冷却させることが行なわれることが好ましい。ここでいう「LCP層1に当接」とは、LCP層1に備わっている導体パターンに当接させることも含む意味である。導体パターンが金属で形成されている場合、導体パターンが放熱部材の役割をするので、導体パターンを介して熱の授受を行なうことは好ましい。外部から加熱される保温部材24を用いれば、熱を補いながら冷却させることができるので、領域23のLCP樹脂の温度の低下をきわめてゆっくりにすることができる。その結果、LCP分子の配向を所望の状態にすることが容易となるので、好ましい。   In the second step, the region where the holes 22 of the LCP layer 1 are to be opened is heated, and then the LCP layer 1 is kept in contact with the LCP layer 1 as shown in FIG. It is preferable to cool 1. Here, “contact with the LCP layer 1” means to contact with the conductor pattern provided in the LCP layer 1. When the conductor pattern is formed of a metal, the conductor pattern serves as a heat radiating member. Therefore, it is preferable to transfer heat through the conductor pattern. If the heat retaining member 24 heated from the outside is used, cooling can be performed while supplementing the heat, so that the temperature of the LCP resin in the region 23 can be lowered very slowly. As a result, the orientation of the LCP molecules can be easily changed to a desired state, which is preferable.

第2工程は、孔22の長手方向が重力方向と一致するようにして行なわれることが好ましい。たとえば図10、図11においては、図の上下方向が重力方向となっていることが好ましい。このようになっていれば、孔22の周囲の領域23の溶融したLCP樹脂が温度低下に従って再凝固する際に、重力の作用によってLCP分子の配向が所望の状態に整うので、好ましい。   The second step is preferably performed such that the longitudinal direction of the hole 22 coincides with the direction of gravity. For example, in FIG. 10 and FIG. 11, it is preferable that the vertical direction of the figure is the direction of gravity. This is preferable because the LCP molecules are aligned in a desired state by the action of gravity when the melted LCP resin in the region 23 around the hole 22 re-solidifies as the temperature decreases.

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。   In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 LCP層、2,3,41,42 導体パターン、5 ヴィア導体、6 第1領域、7 第2領域、8 領域、21 レーザ光、22 孔、23 (LCP樹脂が溶融した)領域、24 保温部材。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 LCP layer, 2, 3, 41, 42 Conductor pattern, 5 Via conductor, 6 1st area | region, 7 2nd area | region, 8 area | region, 21 Laser beam, 22 hole, 23 (the LCP resin melted) area | region, 24 heat insulation Element.

Claims (10)

LCP分子が面方向に配向されたLCP層を含む複数の層が積層されたLCP多層基板であって、
前記LCP層の少なくとも一方の面には導体パターンが配置されており、
前記LCP層は、前記導体パターンと電気的に接続するように厚み方向に延在するヴィア導体を有し、
前記ヴィア導体の外周に接して前記ヴィア導体を取り囲むように、LCP分子が厚み方向に配向された第1領域が設けられている、LCP多層基板。
An LCP multilayer substrate in which a plurality of layers including an LCP layer in which LCP molecules are aligned in a plane direction are stacked,
A conductor pattern is disposed on at least one surface of the LCP layer,
The LCP layer has a via conductor extending in a thickness direction so as to be electrically connected to the conductor pattern,
An LCP multilayer substrate in which a first region in which LCP molecules are oriented in a thickness direction is provided so as to be in contact with an outer periphery of the via conductor and surround the via conductor.
前記第1領域のさらに外側を取り囲むように、LCP分子がランダムに配向された第2領域が設けられている、請求項1に記載のLCP多層基板。   2. The LCP multilayer substrate according to claim 1, wherein a second region in which LCP molecules are randomly oriented is provided so as to surround a further outside of the first region. 前記第1領域は前記ヴィア導体の片側における幅が100μm以上500μm以下となるようにヴィア導体を取り囲んでいる、請求項1に記載のLCP多層基板。   2. The LCP multilayer substrate according to claim 1, wherein the first region surrounds the via conductor so that a width on one side of the via conductor is not less than 100 μm and not more than 500 μm. LCP分子が面方向に配向されたLCP層を含む複数の層が積層されたLCP多層基板であって、
前記LCP層の少なくとも一方の面には導体パターンが配置されており、
前記LCP層は、前記導体パターンと電気的に接続するように厚み方向に延在するヴィア導体を有し、
前記ヴィア導体の外周に接して前記ヴィア導体を取り囲むように、LCP分子がランダムに配向された第2領域が設けられている、LCP多層基板。
An LCP multilayer substrate in which a plurality of layers including an LCP layer in which LCP molecules are aligned in a plane direction are stacked,
A conductor pattern is disposed on at least one surface of the LCP layer,
The LCP layer has a via conductor extending in a thickness direction so as to be electrically connected to the conductor pattern,
An LCP multilayer substrate in which a second region in which LCP molecules are randomly oriented is provided so as to contact the outer periphery of the via conductor and surround the via conductor.
LCP分子が面方向に配向され、一方の面に導体パターンが配置されているLCP層に対して、前記導体パターンと電気的に接続するように厚み方向に延在するヴィア導体を設置するための孔をあける第1工程と、
前記孔の周囲に接して前記孔を取り囲むように、LCP分子が厚み方向に配向された第1領域またはLCP分子がランダムに配向された第2領域を形成する第2工程と、
前記孔に前記ヴィア導体を配置する第3工程と、
前記第2工程および前記第3工程が済んだ前記LCP層を含む複数の層を積層する第4工程と、
前記第4工程において積層したものを一体化する第5工程とを含む、LCP多層基板の製造方法。
In order to install a via conductor extending in the thickness direction so as to be electrically connected to the conductor pattern with respect to the LCP layer in which the LCP molecules are oriented in the plane direction and the conductor pattern is arranged on one side A first step of drilling holes;
A second step of forming a first region in which LCP molecules are oriented in the thickness direction or a second region in which LCP molecules are randomly oriented so as to be in contact with and surround the pores;
A third step of disposing the via conductor in the hole;
A fourth step of laminating a plurality of layers including the LCP layer after the second step and the third step;
And a fifth step of integrating the stacked layers in the fourth step.
前記第2工程は前記第1工程と同時に行なわれる、請求項5に記載のLCP多層基板の製造方法。   6. The method for manufacturing an LCP multilayer substrate according to claim 5, wherein the second step is performed simultaneously with the first step. 前記第1工程は前記LCP層に対するレーザ照射によって行なわれる、請求項5または6に記載のLCP多層基板の製造方法。   The method for manufacturing an LCP multilayer substrate according to claim 5, wherein the first step is performed by laser irradiation on the LCP layer. 前記第1工程では前記LCP層の前記孔をあけるべき領域に対する加熱が行なわれ、前記第2工程では前記加熱の後の冷却の速度の制御が行なわれる、請求項5から7のいずれかに記載のLCP多層基板の製造方法。   8. The heating according to claim 5, wherein in the first step, the region of the LCP layer to be perforated is heated, and in the second step, the cooling rate after the heating is controlled. Manufacturing method of LCP multilayer substrate. 前記第2工程では前記LCP層の前記孔をあけるべき領域に対する加熱が行なわれ、その後、外部から加熱される保温部材を前記LCP層に当接させた状態で前記LCP層を冷却させることが行なわれる、請求項5から8のいずれかに記載のLCP多層基板の製造方法。   In the second step, the region of the LCP layer to be perforated is heated, and then the LCP layer is cooled in a state where a heat retaining member heated from the outside is in contact with the LCP layer. A method for producing an LCP multilayer substrate according to any one of claims 5 to 8. 前記第2工程は、前記孔の長手方向が重力方向と一致するようにして行なわれる、請求項5から9のいずれかに記載のLCP多層基板の製造方法。   10. The method of manufacturing an LCP multilayer substrate according to claim 5, wherein the second step is performed such that a longitudinal direction of the hole coincides with a direction of gravity.
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