JP6202905B2 - 回路基板およびその製造方法 - Google Patents
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本発明の別の目的は、このような回路基板を、効率よく製造できる製造方法を提供することにある。
前記銅箔面に設けられた銅箔表面は、多数の島部と、これらの島部を取り囲み底部に向かって突出する溝部と、を有し、
前記島部は、その80%以上が非針状の先端形状を有し、
前記溝部は、平均深さが0.5〜3μmである、回路基板である。
熱可塑性液晶ポリマーフィルムおよび銅箔を用意する工程と、
前記銅箔の少なくとも一方の面に対して処理液を適用し、銅箔処理面に対して、多数の島部と、これらの島部を取り囲み底部に向かって突出する溝部と、を形成するための浮彫処理工程であって、前記島部は、その80%以上が略平滑端の先端形状を有し、前記溝部は、平均深さが0.5〜3μmである浮彫処理工程と、
前記浮彫処理された銅箔処理面に対して、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムを熱圧着させる熱圧着工程と、を少なくとも備える。
熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、溶融成形できる液晶性ポリマーから形成され、この熱可塑性液晶ポリマーは、溶融成形できる液晶性ポリマーであれば特にその化学的構成については特に限定されるものではないが、例えば、熱可塑性液晶ポリエステル、又はこれにアミド結合が導入された熱可塑性液晶ポリエステルアミドなどを挙げることができる。
このようにして得られた本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、優れた誘電特性、低吸湿性などを有しているため、回路基板材料として好適に用いることができる。
本発明で用いられる銅箔は、回路基板において用いられる銅箔であれば、特に限定されず、圧延銅箔、電解銅箔のいずれであってもよい。また、銅箔は、銅と他の金属の合金であってもよい。
銅箔の厚さは、例えば、5〜150μmであってもよく、好ましくは6〜130μm、より好ましくは9〜110μmの範囲であってもよい。
本発明の回路基板は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムおよび銅箔を用意する工程と、
前記銅箔の少なくとも一方の面に対して処理液を適用し、銅箔に対して、多数の微小な島部と、これらの島部を取り囲んでおり、平均深さ0.5〜3μmで底部に向かって突出する溝部と、を形成するための浮彫処理工程と、
前記浮彫処理された銅箔処理面に対して、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムを熱圧着させる熱圧着工程と、を少なくとも備える製造方法によって得ることができる。
浮彫処理工程では、前記銅箔の少なくとも一方の面に対して処理液を適用し、銅箔に対して多数の微小な島部、およびこれらの島部を取り囲んでいる溝部を形成する。
浮彫処理としては、所定の島・溝形状を形成できる限り、特に限定されないが、例えば、ネオブラウン処理を利用して上記形状を銅箔に対して形成することができる。
また、硫酸濃度は、20〜300g/Lであってもよく、好ましくは40〜200g/L程度であってもよい。
このような処理液は、例えば、(株)JCUから、エバケムネオブラウンNBDIIシリーズとして上市されている。
浮彫処理によって、銅箔の処理面には、多数の島部、およびこれらの島部を取り囲み、所定の深さを有する溝部が形成される。島部のうち、その80%以上が非針状の先端形状を有している。ここで、非針状とは、島部の幅Lに対する島部の高さ(すなわち島部を形成する溝部の深さ)Hの比(H/L)が3未満、好ましくは2以下、より好ましくは1.5以下であることを意味している。
銅箔が、このような微小な島部を有することにより、熱圧着温度において高い粘性を有する液晶ポリマーフィルムを用いた場合であっても、銅箔部凹凸に対して液晶ポリマーを良好に充填することが可能となる。
熱圧着工程では、浮彫処理された銅箔処理面に対して、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムを重ね合わせ、所定の圧力下で加熱し、両者を熱圧着させる。
熱圧着は、真空熱プレス装置や加熱ロール積層設備等を用いて行うことができるが、液晶ポリマーの銅箔凹凸への充填性を高める観点から、真空熱プレス装置を用いるのが好ましい。
例えば、このような熱圧着工程は、(i)液晶ポリマーフィルムと浮彫処理された銅箔とを熱圧着させ、銅張積層体を得る段階、(ii)銅箔に対して回路パターンが形成された回路基板を少なくとも2枚用い、浮彫処理された回路面に対して、ボンディングシートとして液晶ポリマーフィルムを熱圧着させる段階、(iii)単層または多層回路基板において、浮彫処理された回路面に対してカバーフィルムとして液晶ポリマーフィルムを熱圧着させる段階などのいずれにおいても行われてもよい。
これらのうち、上記に規定する熱圧着工程は、上記(ii)または(iii)の段階で行われるのが好ましく、特に(ii)の段階で行われるのが好ましい。
回路基板は、単層回路基板であっても、多層回路基板であっても、いずれでもよい。
さらに、本発明の回路基板は、将来的に回路として用いられる観点から、回路が形成されていない銅箔と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを少なくとも含む銅張積層板を含んでいてもよい。
その場合、多層回路基板は、浮彫処理された銅箔面と接着する液晶ポリマーフィルムは、少なくとも2枚の内層基板間を接着するためのボンディングシートとして用いられてもよいし、内層基板の外側に形成されるカバーフィルムまたは外層基板として用いられてもよい。
また、回路基板が複数の液晶ポリマーフィルムを備える場合、各液晶ポリマーフィルムは、互いに異なる融点を有してもよい。その場合、浮彫処理された銅箔面は、より低融点のフィルムと接合されていてもよい。
例えば、本発明の回路基板では、回路基板を(Mp−30)℃の環境下、60分間保持した場合であっても、回路基板表面に、高さ100μm以上の膨れが生じるのを防ぐことが可能である。
示差走査熱量計を用いて、フィルムの熱挙動を観察して得た。つまり、供試フィルムを20℃/分の速度で昇温して完全に溶融させた後、溶融物を50℃/分の速度で50℃まで急冷し、再び20℃/分の速度で昇温した時に現れる吸熱ピークの位置を、フィルムの融点として記録した。
粘弾性レオメータ(TA Instrument Japan製AR2000)を用い、昇温速度3℃/分、周波数1Hz、ひずみ0.1%、法線応力5Nの条件下で測定した。
膜厚は、デジタル厚み計(株式会社ミツトヨ製)を用い、得られたフィルムをTD方向に1cm間隔で測定し、中心部および端部から任意に選んだ10点の平均値を膜厚とした。
溝部の深さは、触針式の表面粗さ計((株)ミツトヨ製 リーフテスト SJ−201P)を用い、JIS B0601−2001に従って、最大粗さRzを測定した。0.8mm長を3回測定した。Rzの平均値を溝部の深さとした。
走査型電子顕微鏡(日本電子(株)製 JSM−T20)を用い、測定倍率5000倍で撮影された正面写真について、銅箔に形成された島部の各種形状を測定した。島部の幅としては、ランダムに選択された20個の島部について、銅箔の深さ約0.05μmにおいて最も幅が広い部分をその島の幅として測定し、10個の島の平均値をその島の平均幅として算出した。なお、島部は、深さ0.2μm以上の溝部に囲まれたものを島部として認定した。
走査型電子顕微鏡(SEM)で撮像した20×30μmの写真を画像処理し、島部と溝部のコントラストを強調し、さらに2値化することで面積比を算出した。
実施例および比較例で得られた多層配線板を、オーブンにおいて250℃の環境下、60分間静置し、60分後に積層体に膨れが生じているか否かを目視により観察した。
なお、積層体表面に、高さ100μm以上の盛り上がりを認めた際、膨れが生じていると判断した。
JIS C5016−1994に準拠して、毎分50mmの速度で、浮彫処理された銅箔を、この銅箔の浮彫処理面に熱圧着されたフィルムに対して90°の方向に引きはがしながら、引っ張り試験機[日本電産シンポ(株)製、デジタルフォースゲージFGP-2]により、銅箔の引きはがし強さを測定し、得られた値を接着強度とした。
融点335℃、膜厚50μm、溶融粘度20,000Pa・sの熱可塑性液晶ポリマーフィルム((株)クラレ製、CT−Z)に対して、電解銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、JTC−AM)を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用いて、加熱盤を295℃に設定し、4MPaの圧力下、10分間、圧着して、電解銅箔/熱可塑性液晶ポリマーフィルム/電解銅箔の構成の積層体(A)を作製した。得られた積層体の銅箔面に回路パターンを化学エッチング法により作製し、回路パターンを有する積層体(B)を得た。
積層体(B)に対して、実施例1で行われた浮彫処理を2回繰り返す以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。粗化処理後の銅箔表面を5000倍で拡大した走査型顕微鏡写真を図3に示す。図3に示すように、浮彫処理によって、銅箔表面には、数多くの島部と、島部の周りを取り囲む深い溝部が形成されている。なお、島部のうち、その80%以上が非針状の先端形状である略平滑端を有している。
粗化処理を行わない以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。銅箔表面を5000倍で拡大した走査型顕微鏡写真を図4に示す。図4に示すように、銅箔表面には島部も溝部も形成されていない。
粗化処理において、亜塩素酸ナトリウム31g/L、水酸化ナトリウム15g/L、およびリン酸三ナトリウム12g/Lを含む黒化処理液を用い、95℃で2分間粗化処理を行う以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。粗化処理後の銅箔表面を5000倍で拡大した走査型顕微鏡写真を図5に示す。図5に示すように、銅箔表面には、とげ状の先端を有する突出部が数多く形成されている。
粗化処理において、酢酸銅30g/L、硫酸銅24g/L、硫化バリウム24g/Lおよび塩化アンモニウム24g/Lを含むブラウン処理液を用い、95℃で2分間粗化処理を行う以外は、実施例1と同様にして多層配線板を作製した。粗化処理後の銅箔表面を5000倍で拡大した走査型顕微鏡写真を図6に示す。図6に示すように、銅箔表面には、略平滑端を先端に有する島部が形成されているが、これらの島部を取り囲む溝部は、その深さが0.2μm未満のごく浅いものであり、本明細書に規定する溝部に該当しない。
また、比較例2および比較例3では、ピール強度は高いものの、液晶ポリマーの銅箔表面への充填性が悪く、耐熱性試験において膨れが発生している。
14,104…銅箔
15…島部
16,106…熱可塑性液晶ポリマーフィルム
102…突出部
108…空隙
Claims (9)
- 銅箔と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを少なくとも含み、この熱可塑性液晶ポリマーフィルムが少なくとも一方の銅箔面に対して熱圧着されている回路基板であって、
前記銅箔面に設けられた銅箔表面は、多数の島部と、これらの島部を取り囲み底部に向かって突出する溝部と、を有し、
前記島部は、その80%以上が非針状の先端形状を有し、
前記溝部は、平均深さが0.5〜3μmであり、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点(Mp)−30℃で60分間熱処理した場合、回路基板表面に高さ100μm以上の膨れが生じない、回路基板。 - 請求項1の回路基板であって、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの300℃での溶融粘度(せん断速度1,000秒 −1 )が100Pa・s以上である、回路基板。
- 請求項1または2の回路基板であって、単位面積当たりの島部と溝部との割合(面積比)が、島部/溝部=40/60〜90/10である、回路基板。
- 請求項1から3のいずれか一項の回路基板であって、島部の平均幅は、0.6〜5μmの範囲にある、回路基板。
- 請求項1から4のいずれか一項の回路基板であって、溝部の平均幅は、0.05〜1.0μmの範囲にある、回路基板。
- 請求項1から5のいずれか一項の回路基板であって、銅箔と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの間のピール強度が、0.4kN/m以上である、回路基板。
- 請求項1から6のいずれか一項の回路基板であって、熱可塑性液晶ポリマーフィルムが、ボンディングシートおよびカバーフィルムからなる群から選択される少なくとも一種である、回路基板。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載された回路基板を製造する方法であって、
熱可塑性液晶ポリマーフィルムおよび銅箔を用意する工程と、
前記銅箔の少なくとも一方の面に対して処理液を適用し、銅箔処理面に対して、多数の島部と、これらの島部を取り囲み底部に向かって突出する溝部と、を形成するための浮彫処理工程であって、前記島部は、その80%以上が略平滑端の先端形状を有し、前記溝部は、平均深さが0.5〜3μmである浮彫処理工程と、
前記浮彫処理された銅箔処理面に対して、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムを熱圧着させる熱圧着工程と、を少なくとも備える
回路基板を製造する方法。 - 請求項8の製造方法において、
熱圧着工程において、浮彫処理された銅箔処理面と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを4Mpa以下で真空プレス処理する製造方法。
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