JP6645108B2 - 多層伝送線路板 - Google Patents
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Landscapes
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Description
図1に示すように、ガラスクロスは、ガラス繊維を縦と横に織った構造を有するため、織り目部分ではガラス繊維が重なっている。したがって、ガラスクロスと樹脂との複合材料において、ガラス繊維の織り目部分は、ガラスの存在比率が高くなる。反対に、ガラス繊維の重なりが無い部分は、ガラスの存在比率が低くなる。このように、複合材料面内における樹脂とガラスとの存在比率は均一ではない。
図2に示すように、差動配線が形成された多層伝送線路板では、ガラスの存在比率が高い部分と低い部分に配線が存在する場合が生ずるが、信号速度がそれぞれの場所で異なるため、受信側で信号の到達時間にずれ(スキュー)が生じ、信号品質を低下させる。
[1]一対のグランド層と、
前記一対のグランド層のうち一方のグランド層と他方のグランド層との間に配置された差動配線と、
前記差動配線と前記一方のグランド層との間に配置された絶縁層Iと、
前記差動配線と前記他方のグランド層との間に配置された絶縁層IIとを有し、
前記絶縁層I及び絶縁層IIのうち少なくとも一方はガラスクロスと樹脂組成物とを含有する層であり、
前記ガラスクロスと樹脂組成物とを含有する層のうち少なくとも一層における前記ガラスクロスと前記樹脂組成物との誘電率の差が1.0以下である、多層伝送線路板。
[2]前記絶縁層I又は絶縁層IIの一方がガラスクロスと樹脂組成物とを含有する層であり、
前記絶縁層I又は絶縁層IIの他方がガラスクロスを含有せず、樹脂を含有する層であり、
前記ガラスクロスと樹脂組成物とを含有する層における前記ガラスクロスと前記樹脂組成物との誘電率の差が1.0以下である、上記[1]に記載の多層伝送線路板。
[3]前記ガラスクロスの誘電率が5.0以下である、上記[1]又は[2]に記載の多層伝送線路板。
[4]ガラスクロスと樹脂組成物とを含有するプリプレグであり、前記ガラスクロスと樹脂組成物との誘電率の差が1.0以下である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の多層伝送線路板を形成するために用いられるプリプレグ。
以下、図面を参照しながら、本発明の多層伝送線路板の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態に係る多層伝送線路板は、例えば、Gbpsオーダーの差動伝送方式による高速デジタル伝送で使用されるものである。
本発明の多層伝送線路板は、一対のグランド層と、前記一対のグランド層のうち一方のグランド層と他方のグランド層との間に配置された差動配線と、前記差動配線と前記一方のグランド層との間に配置された絶縁層Iと、前記差動配線と前記他方のグランド層との間に配置された絶縁層IIとを有し、前記絶縁層I及び絶縁層IIのうち少なくとも一方はガラスクロスと樹脂組成物とを含有する層であり、前記ガラスクロスと樹脂組成物とを含有する層における前記ガラスクロスと前記樹脂組成物との誘電率の差が1.0以下である、多層伝送線路板である。
本発明の多層伝送線路板は、従来の伝送線路板におけるガラスクロスを含有する材料で構成されていた絶縁層の一部又は全部に、誘電率の差が小さいガラスクロスと樹脂組成物とを含有する材料を用いることで、誘電率の不均一性を軽減することにより、スキューを低減することができると考えられる。
以下、本発明の多層伝送線路板の実施態様として、第一及び第二実施形態に係る多層伝送線路板を例として挙げ、各態様について図面を参照しながら説明する。
図3は、本発明の第一実施形態に係る多層伝送線路板1Aを示す模式的断面図である。
図3に示すように、本発明の第一実施形態に係る多層伝送線路板1Aは、一対のグランド層11、21と、一対のグランド層11、21のうち一方のグランド層11と他方のグランド層21との間に配置された差動配線91と、差動配線91と一方のグランド層11との間に配置された絶縁層(1−I)31と、差動配線91と他方のグランド層21との間に配置された絶縁層(1−II)32とを含む。
絶縁層(1−I)31と絶縁層(1−II)32は、ガラスクロスと樹脂組成物とを含有する層であり、絶縁層(1−II)32におけるガラスクロスと樹脂組成物との誘電率の差は1.0以下である。絶縁層(1−II)32におけるガラスクロスと樹脂組成物との誘電率の差は小さいほど好ましく、誘電率の不均一性を軽減する観点から、0.5以下が好ましく、0.1以下がより好ましい。
なお、絶縁層(1−I)31におけるガラスクロスと樹脂組成物との誘電率の差は、1.0を超えていても、1.0以下でも、いずれでも構わない。
図6に従来の多層伝送線路板4Aの模式的断面図を示す。従来の多層伝送線路板4Aは、プリプレグの両面に銅箔を積層して硬化することにより得られた積層板の片側の銅箔に回路加工を施すことにより、一方の面に差動配線94を、他方の面にグランド層24を配置した絶縁層62を形成し、その差動配線94側の面に更に絶縁層61を形成するためのプリプレグとグランド層14を構成する銅箔とをこの順に積層して成形する方法により製造していた。また、絶縁層61、62において、ガラスクロスと樹脂組成物との誘電率の差は1.0を越えていた。
本発明の第一実施形態に係る多層伝送線路板1Aは、図6に示す従来の多層伝送線路板4Aにおける絶縁層62を、ガラスクロスと樹脂組成物との誘電率の差が1.0以下である絶縁層(1−II)32に変更することで、スキューの低減を図ることができる。
グランド層11、21としては、特に限定されるものではないが、従来のプリント配線板等の導電層に適用されるものを適用することができ、例えば、金属箔から構成されるものを適用することができる。
金属箔としては、例えば、銅箔、ニッケル箔、アルミ箔等を適用することができ、取り扱い性及びコストの観点からは、銅箔を適用することができる。
また、グランド層11、21に金属箔を適用する場合、その防錆性、耐薬品性、耐熱性等を向上させる観点から、ニッケル、錫、亜鉛、クロム、モリブデン、コバルト等によるバリアー層形成処理が施されていてもよい。また、金属箔は、絶縁層との接着性を向上させる観点から、表面粗化処理、シランカップリング剤等による処理などの表面処理が施されていてもよい。
グランド層11、21に適用される金属箔としては、市販品の金属箔を用いてもよい。市販品の金属箔としては、例えば、銅箔である「F2−WS」(古河電気工業株式会社製、商品名、Rz=2.0μm)、「FV−WS」(古河電気工業株式会社製、商品名、Rz=1.5μm)、「3ECVLP」(三井金属鉱業株式会社製、商品名、Rz=3.0μm)等が商業的に入手可能である。
グランド層11、21は、1種の金属材料からなる単層構造であってもよく、複数の金属材料からなる単層構造であってもよく、更には異なる材質の金属層を複数積層した積層構造であってもよい。また、グランド層11、21の厚さは、特に限定されず、求める性能等に応じて適宜決定すればよい。
差動配線91を形成する材料としては、特に限定されず、例えば、金属箔から構成されるものを適用することができる。差動配線91を形成する金属箔としては、例えば、グランド層11、21に適用可能な金属箔を使用することができる。差動配線91は、めっきにより形成されていてもよい。
絶縁層(1−II)32は、ガラスクロスと樹脂組成物とを含有する層であり、ガラスクロスと樹脂組成物との誘電率の差が1.0以下である層である。
絶縁層(1−II)32に含まれる樹脂組成物は、樹脂を含むものであれば特に限定されず、必要に応じて無機充填材、難燃剤、各種添加剤等のその他の成分を更に配合してもよい。なお、本明細書において「樹脂組成物」に含まれる樹脂は硬化前のモノマー、半硬化状態(所謂Bステージ状態)のオリゴマー、硬化後のポリマーのいずれの状態であってもよい。
樹脂組成物に含まれる樹脂は、特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができる。誘電特性、耐熱性、耐溶剤性、及びプレス成形性を向上させる観点から、熱可塑性樹脂を熱硬化性樹脂で変性した樹脂であってもよい。
熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリスチレン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ポリブタジエン、全芳香族ポリエステルの液晶ポリマー(LCP)、フッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPO又はPPE)、スチレン系エラストマー等が挙げられる。加工性、金属及び他の樹脂材料との接着性、誘電特性、並びに低伝送損失性の観点から、ポリフェニレンエーテルとしてもよい。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられる。
樹脂組成物に含まれる樹脂は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(式中、R1は各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。xは0〜4の整数である。)
前記一般式(I)中のR1が表す脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。該脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜3の脂肪族炭化水素基であってもよく、メチル基であってもよい。また、ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。ハロゲン原子としては、ハロゲンフリーとする観点から、フッ素原子であってもよい。
以上の中でも、R1としては炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基であってもよい。
xは0〜4の整数であり、0〜2の整数であってもよく、2であってもよい。なお、xが1又は2である場合、R1はベンゼン環上のオルト位(但し、酸素原子の置換位置を基準とする。)に置換していてもよい。また、xが2以上である場合、複数のR1同士は同一であっても異なっていてもよい。
前記一般式(I)で表される構造単位としては、具体的には、下記一般式(I')で表される構造単位であると好ましい。
(式中、R2は各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。yは0〜4の整数である。A1は、下記一般式(II)、(III)、(IV)又は(V)で表される基である。)
yは0〜4の整数であり、0〜2の整数であってもよく、0であってもよい。yが2以上の整数である場合、複数のR2同士は同一であっても異なっていてもよい。
A1が表す、一般式(II)、(III)、(IV)又は(V)で表される基は、以下のとおりである。
(式中、R3は各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。pは0〜4の整数である。)
R3が表す炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、R1の場合と同様に説明される。
pは0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、0〜2の整数であってもよく、0又は1であってもよく、0であってもよい。pが2以上の整数である場合、複数のR3同士は同一であっても異なっていてもよい。
(式中、R4及びR5は各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。A2は炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボオキシ基、ケト基、単結合又は下記一般式(III−1)で表される基である。q及びrは各々独立に0〜4の整数である。)
R4及びR5が表す炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、R1の場合と同じものが挙げられる。該脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜3の脂肪族炭化水素基であってもよく、メチル基、エチル基であってもよく、エチル基であってもよい。
A2が表す炭素数1〜5のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、1,2−ジメチレン基、1,3−トリメチレン基、1,4−テトラメチレン基、1,5−ペンタメチレン基等が挙げられる。該アルキレン基としては、高周波特性、導体との接着性、耐熱性、ガラス転移温度、熱膨張係数及び難燃性の観点から、炭素数1〜3のアルキレン基であってもよく、メチレン基であってもよい。
A2が表す炭素数2〜5のアルキリデン基としては、例えば、エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、ブチリデン基、イソブチリデン基、ペンチリデン基、イソペンチリデン基等が挙げられる。これらの中でも、高周波特性、導体との接着性、耐熱性、ガラス転移温度、熱膨張係数及び難燃性の観点から、イソプロピリデン基であってもよい。
A2としては、上記選択肢の中でも、炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基であってもよい。
q及びrは各々独立に0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、いずれも、0〜2の整数であってもよく、0又は2であってもよい。q又はrが2以上の整数である場合、複数のR4同士又はR5同士は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
なお、A2が表す一般式(III−1)で表される基は以下のとおりである。
(式中、R6及びR7は各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。A3は炭素数1〜5のアルキレン基、イソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボオキシ基、ケト基又は単結合である。s及びtは各々独立に0〜4の整数である。)
R6及びR7が表す炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、R4及びR5の場合と同様に説明される。
A3が表す炭素数1〜5のアルキレン基としては、A2が表す炭素数1〜5のアルキレン基と同じものが挙げられる。
A3としては、上記選択肢の中でも、炭素数2〜5のアルキリデン基を選択してもよい。
s及びtは0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、いずれも、0〜2の整数であってもよく、0又は1であってもよく、0であってもよい。s又はtが2以上の整数である場合、複数のR6同士又はR7同士は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
(式中、nは0〜10の整数である。)
nは、入手容易性の観点から、0〜5の整数であってもよく、0〜3の整数であってもよい。
(式中、R8及びR9は各々独立に、水素原子又は炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基である。uは1〜8の整数である。)
R8及びR9が表す炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、R1の場合と同様に説明される。
uは1〜8の整数であり、1〜3の整数であってもよく、1であってもよい。
(式中、R2及びyは、前記一般式(Z)中のものと同じである。)
(式中、A1は、前記一般式(Z)中のものと同じである。)
ポリアミノビスマレイミド化合物(B)は、例えば、(a)成分と分子中に2個の一級アミノ基を有する芳香族ジアミン化合物(b)[以下、(b)成分と称することがある。]とを有機溶媒中でマイケル付加反応させることにより得られる。
(式中、A4は前記一般式(Z)中のA1の定義と同じであり、A5は下記一般式(VII)で表される基である。)
(式中、R17及びR18は各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基、炭素数1〜5のアルコキシ基、水酸基又はハロゲン原子である。式中、A8は炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボオキシ基、ケト基、フルオレニレン基、単結合、又は下記一般式(VII-1)もしくは(VII-2)で表される基である。q’及びr’は各々独立に0〜4の整数である。)
(式中、R19及びR20は各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。A9は炭素数1〜5のアルキレン基、イソプロピリデン基、m−又はp−フェニレンジイソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボオキシ基、ケト基又は単結合である。s’及びt’は各々独立に0〜4の整数である。)
(式中、R21は炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。A10及びA11は各々独立に、炭素数1〜5のアルキレン基、イソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボオキシ基、ケト基又は単結合である。wは0〜4の整数である。)
前記一般式(VII)又は(VII-1)中のA8及びA9が表す炭素数1〜5のアルキレン基及び炭素数2〜5のアルキリデン基、及び前記一般式(VII-2)中のA10及びA11が表す炭素数1〜5のアルキレン基としては、前記一般式(III)中のA2の場合と同様に説明される。
q’及びr’は0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、いずれも0〜2の整数であってもよく、0又は2であってもよい。s’及びt’は0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、いずれも0〜2の整数であってもよく、0又は1であってもよく、0であってもよい。wは0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、0〜2の整数であってもよく、0であってもよい。
絶縁層(1−II)32に必要に応じて含まれる無機充填材としては、特に限定されるものではないが、例えば、アルミナ、酸化チタン、マイカ、シリカ、ベリリア、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、炭酸アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、クレー、タルク、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸アルミニウム、炭化ケイ素等が用いられる。これらの無機充填材は単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
無機充填材の形状は、特に限定されるものではなく、球状、破砕状等の無機充填材を用いることができる。
無機充填材の体積平均粒子径は、特に限定されるものではないが、例えば、0.01〜50μmとしてもよく、0.1〜15μmとしてもよい。
難燃剤の配合割合は、特に限定されないが、例えば、樹脂の合計量100質量部に対して、10〜200質量部とすることができ、15〜150質量部とすることができ、20〜100質量部とすることができる。難燃剤の配合割合が10質量部以上だと耐燃性がより向上する傾向があり、200質量部以下だと耐熱性、接着性、及び成形性がより向上する傾向がある。
ガラスクロスは特に限定されるものではないが、ヤーンを高密度に編んだもの、開繊された繊維糸(開繊糸)を用いたものであれば、誘電率の不均一性を軽減できる。また、縦糸と横糸に同種のガラス繊維糸を用いれば、同様に誘電率の不均一性を軽減できる。
ガラス繊維としては、Eガラス、NEガラス、Dガラス、Qガラス等が例示でき、縦糸と横糸に、含浸する樹脂に近い誘電率のガラス繊維糸を用いたもの等を用いることで誘電率の不均一性をさらに軽減できる。
ガラスクロスの誘電率は、誘電率の不均一性を軽減する観点から、5.0以下であることが好ましく、4.5以下であることがより好ましい。
ガラスクロスと樹脂組成物との誘電率の差を1.0以下にするためには、使用するガラスクロスの誘電率に、樹脂組成物の誘電率を近づければよい。例えば、樹脂として前述の熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を使用すれば、選択する樹脂種、その配合比率等によって一般的に誘電率を2〜4程度に制御することが可能である。誘電率の差が更に大きい場合、この樹脂に、樹脂よりも高い誘電率を有する無機充填材、難燃剤等を加えれば、当該樹脂の誘電率を更に高めることができる。例えば、Eガラスの誘電率は6.8程度であり、一般的なエポキシ樹脂の誘電率は3.8程度であるから、Eガラスのガラスクロスに対しては、エポキシ樹脂100質量部と誘電率10程度のアルミナフィラー300質量部とを混合した樹脂組成物を用いることで、ガラスクロスと樹脂組成物との誘電率の差を1.0以下にすることができる。
絶縁層(1−I)31は、ガラスクロスと樹脂組成物とを含有する層である。
絶縁層(1−I)31に含まれる樹脂組成物を構成する成分及びガラスクロスは、絶縁層(1−II)32に含まれるものと同様のものを使用できる。
絶縁層(1−I)31の形成に用いられるプリプレグとしては、市販品を用いてもよい。市販品のプリプレグとしては、例えば、日立化成株式会社製「GWA−900G」、「GWA−910G」、「GHA−679G」、「GHA−679G(S)」、「GZA−71G」(いずれも商品名)等を用いることができる。
次に、本発明の第一実施形態に係る多層伝送線路板1Aの製造方法について説明する。
本発明の第一実施形態に係る多層伝送線路板1Aは、例えば、プリプレグの両面に銅箔を積層して硬化して得られた積層板の片側の銅箔に回路加工を施すことにより、一方の面に差動配線91を、他方の面にグランド層21を配置した絶縁層(1−II)32を形成し、次いで差動配線91が形成された面に絶縁層(1−I)31を形成するためのプリプレグと、グランド層11を構成する銅箔とをこの順に積層して成形する方法により製造することができる。
絶縁層(1−I)31を形成するためのプリプレグは、前述のとおり市販品を用いてもよく、公知の方法で得たものを用いてもよい。
絶縁層(1−I)31を形成するためのプリプレグは、例えば、前記樹脂及び、必要に応じて使用される前記無機充填材等を有機溶媒に溶解及び/又は分散して得られた樹脂ワニスを、前記ガラスクロスに含浸する方法により得られる。
樹脂ワニスをガラスクロスに含浸する方法としては、特に限定されないが、例えば、ガラスクロスを樹脂ワニスに浸漬する方法、各種コーターにより樹脂ワニスをガラスクロスに塗布する方法、スプレーによって樹脂ワニスをガラスクロスに吹き付ける方法等が挙げられる。これらの中でも、樹脂ワニスの含浸性を向上させる観点から、ガラスクロスを樹脂ワニスに浸漬する方法を用いることができる。
絶縁層(1−II)32を形成するためのプリプレグは、例えば、前記樹脂組成物を有機溶媒に溶解及び/又は分散して得られた樹脂ワニスを、前記ガラスクロスに前述の方法で含浸することにより得られる。
樹脂ワニスの固形分(不揮発分)濃度は、特に限定されないが、例えば、5〜80質量%とすることができる。
プリプレグの厚さは、形成する絶縁層の厚さに応じて適宜決定すればよい。
本発明の第一実施形態に係る多層伝送線路板の成形方法及び成形条件は、特に限定されないが、例えば、電気絶縁材料用積層板及び多層板の成形方法及び成形条件を適用することができる。具体的には、例えば、多段プレス、多段真空プレス、連続成形、オートクレーブ成形機等を使用し、温度100〜250℃、圧力0.2〜10MPa、加熱時間0.1〜5時間の範囲で成形することができる。
なお、グランド層は、上記のとおり金属箔の積層によって形成してもよく、乾式メッキ等の公知の方法を使用して形成してもよい。
次に、本発明の第二実施形態に係る多層伝送線路板について説明する。
図4は、本発明の第二実施形態に係る多層伝送線路板2Aを示す模式的断面図である。
図4に示すように、本発明の第二実施形態に係る多層伝送線路板2Aは、一対のグランド層12、22と、一対のグランド層12、22のうち一方のグランド層12と他方のグランド層22との間に配置された差動配線92と、差動配線92と一方のグランド層12との間に配置された絶縁層(2−I)41と、差動配線92と他方のグランド層22との間に配置された絶縁層(2−II)42とを含む。絶縁層(2−I)41は、ガラスクロスを含有せず、樹脂を含有する層であり、絶縁層(2−II)42は、ガラスクロスと樹脂組成物とを含有する層であり、絶縁層(2−II)42におけるガラスクロスと樹脂組成物との誘電率の差が1.0以下である、多層伝送線路板である。
本発明の第二実施形態に係る多層伝送線路板2Aは、例えば、プリプレグの両面に銅箔を積層して硬化して得られた積層板の片側の銅箔に回路加工を施すことにより、一方の面に差動配線92を、他方の面にグランド層22を配置した絶縁層(2−II)42を形成し、次いで差動配線92が形成された面に絶縁層(2−I)41を形成するための樹脂フィルムと、グランド層12を構成する銅箔とをこの順に積層して成形する方法により製造することができる。
絶縁層(2−I)41を形成するための樹脂フィルムは、公知の方法で得ることができ、例えば、前記樹脂を、必要に応じて前記その他の成分と混合した後、支持体上に層形成する方法により得られる。
樹脂の混合方法は特に制限されず、公知の方法を用いることができる。
樹脂を支持体上に層形成する方法としては、例えば、樹脂を有機溶媒に溶解及び/又は分散することにより樹脂ワニスを調製し、該樹脂ワニスを各種コーターを用いて支持体に塗布し、加熱、熱風吹きつけ等により乾燥する方法が挙げられる。
このようにして得られる樹脂フィルムは、半硬化(Bステージ化)させたものであってもよい。半硬化した樹脂フィルムは、積層し硬化する際に接着力が確保される状態、且つ差動配線92への埋めこみ性(流動性)が確保される状態としてもよい。
樹脂フィルムの厚さは、形成する絶縁層の厚さに応じて適宜決定すればよい。
支持体の厚さは、例えば、10〜150μmとすることができ、また、25〜50μmとすることができる。樹脂フィルムの支持体が設けられていない面には、保護フィルムを更に積層することができる。保護フィルムは、支持体の材質と同じであってもよく、異なっていてもよい。保護フィルムの厚さは、例えば、1〜40μmである。保護フィルムを積層することにより、異物混入を防止することができ、樹脂フィルムをロール状に巻き取って保管することもできる。
(ポリフェニレンエーテル誘導体(A)の製造)
下記手順に従って、分子中に少なくとも1個のN−置換マレイミド基を有するポリフェニレンエーテル誘導体(A)を製造した。
温度計、還流冷却管、撹拌装置を備えた加熱及び冷却可能な容積2リットルのガラス製フラスコ容器に、トルエン190質量部、PPO640(ポリフェニレンエーテル、数平均分子量:約16000、SABICイノベーティブプラスチックス社製)100質量部、p−アミノフェノール1.35質量部を投入し、フラスコ内の温度を90℃に設定し、保温して撹拌しながら溶解した。溶解を目視で確認後、パーブチル−I(t−ブチルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、日油株式会社製)2質量部とナフテン酸マンガン0.15質量部とを添加し、溶液温度90℃で4時間反応させた後、70℃に冷却して分子末端に一級アミノ基を有するポリフェニレンエーテル化合物(A’)を得た。
次に上記反応溶液に、2,2−ビス(4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパン(大和化成工業株式会社製、商品名「BMI−4000」)7.2質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル190質量部を加えて、攪拌しながら液温を昇温し、120℃で保温しながら4時間反応させた後、冷却及び200メッシュ濾過してポリフェニレンエーテル誘導体(A)を製造した。
(ポリアミノビスマレイミド化合物(B)の製造)
温度計、還流冷却管、撹拌装置を備えた加熱及び冷却可能な容積1リットルのガラス製フラスコ容器に、2,2−ビス(4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパン50質量部、3,3’−ジメチル−5,5’−ジエチル−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業株式会社製、商品名「BMI−5100」)50質量部、4,4’−[1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスアニリン(三井化学株式会社製、商品名「ビスアニリンM」)14質量部及びプロピレングリコールモノメチルエーテル50質量部を投入し、液温を120℃に保ったまま、撹拌しながら3時間反応させた後、冷却及び200メッシュ濾過してポリアミノビスマレイミド化合物(B)を製造した。
(熱硬化性樹脂組成物(樹脂ワニス)1の調製)
上記で得られたポリフェニレンエーテル誘導体(A)100質量部、ポリアミノビスマレイミド化合物(B)450質量部、無機充填材AlOOH(ベーマイト型水酸化アルミニウム、密度3.0g/cm3、河合石灰工業株式会社製)870質量部、硬化促進剤パーブチル−P(α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、日油株式会社製)7質量部、G−8009L(イソシアネートマスクイミダゾール、第一工業製薬株式会社製)7質量部、メチルエチルケトン800質量部を用いて、60℃で加熱しながら攪拌及び混合して、固形分(不揮発分)濃度約55質量%の熱硬化性樹脂組成物(樹脂ワニス)1を調製した。
(熱硬化性樹脂組成物(樹脂ワニス)2の調製)
無機充填材AlOOHを640質量部、メチルエチルケトンを620質量部とした以外は、製造例1と同様にして、固形分(不揮発分)濃度約55質量%の熱硬化性樹脂組成物(樹脂ワニス)2を調製した。
(熱硬化性樹脂組成物(樹脂ワニス)3の調製)
無機充填材AlOOHを460質量部、メチルエチルケトンを470質量部とした以外は、製造例1と同様にして、固形分(不揮発分)濃度約55質量%の熱硬化性樹脂組成物(樹脂ワニス)3を調製した。
(銅張積層板1の作製)
前記熱硬化性樹脂組成物(樹脂ワニス)1を、厚さ0.1mmのガラス布(NEガラス、日東紡績株式会社製、誘電率:4.4)に塗工した後、160℃で7分間加熱乾燥して、樹脂含有量(樹脂分)約54質量%のプリプレグを作製した。このプリプレグの上下に、厚さ18μmのロープロファイル銅箔(FV−WS、M面Rz:1.5μm、古河電気工業株式会社製)をM面が接するように配置し、温度230℃、圧力3.9MPa、時間180分間の条件で加熱加圧成形して、銅張積層板1(厚さ:130μm)を作製した。なお、この樹脂ワニスを温度230℃、時間180分の条件で加熱硬化して作製した樹脂板の誘電率を、空洞共振器摂動法(摂動法空洞共振器:CP531、株式会社関東電子応用開発製)にて、10GHz帯で測定したところ、4.4(10GHz)であった。
(銅張積層板2の作製)
熱硬化性樹脂組成物(樹脂ワニス)を前記熱硬化性樹脂組成物(樹脂ワニス)2とした以外は、製造例4と同様にして、銅張積層板2(厚さ:130μm)を作製した。なお、この樹脂ワニスから、製造例4と同様の条件で作製した樹脂板の誘電率を、空洞共振器摂動法(摂動法空洞共振器:CP531、株式会社関東電子応用開発製)にて、10GHz帯で測定したところ、4.0(10GHz)であった。
(銅張積層板3の作製)
熱硬化性樹脂組成物(樹脂ワニス)を前記熱硬化性樹脂組成物(樹脂ワニス)3とした以外は、製造例4と同様にして、銅張積層板3(厚さ:130μm)を作製した。なお、この樹脂ワニスから、製造例4と同様の条件で作製した樹脂板の誘電率を、空洞共振器摂動法(摂動法空洞共振器:CP531、株式会社関東電子応用開発製)にて、10GHz帯で測定したところ、3.6(10GHz)であった。
(多層伝送線路板1A−1の作製)
図3に示す多層伝送線路板1Aを次の手順で作製した。
まず、前記銅張積層板1の片面の銅箔をエッチングでパターニングすることにより、内層回路板Pを形成した。すなわち、内層回路板Pとは絶縁層(1−II)32の一方の面に差動配線91を、他方の面にグランド層21を配置したものを指す。
(多層伝送線路板1A−2の作製)
実施例1において、銅張積層板を銅張積層板2とした以外は、実施例1と同様の手順により、多層伝送線路板1A−2を作製した。
(多層伝送線路板1A−3の作製)
実施例1において、銅張積層板を銅張積層板3とした以外は、実施例1と同様の手順により、多層伝送線路板1A−3を作製した。
(多層伝送線路板2A−1の作製)
図4に示す多層伝送線路板2Aを次の手順で作製した。
まず、前記銅張積層板1の片面の銅箔をエッチングでパターニングすることにより、内層回路板Qを形成した。すなわち、内層回路板Qとは絶縁層(2−II)42の一方の面に差動配線92を、他方の面にグランド層22を配置したものを指す。
2,2−ビス(4−シアナトフェニル)プロパン(ロンザ社製、商品名:BADCY)48質量部(固形分量)、p−(α−クミル)フェノール(東京化成工業株式会社製)4質量部(固形分量)、及びナフテン酸マンガン(和光純薬工業株式会社製)0.008質量部(固形分量)をトルエン21mlに溶解させ、110℃で約3時間加熱反応させた。
その後、温度を80℃とし、この溶液にスチレン−ブタジエン共重合体の水素添加物(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名:タフテックH1051、スチレン含有比率:42%、数平均分子量Mn66,000)48質量部(固形分量)、トルエン80ml、及びメチルエチルケトン25mlを撹拌しながら配合して室温まで冷却した。そして、ナフテン酸亜鉛(和光純薬工業株式会社製)0.02質量部(固形分量)を配合して調製したワニスから、65μm厚の半硬化の樹脂フィルムを作製した。
(多層伝送線路板2A−2の作製)
実施例4において、銅張積層板を銅張積層板2とした以外は、実施例4と同様にして、多層伝送線路板2A−2を作製した。
(多層伝送線路板2A−3の作製)
実施例4において、銅張積層板を銅張積層板3とした以外は、実施例4と同様にして、多層伝送線路板2A−3を作製した。
(多層伝送線路板4A−1の作製)
図6に示す多層伝送線路板4Aを、以下の手順で作製した。
まず、絶縁層62の両面に銅箔が形成された積層板(日立化成株式会社製、商品名:LW−900G)を準備した。絶縁層62の厚さは130μmであり、銅箔の厚さは18μm、絶縁層62側の導体表面粗さ(Rz)は1.5μmである。
次に、前記積層板の片面の銅箔をエッチングでパターニングすることにより、内層回路板Sを形成した。すなわち、内層回路板Sとは絶縁層62の一方の面に差動配線94を、他方の面にグランド層24を配置したものを指す。
(多層伝送線路板4A−2の作製)
絶縁層61としてプリプレグ(日立化成株式会社製、商品名:GWA−910G)を使用した以外は、比較例1と同様にして、多層伝送線路板4A−2を作製した。
(多層伝送線路板4A−3の作製)
絶縁層61としてプリプレグ(日立化成株式会社製、商品名:GWA−910G)を、絶縁層62として積層板(日立化成株式会社製、商品名:LW−910G)を使用した以外は、比較例1と同様にして、多層伝送線路板4A−3を作製した。
上記で得られた各多層伝送線路板のスキューを、以下に示す方法により測定した。
同軸ケーブル(HUBER−SUHNER社製、商品名:SUCOFLEX104)を介して接続されたネットワークアナライザー(キーサイトテクノロジー社製、商品名:N5227A)から差動配線に10GHzの高周波信号を入射し、信号が配線を伝搬する際の遅延時間を測定した。配線間の遅延時間差からスキューを算出した。
従来構造を有する比較例1の多層伝送線路板のスキューを100%と定義し、比較例1のスキューに対する割合(%)をそれぞれ表1に示した。該数値が小さい方が、スキュー低減効果が高いことを示す。
11〜14、21〜24 グランド層
31 絶縁層(1−I)
32 絶縁層(1−II)
41 絶縁層(2−I)
42 絶縁層(2−II)
51 絶縁層(3−I)
52 絶縁層(3−II)
61、62 ガラスクロスと樹脂組成物とを含有する絶縁層
91〜94 差動配線
Claims (4)
- 一対のグランド層と、
前記一対のグランド層のうち一方のグランド層と他方のグランド層との間に配置された差動配線と、
前記差動配線と前記一方のグランド層との間に配置された絶縁層Iと、
前記差動配線と前記他方のグランド層との間に配置された絶縁層IIとを有し、
前記絶縁層I又は絶縁層IIの一方がガラスクロスと樹脂組成物とを含有する層であり、
前記絶縁層I又は絶縁層IIの他方がガラスクロスを含有せず、樹脂組成物を含有する層であり、
前記ガラスクロスと樹脂組成物とを含有する層における前記ガラスクロスと前記樹脂組成物との誘電率の差が1.0以下である、多層伝送線路板。 - 前記ガラスクロスの誘電率が5.0以下である、請求項1に記載の多層伝送線路板。
- 前記ガラスクロスと樹脂組成物とを含有する層の樹脂組成物、及び前記ガラスクロスを含有せず、樹脂組成物を含有する層の樹脂組成物からなる群から選択される1以上の樹脂組成物が、分子中に少なくとも1個のN−置換マレイミド基を有するポリフェニレンエーテル誘導体を含有する、請求項1又は2に記載の多層伝送線路板。
- 前記絶縁層I及び前記絶縁層IIの厚さが、30〜400μmである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の多層伝送線路板。
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