JP7127745B2 - 樹脂多層基板 - Google Patents
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Description
複数の樹脂層を積層して形成される基材を備え、
前記複数の樹脂層は、下記一般式(1)で表される繰り返し単位の少なくとも一種を含んだノルボルネン系重合体を用いた複数の第1樹脂層を有し、
前記複数の第1樹脂層のうち、積層方向に隣接する少なくとも2つの第1樹脂層の一方は、他方の第1樹脂層との界面側に、表面処理により変質された変質部を有し、
前記変質部同士の密着性、および、変質されていない非変質部と前記変質部との密着性は、前記非変質部同士の密着性よりも高いことを特徴とする。
複数の樹脂層を積層して形成される基材を備え、
前記複数の樹脂層は、下記一般式(1)で表される繰り返し単位の少なくとも一種を含んだノルボルネン系重合体を用いた複数の第1樹脂層と、第2樹脂層と、を有し、
前記第2樹脂層は、前記複数の第1樹脂層同士の密着性よりも、前記第1樹脂層との密着性が高く、
前記複数の第1樹脂層のうち少なくとも1以上の前記第1樹脂層は、前記第2樹脂層と接合されること特徴とする。
複数の樹脂層を積層して形成される基材を備える樹脂多層基板の製造方法であって、
前記複数の樹脂層は、下記一般式(1)で表される繰り返し単位の少なくとも一種を含んだノルボルネン系重合体を用いた少なくとも1つの第1樹脂層を有し、
前記第1樹脂層は、前記ノルボルネン系重合体と反応する添加剤を含有し、
前記第1樹脂層の前記ノルボルネン系重合体と添加剤とを表面処理により反応させて、表面処理の効果の減衰に伴って、厚み方向において反応前の材料と反応後の材料との組成に傾斜を生じさせることを特徴とする。
この構成によれば、ノルボルネン系重合体を含む複数の第1樹脂層の密着性が高まるため、複数の第1樹脂層を積層した低誘電率で低損失な樹脂多層基板を実現できる。
図1(A)は第1の実施形態に係る樹脂多層基板101の断面図であり、図1(B)は樹脂多層基板101の分解断面図である。図1(A)および図1(B)では、構造を分かりやすくするため、変質部D1,D2をクロスハッチングで示している。
なお、本実施形態では、第1樹脂層11,12に、ガラス転移温度が他の部分(非変質部ND1~ND3)よりも低い変質部D1,D2を形成する例を示したが、熱に対する分子運動性を高めた変質部はこれに限定されるものではない。例えば、変質部D1,D2の損失正接が非変質部ND1~ND3よりも高い場合も、第1樹脂層同士の密着性が高まる。損失正接(tanδ)は、以下に示す式で求められる。
E’:複素弾性率の実数部(貯蔵弾性率)
損失弾性率(E”)、貯蔵弾性率(E’)および損失正接(tanδ)は、例えば動的粘弾性測定で測定される。
また、第1樹脂層11~13には、樹脂層の製造工程において、用途に応じた所定の機能を有する添加剤(例えば、公知の劣化防止剤、紫外線防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤または赤外線吸収剤など)が添加(混練、塗布または偏析等)されていてもよい。上記添加剤の種類としては、例えば(イ)表面処理を促進させるために第1樹脂層に添加する材料、または(ロ)第1樹脂層の物性や化学的性質を変化させるために添加する材料等がある。
例えば、UV処理によって第1樹脂層の表面処理を行う場合には、UV吸収性を高める機能を有する材料を、添加剤として第1樹脂層11,12に予め添加することが好ましい。
添加剤は、例えば、公知の安定化剤、劣化防止剤、紫外線防止剤、可塑剤や赤外吸収剤等のほか、第1樹脂層11~13のガラス転移温度を下げる(または、損失正接を高める)機能を有する材料であってもよい。一例として、第1樹脂層11~13にエステルが含まれる場合には、第1樹脂層11~13に長鎖カルボン酸(または長鎖アルコール)を添加剤として添加してエステル交換させることにより、ガラス転移温度を下げることができる。具体的には、一般式(1)の置換基R1、R2、R3およびR4がアルコールの場合には長鎖カルボン酸(R-COOH)を添加し、置換基R1、R2、R3およびR4がカルボン酸の場合にはアルコールを添加すればよい。
なお、本実施形態では、表面処理によってガラス転移温度(Tg)を低く変質して変質部D1,D2を形成した例を示したが、本発明の「表面処理」はこれに限定されるものではない。本発明の「表面処理」は、例えば、第1樹脂層の表面を改質することにより変質部を形成してもよく、第1樹脂層の表面に光(例えば、偏光した光)を照射して或る方向の分子配向性を高めることにより変質部を形成してもよい。また、本発明の「表面処理」は、例えば、化学的処理によって第1樹脂層11~13の表面同士を反応させてもよい。上記化学処理は、例えば架橋剤等を第1樹脂層11~13の表面に塗布し、第1樹脂層11~13の表面を変質させる場合等が含まれる。
第2の実施形態では、2つの第1樹脂層を積層して形成される樹脂多層基板の例を示す。
第3の実施形態では、第1樹脂層以外の第2樹脂層を備えた樹脂多層基板の例を示す。
以下に、本発明の樹脂多層基板の実施例について説明する。本願発明者は、第1の実験として、本発明に係る樹脂多層基板が奏する効果を明確にするために、以下に説明する比較例1および実施例1ないし実施例22を作成した。そして、本願発明者は、比較例1および実施例1ないし実施例22の密着力、凝集破壊率/表面破壊率および面方向における熱膨張係数を測定した。
ΔL=αLΔT・・・(A)
樹脂層の主面が広がる方向(面方向)の熱膨張係数:α
樹脂層の主面が広がる方向(面方向)における樹脂層の長さ:L
樹脂層の主面が広がる方向(面方向)における樹脂層の伸び量:ΔL
温度上昇:ΔT
なお、本願発明者は、熱膨張係数の測定を以下の手法により行った。本願発明者は、幅5mm、長さ16mmに切り出したサンプルを作製した。そして、本願発明者は、TA instruments社製熱機械的分析装置(商品名:TMA Q400)により、荷重0.1Nの引張りモードで室温から170℃までサンプルを昇温させた。そして、本願発明者は、サンプルを室温まで冷却する過程において、50℃~80℃の範囲内の熱膨張係数の平均値を求めることにより、熱膨張係数を測定した。表1は、比較例1および実施例1ないし実施例22の条件を示した表である。
n0=0
R1:-C(=O)O-C2H4-OH
R2:-H
R3:-H
R4:-H
なお、P-1~P-4の構造を有する第1樹脂層の合成および成膜については、例えば、特開2010-189619号公報および特開2010-286837号公報に記載されている。
aについて
n0=0
R1:-C(=O)O-C2H4-OH
R2:-H
R3:-H
R4:-H
bについて
n0=0
R1:-C(=O)O-C2H4OC2H4O-C4H9
R2:-H
R3:-H
R4:-H
実施例23ないし実施例26では、表3に示すように第1樹脂層に変質部を形成した。そこで、100重量部のP-1および10重量部のジエチレングリコールモノブチルエーテルを含有する片面銅貼り板の第1樹脂層にキセノンフラッシュランプを照射した。第1樹脂層の厚みは50μmであった。これにより、第1樹脂層の表層付近の樹脂と添加剤とが反応し、P-5の構造を有する変質部が第1樹脂層の表層付近に形成された。実施例23ないし実施例26では、変質部の厚みは5μmであった。キセノンフラッシュランプの強度およびキセノンフラッシュランプによる発熱は、第1樹脂層の表層から深くなるにつれ減衰する。したがって、第1樹脂層の表層付近ではP-5の構造を有する変質部が形成される。ただし、第1樹脂層の表層から離れるにしたがって、P-5の割合が減少し、P-1の割合が増加する。すなわち、P-5とP-1との組成に傾斜が発生する。P-5とP-1との組成の傾斜は、第1樹脂層の表層から5μmの範囲で発生していた。a/bは、第1樹脂層の表層におけるP-1の質量/第1樹脂層の表層におけるP-5の質量である。
また、第1樹脂層12は、ノルボルネン系重合体と反応する添加剤を含有する。添加剤は、PIADまたはエチレングリコールモノブチルエーテルである。そして、第1樹脂層12のノルボルネン系重合体と添加剤とを表面処理により反応させて、表面処理の効果の減衰に伴って、厚み方向において反応前の材料(P-1)と反応後の材料(P-5)との組成に傾斜を生じさせる。表面処理は、加熱およびUV照射が挙げられる。表面処理の化学反応は、加熱によるエステル交換反応、UV照射によるUV硬化反応等である。実施例23ないし実施例29のように第1樹脂層12において変質部を部分的に形成する手法として、以下の手法が挙げられる。例えば、熱によるエステル交換反応の場合には、キセノンフラッシュランプのように高エネルギーを短パルスで照射することで、第1樹脂層12の表面のみ加熱し、熱拡散させる方法がある。また、近赤外照射処理や赤外照射処理等のように、照射エネルギーが第1樹脂層12に吸収されることにより、第1樹脂層12において変質部を部分的に形成する方法がある。一方、UV硬化によるエネルギー反応の場合は、照射エネルギーが吸収されることにより、第1樹脂層12において変質部を部分的に形成する方法がある。キセノンフラッシュランプの一例は、例えば、ウシオ電機株式会社製の瞬間加熱・高温焼成フラッシュランプアニールが挙げられる。また、松本金属工業株式会社製の近赤外照射処理の一例は、例えば、超近赤外線加熱装置が挙げられる。これらの方法によれば、厚み方向において反応前の材料(P-1)と反応後の材料(P-5)との組成に傾斜を生じる。
以上に示した各実施形態では、基材が矩形または略矩形の平板である例を示したが、基材の形状はこれに限定されるものではない。基材の形状は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。基材の平面形状は、例えば多角形、円形、楕円形、L字形、U字形、クランク形、T字形、Y字形等でもよい。
SL…線路部
D1,D2,D3…変質部
ND1,ND2,ND3…非変質部
FS1,FS2,FS3…界面
V1…層間接続導体
VS1…第1主面
VS2…第2主面
1…筐体
2…バッテリーパック
10,10A,10B…基材
11,11a,11b,12,12a,12b,13,13b…第1樹脂層
20…第2樹脂層
31,32…導体パターン
51,52…プラグ
61,62…レセプタクル
71,72…電子部品
101,101A,102,103…樹脂多層基板
201,202…回路基板
301…電子機器
Claims (10)
- 複数の樹脂層を積層して形成される基材を備え、
前記複数の樹脂層は、下記一般式(1)で表される繰り返し単位の少なくとも一種を含んだノルボルネン系重合体を用いた複数の第1樹脂層と、第2樹脂層と、を有し、
前記第2樹脂層は、前記複数の第1樹脂層同士の密着性よりも、前記第1樹脂層との密着性が高く、フッ素樹脂を含み、
前記複数の第1樹脂層のうち少なくとも1以上の前記第1樹脂層は、前記第2樹脂層と接合される、樹脂多層基板。
- 前記複数の第1樹脂層のうち、積層方向に隣接する少なくとも2つの前記第1樹脂層は、前記第2樹脂層を介して接合される、請求項1に記載の樹脂多層基板。
- 前記第2樹脂層の厚みは、前記複数の第1樹脂層の厚みよりも薄い、請求項1または2に記載の樹脂多層基板。
- 剥離試験を行った際に、前記複数の樹脂層同士の界面は剥離せず、前記複数の樹脂層のいずれかの内部で凝集破壊される、請求項1から3のいずれかに記載の樹脂多層基板。
- 前記複数の第1樹脂層は、所定の機能を有する添加剤が添加されている、請求項1から4のいずれかに記載の樹脂多層基板。
- 前記添加剤は、前記複数の樹脂層のUV吸収性を高める機能を有する材料である、請求項5に記載の樹脂多層基板。
- 前記添加剤は、前記複数の樹脂層の可撓性を高める機能を有する材料である、請求項5に記載の樹脂多層基板。
- 前記基材に形成される導体パターンを備え、
前記添加剤は、前記複数の樹脂層の熱膨張係数を下げる機能を有する材料である、請求項5に記載の樹脂多層基板。 - 前記複数の樹脂層の面方向における熱膨張係数は、10ppm/℃以上20ppm/℃以下である、請求項8に記載の樹脂多層基板。
- 前記基材は曲げ部を有する、請求項1から9のいずれかに記載の樹脂多層基板。
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