JP7449655B2 - 多層プリント配線板 - Google Patents

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Description

本発明は、高周波基板として用いられる多層プリント配線板に関する。
最近、マイクロ波やミリ波などの高周波領域で使用されるプリント配線板の要求が増加している。特に、次世代の高速通信システムや車載レーダシステムへの用途において盛んに開発が進められている。高周波領域で使用されるプリント配線板には、表層や内層にアンテナ回路が配置されるものもあり、その場合はアンテナの送受信を安定的にできるように絶縁層の平坦性とより均一な絶縁層の厚みが要求される。
通常のビルドアップ多層プリント配線板では、逐次積層工法を用いてコア基板の表裏に導体層と絶縁層を交互に積層すると、導体回路上に絶縁層(プリプレグ)と銅箔を積層する関係から絶縁層の表面には多少なりとも凹凸が発生し、また絶縁層の膜厚にばらつきも発生する。これは、下層の導体回路の凹凸を絶縁層(プリプレグ)を積層成型する際に拾ってしまうためである。絶縁層の表面の凹凸と膜厚のばらつきは、高周波になるとアンテナの送受信や回路の電気特性(伝送性能)に影響を及ぼす恐れがある。
最外層の絶縁層として、予め硬化した高周波用の絶縁基材を用いると、当該最外層の絶縁層を平坦化し膜厚のばらつきを改善できると考えられるが、コア基板と最外層の絶縁層を接着するための接着層(プリプレグ、接着シートなど)が必要となる。そうなると、表層の導体回路と内層のコア基板の導体回路を接続するために、最外層の絶縁層と接着層の2層を貫通するスキップビアを設ける必要がある。特に、部品を実装する側(面)については、部品と内層回路との接続が必要となるため、スキップビア構造が必須の構造となる。
しかしながら、このような最外層の絶縁層と接着層の2層を貫通するスキップビアを有する多層プリント配線板に熱履歴を付与、例えば、一定の時間吸湿させ、リフローによる耐熱試験(ピーク温度260℃、2回処理)やはんだによる耐熱試験を実施した場合、絶縁層、とりわけスキップビア底部ランドの直下の絶縁層にクラックが発生する問題があった。
従来、スキップビアのコンタクトランド下部に位置する絶縁樹脂に発生するクラックを防止する手段として、例えば、次に示すものが知られている(特許文献1参照)。
図3は、従来の逐次積層によるビルドアップ多層プリント配線板の例を示すもので、同一の基材を用いたビルドアップ層12のL1層からL3層に掛けて設けたスキップビアに接続されるコア基板コンタクトランド16の直下の位置にダミーパターン19が設けられている。図3のビルドアップ多層プリント配線板200では、当該ダミーパターン19により、コンタクトランド16の下部に位置する絶縁樹脂の膨張を抑制し、クラックの発生を防止できるが、プリント配線板の小型化や、高周波基板として利用するにあたっての伝送性能に関わる特殊設計やノイズの影響を考慮する場合、ダミーパターン19の形成は難しかった。
特開2002-299828号公報
本発明は、上記の如き従来の問題と実状に鑑みてなされたものであり、小型化されたマイクロ波やミリ波などの高周波基板として用いられる多層プリント配線板であって、最外層の絶縁層の平坦性と厚みの均一性を確保しつつ、耐熱試験などを実施することで発生するスキップビア底部ランド直下の絶縁層のクラックを防止した多層プリント配線板を提供することを課題とする。
本発明者は、上記の課題を解決すべく先ずスキップビア底部ランド直下の絶縁層にクラックが発生する原因を検証したところ、図2に示すように、スキップビア5自体が最外層の絶縁層と接着層(プリプレグ)の2層の絶縁層を貫通して形成される関係から、絶縁層厚みが厚くなることでスキップビア底部ランド直下の絶縁層に応力が掛かり、また、最外層の絶縁層に用いる予め硬化した高周波用の絶縁基材や接着層(プリプレグ)の線膨張係数の大きさや、両者の線膨張係数の違いからさらに応力が掛かる。この構造に熱履歴が加わると絶縁層のひずみを緩和しきれなくなり、スキップビア底部ランド直下の絶縁層にクラック8が発生するものと考えられた。そして、スキップビア底部ランド直下の絶縁層のひずみを緩和すべく、さらに研究を重ねた結果、最外層に高周波対応低損失材からなる絶縁層を配置し、且つスッキプビア底部ランドを含む導体層の厚みを当該最外層の絶縁層の内層側の導体層よりも厚くすれば、極めて良い結果が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、表裏面に導体層を有するコア基板と、当該コア基板の表裏面とそれぞれ接着する接着層と、当該接着層上に接着して積層された高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層と、当該最外層の絶縁層の内層側に形成された導体層と、当該最外層の絶縁層と接着層の2層を貫通し、当該コア基板の導体層に達するスキップビアとを備えた多層プリント配線板であって、当該最外層の絶縁層の厚さは80μm以上であり、当該接着層の線膨張係数は高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層の線膨張係数よりも小さく、かつ当該コア基板の導体層は当該スキップビアの底部ランドを含み、当該スキップビアの底部ランドを含む導体層の厚みは、当該最外層の絶縁層の内層側の導体層の厚みより厚いことを特徴とする多層プリント配線板により、上記課題を解決したものである。
本発明によれば、最外層の絶縁層として高周波対応低損失材からなる絶縁層を有するため、最外層の絶縁層の平坦性と厚みの均一性を確保でき、アンテナの送受信及び回路の電気特性(伝送性能)を安定化できる。また、当該最外層の絶縁層の内層側に形成された導体層よりもスキップビア底部ランドを含む導体層の厚みが厚いため、スキップビアが貫通する最外層の絶縁層と接着層の線膨張係数の違い及び絶縁層の厚みによるスキップビア底部ランド直下の絶縁層のひずみを抑制でき、もって、当該スキップビア底部ランド直下の絶縁層に発生するクラックを防止し、信頼性の高いプリント配線板とすることができる。
本発明多層プリント配線板の実施の形態を示す概略断面説明図。 スキップビア底部ランド直下の絶縁層に発生するクラックを説明するための多層プリント配線坂の概略断面説明図。 従来技術のスキップビアを有するビルドアップ多層プリント配線板の概略断面説明図。
以下本発明多層プリント配線板の実施の形態を、図1を用いて説明する。
図1において、多層プリント配線板100は、表裏面に導体層6を有する4層コア基板1と、当該コア基板1の表裏面の最外にそれぞれ接着層2を介して積層された高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層3と、当該最外層の絶縁層3の内層側に形成された導体層7と、当該最外層の絶縁層3の外層側に形成されたアンテナ回路4と、当該最外層の絶縁層3と接着層2を貫通し、導体層6に達するスキップビア5とから構成されている。当該導体層6は、スキップビア5の底部ランドを含み、金属箔(例えば、銅箔)6aと金属めっき(例えば、銅めっき)6bからなっている。また、当該最外層の絶縁層3の内層側の導体層7は、金属箔(例えば、銅箔)からなっていて、当該導体層7の厚みよりも、スキップビア5の底部ランドを含む導体層6の厚みが厚い構成となっている。
また、当該スッキプビア5の底部ランドを含む導体層6の厚みが厚いことにより、スキップビア5の底部ランドのクラック抑制効果の1つ目の要素となる。
高周波対応低損失材は、低誘電率及び低誘電正接特性を持ち合わせた高周波特性に対応した基材である。多層プリント配線板100において、最外層に高周波対応低損失材からなる絶縁層3を有することで、表面の平坦性、すなわち、面一な表面を形成することが可能となり、外層側の面に形成されたアンテナ回路4の電波の送受信が安定する。また、層間絶縁層の厚みが一定となる為、回路の電気特性(伝送性能)が安定する。
一般的に、高周波対応低損失材の比誘電率は低いが、使用する周波数により適宜選択され、例えば、76から80GHzの場合、比誘電率として3.0程度、20GHz付近の場合、比誘電率として3.5程度が好ましい。また、高周波対応低損失材の誘電正接は低ければ低いほどよく、好ましくは0.005以下(1GHz)、より好ましくは0.001以下(1GHz)である。高周波対応低損失材は、比誘電率4.0以下(1GHz)且つ誘電正接0.005以下(1GHz)であることが、アンテナ回路4としての送受信がスムーズに行われるため好ましい。
高周波対応低損失材としては、PTFE(フッ素樹脂)、LCP(液晶ポリマー)、変性PPE、COP(シクロオレフィンポリマー)、変性ポリイミドなどの基材が好適に用いられる。
高周波対応低損失材からなる絶縁層3の厚さは、80μm以上であることが設計上伝送特性を考慮する上で望ましい。
また、スキップビア5の底部ランドを含む導体層6の厚みが、高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層3の内層側に形成された導体層7の厚みより厚いと、スキップビア5の底部が補強され、スキップビア底部ランド直下の絶縁層へ掛かる応力及びそれに伴う変形を抑える。結果として、スキップビア底部ランド直下の絶縁層に入るクラック8(図2参照)の原因となる絶縁層へのひずみを緩和することができるため、クラック8を防止することが可能となる。
高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層3の厚さが80μm以上になると、より顕著にクラックが発生しやすい為、導体層6の厚みが導体層7の厚みより厚い構成となることがより顕著な効果を生む。
この実施の形態では、高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層3は、絶縁基材から形成され、当該高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層3の厚みよりも接着層2(プリプレグ、接着シートなど)の厚みは薄くなっている。接着層2の厚みは、高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層3の80%以下程度の厚み、例えば、高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層3の厚みは100μm、接着層2の厚みは60μm程度であることが配線密度、スキップビアの接続信頼性を向上させる上で望ましい。
また、高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層3の線膨張係数は比誘電率、誘電正接を低減させるために、使用される樹脂特性やフィラーの材質により一般的な絶縁材料(FR-4など)よりも線膨脹係数が大きくなる。そのため組み合わせる接着層2の線膨脹係数は高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層3よりも小さいことが、スキップビアの信頼性を向上する上で望ましい。好ましくはZ方向の線膨脹係数は50ppm/℃以下である。当該理由により、接着層2の線膨張係数が、高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層3よりも小さいことにより、スキップビア5の底部ランドのクラック抑制効果の2つ目の要素となる。
また、この実施の形態では、高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層3を有する例を示したが、4層コア基板1の基材や接着層2を高周波対応低損失材としてもよい。この場合、アンテナ回路4が形成されている高周波対応低損失材の伝送性能のマッチングにより、より最適なアンテナ設計を行うことが可能となる。結果として多層プリント配線板の小型化が可能となるといった効果が得られる。
1、11:4層コア基板
2:接着層(プリプレグ)
3:高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層
4:アンテナ回路
5、15:スキップビア
6:スキップビア底部ランドを含む導体層
6a:銅箔
6b:銅めっき
7、17:最外層の絶縁層の内層側に形成された導体層
8:クラック
12:ビルドアップ層
16:コンタクトランド
19:ダミーパターン

Claims (5)

  1. 表裏面に導体層を有するコア基板と、当該コア基板の表裏面とそれぞれ接着する接着層と、当該接着層上に接着して積層された高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層と、当該最外層の絶縁層の内層側に形成された導体層と、当該最外層の絶縁層と接着層の2層を貫通し、当該コア基板の導体層に達するスキップビアとを備えた多層プリント配線板であって、当該最外層の絶縁層の厚さは80μm以上であり、当該接着層の線膨張係数は高周波対応低損失材からなる最外層の絶縁層の線膨張係数よりも小さく、かつ当該コア基板の導体層は当該スキップビアの底部ランドを含み、当該スキップビアの底部ランドを含む導体層の厚みは、当該最外層の絶縁層の内層側の導体層の厚みより厚いことを特徴とする多層プリント配線板。
  2. 前記スキップビアの底部ランドを含む導体層は、金属箔と金属めっきからなることを特徴とする請求項1に記載の多層プリント配線板。
  3. 前記最外層の絶縁層の内層側に形成された導体層は金属箔からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の多層プリント配線板。
  4. 前記高周波対応低損失材は、比誘電率が4.0以下且つ誘電正接が0.005以下であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の多層プリント配線板。
  5. 前記高周波対応低損失材は、PTFE、LCP、変性PPE、COP、変性ポリイミドの何れかであることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の多層プリント配線板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007045008A (ja) 2005-08-10 2007-02-22 Ube Ind Ltd 片面或いは両面金属箔積層ポリイミドフィルム及びこれらの製造方法
JP2007287721A (ja) 2006-04-12 2007-11-01 Nippon Mektron Ltd ケーブル部を有する多層回路基板およびその製造方法
JP2009035809A (ja) 2007-07-06 2009-02-19 Fujifilm Corp 表面金属膜材料、その作製方法、金属パターン材料、その作製方法、ポリマー層形成用組成物、及び新規ポリマー

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