JPH01136739A - ガラス繊維強化フルオロポリマー回路積層体 - Google Patents

ガラス繊維強化フルオロポリマー回路積層体

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JPH01136739A
JPH01136739A JP63252882A JP25288288A JPH01136739A JP H01136739 A JPH01136739 A JP H01136739A JP 63252882 A JP63252882 A JP 63252882A JP 25288288 A JP25288288 A JP 25288288A JP H01136739 A JPH01136739 A JP H01136739A
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fluoropolymer
laminate
layer
glass
reinforced
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Leon W Mcginnis
レオン・ダヴリユー・マツクジニス
Terry L Miller
テリー・エル・ミラー
James R Carroll
ジエイムズ・アール・キヤロル
Michael B Norris
ミツチエル・ビー・ノリス
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Rogers Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は積層回路材料に関する。特に本発明はすぐれた
寸法安定性、電気的性質及び平滑面を有するフルオロポ
リマーガラス強化回路材料に関する。この回路材料はマ
イクロ波動作周波数を必要とする用途に特に良く適して
いる。
最も普通のプリント配線板材料は加工中に寸法変化を受
ける。これらの変化は、金属被覆を除去するときの応力
緩和によって及び／又は処理溶液での吸収によって、及
び／又は温度、圧力もしくは湿度変化によって誘起され
る０重合体系への強化繊維の添加は、加工中に生ずる寸
法変化を部分的に減少させんと意図している。
ガラス強化フルオロポリマーボード、特にポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなるボードに関しては
３種の共通の従来技術があった。
１題ユ 第１の種類はランダムな微小繊維ガラス強化ＰＴＦＥの
均質誘電層の使用を意図している。この手段は主として
存在するガラスの低重量％のため、すぐれた電気的性能
を有する積層体を作る。これらのランダム微小繊維ガラ
ス強化ＰＴＦＥ材料は、マイクロ波用途に要求される微
細ライン回路の製造のための平滑面を有している。しか
しながら３種の共通ＰＴＦＥ積層体の中、加工時に最大
の寸法変化を有している。寸法安定性の欠如は、劣った
寸法安定性に伴われる多くの良く知られた問題があり、
著しい欠点である。一つの特に厄介な問題は、二重エツ
チング法を必要とすることを含んでいる。かかる方法は
二組の加工を含み、第一の組の加工は所望する寸法より
大きな寸法のものを作る。
光像形成とエツチングの後多くの寸法変化が見られる。
最後の加工は次の光像形成とエツチングである。この二
重エツチング法は、追加労働、材料（例えば光像形成可
能なフォトレジスト、エツチング溶液）、加工コスト及
び伴われる取り扱い損傷によって著しいコスト上昇をも
たらす、この種のランダムガラス繊維強化回路板は２．
２０〜２．３３の誘電率を有し、ＧＲ及びＧＰの表示に
よって当業者に良く知られており、軍用表示ＭＩＬ−Ｐ
−１３９４９／７Ｅに指定されている。
１！ｌ− 第２の種類の回路材料はＰＴＦＥ含浸織製ガラス布の使
用を含み、第１の種類で述べたものよりも大なる誘電正
接を示す積層体を作る。かかる積層体は、主として連続
ガラス繊維の存在のため（短い不連続微小繊維でなく）
上述したものよりも良好な寸法安定性を有する。これら
の材料は２．４〜２．６の誘電率を有し、ＧＸ及びＧＴ
の表示で当業者の知られテイル、Ｇｘ及びＧＴ材料はＭ
ＩＬ−Ｐ−１３９４９／１４Ａに指定されている。
１肌ｌ 第３の種類のフルオロポリマー回路材料は、非強化ＰＴ
ＦＥ　（即ちガラス充填材なし）層とＰＴＦＥ含浸織製
ガラス布の層の交互の重ねた層からなる複合体からなる
。この第３の・種類のものは低い誘電率、誘電正接及び
ＧＲ材料に関して改良された寸法安定性を提供する。し
かしながらＰＴＦＨの非強化層の存在のため、積層体は
劣った箔接着及び眉間剥離の問題に悩まされている。か
かる積層体は又著しい結合劣化なしには熱サイクル、熱
応力又は溶融ろう接温度に耐えられない、悪い箔接着の
ため、多層結合又は温度サイクルに伴われる温度変化の
如き温度変化の後銅剥離強化が大きく低下する。
これらの積層体は又層別構造のためＺ軸誘電率における
著しい変化に悩まされている。これらの積層体は約２．
１７の誘電率を有し、ＭＩＬ−Ｐ−１３９４９／１４Ａ
タイプＧＹとして表示されている。
前述した種類のフルオロポリマー回路材料の全てが一定
の欠点及び望ましい特長を含有しているのであるが、そ
れぞれが一定の限界及び欠点にも悩まされている。不幸
にして現在のところ、既知の材料の最良の特長（例えば
良好な寸法安定性、良好な電気的性質及び微細線製造の
ための平滑面）を組合せ、しかもこれらの従来技術の材
料に伴われる問題の幾つかを有しないガラス強化フルオ
ロポリマー回路材料は一つもない。
従来技術の前述した欠点及びその他の欠点は本発明のフ
ルオロポリマー回路積層体によって克服もしくは軽減さ
れる０本発明によれば、ランダム微小繊維ガラス強化フ
ルオロポリマーの一つ以上の層の間に挟まれたフルオロ
ポリマー含浸織製ガラス布の一以上の層からなる回路積
層体を提供する。フルオロポリマー、織製ガラス布及び
ランダムガラス微小繊維のこの複合材料はその一つまた
は両方の外表面を銅の如き好適な導電性材料又は一定の
既知の抵抗箔で被着できる。フルオロポリマー含浸織製
ガラス層は微小繊維ガラス強化フルオロポリマー層間に
嵌め合わされ微細線回路のための平滑面を有する回路の
外面を提供する。
本発明の回路積層体は種々の欠点を何ら有せず、既知の
フルオロポリマー回路材料の最良の品質の全てを組合せ
て有する０例えば本発明は良好な寸法安定性（ＧＸ、　
ＧＴ及びＧＹの如き）、微細線回路のための平滑面（Ｇ
Ｒ，ＧＰの如き）、良好な電気的性質（ＧＲ，ＧＰ、　
ＧＹの如き）及び強力な箔及び層間接着性（ＧＹとは異
なる）を示す。
本発明の前記及びその他の特長及び利点は以下の説明及
び図面から明らかになるであろう。
各図面において同様の素子には同様の番号を付しである
。第１図は本発明による回路積層体の横断立面図であり
、第２図は本発明による別の回路積層体の横断立面図で
あり、第３図は本発明による更に別の回路積層体の横断
立面図である。
第１図を参照すると、本発明によるフルオロポリマー複
合回路積層体を１０で示しである。一般に回路積層体１
ｏの誘電基体１２は、フルオロポリマー含浸織製ガラス
布の少なくとも一つの層が間に挟まれたガラス微小繊維
強化フルオロポリマー層を含む。全体の誘電体の厚さは
０．００３ｉｎ〜０．５００ｉｎの範囲であるのが好ま
しい。第１図に示した本発明の特別の実施態様において
、一対の微小ガラス繊維強化フルオロポリマー層１４及
び１６とその間に挟まれたフルオロポリマー含浸織製ガ
ラス布の層１８を含む比較的簡単な誘電体構造が示され
ている。しかしながら層１４．１６及び１８はそれぞれ
ガラス／フルオロポリマー複合体の多層からなってもよ
いことは判るであろう。
誘電基体１２はその対向する外面上に一つ又は二つの導
電性層を含有する。第１図の実施態様において、二つの
導電性層２０及び２２が誘電体層１４及び１６の露出面
に設けである。導電性層２ｏ及び２２は銅の如き好適な
導電性金属からなることができる。或いは導電性層は米
国特許第３８０８５７６号に記載されている如き（この
特許は引用してここに組入れる）、そして商標「オーメ
ガ−ブライ　ホイルＪ　　（Ｏｈｍｅｇａ−Ｐｌｙ　Ｆ
ｏｉｌ）で市場で入手できる既知の抵抗箔の部分を含む
ことができる。
微小繊維ガラス及び織製ガラス層１４．１６及び１８の
両者に使用されるフルオロポリマー材料はポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が好ましい、しかしながら
他のフルオロポリマー材料も使用でき、これらにはテト
ラフルオロエチレン及びバーフルオロアルキルビニルエ
ーテルの共重合体、ヘキサフルオロプロピレン及びテト
ラフルオロエチレンの共重合体（ＦＥＰ　）　、及びテ
トしフルオロエチレン及びエチレンの共重合体（Ｔｅｆ
ｚｅｌ）を含むが、これらに限定されない。
均質に及びランダムに分散された微小繊維ガラス強化フ
ルオロポリマー層（例えば層１４及び１６）中のガラス
繊維（これは市場で入手できるＥガラスからなることが
できる）の長さ、直径及び百分率は下記の範囲内で変え
るのが好ましい。
長さ：　５０００μｍ未満 直径＝０．３〜０．７μｍ 重量％：２〜２５％ 好ましくはフルオロポリマー含浸織製ガラス布層（例え
ば層１８）は、約３０〜約８５重量％のフルオロポリマ
ーを有する好適な市場で入手しうるＥガラスの織物組織
からなるであろう、これらの織物組織には、スタイル１
０８０に加えてスタイル１０８，１０６，１１２及び同
様スタイルを含むことができる。これらのスタイル番号
は普通の工業表示である。
前述した如く本発明の積層体の構造はランダム微小繊維
強化フルオロポリマーの一つ以上の層によって分離され
たフルオロポリマー含浸織製ガラス布の一つ以上の層か
らなる。フルオロポリマー含浸織製ガラス布は、被着物
を除いて、全体の積層体の厚さの約１０〜６０％を含む
のが好ましい。
第２図において、本発明のより複雑な実施態様を全体と
して２４で示す０回路積層体２４は、同様の誘電基体１
２′を含有するが、更にガラス強化フルオロポリマー層
１４′及び１６′上に上方及び下方フルオロポリマー（
例えばＰＴＦＥ）結合層２６及び２８を含む。これらの
結合フィルム２６．２８は真に薄く（例えば厚さ０．０
０１ｉｎ　）　、金属被着の接着を改良するために使用
される。第２図の例では更に銅箔上にめっきした抵抗層
からなる既知の抵抗箔を含む上方外層３０、及び銅の如
き好適な導電性箔からなる下方外層３２を含む０回路積
層体２４の構造は実施例１で更に後に詳述する。
本発明の更に別の実施態様を第３図で全体として３４で
示す。回路積層体３４は第２図の回路積屠体２４に実質
的に類似している。回路間の唯一の相違は、積層体３４
がフルオロポリマー含浸織製ガラスの追加層３６及び微
小ガラス強化フルオロポリマーの追加層３８を含むこと
にある。織製ガラス層３６はランダム微小ガラス層 １６′及び３８間に挟まれている。第３図は実施例６，
７．１２及び１３に関して更に詳細に論する。
以下に本発明の回路積層体の非限定的実施例を示す。
実施例　１ この実施例に使用する回路積層体は第２図に示す如き全
般的な構造を有する。以下の説明は第２図の識別参照番
号について積層複合体中の各層の詳細な説明である。
微小ガラス強化層１４′および１６′は、本出願譲受人
であるロジャース・コーポレーションによって作られ市
場で入手しつる材料のＲＴ／デ、ユロイド（ｄｕｒｏｉ
ｄ）　５８８０である。　ＲＴ／デュロイド５８８０は
前述した範囲内のガラス微小繊維のランダム均質分散を
有するガラス微小繊維強化ＰＴＦＥ複合体である。前記
構成において、微小ガラス強化層１４′及び１６′は誘
電体０．２０ｉｎの中の合計で０．１５ｉｎからなる、
即ち一側で０．０７５　ｉｎからなる。
織製ガラス層１８′はポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）被覆の市場で入手しうる織製ガラス布である。
ガラス強化材は、スタイル１０８０（工業表示）で織製
したＥガラスからなる織製ガラス布である。　ＰＴＦＥ
はＰＴＦＥ被覆織製ガラス布の７６重量％を含有し、残
余部分がＥガラスである。前記構成において、ＰＴＦＥ
含浸織製ガラスは、全体の厚さ０．０２０　ｉｎの中０
．００３ｉｎを含。
ＰＴＦＥを結合フィルム２６及び２８は厚さ０．００１
ｉｎの市場で入手しつるスカイブト又はキャストＰＴＦ
Ｅフィルムである。これらのフィルムは１００％ＰＴＦ
Ｅ　（ガラスその他の強化材を含有しない）である、こ
れらのフィルムは、それらの低い溶融粘度のため金属被
着の機械的接着を改良する。前述した構成において、０
．０２０　ｉｎの全体の誘電体の厚さの中合計で０．０
０２　ｉｎ　（０，００１ｉｎのフィルム２枚）である
。
抵抗層３０は、オーメガ・チクノロシーズから市場で入
手できるオーメガ箔である。この箔は銅箔上にめっきし
た抵抗層からなる。
導電性層３２はＩＰＣ明細＃ＩＰＣ−ＣＦ−１５０Ｈに
合格した市場で入手しつる電着箔である銅箔である。箔
重量は１オンス（公称厚さ０．００１４ｉｎ）である。
表１に三つの異なるロット（Ａ−Ｃ）について、実施例
１の回路積層体についてのデータ要約を示す、このデー
タは標準微小繊維ガラス強化回路（ＲＴ／デュロイド５
８８０）の同じ性質に対して比較しである。表１から明
らかな如く、本発明の回路積層体は特に従来技術のタイ
プＧＲ材料（例えばＲＴ／デュロイド５８８０）と比較
したとき、低誘電率（２，２２２〜２．２２９　）及び
すぐれた寸法安定点−一−１ ＭｌｌＰ　　ＤＫ　　　２．２２５　　　２．２２２　
　　２．２２９　　　２．１８５Ｍ１ｌＰ　　ＤＦ　　
　Ｏ，００１０１０，００１０５０，００１０４０，０
０１０９ｓｐ　　Ｇ　　　　　２．２１３　　　２．２
１１　　　２．２０７　　　２．２０６厚さ　　　０．
０２００　０．０１９９　０．０２０９　　σ、　０１
９９−ＭＤ　　　　　　−０，１２３９−０，１１９８
−０，１５７４−０，９１８５−ＣＭＤ　　　　　−０
，６１９８−０，６８６７−０，５０３４−３，７１６
９引張り強さ −ＭＤ　　　　７４２６．７０　７７３８．９０　７９
６６．５０　５１７８．５３−ＣＭＤ　　　６９３４．
１９　６７５３．２２　７３８１．２５　４４３１．８
７伸び −ＭＤ　　５．７５　６．００　６．００　１５．５０
−ＣＭＤ　　６．７５　７．００　７．２５　２５．０
０（１）約２０公約１７０℃でＣｕ除去後室温で測定し
た。
実施例　２〜１３ 下記各実施例において、第２図の全般的に同じ構造を使
用した、しかしながら材料百分率及び組成における一定
の変化をした。変化は次の通りである： 積層体の微小ガラスＪｉｌ１４’、１６’はロジャース
・コーポレイションから入手しうるＲＴ／デュロトイド
５８７０　（実施例１で使用したＲＴ／デュロイド５８
８０ではなくて）である。全体で０．０１Ｏｉｎ〜０．
０６２ｉｎの誘電体の厚さを有する積層体を評価した。
これらの積層体に使用した微小ガラス強化誘電体（第２
図における１２′である）の量は０．００６ｉｎ　　（
積層体０．１０ｉｎの場合）から０．０５５ｉｎ（積層
体０．０６２ｉｎの場合）まで変化させた。各成分の組
成百分率についての詳細な情報は表２を参照のこと。
これらの積層体において使用したＰＴＦＥ結合フィルム
２６及び２８は前述した通りであったが、厚さを０．０
００５ｉｎから０．００２ｉｎに変化させた。詳細は表
２参照。
これらの積層体で使用したＰＴＦＥ被覆織製ガラス布１
８′は実施例１で記載した積層のため使用したのと同じ
であった。
前記構造の評価に加えて、第３図に示した積層体に基い
た複合体も評価した、実施例６，７゜１２及び１３に相
当する第３面積層体の組成の詳実施例２〜１３の電気的
性質及び機械的性質を表３に示し、表１に示した結果に
合致している。
前述した結果から見て明らかな如く、本発明の回路積層
体は前述した従来のフルオロ重合体材料の利点（例えば
改良された寸法安定性、微細線のための平滑面、低誘電
率、低誘電正接を含む良好な電気的性質および良好な表
面等方性）の全てを、これらの従来の材料の種々の欠点
を何ら示すことなしに提供する。更に本発明の回路積層
体は幾つかの場合においてその改良された寸法安定性の
ため二重エツチング法の必要を妨害しない。又本発明の
回路積層体は強力な箔および層間接着性を示す。
好ましい例を示したが、本発明の範囲を逸脱せずに改変
をなしつる。従って本発明を例示によって示したのでこ
れらに限定されないことは理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による回路積層体の横断立面図、第２図
は本発明による別の回路積層体の横断立面図、第３図は
本発明による更に別の回路積層体の横断立面図である。 １０−−一回路積層体、１２−−一誘電基体、１４．１
６一−−微小ガラス繊維強化フルオロポリマー層、１８
−一一フルオロボリマー含浸織製ガラス布、２０．２２
−一一導電性層、２４−ｍ−回路積層体、１２’−−一
誘電基体、１４’　、１６’−ｍ−ガラス強化フルオロ
ポリマー層、２６．２８−ｍ−結合１．３０−ｍ−上方
外層、３２−ｍ−下方外層、３４−ｍ−回路積層体、３
６−−−フルオロボリマー含浸織製ガラス層、３８−ｍ
−微小ガラス強化フルオロポリマー層。 特許出願人　　ロジャース・コーポレイション

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. １．対向した第１及び第２の面を有するフルオロポリマ
    ー含浸織製ガラス布の少なくとも一つの第１層；前記フ
    ルオロポリマー含浸織製ガラス布の第１層の前記第１面
    上のランダム微小ガラス強化フルオロポリマーの少なく
    とも一つの第１層；及び前記フルオロポリマー含浸織製
    ガラス布の第１層の前記第２面上のランダム微小ガラス
    強化フルオロポリマーの少なくとも一つの第２層を含む
    回路基体積層体。
  2. ２．前記第１及び第２微小ガラス強化フルオロポリマー
    層が前記フルオロポリマー含浸織製ガラス布の少なくと
    も一つの層の反対側に露出面を含み、微小ガラス強化フ
    ルオロポリマーの前記第１及び第２層の前記露出面の少
    なくとも一つの少なくとも一部に導電性材料を含む請求
    項１記載の積層体。
  3. ３．前記導電性材料が銅である請求項２記載の積層体。
  4. ４．前記導電性材料が抵抗箔である請求項２記載の積層
    体。
  5. ５．前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチ
    レン、テトラフルオロエチレン及びバーフルオロアルキ
    ルビニルエーテルの共重合体、又はテトラフルオロエチ
    レン及びエチレンの共重合体からなる群から選択したフ
    ルオロポリマーの少なくとも一つである請求項１記載の
    積層体。
  6. ６．前記フルオロポリマー含浸織製ガラス布層がフルオ
    ロポリマー約３０〜８５重量％を有する請求項１記載の
    積層体。
  7. ７．前記少なくとも一つのフルオロポリマー含浸織製ガ
    ラス布層が全体の積層体の厚さの約１０〜６０％である
    請求項１記載の積層体。
  8. ８．前記微小ガラスが微小繊維ガラスであり、前記微小
    繊維ガラスが５０００μｍ未満の長さ及び約０．３〜０
    ．７μｍの直径を有する請求項１記載の積層体。
  9. ９．微小ガラス強化フルオロポリマーの前記層の各々が
    微小ガラス約２〜２５重量％を含有する請求項１記載の
    積層体。
  10. １０．微小ガラス強化フルオロポリマーの前記層の各々
    が微小ガラス約２〜２５重量％を含有する請求項８記載
    の積層体。
  11. １１．前記積層体が約０．００３〜０．５００ｉｎの合
    計の厚さを有する請求項１記載の積層体。
  12. １２．前記導電性材料及び微小ガラス強化フルオロポリ
    マーの前記層の間にフルオロポリマー結合層を含む請求
    項２記載の積層体。
  13. １３．対抗した第１面及び第２面を有するフルオロポリ
    マー含浸織製ガラス布の少なくとも一つの第１層；前記
    フルオロポリマー含浸ガラス布の第１層の前記第１面上
    のランダム微小ガラス強化フルオロポリマーの少なくと
    も一つの第１層；前記フルオロポリマー含浸織製ガラス
    布の第１層の前記第２面上のランダム微小ガラス強化フ
    ルオロポリマーの少なくとも一つの第２層を含む回路積
    層体であって、前記第１及び第２微小ガラス強化フルオ
    ロポリマー層の各々がフルオロポリマー含浸織製ガラス
    布の前記少なくとも一つの層の反対側の露出面を含み；
    前記微小ガラス強化フルオロポリマーの第１及び第２層
    の前記露出面の少なくとも一つの少なくとも一部に導電
    性材料を含む回路積層体。
  14. １４．前記導電性材料が銅である請求項１３記載の積層
    体。
  15. １５．前記導電性材料が抵抗箔である請求項１３記載の
    積層体。
  16. １６．前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエ
    チレン、テトラフルオロエチレン及びバーフルオロアル
    キルビニルエーテルの共重合体、ヘキサフルオロプロピ
    レン及びテトラフロオロエチレンの共重合体又はテトラ
    フルオロエチレン及びエチレンの共重合体からなる群か
    ら選択したフルオロポリマーの少なくとも一つである請
    求項１３記載の積層体。
  17. １７．前記フルオロポリマー含浸織製ガラス布層がフル
    オロポリマー約３０〜８５重合％を有する請求項１３記
    載の積層体。
  18. １８．前記少なくとも一つのフルオロポリマー含浸織製
    ガラス布層が全体の積層の厚さの約１０〜６０％を含む
    請求項１３記載の積層体。
  19. １９．前記微小ガラスが微小繊維ガラスであり、前記微
    小繊維ガラスが５０００μｍ未満の長さ及び約０．３〜
    ０．７μｍの直径を有する請求項１３記載の積層体。
  20. ２０．前記微小ガラス強化フルオロポリマーの層の各々
    が微小ガラス約２〜２５重量％を含有する請求項１３記
    載の積層体。
  21. ２１．前記微小ガラス強化フルオロポリマーの層の各々
    が微小ガラス約２〜２５重量％を含有する請求項１８記
    載の積層体。
  22. ２２．前記フルオロポリマー含浸織製ガラス布の第１層
    及び前記微小ガラス強化フルオロポリマーの第１及び第
    ２層が積層基体を規定し、前記積層基体が合計で約０．
    ００３〜０．５００ｉｎの厚さを有する請求項１３記載
    の積層体。
  23. ２３．前記導電性材料及び前記微小ガラス強化フルオロ
    ポリマーの間にフルオロポリマー結合層を含有する請求
    項１３記載の積層体。
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