JPH03178432A - 金属箔張り積層板 - Google Patents

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】 〔産業上の分野〕 本発明は、プリント配線板に供する金属箔張り積層板、
特にふっ素樹脂を用いた金属箔張り積層板に関するもの
である。

〔従来の技術〕

一般的なプリント配線板の基本構造は、ベースフィルム
と導電性の金属箔とを絶縁性接着材層にて接着した、い
わゆる金属箔張り積層板を用い、金属箔をエツチング法
などにより回路パターン化したものであり、この回路パ
ターンを形成する前の片面金属箔張り積層板の断面を第
６図に示す。

同図において、１は金属箔、２は絶縁性ベースフィルム
、３は絶縁性接着材層である。金属箔１としては導電性
の良い銅箔を用いる例が主流をなしている。ベースフィ
ルム２としては耐熱性が要求される場合は主としてポリ
イミド樹脂フィルムが用いられている。

このような構成のプリント配線板においては、ベースフ
ィルム２と絶縁性接着剤層３とからなる絶縁層４の特性
がそのままプリント配線板の物理的特性になる。例えば
、セラミック配線板の代表的な特性である、硬質で高絶
縁性、かつ高度な寸法安定性などは、ベースとなるセラ
ミック自身の特性によるところが大きい。さらに、今日
的な課題として、搭載する電子部品の機能と関連した内
容のものが増加してきており、放熱の問題、寸法精度、
信号伝送速度などは電子部品あるいはシステムの機能を
損なわないようにするために付与された特性と言うこと
ができる。最近になって、高周波帯で動作するデバイス
が一般化しつつあり、配線による信号伝達遅延がプリン
ト配線板についても問題視されつつある。すなわち、高
速度伝送用プリント配線板が求められている。

上述した一般的な構造でのプリント配ＶＡ板において、
信号の伝達速度は導体回路パターンを支えるベースフィ
ルム２と絶縁性接着材層３とからなる絶縁層４の合成誘
電率と密接な関係がある。そこで、ふっ素樹脂はその誘
電率が２．０〜２．８と他の有機系樹脂に比して際だっ
て低いことから高速伝送用配線板のベースフィルムとし
てふっ素樹脂を用いることが試みられているが、ふっ素
樹脂は一般に加工温度が高く、また金属との接着性が劣
っていることから、ガラス繊維などのフィラーに含浸し
た厚手のふっ素樹脂板を比較的低誘電率のイ逅ド等の樹
脂材料接着材で金属箔に積層したものや、ガラスエポキ
シ繊維布等のフィラーに含浸したふっ素樹脂からなるベ
ースフィルムと銅箔とを、ふっ素樹脂の融点以上の温度
で加熱圧着したものがあるが、いずれも硬質の配線板で
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したと同様に高速度伝送用としてのフレキシブル配
線板の要求も強くなっており、フレキシブル配線板にお
ける低誘電率化として、ベースフィルムとしてふっ素樹
脂を用い、その表面に蒸着法やスパッタ法により導電性
金属の薄膜を形成したもの、あるいはふっ素樹脂フィル
ムと導電性金属箔を直接熱融着したものが提案されてい
る。しかし前者の場合は、層厚が厚くとも５μｍ前後と
いった導電性金属の薄膜を形成しても電流容量の問題や
半田付けの問題から一般的な配線回路として使用できな
いことから相応の厚さの１０１！ｍ以上の厚さとするた
めに、更に、めっき処理を必要とする。

また、基本的に蒸着法やスパッタ法によって形成された
金属膜層はベースフィルムとの接着性に難があり、特に
ベースフィルムがふっ素樹脂の場合には固着強度が十分
でなく、配線板の変形や半田付けなどの外的ストレスに
より導体回路が剥離するという現象を生じ易い。さらに
、めっき処理により金属膜層を厚くした場合の膜厚のば
らつきや、金属膜層の内部応力により基板のカール（反
り）、たわみが発生し易い。

また後者の場合のように、金属箔とベースフィルムとす
るふっ素樹脂フィルムとを直接熱融着したものは、これ
らの間の接着強度は実用上問題のないレベルで実現でき
るものの、ふっ素樹脂フィルムが溶融して金属箔と融着
した後、冷却後再びフィルム状態となることから、プレ
ス板の圧力分布のばらつきによりベースフィルム厚さに
ばらつきを生じ、そのため、積層板全体としてカールが
発生しやすく面積の大きな基板の製作が困難であるばか
りか、ピンホール発生並びにピンホール発生による耐電
圧不良が発生し易くなり、同時に基板の平滑性、寸法精
度を損なうといった問題点がある。また、積層板の厚さ
は、極めて均一なレベルが要求されるが、単に合成樹脂
を塗布し、加熱加圧すると、合成樹脂のフローにより厚
さが不均一になりやすいという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記のような課題を解決するためになされた
ものであり、第１の発明の金属箔張り積層板は、相対的
に高軟化点を有する比較的低誘電率のポリイミド樹脂か
らなるベースフィルムの、また第２の発明の金属箔張り
積層板は、相対的に高融点を有するガラス繊維もしくは
合成繊維の織布からなるベースフィルムの両面または片
面に、回路を形成するための金属箔が、上記ポリイミド
樹脂の軟化点よりも、あるいは上記繊維の融点よりも相
対的に低い融点を有する融着用ふっ素樹脂フィルムを介
して積層され融着一体化されてなる金属箔張り積層板と
する。

第３の発明の金属箔張り積層板は、上記のポリイミド樹
脂もしくは織布からなり部分的に開口部が設けられたベ
ースフィルムの両面に、それぞれ回路を形成するための
金属箔が、上記ポリイミド樹脂の軟化点よりも、もしく
は織布を構成するガラス繊維もしくは合成繊維の融点よ
りも相対的に低い融点を有する融着用ふっ素糸樹脂フィ
ルムを介して積層され融着一体化されてなる金属箔張り
積層板とする。

融着用ふっ素糸樹脂としては、四ふっ化エチレンー六ふ
つ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ　、融点約２６０
℃）、三ふっ化塩化エチレン樹脂（ＣＴＦＥ、融点約２
１０℃〉、四ふっ化エチレン−エチレン共重合体樹脂（
ＥＴＦＥ、融点約２７０℃）、四ふっ化エチレン−パー
フルオロアルキルビニルエーテル樹脂（ＰＦＡ、融点約
３００℃）などが用いられる。

上記の金属箔張り積層板を得るための方法は、金属箔は
その接合面を粗面化する。そして融着用として、絶縁性
ベースフィルムを構成する有機系樹脂または合成繊維の
織布よりも低融点を有するふっ素樹脂からなる薄厚で、
かつ、その表面を不活性イオンプラズマ処理により化学
的に活性化した融着用絶縁性フィルムを介し、接合面を
スパッタエツチングにより粗面化した上記絶縁性ベース
フィルムを積層し、第一段階では、融着用絶縁性フィル
ムを構成しているふっ素樹脂の融点内であって、その下
限近傍の温度で加圧加熱し、続いて第二段階では上記融
着用絶縁性フィルムを構成しているふっ素樹脂の上限近
傍の温度で、しかも第一段階よりも高い圧力で加圧加熱
し、これにより眉間を融着させた後、加圧下で常温まで
冷却することにより製造される。

〔作用〕

第１及び第２の発明の金属箔張り積層板は絶縁層として
比較的低誘電率で、かつ、寸法安定性に優れた高耐熱性
のポリイミド樹脂もしくはガラス繊維や合成繊維の織布
からなるベースフィルムと、極めて低誘電率のふっ素樹
脂フィルムとの積層により構成されていることから、可
とう性を有し全体として低誘電率化が実現され、かつベ
ースフィルムを構成するポリイミド樹脂及び前記繊維は
特に高温での融着工程において物理的・化学的に変性す
ることなく一定の厚さを保持することから、プレス加工
時のプレス面積内の圧力のばらつきによる積層板厚さの
ばらつきと、冷却後の積層板全体のカール発生を抑制し
、同時に絶縁層にピンホールの発生のない耐電圧特性に
優れた積層板を提供することができる。

なお、第３の発明の金属箔張り積層板では、開口部によ
り、積層した上下の融着用ふっ素樹脂が融着一体化され
るので極めて強固なフレキシブル積層板が得られる。そ
のためベースフィルムの接合性を上げるための活性化や
粗面化の必要がなく、これらの工程を省くことができる
。

金属箔とベースフィルムとの接着を確実にするためには
、金属箔は、その接合面をサンドマット処理などで粗面
化したものを用い、ベースフィルムを構成するポリイミ
ド樹脂の軟化点よりも低い融点を有し、表面を不活性イ
オンプラズマ処理により化学的に活性化した融着用ふっ
素樹脂フィルムを介して、ポリイミド樹脂からなるベー
スフィルムの場合には接合面を不活性イオンプラズマ処
理により化学的に活性化した、あるいはサンドマット処
理により物理的に粗面化したベースフィルムを積層し、
融着用ふっ素樹脂の融点範囲の温度で真空加圧し一体化
させることによって各層相互の接着性を高めている。

〔実施例〕

第１図は第１または第２の発明による両面金属箔張り積
層板の断面概要図、第２図は第１または第２の発明によ
る片面金属箔張り積層板の断面概要図である。これらの
図において、５は回路を形成するための金属箔、６は絶
縁性ベースフィルム、７は融着用ふっ素樹脂フィルムで
あり、これらが加圧熱融着により一体化されてベースフ
ィルム６と融着用ふっ素樹脂フィルム７とを絶縁層８と
した両面または片面金属箔張り積層板が構成される。

なお、第２図においては融着用ふっ素樹脂フィルム７が
ベースフィルム６の両面にｍｉされているが、金属箔５
側と反対の側の融着用ふっ素樹脂フィルム７を省いても
よい。

金属箔５としては、ベースフィルム６側に面する接着面
をサンドマント処理により粗面化した３５−の圧延銅箔
を用い、ベースフィルム６としては、高耐熱性である５
０−厚さのボリイ多ド樹脂（物理的特性としては融点は
存在せず、軟化点が７００℃で、４００℃前後無変性の
耐熱性を有する）フィルムを用いた。融着用ふっ素樹脂
フィルム７には５０即厚さの熱融着性を有する四ふっ化
エチレンー六ふり化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ、
融点２５０〜２８２℃）を用いた。

なお、融着用ふっ素樹脂としては、上記のＦＥＰの他に
三ふっ化塩化エチレン樹脂（ＣＴＦＥ　、融点約２１０
℃）、四ふっ化エチレン−エチレン共重合体樹脂（ＥＴ
ＦＥ、融点約２７０℃）、四ふっ化エチレン−パーフル
オロアルキルビニルエーテル樹脂（ＰＦＡ、融点約３０
０℃）なども用いることができる。

上記第１図に示す第１の発明による両面金属箔張り積層
板の製造方法を第５図を用いて説明すると、ポリイミド
樹脂からなるベースフィルム６の接着表面をサンドマッ
ト処理により粗面化したのち、コロナ放電処理により化
学的に活性化したものを用い、融着用ふっ素樹脂フィル
ム７としては上記の５０／／Ｉ１１厚のＦＥＰフィルム
の両面にヘリウムやアルゴンなどの不活性ガスプラズマ
放電処理を行って化学的に活性化したものを用い、ベー
スフィルム６の両面に融着用ふっ素樹脂フィルム７　（
ＦＥＰフィルム）を介して銅箔５を積層してなる積層板
１０を作威し、この積層板１０を、その両面にそれぞれ
耐熱性を有するセパレータ１１を介して、プレス装置の
上板１２と下板１３との間に挾み、ＦＥＰの融点の範囲
（２５０〜２８２℃）内で、その下限値に近い２５０〜
２６０℃に加熱して、１０ｋｇ／ｃｍ２の緩い圧力を加
えて約６０分加圧し、続いて加熱温度をＦＥＰの融点の
範囲の上限に近い２７０〜２９０℃に加熱するとともに
、圧力を２５〜５０ｋｇ／ｃｍ”に上げて約３０分間加
圧してのち、瞬間的に圧力を１０ｋｇ／ｃｍ２前後まで
緩め、再度２５〜５０ｋｇ／ｃ−に戻し、その状態で約
１２０分程度の時間をかけてＦＥＰの融点下限値以下の
２００〜２５０″Ｃの温度まで緩やかに冷却し、その後
室温まで通常冷却してのち圧力を解除してプレス装置か
ら抜取り、セパレータを除去して所望の前記の金属箔張
り積層板が得られる。このようにして得られた金属箔張
り積層板には圧力分布のばらつきの減少および樹脂のフ
ローの減少により絶縁層の厚さにばらつきが極めて小さ
くなり積層板全体のカール発生が見られなかった。

以上のようにベースフィルムとして相対的に高軟化点を
有するボリイ逅ド樹脂及び高融点を有するガラス繊維も
しくは合成繊維の織布を用い、融着用ふっ素樹脂として
ベースフィルムより低融点のふっ素樹脂を用い、この低
融点のふっ素樹脂の融点の範囲の一定条件で熱融着させ
るので、ベースフィルムは溶融することなく、しかも熱
融着用絶縁性フィルムは薄いので、加熱加圧時の樹脂の
フローや、この層が溶融−固化したのち固化による層厚
の変化が少なく、積層板全体の寸法精度が向上する。

第３図は第３の発明による両面金属箔張り積層板の断面
概要図、第４図は第３の発明による片面金属箔張り積層
板の断面概要図である。これらの図において、ベースフ
ィルム６には表裏に貫通する開口部９が適宜設けられ、
この開口部９においてはベースフィルム６の表裏に積層
された融着用ふっ素樹脂フィルム７同士が相互に熱融着
されるため、ベースフィルム６と融着用ふっ素樹脂フィ
ルム７との接着状態にかかわらず強固な積層板が得られ
るため、前記ベースフィルム６の活性化及び粗面化工程
を省くことができる。

なお、第２図及び第４図に示す片面金属箔張り積層板に
ついても同様の製造方法で得ることができる。また、ベ
ースフィルムが高融点を有するガラス繊維もしくは例え
ばアラ旦ド繊維等の合Ｉｖ、繊維の織布からなる場合も
上記第１図〜第４図と同様の構成とし、上記と同様な製
造方法によることができる。

ベースフィルム及び融着用ふっ素樹脂フィルムの厚さは
、金属箔張り積層板の所望の厚さならびに要求される電
気特性によりその組合わせを選択すればよい。

〔発明の効果〕

第１及び第２の発明による金属箔張り積層板は、各層を
積層し加熱融着する際、ベースフィ・ルムは溶融するこ
となく、また物性的な変性も生じないことから、絶縁層
全体としての厚さのばらつきは極めて小さく、寸法精度
が向上し、同時にベースフィルムが一定の厚さを維持す
ることから積層板全体の厚さのばらつきが極めて小さく
てカールが発生せず、製作にあたってのプレス板圧力分
布からの制約を緩和して製作単位面積を拡大することが
できる。また、ピンホールの発生もなく耐電圧特性改善
される。更に、第３の発明ではベースフィルムに開口部
が設けられているので開口部では上下の融着用ふっ素樹
脂が融着一体化するので極めて強固なベースフィルム積
層板が得られるため、ベースフィルムの接合性を上げる
ための活性化や粗面化の工程を省略できる。

なお、融着用ふっ素糸樹脂フィルムはもとより、ベース
フィルム材も一般的な樹脂素材に比して低誘電率を有す
ることから、これらで形成された絶縁層全体が低誘電率
を有し、極めて薄く構成できることから柔軟性に冨んだ
金属箔張り積層板とすることかできるので、これを用い
て高速伝送用フレキシブル配線板を実現することができ
る。また、構成する材料の中で耐熱性の最も低いものが
融着用ふっ素樹脂であることから、融着用ふっ素樹脂の
融点近くの高温域でも安定して使用できる高耐熱配線板
たり得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１または第２の発明による両面金属箔張り積
層板の断面概要図、第２図は第１または第２の発明によ
る片面金属箔張り積層板の断面概要図、第３図は第３の
発明による両面金属箔張り積層板の断面概要図、第４図
は第３の発明による片面金属箔張り積層板の断面概要図
、第５図は第１図に示す両面金属箔張り積層板の製造方
法を説明するための模式的断面図、第６図は従来の片面
金属箔張り積層板の断面概要図である。 ５：金属箔、６：ベースフィルム、７：融着用ふっ素樹
脂フィルム、９：開口部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．相対的に高軟化点を有するポリイミド樹脂からなる
   ベースフィルムの両面または片面に、回路を形成するた
   めの金属箔が、上記ポリイミド樹脂の軟化点よりも相対
   的に低い融点を有する融着用ふっ素樹脂フィルムを介し
   て積層され融着一体化されてなることを特徴とする金属
   箔張り積層板。
2. ２．請求項１におけるベースフィルムが相対的に高軟化
   点を有するポリイミド樹脂に代えて相対的に高融点を有
   するガラス繊維もしくは合成繊維の織布からなる金属箔
   張り積層板。
3. ３．ベースフィルムに開口部が設けられていることを特
   徴とする請求項１または請求項２記載の金属箔張り積層
   板。