JPWO2002085621A1 - 積層板およびその積層板を用いた部品 - Google Patents

Abstract

接着剤を用いずに基材と高分子板を積層した積層板およびその積層板を用いた部品の提供を目的とする。基材および高分子板の互いに対向する面に活性化処理を施した後、積層接合して積層板とする。またこの積層板を用いて部品とする。

Description

技術分野
本発明は、接着剤を用いずに基材と高分子板を積層した積層板および積層板を用いた部品に関する。
背景技術
従来より、プリント配線板などの基材に高分子などの板を積層した積層板が数多く提案されており、その積層方法として接着剤を用いて接合する方法が提案されている。
しかしながら、上記のような従来の積層法では、接着剤の耐熱が低いため積層板としての耐熱性が制限されたり、接着剤層分の厚みや重量が増し、軽量・薄型化に向かないなどの問題があった。
本発明は、上記のような技術的背景に鑑み、接着剤層による電気的特性の劣化を招いたり、接着剤を用いずに基材と高分子板を積層した積層板および積層板を用いた部品、プリント配線板、ＩＣパッケージを提供することを課題とする。
発明の開示
請求項１記載の積層板は、基材の少なくとも片面に高分子板を積層してなる積層板であって、基材および高分子板のそれぞれの接合される面を予め活性化処理した後、該基材および該高分子板の活性化処理面同士が対向するように当接して重ね合わせて圧接した積層板である。この場合、活性化処理が、不活性ガス雰囲気中で放電を行わせて、前記基材および前記高分子板のそれぞれの面をスパッタエッチング処理することが好ましい。
また、前記基材が、液晶ポリマー、ポリイミド、ガラスエポキシのいずれかであり、前記高分子板が、液晶ポリマーまたはポリイミドであることが好ましい。
請求項４記載の部品は、積層板を用いた部品であることが好ましい。また、前記部品は、プリント配線板、ＩＣパッケージの部品であることが好ましい。
発明を実施するための最良の形態
以下に、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の積層板の一実施形態を示す概略断面図であり、基材２８の片面に高分子板２６を積層した例を示している。図２は、本発明の積層板の他の一実施形態を示す概略断面図であり、基材２８の両面に高分子板２４、２６を積層した例を示している。
高分子板２６の材質としては、液晶ポリマー、ポリイミドが用いられる。ポリイミドは通常材、熱可塑性タイプともに用いることができる。また高分子板２６の厚みも積層板の用途により適宜選定される。例えば、１〜１０００μｍである。１μｍ未満の場合には高分子板としての製造が難しくなり、１０００μｍを超えると積層板としての製造が難しくなる。積層板の用途がフレキシブルプリント基板であれば、例えば３〜３００μｍの範囲のものが適用される。３μｍ未満の場合には機械的強度が乏しく、３００μｍを超えると可撓性が乏しくなる。好ましくは、１０〜１５０μｍである。より好ましくは、２０〜７５μｍである。
高分子板２４の材質としては、高分子板２６に適用できるものは選定可能であり、高分子板２４の材質や厚みは高分子板２６と同じでも良いし異なっていても良い。
基材２８は、積層板を製造可能な金属、無機質、有機質からなる素材であれば特にその種類は限定されず、積層板の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、前記の高分子板やリジッドプリント配線板やフレキシブルプリント配線板などである。基材が高分子板の場合、高分子板２６に適用できるものは選定可能であり、基材の材質や厚みは、積層される高分子板２６と同じでも良いし異なっていても良い。基材がプリント配線板の場合、表層に保護膜等が無く配線部が露出しているものも用いることができる。またプリント配線板には、紙エポキシ基板、ガラスエポキシ基板、セラミック基板などを用いることができる。
図１に示す積層板の製造方法について説明する。製造装置内に、あらかじめ所定の大きさに切り出された高分子板２６および基材２８を設置し、それぞれ活性化処理装置で活性化処理する。
活性化処理は、以下のようにして実施する。すなわち、製造装置内に装填された高分子板２６、基材２８をそれぞれアース接地された一方の電極Ａと接触させ、絶縁支持された他の電極Ｂとの間に大気圧程度の不活性ガス雰囲気好ましくはアルゴンガス中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電またはコロナ放電を行わせ、かつ放電によって生じたプラズマ中に露出される電極Ａと接触した高分子板２６、基材２８のそれぞれの面積が、電極Ｂの面積の１／３以下で、スパッタエッチング処理する。不活性ガスの圧力は９×１０^４を超えて、大気圧程度までの範囲で適用できる。印加する交流は、１ＭＨｚ未満では安定した放電を維持するのが難しく連続エッチングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ましくない。また、効率よくエッチングするためには電極Ａの面積を電極Ｂの面積より小さくする必要があり、１／３以下とすることにより充分な効率でエッチング可能となる。
その後、これら活性化処理された高分子板２６と基材２８を、活性化処理された面が対向するようにして両者を当接して重ね合わせて圧接ユニットで加熱圧接して積層接合する。加熱温度をＴ（℃）、溶融温度をＴｍ（℃）とすると、Ｔ＜Ｔｍが好ましい。特にガラス転移点が存在する材質、例えば液晶ポリマー等では、ガラス転移温度をＴｇ（℃）とすると、Ｔｇ＜Ｔ＜Ｔｍが好ましい。より好ましくは、Ｔｇ＋２０＜Ｔ＜Ｔｍ−２０である。このように積層接合することにより、積層板２０が形成されて、図１に示す積層板２０が製造される。
次に図２に示す積層板２２は、上記説明において、基材２８の代わりに積層板２０を用いることで同様にして製造される。
このようにして製造された積層板に、必要により残留応力の除去または低減のために熱処理を施してもよい。この熱処理の際には、接合強度の低下の原因となりうる有害ガス（例えば、酸素など）が高分子板を透過する可能性があるため、真空中または減圧状態もしくは還元性雰囲気中で行うことが好ましい。
なお積層板の製造にはバッチ処理を用いることができる。製造装置内に、あらかじめ所定の大きさに切り出された高分子板や基材を複数装填して活性化処理装置に搬送して垂直または水平など適切な位置に処理すべき面を対向または並置した状態などで設置または把持して固定して活性化処理を行い、さらに高分子板や基材を保持する装置が圧接装置を兼ねる場合には活性化処理後に設置または把持したまま圧接し、高分子板や基材を保持する装置が圧接装置を兼ねない場合にはプレス装置などの圧接装置に搬送して圧接を行うことにより達成される。
本発明の積層板に基材としてプリント配線板を用いた場合、高分子板に回路パターンを形成し、スルーホールや層間の導通加工などを施して回路の多層化を図ることが可能であり、この多層化を図った積層板をさらに基材として用いてより多層のプリント配線板を得ることができる。また予め回路パターンなどを形成した高分子板や金属などの導電性の板を積層した高分子板を基材に積層することも可能である。このためプリント配線板（リジッドプリント配線板やフレキシブルプリント配線板など）などに好適であり、ＩＣカード、ＣＳＰ（チップサイズパッケージまたはチップスケールパッケージ）やＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）などのＩＣパッケージなどにも応用できる。
実施例
以下に、実施例を説明する。
（実施例１）
高分子板２６として厚み５０μｍの液晶ポリマーフィルムを用い、基材２８として厚み５０μｍの液晶ポリマーフィルムを用いた。両液晶ポリマーフィルムを積層板製造装置にセットし、液晶ポリマーフィルムを、活性化処理ユニット内（アルゴンガス雰囲気、１０^−３〜４×１０^−３Ｐａ）でスパッタエッチング法によりそれぞれ活性化処理した。次にこれら活性化処理した液晶ポリマーフィルムを、圧接ユニットで活性化処理面同士を当接して重ね合わせて圧接し、積層板２０を製造した。
（実施例２）
高分子板２６として厚み５０μｍの液晶ポリマーフィルムを用い、基材２８として厚み５０μｍのポリイミドフィルムを用いた。液晶ポリマーフィルムとポリイミドフィルムを積層板製造装置にセットし、液晶ポリマーフィルムとポリイミドフィルムを、活性化処理ユニット内（アルゴンガス雰囲気、１０^−２〜４×１０^−２Ｐａ）でスパッタエッチング法によりそれぞれ活性化処理した。次にこれら活性化処理した液晶ポリマーフィルムとポリイミドフィルムを、圧接ユニットで活性化処理面同士を当接して重ね合わせて圧接し、積層板２０を製造した。
（実施例３）
基材２８として厚み５０μｍの液晶ポリマーフィルムの上に厚み１８μｍの銅箔を積層し回路形成したものを用い、高分子板２６の代わりに厚み５０μｍの液晶ポリマーフィルムの上に厚み１８μｍの銅箔を積層した積層材を用いた。基材と積層材を積層板製造装置にセットし、基材の回路形成側と積層材の液晶ポリマーフィルム側を、活性化処理ユニット内（アルゴンガス雰囲気、１０^−１〜１０Ｐａ）でスパッタエッチング法によりそれぞれ活性化処理した。次にこれら活性化処理した基材の回路形成側と積層材の液晶ポリマーフィルム側を、圧接ユニットで活性化処理面同士を当接して重ね合わせて圧接し、積層板２０を製造した。次にスルーホール加工、メッキによる導通加工ならびに表層の回路形成を行い回路基板を製造した。
産業上の利用可能性
以上説明したように本発明の積層板は、基材と高分子板の互いに対向させる表面を活性化処理した後、活性化処理面同士を対向するように当接し重ね合わせて圧接して形成したものである。このため、接着剤を用いておらず、より一層の軽量化や薄形化が図れ、回路基板などへの適用も好適である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の積層板の一実施形態を示す概略断面図である。図２は、本発明の積層板の他の一実施形態を示す概略断面図である。

Claims (6)

1. 基材の少なくとも片面に高分子板を積層してなる積層板であって、基材および高分子板のそれぞれの接合される面を予め活性化処理した後、該基材および該高分子板の活性化処理面同士が対向するように当接して重ね合わせて圧接して行うことを特徴とする積層板。
2. 前記活性化処理が、不活性ガス雰囲気中で放電を行わせて、前記基材及び前記高分子板のそれぞれの面をスパッタエッチング処理することを特徴とする請求項１に記載の積層板。
3. 前記基材が、液晶ポリマー、ポリイミド、ガラスエポキシのいずれかからなり、前記高分子板が、液晶ポリマーまたはポリイミドからなることを特徴とする請求項１または２に記載の積層板。
4. 請求項１または２に記載の積層板を用いたことを特徴とする部品。
5. 前記部品が、プリント配線板であることを特徴とする請求項４に記載の部品。
6. 前記部品が、ＩＣパッケージであることを特徴とする請求項５に記載の部品。

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