JPWO2014046014A1 - 回路基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このような高周波領域で使用される通信機器の回路基板には、低誘電率、低誘電正接を有する絶縁材が必要とされ、はんだ耐熱の観点から、フッ素樹脂、BT樹脂(ビスマレイミド・トリアジン)等をベースとした基材が使用されている。
また、耐熱性、寸法安定性、多層構成での層間接着力、低吸水性、低伝送損失の観点より、熱可塑性液晶ポリマーフィルムが使用されるようになってきたが、多層積層時の温度が250℃以上であるため、通常の熱硬化型樹脂で使用されている積層設備では成型することができず、設備投資が必要である。
ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層と、
を少なくとも備える回路基板であって、
前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、絶縁基板(または基板層)、回路層材料(または回路層絶縁材料)、およびカバーレイからなる群から選択される少なくとも一つの回路基板材料として、回路基板を構成する他の回路基板材料に対して前記接着層を介して積層され、
前記接着層のガラス転移温度が200〜300℃である回路基板である。
前記回路層間に、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層が形成された回路基板であってもよい。
ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着性シートと、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとをそれぞれ準備する工程と、
前記接着性シートを介して、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムを、絶縁基板、回路層材料、およびカバーレイからなる群から選択される少なくとも一つの回路基板材料として、他の回路基板材料に対して重ね合わせ、前記接着性シートが、ガラス転移温度200〜300℃を有する接着層となるまで加熱温度150〜250℃で熱圧着する熱圧着工程と、
を少なくとも備える回路基板の製造方法である。
本発明の回路基板は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと、
ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層と、
を少なくとも備える回路基板であって、
前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、絶縁基板、回路層材料、およびカバーレイからなる群から選択される少なくとも一つの回路基板材料として、回路基板を構成する他の回路基板材料に対して前記接着層を介して積層一体化されている。
熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、絶縁基板として用いてもよいし、カバーレイとして用いてもよい。
本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、溶融成形可能な液晶性ポリマー(または光学的に異方性の溶融相を形成し得るポリマー)で構成され、この熱可塑性液晶ポリマーは、溶融成形できる液晶性ポリマーであれば特にその化学的構成については特に限定されるものではないが、例えば、熱可塑性液晶ポリエステル、又はこれにアミド結合が導入された熱可塑性液晶ポリエステルアミドなどを挙げることができる。
接着層または接着性シートは、ポリフェニレンエーテル系樹脂を少なくとも含んでいる。ポリフェニレンエーテル系樹脂は、下記化1で表される単位から、実質的に構成される。
ポリフェニレンエーテル系樹脂は、炭素−炭素二重結合、炭素−炭素三重結合を含む官能基を側鎖として導入し、硬化性であるほうが好ましい。この場合、接着層は、接着性シートの硬化物として得られる。
また、ポリフェニレンエーテル系樹脂は、下記化2の一般式で表される化合物群を含んでいても良い。
本発明の回路基板では、熱可塑性液晶ポリマーフィルムが、絶縁基板、回路層材料、およびカバーレイからなる群から選択される少なくとも一つの回路基板材料として、回路基板を構成する他の回路基板材料に対して、前記接着層を介して積層された構造を有する限り、その他の回路基板を構成する部材については、発明の効果を阻害しない範囲で適宜選択することができる。
このような高周波用基板材料は、有機系材料であってもよいし、無機系材料であってもよい。有機系材料としては、例えば、フレキシブル基板材料としては、ポリイミドフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルムなどが挙げられる。また、リジッド基板材料としては、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられる。なお、これらの有機系材料は単独で用いてもよいし、ガラス布帛(例えばガラスマット、ガラス織布)などを補強材として併用して、ガラスフッ素基板またはガラスエポキシ基板として用いてもよい。また無機系材料としては、セラミックなどが挙げられる。
導電部分(または導電回路や導電配線パターン)は、絶縁基板の少なくとも一方の面に形成され、所定のパターンの信号ラインやアース、電源面などを構成していてもよい。このような回路層は、公知又は慣用の方法により形成され、スパッタリング法、メッキ法などを用いてもよい。
導体箔は、基板の材料に応じて、基板材料と導体箔とを直接熱圧着などにより接着してもよいし、適当な接着剤を介して基板材料と導体箔とを接着してもよい。
このような回路基板は、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着性シートと、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと、それぞれを準備する工程と、
前記接着性シートを介して、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを、絶縁基板、回路層材料、およびカバーレイからなる群から選択される少なくとも一つの回路基板材料として、他の回路基板材料に対して積層し、前記接着性シートが、ガラス転移温度200〜300℃を有する接着層となるまで150〜250℃で熱圧着する熱圧着工程と、
を少なくとも備える製造方法により、得ることができる。
なお、回路基板の弾性率は、後述する実施例に記載された方法により測定された値を示す。
加熱温度は、高温を要せずに熱圧着できる観点から150〜250℃(例えば、150〜190℃程度)であり、好ましくは160〜230℃程度(例えば、160〜180℃程度)、より好ましくは170〜200℃程度であってもよい。
また積層圧力は、例えば1〜3MPa程度、好ましくは1.3〜2.8MPa程度、さらに好ましくは1.5〜2.5MPa程度であってもよい。
また積層時間は、例えば30秒〜20分程度、好ましくは1〜15分程度、さらに好ましくは2〜10分程度であってもよい。
本発明の回路基板は、低伝送損失性の観点から10GHzの周波数における挿入損失が例えば3.0dB/10cm以下、好ましくは2.5dB/10cm以下、より好ましくは2.0dB/10cm以下であってもよい。ここで、挿入損失とは、後述する実施例に記載した方法により測定される値である。
また、本発明はさらに別の実施形態として、リジッド部とフレキシブル部で構成されたリジッド−フレックス回路基板を包含していてもよい。
前記フレキシブル部は、絶縁材料として光学的異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性液晶ポリマーフィルムを、少なくとも絶縁基板、回路層材料、およびカバーレイからなる群から選択される少なくとも一つの回路基板材料として備えるフレキシブル回路板で構成され、
前記リジッド部は、前記フレキシブル部から延出したフレキシブル回路板と、その少なくとも一方の面に配設されたリジッド回路層とを備えるリジッド回路板で構成され、
前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層を介して、リジッド−フレックス回路基板を構成する他の回路基板材料に対して、積層一体化されているリジッド−フレックス回路基板であってもよい。なお、ここで、リジッド回路層は、リジッド絶縁基板と、その少なくとも一方に形成された導電部分(例えば、導電回路など)とを備えている。
また、本発明のリジッド−フレックス回路基板は、低温成形性を有しているため、熱硬化型樹脂で使用されている積層設備などを用いて、効率よく、上記の優れた性質を有するリジッド−フレックス回路基板を製造することが可能である。
前記フレキシブル絶縁基板およびカバーレイは、熱可塑性液晶ポリマーフィルムで構成され;
リジッド部は、リジッド絶縁基板と、その少なくとも一方の面に形成された導電部分(例えば、導電回路)とを備えるリジッド回路層と、このリジッド回路層を少なくとも一方の面に配設している前記フレキシブル回路板とを備えるリジッド回路板で構成され;
前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層を介して、リジッド−フレックス回路基板を構成する他の回路基板材料に対して、積層されていてもよい。
例えば、前記フレキシブル絶縁基板、カバーレイおよびリジッド絶縁基板は、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層により、互いに接着されていてもよい。
フレキシブル部を形成するための絶縁基板材料として熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用い、
フレキシブル部およびリジッド部を構成する絶縁基板、回路層、およびカバーレイからなる群から選択される少なくとも一種の他の回路基板材料を接着させるために、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層を用い、
前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムと、前記他の回路基板材料とを、熱圧着により一体成形することにより、製造することができる。
フレキシブル絶縁基板102およびカバーレイ103は、それぞれ熱可塑性液晶ポリマーで構成されており、フレキシブル絶縁基板102と、カバーレイ103とは、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層105を介して接着されている。
フレキシブル絶縁基板またはカバーレイとして用いられる熱可塑性液晶ポリマーフィルムの厚さは、1〜100μmの範囲内が好ましく、5〜50μmの範囲内がより好ましい。
リジッド基板は、高周波用基板材料として利用できる限り、有機系材料で構成されてもよいし、無機系材料で構成されてもよい。有機系材料としては、熱可塑性液晶ポリマーシートを用いることもできるが、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、熱可塑性液晶ポリマーなどを用いてもよい。なお、これらの有機系材料は単独で用いてもよいし、ガラス布帛(例えばガラスクロス、ガラス布)などを補強材として併用してもよい。また無機系材料としては、セラミックなどが挙げられる。
(応用例1)
フレキシブル部とリジッド部とを備えるリジッド−フレックス回路基板において、
前記フレキシブル部は、絶縁材料として光学的異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性液晶ポリマー(以下、熱可塑性液晶ポリマーと称する)からなるフィルムを用いたフレキシブル回路板で構成され、
前記リジッド部は、リジッド絶縁基板とその少なくとも一方の面に導電部分を有するリジッド回路層と、このリジッド回路層を少なくとも一方の面に配設している前記フレキシブル回路板とを備えるリジッド回路板とで構成され、
前記熱可塑性液晶ポリマーフィルム同士、およびフレキシブル回路板とリジッド回路層とは、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層により、互いに接着されているリジッド−フレックス回路基板。
(応用例2)
応用例1のリジッド−フレックス回路基板において、
フレキシブル部は、少なくとも一方の面に導電部分を有するフレキシブル絶縁基板と、このフレキシブル基板に形成されている導電部分を被覆するためのカバーレイと、を備えるフレキシブル回路板で形成され;
前記フレキシブル絶縁基板およびカバーレイは、熱可塑性液晶ポリマーフィルムで構成され;
リジッド部は、リジッド絶縁基板とその少なくとも一方の面に導電部分を有するリジッド回路層と、このリジッド回路層を少なくとも一方の面に配設している前記フレキシブル回路板とを備えるリジッド回路板で構成され;
前記フレキシブル基板、カバーレイおよびリジッド回路層は、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層により、互いに接着されているリジッド−フレックス回路基板。
(応用例3)
応用例1または2のリジッド−フレックス回路基板において、熱可塑性液晶ポリマーの融点が295℃以上であるとともに、接着層のガラス転移温度が200℃以上であるリジッド−フレックス回路基板。
(応用例4)
応用例1から3のいずれか一項のリジッド−フレックス回路基板において、はんだ耐熱温度が295℃以上であるリジッド−フレックス回路基板。
(応用例5)
応用例1から4のいずれか一項のリジッド−フレックス回路基板において、接着剤層が、ポリフェニレンエーテル系樹脂を10質量%以上含むリジッド−フレックス回路基板。
(応用例6)
応用例1から5のいずれか一項のリジッド−フレックス回路基板において、リジッド絶縁基板が熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなるリジッド−フレックス回路基板。
(応用例7)
応用例6のリジッド−フレックス回路基板において、リジッド絶縁基板が、2層以上の熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなるリジッド−フレックス回路基板。
(応用例8)
応用例1から7のいずれか一項のリジッド−フレックス回路基板において、リジッド絶縁基板が、ガラスフッ素基板またはガラスエポキシ基板からなるリジッド−フレックス回路基板。
(応用例9)
フレキシブル部とリジッド部とを備えるリジッド−フレックス回路基板の製造方法であって、
フレキシブル部を形成するための絶縁基板材料として熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用い、
フレキシブル部およびリジッド部を構成する各回路基板材料を接着させるために、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層を用い、
熱圧着により一体成形するリジッド−フレックス回路基板の製造方法。
示差走査熱量計を用いて、10℃/分の速度で昇温したときに現れる主吸熱ピークを融点とした。
マイクロ波分子配向度測定機において、液晶ポリマーフィルムを、マイクロ波の進行方向にフィルム面が垂直になるように、マイクロ波共振導波管中に挿入し、該フィルムを透過したマイクロ波の電場強度(マイクロ波透過強度)が測定される。
m=(Zo/△z) X [1−νmax/νo]
JIS C5016試験法に準拠して、カバーレイを有する回路基板をはんだ浴上に1分間静置し、変色、変形、発泡などの外観変化が発生しない温度を測定した。
動的粘弾性測定(DMA)にて測定した。熱圧着後の回路基板から、10mm×40mmの試験片を切り出し、試験片中の接着層部分について、DMS6100にて3℃/分の速度で25℃から220℃まで昇温したときに現れるtanDのピーク温度をガラス転移温度(Tg)とした。
2枚の熱可塑性液晶ポリマーフィルム(または、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと導電部分とを備える回路層)が、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層で熱圧着された積層部分(例えば、回路基板のフレキシブル部)を10mm×100mmに切り出し、ASTM D 882に準拠して、引張弾性率を測定した。
導電配線の粗度は、触針式の表面粗さ計を用いて測定した。ミツトヨ製サーフテストSJ201を用い、JIS B0601−2001に準拠してRzを測定した。
JIS C5016試験法に準拠して、90°の角度で、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層を介した回路基板材料間(フレキシブル回路層間、またはフレキシブル回路層とカバーレイ間)を剥離させるときの強度を層間接着力とした。
ストリップライン構造でインピーダンスが50Ωとなるように、信号線の幅が95μm、信号線の長手方向の長さ100mmの回路を作製した。
マイクロ波ネットワークアナライザ(Agilent Technology社製「8722ES」)を用い、カスケードマイクロテック製プローブ(ACP40−250)にて5GHzでの挿入損失を測定した。
ストリップライン構造でインピーダンスが50Ωとなるように、信号線の幅が140μm、信号線の長手方向の長さ100mmの回路を作製した。
マイクロ波ネットワークアナライザ(Agilent Technology社製「8722ES」)を用い、カスケードマイクロテック製プローブ(ACP40−250)にて10GHzでの挿入損失を測定した。
IPC−TM−6502.2.4に準じて測定した。加熱条件は150℃×30分であり、加熱前後のサンプルの寸法変化率(%)を測定した。
p−ヒドロキシ安息香酸と6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸の共重合物(モル比:73/27)で、融点が280℃、厚さが50μmである熱可塑性液晶ポリマーフィルムを基材フィルムとし、窒素雰囲気下で260℃4時間、さらに280℃2時間熱処理することで融点を300℃に増加させ、基材フィルム上下に所定の表面粗度の厚さ12μmの圧延銅箔をセットし、一対のロールでの連続プレス機にてロール温度290℃、線圧100kg/cm、ライン速度2m/分の条件にて銅張積層板を得た(銅張積層板Aとする)。
p−ヒドロキシ安息香酸と6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸の共重合物(モル比:73/27)で、融点が280℃、厚さが50μmである熱可塑性液晶ポリマーフィルムを基材フィルムとし、窒素雰囲気下で260℃4時間、さらに280℃4時間熱処理することで融点を330℃に増加させ、基材フィルム上下に所定の表面粗度の厚さ12μmの圧延銅箔をセットし、一対のロールでの連続プレス機にてロール温度290℃、線圧100kg/cm、ライン速度2m/分の条件にて銅張積層板を得た(銅張積層板Bとする)。
p−ヒドロキシ安息香酸と6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸の共重合物(モル比:73/27)で、融点が280℃、厚さが50μmである熱可塑性液晶ポリマーフィルムを基材フィルムとし、窒素雰囲気下で260℃4時間、さらに280℃7時間熱処理することで融点を370℃に増加させ、基材フィルム上下に所定の表面粗度の厚さ12μmの圧延銅箔をセットし、一対のロールでの連続プレス機にてロール温度300℃、線圧100kg/cm、ライン速度2m/分の条件にて銅張積層板を得た(銅張積層板Cとする)。
p−ヒドロキシ安息香酸と6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸の共重合物(モル比:73/27)で、融点が280℃、厚さが50μmである熱可塑性液晶ポリマーフィルムを基材フィルムとし、基材フィルム上下に所定の表面粗度の厚さ12μmの圧延銅箔をセットし、一対のロールでの連続プレス機にてロール温度260℃、線圧100kg/cm、ライン速度2m/分の条件にて銅張積層板を得た(銅張り積層板Dとする)。
参考例A1で得られた銅張積層板Aの銅箔粗度を1.0μmとし、ストリップライン構造となるように配線加工した回路層と、熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂(三菱ガス化学(株)「OPE2st」)50質量部、スチレン系ポリマー((株)クラレ「SEPTON8007L」)50質量部、エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)「JER152」)1質量部、および硬化促進剤をトルエンに溶解した後、シート状に乾燥固化させた接着性シート(厚み25μm)を真空下、加圧力2MPaで180℃5分間熱圧着し接着させ、回路層/接着層/回路層で構成された積層体(回路基板)を得た。得られた積層体の各種物性を評価し、表7に示した。
参考例A2で得られた銅張積層板Bの銅箔粗度を1.0μmとし、ストリップライン構造となるように配線加工した回路層と、接着性シートにおける各樹脂成分の割合を、熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂を30質量部、スチレン系ポリマーを70質量部、エポキシ樹脂を1質量部と変更する以外は、実施例A1と同様に得た接着性シートを真空下、加圧力2MPaで180℃5分間熱圧着し、両者を接着させた。得られた積層体の各種物性を評価した。
参考例A2で得られた銅張積層板Bの銅箔粗度を0.5μmとし、ストリップライン構造となるように配線加工した回路層と、実施例A1で得られた接着性シートを真空下、加圧力2MPaで180℃5分間熱圧着し接着させた。得られた積層体の各種物性を評価した。
参考例A2で得られた銅張積層板Bの銅箔粗度を2.0μmとし、ストリップライン構造となるように配線加工した回路層と、接着性シートにおける各樹脂成分の割合を、熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂を60質量部、スチレン系ポリマーを40質量部、エポキシ樹脂を1質量部と変更する以外は、実施例A1と同様に得た接着性シート(接着層(2))を真空下、加圧力2MPaで180℃5分間熱圧着し接着させた。得られた積層体の各種物性を評価した。
参考例A3で得られた銅張積層板Cの銅箔粗度を0.8μmとし、ストリップライン構造となるように配線加工した回路層と、実施例A1で得られた接着性シートを真空下、加圧力2MPaで180℃5分間熱圧着し接着させた。得られた積層体の各種物性を評価した。
参考例A3で得られた銅張積層板Cの銅箔粗度を0.5μmとし、ストリップライン構造となるように配線加工した回路層と、実施例A4で得られた接着性シートを真空下、加圧力2MPaで180℃5分間熱圧着し接着させた。得られた積層体の各種物性を評価した。
参考例A4で得られた銅張積層板Dの銅箔粗度を1.0μmとし、ストリップライン構造となるように配線加工した回路層と、実施例A1で得られた接着性シートを真空下、加圧力2MPaで180℃5分間熱圧着し接着させた。得られた積層体の各種物性を評価した。
参考例A2で得られた銅張積層板Bの銅箔粗度を3.0μmとし、ストリップライン構造となるように配線加工した回路層と、実施例A1で得られた接着性シートを真空下、加圧力2MPaで180℃5分間熱圧着し接着させた。得られた積層体の各種物性を評価した。
参考例A2で得られた銅張積層板Bの銅箔粗度を2.0μmとし、ストリップライン構造となるように配線加工した回路層と、接着性シートにおける各樹脂成分の割合を、熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂を10質量部、スチレン系ポリマーを90質量部、エポキシ樹脂を1質量部と変更する以外は、実施例A1と同様に得た接着性シートを真空下、加圧力2MPaで180℃5分間熱圧着し接着させた。得られた積層体の各種物性を評価した。
これらの実施例のうち、熱可塑性ポリマーフィルムの融点が300℃以上であると、高い層間接着力を実現できる傾向にあり、導電配線の粗度が低いと挿入損失の値を低くできる傾向にある。また、接着層におけるポリフェニレンエーテル系ポリマーの比率が高いと層間接着力が向上する傾向にある。
p−ヒドロキシ安息香酸と6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸の共重合物(モル比:73/27)で、融点が280℃、膜厚25μmである熱可塑性液晶ポリマーフィルムを、窒素雰囲気下で260℃4時間、さらに280℃2時間熱処理することで融点を300℃に増加させた(フィルムAとする)。
p−ヒドロキシ安息香酸と6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸の共重合物(モル比:73/27)で、融点が280℃、厚さが25μmである熱可塑性液晶ポリマーフィルムを、窒素雰囲気下で260℃4時間、さらに280℃4時間熱処理することで融点を330℃に増加させた(フィルムBとする)。
p−ヒドロキシ安息香酸と6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸の共重合物(モル比:73/27)で、融点が280℃、厚さが25μmである熱可塑性液晶ポリマーフィルムをベースフィルムCとした。
p−ヒドロキシ安息香酸と6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸の共重合物(モル比:73/27)で、融点が280℃、厚さが50μmである熱可塑性液晶ポリマーフィルムを、窒素雰囲気下で260℃4時間、さらに280℃4時間熱処理することで融点を330℃に増加させたフィルムの上下に表面粗度が1.0μmで、厚さ12μmの圧延銅箔をセットし、一対のロールでの連続プレス機にてロール温度300℃、線圧100kg/cm、ライン速度2m/分の条件にて銅張積層板を得た。この銅張積層板を配線加工し回路層とした。
参考例B1で得られたフィルムAと、熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂(三菱ガス化学(株)「OPE2st」)50質量部、スチレン系ポリマー((株)クラレ「SEPTON8007L」)50質量部、エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)「JER152」)1質量部、および硬化促進剤をトルエンに溶解した後、シート状に乾燥固化させた接着性シート(厚み25μm)を真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着しカバーレイと接着性シートとの積層体とした。次いで、この積層体中の接着層が参考例B4の回路層の配線加工面に接するように配置し、真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着した。得られた回路基板の各種物性を評価した。
参考例B2で得られたフィルムBと、接着性シートにおける各樹脂成分の割合を、熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂を30質量部、スチレン系ポリマーを70質量部、エポキシ樹脂を1質量部と変更する以外は、実施例B1と同様に得た接着性シートを真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着しカバーレイと接着性シートとの積層体とした。次いで、この積層体中の接着性シートが参考例B4の回路層の配線加工面に接するように配置し、真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着し、カバーレイと回路層とが接着層により一体化した回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価した。
参考例B2で得られたフィルムBと、接着性シートにおける各樹脂成分の割合を、熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂を20質量部、スチレン系ポリマーを80質量部、エポキシ樹脂を1質量部と変更する以外は、実施例B1と同様に得た接着性シートを真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着しカバーレイと接着性シートとの積層体とした。次いで、この積層体中の接着性シートが参考例B4の回路層の配線加工面に接するように配置し、真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着し、カバーレイと回路層とが接着層により一体化した回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価した。
参考例B2で得られたフィルムBと、接着性シートにおける各樹脂成分の割合を、熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂を60質量部、スチレン系ポリマーを40質量部、エポキシ樹脂を1質量部と変更する以外は、実施例B1と同様に得た接着性シートを真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着しカバーレイと接着性シートとの積層体とした。次いで、この積層体中の接着性シートが参考例B4の回路層の配線加工面に接するように配置し、真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着し、カバーレイと回路層とが接着層により一体化した回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価した。
参考例B3で得られたフィルムCと、実施例B1で得られた接着性シートを真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着しカバーレイと接着性シートとの積層体とした。次いで、この積層体中の接着性シートが参考例B4の回路層の配線加工面に接するように配置し、真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着し、カバーレイと回路層とが接着層により一体化した回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価した。
参考例B2で得られたフィルムBと、接着性シートにおける各樹脂成分の割合を、熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂を10質量部、スチレン系ポリマーを90質量部、エポキシ樹脂を1質量部と変更する以外は、実施例B1と同様に得た接着性シートを真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着しカバーレイと接着性シートとの積層体とした。次いで、この積層体中の接着性シートが参考例B4の回路層の配線加工面に接するように配置し、真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着し、カバーレイと回路層とが接着層により一体化した回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価した。
カバーレイとして、12.5μm厚のポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製、「カプトン」)を用い、接着性材料として12.5μm厚のエポキシ系接着材(ニッカン製CISV)を用いた。次いで、この接着性材料が参考例B4の回路層の配線加工面に接するように配置し、真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着し、カバーレイと回路層とが接着層により一体化した回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価した。
これらの実施例のうち、熱可塑性ポリマーフィルムの融点が300℃以上であると、高い層間接着力を実現できる傾向にあり、導電配線の粗度が低いと挿入損失の値を低くできる傾向にある。また、接着層におけるポリフェニレンエーテル系ポリマーの比率が高いと層間接着力が向上する傾向にある。
一方、ポリイミドに対してエポキシ樹脂を接着層として用いた比較例B1では、挿入損失の値が高いため、高周波帯での伝送損失を低減できていない。
p−ヒドロキシ安息香酸と6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸の共重合物(モル比:73/27)を溶融押出し、インフレーション成形法により、融点が280℃、膜厚25μm、SOR1.05、誘電率3.0の熱可塑性液晶ポリマーフィルムを得た。
参考例C1で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルム(A)を、窒素雰囲気下で260℃4時間、さらに280℃4時間熱処理することにより、融点が330℃、膜厚25μm、SOR1.05、誘電率3.0の熱可塑性液晶ポリマーフィルムを得た。
参考例C1で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムの上に表面の最大粗度が1.0μmで厚さ12μmの圧延銅箔をセットし、一対のロールでの連続プレス機にてロール温度280℃、線圧100kg/cm、ライン速度2m/分の条件にて加熱圧着して片面銅張積層板を得た。この銅張積層板を配線加工し融点280℃のフレキシブル基板102および103を作製した。
参考例C2で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムの上に表面粗度が1.0μmで、厚さ12μmの圧延銅箔をセットし、一対のロールでの連続プレス機にてロール温度300℃、線圧100kg/cm、ライン速度2m/分の条件にて片面銅張積層板6を得た。この銅張積層板を配線加工し融点330℃のフレキシブル基板102および103を作製した。
参考例C2で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムの上に表面粗度が1.0μmで、厚さ12μmの圧延銅箔をセットし、一対のロールでの連続プレス機にてロール温度300℃、線圧100kg/cm、ライン速度2m/分の条件にて片面銅張積層板を得た。この銅張積層板を配線加工しリジッド基板104を作製した。
熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂(三菱ガス化学(株)「OPE2st」)50質量部、スチレン系ポリマー((株)クラレ「SEPTON8007L」)50質量部、エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)「JER152」)1質量部、および硬化促進剤をトルエンに溶解した後、シート状に乾燥固化させた接着性シート105(厚み25μm)を作製した。
次いで、参考例C4で得られたフレキシブル基板102および103と、参考例C5で得られたリジッド基板104と、接着性シート105を図9(b)に示すように配置し、真空下、加圧力2MPaで180℃5分間加熱圧着しリジッド−フレックス回路基板130を得た。
両面の導電をとるために、リジッド部においてレーザーでスルーホール120を開け、このスルーホール120に銅めっきしてスルーホールメッキ121,121を形成した。得られたリジッド−フレックス回路基板130の各種物性を評価した。
接着性シート105における各樹脂成分の割合を、熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂を30質量部、スチレン系ポリマーを70質量部、エポキシ樹脂を1質量部と変更する以外は、実施例C1と同様にリジッド−フレックス回路基板130を得た。得られたリジッド−フレックス回路基板130の各種物性を評価した。なお、接着層のガラス転移温度は200℃である。
接着性シート105における各樹脂成分の割合を、熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂を20質量部、スチレン系ポリマーを80質量部、エポキシ樹脂を1質量部と変更する以外は、実施例C1と同様にリジッド−フレックス回路基板130を得た。得られたリジッド−フレックス回路基板130の各種物性を評価した。なお、接着層のガラス転移温度は185℃である。
接着性シート105における各樹脂成分の割合を、熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂を60質量部、スチレン系ポリマーを40質量部、エポキシ樹脂を1質量部と変更する以外は、実施例C1と同様にリジッド−フレックス回路基板130を得た。得られたリジッド−フレックス回路基板130の各種物性を評価した。なお、接着層のガラス転移温度は238℃である。
接着性シート105における各樹脂成分の割合を、熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂を10質量部、スチレン系ポリマーを90質量部、エポキシ樹脂を1質量部と変更する以外は、実施例C1と同様にリジッド−フレックス回路基板130を得た。得られたリジッド−フレックス回路基板130の各種物性を評価した。なお、接着層のガラス転移温度は170℃である。
参考例C4で得られたフレキシブル基板102および103と、参考例C5で得られたリジッド基板104と、接着層105としての参考例C1の液晶ポリマーフィルム(A)を図9(b)に示すように配置し、真空下、加圧力4MPaで300℃60分間加熱圧着しリジッド−フレックス回路基板130を得た。
両面の導電をとるために、リジッド部においてレーザーでスルーホール120を開け、このスルーホール120に銅めっきしてスルーホールメッキ121,121を形成した。得られたリジッド−フレックス回路基板130の各種物性を評価した。
参考例C3で得られたフレキシブル基板102および103と、参考例C5で得られたリジッド基板104と、接着層105としての参考例C1の液晶ポリマーフィルム(A)を図9(b)に示すように配置し、真空下、加圧力4MPaで300℃60分間加熱圧着しリジッド−フレックス回路基板130を得た。
両面の導電をとるために、リジッド部においてレーザーでスルーホール120を開け、このスルーホール120に銅めっきしてスルーホールメッキ121,121を形成した。得られたリジッド−フレックス回路基板130の各種物性を評価した。
一方、先行技術の範囲ではないが実施例Cの効果を比較する上で用いられた参考比較例C1および2では、誘電特性に優れるリジッド−フレックス回路基板は得られたものの、積層条件がよりシビアであり、長時間にわたる高温高圧での加熱圧着を必要としている。
1002A,1002B,2002…絶縁基板
1004A,1004B,2004…回路層
30,130,230,330…リジッド−フレックス回路基板
2,102,202,302…フレキシブル絶縁基板
3,103,203,303,306,2003…カバーレイ
4A,4B,104A,104B,204A,204B,304A,304B…リジッド回路層
5,105,205,305,1005,2005…接着層
7,107,207,307…フレキシブル回路板
8B,8C,108B,108C,208B,208C,308B,308C…リジッド絶縁基板
31,131,231,331…フレキシブル部
32,132,232,332…リジッド部
導電部分(または導電回路や導電配線パターン)は、絶縁基板の少なくとも一方の面に形成され、所定のパターンの信号ラインやアース、電源面などを構成していてもよい。このような導電部分は、公知又は慣用の方法により形成され、スパッタリング法、メッキ法などを用いてもよい。
Claims (14)
- 光学的異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性ポリマーからなる液晶ポリマーフィルム(以下、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと称する)と、
ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層と、
を少なくとも備える回路基板であって、
前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、絶縁基板、回路層材料、およびカバーレイからなる群から選択される少なくとも一つの回路基板材料として、回路基板を構成する他の回路基板材料に対して前記接着層を介して積層され、
前記接着層のガラス転移温度が200〜300℃である回路基板。 - 請求項1の回路基板において、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層に、ポリフェニレンエーテル系樹脂が10質量%以上含まれている回路基板。
- 請求項1または2の回路基板において、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点が295℃以上である回路基板。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の回路基板において、熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる絶縁基板と、その片面または両面に形成された導電部分とを含む回路層を備えており、
前記回路層の少なくとも一方の面が、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層を介して、他の回路基板材料に対して積層されている回路基板。 - 請求項4の回路基板において、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと、その片面または両面に形成された導電部分とを含む回路層を少なくとも2層備えており、
前記回路層間に、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層が形成された回路基板。 - 請求項4または5の回路基板において、導電部分の最大粗度が2.0μm以下である回路基板。
- 請求項4〜6のいずれか一項に記載の回路基板において、回路層および接着層の少なくとも一方が複数層からなる回路基板。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の回路基板において、熱可塑性液晶ポリマーフィルムをカバーレイとし、前記カバーレイは、ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着層を介して、導電配線パターンの少なくとも一部を被覆している回路基板。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の回路基板において、はんだ耐熱温度が295℃以上である回路基板。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の回路基板において、10GHzの周波数における挿入損失が3.0dB/10cm以下である回路基板。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の回路基板において、熱可塑性液晶ポリマーフィルム間が接着層で接続された積層部分を有しており、その積層部分の引張弾性率が、2.0GPa以上である回路基板。
- 回路基板の製造方法であって、
ポリフェニレンエーテル系樹脂を含む接着性シートと、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとをそれぞれ準備する工程と、
前記接着性シートを介して、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムを、絶縁基板、回路層材料、およびカバーレイからなる群から選択される少なくとも一つの回路基板材料として、他の回路基板材料に対して重ね合わせ、前記接着性シートが、ガラス転移温度200〜300℃を有する接着層となるまで加熱温度150〜250℃で熱圧着する熱圧着工程と、
を少なくとも備える回路基板の製造方法。 - 請求項12の製造方法において、熱圧着工程で、加熱時間が30秒〜20分である製造方法。
- 請求項12または13の製造方法において、熱圧着工程で、熱圧着時の圧力が1〜3MPaである製造方法。
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