KR102463613B1 - 다층 전송 선로판 - Google Patents

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데츠로우 이리노
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Abstract

한 쌍의 접지층과, 상기 한 쌍의 접지층 중 한쪽의 접지층과 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 차동 배선과, 상기 차동 배선과 상기 한쪽의 접지층 사이에 배치된 절연층 (X)와, 상기 차동 배선과 상기 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 절연층 (Y)를 갖고, 상기 절연층 (X)는, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층을 갖고, 상기 절연층 (X) 또는 절연층 (Y)는, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층을 갖고, 상기 절연층 (X)의 두께가 상기 절연층 (Y)의 두께 이하인, 다층 전송 선로판이다.

Description

다층 전송 선로판{MULTILAYER TRANSMISSION LINE PLATE}
본 발명은 다층 전송 선로판에 관한 것이고, 보다 상세하게는, Gbps 오더의 차동 전송 방식에 의한 고속 디지털 전송에 사용하는 다층 전송 선로판에 관한 것이다.
신호의 고속화에 수반하여, 차동 전송 방식이 널리 사용되고 있다. 차동 전송 방식은 노이즈 저감에 유리하지만, 신호가 고속이 되는데 수반하여, 공통 모드 노이즈의 발생에 의한 신호 열화가 문제가 되고 있다.
그런데, 다층 전송 선로판의 절연층에는, 다층 전송 선로판 제조 시에 있어서의 재료의 취급성, 다층 전송 선로판 자체의 기계적 특성 등을 확보하기 위해서, 유리 클로스와 수지와의 복합 재료가 널리 사용되고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 유리 클로스는, 유리 섬유를 세로와 가로로 짠 구조를 갖기 때문에, 짜인 부분에서는 유리 섬유가 겹쳐 있다. 따라서, 유리 클로스와 수지와의 복합 재료에 있어서, 유리 섬유가 짜인 부분은, 유리의 존재 비율이 높아진다. 반대로, 유리 섬유의 겹침이 없는 부분은, 유리의 존재 비율이 낮아진다. 일반적으로 수지와 유리는 유전율이 상이하기 때문에, 복합 재료면 내에 있어서의 수지와 유리의 존재 비율이 불균일하면, 복합 재료면 내에 있어서의 유전율도 불균일해진다.
도 2에 도시한 바와 같이, 차동 배선이 형성된 다층 전송 선로판에서는, 유리의 존재 비율이 높은 부분과 낮은 부분에 배선이 존재하는 경우가 발생하는데, 신호 속도가 각각의 장소에서 상이하기 때문에, 수신측에서 신호의 도달 시간에 어긋남(스큐)이 발생하여, 신호 품질을 저하시킨다.
스큐 대책으로서, 배선 패턴을 유리를 짜는 방향에 대하여 비스듬히 배치하는 등의 설계 기술에 의한 대책이 행해지고 있지만, 이 방법에 의하면, 배선 패턴의 시행이 비효율이 되어, 재료 손실을 초래하는 점에서, 별도의 해결 수단이 요구되고 있다.
특허문헌 1에는, 유리 클로스의 짜이지 않은 부분에 유전율이 높은 필러를 집중적으로 첨가하여, 복합 재료면 내에 있어서의 유전율을 균질화하는 방법이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2009-259879호 공보
그러나, 특허문헌 1의 방법에 의하면, 재료의 제조 프로세스가 복잡해지기 때문에, 재료 비용의 상승에 더하여, 재료 품질의 컨트롤이 곤란해지는 경우가 있었다.
그래서, 본 발명은 복잡한 프로세스를 사용하지 않고, 차동 전송에 있어서 스큐를 저감하는 것이 가능하고, 또한 취급성이 우수한 다층 전송 선로판을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 상기의 과제를 해결하기 위해 검토를 진행시킨 결과, 하기 본 발명에 의해 당해 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하였다. 즉, 본 발명은 다음 [1] 내지 [6]을 제공한다.
[1] 한 쌍의 접지층과, 상기 한 쌍의 접지층 중 한쪽의 접지층과 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 차동 배선과, 상기 차동 배선과 상기 한쪽의 접지층 사이에 배치된 절연층 (X)와, 상기 차동 배선과 상기 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 절연층 (Y)를 갖고, 상기 절연층 (X)는, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층을 갖고, 상기 절연층 (X) 또는 절연층 (Y)는, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층을 갖고, 상기 절연층 (X)의 두께가 상기 절연층 (Y)의 두께 이하인, 다층 전송 선로판.
[2] 한 쌍의 접지층과, 상기 한 쌍의 접지층 중 한쪽의 접지층과 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 차동 배선과, 상기 차동 배선과 상기 한쪽의 접지층 사이에, 상기 절연층 (X)로서, 절연층 (1-I)과, 상기 차동 배선과 상기 다른 쪽의 접지층 사이에, 상기 절연층 (Y)로서, 절연층 (1-II)를 포함하고, 상기 절연층 (1-I)은, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층이고, 상기 절연층 (1-II)는, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층이고, 상기 절연층 (1-I)의 두께가 상기 절연층 (1-II)의 두께 이하인, 상기 [1]에 기재된 다층 전송 선로판.
[3] 한 쌍의 접지층과, 상기 한 쌍의 접지층 중 한쪽의 접지층과 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 차동 배선과, 상기 차동 배선과 상기 한쪽의 접지층 사이에, 상기 절연층 (Y)로서, 절연층 (2-I)과, 상기 차동 배선과 상기 다른 쪽의 접지층 사이에, 상기 절연층 (X)로서, 절연층 (2-II)를 포함하고, 상기 절연층 (2-II)는, 절연층 (2-IIA)와 상기 절연층 (2-IIA)에 적층된 절연층 (2-IIB)를 갖고, 상기 절연층 (2-I)은, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층이고, 상기 절연층 (2-IIA)는, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층이고, 상기 절연층 (2-IIB)는, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층이고, 상기 절연층 (2-II)의 두께가 상기 절연층 (2-I)의 두께 이하인, 상기 [1]에 기재된 다층 전송 선로판.
[4] 상기 유리 클로스와 수지를 함유하는 층이, 유리 클로스와 수지 조성물을 함유하는 층이고, 해당 유리 클로스와 해당 수지 조성물의 유전율의 차가 1.0 이하인, 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 다층 전송 선로판.
[5] 상기 유리 클로스의 유전율이 5.0 이하인, 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 다층 전송 선로판.
[6] 한 쌍의 접지층과, 상기 한 쌍의 접지층 중 한쪽의 접지층과 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 차동 배선과, 상기 차동 배선과 상기 한쪽의 접지층 사이에 배치된 절연층 (3-I)과, 상기 차동 배선과 상기 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 절연층 (3-II)를 포함하고, 상기 절연층 (3-II)는, 절연층 (3-IIA)와 상기 절연층 (3-IIA)에 적층된 절연층 (3-IIB)를 갖고, 상기 절연층 (3-I)은, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층이고, 상기 절연층 (3-IIA)는, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층이고, 상기 절연층 (3-IIB)는, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층인, 다층 전송 선로판.
본 발명에 따르면, 복잡한 프로세스를 사용하지 않고, 차동 전송에 있어서 스큐를 저감하는 것이 가능하고, 또한 취급성이 우수한 다층 전송 선로판을 제공할 수 있다.
도 1은, 유리 클로스의 짜임을 도시하는 모식도이다.
도 2는, 유리 클로스와 차동 배선의 배치 예를 도시하는 모식도이다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시 형태(실시예 1)에 관한 다층 전송 선로판을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태(실시예 7)에 관한 다층 전송 선로판을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 제3 실시 형태(실시예 10)에 관한 다층 전송 선로판을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 6은, 종래의 다층 전송 선로판을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 비교예 2에서 제조한 다층 전송 선로판을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 비교예 3에서 제조한 다층 전송 선로판을 도시하는 모식적 단면도이다.
본 명세서 및 첨부의 청구범위에서 나타나는 수치 파라미터는, 당업자가 본 명세서에서 개시되는 교시 내용을 사용하여, 목표 대상으로 하는 원하는 특성에 따라, 변화할 수 있는 근사값이다. 끝점에 의한 수치 범위의 사용에는, 그 범위 내에 포함되는 모든 수(예를 들어, 1 내지 5에는, 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5가 포함됨) 및 그 범위 내의 임의의 범위가 포함된다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 다층 전송 선로판의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
또한, 본 개시에 있어서의 「차동 배선」이란, 제조된 다층 전송 선로판의 차동 배선으로서 기능하는 회로 가공이 실시된 도체층이면, 다층 전송 선로판의 제조 과정에서의 해당 도체층도 포함한다. 마찬가지로, 「접지층」이란, 제조된 다층 전송 선로판의 접지층으로서 기능하는 도체층이면, 다층 전송 선로판의 제조 과정에서의 해당 도체층도 포함한다.
또한, 본 개시에 있어서의 유전율이란, 공동 공진기 섭동법(섭동법 공동 공진기: CP531, 가부시키가이샤 칸토 덴시 오우요우 카이하츠제)으로, 10GHz대에서 측정했을 때의 값을 나타낸다.
[다층 전송 선로판]
본 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판은, 예를 들어 Gbps 오더의 차동 전송 방식에 의한 고속 디지털 전송에서 사용된다.
본 발명의 다층 전송 선로판은, 한 쌍의 접지층과, 상기 한 쌍의 접지층 중 한쪽의 접지층과 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 차동 배선과, 상기 차동 배선과 상기 한쪽의 접지층 사이에 배치된 절연층 (X)와, 상기 차동 배선과 상기 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 절연층 (Y)를 갖고, 상기 절연층 (X)의 두께가 상기 절연층 (Y)의 두께 이하이고, 상기 절연층 (X)는, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층을 갖고, 상기 절연층 (X) 또는 절연층 (Y)는, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층을 갖는, 다층 전송 선로판이다. 절연층 (X) 또는 절연층 (Y)는 단층에 한정되지 않고, 복수의 절연 재료를 갖는 복층의 구조여도 된다.
본 발명의 다층 전송 선로판은, 종래의 다층 전송 선로판에 있어서의 유리 클로스를 함유하는 재료로 구성되는 절연층의 일부에 유리 클로스를 함유하지 않는 재료를 사용함으로써 유전율의 불균일성이 경감되어, 스큐를 저감할 수 있다고 생각된다.
(접지층)
접지층으로서는 특별히 한정되지 않지만, 종래의 프린트 배선판 등의 도전층에 적용되는 것(예를 들어, 금속박 등)을 적용할 수 있다.
금속박으로서는, 예를 들어 구리박, 니켈박, 알루미늄박 등을 적용할 수 있고, 취급성 및 비용의 관점에서는, 구리박이 바람직하다. 방청성, 내약품성, 내열성의 관점에서, 금속박은 니켈, 주석, 아연, 크롬, 몰리브덴, 코발트 등에 의한 배리어층이 형성되어 있어도 된다. 또한, 절연층과의 접착성을 향상시키는 관점에서, 금속박은 표면 조면화 처리, 실란 커플링제 등에 의한 처리 등의 표면 처리가 실시되어 있어도 된다.
접지층에 적용되는 금속박은, 시판품의 금속박이어도 된다. 시판품의 금속박으로서는, 예를 들어 구리박인 「F2-WS」(후루가와 덴끼 고교 가부시끼가이샤제, 상품명, Rz=2.0㎛), 「FV-WS」(후루가와 덴끼 고교 가부시끼가이샤제, 상품명, Rz=1.5㎛), 「3ECVLP」(미쓰이 킨조꾸 고교 가부시끼가이샤제, 상품명, Rz=3.0㎛) 등을 들 수 있다.
접지층은, 1종의 금속 재료로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 복수의 금속 재료로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 나아가 다른 재질의 금속층을 복수 적층한 적층 구조여도 된다. 또한, 접지층의 두께는, 특별히 한정되지 않는다.
접지층은, 도금에 의해 형성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 절연층 (X), 절연층 (Y), 또는 그것들의 위에 설치된 접착용 수지층의 표면에 무전해 도금 및 전해 도금을 행함으로써 접지층을 형성할 수 있다.
(차동 배선)
차동 배선을 형성하는 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 접지층에 적용 가능한 재료를 사용할 수 있다. 차동 배선은, 도금에 의해 형성되어 있어도 된다.
(유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층)
절연층 (X)는, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층을 갖는다.
≪수지≫
유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층에 포함되는 수지는, 특별히 한정되지 않고, 열가소성 수지, 열경화성 수지 등을 사용할 수 있다. 유전 특성, 내열성, 내용제성 및 프레스 성형성을 향상시키는 관점에서, 열가소성 수지를 열경화성 수지로 변성한 수지여도 된다.
열가소성 수지로서는, 예를 들어 스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리스티렌, 트리알릴시아누레이트, 트리알릴이소시아누레이트, 폴리부타디엔, 전방향족 폴리에스테르의 액정 중합체(LCP), 불소 수지, 폴리페닐렌에테르, 스티렌계 엘라스토머 등을 들 수 있다. 가공성, 금속 및 다른 수지 재료와의 접착성, 유전 특성, 및 낮은 전송 손실성의 관점에서, 폴리페닐렌에테르로 해도 된다.
열경화성 수지로서는, 예를 들어 에폭시 수지, 비스말레이미드 수지, 시아네이트에스테르 수지 등을 들 수 있다.
열가소성 수지를 열경화성 수지로 변성한 수지로서는, 분자 중에 적어도 1개의 N-치환 말레이미드기를 갖는 폴리페닐렌에테르 유도체[이하, 폴리페닐렌에테르 유도체 (A)라고 칭하는 경우가 있다.]가 바람직하다. 특히, 폴리페닐렌에테르 유도체 (A)가 분자 중에 적어도 1개의 N-치환 말레이미드기를 가지면, 우수한 고주파 특성(낮은 유전율, 낮은 유전 정접), 도체와의 높은 접착성, 우수한 내열성, 높은 유리 전이 온도, 낮은 열팽창 계수 및 높은 난연성을 갖는다.
폴리페닐렌에테르 유도체 (A)는, 분자 중에 적어도 1개의 N-치환 말레이미드 구조 함유기 및 하기 일반식 (I)로 표시되는 구조 단위를 갖는 것이면 바람직하다.
Figure 112017066001768-pct00001
(식 중, R1은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기 또는 할로겐 원자이고, x는 0 내지 4의 정수임)
상기 일반식 (I) 중의 R1이 나타내는 지방족 탄화수소기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기 등을 들 수 있다. 해당 지방족 탄화수소기로서는, 탄소수 1 내지 3의 지방족 탄화수소기여도 되고, 메틸기여도 된다. 또한, 할로겐 원자로서는, 예를 들어 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 들 수 있다. 할로겐 원자로서는, 연소 시에 유해 물질을 발생시키기 어려운 관점에서, 불소여도 된다.
이상 중에서도, R1로서는 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기여도 된다.
x는 0 내지 4의 정수이고, 0 내지 2의 정수여도 되고, 2여도 된다. 또한, x가 1 또는 2인 경우, R1은 벤젠환 상의 오르토 위치(단, 산소 원자의 치환 위치를 기준으로 함)에 치환되어 있어도 된다. 또한, x가 2 이상인 경우, 복수의 R1끼리는 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 일반식 (I)로 표시되는 구조 단위로서는, 구체적으로는 하기 일반식 (I')으로 표시되는 구조 단위이면 바람직하다.
Figure 112017066001768-pct00002
N-치환 말레이미드 구조 함유기로서는, 고주파 특성, 도체와의 접착성, 내열성, 유리 전이 온도, 열팽창 계수 및 난연성의 관점에서, 2개의 말레이미드기의 질소 원자끼리가 유기기를 통하여 결합하고 있는 비스말레이미드 구조를 함유하는 기여도 되고, 하기 일반식 (Z)로 표시되는 기여도 된다.
Figure 112017066001768-pct00003
(식 중, R2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기 또는 할로겐 원자이고, y는 0 내지 4의 정수이고, A1은 하기 일반식 (II), (III), (IV) 또는 (V)로 표시되는 기임)
R2가 나타내는 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기, 할로겐 원자로서는, R1의 경우와 동일하게 설명된다.
y는 0 내지 4의 정수이고, 0 내지 2의 정수여도 되고, 0이어도 된다. y가 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R2끼리는 동일해도 되고 상이해도 된다.
A1이 나타내는, 일반식 (II), (III), (IV) 또는 (V)로 표시되는 기는, 이하와 같다.
Figure 112017066001768-pct00004
(식 중, R3은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기 또는 할로겐 원자이고, p는 0 내지 4의 정수임)
R3이 나타내는 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기, 할로겐 원자로서는, R1의 경우와 동일하게 설명된다.
p는 0 내지 4의 정수이고, 입수 용이성의 관점에서, 0 내지 2의 정수여도 되고, 0 또는 1이어도 되고, 0이어도 된다. p가 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R3끼리는 동일해도 되고 상이해도 된다.
Figure 112017066001768-pct00005
(식 중, R4 및 R5는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소 기 또는 할로겐 원자이고, A2는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 5의 알킬리덴기, 에테르기, 술피드기, 술포닐기, 카르복시기, 케토기, 단결합 또는 하기 일반식 (III-1)로 표시되는 기이다. q 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수임)
R4 및 R5가 나타내는 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기, 할로겐 원자로서는, R1의 경우와 동일한 것을 들 수 있다. 해당 지방족 탄화수소기로서는, 탄소수 1 내지 3의 지방족 탄화수소기여도 되고, 메틸기, 에틸기여도 되고, 에틸기여도 된다.
A2가 나타내는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기로서는, 예를 들어 메틸렌기, 1,2-디메틸렌기, 1,3-트리메틸렌기, 1,4-테트라메틸렌기, 1,5-펜타메틸렌기 등을 들 수 있다. 해당 알킬렌기로서는, 고주파 특성, 도체와의 접착성, 내열성, 유리 전이 온도, 열팽창 계수 및 난연성의 관점에서, 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기여도 되고, 메틸렌기여도 된다.
A2가 나타내는 탄소수 2 내지 5의 알킬리덴기로서는, 예를 들어 에틸리덴 기, 프로필리덴기, 이소프로필리덴기, 부틸리덴기, 이소부틸리덴기, 펜틸리덴기, 이소펜틸리덴기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 고주파 특성, 도체와의 접착성, 내열성, 유리 전이 온도, 열팽창 계수 및 난연성의 관점에서, 이소프로필리덴기여도 된다.
A2로서는, 상기 선택지 중에서도, 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 5의 알킬리덴기여도 된다.
q 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고, 입수 용이성의 관점에서, 모두, 0 내지 2의 정수여도 되고, 0 또는 2여도 된다. q 또는 r이 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R4끼리 또는 R5끼리는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
또한, A2가 나타내는 일반식 (III-1)로 표시되는 기는 이하와 같다.
Figure 112017066001768-pct00006
(식 중, R6 및 R7은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기 또는 할로겐 원자이고, A3은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기, 이소프로필리덴기, 에테르기, 술피드기, 술포닐기, 카르복시기, 케토기 또는 단결합이고, s 및 t는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수임)
R6 및 R7이 나타내는 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기, 할로겐 원자로서는, R4 및 R5의 경우와 동일하게 설명된다.
A3이 나타내는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기로서는, A2가 나타내는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기와 동일한 것을 들 수 있다.
A3으로서는, 상기 선택지 중에서도, 탄소수 2 내지 5의 알킬리덴기를 선택해도 된다.
s 및 t는 0 내지 4의 정수이고, 입수 용이성의 관점에서, 모두, 0 내지 2의 정수여도 되고, 0 또는 1이어도 되고, 0이어도 된다. s 또는 t가 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R6끼리 또는 R7끼리는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
Figure 112017066001768-pct00007
(식 중, n은 0 내지 10의 정수임)
n은, 입수 용이성의 관점에서, 0 내지 5의 정수여도 되고, 0 내지 3의 정수여도 된다.
Figure 112017066001768-pct00008
(식 중, R8 및 R9는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기이고, u는 1 내지 8의 정수임)
R8 및 R9가 나타내는 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기, 할로겐 원자로서는, R1의 경우와 동일하게 설명된다.
u는 1 내지 8의 정수이고, 1 내지 3의 정수여도 되고, 1이어도 된다.
일반식 (Z)로 표시되는 기 중 A1로서는, 고주파 특성, 도체와의 접착성, 내열성, 유리 전이 온도, 열팽창 계수 및 난연성의 관점에서, 하기 식 중 어느 것으로 표시되는 기여도 된다.
Figure 112017066001768-pct00009
상기와 같은 폴리페닐렌에테르 유도체 (A)는, 예를 들어 이하의 제조 방법에 의해 얻을 수 있다. 먼저, 하기 일반식 (VIII)로 표시되는 아미노페놀 화합물[이하, 아미노페놀 화합물 (VIII)이라고 칭하는 경우가 있음]과, 예를 들어 수 평균 분자량 15000 내지 25000의 폴리페닐렌에테르를 유기 용매 중에서, 공지된 재분배 반응을 시킴으로써, 폴리페닐렌에테르의 저분자량화를 수반하면서, 분자 중에 제1급 아미노기를 갖는 폴리페닐렌에테르 화합물 (A')[이하, 폴리페닐렌에테르 화합물 (A')이라고 칭하는 경우가 있음]을 제조하고, 계속해서, 상기 폴리페닐렌에테르 화합물 (A')과 일반식 (IX)로 표시되는 비스말레이미드 화합물[이하, 비스말레이미드 화합물 (IX)라고 칭하는 경우가 있음]을 마이클 부가 반응시킴으로써, 폴리페닐렌 에테르 유도체 (A)를 제조할 수 있다.
Figure 112017066001768-pct00010
(식 중, R2 및 y는, 상기 일반식 (Z) 중의 것과 동일함)
Figure 112017066001768-pct00011
(식 중, A1은, 상기 일반식 (Z) 중의 것과 동일함)
아미노페놀 화합물 (VIII)로서는, 예를 들어 o-아미노페놀, m-아미노페놀, p-아미노페놀 등을 들 수 있다. 비스말레이미드 화합물 (IX)로서는, 예를 들어 비스(4-말레이미도페닐)메탄, 3,3'-디메틸-5,5'-디에틸-4,4'-디페닐메탄비스말레이미드, 2,2-비스(4-(4-말레이미도페녹시)페닐)프로판 등을 들 수 있다.
상기 비스말레이미드 화합물 (IX) 및 필요에 따라 반응 촉매 등을, 폴리페닐렌에테르 화합물 (A') 용액 중에 소정량 투입, 가열, 보온, 교반하면서 마이클 부가 반응시킴으로써 폴리페닐렌에테르 유도체 (A)가 얻어진다. 이 공정에서의 반응 조건으로서는, 작업성 및 겔화 억제의 관점에서, 예를 들어 반응 온도는 50 내지 160℃, 반응 시간은 1 내지 10시간의 범위여도 된다.
유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층 중의 폴리페닐렌에테르 유도체 (A)의 함유량은 특별히 제한은 없지만, 우수한 고주파 특성(낮은 유전율, 낮은 유전 정접), 도체와의 높은 접착성, 우수한 내열성, 높은 유리 전이 온도, 낮은 열팽창 계수 및 높은 난연성을 갖는 절연층을 얻는 관점에서, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층에 포함되는 수지 총량 중, 2 내지 50질량％여도 되고, 5 내지 40질량％여도 되고, 10 내지 30질량％여도 된다.
유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층에 포함되는 열경화성 수지로서는, 분자 중에 적어도 2개의 N-치환 말레이미드기를 갖는 폴리말레이미드 화합물 (a)[이하, (a) 성분이라고 칭하는 경우가 있음], 또는 하기 일반식 (VI)으로 표시되는 폴리아미노비스말레이미드 화합물 (B)가 바람직하다.
Figure 112017066001768-pct00012
(식 중, A4는 상기 일반식 (Z) 중의 A1의 정의와 동일하고, A5는 하기 일반식 (VII)로 표시되는 기임)
Figure 112017066001768-pct00013
(식 중, R17 및 R18은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 수산기 또는 할로겐 원자이고, 식 중, A8은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 5의 알킬리덴기, 에테르기, 술피드기, 술포닐기, 카르복시기, 케토기, 플루오레닐렌기, 단결합, 또는 하기 일반식 (VII-1) 또는 (VII-2)로 표시되는 기이고, q' 및 r'은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수임)
Figure 112017066001768-pct00014
(식 중, R19 및 R20은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기 또는 할로겐 원자이고, A9는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기, 이소프로필리덴기, m- 또는 p-페닐렌디이소프로필리덴기, 에테르기, 술피드기, 술포닐기, 카르복시기, 케토기 또는 단결합이고, s' 및 t'은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수임)
Figure 112017066001768-pct00015
(식 중, R21은 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기 또는 할로겐 원자이고, A10 및 A11은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기, 이소프로필리덴기, 에테르기, 술피드기, 술포닐기, 카르복시기, 케토기 또는 단결합이고, w는 0 내지 4의 정수임)
상기 일반식 (VII), (VII-1) 또는 (VII-2) 중의 R17, R18, R19, R20 및 R21이 나타내는 탄소수 1 내지 5의 지방족 탄화수소기 또는 할로겐 원자로서는, 일반식 (I) 중의 R1과 동일한 것을 들 수 있다. 해당 지방족 탄화수소기로서는, 탄소수 1 내지 3의 지방족 탄화수소기여도 되고, 메틸기, 에틸기여도 된다.
상기 일반식 (VII) 또는 (VII-1) 중의 A8 및 A9가 나타내는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기 및 탄소수 2 내지 5의 알킬리덴기, 및 상기 일반식 (VII-2) 중의 A10 및 A11이 나타내는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기로서는, 상기 일반식 (III) 중의 A2의 경우와 동일하게 설명된다.
q' 및 r'은 0 내지 4의 정수이고, 입수 용이성의 관점에서, 모두 0 내지 2의 정수여도 되고, 0 또는 2여도 된다. s' 및 t'은 0 내지 4의 정수이고, 입수 용이성의 관점에서, 모두 0 내지 2의 정수여도 되고, 0 또는 1이어도 되고, 0이어도 된다. w는 0 내지 4의 정수이고, 입수 용이성의 관점에서, 0 내지 2의 정수여도 되고, 0이어도 된다.
상기 (a) 성분으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 상기 비스말레이미드 화합물 (IX)와 동일한 것을 적용해도 된다.
폴리아미노비스말레이미드 화합물 (B)는, 예를 들어 (a) 성분과 분자 중에 2개의 1급 아미노기를 갖는 방향족 디아민 화합물 (b)[이하, (b) 성분이라고 칭하는 경우가 있음]를 유기 용매 중에서 마이클 부가 반응시킴으로써 얻어진다.
상기 (b) 성분으로서는, 예를 들어 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노-3,3'-디메틸-디페닐메탄, 4,4'-디아미노-3,3'-디에틸-디페닐메탄, 2,2-비스(4-(4-아미노페녹시)페닐)프로판, 4,4'-[1,3-페닐렌비스(1-메틸에틸리덴)]비스아닐린, 4,4'-[1,4-페닐렌비스(1-메틸에틸리덴)]비스아닐린 등을 들 수 있다.
유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층 중의 폴리아미노비스말레이미드 화합물 (B)의 함유량은 특별히 제한은 없지만, 우수한 고주파 특성(낮은 유전율, 낮은 유전 정접), 도체와의 높은 접착성, 우수한 내열성, 높은 유리 전이 온도, 낮은 열팽창 계수 및 높은 난연성을 갖는 절연층을 얻는 관점에서, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층에 포함되는 수지 총량 중, 50 내지 98질량％여도 되고, 60 내지 95질량％여도 되고, 70 내지 90질량％여도 된다.
유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층에 포함되는 수지로서는, 도체와의 높은 접착성, 우수한 내열성, 높은 유리 전이 온도, 낮은 열팽창 계수 및 높은 난연성을 갖는 절연층을 얻는 관점에서, 폴리페닐렌에테르 유도체 (A) 및 폴리아미노비스말레이미드 화합물 (B)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하고, 폴리페닐렌에테르 유도체 (A)와 폴리아미노비스말레이미드 화합물 (B)와의 병용이 보다 바람직하다.
이들 수지는, 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
또한, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층에는, 필요에 따라 무기 충전제, 난연제, 각종 첨가제 등을 추가로 배합해도 된다.
≪무기 충전제≫
유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층에 필요에 따라서 포함되는 무기 충전제로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 알루미나, 산화티타늄, 마이카, 실리카, 베릴리아, 티타늄산바륨, 티타늄산칼륨, 티타늄산스트론튬, 티타늄산칼슘, 탄산알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 규산알루미늄, 탄산칼슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 질화규소, 질화붕소, 클레이, 탈크, 붕산알루미늄, 붕산알루미늄, 탄화규소 등을 들 수 있다. 이들 무기 충전제는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
무기 충전제의 형상은 특별히 한정되지 않고 구상, 파쇄상 등의 무기 충전제를 사용할 수 있다.
무기 충전제의 부피 평균 입자 직경은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.01 내지 50㎛로 해도 되고, 또한, 0.1 내지 15㎛로 해도 된다.
수지에 대한 무기 충전제의 배합 비율은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 수지의 합계량 100질량부에 대하여, 1 내지 1000질량부로 할 수 있다. 무기 충전제의 배합 비율이 상기 범위 내이면 접착성, 절연층의 인성, 내열성, 내약품성 등이 보다 향상된다. 또한, 열팽창을 억제하는 관점에서는, 수지의 합계량 100질량부에 대하여, 1 내지 800질량부로 할 수 있고, 10 내지 500질량부로 할 수 있다.
난연제로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 브롬계, 인계, 금속 수산화물 등의 난연제가 사용된다. 난연제는, 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
난연제의 배합 비율은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 수지의 합계량 100질량부에 대하여, 10 내지 200질량부로 할 수 있고, 15 내지 150질량부로 할 수 있고, 20 내지 100질량부로 할 수 있다. 난연제의 배합 비율이 10질량부 이상에서는 내연성이 보다 향상되고, 200질량부 이하에서는 내열성, 접착성, 필름 형성능 및 성형성이 보다 향상된다.
각종 첨가제로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 실란 커플링제, 티타네이트 커플링제, 열 안정제, 대전 방지제, 자외선 흡수제, 안료, 착색제, 활제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는 각각, 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
(유리 클로스와 수지를 함유하는 층)
절연층 (Y)는, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층을 갖는다.
유리 클로스와 수지를 함유하는 층은, 유리 클로스와 수지 조성물을 함유하는 층이어도 된다. 유리 클로스와 수지를 함유하는 층에 포함되는 수지 조성물은, 수지를 포함하는 것이라면 특별히 한정되지 않고, 필요에 따라 무기 충전제, 난연제, 각종 첨가제 등의 그 밖의 성분을 추가로 배합해도 된다. 또한, 본 명세서에 있어서 「수지 조성물」에 포함되는 수지는 경화 전의 단량체, 반경화 상태(소위 B 스테이지 상태)의 올리고머, 경화 후의 중합체의 어느 상태여도 된다. 또한, 본 명세서에 있어서 「수지를 함유하는」이란, 수지를 단독으로 함유하는 경우뿐만 아니라, 수지 조성물을 함유하는 경우도 포함한다.
≪유리 클로스≫
유리 클로스는 특별히 한정되지 않지만, 얀을 고밀도로 엮은 것, 개섬된 섬유사(개섬사)를 사용한 것이라면, 유전율의 불균일성을 보다 경감할 수 있다. 또한, 종사와 횡사에 동종의 유리 섬유사를 사용하면, 마찬가지로 유전율의 불균일성을 보다 경감할 수 있다.
유리 섬유로서는 E 유리, NE 유리, D 유리, Q 유리 등을 예시할 수 있고, 종사와 횡사에, 함침하는 수지에 가까운 유전율의 유리 섬유사를 사용한 것 등을 사용함으로써 유전율의 불균일성을 더욱 경감할 수 있다.
유리 클로스의 유전율은, 유전율의 불균일성을 경감하는 관점에서, 5.0 이하인 것이 바람직하고, 4.5 이하인 것이 보다 바람직하다.
유리 클로스와 수지를 함유하는 층에 포함되는 수지 또는 수지 조성물로서는, 상기 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층에 포함되는 것과 마찬가지의 것을 사용할 수 있고, 바람직한 형태도 동일하다.
유리 클로스와 수지를 함유하는 층에 포함되는 유리 클로스와 수지 조성물과의 유전율의 차는, 낮은 전송 손실성의 관점에서, 1.0 이하인 것이 바람직하고, 0.5 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1 이하인 것이 더욱 바람직하다.
유리 클로스와 수지 조성물과의 유전율의 차를 1.0 이하로 하기 위해서는, 사용하는 유리 클로스의 유전율에, 수지 조성물의 유전율을 접근시키면 된다. 예를 들어, 수지로서 전술한 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 사용하면, 수지종, 배합 비율 등의 선택에 의해 유전율을 2 내지 4 정도로 제어할 수 있다. 유리 클로스의 유전율이 크기 때문에 유전율의 차가 보다 큰 경우, 이 수지에, 수지보다도 높은 유전율을 갖는 무기 충전제, 난연제 등을 첨가하면, 당해 수지의 유전율을 더욱 높일 수 있다. 예를 들어, E 유리의 유전율은 6.8 정도이고, 일반적인 에폭시 수지의 유전율은 3.8 정도이기 때문에, E 유리의 유리 클로스에 대하여, 에폭시 수지 100질량부와 유전율 10 정도의 알루미나 필러 300질량부를 혼합한 수지 조성물을 사용함으로써 유리 클로스와 수지 조성물과의 유전율의 차를 1.0 이하로 할 수 있다.
유리 클로스와 수지를 함유하는 층은, 공지된 프리프레그를 단독으로, 또는 복수 접합하고, 가열 및/또는 가압하여 얻어지는 것을 사용할 수도 있다. 공지된(시판품의) 프리프레그로서는, 예를 들어 히타치가세이가부시끼가이샤제 「GWA-900G」, 「GWA-910G」, 「GHA-679G」, 「GHA-679G(S)」, 「GZA-71G」(모두 상품명) 등을 들 수 있다.
(다층 전송 선로판의 제조 방법)
본 발명의 다층 전송 선로판은, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층을 형성하기 위한 프리프레그, 및 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층을 형성하기 위한 수지 필름을 사용하여, 실시 형태에 따라서 적절히 조합, 적층함으로써 얻어진다. 예를 들어, 양면에 구리박을 적층한 당해 프리프레그를 경화하여 얻어진 적층판의 편측의 구리박에 회로 가공을 실시함으로써, 한쪽 면에 차동 배선을, 다른 쪽의 면에 접지층을 배치한 절연층을 형성하고, 계속해서 차동 배선이 형성된 면에, 당해 수지 필름과, 접지층을 구성하는 구리박을 이 순서대로 적층하여 성형하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
〔프리프레그〕
유리 클로스와 수지를 함유하는 층을 형성하기 위한 프리프레그는, 상기 유리 클로스와 수지를 함유하는 층에 사용되는 유리 클로스 및 수지 또는 수지 조성물을 포함한다. 상기 프리프레그는, 예를 들어 상기 수지 또는 수지 조성물을 유기 용매에 용해 및/또는 분산하여 얻어진 수지 바니시를, 상기 유리 클로스에 함침하는 방법에 의해 얻어진다.
수지 바니시를 유리 클로스에 함침하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 유리 클로스를 수지 바니시에 침지하는 방법, 각종 코터에 의해 수지 바니시를 유리 클로스에 도포하는 방법, 스프레이에 의해 수지 바니시를 유리 클로스에 분사하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 수지 바니시의 함침성을 향상시키는 관점에서, 유리 클로스를 수지 바니시에 침지하는 방법을 사용할 수 있다.
수지 바니시를 유리 클로스에 함침한 후의 건조 조건은, 예를 들어 건조 후의 프리프레그 중의 유기 용매의 함유량이 10질량％ 이하가 되는 조건으로 할 수 있고, 또한, 5질량％ 이하가 되는 조건으로 할 수 있다. 예를 들어, 30 내지 60질량％의 유기 용매를 포함하는 바니시를 50 내지 150℃에서 3 내지 10분 정도 건조시킴으로써, 프리프레그를 형성할 수 있다.
프리프레그를 경화시켰을 때의 유리 클로스와 수지 조성물과의 유전율의 차는, 낮은 전송 손실성의 관점에서, 1.0 이하인 것이 바람직하고, 0.5 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1 이하인 것이 더욱 바람직하다.
프리프레그를 경화시켰을 때의 유전율은 특별히 한정되지 않지만, 고주파 영역에서의 사용에 보다 적합한 관점에서, 4.0 이하인 것이 바람직하고, 3.8 이하인 것이 보다 바람직하다.
프리프레그의 두께는, 형성하는 절연층의 두께에 따라서 적절히 결정하면 된다.
〔수지 필름〕
유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층을 형성하기 위한 수지 필름은, 상기 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층에 사용되는 수지 또는 수지 조성물을 함유한다. 상기 수지 필름은, 공지된 방법으로 얻을 수 있고, 예를 들어 상기 수지를, 필요에 따라 상기 그 밖의 성분과 혼합한 후, 지지체 상에 층 형성하는 방법에 의해 얻어진다.
수지의 혼합 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지된 방법을 사용할 수 있다.
수지를 지지체 상에 층 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 수지를 유기 용매에 용해 및/또는 분산함으로써 수지 바니시를 제조하고, 해당 수지 바니시를 각종 코터를 사용하여 지지체에 도포하고, 가열, 열풍 분사 등에 의해 건조하는 방법을 들 수 있다.
이와 같이 하여 얻어지는 수지 필름은, 반경화(B 스테이지화)시킨 것이어도 된다. 반경화한 수지 필름은, 적층하고 경화할 때에 접착력이 확보되는 상태, 또한 차동 배선(91)으로의 매립성(유동성)이 확보되는 상태로 해도 된다.
수지 바니시에 사용하는 유기 용매로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 알코올류; 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 카르비톨, 부틸카르비톨 등의 에테르류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메톡시에틸아세테이트, 에톡시에틸아세테이트, 부톡시에틸아세테이트, 아세트산에틸 등의 에스테르류; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 질소 함유류 등의 유기 용매를 들 수 있다. 이들 유기 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
수지 바니시의 고형분(불휘발분) 농도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 5 내지 80질량％로 할 수 있다.
수지 바니시를 지지체 상에 도포할 때에 사용하는 코터는, 형성하는 수지 필름의 두께 등에 따라서 적절히 선택하면 되고, 예를 들어 다이 코터, 콤마 코터, 바 코터, 키스 코터, 롤 코터 등을 사용할 수 있다.
수지 바니시를 지지체 상에 도포한 후의 건조 조건은, 예를 들어 건조 후의 수지 필름 중의 유기 용매의 함유량이 10질량％ 이하가 되는 조건으로 할 수 있고, 또한, 5질량％ 이하가 되는 조건으로 할 수 있다. 예를 들어, 30 내지 60질량％의 유기 용매를 포함하는 바니시를 50 내지 150℃에서 3 내지 10분 정도 건조시킴으로써, 수지 필름을 형성할 수 있다. 건조 조건은, 미리 간단한 실험에 의해 적의, 적합한 건조 조건을 설정할 수 있다.
수지 필름의 두께는, 형성하는 절연층의 두께에 따라서 적절히 결정하면 된다.
수지 필름의 지지체는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐 등의 폴리올레핀; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리카르보네이트, 폴리이미드 등을 포함하는 필름, 나아가 이형지, 금속박(구리박, 알루미늄박 등) 등을 들 수 있다. 또한, 지지체 및 후술하는 보호 필름에는 매트 처리, 코로나 처리 외에, 이형 처리 등을 실시해도 된다.
지지체의 두께는, 예를 들어 10 내지 150㎛로 할 수 있고, 또한, 25 내지 50㎛로 할 수 있다. 수지 필름의 지지체가 설치되어 있지 않은 면에는, 보호 필름을 추가로 적층할 수 있다. 보호 필름은, 지지체의 재질과 동일해도 되고, 상이해도 된다. 보호 필름의 두께는, 예를 들어 1 내지 40㎛이다. 보호 필름을 적층함으로써, 이물 혼입을 방지할 수 있고, 수지 필름을 롤 형상으로 권취하여 보관할 수도 있다.
〔적층 성형 조건〕
본 발명에 따른 다층 전송 선로판의 성형 방법 및 성형 조건은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 전기 절연 재료용 적층판 및 다층판의 성형 방법 및 성형 조건을 적용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 다단 프레스, 다단 진공 프레스, 연속 성형, 오토클레이브 성형기 등을 사용하여, 온도 100 내지 250℃, 압력 0.2 내지 10MPa, 가열 시간 0.1 내지 5시간의 범위에서 성형할 수 있다.
또한, 접지층은, 상기한 바와 같이 금속박의 적층에 의해 형성해도 되고, 건식 도금 등의 공지된 방법을 사용하여 형성해도 된다.
얻어진 다층 전송 선로판의 절연층에 천공을 행하여 비아홀, 스루홀을 형성 해도 된다. 천공은, 예를 들어 드릴, 레이저, 플라스마 등의 공지된 방법에 의해, 또한 필요에 따라 이들 방법을 조합하여 행할 수 있다.
이하, 본 발명의 다층 전송 선로판의 실시 형태로서, 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판을 예로 들어, 각 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
제1 내지 제3 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판에 포함되는 층을 구성하는 각 재료, 각 층의 형태, 적층 조건 등은, 전술한 본 발명의 다층 전송 선로판으로서 설명한 대로이고, 바람직한 형태도 마찬가지이다.
<제1 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판>
도 3은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(1A)을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(1A)은, 한 쌍의 접지층(11, 21)과, 한 쌍의 접지층(11, 21) 중 한쪽의 접지층(11)과 다른 쪽의 접지층(21) 사이에 배치된 차동 배선(91)과, 차동 배선(91)과 한쪽의 접지층(11) 사이에 배치된 절연층 (1-I)(31)과, 차동 배선(91)과 다른 쪽의 접지층(21) 사이에 배치된 절연층 (1-II)(32)를 포함한다. 절연층 (1-I)(31)은, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층이고, 절연층 (1-II)(32)는, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층이고, 절연층 (1-I)(31)의 두께가 절연층 (1-II)(32)의 두께 이하인, 다층 전송 선로판이다.
도 6에 종래의 다층 전송 선로판(4A)의 모식적 단면도를 나타낸다. 종래의 다층 전송 선로판(4A)은, 프리프레그의 양면에 구리박을 적층하여 경화함으로써 얻어진 적층판의 편측의 구리박에 회로 가공을 실시함으로써, 한쪽 면에 차동 배선(94)을, 다른 쪽의 면에 접지층(24)을 배치한 절연층(62)을 형성하고, 그의 차동 배선(94)측의 면에 추가로 절연층(61)을 형성하기 위한 프리프레그와 접지층(14)을 구성하는 구리박을 이 순서대로 적층하여 성형하는 방법에 의해 제조하고 있었다.
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(1A)은, 도 6에 나타내는 종래의 다층 전송 선로판(4A)에 있어서의 절연층(61)을, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층인 절연층 (1-I)(31)로 변경함으로써, 취급성을 손상시키는 일없이 스큐의 저감을 도모할 수 있다.
이때, 절연층 (1-I)(31)의 두께는 절연층 (1-II)(32)의 두께 이하로 하는 것이 중요하다.
이것은, 신호 전송 시에는 얇은 절연층측에, 더 강한 전계가 생기기 때문에, 그 절연층의 전기 특성이 신호의 전송 특성에, 더 강하게 반영되기 때문이다. 즉, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층인 절연층 (1-I)(31)의 유전율의 균일성을 반영시키기 위해서는, 절연층 (1-I)(31)의 두께가, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층인 절연층 (1-II)(32)의 두께와 같거나, 또는 절연층 (1-II)(32)의 두께보다도 얇은 것이 중요하다.
절연층 (1-I)(31)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 10 내지 300㎛이고, 박형화와 손실 저감을 양립하는 관점에서는, 20 내지 250㎛로 할 수 있고, 동일한 관점에서, 30 내지 200㎛로 할 수 있다.
절연층 (1-I)(31)의 두께는, 절연층 (1-II)(32)의 두께 이하이고, 기판의 휨 억제의 관점에서는, 절연층 (1-II)(32)의 두께 미만으로 할 수 있다.
또한, 동일한 관점에서, 절연층 (1-I)(31)의 두께와, 절연층 (1-II)(32)의 두께와의 차는, 0 내지 150㎛로 할 수 있고, 0.01 내지 100㎛로 할 수 있다.
절연층 (1-II)(32)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 30 내지 400㎛이고, 박형화와 손실 저감을 양립하는 관점에서는, 40 내지 300㎛로 할 수 있고, 동일한 관점에서, 50 내지 200㎛로 할 수 있다.
(제1 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판의 제조 방법)
이어서, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(1A)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(1A)은, 예를 들어 양면에 구리박을 적층한 프리프레그를 경화하여 얻어진 적층판의 편측의 구리박에 회로 가공을 실시함으로써, 한쪽 면에 차동 배선(91)을, 다른 쪽의 면에 접지층(21)을 배치한 절연층 (1-II)(32)를 형성하고, 계속해서 차동 배선(91)이 형성된 면에 절연층 (1-I)(31)을 형성하기 위한 수지 필름과, 접지층(11)을 구성하는 구리박을 이 순서대로 적층하여 성형하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판에서는, 도 3에 도시한 바와 같이 절연층 (1-I)(31)과 절연층 (1-II)(32)가 상하 반대가 되는 구성을, 상기와 동일하게 형성하여 사용할 수도 있다.
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판에 대하여 설명한다.
<제2 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판>
도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(2A)을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(2A)은, 한 쌍의 접지층(12, 22)과, 한 쌍의 접지층(12, 22) 중 한쪽의 접지층(12)과 다른 쪽의 접지층(22) 사이에 배치된 차동 배선(92)과, 차동 배선(92)과 한쪽의 접지층(12) 사이에 배치된 절연층 (2-I)(41)과, 차동 배선(92)과 다른 쪽의 접지층(22) 사이에 배치된 절연층 (2-II)(42)를 포함하고, 절연층 (2-II)(42)는, 절연층 (2-IIA)(42a)와 절연층 (2-IIA)(42a)에 적층된 절연층 (2-IIB)(42b)를 갖고, 절연층 (2-I)(41)은 유리 클로스와 수지를 함유하고, 절연층 (2-IIA)(42a)는, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하고, 절연층 (2-IIB)(42b)는 유리 클로스와 수지를 함유하고, 절연층 (2-II)(42)의 두께가 절연층 (2-I)(41)의 두께 이하인, 다층 전송 선로판이다.
도 4는, 절연층 (2-IIB)(42b)가 차동 배선(92)과 절연층 (2-IIA)(42a) 사이에 배치된 예를 나타내는 것이지만, 절연층 (2-IIA)(42a)가 차동 배선(92)과 절연층 (2-IIB)(42b) 사이에 배치된 형태여도 된다.
본 발명의 제2 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(2A)은, 도 6에 나타내는 종래의 다층 전송 선로판(4A)에 있어서의 절연층(62)을, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 절연층 (2-IIA)(42a) 및 유리 클로스와 수지를 함유하는 절연층 (2-IIB)(42b)를 갖는 절연층 (2-II)(42)로 변경함으로써 유전율의 불균일성을 경감하고, 취급성을 손상시키는 일없이 스큐의 저감을 도모할 수 있다.
이때, 전술한 이유로부터, 절연층 (2-IIA)(42a)를 포함하는 절연층 (2-II)(42)의 두께가, 유리 클로스와 수지를 함유하는 절연층 (2-I)(41)의 두께와 같거나, 또는 절연층 (2-I)(41)의 두께보다도 얇은 것이 중요하다.
절연층 (2-I)(41)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 40 내지 400㎛이고, 박형화와 손실 저감을 양립하는 관점에서는, 50 내지 300㎛로 할 수 있고, 동일한 관점에서, 60 내지 200㎛로 할 수 있다.
절연층 (2-II)(42)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 40 내지 400㎛이고, 박형화와 손실 저감을 양립하는 관점에서는, 60 내지 300㎛로 할 수 있고, 동일한 관점에서, 80 내지 200㎛로 할 수 있다.
절연층 (2-IIA)(42a)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 10 내지 300㎛이고, 박형화와 손실 저감을 양립하는 관점에서는, 20 내지 260㎛로 할 수 있고, 동일한 관점에서, 30 내지 150㎛로 할 수 있다.
절연층 (2-IIB)(42b)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 30 내지 390㎛이고, 박형화와 손실 저감을 양립하는 관점에서는, 40 내지 280㎛로 할 수 있고, 동일한 관점에서, 50 내지 170㎛로 할 수 있다.
절연층 (2-IIA)(42a)의 두께와, 절연층 (2-IIB)(42b)의 두께와의 비(절연층 (2-IIA)/절연층 (2-IIB))는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.1 내지 3.0이고, 박형화와 손실 저감을 양립하는 관점에서는 0.3 내지 2.0으로 할 수 있고, 동일한 관점에서, 0.5 내지 1.8로 할 수 있다.
절연층 (2-I)(41)의 두께는 절연층 (2-II)(42)의 두께 이하이고, 박형화와 손실 저감을 양립하는 관점에서는, 절연층 (2-II)(42)의 두께 미만으로 할 수 있다.
또한, 동일한 관점에서, 절연층 (2-I)(41)의 두께와, 절연층 (2-II)(42)의 두께와의 차는, 0 내지 150㎛로 할 수 있고, 0.01 내지 100㎛로 할 수 있다.
(제2 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판의 제조 방법)
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(2A)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 제2 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(2A)은, 예를 들어 양면에 구리박을 적층한 프리프레그를 경화하여 얻어진 적층판의 한쪽 면의 구리박에 회로 가공을 실시하고, 다른 쪽의 면의 구리박을 제거함으로써, 한쪽 면에 차동 배선(92)을 배치한 절연층 (2-IIB)(42b)를 형성하고, 계속해서 차동 배선(92)이 형성된 면에, 절연층 (2-I)(41)을 형성하기 위한 프리프레그와, 접지층(12)을 구성하는 구리박을 이 순서대로 적층하고, 절연층 (2-IIB)(42b)의 차동 배선(92)과는 반대측의 면에, 절연층 (2-IIA)(42a)를 형성하기 위한 수지 필름과, 접지층(22)을 구성하는 구리박을 이 순서대로 적층하여 성형하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
<제3 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판>
도 5는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(3A)을 나타내는, 모식적 단면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(3A)은 한 쌍의 접지층(13, 23)과, 한 쌍의 접지층(13, 23) 중 한쪽의 접지층(13)과 다른 쪽의 접지층(23) 사이에 배치된 차동 배선(93)과, 차동 배선(93)과 한쪽의 접지층(13) 사이에 배치된 절연층 (3-I)(51)과, 차동 배선(93)과 다른 쪽의 접지층(23) 사이에 배치된 절연층 (3-II)(52)를 포함하고, 절연층 (3-II)(52)는, 절연층 (3-IIA)(52a)와 절연층 (3-IIA)(52a)에 적층된 절연층 (3-IIB)(52b)를 갖고, 절연층 (3-I)(51)은, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층이고, 절연층 (3-IIA)(52a)는, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층이고, 절연층 (3-IIB)(52b)는 유리 클로스와 수지를 함유하는 층인, 다층 전송 선로판이다.
도 5는, 절연층 (3-IIB)(52b)가 차동 배선(93)과 절연층 (3-IIA)(52a) 사이에 배치된 예를 나타내지만, 절연층 (3-IIA)(52a)가 차동 배선(93)과 절연층 (3-IIB)(52b) 사이에 배치되어도 된다.
본 발명의 제3 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(3A)은, 도 6에 나타내는 종래의 다층 전송 선로판(4A)에 있어서의 절연층(62)을, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층인 절연층 (3-IIA)(52a) 및 유리 클로스와 수지를 함유하는 층인 절연층 (3-IIB)(52b)를 갖는 절연층 (3-II)(52)로, 절연층(61)을, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층인 절연층 (3-I)(51)로 변경함으로써, 취급성을 손상시키는 일없이 스큐를 저감시킨다.
본 발명의 제3 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(3A)은, 차동 배선(93)과 한쪽의 접지층(13) 사이와, 차동 배선(93)과 다른 쪽의 접지층(23) 사이 모두에, 유리 클로스를 함유하지 않는 절연층이 개재하기 때문에, 절연층 (3-I)(51) 및 절연층 (3-II)(52)의 두께에 구애받지 않고, 스큐 저감 효과를 얻을 수 있다.
절연층 (3-I)(51)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 10 내지 300㎛이고, 박형화와 손실 저감을 양립하는 관점에서는, 20 내지 250㎛로 할 수 있고, 동일한 관점에서, 30 내지 200㎛로 할 수 있다.
절연층 (3-II)(52)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 40 내지 300㎛이고, 박형화와 손실 저감을 양립하는 관점에서는, 60 내지 250㎛로 할 수 있고, 동일한 관점에서, 80 내지 200㎛로 할 수 있다.
절연층 (3-IIA)(52a)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 10 내지 270㎛이고, 박형화와 손실 저감을 양립하는 관점에서는, 20 내지 210㎛로 할 수 있고, 동일한 관점에서, 30 내지 150㎛로 할 수 있다.
절연층 (3-IIB)(52b)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 30 내지 290㎛이고, 박형화와 손실 저감을 양립하는 관점에서는, 40 내지 230㎛로 할 수 있고, 동일한 관점에서, 50 내지 170㎛로 할 수 있다.
절연층 (3-IIA)(52a)의 두께와, 절연층 (3-IIB)(52b)의 두께와의 비(절연층 (3-IIA)/절연층 (3-IIB))는 특별히 한정되지 않지만, 박형화와 손실 저감을 양립하는 관점에서는 0.2 내지 3.0으로 할 수 있고, 동일한 관점에서, 0.3 내지 2.0으로 할 수 있고, 0.5 내지 1.5로 할 수 있다.
(제3 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판의 제조 방법)
이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(3A)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 제3 실시 형태에 따른 다층 전송 선로판(3A)은, 예를 들어 양면에 구리박을 적층한 프리프레그를 경화하여 얻어진 적층판의 한쪽 면의 구리박에 회로 가공을 실시하고, 다른 쪽의 면의 구리박을 제거함으로써, 한쪽 면에 차동 배선(93)을 배치한 절연층 (3-IIB)(52b)를 형성하고, 계속해서 차동 배선(93)이 형성된 면에, 절연층 (3-I)(51)을 형성하기 위한 수지 필름과, 접지층(13)을 구성하는 구리박을 이 순서대로 적층하고, 절연층 (3-IIB)(52b)의 차동 배선(93)과는 반대측의 면에, 절연층 (3-IIA)(52a)를 형성하기 위한 수지 필름과, 접지층(23)을 구성하는 구리박을 이 순서대로 적층하여 성형하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
본 발명의 제1, 제2 및 제3 실시 형태의 어느 다층 전송 선로판에 있어서도, 저손실재를 사용하면 전송 손실이 저감되고, 신호 품질을 한층 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 변형할 수 있다.
또한, 본 발명의 다층 전송 선로판은, 1GHz 이상의 고주파 신호를 다루는 전자 기기에 적합하게 사용되고, 특히 10GHz 이상의 고주파 신호 또는 30GHz 이상의 고주파 신호를 다루는 전자 기기에 적합하게 사용된다.
실시예
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
[합성예 1]
(폴리페닐렌에테르 유도체 (A)의 제조)
하기 수순에 따라, 분자 중에 적어도 1개의 N-치환 말레이미드기를 갖는 폴리페닐렌에테르 유도체 (A)를 제조하였다.
온도계, 환류 냉각관, 교반 장치를 구비한 가열 및 냉각 가능한 용적 2리터의 유리제 플라스크 용기에, 톨루엔 190질량부, PPO640(폴리페닐렌에테르, 수 평균 분자량: 약 16000, SABIC 이노베이티브 플라스틱사제) 100질량부, p-아미노페놀 1.35질량부를 투입하고, 플라스크 내의 온도를 90℃로 설정하고, 보온하여 교반하면서 용해하였다. 용해를 눈으로 확인한 후, 퍼부틸-I(t-부틸퍼옥시이소프로필모노카르보네이트, 니찌유 가부시끼가이샤제) 2질량부와 나프텐산망간 0.15질량부를 첨가하고, 용액 온도 90℃에서 4시간 반응시킨 후, 70℃로 냉각하여 분자 말단에 1급 아미노기를 갖는 폴리페닐렌에테르 화합물 (A')을 얻었다.
다음으로 상기 반응 용액에, 2,2-비스(4-(4-말레이미도페녹시)페닐)프로판(야마토 가세이 고교 가부시끼가이샤제, 상품명 「BMI-4000」) 7.2질량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 190질량부를 첨가하고, 교반하면서 액온을 승온하여, 120℃에서 보온하면서 4시간 반응시킨 후, 냉각 및 200 메쉬 여과하여 폴리페닐렌에테르 유도체 (A)를 제조하였다.
[합성예 2]
(폴리아미노비스말레이미드 화합물 (B)의 제조)
온도계, 환류 냉각관, 교반 장치를 구비한 가열 및 냉각 가능한 용적 1리터의 유리제 플라스크 용기에, 2,2-비스(4-(4-말레이미도페녹시)페닐)프로판 50질량부, 3,3'-디메틸-5,5'-디에틸-4,4'-디페닐메탄비스말레이미드(야마토 가세이 고교 가부시끼가이샤제, 상품명 「BMI-5100」) 50질량부, 4,4'-[1,3-페닐렌비스(1-메틸에틸리덴)]비스아닐린(미쯔이 가가꾸 가부시끼가이샤제, 상품명 「비스아닐린 M」) 14질량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르 50질량부를 투입하고, 액온을 120℃로 유지한 채, 교반하면서 3시간 반응시킨 후, 냉각 및 200 메쉬 여과하여 폴리아미노비스말레이미드 화합물 (B)를 제조하였다.
[제조예 1]
(열경화성 수지 조성물(수지 바니시) 1의 제조)
상기에서 얻어진 폴리페닐렌에테르 유도체 (A) 100질량부, 폴리아미노비스말레이미드 화합물 (B) 450질량부, 무기 충전제 AlOOH(베마이트형 수산화알루미늄, 밀도 3.0g/㎤, 가와이 세까이 고교 가부시끼가이샤제) 870질량부, 경화 촉진제 퍼부틸-P(α,α'-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠, 니찌유 가부시끼가이샤제) 7질량부, G-8009L(이소시아네이트 마스크 이미다졸, 다이이찌 고교 세야꾸 가부시끼가이샤제) 7질량부, 메틸에틸케톤 800질량부를 사용하여, 60℃에서 가열하면서 교반 및 혼합하여, 고형분(불휘발분) 농도 약 55질량％의 열경화성 수지 조성물(수지 바니시) 1을 제조하였다.
[제조예 2]
(열경화성 수지 조성물(수지 바니시) 2의 제조)
무기 충전제 AlOOH를 640질량부, 메틸에틸케톤을 620질량부로 한 것 이외에는, 제조예 1과 동일하게 하여, 고형분(불휘발분) 농도 약 55질량％의 열경화성 수지 조성물(수지 바니시) 2를 제조하였다.
[제조예 3]
(열경화성 수지 조성물(수지 바니시) 3의 제조)
무기 충전제 AlOOH를 460질량부, 메틸에틸케톤을 470질량부로 한 것 이외에는, 제조예 1과 동일하게 하여, 고형분(불휘발분) 농도 약 55질량％의 열경화성 수지 조성물(수지 바니시) 3을 제조하였다.
[제조예 4]
(동장 적층판 1의 제조)
상기 열경화성 수지 조성물(수지 바니시) 1을, 두께 0.1mm의 유리 클로스(NE 유리, 니토 보세끼 가부시끼가이샤제, 유전율: 4.4)에 도공한 후, 160℃에서 7분간 가열 건조하여, 수지 함유량(수지분) 약 54질량％의 프리프레그를 제조하였다. 이 프리프레그의 상하에, 두께 18㎛의 로우 프로파일(low profile) 구리박(FV-WS, M면 Rz: 1.5㎛, 후루가와 덴끼 고교 가부시끼가이샤제)을 M면이 접하도록 배치하고, 온도 230℃, 압력 3.9MPa, 시간 180분간의 조건에서 가열 및 가압을 행하여, 동장 적층판 1(두께: 130㎛)을 제조하였다. 또한, 이 수지 바니시를 온도 230℃, 시간 180분의 조건에서 가열 경화하여 제조한 수지판의 유전율을, 공동 공진기 섭동법(섭동법 공동 공진기: CP531, 가부시키가이샤 칸토 덴시 오우요우 카이하츠제)으로, 10GHz대에서 측정한 바, 4.4(10GHz)였다. 즉, 동장 적층판 1에 포함되는 유리 클로스와 수지 조성물과의 유전율의 차는 0이었다.
[제조예 5]
(동장 적층판 2의 제조)
열경화성 수지 조성물(수지 바니시)을 상기 열경화성 수지 조성물(수지 바니시) 2로 한 것 이외에는, 제조예 4와 동일하게 하여, 동장 적층판 2(두께: 130㎛)를 제조하였다. 또한, 이 수지 바니시로부터, 제조예 4와 동일한 조건에서 제조한 수지판의 유전율을, 제조예 4와 동일한 조건에서 측정한 바, 4.0(10GHz)이었다. 즉, 동장 적층판 2에 포함되는 유리 클로스와 수지 조성물과의 유전율의 차는 0.4였다.
[제조예 6]
(동장 적층판 3의 제조)
열경화성 수지 조성물(수지 바니시)을 상기 열경화성 수지 조성물(수지 바니시) 3으로 한 것 이외에는, 제조예 4와 동일하게 하여, 동장 적층판 3(두께: 130㎛)을 제조하였다. 또한, 이 수지 바니시로부터, 제조예 4와 동일한 조건에서 제작한 수지판의 유전율을, 제조예 4와 동일한 조건에서 측정한 바, 3.6(10GHz)이었다. 즉, 동장 적층판 3에 포함되는 유리 클로스와 수지 조성물과의 유전율의 차는 0.8이었다.
[실시예 1]
(다층 전송 선로판(1A)의 제조)
도 3에 도시하는 다층 전송 선로판(1A)을 다음 수순으로 제조하였다.
먼저, 절연층 (1-II)(32)의 양면에 구리박이 형성된 적층판(히타치가세이가부시끼가이샤제, 상품명: LW-900G)을 준비하였다. 이 적층판의 절연층 (1-II)(32)의 두께는 130㎛이고, 구리박의 두께는 18㎛, 절연층 (1-II)(32)측의 도체 표면 조도(Rz)는 3.0㎛이다.
이어서, 상기 적층판의 편면의 구리박을 에칭으로 패터닝함으로써, 내층 회로판 P를 형성하였다. 즉, 내층 회로판 P란, 절연층 (1-II)(32)의 한쪽 면에 차동 배선(91)을, 다른 쪽의 면에 접지층(21)을 배치한 것을 가리킨다.
이어서, 절연층 (1-I)(31)을 형성하기 위한 수지 필름을 다음 수순으로 제조하였다.
2,2-비스(4-시아나토페닐)프로판(론자사제, 상품명: BADCY) 48질량부(고형분량), p-(α-쿠밀)페놀(도꾜 가세이 고교 가부시끼가이샤제) 4질량부(고형분량) 및 나프텐산망간(와코 쥰야꾸 고교 가부시끼가이샤제) 0.008질량부(고형분량)를 톨루엔 21ml에 용해시켜, 110℃에서 3시간 가열 반응시켰다.
그 후, 온도를 80℃로 하고, 이 용액에 스티렌-부타디엔 공중합체의 수소 첨가물(아사히 가세이 케미컬즈 가부시끼가이샤제, 상품명: 터프테크 H1051, 스티렌 함유 비율: 42％, 수 평균 분자량 Mn 66,000) 48질량부(고형분량), 톨루엔 80ml 및 메틸에틸케톤 25ml를 교반하면서 배합하여 실온까지 냉각하였다. 그리고, 나프텐산아연(와코 쥰야꾸 고교 가부시끼가이샤제) 0.02질량부(고형분량)를 배합하여 제조한 바니시로부터, 65㎛ 두께의 반경화 수지 필름을 제조하였다.
이어서, 제조한 수지 필름을 내층 회로판 P의 차동 배선(91)측의 면에 2장 중첩하고, 온도 120℃, 압력 0.5MPa, 시간 40초의 조건에서 가압착하였다. 또한, 수지 필름의 차동 배선(91)과는 반대측의 면에, 접지층(11)을 구성하는 두께 18㎛의 구리박(미쓰이 킨조꾸 고교 가부시끼가이샤제, 상품명: 3EC-VLP-18, 조면화 처리된 면의 표면 조도 Rz: 3.0㎛)을 중첩하여, 온도 230℃, 압력 3.0MPa, 시간 80분의 조건에서 적층하고, 층간 접속 전의 다층 전송 선로판을 얻었다.
계속해서, 상기 다층 전송 선로판의 접지층(11, 21)을 에칭으로 패터닝하여, 측정 단자를 형성하였다. 상기 측정 단자의 접지 패턴부에 드릴에 의해 천공하고, 무전해 도금에 의해 층간 접속을 행하여, 다층 전송 선로판(1A)을 제조하였다.
[실시예 2]
(다층 전송 선로판(1B)의 제조)
실시예 1에 있어서, 수지 필름의 두께를 80㎛로 변경한 점 및 내층 회로판 P의 차동 배선(91)측의 면에 겹치는 수지 필름의 매수를 1장으로 변경한 점 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순에 의해, 다층 전송 선로판(1B)을 제조하였다.
[실시예 3]
(다층 전송 선로판(1C)의 제조)
실시예 1에 있어서, 수지 필름의 두께를 50㎛로 변경한 점 및 내층 회로판 P의 차동 배선(91)측의 면에 겹치는 수지 필름의 매수를 1장으로 변경한 점 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순에 의해, 다층 전송 선로판(1C)을 제조하였다.
이어서, 각 제조예에서 얻어진 동장 적층판(1 내지 3)을 사용하여, 도 3에 도시하는 다층 전송 선로판을 제조하였다.
[실시예 4]
(다층 전송 선로판(1D)의 제조)
먼저, 상기 동장 적층판 1의 편면의 구리박을 에칭으로 패터닝함으로써, 내층 회로판 Q를 형성하였다. 즉, 내층 회로판 Q란, 절연층 (1-II)(32)의 한쪽 면에 차동 배선(91)을, 다른 쪽의 면에 접지층(21)을 배치한 것을 가리킨다.
이어서, 실시예 1에서 제조한 수지 필름과 상기 내층 회로판 Q를 사용하여, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐서 다층 전송 선로판(1D)을 제조하였다.
[실시예 5]
(다층 전송 선로판(1E)의 제조)
실시예 4에 있어서, 동장 적층판 1을 동장 적층판 2로 한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여, 다층 전송 선로판(1E)을 제조하였다.
[실시예 6]
(다층 전송 선로판(1F)의 제조)
실시예 4에 있어서, 동장 적층판 1을 동장 적층판 3으로 한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여, 다층 전송 선로판(1F)을 제조하였다.
[실시예 7]
(다층 전송 선로판(2A)의 제조)
도 4에 도시하는 다층 전송 선로판(2A)을 다음 수순으로 제조하였다.
먼저, 절연층 (2-IIB)(42b)의 양면에 구리박이 형성된 적층판(히타치가세이가부시끼가이샤제, 상품명: LW-900G)을 준비하였다. 이 적층판의 절연층 (2-IIB)(42b)의 두께는 80㎛이고, 구리박의 두께는 18㎛, 절연층 (2-IIB)(42b)측의 도체 표면 조도(Rz)는 3.0㎛이다.
이어서, 상기 적층판의 한쪽 면의 구리박을 에칭에 의해 패터닝하고, 다른 쪽의 면의 구리박을 에칭에 의해 제거함으로써, 내층 회로판 R을 형성하였다. 즉, 내층 회로판 R이란, 절연층 (2-IIB)(42b)의 한쪽 면에 차동 배선(92)을 배치한 것을 가리킨다.
이어서, 실시예 1과 동일한 수순에 따라, 50㎛ 두께의 반경화 수지 필름을 제조하였다.
이어서, 상기 수지 필름 1장을 내층 회로판 R의 구리박을 제거한 면에 겹치고, 온도 120℃, 압력 0.5MPa, 시간 40초의 조건에서 가압착하였다. 이어서, 두께가 130㎛의 프리프레그(히타치가세이가부시끼가이샤제, 상품명: GWA-900G)를 내층 회로판 R의 차동 배선(92)측의 면에 겹치고, 또한 해당 수지 필름의 내층 회로판 R의 반대측의 면 및 해당 프리프레그의 차동 배선(92)의 반대측 면에 각각 접지층(22, 12)을 구성하는 두께 18㎛의 구리박(미쓰이 킨조꾸 고교 가부시끼가이샤제, 상품명: 3EC-VLP-18, 조면화 처리면 표면 조도 Rz: 3.0㎛)을 중첩하여, 온도 230℃, 압력 3.0MPa, 시간 80분의 조건에서 적층하고, 층간 접속 전의 다층 전송 선로판을 제조하였다.
계속해서, 상기 다층 전송 선로판의 접지층(12, 22)을 에칭으로 패터닝하여, 측정 단자를 형성하였다. 상기 측정 단자의 접지 패턴부에 드릴에 의해 천공하고, 무전해 도금에 의해 층간 접속을 행하여, 다층 전송 선로판(2A)을 제조하였다.
[실시예 8]
(다층 전송 선로판(2B)의 제조)
실시예 7에 있어서, 절연층 (2-IIB)(42b)의 두께를 50㎛로 변경한 점, 및 수지 필름의 두께를 80㎛로 변경한 점 이외에는, 실시예 7과 동일하게 하여, 다층 전송 선로판(2B)을 제조하였다.
[실시예 9]
(다층 전송 선로판(2C)의 제조)
실시예 7에 있어서, 절연층 (2-IIB)(42b)의 두께를 50㎛로 변경한 점 이외에는, 실시예 7과 동일하게 하여, 다층 전송 선로판(2C)을 제조하였다.
[실시예 10]
(다층 전송 선로판(3A)의 제조)
도 5에 도시하는 다층 전송 선로판(3A)을, 이하의 수순으로 제조하였다.
먼저, 절연층 (3-IIB)(52b)의 양면에 구리박이 형성된 적층판(히타치가세이가부시끼가이샤제, 상품명: LW-900G)을 준비하였다. 절연층 (3-IIB)(52b)의 두께는 80㎛이고, 구리박의 두께는 18㎛, 절연층 (3-IIB)(52b)측의 도체 표면 조도(Rz)는 3.0㎛이다.
이어서, 상기 적층판의 한쪽 면의 구리박을 에칭에 의해 패터닝하고, 다른 쪽의 면의 구리박을 에칭에 의해 제거함으로써, 내층 회로판 S를 형성하였다. 즉, 내층 회로판 S란, 절연층 (3-IIB)(52b)의 한쪽 면에 차동 배선(93)을 배치한 것을 가리킨다.
이어서, 실시예 1과 동일한 수순에 따라, 50㎛ 두께와 65㎛ 두께의 반경화 수지 필름을 각각 제조하였다.
이어서, 50㎛ 두께의 수지 필름 1장을 내층 회로판 S의 구리박을 제거한 면에 겹치고, 65㎛ 두께의 수지 필름 2장을 내층 회로판 S의 차동 배선(93)측의 면에 겹치고, 각각 온도 120℃, 압력 0.5MPa, 시간 40초의 조건에서 가압착하였다. 또한 해당 50㎛ 두께의 수지 필름의 내층 회로판 S와 반대측의 면 및 해당 65㎛ 두께의 수지 필름의 차동 배선(93)과 반대측의 면에, 각각 접지층(23, 13)을 구성하는 두께 18㎛의 구리박(미쓰이 킨조꾸 고교 가부시끼가이샤제, 상품명: 3EC-VLP-18, 조면화 처리면 표면 조도 Rz: 3.0 ㎛)을 중첩하고, 온도 230℃, 압력 3.0MPa, 시간 80분의 조건에서 적층하여, 층간 접속 전의 다층 전송 선로판을 제조하였다.
계속해서, 상기 다층 전송 선로판의 접지층(13, 23)을 에칭으로 패터닝하여, 측정 단자를 형성하였다. 상기 측정 단자의 접지 패턴부에 드릴 천공을 행하고, 무전해 도금에 의해 층간 접속을 행하여, 다층 전송 선로판(3A)을 제조하였다.
[실시예 11]
(다층 전송 선로판(3B)의 제조)
실시예 10에 있어서, 내층 회로판 S의 구리박을 제거한 면에 가압착한 수지 필름의 두께를 80㎛로 변경한 점 이외에는, 실시예 10과 동일하게 하여, 다층 전송 선로판(3B)을 제조하였다.
[실시예 12]
(다층 전송 선로판(3C)의 제조)
실시예 10에 있어서, 절연층 (3-IIB)(52b)의 두께를 50㎛로 변경한 점 이외에는, 실시예 10과 동일하게 하여, 다층 전송 선로판(3C)을 제조하였다.
[비교예 1]
(다층 전송 선로판(4A)의 제조)
도 6에 나타내는 다층 전송 선로판(4A)을, 이하의 수순으로 제조하였다.
먼저, 절연층(62)의 양면에 구리박이 형성된 적층판(히타치가세이가부시끼가이샤제, 상품명: LW-900G)을 준비하였다. 절연층(62)의 두께는 130㎛이고, 구리박의 두께는 18㎛, 절연층(62)측의 도체 표면 조도(Rz)는 3.0㎛이다.
이어서, 상기 적층판의 편면의 구리박을 에칭으로 패터닝함으로써, 내층 회로판 T를 형성하였다. 즉, 내층 회로판 T란, 절연층(62)의 한쪽 면에 차동 배선(94)을, 다른 쪽의 면에 접지층(24)을 배치한 것을 가리킨다.
이어서, 두께가 130㎛의 프리프레그(히타치가세이가부시끼가이샤제, 상품명: GWA-900G)를 내층 회로판 T의 차동 배선(94)측의 면에 겹치고, 또한 그 프리프레그의 차동 배선(94)과는 반대측의 면에, 접지층(14)을 구성하는 두께 18㎛의 구리박(미쓰이 킨조꾸 고교 가부시끼가이샤제, 상품명: 3EC-VLP-18, 조면화 처리면 표면 조도 Rz: 3.0㎛)을 중첩하고, 온도 230℃, 압력 3.0MPa, 시간 80분의 조건에서 적층하여, 층간 접속 전의 다층 전송 선로판을 얻었다.
계속해서, 상기 다층 전송 선로판의 접지층(14, 24)을 에칭으로 패터닝하여, 측정 단자를 형성하였다. 상기 측정 단자의 접지 패턴부에 드릴에 의해 천공하고, 무전해 도금에 의해 층간 접속을 행하여, 다층 전송 선로판(4A)을 제조하였다.
[비교예 2]
(다층 전송 선로판(5A)의 제조)
도 7에 나타내는 다층 전송 선로판(5A)을, 이하의 수순으로 제조하였다.
실시예 1에 있어서, 절연층 (1-II)(32)의 두께를 50㎛로 변경한 점 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 다층 전송 선로판(5A)을 제조하였다.
[비교예 3]
(다층 전송 선로판(6A)의 제조)
실시예 7에 있어서, 절연층 (2-IIB)(42b)의 두께를 130㎛로 변경한 점 이외에는, 실시예 7과 동일하게 하여, 다층 전송 선로판(6A)을 제조하였다.
[스큐의 측정 방법]
상기에서 얻어진 각 다층 전송 선로판의 스큐를, 이하에 나타내는 방법에 의해 측정하였다.
동축 케이블(HUBER-SUHNER사제, 상품명: SUCOFLEX104)을 통하여 접속된 네트워크 애널라이져(키사이트 테크놀로지사제, 상품명: N5227A)로부터 차동 배선에 10GHz의 고주파 신호를 입사하고, 신호가 배선을 전반할 때의 지연 시간을 측정하였다. 배선 간의 지연 시간 차로부터 스큐를 산출하였다.
종래 구조를 갖는 비교예 1의 다층 전송 선로판의 스큐를 100％로 정의하고, 비교예 1의 스큐에 대한 비율(％)을 각각 표 1 내지 3에 나타내었다. 해당 수치가 작은 쪽이, 스큐 저감 효과가 높은 것을 나타낸다.
Figure 112017066001768-pct00016
Figure 112017066001768-pct00017
Figure 112017066001768-pct00018
실시예 1 내지 6은, 종래 구조를 갖는 비교예 1의 다층 전송 선로판(4A)에 있어서, 유리 클로스와 수지를 함유하는 절연층의 일부를, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 절연층으로 변경한 예이다. 실시예 1 내지 6은, 각각 절연층의 두께가 상이하지만, 모두 스큐는 1 내지 8％로 대폭으로 저감되어 있다. 이것은, 재료의 치환에 의해, 유전율의 불균일성이 크게 개선되었기 때문이라고 생각된다.
비교예 2는, 실시예 1의 다층 전송 선로판(1A)에 있어서, 절연층 (1-II)(32)의 두께를, 절연층 (1-I)(31)의 두께보다 얇게 한 예이다. 비교예 2는, 스큐가 39％이고, 실시예 1에 비하여 스큐 저감 효과가 낮다.
비교예 2의 다층 전송 선로판(5A)에서는, 차동 배선(95)과 접지층(15, 25) 사이에 형성되는 전계가, 차동 배선(95)과 접지층과의 거리가 가까운, 절연층(72)측에서 보다 강해지기 때문에, 유리 클로스를 포함하는 재료의 영향을 보다 강하게 받기 때문이라고 생각된다. 즉, 유전율의 불균일성의 영향을 보다 받는 것이 되고, 그 결과로서 스큐 저감 효과가 저하된다고 생각된다.
실시예 7 내지 9는, 종래 구조를 갖는 비교예 1의 다층 전송 선로판(4A)에 있어서, 유리 클로스와 수지를 함유하는 절연층(62)의 일부를, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층인 절연층 (2-IIA)(42a)로 변경한 예이다. 실시예 7 내지 9는, 모두 스큐는 13 내지 22％로 저감되어 있다. 이것은, 재료의 치환에 의해 유전율의 불균일성이 크게 개선되었기 때문이라고 생각된다.
비교예 3은, 실시예 7 내지 9의 다층 전송 선로판에 있어서, 절연층 (2-IIB)(42b)의 두께를 두껍게 한 예이다.
비교예 3의 다층 전송 선로판(6A)과 같이, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층인 절연층(82a)을 적층한 경우에도, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 절연층(82a)을 포함하는 절연층(82)의 두께가 절연층(81)의 두께보다도 두꺼워지면, 비교예 2와 마찬가지로, 유리 클로스를 포함하는 재료의 영향, 즉 유전율이 불균일한 층의 영향을 보다 받는 것이 되고, 그 결과로서 스큐 저감 효과가 저하된다고 생각된다.
실시예 10 내지 12는, 종래 구조를 갖는 비교예 1의 다층 전송 선로판(4A)에 있어서, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층인 절연층(62)의 일부를, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층인 절연층 (3-IIA)(52a)로 변경한 예이다. 실시예 10 내지 12는, 모두 스큐가 10％ 미만이 되어, 대폭으로 저감되어 있다. 이것은 재료의 치환에 의해, 유전율의 불균일성이 크게 개선되었기 때문이라고 생각된다.
상술한 측정 결과로부터, 본 발명의 다층 전송 선로판이, 복잡한 프로세스를 사용하지 않고, 차동 전송에 있어서 스큐를 저감 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 이들의 구조는 모두 유리 클로스를 포함한 절연층을 갖고 있고, 취급성을 손상시키는 일없이 상기의 효과를 얻을 수 있다.
1A 내지 6A: 다층 전송 선로판
11 내지 16, 21 내지 26: 접지층
31: 절연층 (1-I)
32: 절연층 (1-II)
41: 절연층 (2-I)
42: 절연층 (2-II)
42a: 절연층 (2-IIA)
42b: 절연층 (2-IIB)
51: 절연층 (3-I)
52: 절연층 (3-II)
52a: 절연층 (3-IIA)
52b: 절연층 (3-IIB)
61, 62, 72, 81, 82b: 유리 클로스와 수지를 함유하는 절연층
71, 82a: 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 절연층
91 내지 96: 차동 배선

Claims (6)

  1. 한 쌍의 접지층과,
    상기 한 쌍의 접지층 중 한쪽의 접지층과 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 차동 배선과,
    상기 차동 배선과 상기 한쪽의 접지층 사이에 배치된 절연층 (X)와,
    상기 차동 배선과 상기 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 절연층 (Y)를 갖고,
    상기 절연층 (X)는, 유리 클로스를 함유하지 않고 수지를 함유하는 층을 가지되, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층을 추가로 가질 수 있고,
    상기 절연층 (Y)는, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층을 갖고,
    상기 절연층 (X)의 두께가 상기 절연층 (Y)의 두께 이하이고,
    상기 유리 클로스와 수지를 함유하는 층이, 유리 클로스와 수지 조성물을 함유하는 층이고, 해당 유리 클로스와 해당 수지 조성물의 유전율의 차가 1.0 이하인, 다층 전송 선로판.
  2. 제1항에 있어서, 한 쌍의 접지층과,
    상기 한 쌍의 접지층 중 한쪽의 접지층과 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 차동 배선과,
    상기 차동 배선과 상기 한쪽의 접지층 사이에, 상기 절연층 (X)로서, 절연층 (1-I)과,
    상기 차동 배선과 상기 다른 쪽의 접지층 사이에, 상기 절연층 (Y)로서, 절연층 (1-II)를 포함하고,
    상기 절연층 (1-I)은, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층이고,
    상기 절연층 (1-II)는, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층이고,
    상기 절연층 (1-I)의 두께가 상기 절연층 (1-II)의 두께 이하인, 다층 전송 선로판.
  3. 제1항에 있어서, 한 쌍의 접지층과,
    상기 한 쌍의 접지층 중 한쪽의 접지층과 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 차동 배선과,
    상기 차동 배선과 상기 한쪽의 접지층 사이에, 상기 절연층 (Y)로서, 절연층 (2-I)과,
    상기 차동 배선과 상기 다른 쪽의 접지층 사이에, 상기 절연층 (X)로서, 절연층 (2-II)를 포함하고,
    상기 절연층 (2-II)는, 절연층 (2-IIA)와 상기 절연층 (2-IIA)에 적층된 절연층 (2-IIB)를 갖고,
    상기 절연층 (2-I)은, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층이고,
    상기 절연층 (2-IIA)는, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층이고,
    상기 절연층 (2-IIB)는, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층이고,
    상기 절연층 (2-II)의 두께가 상기 절연층 (2-I)의 두께 이하인, 다층 전송 선로판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 클로스의 유전율이 5.0 이하인, 다층 전송 선로판.
  5. 한 쌍의 접지층과,
    상기 한 쌍의 접지층 중 한쪽의 접지층과 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 차동 배선과,
    상기 차동 배선과 상기 한쪽의 접지층 사이에 배치된 절연층 (3-I)과,
    상기 차동 배선과 상기 다른 쪽의 접지층 사이에 배치된 절연층 (3-II)를 포함하고,
    상기 절연층 (3-II)는, 절연층 (3-IIA)와 상기 절연층 (3-IIA)에 적층된 절연층 (3-IIB)를 갖고,
    상기 절연층 (3-I)은, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층이고,
    상기 절연층 (3-IIA)는, 유리 클로스를 함유하지 않고, 수지를 함유하는 층이고,
    상기 절연층 (3-IIB)는, 유리 클로스와 수지를 함유하는 층인, 다층 전송 선로판.
  6. 삭제
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