TW202026142A - 低介電基板材料 - Google Patents

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松富亮人
三島慧
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日商日東電工股份有限公司
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Abstract

本發明之低介電基板材料於厚度方向上依序具備多孔質樹脂層及金屬層，進而具備配置於多孔質樹脂層及金屬層之任一者之表面之保護材，且保護材之23℃之蕭氏D硬度H1與多孔質樹脂層之23℃之蕭氏D硬度H2滿足下述式(1)，或者保護材之厚度T1與具備多孔質樹脂層及金屬層之積層材之厚度T0滿足下述式(2)。 H1＜H2       (1) T1＞0.5×T0 (2)

Description

低介電基板材料
本發明係關於一種低介電基板材料，詳細而言係關於一種可適宜地用於高頻天線或高速傳輸基板之製造之低介電基板材料。
先前，廣泛利用所謂「第三代(3G)」或「第四代(4G)」之規格之無線通信。然而，近年來有圖像資料等之通信容量進一步增加之傾向(大容量化之傾向)，上述規格之無線通信無法以實用等級之速度傳輸大容量之資料。
因此，推進所謂「第五代(5G)」之規格之無線通信之開發。若為「第五世代(5G)」之規格之無線通信，則可傳輸大容量之資料。並且，該「第五代(5G)」之規格之無線通信亦可以高速傳輸上述資料，近年來逐漸期望利用「第五代(5G)」之規格。
具體而言，於「第五代(5G)」之規格之無線通信中，使用包含毫米波之高頻。該毫米波容易因大氣中之水分而衰減，作為發射毫米波之高頻天線之基板材料，要求介電常數較低之基板材料。若將低介電基板材料用於天線，則可高效率地發射毫米波之電波。又，若使用低介電之天線用基板材料，則通信距離延長，並且可實現天線構件之小面積化，進而亦使耗電降低。
又，近年來，作為FPC(可撓性印刷電路基板)，要求以高速傳輸資料之高速FPC，作為該高速FPC之基板材料，亦要求低介電之基板材料。
為了應對上述要求，即，作為大容量之資料無線通信之天線或高速FPC所具備之基板材料，推進介電常數較低之低介電基板之開發，開發有使用聚醯亞胺系樹脂或氟系樹脂等低介電樹脂材料之基板。
另一方面，亦對材料為多孔質體之基板進行研究。多孔質體由於在孔內具有作為最低之介電常數1之空氣，故而多孔質體之介電常數相對變低。作為具備此種多孔質體之金屬箔積層板，例如提出有具備作為絕緣材料之樹脂多孔質層及配置於其表面之金屬箔的金屬箔積層板(例如參照下述專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2004-82372號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，金屬箔必須於後續步驟中以高精度形成為金屬圖案。
又，工業上製造低介電常數之多孔質體之方法迄今為止尚未確立。又，同時亦要求以低成本量產多孔質體之方法。
因此，本發明在於提供一種可以高精度形成為金屬圖案且工業上以低成本量產之低介電基板材料。 [解決問題之技術手段]
本發明[1]包含一種低介電基板材料，其於厚度方向上依序具備多孔質樹脂層及金屬層，進而具備配置於上述多孔質樹脂層及上述金屬層之任一者之表面之保護材，且上述保護材之23℃之蕭氏D硬度H1與具備上述多孔質樹脂層及上述金屬層之積層材之23℃之蕭氏D硬度H2滿足下述式(1)，或者上述保護材之厚度T1與上述積層材之厚度T0滿足下述式(2)。 H1＜H2            (1) T1＞0.5×T0      (2)
本發明[2]包含如[1]所記載之低介電基板材料，其滿足上述式(1)及上述式(2)兩者。
本發明[3]包含如[1]或[2]所記載之低介電基板材料，其中上述多孔質樹脂層之孔隙率為60%以上。 [發明之效果]
該低介電基板材料由於保護材之蕭氏D硬度H1低於多孔質樹脂層之蕭氏D硬度H2、或保護材之厚度T1大於積層材之厚度T0之半值，故而於捲繞低介電基板材料時，保護材被充分地壓毀，藉此可抑制多孔質樹脂層被壓毀。因此，可以高精度將金屬層形成為金屬圖案。
又，由於抑制多孔質樹脂層被壓毀，故而可抑制孔隙率之降低。因此，可抑制多孔質樹脂層之介電常數增大。其結果為，該低介電基板材料作為可適合於第五代(5G)之規格或高速FPC之基板材料極為有用。
該低介電基板材料由於具備金屬層，故而可作為應對第五代(5G)之規格之天線或高速FPC之基板之配線而圖案化。具體而言，即便於可在工業上量產之蝕刻條件下將金屬層圖案化，亦可以優異之精度形成能夠適配於第五代(5G)之天線或高速FPC之基板之配線。
又，於多孔質樹脂層以較高之比率具有獨立氣泡結構之情形時，可抑制因圖案化中使用之蝕刻液之滲入所引起之圖案精度之降低。因此，低介電基板材料作為能夠充分且確實地應對第五代(5G)之規格之無線通信或高速FPC的基板材料有用。
進而，低介電基板材料由於具備相對於多孔質樹脂層配置於厚度方向之保護材，故而作為工業上之製造條件，即便於在厚度方向上重疊地製造低介電基板材料之情形時，保護材亦會抑制因多孔質樹脂層在厚度方向上被按壓而導致孔隙率降低之情況，因此可充分地確保多孔質樹脂層之低介電常數。其結果為，低介電基板材料可以低成本量產化。
＜一實施形態＞ 參照圖1及圖2對本發明之低介電基板材料之一實施形態進行說明。
[基本態樣] 首先，依序對作為該低介電基板材料1之基本態樣的層構成、製造方法及使用方法等進行說明。
[低介電基板材料及其層構成] 如圖1所示，低介電基板材料1具有於厚度方向上對向之一面及另一面，具有沿與厚度方向正交之面方向延伸之形狀。 該低介電基板材料1具備：第1金屬層3、配置於第1金屬層3之厚度方向一面之多孔質樹脂層4、配置於多孔質樹脂層4之厚度方向一面之接著層5、及配置於接著層5之厚度方向一面之作為金屬層之一例之第2金屬層6，進而具備配置於第1金屬層3之厚度方向另一面之第1保護材2、及配置於第2金屬層6之厚度方向一面之作為保護材之一例之第2保護材7。即，低介電基板材料1自厚度方向另一側朝向一側依序具備第1保護材2、第1金屬層3、多孔質樹脂層4、接著層5、第2金屬層6、及第2保護材7。較佳為低介電基板材料1僅具備第1保護材2、第1金屬層3、多孔質樹脂層4、接著層5、第2金屬層6及第2保護材7。
[第1金屬層] 第1金屬層3具有於厚度方向上對向之一面及另一面，具有沿面方向延伸之片(板)狀。第1金屬層3之材料並無特別限定，例如可列舉銅、鐵、銀、金、鋁、鎳、其等之合金(不鏽鋼、青銅)等。較佳可列舉銅。第1金屬層3之厚度例如為0.1 μm以上，較佳為1 μm以上，且例如為100 μm以下，較佳為50 μm以下。
[多孔質樹脂層] 多孔質樹脂層4具有於厚度方向上對向之一面及另一面，具有沿面方向延伸之大致板(片)狀。多孔質樹脂層4之另一面接觸(密接)於第1金屬層3之一面。
多孔質樹脂層4具有多個微細之孔隙(氣孔)10。多孔質樹脂層4例如具有獨立氣泡結構及連續氣泡結構之任一者。較佳為主要具有獨立氣泡結構，該情形時之獨立氣泡之比率例如超過50%，較佳為80%以上，更佳為90%以上，且例如未達100%。若獨立氣泡之比率高於上述下限，則可抑制因第1金屬層3及第2金屬層6之圖案化中使用之蝕刻液滲入至多孔質樹脂層4所引起之圖案精度之降低。
多孔質樹脂層4中之孔隙率例如為60%以上，更佳為70%以上，進而較佳為80%以上，尤佳為85%以上。再者，多孔質樹脂層4之孔隙率例如未達100%，進而為99%以下。孔隙率例如藉由多孔質樹脂層4之剖面SEM(scanning electron microscope，掃描式電子顯微鏡)照片之圖像解析而求出。或者，孔隙率藉由基於下述式之計算而求出。 孔隙率(%)＝(1－無孔樹脂層之比重/多孔質樹脂層之比重)×100
再者，式中，無孔樹脂層包含多孔質樹脂層4之材料，但並非多孔質，而係具有緻密質之膜。
若多孔質樹脂層4之孔隙率為上述下限以上，則多孔質樹脂層4可具有能夠充分地應對第五代(5G)之規格或高速FPC之低介電常數。具體而言，低介電基板材料1如上所述作為能夠充分地應對第五代(5G)之規格或高速FPC之基板材料變得有用。
多孔質樹脂層4中之孔隙10之平均直徑(即平均孔徑)例如為10 μm以下，且例如為0.1 μm以上。平均孔徑係藉由多孔質樹脂層4之剖面SEM照片之圖像解析而求出。圖像解析係對SEM像實施二值化，於識別孔隙10後，算出孔徑，並進行柱狀圖化。於圖像解析中，使用ImageJ作為解析軟體。
多孔質樹脂層4於頻率60 GHz下之介電常數係藉由孔隙率及如下所述之樹脂之種類而適當調整，具體而言，例如為2.5以下，較佳為2.0以下，且例如超過1.0。多孔質樹脂層4之介電常數係藉由使用頻率60 GHz之共振器法進行實際測定。
若多孔質樹脂層4之介電常數為上述上限以下，則低介電基板材料1變得具有低介電常數，因此可作為第五代(5G)之規格或高速FPC之基板材料而有效地使用。
作為多孔質樹脂層4之材料，並無特別限定，例如可列舉熱硬化性樹脂、熱塑性樹脂等樹脂。
作為熱硬化性樹脂，例如可列舉：聚碳酸酯樹脂、熱硬化性聚醯亞胺樹脂、熱硬化性氟化聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、聚矽氧樹脂、熱硬化性胺基甲酸酯樹脂、氟樹脂(含氟烯烴之聚合物(具體而言，聚四氟乙烯(PTFE)等))、液晶聚合物(LCP)等。該等可單獨使用或將2種以上併用。
作為熱塑性樹脂，例如可列舉：烯烴樹脂、丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚酯樹脂、聚丙烯腈樹脂、順丁烯二醯亞胺樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇樹脂、聚醯胺樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚縮醛樹脂、聚苯醚樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚芳碸樹脂、熱塑性聚醯亞胺樹脂、熱塑性氟化聚醯亞胺樹脂、熱塑性胺基甲酸酯樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚甲基戊烯樹脂、纖維素樹脂、液晶聚合物、離子聚合物等。該等可單獨使用或將2種以上併用。
上述樹脂中，就機械強度之觀點而言，較佳可列舉：聚醯亞胺樹脂(包含熱硬化性聚醯亞胺樹脂及熱塑性聚醯亞胺樹脂)、氟化聚醯亞胺樹脂(熱硬化性氟化聚醯亞胺樹脂及熱塑性氟化聚醯亞胺樹脂)、聚碳酸酯樹脂、聚醚醯亞胺樹脂。較佳可列舉聚醯亞胺樹脂。聚醯亞胺樹脂係包括於包含具有獨立氣泡結構之多孔質樹脂層4的低介電基板材料1之製作步驟，且最適於利用加壓(press)之積層的材料。再者，上述適宜之樹脂之物性及製造方法等之詳細情況例如記載於日本專利特開2018-021171號公報、日本專利特開2018-021172號公報等中。
多孔質樹脂層4可具有形成於其厚度方向一面及另一面之表層(未圖示)。
多孔質樹脂層4之厚度例如為2 μm以上，較佳為5 μm以上，且例如為1,000 μm以下，較佳為500 μm以下。
再者，多孔質樹脂層4以外之層具體而言第1金屬層3、接著層5(下文敍述)、第2金屬層6(下文敍述)、第1保護材2(下文敍述)及第2保護材7(下文敍述)均與多孔質樹脂層4不同，例如為無孔，即實質上不具有微細之孔隙而為緻密。
[接著層] 接著層5於多孔質樹脂層4之厚度方向一面具有沿面方向之片狀。
作為接著層5之材料，並無特別限定，可列舉熱熔型接著劑、熱硬化型接著劑等各種類型之接著劑，具體而言，可列舉丙烯酸系接著劑、環氧系接著劑、聚矽氧系接著劑等。接著層5之厚度例如為2 μm以上，較佳為5 μm以上，且例如為50 μm以下，較佳為25 μm以下，更佳為就降低低介電基板材料1之介電常數之觀點而言為10 μm以下。
[第2金屬層] 第2金屬層6具有於厚度方向上對向之一面及另一面，具有沿面方向延伸之片(板)狀。第2金屬層6之另一面經由接著層5而接著於多孔質樹脂層4之一面。第2金屬層6之材料及厚度與第1金屬層3之其等相同。
[積層材] 第1金屬層3、多孔質樹脂層4、接著層5及第2金屬層6構成積層材14。換言之，積層材14朝向厚度方向一側依序具備第1金屬層3、多孔質樹脂層4、接著層5及第2金屬層6。
積層材14之厚度T0係以滿足與下述第2保護材7之厚度T1之所期望之比之方式設定。具體而言，積層材14之厚度T0例如為1 μm以上，較佳為5 μm以上，且例如為10 μm以下，較佳為500 μm以下。
[第1保護材] 第1保護材2形成低介電基板材料1之厚度方向另一面。第1保護材2具有於厚度方向上對向之一面及另一面，具有沿與厚度方向正交之面方向延伸之片狀。第1保護材2之一面可剝離地接觸(密接)於第1金屬層3之另一面。
又，第1保護材2保護第1金屬層3。具體而言，第1保護材2係於將第1金屬層3圖案化之前被覆第1金屬層3，另一方面，於將第1金屬層3圖案化時自第1金屬層3剝離之剝離片材(第1剝離片材)。再者，如圖2所示，於將第1金屬層3圖案化而形成之另一側配線18(下文敍述)未配置第1保護材2。
第1保護材2係為了於工業上量產具備具有高孔隙率之多孔質樹脂層4之低介電基板材料1而設於低介電基板材料1之保護片材。
第1保護材2之材料並無特別限定，例如可列舉聚合物、金屬等。作為聚合物，例如可列舉：聚乙烯(PE)、聚丙烯等聚烯烴例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等聚酯等。作為金屬，例如可列舉：鋁、鐵、合金(不鏽鋼等)。
作為第1保護材2之材料，較佳可列舉聚合物。第1保護材2之厚度例如為1 μm以上，較佳為10 μm以上，且例如為2,000 μm以下，較佳為1,000 μm以下。
[第2保護材] 第2保護材7形成低介電基板材料1之厚度方向一面。第2保護材7具有於厚度方向上對向之一面及另一面，具有沿與厚度方向正交之面方向延伸之片狀。第2保護材7之另一面係與第2金屬層6之一面可剝離地接觸(密接)。
又，第2保護材7保護第2金屬層6。具體而言，第2保護材7係於將第2金屬層6圖案化之前被覆第2金屬層6，另一方面，於將第2金屬層6圖案化時如圖1之假想線所示自第2金屬層6剝離之剝離片材(第2剝離片材)。再者，如圖2所示，於將第2金屬層6圖案化而形成之一側配線17(下文敍述)未配置第2金屬層6。
第2保護材7係為了於工業上量產具備具有高孔隙率之多孔質樹脂層4之低介電基板材料1而與第1保護材2一起設於低介電基板材料1之保護片材。
第2保護材7之形狀、材料及厚度等與第1保護材2之其等相同。
低介電基板材料1之厚度係第1保護材2、第1金屬層3、多孔質樹脂層4、接著層5、第2金屬層6及第2保護材7之總厚度(即，積層材14、第1保護材2及第2保護材7之總厚度)，例如為10 μm以上，較佳為20 μm以上，更佳為200 μm以上，且例如為5,000 μm以下，較佳為2,000 μm以下。
[低介電基板材料之製造方法] 其次，對低介電基板材料1之製造方法進行說明。
再者，於一實施形態之低介電基板材料1之製造中，例如藉由輥對輥法將各構件一面搬送一面積層(形成)。
具體而言，首先，準備第1金屬層3。例如準備包含上述材料之箔(金屬箔)作為第1金屬層3。
繼而，於第1金屬層3之一面形成多孔質樹脂層4。例如於第1金屬層3之一面製作(形成)多孔質樹脂層4。
具體而言，首先，製備包含上述樹脂之前驅體、多孔化劑、成核劑及溶劑之清漆，繼而將清漆塗佈於第1金屬層3之一面而形成塗膜。清漆中之多孔化劑、成核劑及溶劑之種類及調配比率等例如記載於日本專利特開2018-021171號公報、日本專利特開2018-021172號公報等中。
尤其多孔化劑之質量份數(調配比率)相對於前驅體100質量份，較佳為20質量份以上，更佳為50質量份以上，且較佳為300質量份以下，更佳為250質量份以下。
成核劑係於使前驅體發泡(多孔化)時成為核之發泡成核劑(氣泡調整劑)。又，作為成核劑，除上述公報所記載之成核劑(PTFE等)以外，亦可列舉聚(氯三氟乙烯)等氟樹脂(含氟烯烴之聚合物)、以及含有(甲基)丙烯酸酯及上述含氟烯烴作為單體單元之共聚物等。
成核劑於常溫(23℃)下例如可為固體狀、液體狀、半固體狀之任一者，較佳為固體狀。若成核劑於常溫下為固體狀，則作為成核劑之形狀，例如可列舉：大致球形狀、大致板形狀、大致針形狀、不定形狀(包括塊狀)，較佳可列舉大致球形狀。
若成核劑於常溫下為固體狀，則成核劑之最大長度之平均值(若為大致球形狀，則為平均粒徑)例如為2,000 nm以下，較佳為1,000 nm以下，且例如為1 nm以上。
又，成核劑亦可以預先分散於溶劑(PTFE)中之漿料之形式製備。
其後，藉由利用加熱對塗膜進行乾燥，而一面進行溶劑之去除一面形成以成核劑為核之前驅體與多孔化劑之相分離結構。
其後，例如藉由使用超臨界二氧化碳作為溶劑之超臨界萃取法，自前驅體萃取(提取或去除)多孔化劑。
其後，使前驅體硬化而形成樹脂及具有多孔之樹脂，具體而言形成多孔質樹脂層4。
其後，將接著層5配置於多孔質樹脂層4之一面。例如將接著劑塗佈於多孔質樹脂層4之一面，或者將由接著劑預先形成為片狀之接著層5貼於多孔質樹脂層4之一面。
繼而，將第2金屬層6配置於接著層5之一面。例如將包含上述材料之箔(金屬箔)貼附於接著層5之一面。
其後，將第1保護材2配置於第1金屬層3之另一面，並且將第2保護材7配置於第2金屬層6之一面。再者，亦可將預先配置有第2保護材7之第2金屬層6貼合於接著層5。
藉此，製造低介電基板材料1。
該低介電基板材料1之用途例如可列舉各種用途，較佳為用於適配於第五代(5G)之規格之高頻天線或高速傳輸基板(高速傳輸FPC等)之製造。具體而言，低介電基板材料1可用作高頻天線或高速FPC之基板材料。
於將低介電基板材料1用於上述用途之情形時，如圖1之假想線及其箭頭所示，例如，首先將第2保護材7自第2金屬層6剝離而使第2金屬層6之一面露出。再者，於將第2保護材7自第2金屬層6剝離之前，預先於低介電基板材料1之端部之第2保護材7與第2金屬層6之間，設置成為第2保護材7之剝離起點之切縫(間隙)，並且抓持第2保護材7之端部。然後，抓持第2保護材7之端部，一面將其向厚度方向一側提拉，一面將第2保護材7自第2金屬層6剝離。
繼而，藉由光微影法(例如減成法)將第2金屬層6如圖2所示圖案化，而形成例如信號配線(差動配線等)或天線配線等一側配線17。
其後，將第1保護材2自第1金屬層3剝離而使第1金屬層3之另一面露出，繼而，藉由光微影法將第1金屬層3圖案化而形成例如接地配線等另一側配線18。
藉此，製造朝向厚度方向一側依序具備另一側配線18、多孔質樹脂層4、接著層5及一側配線17之圖案積層材13，將該圖案積層材13設於適配於第五代(5G)之規格之高頻天線或高速傳輸基板。
而且，該低介電基板材料1具有多孔質樹脂層4，於多孔質樹脂層4具有60%以上、更佳為70%以上、進而較佳為80%以上、尤佳為85%以上之較高之孔隙率之情形時，可具有充分低之低介電常數。具體而言，低介電常數例如為2.5以下，較佳為2.0以下。因此，低介電基板材料1可具有能夠應對第五代(5G)之規格之無線通信之天線基板或高速FPC的較低之介電常數。
又，低介電基板材料1由於具備第1金屬層3及第2金屬層6，故而可作為應對第五代(5G)之規格之天線或高速FPC之基板之配線而圖案化。具體而言，即便於工業上之蝕刻條件下將第1金屬層3及第2金屬層6圖案化，亦可以優異之精度形成能夠適配於第五代(5G)之天線或高速FPC之基板之配線。
又，於多孔質樹脂層4具有獨立氣泡結構，且獨立氣泡之比率超過50%、進而較高為80%以上、進而為90%以上之情形時，可抑制因圖案化中使用之蝕刻液之滲入所引起之圖案精度之降低。因此，低介電基板材料1作為能夠充分且確實地應對第五代(5G)之規格之無線通信或高速FPC之基板材料有用。
進而，低介電基板材料1由於具備相對於多孔質樹脂層4配置於厚度方向兩側之第1保護材2及第2保護材7，故而作為工業上之製造條件，即便於在厚度方向上重疊地製造低介電基板材料1之情形時，第1保護材2及第2保護材7亦會抑制因多孔質樹脂層4在厚度方向上被按壓而導致孔隙率增大之情況，因此，可充分地確保多孔質樹脂層4之低介電常數。其結果為，低介電基板材料1可以低成本量產化，並且作為具有能夠充分地應對第五代(5G)之規格或高速FPC之較低之介電常數的基板材料有用。
再者，若多孔質樹脂層4之孔隙率為上述上限以下，則多孔質樹脂層4可確保充分之機械強度。
＜顯著之特徵方面＞ 其次，參照圖1對該低介電基板材料1之顯著之特徵方面進行詳細說明。再者，圖1中，於符號之加括號處，自H開始者意指23℃下之該層之蕭氏D硬度。
第2保護材7之23℃之蕭氏D硬度H1與多孔質樹脂層4之23℃之蕭氏D硬度H2滿足下述式(1)，或第2保護材7之厚度T1與積層材14之厚度T0滿足下述式(2)。 H1＜H2            (1) T1＞0.5×T0      (2)
當至少第2保護材7之23℃之蕭氏D硬度H1與多孔質樹脂層4之23℃之蕭氏D硬度H2滿足式(1)時，第2保護材7於厚度方向上被充分地壓毀，藉此可抑制多孔質樹脂層4於厚度方向上被壓毀。其結果為，可抑制多孔質樹脂層4之介電常數增大。因此，該低介電基板材料1作為可適合於第五代(5G)之規格或高速FPC之基板材料極為有用。
再者，第1金屬層3、接著層5及第2金屬層6各者之蕭氏D硬度對包含其等之積層材14之蕭氏D硬度未顯示出較大之幫助。因此，積層材14之蕭氏D硬度與多孔質樹脂層4之蕭氏D硬度H2實質上相同。
於第2保護材7之蕭氏D硬度H1高於多孔質樹脂層4之蕭氏D硬度H2之情形時，於第2保護材7被壓毀之前，積層材14(實質上為多孔質樹脂層4)被壓毀，其結果為，孔隙率降低，多孔質樹脂層4之介電常數增大。如此，有作為可適合於第五代(5G)之規格或高速FPC之基板材料並不充分之情形。
又，於第2保護材7之蕭氏D硬度H1與多孔質樹脂層4之蕭氏D硬度H2相同之情形時，第2保護材7及多孔質樹脂層4被同樣地壓毀，結果無法抑制多孔質樹脂層4之介電常數之增大。如此，依然有作為可適合於第五代(5G)之規格或高速FPC之基板材料並不充分之情形。
但是，即便如上所述第2保護材7之蕭氏D硬度H1高於多孔質樹脂層4之蕭氏D硬度H2之情形、或第2保護材7之蕭氏D硬度H1與多孔質樹脂層4之蕭氏D硬度H2相同之情形時(即，不滿足上述式(1)之情形時)，只要滿足關於厚度之下述式(2)，則於製造步驟中，即便捲繞第2保護材7，亦可確保第2保護材7被壓毀之量而抑制多孔質樹脂層4被壓毀。因此，可將第2保護材7中之第2金屬層6及第1金屬層3以高精度形成為金屬圖案(圖2中之一側配線17及另一側配線18)。
又，由於抑制多孔質樹脂層4被壓毀，故而可抑制孔隙率之降低。藉此，可抑制積層材14中之多孔質樹脂層4之介電常數之增加，該低介電基板材料1可作為能夠適配於第五代(5G)之規格或高速FPC之基板材料變得極為有用。
又，第2保護材7之蕭氏D硬度H1與多孔質樹脂層4之蕭氏D硬度H2較佳為滿足下述式(1-1)，較佳為滿足下述式(1-2)，較佳為滿足下述式(1-3)，且例如滿足下述式(1-4)。 H1＜0.9×H2               (1-1) H1＜0.7×H2               (1-2) H1＜0.5×H2               (1-3) 0.001×H2＜H1       (1-4)
又，關於式(2)，於第2保護材7之厚度T1相對較薄之情形時，即便第2保護材7先被壓毀，其被壓毀之量(裕度)亦不充分，因此，於第2保護材7實質上被完全壓毀後，有積層材14被壓毀之情形。
但是，於該低介電基板材料1中，當至少第2保護材7之厚度T1與積層材14之厚度T0滿足式(2)時，第2保護材7之厚度T1大於積層材14之厚度T0之半值，因此可充分地確保第2保護材7被壓毀之量(裕度)。因此，於積層材14被壓毀之前，第2保護材7被充分地壓毀。因此，可抑制積層材14中之多孔質樹脂層4之介電常數之增加，該低介電基板材料1作為可適合於第五代(5G)之規格或高速FPC之基板材料極為有用。
又，於該低介電基板材料1中，第2保護材7之厚度T1與積層材14之厚度T0更佳為滿足下述式(2-1)，進而較佳為滿足下述式(2-2)，尤佳為滿足下述式(2-3)，且滿足下述式(2-4)，進而滿足下述式(2-5)。 T1＞0.75×T0              (2-1) T1＞0.9×T0                (2-2) T1＞T0                      (2-4) 1.25×T0＜T1＜10×T0  (2-5)
若第2保護材7及積層材14滿足上述式，則可進一步抑制積層材14中之多孔質樹脂層4之介電常數之增加，該低介電基板材料1作為可適合於第五代(5G)之規格或高速FPC之基板材料極為有用。
又，更佳為滿足式(1)及式(2)兩者。若滿足式(1)及式(2)兩者，則第2保護材7更充分地被壓毀。因此，可進一步抑制積層材14中之多孔質樹脂層4之介電常數之增加。
＜變化例＞ 其次，對一實施形態之變化例進行說明。於以下之各變化例中，對與上述一實施形態相同之構件及步驟標註相同之參照符號，並省略其詳細之說明。又，可將一實施形態及各變化例適當組合。進而，各變化例除特別記載以外，可發揮與一實施形態相同之作用效果。
於上述說明中，以輥對輥之方式製造低介電基板材料1，但並不限定於此，例如亦可藉由批次法(單片式)製造低介電基板材料1。
於一實施形態中，首先將第1保護材2自第1金屬層3剝離，其後將第2保護材7自第2金屬層6剝離，該順序可顛倒，又，亦可同時。
亦可對第2保護材7之一面及/或另一面進行剝離處理或黏著處理。再者，剝離層或黏著層之厚度設定為不會對第2保護材7之蕭氏D硬度H1造成實質性之變動之程度。
於一實施形態中，如圖1所示，接著層5介置於多孔質樹脂層4與第2金屬層6之間，但並不限定於此，例如雖未圖示，但亦可介置於第1金屬層3與多孔質樹脂層4之間。
於一實施形態中，作為本發明之保護材之一例，例示第2保護材7，且第2保護材7之蕭氏D硬度H1或厚度T1滿足上述式(1)或式(2)，例如作為保護材之一例，除第2保護材7以外，進而可例示第1保護材2。於該情形時，第1保護材2之蕭氏D硬度H3與多孔質樹脂層4之蕭氏D硬度H2滿足下述式(3)，或第1保護材2之厚度T1與積層材14之厚度T1滿足下述式(2)。 H3＜H2            (3) T1＞0.5×T0      (2)
第1保護材2之厚度T1與第2保護材7之厚度T1相同。
關於第1保護材2之蕭氏D硬度H3及多孔質樹脂層4之蕭氏D硬度H2，較佳為滿足下述式(3-1)，更佳為滿足下述式(3-2)，進而較佳為滿足下述式(3-3)，尤佳為滿足下述式(3-4)。 H3＜0.9×H2          (3-1) H3＜0.7×H2          (3-2) H3＜0.5×H2          (3-3) 0.001×H2＜H3       (3-4)
第1保護材2之蕭氏D硬度H3亦可與第2保護材7之蕭氏D硬度H1相同。
更佳為滿足式(3)及式(2)兩者。
再者，亦可對第1保護材2之一面及/或另一面進行剝離處理或黏著處理。再者，剝離層或黏著層之厚度設定為不會對第1保護材2之蕭氏D硬度H3造成實質性之變動之程度。
或者，於一實施形態中，低介電基板材料1具備第1保護材2，但亦可如圖3所示不具備第1保護材2而具備第2保護材7。
該低介電基板材料1具備積層材14與第2保護材7。具體而言，朝向厚度方向一側依序具備第1金屬層3、多孔質樹脂層4、接著層5、第2金屬層6及第2保護材7。
第1金屬層3朝向厚度方向另一側露出。再者，第1金屬層3之厚度方向另一面於低介電基板材料1在厚度方向上堆疊(積層)複數層時與第2保護材7之厚度方向一面接觸，即，由第2保護材7保護。
又，於一實施形態中，如圖1所示，低介電基板材料1具備接著層5，但亦可如圖4所示不具備接著層5。
於該低介電基板材料1中，積層材14朝向厚度方向一側依序具備第1金屬層3、多孔質樹脂層4及第2金屬層6。換言之，低介電基板材料1朝向厚度方向一側依序具備第1保護材2、第1金屬層3、多孔質樹脂層4及第2金屬層6。
進而，低介電基板材料1亦可如圖5所示不具備第1保護材2及第1金屬層3。該低介電基板材料1中，朝向厚度方向一側依序配置有具有多孔質樹脂層4及第2金屬層6之積層材14與第2保護材7。具體而言，低介電基板材料1朝向厚度方向一側依序具備多孔質樹脂層4、第2金屬層6及第2保護材7。
多孔質樹脂層4形成低介電基板材料1之厚度方向另一面，朝向厚度方向另一側露出。多孔質樹脂層4於低介電基板材料1在厚度方向上堆疊(積層)複數層時與第2保護材7之厚度方向一面接觸，即，由第2保護材7保護。
於圖5所示之變化例中，朝向厚度方向一側依序配置有積層材14及第2保護材7，但於圖6所示之變化例中，朝向厚度方向一側依序配置有作為保護材之一例之第1保護材2及積層材14。
如圖6所示，低介電基板材料1朝向厚度方向一側依序具備第1保護材2、多孔質樹脂層4及第2金屬層6。
於圖6所示之變化例中，第2金屬層6形成低介電基板材料1之厚度方向一面，朝向厚度方向一側露出。第2金屬層6於低介電基板材料1在厚度方向上堆疊(積層)複數層時與第1保護材2之厚度方向另一面接觸，即，由第1保護材2保護。
又，多孔質樹脂層4亦可包含2層或3層以上之複數層。 [實施例]
以下揭示實施例及比較例，進而具體地說明本發明。再者，本發明不受任何實施例及比較例限定。又，以下之記載中所使用之調配比率(含有比率)、物性值、參數等具體數值可替代為上述「實施方式」中記載之與其等對應之調配比率(含有比率)、物性值、參數等相應記載之上限(定義為「以下」、「未達」之數值)或下限(定義為「以上」、「超過」之數值)。
＜與圖3對應之低介電基板材料之製造＞ 實施例1 首先，準備包含銅之厚度12.5 μm之第1金屬箔3。
繼而，於日本專利特開2018-021172號公報之參考例所記載之聚醯亞胺前驅體溶液100質量份中，調配醯亞胺化觸媒(2-甲咪唑)4.2質量份、包含聚氧乙烯二甲基醚(日油公司製造 等級：MM400，重量平均分子量400)之多孔化劑200質量份、包含PTFE之平均粒徑1,000 nm以下之成核劑3質量份、及NMP(N-甲基吡咯啶酮)，而製備清漆。成核劑係對聚醯亞胺前驅體調配以預先分散於NMP之漿料之形式製備者而成。再者，清漆中之NMP之總調配份數係以包含上述漿料中所含者在內，相對於聚醯亞胺前驅體100質量份成為150質量份之方式進行調整。
將該清漆塗佈於第1金屬箔3之一面，於120℃下進行30分鐘乾燥而去除NMP，繼而，藉由超臨界萃取法去除多孔化劑，其後於真空下，於380℃下加熱2小時而進行醯亞胺化，從而於第1金屬箔3之一面形成包含聚醯亞胺之多孔質樹脂層4。
多孔質樹脂層4之厚度為120 μm。多孔質樹脂層4中之孔隙率為80%，平均孔徑為7 μm。又，多孔質樹脂層4於頻率60 GHz下之介電常數為1.5。進而，多孔質樹脂層4之蕭氏D硬度H2為47。
繼而，於多孔質樹脂層4之一面形成包含丙烯酸系接著劑且厚度5 μm之接著層5。
繼而，將包含銅之厚度12.5 μm之第2金屬層6接著至接著層5之厚度方向一面。
藉此，製作具備第1金屬層3、多孔質樹脂層4、接著層5及第2金屬層6之積層材14。積層材14之厚度T0為150 μm。
另外，準備2片第2保護材7。具體而言，各第2保護材7包含聚乙烯(PE)，且厚度為50 μm。2片第2保護材7之總厚度為100 μm。再者，另一側之第2保護材7之另一面藉由丙烯酸系黏著劑進行黏著處理。第2保護材7之蕭氏D硬度H1小於多孔質樹脂層4之蕭氏D硬度H2(47)，具體而言為40。
其後，將2片第2保護材7配置於第2金屬層6之厚度方向一面。
藉此，如圖6所示，製造於厚度方向一側依序為第1金屬箔3、多孔質樹脂層4、接著層5、第2金屬層6、第2保護材7之低介電基板材料1。
實施例2 將第2保護材7之厚度T1變更為50 μm，除此以外，以與實施例1相同之方式製造低介電基板材料1。具體而言，將第2保護材7設為1片。
實施例3 將第2保護材7之材料自聚乙烯變更為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，除此以外，與實施例1同樣地進行處理。
再者，第2保護材7之蕭氏D硬度H1大於多孔質樹脂層4之蕭氏D硬度H2，具體而言為78。
比較例1 將第2保護材7之材料自聚乙烯(PE)變更為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，除此以外，與實施例2同樣地進行處理。
＜與圖6對應之低介電基板材料之製造＞ 實施例4 將低介電基板材料1之層構成變更為圖3之層構成，即朝向厚度方向一側依序具備第1保護材2、多孔質樹脂層4及第2金屬層6之低介電基板材料1，除此以外，與實施例1同樣地進行處理。
實施例5 將低介電基板材料1之層構成變更為圖3之層構成，即朝向厚度方向一側依序具備第1保護材2、多孔質樹脂層4及第2金屬層6之低介電基板材料1，除此以外，與實施例2同樣地進行處理。
實施例6 將低介電基板材料1之層構成變更為圖3之層構成，即朝向厚度方向一側依序具備第1保護材2、多孔質樹脂層4及第2金屬層6之低介電基板材料1，除此以外，與實施例3同樣地進行處理。
比較例2 將低介電基板材料1之層構成變更為圖3之層構成，即朝向厚度方向一側依序具備第1保護材2、多孔質樹脂層4及第2金屬層6之低介電基板材料1，除此以外，與比較例1同樣地進行處理。
評價 對下述事項進行評價。將其結果示於表1～表2。
＜硬度＞ 第2保護材7之蕭氏D硬度H1、第1保護材2之蕭氏D硬度H3、及多孔質樹脂層4之蕭氏D硬度H2各者係使用蕭氏D硬度計(上島製作所股份有限公司製造)算出。
於測定第2保護材7之蕭氏D硬度H1時，將第2保護材7於厚度方向上重疊複數片至厚度成為3000 μm而製作積層體，於該積層體中，測定於寬度方向上分成四等份之3點，將其平均值設為蕭氏D硬度H1。
於測定第1保護材2之蕭氏D硬度H3時，將第1保護材2於厚度方向上重疊複數片至厚度成為3000 μm而製作積層體，於該積層體中，測定於寬度方向上分成四等份之3點，將其平均值設為蕭氏D硬度H1。
於多孔質樹脂層4之蕭氏D硬度H2之測定中，首先，自低介電基板材料1僅取出多孔質樹脂層4。具體而言，將第2金屬層6、接著層5、第1金屬層3等自積層材14剝離，而獲得多孔質樹脂層4。將該多孔質樹脂層4於厚度方向上重疊複數片至厚度成為3000 μm而製作積層體，於該積層體中，測定於寬度方向上分成四等份之3點，將其平均值設為蕭氏D硬度H2。
＜表面保護性＞ 於低介電基板材料1之厚度方向一面，使用COOLANT PROOF MICROMETER(Mitutoyo股份有限公司製造 MDC-25M)賦予10、15、20、30、40、50 μm之應變。於解除後，以目視確認、判斷一面上有無凹痕。上述複數個凹痕中，自較小之凹痕依序實施，若確認存在(殘留)凹痕，則不實施超過其之凹痕下之評價。
[表1]
表1
與圖3對應之低介電基板材料 表面保護性
層構成 第1金屬層/多孔質樹脂層/接著層/第2金屬層/第2保護材 滿足/不滿足式(1) 滿足/不滿足式(2) 10 μm 15 μm 20 μm 30 μm 40 μm 50 μm
實施例、比較例 第2保護材 第2保護材之蕭氏D硬度H1 多孔質樹脂層之蕭氏D硬度H2 積層材之厚度T0 H1＜H2 T1＞0.5×T0 賦予上述深度之凹痕後之凹痕之有無
材料 數量 厚度T1[μm] [μm]
實施例1 PE 2 100 40 47 150 滿足 滿足 無 無 無 無 無 有
實施例2 PE 1 50 40 47 150 滿足 不滿足 無 無 有 有 有 有
實施例3 PET 2 100 78 47 150 不滿足 滿足 無 無 有 有 有 有
比較例1 PET 1 50 78 47 150 不滿足 不滿足 無 有 有 有 有 有
[表2]
表2
與圖6對應之低介電基板材料 表面保護性
層構成 第2金屬層/多孔質樹脂層/第1保護材 滿足/不滿足式(3) 滿足/不滿足式(2) 10 μm 15 μm 20 μm 30 μm 40 μm 50 μm
實施例、比較例 第1保護材 第1保護材之蕭氏D硬度H3 多孔質樹脂層之蕭氏D硬度H2 積層材之厚度T0 H3＜H2 T1＞0.5×T0 賦予上述深度之凹痕後之凹痕之有無
材料 數量 厚度T1[μm] [μm]
實施例4 PE 2 100 40 47 142.5 滿足 滿足 無 無 無 無 無 有
實施例5 PE 1 50 40 47 142.5 滿足 不滿足 無 無 無 有 有 有
實施例6 PET 2 100 78 47 142.5 不滿足 滿足 無 無 無 有 有 有
比較例2 PET 1 50 78 47 142.5 不滿足 不滿足 無 有 有 有 有 有
再者，上述發明係作為本發明例示之實施形態提供，但其僅為例示，並非限定性地進行解釋。該技術領域之業者明確之本發明之變化例包含於下述申請專利範圍中。 [產業上之可利用性]
該低介電基板材料1較佳為用於適配於第五代(5G)之規格之高頻天線或高速傳輸基板之製造。
1:低介電基板材料 2:第1保護材 3:第1金屬層 4:多孔質樹脂片材 5:接著層 6:第2金屬箔 7:第2保護材 13:圖案積層材 14:積層材 17:一側配線 18:另一側配線 H1:第2保護材之蕭氏D硬度 H2:多孔質樹脂層之蕭氏D硬度 H3:第1保護材之蕭氏D硬度 T0:積層材之厚度 T1:第2保護材之厚度
圖1表示本發明之低介電基板材料之一實施形態之剖視圖。 圖2表示由圖1所示之低介電基板材料獲得之圖案積層材之剖視圖。 圖3表示低介電基板材料之變化例(不具備第1保護材之態樣)之剖視圖。 圖4表示低介電基板材料之變化例(不具備接著層之態樣)之剖視圖。 圖5表示低介電基板材料之變化例(不具備第1保護材而具備第2保護材及積層材之態樣)之剖視圖。 圖6表示低介電基板材料之變化例(不具備第2保護材而具備第1保護材及積層材之態樣)之剖視圖。
1:低介電基板材料
2:第1保護材
3:第1金屬層
4:多孔質樹脂片材
5:接著層
6:第2金屬箔
7:第2保護材
14:積層材
H1:第2保護材之蕭氏D硬度
H2:多孔質樹脂層之蕭氏D硬度
H3:第1保護材之蕭氏D硬度
T0:積層材之厚度
T1:第2保護材之厚度

Claims (3)

  1. 一種低介電基板材料，其特徵在於： 於厚度方向上依序具備多孔質樹脂層及金屬層， 進而具備配置於上述多孔質樹脂層及上述金屬層之任一者之表面之保護材，且 上述保護材之23℃之蕭氏D硬度H1與上述多孔質樹脂層之23℃之蕭氏D硬度H2滿足下述式(1)，或者 上述保護材之厚度T1與具備上述多孔質樹脂層及上述金屬層之積層材之厚度T0滿足下述式(2)， H1＜H2       (1) T1＞0.5×T0      (2)。
  2. 如請求項1之低介電基板材料，其滿足上述式(1)及上述式(2)兩者。
  3. 如請求項1之低介電基板材料，其中上述多孔質樹脂層之孔隙率為60%以上。
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