WO2007066788A1

WO2007066788A1 - 弗素樹脂積層基板

Info

Publication number: WO2007066788A1
Application number: PCT/JP2006/324615
Authority: WO
Inventors: Akira Tomii; Takayoshi Ohno; Etsuya Taki
Original assignee: Junkosha Inc.; Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2007-06-14
Also published as: CN101322449A; JP2007157965A; DE112006003305T5; KR20080074154A; TW200740308A; US20080311358A1; JP4545682B2

Abstract

本発明による弗素樹脂積層基板は、回路パターンが形成される複数の基板と、　前記複数の基板を接着する接着層と、　を備えた弗素樹脂積層基板であって、　前記基板は、第１の弗素樹脂混合体を補強繊維シートに含浸させて形成したプリプレグから成り、　前記接着層は、第２の弗素樹脂混合体のフィルムから成り、　前記第２の弗素樹脂混合体は、前記第１の弗素樹脂混合体より融点の低い、熱溶融性を有する弗素樹脂混合体であることを特徴とする。

Description

明細書弗素樹脂積層基板技術分野

本発明は、弗素樹脂からなる回路基板を多層化した弗素樹脂積層基板に関する。背景技術

回路基板のひとつである多層配線構造を有する電子回路用基板、所謂多層基板（積層基板）には、基板にポリテトラフルォロェチレン（以下、 PTFEという）を材料として使用しているものがある（特開 2000— 286560号公報参照）。これは、ガラスクロスあるいはァラミド繊維の不織布に PTFE材料を含浸させたプリプレダをシート化し、このシートと PTFEフィルムとを積層して基板を形成し、その上に導電パターンを形成する。そして、この基板を複数枚、各基板の間にテ卜ラフルォロエチレン · エチレン共重合体（以下、 E / TFEという）からなる接着フィルムを挿入した状態で重ねて熱プレスすることによって多層基板としている。この多層基板は、弗素樹脂の誘電率及び誘電正接が低いという特性を利用しており、これにより良好な電気特性を得ると共に高周波の損失を低減させることができる

発明の開示

上述した多層基板では、基板に PTFEを材料として使用し、基板同士を接着する接着フィルムとして、熱溶融する E Z TFEを使用している。そして、熱プレスによって E Z TFEが溶融し、基板同士を接着して基板を多化している。

しかしながら、この多層基板では、基板材料となっている PTFEが

、耐熱性を有しているものの、接着性を有していないため、熱プレスによつて多層化した場合、 E Z TFEの接着力のみで基板同士を接着することになる。このため、基板同士の接着力が弱く、外部からの応力などによ Ό剥がれてしまう虞があった。

一方、上記の問題を解消する多層基板として、基板の材料に、 ΡΤ

FEの代わりに、熱溶融性があるテトラフルォロエチレン一パーフルォロアルキルビニルエーテル共重合体（以下、 PFAという）を使用し、基板同士を接着する接着性フィルムにも、 PFAを使用する多層基板が考えられる。これにより、基板と接着性フィルムとが、熱溶融性の同じ弗素樹脂からなることから、熱プレスによって接着させた場合、多層基板は、強固な接着力を得ることが可能となる。また、 PFAは、熱溶融性を有しているため、 PTFEを使用した場合に比べて、基板として形成するのが比較的容易な場合がある。

しかしながら、基板と接着フィルムとに、 PFAを使用した場合、強固な接着力を得ることは可能となるが、 PFAの融点が同一であるため、熱プレスによって接着する際に、基板内部の PFAも溶融してしまい、基板の変形、ずれを生じることなく、多層化することが難しい。

本発明は、上記のような種々の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、基板の変形、ずれを可能な限り抑えつつ、接着強度を向上させた弗素樹脂積層基板を提供することにある。

上記目的達成のため、本発明の弗素樹脂積層基板では、回路パ夕ーンが形成される複数の基板と、前記複数の基板を接着する接着層と、を備えた弗素樹脂積層基板であって、前記基板は、第 1 の弗素樹脂混合体を補強繊維シ一卜に含浸させて形成したプリプレダから成り記接着層は、第 2の弗素樹脂混合体のフィルムから成り、

HU 己第 2 の弗素樹脂混合体は、前記第 1 の弗素樹脂混合体より融点の低い熱溶融性を有する弗素樹脂混合体であることを特徴としている o れにより、基板と接着層とが、それぞれ熱溶融性の弗素樹脂を含むこととなり、さらに、基板に含まれる弗素樹脂より、接着層に含まれる弗素樹脂の方が低い温度で熱溶融することになる。そのため熱プレスによって基板を接着した場合、接着層が溶融を始めてち基板は溶融をせず、その形状を維持することが可能となる

。そして、基板の変形、ずれを可能な限り抑え、強固な接着力を有する弗樹脂積層基板を提供することが可能となる。

また本発明の弗素樹脂積層基板では、前記第 1 の弗素樹脂混合体は官能基を有するテトラフルォロエチレン一パーフルォロアルキルビ一ルエーテル共重合体（PFA) と、液晶ポリマー樹脂（LCP) と、官能基を有しないテトラフルォロエチレン一パーフルォロアルキルビ一ルエーテル共重合体（PFA) とを含むことを特徴としてい

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•S) o れにより、基板には、熱溶融性の PFAが含浸されることとなのため、基板と接着層との間で強固な接着性を有することが可能となり、さらに、可撓性を有する基板とすることが可能となる o

また本発明の弗素樹脂積層基板では、前記第 2の弗素樹脂混合体は官能基を有するテトラフルォロエチレンフルォロアルキルビ一ルエーテル共重合体（PFA) と、液晶ポリマー樹脂（LCP) と、官能基を有しないテトラフルォロエチレン—へキサフルォロプロピレン共重合体（FEP) とを含むことを特徴としている。これにより、接着層には、 PFAより融点の低い FEPが含まれることとなる。このため、基板を積層する際に、接着層が溶融を始めても基板に溶融、含浸された PFAは溶融せず、基板の変形、ずれを抑えた状態で、基板を接着させることが可能となる。そして、基板の変形、ずれを可能な限り抑え、強固な接着力を有する弗素樹脂積層基板を提供することが可能となる。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の実施形態に係る弗素樹脂積層基板 1 の概略断面図である。

図 2は、弗素樹脂積層基板 1 を形成する工程を示した図である。図 3は、弗素樹脂積層基板 1 の変形、ずれを調べるための試験片の概要図である。

図 4は、弗素樹脂積層基板 1 のための試験の結果を示す図である

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の成立に必須であるとは限らない。

図 1 は、本発明の実施形態の特徴的な弗素樹脂積層基板 1 の断面図である。図 1 に示すように、本実施形態の弗素樹脂積層基板 1 は、 2枚の CCL (Copper Clad Lminate) 10 (基板）と、弗素樹脂接着性フィルム 11 (接着層）とを備えており、 CCL10には、銅箔の回路パターン 12が形成されている。そして、この CCL10を、弗素樹脂接着性フィルム 11を間に介して、例えば 2枚の CCL10 (本実施形態では 2枚）を接着することによって、本実施形態の弗素樹脂積層基板 1 は形成されている。

CCL10は、基板用弗素樹脂混合体（第 1 の弗素樹脂混合体）をシート化して、基板用弗素樹脂混合体シート 16を作成し、この基板用弗素樹脂混合体シート 16と、ガラスクロスあるいはァラミド繊維の不織布等の補強繊維シート 15と、銅箔とを積層し、加熱処理を行つて基板として形成したものである。本実施形態では、基板用弗素樹脂混合体シート 16と、補強材となるガラスクロスによって作成された補強繊維シート 15とを重ね、さらに、銅箔 12aを重ねて加熱処理を行い、基板用弗素樹脂混合体シート 16を補強繊維シート 15に溶融、含浸させて重ねられた銅箔 12aを接着し、形成したものである。この基板用弗素樹脂混合体シート 16は、熱溶融性と接着性とを有する弗素樹脂である PFAを含む弗素樹脂混合体であり、官能基を有する PFA 1〜20mass%、液晶ポリマー（以下、 LCPとする） l〜 15mass %、官能基を有しない PFA65〜98mass%、という比率で混合したものである。そして、この基板用弗素樹脂混合体を厚さ 10〜 50 mのシートとして押し出し成型したシートを、本実施形態の CCL10では、前述したように、基板用弗素樹脂混合体シート 16として用いている。

なお、本願の官能基を有する PFAは、側鎖官能基又は側鎖に結合した官能基を有する PFAを意味し、官能基にはエステル、アルコ一ル、酸（炭酸、硫酸、燐酸を含む）、塩及びこれらのハロゲン化合物が含まれる。その他の官能基には、シァネード、カーバメート、二トリル等が含まれる。使用することができる特定の官能基には、「- S0₂F」、「- CN」、「- C00H」及び「- CH₂-Z」（ Zは「-0H」、 Γ-OCNJ 、「- 0- (C0)_NH₂」又は「- OP (0) (OH) ₂」である。）が含まれる。好ましい官能基には、「- S0₂F」及び「- CH₂- Z」（ Zは「-0H 」、「- 0- (C0)-NH₂」又は「-0P (0) (0H)₂」である。）が含まれる。

Γ-Zj を「-0H」、「- 0- (C0)-NH₂」又は「- 0P (0) (0H)₂」とする官能基「- CH₂-Z」が特に好ましい。弗素樹脂接着フィルム 11は、接着用弗素樹脂混合体（第 2 の弗素樹脂混合体）をフィルム化したものである。この接着用弗素樹脂混合体は、熱溶融性と接着性とを有する弗素樹脂であるテトラフルォ口エチレン一パーフルォロアルキルビニルエーテル共重合体（PFA ) を含む弗素樹脂混合体であり、官能基を有する PFAO. l〜 10mass% 、 LCPO. 5〜20mass%、官能基を有しない FEP70〜 99· 4 %、という比率で混合したものを 10〜50^ ηιのフィルムとして押し出し成型したものである。次に弗素樹脂積層基板 1 を形成する方法について図 1 及び図 2 を参照して詳細に説明する。

図 2 は、本実施形態の弗素樹脂積層基板 1 を形成する工程を示した図である。弗素樹脂積層基板 1 の CCL10は、図 2 ( a ) に示すように、基板用弗素樹脂混合体シート 16と繊維補強シート 15と銅箔 12 a とを積層して加熱処理を行うことにより形成される。なお、この CCL10は、繊維補強シート 15の両面に基板用弗素樹脂混合体シート 1 6を張り合わせて加熱処理することにより、この補強繊維シート 15 に基板用弗素樹脂混合体を溶融、含浸させてプリプレダを作成し、その上から銅箔 12 aを接着することによって形成しても構わない。このようにして形成された CCL10は、次に、図 2 ( b ) に示すように、銅箔 12 a にエッチング処理が施されて回路パターン 12が形成され、さらに必要に応じてスルホールが形成される。そして、 CCL 10 は、電気的な多層間接続を行うことが可能となる。そして、このパターニングされた CCL10を、図 2 ( c ) に示すように、少なくとも 2枚、間に弗素樹脂接着性フィルム 11を介して積層し、熱プレスによって接着することにより、図 2 ( d ) に示す多層化された弗素樹脂積層基板 1 を形成する。なお、必要に応じて、各層間の回路パ夕ーン 12を電気的に接続するために、スルホールを形成することも可能である。これにより、本実施形態の弗素樹脂積層基板 1 は、回路パターン 12を弗素樹脂接着フィルム 11を介して積層された全弗素の可撓性を有する多層基板となり、その結果誘電率及び誘電正接が低いという弗素樹脂の特性を備えた多層基板となる。そして、接着性を有する弗素樹脂のみで基板を形成し、多層化しているため、銅箔の接着性等がよく、本実施形態の弗素樹脂積層基板 1 の接着力も強固になつている。

なお、本実施形態の弗素樹脂積層基板 1 では、 CCL10を、補強繊維シート 15であるガラスクロスに基板用弗素樹脂混合体シート 16と銅箔 12 a とを重ねて、加熱処理を行うことにより、 CCL10として形成していたが、本実施形態の CCL 10はこの態様に限定されるものではない。例えば、プリプレダを複数枚重ねて多層化したものを使用しても良く、また、補強繊維シート 15もガラスクロスではなく、例えばァラミド繊維不織布でも構わない。

また、本実施形態の弗素樹脂積層基板 1 では、接着用弗素樹脂混合体からなる弗素樹脂接着性フィルム 11の溶融温度が、 CCL10に使用される基板用弗素樹脂混合体シート 16より溶融温度が低い為、 CC U0を弗素樹脂接着性フィルム 11を介して多層化する際に、 CCL10の変形、ずれを抑えることが可能となっている。次に、この変形、ずれを抑える効果について、試験を行ったので、その試験と結果について図 3 , 4を用いて詳細に説明する。

図 3 は、本実施形態の弗素樹脂積層基板 1 の変形、ずれを調べるために行った試験の態様図であり、図 4は、この試験結果を示す表である。図 3 には、この試験で使用する試験片 2の重ね合わせ方が示されており、図 4には、この試験のプレス温度、プレス圧力、プレス時間等の条件と、その条件で試験片 2 を接着した際の試験片 2 の厚み変化が示されている。図 3 に示すように、この試験で使用する試験片 2 は、試験用 CCL2 0を基材として、これに試験用接着フィルム 21を上下から重ね合わせ、さらにその試験用接着フィルム 21の上に試験用銅箔 22を重ねたものである。なお、この試験用 CCL20と、試験用接着フィルム 21とは、本実施形態の CCL10、弗素樹脂接着フィルム 11と同じ材質のものを使用する。また、試験片 2 に使用される試験用 CCL20は、厚さ 4 O m, 試験用接着フィルム 21は、厚さ 30 m、試験用銅箔 22は、厚さ 18 mのものをそれぞれ使用している。

そして、図 4 に示すように、条件を変えてこの試験片 2 を熱プレスによって弗素樹脂積層基板として形成し、その時の厚み変化を調ベる。なお、この試験では比較の為に、試験用接着フィルム 21に基板用弗素樹脂混合体シート 16を使用した試験片 2 の試験結果も記載している。

図 4に示されているように、試験用接着フィルム 21に接着用弗素樹脂混合体を使用した試験片 2では、試験用接着フィルム 21に基板用弗素樹脂混合体シート 16を使用した試験片 2 に比べて、試験用 CC L20の厚み変化が、小さくなつており、標準偏差に関しても値は小さくなつている。これは、試験用接着フィルム 21に基板用弗素樹脂混合体シート 16を使用した場合、試験片 2 を接着させる際に、試験用 CCL20内部の基板用弗素樹脂混合体が溶融する温度までプレス温度を上げないと接着ができないためであり、これによつて、試験用 CCL20内部の基板用弗素樹脂混合体が溶融してしまうためである。従って、弗素樹脂接着フィルム 11に接着用弗素樹脂混合体を使用している本実施形態の弗素樹脂積層基板 1 では、 CCL10の変形、ずれを抑えることが可能となる。

また、試験用接着フィルム 21に接着用弗素樹脂混合体を使用した場合、プレス温度 260t：、プレス圧力 3 MPaで、 10分プレスを行った場合より、プレス温度 280 、プレス圧力 I MPaで、余熱時間 18分およびプレス時間 2分のプレスを行った場合の方が、標準偏差の値が小さくなつている。このことから、本実施形態の弗素樹脂積層基板 1 では、 CCL 10の変形、ずれを抑えるには、プレス圧力を変更するより、プレス温度とプレス時間を変更した方が効果的であると推測される。

以上、本実施形態の弗素樹脂積層基板 1 では、回路パターン 12が形成される複数の CCL 10と、上記複数の CCL 10を接着する弗素樹脂接着性フィルム 1 1と、を備えた弗素樹脂積層基板 1 であって、上記 L 10は、基板用弗素樹脂混合体シート 16を補強繊維シート 15に含浸させて形成したプリプレダから成り、上記弗素樹脂接着性フィルム 1 1は、接着用弗素樹脂混合体のフィルムから成り、接着用弗素樹脂混合体は、基板用弗素樹脂混合体シート 16の基板用弗素樹脂混合体より融点の低い、熱溶融性を有する弗素樹脂混合体であることを特徴としている。これにより、 CCL 10と弗素樹脂接着フィルム 1 1とが、それぞれ熱溶融性の弗素樹脂を含むこととなり、さらに、 CCL 10 に含まれる基板用弗素樹脂シート 16の基板用弗素樹脂混合体より、弗素樹脂接着フィルム 1 1に含まれる接着用弗素樹脂混合体の方が低い温度で熱溶融することになる。そのため、熱プレスによって CCL 1 0を接着した場合、弗素樹脂接着フィルム 1 1が溶融を始めても、 CCL 10の基板用弗素樹脂混合体は溶融をせず、その形状を維持することが可能となる。そして、 CCL 10の変形、ずれを可能な限り抑え、強固な接着力を有する弗素樹脂積層基板 1 を提供することが可能となる。

また、本実施形態の弗素樹脂積層基板 1では、上記基板用弗素樹脂混合体シート 16は、官能基を有する PFAと、 LCPと、官能基を有しない PFAとを含むことを特徴としている。これにより、 CCL 10には、熱溶融性の PFAを含んだ基板用弗素樹脂混合体が含浸されることとなる。このため、 C CL 10と弗素樹脂接着フィルム 1 1との間で強固な接着性を有することが可能となり、可撓性を有する基板とすることができる。

また、本実施形態の弗素樹脂積層基板では、上記接着用弗素樹脂混合体は、官能基を有する PFAと、 LCPと、官能基を有しない FEPとを含むことを特徴としている。これにより、弗素樹脂接着フィルム 1 1には、基板用弗素樹脂混合体シート 16の基板用弗素樹脂混合体に含まれる PFAより融点の低い FEPを含んだ接着用弗素樹脂混合体が含まれることとなる。このため、弗素樹脂接着フィルム 1 1が溶融を始めても CCL 10に含浸された基板用弗素樹脂混合体は溶融せず、基板の変形、ずれを抑えた状態で、 CCL 10同士を接着させることが可能となる。そして、 CCL 10の変形、ずれを可能な限り抑え、強固な接着力を有する弗素樹脂積層基板 1 を提供することが可能となる。産業上の利用可能性

回路基板を備えた機器であれば、どのような機器でも適応可能である。例えば、計算機、コンピュータ等の電子機器でも適用可能であり、さらに、自動車、飛行機等の制御機器を狭小部に搭載する必要のある機械の制御回路にも適応可能である。

Claims

1 . 回路パターンが形成される複数の基板と、

前記複数の基板を接着する接着層と、

を備えた弗素樹脂積層基板であって、

前記基板は、第 1 の弗素樹脂混合体を補強繊維シートに含浸させ青

て形成したプリプレダから成り、

前記接着層は、第 2 の弗素樹脂混合体のフィルムから成り、前記第 2 の弗素樹脂混合体は、の前記第 1 の弗素樹脂混合体より融点の低い、熱溶融性を有する弗素樹脂混合体であることを特徴とする弗素樹脂積層基板。囲

2 . 前記第 1 の弗素樹脂混合体は、官能基を有するテトラフルォ口エチレン—パーフルォロアルキルビニルエーテル共重合休（ PFA ) と、液晶ポリマー樹脂（LCP) と、官能基を有しないテトラフルォロエチレン一パーフルォロアルキルビニルエーテル共重合体（PF Α) とを含むことを特徴とする請求項 1 に記載の弗素樹脂積層基板

3 . 前記第 2 の弗素樹脂混合体は、官能基を有するテトラフルォ口エチレン一パーフルォロアルキルビニルエーテル共重合体（PFA ) と、液晶ポリマー樹脂（LCP) と、官能基を有しないテトラフルォロエチレン一へキサフルォロプロピレン共重合体（FEP) とを含むことを特徴とする請求項 1 又は 2 に記載の弗素樹脂積層基板。