(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂、ゴム及び充填材を含んで構成される多層印刷回路基板の絶縁層を形成する絶縁フィルムにおいて、
前記絶縁フィルムはデスミア処理される第１コーティング層及びデスミア処理されない第２コーティング層を有し、
前記第１コーティング層は第１コーティング層の総重量を基準として、エポキシ樹脂１０〜８０重量％、ゴム１０〜８０重量％及び充填材０.１〜４０重量％を含み、第２コーティング層は第２コーティング層の総重量を基準として、エポキシ樹脂２０〜９０重量％、ゴム１〜２０重量％及び充填材０．１〜３０重量％を含んで構成され、第１コーティング層中のゴム含量は第２コーティング層中のゴム含量より多く、第１コーティング層中の充填材含量は第２コーティング層中の充填材含量より多く、第１コーティング層中のエポキシ樹脂含量は第２コーティング層中のエポキシ樹脂含量より少ないことを特徴とする絶縁フィルム。
【請求項２】
前記第１コーティング層／第２コーティング層の厚さ比は０.１〜１.０であることを特徴とする請求項１記載の絶縁フィルム。
【請求項３】
前記エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡやビスフェノールＦなどのビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂及びクレゾールノボラックエポキシ樹脂、臭素化されたビスフェノール型エポキシ樹脂、及び臭素化されたフェノキシエポキシ樹脂のいずれか単独或いはこれら二種以上の混合物から選択されることを特徴とする請求項１記載の絶縁フィルム。
【請求項４】
前記ゴムは、ポリブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム変性エポキシ樹脂、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、及びアクリロニトリルポリブタジエンゴム変性エポキシ樹脂のいずれか単独或いはこれら二種以上の混合物であることを特徴とする請求項１記載の絶縁フィルム。
【請求項５】
前記充填材は、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化珪素粉末、無定形シリカ、タルク、粘土及びマイカ粉末のいずれか単独或いはこれら二種以上の混合物であることを特徴とする請求項１記載の絶縁フィルム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の絶縁フィルムを含む多層印刷回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は接着強度が改善された絶縁フィルム及びこれを含む印刷回路基板に係り、より詳しくはビルドアップ(build-up)法による多層印刷回路基板を製作する際に絶縁層とメッキ層との接着強度を増大させるために絶縁層を形成する絶縁フィルムのうち、ＣＣＬに接する部分の成分組成と、デスミア処理されてメッキ層に接する部分の成分組成とを異にする絶縁フィルム及びこれを含む印刷回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、小型化、高周波化、デジタル化される電子機器の趨勢に伴って、部品と基板の高集積化及び高密度化が要求される。従来では、多層印刷基板製造の際、ガラス繊維(glass cloth)にエポキシ樹脂を含浸させて半硬化させたプリプレグを、回路付き内層回路基板上に積層する方式が用いられてきた。しかし、このような方法は、大規模設備などによって多くの費用がかかり、熱と圧力の下で成形するのに長時間がかかる。更に、外層上の貫通孔(through-hole)メッキによって銅の厚さが厚くなり、微細なパターンの形成が難しく且つ誘電率が高い。
【０００３】
かかる問題を解決するために、内層回路基板の導体層上に絶縁層と伝導層を交互に積層して基板を製造するビルドアップ法が用いられてきた。従って、最近の基板製造の趨勢は、ビルドアップ法によってバイアホール(via hole)を形成して配線の密度を増加させる、一方、レーザ加工などによって回路形成を高密度化及び薄板化している。
【０００４】
多層ビルドアップ基板の絶縁層として、以前は液状絶縁樹脂及び感光性絶縁樹脂が主に用いられてきたが、基板製造時に絶縁層に不規則なステップカバレージが形成され、材料選定が制限されるという問題点があった。従って、最近は半固状のドライフィルム(dry film)型絶縁フィルム材料を用いた絶縁層の形成をより好んでいる。
【０００５】
液状絶縁樹脂の場合、絶縁層はコーティング工程によって容易に形成することができるが、基質への塗布の際に気泡発生など不均一な絶縁膜が形成されてステップカバレージが発生し、且つ断面加工によって生産性が低下する。
【０００６】
感光性絶縁樹脂は、一括して多数のホールを形成することができるが、価格が高く、量産工程でバイアホールの大きさをより微細化するのに限界（最小８０μｍ）がある。
【０００７】
ドライフィルム型絶縁樹脂は、絶縁層の厚さ調節が容易であり、基板の薄板化及び両面同時加工を行うことができるから、工程効率が良好である。更に、レーザで加工することができるため、微細ホール（５０μｍ以下）を形成することができる。しかし、絶縁層と伝導層間の接着強度が十分でないという問題点がある。
【０００８】
ひいては、銅メッキの前処理工程として、ドリリング(drilling)時の樹脂のスミア(smear)を除去して内層回路と外層回路が円滑に接続（メッキ）され、樹脂表面に凸凹(roughness)を形成して絶縁層に対するメッキ層の密着強度を増大させるデスミア工程が行われる。デスミア工程では絶縁層を過マンガン酸塩、ビクロメート、過酸化水素などの酸化剤でスウェリング(swelling)することにより、絶縁層内部の充填材が除去されて絶縁層の表面に粗い凸凹が形成される。したがって、電解または無電解メッキの際にメッキ層が絶縁層に形成された凸凹の間に染み込んでメッキ層と絶縁層間の接着強度が向上する。
【０００９】
最近、日本の味の素社の米国特許第６，１３３，３７７号は、ドライフィルム型絶縁樹脂を製造するに際して、トリアジン環(triazine ring)構造を含むフェノールエポキシ樹脂を用いて熱硬化による微細凸凹を形成する方法を開示している。前記特許によれば、味の素社の方法によって、機械的グラインディング(grinding)または化学的スウェリング(swelling)工程を行うことなく、絶縁層と銅メッキ層間の接着強度を改善させたものを開示している。しかし、実際の基板製造時にはデスミア処理して絶縁層の充填材を排出させる化学的スウェリング工程によってメッキ層間の接着強度を増大させなければならない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、効果的なデスミア処理及びそれによるメッキ層との接着強度が改善された絶縁フィルを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、メッキ層との接着強度が改善された絶縁フィルムを含む印刷回路基板を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の一つの特徴によれば、エポキシ樹脂、ゴム及び充填材を含んで構成される多層印刷回路基板の絶縁層を形成する絶縁フィルムにおいて、前記絶縁フィルムはデスミア処理される第１コーティング層及びデスミア処理されない第２コーティング層を有し、第１コーティング層中のゴム含量は第２コーティング層中のゴム含量より多く、第１コーティング層中の充填材含量は第２コーティング層中の充填材含量より多く、第１コーティング層中のエポキシ樹脂含量は第２コーティング層中のエポキシ樹脂含量より少ないことを特徴とする絶縁フィルムが提供される。
【００１３】
本発明の他の特徴によれば、本発明の絶縁フィルムを含む印刷回路基板が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の絶縁フィルムは、デスミア処理される第１コーティング層とデスミア処理されない第２コーディング層を有し、第１コーティング層と第２コーティング層はその構成成分の組成を異にする。
【００１５】
本発明の絶縁フィルムは、絶縁フィルムの形成に一般的に用いられるエポキシ樹脂、ゴム、エポキシ樹脂硬化剤、充填材及びその他必要に応じて添加される添加剤からなる。しかし、デスミア工程の際に絶縁層のスウェリング及び絶縁層内の充填材排出が容易に行われるよう、デスミア処理される第１コーティング層とデスミア処理されない第２コーティング層はその構成成分の組成を異にする。
【００１６】
即ち、第１コーティング層中のゴム含量は第２コーティング層中のゴム含量より多く、第１コーティング層中の充填材含量は第２コーティング層中の充填材含量より多く、第１コーティング層中のエポキシ樹脂含量は第２コーティング層中のエポキシ樹脂含量より少ない。
【００１７】
第１コーティング層はデスミア処理される層であって、多量のゴムを含有するので、デスミア処理時のスウェリングが容易且つ効果的である。更に、多量の充填材を含有するので、デスミア処理時に多量含有されている充填材が排出され、優秀な凸凹が形成される。
【００１８】
このように、デスミア処理の際に充填材が容易に排出されるよう、デスミア処理される部分とデスミア処理されない部分の成分組成を異にすることにより、デスミア処理による絶縁フィルムの凸凹形成が容易であり、よって、多層印刷回路基板の製作時に絶縁層上に形成されるメッキ層と絶縁層との接着強度が増大される。
【００１９】
より具体的には、本発明の絶縁フィルムにおいてデスミア処理される第１コーティング層及び第２コーティング層は、それぞれ次のように構成される。
【００２０】
第１コーティング層は、第１コーティング層の総重量を基準として、エポキシ樹脂１０〜８０重量％、ゴム１０〜８０重量％及び充填材０.１〜４０重量％を含んで構成される。第２コーティング層は、第２コーティング層の総重量を基準として、エポキシ樹脂２０〜９０重量％、ゴム最高２０重量％及び充填材最高３０重量％を含んで構成される。
【００２１】
絶縁フィルム形成時の基材としては、電気的、熱的特性及び化学的安定性に優れているエポキシ樹脂を用いる。エポキシ樹脂としては一般的なエポキシ樹脂のいずれも使用可能であり、これらに限定されるものではないが、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどを含むビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂及びクレゾールノボラックエポキシ樹脂などの単独或いは二種以上の混合物をエポキシ樹脂として使用することができる。
【００２２】
また、特に、絶縁層の難燃特性を向上させるためには、臭素化されたビスフェノール型エポキシ樹脂、臭素化されたフェノキシエポキシ樹脂などを使用してもよく、この際、エポキシ樹脂の臭素化度は２０％以上である。
【００２３】
第１コーティング層におけるエポキシ樹脂の含量は、第１コーティング層の総重量を基準として１０〜８０重量％である。エポキシ樹脂の含量が１０％以下であると、組成物の誘電率など電気的特性が低下し、エポキシ樹脂含量が８０％以上であると、ゴム化合物及び充填材など、添加できる他の成分の含量が相対的に減少するので好ましくない。
【００２４】
第２コーティング層におけるエポキシ樹脂の含量は、前記エポキシ樹脂の含量を限定した同理由で、第２コーティング層の総重量を基準として２０〜９０重量％である。また、絶縁層が効果的にデスミア処理されるよう、デスミア処理されない第２コーティング層のエポキシ樹脂含量は、第１コーティング層のエポキシ樹脂含量の下限線及び上限線より１０重量％多く組成される。
【００２５】
ゴムはデスミア処理時に膨潤され、充填材が容易に排出されるようにする。ゴムとしては、ポリブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム変性エポキシ樹脂（ポリブタジエンゴムの末端にエポキシド環が置換される）、アクリロニトリル-ブタジエンゴム、及びアクリロニトリルポリブタジエンゴム変性エポキシ樹脂（アクリロニトリル-ブタジエンゴムの末端にエポキシド環が置換される）などのいずれか単独或いは二種以上の混合物を使用することができる。
【００２６】
第１コーティング層中のゴム含量は、第１コーティング層の総重量を基準として１０〜８０重量％である。ゴムの含量が１０重量％以下であると、デスミア工程の際に化学的スウェリング現象があまり起こらず、８０重量％以上であると、絶縁フィルムの接着力が減少し、デスミア工程の際に過度にスウェリングされて絶縁フィルムとしての役割を果たし難く、他の組成成分の添加が制限される。
【００２７】
第２コーティング層はデスミア処理されない部分であって、第２層において、ゴムはデスミアによるスウェリングと無関係であり、絶縁フィルムの耐衝撃性などの機械的特性を向上させるために添加される。第２コーティング層中のゴム含量は、第１コーティング層におけるゴム含量と差別化されるよう且つ十分な機械的特性をあらわすように、第２コーティング層の総重量を基準として最高２０重量％、好ましくは１重量％〜２０重量％とする。デスミア処理されない第２コーティング層においてゴムの含量が２０重量％を超えると、デスミア処理の際に偶発的に第２層までデスミアされる場合、絶縁層が損傷して絶縁層として作用しないおそれがある。
【００２８】
また、第１コーティング層のゴム含量が第２コーティング層のゴム含量より多くなければならない。デスミア処理の際、第１コーティング層が容易にスウェリングされ且つ絶縁フィルムに凸凹が形成されるように、第２コーティング層のゴム含量に比べて第１コーティング層のゴム含量を多く組成する。
【００２９】
充填材はデスミア処理時に除去され、絶縁層に凸凹を形成すると共に機械的特性を改善する。充填材としては絶縁フィルムの形成時に充填材として一般的に用いられる物質を使用する。例えば、これらに限定されるものではないが、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化珪素粉末、無定形シリカ、タルク、粘土及びマイカ粉末などのいずれか単独或いは二種以上の混合物を充填材として使用することができる。
【００３０】
第１コーティング層における充填材の含量は、第１コーティング層の総重量を基準として０．１〜４０重量％である。充填材が０.１重量％以下であると、充填材による機械的物性向上の効果が高くなく、且つデスミア工程によって絶縁層に凸凹を形成させる程度が僅かである。一方、４０重量％以上であると、むしろ絶縁層の電気的、機械的物性が低下する。
【００３１】
第２コーティング層において、充填材の含量は第２コーティング層の総重量を基準として最高３０重量％、好ましくは０.１〜３０重量％である。デスミア処理されない第２コーティング層における充填材の含量が３０重量％を超えると、デスミア処理の際に偶発的に第２層までデスミアされて絶縁層が損傷し、絶縁層として作用しないおそれがある。
【００３２】
また、第１コーティング層の充填材含量は、第２コーティング層の充填材含量より多い組成とする。絶縁フィルムのうち、デスミア処理される第１コーティング層に多量含有されている充填材によって、デスミア処理時に絶縁層上に凸凹が容易に形成され、メッキ層と絶縁層との接着強度が改善される。
【００３３】
ひいては、エポキシ樹脂に対する硬化剤をさらに含むことができる。硬化剤としてはアミン、イミダゾール及び酸無水物を使用することができる。その具体的な例としては、これに限定するのではないが、２-メチルイミダゾール、２-フェニルイミダゾール、２-フェニル-４-フェニルイミダゾール、ビス(２-エチル-４-メチルイミダゾール)、２-フェニル-４-メチル-５-ヒドロキシメチルイミダゾール、２-フェニル-４，５-ジヒドロキシメチルイミダゾール、トリアジン添加型イミダゾール、フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、メチルブテニルテトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルヒドロフタル酸無水物、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物及びベンゾフェノーンテトラカルボキシ酸無水物などのいずれか単独或いは二種以上の混合物を挙げることができる。
【００３４】
通常、前記エポキシ樹脂硬化剤はエポキシ樹脂に対して当量比で添加される。この技術分野の技術者であれば、エポキシ樹脂に対して当量比で添加される硬化剤の量を容易に算出することができる。
【００３５】
但し、硬化剤が、必要とする含量より少なく(約１０％程度以上少なく)添加されると、未硬化されたエポキシ樹脂が多くなり、多量（約１０％以上多く）に添加されると、硬化反応サイト(site)が多くなり、硬化されたエポキシ樹脂が比較的単分子の形で存在するので、硬化物の機械的、電気的物性などが減少する。
【００３６】
その他、必要に応じて絶縁フィルムの形成に一般的に用いられる反応性希釈剤、結合剤(binder)、カップリング剤及び消泡剤を添加することができる。
【００３７】
反応性希釈剤としては、これらに限定されるのものではないが、例えば、フェニルグルシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、エチレングリコールグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、レゾール型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂及びイソシアネート化合物のいずれか単独或いは二種以上の混合物を使用することができる。
【００３８】
結合剤としては、ポリアクリル酸樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリシアネート樹脂及びポリエステール樹脂のいずれか単独或いは二種以上の混合物を使用することができる。
【００３９】
基板製造の際に伝導層との接着力をさらに増大させるために、エポキシシランなどのシランカップリング剤及びチタン系カップリング剤を使用することができる。その他、樹脂配合の際に作業を容易とするために気泡除去用消泡剤をさらに使用することができる。
【００４０】
上述したように構成される本発明の絶縁フィルムは、例えば次のように製造することができる。前記絶縁フィルムの各成分を溶媒に溶解して、第１コーティング層を形成する組成物(以下、「第１組成物」という)と第２コーティング層を形成する組成物（以下、「第２組成物」という）を製造した後、これを支持体上にコーティングする。
【００４１】
溶媒としては、前記各成分の溶解性及び混和性を考慮して、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、エチルアセテート、ブチルアセテート、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、セロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、ブチルカルビトール、キシレン、ジメチルホルムアミド及びジメチルアセトアミドなどのいずれか単独或いは二種以上の混合物を使用することができる。
【００４２】
絶縁フィルムは、支持体上で第１組成物をコーティングした後、第１層が完全に乾燥される前に第１層上に第２組成物をコーティングして第２層をコーティングし、乾燥させて製造する。
【００４３】
この際、第１コーティング層／第２コーティング層の厚さ比は０.１〜１.０である。絶縁層のうちデスミア処理され且つメッキ層と接する面は、絶縁層の表面と表面から数〜数十μｍ程度の深さの領域である。従って、デスミア処理され且つメッキ層と接する第１コーティング層は、絶縁層の全厚さに比べてそれほど厚くする必要がないので、第２コーティング層より薄く形成される。第１コーティング層／第２コーティング層の厚さ比が１を超えると、全体的に絶縁フィルムのうちゴム及び充填材の相対的含量が増加するので、誘電率、絶縁抵抗値などの電気的特性が低下する。絶縁フィルム形成時の支持体としては、これに限定するのではないが、ＰＥＴ(polyethylene terephthalate)及びＰＢＴ(polybutylene terephthalate)などを使用することができる。
【００４４】
図１は本発明に係るゴム、エポキシ樹脂及び充填材からなる絶縁フィルムの断面図である。図１において、符号１は支持体、符号２−１はデスミア処理される第１コーティング層であり、符号２−２はデスミア処理されない第２コーティング層である。
【００４５】
次に、本発明に係る絶縁フィルムの適用について例を挙げて説明する。ＣＣＬ上に符号２−２部分が接着されるように適用される。その後、図１の支持体１は剥離除去され、符号２−１部分がデスミア処理され、その上にメッキ層が形成される。本発明の絶縁フィルムは半固状のドライフィルム型である。
【００４６】
本発明の絶縁フィルムを用いて製造された印刷回路基板は、絶縁層上の凸凹形成が改善されることにより、絶縁層とメッキ層との接着強度が改善される。
【００４７】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。次の実施例は本発明を例示するものに過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００４８】
【実施例】
絶縁フィルム形成組成物の製造
（組成物ａの製造）
１８５当量のビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂３０重量部と１９０当量のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３０重量部をメチルエチルケトンに添加し、加熱して溶解させる。また、エポキシ樹脂として１７０当量のフェノールノボラックメチルエチルケトンバニッシュ（ＮＷ＝５０ｗｔ.％）５５重量部とポリブタジエンゴム２０重量部を加え、硬化剤として２-メチルイミダゾールを当量比で添加する。臭素化度が４６〜５０％のフェノキシエポキシメチルエチルケトンバニッシュ（ＮＶ＝５０ｗｔ.％）５０重量部と粒径５０μｍのシリカ１０重量部を加え、ＢＹＫ ５０１シリコン系消泡剤０.３ｗｔ％及びＵＣＣ Ａ４８７カップリング剤０.５ｗｔ％を添加した後、攪拌してバニッシュ状の絶縁層を形成するエポキシ組成物ａを製造した。
【００４９】
（第１組成物ｂの製造）
フェノールノボラックメチルエチルケトンバニッシュを４０重量部、ポリブタジエン-ニトリルゴム変性エポキシ樹脂を４０重量部、粒径５μｍのシリカを２０重量部添加したことを除いては、組成物ａの場合と同様にしてバニッシュ状の第１組成物ｂを製造した。
【００５０】
（第２組成物ｃの製造）
ポリブタジエン-ニトリルゴム変性エポキシ樹脂を１０重量部、粒径５μｍのシリカを５重量部添加したことを除いては、組成物ａの場合と同様にしてバニッシュ状の第２組成物ｃを製造した。
【００５１】
絶縁フィルムの製造
（絶縁フィルムＡの製造）
バニッシュ状に製造された組成物ａのエポキシ樹脂組成物をＰＥＴフィルム（厚さ４０μｍ）上にロールコーティングし、８０℃で１０分間乾燥させ。厚さ５μｍの絶縁フィルムＡを製作した。
【００５２】
（絶縁フィルムＢの製造）
第１組成物ｂのエポキシ樹脂組成物をＰＥＴフィルム上に２０μｍの厚さでコーティングした後、その上に第２組成物ｃの樹脂組成物を３０μｍの厚さでロールコーティングし、８０℃で１０分間乾燥させて絶縁フィルムＢを製作した。
【００５３】
基板製作
両面に銅箔がラミネートされている内層回路基板(internal-layer circuit board)を１３０℃で３０分間乾燥させた。その後、前記内層回路ボードに製作した絶縁フィルムＡおよび絶縁フィルムＢを、それぞれＭｏｒｔｏｎ ＣＶＡ ７２５真空ラミネーターを用いて９０℃、２.０ｍｂａｒで５０秒間両面に真空ラミネート加工し、それぞれ比較例、実施例とした。
【００５４】
フィルムが取りつけられた基板を１００℃、２ｋgｆ／ｃｍ２で２分間加熱圧着した後、ＰＥＴフィルムを除去する。その後、１７０℃で３０分間硬化させ、ＣＯ２レーザを用いてホールを形成する。過マンガン酸塩でデスミアして絶縁層の表面に凸凹を形成する。無電解メッキ後、電解メッキでパターンを形成した上、１００℃で６０分間アニーリングして基板を製作した。
【００５５】
比較例の絶縁フィルムＡを用いて製作した基板の接着強度が０.７ｋｇｆ／ｃｍ２であったのに対し、実施例の絶縁フィルムＢを用いて製作した基板の接着強度は１.２ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００５６】
【発明の効果】
上述した実施例のように、デスミア処理される部分の成分組成とデスミア処理されない部分の成分組成が互いに異なる絶縁フィルムは、デスミア処理による絶縁フィルムの凸凹形成が容易であり、よって、多層印刷回路基板の形成時に絶縁層上に形成されるメッキ層と絶縁層との接着強度が増大する。即ち、本発明の絶縁フィルムは、単一組成で構成されたドライフィルム型の絶縁フィルムに比べて接着強度が４０％以上向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る支持体上に形成された、接着強度を改善した絶縁フィルムを示す断面図である。
【符号の説明】
１  支持体
２  絶縁フィルム
【図１】
0003688606.tif 000002