(57)【要約】【課題】本発明は、伝送遅延及び伝送損失が比較的小さいプリント配線板を形成できるプリント配線板用原板並びに伝送遅延及び伝送損失が比較的小さいプリント配線板を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の一態様に係るプリント配線板用原板は、液晶ポリマーを主成分とするベースフィルムと、このベースフィルムの少なくとも一方の面側に積層される銅箔と、上記ベースフィルム及び銅箔間を接着する接着剤層とを備え、上記接着剤層の平均比誘電率が３以下、平均誘電正接が０．００５以下である。本発明の別の態様に係るプリント配線板は、液晶ポリマーを主成分とするベースフィルムと、このベースフィルムの少なくとも一方の面側に積層され、銅を主成分とする導電パターンと、上記ベースフィルム及び導電パターン間を接着する接着剤層とを備え、上記接着剤層の平均比誘電率が３以下、平均誘電正接が０．００５以下である。【選択図】図１
2018110193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ポリマーを主成分とするベースフィルムと、
このベースフィルムの少なくとも一方の面側に積層される銅箔と、
上記ベースフィルム及び銅箔間を接着する接着剤層と
を備え、
上記接着剤層の平均比誘電率が３以下、平均誘電正接が０．００５以下であるプリント配線板用原板。
【請求項２】
上記接着剤層の平均厚さが２μｍ以上２５μｍ以下である請求項１に記載のプリント配線板用原板。
【請求項３】
上記接着剤層の主成分が変性ポリフェニレンエーテル又はスチレン樹脂である請求項１又は請求項２に記載のプリント配線板用原板。
【請求項４】
液晶ポリマーを主成分とするベースフィルムと、
このベースフィルムの少なくとも一方の面側に積層され、銅を主成分とする導電パターンと、
上記ベースフィルム及び導電パターン間を接着する接着剤層と
を備え、
上記接着剤層の平均比誘電率が３以下、平均誘電正接が０．００５以下であるプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線用原板及びプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信量は増大する一方であり、これに応えるため、例えばＩＣカード、携帯電話端末等の機器においてマイクロ波、ミリ波といった高周波領域での通信、つまり電気信号の高速伝送が盛んになっている。このため、高周波領域で用いた際に伝送損失が小さい高速伝送用プリント配線板が求められている。
【０００３】
高周波領域における伝送損失としては、プリント配線板の導電パターンに隣接するベースフィルムやカバーレイ等の絶縁層における誘電損失が挙げられる。この誘電損失は、比誘電率が小さい絶縁材料を使用することで低減できる。
【０００４】
そこで、ベースフィルム及びカバーレイとして、比誘電率が小さい液晶ポリマーで形成されるフィルムを使用し、これらのベースフィルム及びカバーレイを熱圧着により積層することで一体化することが提案されている（特開２０１３−８９７１０号公報参照）。
【０００５】
また、上記公報には、導電パターンを形成する銅箔の表面を例えばプラズマ処理、酸洗浄等の方法によって粗面化することにより、液晶ポリマーで形成されるフィルムと銅箔との接着力を向上できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−８９７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記公報に開示されるように、導電パターンを形成する銅箔の表面を粗面化すると、高周波領域において表皮効果により電流が導電パターンの表面部分を流れる際の伝搬距離が長くなる。この結果、伝送遅延が生じると共に、抵抗減衰等によって伝送損失が大きくなるという不都合がある。
【０００８】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、伝送遅延及び伝送損失が比較的小さいプリント配線板を形成できるプリント配線板用原板並びに伝送遅延及び伝送損失が比較的小さいプリント配線板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係るプリント配線板用原板は、液晶ポリマーを主成分とするベースフィルムと、このベースフィルムの少なくとも一方の面側に積層される銅箔と、上記ベースフィルム及び銅箔間を接着する接着剤層とを備え、上記接着剤層の平均比誘電率が３以下、平均誘電正接が０．００５以下であるプリント配線板用原板である。
【００１０】
上記課題を解決するためになされた本発明の別の態様に係るプリント配線板は、液晶ポリマーを主成分とするベースフィルムと、このベースフィルムの少なくとも一方の面側に積層され、銅を主成分とする導電パターンと、上記ベースフィルム及び導電パターン間を接着する接着剤層とを備え、上記接着剤層の平均比誘電率が３以下、平均誘電正接が０．００５以下である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様に係るプリント配線板用原板は、伝送遅延及び伝送損失が比較的小さいプリント配線板を形成できる。また、本発明の別の態様に係るプリント配線板は、伝送遅延及び伝送損失が比較的小さい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態のプリント配線板用原板を示す模式的断面図である。
【図２】図２は、図１のプリント配線板から形成されるプリント配線板の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係るプリント配線板用原板は、液晶ポリマーを主成分とするベースフィルムと、このベースフィルムの少なくとも一方の面側に積層される銅箔と、上記ベースフィルム及び銅箔間を接着する接着剤層とを備え、上記接着剤層の平均比誘電率が３以下、平均誘電正接が０．００５以下であるプリント配線板用原板である。
【００１４】
当該プリント配線板用原板は、平均比誘電率及び平均誘電正接が上記上限以下である接着剤層を用いてベースフィルム及び銅箔間を接着するので、導電パターンを形成する銅箔の剥離強度が比較的大きいにもかかわらず、伝送遅延及び伝送損失が比較的小さい。
【００１５】
上記接着剤層の平均厚さとしては、２μｍ以上２５μｍ以下が好ましい。このように、上記接着剤層の平均厚さを上記範囲内とすることによって、銅箔の剥離強度を十分に向上することができる。
【００１６】
上記接着剤層の主成分が変性ポリフェニレンエーテル又はスチレン樹脂であるとよい。このように、上記接着剤層の主成分が変性ポリフェニレンエーテル又はスチレン樹脂であることによって、比誘電率及び誘電正接が比較的小さく、接着強度が比較的大きい接着剤層を容易に形成することができる。
【００１７】
本発明の別の態様に係るプリント配線板は、液晶ポリマーを主成分とするベースフィルムと、このベースフィルムの少なくとも一方の面側に積層され、銅を主成分とする導電パターンと、上記ベースフィルム及び導電パターン間を接着する接着剤層とを備え、上記接着剤層の平均比誘電率が３以下、平均誘電正接が０．００５以下であるプリント配線板である。
【００１８】
当該プリント配線板は、平均比誘電率及び平均誘電正接が上記上限以下である接着剤層を用いてベースフィルム及び導電パターン間を接着するので、導電パターンの剥離強度が比較的大きく、かつ伝送遅延及び伝送損失が比較的小さい。
【００１９】
ここで、「比誘電率」とは、ＪＩＳ−Ｃ２１３８（２００７）に準拠して測定される値である。また、「誘電正接」とはＪＩＳ−Ｃ２１３８（２００７）に準拠して周波数１ＧＨｚで測定される値である。また、「主成分」とは、含有率が５０質量％以上、好ましくは９０質量％以上である成分をいう。
【００２０】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係るプリント配線板の一実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
【００２１】
〔プリント配線板用原板〕
図１のプリント配線板用原板は、ベースフィルム１と、このベースフィルム１の一方の面側に積層される銅箔２と、ベースフィルム１及び銅箔２間を接着する接着剤層３とを備える。
【００２２】
＜ベースフィルム＞
ベースフィルム１は、液晶ポリマーを主成分とし、絶縁性を有するシート状の部材であり、接着剤層３を介して銅箔２を支持する基材である。
【００２３】
ベースフィルム１の主成分として、比較的比誘電率及び誘電正接が小さい液晶ポリマーを用いることによって、銅箔２をパターニングして形成される配線により高周波信号を伝送する際の誘電損失を低減することができる。
【００２４】
ベースフィルム１の平均比誘電率の下限としては、小さいほど好ましいが、絶縁性、機械的強度等の他の条件を満たすために、現実的には１．５が限界と考えられる。一方、ベースフィルム１の平均比誘電率の上限としては、４が好ましく、３がより好ましい。ベースフィルム１の平均比誘電率が上記上限を超える場合、当該プリント配線板用原板から形成されるプリント配線板で高周波信号を伝送する場合に誘電損失が大きくなるおそれがある。
【００２５】
ベースフィルム１の周波数１ＧＨｚでの平均誘電正接の下限としては、小さいほど好ましいが、現実的には０．０００１が限界と考えられる。一方、ベースフィルム１の周波数１ＧＨｚでの平均誘電正接の上限としては、０．０５が好ましく、０．００５がより好ましい。ベースフィルム１の周波数１ＧＨｚでの平均誘電正接が上記上限を超える場合、当該プリント配線板用原板から形成されるプリント配線板の高周波信号の伝送損失が大きくなるおそれがある。
【００２６】
ベースフィルム１の厚さとしては、当該プリント配線板用原板の用途等に合わせて適宜設定されるものであり特に限定されないが、一般論として、ベースフィルム１の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましく、２５μｍがさらに好ましい。一方、ベースフィルム１の平均厚さの上限としては、５００μｍが好ましく、１５０μｍがより好ましい。ベースフィルム１の平均厚さが上記下限に満たない場合、ベースフィルム１の強度が不十分となるおそれがある。逆に、ベースフィルム１の平均厚さが上記上限を超える場合、当該プリント配線板用原板の可撓性が不十分となるおそれや、当該プリント配線板用原板が不必要に厚くなるおそれがある。
【００２７】
ベースフィルム１の融点の下限としては、２５０℃が好ましく、２８０℃がより好ましい。一方、ベースフィルム１の融点の上限としては、４００℃が好ましく、３５０℃がより好ましい。ベースフィルム１の融点が上記下限に満たない場合、電子部品等の実装のための半田リフロー時に変形して寸法精度が不十分となるおそれがある。逆に、ベースフィルム１の融点が上記上限を超える場合、不必要にコストが上昇するおそれや、上記比誘電率、誘電正接等の他の特性を好ましいものとすることができないおそれがある。なお、「融点」とは、ＪＩＳ−Ｋ７１２１（１９８７）に準拠して測定される値である。
【００２８】
ベースフィルム１の主成分とされる液晶ポリマーとしては、溶融状態で液晶性を示すサーモトロピック型と、溶液状態で液晶性を示すリオトロピック型があるが、本発明ではサーモトロピック型液晶ポリマーを用いることが好ましい。
【００２９】
上記液晶ポリマーは、例えば芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールや芳香族ヒドロキシカルボン酸等のモノマーとを合成して得られる芳香族ポリエステルである。その代表的なものとしては、パラヒドロキシ安息香酸（ＰＨＢ）とテレフタル酸と４，４’−ビフェノールとから合成される下記式（１）、（２）及び（３）の構造単位を有する重合体、ＰＨＢとテレフタル酸とエチレングリコールとから合成される下記式（３）及び（４）の構造単位を有する重合体、ＰＨＢと２，６−ヒドロキシナフトエ酸とから合成される下記式（２）、（３）及び（５）の構造単位を有する重合体等を挙げることができる。
【００３０】
【化１】
2018110193.tif 000003
【００３１】
この液晶ポリマーとしては、液晶性を示すものであれば特に限定されず、上記各重合体を主体（液晶ポリマー中、５０モル％以上）とし、他のポリマー又はモノマーが共重合されていてもよい。また、液晶ポリマーは液晶ポリエステルアミドであってもよいし、液晶ポリエステルエーテルであってもよいし、液晶ポリエステルカーボネートであってもよいし、液晶ポリエステルイミドであってもよい。
【００３２】
液晶ポリエステルアミドは、アミド結合を有する液晶ポリエステルであり、例えば下記式（６）並びに上記式（２）及び（４）の構造単位を有する重合体を挙げることができる。
【００３３】
【化２】
2018110193.tif 000004
【００３４】
液晶ポリマーは、それを構成する構成単位に対応する原料モノマーを溶融重合させ、得られた重合物（プレポリマー）を固相重合させることにより製造することが好ましい。これにより、耐熱性や強度・剛性が高い高分子量の液晶ポリマーを操作性良く製造することができる。溶融重合は、触媒の存在下に行ってもよく、この触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモン等の金属化合物や、４−（ジメチルアミノ）ピリジン、１−メチルイミダゾール等の含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。
【００３５】
なお、ベースフィルム１は、上記液晶ポリマーの他に、充填材、添加剤等を含んでもよい。
【００３６】
＜銅箔＞
銅箔２は、接着剤層３によってベースフィルム１に接着される。この銅箔２は、表面が例えば金等でめっきされていてもよい。
【００３７】
銅箔２の平均厚さは特に限定されるものではないが、この銅箔２の平均厚さの下限としては、１μｍが好ましく、５μｍがより好ましい。一方、銅箔２の平均厚さの上限としては、１００μｍが好ましく、５０μｍがより好ましく、２５μｍがさらに好ましい。銅箔２の平均厚さが上記下限に満たない場合、銅箔２から形成される配線における伝送損失（ジュール損）が大きくなり過ぎるおそれがある。逆に、銅箔２の平均厚さが上記上限を超える場合、当該プリント配線板用原板の可撓性が不十分となるおそれがある。
【００３８】
銅箔２の表面粗さＲａの上限としては、４μｍが好ましく、２μｍがより好ましく、１μｍがさらに好ましい。銅箔２の平均表面粗さＲａが上記上限を超える場合、銅箔２をパターニングした導電パターンの表面に沿って流れる電流の伝搬距離が長くなることで伝送遅延及び伝送損失が大きくなるおそれある。一方、銅箔２の表面粗さＲａの下限としては、特に限定されない。なお、「平均表面粗さＲａ」とは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１（２０１３）に準拠し、評価長さ（ｌ）を３０００ｎｍ、カットオフ値（λｃ）を１０００ｎｍとして測定される算術平均粗さを意味する。
【００３９】
＜接着剤層＞
接着剤層３は、接着剤から形成され、銅箔２をベースフィルム１上に固定する。
【００４０】
この接着剤層３の平均比誘電率の下限としては、小さいほど好ましいが、例えば絶縁性、機械的強度等の他の条件を満たすために、現実的には１．５が限界と考えられる。一方、接着剤層３の平均比誘電率の上限としては、３であり、２．８が好ましく、２．６がより好ましい。また、接着剤層３の平均比誘電率が上記上限を超える場合、当該プリント配線板用原板から形成されるプリント配線板で高周波信号を伝送する場合に誘電損失が大きくなるおそれがある。
【００４１】
また、接着剤層３の平均比誘電率は、ベースフィルム１の平均比誘電率よりも小さいことが好ましい。このように、接着剤層３の平均比誘電率がベースフィルム１の平均比誘電率よりも小さいことによって、接着剤を用いずベースフィルム１と銅箔２とを直接熱圧着する場合と比べても銅箔２をパターニングして形成される配線により高周波信号を伝送する場合の誘電損失を小さくすることができる。
【００４２】
接着剤層３の誘電正接の周波数１ＧＨｚでの平均誘電正接の下限としては、小さいほど好ましいが、現実的には０．０００１が限界と考えられる。一方、接着剤層３の周波数１ＧＨｚでの平均誘電正接の上限としては、０．００５であり、０．００３が好ましく、０．００２がより好ましい。接着剤層３の周波数１ＧＨｚでの平均誘電正接が上記上限を超える場合、当該プリント配線板用原板から形成されるプリント配線板の高周波信号の伝送損失が大きくなるおそれがある。
【００４３】
また、接着剤層３の平均誘電正接は、ベースフィルム１の平均誘電正接よりも小さいことが好ましい。このように、接着剤層３の誘電正接がベースフィルム１の平均誘電正接よりも小さいことによって、接着剤を用いずベースフィルム１に銅箔２を直接熱圧着する場合と比べても当該プリント配線板用原板から形成されるプリント配線板で高周波信号を伝送する場合の誘電損失を小さくすることができる。
【００４４】
接着剤層３を形成する接着剤の主成分としては、柔軟性や耐熱性に優れたものが好ましく、例えば変性ポリフェニレンエーテル、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、アクリル樹脂等、各種樹脂の接着剤が挙げられ、中でも、接着剤層３の比誘電率及び誘電正接を比較的小さくできる変性ポリフェニレンエーテル及びスチレン樹脂が好適に使用される。
【００４５】
接着剤層３の主成分、つまり接着剤層３を形成する接着剤の主成分としては、熱硬化性樹脂が好ましい。従って、接着剤層３の主成分としては、熱硬化性の変性ポリフェニレンエーテル及び熱硬化性のスチレン樹脂が特に好適に使用される。
【００４６】
接着剤層３の主成分とされる熱硬化性樹脂の硬化温度の下限としては、１２０℃が好ましく、１５０℃がより好ましい。一方、接着剤層３の主成分とされる熱硬化性樹脂の硬化温度の上限としては、２５０℃が好ましく、２３０℃がより好ましく、２００℃がさらに好ましい。接着剤層３の主成分とされる熱硬化性樹脂の硬化温度が上記下限に満たない場合、接着剤層３の原材料である接着剤の取り扱いが容易でなくなるおそれがある。逆に、接着剤層３の主成分とされる熱硬化性樹脂の硬化温度が上記上限を超える場合、接着剤を硬化させて接着剤層３を形成する際に、ベースフィルム１が熱により変形するおそれがある。
【００４７】
接着剤層３の平均厚さの下限としては、２μｍが好ましく、５μｍがより好ましい。一方、接着剤層３の平均厚さの上限としては、２５μｍが好ましく、２０μｍがより好ましく、１５μｍがさらに好ましい。接着剤層３の平均厚さが上記下限に満たない場合、接着力が不十分となるおそれがある。逆に、接着剤層３の平均厚さが上記上限を超える場合、当該プリント配線板用原板の厚さが不必要に大きくなるおそれがある。
【００４８】
＜製造方法＞
当該プリント配線板用原板は、ベースフィルム１に溶媒を含む接着剤組成物を塗工し、接着剤組成物を乾燥してから、銅箔２を積層して熱圧着（圧接状態で熱硬化）によって接着剤層３を形成することで製造できる。
【００４９】
＜利点＞
当該プリント配線板用原板は、比誘電率及び誘電正接が比較的小さい接着剤層３を用いてベースフィルム１と銅箔２とを接着するので、銅箔２の剥離強度が比較的大きいにも関わらず、当該プリント配線板用原板から形成されるプリント配線板の伝送遅延及び伝送損失を比較的小さくすることができる。
【００５０】
［プリント配線板］
図２のプリント配線板は、液晶ポリマーを主成分とするベースフィルム１と、このベースフィルム１の一方の面側に積層され、銅を主成分とする導電パターン４と、ベースフィルム１及び導電パターン４間を接着する接着剤層３とを備える。
【００５１】
当該プリント配線板は、図１のプリント配線板用原板から形成することができる。このため、図２のプリント配線板について、図１のプリント配線板用原板と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【００５２】
＜導電パターン＞
導電パターン４は、図１のプリント配線板用原板の銅箔２をパターニングして形成することができる。より詳しくは、図１のプリント配線板用原板の銅箔２の表面にレジストパターンを形成してエッチングすることにより、銅箔２の平面視でレジストパターンの開口部から露出する部分を除去することによって形成される。
【００５３】
導電パターン４は、線状の配線５を含む平面形状を有する。また、導電パターン４は、例えば電子部品、リード線等を実装するためのランド等を含んでもよい。
【００５４】
導電パターン４の配線５の平均幅は、特に限定されるものではないが、この平均幅の下限としては、２５μｍが好ましく、６０μｍがより好ましい。一方、平均幅の上限としては、５００μｍが好ましく、２５０μｍがより好ましい。上記平均幅が上記下限に満たない場合、配線５における伝送損失（銅損）が大きくなり過ぎるおそれがある。逆に、上記平均幅が上記上限を超える場合、当該プリント配線板の面積が不必要に大きくなるおそれがある。
【００５５】
＜利点＞
当該プリント配線板は、平均比誘電率及び平均誘電正接が比較的小さい接着剤層３を用いてベースフィルム１と導電パターン４とが接着されるので、導電パターン４の剥離強度が比較的大きいにも関わらず、伝送遅延及び伝送損失を比較的小さくすることができる。
【００５６】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００５７】
当該プリント配線板用原板は、ベースフィルムの両方の面側に銅箔を積層したものであってもよい。また、当該プリント配線板は、ベースフィルムの両方の面側に導電パターンを積層した両面基板であってもよく、複数のベースフィルム及び導電パターンを有する多層基板であってもよい。
【００５８】
当該プリント配線板は、例えば導電パターンを覆うカバーレイ等のさらなる構成要素を備えてもよい。
【００５９】
当該プリント配線板用原板及び当該プリント配線板のベースフィルムは、接着剤層との密着性を向上するために表面が粗面化又は改質されていてもよい。
【００６０】
当該プリント配線板は、高周波信号を伝送するものに限られず、低周波信号を取り扱うものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
当該プリント配線板用原板及び当該プリント配線板は、例えば高周波信号を伝送する高速伝送用フレキシブルプリント配線板として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１  ベースフィルム
２  銅箔
３  接着剤層
４  導電パターン
５  配線
【図１】
2018110193.tif 000005
【図２】
2018110193.tif 000006