(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸と４−ヒドロキシ安息香酸との重合体からなる絶縁フィルムと金属箔とを積層してなり、多層回路基板の製造に用いられる積層板の製造方法であって、
前記絶縁フィルムを１２０〜２５０℃の温度で２０秒以上加熱して乾燥させる乾燥工程と、
乾燥された前記絶縁フィルムと前記金属箔とを２５０〜３３０℃の温度で加熱しながら、０．５〜１０ＭＰａの圧力にて１０〜６００秒間、加圧することにより熱圧着させて積層板を形成する熱圧着工程とを有し、
前記熱圧着工程後の前記積層板から前記金属箔を除去して得られる前記絶縁フィルムについて、動的粘弾性装置にて、動的応力制御方法が動的応力制御モードであり、静荷重制御方法が自動静荷重モードであり、動荷重１５ｇ、周波数１Ｈｚ、昇温速度５℃／分の条件で測定される２５０〜３００℃における最大変形率が０．８５％以下であることを特徴とする積層板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層回路基板の製造に用いられる積層板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、多層回路基板の製造方法として、熱可塑性樹脂からなる絶縁フィルムと、絶縁フィルムの表面に形成された導体パターンとを備えるパターンフィルムを複数積層し、これらを加熱プレスにより一体に接着させて多層化する方法が開示されている。この多層回路基板の製造に用いられるパターンフィルムには、絶縁フィルムからなる絶縁層に対してビアホールが設けられるとともに、そのビアホールには層間接続材料が充填されている。そして、多層回路基板においては、ビアホール内に充填された層間接続材料を通じて層間の導通が確保されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、フレキシブルプリント配線基板に対する高周波化の要求から、低誘電材料である液晶ポリマーを絶縁層として用いたフレキシブル積層板が注目されている。そこで、種々の液晶ポリマーからなる絶縁フィルムを採用したパターンフィルムを用いて、上記の多層回路基板を製造したところ、Ｉ型液晶ポリマーからなる絶縁フィルムを採用した場合と比較して、ＩＩ型液晶ポリマーからなる絶縁フィルムを採用した場合には、層間の導通不良が起きやすいという問題があった。この原因としては、加熱プレスにより一体化する際に、軟化した液晶ポリマーがビアホール内に流入することによって、層間接続材料を通じた層間の導通が妨げられているものと考えられる。
【０００５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＩＩ型液晶ポリマーからなる絶縁フィルムを用いた積層板に関して、多層回路基板を形成した際における層間の導通不良の発生を抑制することのできる積層板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための積層板の製造方法は、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸と４−ヒドロキシ安息香酸との重合体からなる絶縁フィルムと金属箔とを積層してなり、多層回路基板の製造に用いられる積層板の製造方法であって、前記絶縁フィルムを、１２０〜２５０℃の温度で２０秒以上加熱して乾燥させる乾燥工程と、乾燥された前記絶縁フィルムと前記金属箔とを２５０〜３３０℃の温度で加熱しながら、０．５〜１０ＭＰａの圧力にて１０〜６００秒間、加圧することにより熱圧着させて積層板を形成する熱圧着工程とを有し、前記熱圧着工程後の前記積層板から前記金属箔を除去して得られる前記絶縁フィルムについて、動的粘弾性装置にて、動的応力制御方法が動的応力制御モードであり、静荷重制御方法が自動静荷重モードであり、動荷重１５ｇ、周波数１Ｈｚ、昇温速度５℃／分の条件で測定される２５０〜３００℃における最大変形率が０．８５％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、多層回路基板における、層間の導通不良の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の積層板の製造方法を具体化した一実施形態について詳細に説明する。
本実施形態の積層板の製造方法は、絶縁フィルムを乾燥させる乾燥工程と、乾燥状態にある絶縁フィルムと金属箔とを熱圧着させる熱圧着工程とを有する。そして、熱圧着工程を経て積層板が製造される。
【００１０】
まず、積層板の製造に用いる絶縁フィルム及び金属箔について記載する。
絶縁フィルムは、積層板における絶縁層を構成する。絶縁フィルムとしては、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸と４−ヒドロキシ安息香酸との重合体（以下、ＩＩ型液晶ポリマーと記載する。）からなる絶縁フィルムが用いられる。ＩＩ型液晶ポリマーは、その融点が２８０〜３６０℃の範囲であることが好ましく、３００〜３４５℃の範囲であることがより好ましい。
【００１１】
絶縁フィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、５〜２００μｍの範囲であることが好ましく、１２〜１５０μｍの範囲であることがより好ましく、２５〜１００μｍの範囲であることが更に好ましい。
【００１２】
金属箔は、積層板における金属層を構成する。金属箔としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔、ステンレス箔、及び銅とアルミニウムとの合金からなる箔等の金属箔を用いることができ、特に、圧延銅箔、電解銅箔及びアルミニウム箔から選ばれる少なくとも一種を用いることが好ましい。金属箔の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、３〜４０μｍの範囲であることが好ましく、３〜３５μｍの範囲であることがより好ましく、８〜３５μｍの範囲であることが更に好ましい。
【００１３】
次に、本実施形態の製造方法における乾燥工程について記載する。
乾燥工程は、絶縁フィルムを乾燥させて、絶縁フィルムに含まれる水分を除去する工程である。乾燥工程においては、乾燥装置を用いて、特定の温度環境下に特定の時間、絶縁フィルムを曝すことにより絶縁フィルムを加熱する。
【００１４】
乾燥工程における温度（乾燥温度）は、１２０〜２５０℃の範囲であり、好ましくは１５０〜２２０℃の範囲である。この乾燥温度が１２０℃未満であると、絶縁フィルムに含まれる水分を十分に除去することができないおそれがある。また、乾燥温度が２５０℃を超えると、絶縁フィルムを構成する液晶ポリマーが軟化するおそれがある。
【００１５】
乾燥工程における時間（乾燥時間）は、２０秒以上である。この乾燥時間が２０秒未満であると、絶縁フィルムに含まれる水分を十分に除去することができないおそれがある。また、乾燥時間の上限は特に限定されるものではないが、例えば、生産効率を考慮して６００秒以下とすることが好ましい。
【００１６】
また、乾燥工程に用いられる乾燥装置は、上記の条件を満たすことのできるものであれば、特に限定されるものではない。乾燥装置としては、例えば、赤外線ヒーター、熱風炉、電気炉、誘電加熱ローラーが挙げられる。
【００１７】
また、乾燥工程は、フィルムロール等から連続的に供給される絶縁フィルムに対して連続式で行ってもよいし、所定の単位毎にバッチ式で行ってもよい。
次に、本実施形態の製造方法における熱圧着工程について記載する。
【００１８】
熱圧着工程は、乾燥状態にある絶縁フィルムと金属箔とを熱圧着させて積層板を形成する工程である。熱圧着工程においては、絶縁フィルムの片面又は両面に金属箔を重ね合わせた状態として、加熱加圧装置を用いて、絶縁フィルム及び金属箔を加熱するとともに、所定の圧力をもって加圧する。
【００１９】
熱圧着工程に供される絶縁フィルムは、乾燥工程を行った直後の高温状態の絶縁フィルムであってもよいし、乾燥工程後に所定の温度（例えば、室温）まで温度を低下させた絶縁フィルムであってもよい。ただし、温度を低下させた絶縁フィルムを用いる場合には、水分を吸収しないように、除湿環境にて、乾燥工程後の冷却や保管を行うことが好ましい。
【００２０】
熱圧着工程において、絶縁フィルム及び金属箔は、２５０〜３３０℃まで加熱され、好ましくは、３００〜３２０℃まで加熱される。この加熱温度が２５０℃未満であると、絶縁フィルムと金属箔とを十分に接着できないおそれがある。また、加熱温度が３３０℃を超えると、絶縁フィルムを構成する液晶ポリマーの結晶構造の崩壊が進行して、絶縁フィルムの粘弾性の低下を招くおそれがある。
【００２１】
熱圧着工程において、絶縁フィルム及び金属箔に加えられる圧力は、０．５〜１０ＭＰａの範囲であり、好ましくは２〜６ＭＰａの範囲である。この圧力が０．５ＭＰａ未満であると、絶縁フィルムと金属箔とを十分に接着できないおそれがある。また、１０ＭＰａを超える圧力は、絶縁フィルムと金属箔との接着には過剰であり、生産性の低下を招く。
【００２２】
熱圧着工程における加熱加圧時間は、１０〜６００秒の範囲であり、より好ましくは３０〜５００秒の範囲である。この加熱加圧時間が１０秒未満であると、絶縁フィルムと金属箔とを十分に接着できないおそれがある。また、６００秒を超える加熱加圧時間は、絶縁フィルムと金属箔との接着には過剰であり、生産性の低下を招く。
【００２３】
また、熱圧着工程に用いられる加熱加圧装置は、上記の条件を満たすことのできるものであれば、特に限定されるものではない。加熱加圧装置としては、例えば、平坦面状の加熱及び加圧部を有する熱プレス機、真空バッチプレス機、多段プレス機、加熱ロールプレス機、並びにベルト間で加熱及び加圧するダブルベルトプレス装置が挙げられる。
【００２４】
また、熱圧着工程は、フィルムロール等から連続的に供給される絶縁フィルム及び金属箔に対して連続式で行ってもよいし、所定の単位毎にバッチ式で行ってもよい。
本実施形態の製造方法により製造された積層板は、多層回路基板の製造用の材料として用いられる。すなわち、積層板の金属層部分に回路が形成されることで、パターンフィルムとされる。このパターンフィルムの絶縁層部分には、層間接続材料が充填されたビアホールが設けられる。そして、積層板から形成されたパターンフィルムを複数積層し、これらを加熱プレスにより一体に接着させて多層化することにより、多層回路基板が製造される。
【００２５】
多層回路基板の製造方法としては、公知の製造方法（例えば、特許文献１に開示されている製造方法）を採用することができる。ただし、加熱プレスにおける加熱温度は、２５０〜３３０℃の範囲であることが好ましい。また、加熱プレスにおける圧力は、１〜１０ＭＰａの範囲であることが好ましい。
【００２６】
次に、本実施形態の作用について記載する。
本実施形態の製造方法により製造された積層板は、絶縁フィルムにより構成される絶縁層部分の動的熱変形量の小さい積層板となる。例えば、動的粘弾性装置にて、動的応力制御方法が動的応力制御モードであり、静荷重制御方法が自動静荷重モードであり、動荷重１５ｇ、周波数１Ｈｚ、昇温速度５℃／分の条件で測定される２５０〜３００℃における最大変形率が０．８５％以下である。
【００２７】
本実施形態の製造方法では、乾燥工程を経て乾燥状態にある絶縁フィルムを用いて熱圧着工程を行っていることから、製造された積層板は、絶縁層を構成するＩＩ型液晶ポリマーに含まれる水分量が少なくなっている。その結果として、動的熱変形量の小さい積層板が得られていると考えられる。
【００２８】
すなわち、ＩＩ型液晶ポリマーは、分子構造中にエステル結合を有しているため、水の存在下で加熱すると加水分解を起こす。そして、加水分解により生じた低分子量ＩＩ型液晶ポリマーは流動しやすい性質を有していることから、低分子量ＩＩ型液晶ポリマーの発生は、絶縁層部分の動的熱変形量の増加をまねく。ここで、本実施形態の製造方法により製造された積層板は、絶縁層を構成するＩＩ型液晶ポリマーに含まれる水分量が少ないため、加熱時におけるＩＩ型液晶ポリマーの加水分解、及び加水分解に伴う低分子量化が抑制される。その結果、絶縁層部分の動的熱変形量の小さい積層板が得られていると考えられる。
【００２９】
そして、本実施形態の製造方法により製造された積層板は、絶縁層部分の動的熱変形量が小さいことから、多層回路基板の製造する際の加熱プレス時において、絶縁層を構成するＩＩ型液晶ポリマーの軟化に伴う大きな流動が起こり難くなっている。これにより、ＩＩ型液晶ポリマーがビアホールへ流入することが抑制される。その結果、多層回路基板における層間の導通不良の発生を抑制することができる。
【００３０】
次に、本実施形態の効果について記載する。
（１）ＩＩ型液晶ポリマーからなる絶縁フィルムと金属箔とを積層してなり、多層回路基板の製造に用いられる積層板の製造方法は、絶縁フィルムを１２０〜２５０℃の温度で２０秒以上加熱して乾燥させる乾燥工程と、乾燥された絶縁フィルムと金属箔とを２５０〜３３０℃の温度で加熱しながら、０．５〜１０ＭＰａの圧力にて１０〜６００秒間、加圧することにより熱圧着させて積層板を形成する熱圧着工程とを有する。
【００３１】
上記構成によれば、動的粘弾性装置にて、動的応力制御方法が動的応力制御モードであり、静荷重制御方法が自動静荷重モードであり、動荷重１５ｇ、周波数１Ｈｚ、昇温速度５℃／分の条件で測定される２５０〜３００℃における最大変形率が０．８５％以下である、動的熱変形量の小さい積層板を製造することができる。
【実施例】
【００３２】
次に、実施例及び比較例を挙げて上記実施形態をさらに具体的に説明する。
（積層板の製造）
乾燥工程における乾燥温度及び乾燥時間、並びに熱圧着工程における加熱温度、圧力、加熱加圧時間を異ならせて積層板を製造した。
【００３３】
[実施例１〜５、比較例１〜６]
フィルムロールから繰り出された絶縁フィルムを乾燥装置に連続的に供給し、特定の乾燥温度まで熱せられた乾燥装置内を、特定の乾燥時間をかけて通過させることにより絶縁フィルムを乾燥させた（乾燥工程）。乾燥装置を通過して乾燥状態にある絶縁フィルムの両面に、一対の金属箔ロールから繰り出された金属箔を重ねつつ、これらをダブルベルトプレス装置に連続的に供給し、ダブルベルトプレス装置により熱圧着させて積層板を得た（熱圧着工程）。得られた積層板についてその品質を評価した。
【００３４】
乾燥工程における乾燥温度及び乾燥時間、並びに熱圧着工程における加熱温度、圧力、加熱加圧時間は、表１及び表２に示すとおりである。また、その他の製造条件は以下のとおりである。
【００３５】
絶縁フィルム：ＩＩ型液晶ポリマーフィルム（クラレ社製、ベクスターＣＴＺ、融点３３５℃）
金属箔：銅箔（古河電気工業社製、Ｆ２−ＷＳ）、又はステンレス箔（東洋精箔社製、ＳＵＳ３０４Ｈ−ＴＡ）
[実施例６]
所定の大きさに切り出した絶縁フィルムを乾燥装置内に入れて、特定の乾燥温度の熱風を特定の乾燥時間あてることにより絶縁フィルムを乾燥させた（乾燥工程）。その後、乾燥状態にある絶縁フィルムの両面に金属箔を重ねた状態として、熱プレス機により熱圧着させて積層板を得た（熱圧着工程）。得られた積層板についてその品質を評価した。
【００３６】
（動的熱変形量の評価）
得られた積層板について、その両面の金属層を、塩化第二鉄水溶液を用いたエッチング処理により除去した。残った絶縁層フィルム（絶縁層）から長さ１０ｍｍ×幅５ｍｍのサンプルを採取し、動的粘弾性測定装置（ユービーエム社製、Ｒｈｅｏｇｅｌ−Ｅ４０００）にセットした。動的応力制御方法は動的応力制御モードとし、静荷重制御方法は自動静荷重モードとし、動荷重は１５ｇ、周波数は１Ｈｚに設定した。５℃／分の速度で昇温しながら動的変形量を計測し、２５０℃〜３００℃における動的変形量の最大値を求めた。そして、動的熱変形量の測定値に基づいて最大変形率（動的熱変形量÷元の長さ（１０ｍｍ）×１００）を算出した。その結果を表１及び表２に示す。
【００３７】
（接着性の評価）
ＪＩＳ  Ｃ  ６４７１に規定される試験方法を用いて、積層板について、金属層の引き剥がし強度（ピール強度）を測定し、その測定値に基づいて接着性の評価を評価した。その結果を表１及び表２に示す。本評価においては、ピール強度が０．３Ｎ／ｍ以上であるものを「良」、ピール強度が０．３Ｎ／ｍ未満であるものを「不良」と評価した。
【００３８】
（多層回路基板の製造）
得られた積層板の一方の金属層部分に回路を形成するとともに、他方側の金属層をエッチング処理により除去してパターンフィルムを作製した。そして、一部のパターンフィルムについて、ビアホールを形成するとともに、そのビアホール内に層間接続材料を充填した。ビアホールを形成したパターンフィルム８枚と、ビアホールを形成していないパターンフィルム１枚とを積層し、真空加熱プレス機を用いて、２８０℃に加熱しながら、４ＭＰａにて加圧することにより、多層回路基板を得た。
【００３９】
（導通性の評価）
得られた多層回路基板に対して液相熱衝撃試験（−４０℃〜１２５℃、３００サイクル）を行い、同試験の前後における回路の抵抗値をそれぞれ抵抗測定器にて測定した。そして、液相熱衝撃試験前の回路の抵抗値に対する、液相熱衝撃試験後の回路の抵抗値の変化率を算出し、その変化率に基づいて、多層回路基板の導通性を評価した。本評価においては、抵抗値の変化率が２０％未満であるものを「良」、２０％以上であるものを「不良」と評価した。なお、接着性の評価において、不良と判断したものについては、本評価を行わなかった。
【００４０】
【表１】
0006475020.tif 000002
【００４１】
【表２】
0006475020.tif 000003
表１及び表２に示すように、動的熱変形量が８５μｍ以下（最大変形率が０．８５％以下）である実施例１〜６は、導通性の評価が「良」であるのに対して、動的熱変形量が８５μｍを超える（最大変形率が０．８５％を超える）比較例１〜３は、導通性の評価が「不良」であった。この結果から、動的熱変形量（最大変形率）を小さくすることによって、多層回路基板の導通不良が抑制されることが確認できた。
【００４２】
そして、比較例１の結果から、乾燥工程における乾燥温度が１２０〜２５０℃の範囲よりも低い場合には、動的熱変形量及び最大変形率が大きくなることが確認できた。比較例２の結果から、乾燥工程における乾燥時間が２０秒よりも短い場合には、動的熱変形量及び最大変形率が大きくなることが確認できた。比較例３の結果から、熱圧着工程における加熱温度が２５０〜３３０℃の範囲よりも高い場合には、動的熱変形量及び最大変形率が大きくなることが確認できた。これらの結果から、動的熱変形量及び最大変形率を調整するためには、乾燥工程における乾燥温度及び乾燥時間、熱圧着工程における加熱温度が重要であることが分かる。
【００４３】
また、比較例４〜６の結果から、熱圧着工程における加熱温度が２５０〜３３０℃の範囲よりも低い場合、熱圧着工程における圧力が０．５〜１０ＭＰａの範囲よりも小さい場合、熱圧着工程における加熱加圧時間が１０〜６００秒の範囲よりも短い場合には、それぞれ十分な接着性が得られないことが確認できた。これらの結果から、十分な接着性が確保された積層板とするためには、熱圧着工程における加熱温度、熱圧着工程における圧力及び加熱加圧時間が重要であることが分かる。