(57)【要約】【課題】回路層を溶融積層して一体化する際に、位置ずれをなくしたプリント基板用基材を提供する。【解決手段】少なくとも２種類の熱可塑性液晶ポリマーからなるシート基材を用いたプリント基板用基材であって、該ポリマーの軟化点が異なることを特徴とするプリント基板用基材。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種類の熱可塑性液晶ポリマーからなるシート基材を用いたプリント基板用基材であって、熱可塑性液晶ポリマーの１種類の軟化点が他の少なくとも１種類の熱可塑性液晶ポリマーの軟化点と異なることを特徴とするプリント基板用基材。
【請求項２】
熱可塑性液晶ポリマーの少なくとも１種類が全芳香族ポリエステルである請求項１記載のプリント基板用基材。
【請求項３】
軟化点の最も高い熱可塑性液晶ポリマーと軟化点の最も低い熱可塑性液晶ポリマーの軟化点の温度差が１０℃〜９０℃である請求項１または２記載のプリント基板用基材。
【請求項４】
軟化点の最も低い熱可塑性液晶ポリマーの含有量が５〜８０％である請求項１〜３のいずれかに記載のプリント基板用基材。
【請求項５】
軟化点の異なる少なくとも２種類の熱可塑性液晶ポリマーならなる不織布を熱融着させることを特徴とするプリント基板用基材の製造方法。
【請求項６】
熱融着温度が、軟化点の最も低い熱可塑性液晶ポリマーの軟化点以上、軟化点の最も高い熱可塑性液晶ポリマーと軟化点未満である請求項５記載のプリント基板用基材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる軟化点の２種類以上の熱可塑性液晶ポリマーからなるシート基材を電気絶縁層とするプリント基板用基材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の小型、多機能化に伴い、機器内部に使用されるプリント配線板も高密度化や回路パターンの微細化が進められている。これに伴い、配線板の多層化、導体幅や導体間隙の狭幅化、ＩＣパッケージの小型多ピン化が進められており、またコンデンサや受動素子についても小型化と表面実装化が併せて進められている。特に、これらの受動部品を実装する技術は高密度を達成できるだけでなく、信頼性の向上に寄与する。これに伴い、配線板の寸法安定性、すなわち導体回路形成前後における寸法変化が少ないことへの要求レベルが高度になり、さらにその異方性を解消することが要求されている。
【０００３】
従来、プリント配線板用基材としては、紙／フェノール樹脂系、紙／エポキシ樹脂系、ガラス布／エポキシ樹脂系等が用いられているが、紙／エポキシ樹脂系は耐熱性、耐熱寸法安定性、耐湿寸法安定性が不十分であり、ガラス布／エポキシ樹脂系は高温時の機械的強度、高温時における電気的特性の劣化が大きく、高温時の寸法変化が大きいなどの欠点を有している。また、エポキシ樹脂等の熱硬化性材料を用いたプリント基板を積層するには接着剤を併用するしかなく、密着させる基板の位置ずれた高周波特性の悪化が起こりやすい。
【０００４】
また、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ガラス繊維布に樹脂を含浸させた基材等も用いられているが、ポリエステルフィルムは燃えやすく、ハンダ耐熱性、耐熱寸法安定性に乏しいし、ポリイミドフィルムは吸湿性が大きく、耐熱寸法安定性や耐湿寸法安定性に乏しく、ガラス繊維布は耐熱寸法安定性や耐湿寸法安定性に優れるものの、ガラス繊維の剛直性が大きい場合には耐折性に劣り、重量が重く、薄型化が難しいなどの欠点を有している。
【０００５】
この点、熱可塑性液晶ポリマーよりなるシート基材は、耐熱性、低吸湿性、耐薬品性、及び高周波特性に優れるため、プリント配線板の信頼性を向上させる電気絶縁材料として着目されている。熱可塑性液晶ポリマーをプリント配線用基材として積層するために接着剤を併用すると、その接着剤の特性に引きずられ、折角の耐熱性、耐湿性、及び高周波特性が悪化してしまうし、接着時に基板の位置ずれを誘発する場合があった。そこで、回路層に第１の液晶ポリマーを含み、この回路層の間に第１の液晶ポリマーより低融点の第２の液晶ポリマーを含む接着層を積層して接着させることが試みられている。これにより、高周波特性の悪化は抑止されるが、第２の液晶ポリマー層を接着層となすため溶融させると、積層した回路層この溶融液状層上に浮いた状態となって、やはり位置ずれが誘発する場合があった（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
また、熱可塑性の特性を活かし、接着層を設けず、熱可塑性液晶ポリマーよりなる基板を熱融着させる試みがなされているが、強固な接着力得るためには、用いられる熱可塑性液晶ポリマーシートの軟化点以上の高い温度で融着プレスする必要があり、接着時の位置ずれは抑止できても、配線板の寸法安定性に欠けるという問題があった（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−９７５６５号公報
【特許文献２】
特開２０００−２８６５３７号公報
【特許文献３】
特開２０００−２００９７６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決するものである。すなわち、本発明の目的は、熱可塑性液晶ポリマーからなるシート基材を積層して一体化する際の基板の位置ずれを防止し、配線板の寸法安定性に優れるプリント基板用基材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために研究を重ねた結果、熱可塑性液晶ポリマーからなるシート基材を用いたプリント基板用基材において、軟化点の異なる２種類以上の熱可塑性液晶ポリマーを用いて多層プリント基板を作製すればよいことを見出した。すなわち、軟化点の高い熱可塑性液晶ポリマーのマトリクスによって形態を保持させつつ軟化点の低い方の温度で熱融着プレスにより確実に一体化させ、融着プレス時の位置ずれを防止することができる。また、電気絶縁層と導体箔との接着は、熱可塑性液晶ポリマーの熱可塑性を活かし、層間に接着剤を用いずに熱融着させることができるため、基板における耐熱性、耐薬品性、電気特性等の諸特性を接着剤によって悪化させることなく、絶縁層の諸特性を十分に活かすことができる。更に、製造工程中に接着剤その他の液状積層材料の塗布・乾燥の工程がないので、製造効率よく多層プリント配線基板を製造することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプリント基板用基材について詳細に説明する。
本発明のプリント基板用基材は、少なくとも２種類の熱可塑性液晶ポリマーからなるシート基材を用いたプリント基板用基材であって、該ポリマーの軟化点が異なることを特徴とする。
【００１１】
本発明のプリント基板用基材ににおける熱可塑性液晶ポリマーとは、溶融または溶媒に溶解するときに流動性を示しながら、結晶性を示すポリマーである。すなわち、前者の溶融液晶型は、高温で該ポリマーを溶融した場合にその融体が液晶挙動を示し、後者の溶液液晶型は、該ポリマーを溶媒に溶解したときに液晶挙動を示す。結晶性ポリマーが結晶相と非晶相を有するのに対し、液晶ポリマーは結晶相と非晶相の間に液晶相を有することから、結晶性ポリマーと非晶性ポリマーの何れにも該当しないポリマーとされている。
【００１２】
本発明において、軟化点の異なる２種類以上の熱可塑性液晶ポリマーを用いて多層プリント基板を作製する利点は、上述したように、軟化点の高い熱可塑性液晶ポリマーのマトリクスによって形態を保持させつつ軟化点の低い方の温度で熱融着プレスして一体化させることにより活かされるのであるから、軟化点の高い熱可塑性液晶ポリマーのマトリクス中に軟化点の低い熱可塑性液晶ポリマーが均一に点在する状態が好ましい。したがって、本発明においては、得られた基材の形態が２種類以上の軟化点の異なる熱可塑性液晶ポリマーをミクロ的に溶融一体化したフィルム（シート）よりも、より両ポリマーの特性を発現させるこのとできる織布または不織布である方が好ましいが、後者（織布または不織布）の場合、これらを形成させた後、加熱溶融させてフィルム状としてもよい。
【００１３】
本発明に係る軟化点の異なる２種類以上の熱可塑性液晶ポリマーを織布または不織布にするに当たっては、熱可塑性液晶ポリマーは繊維状にして用いる。そして、織布とする場合、軟化点の低い熱可塑性液晶ポリマーは軟化点の高い熱可塑性液晶ポリマーの織目中に投錨（植生）する状態で、より織布両表面に露出している方が好ましい。また、軟化点の低い熱可塑性液晶ポリマーをパイル状に表面に突出させたり、植毛させたりしてもよい。不織布の場合であっても、軟化点の低い熱可塑性液晶ポリマーはより両表面に露出している方が好ましい。また、特に不織布とする場合は、軟化点の低い熱可塑性液晶ポリマーの軟化点の高い熱可塑性液晶ポリマーマトリクスへの投錨性と共に、軟化点の高い熱可塑性液晶ポリマーマトリクス自体の強度も重要である。そこで、熱可塑性液晶ポリマー繊維同士の絡み合いを向上させるため、熱可塑性液晶ポリマー繊維をフィブリル化させたり、水流交絡処理を始めとする各種交絡処理によって繊維を絡み合わせてもよい。殊に交絡処理を施す場合は、軟化点の異なる２種類以上の熱可塑性液晶ポリマーからなる不織布に施してもよいが、熱可塑性液晶ポリマーマトリクスの表面上に軟化点の低い熱可塑性液晶ポリマー繊維を載せて処理してもよい。
【００１４】
本発明に係る熱可塑性液晶ポリマーを繊維状とする場合は、該ポリマーを溶融または溶媒に溶解した状態から紡糸し、繊維化すればよい。液晶は非常に高い流動性と分子の配向性、すなわち流動配向性をもつため、紡糸ノズルを通過する際に高度の流動配向が生じ、その結果、高度に分子配向した繊維が得られる。液晶ポリマー繊維は、水流交絡処理等の物理的衝撃によって繊維軸に平行に分割、細分化されやすく、その結果、繊維同士が交絡しやすくなり、機械的強度の強い耐熱性不織布が得られる。
【００１５】
本発明に係る熱可塑性液晶ポリマーとしては、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリエステルアミド、全芳香族ポリエーテル、全芳香族ポリカーボネート、全芳香族ポリアゾメジン、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスチアゾール（ＰＢＺＴ）が挙げられる。これらの中でも、吸湿率が著しく低く、高周波領域での誘電損失が小さい全芳香族ポリエステルが好ましい。また、耐熱性と加工性に優れる全芳香族ポリアミドも好ましい。
【００１６】
全芳香族ポリエステルは、芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸等のモノマーを組合せ、組成比を変えて合成される。例えば、ｐ−ヒドロキシ安息香酸と２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸との共重合体が挙げられる。また、全芳香族ポリアミドとしては、ｐ−フェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）、ポリ−ｐ−ベンズアミド、ポリ−ｐ−アミドヒドロジド、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド−３、４−ジフェニルエーテルテレフタルアミド、ポリ−ｍ−フェニレンイソフタルアミド等が挙げられる。全芳香族ポリアミドは、相当する芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸クロライドとを溶液重合して得ることができる。
【００１７】
本発明に係る熱可塑性液晶ポリマーにおける軟化点は、高すぎると製造（熱接着）や加工がしにくくなり、逆に低すぎるとハンダ耐熱性等の耐熱性や難燃性が損なわれるので好ましくない。ハンダ耐熱から考えれば、軟化点が低い熱可塑性液晶ポリマーにおける軟化点は２５０℃以上が好ましい。尚、本発明に係る熱可塑性液晶ポリマーにおけ軟化点は、ＴＭＡを用い、１０℃／分で昇温させたときの軟化点を表すものとする。
【００１８】
本発明のプリント基板用基材に係る軟化点の低い熱可塑性液晶ポリマーと軟化点の高い熱可塑性液晶ポリマーの軟化点の温度差は１０℃〜９０℃が好ましく、３０℃〜５０℃がより好ましい。また、本発明に係る軟化点の低い熱可塑性液晶ポリマーと軟化点の高い熱可塑性液晶ポリマーの混合比は、位置ずれ防止や寸法安定性と接着性との兼ね合いにより適宜選択すればよいが、１０／９０〜９０／１０が好ましく、３０／７０〜７０／３０がより好ましい。上述したように、軟化点の異なる２種類以上の熱可塑性液晶ポリマーは、基材層方向に均一である必要がなく、位置ずれが防止される範囲で軟化点の低い熱可塑性液晶ポリマーを層の両表面に偏在させてもよい。この場合、軟化点の高い熱可塑性液晶ポリマーリッチな層の少なくとも一方面に軟化点の低い熱可塑性液晶ポリマーリッチな層を積層してもよいが、位置ずれを誘発する可能性がるので、軟化点の低い熱可塑性液晶ポリマーからなる層を積層して用いるのは好ましくない。
【００１９】
本発明のプリント基板用基材には、上記特性が維持できる範囲で、上記ポリマーの他にアクリル、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体等のポリマーを併用してもよい。また、例えば、融点が２００℃以上の成分を芯部に、融点が２００℃以下の成分を鞘部に配したような芯鞘複合繊維を併用してもよい。融点が２００℃以上の成分としては、ポリエステル、ポリアミド等が挙げられ、融点が２００℃未満の成分としては、低融点の変性ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。融点が２００℃以上の成分を芯部に、融点が２００℃未満の成分を鞘部に配した芯鞘複合繊維は湿式抄紙の乾燥工程で、鞘部が溶融して他の繊維に融着し、湿式不織布の強度を発現させる結着材としての役割を果たす。また、電気化学素子の製造工程において、２００℃程度での乾燥工程を経ても融点２００℃以上の芯部が繊維形状を保持できるため、熱収縮が抑制される。
【００２０】
本発明のプリント基板用基材として湿式不織布を用いる場合は、長網抄紙機、円網抄紙機、傾斜型抄紙機、更には２種以上を組み合わせたコンビネーションマシン等を用いて湿式抄紙する方法が挙げられ、単層抄紙、積層抄紙のいずれにても製造することができる。湿式抄紙法は、通常、繊維を固形分濃度が０．１〜５％程度になるように分散助剤、増粘剤等を用いて水中に均一に分散してスラリーとし、更にスラリー中に水を追加し、固形分濃度を０．１〜０．００１％に希釈して希薄水性スラリーとし、これを抄紙機を用いてシート化するものである。
【００２１】
本発明のプリント基板用基材における厚みは特に制限はないが、５０μｍ〜３ｍｍ程度が好ましく、１００μｍ〜１．６ｍｍがより好ましく用いられる。本発明に係る基材は、単層であっても、多層であってもよいが、多層とした場合は、それぞれの層の組成は異なっていてもよい。また、多層にする当たって予めその少なくとも一層を熱成形しておいてもよい。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳しく説明するが、本発明の内容は実施例に限定されるものではない。
【００２３】
実施例１
軟化点２６５℃の熱可塑性液晶ポリマーの繊維（（株）クラレ製；ベクトランＮＴ）７０部、軟化点３０６℃の熱可塑性液晶ポリマーの繊維（（株）クラレ製；ベクトラン繊維ＨＴ）３０部を分散助剤とともにパルパーを用いて水中に分散させ、更に増粘剤を添加して均一なスラリーを調製した。このスラリーを傾斜型抄紙機を用いて湿式抄紙し、目付け５０ｇ／ｍ２の湿式不織布を作製した。
この不織布の水流交絡処理を２本のノズルプレートを用いて行った。第１ヘッドに入口直径１００μｍ、出口直径８０μｍ、入口側のノズルピッチ０．６ｍｍのノズルを２列有するノズルプレートを用いて７０ｋｇｆ／ｃｍ２の水流を、第２ヘッドに入口直径１００μｍ、出口直径１００μｍ、入口側のノズルピッチ１．２ｍｍのノズルを１列有するノズルプレートを用いて９０ｋｇｆ／ｃｍ２の水流を噴射させて水流交絡処理した後、これを裏返して再度、同条件で水流交絡処理し、ヤンキードライヤーで乾燥させて目付け４０ｇ／ｍ２の不織布を作製した。
【００２４】
上記で作製した不織布に厚み１８μｍの銅箔を重ね、真空熱プレス機にて熱融着させて、片面銅張積層板を作製した。
上記で得られた片面銅張積層板にドリルにて４角に位置合わせ用の穴を開け、その穴を基準とするマスクを用いて、サブトラクティブ法でライン／スペース＝０．１ｍｍ／０．１ｍｍの回路パターンを形成した１０ｃｍ×１０ｃｍの配線板を４枚作製した。
上記で得られた４枚の配線板をおのおのの位置合わせ穴に合わせて積み重ね、真空熱プレス機を使用して、プレス温度２８０℃、プレス圧２００ｋｇｆ／ｃｍ２、プレス時間１０分の条件で４層の多層プリント配線板を作製した。
【００２５】
位置ずれ
上記の積層板を精密切断機で断面観察用サンプルを作製し、光学顕微鏡にて切断面を観察し、位置ずれを調べ、その結果を表１に示した。
【００２６】
接着強度
ＪＩＳ  Ｃ６４８１の引きはがし強さの常態での測定に準拠して、銅箔の引きはがし強さを測定し、ｋＮ／ｍで表１に併記した。
【００２７】
比較例１
実施例１において、不織布を作製する際、軟化点２６５℃の熱可塑性液晶ポリマー繊維（（株）クラレ製；ベクトラン繊維ＮＴ）のみ使用したこと以外は実施例１と同様にして、積層板を作製した。
この積層板を実施例１と同様に位置ずれと接着強度を測定し、表１に記載した。
【００２８】
比較例２
実施例１において、不織布を作製する際、軟化点３０６℃の熱可塑性液晶ポリマー繊維（（株）クラレ製；ベクトラン繊維ＨＴ）のみ使用したこと以外は実施例１と同様にして、積層板を作製した。
この積層板を実施例１と同様に位置ずれと接着強度を測定し、表１に記載した。
【００２９】
【表１】
2004186434.tif 000002
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明のプリント基板用基材によれば、積層時の位置ずれを防止すると共に十分な接着強度を有することができる秀逸な効果を有する。