(57)【要約】【課題】誘電率や誘電正接を低く抑えながら、耐熱性が高いうえ、吸水率が小さく、しかも積層後の内部導電体層の寸法変化を小さく抑えて、歩留りを高めることができるようにする。【解決手段】複数のフッ素樹脂系基材層(２)を積層して形成され、内部に少なくとも１つの導電体層(３)を備える多層プリント回路基板である。内部導電体層(3a)を備えた基材層(２)とこれに隣接する基材層(２)とは、液晶ポリマーからなる接着層(10)を介して接着してある。接着層(10)の厚さは、５０μｍ以下に設定される。この接着層(10)に用いる液晶ポリマーは、導電体層を構成する導電体の線膨張係数の２倍以下であり、２０×１０−６/℃以下に設定してある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフッ素樹脂系基材層(２)が積層されて形成され、内部に少なくとも１つの導電体層(３)を備える多層プリント回路基板であって、
上記の内部導電体層(3a)を備えた基材層(２)とこれに隣接する基材層(２)とを、液晶ポリマーからなる接着層(10)を介して接着したことを特徴とする、多層プリント回路基板。
【請求項２】
上記の接着層(10)の厚さを５０μｍ以下に設定した、請求項１に記載の多層プリント回路基板。
【請求項３】
上記の液晶ポリマーの線膨張係数を、上記の導電体層(３)を構成する導電体の２倍以下に設定した、請求項１または請求項２に記載の多層プリント回路基板。
【請求項４】
上記の液晶ポリマーの線膨張係数を２０×１０−６/℃以下に設定した、請求項３に記載の多層プリント回路基板。
【請求項５】
複数のフッ素樹脂系基材層(２)を積層した、内部に少なくとも１つの導電体層(３)を備える多層プリント回路基板の製造方法であって、
上記の内部導電体層(3a)を備えた基材層(２)とこれに隣接する基材層(２)との間に、液晶ポリマーからなる接着層(10)を介在させた状態で、これらの基材層(２)を加熱加圧により一体化することを特徴とする、多層プリント回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば通信機器などの高周波プリント配線として用いられる、多層プリント回路基板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部に少なくとも１つの導電体層を備えた、高周波プリント配線に用いられる多層プリント基板には、誘電率や誘電正接を低く抑えるため、複数のフッ素樹脂系基材層を積層して形成されたものがある。上記の内部導電体層を備えた基材層とこれに隣接するフッ素樹脂基材層とは、接着層を介して積層され加熱加圧されることにより互いに接着される。
【０００３】
上記の多層プリント回路基板は、高温でのはんだ付作業に必要とされる、いわゆるはんだ耐熱性(２６０℃)が要求されるので、上記の基材層同士を接着する接着層として、耐熱性に優れたガラスエポキシ樹脂を用いることが考えられる。しかしながら、このガラスエポキシ樹脂は誘電率や誘電正接が高いため、高周波プリント配線用の回路基板には適し難い問題がある。また、このガラスエポキシ樹脂は吸水率が大きく、導電体層のパターンを形成する際のエッチング液が残留し易い等の問題もある。
【０００４】
そこで従来、誘電率や誘電正接を低く抑えた電気的特性に優れる多層プリント回路基板として、上記の接着層に、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(ＰＦＡ)等のフッ素樹脂を用いたものがある(例えば特許文献１参照。)。
【０００５】
即ち、この従来技術では、例えばガラスクロスに未焼結のポリテトラフルオロエチレン樹脂(ＰＴＦＥ)を含浸保持させたプリプレグとこのプリプレグの片面に金属箔を配置した基材層とを積層して内層とし、この内層の上下にＰＦＡやテトラフルオロエチレン・ヘキサフルルオロプロピレン共重合体(ＦＥＰ)などのフッ素樹脂フィルムを配置し、或いは基材の両外層にＰＦＡもしくはＦＥＰが含浸保持されたプリプレグを配置し、最外層に金属箔を配置して、ＰＴＦＥの融点より高温でかつ高圧状態でプレス成形することにより多層プリント回路基板が製造される。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３２３５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の従来技術の接着層として用いられるフッ素樹脂は、誘電率と誘電正接が低く、高周波プリント配線用回路基板としての優れた電気的特性を備え、しかも吸水率が小さい利点もある。しかしながら、これらの接着層に用いられるフッ素樹脂は融点が低く、２６０℃のはんだ耐熱性に劣る問題点がある。
また、上記のフッ素樹脂の線膨張率は、例えば２〜４×１０−４/℃であり、基材層が備えるガラス繊維や導電体層の線膨張率(例えば、銅の１.６×１０−５/℃)に比べてかなり大きい。このため、積層時に高温高圧でプレス成形したのち冷却すると、このフッ素樹脂からなる接着層が基材層や導電体層と比べて大きく収縮し、冷却後の基板に歪みや反りを生じたり、導電体層との間に剥離を生じたりする虞がある。
さらに、上記のフッ素樹脂が冷却時に大きく収縮することから、このフッ素樹脂により接着される内部導電体層の寸法変化率が大きくなる。このため、この多層プリント回路基板にスルーホールを形成する際に、このスルーホールが内部導電体層の所定位置からズレて不良品となり易く、歩留りが低下する問題がある。
【０００８】
本発明は上記の問題点を解消し、誘電率や誘電正接を低く抑えながら、耐熱性が高いうえ吸水率が小さく、しかも積層後の内部導電体層の寸法変化を小さく抑えて歩留りを高めることができる、多層プリント回路基板を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するために、例えば、本発明の実施の形態を示す図１と図２に基づいて説明すると、次のように構成したものである。
即ち、本発明１は多層プリント回路基板に関し、複数のフッ素樹脂系基材層(２)が積層されて形成され、内部に少なくとも１つの導電体層(３)を備える多層プリント回路基板であって、上記の内部導電体層(3a)を備えた基材層(２)とこれに隣接する基材層(２)とを、液晶ポリマーからなる接着層(10)を介して接着したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明２は多層プリント回路基板の製造方法に関し、複数のフッ素樹脂系基材層(２)を積層した、内部に少なくとも１つの導電体層(３)を備える多層プリント回路基板の製造方法であって、上記の内部導電体層(3a)を備えた基材層(２)とこれに隣接する基材層(２)との間に、液晶ポリマーからなる接着層(10)を介在させた状態で、これらの基材層(２)を加熱加圧により一体化することを特徴とする。
【００１１】
上記の液晶ポリマーは、基材層を構成するフッ素樹脂に比べると誘電率や誘電正接が僅かに高いので、この接着層の層厚さを５０μｍ以下に設定すると、多層プリント回路基板としての優れた電気的特性を容易に保持することができ、好ましい。
なお、上記の内部導電体層には所定の回路パターンが形成されているが、上記の接着層の厚さを好ましくは２５μｍ以上、より好ましくは導電体層の厚さと同等以上に設定すると、上記の回路パターンを液晶ポリマーで確実に覆うことができ、導電体層を備えた基材層とこれに隣接する基材層とを良好に接着することができる。
【００１２】
上記の液晶ポリマーの線膨張係数は特定の値に限定されないが、上記の導電体層を構成する導電体の線膨張係数に近似すると好ましく、通常はこの導電体の線膨張係数の２倍以下に設定される。具体的には、上記の液晶ポリマーの線膨張係数を２０×１０−６/℃以下に設定すると好ましく、１０×１０−６/℃以下に設定するとさらに好ましい。
【００１３】
上記の導電体層としては、銅箔が最も好ましく使用されるが、アルミニウムや鉄、ステンレス、ニッケルなどの金属もしくはそれらの合金箔なども使用することができる。
【００１４】
上記のフッ素樹脂系基材層は、例えばガラスクロスに未焼結のＰＴＦＥを含浸保持させたプリプレグから構成したものであってもよく、或いは、フッ素樹脂繊維とガラス繊維などの耐熱性絶縁繊維とを湿式抄紙法にて形成したいわゆる抄紙シートであってもよい。
【００１５】
上記の基材層に用いるフッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(ＦＥＰＰＦＡ)、ＦＥＰ、ポリクロロトリフルオロエチレン(ＰＣＴＦＥ)、フッ化ビニリデン樹脂(ＰＶＤＦ)、フッ化ビニル樹脂(ＰＶＦ)、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ＥＴＦＥ)、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体(ＥＣＴＦＥ)などが使用でき、これらを単独または複数種類を混合して使用することができる。これらの中でも、誘電率や誘電正接が低く、耐熱性、耐薬品性などに優れるＰＴＦＥが好ましい。
【００１６】
上記の耐熱性絶縁繊維としては、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、アルミニウムシリケート繊維等の無機繊維や、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維(ＰＢＯ繊維)、芳香族ポリエステル繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、全芳香族ポリアミド繊維等の有機繊維が、単独または複数種類混合して使用される。これらの中でも耐熱性があり高強度・高弾性率で安価に実施できるガラス繊維が好ましく使用される。
【００１７】
なお、上記の樹脂系基材層には、必要に応じて、セラミック、チタン酸バリウム系セラミック、チタン酸鉛系セラミック、チタン酸ストロンチウム系セラミック、チタン酸カルシウム系セラミック、チタン酸ビスマス系セラミック、チタン酸マグネシウム系セラミック、ジルコン酸鉛系セラミックなどの無機微粒子を、単独または２種類以上を混合して含有していてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は上記のように構成され作用することから、次の効果を奏する。
【００１９】
(１)  接着層を構成する液晶ポリマーは、融点が例えば２８０℃以上あり、２６０℃のはんだ耐熱性に優れるうえ、吸水率が小さく、エッチング液の残留等を効果的に防止できる。しかも、誘電率や誘電正接が低く、これを接着層に用いた多層プリント回路基板は、高周波プリント配線としての優れた電気的特性を備えることができる。
【００２０】
(２)  上記の液晶ポリマーは線膨張係数が小さく(例えば２０×１０−６/℃)、基材層が備えるガラス繊維や導電体の線膨張係数(例えば銅の１６.２×１０−６/℃)との差異が小さい。このため、積層時に高温高圧でプレス成形したのち冷却しても、上記の接着層が基材層や導電体層と同程度に収縮するので、冷却後の多層プリント回路基板に歪みや反りを生じたり、接着層と導電体層との間に剥離を生じたりする虞がない。
【００２１】
(３)  また、液晶ポリマーの線膨張係数が小さく、導電体の線膨張係数との差異が小さいことから、上記のプレス成形後の冷却による内部導電体層の寸法変化率を小さく抑えることができる。この結果、多層プリント回路基板にスルーホールを形成する際に、このスルーホールを内部導電体層の所定位置に形成することができ、不良品の発生を低減して歩留りを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１と図２は本発明の実施形態を示し、図１(ａ)は多層プリント回路基板の断面構造図であり、図１(ｂ)は図１(ａ)のＢ部の拡大断面図であり、図２は多層プリント回路基板分解断面図である。
【００２３】
図１(ａ)に示すように、この多層プリント回路基板(１)は、複数のフッ素樹脂系基材層(２…)が積層されて形成され、内部に２つの導電体層(3a・3a)と最外部に２つの導電体層(3b・3b)の、４枚の導電体層(３…)を備えたいわゆる４層回路基板にされている。なお、この実施形態では４層の導電体層を備えたものについて説明するが、本発明では内部に少なくとも１つの導電体層を備えておればよく、６層回路基板や１０層回路基板など、任意の導電体層数の多層プリント回路基板に適用できることはいうまでもない。
【００２４】
上記の内部導電体層(3a)と外部導電体層(3b)にはそれぞれ所定の回路パターンがエッチングにより形成されており、所定箇所にスルーホール(４)を形成して各導電体層(３)同士を電気的に接続してある。
【００２５】
図１(ｂ)に示すように、上記の各フッ素樹脂系基材層(２)は、ガラスクロス(５)に所定量のフッ素樹脂(６)、例えばＰＴＦＥを含浸保持させたプリプレグを用いており、所定の温度と圧力で積層形成されている。
【００２６】
上記の多層プリント回路基板(１)は、図１(ａ)と図１(ｂ)において、上から順に第１外層部(７)とコア部(８)と第２外層部(９)とからなる。
上記のコア部(８)は、３層の基材層(２…)からなり、外側の両基材層(２)にはそれぞれ外面に上記の内部導電体層(3a)を備えている。このコア部(８)と第１外層部(７)及び第２外層部(９)との間には、それぞれ液晶ポリマーからなる接着層(10)を設けてあり、従って内部導電体層(3a)を備えた各基材層(２)と、これに隣接する上記の各外層部(７・９)の内方の基材層(２)とは、この接着層(10)を介して互いに接着されている。
【００２７】
次に、上記の多層プリント回路基板の製造手順について説明する。
最初に、例えば３枚など所定枚数のプリプレグを重ね合わせ、上下外層に例えば厚さ約３５μｍの電解銅箔を配置し、所定の温度と圧力の条件下で加熱・加圧して、上下に導電体層(3a・3a)を備えた上記のコア部(８)を形成する。次いでこのコア部(８)に形成された上下の導電体層(3a)をそれぞれエッチング処理し、所定の回路パターンを形成する。
【００２８】
次に、図２に示すように、上記のコア部(８)の上側に液晶ポリマーシート(11)を挟んで所定枚数、例えば１枚のプリプレグ(12)を配置し、その上側に電解銅箔(13)を配置する。この電解銅箔(13)とプリプレグ(12)とで上記の第１外層部(７)が構成される。また、上記のコア部(８)の下側に、液晶ポリマーシート(11)を挟んで所定枚数、例えば３枚のプリプレグ(12)を配置し、その下側に電解銅箔(13)を配置する。上記の第１外層部(７)と同様、この電解銅箔(13)とプリプレグ(12)とで上記の第２外層部(９)が構成される。なお、この第１外層部(７)や第２外層部(９)は、上記のコア部(８)と同様、予め所定の温度と圧力の条件下で加熱・加圧して一体に積層形成しておいてもよい。
【００２９】
その後、上記の第１外層部(７)とコア部(８)と第２外層部(９)とを、液晶ポリマーシート(11)を介在させた状態で、所定の温度と圧力の条件下で加熱・加圧して一体に積層形成する。これにより、図１に示すように、第１・第２外層部(７・９)の各プリプレグ(12)がフッ素樹脂系基材層(２)となり、電解銅箔(13)が外部導電体層(3b)となり、液晶ポリマーシート(11)が接着層(10)となる。そして、上下の外部導電体層(3b)をそれぞれエッチング処理して所定の回路パターンを形成したのち、必要に応じて所定箇所に前記のスルーホール(４)を形成することにより、図１に示す多層プリント回路基板が得られる。
【００３０】
次に、上記の多層プリント回路基板の内部導電体層の寸法変化率などについて、上記の接着層の材質を変えた比較例と対比しながら測定した。使用した実施例は図１に示す４層回路基板を用い、接着層として線膨張係数が５×１０−６/℃、厚さ２５μｍの液晶ポリマーフィルムを用いた。また、比較例１では接着層にガラスエポキシ樹脂を用い、比較例２ではフッ素樹脂として３フッ化樹脂(ＰＣＴＦＥ)を用いた。これらの測定結果を図３の物性対比表に示す。
【００３１】
上記の測定結果のうち、はんだ耐熱性は、２６０℃の溶融はんだ槽に６０秒間浸漬し、引上げ後に表面を目視で観察して、白点が１０個以下で膨れの無いものを可(○)とし、白点を１１個以上生じたものや膨れを生じたものを不可(×)とした。また、内部導電体層の寸法変化率は、上記の積層処理前の寸法に対する積層処理後の寸法変化量を百分率で表示した。また、吸水率、誘電率および誘電正接は、それぞれ接着層に用いた材料自体の特性値を示す。
【００３２】
上記の物性対比表から明らかなように、ガラスエポキシ樹脂を用いた比較例１では、はんだ耐熱性に優れ、内部導電体層の寸法変化率が小さいものの、吸水率が大きく、誘電率や誘電正接が高い問題があり、一方、３フッ化樹脂を用いた比較例２では、誘電率や誘電正接が低く吸水率が小さいものの、はんだ耐熱性が劣り、内部導電体層の寸法変化率が大きい問題点があった。
これに対し本発明の実施例では、はんだ耐熱性に優れ、内部導電体層の寸法変化率が小さいうえ、吸水率が小さく、しかも誘電率や誘電正接が低いことから、高周波プリント配線に用いられる多層プリント回路基板としての、優れた特性を備えていることがわかる。
【００３３】
上記の実施形態では、ＰＴＦＥのプリプレグを用いて積層した４層回路のプリント回路基板について説明した。しかしながら、上記の実施形態で説明した多層プリント回路基板は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものであり、基材層や導電体層の材質、液晶ポリマーのグレード、寸法、形状、積層枚数などをこれらの実施形態のものに限定するものではなく、たとえば複数のコア部を用いるなど、本発明の特許請求の範囲内において種々の変更を加え得るものである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の多層プリント回路基板は、誘電率や誘電正接を低く抑えながら、耐熱性が高く吸水率が小さいうえ、しかも積層後の内部導電体層の寸法変化を小さく抑えて歩留りを高めることができることから、携帯通信機器や送受信機器において高周波帯で使用されるアンテナ部品や、ＩＣパッケージ等の半導体の高密度配線、測定機器等の小形の配線板などの、高周波プリント配線に好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態を示し、図１(ａ)は多層プリント回路基板の断面構造図であり、図１(ｂ)は図１(ａ)のＢ部の拡大断面図である。
【図２】本発明の実施形態の、多層プリント回路基板の分解断面図である。
【図３】本発明の多層プリント回路基板の、比較例と対比した物性対比表である。
【符号の説明】
【００３６】
１…多層プリント回路基板
２…フッ素樹脂系基材層
３…導電体層
3a…内部導電体層
10…接着層
【図１】
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【図２】
2005268365.tif 000004
【図３】
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