(57)【要約】【課題】熱可塑性液晶ポリマーフィルムを含む多層回路基板に穿孔加工を施す製造方法を提供する。【解決手段】光学的に異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性ポリマーからなるフィルムを絶縁層に用いる多層回路基板に穿孔加工を施す製造方法であって、該穿孔加工に用いる穴開け工具の心厚テーパが０．０１５以上０．０７５未満である穴開け工具であり、かつ穿孔加工の際にエントリーボードとして樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用いることを特徴とする、多層回路基板の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性ポリマーからなるフィルムを絶縁層に用いる多層回路基板に穿孔加工を施す製造方法であって、該穿孔加工に用いる穴明け工具の心厚テーパが０．０１５／ｍｍ以上０．０７５／ｍｍ未満である穴明け工具であり、かつ穿孔加工の際にエントリーボードとして樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用いることを特徴とする、多層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、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを絶縁層に用いる多層回路基板に穿孔加工を施す製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロエレクトロニクス分野の技術の進歩は目ざましいものがあり、移動体通信を始め、携帯用電子機器の小型・軽量化の要求が強くなり、高密度実装に対する期待が一段と強まっている。これに伴い、配線板の多層化、配線ピッチの狭幅化、スルーホールの微細化など、より集積化に耐えるプリント配線板の加工技術が検討されている。
【０００３】
プリント配線板の加工技術の中でも、特に多層回路基板の層間導通のための穿孔加工は重要であり、穴開け工具としてドリルを用いた穿孔加工が一般的に行われている。
【０００４】
近年のスルーホールの微細化に伴い、穿孔加工する穴が小径化することで、穴位置精度が悪化し、また切削屑排出性の悪化によってドリルの折損や、加工孔内壁の荒れ（スミア）などが生じることが問題となっている。プリント配線板のドリルによる穿孔加工を行う際に、穿孔加工後ドリルが戻るときに、プリント配線板に積層されている最上層の金属箔を持ち上げてかえりを生じさせることがあり、このかえりを抑制し、金属箔面に疵がつかないように保護する目的で、治具板を使用するのが一般的である。この治具板は、穿孔加工するプリント配線板の最上層に置き、ドリルの侵入側に使用するエントリーボードと、プリント配線板の最下層に置くバックアップボードの２種類に分けられ、特に上記した小径化に伴う穴位置精度の悪化や切削屑排出性の悪化によるドリルの折損などの問題に対しては、潤滑材の役割を果たす樹脂材料からなる層を有するエントリーボード・バックアップボードが用いられることがある。
【０００５】
例えば、特許文献１（特開平７−３２８９９６号公報）では、多層基板の内層材に施される穴明けは０．５ｍｍφ以下のものが次第に増えてきており、このような小径穴明けにおいてはその内壁にスミアと呼ばれる毛羽立ちが生じ、以降のメッキ工程で絶縁不良が起きたり、またドリルの折損により回路基板の不良を生じやすいという問題が記載されており、特定の硬度を有するアルミ箔と樹脂を含浸した紙を硬化型の接着剤で複合してなる回路基板穴明け用エントリーボードを用いる穿孔加工方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２（特開平１０−３３５７８０号公報）では、プリント配線板の穿孔加工において、孔径が０．３５ｍｍ未満と小さくなると、ドリル発熱防止効果が不十分でプリント配線板の孔明け部内壁にスミアが発生したりあるいはドリルが折れたりする問題が記載されており、プリント配線板の穿孔加工に用いるエントリーボードとして、アルミニウム材からなるクラッド材の表面に、製膜性樹脂と潤滑性付与材とを含有する水溶性固体潤滑剤を塗布、焼き付けて製膜した皮膜が設けられてなるエントリーボードが開示されている。
【０００７】
また、プリント配線板の穿孔加工では、生産性や低コスト化の観点から、複数枚の多層回路基板を重ねて穿孔加工することが行われるが、多層回路基板を複数枚重ねると実質的にスルーホールが長大化し、ドリルによる切削量が大きくなって、貫通孔の形成時に発生する摩擦熱が増大し、スミアの発生が増加し、また穴位置精度が悪化する問題がある。
【０００８】
例えば、特許文献３（特開平７−１６４２２８号公報）では、織布状態にしたガラス繊維と導体をなす銅箔とをエポキシなどの樹脂で積層して製造されたプリント基板の０．４ｍｍ以下の穴加工において、数枚のプリント基板を重ねて実質的な穴加工のアスペクト比（穴の直径に対する厚さの比）が大きくなった小径深穴加工では、ドリルが前進するに従って穴曲がりの影響が大きくなり、穴位置精度が悪化してプリント基板の不良につながってしまう問題について記載されている。穴位置精度が悪化する原因としては、小径化によるドリル自身の剛性の低下によるばかりでなく、ガラス繊維の織布へのドリル侵入時のチゼル部の食い付きや求心性が大きく影響しており、特定の形状のドリルを用いることでガラス繊維の織布への食付き性を向上させ、穴曲がりを小さくすることで穴位置精度を向上させる方法が開示されている。
【０００９】
上記のように、従来のプリント配線板の穿孔加工技術では、樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用いることが一般的に行われているが、良好な穿孔加工を行う条件としてはエントリーボードの条件以外にも様々な条件があり、例えばバックアップボードの条件、穿孔加工時のドリルの回転数、送り速度、チップロード、ドリル形状（先端角、ねじれ角、逃げ角、溝長、心厚、心厚テーパなど）及びサイクル加工の有無などの条件が良好な穿孔加工に影響する。
【００１０】
特許文献４（特開２０００−３４９４１３号公報）では、ハロゲン化物を含まないガラスエポキシ樹脂からなる絶縁基板を用いたプリント配線板の穿孔加工において、樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用い、ドリルを高速回転かつ低速送りにして穿孔加工を行う方法が開示されており、該方法を用いることで、貫通孔の内壁面の平滑性を向上させることができてめっき加工が良好に行え、穿孔加工時の摩擦熱に起因するプリント配線板の熱変形を防止できることが記載されている。
【００１１】
本発明は、光学的に異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性ポリマーからなるフィルム（以下、これを熱可塑性液晶ポリマーフィルムと称する）を絶縁基板に用いるプリント配線板の穿孔加工において、穴位置精度に優れ、穴内壁荒れの低減された、穿孔加工時のドリルの切削屑排出性が良好な穿孔加工を施す製造方法に関するものである。
さらに、本発明は穴径が０．３ｍｍ以下の小径の穴加工であっても良好に穿孔加工を行うことができ、さらに多層回路基板を複数枚重ねた穿孔加工を行う場合でも良好な穿孔加工が可能となる製造方法に関するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平７−３２８９９６号公報
【特許文献２】特開平１０−３３５７８０号公報
【特許文献３】特開平７−１６４２２８号公報
【特許文献４】特開２０００−３４９４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明者らは、高周波帯域においても信号の伝送損失を抑えることができる、低誘電率、低誘電正接の光学的に異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性ポリマーからなるフィルム（以下、これを熱可塑性液晶ポリマーフィルムと称する）に着目し、この熱可塑性液晶ポリマーフィルムを絶縁性の基板として用い、この熱可塑性液晶ポリマーフィルム基板と導体層とを積層して形成される多層回路基板の穿孔加工について、加工条件を検討した。
【００１４】
本発明者らが検討した結果、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを絶縁層に用いた多層回路基板に対して、エントリーボードとして樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用いてドリルによる穿孔加工を行っても、穿孔加工の結果形成された穴の位置精度が悪く、また穴内壁の荒れも大きく、またドリルライフも短く、穿孔加工途中でドリルが折損してしまうなど、良好な穿孔加工が行えないことがわかった。
【００１５】
また、穿孔加工時のドリル条件を検討し、ドリルの回転数、送り速度、上昇速度、重ね枚数、サイクル加工の有無などの条件を検討しても、穴位置精度が高く、穴内壁の荒れを抑えた穿孔加工を行うには至らなかった。
【００１６】
このような熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用いた多層回路基板の穿孔加工を行った場合、フィルムが熱可塑性であるため、ドリリングの際に発生する熱によって液晶ポリマー樹脂が溶融し、溶融した樹脂が穴内壁に付着し、固化することで、導通不良の原因（スミア）を引き起こす。このようなスミアを処理する方法としては、穴内壁に付着した樹脂を薬液で溶かして取り除く方法があるが、耐薬品性に優れる液晶ポリマーからなるスミアを処理できる薬液は限られ、またそのようなスミア処理能力の高い薬液は回路基板を破壊するなどの問題があり、また工程も煩雑となる。
【００１７】
さらに、上記のような問題は、加工する穴が小径化し、例えば０．３ｍｍ以下になると、特に顕著となり、穴位置精度の悪化、穴内壁の荒れ、スミアの発生、ドリルの折損などが起こりやすくなる。
【００１８】
さらに、多層回路基板を複数枚重ねて穿孔加工を行い、実質的にスルーホールが長大化した場合でも、穴位置精度の悪化、穴内壁の荒れ、スミアの発生、ドリルの折損などが起こりやすくなる。
【００１９】
本発明の目的は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを含む多層回路基板に穿孔加工を施す製造方法であって、穴位置精度が高く、穴内壁の荒れが抑えられ、スミアの発生やドリルへの切削屑の巻き付が少ない穿孔加工が可能な、多層回路基板に穿孔加工を施す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】
【００２０】
熱可塑性液晶ポリマーフィルムを絶縁層に用いた多層回路基板について、従来の方法では良好な穿孔加工が行えない原因を探るため、穿孔加工を施した後のドリルを観察したところ、ドリルに穿孔加工時に生じる切削屑が巻きついており、切削屑の排出が良好に行われていないことがわかった。
【００２１】
以上のことから、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを絶縁層に用いた多層回路基板の穿孔加工が良好に行えない原因として、以下のように考察した。
熱可塑性液晶ポリマーフィルムは熱可塑性であるために穿孔加工の際に発生する熱によって溶融しやすいこと加え、熱可塑性液晶ポリマーフィルム自体が層状の構造を持つため、穿孔加工した際に、切削屑が細長い紐状になる傾向が特に顕著となると思われる。このような紐状の切削屑はドリルに巻き付き易く、ドリル折損や穴位置精度の悪化、穴内壁荒れなどの問題を引き起こしていると考えた。
【００２２】
多層回路基板に穿孔加工を行う際の加工条件としては、エントリーボード、バックアップボード、穿孔加工時のドリルの回転数、送り速度、チップロード、ドリル形状（先端角、ねじれ角、逃げ角、溝長、心厚、心厚テーパなど）及びサイクル加工の有無など様々な条件があり、これらの条件が穿孔加工時の切削屑の排出性や、穿孔加工の結果形成される穴の位置精度などに関わっている。本発明者らは、これらの様々な条件の中から特定のドリル形状と特定のエントリーボードを組み合わせることで、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを絶縁層に用いる多層回路基板の穿孔加工が良好に行えることを見出し、本発明に至った。
【００２３】
すなわち、本発明は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを絶縁層に用いる多層回路基板に穿孔加工を施す製造方法であって、該穿孔加工に用いる穴開け工具の心厚テーパが０．０１５／ｍｍ以上０．０７５／ｍｍ未満である穴明け工具であり、かつ穿孔加工の際にエントリーボードとして樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用いることを特徴とする、多層回路基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを絶縁層に用いる多層回路基板への穿孔加工において、穴位置精度が高く、切削屑排出性に優れ、穴内壁の荒れを抑え、スミアの発生を抑制し、さらにドリルライフの長い穿孔加工が可能となる。また、穴径が小さく、例えば０．３ｍｍ以下の小径の穴についても良好な穿孔加工が行え、さらに多層回路基板を複数重ねた状態での穿孔加工も可能であるため、生産性、低コスト化に優れる穿孔加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の、多層回路基板に穿孔加工を施した結果形成された穴の外観を示す写真であり、（ａ）は実施例２の結果、（ｂ）は比較例４の結果を示す写真である。
【図２】本発明の、多層回路基板に穿孔加工を施した後の、穿孔加工に用いたドリルへの切削屑の巻付きの程度を示す写真であり、（ａ）は実施例２の結果、（ｂ）は比較例４の結果を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明を実施するための形態は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを絶縁層に用いる多層回路基板に穿孔加工を施す製造方法であって、該穿孔加工に用いる穴明け工具の心厚テーパが０．０１５以上０．０７５未満であるドリルであり、かつ穿孔加工の際にエントリーボードとして樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用いることを特徴とする。
【００２７】
（熱可塑性液晶ポリマーフィルム）
熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、溶融成形できる液晶性ポリマーから形成される。この熱可塑性液晶ポリマーは、溶融成形できる液晶性ポリマーであれば特にその化学的構成については特に限定されるものではないが、例えば、熱可塑性液晶ポリエステル、又はこれにアミド結合が導入された熱可塑性液晶ポリエステルアミドなどを挙げることができる。
【００２８】
また熱可塑性液晶ポリマーは、芳香族ポリエステルまたは芳香族ポリエステルアミドに、更にイミド結合、カーボネート結合、カルボジイミド結合やイソシアヌレート結合などのイソシアネート由来の結合等が導入されたポリマーであってもよい。
【００２９】
本発明に用いられる熱可塑性液晶ポリマーの具体例としては、以下に例示する（１）から（４）に分類される化合物およびその誘導体から導かれる公知の熱可塑性液晶ポリエステルおよび熱可塑性液晶ポリエステルアミドを挙げることができる。ただし、光学的に異方性の溶融相を形成し得るポリマーを形成するためには、種々の原料化合物の組合せには適当な範囲があることは言うまでもない。
【００３０】
【表１】
2016042540.tif 000002
（１）芳香族または脂肪族ジヒドロキシ化合物（代表例は表１参照）
【００３１】
【表２】
2016042540.tif 000003
（２）芳香族または脂肪族ジカルボン酸（代表例は表２参照）
【００３２】
【表３】
2016042540.tif 000004
（３）芳香族ヒドロキシカルボン酸（代表例は表３参照）
【００３３】
【表４】
2016042540.tif 000005
（４）芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシアミンまたは芳香族アミノカルボン酸（代表例
は表４参照）
【００３４】
これらの原料化合物から得られる液晶ポリマーの代表例として表５および６に示す構造単位を有する共重合体を挙げることができる。
【００３５】
【表５】
2016042540.tif 000006
【００３６】
【表６】
2016042540.tif 000007
【００３７】
これらの共重合体のうち、ｐ―ヒドロキシ安息香酸および／または６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸を少なくとも繰り返し単位として含む重合体が好ましく、特に、（ｉ）ｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸との繰り返し単位を含む重合体、（ｉｉ）ｐ−ヒドロキシ安息香酸および６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸からなる群から選ばれる少なくとも一種の芳香族ヒドロキシカルボン酸と、４，４’−ジヒドロキシビフェニルおよびヒドロキノンからなる群から選ばれる少なくとも一種の芳香族ジオールと、テレフタル酸、イソフタル酸および２，６−ナフタレンジカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種の芳香族ジカルボン酸との繰り返し単位を含む重合体が好ましい。
【００３８】
例えば、（ｉ）の重合体では、熱可塑性液晶ポリマーが、少なくともｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸との繰り返し単位を含む場合、繰り返し単位（Ａ）のｐ−ヒドロキシ安息香酸と、繰り返し単位（Ｂ）の６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸とのモル比（Ａ）／（Ｂ）は、液晶ポリマー中、（Ａ）／（Ｂ）＝１０／９０〜９０／１０程度であるのが望ましく、より好ましくは、（Ａ）／（Ｂ）＝５０／５０〜８５／１５程度であってもよく、さらに好ましくは、（Ａ）／（Ｂ）＝６０／４０〜８０／２０程度であってもよい。
【００３９】
また、（ｉｉ）の重合体の場合、ｐ−ヒドロキシ安息香酸および６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸からなる群から選ばれる少なくとも一種の芳香族ヒドロキシカルボン酸（Ｃ）と、４，４’−ジヒドロキシビフェニルおよびヒドロキノンからなる群から選ばれる少なくとも一種の芳香族ジオール（Ｄ）と、テレフタル酸、イソフタル酸および２，６−ナフタレンジカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種の芳香族ジカルボン酸（Ｅ）の、液晶ポリマーにおける各繰り返し単位のモル比は、芳香族ヒドロキシカルボン酸（Ｃ）：前記芳香族ジオール（Ｄ）：前記芳香族ジカルボン酸（Ｅ）＝３０〜８０：３５〜１０：３５〜１０程度であってもよく、より好ましくは、（Ｃ）：（Ｄ）：（Ｅ）＝３５〜７５：３２．５〜１２．５：３２．５〜１２．５程度であってもよく、さらに好ましくは、（Ｃ）：（Ｄ）：（Ｅ）＝４０〜７０：３０〜１５：３０〜１５程度であってもよい。
【００４０】
また、芳香族ジカルボン酸に由来する繰り返し構造単位と芳香族ジオールに由来する繰り返し構造単位とのモル比は、（Ｄ）／（Ｅ）＝９５／１００〜１００／９５であることが好ましい。この範囲をはずれると、重合度が上がらず機械強度が低下する傾向がある。
【００４１】
なお、本発明にいう溶融時における光学的異方性とは、例えば試料をホットステージにのせ、窒素雰囲気下で昇温加熱し、試料の透過光を観察することにより認定できる。
【００４２】
熱可塑性液晶ポリマーとして好ましいものは、融点（以下、Ｍｐと称す）が２６０〜３６０℃の範囲のものであり、さらに好ましくはＭｐが２７０〜３５０℃のものである。なお、Ｍｐは示差走査熱量計（（株）島津製作所ＤＳＣ）により主吸熱ピークが現れる温度を測定することにより求められる。
【００４３】
前記熱可塑性液晶ポリマーには、本発明の効果を損なわない範囲内で、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂等の熱可塑性ポリマー、各種添加剤を添加してもよく、必要に応じて充填剤を添加してもよい。
【００４４】
本発明に使用される熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、熱可塑性液晶ポリマーを押出成形して得られる。熱可塑性液晶ポリマーの剛直な棒状分子の方向を制御できる限り、任意の押出成形法が適用できるが、周知のＴダイ法、ラミネート体延伸法、インフレーション法などが工業的に有利である。特にインフレーション法やラミネート体延伸法では、フィルムの機械加工方向（以下、ＭＤ方向と略す）だけでなく、これと直交する方向（以下、ＴＤ方向と略す）にも応力が加えられ、ＭＤ方向とＴＤ方向における誘電特性を制御したフィルムが得られる。
【００４５】
押出成形では、配向を制御するために、延伸処理を伴うのが好ましく、例えば、Ｔダイ法による押出成形では、Ｔダイから押出した溶融体シートを、フィルムのＭＤ方向だけでなく、これとＴＤ方向の双方に対して同時に延伸してもよいし、またはＴダイから押出した溶融体シートを一旦ＭＤ方向に延伸し、ついでＴＤ方向に延伸してもよい。
【００４６】
また、インフレーション法による押出成形では、リングダイから溶融押出された円筒状シートに対して、所定のドロー比（ＭＤ方向の延伸倍率に相当する）およびブロー比（ＴＤ方向の延伸倍率に相当する）で延伸してもよい。
【００４７】
また、熱可塑性液晶ポリマーフィルムには、押出成形した後に、必要に応じて延伸を行ってもよい。延伸方法自体は公知であり、二軸延伸、一軸延伸のいずれを採用してもよいが、分子配向度を制御することがより容易であることから、二軸延伸が好ましい。また、延伸は、公知の一軸延伸機、同時二軸延伸機、逐次二軸延伸機などが使用できる。
【００４８】
また、必要に応じて、公知または慣用の熱処理を行い、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点および／または熱膨張係数を調整してもよい。熱処理条件は目的に応じて適宜設定でき、例えば、液晶ポリマーの融点（Ｍｐ）−１０℃以上（例えば、Ｍｐ−１０〜Ｍｐ＋３０℃程度、好ましくはＭｐ〜Ｍｐ＋２０℃程度）で数時間加熱することにより、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点を上昇させてもよい。
【００４９】
このようにして得られた本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、優れた誘電特性、低吸湿性などを有しているため、回路基板材料として好適に用いることができる。
【００５０】
また、熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、その剛直な構造に由来して、一般に低せん断領域での溶融粘度が高く、例えば、３００℃における熱可塑性液晶ポリマーフィルムの溶融粘度（せん断速度１，０００秒−１）は、例えば、１００Ｐａ・ｓ以上であってもよく、好ましくは２００〜１００，０００Ｐａ・ｓ程度（例えば１５０〜１００，０００Ｐａ・ｓ程度）、より好ましくは２００〜１０，０００Ｐａ・ｓ程度であってもよい。なお、溶融粘度は、粘弾性レオメータ（例えば、ＴＡ  Instrucment Japan製ＡＲ２０００）を用い、昇温速度３℃/分、周波数１Ｈｚ、ひずみ０．１％、法線応力５Ｎの条件下で測定することができる。
【００５１】
熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点（Ｍｐ）は、フィルムの所望の耐熱性および加工性を得る目的において、２００〜４００℃程度の範囲内で選択することができ、好ましくは２５０〜３６０℃程度、より好ましくは２６０〜３４０℃程度であってもよい。なお、フィルムの融点は、示差走査熱量計を用いて、フィルムの熱挙動を観察して得ることができる。すなわち供試フィルムを２０℃／分の速度で昇温して完全に溶融させた後、溶融物を５０℃／分の速度で５０℃まで急冷し、再び２０℃／分の速度で昇温した後に現れる吸熱ピークの位置を、フィルムの融点として記録すればよい。
【００５２】
本発明において使用される熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、任意の厚みであってもよく、そして、５ｍｍ以下の板状またはシート状のものをも包含する。ただし、高周波伝送線路に使用する場合は、厚みが厚いほど伝送損失が小さくなるので、できるだけ厚みを厚くするのが好ましい。電気絶縁層として熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用いる場合、そのフィルムの膜厚は、１０〜５００μｍの範囲内にあることが好ましく、１５〜２００μｍの範囲内がより好ましい。フィルムの厚さが薄過ぎる場合には、フィルムの剛性や強度が小さくなることから、フィルム膜厚１０〜２００μｍの範囲のフィルムを積層させて任意の厚みを得る方法を使用してもよい。
【００５３】
（多層回路基板）
本発明において使用される熱可塑性液晶ポリマーフィルムは導電性材料として銅箔のような金属箔と、熱接着あるいは熱硬化性接着剤によって接着させて積層体とすることができる。作成した積層体の片方の金属箔に配線回路を形成させて配線回路基板とすることもできる。さらに、多層基板に形成してもよい。このような形態の積層体あるいは配線回路基板においては、そのフィルムの膜厚は、２０〜１５０μｍの範囲内にあることが好ましく、２０〜５０μｍの範囲内がより好ましい。フィルムの厚さが薄過ぎる場合には、フィルムの剛性や強度が小さくなるため、得られる配線回路基板に電子部品を実装する際に加圧により変形して、配線の位置精度が悪化して不良の原因となる。
【００５４】
また、熱可塑性液晶ポリマーフィルムには、他の電気絶縁性材料、例えば、酸化アルミニウムなどセラミックス粉体との複合体や、複数種類の熱可塑性液晶ポリマーや、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン等との複合体あるいはポリマーアロイを用いることもできる。なお、原材料フィルムには、滑剤、酸化防止剤などの添加剤が配合されていてもよい。
【００５５】
また、上記の配線回路基板の接続信頼性をみるヒートサイクル試験における電気抵抗の安定性をより高めるためには、熱可塑性液晶ポリマーフィルム上に形成する導電体の熱膨張係数をＰ×１０- 6 ｃｍ／ｃｍ／℃としたときに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱膨張係数が、（Ｐ−１０）×１０- 6 ｃｍ／ｃｍ／℃から（Ｐ＋１０）×１０- 6 ｃｍ／ｃｍ／℃の範囲内になるように調節することが好ましい。この範囲から外れると、導電体と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの間の界面剥離の発生が多くなる。ここで、銅、アルミニウムなどの代表的な導電体のＰ値は１１〜３０である。
【００５６】
（ドリル形状）
[心厚]
一般に心厚を大きくするとドリルの剛性は向上し、穴位置精度も良好となるが、その分溝容量が減少して切削屑排出性は悪化する。本発明に用いるドリルの心厚については特に限定されないが、穴位置精度と切削屑排出性との兼ね合いから、０．０７〜０．０９３の範囲が好ましい。
【００５７】
[心厚テーパ]
心厚テーパは、穴位置精度を決める要素の一つであるが、一般的に、ドリルの心厚テーパが大きくなると、ドリルの剛性が増して穴位置精度が向上する一方、溝容量が小さくなって切削屑の排出性が悪くなり、切削屑による穴内壁の荒れが生じる。ドリルの心厚テーパが小さくなると、ドリルの剛性が下がり、穴位置精度は悪くなるが、溝容量は大きくなるため、切削屑の排出性は良くなる。このように、心厚テーパが大きく／小さくなることによる、穴位置精度と切削屑排出性それぞれへの影響は相反するが、本発明における熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用いた多層回路の穿孔加工に用いるドリルの心厚テーパは、０．０７５／ｍｍ未満であることが重要である。熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用いた多層回路基板の穿孔加工においては、切削屑排出性を重視した、心厚テーパが０．０７５／ｍｍ未満であるドリルを使用した場合において、穴位置精度、切削屑排出性共に優れた穿孔加工を行うことができる。これは、熱可塑性液晶ポリマーフィルム特有の以下の性質によるものと推測される。
（ｉ）熱可塑性液晶ポリマーフィルムは熱可塑性であるため、穿孔加工の際に発生する熱によって溶融しやすく、溶融した樹脂がドリルに付着し、切削屑の排出を阻害し易い。
（ii）熱可塑性液晶ポリマーフィルムは層状の構造を持つため、熱可塑性液晶ポリマーフィルムをドリル加工した場合に生じる切削屑が紐状の形状を取りやすく、紐状の切削屑がドリルに巻きつきやすい。
（iii）熱可塑性液晶ポリマーフィルムは柔らかい材質のため、例え心厚テーパが小さく剛性の低いドリルで加工した場合でも、ドリルの剛性が低いことによる穴位置ズレが起こりにくい。
上記（ｉ）および（ii）の理由から、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用いた多層回路基板を穿孔加工した場合、穿孔加工時に生じる切削屑がドリルに巻き付き易くなっており、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを用いた多層回路基板の穿孔加工における穴位置精度においては、一般的に言われるドリルの剛性よりも、切削屑の排出性の方が大きな要素となっていると考えられる。従って、切削屑排出性を重視した、心厚テーパの小さいドリルを用いることで、穴位置精度を向上させることができると考えられる。また、上記（iii）の理由により、心厚テーパが小さく剛性の低いドリルでも穴位置ズレの程度は大きくないために、一般的に言われるような大きな穴位置精度のズレは生じず、良好な穴位置精度で穿孔加工が行えると考えられる。また、心厚テーパが０．０１５／ｍｍ未満の場合、ドリルの剛性の低下による穴位置精度のズレの程度が大きくなるため、心厚テーパは０．０１５／ｍｍ以上であることが重要である。
また、心厚テーパの範囲は、好ましくは０．０１５／ｍｍ〜０．０５０／ｍｍであり、より好ましくは０．０１５／ｍｍ〜０．０３０／ｍｍであり、さらに好ましくは０．０２０／ｍｍ〜０．０２５／ｍｍである。
また、ドリルがその先端部から基端部にかけて、心厚テーパが０．０１５以上０．０７５／ｍｍ未満である部分を少なくとも一箇所含んでいれば、ドリルの先端部からドリルの基端部にかけて心厚テーパの値が変化しても良い。
【００５８】
[ねじれ角]
一般にドリルのねじれ角を大きくすると溝容量が大きくなる点で穿孔加工時の排出性は良好となるが、切削屑の形状が細長くなりやすく、ドリルに巻付き易くなる。本発明に用いるドリルのねじれ角については特に限定されないが、切削屑の排出性とドリルへの切削屑巻付きやすさの兼ね合いから、ねじれ角は３０°〜６０°の範囲であっても良く、好ましくは３５°〜５０°、より好ましくは４０°〜４５°であっても良い。また、ドリル先端からドリル基端部にかけてねじれ角が変化しても良い。
【００５９】
（ドリル回転数）
本穿孔加工において、ドリルの回転数は特に制限されるものではないが、従来の穿孔加工では、一般に回転数が大きいと内壁とドリル間の摩擦熱が高くなるため、液晶ポリマーの溶融を防止するという観点からのみ言えば回転数は小さい方が有利である。一方、回転数を極端に小さくすると切削屑の排出性に影響が出る点から、５００００ｒｐｍ以上が好ましく、６５０００ｒｐｍ以上がより好ましく、８００００ｒｐｍ以上１６００００ｒｐｍ以下がさらに好ましい。
【００６０】
（チップロード）
毎分の送り速度（ｍ／ｍｉｎ）は、チップロード（μｍ／ｒｅｖ）に回転数（ｒｐｍ）をかけたもので、加工能率を表す。一般に、チップロードが高いと加工能率は上がるが、ドリルへの負荷が大きくなるため、ドリルが折損しやすくなる。一方、チップロードが遅すぎるとドリルの磨耗を増徴し、切削屑が長くなり、ドリルへ巻きつきやすくなって切削屑排出性が悪化するため、ドリルの折損や穴位置精度の悪化を引き起こす。
本発明の穿孔加工においては、チップロードの値は特に制限されるものではないが、ドリルへの負荷と切削屑排出性との兼ね合いから、６．２５μｍ／ｒｅｖ〜１２．５μｍ／ｒｅｖが好ましく、８．００μｍ／ｒｅｖ〜１１．０μｍ／ｒｅｖがより好ましく、９．００μｍ／ｒｅｖ〜１０．０μｍ／ｒｅｖがさらに好ましい。
【００６１】
（エントリーボート゛）
本発明に使用されるエントリーボードとしては、樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用いることが重要である。エントリーボードの材質は特に限定されないが、ベーク板や、アルミ板であっても良い。
【００６２】
また、樹脂材料からなる層を有するエントリーボードは、エントリーボード表面に潤滑処理を施したものや、エントリーボード表面に潤滑樹脂を積層したものであっても良い。穿孔加工時のドリルの侵入部分に当たるエントリーボード表面が樹脂材料からなる層を有することで、ドリルの食い付き部が柔らかい樹脂となり、ドリルの自己求心性を高め、穴位置精度を向上させることができる。またこの樹脂材料からなる層は穿孔加工時に発生する熱で溶融し、穿孔加工の際にドリル表面を樹脂でコーティングすることで、潤滑剤としての役割を果たす。この効果により、ドリル表面に潤滑性が付与され、穿孔加工時に多層回路基板とドリルの間に発生する摩擦力が低減されて摩擦熱の発生が抑制され、多層回路基板に含まれるフィルムの溶融を抑えることで穴内壁へのフィルムの融着を防ぎ、穴内壁の荒れやスミアの発生を抑制することができる。また、ドリル表面に潤滑性が付与されることでドリル表面の滑り性が増すため切削屑の排出効果を高めることができる。
【００６３】
樹脂材料の組成は特に限定されないが、例えば樹脂材料は水溶性滑材を含んでいても良く、水溶性滑材はポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンのモノエーテル、ポリオキシエチレンのエステル、ポリオキシエチレンソルビタンのモノエステル、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー及びポリグリセリンモノステアレートからなる群のうち、少なくとも一種を含んでいても良い。
【００６４】
（穴径）
本発明で加工される穴径については特に限定されないが、例えば０．３ｍｍ以下の小径の穴加工においても穴位置精度が高く、穴内壁のスミアの発生が低減されて穴内壁の荒れが抑制され、ドリルへの切削屑巻付きが少なくて切削屑の排出性が良好であり、ドリルライフの優れた加工を行うことができ、さらに０．２５ｍｍ以下の小径においても、穴位置精度が高く、穴内壁のスミアの発生が低減されて穴内壁の荒れが抑制され、ドリルへの切削屑巻付きが少なくて切削屑の排出性が良好であり、ドリルライフの優れた加工を行うことができ、さらに０．２０ｍｍ以下の小径においても、穴位置精度が高く、穴内壁のスミアの発生が低減されて穴内壁の荒れが抑制され、ドリルへの切削屑巻付きが少なくて切削屑の排出性が良好であり、ドリルライフの優れた加工を行うことができ、さらに０．１２ｍｍ以下の小径においても、穴位置精度が高く、穴内壁のスミアの発生が低減されて穴内壁の荒れが抑制され、ドリルへの切削屑巻付きが少なくて切削屑の排出性が良好であり、ドリルライフの優れた加工を行うことができる。
【００６５】
（多層回路基板の重ね枚数）
本発明の穿孔加工における多層回路基板の重ね枚数は特に限定されないが、生産性と低コスト化の観点から、重ね枚数は多い方が好ましく、重ね枚数は４枚以上が好ましく、６枚以上がより好ましく、１０枚以上がさらに好ましい。
【００６６】
本発明における熱可塑性液晶ポリマーフィルムを絶縁層に用いた多層回路基板の穿孔加工においては、樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを使用し、かつ、排出性に優れる、心厚テーパが０．０１５／ｍｍ以上０．０７５／ｍｍ未満のドリルを使用することが重要である。この条件を満たす場合、穴位置精度が高く、ドリルの切削屑排出性が良好で、ドリルライフが長く同じドリルで繰り返しの加工が可能であり、穴内壁の荒れが抑えられ、スミアの発生が抑制された良好な穿孔加工を行うことができる。
この条件を満たさない場合、例えば樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用い、心厚テーパが０．０７５以上のドリルを使用した場合は穴位置精度が悪く、ドリルの切削屑排出性が悪く、ドリルライフが短く、穴内壁の荒れが生じ、スミアが発生するなどの問題が生じる。
また、例えば樹脂材料からなる層を有さずドリルへの潤滑性を付与しないエントリーボードを用いて、心厚テーパが０．０１５／ｍｍ以上０．０７５／ｍｍ未満のドリルを使用した場合も、穴位置精度が悪く、ドリルの切削屑排出性が悪く、ドリルライフが短く、穴内壁の荒れが生じ、スミアが発生するなどの問題が生じる。
また、例えば樹脂材料からなる層を有さずドリルへの潤滑性を付与しないエントリーボードを用いて、心厚テーパが０．０７５以上のドリルを使用した場合も、穴位置精度が悪く、ドリルの切削屑排出性が悪く、ドリルライフが短く、穴内壁の荒れが生じ、スミアが発生するなどの問題が生じる。
【００６７】
本発明における熱可塑性液晶ポリマーフィルムを絶縁層に用いた多層回路基板の穿孔加工において、樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを使用し、かつ、排出性に優れる、心厚テーパが０．０１５／ｍｍ以上０．０７５／ｍｍ未満のドリルを使用することで、例えば穴径が０．３ｍｍ以下の小径の穿孔加工においても良好に加工でき、また例えば１０枚以上の多層回路基板を重ねるなど、複数枚の多層回路基板を重ねて穿孔加工を行った場合でも穴位置精度が高く、ドリルの切削屑排出性が良好で、ドリルライフが長く同じドリルで繰り返しの加工が可能であり、穴内壁の荒れが抑えられ、スミアの発生が抑制された良好な穿孔加工を行うことができる。
【実施例】
【００６８】
[穴位置精度]
穴位置精度の評価には、穿孔加工を行った多層回路基板の、最下基板の裏側の穴位置ズレ量を重心補正法により測定した。設定ヒット数を１０００ｈｉｔｓとし目標座標からのずれの最大値である「位置精度（Ｍａｘ）（μｍ）」を評価した。評価基準は、「位置精度（Ｍａｘ）（μｍ）」が５０μｍ以下の場合を良好とし、５０μｍを超える場合を不良として評価した。
【００６９】
[切削屑排出性]
切削屑排出性は穿孔加工後のドリルへの切削屑の巻付きをデジタルマイクロスコープにて撮影し、ドリル先に切削屑が付着していないものを○、ドリル先に切削屑が付着しているものを△または×として記録した。
【００７０】
[加工外観]
重ね１枚目、３枚目、６枚目の表面と裏面の加工孔を各条件の加工初期、１０００、５０００、１００００ｈｉｔｓ付近で撮影した。  バリが発生していないものを○、バリが発生しているものを×とした。
【００７１】
[加工不良率]
穿孔加工を行った多層回路基板の最上層に重ねたエントリーボードの３６０個の穴の状態を確認し、バリの発生していない穴の数の割合を加工不良率とした。
【００７２】
[ドリルライフ]
多層回路基板の穿孔加工において、同じドリルを用いて繰り返し穿孔加工を施し、ドリル折損が折損した時点での加工回数をドリルライフとした。１００００ｈｉｔｓで打ち止めとした。
【００７３】
[実施例１]
銅箔（ＪＸ日鉱日石金属社製  ＢＨＹＸ−Ｔ−１２）、熱可塑性液晶ポリマーフィルム（クラレ社製  ＣＴＺ−１００）、熱可塑性液晶ポリマーフィルム（クラレ社製  ＣＴＦ−２５）、銅箔（ＪＸ日鉱日石金属社製  ＢＨＹＸ−Ｔ−１２）、可塑性液晶ポリマーフィルム（クラレ社製  ＣＴＺ−１００）及び銅箔（ＪＸ日鉱日石金属社製  ＢＨＹＸ−Ｔ−１２）をこの順に積層した多層回路基板を用意した。この多層回路基板１枚の厚みは０．２６ｍｍであった。
【００７４】
前期多層回路基板を６枚重ねた状態で、ドリルの侵入側である多層回路基板の最上層に、エントリーボードとして樹脂材料からなる層を有するアルミニウムボード（三菱瓦斯化学社製  ＬＥ８１２Ｆ３）を用い、また多層回路基板の最下層にバックアップボードとしてベーク板（日本デコラックス社製  ＳＰＢ−Ｗ）を設置した。ドリリングマシンはビアメカニクス社のＮＤ−１Ｖを用いた。穴明け工具として用いるドリルとして、ねじれ角４５°、心厚０．０７ｍｍ、心厚テーパ０．０２０／ｍｍのドリル（ユニオンツール社製  ＦＸ  Ｌ３５０ＣＷ）を用い、穿孔加工時のドリル条件として、回転数８００００ｒｐｍ、送り速度０．８ｍ／ｍｉｎ、チップロード１０μｍ／ｒｅｖの条件にて、穴径０．２０ｍｍの穿孔加工を行った。穿孔加工の際はサイクル加工を行い、ドリルの上昇速度は２５．４ｍ／ｍｉｎに設定した。結果を表７にまとめる。
【００７５】
[実施例２]
穿孔加工時のドリル条件として、回転数を１２００００ｒｐｍ、送り速度を１．２ｍ／ｍｉｎとした以外は、実施例１と同様にして穿孔加工を行った。結果を表７にまとめる。
【００７６】
[実施例３]
穿孔加工時のドリル条件として、回転数を１６００００ｒｐｍ、送り速度を１．６ｍ／ｍｉｎとした以外は、実施例１と同様にして穿孔加工を行った。結果を表７にまとめる。
【００７７】
[実施例４]
ドリルとして、ねじれ角４５°、心厚０．０９３ｍｍ、心厚テーパ０．０２２／ｍｍのドリル（ユニオンツール社製  ＦＸ  Ｌ３５０ＣＷ）を用いた以外は実施例２と同様にして、穿孔加工を行った。結果を表７にまとめる。
【００７８】
[実施例５]
ドリルとして、ねじれ角４０°、心厚０．０９３ｍｍ、心厚テーパ０．０２０／ｍｍのドリル（ユニオンツール社製  ＭＣ  Ｌ１７３ＡＷ）を用いた以外は実施例２と同様にして、穿孔加工を行った。結果を表７にまとめる。
【００７９】
[比較例１]
エントリーボードとして樹脂材料からなる層を有さないアルミ板を用いた以外は、実施例１と同様にして穿孔加工を行った。結果を表７にまとめる。
【００８０】
[比較例２]
エントリーボードとして樹脂材料からなる層を有さないアルミ板を用いた以外は、実施例２と同様にして穿孔加工を行った。結果を表７にまとめる。
【００８１】
[比較例３]
エントリーボードとして樹脂材料からなる層を有さないアルミ板を用いた以外は、実施例３と同様にして穿孔加工を行った。結果を表７にまとめる。
【００８２】
[比較例４]
ドリルとして、ねじれ角４０°、心厚０．０９ｍｍ、心厚テーパ０．０７５／ｍｍのドリル（ユニオンツール社製  ＭＣＶ  Ｌ６０４Ｗ）を用いた以外は実施例２と同様にして穿孔加工を行った。結果を表７にまとめる。
【００８３】
[比較例５]
エントリーボードとして樹脂材料からなる層を有さないベーク板（日本デコラックス社製  ＳＰＢ−Ｗ）を用い、穴明け工具として用いるドリルとして、ねじれ角４０°、心厚０．０９ｍｍ、心厚テーパ０．０７５／ｍｍのドリル（ユニオンツール社製  ＭＣＶ  Ｌ６０４Ｗ）を用い、穿孔加工時のドリル条件として、回転数５００００ｒｐｍ、送り速度０．６ｍ／ｍｉｎ、チップロード１２．０μｍ／ｒｅｖの条件とした以外は実施例１と同様にして穿孔加工を行った。結果を表７にまとめる。
【００８４】
[比較例６]
穿孔加工時のドリル条件として、回転数６５０００ｒｐｍ、送り速度０．８ｍ／ｍｉｎ、チップロード１２．３μｍ／ｒｅｖの条件とした以外は比較例５と同様にして穿孔加工を行った。結果を表７にまとめる。
【００８５】
[比較例７]
穿孔加工時のドリル条件として、回転数８００００ｒｐｍ、送り速度１．０ｍ／ｍｉｎ、チップロード１２．５μｍ／ｒｅｖの条件とした以外は比較例５と同様にして穿孔加工を行った。結果を表７にまとめる。
【００８６】
【表７】
2016042540.tif 000008
【００８７】
実施例２では、心厚テーパが０．０２０／ｍｍのドリルを用い、かつ樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用いているため、穴位置精度、切削屑排出性、加工外観いずれも良好な結果が得られ、ドリルライフも１００００ｈｉｔｓまで耐久性がある。一方、比較例２では、心厚テーパが０．０２０／ｍｍのドリルを用いているが、樹脂材料からなる層を有さないエントリーボードを用いているため、穴位置精度、切削屑排出性、加工外観いずれも良好な結果が得られず、またドリルライフも２６６ｈｉｔｓ程度となっている。比較例４では樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用いているが、心厚テーパが０．０７５／ｍｍのドリルを用いているため、穴位置精度、切削屑排出性、加工外観いずれも良好な結果が得られていない。また、心厚テーパが０．０７５／ｍｍのドリルを用い、かつ樹脂材料からなる層を有さないエントリーボードを用いて加工を行った比較例５〜７においても、良好な穿孔加工は行えていない。
例えば、図１（ａ）に示すように、実施例２の穿孔加工の結果形成された穴には、穴壁面への樹脂の付着が見られず、スミアが少ないことがわかる。一方、図１（ｂ）に示すように、比較例４の穿孔加工の結果形成された穴には、いくつかの穴に穴壁面への樹脂の付着が見られ、スミアが多いことがわかる。
また、例えば図２（ａ）に示すように、実施例２の穿孔加工後の、穿孔加工に用いたドリルには切削屑の巻付きが少ないことがわかる。一方、図２（ｂ）に示すように、比較例４の穿孔加工後の、穿孔加工に用いたドリルには切削屑の巻付きが多いことがわかる。
【００８８】
実施例１〜３の結果から、心厚テーパが０．０２０／ｍｍのドリルを用い、かつ樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用いれば、ドリルの回転数や送り速度が異なっても、良好な穿孔加工が行えることがわかる。
【００８９】
比較例１〜３の結果から、心厚テーパが０．０２０／ｍｍのドリルを用い、樹脂を積層していないエントリーボードを用いた場合には、ドリル回転数や送り速度を変えても、良好な結果は得られないことがわかる。
【００９０】
比較例５〜７の結果から、心厚テーパが０．０７５／ｍｍのドリルを用い、かつ樹脂材料からなる層を有さないエントリーボードを用いた場合、ドリルの回転数、送り速度、チップロードを変えても、穴位置精度、切削屑排出性、加工外観、ドリルライフにおいて良好な結果は得られないことがわかる。
【００９１】
実施例２と実施例４の結果から、心厚テーパが０．０２０／ｍｍのドリルを用い、樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用いた場合には、心厚が異なっていても、加工位置精度、切削屑排出性ともに良好な結果が得られることがわかる。また、実施例４と実施例５の結果から、心厚テーパが０．０２０／ｍｍのドリルを用い、樹脂材料からなる層を有するエントリーボードを用いた場合は、ドリルのねじれ角が異なっている場合でも、加工位置精度、切削屑排出性において良好な結果が得られることがわかる。
【図１】
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【図２】
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