【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波信号に対応するため低誘電損失で、高接続信頼性の配線板、更にそれらを用いた電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＰＨＳ、携帯電話等の情報通信機器の信号帯域、コンピューターのＣＰＵクロックタイムはＧＨｚ帯に達し、高周波化が進行している。電気信号の誘電損失は、回路を形成する絶縁体の比誘電率の平方根、誘電正接及び使用される信号の周波数の積に比例する。そのため、使用される信号の周波数が高いほど誘電損失が大きくなる。誘電損失は電気信号を減衰させて信号の信頼性を損ない、また、損失が熱に変換され機器が発熱するおそれがあるので、これを抑制するために絶縁体には誘電率及び誘電正接の小さな材料を選定する必要がある。
【０００３】
絶縁体の低誘電率化及び低誘電正接化には、フッ素樹脂、硬化性ポリオレフィン、シアネートエステル系樹脂、硬化性ポリフェニレンオキサイド、アリル変性ポリフェニレンエーテル、ジビニルベンゼン又はジビニルナフタレンで変性したポリエーテルイミド等の分子構造中の極性基を除去したような低誘電正接樹脂材料が提案されている。前記記載の低誘電正接樹脂材料の誘電特性は、その分子構造により決定される各材料に固有の値を持ち、この誘電特性を制御するには限界がある。また、これらの材料は、一般的に安価に供給することができず、また、加工性の点で問題がある。
【０００４】
そこで更に低誘電率、低誘電正接化を図るため、低誘電率（ ＝１） の空気を材料に含ませて多孔質化する検討が行われている。すなわち、銅配線材料と熱膨張係数がよく一致するポリイミドなどを始めとして、誘電特性を制御した多孔質材料が多く報告されている。例えば、超臨界炭酸ガスにより、ナノ孔すなわち直径がｎｍの孔を形成し４００ｍ２ ／ｇ以上の高表面積を有する多孔質材料を用いて低誘電特性を得ている（例えば、特許文献１参照）。また、スキン層を設けて強度を高めた低誘電材料（例えば、特許文献２参照）や、フィルム層（ 多孔質化していない層） を積層し、強度を高めた低誘電材料（例えば、特許文献３参照）や、多孔質フィルムと銅とを低誘電特性を備えたエポキシ系接着剤で接合した多孔質材料（例えば、特許文献４参照）も知られている。
【０００５】
更に、樹脂基板表面に圧縮機能層として多孔質膜を設け、厚み方向に形成された貫通孔に設けられた導電体、すなわち、金属ペーストと前記樹脂基板の両面に設けられて導電体を介して互いに電気的に接続される配線層を有する回路基板が知られている（例えば、特許文献５参照）。また、ビアホールを加工する際に、ビアホール内壁部に樹脂層を設け、導電性ペーストをビア内部に確実に充填することにより接続信頼性を高めているビアホールの形成方法が知られている（例えば、特許文献６参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１５４２７３号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】
特開平２００１−１２３９５３号公報（第２頁）
【特許文献３】
特開２００１−１２６５３４号公報（第２頁）
【特許文献４】
特開平９−０４６０１２号公報（第２頁、図１）
【特許文献５】
特開２００２−１７６２６８号公報（第２頁、図１）
【特許文献６】
特開平１１−１７７１９９号公報（第２頁、図１）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低誘電率、低誘電正接化を図るべく多孔質化するとフィルムの強度が低下し、機械的特性に問題が生じる。また、多孔質層が連続孔を有している場合、エッチングにより回路パターンを形成する際に、連続孔を通じてエッチング液が浸透し、銅などの配線材料をフィルム側からもエッチングするため、設計通りの配線を形成することが困難となる。さらに、ビアホール等を形成する際、その内壁表面に連続孔が露出する結果、従来のめっきプロセスにおいてイオン性不純物が浸透し、隣接するビアホール間で短絡、あるいは耐マイグレーション性の著しい低下の原因となる。
【０００７】
また、特許文献５に記載されているように、樹脂基板表面に圧縮機能層として多孔質膜を設け、厚み方向に形成された貫通孔に設けられた導電性ペーストにより層間接続を達成しているが、絶縁基材に貫通孔を加工する際に、加工方法が不適切であると、プリント配線板のビアホールの内壁が粗くなり、細孔が空隙として露出するといった問題があった。これらのビアホールの欠陥は、ビアホールに導電性ペーストを充填した後に、熱プレスを行うと、流動的になった導電性ペーストが、粗雑なビアホール内壁に流れ込んで、隣接するビアホールの導体と接触短絡したり、あるいはマイグレーションの原因となる。また、埋め込むべき導電性ペーストがビアホールから流出して少なくなり、硬化後にはビアホール導体が層間電極と十分な電気的接続がとれないといった課題が残されていた。
【０００８】
また、ビアホールの導電性ペーストと絶縁基材とは、熱膨張係数に相違があるために、リフロー半田付け等の加熱工程で、加熱冷却による伸縮の繰返しにより、電気的な接続が低下して回路基板としての信頼性が劣化するという課題があった。
【０００９】
また特許文献６では、絶縁基材にガラス繊維またはアラミド繊維と、エポキシ樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂からなる樹脂含浸繊維シート、また、シートに含有する加熱溶融成分がエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂であることを特徴としており、低誘電率、低誘電正接に関して検討されておらず、高周波化に対して不十分である。また、層間接続は導電性ペーストによりなされており、従来のめっき膜によるものと比べて接続信頼性の点で劣る。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、絶縁基材の多孔質構造を保持したまま、成形後の内壁の状態を良好にし、ビアホールによる層間接続をウェットプロセスで形成しためっき膜により接続信頼性を高め、ビアホール接続不良、マイグレーションによる絶縁破壊等を起こさない、また、機械的強度に優れ、低誘電率、低誘電正接を示す高周波対応の多孔質配線板、更にそれらを用いた電子部品を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、多孔質配線板の多孔質層を形成する樹脂の種類について鋭意研究したところ、ポリイミドと高耐熱性熱可塑性樹脂をブレンド体として含有するものを使用することによって、ドリル加工等の際に高耐熱性熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面を被覆した樹脂層が形成されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明の多孔質配線板は、少なくとも１層以上の多孔質層を積層した両面配線板又は多層配線板であって、前記多孔質層が、ポリイミドと高耐熱性熱可塑性樹脂をブレンド体として含有し、スルーホール又はビアホールに形成されためっき膜を介して層間の配線が接続されたことを特徴とする。
【００１３】
上記において、前記多孔質層に含有されるポリイミドが、下記の一般式ａ（式中、Ｒは下記の式ｂ又はｃで表される）に示す繰り返し単位の重合体であり、Ｒが式ｂである繰り返し単位の重合比〔ｂ／（ｂ＋ｃ） 〕が０．６１〜１． ０であることが好ましい。
【００１４】
【化５】
【化６】
【化７】
ポリイミドは、例えば芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとからポリアミド酸を経由し、イミド化して合成される。芳香族テトラカルボン酸二無水物および芳香族ジアミンの組み合わせは多数あり、その組み合わせにより、合成されるポリイミドのパッキング係数は異なる。
【００１５】
ここでパッキング係数（Ｋ） とは、Ｐｏｌｙｍｅｒ．Ｓｃｉ．ＵＳＳＲ，１２，５５６（１９７０） にＳｌｏｎｉｍｓｋｉｉやＡｓｋａｄｓｋｉｉ によって提案されたものであり、分子鎖の固有体積（Ｖｉｎｔ）を密度から求まる実際のモル体積（Ｖｔｒｕｅ） で割った値として
Ｋ＝Ｖｉｎｔ ／Ｖｔｒｕｅ＝ＮＡΣΔＶｉ ／（Ｍ／ｄ）
ＮＡ：アボガドロ数
ΔＶｉ ：構成原子の真の体積
Ｍ：分子量
ｄ：密度
のように定義される。
【００１６】
多孔質化すると、誘電率および誘電正接は低下して改善されるが、一方でフィルムの機械的強度は低下する。そのため、多孔質化しない状態でフィルムの機械的強度は可能な限り高くしなければ、多孔質化した際に十分な機械的強度が実現できない。上記のパッキング係数を大きくすれば、一般に機械的強度が向上する。一方、パッキング係数を大きくすると伸び、熱膨張係数が小さくなり、フレキシブル性や熱膨張係数の銅配線とのマッチングが悪くなり、信頼性が低下する場合がある。
【００１７】
従って、芳香族ジアミンおよび芳香族テトラカルボン酸二無水物の組み合わせを最適化することが必要である。本発明においては、多孔質層の主成分として、芳香族テトラカルボン酸二無水物としてｓＢＰＤＡ（ビフェニルテトラカルボン酸二無水物）、芳香族ジアミンとしてＰＰＤ（パラフェニレンジアミン）とＤＤＥ（４，４’−ジアミノジフェニルエーテル）を採用し、ＰＰＤ組成比がモル％で１００〜６１％とする。この組成においては、銅配線と熱膨張係数のマッチング、誘電特性が良好であり、強度も十分となる。
【００１８】
本発明においては、その多孔質層中に高耐熱熱可塑性樹脂をブレンド体として含有する。前記高耐熱熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度２５０℃から４５０℃を示すポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリエステルの少なくとも一種からなり、前記熱可塑性樹脂を含有する多孔質フィルムが熱膨張係数３０ｐｐｍ／℃以下、誘電率３．０以下、誘電正接０．００５以下を満足するように含有するのが好ましい。このような配線板おいては、ドリル加工やレーザー加工によるビアホール形成時にビアホール内壁に粗雑な凹みや連続孔が露出した場合でも、同時に、加工時にビアホール周辺に発生する熱により多孔質層に含有する熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面の連続孔上に被覆し樹脂層が膜形成する。その樹脂層を介在したままビアホール内側にめっき膜を形成することにより、金属ペーストによる層間接続に比べて、ビアホール接続不良、マイグレーションによる絶縁破壊等が有効に防止され、非常に高い接続信頼性を達成することができる。また、熱可塑性樹脂を含有する多孔質フィルムの熱膨張係数は３０ｐｐｍ／℃以下であり、銅配線材料とのマッチング性が良好である。更に、誘電率３．０以下、誘電正接０．００５以下であり、ビアホール周辺外は多孔質構造が保持されるため、多孔質層全体として低誘電率、低誘電正接を示す。
【００１９】
本発明では、前記多孔質層が、無孔ポリイミド層を介して配線層（銅箔を含む）に積層されていることが好ましい。このような配線板は、エッチングにより回路パターンを形成する際に、連続孔を通じてエッチング液が浸透することを防止できるため、銅などの配線を設計通りに形成することができ、また、表面配線間の耐マイグレーションを向上させることができる。
【００２０】
多孔質層が高耐熱性熱可塑性樹脂をブレンド体として含有する銅張り多孔質フィルムを接着剤で積層した多孔質配線板において、前記接着剤が、誘電率３．０以下、誘電正接０．００５以下を示す低誘電正接樹脂組成物の硬化体であることが好ましい。特に、接着剤が、下記一般式：
【化８】
（式中、Ｒは炭化水素骨格を表し、Ｒ１ は、同一又は異なって、水素原子又は炭素数１〜２０の炭化水素基を表し、Ｒ２ 、Ｒ３ 及びＲ４ は、同一又は異なっても良く、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表し、ｍは１〜４の整数、ｎは２以上の整数を表す。）で示される複数のスチレン基を有する重量平均分子量１０００以下の架橋成分と、高分子量体とを含有する低誘電正接樹脂組成物の硬化体であることが好ましい。
【００２１】
また、高分子量体が、ブタジエン、イソプレン、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、ジビニルベンゼン、アクリル酸エステル、アクリロニトリル、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−ビニルフェニルマレイミドの少なくとも一種からなる重合体、置換基を有していてもよいポリフェニレンオキサイド、ならびに脂環式構造を有するポリオレフィンからなる群から選ばれる少なくとも一種の樹脂であることが好ましい。
【００２２】
複数のスチレン基を含有する重量平均分子量が１０００以下の架橋成分と、ジビニルベンゼンとを含有する樹脂組成物が、硬化時にひび割れせず、誘電率及び誘電正接が低い硬化物を与える。接着剤として前記低誘電率、低誘電正接樹脂組成物を用いることにより、多孔質体と併せて基板全体として低誘電率、低誘電正接性を確保することができる。
【００２３】
本発明は、以上の多孔質配線板を用いた電子部品である。従って、本発明は、絶縁基材の多孔質構造を保持したまま、成形後のビアホール用内壁の状態を良好にし、ビアホールによる層間接続をウェットプロセスで形成しためっき膜により達成することで接続信頼性を高め、ビアホール接続不良、マイグレーションによる絶縁破壊等を起こさない、また、機械的強度に優れ、低誘電率、低誘電正接を示す高周波対応の多孔質配線板、更にそれらを用いた電子部品を提供する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明で提供される多孔質配線板について説明する。
【００２５】
本発明の多孔質配線板は、少なくとも１層以上の多孔質層を積層した両面配線板又は多層配線板であって、前記多孔質層が、ポリイミドと高耐熱性熱可塑性樹脂をブレンド体として含有し、スルーホール又はビアホールに形成されためっき膜を介して層間の配線が接続されたことを特徴とする。高耐熱性熱可塑性樹脂は、多孔質層の微細組織の表面を被覆するものでもよく、微細組織の内部に含有されるものでもよい。つまり、本発明におけるブレンド体には、均一な混合物の他、不均一な混合物や被覆物などが含まれる。
【００２６】
本明細書において、多孔質層とは、空孔径が０．０１μｍ以上の空孔が膜全体に均一に存在する層を示しており、層内に分布する空孔径の評価は窒素吸着法などにより測定される。
【００２７】
多孔質層に含有されるポリイミドは、銅配線材料と熱膨張係数がよく一致するため好ましい。本発明では、主に芳香族テトラカルボン酸二無水物としてｓＢＰＤＡ、芳香族ジアミンとしてＰＰＤおよびＤＤＥを用いて多孔質層を作製する。溶媒としては、ポリマーを溶解するものであれば、特に限定されず、例えば、Ｎ−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン等がある。
【００２８】
多孔質層の形成方法には、湿式凝固法，乾式凝固法，延伸法など種々の製膜方法がある。そのうちで、湿式凝固法によれば、連続気泡多孔質膜が得られ好ましい。
【００２９】
湿式凝固法では、一般に、溶剤に樹脂と添加剤等を溶解した製膜原液（ ドープ） を調製し、これを銅箔上に塗布（ キャスト） したものを凝固液に浸漬して溶剤置換させ、樹脂を凝固（ ゲル化） させ、その後、凝固液等を乾燥除去し、多孔質層を得る。多孔質化していない無孔層や多孔質層を銅箔上に直接形成させることもできる。この方法によれば、多孔質層と銅箔間の接着強度に優れた銅張り多孔質体を作製することができる。
【００３０】
なお、湿式凝固法におけるドープは、好ましくは−２０〜４０℃の温度範囲で塗布される。また、凝固液としては、用いる樹脂を溶解せずに上記溶剤と相溶性を有するものであれば、限定されない。水と、メタノール，エタノール，イソプロピルアルコール等のアルコール類と、これらの混合液とが用いられ、特に水がよく用いられる。浸漬時の凝固液の温度は特に限定されない。好ましくは、０〜５０℃の温度範囲である。
【００３１】
製膜原液のポリマー濃度は、５重量部から２５重量部の範囲が好ましく、特に、より優れた強度を有する多孔質成型体を得るには、７重量部以上であり、高空孔率を有する多孔質成型体を得るには、２０重量部以下がより好ましい。濃度が高すぎると、粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難になるし、濃度が低すぎると、多孔質膜を形成できないからである。
【００３２】
孔径形状や孔径制御のために硝酸リチウムのような無機物やポリビニルピロリドンのような有機物を添加することもできる。添加物の濃度は、溶液中に１重量部から１０重量部まで添加するのが好ましい。硝酸リチウムを添加すると、溶剤と凝固液との置換速度が速く、スポンジ構造の中にフィンガーボイド構造（ 指状にボイドを有する構造）を形成できる。ポリビニルピロリドンのような凝固スピードを遅くする添加剤を加えると、スポンジ構造が均一に広がった多孔質層が得られる。
【００３３】
ドープは一定の厚みに塗布し、水等の凝固液中に浸漬して凝固させたり、水蒸気雰囲気下に放置して凝固した後、水中に浸漬するなどして、脱溶剤され、多孔質層となる。多孔質層の形成後、凝固液から取り出し、乾燥する。乾燥温度は、特に制限されない。２００℃以下での乾燥が望ましい。
【００３４】
形成した多孔質層、無孔層は、最終的に２００〜５００℃で熱処理して、前駆体（ポリアミド酸）を加熱閉環させてポリイミド化する。
【００３５】
上記の手段により、３０〜８５％程度の高い空孔率を有する多孔質成型体を銅箔上に形成できる。好ましくは空孔径が１．０μｍ以下で、空孔率が３０％以上、より好ましくは空孔径が０．５μｍ以下で、空孔率が４０〜７０％とする。この範囲であればフィルム全体に空孔が十分均一に分布し、電気特性にばらつきを小さくすることができる。空孔径が１．０μｍより大きい場合、ビアホール形成工程において発生する熱により溶融した熱可塑性樹脂が内壁表面の連続孔上に十分に被覆できず樹脂層の膜形成が不完全となるため、結果としてビアホール接続不良、マイグレーションによる絶縁破壊等が発生してしまう。
【００３６】
多孔質層中に含有する高耐熱熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度２５０℃から４５０℃を示すポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリエステルの少なくとも一種からなり、前記熱可塑性樹脂を含有する多孔質フィルムが熱膨張係数３０ｐｐｍ／℃以下、誘電率３．０以下、誘電正接０．００５以下を満足するように含有する。前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ｍ−フェニレンジアミンとｓＢＰＤＡからなるポリイミド、２，５−ジアミノトルエンとｓＢＰＤＡからなるポリイミド、ＤＤＥとｓＢＰＤＡからなるポリイミド、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィドとｓＢＰＤＡからなるポリイミド、４，４’−ジアミノジフェニルメタンとｓＢＰＤＡからなるポリイミド、４，４’−ジアミノジフェニルメタンとｓＢＰＤＡからなるポリイミド、４，４’−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ビフェニルとｓＢＰＤＡからなるポリイミドや、シリコーン変性ポリイミドなどの変性ポリイミド等が挙げられる。
【００３７】
熱可塑性樹脂を含有する多孔質フィルム全体の熱膨張係数が銅配線材料とのマッチングを考慮して３０ｐｐｍ／℃以下、より好ましくは１０〜２０ｐｐｍ／℃となるように、高耐熱熱可塑性樹脂を多孔質層中に所定量含有させる。また、基板全体の低誘電率、低誘電正接性を確保するため、誘電率は３．０以下、誘電正接０．００５以下を満足するように熱可塑性樹脂を所定量含有させる。
【００３８】
多孔質層へ熱可塑性樹脂を含有させる方法としては、特に限定されないが、例えば、前駆体であるポリアミド酸溶液中に所定の高耐熱性熱可塑性樹脂を溶解させ、フィルム形成する例である。あるいは、まず熱可塑性樹脂を含まない銅張り多孔質フィルムを作製した後、熱可塑性樹脂を含有する溶液を用いて、真空吸引、キスロール、スクイズ、ディップ、フローコート等の方法により多孔質層中に含有させる方法である。熱可塑性樹脂を含有する溶液は、粘度を下げるために有機溶媒により希釈させるか、あるいは加熱溶融させる。いずれの方法においても、多孔質フィルムの空孔率、熱可塑性樹脂単独の誘電率、誘電正接の値を考慮して、多孔質層に熱可塑性樹脂を適当量含浸させる。例えば、熱可塑性樹脂を含まない、空孔率５０％の多孔質フィルムの誘電率が２．２、誘電正接が０．００３５を示し、含浸させる熱可塑性樹脂の誘電率が３．０、誘電正接０．０１５の場合、熱可塑性樹脂が多孔質層に対して体積比１０％以下に制御して含浸させることで、熱可塑性樹脂含有フィルム全体で誘電率３．０以下、誘電正接０．００５以下を満足し、その結果、高周波特性に優れた配線板の作製が可能となる。
【００３９】
このような配線板においては、ドリル加工やレーザー加工によるビアホール形成時にビアホール内壁に粗雑な凹みや連続孔が露出した場合でも、同時に、加工時にビアホール周辺に発生する熱により多孔質層に含有される熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面の連続孔上に被覆し樹脂層が膜形成するため、ビアホール接続不良、マイグレーションによる絶縁破壊等が有効に防止される。ビアホール形成時に発生する熱は、ドリル加工においては、ドリル回転速度や送り速度などの条件、また、レーザ加工においては、出力などの条件による違いはあるが、加工部周辺部の絶縁材料は約２５０〜４５０℃に達することが一般に知られている。従って、加工時に発生する熱により樹脂が溶融するためには、熱可塑性樹脂のガラス転移温度が約２５０〜４５０℃の温度範囲にある必要がある。
【００４０】
本発明では、多孔質層が、無孔ポリイミド層を介して配線層に積層されていることが好ましい。このとき配線層は銅箔等のパターン形成前のものであってもよい。このような配線板は、エッチングにより回路パターンを形成する際に、連続孔を通じてエッチング液が浸透することを防止できるため、銅などの配線を設計通りに形成することができ、また、表面配線間の耐マイグレーションを向上させることができる。
【００４１】
多孔質層が高耐熱性熱可塑性樹脂をブレンド体として含有する銅張り多孔質フィルムを接着剤で積層した多孔質配線板において、前記接着剤が、誘電率３．０以下、誘電正接０．００５以下を示す低誘電正接樹脂組成物の硬化体である。低誘電率、低誘電正接樹脂組成物の硬化体としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネートエステル樹脂などの熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００４２】
特に、接着剤が、下記一般式：
【化９】
（式中、Ｒは炭化水素骨格を表し、Ｒ１ は、同一又は異なって、水素原子又は炭素数１〜２０の炭化水素基を表し、Ｒ２ 、Ｒ３ 及びＲ４ は、同一又は異なって、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表し、ｍは１〜４の整数、ｎは２以上の整数を表す。）で示される複数のスチレン基を有する重量平均分子量１０００以下の架橋成分と、高分子量体とを含有する樹脂組成物を用いることができる。以下、その詳細を説明する。樹脂組成物の作製は、特に限定はないが、好ましくは、１８０℃、１００分で硬化させる。この条件下で得られる硬化物のガラス転移温度は１７０℃以上であり、該硬化物の１７０℃における弾性率が５００ＭＰａ以上を示し、機械的特性に優れた接着層を作製できる。
【００４３】
なお、本明細書中において、ガラス転移温度とは、昇温速度５℃／分の条件で動的粘弾性特性を観測した際に、損失弾性率と貯蔵弾性率の比であるｔａｎδがピークとなる温度を示すものである。誘電率及び誘電正接が低く、ガラス転移温度が高く、高温下における弾性率が高い本発明で用いる樹脂組成物を多孔質体と組み合わせた基板を使用することにより、電気信号の誘電損失を低く押さえることができる。また、金ワイヤボンディング、ハンダ付等の高温での加工プロセスにおける変形を抑制することができる。
【００４４】
前記式において、Ｒで表される炭化水素骨格は、該架橋成分の重量平均分子量が１０００以下となるものであれば特に制限はない。即ち、Ｒで表される炭化水素骨格は、スチレン基における置換基、Ｒ１ 、Ｒ２ 、Ｒ３ 及びＲ４ の有無及びその大きさ、ｍ及びｎの数に応じて適宜選択することができるが、一般には炭素数１〜６０であり、好ましくは炭素数２〜３０である。Ｒで表される炭化水素骨格は、直鎖状又は分枝状のいずれでもよく、また、脂環式構造、芳香族環構造等の環構造を１つ以上含んでいてもよく、更に、ビニレン、エチニレン等の不飽和結合を含んでいてもよい。
【００４５】
Ｒで表される炭化水素骨格としては、例えば、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、メチルトリメチレン、メチルテトラメチレン、ペンタメチレン、メチルペンタメチレン、シクロペンチレン、シクロヘキシレン、フェニレン、フェニレンジエチレン、キシリレン、１−フェニレン−３−メチルプロペニレン等が挙げられる。
【００４６】
前記式において、Ｒ１ で表される炭化水素基としては、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０の、直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、デシル、エイコシル；炭素数２〜２０、好ましくは炭素数２〜１０の、直鎖状もしくは分枝状のアルケニル基、例えばビニル、１−プロペニル、２−プロペニル、２−メチルアリル；アリール基、例えばフェニル、ナフチル、ベンジル、フェネチル、スチリル、シンナミルが挙げられる。
【００４７】
前記式において、ｎが２以上の整数であることからＲ１ は複数存在し、ｍが２〜４の整数である場合も、Ｒ１ は複数存在するが、そのような複数存在するＲ１ は同一でも異なっていてもよく、その結合位置も同一でも異なっていてもよい。
【００４８】
前記式において、Ｒ２ 、Ｒ３ 又はＲ４ で表されるアルキル基としては、炭素数１〜６の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ヘキシルが挙げられる。
【００４９】
前記式において、置換されていてもよいビニル基［（Ｒ３ ）（Ｒ４ ）Ｃ＝Ｃ（Ｒ２ ）−］は、ベンゼン環上、Ｒに対して、好ましくはメタ位又はパラ位に存在する。
【００５０】
本発明に用いる架橋成分としては、複数の置換されていてもよいスチレン基を有する重量平均分子量１０００以下の多官能性モノマーが好ましい。スチレン基は反応性が高く、誘電率及び誘電正接が非常に低い。架橋成分の骨格には誘電率及び誘電正接の観点から炭化水素骨格を採用することが好ましい。これによって、スチレン基の低誘電率性及び低誘電正接性を損なうことなく、該架橋成分に不揮発性及び柔軟性を付与することができる。また、重量平均分子量１０００以下の架橋成分を選択することによって、比較的低い温度で溶融流動性を示し、有機溶媒への溶解性もよくなるため、成形加工及びワニス化が容易になる。架橋成分の重量平均分子量が大きすぎると、溶融流動性が低くなり、成形加工の際に架橋が生じて成形不良となる場合がある。該架橋成分の重量平均分子量は１０００以下であれば制限はないが、好ましくは２００〜５００である。
【００５１】
架橋成分の好ましい例としては、１，２−ビス（ｐ−ビニルフェニル）エタン、１，２−ビス（ｍ−ビニルフェニル）エタン、１−（ｐ−ビニルフェニル）−２−（ｍ−ビニルフェニル）エタン、１，４−ビス（ｐ−ビニルフェニルエチル）ベンゼン、１，４−ビス（ｍ−ビニルフェニルエチル）ベンゼン、１，３−ビス（ｐ−ビニルフェニルエチル）ベンゼン、１，３−ビス（ｍ−ビニルフェニルエチル）ベンゼン、１−（ｐ−ビニルフェニルエチル）−４−（ｍ−ビニルフェニルエチル）ベンゼン、１−（ｐ−ビニルフェニルエチル）−３−（ｍ−ビニルフェニルエチル）ベンゼン及び側鎖にビニル基を有するジビニルベンゼン重合体（オリゴマー）等が挙げられる。これらの架橋成分は２種以上組み合わせて使用することもできる。
【００５２】
本発明に好ましく用いられる架橋成分の合成方法としては、特開平１１−６０５１９号公報に記載の方法で合成されたハロゲノアルキルスチレンをグリニャール反応によって種々のハロゲン化物とカップリングする方法、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．ｖｏｌ．１８７、２３頁（１９８６）記載の側鎖にビニル基を有するジビニルベンゼンオリゴマーの合成方法が挙げられるが、これらに限定されない。このようにして得られた架橋成分は、特に硬化触媒を添加しなくとも１８０℃以下の比較的低い温度で架橋し、耐熱性が高く、誘電率及び誘電正接の低い硬化物を与える。しかし、該架橋成分を高分子量体と組み合わせずに単独で使用した場合には、硬化後に十分な機械強度を得られない場合がある。
【００５３】
本発明に使用される高分子量体は、そのガラス転移温度が１７０℃以上であるか、又は１７０℃における弾性率が５００ＭＰａ以上であり、かつワニス化が容易な可溶性ポリマーであることが好ましく、ガラス転移温度が１７０〜３００℃であるか、又は１７０℃における弾性率が５００〜３０００ＭＰａであることが更に好ましい。高分子量体が硬化性を有する場合には、硬化後のガラス転移温度が１７０℃以上であるか又は１７０℃における弾性率が５００ＭＰａ以上であることが好ましく、硬化後のガラス転移温度が１７０〜３００℃であるか又は１７０℃における弾性率が５００〜３０００ＭＰａであることが更に好ましい。
【００５４】
このような高分子量体の具体的な例としては、ブタジエン、イソプレン、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、ジビニルベンゼン、アクリル酸エステル（例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸フェニルなど）、アクリロニトリル、Ｎ−フェニルマレイミドからなる単独および共重合体、置換基を有していてもよいポリフェニレンオキサイドならびに脂環式構造を有するポリオレフィン等が挙げられるが、これらに限定されない。本発明に用いる架橋成分は殆どの有機溶媒に可溶であるため、種々の高分子量体と混合し、均一なワニスを得ることができる。
【００５５】
前記有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類等が挙げられ、これらの有機溶剤は単独で、又は２種以上混合して用いることができる。ブタジエン、イソプレン及びアクリル酸エステルなどのゴム状成分は、それを含む樹脂組成物の硬化物に柔軟性及び接着性を付与し、かつ塗膜に平滑性を付与する。スチレン、エチルスチレン及び／又はアクリロニトリルは、先のゴム状成分と共重合することによって、その硬化物の耐熱性を向上させる働きを有する。これらの高分子量体は単独で用いても、複合して用いてもよい。例えば、ポリフェニレンオキサイドとポリブタジエンとを組合せるのが好ましい。
【００５６】
本発明で用いる接着剤に含まれる架橋成分、高分子量体の添加量に関しては特に制限はないが、架橋成分が５〜９５重量部、高分子量体が９５〜５重量部の範囲で添加するのが好ましい。前記組成範囲内で、成膜性の付与、強度の向上、熱膨張係数の低減、誘電率の調整、接着力の向上等の目的に応じて組成を調整することができる。より好ましい組成としては、架橋成分が５０〜９５重量部、高分子量体が５０〜５重量部であり、更に好ましい組成としては、架橋成分が５０〜８０重量部、高分子量体が５０〜２０重量部であり、この組成範囲により架橋性の官能基を持たない高分子量体を用いた場合にもその硬化物の耐溶剤性が保たれる。
【００５７】
本発明で用いる接着剤は硬化触媒を添加しなくとも加熱のみによって硬化することができるが、硬化効率の向上を目的として、スチレン基を重合しうる硬化触媒を添加することができる。その添加量には特に制限はないが、硬化触媒の残基が誘電特性に悪影響を与える恐れがあるので、前記架橋成分及び高分子量体の合計１００重量部に対して、０．０００５〜１０重量部とすることが望ましい。硬化触媒を前記範囲で添加することにより、スチレン基の重合反応が促進され、低温で強固な硬化物を得ることができる。スチレン基の重合を開始しうるカチオン又はラジカル活性種を、熱又は光によって生成する硬化触媒の例を以下に示す。カチオン重合開始剤としては、ＢＦ４ 、ＰＦ６ 、ＡｓＦ６ 、ＳｂＦ６ を対アニオンとするジアリルヨードニウム塩、トリアリルスルホニウム塩及び脂肪族スルホニウム塩が挙げられ、旭電化工業製ＳＰ−７０、１７２、ＣＰ−６６、日本曹達製ＣＩ−２８５５、２８２３、三新化学工業製ＳＩ−１００Ｌ及びＳＩ−１５０Ｌ等の市販品を使用することができる。
【００５８】
ラジカル重合開始剤としては、ベンゾイン及びベンゾインメチルのようなベンゾイン系化合物、アセトフェノン及び２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンのようなアセトフェノン系化合物、チオキサントン及び２，４−ジエチルチオキサントンのようなチオキサンソン系化合物、４，４’−ジアジドカルコン、２，６−ビス（４’−アジドベンザル）シクロヘキサノン及び４，４’−ジアジドベンゾフェノンのようなビスアジド化合物、アゾビスイソブチルニトリル、２、２−アゾビスプロパン、ｍ，ｍ’−アゾキシスチレン及びヒドラゾンのようなアゾ化合物、ならびに２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン及び２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ジクミルパーオキシドのような有機過酸化物等が挙げられる。特に、官能基を持たない化合物の水素引き抜きを生じさせ、架橋成分と高分子量体間の架橋をもたらしうる有機過酸化物又はビスアジド化合物を添加することが望ましい。
【００５９】
本発明で用いる接着剤には、保存安定性を増すために重合禁止剤を添加することもできる。その添加量は、誘電特性、硬化時の反応性を著しく阻害しないような範囲であることが好ましく、前記架橋成分及び高分子量体の合計１００重量部に対して、０．０００５〜５重量部とすることが望ましい。重合禁止剤を前記範囲で添加すると、保存時の余計な架橋反応を抑制することができ、また、硬化時に著しい硬化障害をもたらすこともない。重合禁止剤の例としては、ハイドロキノン、ｐ−ベンゾキノン、クロラニル、トリメチルキノン、４−ｔ−ブチルピロカテコール等のキノン類及び芳香族ジオール類が挙げられる。
【００６０】
本発明は、多孔質層中に高耐熱性熱可塑性樹脂をブレンド体として含有させて銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルムを作製する。前記銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルムを用い、例えば、サンドブラスト、プラズマ処理、コロナ処理、スパッタエッチング処理などでポリイミド表面を粗化した後、その上に接着剤を塗布、乾燥させる。接着剤付きの銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルムを張り合わせて積層する。積層プロセスは、樹脂組成物によるが、例えば高分子量体として環状ポリオレフィンを使用した場合には、１２０〜１８０℃、１．０〜５ＭＰａで１〜３時間、加温加圧するのが好ましい。
【００６１】
引き続き、ビアホール加工してその内壁にめっき膜を形成することにより層間接続する。ビアホール加工は、ドリル、レーザーなどにより加工される。このような配線板は、加工時にビアホール周辺に発生する熱により多孔質層に含有する熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面の連続孔上に被覆し樹脂層が膜形成するため、従来のウェットな銅めっきプロセスにおいても、液体、不純物の空孔内への侵入が無く、その樹脂層を介在した状態でビアホール内側にめっき膜を形成することにより、金属ペーストに比較して、非常に高い接続信頼性を達成することができる。層間接続した後、基板表面に回路形成することで多孔質配線板を得ることができる。表面配線の形成は通常のフォトリソグラフィーを用いることができる。
【００６２】
以上の操作で得られた多孔質配線板を接着剤付き銅張り多孔質フィルムにより挟み込み積層して同様の操作を繰り返すことで、さらに多層化することができる。
【００６３】
本発明は、以上の多孔質配線板を用いた電子部品である。従って、本発明は、絶縁基材の多孔質構造を保持したまま、成形後のビアホール用の貫通孔内壁の状態を良好にし、ビアホールによる層間接続をウェットプロセスで形成しためっき膜により達成することで接続信頼性を高め、ビアホール接続不良、マイグレーションによる絶縁破壊等を起こさない、また、機械的強度に優れ、低誘電率、低誘電正接を示す高周波対応の多孔質配線板、更にそれらを用いた電子部品を提供する。
【００６４】
【実施例】
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。接着剤用低誘電正接樹脂組成物の製造方法、熱可塑性樹脂含有多孔質フィルムの製造方法、多孔質配線板の製造方法を説明する。なお、以下の説明中に部とあるのは、特に断りのない限り重量部を指す。また、得られた多孔質配線板の形態観察及び誘電特性測定方法を説明する。
【００６５】
（１）接着剤用低誘電正接樹脂組成物ワニスの調製方法
高分子量体（ＰＰＥ：アルドリッチ製、ポリ−２，６−ジメチル−１，４−フェニレンオキシド）２５ｇ、架橋成分（１，２−ビス（ビニルフェニル）エタン（ＢＶＰＥ））２５ｇ及び硬化触媒２５Ｂ：日本油脂製２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３（パーヘキシン２５Ｂ）０．２５ｇをクロロホルム１５０ｇに溶解することによって請求項７に対応する低誘電正接樹脂組成物のワニスを作製した。
【００６６】
（２）銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルムの作製方法
多孔質層が熱可塑性樹脂をブレンド体として含有する銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルムの作製方法を多孔質層の芳香族ジアミン成分がＰＰＤ ／ＤＤＥ＝８５／１５の場合について、以下に２通り説明するが、それらの方法に特に限定されない。
【００６７】
第１の方法として、図１に示すような銅箔１、無孔ポリイミド層２、熱可塑性樹脂含有多孔質層３からなる銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルム４は、次のように作製した。窒素フローが可能なグローブボックスにおいて、芳香族ジアミンであるＰＰＤ９．２ｇ（０．０８５ｍｏｌ）およびＤＤＥ３．０ｇ（０．０１５ｍｏｌ）をＮ−メチルピロリドン４１６ｇに加え、室温で攪拌した。次いで、酸無水物であるｓＢＰＤＡ２９．４ｇ（０．１０ｍｏｌ）加え、１時間ほど窒素フロー中で攪拌し、固形分１０重量部のポリアミド酸溶液１ａを得た。
【００６８】
同様にして、芳香族ジアミンであるＰＰＤ７．３ｇ（０．０６８ｍｏｌ）およびＤＤＥ２．４ｇ（０．０１２ｍｏｌ）をＮ−メチルピロリドン３３０ｇに加え、室温で攪拌した。次いで、酸無水物であるｓＢＰＤＡ２３．５ｇ（０．０８０ｍｏｌ）加え、１時間ほど窒素フロー中で攪拌し、固形分１０重量部のポリアミド酸溶液１ｂを得た。別に、ｍ−フェニレンジアミン２．２ｇ（０．０２０ｍｏｌ）をＮ−メチルピロリドン８３ｇに加え、室温で攪拌した。次いで、酸無水物であるｓＢＰＤＡ５．９ｇ（０．０２０ｍｏｌ）加え、１時間ほど窒素フロー中で攪拌し、固形分１０重量部のポリアミド酸溶液１ｃを得た。ポリアミド酸溶液１ｂおよび１ｃを混合することにより、ポリアミド酸溶液１ｄを得た。
【００６９】
ポリアミド酸溶液１ａを、厚さ１８μｍの銅箔１に塗布して１２０℃で十分に乾燥させ、さらに窒素中４００℃で３０分間処理しイミド化させることにより、無孔ポリイミド層２を形成した。続いて、ポリアミド酸溶液１ｄを無孔ポリイミド層２上に塗布し、水が入った凝固槽中に浸漬して水と接触させゲル化（凝固） させた。これを取り出し、１２０℃で十分に乾燥させ、さらに４００℃で３０分間処理しイミド化させ、銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルム４を作製した。このようにして得られた銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルムを配線板作製の出発材料として用いる。なお、無孔ポリイミド層込みの空孔率は５２％、多孔質層の空孔径が約０． ２μｍであった。熱膨張係数は２２ｐｐｍ／℃、誘電率、誘電正接は２．３、０．００４８であった。尚、図２に示すような、無孔ポリイミド層の無い銅張り多孔質フィルム５は、無孔ポリイミド層２の形成工程を省略することにより作製する。
【００７０】
第２の方法として、図１に示すような銅箔１、無孔ポリイミド層２、熱可塑性樹脂含有多孔質層３からなる銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルム４０は、次のように作製した。窒素フローが可能なグローブボックスにおいて、芳香族ジアミンであるＰＰＤ９．２ｇ（０．０８５ｍｏｌ）およびＤＤＥ３．０ｇ（０．０１５ｍｏｌ）をＮ−メチルピロリドン４１６ｇに加え、室温で攪拌した。次いで、酸無水物であるｓＢＰＤＡ２９．４ｇ（０．１０ｍｏｌ）加え、１時間ほど窒素フロー中で攪拌し、固形分１０重量部のポリアミド酸溶液１ｅを得た。
【００７１】
別に、ｍ−フェニレンジアミン１．１ｇ（０．１０ｍｏｌ）をＮ−メチルピロリドン４００ｇに加えて室温で攪拌した。次いで、酸無水物であるｓＢＰＤＡ２． ９ｇ（０．１０ｍｏｌ）加え、１時間ほど窒素フロー中で攪拌し、固形分１重量部のポリアミド酸溶液１ｆを得た。
【００７２】
１０重量部のポリアミド酸溶液１ｅを、厚さ１８μｍの銅箔１に塗布して１２０℃で十分に乾燥させ、さらに窒素中４００℃で３０分間処理しイミド化させることにより、無孔ポリイミド層２を形成した。さらに、ポリアミド酸溶液１ｅを無孔ポリイミドフィルム層２上に塗布し、水が入った凝固槽中に浸漬して水と接触させゲル化（ 凝固） させた。これを取り出し、１２０℃で十分に乾燥させ、さらに４００℃で３０分間処理しイミド化させ、銅張り多孔質フィルムを作製した。このようにして得られた銅張り多孔質フィルムをポリアミド酸溶液１ｆに３０分浸漬し真空吸引した後、窒素中４００℃で３０分間処理しイミド化させることにより銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルム４０を作製した。このようにして得られた銅張り多孔質フィルムを配線板作製の出発材料として用いた。なお、無孔ポリイミド層込みの空孔率は４９％、多孔質層の空孔径が約０． １５μｍであった。熱膨張係数は１８ｐｐｍ／℃、誘電率、誘電正接は２．４、０．００４８であった。尚、図２に示すような、無孔ポリイミド層の無い銅張り多孔質フィルム５０は、無孔ポリイミド層２の形成工程を省略することにより作製する。
【００７３】
（３）形態観察
作製した多孔質配線板を液体窒素中で凍結して割断し、多孔質断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（ＨｉｔａｃｈｉＳ− ４２００）を用い、加速電圧１０ｋＶにて観察した。
【００７４】
（４）誘電率及び誘電正接の測定
誘電率、誘電正接は空洞共振器摂動法（アジレントテクノロジー製８７２２ＥＳ型ネットワークアナライザー、関東電子応用開発製空洞共振器）によって、作製した両面配線板の銅箔を完全にエッチングしたサンプルの１０ＧＨｚでの値を観測した。
【００７５】
［比較例１］
比較例１は、図３に示すような、多孔質層が芳香族ジアミン成分ＰＰＤ／ＤＤＥ＝６０／４０と酸無水物ｓＢＰＤＡからなり、熱可塑性樹脂を含まず、無孔ポリイミド層の無い銅張り多孔質フィルム６を用いて作製した多孔質配線板例である。接着剤としてエポキシ樹脂（誘電率３．７、誘電正接０．０１）を用いた。以下、多孔質配線板の作製例を図４の工程図に従い説明する。
【００７６】
（Ａ）無孔ポリイミド層無しの銅張り多孔質フィルム６のポリイミド面をサンドブラスト処理により粗化し、その上に接着剤を塗布、乾燥することにより接着層７を形成し、接着剤付銅張り多孔質フィルム８を作製した。接着剤付き銅張り多孔質フィルムと銅張り多孔質フィルム６とを張り合わせ、真空下、加熱、加圧して両面板９を作製した。
【００７７】
（Ｂ）次に、ドリル回転速度およびドリル送り速度を制御しながらドリル加工により、両面板９上の所定位置にビアホール１０を形成した。
【００７８】
（Ｃ）次に、ビアホール１０を形成した両面板９をめっき触媒溶液に浸漬してビアホール内壁面、基板表面に触媒付与し、触媒活性化処理の後、無電解銅めっき（日立化成製ＣＵＳＴ２０００）により、約０．５μｍの種膜を設けた。次いで、両面板の端部に電極を設置して電気めっきによって基板表面及びビアホール内壁面に銅めっき膜１１を約２５μｍ形成し、層間接続を行った。
【００７９】
（Ｄ）続いて、基板表面にフォトレジスト（日立化成製Ｈ９０２５Ｋ）をラミネートして、フォトマスクを介して露光し、現像、エッチング後、レジスト剥離することにより、両面に配線パターン１２を形成し、両面配線板１３を作製した。
【００８０】
ドリル加工後のビアホール内壁表面を電子顕微鏡により観察したところ、多孔質層部分に孔の残存が観察された。作製した多孔質配線板について、４０Ｖ印加、８５℃／ ８５％高温高湿中で１０００時間ビアホール間のマイグレーション試験を行ったところ、サンプル総数の６０％がビアホール配線間で通電した。ビアホール内壁に露出した連続孔に銅や不純物が侵入したと考えられる。
【００８１】
［実施例１〜３］
実施例１〜３は、多孔質層が芳香族ジアミン成分ＰＰＤ／ＤＤＥ＝６０／４０と酸無水物ｓＢＰＤＡからなり、熱可塑性樹脂としてガラス転移温度が１５９℃であるシリコーン変性ポリイミド（信越化学工業（株）製、Ｘ−２２−８９５１）を真空吸引する方法により含有させ、無孔ポリイミド層の無い銅張り多孔質フィルム５を用いて、比較例１に準拠し、図５に従って作製した多孔質配線板例である。接着剤として、実施例１、２、３において、それぞれエポキシ樹脂（誘電率３．７、誘電正接０．０１）、ポリイミド樹脂（誘電率２．７、誘電正接０．００３）、（１）で作製した樹脂組成物（誘電率２．４５、誘電正接０．００２）を用いた。
【００８２】
ドリル加工後のビアホール内壁表面を電子顕微鏡により観察したところ、熱可塑性樹脂含有多孔質フィルムを用いた場合、いずれの接着剤を用いた条件でも、サンプル総数の約９０％において多孔質層の孔に樹脂層が被覆していた。多孔質層に含有する熱可塑性樹脂の効果により、ドリル加工時にビアホール周辺に発生する熱で熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面の連続孔上で再硬化して樹脂層を形成することができた。
【００８３】
本両面配線板に対して４０Ｖ印加、８５℃／８５％高温高湿中で１０００時間ビアホール間マイグレーション試験を行ったところ、通電不良は３０％以下に低減した。
【００８４】
誘電率、誘電正接は、表１に示すように、実施例１、２、３それぞれで用いた接着剤の誘電率、誘電正接が小さくなるのに伴い、小さい値を示した。接着剤の低誘電率、低誘電正接化の効果により、多孔質層と併せて基板全体の低誘電率、低誘電正接化を達成することができた。
【００８５】
［実施例４〜６］
実施例４〜６は、多孔質層が芳香族ジアミン成分ＰＰＤ／ＤＤＥ＝８５／１５と酸無水物ｓＢＰＤＡからなり、熱可塑性樹脂としてガラス転移温度が１５９℃であるシリコーン変性ポリイミド（信越化学工業（株）製、Ｘ−２２−８９５１）を真空吸引する方法により含有させ、無孔ポリイミド層の無い銅張り多孔質フィルム５を用いて、比較例１に準拠し、図５に従って作製した多孔質配線板例である。接着剤として、実施例４、５、６において、それぞれエポキシ樹脂（誘電率３．７、誘電正接０．０１）、ポリイミド樹脂（誘電率２．７、誘電正接０．００３）、（１）で作製した樹脂組成物（誘電率２．４５、誘電正接０．００２）を用いた。
【００８６】
ドリル加工後のビアホール内壁表面を電子顕微鏡により観察したところ、熱可塑性樹脂含有多孔質フィルムを用いた場合、いずれの接着剤を用いた条件でも、サンプル総数の約９０％において多孔質層の孔に樹脂層が被覆していた。多孔質層に含有する熱可塑性樹脂の効果により、ドリル加工時にビアホール周辺に発生する熱で熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面の連続孔上で再硬化して樹脂層を形成することができた。本多孔質配線板に対してビアホール間のマイグレーション試験を１０００時間行ったところ、通電不良は２５％に低減した。
【００８７】
また、温度を−２５℃と１５０℃との間で上下させる温度サイクル試験を３０００サイクル実行したところ、配線切断および剥離等の不良が発生することはなかった。多孔質層の芳香族ジアミン成分を適正化した効果により、信頼性が向上した。
【００８８】
誘電率、誘電正接は、表１に示すように、実施例４、５、６それぞれで用いた接着剤の誘電率、誘電正接が小さくなるのに伴い、小さい値を示した。接着剤の低誘電率、低誘電正接化の効果により、多孔質層と併せて基板全体の低誘電率、低誘電正接化を達成することができた。
【００８９】
［実施例７〜９］
実施例７〜９は、多孔質層が芳香族ジアミン成分ＰＰＤ／ＤＤＥ＝６０／４０と酸無水物ｓＢＰＤＡからなり、熱可塑性樹脂としてガラス転移温度が３５０℃である、ｍ−ＰＤＡおよびｓＢＰＤＡからなるポリイミドを真空吸引する方法により含有させ、含有させ、無孔ポリイミド層の無い銅張り多孔質フィルム５を用いて、比較例１に準拠し、図５に従って作製した多孔質配線板例である。接着剤として、実施例７、８、９において、それぞれエポキシ樹脂（誘電率３．７、誘電正接０．０１）、ポリイミド樹脂（誘電率２．７、誘電正接０．００３）、（１）で作製した樹脂組成物（誘電率２．４５、誘電正接０．００２）を用いた。
【００９０】
ドリル加工後のビアホール内壁表面を電子顕微鏡により観察したところ、多孔質フィルムに含有する熱可塑性樹脂を適正化したフィルムを用いた場合、いずれの接着剤を用いた条件でも多孔質層の孔に樹脂層が被覆していた。多孔質層に含有する熱可塑性樹脂を適正化した効果により、ドリル加工時にビアホール周辺に発生する熱で熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面の連続孔上で再硬化してより良好な樹脂層を形成することができた。本両面配線板に対してビアホール間のマイグレーション試験を１０００時間行ったところ、通電不良は２５％以下に低減した。
【００９１】
誘電率、誘電正接は、表１に示すように、実施例７、８、９それぞれで用いた接着剤の誘電率、誘電正接が小さくなるのに伴い、小さい値を示した。接着剤の低誘電率、低誘電正接化の効果により、多孔質層と併せて基板全体の低誘電率、低誘電正接化を達成することができた。
【００９２】
［実施例１０〜１２］
実施例１０〜１２は、多孔質層が芳香族ジアミン成分ＰＰＤ／ＤＤＥ＝６０／４０と酸無水物ｓＢＰＤＡからなり、熱可塑性樹脂としてガラス転移温度が１５９℃であるシリコーン変性ポリイミド（信越化学工業（株）製、Ｘ−２２−８９５１）を真空吸引する方法により含有させ、銅箔と多孔質層の間に無孔ポリイミド層を形成した銅張り多孔質フィルム４を用いて、比較例１に準拠し、図６に従って作製した多孔質配線板例である。 接着剤として、実施例１０、１１、１２において、それぞれエポキシ樹脂（誘電率３．７、誘電正接０．０１）、ポリイミド樹脂（誘電率２．７、誘電正接０．００３）、（１）で作製した樹脂組成物（誘電率２．４５、誘電正接０．００２）を用いた。
【００９３】
ドリル加工後のビアホール内壁表面を電子顕微鏡により観察したところ、熱可塑性樹脂含有多孔質フィルムを用いた場合、いずれの接着剤を用いた条件でも、サンプル総数の約９０％において多孔質層の孔に樹脂層が被覆していた。多孔質層に含有する熱可塑性樹脂の効果により、ドリル加工時にビアホール周辺に発生する熱で熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面の連続孔上で再硬化して樹脂層を形成することができた。
【００９４】
本両面配線板に対してビアホール間のマイグレーション試験を１０００時間行ったところ、通電不良は１５％以下に低減した。銅箔と多孔質層の間に無孔ポリイミド層を形成した効果により、製造プロセスで不純物などの混入を抑え、信頼性をより向上させることができた。
【００９５】
誘電率、誘電正接は、表１に示すように、実施例１０、１１、１２それぞれで用いた接着剤の誘電率、誘電正接が小さくなるのに伴い、小さい値を示した。接着剤の低誘電率、低誘電正接化の効果により、多孔質層と併せて基板全体の低誘電率、低誘電正接化を達成することができた。
【００９６】
［実施例１３〜１５］
実施例１３〜１５は、多孔質層が芳香族ジアミン成分ＰＰＤ／ＤＤＥ＝８５／１５と酸無水物ｓＢＰＤＡからなり、熱可塑性樹脂としてガラス転移温度が３５０℃である、ｍ−ＰＤＡおよびｓＢＰＤＡからなるポリイミドを真空吸引する方法により含有させ、無孔ポリイミド層の無い銅張り多孔質フィルム５を用いて、比較例１に準拠し、図５に従って作製した多孔質配線板例である。接着剤として、実施例１３、１４、１５において、それぞれエポキシ樹脂（誘電率３．７、誘電正接０．０１）、ポリイミド樹脂（誘電率２．７、誘電正接０．００３）、（１）で作製した樹脂組成物（誘電率２．４５、誘電正接０．００２）を用いた。
【００９７】
ドリル加工後のビアホール内壁表面を電子顕微鏡により観察したところ、熱可塑性樹脂含有多孔質フィルムを用いた場合、いずれの接着剤を用いた条件でも多孔質層の孔に樹脂層が被覆していた。多孔質層に含有する熱可塑性樹脂を適正化した効果により、ドリル加工時にビアホール周辺に発生する熱で熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面の連続孔上で再硬化してより良好な樹脂層を形成することができた。本両面配線板に対してビアホール間のマイグレーション試験を１０００時間行ったところ、通電不良は１５％以下に低減した。
【００９８】
また、温度サイクル試験を３０００サイクル実行したところ、配線切断および剥離等の不良が発生することはなかった。多孔質層の芳香族ジアミン成分を適正化した効果により、信頼性が向上した。
【００９９】
誘電率、誘電正接は、表１に示すように、実施例１３、１４、１５それぞれで用いた接着剤の誘電率、誘電正接が小さくなるのに伴い、小さい値を示した。接着剤の低誘電率、低誘電正接化の効果により、多孔質層と併せて基板全体の低誘電率、低誘電正接化を達成することができた。
【０１００】
［実施例１６〜１８］
実施例１６〜１８は、多孔質層が芳香族ジアミン成分ＰＰＤ／ＤＤＥ＝８５／１５と酸無水物ｓＢＰＤＡからなり、熱可塑性樹脂としてガラス転移温度が１５９℃であるシリコーン変性ポリイミド（信越化学工業（株）製、Ｘ−２２−８９５１）を真空吸引する方法により含有させ、銅箔と多孔質層の間に無孔ポリイミド層を形成した銅張り多孔質フィルム４を用いて、比較例１に準拠し、図６に従って作製した多孔質配線板例である。接着剤として、実施例１６、１７、１８において、それぞれエポキシ樹脂（誘電率３．７、誘電正接０．０１）、ポリイミド樹脂（誘電率２．７、誘電正接０．００３）、（１）で作製した樹脂組成物（誘電率２．４５、誘電正接０．００２）を用いた。
【０１０１】
ドリル加工後のビアホール内壁表面を電子顕微鏡により観察したところ、熱可塑性樹脂含有多孔質フィルムを用いた場合、いずれの接着剤を用いた条件でも、サンプル総数の約９０％において多孔質層の孔に樹脂層が被覆していた。多孔質層に含有する熱可塑性樹脂の効果により、ドリル加工時にビアホール周辺に発生する熱で熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面の連続孔上で再硬化して樹脂層を形成することができた。
【０１０２】
本両面配線板に対してビアホール間のマイグレーション試験を１０００時間行ったところ、通電不良は１０％まで低減した。銅箔と多孔質層の間に無孔ポリイミド層を形成した効果により、製造プロセスで不純物などの混入を抑え、信頼性をより向上させることができた。
【０１０３】
また、温度サイクル試験を３０００サイクル実行したところ、配線切断および剥離等の不良が発生することはなかった。多孔質層の芳香族ジアミン成分を適正化した効果により、信頼性が向上した。
【０１０４】
誘電率、誘電正接は、表１に示すように、実施例１６、１７、１８それぞれで用いた接着剤の誘電率、誘電正接が小さくなるのに伴い、小さい値を示した。接着剤の低誘電率、低誘電正接化の効果により、多孔質層と併せて基板全体の低誘電率、低誘電正接化を達成することができた。
【０１０５】
［実施例１９〜２１］
実施例１９〜２１は、多孔質層が芳香族ジアミン成分ＰＰＤ／ＤＤＥ＝６０／４０と酸無水物ｓＢＰＤＡからなり、熱可塑性樹脂としてガラス転移温度が３５０℃である、ｍ−ＰＤＡおよびｓＢＰＤＡからなるポリイミドを真空吸引する方法により含有させ、銅箔と多孔質層の間に無孔ポリイミド層を形成した銅張り多孔質フィルム４を用いて、比較例１に準拠し、図６に従って作製した多孔質配線板例である。接着剤として、実施例１９、２０、２１において、それぞれエポキシ樹脂（誘電率３．７、誘電正接０．０１）、ポリイミド樹脂（誘電率２．７、誘電正接０．００３）、（１）で作製した樹脂組成物（誘電率２．４５、誘電正接０．００２）を用いた。
【０１０６】
ドリル加工後のビアホール内壁表面を電子顕微鏡により観察したところ、多孔質フィルムに含有する熱可塑性樹脂を適正化したフィルムを用いた場合、いずれの接着剤を用いた条件でも多孔質層の孔に樹脂層が被覆していた。多孔質層に含有する熱可塑性樹脂を適正化した効果により、ドリル加工時にビアホール周辺に発生する熱で熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面の連続孔上で再硬化してより良好な樹脂層を形成することができた。
【０１０７】
本両面配線板に対してビアホール間のマイグレーション試験を１０００時間行ったところ、通電不良は全く発生しなかった。銅箔と多孔質層の間に無孔ポリイミド層を形成した効果により、製造プロセスで不純物などの混入を抑え、信頼性をより向上させることができた。
【０１０８】
誘電率、誘電正接は、表１に示すように、実施例１９、２０、２１それぞれで用いた接着剤の誘電率、誘電正接が小さくなるのに伴い、小さい値を示した。接着剤の低誘電率、低誘電正接化の効果により、多孔質層と併せて基板全体の低誘電率、低誘電正接化を達成することができた。
【０１０９】
［実施例２２〜２４］
実施例２２〜２４は、多孔質層が芳香族ジアミン成分ＰＰＤ／ＤＤＥ＝８５／１５と酸無水物ｓＢＰＤＡからなり、熱可塑性樹脂としてガラス転移温度が３５０℃である、ｍ−ＰＤＡおよびｓＢＰＤＡからなるポリイミドを真空吸引する方法により含有させ、銅箔と多孔質層の間に無孔ポリイミド層を形成した銅張り多孔質フィルム４を用いて、比較例１に準拠し、図６に従って作製した多孔質配線板例である。接着剤として、実施例２２、２３、２４において、それぞれエポキシ樹脂（誘電率３．７、誘電正接０．０１）、ポリイミド樹脂（誘電率２．７、誘電正接０．００３）、（１）で作製した樹脂組成物（誘電率２．４５、誘電正接０．００２）を用いた。
【０１１０】
ドリル加工後のビアホール内壁表面を電子顕微鏡により観察したところ、多孔質フィルムに含有する熱可塑性樹脂を適正化したフィルムを用いた場合、いずれの接着剤を用いた条件でも多孔質層の孔に樹脂層が被覆していた。多孔質層に含有する熱可塑性樹脂を適正化した効果により、ドリル加工時にビアホール周辺に発生する熱で熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面の連続孔上で再硬化してより良好な樹脂層を形成することができた。
【０１１１】
本両面配線板に対してビアホール間のマイグレーション試験を１０００時間行ったところ、通電不良は全く発生しなかった。銅箔と多孔質層の間に無孔ポリイミド層を形成した効果により、製造プロセスで不純物などの混入を抑え、信頼性をより向上させることができた。
【０１１２】
また、温度サイクル試験を３０００サイクル実行したところ、配線切断および剥離等の不良が発生することはなかった。多孔質層の芳香族ジアミン成分を適正化した効果により、信頼性が向上した。
【０１１３】
誘電率、誘電正接は、表１に示すように、実施例２２、２３、２４それぞれで用いた接着剤の誘電率、誘電正接が小さくなるのに伴い、小さい値を示した。接着剤の低誘電率、低誘電正接化の効果により、多孔質層と併せて基板全体の低誘電率、低誘電正接化を達成することができた。
【０１１４】
［実施例２５〜２７］
実施例２５〜２７は、多孔質層が芳香族ジアミン成分ＰＰＤ／ＤＤＥ＝８５／１５と酸無水物ｓＢＰＤＡからなり、その多孔質層に熱可塑性樹脂を含有させ、銅箔と多孔質層の間に無孔ポリイミド層を形成した銅張り多孔質フィルム４を用いて、比較例１に準拠し、図６に従って作製した多孔質配線板例である。熱可塑性樹脂として、実施例２５、２６、２７において、それぞれｓＢＰＤＡとＤＤＥからなるポリイミド（ガラス転移温度３００℃）、ｓＢＰＤＡと２，５−ジアミノトルエン（２５ＤＡＴＯ）からなるポリイミド（ガラス転移温度３６０℃）、ｓＢＰＤＡと４，４’−ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）からなるポリイミド（ガラス転移温度３２０℃）を用いた。接着剤として、（１）で作製した樹脂組成物を用いた。
【０１１５】
ドリル加工後のビアホール内壁表面を電子顕微鏡により観察したところ、実施例２４と同様にいずれの熱可塑性樹脂を用いた条件でも多孔質層の孔に樹脂層が被覆していた。適当なガラス転移温度を示す熱可塑性樹脂を選定することにより、ドリル加工時にビアホール周辺に発生する熱で熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面の連続孔上で再硬化して良好な樹脂層を形成することができた。一方、ビアホール周辺以外の多孔質層部分を観察したところ、多孔質構造が保持されていた。本両面配線板に対してビアホール間のマイグレーション試験を１０００時間行ったところ、通電不良は全く発生しなかった。
【０１１６】
また、温度サイクル試験を３０００サイクル実行したところ、配線切断および剥離等の不良が発生することはなかった。多孔質層の芳香族ジアミン成分を適正化した効果により、信頼性が向上した。
【０１１７】
誘電率、誘電正接は、表１に示すように、（１）で作製した樹脂組成物を用いた効果および多孔質層の効果により基板全体の低誘電率、低誘電正接化を達成することができた。
【０１１８】
【表１】
【０１１９】
［実施例２８］
実施例２８は、多孔質層が芳香族ジアミン成分ＰＰＤ／ＤＤＥ＝８５／１５と酸無水物ｓＢＰＤＡからなり、熱可塑性樹脂としてガラス転移温度が３５０℃である、ｍ−ＰＤＡおよびｓＢＰＤＡからなるポリイミドを真空吸引する方法により含有させ、銅箔と多孔質層の間に無孔ポリイミド層を形成した銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルム４を（１）で作製した接着剤を用いて作製した多層配線板例である。以下に作製例を図７の工程図に従い説明する。
【０１２０】
比較例１に示す（Ａ）〜（Ｄ）の手順に準拠し、図６に従って両面配線板１３１を作製した。
【０１２１】
（Ｅ）次に、両面配線板１３１を黒化還元処理して配線表面を粗化することにより、粗化両面板１４を作製し、次に、粗化両面板１４を接着剤付き銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルム８１により両側から挟み込み、真空下、加熱、加圧して４層板１５を作製した。加熱条件は１２０℃／３０分、１８０℃／１００分、プレス圧力３．０ＭＰａの多段階加熱とした。
【０１２２】
（Ｆ）次に、ドリル回転速度およびドリル送り速度を制御しながらドリル加工により、４層板１５上の所定位置にビアホール１６を形成した。
【０１２３】
（Ｇ）次に、ビアホール１６を形成した４層板１５をめっき触媒溶液に浸漬してビアホール内壁面、基板表面に触媒付与し、触媒活性化処理の後、無電解銅めっき（日立化成製ＣＵＳＴ２０００）により、約０．５μｍの種膜を設けた。次いで、４層板の端部に電極を設置して電気めっきによって基板表面及びビアホール内壁面に銅めっき膜１７を約２５μｍ形成し、層間接続を行った。
【０１２４】
（Ｈ）続いて、４層板表面にフォトレジスト（日立化成製Ｈ９０２５Ｋ）をラミネートして、フォトマスクを介して露光し、現像、エッチング後、レジスト剥離することにより、両面に配線パターン１８を形成し、４層配線板１９を作製した。
【０１２５】
ドリル加工後のビアホール内壁表面を電子顕微鏡により観察したところ、多孔質層の孔に樹脂層が被覆していた。ドリル加工時にビアホール周辺に発生する熱で熱可塑性樹脂が溶融して内壁表面の連続孔上で再硬化して良好な樹脂層を形成することができた。一方、ビアホール周辺以外の多孔質層部分を観察したところ、多孔質構造が保持されていた。本多層配線板に対してビアホール間のマイグレーション試験を１０００時間行ったところ、通電不良は全く発生しなかった。
【０１２６】
また、温度サイクル試験を３０００サイクル実行したところ、配線切断および剥離等の不良が発生することはなかった。このように、熱により溶融して再硬化した樹脂層を介在したままビアホール内側にめっき膜を形成することにより、接続信頼性の優れた多層多孔質配線板を得ることができた。
【０１２７】
多孔質層の効果と併せて、接着剤に低誘電正接樹脂組成物を用いた効果により配線板全体として低誘電率、低誘電正接を示しており、高周波化に対応することができる。
【０１２８】
［実施例２９］
実施例２９は、本発明の多孔質配線板をアンテナに適用した例を示す。以下、図８を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【０１２９】
図８は、本発明のアンテナ素子一体型高周波回路モジュールの断面図である。本実施例は、５ＧＨｚ帯の円偏波の信号を送受信するためのアンテナ素子一体型高周波回路モジュールである。図８に示すように、本実施例のアンテナ素子一体型高周波回路モジュールは、４層配線板１９、ＭＭＩＣを用いて構成した高周波回路モジュール２０、並びにディスクリート部品２１で構成される。高周波回路モジュール２０は、ガラスセラミックスを用いた多層基板により作製したパッケージに、ＧａＡｓ半導体を用いて作製したＭＭＩＣチップが積層されて構成される。ＭＭＩＣチップは、スイッチ、低雑音増幅器、電力増幅器、ミキサ、逓倍器などを構成する。これらのＭＭＩＣチップ間を接続する配線などはガラスセラミックスのパッケージ内に設けられており、また、ＭＭＩＣチップは、ワイヤボンディングでパッケージ内に設けられた配線と接続されている。また、バンドパスフィルタ、フェーズロックループ（ＰＬＬ）モジュール、水晶発振器は、ディスクリート部品２１で構成される。４層配線板１９は、銅箔からなる４層の導体層（２２、２３、２４）と、３層の絶縁層（２５，２６、２７）から形成されており、各導体層は、上から順に、アンテナ素子２２、接地電極２３、配線２４として使用され、配線２４がクロスする部分はジャンパー配線３０によって接続される。アンテナ素子一体化高周波回路モジュールは外部接続端子３１により外部と接続される。
【０１３０】
配線板内では、複数の配線、即ち、高周波回路モジュール２０への電源供給線、高周波回路モジュール２０とディスクリート部品２１および外部回路をつなぐための配線、並びにアンテナ素子２２と高周波回路モジュール２０を接続するための配線などが形成される。アンテナ素子２２と、配線２４はスルーホール２８によって接続される。また、配線２４と同じ導体層に形成されたパターンの一部と接地電極２３とは、スルーホール２８やビアホール２９により電気的接続されて、前記配線２４と同じ導体層に形成されたパターンの一部は接地電極２３と同電位になるように構成される。
【０１３１】
本実施例において、アンテナに必要とされる帯域や利得などによって、絶縁層２５、２７の厚さは適宜変化させる。また、絶縁層２６の厚さも、アンテナ素子一体型高周波回路モジュールの全体の厚さが所望の値になるように、適宜変化させる。本実施例で使用する絶縁層は本発明の多孔質体を使用しており、低誘電正接であり伝送損失を小さくすることができる。
【０１３２】
このように、本実施の形態では、４層配線板１９を用いて構成することにより、アンテナの特性が良いアンテナ素子一体型高周波回路モジュールを実現することができる。
【０１３３】
【発明の効果】
絶縁基材の多孔質構造を保持したまま、成形後のビアホール内壁の状態を良好にし、ビアホールによる層間接続をウェットプロセスで形成しためっき膜により達成することで接続信頼性を高め、ビアホール接続不良、マイグレーションによる絶縁破壊等を起こさない、また、機械的強度に優れ、低誘電率、低誘電正接を示す高周波対応の多孔質配線板、更にそれらを用いた電子部品を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】多孔質層が熱可塑性樹脂を含有し、銅箔と多孔質層との間に無孔ポリイミド層を形成した銅張り多孔質フィルム断面を表す模式図である。
【図２】多孔質層が熱可塑性樹脂を含有し、銅箔と多孔質層との間に無孔ポリイミド層が無い銅張り多孔質フィルム断面を表す模式図である。
【図３】多孔質層が熱可塑性樹脂を含まず、銅箔と多孔質層との間に無孔ポリイミド層が無い銅張り多孔質フィルム断面を表す模式図である。
【図４】多孔質層が熱可塑性樹脂を含まず、銅箔と多孔質層との間に無孔ポリイミド層が無い銅張り多孔質フィルムを用いた場合の両面配線板作製プロセスを表す模式図である。
【図５】多孔質層が熱可塑性樹脂を含有し、銅箔と多孔質層との間に無孔ポリイミド層が無い銅張り多孔質フィルムを用いた場合の両面配線板作製プロセスを表す模式図である。
【図６】多孔質層が熱可塑性樹脂を含有し、銅箔と多孔質層との間に無孔ポリイミド層を形成した銅張り多孔質フィルムを用いた場合の両面配線板作製プロセスを表す模式図である。
【図７】多孔質層が熱可塑性樹脂を含有し、銅箔と多孔質層との間に無孔ポリイミド層を形成した銅張り多孔質フィルムを用いた場合の多層配線板作製プロセスを表す模式図である。
【図８】アンテナ素子一体高周波モジュールを表す断面図である。
【符号の説明】
１…銅箔、２…無孔ポリイミド層、３…熱可塑性樹脂含有多孔質層、３００…多孔質層、４，４０…銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルム、５，５０…無孔ポリイミド層無し銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルム、６…銅張り多孔質フィルム、７…接着層、８…接着剤付銅張り多孔質フィルム、８０…接着剤付無孔ポリイミド層無し銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルム、８１…接着剤付銅張り熱可塑性樹脂含有多孔質フィルム、９，９０，９１…両面板、１０，１００，１０１，１６，２９…ビアホール、１１，１１０，１１１，１７…銅めっき膜、１２，１２０，１２１，１８…配線パターン、１３，１３０，１３１…両面配線板、１４…粗化両面板、１５…４層板、１９…４層配線板、２０…高周波回路モジュール、２１…ディスクリート部品、２２…アンテナ素子、２３…接地電極、２４…配線、２５、２６、２７…絶縁層、２８…スルーホール、３０…ジャンパー配線、３１…外部接続端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring board having low dielectric loss and high connection reliability in order to cope with high-frequency signals, and further to an electronic component using them.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the signal band of information communication devices such as PHS and mobile phones, and the CPU clock time of computers have reached the GHz band, and the frequency has been increasing. The dielectric loss of an electrical signal is proportional to the product of the square root of the dielectric constant of the insulator forming the circuit, the dielectric loss tangent and the frequency of the signal used. Therefore, the higher the frequency of the signal used, the greater the dielectric loss. Dielectric loss attenuates the electrical signal and impairs the reliability of the signal. In addition, the loss is converted into heat and the device may generate heat. To suppress this, the insulator has a low dielectric constant and dielectric loss tangent. It is necessary to select materials.
[0003]
Insulating materials with low dielectric constant and low dielectric loss tangent include fluororesin, curable polyolefin, cyanate ester resin, curable polyphenylene oxide, allyl-modified polyphenylene ether, polyether imide modified with divinylbenzene or divinylnaphthalene, etc. Low dielectric loss tangent resin materials in which polar groups in the molecular structure are removed have been proposed. The dielectric property of the low dielectric loss tangent resin material described above has a value unique to each material determined by its molecular structure, and there is a limit in controlling this dielectric property. In addition, these materials generally cannot be supplied at low cost, and there is a problem in terms of workability.
[0004]
Therefore, in order to further reduce the dielectric constant and the dielectric loss tangent, studies have been made to make the material porous by including air with a low dielectric constant (= 1). In other words, many porous materials with controlled dielectric properties have been reported, such as polyimide, which has a thermal expansion coefficient well matched with that of a copper wiring material. For example, with supercritical carbon dioxide, nanopores, that is, pores with a diameter of nm are formed to 400 m 2 Low dielectric properties have been obtained using a porous material having a high surface area of at least / g (see, for example, Patent Document 1). In addition, a low dielectric material (for example, see Patent Document 2) having a skin layer to increase strength and a low dielectric material (for example, Patent Document 2) having a film layer (non-porous layer) to increase strength. 3) and a porous material (for example, see Patent Document 4) in which a porous film and copper are bonded with an epoxy adhesive having low dielectric properties.
[0005]
Furthermore, a porous film is provided as a compression function layer on the surface of the resin substrate, and a conductor provided in a through-hole formed in the thickness direction, that is, a metal paste and a conductor provided on both surfaces of the resin substrate via the conductor. A circuit board having wiring layers that are electrically connected to each other is known (see, for example, Patent Document 5). In addition, when processing a via hole, a via hole forming method is known in which a resin layer is provided on the inner wall of the via hole and the conductive paste is reliably filled into the via hole to improve connection reliability (for example, (See Patent Document 6).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-154273 A (2nd page, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP 2001-123953 A (second page)
[Patent Document 3]
JP 2001-126534 A (second page)
[Patent Document 4]
JP-A-9-046012 (second page, FIG. 1)
[Patent Document 5]
JP 2002-176268 A (2nd page, FIG. 1)
[Patent Document 6]
JP-A-11-177199 (2nd page, FIG. 1)
[Problems to be solved by the invention]
However, if the film is made porous in order to achieve a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent, the strength of the film is lowered, causing a problem in mechanical properties. In addition, when the porous layer has continuous holes, the etching solution penetrates through the continuous holes when the circuit pattern is formed by etching, and the wiring material such as copper is also etched from the film side. It becomes difficult to form the wiring. Furthermore, when forming a via hole or the like, continuous holes are exposed on the inner wall surface, so that ionic impurities permeate in the conventional plating process, causing a short circuit between adjacent via holes or a significant decrease in migration resistance. .
[0007]
Moreover, as described in Patent Document 5, a porous film is provided as a compression function layer on the resin substrate surface, and interlayer connection is achieved by a conductive paste provided in a through hole formed in the thickness direction. However, when processing the through hole in the insulating base material, if the processing method is inappropriate, there is a problem that the inner wall of the via hole of the printed wiring board becomes rough and the pore is exposed as a void. The defect of these via holes is that when the via hole is filled with a conductive paste and then hot pressing is performed, the conductive paste that has become fluid flows into the rough inner wall of the via hole and short-circuits with the conductor of the adjacent via hole. Or cause migration. In addition, the conductive paste to be filled flows out from the via hole and decreases, and the problem remains that the via hole conductor cannot be sufficiently electrically connected to the interlayer electrode after curing.
[0008]
Also, since the conductive paste of the via hole and the insulating base material have different thermal expansion coefficients, the electrical connection is reduced due to repeated expansion and contraction due to heating and cooling in the heating process such as reflow soldering. There was a problem that reliability as a substrate deteriorated.
[0009]
Further, in Patent Document 6, a resin-impregnated fiber sheet made of glass fiber or aramid fiber and an epoxy resin or bismaleimide triazine resin is used as an insulating substrate, and a heat-melt component contained in the sheet is an epoxy resin or a bismaleimide triazine resin. This is characterized by the fact that low dielectric constant and low dielectric loss tangent have not been studied, and are insufficient for high frequency operation. Further, the interlayer connection is made of a conductive paste, which is inferior in connection reliability as compared with a conventional plating film.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to improve the connection reliability by using a plating film formed by a wet process to improve the state of the inner wall after molding while maintaining the porous structure of the insulating base, and to form an interlayer connection by a via hole. It is intended to provide a high-frequency-compatible porous wiring board that does not cause poor connection, dielectric breakdown due to migration, etc., has excellent mechanical strength, exhibits a low dielectric constant, and a low dielectric loss tangent, and further uses these electronic components. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors diligently studied the kind of resin forming the porous layer of the porous wiring board, and used a material containing a polyimide and a high heat-resistant thermoplastic resin as a blend. By doing so, it was found that a high heat-resistant thermoplastic resin melted during drilling or the like to form a resin layer covering the inner wall surface, and the present invention was completed.
[0012]
That is, the porous wiring board of the present invention is a double-sided wiring board or a multilayer wiring board in which at least one porous layer is laminated, and the porous layer is a blend of polyimide and a high heat-resistant thermoplastic resin. And the wiring between the layers is connected through a plating film formed in the through hole or the via hole.
[0013]
In the above, the polyimide contained in the porous layer is a polymer of a repeating unit represented by the following general formula a (wherein R is represented by the following formula b or c), and R is the formula b The polymerization ratio [b / (b + c)] of the repeating unit is 0.61-1. 0 is preferred.
[0014]
[Chemical formula 5]
[Chemical 6]
[Chemical 7]
Polyimide is synthesized, for example, from aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine via imidization via polyamic acid. There are many combinations of aromatic tetracarboxylic dianhydrides and aromatic diamines, and the packing coefficient of the synthesized polyimide differs depending on the combination.
[0015]
Here, the packing coefficient (K) is defined as Polymer. Sci. USSR, 12, 556 (1970) proposed by Slonimskii and Askadskii, and the value obtained by dividing the intrinsic volume (Vint) of the molecular chain by the actual molar volume (Vtrue) determined from the density.
K = Vint / Vtrue = NAΣΔVi / (M / d)
NA: Avogadro's number
ΔVi: true volume of constituent atoms
M: Molecular weight
d: Density
Is defined as follows.
[0016]
Porosification reduces and improves the dielectric constant and dissipation factor, while reducing the mechanical strength of the film. Therefore, unless the mechanical strength of the film is increased as much as possible without being made porous, sufficient mechanical strength cannot be realized when the film is made porous. Increasing the packing factor generally improves the mechanical strength. On the other hand, when the packing coefficient is increased, elongation and thermal expansion coefficient are reduced, matching with copper wiring having flexibility and thermal expansion coefficient is deteriorated, and reliability may be lowered.
[0017]
Therefore, it is necessary to optimize the combination of aromatic diamine and aromatic tetracarboxylic dianhydride. In the present invention, as a main component of the porous layer, sBPDA (biphenyltetracarboxylic dianhydride) is used as an aromatic tetracarboxylic dianhydride, and PPD (paraphenylenediamine) and DDE (4,4 ′) are used as aromatic diamines. -Diaminodiphenyl ether) is employed, and the PPD composition ratio is 100 to 61% in terms of mol%. In this composition, the matching between the copper wiring and the thermal expansion coefficient, the dielectric characteristics are good, and the strength is sufficient.
[0018]
In the present invention, the porous layer contains a highly heat-resistant thermoplastic resin as a blend. The high heat-resistant thermoplastic resin is composed of at least one of polyimide, polyamide, polyamideimide, polyether ether ketone, polysulfone, and polyester having a glass transition temperature of 250 ° C. to 450 ° C., and the porous film containing the thermoplastic resin is It is preferably contained so as to satisfy a thermal expansion coefficient of 30 ppm / ° C. or less, a dielectric constant of 3.0 or less, and a dielectric loss tangent of 0.005 or less. In such a wiring board, even when rough dents or continuous holes are exposed on the inner wall of the via hole when drilling or laser forming a via hole, it is simultaneously contained in the porous layer by heat generated around the via hole during processing. The thermoplastic resin melts and covers the continuous holes on the surface of the inner wall to form a resin layer. By forming a plating film inside the via hole with the resin layer interposed, it is possible to effectively prevent via hole connection failure and dielectric breakdown due to migration compared to interlayer connection using metal paste, achieving extremely high connection reliability. can do. Moreover, the thermal expansion coefficient of the porous film containing a thermoplastic resin is 30 ppm / degrees C or less, and its matching property with copper wiring material is favorable. Furthermore, the dielectric constant is 3.0 or less and the dielectric loss tangent is 0.005 or less. Since the porous structure is maintained outside the periphery of the via hole, the entire porous layer exhibits a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent.
[0019]
In the present invention, the porous layer is preferably laminated on a wiring layer (including copper foil) via a non-porous polyimide layer. Such a wiring board can prevent the etching liquid from penetrating through the continuous holes when forming a circuit pattern by etching, so that wiring such as copper can be formed as designed, and between the surface wiring Migration resistance can be improved.
[0020]
In the porous wiring board in which the porous layer is formed by laminating a copper-clad porous film containing a high heat-resistant thermoplastic resin as a blend with an adhesive, the adhesive has a dielectric constant of 3.0 or less and a dielectric loss tangent of 0.005. A cured product of the low dielectric loss tangent resin composition shown below is preferable. In particular, the adhesive has the following general formula:
[Chemical 8]
(Wherein R represents a hydrocarbon skeleton, R 1 Are the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; 2 , R 3 And R 4 May be the same or different and each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, m represents an integer of 1 to 4, and n represents an integer of 2 or more. And a cured product of a low dielectric loss tangent resin composition containing a cross-linking component having a plurality of styrene groups and having a weight average molecular weight of 1000 or less and a high molecular weight substance.
[0021]
In addition, the high molecular weight polymer has a substituent and a polymer composed of at least one of butadiene, isoprene, styrene, methylstyrene, ethylstyrene, divinylbenzene, acrylate ester, acrylonitrile, N-phenylmaleimide, and N-vinylphenylmaleimide. It is preferably at least one kind of resin selected from the group consisting of polyphenylene oxide which may be used and polyolefin having an alicyclic structure.
[0022]
A resin composition containing a cross-linking component containing a plurality of styrene groups and having a weight average molecular weight of 1000 or less and divinylbenzene does not crack at the time of curing, and gives a cured product having a low dielectric constant and dielectric loss tangent. By using the low dielectric constant and low dielectric loss tangent resin composition as an adhesive, it is possible to ensure low dielectric constant and low dielectric loss tangent as the whole substrate together with the porous body.
[0023]
The present invention is an electronic component using the above porous wiring board. Therefore, the present invention provides a connection reliability by improving the state of the inner wall for the via hole after molding while maintaining the porous structure of the insulating base material, and achieving interlayer connection by the via hole by a plated film formed by a wet process. Providing high-frequency-compatible porous wiring boards with excellent mechanical strength, low dielectric constant and low dielectric loss tangent, and electronic components using them To do.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The porous wiring board provided by the present invention will be described.
[0025]
The porous wiring board of the present invention is a double-sided wiring board or a multilayer wiring board in which at least one porous layer is laminated, and the porous layer contains polyimide and a high heat-resistant thermoplastic resin as a blended body. In addition, the wiring between the layers is connected through a plating film formed in the through hole or the via hole. The high heat-resistant thermoplastic resin may cover the surface of the fine structure of the porous layer, or may be contained inside the fine structure. That is, the blend in the present invention includes not only a uniform mixture but also a non-uniform mixture or coating.
[0026]
In this specification, the porous layer refers to a layer in which pores having a pore diameter of 0.01 μm or more exist uniformly throughout the film, and evaluation of the pore diameter distributed in the layer is performed by a nitrogen adsorption method or the like. Measured.
[0027]
Polyimide contained in the porous layer is preferable because the thermal expansion coefficient is in good agreement with the copper wiring material. In the present invention, the porous layer is produced mainly using sBPDA as the aromatic tetracarboxylic dianhydride and PPD and DDE as the aromatic diamine. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the polymer, and examples thereof include N-methylpyrrolidone and γ-butyrolactone.
[0028]
As a method for forming the porous layer, there are various film forming methods such as a wet coagulation method, a dry coagulation method, and a stretching method. Among them, according to the wet coagulation method, an open-cell porous membrane can be obtained and is preferable.
[0029]
In the wet coagulation method, in general, a film-forming stock solution (dope) in which a resin and additives are dissolved in a solvent is prepared, and this is applied onto a copper foil (cast) and immersed in the coagulation solution to replace the solvent. The resin is solidified (gelled), and then the coagulating liquid and the like are removed by drying to obtain a porous layer. A nonporous layer or a porous layer that is not made porous can also be formed directly on the copper foil. According to this method, a copper-clad porous body having excellent adhesion strength between the porous layer and the copper foil can be produced.
[0030]
The dope in the wet coagulation method is preferably applied in the temperature range of -20 to 40 ° C. The coagulation liquid is not limited as long as it does not dissolve the resin to be used and is compatible with the solvent. Water, alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, and a mixed solution thereof are used, and water is particularly often used. The temperature of the coagulation liquid at the time of immersion is not particularly limited. Preferably, it is the temperature range of 0-50 degreeC.
[0031]
The polymer concentration of the film-forming stock solution is preferably in the range of 5 to 25 parts by weight. In particular, in order to obtain a porous molded body having superior strength, the polymer concentration is 7 parts by weight or more and has a high porosity. In order to obtain a molded product, the amount is preferably 20 parts by weight or less. If the concentration is too high, the viscosity becomes too high and handling becomes difficult, and if the concentration is too low, a porous film cannot be formed.
[0032]
An inorganic substance such as lithium nitrate or an organic substance such as polyvinyl pyrrolidone can be added for controlling the pore shape and the pore diameter. The concentration of the additive is preferably 1 to 10 parts by weight in the solution. When lithium nitrate is added, the replacement speed of the solvent and the coagulating liquid is high, and a finger void structure (structure having voids in a finger shape) can be formed in the sponge structure. When an additive such as polyvinyl pyrrolidone that slows the coagulation speed is added, a porous layer having a sponge structure uniformly spread can be obtained.
[0033]
The dope is applied to a certain thickness, soaked in a coagulating liquid such as water, solidified, or left to solidify in a water vapor atmosphere, and then soaked in water. Become. After forming the porous layer, the porous layer is taken out from the coagulation liquid and dried. The drying temperature is not particularly limited. Drying at 200 ° C. or lower is desirable.
[0034]
The formed porous layer and non-porous layer are finally heat-treated at 200 to 500 ° C., and the precursor (polyamic acid) is heated and closed to be polyimide.
[0035]
By the above means, a porous molded body having a high porosity of about 30 to 85% can be formed on the copper foil. Preferably, the pore diameter is 1.0 μm or less and the porosity is 30% or more, more preferably the pore diameter is 0.5 μm or less and the porosity is 40 to 70%. Within this range, the pores are sufficiently uniformly distributed throughout the film, and variations in electrical characteristics can be reduced. If the pore diameter is larger than 1.0 μm, the thermoplastic resin melted by the heat generated in the via hole forming process cannot be sufficiently covered on the continuous holes on the inner wall surface, resulting in incomplete film formation of the resin layer. Via hole connection failure, dielectric breakdown due to migration, etc. may occur.
[0036]
The high heat-resistant thermoplastic resin contained in the porous layer is composed of at least one of polyimide, polyamide, polyamideimide, polyetheretherketone, polysulfone, and polyester having a glass transition temperature of 250 ° C to 450 ° C. The porous film is contained so as to satisfy a thermal expansion coefficient of 30 ppm / ° C. or less, a dielectric constant of 3.0 or less, and a dielectric loss tangent of 0.005 or less. Examples of the thermoplastic resin include polyimide composed of m-phenylenediamine and sBPDA, polyimide composed of 2,5-diaminotoluene and sBPDA, polyimide composed of DDE and sBPDA, and composed of 4,4′-diaminodiphenyl sulfide and sBPDA. Polyimide, polyimide consisting of 4,4'-diaminodiphenylmethane and sBPDA, polyimide consisting of 4,4'-diaminodiphenylmethane and sBPDA, polyimide consisting of 4,4'-bis (p-aminophenoxy) biphenyl and sBPDA, and silicone modification Examples thereof include modified polyimides such as polyimide.
[0037]
Porous high heat resistance thermoplastic resin so that the thermal expansion coefficient of the entire porous film containing the thermoplastic resin is 30 ppm / ° C. or less, more preferably 10 to 20 ppm / ° C. in consideration of matching with the copper wiring material. A predetermined amount is contained in the quality layer. Further, in order to ensure the low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the entire substrate, a predetermined amount of thermoplastic resin is contained so that the dielectric constant satisfies 3.0 or lower and the dielectric loss tangent 0.005 or lower.
[0038]
A method for incorporating the thermoplastic resin into the porous layer is not particularly limited. For example, a film is formed by dissolving a predetermined high heat-resistant thermoplastic resin in a polyamic acid solution as a precursor. Alternatively, after first producing a copper-clad porous film that does not contain a thermoplastic resin, a solution containing the thermoplastic resin is used to create a porous layer by vacuum suction, kiss roll, squeeze, dip, flow coating, or the like. It is a method of containing. The solution containing the thermoplastic resin is diluted with an organic solvent in order to lower the viscosity, or is heated and melted. In any method, the porous layer is impregnated with an appropriate amount of thermoplastic resin in consideration of the porosity of the porous film, the dielectric constant of the thermoplastic resin alone, and the dielectric loss tangent. For example, a porous film containing no thermoplastic resin and having a porosity of 50% has a dielectric constant of 2.2 and a dielectric loss tangent of 0.0035, and the impregnated thermoplastic resin has a dielectric constant of 3.0 and a dielectric loss tangent. In the case of 0.015, the thermoplastic resin is controlled to be impregnated at a volume ratio of 10% or less with respect to the porous layer so that the entire thermoplastic resin-containing film has a dielectric constant of 3.0 or less and a dielectric loss tangent of 0.005 or less. As a result, it is possible to produce a wiring board with excellent high-frequency characteristics.
[0039]
In such a wiring board, even when a rough dent or continuous hole is exposed on the inner wall of the via hole when forming a via hole by drilling or laser processing, it is simultaneously contained in the porous layer by heat generated around the via hole during processing. Since the thermoplastic resin melts and covers the continuous holes on the surface of the inner wall to form a resin layer, it is possible to effectively prevent poor via-hole connection and dielectric breakdown due to migration. The heat generated at the time of forming the via hole varies depending on conditions such as drill rotation speed and feed speed in drilling, and conditions such as output in laser processing. It is generally known to reach ˜450 ° C. Therefore, in order for the resin to be melted by the heat generated during processing, the glass transition temperature of the thermoplastic resin needs to be in a temperature range of about 250 to 450 ° C.
[0040]
In the present invention, the porous layer is preferably laminated on the wiring layer via a non-porous polyimide layer. At this time, the wiring layer may be the one before pattern formation such as copper foil. Such a wiring board can prevent the etching liquid from penetrating through the continuous holes when forming a circuit pattern by etching, so that wiring such as copper can be formed as designed, and between the surface wiring Migration resistance can be improved.
[0041]
In the porous wiring board in which the porous layer is formed by laminating a copper-clad porous film containing a high heat-resistant thermoplastic resin as a blend with an adhesive, the adhesive has a dielectric constant of 3.0 or less and a dielectric loss tangent of 0.005. A cured product of the low dielectric loss tangent resin composition shown below. Thermosetting materials such as epoxy resin, polyimide resin, phenol resin, fluororesin, unsaturated polyester resin, polyphenylene ether resin, bismaleimide triazine resin, cyanate ester resin as cured products of low dielectric constant, low dielectric loss tangent resin composition A resin or a thermoplastic resin is mentioned.
[0042]
In particular, the adhesive has the following general formula:
[Chemical 9]
(Wherein R represents a hydrocarbon skeleton, R 1 Are the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; 2 , R 3 And R 4 Are the same or different and each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, m represents an integer of 1 to 4, and n represents an integer of 2 or more. A resin composition containing a cross-linking component having a plurality of styrene groups and having a weight average molecular weight of 1000 or less and a high molecular weight body can be used. Details will be described below. The production of the resin composition is not particularly limited, but is preferably cured at 180 ° C. for 100 minutes. The glass transition temperature of the cured product obtained under these conditions is 170 ° C. or higher. The elastic modulus of the cured product at 170 ° C. is 500 MPa or higher, and an adhesive layer having excellent mechanical properties can be produced.
[0043]
In the present specification, the glass transition temperature is the peak of tan δ, which is the ratio of the loss elastic modulus to the storage elastic modulus, when dynamic viscoelastic properties are observed at a temperature rising rate of 5 ° C./min. Temperature. Low dielectric loss of electrical signals is suppressed by using a substrate in which the resin composition used in the present invention is combined with a porous material, which has a low dielectric constant and dielectric loss tangent, a high glass transition temperature, and a high elastic modulus at high temperatures. be able to. Further, deformation in a high-temperature processing process such as gold wire bonding or soldering can be suppressed.
[0044]
In the above formula, the hydrocarbon skeleton represented by R is not particularly limited as long as the weight average molecular weight of the crosslinking component is 1000 or less. That is, the hydrocarbon skeleton represented by R is a substituent in the styrene group, R 1 , R 2 , R 3 And R 4 Although it can select suitably according to the presence or absence and its magnitude | size, and the number of m and n, generally it is C1-C60, Preferably it is C2-C30. The hydrocarbon skeleton represented by R may be linear or branched, and may contain one or more ring structures such as an alicyclic structure and an aromatic ring structure, and further vinylene. And may contain an unsaturated bond such as ethynylene.
[0045]
Examples of the hydrocarbon skeleton represented by R include ethylene, trimethylene, tetramethylene, methyltrimethylene, methyltetramethylene, pentamethylene, methylpentamethylene, cyclopentylene, cyclohexylene, phenylene, phenylenediethylene, xylylene, 1 -Phenylene-3-methylpropenylene and the like.
[0046]
In the above formula, R 1 The hydrocarbon group represented by the formula is a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl. , Isobutyl, sec-butyl, pentyl, hexyl, decyl, eicosyl; linear or branched alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms, such as vinyl, 1-propenyl, 2- Propenyl, 2-methylallyl; aryl groups such as phenyl, naphthyl, benzyl, phenethyl, styryl, cinnamyl.
[0047]
In the above formula, since n is an integer of 2 or more, R 1 Are present, and when m is an integer of 2 to 4, R 1 There are multiple, but such multiple R 1 May be the same or different, and the bonding position may be the same or different.
[0048]
In the above formula, R 2 , R 3 Or R 4 Examples of the alkyl group represented by the formula include linear or branched alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, and hexyl.
[0049]
In the above formula, an optionally substituted vinyl group [(R 3 ) (R 4 ) C = C (R 2 )-] Is preferably present in the meta or para position relative to R on the benzene ring.
[0050]
As the crosslinking component used in the present invention, a polyfunctional monomer having a plurality of optionally substituted styrene groups and having a weight average molecular weight of 1000 or less is preferable. Styrene groups are highly reactive and have a very low dielectric constant and dielectric loss tangent. It is preferable to adopt a hydrocarbon skeleton as the skeleton of the crosslinking component from the viewpoint of dielectric constant and dielectric loss tangent. This makes it possible to impart non-volatility and flexibility to the crosslinking component without impairing the low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the styrene group. In addition, by selecting a crosslinking component having a weight average molecular weight of 1000 or less, melt flowability is exhibited at a relatively low temperature and solubility in an organic solvent is improved, so that molding and varnishing are facilitated. If the weight average molecular weight of the cross-linking component is too large, melt flowability is lowered, and cross-linking may occur during molding processing, resulting in poor molding. Although there will be no restriction | limiting if the weight average molecular weight of this crosslinking component is 1000 or less, Preferably it is 200-500.
[0051]
Preferred examples of the crosslinking component include 1,2-bis (p-vinylphenyl) ethane, 1,2-bis (m-vinylphenyl) ethane, 1- (p-vinylphenyl) -2- (m-vinylphenyl). ) Ethane, 1,4-bis (p-vinylphenylethyl) benzene, 1,4-bis (m-vinylphenylethyl) benzene, 1,3-bis (p-vinylphenylethyl) benzene, 1,3-bis (M-vinylphenylethyl) benzene, 1- (p-vinylphenylethyl) -4- (m-vinylphenylethyl) benzene, 1- (p-vinylphenylethyl) -3- (m-vinylphenylethyl) benzene And a divinylbenzene polymer (oligomer) having a vinyl group in the side chain. Two or more of these crosslinking components can be used in combination.
[0052]
As a method for synthesizing a crosslinking component preferably used in the present invention, a method of coupling halogenoalkylstyrene synthesized by the method described in JP-A-11-60519 with various halides by Grignard reaction, Makromol. Chem. vol. The synthesis method of the divinylbenzene oligomer which has a vinyl group in the side chain of 187 and 23 pages (1986) is mentioned, It is not limited to these. The cross-linking component thus obtained cross-links at a relatively low temperature of 180 ° C. or lower without adding a curing catalyst, and gives a cured product having high heat resistance and low dielectric constant and dielectric loss tangent. However, when the crosslinking component is used alone without being combined with a high molecular weight substance, sufficient mechanical strength may not be obtained after curing.
[0053]
The high molecular weight substance used in the present invention is preferably a soluble polymer having a glass transition temperature of 170 ° C. or higher, or an elastic modulus at 170 ° C. of 500 MPa or higher and easily varnished. More preferably, the transition temperature is 170 to 300 ° C, or the elastic modulus at 170 ° C is 500 to 3000 MPa. When the high molecular weight body is curable, the glass transition temperature after curing is preferably 170 ° C or higher, or the elastic modulus at 170 ° C is preferably 500 MPa or higher, and the glass transition temperature after curing is 170 to 300. It is more preferable that the elastic modulus at 150 ° C is 500 to 3000 MPa.
[0054]
Specific examples of such high molecular weight substances include butadiene, isoprene, styrene, methyl styrene, ethyl styrene, divinyl benzene, acrylic acid esters (eg, methyl acrylate, butyl acrylate, phenyl acrylate, etc.), acrylonitrile. , N-phenylmaleimide homopolymers and copolymers, polyphenylene oxides optionally having substituents, polyolefins having an alicyclic structure, and the like, but are not limited thereto. Since the crosslinking component used in the present invention is soluble in most organic solvents, it can be mixed with various high molecular weight substances to obtain a uniform varnish.
[0055]
Examples of the organic solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; Examples include ethers such as ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, and alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol. These organic solvents are used alone or in combination of two or more. be able to. Rubber-like components such as butadiene, isoprene and acrylic acid ester impart flexibility and adhesion to the cured product of the resin composition containing the rubber component, and impart smoothness to the coating film. Styrene, ethylstyrene, and / or acrylonitrile has a function of improving the heat resistance of the cured product by copolymerizing with the above rubbery component. These high molecular weight substances may be used alone or in combination. For example, it is preferable to combine polyphenylene oxide and polybutadiene.
[0056]
Although there is no restriction | limiting in particular about the addition amount of the crosslinking component contained in the adhesive agent used by this invention, and a high molecular weight body, The crosslinking component adds 5-95 weight part and high molecular weight body in the range of 95-5 weight part. Is preferred. Within the composition range, the composition can be adjusted according to purposes such as imparting film formability, improving strength, reducing thermal expansion coefficient, adjusting dielectric constant, and improving adhesive force. More preferable composition is 50 to 95 parts by weight of the crosslinking component and 50 to 5 parts by weight of the high molecular weight substance, and more preferable composition is 50 to 80 parts by weight of the crosslinking component and 50 to 20 parts by weight of the high molecular weight substance. Even when a high molecular weight material having no crosslinkable functional group is used due to this composition range, the solvent resistance of the cured product is maintained.
[0057]
The adhesive used in the present invention can be cured only by heating without adding a curing catalyst, but a curing catalyst capable of polymerizing styrene groups can be added for the purpose of improving the curing efficiency. The addition amount is not particularly limited, but since the residue of the curing catalyst may adversely affect the dielectric properties, 0.0005 to 10 weights with respect to 100 parts by weight of the total of the crosslinking component and the high molecular weight material. It is desirable to be a part. By adding the curing catalyst within the above range, the polymerization reaction of the styrene group is promoted, and a strong cured product can be obtained at a low temperature. Examples of curing catalysts that generate cation or radical active species capable of initiating polymerization of styrene groups by heat or light are shown below. As a cationic polymerization initiator, BF 4 , PF 6 , AsF 6 , SbF 6 Diallyl iodonium salt, triallyl sulfonium salt and aliphatic sulfonium salt having a counter anion as an anion, SP-70, 172, CP-66 manufactured by Asahi Denka Kogyo, CI-2855, 2823 manufactured by Nippon Soda Commercial products such as SI-100L and SI-150L can be used.
[0058]
As radical polymerization initiators, benzoin compounds such as benzoin and benzoin methyl, acetophenone compounds such as acetophenone and 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, thioxanthone compounds such as thioxanthone and 2,4-diethylthioxanthone Compounds, bisazide compounds such as 4,4′-diazidochalcone, 2,6-bis (4′-azidobenzal) cyclohexanone and 4,4′-diazidobenzophenone, azobisisobutylnitrile, 2,2-azobispropane , Azo compounds such as m, m′-azoxystyrene and hydrazone, and 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane and 2,5-dimethyl-2,5-di ( t-butylperoxy) hexyne-3, dicumyl peroxy Examples thereof include organic peroxides such as side. In particular, it is desirable to add an organic peroxide or a bisazide compound that can cause hydrogen abstraction of a compound having no functional group and cause crosslinking between the crosslinking component and the high molecular weight substance.
[0059]
A polymerization inhibitor may be added to the adhesive used in the present invention in order to increase the storage stability. The addition amount is preferably in a range that does not significantly impair the dielectric properties and reactivity at the time of curing, and is 0.0005 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of the crosslinking component and the high molecular weight body. It is desirable to do. When the polymerization inhibitor is added within the above range, an excessive crosslinking reaction during storage can be suppressed, and no significant curing failure is caused during curing. Examples of the polymerization inhibitor include quinones such as hydroquinone, p-benzoquinone, chloranil, trimethylquinone, 4-t-butylpyrocatechol, and aromatic diols.
[0060]
In the present invention, a copper-clad thermoplastic resin-containing porous film is prepared by containing a high heat-resistant thermoplastic resin as a blend in the porous layer. Using the copper-clad thermoplastic resin-containing porous film, for example, the polyimide surface is roughened by sandblasting, plasma treatment, corona treatment, sputter etching treatment, etc., and then an adhesive is applied and dried thereon. A copper-clad thermoplastic resin-containing porous film with an adhesive is laminated and laminated. Although the lamination process depends on the resin composition, for example, when cyclic polyolefin is used as the high molecular weight body, it is preferable to heat and press at 120 to 180 ° C. and 1.0 to 5 MPa for 1 to 3 hours.
[0061]
Subsequently, interlayer connection is made by processing via holes and forming a plating film on the inner wall thereof. The via hole processing is performed by a drill, a laser, or the like. In such a wiring board, the thermoplastic resin contained in the porous layer is melted by the heat generated around the via hole during processing to cover the continuous holes on the inner wall surface, and the resin layer forms a film. Even in the copper plating process, there is no penetration of liquid and impurities into the vacancies, and by forming a plating film inside the via hole with the resin layer interposed, the connection reliability is extremely high compared to metal paste Sex can be achieved. After the interlayer connection, a porous wiring board can be obtained by forming a circuit on the substrate surface. Ordinary photolithography can be used to form the surface wiring.
[0062]
The porous wiring board obtained by the above operation is sandwiched and laminated by a copper-clad porous film with an adhesive, and the same operation is repeated to further increase the number of layers.
[0063]
The present invention is an electronic component using the above porous wiring board. Therefore, the present invention achieves a good state of the inner wall of the through hole for the via hole after molding while maintaining the porous structure of the insulating base material, and achieves interlayer connection by the via hole by a plating film formed by a wet process. High connection reliability, high resistance to via-hole connection, no breakdown caused by migration, high mechanical strength, low dielectric constant, low dielectric loss tangent, high-frequency porous wiring board, and electronic devices using them Provide parts.
[0064]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these. A method for producing a low dielectric loss tangent resin composition for adhesives, a method for producing a thermoplastic resin-containing porous film, and a method for producing a porous wiring board will be described. In the following description, “parts” refers to parts by weight unless otherwise specified. In addition, a method for observing the form of the obtained porous wiring board and measuring a dielectric property will be described.
[0065]
(1) Method for preparing low dielectric loss tangent resin composition varnish for adhesive
25 g of high molecular weight (PPE: Aldrich, poly-2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide), 25 g of crosslinking component (1,2-bis (vinylphenyl) ethane (BVPE)) and curing catalyst 25B: Japan Low dielectric loss tangent resin composition corresponding to claim 7 by dissolving 0.25 g of 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexyne-3 (perhexine 25B) made of fat and oil in 150 g of chloroform A varnish was prepared.
[0066]
(2) Method for producing copper-clad thermoplastic resin-containing porous film
A method for producing a copper-clad thermoplastic resin-containing porous film in which the porous layer contains a thermoplastic resin as a blended body is described below in the case where the aromatic diamine component of the porous layer is PPD / DDE = 85/15. Although described, the method is not particularly limited.
[0067]
As a first method, a copper-clad thermoplastic resin-containing porous film 4 comprising a copper foil 1, a non-porous polyimide layer 2, and a thermoplastic resin-containing porous layer 3 as shown in FIG. 1 was prepared as follows. . In a glove box capable of nitrogen flow, 9.2 g (0.085 mol) of aromatic diamine and 3.0 g (0.015 mol) of DDE were added to 416 g of N-methylpyrrolidone and stirred at room temperature. Next, 29.4 g (0.10 mol) of sBPDA as an acid anhydride was added, and the mixture was stirred in a nitrogen flow for about 1 hour to obtain a polyamic acid solution 1a having a solid content of 10 parts by weight.
[0068]
Similarly, PPD 7.3 g (0.068 mol) and DDE 2.4 g (0.012 mol), which are aromatic diamines, were added to 330 g of N-methylpyrrolidone and stirred at room temperature. Next, 23.5 g (0.080 mol) of sBPDA which is an acid anhydride was added and stirred in a nitrogen flow for about 1 hour to obtain a polyamic acid solution 1b having a solid content of 10 parts by weight. Separately, 2.2 g (0.020 mol) of m-phenylenediamine was added to 83 g of N-methylpyrrolidone and stirred at room temperature. Next, 5.9 g (0.020 mol) of sBPDA, which is an acid anhydride, was added and stirred in a nitrogen flow for about 1 hour to obtain a polyamic acid solution 1c having a solid content of 10 parts by weight. A polyamic acid solution 1d was obtained by mixing the polyamic acid solutions 1b and 1c.
[0069]
The polyamic acid solution 1a was applied to a copper foil 1 having a thickness of 18 μm, sufficiently dried at 120 ° C., and further treated and imidized at 400 ° C. for 30 minutes in nitrogen to form a nonporous polyimide layer 2. Subsequently, the polyamic acid solution 1d was applied onto the non-porous polyimide layer 2, immersed in a coagulation tank containing water, and brought into contact with water to gel (coagulate). This was taken out, sufficiently dried at 120 ° C., further treated at 400 ° C. for 30 minutes to imidize, and a copper-clad thermoplastic resin-containing porous film 4 was produced. The copper-clad thermoplastic resin-containing porous film thus obtained is used as a starting material for producing a wiring board. The porosity of the non-porous polyimide layer is 52%, and the pore size of the porous layer is about 0.00. It was 2 μm. The thermal expansion coefficient was 22 ppm / ° C., and the dielectric constant and dielectric loss tangent were 2.3 and 0.0048. In addition, the copper-clad porous film 5 without a nonporous polyimide layer as shown in FIG. 2 is produced by omitting the formation process of the nonporous polyimide layer 2.
[0070]
As a second method, a copper-clad thermoplastic resin-containing porous film 40 composed of a copper foil 1, a non-porous polyimide layer 2, and a thermoplastic resin-containing porous layer 3 as shown in FIG. 1 was produced as follows. . In a glove box capable of nitrogen flow, 9.2 g (0.085 mol) of aromatic diamine and 3.0 g (0.015 mol) of DDE were added to 416 g of N-methylpyrrolidone and stirred at room temperature. Next, 29.4 g (0.10 mol) of sBPDA which is an acid anhydride was added and stirred in a nitrogen flow for about 1 hour to obtain a polyamic acid solution 1e having a solid content of 10 parts by weight.
[0071]
Separately, 1.1 g (0.10 mol) of m-phenylenediamine was added to 400 g of N-methylpyrrolidone and stirred at room temperature. Then, sBPDA2. 9 g (0.10 mol) was added and stirred in a nitrogen flow for about 1 hour to obtain a polyamic acid solution 1f having a solid content of 1 part by weight.
[0072]
10 parts by weight of the polyamic acid solution 1e is applied to a copper foil 1 having a thickness of 18 μm, sufficiently dried at 120 ° C., and further imidized by treatment at 400 ° C. for 30 minutes in nitrogen. Formed. Furthermore, the polyamic acid solution 1e was applied on the non-porous polyimide film layer 2, immersed in a coagulation tank containing water, and contacted with water to gel (coagulate). This was taken out, sufficiently dried at 120 ° C., further treated at 400 ° C. for 30 minutes to imidize, and a copper-clad porous film was produced. The copper-clad porous film thus obtained was immersed in the polyamic acid solution 1f for 30 minutes and vacuumed, and then treated with imidization at 400 ° C. for 30 minutes in nitrogen to effect copper-clad thermoplastic resin-containing porous film. 40 was produced. The copper-clad porous film thus obtained was used as a starting material for producing a wiring board. The porosity including the non-porous polyimide layer is 49%, and the pore diameter of the porous layer is about 0.00. It was 15 μm. The thermal expansion coefficient was 18 ppm / ° C., and the dielectric constant and dielectric loss tangent were 2.4 and 0.0048. In addition, the copper-clad porous film 50 without a nonporous polyimide layer as shown in FIG. 2 is produced by omitting the formation process of the nonporous polyimide layer 2.
[0073]
(3) Morphological observation
The produced porous wiring board was frozen and cleaved in liquid nitrogen, and the porous cross section was observed with a scanning electron microscope (SEM) (Hitachi S-4200) at an acceleration voltage of 10 kV.
[0074]
(4) Measurement of dielectric constant and dielectric loss tangent
Dielectric constant and dielectric loss tangent are values at 10 GHz of a sample obtained by completely etching a copper foil of a double-sided wiring board produced by a cavity resonator perturbation method (Agilent Technologies 8722ES network analyzer, Kanto Electronics Application Development cavity resonator). Was observed.
[0075]
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, as shown in FIG. 3, the porous layer is made of an aromatic diamine component PPD / DDE = 60/40 and an acid anhydride sBPDA, does not contain a thermoplastic resin, and has no non-porous polyimide layer. It is an example of a porous wiring board produced using a porous film 6. Epoxy resin (dielectric constant 3.7, dielectric loss tangent 0.01) was used as an adhesive. Hereinafter, an example of producing a porous wiring board will be described with reference to the process diagram of FIG.
[0076]
(A) The polyimide surface of the copper-clad porous film 6 without a non-porous polyimide layer is roughened by sandblasting, and an adhesive is applied thereon and dried to form an adhesive layer 7. A quality film 8 was produced. The copper-clad porous film with adhesive and the copper-clad porous film 6 were bonded together, and heated and pressurized under vacuum to produce a double-sided plate 9.
[0077]
(B) Next, via holes 10 were formed at predetermined positions on the double-sided plate 9 by drilling while controlling the drill rotation speed and the drill feed speed.
[0078]
(C) Next, the double-sided plate 9 in which the via hole 10 is formed is immersed in a plating catalyst solution to apply a catalyst to the inner wall surface and the substrate surface of the via hole, and after the catalyst activation treatment, electroless copper plating (CUST2000 manufactured by Hitachi Chemical) Thus, a seed film of about 0.5 μm was provided. Next, electrodes were placed on the ends of the double-sided plates, and a copper plating film 11 was formed on the surface of the substrate and the inner wall surface of the via hole by electroplating to form an interlayer connection.
[0079]
(D) Subsequently, a photoresist (H9025K manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) is laminated on the surface of the substrate, exposed through a photomask, developed, etched, and then stripped of the resist to form wiring patterns 12 on both sides. A double-sided wiring board 13 was produced.
[0080]
When the surface of the inner wall of the via hole after drilling was observed with an electron microscope, the presence of holes in the porous layer portion was observed. About the produced porous wiring board, when the migration test between via holes was performed for 1000 hours in 40-V application, 85 degreeC / 85% high temperature, high humidity, 60% of the sample total number energized between via-hole wiring. It is thought that copper and impurities entered the continuous hole exposed on the inner wall of the via hole.
[0081]
[Examples 1 to 3]
In Examples 1 to 3, the porous layer is composed of an aromatic diamine component PPD / DDE = 60/40 and an acid anhydride sBPDA, and a silicone-modified polyimide having a glass transition temperature of 159 ° C. as a thermoplastic resin (Shin-Etsu Chemical ( Co., Ltd., X-22-8951) is contained by a method of vacuum suction, and a porous wiring produced according to FIG. 5 in accordance with Comparative Example 1 using a copper-clad porous film 5 without a nonporous polyimide layer. It is a board example. In Examples 1, 2, and 3, as adhesives, epoxy resin (dielectric constant 3.7, dielectric loss tangent 0.01), polyimide resin (dielectric constant 2.7, dielectric loss tangent 0.003), and (1), respectively. The produced resin composition (dielectric constant 2.45, dielectric loss tangent 0.002) was used.
[0082]
The surface of the inner wall of the via hole after drilling was observed with an electron microscope. When a thermoplastic resin-containing porous film was used, the pores of the porous layer were formed in about 90% of the total number of samples under any condition using any adhesive. The resin layer was covered. Due to the effect of the thermoplastic resin contained in the porous layer, the thermoplastic resin was melted by the heat generated around the via hole during drilling and re-cured on the continuous holes on the inner wall surface to form a resin layer .
[0083]
When a migration test between via holes was performed for 1000 hours in this double-sided wiring board under the application of 40 V and 85 ° C./85% high temperature and high humidity, the conduction failure was reduced to 30% or less.
[0084]
As shown in Table 1, the dielectric constant and dielectric loss tangent showed smaller values as the dielectric constant and dielectric loss tangent of the adhesives used in Examples 1, 2, and 3 decreased. Due to the low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the adhesive, it was possible to achieve low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the entire substrate together with the porous layer.
[0085]
[Examples 4 to 6]
In Examples 4 to 6, a silicone-modified polyimide (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) having a porous layer composed of an aromatic diamine component PPD / DDE = 85/15 and an acid anhydride sBPDA and having a glass transition temperature of 159 ° C. as a thermoplastic resin. Co., Ltd., X-22-8951) is contained by a method of vacuum suction, and a porous wiring produced according to FIG. 5 in accordance with Comparative Example 1 using a copper-clad porous film 5 without a nonporous polyimide layer. It is a board example. As examples of adhesives in Examples 4, 5, and 6, epoxy resin (dielectric constant 3.7, dielectric loss tangent 0.01), polyimide resin (dielectric constant 2.7, dielectric loss tangent 0.003), and (1) The produced resin composition (dielectric constant 2.45, dielectric loss tangent 0.002) was used.
[0086]
The surface of the inner wall of the via hole after drilling was observed with an electron microscope. When a thermoplastic resin-containing porous film was used, the pores of the porous layer were formed in about 90% of the total number of samples under any condition using any adhesive. The resin layer was covered. Due to the effect of the thermoplastic resin contained in the porous layer, the thermoplastic resin was melted by the heat generated around the via hole during drilling and re-cured on the continuous holes on the inner wall surface to form a resin layer . When a migration test between via holes was performed for 1000 hours on this porous wiring board, the energization failure was reduced to 25%.
[0087]
Moreover, when 3000 cycles of the temperature cycle test which raises / lowers temperature between -25 degreeC and 150 degreeC were performed, defects, such as wiring cutting | disconnection and peeling, did not generate | occur | produce. Reliability was improved by the effect of optimizing the aromatic diamine component in the porous layer.
[0088]
As shown in Table 1, the dielectric constant and dielectric loss tangent showed smaller values as the dielectric constant and dielectric loss tangent of the adhesives used in Examples 4, 5, and 6 became smaller. Due to the low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the adhesive, it was possible to achieve low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the entire substrate together with the porous layer.
[0089]
[Examples 7 to 9]
In Examples 7 to 9, the porous layer is composed of the aromatic diamine component PPD / DDE = 60/40 and the acid anhydride sBPDA, and the thermoplastic resin is composed of m-PDA and sBPDA having a glass transition temperature of 350 ° C. It is the example of the porous wiring board produced according to the comparative example 1 according to the comparative example 1 using the copper-clad porous film 5 which is made to contain and contains a polyimide by the vacuum suction, and does not have a nonporous polyimide layer. As examples of adhesives in Examples 7, 8, and 9, epoxy resin (dielectric constant 3.7, dielectric loss tangent 0.01), polyimide resin (dielectric constant 2.7, dielectric loss tangent 0.003), and (1) The produced resin composition (dielectric constant 2.45, dielectric loss tangent 0.002) was used.
[0090]
The surface of the inner wall of the via hole after drilling was observed with an electron microscope, and when a film in which the thermoplastic resin contained in the porous film was optimized was used, the resin in the pores of the porous layer was used under any adhesive conditions. The layer was covered. Due to the effect of optimizing the thermoplastic resin contained in the porous layer, the thermoplastic resin is melted by the heat generated around the via hole during drilling and re-cured on the continuous holes on the inner wall surface to form a better resin layer. Could be formed. When a migration test between via holes was performed for 1000 hours on this double-sided wiring board, the energization failure was reduced to 25% or less.
[0091]
As shown in Table 1, the dielectric constant and dielectric loss tangent decreased as the dielectric constant and dielectric loss tangent of the adhesives used in Examples 7, 8, and 9 decreased. Due to the low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the adhesive, it was possible to achieve low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the entire substrate together with the porous layer.
[0092]
[Examples 10 to 12]
In Examples 10 to 12, the porous layer is composed of an aromatic diamine component PPD / DDE = 60/40 and an acid anhydride sBPDA, and a silicone-modified polyimide having a glass transition temperature of 159 ° C. as a thermoplastic resin (Shin-Etsu Chemical ( Co., Ltd., X-22-8951) is contained by a method of vacuum suction, and a copper-clad porous film 4 in which a nonporous polyimide layer is formed between a copper foil and a porous layer is used in accordance with Comparative Example 1. 7 is an example of a porous wiring board produced according to FIG. As examples of adhesives in Examples 10, 11, and 12, epoxy resin (dielectric constant 3.7, dielectric loss tangent 0.01), polyimide resin (dielectric constant 2.7, dielectric loss tangent 0.003), and (1) The produced resin composition (dielectric constant 2.45, dielectric loss tangent 0.002) was used.
[0093]
The surface of the inner wall of the via hole after drilling was observed with an electron microscope. When a thermoplastic resin-containing porous film was used, the pores of the porous layer were formed in about 90% of the total number of samples under any condition using any adhesive. The resin layer was covered. Due to the effect of the thermoplastic resin contained in the porous layer, the thermoplastic resin was melted by the heat generated around the via hole during drilling and re-cured on the continuous holes on the inner wall surface to form a resin layer .
[0094]
When a migration test between via holes was performed on this double-sided wiring board for 1000 hours, the current-carrying failure was reduced to 15% or less. Due to the effect of forming a non-porous polyimide layer between the copper foil and the porous layer, it was possible to suppress the mixing of impurities and the like in the manufacturing process and to further improve the reliability.
[0095]
As shown in Table 1, the dielectric constant and dielectric loss tangent showed smaller values as the dielectric constant and dielectric loss tangent of the adhesives used in Examples 10, 11, and 12 became smaller. Due to the low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the adhesive, it was possible to achieve low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the entire substrate together with the porous layer.
[0096]
[Examples 13 to 15]
In Examples 13 to 15, the porous layer is composed of the aromatic diamine component PPD / DDE = 85/15 and the acid anhydride sBPDA, and the thermoplastic resin is composed of m-PDA and sBPDA having a glass transition temperature of 350 ° C. It is the example of the porous wiring board produced according to the comparative example 1 using the copper-clad porous film 5 which contains polyimide by the vacuum suction method, and does not have a nonporous polyimide layer according to FIG. As examples of adhesives in Examples 13, 14, and 15, epoxy resin (dielectric constant 3.7, dielectric loss tangent 0.01), polyimide resin (dielectric constant 2.7, dielectric loss tangent 0.003), and (1) The produced resin composition (dielectric constant 2.45, dielectric loss tangent 0.002) was used.
[0097]
When the surface of the inner wall of the via hole after drilling was observed with an electron microscope, when the thermoplastic resin-containing porous film was used, the resin layer covered the pores of the porous layer under any of the conditions using the adhesive. Due to the effect of optimizing the thermoplastic resin contained in the porous layer, the thermoplastic resin is melted by the heat generated around the via hole during drilling and re-cured on the continuous holes on the inner wall surface to form a better resin layer. Could be formed. When a migration test between via holes was performed on this double-sided wiring board for 1000 hours, the current-carrying failure was reduced to 15% or less.
[0098]
Further, when 3000 cycles of the temperature cycle test were performed, defects such as wiring cutting and peeling did not occur. Reliability was improved by the effect of optimizing the aromatic diamine component in the porous layer.
[0099]
As shown in Table 1, the dielectric constant and dielectric loss tangent showed smaller values as the dielectric constant and dielectric loss tangent of the adhesives used in Examples 13, 14, and 15 decreased. Due to the low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the adhesive, it was possible to achieve low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the entire substrate together with the porous layer.
[0100]
[Examples 16 to 18]
In Examples 16 to 18, the porous layer is composed of an aromatic diamine component PPD / DDE = 85/15 and an acid anhydride sBPDA, and a silicone-modified polyimide having a glass transition temperature of 159 ° C. as a thermoplastic resin (Shin-Etsu Chemical ( Co., Ltd., X-22-8951) is contained by a method of vacuum suction, and a copper-clad porous film 4 in which a nonporous polyimide layer is formed between a copper foil and a porous layer is used in accordance with Comparative Example 1. 7 is an example of a porous wiring board produced according to FIG. As examples of adhesives in Examples 16, 17 and 18, epoxy resin (dielectric constant 3.7, dielectric loss tangent 0.01), polyimide resin (dielectric constant 2.7, dielectric loss tangent 0.003), (1) The produced resin composition (dielectric constant 2.45, dielectric loss tangent 0.002) was used.
[0101]
The surface of the inner wall of the via hole after drilling was observed with an electron microscope. When a thermoplastic resin-containing porous film was used, the pores of the porous layer were formed in about 90% of the total number of samples under any condition using any adhesive. The resin layer was covered. Due to the effect of the thermoplastic resin contained in the porous layer, the thermoplastic resin was melted by the heat generated around the via hole during drilling and re-cured on the continuous holes on the inner wall surface to form a resin layer .
[0102]
When a migration test between via holes was performed for 1000 hours on this double-sided wiring board, the conduction failure was reduced to 10%. Due to the effect of forming a non-porous polyimide layer between the copper foil and the porous layer, it was possible to suppress the mixing of impurities and the like in the manufacturing process and to further improve the reliability.
[0103]
Further, when 3000 cycles of the temperature cycle test were performed, defects such as wiring cutting and peeling did not occur. Reliability was improved by the effect of optimizing the aromatic diamine component in the porous layer.
[0104]
As shown in Table 1, the dielectric constant and dielectric loss tangent showed smaller values as the dielectric constant and dielectric loss tangent of the adhesives used in Examples 16, 17, and 18 became smaller. Due to the low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the adhesive, it was possible to achieve low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the entire substrate together with the porous layer.
[0105]
[Examples 19 to 21]
In Examples 19 to 21, the porous layer is composed of the aromatic diamine component PPD / DDE = 60/40 and the acid anhydride sBPDA, and the thermoplastic resin is composed of m-PDA and sBPDA having a glass transition temperature of 350 ° C. Porous material prepared according to FIG. 6 in accordance with Comparative Example 1 using a copper-clad porous film 4 containing polyimide by a vacuum suction method and having a non-porous polyimide layer formed between the copper foil and the porous layer. It is an example of a wiring board. In Examples 19, 20 and 21, as adhesives, epoxy resin (dielectric constant 3.7, dielectric loss tangent 0.01), polyimide resin (dielectric constant 2.7, dielectric loss tangent 0.003) and (1), respectively. The produced resin composition (dielectric constant 2.45, dielectric loss tangent 0.002) was used.
[0106]
The surface of the inner wall of the via hole after drilling was observed with an electron microscope, and when a film in which the thermoplastic resin contained in the porous film was optimized was used, the resin in the pores of the porous layer was used under any adhesive conditions. The layer was covered. Due to the effect of optimizing the thermoplastic resin contained in the porous layer, the thermoplastic resin is melted by the heat generated around the via hole during drilling and re-cured on the continuous holes on the inner wall surface to form a better resin layer. Could be formed.
[0107]
When a migration test between via holes was performed for 1000 hours on this double-sided wiring board, no conduction failure occurred. Due to the effect of forming a non-porous polyimide layer between the copper foil and the porous layer, it was possible to suppress the mixing of impurities and the like in the manufacturing process and to further improve the reliability.
[0108]
As shown in Table 1, the dielectric constant and dielectric loss tangent showed smaller values as the dielectric constant and dielectric loss tangent of the adhesives used in Examples 19, 20, and 21 became smaller. Due to the low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the adhesive, it was possible to achieve low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the entire substrate together with the porous layer.
[0109]
[Examples 22 to 24]
In Examples 22 to 24, the porous layer is composed of the aromatic diamine component PPD / DDE = 85/15 and the acid anhydride sBPDA, and the thermoplastic resin is composed of m-PDA and sBPDA having a glass transition temperature of 350 ° C. Porous material prepared according to FIG. 6 in accordance with Comparative Example 1 using a copper-clad porous film 4 containing polyimide by a vacuum suction method and having a non-porous polyimide layer formed between the copper foil and the porous layer. It is an example of a wiring board. As examples of adhesives in Examples 22, 23, and 24, epoxy resin (dielectric constant 3.7, dielectric loss tangent 0.01), polyimide resin (dielectric constant 2.7, dielectric loss tangent 0.003), and (1) The produced resin composition (dielectric constant 2.45, dielectric loss tangent 0.002) was used.
[0110]
The surface of the inner wall of the via hole after drilling was observed with an electron microscope, and when a film in which the thermoplastic resin contained in the porous film was optimized was used, the resin in the pores of the porous layer was used under any adhesive conditions. The layer was covered. Due to the effect of optimizing the thermoplastic resin contained in the porous layer, the thermoplastic resin is melted by the heat generated around the via hole during drilling and re-cured on the continuous holes on the inner wall surface to form a better resin layer. Could be formed.
[0111]
When a migration test between via holes was performed for 1000 hours on this double-sided wiring board, no conduction failure occurred. Due to the effect of forming a non-porous polyimide layer between the copper foil and the porous layer, it was possible to suppress the mixing of impurities and the like in the manufacturing process and to further improve the reliability.
[0112]
Further, when 3000 cycles of the temperature cycle test were performed, defects such as wiring cutting and peeling did not occur. Reliability was improved by the effect of optimizing the aromatic diamine component in the porous layer.
[0113]
As shown in Table 1, the dielectric constant and dielectric loss tangent decreased as the dielectric constant and dielectric loss tangent of the adhesives used in Examples 22, 23, and 24 decreased. Due to the low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the adhesive, it was possible to achieve low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the entire substrate together with the porous layer.
[0114]
[Examples 25 to 27]
In Examples 25 to 27, the porous layer is composed of the aromatic diamine component PPD / DDE = 85/15 and the acid anhydride sBPDA, and the porous layer contains a thermoplastic resin so that the copper layer is between the copper foil and the porous layer. It is the example of the porous wiring board produced according to FIG. 6 based on the comparative example 1 using the copper-clad porous film 4 which formed the non-porous polyimide layer in FIG. In Examples 25, 26, and 27, as thermoplastic resins, polyimides composed of sBPDA and DDE (glass transition temperature 300 ° C.) and polyimides composed of sBPDA and 2,5-diaminotoluene (25 DATO) (glass transition temperature 360 ° C.), respectively. , Polyimide composed of sBPDA and 4,4′-diaminodiphenylmethane (DDM) (glass transition temperature 320 ° C.) was used. As the adhesive, the resin composition prepared in (1) was used.
[0115]
When the surface of the inner wall of the via hole after drilling was observed with an electron microscope, the resin layer was coated on the pores of the porous layer under the conditions using any thermoplastic resin as in Example 24. By selecting a thermoplastic resin exhibiting an appropriate glass transition temperature, the thermoplastic resin melts due to the heat generated around the via hole during drilling and re-cures on the continuous holes on the inner wall surface to form a good resin layer We were able to. On the other hand, when the porous layer portion other than the periphery of the via hole was observed, the porous structure was maintained. When a migration test between via holes was performed for 1000 hours on this double-sided wiring board, no conduction failure occurred.
[0116]
Further, when 3000 cycles of the temperature cycle test were performed, defects such as wiring cutting and peeling did not occur. Reliability was improved by the effect of optimizing the aromatic diamine component in the porous layer.
[0117]
As shown in Table 1, the dielectric constant and dielectric loss tangent can achieve low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the whole substrate by the effect of using the resin composition prepared in (1) and the effect of the porous layer. did it.
[0118]
[Table 1]
[0119]
[Example 28]
In Example 28, a polyimide composed of m-PDA and sBPDA having a porous layer composed of an aromatic diamine component PPD / DDE = 85/15 and an acid anhydride sBPDA and a glass transition temperature of 350 ° C. as a thermoplastic resin. A multilayer wiring produced by using the adhesive produced in (1), a copper-clad thermoplastic resin-containing porous film 4 that is contained by a vacuum suction method and in which a non-porous polyimide layer is formed between the copper foil and the porous layer. It is a board example. A manufacturing example will be described below with reference to the process diagram of FIG.
[0120]
In accordance with the procedures (A) to (D) shown in Comparative Example 1, a double-sided wiring board 131 was produced according to FIG.
[0121]
(E) Next, the double-sided wiring board 131 is blackened and reduced to roughen the wiring surface to produce a roughened double-sided board 14, and then the roughened double-sided board 14 is heated with copper with adhesive. A four-layer plate 15 was produced by sandwiching the film with plastic resin-containing porous film 81 from both sides and heating and pressing under vacuum. The heating conditions were multistage heating at 120 ° C./30 minutes, 180 ° C./100 minutes, and a press pressure of 3.0 MPa.
[0122]
(F) Next, via holes 16 were formed at predetermined positions on the four-layer plate 15 by drilling while controlling the drill rotation speed and the drill feed speed.
[0123]
(G) Next, the four-layer plate 15 in which the via hole 16 is formed is immersed in a plating catalyst solution to apply a catalyst to the inner wall surface of the via hole and the substrate surface. After catalyst activation treatment, electroless copper plating (CUST2000 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) ) To provide a seed film of about 0.5 μm. Next, an electrode was placed at the end of the four-layer plate, and a copper plating film 17 was formed on the surface of the substrate and the inner wall surface of the via hole by electroplating to form an interlayer connection.
[0124]
(H) Subsequently, a photoresist (H9025K manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) is laminated on the surface of the four-layer plate, exposed through a photomask, developed and etched, and then the resist is removed to form a wiring pattern 18 on both sides. A four-layer wiring board 19 was produced.
[0125]
When the surface of the inner wall of the via hole after drilling was observed with an electron microscope, the resin layer covered the pores of the porous layer. The thermoplastic resin was melted by the heat generated around the via hole during drilling and re-cured on the continuous holes on the inner wall surface to form a good resin layer. On the other hand, when the porous layer portion other than the periphery of the via hole was observed, the porous structure was maintained. When a migration test between via holes was performed for 1000 hours on the multilayer wiring board, no conduction failure occurred at all.
[0126]
Further, when 3000 cycles of the temperature cycle test were performed, defects such as wiring cutting and peeling did not occur. Thus, a multilayer porous wiring board with excellent connection reliability could be obtained by forming a plating film inside the via hole with the resin layer melted and re-cured by heat interposed.
[0127]
In addition to the effect of the porous layer, the effect of using the low dielectric loss tangent resin composition for the adhesive shows low dielectric constant and low dielectric loss tangent as the whole wiring board, and can cope with higher frequency.
[0128]
[Example 29]
Example 29 shows an example in which the porous wiring board of the present invention is applied to an antenna. The embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIG.
[0129]
FIG. 8 is a cross-sectional view of the antenna element integrated high-frequency circuit module of the present invention. This embodiment is an antenna element integrated high-frequency circuit module for transmitting and receiving circularly polarized signals in the 5 GHz band. As shown in FIG. 8, the antenna element integrated high-frequency circuit module of this embodiment includes a four-layer wiring board 19, a high-frequency circuit module 20 configured using an MMIC, and a discrete component 21. The high frequency circuit module 20 is configured by stacking an MMIC chip manufactured using a GaAs semiconductor on a package manufactured using a multilayer substrate using glass ceramics. The MMIC chip constitutes a switch, a low noise amplifier, a power amplifier, a mixer, a multiplier, and the like. Wiring or the like for connecting these MMIC chips is provided in a glass ceramic package, and the MMIC chip is connected to wiring provided in the package by wire bonding. The bandpass filter, the phase-locked loop (PLL) module, and the crystal oscillator are composed of discrete components 21. The four-layer wiring board 19 is formed of four conductor layers (22, 23, 24) made of copper foil and three insulating layers (25, 26, 27). Each conductor layer is formed from above. In order, the antenna element 22, the ground electrode 23, and the wiring 24 are used, and a portion where the wiring 24 crosses is connected by a jumper wiring 30. The antenna element integrated high-frequency circuit module is connected to the outside by an external connection terminal 31.
[0130]
In the wiring board, a plurality of wirings, that is, a power supply line to the high frequency circuit module 20, a wiring for connecting the high frequency circuit module 20 to the discrete component 21 and an external circuit, and the antenna element 22 and the high frequency circuit module 20 are connected. Wiring or the like is formed. The antenna element 22 and the wiring 24 are connected by a through hole 28. Further, a part of the pattern formed in the same conductor layer as the wiring 24 and the ground electrode 23 are electrically connected by a through hole 28 or a via hole 29, and one of the patterns formed in the same conductor layer as the wiring 24. The part is configured to have the same potential as the ground electrode 23.
[0131]
In the present embodiment, the thicknesses of the insulating layers 25 and 27 are appropriately changed depending on the band and gain required for the antenna. Further, the thickness of the insulating layer 26 is also changed as appropriate so that the total thickness of the antenna element integrated high-frequency circuit module becomes a desired value. The insulating layer used in this embodiment uses the porous body of the present invention, has a low dielectric loss tangent, and can reduce transmission loss.
[0132]
As described above, in the present embodiment, by using the four-layer wiring board 19, an antenna element integrated high-frequency circuit module with good antenna characteristics can be realized.
[0133]
【The invention's effect】
While maintaining the porous structure of the insulating base material, the condition of the inner wall of the via hole after molding is improved, and the interlayer connection by the via hole is achieved by a plating film formed by a wet process to improve connection reliability, poor via hole connection, Provided are a high-frequency-compatible porous wiring board that does not cause dielectric breakdown or the like due to migration, has excellent mechanical strength, exhibits a low dielectric constant, and a low dielectric loss tangent, and further uses these components.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a copper-clad porous film in which a porous layer contains a thermoplastic resin and a nonporous polyimide layer is formed between the copper foil and the porous layer.
FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of a copper-clad porous film in which the porous layer contains a thermoplastic resin and there is no non-porous polyimide layer between the copper foil and the porous layer.
FIG. 3 is a schematic view showing a cross section of a copper-clad porous film in which the porous layer does not contain a thermoplastic resin and there is no nonporous polyimide layer between the copper foil and the porous layer.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a double-sided wiring board manufacturing process in which a porous layer does not contain a thermoplastic resin and a copper-clad porous film having no non-porous polyimide layer between the copper foil and the porous layer is used. It is.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a double-sided wiring board manufacturing process in which a porous layer contains a thermoplastic resin and a copper-clad porous film having no non-porous polyimide layer between the copper foil and the porous layer is used. It is.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a double-sided wiring board manufacturing process when a copper-clad porous film in which a porous layer contains a thermoplastic resin and a non-porous polyimide layer is formed between a copper foil and a porous layer is used. FIG.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a multilayer wiring board manufacturing process in which a porous layer contains a thermoplastic resin and a copper-clad porous film in which a nonporous polyimide layer is formed between a copper foil and a porous layer is used. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an antenna element integrated high-frequency module.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Copper foil, 2 ... Nonporous polyimide layer, 3 ... Thermoplastic resin containing porous layer, 300 ... Porous layer, 4,40 ... Copper-clad thermoplastic resin containing porous film, 5,50 ... Nonporous polyimide layer None Copper-clad thermoplastic resin-containing porous film, 6 ... Copper-clad porous film, 7 ... Adhesive layer, 8 ... Copper-clad porous film with adhesive, 80 ... Copper-clad thermoplastic resin without adhesive-free non-porous polyimide layer Containing porous film, 81 ... Copper-clad thermoplastic resin-containing porous film with adhesive, 9, 90, 91 ... Double-sided plate, 10, 100, 101, 16, 29 ... Via hole, 11, 110, 111, 17 ... Copper Plating film, 12, 120, 121, 18 ... wiring pattern, 13, 130, 131 ... double-sided wiring board, 14 ... roughened double-sided board, 15 ... 4-layer board, 19 ... 4-layer wiring board, 20 ... high frequency circuit module, 21 ... di Cleat parts, 22 ... antenna element, 23 ... ground electrode, 24 ... wiring, 25, 26, 27 ... insulating layer, 28 ... through hole, 30 ... jumper wiring, 31 ... external connection terminal
