JP4827446B2 - 電子回路基板およびその製造方法 - Google Patents
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液晶ポリマーシートの片面または両面に回路を形成する工程(以下、「回路形成工程」という)、
回路面をカバーするための液晶ポリマーシートの片面に短波長紫外線を照射する工程(以下、「紫外線照射処理工程」という)、
被紫外線照射処理面が回路面と接するように、回路が形成された液晶ポリマーシートと回路面をカバーするための液晶ポリマーシートとを積層する工程(以下、「シート積層工程」という)、および
得られた積層体を熱圧着する工程(以下、「熱圧着工程」という)、を含むことを特徴とする。以下、各工程につき説明する。
電子回路基板は、主に片面板、両面板および多層板に分類される。片面板または両面板ではコアとなるシートの片面または両面に回路を形成し、回路面上に回路を保護するためのカバーシートを設ける。多層板の場合には複数のコアシートを積層し、コアシート間に3層以上の回路を形成する。従って多層板の場合は、回路を形成すべきコアシートの回路面と逆の面が他のコアシートの回路面と接していることから、コアシートが同時にカバーシートとしての役割を有し得る。また、多層板の場合にも、最表面の回路面上にカバーシートを設けてもよい。
本発明方法では、上記回路形成工程とは別途、回路面をカバーするための液晶ポリマーシートの片面に短波長紫外線を照射する。
上記回路形成工程で得られた回路パターンシートと、上記紫外線照射処理工程で得られたカバーシートは、回路パターンシートの回路面とカバーシートの被紫外線照射処理面が接するように積層する。
次いで、上記シート積層工程で得られた積層体を熱圧着装置により熱圧着する。熱圧着時の条件は常法に従えばよいが、特に高密度の電子回路基板の場合には、加熱温度や圧力が高過ぎると回路パターンに乱れが生じる場合がある。よって、例えば圧力は0.5〜10MPa、時間は1〜30分程度とする。また、熱圧着温度は、コアシートとカバーシートとを十分に圧着できる温度が好ましいものの、コアシートを構成する樹脂が流動する温度以上とすると樹脂の流動により導体層に乱れが生じ製品の信頼性が低下する可能性がある。斯かる観点からは、コアシートの樹脂につきDMA法(Dynamic Mechanical Analysis)の引張モードで測定した弾性率が、室温域の1/10〜1/1000の範囲内にある温度とすることが好ましい。具体的な温度は用いる液晶ポリマーの種類により異なるが、例えばコアシート樹脂の流動開始温度−50℃以上かつ流動開始温度未満が好適であり、流動開始温度−30℃以上、流動開始温度−5℃以下がさらに好ましく、流動開始温度−25℃以上、流動開始温度−10℃以下がさらに好ましい。なお、ここでの「流動開始温度」は樹脂の融点とは異なり、所定の圧力下で昇温した場合に樹脂が流動を開始する温度をいう。例えば、昇温速度4℃/分で樹脂を加熱しつつ圧力100Kgf/cm2(約9.8MPa)で押出すに当たり、溶融粘度が48000ポイズを示す際の温度とする。
液晶ポリマーフィルムの片面銅張板(ジャパンゴアテックス社製、BIAC BC050−S12−B6、基材厚さ:50μm、銅箔厚:12μm)の銅箔をエッチングし、ライン/スペースが50/50μmのくし型回路パターンを形成した。別途、液晶ポリマーフィルム(ジャパンゴアテックス社製、BIAC BC050、厚さ:50μm)の片面に、低圧水銀灯(日本電池社製、主波長:175nmおよび254nm)を使用して2,000mJ/cm2または10,000mJ/cm2の積算光量で紫外線処理を行ない、これをカバーシートとした。なお、コアシートとした液晶ポリマー樹脂について、高化式フローテスター(島津製作所製、CFT−500型)を用いて流動開始温度を別途測定したところ、292℃であった。具体的には、昇温速度4℃/分で加熱された樹脂を荷重100Kgf/cm2(約9.8MPa)で内径1mm、長さ10mmのノズルから押出したときに溶融粘度が48,000ポイズを示す温度を測定し、これを流動開始温度とした。次に被紫外線照射処理面が回路面と接するように上記回路パターンシートとカバーシートを積層し、離型材として延伸多孔質PTFEフィルム(ジャパンゴアテックス社製、HRCF−090)を両側に配置し、熱圧着装置(北川精機社製、真空ホット・コールドプレスVH3−1377)を用いて、温度:275℃、圧力:3MPaで5分間熱圧着した。
上記製造例1において、低圧水銀灯(日本電池社製、主波長:175nmおよび254nm)の代わりにメタルハライドランプ(日本UV社製、主波長:340〜460nm)を使用し、1,300mJ/cm2〜13,000mJ/cm2の積算光量で紫外線処理を行なった以外は同様にして、電子回路基板を作成した。また、紫外線照射を行なわない以外は同様にした電子回路基板も作成した。
製造例1において、熱圧着温度をコアシートを構成する液晶ポリマーの流動開始温度以上である295℃とした以外は同様にして、電子回路基板を作成した。
上記製造例1と比較製造例1で得られた電子回路基板を回路面が含まれる面で切断し、断面を回転研磨装置(Struers社製、Rotopol−11)で研磨した後に実体顕微鏡(ニコン社製、SMZ1500)により観察し、回路が存在する部分におけるカバーシート厚さと回路パターンシートのコアシート厚さを各電子回路基板ごとに6点測定し、(カバーシート厚さ)/(コアシート厚)を算出してその平均を求めた。製造例1の結果を図3に、比較製造例1の結果を図4に示す。
上記製造例1と比較製造例1の電子回路基板および上記製造例1で紫外線照射処理を行なわなかった電子回路基板について、HAST試験機(タバイ エスペック社製、HASTチャンバー EHS−210)を使用して、温度130℃、相対湿度85%の条件下で交流電圧30Vを印加し、1時間ごとに抵抗値を測定した。その結果、図5の通り、過酷条件下では経時的に抵抗値が低くなっていくことから、マイグレーションによる絶縁性の低下が生じていると考えられる。しかし、当該結果において図6に示す様に各電子回路基板の10時間後の抵抗を測定したところ、紫外線照射を行わなかった基板に対して照射した短波長紫外線の積算光量が多くなるほど抵抗値は高くなっていることが分かる。これは、紫外線照射処理によりコアシートに対するカバーシートの密着性が高まって回路を構成する導体層近傍の空隙が狭まることによって、高湿度下においても吸水によるマイグレーションによる絶縁性の低下が生じ難くなっていることによると考えられる。
Claims (7)
- 電子回路基板の製造方法であって、
サーモトロピック液晶ポリマーシートの片面または両面に回路を形成する工程、
回路面をカバーするためのサーモトロピック液晶ポリマーシートの片面に短波長紫外線を照射する工程、
被紫外線照射処理面が回路面と接するように、回路が形成されたサーモトロピック液晶ポリマーシートと回路面をカバーするためのサーモトロピック液晶ポリマーシートとを積層する工程、および
得られた積層体を熱圧着する工程、
を含むことを特徴とする電子回路基板の製造方法。 - 照射する短波長紫外線の積算光量を100〜10,000mJ/cm2とする請求項1に記載の電子回路基板の製造方法。
- 回路が形成されたサーモトロピック液晶ポリマーシートの流動開始温度−50℃以上かつ流動開始温度未満で熱圧着する請求項1または2に記載の電子回路基板の製造方法。
- 回路を形成した後、回路面に短波長紫外線を照射する工程をさらに含む請求項1〜3のいずれかに記載の電子回路基板の製造方法。
- 片面に回路が形成されたサーモトロピック液晶ポリマーシートの回路面をサーモトロピック液晶ポリマーシートでカバーした片面電子回路基板を製造するものである請求項1〜4のいずれかに記載の電子回路基板の製造方法。
- 回路を形成するサーモトロピック液晶ポリマーシートの厚さを10μmから1000μm、回路面をカバーするためのサーモトロピック液晶ポリマーシートの厚さを5μmから500μmとする請求項1〜5のいずれかに記載の電子回路基板の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の方法で製造されるものであり、誘電特性に優れることを特徴とする電子回路基板。
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