JP6488170B2 - 回路基板 - Google Patents
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Description
a)前記ポリイミド絶縁層の厚みLaが12〜50μmの範囲内にあること;
b)前記カバーレイフィルムの厚みLcが25〜70μmの範囲内にあること;
c)前記ポリイミド絶縁層の誘電率をDka、誘電正接をDfa、及び、厚みをLa、並びに、前記カバーレイフィルムの誘電率をDkc、誘電正接をDfc、及び、厚みをLcとしたとき、
下記の式(i);
{(√Dka)×Dfa×La+(√Dkc)×Dfc×Lc}/(La+Lc) ・・・(i)
で算出される値が、5GHz、10GHz及び20GHzの周波数において、スプリットポスト誘電体共振器(SPDR)により測定したときに、いずれも0.014未満であること;
を具備する。
前記カバーレイフィルムが、ベースフィルム層(C1)及び接着性ポリイミド層(C2)からなり、
前記接着性ポリイミド層(A1)におけるイミド基濃度と、前記接着性ポリイミド層(C2)におけるイミド基濃度との差(A1のイミド基濃度−C2のイミド基濃度)が±7重量%以内であってもよい。
下記の式(i);
{(√Dka)×Dfa×La+(√Dkc)×Dfc×Lc}/(La+Lc) ・・・(i)
で算出される値が、5GHz、10GHz及び20GHzの周波数において、スプリットポスト誘電体共振器(SPDR)により測定したときに、いずれも0.014未満である。
このように、本実施の形態の回路基板では、ポリイミド絶縁層又はカバーレイフィルムのいずれか片方の誘電特性(誘電率、誘電正接)を下げるのではなく、回路基板の絶縁層全体(ポリイミド絶縁層+カバーレイフィルム)の誘電特性を下げることによって、高周波域における回路基板の伝送損失を効果的に低減できる。
本実施の形態の回路基板におけるポリイミド絶縁層の厚みLaは、上記式(i)の値を0.014未満とし、回路基板全体の誘電特性を改善する観点から、例えば12μm以上50μm以下の範囲内が好ましい。また、ポリイミド絶縁層は、接着性ポリイミド層(A1)を有していてもよい。ポリイミド絶縁層は、耐熱性や熱線膨張係数の制御を必要とするため、カバーレイフィルムの接着性ポリイミド層(C2)と比較した際にイミド基濃度が高く設定する必要があり、ポリイミド絶縁層の誘電率及び誘電正接を下げるのが困難となる。そのため、上記式(i)の値を0.014未満とするためには、ポリイミド絶縁層の厚みを必要以上に厚くすることは好ましくない。
本実施の形態のポリイミド絶縁層は、原料の酸無水物成分として、無水ピロメリット酸及び1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物が好ましく例示される。また、酸無水物として、2,2',3,3'-、2,3,3',4'-又は3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4'-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、3,3'',4,4''-、2,3,3'',4''-又は2,2'',3,3''-p-テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)-プロパン二無水物、ビス(2,3-又は3.4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1-ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2,7,8-、1,2,6,7-又は1,2,9,10-フェナンスレン-テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)テトラフルオロプロパン二無水物、2,3,5,6-シクロヘキサン二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、4,8-ジメチル-1,2,3,5,6,7-ヘキサヒドロナフタレン-1,2,5,6-テトラカルボン酸二無水物、2,6-又は2,7-ジクロロナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-(又は1,4,5,8-)テトラクロロナフタレン-1,4,5,8-(又は2,3,6,7-)テトラカルボン酸二無水物、2,3,8,9-、3,4,9,10-、4,5,10,11-又は5,6,11,12-ペリレン-テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物、ピラジン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、チオフェン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビス(2,3-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルメタン二無水物等が挙げられる。
本実施の形態のポリイミド絶縁層は、原料のジアミン成分として、ダイマー酸の二つの末端カルボン酸基が1級のアミノメチル基若しくはアミノ基に置換されてなるダイマー酸型ジアミン、4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2’-メトキシ-4,4’-ジアミノベンズアニリド、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノベンズアニリド、2,2-ビス-[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[1-(4-アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[1-(3-アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)]ベンゾフェノン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)]ベンゾフェノン、ビス[4,4'-(4-アミノフェノキシ)]ベンズアニリド、ビス[4,4'-(3-アミノフェノキシ)]ベンズアニリド、9,9-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]フルオレン、2,2−ビス-[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス-[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’-メチレンジ-o-トルイジン、4,4’-メチレンジ-2,6-キシリジン、4,4’-メチレン-2,6-ジエチルアニリン、4,4’-ジアミノジフェニルプロパン、3,3’-ジアミノジフェニルプロパン、4,4’-ジアミノジフェニルエタン、3,3’-ジアミノジフェニルエタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3-ジアミノジフェニルエーテル、3,4'-ジアミノジフェニルエーテル、ベンジジン、3,3’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメトキシベンジジン、4,4''-ジアミノ-p-テルフェニル、3,3''-ジアミノ-p-テルフェニル、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、2,6-ジアミノピリジン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4'-[1,4-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、4,4'-[1,3-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、ビス(p-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(p-β-アミノ-t-ブチルフェニル)エーテル、ビス(p-β-メチル-δ-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(2-メチル-4-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(1,1-ジメチル-5-アミノペンチル)ベンゼン、1,5-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタレン、2,4-ビス(β-アミノ-t-ブチル)トルエン、2,4-ジアミノトルエン、m-キシレン-2,5-ジアミン、p-キシレン-2,5-ジアミン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、2,6-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノ-1,3,4-オキサジアゾール、ピペラジン等が挙げられる。
本実施の形態の回路基板の材料となる回路配線層は、例えば、片側又は両側に接着性ポリイミド層(A1)を有するポリイミド絶縁層と、その片側又は両側の接着性ポリイミド層に積層された金属層と、を有する金属張積層体を加工することによって製造できる。金属張積層体の好ましい具体例としては、例えば銅箔とポリイミド絶縁層とが積層された銅張積層体(CCL)などを挙げることができる。なお、銅箔の材質は、銅合金であってもよい。
本実施の形態のカバーレイフィルムは、ベースフィルム層(C1)と、該ベースフィルム層(C1)に積層された、接着剤層により構成される。カバーレイフィルムの全体の厚みLcは、上記式(i)の値を0.014未満とし、回路基板全体の誘電特性を改善する観点から、例えば25μm以上70μm以下が好ましい。また、カバーレイフィルム全体の厚みLcに対する接着剤層の厚みは、より優れた誘電特性を発現するために、40%以上であることが好ましい。更に、カバーレイフィルムの反りを抑制するために、ベースフィルム層(C1)の弾性率が接着剤層の弾性率より高いことが望ましい。接着剤層は、ベースフィルム(C1)に比べて、ガラス転移温度や線熱膨張係数に対する制約が少ないため、誘電特性の改善が比較的容易である。このため、接着剤層はベースフィルム層に比べて優れた誘電特性を示す。従って、カバーレイフィルムとして、より優れた誘電特性を発現するためには、接着剤層の厚み比率を一定厚み以上担保する必要がある。またベースフィルムの弾性率が接着剤層の弾性率より低いと、線熱膨張係数の大きい接着剤層の影響でカバーレイフィルムに反りが生じる。
カバーレイフィルムのベースフィルム層(C1)は、高周波領域の電気特性が優れていること、すなわち、低誘電率、および、低誘電正接であることが好ましい。このような樹脂材料の具体例としては、液晶ポリマー(LCP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリイミド(PI)、および、ポリエチレンナフタレ−ト(PEN)等を主成分とする樹脂基板が挙げられる。また、ベースフィルム層(C1)として、FPCと貼り合せた際における反り抑制の観点から、熱線膨張係数は、1×10−6 〜30×10−6(1/K)の範囲内、好ましくは1×10−6〜25×10−6(1/K)の範囲内、より好ましくは15×10−6 〜25×10−6(1/K)の範囲内にあることが好ましい。
カバーレイフィルムの接着剤層は、高周波領域の電気特性が優れていること、すなわち、低誘電率、および、低誘電正接であることが好ましい。このような樹脂材料の具体例としては、液晶ポリマー(LCP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリイミド(PI)、および、ポリエチレンナフタレ−ト(PEN)等を主成分とする樹脂材料が挙げられる。
接着性ポリイミド層(C2)の原料のジアミン成分としてはダイマー酸の二つの末端カルボン酸基が1級のアミノメチル基若しくはアミノ基に置換されてなるダイマー酸型ジアミン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、2−メチル−1,5−ジアミノペンタン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカン、4,4’−メチレンビスシクロヘキシルアミン等のジアミノアルカン類、トリス(2−アミノエチル)アミン、N,N’−ビス(2−アミノエチル)−1,3−プロパンジアミン、ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン、1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン、ジエチレントリアミン、N−メチル−2,2’−ジアミノジエチルアミン、3,3’−ジアミノジプロピルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン等の窒素原子を含有するアミン類、ビス(3−アミノプロピル)エーテル、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]−ウンデカン等の酸素原子を含有するアミン類、2,2’−チオビス(エチルアミン)等の硫黄原子を有するアミン類等の脂肪族ジアミン類を主成分とすることが望ましく、これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、接着性ポリイミド層(C2)は、低誘電率および低誘電正接を有し、尚且つ可溶性である必要があるため、前記脂肪族ジアミンが全ジアミンに対して好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上であることが好ましい。
接着性ポリイミド層(C2)の原料のジアミン成分として、4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2’-メトキシ-4,4’-ジアミノベンズアニリド、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノベンズアニリド、2,2-ビス-[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[1-(4-アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[1-(3-アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)]ベンゾフェノン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)]ベンゾフェノン、ビス[4,4'-(4-アミノフェノキシ)]ベンズアニリド、ビス[4,4'-(3-アミノフェノキシ)]ベンズアニリド、9,9-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]フルオレン、2,2−ビス-[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス-[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’-メチレンジ-o-トルイジン、4,4’-メチレンジ-2,6-キシリジン、4,4’-メチレン-2,6-ジエチルアニリン、4,4’-ジアミノジフェニルプロパン、3,3’-ジアミノジフェニルプロパン、4,4’-ジアミノジフェニルエタン、3,3’-ジアミノジフェニルエタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3-ジアミノジフェニルエーテル、3,4'-ジアミノジフェニルエーテル、ベンジジン、3,3’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメトキシベンジジン、4,4''-ジアミノ-p-テルフェニル、3,3''-ジアミノ-p-テルフェニル、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、2,6-ジアミノピリジン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4'-[1,4-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、4,4'-[1,3-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、ビス(p-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(p-β-アミノ-t-ブチルフェニル)エーテル、ビス(p-β-メチル-δ-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(2-メチル-4-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(1,1-ジメチル-5-アミノペンチル)ベンゼン、1,5-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタレン、2,4-ビス(β-アミノ-t-ブチル)トルエン、2,4-ジアミノトルエン、m-キシレン-2,5-ジアミン、p-キシレン-2,5-ジアミン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、2,6-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノ-1,3,4-オキサジアゾール、ピペラジン等の芳香族ジアミンを含んでもよく、これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また脂肪族ジアミンと組み合わせてもよい。また、接着性ポリイミド層(C2)を構成するポリイミドは、低誘電率および低誘電正接を有し、尚且つ可溶性である必要があるためには、芳香族ジアミン比率が高くなることは好ましくない。このため、前記脂肪族ジアミンが全ジアミンに対して好ましくは40モル%未満、さらに好ましくは20モル%未満であることが好ましい。
本発明の回路基板に用いるプリント配線板は、例えば銅張積層板の銅箔を常法によってパターン状に加工して配線層を形成することによって製造することができる。
工程(1)は、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸の樹脂溶液を得る工程である。
工程(2)は、銅箔上に、ポリアミド酸の樹脂溶液を塗布し、塗布膜を形成する工程である。銅箔は、カットシート状、ロール状のもの、又はエンドレスベルト状などの形状で使用できる。生産性を得るためには、ロール状又はエンドレスベルト状の形態とし、連続生産可能な形式とすることが効率的である。さらに、プリント配線板における配線パターン精度の改善効果をより大きく発現させる観点から、銅箔は長尺に形成されたロール状のものが好ましい。
工程(3)は、塗布膜を熱処理してイミド化し、上述の誘電特性を備えたポリイミド絶縁層を形成する工程である。イミド化の方法は、特に制限されず、例えば、80〜400℃の範囲内の温度条件で1〜60分間の範囲内の時間加熱するといった熱処理が好適に採用される。金属層の酸化を抑制するため、低酸素雰囲気下での熱処理が好ましく、具体的には、窒素又は希ガスなどの不活性ガス雰囲気下、水素などの還元ガス雰囲気下、あるいは真空中で行うことが好ましい。熱処理により、塗布膜中のポリアミド酸がイミド化し、ポリイミドが形成される。
工程(4)は、銅張積層板の銅箔をパターニングして配線層を形成する工程である。本工程では、銅箔を所定形状にエッチングすることによってパターン形成し、配線層に加工することによってプリント配線板を得る。エッチングは、例えばフォトリソグラフィー技術などを利用する任意の方法で行うことができる。
回路基板は、プリント配線板の回路配線層とカバーレイフィルムを加熱圧着することで貼り合せることで製造される。加熱温度や圧着時の圧力については特に限定されないが、配線へのカバーレイフィルムの接着剤層の充填性や密着性の観点から、加熱温度は150℃〜200℃が好ましく、160℃〜180℃であることがより好ましい。加熱圧着の温度が上記範囲を下回ると充填性の低下や密着性の低下の恐れがあり、上記温度を超えると製造設備が限定される。また、加熱圧着時の圧力については、例えば、0.5Mpa〜3.0MPaの範囲内であることが好ましく、1.0MPa〜2.0MPaの範囲内がより好ましい。
イミド基濃度は、イミド基部(−(CO)2−N−)の分子量をポリイミドの構造全体の分子量で除した値とした。
ピール強度は、テンシロンテスター(東洋精機製作所社製、商品名;ストログラフVE−10)を用いて、幅1mmのサンプル(カバーレイフィルム/絶縁樹脂層/銅箔で構成された積層体)の樹脂層側を両面テープによりアルミ板に固定し、絶縁樹脂層/銅箔を180°方向に50mm/分の速度で、カバーレイフィルムと、絶縁樹脂層/銅箔とを剥離するときの力を求めた。
誘電率及び誘電正接は、空洞共振器摂動法誘電率評価装置(Agilent社製、商品名;ベクトルネットワークアナライザE8363C)およびSPDR共振器を用いて、所定の周波数における樹脂シート(硬化後の樹脂シート)の誘電率および誘電正接を測定した。なお、測定に使用した樹脂シートは、温度;24〜26℃、湿度;45〜55%の条件下で、24時間放置したものである。
触針式表面粗さ計(株式会社小坂研究所製、商品名;サーフコーダET−3000)を用い、Force;100μN、Speed;20μm、Range;800μmの測定条件によって求めた。なお、表面粗さの算出は、JIS−B0601‐2001に準拠した方法により算出した。
伝送特性の評価は、銅張積層板を回路加工し、特性インピーダンスを50Ωとしたマイクロストリップ線路を回路加工したサンプルを使用し、回路加工した側(伝送線路側)にカバーレイを熱圧着した評価サンプルを使用した。SOLT法(SHORT−OPEN−LOOD−Thru)にて校正したベクトルネットワークアナライザにより、所定の周波数領域でSパラメータを測定することにより、S21(挿入損失)で評価を行った。なお、測定に使用した評価サンプルは、温度;24〜26℃、湿度;45〜55%の条件下で、24時間放置したものである。
(A)ポリイミド絶縁層の原料
BTDA:3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
BPDA:3,3’,4,4’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物
PMDA:ピロメリット酸二無水物
m‐TB:2,2’‐ジメチル‐4,4’‐ジアミノビフェニル
BAPP:2,2‐ビス[4‐(4‐アミノフェノキシ)フェニル]プロパン
DDA:炭素数36の脂肪族ジアミン(クローダジャパン株式会社製、商品名;PRIAMINE1074、アミン価;210mgKOH/g、環状構造及び鎖状構造のダイマージアミンの混合物、ダイマー成分の含有量;95重量%以上)
N−12:ドデカン二酸ジヒドラジド
DMAc:N,N‐ジメチルアセトアミド
K−1:タルク、日本タルク株式会社製、形状;鱗片状、平均粒子径;6.6μm
銅箔(1):電解銅箔、厚さ;12μm、ポリイミド絶縁層側の表面粗度Rz;0.9μm
カバーレイフィルム(1):材質;ポリイミド、厚さ;12.5μm)、接着剤層(材質;エポキシ樹脂、厚さ;15μm
カバーレイフィルム(2):材質;ポリイミド、厚さ;12.5μm)、接着剤層(材質;エポキシ樹脂、厚さ;25μm
実施例に用いたポリイミド絶縁層の形成にあたり、使用したポリアミド酸の合成は、以下の合成例1〜6によるものである。
窒素気流下で、500mlのセパラブルフラスコに、5.06gのDDA(0.0095モル)、18.12gのm‐TB(0.085モル)及び255gのDMAcを投入し、室温で撹拌して溶解させた。次に、5.50gのBPDA(0.019モル)及び16.31gのPMDA(0.075モル)を添加した後、室温で3時間撹拌を続けて重合反応を行い、ポリアミド酸溶液aを得た。ポリアミド酸溶液aにおける固形分濃度は15重量%であり、溶液粘度は29,600cpsであった。
表1に示す原料組成とした他は、合成例1と同様にしてポリアミド酸溶液b〜fを調製した。
実施例に用いたカバーレイフィルムの接着性ポリイミド層の形成にあたり、使用したポリアミド酸の合成は、以下の合成例7〜9によるものである。
窒素気流下で、500mlのセパラブルフラスコに、44.98gのBTDA(0.139モル)、75.02gのDDA(0.140モル)、168gのN−メチル−2−ピロリドン及び112gのキシレンを装入し、40℃で30分間良く混合して、ポリアミド酸溶液を得た。このポリアミド酸溶液を190℃に昇温し、4.5時間加熱、攪拌し、112gのキシレンを加えてイミド化を完結したポリイミド接着剤溶液gを得た。得られたポリイミド接着剤溶液gにおける固形分は29.1重量%であり、粘度は7,800cpsであった。また、ポリイミド接着剤溶液gの重量平均分子量(Mw)は87,700であった。
合成例7で得られたポリイミド接着剤溶液bを34.4g(固形分として10g)と0.7gのN−12および5.0gのK−1を配合し、1.297gのN−メチル−2−ピロリドンと3.869gのキシレンを加えて希釈してポリイミド接着剤溶液hを得た。
合成例7で得られたポリイミド接着剤溶液gを34.4g(固形分として10g)と1.25gのN−12および2.5gのExolit OP935(クラリアントジャパン株式会社製)を配合し、1.297gのN−メチル−2−ピロリドンと3.869gのキシレンを加えて希釈してポリイミド接着剤溶液iを得た。
実施例及び比較例に用いた回路基板の作製は、以下の作製例1〜3によるものである。
銅箔(1)に、ポリアミド酸溶液dを硬化後の厚みが約2〜4μmとなるように均一に塗布した後、85℃〜110℃まで段階的な加熱処理にて溶媒を除去した。次に、その上に、ポリアミド酸溶液aを硬化後の厚みが、約42〜46μmとなるように均一に塗布し、85℃〜110℃まで段階的な加熱処理にて溶媒を除去した。更に、その上に、ポリアミド酸組成物dを硬化後の厚みが約2〜4μmとなるように均一に塗布した後、85℃〜110℃まで段階的な加熱処理にて溶媒を除去した。このようにして、3層のポリアミド酸層を形成した後、120℃から360℃まで段階的な熱処理を行い、イミド化を完結して、金属張積層体1’を得た。得られた金属張積層体1’の樹脂層側に、銅箔(1)を重ね合わせ、温度340℃、圧力6.7MPaの条件で15分間熱圧着して、金属張積層体1を得た。得られた金属張積層体1について、塩化第二鉄水溶液を用いて銅箔の片面に対して所定のパターンの配線加工を形成し、回路配線板1を得た。
ポリアミド酸溶液dの代わりに、ポリアミド酸溶液eを用いたこと、及びポリアミド酸溶液aの代わりに、ポリアミド酸溶液bを用いたこと以外、作製例1と同様にして、回路配線板2を得た。
ポリアミド酸溶液dの代わりに、ポリアミド酸溶液fを用いたこと、及びポリアミド酸溶液aの代わりに、ポリアミド酸溶液cを用いたこと以外、作製例1と同様にして、回路配線板3を得た。
実施例に用いたカバーレイフィルムの作製は、以下の作製例4〜6によるものである。
合成例8で得られたポリイミド接着剤溶液hを乾燥後の厚みが約25μmとなるようにポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製、商品名;カプトン100ENS、縦×横×厚さ=320mm×240mm×25μm)の片面に塗布した後、80℃で15分間加熱乾燥した。更に、180℃で2時間の熱処理を行い、完全に溶剤の除去を行うことでカバーレイフィルム1を得た。
合成例9で得られたポリイミド接着剤溶液iを用いたこと、及び乾燥後の厚みが約30μmとなるように塗布したこと以外、作製例4と同様にして、カバーレイフィルム2を得た。
合成例9で得られたポリイミド接着剤溶液iを用いたこと以外、作製例4と同様にして、カバーレイフィルム3を得た。
回路配線板1の配線上にカバーレイフィルム1の接着性ポリイミド層が接するように積層後、180℃で2時間、2MPaの圧力をかけて圧着することで回路基板1を作製した。
回路配線板とカバーレイフィルムの種類が表2及び表4に示す組み合わせであること以外は、実施例1と同様に回路基板2〜6を作製した。なお、表4におけるカバーレイフィルム5は、カバーレイフィルム(1)を意味し、カバーレイフィルム6は、カバーレイフィルム(2)を意味する。
Claims (5)
- ポリイミド絶縁層と、
前記ポリイミド絶縁層の少なくとも一方の面に積層された回路配線層と、
前記回路配線層に積層されたカバーレイフィルムと、
を備えた回路基板であって、
下記の構成a〜c:
a)前記ポリイミド絶縁層の厚みLaが12〜50μmの範囲内にあること;
b)前記カバーレイフィルムの厚みLcが25〜70μmの範囲内にあること;
c)前記ポリイミド絶縁層の誘電率をDka、誘電正接をDfa、及び、厚みをLa、並びに前記カバーレイフィルムの誘電率をDkc、誘電正接をDfc、及び、厚みをLcとしたとき、
下記の式(i);
{(√Dka)×Dfa×La+(√Dkc)×Dfc×Lc}/(La+Lc) ・・・(i)
で算出される値が、5GHz、10GHz及び20GHzの周波数において、スプリットポスト誘電体共振器(SPDR)により測定したときに、いずれも0.014未満であること(ただし、5GHz、10GHz及び20GHzのいずれの周波数においても、Dkaが3.0〜3.5の範囲内である);
を具備する回路基板。 - 前記ポリイミド絶縁層が、前記回路配線層に接する接着性ポリイミド層(A1)を有し、
前記カバーレイフィルムが、ベースフィルム層(C1)及び接着性ポリイミド層(C2)からなり、
前記接着性ポリイミド層(A1)におけるイミド基濃度と、前記接着性ポリイミド層(C2)におけるイミド基濃度との差(A1のイミド基濃度−C2のイミド基濃度)が±7重量%以内である請求項1に記載の回路基板。 - 前記カバーレイフィルムが、ベースフィルム層(C1)及び接着性ポリイミド層(C2)からなり、該ベースフィルム層(C1)がポリイミドからなる請求項1又は2に記載の回路基板。
- 前記ポリイミド絶縁層の一方の面に前記回路配線層を備え、更にもう一方の面にグランド導体層を備える請求項1〜3のいずれか1項に記載の回路基板。
- 前記ポリイミド絶縁層に接する側の前記回路配線層及びグランド導体層の最大高さ粗さ(Rz)が1.0μm以下である請求項4に記載の回路基板。
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