説明

配線板

【目的】 高周波信号の伝送に好適でしかも安価な配線板を提供すること。
【構成】 ■ 多孔質ポリプロピレンフィルム上に導体回路が融着積層されている配線板。■ さらに、上記配線板において、多孔質ポリプロピレンフィルムの片面に高分子フィルムが積層されている構造。■ 導体回路上に多孔質ポリプロピレンフィルムが融着積層されている構造。■ 導体回路上に融着積層された多孔質ポリプロピレンフィルム上に高分子フィルムが積層されている構造。■ 多孔質ポリプロピレンフィルムが電離性放射線の照射もしくは水架橋によって架橋されている構造。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】コンピュータや通信機器などの電子機器に好適に使用される、高周波特性に優れる配線板を提供することを目的とするものである。
【0002】
【従来の技術】近年、テレビ、ビデオ、パーソナルコンピュータ等の電子機器が軽量小型化、高機能化するにつれ、従来の絶縁被覆電線に代わって、絶縁基材上に導体回路を形成したフラットケーブルやフレキシブルプリント配線板が使用されるようになっている。
【0003】特に、コンピュータや通信機器等に使用される配線板は、取り扱う信号が通常1MHz以上の高周波電波であるため、絶縁基材や、絶縁基材と導体回路の接着剤層の誘電率が大きいと、隣接する導体回路間の静電容量が大となるため、伝送損失が大きくなったり、波形が忠実に伝送されないなどの問題が生じる。
【0004】また、上記の電子機器内での配線板では、導体回路から発生する電磁気的ノイズが周囲の電子部品類に悪影響を与えたり、逆に周囲で発生した電磁気的ノイズが導体回路を流れる伝送信号に悪影響を与えたりする問題があるため、配線板の絶縁基材上或いは絶縁基材の周囲に導体層を設けた構造の電磁シールド型の配線板も使用されている。
【0005】ところが、上記の構造の配線板においても、絶縁基材或いは接着層の誘電率が大きいと、導電層と導体回路間の静電容量が大となるため、伝送損失が大きくなったり、波形が忠実に伝送されないなどの問題を生じる。
【0006】高周波信号の伝送損失の増加や信号波形の忠実な伝送を行うには、絶縁基材や絶縁基材と導体回路の接着層に誘電率の小さな材料を利用すれば良く、多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムに接着剤を含浸せしめ、導体箔と貼り合わせた構造の配線板が知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムを使用した配線板は非常に高価であり、汎用の高周波信号伝送用の配線板やシールド構造の配線板としては利用できず、特殊な限られた用途でしか使用できないのが現状である。
【0008】また、多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムと導体回路を直接接着できる接着剤は知られておらず、また、多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルム自体は引張強度や引裂強度等の機械的強度が弱く、接着剤を含浸したプリプレグの状態でないと、取り扱いや導体回路との接着が出来ないために、多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムが本来有する誘電率1.2〜1.5といった誘電率の低さを有効に利用できない欠点もあった。
【0009】このような理由で、高周波の伝送に適する安価な配線板や、高周波の伝送に適し、しかもシールド効果を有する安価な配線板が求められていた。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問題について鋭意検討した結果、多孔質ポリプロピレンフィルムに直接に導体回路が融着積層されている配線板;導体回路上の絶縁層として、多孔質ポリプロピレンフィルムが接着剤層を介して積層されている配線板が、高周波信号の伝送に好適でしかも安価な配線板であることを見出し、かかる知見に基づいて本発明を完成させるに至った。
【0011】すなわち、本発明は;■ 下記表7又は表8に示される構造:
【表7】


【0012】
【表8】


を有する、多孔質ポリプロピレンフィルム上に導体回路が融着積層されてなる配線板であり、また
【0013】■ 下記表9に示される構造:
【表9】


を有する、多孔質ポリプロピレンフィルムの片面に高分子フィルムが積層されてなる点にも特徴を有し、また
【0014】■ 下記表10に示される構造:
【表10】


を有する、導体回路上に多孔質ポリプロピレンフィルムが融着積層されてなる点にも特徴を有し、また
【0015】■ 下記表11に示される構造:
【表11】


を有する、導体回路上に融着積層された多孔質ポリプロピレンフィルム上に高分子フィルムが積層されている点にも特徴を有し、また
【0016】■ 下記表12に示される構造:
【表12】


を有する、多孔質ポリプロピレンフィルムが電離性放射線の照射もしくは水架橋によって架橋されている点にも特徴を有する。
【0017】本発明をさらに具体的に説明する。本発明の多孔質ポリプロピレンフィルムは、特公昭52−15627号公報、特公昭52−137026号公報、特公昭63−29906号公報、特公昭63−29907号公報等に記載された方法によって得ることができる。例えば、溶融成形した未延伸のポリプロピレンフィルムを熱処理後、室温若しくは低温で延伸処理して空孔を形成せしめ、再度熱処理する方法を基本的な製法としているものである。
【0018】配線板は半田耐熱性が要求される場合や、高温雰囲気で使用される場合があり、そのような場合には、多孔質ポリプロピレンフィルムが架橋されていることが望ましく、電子線やγ線などの電離性放射線による照射や水架橋等の方法により、架橋構造の多孔質ポリプロピレンフィルムを得ることができる。
【0019】この場合、電離性放射線の照射による架橋では、プロピレンの単独ポリマーに限らず、プロピレンと少量の他の不飽和モノマー或いはオリゴマー、特にエチレンとのランダム又はブロック共重合体を使用したり、多官能性モノマー等の架橋助剤を添加した原料を用いることが好ましい。
【0020】上記架橋助剤としては、トリメチロールエタン(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルや、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート類などが挙げられる。また、水架橋の場合には、シラン変成のポリプロピレンに有機錫化合物などの水架橋触媒を混合したものを原料として用いれば良い。
【0021】また、多孔質ポリプロピレンフィルムと導体回路との貼合わせに関しては、多孔質ポリプロピレンフィルムの架橋度を調整することが望ましく、例えば180℃の熱プレス装置を使用して貼合わせを行う場合には、多孔質ポリプロピレンフィルムの架橋度をキシレンを抽出溶媒としたゲル分率で凡そ30〜40%に設定することが望ましい。
【0022】ゲル分率の調整は、電離放射線の照射の場合には原料に添加する多官能性モノマーの添加量と照射線量により、また水架橋の場合には加圧水蒸気の処理時間や水浸漬の温度、時間の調整によって設定が可能であり、さらに、融着後に電離放射線の再照射を行うなどの方法によって、多孔質ポリプロピレンフィルムの架橋度を最終的に高めることも可能である。
【0023】また、この際に、多孔質ポリプロピレンフィルムと導体回路の接着強度を高める目的で、導体回路の貼合わせ面をエンボス加工しておく等の方法も有効である。
【0024】本発明に用いる多孔質ポリプロピレンフィルムの空孔率は、主に誘電率の関係から50〜80%、より好ましくは60〜70%のフィルムを使用することが望ましく、例えば空孔率が60%のフィルムの場合、誘電率が1.5〜1.6となる。
【0025】本発明に用いる高分子フィルムとしては、誘電フイルムとしての機能を有すれば特に制限されないが、特に架橋ポリエチレンフィルム、架橋ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルムなどを好適に使用することができ、使用目的に応じて適宜その種類や厚みを選定できる。
【0026】多孔質ポリプロピレンフィルムと高分子フィルムとの貼合せには、接着剤を介して貼合せるなどの方法を採用できる。この場合に使用できる接着剤としては、接着剤自身の誘電率や多孔質ポリプロピレンフィルム、導体回路との接着性の観点から、プロピレン−無水マレイン酸共重合体、エチレン−プロピレン−無水マレイン酸共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、エチレン−プロピレン−グリシジルメタクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート−無水マレイン酸共重合体、エチレン−エチルアクリレート−一酸化炭素共重合体、シラン変成エチレン−エチルアクリレート共重合体等を例示でき、単一若しくは複数種の混合物或いは単一層や多層化して使用することが可能である。
【0027】また、貼合せ時の接着剤の多孔質ポリプロピレンフィルム空孔への浸入を避けるために、接着剤層を貼合せ前に部分架橋(Bステージ化)しておくなどの方法も採用できる。
【0028】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を制限するものではない。
【実施例1】エチレン−プロピレン共重合体(ビカット軟化点129℃、メルトフローレート1.2)100重量部にトリアリルイソシアヌレートを2重量部添加した材料を使用して、厚みが25μmで空孔率が60%の多孔質ポリプロピレンフィルムを作製した。
【0029】このフイルムに加速電圧が200kVの電子線を5Mrad照射し、熱キシレン抽出のゲル分率が34%の多孔質ポリプロピレンフィルムを得た。この多孔質ポリプロピレンフィルムの両面に厚み35μmの電解銅箔を180℃の熱プレス装置を用いて、10kg/cm2 の面圧で3分間熱圧着後、加圧下に水冷して固定し、多孔質ポリプロピレンフィルムの両面に電解銅箔を貼合わせた構造の両面板を得た。この両面板の両面から加速電圧が2MVの電子線をそれぞれ20Mrad照射し、多孔質ポリプロピレンフィルム層を更に架橋させた。
【0030】この両面板の両面の銅箔層を塩化第2鉄水溶液を用いるエッチング法で、図1に示すような回路幅1mm、回路間隔1mmのストライブ状回路を形成した。この回路板のA−B間の静電容量を1MHzで測定した結果、16pF/10cm回路長さ、回路A−C間は0.7pF/10cm回路長さであった。また、この基板は220℃、10秒間の手作業の半田付けにも耐えるものであった。
【0031】
【実施例2】シラン変成ポリプロピレン(三菱油化(株)製、メルトフローレート11、触媒マスターバッチ5重量部をドライブレンド)を使用して、厚みが25μmで空孔率が70%の多孔質ポリプロピレンフィルムを作製し、80℃の水中に24時間浸漬する方法により、熱抽出によるゲル分率が31%の多孔質ポリプロピレンフィルムを得た。
【0032】プロピレン−無水マレイン酸共重合体(無水マレイン酸含量5%、メルトフローレート4)(a)とエチレン−エチルアクリレート−一酸化炭素共重合体(エチルアクリレート含量11%、一酸化炭素含量5%、メルトフローレート10)(b)の混合物〔(a)と(b)との混合比1:1〕を主体とする接着剤を溶融成形法で厚み20μmのフィルム状に成形した後、200kVの電子線を3Mrad照射してBステージ化した。
【0033】多孔質ポリプロピレンフィルムの片面に厚み20μmのBステージ化した接着剤を介して厚み25μmの二軸延伸ポリエステルフィルム、もう片面には厚み35μmの電解銅箔を170℃の熱プレス装置を用いて、10kg/cm2 の面圧で3分間熱圧着後、加圧下に水冷して固定し、図2に示す片面板を得た。この片面板のポリエステルフィルム側から加速電圧が2MVの電子線を10Mrad照射し、接着剤層を硬化させた。
【0034】厚み25μmのポリエステルフィルムと実施例1で使用したゲル分率が34%の多孔質ポリプロピレンフィルムとを、厚み20μmのBステージ化した接着剤を使用して、170℃の熱プレス装置で貼合せ、図3に示される絶縁基材を得た。
【0035】図2に示された銅箔層をエッチング法で回路幅1mm、回路間隔1mmのストライブ状回路を形成した後、この片面板を70℃の温水中に6時間浸漬し、多孔質ポリプロピレン層をさらに架橋させた。
【0036】図3に示される絶縁基材の多孔質ポリプロピレンフィルム側をストライブ状回路上に180℃の熱プレス装置を用いて貼合せた後、加速電圧200kVの電子線を10Mrad照射し、図2に示される絶縁基材側の多孔質ポリプロピレンフィルム層の架橋と接着剤層の硬化を行い、図4に示される積層構造の両面回路板を得た。
【0037】図4に示される回路板の回路A−C間の静電容量は、1MHzで測定した結果、0.8pF/10cmの回路長さであった。また、この基板は220℃で10秒間の手作業の半田付けにも耐えるものであった。
【0038】
【実施例3】実施例2の図4に示された両面回路板を幅100mmに切断し、二軸延伸ポリエステルの周囲に銀ペーストを塗布する方法で図5で示されるシールド層D形成の回路板を得た。シールド層Dと回路A間の静電容量を1MHzで測定した結果、平均27pF/10cmの回路長さであった。
【0039】
【比較例1】二軸延伸ポリエステルフィルムの両面に熱可塑性飽和共重合ポリエステル系接着剤〔東洋紡(株)製、融点125℃、ガラス転移点−28℃、溶融粘度2,000ポイズ(200℃)〕を15μmの厚みに形成した後、180℃の熱プレス装置を用いて、両面に厚み35μmの電解銅箔を置き、20kg/cm2 の面圧で5分間熱圧着後、加圧下に水冷して固定し、図6に示される両面回路板を得た。
【0040】この両面板の銅箔をエッチング法で回路幅1mm、回路間隔1mmのストライブ状電極とした。回路A−B間の静電容量を1MHzで測定した結果、41pF/10cmの回路長さであり、回路A−C間のそれは1.9pF/10cmの回路長さであり、実施例1の結果よりも静電容量が非常に大きいことが判った。
【0041】
【比較例2】厚み25μmの二軸延伸ポリエステルフィルムと厚み35μmの電解銅箔を実施例1の厚み15μmの接着剤を使用して、180℃の熱プレス装置で貼合せた後、銅箔をエッチング法で回路幅1mm、回路間隔1mmのストライブ状回路とした。
【0042】厚み75μmの二軸延伸ポリエステルフィルムの片面に上記接着剤を厚みが35μmとなるように形成した後、銅箔回路上に接着剤面を180℃の熱プレス装置で貼合せ、図7に示される積層回路板が得られた。
【0043】図7の回路板で回路A−C間の静電容量は1MHzで測定した結果、2.1pF/10cmの回路長さであり、実施例2の結果よりも静電容量が非常に大きいことが判った。
【0044】
【比較例3】図7で示される回路板を幅100mmに切断し、実施例3の要領で銀ペーストを使用して、図8に示されるシールド層形成の回路板を得た。シールド層Dと回路A間の静電容量を1MHzで測定した結果、75pF/10cmの回路長さであり、実施例3の結果よりも静電容量が非常に大きいことが判った。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、価格的に高価な多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムを使用せずとも、導体回路間や導体回路とシールド層との間の静電容量の小さい、高周波電流の伝送に適した回路板が得られ、コンピュータや通信機器等の機器内配線用の回路板としての利用価値は非常に高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた両面に銅箔層を有する回路板の積層構造を示す模式図である。
【図2】実施例2で得られた片面に銅箔層を有する片面基板の積層構造を示す模式図である。
【図3】実施例2で得られた絶縁基板の積層構造を示す模式図である。
【図4】図2、3の片面基板を貼合せて得られた両面回路板の積層構造を示す模式図である。
【図5】図4の両面回路板の周囲にシールド層を形成した積層構造を示す模式図である。
【図6】比較例1で得られた両面回路板の積層構造を示す模式図である。
【図7】比較例2で得られた回路板の積層構造を示す模式図である。
【図8】比較例3で得られた回路板の積層構造を示す模式図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】 下記表1又は表2に示される構造:
【表1】


【表2】


を有する、多孔質ポリプロピレンフィルム上に導体回路が融着積層されてなる配線板。
【請求項2】 下記表3に示される構造:
【表3】


を有する、多孔質ポリプロピレンフィルムの片面に高分子フィルムが積層されてなる請求項1記載の配線板。
【請求項3】 下記表4に示される構造:
【表4】


を有する、導体回路上に多孔質ポリプロピレンフィルムが融着積層されてなる請求項1又は2記載の配線板。
【請求項4】 下記表5に示される構造:
【表5】


を有する、導体回路上に融着積層された多孔質ポリプロピレンフィルム上に高分子フィルムが積層されている請求項3記載の配線板。
【請求項5】 下記表6に示される構造:
【表6】


を有する、多孔質ポリプロピレンフィルムが電離性放射線の照射もしくは水架橋によって架橋されている請求項1〜4のいずれかに記載の配線板。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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