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技術 保護層付銅張積層板及び多層プリント配線板

出願人 三井金属鉱業株式会社
発明者 桑子富士夫松島敏文細井俊宏立岡歩
出願日 2015年2月19日 (5年11ヶ月経過) 出願番号 2015-515315
公開日 2017年3月30日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 WO2015-125873
状態 特許登録済
技術分野 プリント配線間の電気接続のための印刷要素 積層体(2) プリント板の材料 多層プリント配線板の製造
主要キーワード 補助金属層 補強金属 遮断部位 形成用貫通孔 ドリル加工後 ドリル刃先 積重体 骨格材
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課題・解決手段

導電遮断部位形成用貫通孔の周囲において、スルーホール加工性と平坦性にすぐれたスルーホール分割多層プリント配線板提供を目的とする。この目的を達成するため、「スルーホールを電気的に遮断する導電遮断部位を有するプリント配線板に用いる銅張積層板であって、当該銅張積層板は、導電遮断部位形成用貫通孔を形成し、当該導電遮断部位形成用貫通孔へめっきレジスト充填された後に引き剥がし可能な保護層を表面に備えていることを特徴とする保護層付銅張積層板。」等を採用する。

概要

背景

近年、多層プリント配線板スルーホール内所定位置めっきレジストを配置して、スルーホール内で導通領域を分割することにより、スルーホール伝送特性を向上させるプリント配線板(以下、スルーホール分割プリント配線板と称す)の製造方法が提案されている。

特許文献1には、ビア構造(本件出願にいう「スルーホール」に相当する。)内で、1つ以上のめっきレジスト領域を用い、ビア構造内に1つ以上の空隙を計画的に設けることにより、導電性材料の形成を阻止する。結果として、ビア構造内での導電性材料の形成を、電気信号伝送に必要な領域だけに限定するようにしている。このような方法を採用することで、1回の積層により、所望の多層プリント配線板を得ることが出来るという利点がある。従来の多層プリント配線板の製造においては、プリント回路基板(PCB)を順次積層するため、複数のPCBサブアセンブリを個別に製造し、このようなPCBサブアセンブリ同士を積層して多層化する。この製造方法では、所定の多層化を図るまで複数回の積層工程が必要であり、1回積層した後には、スルーホールまたはビアをめっきする等の追加のプロセスも必要になり、製造コストおよびサイクルタイムが著しく増えるという欠点があった。

特許文献1の図10は、「特定の実施形態によるPCB積重体を示す図であり、サブコンポジット構造導電層および隣接する誘電体層の中に形成された間隙に、めっきレジストを選択的に堆積させることによって、分割されためっきビア構造が形成されている図」である。この図10のめっきビア構造1030は、PCB積重体を作成するために使用されるサブコンポジット構造内にめっきレジストを選択的に堆積させることにより、電気的に隔離された複数の部分(1030aおよび1030b)に分割されている。

概要

導電遮断部位形成用貫通孔の周囲において、スルーホール加工性と平坦性にすぐれたスルーホール分割多層プリント配線板提供を目的とする。この目的を達成するため、「スルーホールを電気的に遮断する導電遮断部位を有するプリント配線板に用いる銅張積層板であって、当該銅張積層板は、導電遮断部位形成用貫通孔を形成し、当該導電遮断部位形成用貫通孔へめっきレジストが充填された後に引き剥がし可能な保護層を表面に備えていることを特徴とする保護層付銅張積層板。」等を採用する。

目的

効果

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請求項1

スルーホール電気的に遮断する導電遮断部位を有するプリント配線板に用いる銅張積層板であって、当該銅張積層板は、導電遮断部位形成用貫通孔を形成し、当該導電遮断部位形成用貫通孔へめっきレジスト充填された後に引き剥がし可能な保護層を表面に備えていることを特徴とする保護層付銅張積層板。

請求項2

前記保護層は、160℃〜240℃×60分〜120分の熱負荷後の銅張積層板の表面から引き剥がし可能な樹脂層を有する請求項1に記載の保護層付銅張積層板。

請求項3

請求項4

前記樹脂層は、前記樹脂フィルム層と、樹脂フィルム表面に形成された接着剤層とからなり、該接着剤層が前記銅張積層板の表面から引き剥がされるものである請求項2又は請求項3に記載の保護層付銅張積層板。

請求項5

前記接着層は、ゴム系材料シリコーン樹脂アクリル樹脂から選ばれた1種又は2種以上の成分を含有するものである請求項4に記載の保護層付銅張積層板。

請求項6

前記保護層は、前記樹脂層と、当該樹脂層の外表面側補強金属層を有するものである請求項1〜請求項5のいずれかに記載の保護層付銅張積層板。

請求項7

前記保護層は、前記樹脂層と、前記樹脂層の外表面側に備えた補強金属層と、前記補強金属層の外表面側に備えた剥離層とからなる請求項6に記載の保護層付銅張積層板。

請求項8

前記補強用金属層は、銅、銅合金アルミニウムアルミニウム合金ニッケルニッケル合金のいずれかの成分からなる請求項6又は請求項7に記載の保護層付銅張積層板。

請求項9

前記剥離層は、窒素含有有機化合物硫黄含有有機化合物カルボン酸の中から選択される1種又は2種以上を混合した有機剤からなる請求項7に記載の保護層付銅張積層板。

請求項10

請求項1〜請求項9のいずれかに記載の保護層付銅張積層板を用いて得られることを特徴とする多層プリント配線板

技術分野

0001

本件出願は、銅張積層板の表面にある銅層汚染・損傷を防止するための保護層となる樹脂層を備える保護層付銅張積層板及びこの保護層付銅張積層板を用いて得られる多層プリント配線板に関する。

背景技術

0002

近年、多層プリント配線板のスルーホール内所定位置めっきレジストを配置して、スルーホール内で導通領域を分割することにより、スルーホール伝送特性を向上させるプリント配線板(以下、スルーホール分割プリント配線板と称す)の製造方法が提案されている。

0003

特許文献1には、ビア構造(本件出願にいう「スルーホール」に相当する。)内で、1つ以上のめっきレジスト領域を用い、ビア構造内に1つ以上の空隙を計画的に設けることにより、導電性材料の形成を阻止する。結果として、ビア構造内での導電性材料の形成を、電気信号伝送に必要な領域だけに限定するようにしている。このような方法を採用することで、1回の積層により、所望の多層プリント配線板を得ることが出来るという利点がある。従来の多層プリント配線板の製造においては、プリント回路基板(PCB)を順次積層するため、複数のPCBサブアセンブリを個別に製造し、このようなPCBサブアセンブリ同士を積層して多層化する。この製造方法では、所定の多層化を図るまで複数回の積層工程が必要であり、1回積層した後には、スルーホールまたはビアをめっきする等の追加のプロセスも必要になり、製造コストおよびサイクルタイムが著しく増えるという欠点があった。

0004

特許文献1の図10は、「特定の実施形態によるPCB積重体を示す図であり、サブコンポジット構造導電層および隣接する誘電体層の中に形成された間隙に、めっきレジストを選択的に堆積させることによって、分割されためっきビア構造が形成されている図」である。この図10のめっきビア構造1030は、PCB積重体を作成するために使用されるサブコンポジット構造内にめっきレジストを選択的に堆積させることにより、電気的に隔離された複数の部分(1030aおよび1030b)に分割されている。

先行技術

0005

特許第5179883号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、特許文献1に開示の多層プリント配線板の製造プロセスでは、ビア構造を電気的に隔離されたセグメントに分割するために、サブコンポジット(プリント配線板)の形成工程を必要としている。このサブコンポジットは、ビア形成部位に設ける貫通孔を備えており、この孔内にめっきレジストを充填するプロセスが必要になる。

0007

そして、特許文献1におけるサブコンポジットの製造において、めっきレジストの導電遮断部位形成用貫通孔内への充填に印刷ステンシル印刷ニードルディスペンシング等を用いている。このような充填方法を採用すると、めっきレジストを充填した導電遮断部位形成用貫通孔の開口部の周囲に、めっきレジスト成分が付着して残留し、導電遮断部位形成用貫通孔の開口部の周囲に所望の回路形成が出来なくなるという問題があった。

0008

従って、銅張積層板に形成した導電遮断部位形成用貫通孔内にめっきレジストを充填しても、めっきレジストを充填した当該導電遮断部位形成用貫通孔の開口部の周囲に、めっきレジストが残留しない手法が望まれてきた。同時に、導電遮断部位形成用貫通孔をドリル加工で形成する際に、銅張積層板の銅層に損傷を与えない方法が望まれてきた。

課題を解決するための手段

0009

そこで、本件発明者等が鋭意研究した結果、以下に述べる保護層付銅張積層板を用いることで、上述の問題を解決できることに想到した。本件出願に係る保護層付銅張積層板の概要に関して述べる。

0010

本件出願に係る保護層付銅張積層板は、スルーホールを電気的に遮断する導電遮断部位を有するプリント配線板に用いる銅張積層板であって、当該銅張積層板は、導電遮断部位形成用貫通孔を形成し、当該導電遮断部位形成用貫通孔へめっきレジストが充填された後に引き剥がし可能な保護層を表面に備えていることを特徴とする。

発明の効果

0011

本件出願に係る保護層付銅張積層板は、その表面に保護層を備えることで、ドリル加工の際の孔明け開始時のドリル刃先のくい込み性を改善し、ドリル加工時に発生し得る銅張積層板の銅層表面の損傷を防止できる。また、導電遮断部位形成用貫通孔内へのめっきレジスト充填が終了した後に、保護層が十分な強度が備わることから、引き剥がし除去性に優れた保護層の剥離が可能となる。また、本件出願に係る保護層付銅張積層板は、保護層厚薄型化が可能であるため、めっきレジスト突出部による段差を低くでき、めっきレジスト上に積層された絶縁層構成材による段差解消性に優れ、スルーホール周囲の絶縁層構成材表面及び回路平坦性にすぐれたスルーホール分割多層プリント配線板を得ることができる。

図面の簡単な説明

0012

本件出願に係る保護層付銅張積層板の使用概念を説明するための模式断面図である。
本件出願に係る保護層付銅張積層板を用いて製造する多層プリント配線板の一例を説明するための模式断面図である。
本件出願に係る保護層付銅張積層板を用いて製造する多層プリント配線板の製造プロセスを説明するための模式断面図である。
本件出願に係る保護層付銅張積層板を用いて製造する多層プリント配線板の製造プロセスを説明するための模式断面図である。

0013

以下、図面を参照しつつ、本件出願に係る保護層付銅張積層板の実施形態に関して説明する。説明の都合上、本件出願に係る保護層付銅張積層板1の理解を容易にするため、本件出願に係る保護層付銅張積層板1を用いて製造する多層プリント配線板10の製造に関して述べた後、本件出願に係る保護層付銅張積層板1に関して述べる。

0014

<本件出願に係る多層プリント配線板>
図2に、一例としての多層プリント配線板10の模式断面図を示している。この図2に示した多層プリント配線板10は、図3図4に示すプロセスを経て得られるものであり、図3に示すプリント配線板sPCB2及びプリント配線板sPCB3は、電気的層間導通を部分的に遮断するための導電遮断部位2を備えている。以下、多層プリント配線板10の製造プロセスを具体的に述べる。

0015

この多層プリント配線板10は、図3に示すように、複数の両面プリント配線板及び絶縁層構成材を用い、1回の積層(以下、単に「一括積層」と称する。)で得られるものである。即ち、図3で示すように、多層プリント配線板の構成に用いる両面プリント配線板sPCB1,sPCB2,sPCB3,sPCB4を用い、これらのプリント配線板の層間に、ガラスクロスガラス不織布等の骨格材樹脂含浸させたプリプレグ樹脂フィルム等の絶縁層構成材4を挟み込んで、プレス成形ロール成形等の方法で一括積層することで、図4(A)に示す如き多層積層体を得る。

0016

そして、図4(B)に示す通り、導電遮断部位2が備えられた箇所に、導電遮断部位2の中心部及び多層積層体を貫通する貫通孔7がドリル加工等により形成される。この貫通孔7の開口径は、導電遮断部位2の径よりも小さく、ドリル加工後において、貫通孔7の内壁面側には、導電遮断部位2の構成材料露出部が存在する事となる。

0017

上記の後、図4(B)の貫通孔7を有する多層積層体は、デスミア処理スルーホールめっき等を行った後、外層の銅層3(外層の銅層3には、銅めっき層を含む。)のパターン加工を行って、図2に示す多層プリント配線板10が得られる。この際、図4(B)における貫通孔7は、図2に示すスルーホールTH1、TH2となる。このスルーホールTH1,TH2は、導電遮断部位2により上下の電気的層間導通が遮断されており、多層プリント配線板10を構成する層が、複数の層単位の電気的セグメントに分割された状態となる。

0018

本件出願に係る保護層付銅張積層板1は、上述の多層プリント配線板10の製造で使用した、図3に示した導電遮断部位2を備えるプリント配線板sPCB2及びプリント配線板sPCB3を製造するために用いるものである。

0019

以下、図1を用い、本件出願に係る保護層付銅張積層板1の使用方法に関して説明する。この図1では、図3で示したプリント配線板sPCB3を製造するプロセスを模式断面図で示している。

0020

図1(A)に示すのが、本件出願に係る保護層付銅張積層板1である。この図から理解できるように、本件出願に係る保護層付銅張積層板1は、絶縁層構成材4の両面に銅層3を備える両面銅張積層板であり、その両面銅張積層板の表面に保護層5を備えている。ここで、絶縁層構成材4及び銅層3に関して、厚さ・種類等の特段の限定は無い。

0021

この保護層5を両面銅張積層板の表面に備えることで、ドリル加工による導電遮断部位形成用貫通孔6の形成の際に、ドリル刃先のくい込み性が良好となるため、銅層3表面に発生するドリル刃のあばれによる傷・擦れ等の損傷を防止することが可能になる。そして、この保護層5は、導電遮断部位形成用貫通孔6内へめっきレジストを充填した後に、除去することで、導電遮断部位形成用貫通孔6の開口部の周囲に飛散し残留しためっきレジストを完全に除去することが可能となる。このときの銅張積層板の表面からの保護層5の除去方法は、機械的な引き剥がしによる除去のほか、研磨除去溶剤中に浸漬して膨潤除去する等の方法も採用可能である。作業効率生産コストの観点では、機械的に引き剥がす方法が好ましい。

0022

この保護層5は、厚さが2μm〜50μmであることが好ましい。この保護層5の厚さが2μm以上になると、銅張積層板の銅層表面から引き剥がすときに破れが生じなくなる。また、銅箔表面の損傷を確実に防止し、ドリル加工の際の孔明け開始時のドリル刃先のくい込み性も良好になる。一方、この保護層5の厚さは50μm以下であることが、次の理由から好ましい。導電遮断部位形成用貫通孔6内にめっきレジストを充填した後に保護層5を引き剥がすと、図1(D)から理解できるように、プリント配線板表面から保護層5の厚さ分のめっきレジスト2が突出して段差を生じることになる(以下、「めっきレジスト突出部」と称する。)。その後、さらに積層過程を経て多層プリント配線板を製造する際、保護層5の厚さが50μm以下であれば、めっきレジスト突出部の段差は、両面に積層される絶縁構成材4によって吸収されるため、銅層3の回路平坦性を確保することが可能となる。同様の観点から、より好ましくは保護層5の厚さは5μm〜30μmの範囲、更に好ましくは10μm〜20μmである。

0023

保護層5は、保護層5を両面銅張積層板上に形成するか、保護層が形成された銅箔を、プリプレグ等の絶縁層構成材と共に積層することとなる。従って、保護層付銅張積層板を製造する時に、不可避的に160℃〜240℃×60分〜120分程度の熱負荷を受けることになる。従って、係る場合の当該保護層5は、この製造時の熱が負荷された後においても、銅張積層板の銅層表面から除去可能な樹脂成分からなる樹脂層を採用することが好ましい。

0024

次に、第1から第4の保護層の形態に基づくそれぞれの保護層付銅張積層板の形態を以下に示す。

0025

<第1の保護層付銅張積層板>
第1の保護層付銅張積層板における保護層5は、樹脂フィルム層で構成された樹脂層である。

0027

この第1の保護層付銅張積層板の保護層5である樹脂フィルム層の形成方法は、以下の「保護層形成方法A」、「保護層形成方法B」、「保護層形成方法C」のいずれかであることが好ましいが、これらには限定されない。

0028

保護層形成方法A: 本件出願に係る第1の保護層付銅張積層板1の保護層5となる樹脂層を、上述の樹脂成分を含む樹脂ワニスを塗布して得る方法である。

0029

このとき樹脂層付銅箔を用いて、本件出願に係る第1の保護層付銅張積層板を得ることが好ましい。この樹脂層付銅箔は、銅箔の片面側に、上述の樹脂成分を含む樹脂ワニスを塗布して、保護層5となる樹脂層を設けたものである。そして、この樹脂層付銅箔を、プリプレグ等の絶縁層構成材4の両面に、樹脂層付銅箔の銅箔側と絶縁層構成材とが接するように積層し、保護層5となる樹脂層を備える第1の保護層付銅張積層板1を得ることができる。この樹脂層付銅箔を用いると、第1の保護層付銅張積層板1の製造時に、銅箔の表面に傷が生じたり、異物及び汚染物質の付着を防止できる。

0030

また、両面銅張積層板の状態から、本件出願に係る第1の保護層付銅張積層板を得ることも好ましい。即ち、両面銅張積層板の銅層表面に、上述の樹脂成分を含む樹脂ワニスを塗布し、保護層5となる樹脂層を設け、両面に保護層5を備える第1の保護層付銅張積層板1を得ることができる。

0031

この保護層形成方法Aでは、樹脂をワニス化する容易さを考えると、樹脂成分として、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、フェノキシ、スチレン−ブタジエン共重合体等を使用することが好ましい。

0032

保護層形成方法B: 本件出願に係る第1の保護層付銅張積層板1の保護層5となる樹脂層を、上述の樹脂成分を再溶融させて、塗布して得る方法であり、以下の方法を採用することが好ましい。

0033

このとき樹脂層付銅箔を用いて、本件出願に係る第1の保護層付銅張積層板を得ることが好ましい。この樹脂層付銅箔は、銅箔の片面側に、保護層5となる樹脂層を構成するため、一旦固化した状態の上述の樹脂成分を含む樹脂を再溶融させて、流動化した樹脂成分を塗布して、保護層5となる樹脂層を設けたものである。そして、この樹脂層付銅箔を用い、保護層形成方法Aの場合と同様にして、本件出願に係る第1の保護層付銅張積層板1を得ることができる。この樹脂層付銅箔を用いると、保護層形成方法Aで述べたと同様の効果が得られる。

0034

また、両面銅張積層板の状態から、本件出願に係る第1の保護層付銅張積層板を得ることも好ましい。即ち、両面銅張積層板の銅層表面に、一旦固化した状態の樹脂を再溶融させて、塗布して、保護層5となる樹脂層を設け、両面に保護層5を備える第1の保護層付銅張積層板1を得ることができる。

0035

この保護層形成方法Bでは、上述の再溶融させる方法で使用する樹脂成分として、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテルサルフォン、液晶ポリマー、ポリメチルペンテン、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、シクロオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、超高分子量ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンナフタレート、ポリオレフィン、フッ素樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、フェノキシ、スチレン−ブタジエン共重合体等を用いることが好ましい。

0036

保護層形成方法C: 本件出願に係る第1の保護層付銅張積層板1の保護層5となる樹脂層を、上述の樹脂成分を含む樹脂フィルムを積層して得る方法であり、以下の方法を採用することが好ましい。

0037

このとき「樹脂層付銅箔」を用いて、本件出願に係る保護層付銅張積層板を得ることが好ましい。この樹脂層付銅箔は、保護層5となる樹脂層の形成に用いることの可能な樹脂成分で構成した樹脂フィルムを用い、これを銅箔の表面に加熱圧着させる等の積層をして得られる。そして、この樹脂層付銅箔を用い、プリプレグ等の絶縁層構成材4の両面に、樹脂層付銅箔の銅箔側と絶縁層構成材とが接するように積層し、表面に樹脂フィルムで構成された保護層5となる樹脂層を備える第1の保護層付銅張積層板1が得られる。この樹脂層付銅箔を用いると、保護層形成方法Aで述べたと同様の効果が得られる。

0038

また、両面銅張積層板の状態から、本件出願に係る第1の保護層付銅張積層板を得ることも好ましい。即ち、両面銅張積層板の銅層表面に、当該樹脂フィルムを加熱圧着させる等の積層をして、表面に樹脂フィルムからなる保護層5となる樹脂層を設け、本件出願に係る保護層付銅張積層板1を得ることができる。更に、プリプレグ等の絶縁層構成材、銅箔、樹脂フィルムの順に配置し、一括で積層することにより、両面に保護層5を備える第1の保護層付銅張積層板1を得ることができる。

0039

この保護層形成方法Cで用いる樹脂フィルムを構成する樹脂成分として、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテルサルフォン、液晶ポリマー、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、シクロオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、超高分子量ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンナフタレート、ポリオレフィン、フッ素樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、フェノキシ、スチレン−ブタジエン共重合体等を用いることが好ましい。

0040

<本件出願に係る第2の保護層付銅張積層板>
本件出願に係る第2の保護層付銅張積層板の保護層5は、樹脂層からなり、この樹脂層は、「樹脂フィルム層」と「接着層」で構成されるものである。この第2の保護層付銅張積層板1は、第1の保護層付銅張積層板の保護層形成方法Cで得られる保護層5(単一の樹脂層)と、銅張積層板の銅層3との間に接着層を配したものである。この構成にすることで、保護層の接着強度接着剤で制御され、樹脂フィルム層の物性の選択肢が広がる事となる。

0041

この樹脂フィルムは、上記「第1の保護層付銅張積層板」で列挙した樹脂成分を使用することが可能である。そして、接着層には、ゴム系材料シリコーン樹脂アクリル樹脂から選ばれた1種以上を含有する成分を用いることが好ましい。このような樹脂成分を含む接着層は、銅張積層板製造時に採用する最高温度(240℃程度)の熱が負荷されても、粘着性の維持が可能で、且つ、銅層表面から保護層5を引き剥がす際に、接着層が銅張積層板表面に残留することなく保護層5を引き剥がし除去することができる。また、この接着層は、第2の保護層付銅張積層板1を水中に浸漬したり、保護層5の表面にUV照射をする等の方法で、接着層の樹脂成分の接着力が低下するか、接着力が消失するものであっても良い。

0042

以上に述べてきた接着層の厚さ及び樹脂フィルムの厚さは、上述した保護層5のトータル厚さを2μm〜50μmとする範囲で調整される。その範囲において、接着層の厚さは2μm〜45μmであることが好ましい。接着層の厚さが2μm以上であると、接着安定性飛躍的に向上するため好ましい。一方、接着層の厚さが45μm以下であるとドリル加工時の接着層のドリル刃への粘着量が少なく、ドリル切削性を安定したものとできる。

0043

第2の保護層付銅張積層板1の製造方法としては、以下の2通りが考えらえる。1つ目は、「樹脂フィルム層及び接着層付銅箔」を予め用意し、これをプリプレグ等の絶縁層構成材4の両面から積層する方法である。こうすることで、絶縁層構成材4を積層する際に、銅箔の表面に発生する異物や傷を防止することが可能である。

0044

また、もう1つは、絶縁層構成材4及び銅箔で形成された両面銅張積層板の両面に接着層を塗布した後、さらに樹脂フィルムを積層する方法である。こうする事で、例えば図3におけるsPCB1〜sPCB4の前駆体となる両面銅張積層板は、同じ工程で作る事が可能となり、積層体全体の生産効率が上がる。

0045

<第3の保護層付銅張積層板>
第3の保護層付銅張積層板の保護層は、その表面に補強金属層を備えるものであり、2層構成の保護層として「補強金属層/樹脂フィルム層」の層構成、又は、3層構成の保護層として「補強金属層/樹脂フィルム層/接着層」の層構成を備えるものである。補強金属箔が具備されることにより、保護層剥離工程における保護層5の破れ不良の低減が確実なものとなる。

0046

第3の保護層付銅張積層板の製造には、「樹脂フィルム層付補強金属箔」か、「樹脂層及び接着層付補強金属箔」を用いることで可能である。この補強金属箔には、銅、銅合金アルミニウムアルミニウム合金ニッケルニッケル合金のいずれかの成分からなる金属箔を用いることが、ドリル加工性能を確保するという観点から好ましい。そして、保護層5のトータル厚さを3μm〜50μmとする前提で、この補強金属箔は、厚さが1μm〜35μmであることが好ましい。補強金属箔の厚さが1μm以上になると、保護層5の補強効果が確実となり、保護層を引き剥がす際に同時に引き剥がされる補強金属層を構成する金属箔に破れが発生しなくなり好ましい。一方、補強金属箔の厚さが35μm以下とすることで、ドリル加工する際の負荷が小さく、精度の高い導電遮断部位形成用貫通孔の形成が可能となる。

0047

また、第3の保護層付銅張積層板の保護層が、「補強金属層/樹脂フィルム層/接着層」の層構成を備える場合には、保護層の剛直性保持とめっきレジスト突出部の段差解消性(絶縁層による凹凸平坦化性)の観点から、保護層5のトータル厚さを4μm〜50μmとする前提において、補強金属層厚さを1μm〜35μm、樹脂フィルム層厚さを1μm〜35μm、接着層厚さを2μm〜45μmの範囲とすることが好ましい。

0048

ここで述べた第3の保護層付銅張積層板の製造に用いる銅張積層板の銅層表面は、イミダゾールトリアゾールベンゾトリアゾール等を用いた有機防錆が施されていてもよい。

0049

<第4の保護層付銅張積層板>
本件出願に係る第4の保護層付銅張積層板の保護層は、前述した樹脂層および補強金属層に、補強金属層の表面に剥離層が備えられたものである。保護層の層構成としては「樹脂フィルム層/補強金属層/剥離層」、又は、「接着層/樹脂フィルム層/補強金属層/剥離層」である。この層構成とすることで、補強金属層として、キャリア箔極薄金属層を採用し、保護層形成後にキャリア箔を剥離することで、保護層形成時及び保護層付銅張積層板の形成時に保護層前駆体となるシートハンドリング時に破れなどは発生する事がない。この第4の保護層付銅張積層板の保護層5は、以下の方法で形成することが好ましい。

0050

この第4の保護層付銅張積層板を製造するためには、「補強金属層/剥離層/キャリア箔」の層構成を備える複合金属箔を用いることで形成可能である。この複合金属箔を用いて、「樹脂フィルム層/補強金属層/剥離層/キャリア箔」ないし「接着層/樹脂フィルム層/補強金属層/剥離層/キャリア箔」を層構成となる「樹脂フィルム層付複合金属箔」を予め形成し、両面銅張板に積層し、その後キャリア箔を剥離することで第4の保護層付銅張積層板は形成される。

0051

このキャリア箔としては、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金のいずれかの成分からなり、厚さ8μm〜35μmのものを用いることが好ましい。キャリア箔の厚さを8μm以上とすることで、補助金属層ハンドリング性が格段に向上する。一方、キャリア箔の厚さを35μm以下としたのは、キャリア箔剥離時の折曲り等により、補助金属層に窪みが発生することを防止する為である。このキャリア箔の表面には、シランカップリング剤処理を施すことが好ましい。このときのシランカップリング剤として、オレフィン官能性シランエポキシ官能性シランビニル官能性シランアクリル官能性シラン、アミノ官能性シラン及びメルカプト官能性シランのいずれかを使用することが可能である。

0052

第4の保護層保護層において、キャリア剥離時の補強金属の破れ防止と、ドリル加工性の観点から、補強金属層は、厚さが1μm〜35μmの範囲とすることが好ましい。そして、剥離層は、有機剥離層及び無機剥離層のいずれであってもよい。有機剥離層に用いられる成分例としては、窒素含有有機化合物硫黄含有有機化合物カルボン酸等が挙げられる。窒素含有有機化合物の例としては、トリアゾール化合物イミダゾール化合物等が挙げられ、中でもトリアゾール化合物は剥離性が安定し易い点で好ましい。トリアゾール化合物の例としては、1,2,3−ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、N’,N’−ビスベンゾトリアゾリメチルユリア、1H−1,2,4−トリアゾール及び3−アミノ−1H−1,2,4−トリアゾール等が挙げられる。硫黄含有有機化合物の例としては、メルカプトベンゾチアゾールチオシアヌル酸2−ベンズイミダゾールチオール等が挙げられる。カルボン酸の例としては、モノカルボン酸ジカルボン酸等が挙げられる。一方、無機剥離層に用いられる無機成分の例としては、Ni、Mo、Co、Cr、Fe、Ti、W、P、Zn、クロメート処理膜等が挙げられる。剥離層は、剥離強度の安定性確保と、剥離後の残渣回避の観点から、厚さ1nm〜1μmが好ましく、より好ましくは5nm〜500nmである。なお、剥離層とキャリア箔との剥離強度1gf/cm〜100gf/cmであることが好ましく、より好ましくは3gf/cm〜50gf/cm、より好ましくは5gf/cm〜10gf/cmである。

0053

第4の保護層付銅張積層板の保護層は、トータル厚さを4〜50μmとなる範囲において、保護層の剛直性保持とめっきレジスト突出部における絶縁樹脂層の段差解消性の観点から、補強金属層厚さを1μm〜35μm、樹脂フィルム層厚さを1μm〜35μm、接着層厚さを2μm〜45μmとすることが好ましい。特に、補強金属層としてキャリア箔付極薄銅箔の極薄銅箔を採用する事を考えた場合、保護層ハンドリング性と剛性保持の点から補強金属層の厚さはから1〜8μm、更には1〜5μmとすることが好ましい。

0054

<保護層付銅張積層板を用いたプリント配線板の形成方法>
以下、本件出願に係る保護層付銅張積層板1の使用概念の説明を行う。図1(B)から理解できるように、本件出願に係る保護層付銅張積層板1は、当該保護層5となる樹脂層を備えたまま、ドリル加工による導電遮断部位形成用貫通孔6の形成を行う。このドリル加工後には、デスミア処理を施し、導電遮断部位形成用貫通孔6の内壁面スミア除去を行うことが好ましい。

0055

次に、図1(C)に、ドリル加工で形成した導電遮断部位形成用貫通孔6内に、電気的層間導通を部分的に遮断するための導電遮断部位2の形成を行った状態を示す。このときの導電遮断部位2の形成は、上述の特許文献1に開示されているように、めっきレジストとして使用できるペーストまたは粘稠液体を用いることが好ましい。なお、めっきレジストとは、めっきを析出させない部位を形成するためのものであり、導電遮断部位2の形成に使用可能なめっきレジスト成分は、シリコン樹脂ポリエチレン樹脂フルオロカーボン樹脂ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂等である。そして、このめっきレジスト成分の導電遮断部位形成用貫通孔6内部への充填は、印刷、ステンシル印刷、ニードルディスペンシング等の充填方法を用いて行う。このような充填方法を採用すると、図1(C)に示す導電遮断部位2の形成直後は、導電遮断部位形成用貫通孔6の開口部の周囲を含め、保護層5の表面にめっきレジストが残留している。

0056

そして、導電遮断部位2の形成が終了すると、保護層5を銅層3の表面から引き剥がし、回路形成することで、図1(D)に示す状態のプリント配線板sPCB3が得られる。なお、回路形成に関しては、どのような手法を用いても構わない。例えば、図1(C)に示す状態から、回路を形成する表面の保護層5のみを除去し、その表面にエッチングレジスト張り合わせて、回路パターン露光し、現像し、エッチングを行い、エッチングレジストを剥離し、片面側の回路のみを形成し、その後の任意の段階で、他面側に残留している保護層5を引き剥がす等の手法を採用することも可能である。念のために記載しておくが、このように片面側の銅層3のみをエッチング加工する手法は、図3に示す導電遮断部位2を備えるプリント配線板sPCB1,プリント配線板sPCB4を多層プリント配線板の最外層に設ける場合に適用することが好ましい。以下、実施例及び比較例に関して述べる。

0057

保護層付銅張積層板の作製: 実施例1では、保護層がポリベンゾイミダゾール樹脂フィルム単層からなるものを作製した。樹脂ワニスとして、ポリベンゾイミダゾールを10重量%含有するジメチルアセトアミド溶液(Advanced Materials Co.Ltd:商品MRS0810H)を用い、この樹脂ワニスを厚さ35μmの電解銅箔の光沢面に、エッジコーターを用いて塗布し、150℃×5分間の加熱条件で乾燥させ、厚さ15μmの保護層5となる樹脂層を片面に備える保護層付銅箔を得た。

0058

この保護層付銅箔の銅箔側を、厚さ0.2mmのプリプレグの両面に、温度200℃、×60分、プレス圧力30kgf/cm2の条件で積層し、両面に厚さ15μmの保護層5を備える第1の保護層付銅張積層板1を作製した。

0059

保護層の評価: 保護層5の引き剥がし評価は、保護層の「剥離強度」、引き剥がし時の「剥離性」、及び、保護層厚さに基づく「内層導体の平坦性」に関して行った。この保護層の引き剥がし評価は、以下の実施例及び比較例に関しても行うものであり、その結果は表1に他の実施例及び比較例と一緒掲載する。

0060

保護層付銅張積層板の作製: 実施例2では、保護層がポリエーテルサルフォンの樹脂フィルム単層からなるものを作製した。実施例1の樹脂ワニスに代えて、ポリエーテルサルフォンを20重量%含有するジメチルアセトアミド溶液(住友化学工業株式会社:商品名PES−5003P)を用い、実施例1と同様の厚さ20μmの保護層5となる樹脂層を片面に備える保護層付銅箔を得た後、実施例1と同様にして第1の保護層付銅張積層板1を作製した。

0061

保護層付銅張積層板の作製: 実施例3では、保護層がメチルペンテンポリマーの樹脂フィルム単層からなるものを作製した。実施例1の樹脂ワニスに代えて、メチルペンテンポリマーフィルム(三井化学株式会社:商品名オピュラン)を用い、このメチルペンテンポリマーフィルムを、厚さ35μmの電解銅箔の光沢面に、温度90℃×10分、プレス圧力10kgf/cm2の条件で積層し、厚さ25μmの保護層5となる樹脂層を片面に備える保護層付銅箔を得た後、以下、実施例1と同様にして第1の保護層付銅張積層板1を作製した。

0062

保護層付銅張積層板の作製: 実施例4では、保護層がエチレン−テトラフルオロエチレンコポリマーの樹脂フィルム単層からなるものを作製した。実施例1の樹脂ワニスに代えて、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマーフィルム(旭硝子株式会社:商品名アフレックス)を用い、このエチレン−テトラフルオロエチレンコポリマーフィルムを、厚さ35μmの電解銅箔の光沢面に、実施例3と同様の条件で積層し、厚さ25μmの保護層5となる樹脂層を片面に備える保護層付銅箔を得た後、以下、実施例1と同様にして第1の保護層付銅張積層板1を作製した。

0063

保護層付銅張積層板の作製: この実施例5では、保護層がポリイミド樹脂フィルム層と接着剤層からなるものを作製した。実施例4の樹脂フィルムに代えて、粘着性接着剤付ポリイミド樹脂フィルム(株式会社製作所:商品名カプトン登録商標テープ)を、厚さ35μmの電解銅箔の光沢面に積層し、トータル厚さ50μmの保護層5となる樹脂層を片面に備える保護層付銅箔を得た後、以下、実施例1と同様にして第2の保護層付銅張積層板1を作製した。

0064

保護層付銅張積層板の作製: この実施例6では、保護層として、ポリフェニレンエーテル樹脂フィルム層と、補強金属層からなるものを作製した。樹脂ワニスとして、ポリフェニレンエーテルを15重量%、スチレンーブタジエン共重合体85重量%の混合物トルエンに溶解させて、固形分20重量%になるように調整し、この樹脂ワニスを厚さ12μmの電解銅箔の粗面に、エッジコーターを用いて樹脂厚みが7μmになるよう塗布し、130℃×2分間の加熱条件で乾燥させ樹脂層を形成した。そして、その樹脂層の表面に厚さ18μmの電解銅箔の光沢面を当接させてヒートラミネートすることで、電解銅箔(厚さ12μm)/樹脂層/電解銅箔(厚さ18μm)の層構成の保護層付銅箔を得た。

0065

この保護層付銅箔の電解銅箔(厚さ18μm)側を、厚さ0.2mmのプリプレグの両面に、温度200℃、×60分、プレス圧力30kgf/cm2の条件で積層し、両面に「電解銅箔(厚さ12μm)/樹脂層(厚さ7μm)」の2層構成のトータル厚さ19μmの保護層5を備える第3の保護層付銅張積層板1を作製した。

0066

保護層付銅張積層板の作製: この実施例7では、保護層として、「樹脂フィルム層/補強金属層/剥離層/キャリア箔」からなるものを作製した。まず、「補強金属層/剥離層/キャリア箔」の層構成を備える複合金属箔として、キャリア箔付電解銅箔を用いた。このキャリア箔付電解銅箔は、「カルボキシベンゾトリアゾールを用いて形成した剥離層」を介して「補強金属層となる極薄銅箔(厚さ3μm)」と「キャリア箔である銅箔(厚さ18μm)」とが積層した状態のものを用いた。

0067

そして、エッジコーターを用いて、実施例1と同じ樹脂ワニスをキャリア箔付電解銅箔(複合金属箔)の極薄銅箔の表面に15μmの厚さで塗布し、150℃×5分間の加熱条件で乾燥させ、厚さ15μmの保護層5を構成する樹脂層を片面に設け、「樹脂フィルム層/補強金属層/剥離層/キャリア箔」の層構成を備える保護層付複合金属箔を得た。

0068

その後、樹脂層の表面に厚さ18μmの電解銅箔の光沢面を当接させてヒートラミネートすることで、電解銅箔(厚さ18μm)/樹脂フィルム層/補強金属層(厚さ3μm)/剥離層/キャリア箔の層構成となる保護層前駆体を得た。この保護層前駆体に対して、電解銅箔(厚さ18μm)側に厚さ0.1mmのプリプレグを、温度200℃、×60分、プレス圧力30kgf/cm2の条件で積層し、キャリア箔を剥がすことで、両面にトータルの厚さが18μmの「樹脂フィルム層/補強金属層/剥離層」の3層構造をもつ保護層5を備えた第4の保護層付銅張積層板1を作製した。

実施例

0069

保護層付銅張積層板の作製: この実施例8では、実施例1と同様にして、両面に厚さ10μmの保護層5を備える第1の保護層付銅張積層板1を作製した。以下、実施例1と同様である。

0070

保護層付銅張積層板の作製: この比較例1では、実施例1の樹脂に代えて、エポキシ樹脂フィルム層からなる保護層とした。樹脂ワニスとしては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:エポトートYD−128、東都化成株式会社製)を79重量部、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名:エピクロンN−680、DIC株式会社製)を6重量部、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(商品名:セイカキュアS、和山精化工業株式会社)を15重量部、硬化促進剤:2−メチルイミダゾール(商品名:2MZ、四国化成工業株式会社製)を0.4重量部とし、メチルエチルケトンジメチルホルムアミドとの混合溶剤に溶解し、樹脂固形分量が60重量%の樹脂ワニスを調製した。そして、この樹脂ワニスを用い、実施例1と同様に厚さ5μmの保護層5となる樹脂層を片面に備える保護層付銅箔を得た後、実施例1と同様にして、保護層付銅張積層板を作製した。

0071

比較例2においては、実施例1において、保護層の樹脂フィルム層からなる厚さを1μmとしたこと以外は実施例1と同様とした。

0072

比較例3においては、実施例1において、保護層の樹脂フィルム厚さを55μmとしたこと以外は実施例1と同様とした。

0073

<保護層の評価方法
保護層の評価は下記の通りの評価を行った。

0074

(1)剥離強度測定
各実施例及び比較例で得られた保護層付銅張積層板の表面に、10mm幅の直線状の試験用保護層を形成し、速度5m/minで角度90°で剥離した時の剥離強度F(gf/cm)を測定した。このとき、剥離強度F(gf/cm)は下記のランクで判定した。
AA:5≦F≦10(最良
A :3≦F<5 ないし 10<F≦50(良)
B :1≦F<3 ないし 50<F≦100でかつ剥離可能なもの(使用可)
C :剥離不可能(不良)

0075

(2)剥離性の評価
各実施例及び比較例で得られた10枚の保護層付銅張積層板から保護層を剥がしたときの保護層の破れ発生率P(%)を求め、下記のランクで判定した。
AA:P=0(最良)
A :0<P≦10(良)
B :10<P≦50(使用可)
C :50<P ないし剥離不可能(不良)

0076

(3)内層導体の平坦性評価 各実施例及び比較例で得られた保護層付銅張積層板にドリルで0.3mm径の導電遮断部位形成用貫通孔(スルーホール)を形成し、その孔内へめっきレジスト充填を行い、150℃×120分の乾燥・硬化を行った。その後、保護層を剥離すると、導電遮断部位形成用貫通孔の部位において、剥離した保護層の厚さに相当する高さ分のめっきレジストが表面から突出した銅張積層板が得られる。この銅張積層板の両面に、厚さ100μmのプリプレグを介して両面銅張板を温度200℃、×60分、プレス圧力30kgf/cm2で積層し、プリント配線板の前駆体となる積層板を形成した。その後、断面観察を行い、めっきレジストが充填された貫通孔の直上の内層導体と、めっきレジストの充填されていない内層導体の段差S(μm)を測定した。また、段差S(μm)値に基づき、下記のランクで判定した。
A :0≦S<15(良)
B :15≦S<30(使用可)
C :30≦S ないしサンプル作成不能(不良)

0077

(4)総合判定
上述した評価ランクから、下記の判断基準で総合判定を行った
C :Cランクが1以上(不良)
B :Bランクが1以上(使用可)
AA:AAランクが2以上(最良)
A :上記AA、B、Cランク以外(良)

0078

<実施例と比較例との対比>
以下、表1に掲載した内容をもって実施例と比較例との対比を行う。

0079

0080

表1より明らかな通り、保護層を構成する樹脂フィルム層の材料が本願発明の範囲である例は、引き剥がし強さ及び剥離性が良好であった。また、保護層の厚さが本願発明の範囲となる例は、剥離性も良好であるとともに内層導体の段差も少なくいものとなっていた。また、厚さが本願発明の範囲となり、補強金属層を有するものは、剥離時の破れ発生率がゼロであり、非常に良好な結果を示した。

0081

以上のことから理解できるように、本件出願に係る保護層付銅張積層板は、ドリル加工による導電遮断部位形成用貫通孔の形成及び当該導電遮断部位形成用貫通孔内へのめっきレジスト充填が終了するまで、当該銅張積層板の表面に存在させ、その後、当該保護層を引き剥がして除去する。よって、めっきレジストを充填した導電遮断部位形成用貫通孔の開口部の周囲に付着残留するめっきレジスト成分を完全に除去できる。従って、特許文献1に開示された多層プリント配線板の製造方法において、一括積層の容易なプリント配線板の製造に好適である。

0082

1 保護層付銅張積層板
2導電遮断部位
3銅層
4絶縁層構成材
5 保護層
6 導電遮断部位形成用貫通孔
スルーホール形成用の貫通孔
10多層プリント配線板
TH1,TH2スルーホール
sPCB1,sPCB2,PCB3,sPCB4 プリント配線板

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