JP2008034724A

JP2008034724A - 低誘電配線板の製造方法

Info

Publication number: JP2008034724A
Application number: JP2006208463A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nogami; 隆野上; Akira Okada; 晃岡田; Hiroshi Obara; 広小原; Junya Ishida; 純也石田; Takashi Gonda; 貴司権田
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2006-07-31
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】安価に製造することのできる低誘電配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】所定の成形材料１を使用して絶縁基板３を圧縮成形し、圧縮成形した絶縁基板３の両面のうち少なくとも片面に銅箔層を積層し、銅箔層をエッチングしてパターン層を形成する。成形材料１を、少なくとも粉末の熱可塑性樹脂と大量の低誘電フィラーとを用いて調製する。焼成により製造されたセラミック製の高価な絶縁基板を使用しないので、安価に製造することができる。また、粉末化された熱可塑性樹脂と低誘電フィラーの材料選択により、ガラスクロス等を使用することなく低誘電配線板の強度を向上させ、使用時の損傷を有効に防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶テレビ、コンピュータ、携帯電話等に使用される低誘電配線板の製造方法に関するものである。

近年の大型液晶テレビ、コンピュータのマザーボード、アンテナ機器等に高周波基板である配線板を使用する場合には、信頼性や放熱性の他、信号の伝送損失防止の観点から低い誘電性が要求される（特許文献１、２参照）。この種の配線板を製造する従来の方法としては、例えばセラミックからなる絶縁基板に銅箔層を積層し、この銅箔層を加工してパターン層を形成する方法があげられる。
特開２００６‐２４８２４号公報特開２００１‐８５５７２号公報

従来における低誘電配線板は、以上のように製造されているが、セラミックからなる絶縁基板が非常に高価なので、ランニングコスト等の観点から経済的に問題がある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、安価に製造することのできる低誘電配線板の製造方法を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、少なくとも粉末の熱可塑性樹脂を含む成形材料を使用して絶縁基板を圧縮成形し、この圧縮成形した絶縁基板の両面のうち少なくとも片面に導電層を設け、この導電層を加工してパターン層を形成することを特徴としている。

なお、絶縁基板の両面に導電層をそれぞれ設け、各導電層を加工してパターン層を形成し、絶縁基板に設けた貫通孔の内部にパターン層と導通するスルーホールメッキを施すことができる。
また、成形材料の熱可塑性樹脂を液晶ポリマーとすることが好ましい。
また、成形材料を中空の低誘電フィラーとすることができる。

また、成形材料は低誘電フィラーを含み、この低誘電フィラーを粉末の液晶ポリマー、フッ素樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、ガラス中空体であるガラスバルーン、石炭灰中空体、あるいはシラスバルーンとすることができる。
また、金型に成形材料を投入して絶縁基板を圧縮成形する際、金型をバンピングすることができる。

また、圧縮成形した絶縁基板の両面のうち少なくとも片面からスキン層を除去して導電層を設けることも可能である。
また、成形材料を使用して貫通孔付きの絶縁基板を圧縮成形することが可能である。

また、絶縁基板の両面に導電層をそれぞれ設け、各導電層を加工してパターン層を形成し、絶縁基板に貫通孔を設けてその内部にパターン層と導通するスルーホールメッキを施すことも可能である。
さらに、絶縁基板の両面に導電層をそれぞれ設けるとともに、絶縁基板の厚さ方向に貫通孔を設け、各導電層を加工してパターン層を形成し、貫通孔の内部には、パターン層と導通するスルーホールメッキを施すことも可能である。

ここで、特許請求の範囲における成形材料には、粉末の熱可塑性樹脂、低誘電フィラー、有機充填剤、無機充填剤、及び顔料等を含有させることができる。この成形材料の熱可塑性樹脂としては、液晶ポリマー、ポリイミド、ポリアミドイミドあるいはポリエーテルイミド等のポリイミド系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホンあるいはポリフェニルサルホン等の芳香族ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリフェニレンサルファイドで代表されるポリアリーレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリフタルアミド等のスーパーエンジニアリングプラスチックがあげられる。

導電層は、例えば圧延銅箔や電解銅箔等の銅箔が使用され、絶縁基板の表面、裏面、表裏両面に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂あるいはノボラック型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、エポキシ変性ポリイミド樹脂等のポリイミド系樹脂を介して接着、メッキ、ＥＢ蒸着、イオンプレーティング、高周波スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、対向ターゲット型マグネトロンスパッタリング等の物理的蒸着法により設けることができる。また、貫通孔は、単数複数を特に問うものではない。

本発明によれば、信号の伝送損失を抑制できる低誘電性の配線板を安価に製造することができるという効果がある。また、粉末化された熱可塑性樹脂の材料選択により、低誘電フィラーが高充填した成形品の成形が可能となるので、配線板の低誘電化や低誘電配線板の強度向上による使用時の損傷防止が可能となる。また、低誘電配線板を圧縮成形法により成形するので、特性値に縦方向及び横方向の異方性が小さくなり、取り扱い性を向上させることができる。さらに、加熱で軟化して塑性を示す熱可塑性樹脂を使用するので、生産性や取り扱い性の向上が期待できる。

また、成形材料の熱可塑性樹脂を液晶ポリマーとすれば、高強度、低収縮率、低膨張率、低吸湿性、高絶縁強度、高速固化、低バリ性の低誘電配線板を得ることが可能になるという効果がある。

また、成形材料に低誘電フィラーを添加する場合、この低誘電フィラーを、内部に空気、二酸化炭素、窒素等の気体が充填されたガラス中空体（ガラスバルーン）、石炭灰中空体、あるいはシラスバルーン等の中空体とすれば、反りのない配線板を従来よりも容易に低誘電化することができる。これらの中空体は、２種類以上の混合物として使用することもできるので、材料の使用や選択に支障を来たすことがない。

さらに、低誘電フィラーを粉末の液晶ポリマー、フッ素樹脂、変性ポリフェニレンエーテル等の有機低誘電フィラーとすれば、反りのない低誘電配線板を成形することができるという効果がある。これらの低誘電性樹脂としては、２種類以上の混合物、共重合物、あるいは変性物を自由に使用することができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における低誘電配線板の製造方法は、図１ないし図４に示すように、調製した所定の成形材料１を金型２に投入して絶縁基板３を圧縮成形し、この圧縮成形した絶縁基板３の表裏両面のうち少なくとも表面に銅箔層４を積層し、この銅箔層４をエッチングして配線用のパターン層５を形成するようにしている。

成形材料１は、粉末の熱可塑性樹脂と粉末の低誘電フィラーとを用いて調製され、必要に応じて有機充填剤、無機充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤が添加される。この成形材料１の熱可塑性樹脂と低誘電フィラーとの調製は、ヘンシルミキサー、リボンブレンダー、ナウターミキサー、タンブラーミキサー、ボウルミル、ロッキングミキサー等の攪拌機で行うことができる。

粉末の熱可塑性樹脂としては、耐熱性に優れる液晶ポリマー、ポリイミド、ポリアミドイミドあるいはポリエーテルイミド等のポリイミド系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホンあるいはポリフェニルサルホン等の芳香族ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリフェニレンサルファイドで代表されるポリアリーレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリフタルアミド等のスーパーエンジニアリングプラスチックがあげられる。これら熱可塑性樹脂については、単独で使用しても良いし、２種以上の複数の熱可塑性樹脂を混合して使用しても良く、熱可塑性樹脂の変性体、共重合体を問うものではない。

これらの熱可塑性樹脂の中では、比誘電率及び誘電正接等の誘電特性が低く、吸水率が小さく、曲げ特性、あるいは引張特性等の機械的特性、寸法安定性（線膨張係数が小さい）、耐湿性、難燃性、及び電気絶縁性に優れている液晶ポリマーの選択が好ましい。

熱可塑性樹脂の粒子径は、０．１μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは１．０μｍ以上４００μｍ以下が良い。これは、粒子径が０．１μｍ未満の場合は、静電気が発生しやすくなるため、計量中、攪拌機への投入中あるいは低誘電フィラーとの混合分散中に飛散するため、取り扱いが困難になるからである。逆に、５００μｍを超える粒子径の熱可塑性樹脂は、低誘電フィラーとの均一な混合性に劣り、絶縁基板３の特性値のバラツキが大きくなるため、好ましくないからである。

粉末の低誘電フィラーとしては、液晶ポリマー、フッ素樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、内部に空気、二酸化炭素、窒素等の気体を有するガラス中空体であるガラスバルーン、安価な石炭灰中空体、あるいはシラスバルーン等の無機中空体フィラー等があげられる。これらの中では、比誘電率及び誘電正接等の誘電特性、溶融流動性の改良、表面平滑性、寸法安定性に優れるガラス中空体（ガラスバルーン）や石炭灰中空体、シラスバルーンの選択が好ましい。

低誘電フィラーの粒子径は、０．１μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは１．０μｍ以上４００μｍ以下の範囲が良い。これは、低誘電フィラーの粒子径が０．１μｍ未満の場合は、計量中、攪拌機への投入中、あるいは低誘電フィラーとの混合分散中に飛散するため、取り扱いが困難になるからである。また、二次凝集による成形品の強度低下を招くため好ましくないからである。逆に、５００μｍを超える粒子径の場合には、粉末状の熱可塑性樹脂との均一混合性に劣り、絶縁基板３の特性値のバラツキが大きくなるため、好ましくないからである。

なお、低誘電フィラーは、粒子径の異なる複数のタイプ（例えば、１０μｍタイプと１００μｍタイプ）を使用して充填率等を向上させても良い。また、有機低誘電フィラーを低誘電フィラーとして使用する場合は、有機低誘電フィラーの融点が粉末の熱可塑性樹脂の融点より高温であることが好ましい。これは、有機低誘電フィラーの融点が低い場合は、フィラーとして働かなくなるため、反りが生じるからである。

低誘電フィラーは、必要に応じてビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプリピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトシキシラン、３−メタククリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−アクロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリエトキシシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−エトキシシリル−Ｎ−（１、３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤、テトラエトキシシラン、メチルトリメチルシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、イミダゾールシラン等のシラン剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、テトラ（２、２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジ−トリデシル）ホスファイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテート等のチタネート系カップリング剤、アルキルアセトセテートアルミニウムジイソプロピレート等のアルミネート系カップリング剤、２，４，７，９−テトラメチルー５−デシンー４，７−ジオール、２，４，７，９−テトラメチルー５−デシンー４，７−ジオールの酸化エチレン付加体等のアセチレングリコール、アセチレンアルコール、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等で表面処理を行っても良い。

このような成形材料１において、ガラス中空体（ガラスバルーン）又はシラスバルーン等の中空体フィラーが使用される場合の配合量は、粉末の熱可塑性樹脂に対する体積比で中空体フィラーの量が４０体積％以上７５体積％以下が良い。これは、ガラスバルーン又はシラスバルーンの配合量が４０体積％未満の場合は、低誘電配線板に反りが生じやすくなるため、好ましくないという理由に基づく。逆に、７５体積％を超える場合は、低誘電配線板の曲げ強度が著しく低下するため、好ましくないという理由に基づく。

低誘電フィラーと熱可塑性樹脂は、図示しないヘンシルミキサー、リボンブレンダー、ナウターミキサー、タンブラーミキサー、ボウルミル、ロッキングミキサー等の混合機により混合・分散された状態で圧縮成形用の金型２に投入される。

上記において、比誘電率の低い低誘電配線板を製造する場合には、先ず、粉末化された熱可塑性樹脂に粉末の低誘電フィラーを大量に加えて成形材料１を調製し、この成形材料１を分散させて金型２の雌型に投入（図１参照）し、金型２の雄型を型締めして熱可塑性樹脂の融点以上の温度で加熱加圧（図２参照）し、厚さ０．２〜５．０ｍｍ程度の絶縁基板３を圧縮成形する。

粉末化された熱可塑性樹脂と低誘電フィラーとは、市販の粉末品を購入しても良いし、そうでなくても良い。また、圧縮成形の際、金型２の雄型を複数回僅かに型開き（バンピング）してエアやガスを抜き、再度型締めすれば、絶縁基板３の成形不良を有効に防止することができる（図２の点線参照）。

低誘電フィラーとして、ガラス中空体（またはガラスバルーン）、石炭灰中空体、シラスバルーン等の中空体フィラーを使用する場合の圧縮成形圧力は、ガラスバルーン又はシラスバルーン等の中空体フィラーの耐圧力以下である。これは、耐圧力を超えて圧縮成形すると、成形時にガラスバルーン又はシラスバルーン等の中空体フィラーが破損してしまうおそれがあるからである。

こうして絶縁基板３を圧縮成形したら、冷却水により金型２を強制冷却して絶縁基板３を短時間で固化させ、金型２を型開きして絶縁基板３を脱型し、この取り出した絶縁基板３の全表面に薄い銅箔層４を積層する。絶縁基板３の全表面への積層に際しては、全表面のスキン層を除去し、細かな凹凸を形成すれば、アンカー効果により剥離強度が高くなるので好ましい。

スキン層の除去方法としては、絶縁基板３の表面に砂、アルミナ、シリカ、ガラスビーズ等の粒子径が５００μｍ以下の無機材料、粒子径が５００μｍ以下の金属、５００μｍ以下の樹脂等を吹き付けて行う機械的な処理方法（ブラスト処理）、クロム酸混液、次亜塩素酸ソーダ（ＮａＣｌＯ）／塩酸／水系、塩素酸塩−硫酸系、金属ナトリウムと液化アンモニウム混合液を使用するナトリウム処理等の薬剤を使用して処理する方法、スパッタエッチング処理法等の方法があげられる。また、スキン層を除去した面を、コロナ照射、プラズマ照射、紫外線照射、火焔処理、シランカップリング剤、シラン剤、チタネート系カップリング剤、あるいはアルミネート系カップリング剤で処理しても良い。

薄い銅箔層４は、エポキシ系の接着剤を介した銅箔の接着、メッキ法、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、あるいはスタンピング法等の方法により積層することができる（図３参照）。

絶縁基板３の全表面に銅箔層４を積層したら、この銅箔層４の不要領域をエッチング液によりエッチングして所定形状のパターン層５を形成すれば、低誘電性に優れ、信号の損失を抑制することのできる低誘電配線基板を製造することができる（図４参照）。

上記方法によれば、焼成により製造されたセラミック製の高価な絶縁基板を使用するのではなく、熱可塑性樹脂を含む成形材料により低誘電配線板を圧縮成形するので、非常に安価に製造することができる。また、粉末化された熱可塑性樹脂の材料選択により、ガラスクロス等を使用することなく低誘電配線板の強度を著しく向上させ、使用時の損傷をきわめて有効に防止することができる。また、液状のエポキシ樹脂等からなる脆い熱硬化性樹脂ではなく、加熱で軟化して塑性を示す熱可塑性樹脂を使用するので、強度、生産性、取扱性の大幅な向上を図ることが可能になる。

さらに、絶縁基板３を射出成形するのではなく、粉末の成形材料１を用いて圧縮成形するので、成形材料１が特定の方向に優先的に配列する配向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）による不具合を確実に防止することができ、しかも、反りのないフラットで熱の逃げやすい厚肉の絶縁基板３をきわめて容易に得ることが可能になる。この反りの抑制防止は、電子部品の実装の観点からきわめて有意義な効果である。

次に、図５ないし図７は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、圧縮成形した絶縁基板３の表裏両面に薄い銅箔層４をそれぞれ積層接着し、各銅箔層４の不要領域をエッチングして所定形状のパターン層５を形成し、絶縁基板３の厚さ方向に複数の貫通孔１０を必要数ドリルで穿孔して各貫通孔１０の内周面には一対のパターン層５のスルーホールランドと導通するスルーホールメッキ１１を施すようにしている。

スルーホールメッキ１１は、各種の金属メッキ、例えば銅メッキ等からなり、一対のパターン層５間を相互に導通するよう機能する。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、貫通孔１０の内周面に絶縁性の被覆層を形成した後、この被覆層にスルーホールメッキ処理を施すのではなく、穿孔した貫通孔１０の内周面にスルーホールメッキ１１を直接施せば良いので、製造方法の煩雑化や複雑化を防止したり、被覆材料の省略を通じて大幅なコスト削減を図ることができるのは明らかである。

なお、上記実施形態では粉末の低誘電フィラーとして、粉末の液晶ポリマー、フッ素樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、ガラスバルーン、石炭灰中空体、シラスバルーンを使用したが、何らこれに限定されるものではなく、これらを混合して使用しても良い。また、平坦な銅箔層４を表面処理して凹凸に形成し、この凸凹の銅箔層４の粗面を絶縁基板３に積層してアンカー効果により固定しても良い。

さらに、圧縮成形した絶縁基板３の表裏両面に銅箔層４をそれぞれ積層接着した後、絶縁基板３の厚さ方向に必要数の貫通孔１０をドリルで穿孔して各貫通孔１０の内周面には銅箔層４と導通するスルーホールメッキ１１を施し、各銅箔層４の不要領域をエッチングして所定形状のパターン層５を形成しても良い。

以下、本発明に係る低誘電配線板の製造方法の実施例を比較例と共に説明する。
実施例１
［絶縁基板の作製］
先ず、熱可塑性樹脂として液晶ポリマー［製品名：Ｅ６ＭＰ、粒子径：６．２μｍ（正規分布５０％）、住友化学社製］１００質量部、低誘電フィラーとしてガラス中空体［製品名：グラスバブルズＳ６０ＨＳ、粒径分布：１１μｍ（１０％）、３０μｍ（５０％）、５０μｍ（９０％）、住友スリーエム社製］８０質量部（グラスバブルズＳ６０ＨＳの体積比率：６４．８ｖｏｌ％）とをタンブラーミキサーに投入し、１時間混合分散して成形材料を調製した。

成形材料を調製したら、成形材料を金型（製品サイズ：２１０ｍｍ×２９６ｍｍ×１．６ｍｍ）中に投入し、熱板が４４０℃に加熱された１００ｔ圧縮成形機を使用してゲージ圧力２ＭＰａで金型の温度が３８０℃に達するまで圧縮成形した。この際、金型の温度が３８０℃に達するまでの時間は５分０２秒であった。

次いで、金型の圧力を解放し、再び熱板を水冷した４００t圧縮成形機を使用してゲージ圧力１５ＭＰaで金型を５分間冷却しながら圧縮成形し、厚さ１．６ｍｍの絶縁基板を成形した。冷却５分後の金型の温度は８４℃であった。
得られた絶縁基板の密度、曲げ強度、曲げ弾性率、体積抵抗率、表面抵抗率、絶縁破壊強さ、比誘電率、誘電正接、及び反りの発生を測定し、その測定結果を表１にまとめた。

[絶縁基板の評価]
密度
絶縁基板の密度の実測値は、ＪＩＳＫ７１１２に準じて測定し、平均値をもって絶縁基板の密度とし、標準偏差をもって密度のバラツキとした。密度の計算値は、熱可塑性樹脂の密度と低誘電フィラーの密度から算出した。

曲げ特性
絶縁基板の曲げ特性は曲げ強度及び曲げ弾性率を測定し、平均値をもって絶縁基板の曲げ強度及び曲げ弾性率とし、標準偏差をもってバラツキとした。また、曲げ強度及び曲げ弾性率は、ＪＩＳＫ７１７１に準じて測定した。また、測定方向のＸ軸方向は短手方向、Ｙ軸方向を長手方向とした。

表面抵抗率・体積抵抗率
ＪＩＳＫ７１９４に準じて測定し、平均値をもって絶縁基板の表面抵抗率及び体積抵抗率とし、標準偏差をもってバラツキとした。

絶縁破壊強さ
ＪＩＳＫ６９１１（短時間法）に準じて測定し、平均値をもって絶縁基板の絶縁破壊強さとし、標準偏差をもってバラツキとした。

誘電特性
誘電特性は、１ＧＨｚ、４ＧＨｚ、１２ＧＨｚの比誘電率及び誘電正接を測定し、平均値をもって絶縁基板の比誘電率及び誘電正接とし、標準偏差をもってバラツキとした。１ＧＨｚは、インピーダンス・マテリアル・アナライザーを使用した測定法により求めた。また、４ＧＨｚと１２ＧＨｚの誘電特性は、円筒空洞共振器法によりそれぞれ測定した。
反りの発生
絶縁基板の反りの発生は、目視により評価した。

［絶縁基板の表面処理］
先ず、作製した絶縁基板の表面に平均粒子径が５３μｍのアルミナを圧力：０．３ＭＰａ、速度：２．０ｍ／ｍｉｍで吹き付けてスキン層を除去し、絶縁基板の表面形状を表面粗さ形状測定機［測定機名：サーフコム４８０Ａ、ＡＣＣＲＥＴＥＣＨ東京精密社製］を使用して測定した。測定の結果、中心線平均値:２．７５５μｍ、最大高さ：１８．２０３μｍ、十点平均値：１１．１１９μｍ、最大高さ：２８．６５０μｍであった。

［導電層の形成］
スキン層を除去した絶縁基板の片面にエポキシ樹脂付き銅箔［商品名：ＭＨＣＧ１００、三井金属鉱業社製］を用いて導電層である銅箔層を接着した。エポキシ樹脂付き銅箔は、１８μｍの厚さを有する銅箔に、厚さ３μｍのエポキシ樹脂が積層されたタイプを使用した。また、銅箔層の接着に際しては、真空圧縮成形機を使用し、温度１８０℃、圧力１０ＭＰａの条件で３時間実施した。また、剥離強度（９０°剥離）は１．３ＫＮ／ｍであり、十分に使用可能な剥離強度を有していた。さらに、絶縁基板や銅箔層を目視により観察したところ、反りのないのを確認した。

実施例２
［絶縁基板の作製］
先ず、熱可塑性樹脂としてポリイミド［製品名：オーラムＰＤ４５０、粒径分布：５〜１００μｍ、三井化学社製］１００質量部、低誘電フィラーとして石炭灰中空体［製品名：イースフィアーズＳＬ７５、粒度範囲：２０〜７５μｍ、太平洋セメント社製］６０質量部（石炭灰中空体の体積比率：５１．２ｖｏｌ％）とをタンブラーミキサーに投入し、１時間混合分散して成形材料を調製した。

調製した成形材料を金型（製品サイズ：２１０ｍｍ×２９６ｍｍ×１．０ｍｍ）中に投入し、熱板が４６０℃に加熱された１００ｔ圧縮成形機を使用してゲージ圧力２ＭＰａで金型の温度が４３０℃に達するまで圧縮成形した。金型の温度が４３０℃に達するまでの時間は、７分３５秒であった。

次いで、圧力を解放し、再び熱板を水冷した４００t圧縮成形機を使用してゲージ圧力１０ＭＰaで金型を５分間冷却しながら圧縮成形を行い、厚さ１．０ｍｍの絶縁基板を作製した。冷却５分後の金型の温度は９４℃であった。
得られた絶縁基板の曲げ強度、曲げ弾性率、体積抵抗率、表面抵抗率、絶縁破壊強さ、比誘電率、誘電正接、及び反りの発生を測定し、測定結果を表１にまとめた。

［表面処理］
作製した絶縁基板の表面に平均粒子径が５３μｍのアルミナを圧力：０．３ＭＰａ、速度：２．０ｍ／ｍｉｍで吹き付けてスキン層を除去し、絶縁基板の表面形状を表面粗さ形状測定機［測定機名：サーフコム４８０Ａ、ＡＣＣＲＥＴＥＣＨ東京精密社製］を使用して測定した。結果は、中心線平均値:１．８１８μｍ、最大高さ：１４．６９９μｍ、十点平均値：９．９７８μｍ、最大高さ：１８．５７３μｍであった。

［導電層の形成］
スキン層を除去した絶縁基板の両面に酸素プラズマをそれぞれ照射した。この酸素プラズマ照射は、真空度が５．０×１０^-2ｍｂａｒに達した後、表２の条件下で実施した。酸素プラズマを照射したら、直ちに絶縁基板の両面に厚さ：２５μｍのアミド−エポキシ系接着絶縁材［製品名：ＫＳ７００３、日立化成社製］を介して厚さ１７μｍの電解銅箔［製品名ＪＴＣ−１／３−ｏｚ、日鉱グレード・フォイル社製］を銅箔層として接着した。

係る銅箔層の接着には、真空圧縮成形機を使用し、温度：１５０℃、圧力：２ＭＰａで３０分間行い、引き続き、温度１８０℃、圧力：２ＭＰａで２時間行った。また、剥離強度（９０°剥離）は、１．５ＫＮ／ｍであり、十分に使用可能な剥離強度を有していた。さらに、絶縁基板や銅箔層を目視により観察したところ、反りのないのを確認した。

実施例３
［絶縁基板の作製］
先ず、熱可塑性樹脂として、ポリフェニレンサルファイド［製品名：トレリナＥ２１８０、東レ社製］を粉砕し、１５０メッシュパスとしたポリフェニレンサルファイド１００質量部と、低誘電フィラーとしてガラス中空体［製品名：グラスバブルズＳ６０ＨＳ、粒径分布：１５μｍ（１０％）、３０μｍ（５０％）、５５μｍ（９０％）、住友スリーエム社製］１００質量部（グラスバブルズＳ６０の体積比率：６９．１ｖｏｌ％）とをタンブラーミキサーに投入し、１時間混合分散して成形材料を調製した。

成形材料を金型（製品サイズ：２１０ｍｍ×２９６ｍｍ×０．５ｍｍ）中に投入し、熱板が４１０℃に加熱された１００ｔ圧縮成形機を使用してゲージ圧力２ＭＰａで金型の温度が３５０℃の達するまで圧縮成形した。金型が３５０℃に達するまでの時間は４分３０秒であった。
次いで、圧力を解放し、再び熱板を水冷した４００t圧縮成形機を使用してゲージ圧力５ＭＰaで５分間冷却しながら圧縮成形を行い、厚さ０．５ｍｍの絶縁基板を作製した。冷却５分後の金型の温度は７４℃であった。

得られた絶縁基板の曲げ強度、曲げ弾性率、体積抵抗率、表面抵抗率、絶縁破壊強さ、比誘電率、誘電正接、及び反りの発生を測定してその測定結果を表１にまとめた。

［導電層の形成］
絶縁基板の片面に酸素プラズマ照射をそれぞれ施した。この酸素プラズマ照射は真空度が５．０×１０^-2ｍｂａｒに達した後、表２の条件下で実施した。照射後、直ちに絶縁基板の片面に厚さ：２５μｍのアミド−エポキシ系接着絶縁材［製品名：ＫＳ６６００−７Ｆ、日立化成社製］を介して厚さ１７μｍの電解銅箔［製品名ＪＴＣ−１／３−ｏｚ、日鉱グレード・フォイル社製］を銅箔層として接着した。

銅箔層の接着は、真空圧縮成形機を使用し、温度：１５０℃、圧力：３ＭＰａ、で３０分間行い、引き続き温度２００℃、圧力：２ＭＰａで２時間行った。また、剥離強度（９０°剥離）は、１．２ＫＮ／ｍであり、十分に使用可能な剥離強度を有していた。さらに、絶縁基板や銅箔層を目視により観察したところ、反りのないのを確認した。

実施例４
先ず、熱可塑性樹脂として、液晶ポリマー［製品名：Ｅ７ＭＰ、粒子径：６．０μｍ（正規分布５０％）、住友化学社製］１００質量部、低誘電フィラーとして液晶ポリマー［製品名：Ｅ６ＭＰ．粒子径６．２μｍ（正規分布５０％）、住友化学社製］８０質量部とをタンブラーミキサーで混合後、４０メッシュの金網を３回通過させ、混合分散して成形材料を調製した。

成形材料を調製したら、金型（製品サイズ：２１０ｍｍ×２９６ｍｍ×３．０ｍｍ）中に投入し、熱板が４４０℃に加熱された１００ｔ圧縮成形機を使用してゲージ圧力２ＭＰａで金型の温度が３８０℃に達するまで圧縮成形した。金型の温度が３８０℃に達するまでの時間は４分５２秒であった。

次いで、圧力を解放し、再び熱板を水冷した４００t圧縮成形機を使用してゲージ圧力２０ＭＰaで金型を５分間冷却しながら圧縮成形を行い、厚さ２．９ｍｍの絶縁基板を作製した。冷却５分後の金型の温度は８８℃であった。
得られた絶縁基板の曲げ強度、曲げ弾性率、体積抵抗率、表面抵抗率、絶縁破壊強さ、比誘電率、誘電正接、及び反りの発生を測定し、その測定結果を表３にまとめた。

［表面処理］
作製した絶縁基板の表面に平均粒子径が５３μｍのアルミナを圧力：０．３ＭＰａ、速度：２．０ｍ／ｍｉｍで吹き付けてスキン層を除去し、絶縁基板の表面形状を表面粗さ形状測定機［測定機名：サーフコム４８０Ａ、ＡＣＣＲＥＴＥＣＨ東京精密社製］を使用して測定した。測定の結果は、中心線平均値:３．０６６μｍ、最大高さ：１９．８９４μｍ、十点平均値：１４．７９６μｍ、最大高さ：２３．０１４μｍであった。

［導電層の形成］
スキン層を除去した絶縁基板の両面に上記エポキシ樹脂付き銅箔［製品名：ＭＨＣＧ１００、三井金属鉱業社製］を用いて銅箔層をそれぞれ接着した。この銅箔層の接着に際しては、真空圧縮成形機を使用し、温度１８０℃、圧力１０ＭＰａの条件で３時間実施した。また、銅箔層の剥離強度（９０°剥離）は１．５ＫＮ／ｍであり、十分に使用可能な剥離強度を有していた。さらに、絶縁基板や銅箔層を目視により観察したところ、反りのないのを確認した。

実施例５
実施例１で得られた絶縁基板の両面に実施例２と同様の方法により酸素プラズマ照射をそれぞれ施した。
次いで、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン［製品名：ＫＢＥ−９０３、信越化学工業社製］の０．５ｗｔ％水溶液に１０秒間浸漬し、絶縁基板の表面をγ-アミノプロピルトリエトキシシラン処理した。

γ-アミノプロピルトリエトキシシランで表面処理した絶縁基板に、銅箔層が３５μｍとなるよう、無電解銅メッキ法により積層した。銅箔層の厚みを光学顕微鏡により測定した結果、銅箔層の厚みは３１μｍであった。
銅箔層の密着をクロスカット法により試験した。クロスカット法は、絶縁基板上の銅箔層をナイフで５ｍｍ間隔で碁盤目状にカットした後、粘着テープを貼り付け、引き剥がし、銅箔層の剥離状態を目視により評価する方法である。結果は、銅箔層の剥離が認められなかった。

比較例１
［絶縁基板の作製］
先ず、熱硬化性樹脂として一液性エポキシ樹脂［製品名：ＸＮ１２４５ＳＲ、ナガセケムテックス社製］１００質量部と、低誘電フィラーとして石炭灰中空体［製品名：イースフィアーズＳＬ７５、粒度範囲：２０〜７５μｍ、太平洋セメント社製］６０質量部（石炭灰中空体の体積比率：５１．９ｖｏｌ％）とを容器に投入し、攪拌機で１時間混合分散して成形材料を調製した。

調製した成形材料を金型（製品サイズ：２１０ｍｍ×２９６ｍｍ×１．０ｍｍ）中に投入し、１２０℃に加熱された熱風オーブン中に９０分間静置して一液性エポキシ樹脂を硬化させ、金型から取り出して厚さ１．０ｍｍの絶縁基板を作製した。
得られた絶縁基板の曲げ強度、曲げ弾性率、体積抵抗率、表面抵抗率、絶縁破壊強さ、比誘電率、誘電正接、及び反りの発生を測定し、測定結果を表４にまとめた。

［導電層の形成］
絶縁基板の両面に酸素プラズマをそれぞれ照射した。この酸素プラズマ照射は、真空度が５．０×１０^-2ｍｂａｒに達した後、表２の条件下で実施した。酸素プラズマを照射したら、絶縁基板の片面に厚さ２５μｍのアミド−エポキシ系接着絶縁材［製品名：ＫＳ７００３、日立化成社製］を介して厚さ１７μｍの電解銅箔［製品名ＪＴＣ−１／３−ｏｚ、日鉱グレード・フォイル社製］を銅箔層として接着した。

係る銅箔層の接着には、真空圧縮成形機を使用し、温度：１５０℃、圧力：３ＭＰａで３０分間行い、引き続き温度２００℃、圧力：２ＭＰａの条件で２時間行った。また、剥離強度（９０°剥離）は、１．１ＫＮ／ｍであり、十分に使用可能な剥離強度を有していた。さらに、絶縁基板や銅箔層を目視により観察したところ、反りのないのを確認した。

比較例２
［絶縁基板の作製］
先ず、熱可塑性樹脂として液晶ポリマー［製品名：ＳＭＰ−０１、住友化学社製］１００質量部と、低誘電フィラーとしてガラス中空体［製品名：グラスバブルズＳ６０ＨＳ、粒度分布：１１μｍ（１０％）、３０μｍ（５０％）、５０μｍ（９０％）、住友スリーエム社製］８０質量部（グラスバブルズＳ６０ＨＳの体積比率：６４．８ｖｏｌ％）とをタンブラーミキサに投入し、１時間混合分散して成形材料を調製した。

成形材料を調製したら、この成形材料を幅４００ｍｍ、リップ間隔１．０ｍｍのダイを備えたφ４０ｍｍの単軸押出機に供給して３６０℃で溶融混練し、３６０℃で加熱されたダイから押し出すとともに、表面温度が３０℃に保持された冷却ロールで冷却固化し、長さ１０ｍ、幅３００ｍｍ、厚み０．７０ｍｍの絶縁基板を作製した。

こうして得られた絶縁基板の曲げ強度、曲げ弾性率、体積抵抗率、表面抵抗率、絶縁破壊強さ、比誘電率、誘電正接、及び反りの発生を測定し、測定結果を表４にまとめた。測定方向のＸ軸方向は押出方向と直交する横方向とし、Ｙ軸方向は押出方向である縦方向とした。

［表面処理］
作製した絶縁基板の表面に平均粒子径が５３μｍのアルミナを圧力：０．３ＭＰａ、速度：２．０ｍ／ｍｉｍで吹き付けてスキン層を除去し、絶縁基板の表面形状を表面粗さ形状測定機［測定機名：サーフコム４８０Ａ、ＡＣＣＲＥＴＥＣＨ東京精密社製］を使用して測定した。測定の結果は、中心線平均値:３．０６３μｍ、最大高さ：２０．３５７μｍ、十点平均値：１２．４２５μｍ、最大高さ：３０．７８４μｍであった。

［導電層の形成］
スキン層を除去した絶縁基板の片面にエポキシ樹脂付き銅箔［製品名：ＭＨＣＧ１００、三井金属鉱業社製］を用いて銅箔層をそれぞれ接着した。この銅箔層の接着に際しては、真空圧縮成形機を使用し、温度：１８０℃、圧力：１０ＭＰａの条件で３時間実施した。また、銅箔層の剥離強度（９０°剥離）は、１．２ＫＮ／ｍであり、十分に使用可能な剥離強度を有していた。また、接着した銅箔層を目視により観察したところ、著しく大きな反りを確認した。

結果
実施例１〜４により得られた絶縁基板の曲げ特性は、Ｘ軸方向とＹ軸方向の差１０％以下で異方性が認められなかった。また、表面抵抗率は１０¹⁵Ω／□以上、体積抵抗率は１０¹⁵Ω・ｃｍ以上、絶縁破壊強さは２０ＫＶ／ｍｍであり、優れた絶縁性を有していた。絶縁基板の１２ＧＨｚの高周波領域における比誘電率は３．０以下又は１２ＧＨｚの高周波領域の誘電正接は０．００１以下であった。

成形品に反りは何ら認められなかった。また、導電層は、接着剤を介しての銅箔の接着、あるいはメッキによる銅箔層の形成により設けることが可能である。
以上の結果より、本発明により得られる絶縁基板は、低誘電性配線板の絶縁基板として十分に使用することが可能である。

これに対し、比較例１の絶縁基板は、実施例１の絶縁基板と比較して曲げ強度や曲げ弾性率等の曲げ特性が劣り、しかも、成形時間が長いので生産性に関して問題が生じた。さらに、比較例２の絶縁基板は、押出成形法により絶縁基板を作製したため、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに大きな異方性が生じ、加えて大きな反りが認められた。

本発明に係る低誘電配線板の製造方法の実施形態における成形材料を分散させて金型に投入する状態を模式的に示す説明図である。本発明に係る低誘電配線板の製造方法の実施形態における絶縁基板を圧縮成形する状態を模式的に示す説明図である。本発明に係る低誘電配線板の製造方法の実施形態における絶縁基板の全表面に銅箔層を積層した状態を模式的に示す説明図である。図３の銅箔層の不要領域をエッチングしてパターン層を形成した状態を模式的に示す説明図である。本発明に係る低誘電配線板の製造方法の第２の実施形態における絶縁基板の表裏両面に銅箔層をそれぞれ積層する状態を模式的に示す説明図である。図５の絶縁基板の厚さ方向に複数の貫通孔を穿孔した状態を模式的に示す断面説明図である。図６の各貫通孔の内周面にスルーホールメッキを施した状態を模式的に示す断面説明図である。

符号の説明

１成形材料
２金型
３絶縁基板
４銅箔層（導電層）
５パターン層
１０貫通孔
１１スルーホールメッキ

Claims

少なくとも粉末の熱可塑性樹脂を含む成形材料を使用して絶縁基板を圧縮成形し、この圧縮成形した絶縁基板の両面のうち少なくとも片面に導電層を設け、この導電層を加工してパターン層を形成することを特徴とする低誘電配線板の製造方法。
絶縁基板の両面に導電層をそれぞれ設け、各導電層を加工してパターン層を形成し、絶縁基板に設けた貫通孔の内部にパターン層と導通するスルーホールメッキを施す請求項１記載の低誘電配線板の製造方法。
成形材料の熱可塑性樹脂を液晶ポリマーとする請求項１又は２記載の低誘電配線板の製造方法。
成形材料は低誘電フィラーを含み、この低誘電フィラーを粉末の液晶ポリマー、フッ素樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、ガラスバルーン、石炭灰中空体、あるいはシラスバルーンとする請求項１、２、又は３記載の低誘電配線板の製造方法。