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WO2022118658A1 - 積層基板 - Google Patents

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Publication number
WO2022118658A1
WO2022118658A1 PCT/JP2021/042269 JP2021042269W WO2022118658A1 WO 2022118658 A1 WO2022118658 A1 WO 2022118658A1 JP 2021042269 W JP2021042269 W JP 2021042269W WO 2022118658 A1 WO2022118658 A1 WO 2022118658A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
thermoplastic resin
resin layer
laminated substrate
conductor
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2021/042269
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隆之 島村
知大 古村
素直 福武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of WO2022118658A1 publication Critical patent/WO2022118658A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits

Definitions

  • the present invention relates to a laminated substrate.
  • Patent Document 1 describes a composite transmission line in which a plurality of signal transmission lines and a power transmission line are formed of a laminated insulator in which a plurality of insulator layers are laminated. Is disclosed. Patent Document 1 describes that each layer of the laminated insulator is made of a thermoplastic resin base material such as a liquid crystal polymer.
  • a material having a small dielectric constant is used in order to improve the dielectric property in a high frequency region.
  • a large difference may occur in the linear expansion coefficient between the insulator layer and the conductor pattern constituting the transmission line. As a result, the laminated substrate may be warped and dimensionally changed.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a laminated substrate in which warpage and dimensional change are suppressed.
  • the laminated substrate of the present invention comprises a first thermoplastic resin layer, a second thermoplastic resin layer adjacent to the first thermoplastic resin layer on the first main surface side, and the first first thermoplastic resin layer.
  • a conductor layer adjacent to the second main surface side opposite to the main surface is provided in the stacking direction, and the dielectric constant of the second thermoplastic resin layer is smaller than the dielectric constant of the first thermoplastic resin layer.
  • the linear expansion coefficient in the in-plane direction of the second thermoplastic resin layer is larger than the linear expansion coefficient in the in-plane direction of the conductor layer, and the linear expansion coefficient in the in-plane direction of the first thermoplastic resin layer. Is larger than 0 ppm / K and smaller than the linear expansion coefficient of the conductor layer in the in-plane direction.
  • FIG. 1 It is a perspective schematic diagram which partially shows the laminated substrate of Embodiment 1 of this invention. It is sectional drawing which shows the part corresponding to the line segment A1-A2 in FIG. It is a perspective schematic diagram which partially shows the laminated substrate of Embodiment 2 of this invention. It is sectional drawing which shows the part corresponding to the line segment B1-B2 in FIG. About an example of the manufacturing method of the laminated substrate of Embodiment 2 of this invention, it is sectional drawing which shows the laminating process of the 1st thermoplastic resin sheet, the 2nd thermoplastic resin sheet, and a conductor. It is sectional drawing which shows the process of forming a via hole about an example of the manufacturing method of the laminated substrate of Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a step of filling a via hole with a conductive paste for an example of the method for manufacturing a laminated substrate according to the second embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows the heating press process of a structure about an example of the manufacturing method of the laminated substrate of Embodiment 2 of this invention. It is a perspective schematic diagram which partially shows the laminated substrate of Embodiment 3 of this invention. It is sectional drawing which shows the part corresponding to the line segment C1-C2 in FIG. It is sectional drawing which shows the heating press process of a structure about an example of the manufacturing method of the laminated substrate of Embodiment 3 of this invention.
  • the laminated substrate of the present invention will be described.
  • the present invention is not limited to the following configuration, and may be appropriately modified without departing from the gist of the present invention.
  • a combination of a plurality of individual preferred configurations described below is also the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view partially showing the laminated substrate of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a portion corresponding to the line segments A1-A2 in FIG.
  • the laminated substrate 1 has a first thermoplastic resin layer 10, a second thermoplastic resin layer 20, and a conductor layer 30 in the laminating direction (upper and lower in FIGS. 1 and 2). It has in order (direction).
  • the second thermoplastic resin layer 20 has a first main surface 20a and a second main surface 20b facing each other in the stacking direction.
  • the second thermoplastic resin layer 20 is adjacent to the first thermoplastic resin layer 10 on the first main surface 20a side. That is, the first thermoplastic resin layer 10 is provided on the first main surface 20a of the second thermoplastic resin layer 20.
  • thermoplastic resin constituting the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 examples include a liquid crystal polymer (LCP), a fluororesin, a thermoplastic polyimide resin, a polyether ether ketone resin (PEEK), and polyphenylene. Examples thereof include sulfide resin (PPS).
  • LCP liquid crystal polymer
  • PES polyether ether ketone resin
  • the first thermoplastic resin layer 10 preferably contains a liquid crystal polymer as a main component. Since the liquid crystal polymer has a small dielectric constant among the thermoplastic resins, the first thermoplastic resin layer 10 containing the liquid crystal polymer as a main component makes it easy to improve the dielectric properties of the laminated substrate 1 in the high frequency region. Further, since the liquid crystal polymer has low hygroscopicity, the first thermoplastic resin layer 10 contains the liquid crystal polymer as a main component, so that the dielectric property of the laminated substrate 1 is less likely to change due to moisture absorption.
  • the main component of each layer or each member means the component having the highest content (weight percentage) in each layer or each member.
  • Liquid crystal polymers are usually classified into type I, type II, and type III aromatic polyesters. Above all, the liquid crystal polymer contained in the first thermoplastic resin layer 10 is preferably a type I or type II total aromatic polyester. Type I and type II fully aromatic polyesters are less likely to cause hydrolysis than type III partially aromatic polyesters, and are therefore preferable as materials for the laminated substrate 1.
  • the second thermoplastic resin layer 20 preferably contains a fluororesin as a main component. Since the fluororesin has a smaller dielectric constant than the liquid crystal polymer, the inclusion of the fluororesin as the main component in the second thermoplastic resin layer 20 makes it easier to improve the dielectric properties of the laminated substrate 1 in the high frequency region. Further, since the fluororesin has a lower hygroscopicity than the liquid crystal polymer, the second thermoplastic resin layer 20 contains the fluororesin as a main component, so that the change in the dielectric property due to the moisture absorption is less likely to occur in the laminated substrate 1.
  • the second thermoplastic resin layer 20 functions as an adhesive layer for adhering the first thermoplastic resin layer 10 and the conductor layer 30, but the second thermoplastic resin layer 20 contains a fluororesin as a main component. , The adhesive function of the second thermoplastic resin layer 20 is likely to be improved.
  • fluororesin examples include perfluoroalkoxy alkane (PFA), perfluoroethylene propene copolymer (FEP), polytetrafluoroethylene (PTFE) and the like.
  • the fluororesin contained in the second thermoplastic resin layer 20 is preferably composed of at least one of a perfluoroalkoxyalkane and a perfluoroethylenepropene copolymer.
  • Perfluoroalkoxyalkanes and perfluoroethylenepropene copolymers have a lower dielectric constant than liquid crystal polymers. Therefore, when the second thermoplastic resin layer 20 contains at least one of the perfluoroalkoxyalkane and the perfluoroethylenepropene copolymer as a main component, the dielectric property of the laminated substrate 1 in the high frequency region is likely to be improved.
  • the fluororesin contained in the second thermoplastic resin layer 20 is made of perfluoroalkoxyalkane.
  • Perfluoroalkoxyalkanes are easy to handle because they can be melt-molded. Further, since the perfluoroalkoxyalkane has high fluidity, it easily adheres to the liquid crystal polymer. Therefore, since the second thermoplastic resin layer 20 contains perfluoroalkoxyalkane as a main component, the production efficiency of the second thermoplastic resin layer 20 is likely to increase, and the first thermoplastic resin layer 10 contains the liquid crystal polymer. When it is contained as the main component, the adhesiveness between the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 tends to increase.
  • the perfluoroalkoxyalkane also includes a perfluoroalkoxyalkane partially substituted with a functional group that contributes to adhesion to a liquid crystal polymer.
  • the functional group contributing to the adhesion to such a liquid crystal polymer include an ester group, a carbonate group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonylfluoride group, an acid anhydride group and the like.
  • the thickness of the first thermoplastic resin layer 10 is preferably 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the thickness of the second thermoplastic resin layer 20 is preferably 2 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the thickness of the first thermoplastic resin layer 10 and the thickness of the second thermoplastic resin layer 20 may be the same as those shown in FIGS. 1 and 2, or may be different from each other.
  • the conductor layer 30 is adjacent to the second main surface 20b side of the second thermoplastic resin layer 20. That is, the conductor layer 30 is provided on the second main surface 20b of the second thermoplastic resin layer 20.
  • the conductor layer 30 may have a pattern shape patterned on wiring or the like, or may have a planar shape spread over one surface.
  • Examples of the constituent material of the conductor layer 30 include copper, silver, aluminum, stainless steel, nickel, gold, and alloys containing at least one of these metals.
  • the conductor layer 30 is made of, for example, a conductor foil, and is preferably made of a copper foil among the conductor foils.
  • the surface of the copper foil may be plated with a metal other than copper.
  • the thickness of the conductor layer 30 is preferably 1 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less, more preferably 6 ⁇ m or more and 18 ⁇ m or less.
  • the dielectric constant of the second thermoplastic resin layer 20 is smaller than the dielectric constant of the first thermoplastic resin layer 10.
  • the first thermoplastic resin layer 10 contains a liquid crystal polymer as a main component and the second heat.
  • the plastic resin layer 20 contains a fluororesin as a main component.
  • the first thermoplastic resin layer 10 contains a liquid crystal polymer as a main component and the second thermoplastic resin layer 20 contains a fluororesin as a main component
  • the first thermoplastic resin layer 10 is all of type II belonging to the liquid crystal polymer. It is preferable to contain aromatic polyester as a main component.
  • the second thermoplastic resin layer 20 preferably contains perfluoroalkoxyalkane belonging to a fluororesin as a main component. Further, it is more preferable that the first thermoplastic resin layer 10 contains a type II total aromatic polyester as a main component, and the second thermoplastic resin layer 20 contains a perfluoroalkoxyalkane as a main component.
  • the reason why it is preferable to contain perfluoroalkoxyalkane as a fluororesin is that the perfluoroalkoxyalkane belongs to the fluororesin as well. This is because the adhesion is higher than that of polytetrafluoroethylene or the like.
  • thermoplastic resin layer 10 contains a liquid crystal polymer as a main component and the second thermoplastic resin layer 20 contains a fluororesin as a main component
  • first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 are used. Then, the higher the ratio of the main component is, the more preferable.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the second thermoplastic resin layer 20 is larger than the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the conductor layer 30.
  • the linear expansion coefficient of the first thermoplastic resin layer 10 in the in-plane direction is larger than 0 ppm / K and smaller than the linear expansion coefficient of the conductor layer 30 in the in-plane direction. That is, among the linear expansion coefficients of the first thermoplastic resin layer 10, the second thermoplastic resin layer 20, and the conductor layer 30 in the in-plane direction, the line in the in-plane direction of the second thermoplastic resin layer 20.
  • the expansion coefficient is the largest, the linear expansion coefficient of the conductor layer 30 in the in-plane direction is the second largest, and the linear expansion coefficient of the first thermoplastic resin layer 10 in the in-plane direction is the smallest.
  • the laminated substrate 1 is provided with the second thermoplastic resin layer 20 having a large coefficient of linear expansion in the in-plane direction, but the second thermoplastic resin layer 20 is more than the second thermoplastic resin layer 20. Is sandwiched between the first thermoplastic resin layer 10 and the conductor layer 30 having a small coefficient of linear expansion in the in-plane direction. Therefore, in the laminated substrate 1, the second thermoplastic resin layer 20, which is easily deformed by a temperature change, is pressed by the first thermoplastic resin layer 10 and the conductor layer 30, so that the second thermoplastic resin layer 20 is warped and changes in size. Is suppressed. As a result, the warp and dimensional change of the entire laminated substrate 1 are suppressed.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of each layer or member is measured by the thermomechanical analysis (TMA) method.
  • TMA thermomechanical analysis
  • the measurement mode is the tensile mode
  • the distance between chucks is 16 mm
  • the load is 0.1 N
  • the temperature drop rate is 10 ° C./min.
  • the linear expansion coefficient obtained in the temperature range of 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower is adopted.
  • the in-plane direction of each layer or each member means the direction along the main surface of each layer or each member.
  • the in-plane directions of the first thermoplastic resin layer 10, the second thermoplastic resin layer 20, and the conductor layer 30 are orthogonal to the laminating direction.
  • the coefficient of linear expansion of the conductor layer 30 in the in-plane direction is, for example, 16 ppm / K.
  • the linear expansion coefficient of the second thermoplastic resin layer 20 in the in-plane direction is, for example, 120 ppm / K. It is larger than the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the conductor layer 30 made of copper foil.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction is usually higher than the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the conductor layer 30 made of copper foil. Is also big.
  • the thermoplastic resin layer 10 when the thermoplastic resin is formed, it is strongly stretched by using an inflation method, a sequential stretching method, or the like to improve the in-plane orientation of the mesogen group of the liquid crystal polymer.
  • the linear expansion coefficient of the obtained first thermoplastic resin layer 10 in the in-plane direction is, for example, 5 ppm / K or more and 12 ppm / K or less in the in-plane direction of the conductor layer 30 made of copper foil. It can be smaller than the coefficient of linear expansion.
  • the first thermoplastic resin layer 10 contains a liquid crystal polymer as a main component
  • the second thermoplastic resin layer 20 contains a fluororesin as a main component
  • the conductor layer 30 is made of a copper foil. Is preferable.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the laminate of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 is preferably equal to or less than the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the conductor layer 30. As described above, when the linear expansion coefficient of the laminated body of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 in the in-plane direction is small, the warp and the dimensional change are sufficiently suppressed in the laminated substrate 1. ..
  • the first thermoplastic resin layer 10 contains a liquid crystal polymer as a main component
  • the second thermoplastic resin layer 20 contains a fluororesin as a main component
  • the conductor layer 30 is made of a copper foil
  • the linear expansion coefficient of the laminated body of the plastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 in the in-plane direction is preferably 10 ppm / K or more and 22 ppm / K or less.
  • the linear expansion coefficient of the laminated body of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 in the in-plane direction is small, the warp and the dimensional change are sufficiently suppressed in the laminated substrate 1. ..
  • the linear expansion coefficient in the in-plane direction of the laminate of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer is other than that the laminate of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer is the measurement target. , Measured in the same manner as described above.
  • the laminate of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer can be obtained by removing the conductor layer from the laminated substrate by etching or the like.
  • the first thermoplastic resin layer 10 and the second heat are used.
  • the linear expansion coefficients of the plastic resin layer 20 and the conductor layer 30 in the in-plane direction it is effective to reduce the linear expansion coefficient of the second thermoplastic resin layer 20 in the in-plane direction, which is the largest.
  • the second thermoplastic resin layer 20 it is preferable to add an inorganic filler to the second thermoplastic resin layer 20. That is, the second thermoplastic resin layer 20 preferably contains an inorganic filler.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the second thermoplastic resin layer 20 can be brought close to the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the first thermoplastic resin layer 10 and the conductor layer 30.
  • the inorganic filler is preferably boron nitride, talc, or molten silica. These inorganic fillers have a small dielectric loss tangent and low hygroscopicity.
  • the shape of the inorganic filler is preferably plate-like, scaly, or spherical.
  • the inorganic filler is boron nitride
  • its shape is preferably plate-like.
  • the plate shape includes not only a flat plate shape but also a curved shape, a shape having a non-constant thickness, and the like.
  • the inorganic filler is talc
  • its shape is preferably scaly.
  • silica When the inorganic filler is fused silica, its shape is spherical.
  • the sphere includes not only a perfect sphere but also a shape close to a sphere. Whether or not silica as an inorganic filler is molten silica can be determined in terms of whether or not it is spherical.
  • the particle size of the inorganic filler is preferably 5 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the particle size of the inorganic filler is determined as follows. First, the laminated substrate is polished to expose a cross section along the stacking direction as shown in FIG. Next, a scanning electron microscope (SEM) is used to capture a cross-sectional image having a size of, for example, 50 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m with respect to the exposed cross section of the laminated substrate. Then, in the obtained cross-sectional image, the region where the first thermoplastic resin layer exists and the region where the second thermoplastic resin layer exists are distinguished from each other based on the difference in color and the like. Then, with respect to the cross-sectional image of the region where the second thermoplastic resin layer exists, the average value of the particle size of the inorganic filler is measured by image analysis software.
  • SEM scanning electron microscope
  • the particle size of the inorganic filler in the above-mentioned cross-sectional image means the maximum length passing through the center of gravity of the cross section when the cross section of the inorganic filler is polygonal, and when the cross section of the inorganic filler is circular. Means its diameter.
  • the aspect ratio of the inorganic filler is preferably 10 or more and 30 or less.
  • the aspect ratio of the inorganic filler is determined as the average value of the aspect ratios measured by the image analysis software for the cross-sectional image of the region where the second thermoplastic resin layer exists as described above.
  • the aspect ratio of the inorganic filler in the above-mentioned cross-sectional image means the ratio of the maximum length to the minimum length passing through the center of gravity of the cross section of the inorganic filler.
  • the area ratio of the inorganic filler to the second thermoplastic resin layer 20 is preferably 10 area% or more and 50 area% or less.
  • the area ratio of the inorganic filler to the total area of the fluororesin and the inorganic filler in the cross section along the laminating direction is 10 area% or more and 50 area%. The following is preferable.
  • the area ratio of the inorganic filler to the second thermoplastic resin layer is measured by image analysis software with respect to the cross-sectional image of the above-mentioned existing region of the second thermoplastic resin layer, and the area ratio of the inorganic filler to the entire area of the second thermoplastic resin layer is measured. It is determined as the area ratio of.
  • the area ratio of the inorganic filler to the total area of the fluororesin and the inorganic filler is determined by energy dispersive X-ray analysis (EDX) or Fourier transform infrared spectrophotometer (EDX) for the cross-sectional image of the region where the second thermoplastic resin layer is present. After confirming the existence region of the fluororesin using FT-IR), the measurement is performed by image analysis software.
  • EDX energy dispersive X-ray analysis
  • EDX Fourier transform infrared spectrophotometer
  • the in-plane of the second thermoplastic resin layer 20 is added.
  • the coefficient of linear expansion in the direction can be effectively reduced.
  • the line in the in-plane direction of the second thermoplastic resin layer 20 can be obtained by adding an inorganic filler to the second thermoplastic resin layer 20.
  • the expansion coefficient can be reduced, for example, from 120 ppm / K to about 30 ppm / K.
  • An inorganic filler may be added to the first thermoplastic resin layer 10 in order to reduce the coefficient of linear expansion of the first thermoplastic resin layer 10 in the in-plane direction. That is, the first thermoplastic resin layer 10 may contain an inorganic filler.
  • the laminated substrate 1 may further have a conductor layer 31.
  • the conductor layer 31 is provided on the main surface of the first thermoplastic resin layer 10 on the side opposite to the second thermoplastic resin layer 20, and the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 are laminated. It faces the conductor layer 30 in the stacking direction via the body.
  • the conductor layer 31 may have a pattern shape patterned in wiring or the like as shown in FIG. 1, or may have a planar shape spread over one surface.
  • constituent material of the conductor layer 31 examples include copper, silver, aluminum, stainless steel, nickel, gold, and alloys containing at least one of these metals, as in the case of the constituent material of the conductor layer 30.
  • the conductor layer 31 is preferably made of, for example, a conductor foil, and is preferably made of a copper foil among the conductor foils.
  • the surface of the copper foil may be plated with a metal other than copper.
  • the constituent materials of the conductor layer 30 and the conductor layer 31 are preferably the same as each other, but may be different from each other.
  • the thickness of the conductor layer 30 and the thickness of the conductor layer 31 may be the same as or different from each other as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the second thermoplastic resin layer 20 is larger than the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the conductor layer 31, and the first thermoplastic resin
  • the coefficient of linear expansion of the layer 10 in the in-plane direction is preferably smaller than the coefficient of linear expansion of the conductor layer 31 in the in-plane direction.
  • the laminated substrate 1 is used, for example, as a wiring board having the conductor layer 30 and the conductor layer 31 as wiring.
  • the laminated substrate 1 is manufactured by, for example, the following method.
  • thermoplastic resin sheet By molding the first thermoplastic resin, the first thermoplastic resin sheet is formed.
  • the first thermoplastic resin sheet will later become the first thermoplastic resin layer 10.
  • thermoplastic resin sheet a sheet having a linear expansion coefficient in the in-plane direction smaller than that of the conductor described later is used.
  • thermoplastic resin constituting the first thermoplastic resin sheet examples include liquid crystal polymers, fluororesins, thermoplastic polyimide resins, polyether ether ketone resins, polyphenylene sulfide resins and the like.
  • the first thermoplastic resin sheet preferably contains a liquid crystal polymer as a main component.
  • a liquid crystal polymer as a main component.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the first thermoplastic resin sheet can be made smaller than the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the conductor described later.
  • thermoplastic resin sheet A second thermoplastic resin sheet is formed by molding the second thermoplastic resin.
  • the second thermoplastic resin sheet will later become the second thermoplastic resin layer 20.
  • thermoplastic resin sheet a sheet having a dielectric constant smaller than that of the first thermoplastic resin sheet and a linear expansion coefficient in the in-plane direction larger than that of the conductor described later is used.
  • thermoplastic resin constituting the second thermoplastic resin sheet examples include a liquid crystal polymer, a fluororesin, a thermoplastic polyimide resin, a polyether ether ketone resin, and a polyphenylene sulfide resin.
  • the second thermoplastic resin sheet preferably contains a fluororesin as a main component.
  • the second thermoplastic resin sheet preferably contains an inorganic filler that meets at least one of the above specifications.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the second thermoplastic resin sheet can be brought close to the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the first thermoplastic resin sheet and the conductor described later.
  • constituent material of the conductor examples include copper, silver, aluminum, stainless steel, nickel, gold, and alloys containing at least one of these metals.
  • the conductor is preferably made of copper foil.
  • the heating press may be performed in a state where another conductor is further laminated on the opposite side of the second thermoplastic resin sheet to the first thermoplastic resin sheet, whereby the other conductor becomes the conductor layer 31.
  • the laminated substrate 1 is manufactured.
  • the dielectric coefficient of the second thermoplastic resin layer 20 is smaller than the dielectric coefficient of the first thermoplastic resin layer 10, and the second thermoplastic resin layer 20 is in the in-plane direction.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the conductor layer 30 is larger than the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the conductor layer 30, the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the first thermoplastic resin layer 10 is larger than 0 ppm / K, and the coefficient of linear expansion of the conductor layer 30 is larger than 0 ppm / K. It is smaller than the coefficient of linear expansion in the in-plane direction.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the second thermoplastic resin layer 20 is larger than the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the conductor layer 31, and the line in the in-plane direction of the first thermoplastic resin layer 10
  • the expansion coefficient is preferably smaller than the linear expansion coefficient of the conductor layer 31 in the in-plane direction.
  • the laminated substrate of the second embodiment of the present invention is connected to the conductor layer while penetrating the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer in the laminating direction. Further provided with an interlayer connecting conductor containing a metal and a resin provided in the above.
  • the laminated substrate of the second embodiment of the present invention is the same as the laminated substrate of the first embodiment of the present invention except for this point.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view partially showing the laminated substrate of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a portion corresponding to the line segments B1-B2 in FIG.
  • the laminated substrate 2 has a first thermoplastic resin layer 10, a second thermoplastic resin layer 20, a conductor layer 30, and an interlayer connecting conductor 40.
  • the interlayer connection conductor 40 is provided so as to be connected to the conductor layer 30 while penetrating the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 in the stacking direction.
  • the interlayer connecting conductor 40 contains a metal and a resin.
  • the interlayer connection conductor 40 is, for example, heat-treated after filling a via hole provided so as to penetrate the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 with a conductive paste containing a metal and a resin. It is formed by.
  • the metal contained in the interlayer connecting conductor 40 examples include copper, tin, silver and the like. Above all, the interlayer connecting conductor 40 preferably contains copper, and more preferably copper and tin. When the interlayer connecting conductor 40 contains copper and tin and the conductor layer 30 is made of copper foil, the interlayer connecting conductor 40 causes an alloying reaction with the conductor layer 30 at a low temperature, so that both are easily conducted.
  • the resin contained in the interlayer connection conductor 40 is at least one thermosetting resin selected from the group consisting of epoxy resin, phenol resin, polyimide resin, silicon resin or modified resin thereof, and acrylic resin, or polyamide resin. , Polymethacrylic resin, polycarbonate resin, and at least one thermoplastic resin selected from the group consisting of cellulose-based resins are preferably contained.
  • the laminated substrate 2 may further have a conductor layer 31 as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the interlayer connection conductor 40 is provided so as to be connected to the conductor layer 31 in addition to the conductor layer 30.
  • the linear expansion coefficient in the in-plane direction of the first thermoplastic resin layer 10 is larger than 0 ppm / K, as in the laminated substrate 1.
  • the linear expansion coefficient of the first thermoplastic resin layer 10 in the in-plane direction is 0 ppm / K or less
  • the linear expansion coefficient of the first thermoplastic resin layer 10 in the stacking direction tends to be large, so that the first thermoplastic is The stress applied from the resin layer 10 tends to cause cracks in the interlayer connection conductor 40.
  • the linear expansion coefficient of the first thermoplastic resin layer 10 in the in-plane direction is 0 ppm / K or less, the strength of the first thermoplastic resin layer 10 tends to be low.
  • the laminated substrate 2 is provided with an interlayer connection conductor 40, but the first thermoplastic resin layer 10, the second thermoplastic resin layer 20, and the conductor layer 30 are in-plane wires. Further effects can be obtained by satisfying the above-mentioned relationship with the expansion coefficient. Further effects obtained by the laminated substrate 2 will be described below while showing an example of a method for manufacturing the laminated substrate 2.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a step of laminating a first thermoplastic resin sheet, a second thermoplastic resin sheet, and a conductor for an example of the method for manufacturing a laminated substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • the first thermoplastic resin sheet 110, the second thermoplastic resin sheet 120, and the conductor 130 are laminated in order in the stacking direction.
  • the first thermoplastic resin sheet 110 is formed in the same manner as in the "step of forming the first thermoplastic resin sheet" in the above-mentioned example of the manufacturing method of the laminated substrate 1.
  • the second thermoplastic resin sheet 120 is formed in the same manner as in the "step of forming the second thermoplastic resin sheet" in the above-mentioned example of the manufacturing method of the laminated substrate 1.
  • the conductor 130 is prepared in the same manner as the "conductor preparation step" in the above-mentioned example of the manufacturing method of the laminated substrate 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a via hole forming process for an example of the method for manufacturing a laminated substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • a via hole 150 is formed so as to penetrate the first thermoplastic resin sheet 110 and the second thermoplastic resin sheet 120 in the stacking direction. As a result, a part of the conductor 130 is exposed from the via hole 150.
  • Examples of the method for forming the via hole 150 include a method of irradiating a laser from the first thermoplastic resin sheet 110 side. Such laser irradiation is performed by, for example, a pulse oscillation type carbon dioxide laser irradiation device. After laser irradiation, it is preferable to perform desmear treatment by, for example, oxygen plasma discharge treatment, corona discharge treatment, or the like in order to remove the resin residue. The resin residue may be removed by treatment with potassium permanganate or the like.
  • the via hole 150 preferably has a tapered shape whose diameter decreases toward the conductor 130.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a step of filling a via hole with a conductive paste for an example of the method for manufacturing a laminated substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • the via hole 150 is filled with the conductive paste 160 containing a metal and a resin.
  • the conductive paste 160 will later become the interlayer connecting conductor 40.
  • Examples of the method for filling the via hole 150 with the conductive paste 160 include a screen printing method and a vacuum filling method.
  • the conductive paste 160 contains metal and resin.
  • the metal contained in the conductive paste 160 examples include copper, tin, silver and the like.
  • the conductive paste 160 preferably contains copper, and more preferably copper and tin.
  • the resin contained in the conductive paste 160 is at least one thermosetting resin selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, a silicon resin or a modified resin thereof, and an acrylic resin, or a polyamide resin.
  • thermosetting resin selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, a silicon resin or a modified resin thereof, and an acrylic resin, or a polyamide resin.
  • Polymethacrylic resin, polycarbonate resin, and at least one thermoplastic resin selected from the group consisting of cellulose-based resins are preferably contained.
  • the conductive paste 160 may further contain a vehicle, a solvent, a thixotropic agent, an activator and the like.
  • Examples of the vehicle include a rosin-based resin composed of a rosin and a derivative such as a modified rosin modified thereof, a synthetic resin composed of a derivative such as rosin and a modified rosin modified thereof, or a mixture of these resins. ..
  • rosin-based resin composed of rosin and derivatives such as modified rosin modified thereof
  • examples of the rosin-based resin composed of rosin and derivatives such as modified rosin modified thereof include gum rosin, tall rosin, wood rosin, polymerized rosin, hydrogenated rosin, formylated rosin, rosin ester, rosin-modified maleic acid resin, and rosin-modified phenol.
  • examples thereof include resins, rosin-modified alkido resins, and various other rosin derivatives.
  • Examples of the synthetic resin composed of a rosin and a derivative such as a modified rosin modified thereof include a polyester resin, a polyamide resin, a phenoxy resin, and a terpene resin.
  • the solvent examples include alcohols, ketones, esters, ethers, aromatics, hydrocarbons and the like. Specific examples of these include benzyl alcohol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, diethylene glycol, ethylene glycol, glycerin, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl acetate, butyl acetate, butyl benzoate, diethyl adipate, dodecane, tetradecene, ⁇ -terpineol.
  • alcohols ketones, esters, ethers, aromatics, hydrocarbons and the like. Specific examples of these include benzyl alcohol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, diethylene glycol, ethylene glycol, glycerin, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl acetate, butyl acetate, butyl benzoate, diethyl a
  • thixo agent examples include hardened castor oil, carnauba wax, amides, hydroxy fatty acids, dibenzylidene sorbitol, bis (p-methylbenzylidene) sorbitols, beeswax, stearic acid amide, hydroxystearic acid ethylene bisamide and the like. ..
  • these thixo agents include, if necessary, fatty acids such as caprylic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, and behenic acid, hydroxy fatty acids such as 1,2-hydroxystearic acid, and antioxidants. , Surfactants, amines and the like may be added.
  • Examples of the activator include halogenated hydroxides of amines, organic halogen compounds, organic acids, organic amines, polyhydric alcohols and the like.
  • Examples of the amine halide hydride include diphenylguanidine hydrobromide, diphenylguanidine hydrochloride, cyclohexylamine hydrobromide, ethylamine hydrochloride, ethylamine hydrobromide, and diethylaniline hydrobromide. Examples thereof include salts, diethylaniline hydrochloride, triethanolamine hydrobromide, monoethanolamine hydrobromide and the like.
  • organic halogen compound examples include paraffin chloride, tetrabromoethane, dibromopropanol, 2,3-dibromo-1,4-butanediol, 2,3-dibromo-2-butene-1,4-diol, and tris (2). , 3-Dibromopropyl) isocyanurate and the like.
  • organic acid examples include malonic acid, fumaric acid, glycolic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, phenylsuccinic acid, maleic acid, sulcylic acid, anthranyl acid, glutaric acid, suberic acid, adipic acid, and sebacic acid.
  • examples thereof include stearate acid, avietic acid, benzoic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, dodecanoic acid and the like.
  • organic amine examples include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, tributylamine, aniline, diethylaniline and the like.
  • polyhydric alcohol examples include erythritol, pyrogallol, ribitol and the like.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a heat pressing process of a structure for an example of the method for manufacturing a laminated substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • the conductor 131 is laminated on the main surface of the first thermoplastic resin sheet 110 and the conductive paste 160 on the opposite side of the conductor 130, as shown in FIG. Form a structure.
  • a heating press is performed on the obtained structure by applying pressure in the stacking direction while heating.
  • the first thermoplastic resin sheet 110 and the second thermoplastic resin sheet 120 become the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20, respectively, while being thermocompression bonded. Since the first thermoplastic resin sheet 110 and the second thermoplastic resin sheet 120 are made of a thermoplastic resin, the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 are adhered to each other by thermal pressure bonding. become.
  • the conductor 130 and the conductor 131 are the conductor layer 30 and the conductor layer 31, respectively.
  • the linear expansion coefficient in the in-plane direction of the second thermoplastic resin sheet 120 is larger than that of the first thermoplastic resin sheet 110, so that the pressure applied in the stacking direction is shown in FIG. It is easy to convert to the pressure in the direction orthogonal to the stacking direction as shown by the arrow.
  • the linear expansion coefficient in the in-plane direction of the first thermoplastic resin sheet 110 is smaller than that of the second thermoplastic resin sheet 120, the linear expansion coefficient in the stacking direction is smaller than that of the second thermoplastic resin sheet 120. The applied pressure is difficult to be converted into the pressure in the direction orthogonal to the stacking direction.
  • the conductive paste 160 is laminated in the second portion 160b penetrating the second thermoplastic resin sheet 120 in the laminating direction as compared with the first portion 160a penetrating the first thermoplastic resin sheet 110 in the laminating direction.
  • the pressure in the direction orthogonal to the direction facilitates densification.
  • the second portion 160b is pushed by the second thermoplastic resin sheet 120, but when the linear expansion coefficient in the in-plane direction of the second thermoplastic resin sheet 120 is larger than, for example, 40 ppm / K, the second portion 160b is used.
  • the portion 160b is densified while maintaining the tapered shape as shown in FIG.
  • the conductive paste 160 becomes an interlayer connecting conductor 40 by solidifying in such a state.
  • the laminated substrate 2 is manufactured.
  • the interlayer connecting conductor 40 has a first portion 40a penetrating the first thermoplastic resin layer 10 in the lamination direction and a second heat. It has a second portion 40b that penetrates the plastic resin layer 20 in the stacking direction, and the second portion 40b has higher density than the first portion 40a. Therefore, the porosity of the second portion 40b is smaller than the porosity of the first portion 40a.
  • the porosity of each part of the interlayer connection conductor is compared by observing a cross section along the stacking direction as shown in FIG. 4 with a scanning electron microscope.
  • the interlayer connecting conductor 40 has a shape similar to that of the via hole 150 filled with the conductive paste 160, and here, has a tapered shape as shown in FIGS. 3 and 4. That is, when looking at the cross section orthogonal to the stacking direction of the interlayer connection conductor 40, the cross-sectional area of the end portion on the conductor layer 30 side is smaller than the cross-sectional area of the end portion on the opposite side to the conductor layer 30. More specifically, when looking at a cross section orthogonal to the stacking direction of the interlayer connection conductor 40, in the second portion 40b, the cross-sectional area of the end portion on the conductor layer 30 side is the end portion on the opposite side to the conductor layer 30.
  • the cross-sectional area of the end portion on the conductor layer 30 side is smaller than the cross-sectional area of the end portion on the opposite side to the conductor layer 30. Therefore, when looking at the cross section orthogonal to the stacking direction of the interlayer connection conductor 40, the cross-sectional area of the end portion on the conductor layer 30 side in the second portion 40b is the end portion on the opposite side to the conductor layer 30 in the first portion 40a. It is smaller than the cross-sectional area.
  • the conductor layer 30 has high density on the second portion 40b side, that is, on the conductor layer 30 side.
  • the connectivity between the conductor and the interlayer connection conductor 40 is improved.
  • the second portion of the interlayer connecting conductor has a constricted portion.
  • the laminated substrate of the third embodiment of the present invention is the same as the laminated substrate of the second embodiment of the present invention except for this point.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view partially showing the laminated substrate of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a portion corresponding to the line segments C1-C2 in FIG.
  • the laminated substrate 3 has a first thermoplastic resin layer 10, a second thermoplastic resin layer 20, a conductor layer 30, and an interlayer connecting conductor 41.
  • the laminated substrate 3 may further have a conductor layer 31 as shown in FIGS. 9 and 10.
  • the interlayer connection conductor 41 is provided so as to be connected to the conductor layer 31 in addition to the conductor layer 30.
  • the laminated substrate 3 is provided with an interlayer connection conductor 41, but the first thermoplastic resin layer 10, the second thermoplastic resin layer 20, and the conductor layer 30 are lined in the in-plane direction. Further effects can be obtained by satisfying the above-mentioned relationship with the expansion coefficient. Further effects obtained by the laminated substrate 3 will be described below while showing an example of a method for manufacturing the laminated substrate 3.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a heat pressing process of a structure for an example of the method for manufacturing a laminated substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • the structure as shown in FIG. 11 is heated and pressed by applying pressure in the stacking direction while heating.
  • the pressure applied in the stacking direction is as shown by the arrow shown in FIG. It is easy to be converted into pressure in the direction orthogonal to the stacking direction.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the second thermoplastic resin sheet 120 is, for example, 40 ppm / K or less
  • the second portion 160b is appropriately pressed by the second thermoplastic resin sheet 120. become.
  • the second portion 160b is densified while being deformed into a constricted shape as shown in FIG.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the first thermoplastic resin sheet 110 is also 40 ppm / K or less, so that the first portion 160a is appropriately pressed by the first thermoplastic resin sheet 110 to obtain the first portion 160a. It is deformed so that the end opposite to the two portions 160b is widened.
  • the conductive paste 160 becomes an interlayer connecting conductor 41 by solidifying in such a state.
  • the laminated substrate 3 is manufactured.
  • the interlayer connecting conductor 41 has a first portion 41a penetrating the first thermoplastic resin layer 10 in the lamination direction and a second heat. It has a second portion 41b that penetrates the plastic resin layer 20 in the stacking direction.
  • the first portion 41a has a tapered shape. That is, when looking at the cross section orthogonal to the stacking direction of the first portion 41a, the cross-sectional area of the end portion on the second portion 41b side is smaller than the cross-sectional area of the end portion on the opposite side to the second portion 41b.
  • the second portion 41b has higher precision than the first portion 41a. Therefore, the porosity of the second portion 41b is smaller than the porosity of the first portion 41a. As described above, since the interlayer connecting conductor 41 has high density on the second portion 41b side, that is, on the conductor layer 30 side, the connectivity between the conductor layer 30 and the interlayer connecting conductor 40 is enhanced.
  • the second portion 41b has a constricted portion 41c. More specifically, when looking at the cross section orthogonal to the stacking direction of the second portion 41b, the cross-sectional area of the constricted portion 41c is opposite to the cross-sectional area of the end portion on the first portion 41a side and the first portion 41a. It is smaller than the cross-sectional area of the side end.
  • the second portion 41b has the constricted portion 41c, the cross-sectional area of the end portion of the second portion 41b opposite to the first portion 41a, more specifically, the end portion on the conductor layer 30 side. Since the cross-sectional area of the second portion 41b tends to be large, the connectivity between the conductor layer 30 and the interlayer connecting conductor 41 is further enhanced in combination with the fact that the second portion 41b has high density. Further, since the second portion 41b has the constricted portion 41c, the stress applied to the second portion 41b is relaxed, so that the connectivity between the conductor layer 30 and the interlayer connecting conductor 41 is further enhanced.
  • the position of the constricted portion 41c is deviated from the interface between the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 in the stacking direction.
  • the cross-sectional area of the laminate of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 does not locally increase at the interface between the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20. .. Therefore, since the stress applied to the interface between the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 is relaxed, the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 are less likely to be peeled off.
  • the laminated substrate of the fourth embodiment of the present invention has a conductor layer as a signal line for transmitting a signal and constitutes a transmission line.
  • the laminated substrate of the fourth embodiment of the present invention is the same as the laminated substrate of the first embodiment of the present invention except for this point.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view partially showing the laminated substrate of the fourth embodiment of the present invention.
  • the laminated substrate 4 includes a first thermoplastic resin layer 10, a first thermoplastic resin layer 11, a first thermoplastic resin layer 12, a first thermoplastic resin layer 13, and a second. It has a thermoplastic resin layer 20, a conductor layer 30, a conductor layer 32, and a conductor layer 33.
  • the first thermoplastic resin layer 10, the second thermoplastic resin layer 20, and the conductor layer 30 are laminated in order in the stacking direction.
  • the conductor layer 30 is provided between the first thermoplastic resin layer 12 and the second thermoplastic resin layer 20. As shown in FIG. 12, the conductor layer 30 is preferably provided so as to straddle the boundary between the first thermoplastic resin layer 12 and the second thermoplastic resin layer 20. As a result, the interface between the conductor layer 30 and the first thermoplastic resin layer 12 and the interface between the conductor layer 30 and the second thermoplastic resin layer 20 are formed between the first thermoplastic resin layer 12 and the second thermoplastic resin layer. Since it deviates from the interface with 20 in the stacking direction, peeling at the interface between the conductor layer 30 and the first thermoplastic resin layer 12 and peeling at the interface between the conductor layer 30 and the second thermoplastic resin layer 20 are suppressed. Will be done.
  • the first thermoplastic resin layer 11 is provided on the main surface of the first thermoplastic resin layer 10 on the opposite side of the second thermoplastic resin layer 20.
  • the first thermoplastic resin layer 12 is provided so as to be in contact with the second thermoplastic resin layer 20 and the conductor layer 30 on the opposite side of the first thermoplastic resin layer 10 with respect to the second thermoplastic resin layer 20. ..
  • the first thermoplastic resin layer 13 is provided on the main surface of the first thermoplastic resin layer 12 on the opposite side of the conductor layer 30.
  • thermoplastic resin constituting the first thermoplastic resin layer 11, the first thermoplastic resin layer 12, and the first thermoplastic resin layer 13 is the same as the thermoplastic resin constituting the first thermoplastic resin layer 10.
  • thermoplastic resin layer 10 liquid crystal polymer (LCP), fluororesin, thermoplastic polyimide resin, polyether ether ketone resin (PEEK), polyphenylene sulfide resin (PPS) and the like can be mentioned.
  • the first thermoplastic resin layer 11 the first thermoplastic resin layer 12, and the first thermoplastic resin layer 13 preferably contain a liquid crystal polymer as a main component.
  • thermoplastic resins constituting the first thermoplastic resin layer 10, the first thermoplastic resin layer 11, the first thermoplastic resin layer 12, and the first thermoplastic resin layer 13 are the same as each other. It may be different from each other, or it may be partially different.
  • the thickness of the first thermoplastic resin layer 11, the first thermoplastic resin layer 12, and the first thermoplastic resin layer 13 may be larger than the thickness of the first thermoplastic resin layer 10. preferable.
  • the thicknesses of the first thermoplastic resin layer 11, the first thermoplastic resin layer 12, and the first thermoplastic resin layer 13 are the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer. It is preferably the same as the thickness of the 20 laminated bodies.
  • the thickness of the first thermoplastic resin layer 11, the thickness of the first thermoplastic resin layer 12, and the thickness of the first thermoplastic resin layer 13 may be the same as each other, or they may be the same as each other. It may be different.
  • the conductor layer 32 is provided on the main surface of the first thermoplastic resin layer 11 on the opposite side of the first thermoplastic resin layer 10.
  • the conductor layer 33 is provided on the main surface of the first thermoplastic resin layer 13 on the opposite side of the first thermoplastic resin layer 12.
  • constituent materials of the conductor layer 32 and the conductor layer 33 for example, copper, silver, aluminum, stainless steel, nickel, gold, an alloy containing at least one of these metals, and the like are used as the constituent materials of the conductor layer 30. Can be mentioned.
  • the conductor layer 32 and the conductor layer 33 are preferably made of, for example, a conductor foil, and are preferably made of a copper foil among the conductor foils.
  • the surface of the copper foil may be plated with a metal other than copper.
  • the constituent materials of the conductor layer 30, the conductor layer 32, and the conductor layer 33 are preferably the same, but may be different from each other or may be partially different from each other.
  • the laminated substrate 4 has a conductor layer 30 as a signal line for transmitting a signal, and constitutes a transmission line. Further, the laminated substrate 4 has a conductor layer 32 and a conductor layer 33 as ground electrodes. That is, the laminated substrate 4 constitutes a stripline type transmission line. Further, in the laminated substrate 4, the dielectric constant of the second thermoplastic resin layer 20 is the first thermoplastic resin layer 10, the first thermoplastic resin layer 11, the first thermoplastic resin layer 12, and the first thermoplastic resin. It is smaller than the dielectric constant of the layer 13. As described above, in the laminated substrate 4, since the second thermoplastic resin layer 20 having a small dielectric constant is in contact with the conductor layer 30, that is, the signal line, the transmission characteristics of the laminated substrate 4 can be easily improved.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the second thermoplastic resin layer 20 is larger than the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the conductor layer 30.
  • the linear expansion coefficient of the first thermoplastic resin layer 10, the first thermoplastic resin layer 11, the first thermoplastic resin layer 12, and the first thermoplastic resin layer 13 in the in-plane direction is , 0 ppm / K and smaller than the in-plane linear expansion coefficient of the conductor layer 30.
  • the first thermoplastic resin layer 10 is defined as a straight line L1 that passes through the center in the stacking direction and extends in a direction orthogonal to the stacking direction in a cross section along the stacking direction as shown in FIG.
  • the laminated body of the second thermoplastic resin layer 20 is provided at the position where the straight line L1 passes. It can be said that the straight line L1 is the central axis of the cross-sectional primary moment of the laminated substrate 4.
  • the laminated body of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 is provided at a position where the straight line L1 passes, so that warpage and dimensional change are likely to occur. 2
  • the influence of the cross-sectional primary moment on the thermoplastic resin layer 20 is suppressed. As a result, in the laminated substrate 4, warpage and dimensional change are sufficiently suppressed.
  • the straight line L1 may be located at a position where it passes through the laminated body of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20, but as shown in FIG. 12, the second thermoplastic resin layer 20 is provided. It is preferably in a position where it passes or touches.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view partially showing the laminated substrate of the fifth embodiment of the present invention.
  • the laminated substrate 5 includes a first thermoplastic resin layer 10, a first thermoplastic resin layer 11, a first thermoplastic resin layer 12, a first thermoplastic resin layer 13, and a second. It has a thermoplastic resin layer 20, a second thermoplastic resin layer 21, a conductor layer 30, a conductor layer 32, and a conductor layer 33.
  • thermoplastic resin layer 21 is provided between the first thermoplastic resin layer 12 and the first thermoplastic resin layer 13 with respect to the laminated substrate 4.
  • a laminated body of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 and a laminated body of the first thermoplastic resin layer 12 and the second thermoplastic resin layer 21 exist. ing. That is, in the laminated substrate 5, there are two laminated bodies of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer.
  • the thickness of the first thermoplastic resin layer 11 and the first thermoplastic resin layer 13 is preferably larger than the thickness of the first thermoplastic resin layer 10.
  • the thickness of the first thermoplastic resin layer 11 and the first thermoplastic resin layer 13 is the same as the thickness of the laminated body of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20. Is preferable.
  • the thickness of the first thermoplastic resin layer 11 and the thickness of the first thermoplastic resin layer 13 may be the same as each other or may be different from each other.
  • the thickness of the first thermoplastic resin layer 12 is preferably the same as the thickness of the first thermoplastic resin layer 10.
  • the thermoplastic resin constituting the second thermoplastic resin layer 21 is, for example, a liquid crystal polymer (LCP), a fluororesin, a thermoplastic polyimide resin, or a poly, similarly to the thermoplastic resin constituting the second thermoplastic resin layer 20.
  • LCP liquid crystal polymer
  • fluororesin fluororesin
  • thermoplastic polyimide resin thermoplastic polyimide resin
  • poly poly, similarly to the thermoplastic resin constituting the second thermoplastic resin layer 20.
  • examples thereof include ether ether ketone resin (PEEK) and polyphenylene sulfide resin (PPS).
  • the second thermoplastic resin layer 21 preferably contains a fluororesin as a main component.
  • thermoplastic resins constituting the second thermoplastic resin layer 20 and the second thermoplastic resin layer 21 are preferably the same as each other, but may be different from each other.
  • the thickness of the second thermoplastic resin layer 21 is preferably the same as the thickness of the second thermoplastic resin layer 20.
  • the dielectric constants of the second thermoplastic resin layer 20 and the second thermoplastic resin layer 21 are the first thermoplastic resin layer 10, the first thermoplastic resin layer 11, the first thermoplastic resin layer 12, and the first thermoplastic resin layer 12. , It is smaller than the dielectric constant of the first thermoplastic resin layer 13.
  • the laminated body of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 and the laminated body of the first thermoplastic resin layer 12 and the second thermoplastic resin layer 21 are a conductor layer. 30, that is, adjacent to the signal line.
  • the laminated substrate 5 since the second thermoplastic resin layer 20 and the second thermoplastic resin layer 21 having a small dielectric constant are provided near the conductor layer 30, that is, the signal line, the laminated substrate 5 It becomes easy to improve the transmission characteristics of.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the second thermoplastic resin layer 20 and the second thermoplastic resin layer 21 is larger than the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the conductor layer 30.
  • the linear expansion coefficient of the first thermoplastic resin layer 10, the first thermoplastic resin layer 11, the first thermoplastic resin layer 12, and the first thermoplastic resin layer 13 in the in-plane direction is , 0 ppm / K and smaller than the in-plane linear expansion coefficient of the conductor layer 30.
  • the laminated substrate 5 suppresses warpage and dimensional change.
  • the first thermoplastic resin layer 10 is defined as a straight line L2 that passes through the center in the laminated direction and extends in a direction orthogonal to the laminated direction in a cross section along the laminated direction as shown in FIG.
  • the laminate of the second thermoplastic resin layer 20 and the laminate of the first thermoplastic resin layer 12 and the second thermoplastic resin layer 21 are provided at positions where the straight line L2 passes. It can be said that the straight line L2 is the central axis of the cross-sectional primary moment of the laminated substrate 5.
  • the laminated body of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 and the laminated body of the first thermoplastic resin layer 12 and the second thermoplastic resin layer 21 are formed.
  • the laminated substrate of the sixth embodiment of the present invention unlike the laminated substrate of the fourth embodiment of the present invention, there are three laminated bodies of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer.
  • the laminated substrate of the sixth embodiment of the present invention is the same as the laminated substrate of the fourth embodiment of the present invention except for this point.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view partially showing the laminated substrate of the sixth embodiment of the present invention.
  • the laminated substrate 6 includes a first thermoplastic resin layer 10, a first thermoplastic resin layer 11, a first thermoplastic resin layer 12, a first thermoplastic resin layer 13, and a second. It has a thermoplastic resin layer 20, a second thermoplastic resin layer 21, a second thermoplastic resin layer 22, a conductor layer 30, a conductor layer 32, and a conductor layer 33.
  • the second thermoplastic resin layer 21 is provided between the first thermoplastic resin layer 13 and the conductor layer 33 with respect to the laminated substrate 4, and the second thermoplastic resin layer 22 is the first. It is provided between the thermoplastic resin layer 11 and the conductor layer 32.
  • the laminated body of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 the laminated body of the first thermoplastic resin layer 13 and the second thermoplastic resin layer 21, and the first
  • the laminated body of the first thermoplastic resin layer 13 and the second thermoplastic resin layer 21 There is a laminate of the thermoplastic resin layer 11 and the second thermoplastic resin layer 22. That is, in the laminated substrate 6, there are three laminated bodies of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer.
  • the thicknesses of the first thermoplastic resin layer 11 and the first thermoplastic resin layer 13 are preferably the same as the thickness of the first thermoplastic resin layer 10.
  • the thickness of the first thermoplastic resin layer 11 and the thickness of the first thermoplastic resin layer 13 may be the same as or different from each other as shown in FIG.
  • the thickness of the first thermoplastic resin layer 12 is preferably larger than the thickness of the first thermoplastic resin layer 10.
  • the thickness of the first thermoplastic resin layer 12 is preferably the same as the thickness of the laminate of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20.
  • thermoplastic resin constituting the second thermoplastic resin layer 22 examples include a liquid crystal polymer (LCP) and fluorine, similarly to the thermoplastic resin constituting the second thermoplastic resin layer 20 and the second thermoplastic resin layer 21.
  • LCP liquid crystal polymer
  • thermoplastic resins examples include resins, thermoplastic polyimide resins, polyether ether ketone resins (PEEK), polyphenylene sulfide resins (PPS) and the like.
  • the second thermoplastic resin layer 22 preferably contains a fluororesin as a main component.
  • thermoplastic resins constituting the second thermoplastic resin layer 20, the second thermoplastic resin layer 21, and the second thermoplastic resin layer 22 are preferably the same as each other, but may be different from each other. Some may be different.
  • the thicknesses of the second thermoplastic resin layer 21 and the second thermoplastic resin layer 22 are preferably the same as the thickness of the second thermoplastic resin layer 20.
  • the thickness of the second thermoplastic resin layer 21 and the thickness of the second thermoplastic resin layer 22 may be the same as each other as shown in FIG. 14, or may be different from each other.
  • the dielectric constants of the second thermoplastic resin layer 20, the second thermoplastic resin layer 21, and the second thermoplastic resin layer 22 are the first thermoplastic resin layer 10 and the first thermoplastic resin layer 11. , It is smaller than the dielectric constant of the first thermoplastic resin layer 12 and the first thermoplastic resin layer 13. Further, in the laminated substrate 6, the laminated body of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 is adjacent to the conductor layer 30, that is, the signal line. As described above, in the laminated substrate 6, since the second thermoplastic resin layer 20 having a small dielectric constant is in contact with the conductor layer 30, that is, the signal line, the transmission characteristics of the laminated substrate 6 are likely to be improved.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the second thermoplastic resin layer 20, the second thermoplastic resin layer 21, and the second thermoplastic resin layer 22 is the in-plane direction of the conductor layer 30. Greater than the coefficient of linear expansion. Further, in the laminated substrate 6, the linear expansion coefficient of the first thermoplastic resin layer 10, the first thermoplastic resin layer 11, the first thermoplastic resin layer 12, and the first thermoplastic resin layer 13 in the in-plane direction is , 0 ppm / K and smaller than the in-plane linear expansion coefficient of the conductor layer 30. As a result, the laminated substrate 6 is suppressed from warping and dimensional change.
  • the first thermoplastic resin layer 10 And the laminated body of the second thermoplastic resin layer 20 is provided at the position where the straight line L3 passes. It can be said that the straight line L3 is the central axis of the cross-sectional primary moment of the laminated substrate 6.
  • the laminated body of the first thermoplastic resin layer 10 and the second thermoplastic resin layer 20 is provided at a position where the straight line L3 passes, so that warpage and dimensional change are likely to occur. 2 The influence of the cross-sectional primary moment on the thermoplastic resin layer 20 is suppressed.
  • the laminated body of the first thermoplastic resin layer 13 and the second thermoplastic resin layer 21 and the laminated body of the first thermoplastic resin layer 11 and the second thermoplastic resin layer 22 are second.
  • the thermoplastic resin layer 21 and the second thermoplastic resin layer 22 are provided so as to be positioned line-symmetrically with respect to the straight line L3.
  • the second thermoplastic resin layer 21 and the second thermoplastic resin layer 22 are provided line-symmetrically with respect to the straight line L3, so that the second heat is likely to cause warpage and dimensional change.
  • the primary moments of the cross section of the plastic resin layer 21 and the second thermoplastic resin layer 22 cancel each other out.
  • the embodiment in which three laminated bodies of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer are present as the laminated substrate 6 has been described, but in the laminated substrate, the first thermoplastic resin layer and the first thermoplastic resin layer and the laminated body are described.
  • An odd number of three or more laminated bodies of the second thermoplastic resin layer may be present.
  • the straight line that passes through the center in the stacking direction and extends in the direction orthogonal to the stacking direction is defined in the cross section along the stacking direction
  • one of the odd number of laminated bodies is the straight line.
  • the remaining laminate is preferably provided so that the second thermoplastic resin layer is positioned line-symmetrically with respect to the straight line. Even in the laminated substrate of such an aspect, the warp and the dimensional change are sufficiently suppressed as in the laminated substrate 6.
  • an even number of two or more laminated bodies of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer may be present.
  • the second thermoplastic resin layer is the straight line of the even number of laminated bodies. It is preferable that it is provided so as to be positioned line-symmetrically with respect to the relative direction. Even in a laminated substrate of such an embodiment, the primary moments of the cross section in the second thermoplastic resin layer, which are prone to warp and dimensional change, cancel each other out, so that warp and dimensional change are sufficiently suppressed.
  • the first thermoplastic resin layer 11 may not be provided.
  • the conductor layer 32 is provided on the main surface of the first thermoplastic resin layer 10 opposite to the second thermoplastic resin layer 20.
  • the second thermoplastic resin layer 22 is provided on the main surface of the first thermoplastic resin layer 10 opposite to the second thermoplastic resin layer 20.
  • the first thermoplastic resin layer 13 may not be provided.
  • the conductor layer 33 is provided on the main surface of the first thermoplastic resin layer 12 opposite to the conductor layer 30.
  • the conductor layer 33 is provided on the main surface of the second thermoplastic resin layer 21 opposite to the first thermoplastic resin layer 12.
  • the second thermoplastic resin layer 21 is provided on the main surface of the first thermoplastic resin layer 12 opposite to the conductor layer 30.
  • the laminated substrate 4, the laminated substrate 5, and the laminated substrate 6 do not have to be provided with the first thermoplastic resin layer 11 and the first thermoplastic resin layer 13.
  • the conductor layer 32 as a ground electrode is provided on the outermost surface of the laminated substrate, but the conductor layer 32 is provided inside the laminated substrate. It may have been.
  • the conductor layer 33 as a ground electrode is provided on the outermost surface of the laminated substrate, but the conductor layer 33 is provided inside the laminated substrate. It may have been.
  • the conductor layer 32 and the conductor layer 33 as ground electrodes may be provided inside the laminated substrate.
  • the laminated substrate of the first embodiment of the present invention is used while changing the linear expansion coefficient in the in-plane direction of the laminated body of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer. , 15 pieces were manufactured.
  • a first thermoplastic resin layer containing a liquid crystal polymer as a main component is used, a second thermoplastic resin layer containing a fluororesin as a main component, and a copper foil as a conductor layer. Using. Then, the following evaluations were made for each laminated substrate.
  • the sample size was 120 mm in length ⁇ 120 mm in width, and the amount of warpage was measured in accordance with 5.22 of JIS C 6481-1996.
  • FIG. 15 is a graph showing the relationship between the amount of warpage and the coefficient of linear expansion of the laminated body of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer in the in-plane direction for the laminated substrate of the embodiment of the present invention. be.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the laminate of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer is the coefficient of linear expansion in the direction perpendicular to the flow direction during molding of the thermoplastic resin. Is expressed as "the coefficient of linear expansion of the laminated body".
  • an approximate straight line of these data points is also shown.
  • the amount of warpage of the laminated substrate when the case where the main surface on the first thermoplastic resin layer side is a convex surface is defined as negative and the case where the main surface on the conductor layer side is a convex surface is defined as positive, the amount of warpage is 0 ⁇ 10 mm. When it was within the range, it was evaluated that the warp was sufficiently suppressed. From FIG. 15, when the linear expansion coefficient in the in-plane direction of the laminated body of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer satisfies 10 ppm / K or more and 22 ppm / K or less, the warp amount is 0 ⁇ 10 mm. It was within range.
  • the sample size is 120 mm in length ⁇ 120 mm in width
  • the distance between reference points (holes or marks) is 100 mm
  • the heat treatment conditions are 80 ° C.
  • the heat treatment conditions are 30 minutes, in accordance with JIS C 6481-1996 5.16.
  • the dimensional change rate after the heat treatment was measured.
  • FIG. 16 is a graph showing the relationship between the dimensional change rate and the linear expansion coefficient in the in-plane direction of the laminated body of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer for the laminated substrate of the embodiment of the present invention.
  • the coefficient of linear expansion in the in-plane direction of the laminate of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer is the coefficient of linear expansion in the direction perpendicular to the flow direction during molding of the thermoplastic resin. Is expressed as "the coefficient of linear expansion of the laminated body".
  • an approximate straight line of these data points is also shown.
  • the dimensional change rate of the laminated substrate if the dimensional change rate becomes smaller after the heat treatment, it becomes positive, and if the dimensional change rate becomes larger after the heat treatment, it becomes negative, but when the dimensional change rate is within the range of 0 ⁇ 0.05%. , It was evaluated that the dimensional change was sufficiently suppressed. From FIG. 16, when the linear expansion coefficient in the in-plane direction of the laminated body of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer satisfies 5 ppm / K or more and 27 ppm / K or less, the dimensional change rate is 0 ⁇ 0. It was within the range of 0.05%.
  • the linear expansion coefficient of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer in the in-plane direction is preferably 10 ppm / K or more and 22 ppm / K or less.

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Abstract

積層基板1は、第1熱可塑性樹脂層10と、第1熱可塑性樹脂層10に第1主面20a側で隣接した第2熱可塑性樹脂層20と、第2熱可塑性樹脂層20の第1主面20aと反対側の第2主面20b側に隣接した導体層30と、を積層方向に備え、第2熱可塑性樹脂層20の誘電率は、第1熱可塑性樹脂層10の誘電率よりも小さく、第2熱可塑性樹脂層20の面内方向での線膨張係数は、導体層30の面内方向での線膨張係数よりも大きく、第1熱可塑性樹脂層10の面内方向での線膨張係数は、0ppm/Kよりも大きく、かつ、導体層30の面内方向での線膨張係数よりも小さい。

Description

積層基板
 本発明は、積層基板に関する。
 様々な電子機器に使用される積層基板として、特許文献1には、複数の信号伝送線路と電力伝送線路とが、複数の絶縁体層が積層された積層絶縁体に構成された、複合伝送線路が開示されている。特許文献1には、積層絶縁体の各層が液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂基材からなることが記載されている。
特許第6048633号公報
 一般に、積層基板では、高周波領域における誘電特性を向上させるために、誘電率の小さい材料が用いられる。一方、絶縁体層として誘電率の小さい基材のみが用いられた積層基板では、絶縁体層と伝送線路を構成する導体パターンとの線膨張係数に大きな差が生じることがある。その結果、積層基板に反り及び寸法変化が生じるおそれがある。
 本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、反り及び寸法変化が抑制された積層基板を提供することを目的とするものである。
 本発明の積層基板は、第1熱可塑性樹脂層と、上記第1熱可塑性樹脂層に第1主面側で隣接した第2熱可塑性樹脂層と、上記第2熱可塑性樹脂層の上記第1主面と反対側の第2主面側に隣接した導体層と、を積層方向に備え、上記第2熱可塑性樹脂層の誘電率は、上記第1熱可塑性樹脂層の誘電率よりも小さく、上記第2熱可塑性樹脂層の面内方向での線膨張係数は、上記導体層の面内方向での線膨張係数よりも大きく、上記第1熱可塑性樹脂層の面内方向での線膨張係数は、0ppm/Kよりも大きく、かつ、上記導体層の面内方向での線膨張係数よりも小さい、ことを特徴とする。
 本発明によれば、反り及び寸法変化が抑制された積層基板を提供できる。
本発明の実施形態1の積層基板を部分的に示す斜視模式図である。 図1中の線分A1-A2に対応する部分を示す断面模式図である。 本発明の実施形態2の積層基板を部分的に示す斜視模式図である。 図3中の線分B1-B2に対応する部分を示す断面模式図である。 本発明の実施形態2の積層基板の製造方法の一例について、第1熱可塑性樹脂シート、第2熱可塑性樹脂シート、及び、導体の積層工程を示す断面模式図である。 本発明の実施形態2の積層基板の製造方法の一例について、ビアホールの形成工程を示す断面模式図である。 本発明の実施形態2の積層基板の製造方法の一例について、ビアホールへの導電性ペーストの充填工程を示す断面模式図である。 本発明の実施形態2の積層基板の製造方法の一例について、構造体の加熱プレス工程を示す断面模式図である。 本発明の実施形態3の積層基板を部分的に示す斜視模式図である。 図9中の線分C1-C2に対応する部分を示す断面模式図である。 本発明の実施形態3の積層基板の製造方法の一例について、構造体の加熱プレス工程を示す断面模式図である。 本発明の実施形態4の積層基板を部分的に示す断面模式図である。 本発明の実施形態5の積層基板を部分的に示す断面模式図である。 本発明の実施形態6の積層基板を部分的に示す断面模式図である。 本発明の実施例の積層基板について、反り量と、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体の面内方向での線膨張係数との関係を示すグラフである。 本発明の実施例の積層基板について、寸法変化率と、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体の面内方向での線膨張係数との関係を示すグラフである。
 以下、本発明の積層基板について説明する。なお、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更されてもよい。また、以下において記載する個々の好ましい構成を複数組み合わせたものもまた本発明である。
 以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示す構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。実施形態1以外の実施形態では、実施形態1と共通の事項についての記載は省略し、異なる点を主に説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎に逐次言及しない。
[実施形態1]
 図1は、本発明の実施形態1の積層基板を部分的に示す斜視模式図である。図2は、図1中の線分A1-A2に対応する部分を示す断面模式図である。
 図1及び図2に示すように、積層基板1は、第1熱可塑性樹脂層10と、第2熱可塑性樹脂層20と、導体層30と、を積層方向(図1及び図2では、上下方向)に順に有している。
 第2熱可塑性樹脂層20は、積層方向に対向する第1主面20a及び第2主面20bを有している。
 第2熱可塑性樹脂層20は、第1熱可塑性樹脂層10に第1主面20a側で隣接している。つまり、第2熱可塑性樹脂層20の第1主面20a上には、第1熱可塑性樹脂層10が設けられている。
 第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、液晶ポリマー(LCP)、フッ素樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)等が挙げられる。
 第1熱可塑性樹脂層10は、液晶ポリマーを主成分として含むことが好ましい。液晶ポリマーは、熱可塑性樹脂の中でも誘電率が小さいため、第1熱可塑性樹脂層10が液晶ポリマーを主成分として含むことにより、積層基板1の高周波領域における誘電特性が向上しやすくなる。また、液晶ポリマーは吸湿性が低いため、第1熱可塑性樹脂層10が液晶ポリマーを主成分として含むことにより、積層基板1において、吸湿による誘電特性の変化が生じにくくなる。
 本明細書中、各層又は各部材の主成分は、各層又は各部材中の含有量(重量百分率)が最も多い成分を意味する。
 液晶ポリマーは、通常、I型、II型、及び、III型の芳香族ポリエステルに分類される。中でも、第1熱可塑性樹脂層10に含まれる液晶ポリマーは、I型又はII型の全芳香族ポリエステルであることが好ましい。I型及びII型の全芳香族ポリエステルは、III型の一部芳香族ポリエステルよりも加水分解を起こしにくいため、積層基板1の材料として好ましい。
 第2熱可塑性樹脂層20は、フッ素樹脂を主成分として含むことが好ましい。フッ素樹脂は、液晶ポリマーよりも誘電率が小さいため、第2熱可塑性樹脂層20がフッ素樹脂を主成分として含むことにより、積層基板1の高周波領域における誘電特性が向上しやすくなる。また、フッ素樹脂は、液晶ポリマーよりも吸湿性が低いため、第2熱可塑性樹脂層20がフッ素樹脂を主成分として含むことにより、積層基板1において、吸湿による誘電特性の変化が生じにくくなる。一方、第2熱可塑性樹脂層20は、第1熱可塑性樹脂層10と導体層30とを接着する接着層として機能するが、第2熱可塑性樹脂層20がフッ素樹脂を主成分として含むことにより、第2熱可塑性樹脂層20の接着機能が向上しやすくなる。
 フッ素樹脂としては、例えば、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー(FEP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等が挙げられる。
 第2熱可塑性樹脂層20に含まれるフッ素樹脂は、パーフルオロアルコキシアルカン及びパーフルオロエチレンプロペンコポリマーの少なくとも一方からなることが好ましい。パーフルオロアルコキシアルカン及びパーフルオロエチレンプロペンコポリマーは、液晶ポリマーよりも誘電率が小さい。よって、第2熱可塑性樹脂層20がパーフルオロアルコキシアルカン及びパーフルオロエチレンプロペンコポリマーの少なくとも一方を主成分として含むことにより、積層基板1の高周波領域における誘電特性が向上しやすくなる。
 第2熱可塑性樹脂層20に含まれるフッ素樹脂は、パーフルオロアルコキシアルカンからなることがより好ましい。パーフルオロアルコキシアルカンは、溶融成形が可能であるために取り扱い性が高い。また、パーフルオロアルコキシアルカンは、流動性が高いために液晶ポリマーに接着しやすい。よって、第2熱可塑性樹脂層20がパーフルオロアルコキシアルカンを主成分として含むことにより、第2熱可塑性樹脂層20の製造効率が高まりやすくなり、また、第1熱可塑性樹脂層10が液晶ポリマーを主成分として含む場合は、第1熱可塑性樹脂層10と第2熱可塑性樹脂層20との接着性が高まりやすくなる。
 本明細書中、パーフルオロアルコキシアルカンには、液晶ポリマーとの接着性に寄与する官能基で一部が置換されたパーフルオロアルコキシアルカンも含まれる。このような液晶ポリマーとの接着性に寄与する官能基としては、例えば、エステル基、カーボネート基、水酸基、カルボキシル基、カルボニルフルオリド基、酸無水物基等が挙げられる。
 第1熱可塑性樹脂層10の厚みは、好ましくは10μm以上、50μm以下である。
 第2熱可塑性樹脂層20の厚みは、好ましくは2μm以上、40μm以下である。
 第1熱可塑性樹脂層10の厚みと第2熱可塑性樹脂層20の厚みとは、図1及び図2に示すように互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 導体層30は、第2熱可塑性樹脂層20の第2主面20b側に隣接している。つまり、導体層30は、第2熱可塑性樹脂層20の第2主面20b上に設けられている。
 導体層30は、図1に示すように配線等にパターン化されたパターン形状であってもよいし、一面に広がった面状であってもよい。
 導体層30の構成材料としては、例えば、銅、銀、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、金、これらの金属の少なくとも1種を含有する合金等が挙げられる。
 導体層30は、例えば、導体箔からなり、導体箔の中でも銅箔からなることが好ましい。銅箔の表面には、銅以外の金属がめっきされていてもよい。
 導体層30の厚みは、好ましくは1μm以上、35μm以下、より好ましくは6μm以上、18μm以下である。
 積層基板1において、第2熱可塑性樹脂層20の誘電率は、第1熱可塑性樹脂層10の誘電率よりも小さい。第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の誘電率がこのような関係を満たす態様としては、例えば、第1熱可塑性樹脂層10が液晶ポリマーを主成分として含み、第2熱可塑性樹脂層20がフッ素樹脂を主成分として含む場合等が挙げられる。
 第1熱可塑性樹脂層10が液晶ポリマーを主成分として含み、第2熱可塑性樹脂層20がフッ素樹脂を主成分として含む場合、第1熱可塑性樹脂層10は、液晶ポリマーに属するII型の全芳香族ポリエステルを主成分として含むことが好ましい。また、第2熱可塑性樹脂層20は、フッ素樹脂に属するパーフルオロアルコキシアルカンを主成分として含むことが好ましい。更に、第1熱可塑性樹脂層10がII型の全芳香族ポリエステルを主成分として含み、第2熱可塑性樹脂層20がパーフルオロアルコキシアルカンを主成分として含むことがより好ましい。
 第1熱可塑性樹脂層10が液晶ポリマーを主成分として含む場合、上述したように、液晶ポリマーとして、II型の全芳香族ポリエステルを含む方がI型の全芳香族ポリエステルを含むよりも好ましい理由は、II型の全芳香族ポリエステルの方が、I型の全芳香族ポリエステルよりも誘電正接が小さいためである。
 第2熱可塑性樹脂層20がフッ素樹脂を主成分として含む場合、上述したように、フッ素樹脂としてパーフルオロアルコキシアルカンを含むことが好ましい理由は、パーフルオロアルコキシアルカンの方が、同じくフッ素樹脂に属するポリテトラフルオロエチレン等よりも密着性が高いためである。
 また、第1熱可塑性樹脂層10が液晶ポリマーを主成分として含み、第2熱可塑性樹脂層20がフッ素樹脂を主成分として含む場合、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20では、各々、主成分の比率が高いほど好ましい。
 積層基板1において、第2熱可塑性樹脂層20の面内方向での線膨張係数は、導体層30の面内方向での線膨張係数よりも大きい。更に、積層基板1において、第1熱可塑性樹脂層10の面内方向での線膨張係数は、0ppm/Kよりも大きく、かつ、導体層30の面内方向での線膨張係数よりも小さい。つまり、第1熱可塑性樹脂層10、第2熱可塑性樹脂層20、及び、導体層30の面内方向での線膨張係数のうちでは、第2熱可塑性樹脂層20の面内方向での線膨張係数が最も大きく、導体層30の面内方向での線膨張係数が2番目に大きく、第1熱可塑性樹脂層10の面内方向での線膨張係数が最も小さい。
 このように、積層基板1では、面内方向での線膨張係数の大きい第2熱可塑性樹脂層20が設けられているが、第2熱可塑性樹脂層20は、第2熱可塑性樹脂層20よりも面内方向での線膨張係数が小さい第1熱可塑性樹脂層10及び導体層30で挟まれている。そのため、積層基板1では、温度変化により変形しやすい第2熱可塑性樹脂層20が第1熱可塑性樹脂層10及び導体層30で押さえられることにより、第2熱可塑性樹脂層20の反り及び寸法変化が抑制される。その結果、積層基板1全体の反り及び寸法変化が抑制される。
 各層又は各部材の面内方向での線膨張係数は、熱機械分析(TMA)法により測定される。測定については、例えば、長さ25mm×幅4.5mmの試料を用いて、測定モードを引張モード、チャック間距離を16mm、荷重を0.1N、降温速度を10℃/分とする測定条件で行い、50℃以上、100℃以下の温度範囲で求められた線膨張係数を採用する。
 本明細書中、各層又は各部材の面内方向は、各層又は各部材の主面に沿う方向を意味する。積層基板1において、第1熱可塑性樹脂層10、第2熱可塑性樹脂層20、及び、導体層30の面内方向は、積層方向に直交する方向であるとも言える。
 第1熱可塑性樹脂層10、第2熱可塑性樹脂層20、及び、導体層30の面内方向での線膨張係数が上述した関係を満たす態様の一例について、以下に説明する。
 導体層30が銅箔からなる場合、導体層30の面内方向での線膨張係数は、例えば、16ppm/Kである。
 これに対して、第2熱可塑性樹脂層20がパーフルオロアルコキシアルカンを主成分として含む場合、第2熱可塑性樹脂層20の面内方向での線膨張係数は、例えば、120ppm/Kであり、銅箔からなる導体層30の面内方向での線膨張係数よりも大きい。
 一方、第1熱可塑性樹脂層10が液晶ポリマーを主成分として含む場合、通常では、その面内方向での線膨張係数は、銅箔からなる導体層30の面内方向での線膨張係数よりも大きい。これに対して、第1熱可塑性樹脂層10の形成過程において、熱可塑性樹脂の成形時に、インフレーション法、逐次延伸法等を用いて強く引き伸ばすことで、液晶ポリマーのメソゲン基の面内配向性を高めることにより、得られる第1熱可塑性樹脂層10の面内方向での線膨張係数を、例えば、5ppm/K以上、12ppm/K以下と、銅箔からなる導体層30の面内方向での線膨張係数よりも小さくすることができる。
 このように、積層基板1では、第1熱可塑性樹脂層10が液晶ポリマーを主成分として含み、第2熱可塑性樹脂層20がフッ素樹脂を主成分として含み、導体層30が銅箔からなることが好ましい。
 第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体の面内方向での線膨張係数は、導体層30の面内方向での線膨張係数以下であることが好ましい。このように、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体の面内方向での線膨張係数が小さいと、積層基板1において、反り及び寸法変化が充分に抑制される。
 積層基板1において、第1熱可塑性樹脂層10が液晶ポリマーを主成分として含み、第2熱可塑性樹脂層20がフッ素樹脂を主成分として含み、導体層30が銅箔からなる場合、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体の面内方向での線膨張係数は、好ましくは10ppm/K以上、22ppm/K以下である。このように、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体の面内方向での線膨張係数が小さいと、積層基板1において、反り及び寸法変化が充分に抑制される。
 第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体の面内方向での線膨張係数は、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体を測定対象とすること以外、上述した方法と同様に測定される。なお、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体は、積層基板から導体層をエッチング等で除去することにより得られる。
 上述したように、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体の面内方向での線膨張係数を小さくするためには、第1熱可塑性樹脂層10、第2熱可塑性樹脂層20、及び、導体層30の面内方向での線膨張係数のうちで、最も大きい第2熱可塑性樹脂層20の面内方向での線膨張係数を小さくすることが有効である。第2熱可塑性樹脂層20の面内方向での線膨張係数を小さくする方法としては、第2熱可塑性樹脂層20に無機フィラーを加えることが好ましい。つまり、第2熱可塑性樹脂層20は、無機フィラーを含むことが好ましい。これにより、第2熱可塑性樹脂層20の面内方向での線膨張係数を、第1熱可塑性樹脂層10及び導体層30の面内方向での線膨張係数に近づけることができる。
 無機フィラーは、窒化ホウ素、タルク、又は、溶融シリカであることが好ましい。これらの無機フィラーは、誘電正接が小さく、かつ、吸湿性が低い。
 無機フィラーの形状は、板状、鱗片状、又は、球状であることが好ましい。
 無機フィラーが窒化ホウ素である場合、その形状は板状であることが好ましい。板状には、平板状だけではなく、湾曲した形状、厚みが一定ではない形状等も含まれる。
 無機フィラーがタルクである場合、その形状は鱗片状であることが好ましい。
 無機フィラーが溶融シリカである場合、その形状は球状である。球状には、完全な球形だけではなく、球形に近い形状も含まれる。無機フィラーとしてのシリカが溶融シリカであるかどうかについては、球状であるかどうかという点で判断可能である。
 無機フィラーの粒径は、5μm以上、15μm以下であることが好ましい。
 無機フィラーの粒径は、以下のようにして定められる。まず、積層基板に対して研磨等を行うことにより、図2に示すような積層方向に沿う断面を露出させる。次に、積層基板の露出断面に対して、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、例えば、50μm×100μmの大きさの断面画像を撮像する。そして、得られた断面画像において、色の違い等から、第1熱可塑性樹脂層の存在領域と第2熱可塑性樹脂層の存在領域とを区別する。その後、第2熱可塑性樹脂層の存在領域の断面画像について、画像解析ソフトにより、無機フィラーの粒径の平均値を測定する。ここで、上述した断面画像における無機フィラーの粒径は、無機フィラーの断面が多角形状である場合はその断面の重心を通る最大の長さを意味し、無機フィラーの断面が円状である場合はその直径を意味する。
 無機フィラーのアスペクト比は、10以上、30以下であることが好ましい。
 無機フィラーのアスペクト比は、上述した第2熱可塑性樹脂層の存在領域の断面画像について、画像解析ソフトにより測定されるアスペクト比の平均値として定められる。ここで、上述した断面画像における無機フィラーのアスペクト比は、無機フィラーの断面の重心を通る最小の長さに対する最大の長さの比を意味する。
 積層方向に沿う断面において、第2熱可塑性樹脂層20に対する無機フィラーの面積割合は、10面積%以上、50面積%以下であることが好ましい。特に、第2熱可塑性樹脂層20がフッ素樹脂を主成分として含む場合、積層方向に沿う断面において、フッ素樹脂及び無機フィラーの合計面積に対する無機フィラーの面積割合は、10面積%以上、50面積%以下であることが好ましい。
 第2熱可塑性樹脂層に対する無機フィラーの面積割合は、上述した第2熱可塑性樹脂層の存在領域の断面画像について、画像解析ソフトにより測定される、第2熱可塑性樹脂層全体の面積に対する無機フィラーの面積割合として定められる。
 フッ素樹脂及び無機フィラーの合計面積に対する無機フィラーの面積割合は、上述した第2熱可塑性樹脂層の存在領域の断面画像について、エネルギー分散型X線分析(EDX)又はフーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)を用いてフッ素樹脂の存在領域を確認した上で、画像解析ソフトにより測定される。
 上述した仕様(材料、形状、粒径、アスペクト比、及び、面積割合)を少なくとも1つ満たす無機フィラーを、第2熱可塑性樹脂層20に加えることにより、第2熱可塑性樹脂層20の面内方向での線膨張係数を効果的に小さくすることができる。
 例えば、第2熱可塑性樹脂層20がパーフルオロアルコキシアルカンを主成分として含む場合、第2熱可塑性樹脂層20に無機フィラーを加えることにより、第2熱可塑性樹脂層20の面内方向での線膨張係数を、例えば、120ppm/Kから30ppm/K程度まで小さくすることができる。
 なお、第1熱可塑性樹脂層10の面内方向での線膨張係数を小さくするために、第1熱可塑性樹脂層10に無機フィラーを加えてもよい。つまり、第1熱可塑性樹脂層10は、無機フィラーを含んでいてもよい。
 積層基板1は、図1及び図2に示すように、導体層31を更に有していてもよい。
 導体層31は、第1熱可塑性樹脂層10における第2熱可塑性樹脂層20と反対側の主面上に設けられており、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体を介して導体層30と積層方向に対向している。
 導体層31は、導体層30と同様に、図1に示すように配線等にパターン化されたパターン形状であってもよいし、一面に広がった面状であってもよい。
 導体層31の構成材料としては、導体層30の構成材料と同様に、例えば、銅、銀、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、金、これらの金属の少なくとも1種を含有する合金等が挙げられる。
 導体層31は、導体層30と同様に、例えば、導体箔からなり、導体箔の中でも銅箔からなることが好ましい。銅箔の表面には、銅以外の金属がめっきされていてもよい。
 導体層30及び導体層31の構成材料は、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なっていてもよい。
 導体層30の厚みと導体層31の厚みとは、図1及び図2に示すように互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 積層基板1が導体層31を有する場合、第2熱可塑性樹脂層20の面内方向での線膨張係数は、導体層31の面内方向での線膨張係数よりも大きく、第1熱可塑性樹脂層10の面内方向での線膨張係数は、導体層31の面内方向での線膨張係数よりも小さいことが好ましい。
 積層基板1は、例えば、導体層30及び導体層31を配線とする配線基板として用いられる。
 積層基板1は、例えば、以下の方法で製造される。
<第1熱可塑性樹脂シートの形成工程>
 第1熱可塑性樹脂を成形することにより、第1熱可塑性樹脂シートを形成する。第1熱可塑性樹脂シートは、後に第1熱可塑性樹脂層10となるものである。
 第1熱可塑性樹脂シートとしては、面内方向での線膨張係数が後述する導体よりも小さいものを用いる。
 第1熱可塑性樹脂シートを構成する第1熱可塑性樹脂としては、例えば、液晶ポリマー、フッ素樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂等が挙げられる。
 第1熱可塑性樹脂シートは、液晶ポリマーを主成分として含むことが好ましい。この場合、第1熱可塑性樹脂シートを形成する際に、インフレーション法、逐次延伸法等を用いて強く引き伸ばすことで、液晶ポリマーのメソゲン基の面内配向性を高める。これにより、第1熱可塑性樹脂シートの面内方向での線膨張係数を、後述する導体の面内方向での線膨張係数よりも小さくすることができる。
<第2熱可塑性樹脂シートの形成工程>
 第2熱可塑性樹脂を成形することにより、第2熱可塑性樹脂シートを形成する。第2熱可塑性樹脂シートは、後に第2熱可塑性樹脂層20となるものである。
 第2熱可塑性樹脂シートとしては、誘電率が第1熱可塑性樹脂シートよりも小さく、面内方向での線膨張係数が後述する導体よりも大きいものを用いる。
 第2熱可塑性樹脂シートを構成する第2熱可塑性樹脂としては、例えば、液晶ポリマー、フッ素樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂等が挙げられる。
 第2熱可塑性樹脂シートは、フッ素樹脂を主成分として含むことが好ましい。
 第2熱可塑性樹脂シートは、上述した仕様を少なくとも1つ満たす無機フィラーを含むことが好ましい。これにより、第2熱可塑性樹脂シートの面内方向での線膨張係数を、第1熱可塑性樹脂シート及び後述する導体の面内方向での線膨張係数に近づけることができる。
<導体の準備工程>
 導体を準備する。導体は、後に導体層30となるものである。
 導体の構成材料としては、例えば、銅、銀、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、金、これらの金属の少なくとも1種を含有する合金等が挙げられる。
 導体は、銅箔からなることが好ましい。
<第1熱可塑性樹脂シート、第2熱可塑性樹脂シート、及び、導体の積層・加熱プレス工程>
 第1熱可塑性樹脂シート、第2熱可塑性樹脂シート、及び、導体を積層方向に順に積層した後、得られた積層体に対して加熱プレスを行う。これにより、第1熱可塑性樹脂シート、第2熱可塑性樹脂シート、及び、導体は、熱圧着されつつ、各々、第1熱可塑性樹脂層10、第2熱可塑性樹脂層20、及び、導体層30となる。この際、第1熱可塑性樹脂シートに対して第2熱可塑性樹脂シートと反対側に別の導体を更に積層した状態で加熱プレスを行ってもよく、これにより、別の導体が導体層31となる。
 以上により、積層基板1が製造される。
 このようにして製造された積層基板1では、第2熱可塑性樹脂層20の誘電率が第1熱可塑性樹脂層10の誘電率よりも小さく、第2熱可塑性樹脂層20の面内方向での線膨張係数が導体層30の面内方向での線膨張係数よりも大きく、第1熱可塑性樹脂層10の面内方向での線膨張係数が0ppm/Kよりも大きく、かつ、導体層30の面内方向での線膨張係数よりも小さくなっている。また、第2熱可塑性樹脂層20の面内方向での線膨張係数は、導体層31の面内方向での線膨張係数よりも大きく、第1熱可塑性樹脂層10の面内方向での線膨張係数は、導体層31の面内方向での線膨張係数よりも小さいことが好ましい。
[実施形態2]
 本発明の実施形態2の積層基板は、本発明の実施形態1の積層基板と異なり、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層を積層方向に貫通しつつ導体層に接続されるように設けられた、金属及び樹脂を含む層間接続導体を更に備える。本発明の実施形態2の積層基板は、この点以外、本発明の実施形態1の積層基板と同様である。
 図3は、本発明の実施形態2の積層基板を部分的に示す斜視模式図である。図4は、図3中の線分B1-B2に対応する部分を示す断面模式図である。
 図3及び図4に示すように、積層基板2は、第1熱可塑性樹脂層10と、第2熱可塑性樹脂層20と、導体層30と、層間接続導体40と、を有している。
 層間接続導体40は、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20を積層方向に貫通しつつ導体層30に接続されるように設けられている。
 層間接続導体40は、金属及び樹脂を含んでいる。層間接続導体40は、例えば、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20を貫通するように設けられたビアホールに、金属及び樹脂を含む導電性ペーストを充填した後で熱処理を行うことにより形成される。
 層間接続導体40に含まれる金属としては、例えば、銅、錫、銀等が挙げられる。中でも、層間接続導体40は、銅を含むことが好ましく、銅及び錫を含むことがより好ましい。層間接続導体40が銅及び錫を含み、導体層30が銅箔からなる場合、層間接続導体40は導体層30と低温で合金化反応を起こすため、両者が導通しやすくなる。
 層間接続導体40に含まれる樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂若しくはその変性樹脂、及び、アクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂、又は、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、及び、セルロース系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。
 積層基板2は、積層基板1と同様に、図3及び図4に示すように、導体層31を更に有していてもよい。この場合、層間接続導体40は、導体層30に加えて導体層31にも接続されるように設けられる。
 積層基板2では、積層基板1と同様に、第1熱可塑性樹脂層10の面内方向での線膨張係数が0ppm/Kよりも大きい。第1熱可塑性樹脂層10の面内方向での線膨張係数が0ppm/K以下である場合、第1熱可塑性樹脂層10の積層方向での線膨張係数が大きくなりやすいため、第1熱可塑性樹脂層10から加わる応力により、層間接続導体40に亀裂が生じやすくなる。また、第1熱可塑性樹脂層10の面内方向での線膨張係数が0ppm/K以下である場合、第1熱可塑性樹脂層10の強度が低くなりやすい。
 積層基板2では、積層基板1と異なり、層間接続導体40が設けられているが、第1熱可塑性樹脂層10、第2熱可塑性樹脂層20、及び、導体層30の面内方向での線膨張係数が上述した関係を満たすことにより、更なる作用効果が得られる。積層基板2で得られる更なる作用効果について、積層基板2の製造方法の一例を示しつつ、以下に説明する。
<第1熱可塑性樹脂シート、第2熱可塑性樹脂シート、及び、導体の積層工程>
 図5は、本発明の実施形態2の積層基板の製造方法の一例について、第1熱可塑性樹脂シート、第2熱可塑性樹脂シート、及び、導体の積層工程を示す断面模式図である。
 図5に示すように、第1熱可塑性樹脂シート110、第2熱可塑性樹脂シート120、及び、導体130を積層方向に順に積層する。
 第1熱可塑性樹脂シート110は、上述した積層基板1の製造方法の一例における「第1熱可塑性樹脂シートの形成工程」と同様にして形成される。
 第2熱可塑性樹脂シート120は、上述した積層基板1の製造方法の一例における「第2熱可塑性樹脂シートの形成工程」と同様にして形成される。
 導体130は、上述した積層基板1の製造方法の一例における「導体の準備工程」と同様にして準備される。
<ビアホールの形成工程>
 図6は、本発明の実施形態2の積層基板の製造方法の一例について、ビアホールの形成工程を示す断面模式図である。
 図6に示すように、第1熱可塑性樹脂シート110及び第2熱可塑性樹脂シート120を積層方向に貫通するビアホール150を形成する。これにより、導体130の一部がビアホール150から露出する。
 ビアホール150を形成する方法としては、例えば、第1熱可塑性樹脂シート110側からレーザー照射を行う方法等が挙げられる。このようなレーザー照射は、例えば、パルス発振型炭酸ガスレーザー照射装置により行われる。レーザー照射後には、樹脂残渣を除去するために、例えば、酸素プラズマ放電処理、コロナ放電処理等によるデスミア処理を行うことが好ましい。樹脂残渣の除去は、過マンガン酸カリウム処理等により行われてもよい。
 ビアホール150は、図6に示すように、導体130に向かって径が小さくなるテーパー形状を有することが好ましい。
<ビアホールへの導電性ペーストの充填工程>
 図7は、本発明の実施形態2の積層基板の製造方法の一例について、ビアホールへの導電性ペーストの充填工程を示す断面模式図である。
 図7に示すように、金属及び樹脂を含む導電性ペースト160を、ビアホール150に充填する。導電性ペースト160は、後に層間接続導体40となるものである。
 導電性ペースト160をビアホール150に充填する方法としては、例えば、スクリーン印刷法、真空充填法等が挙げられる。
 導電性ペースト160は、金属及び樹脂を含んでいる。
 導電性ペースト160に含まれる金属としては、例えば、銅、錫、銀等が挙げられる。中でも、導電性ペースト160は、銅を含むことが好ましく、銅及び錫を含むことがより好ましい。
 導電性ペースト160に含まれる樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂若しくはその変性樹脂、及び、アクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂、又は、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、及び、セルロース系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。
 導電性ペースト160は、ビヒクル、溶剤、チキソ剤、活性剤等を更に含んでいてもよい。
 ビヒクルとしては、例えば、ロジン及びそれを変性した変性ロジン等の誘導体からなるロジン系樹脂、ロジン及びそれを変性した変性ロジン等の誘導体からなる合成樹脂、又は、これらの樹脂の混合物等が挙げられる。
 ロジン及びそれを変性した変性ロジン等の誘導体からなるロジン系樹脂としては、例えば、ガムロジン、トールロジン、ウッドロジン、重合ロジン、水素添加ロジン、ホルミル化ロジン、ロジンエステル、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性アルキド樹脂、その他の各種ロジン誘導体等が挙げられる。
 ロジン及びそれを変性した変性ロジン等の誘導体からなる合成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、テルペン樹脂等が挙げられる。
 溶剤としては、例えば、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、芳香族系、炭化水素類等が挙げられる。これらの具体例としては、ベンジルアルコール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ジエチレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸ブチル、アジピン酸ジエチル、ドデカン、テトラデセン、α-ターピネオール、テルピネオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、2-エチルヘキサンジオール、トルエン、キシレン、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジイソブチルアジペート、へキシレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、2-ターピニルオキシエタノール、2-ジヒドロターピニルオキシエタノール、これらの混合物等が挙げられる。中でも、テルピネオール、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、又は、ジエチレングリコールモノエチルエーテルが好ましい。
 チキソ剤としては、例えば、硬化ヒマシ油、カルナバワックス、アミド類、ヒドロキシ脂肪酸類、ジベンジリデンソルビトール、ビス(p-メチルベンジリデン)ソルビトール類、蜜蝋、ステアリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミド等が挙げられる。また、これらのチキソ剤には、必要に応じて、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸等の脂肪酸、1,2-ヒドロキシステアリン酸等のヒドロキシ脂肪酸、酸化防止剤、界面活性剤、アミン類等が添加されていてもよい。
 活性剤としては、例えば、アミンのハロゲン化水素酸塩、有機ハロゲン化合物、有機酸、有機アミン、多価アルコール等が挙げられる。
 アミンのハロゲン化水素酸塩としては、例えば、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、ジフェニルグアニジン塩酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、エチルアミン塩酸塩、エチルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアニリン臭化水素酸塩、ジエチルアニリン塩酸塩、トリエタノールアミン臭化水素酸塩、モノエタノールアミン臭化水素酸塩等が挙げられる。
 有機ハロゲン化合物としては、例えば、塩化パラフィン、テトラブロモエタン、ジブロモプロパノール、2,3-ジブロモ-1,4-ブタンジオール、2,3-ジブロモ-2-ブテン-1,4-ジオール、トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート等が挙げられる。
 有機酸としては、例えば、マロン酸、フマル酸、グリコール酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、フェニルコハク酸、マレイン酸、サルチル酸、アントラニル酸、グルタル酸、スベリン酸、アジピン酸、セバシン酸、ステアリン酸、アビエチン酸、安息香酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ドデカン酸等が挙げられる。
 有機アミンとしては、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリブチルアミン、アニリン、ジエチルアニリン等が挙げられる。
 多価アルコールとしては、例えば、エリスリトール、ピロガロール、リビトール等が挙げられる。
<構造体の加熱プレス工程>
 図8は、本発明の実施形態2の積層基板の製造方法の一例について、構造体の加熱プレス工程を示す断面模式図である。
 まず、図7に示した状態に対して、導体131を、第1熱可塑性樹脂シート110及び導電性ペースト160における導体130と反対側の主面上に積層することにより、図8に示すような構造体を形成する。次に、得られた構造体に対して、加熱しつつ積層方向に圧力を加えることにより、加熱プレスを行う。これにより、第1熱可塑性樹脂シート110及び第2熱可塑性樹脂シート120は、熱圧着されつつ、各々、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20となる。第1熱可塑性樹脂シート110及び第2熱可塑性樹脂シート120は熱可塑性樹脂で構成されているため、熱圧着により、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20は互いに接着することになる。また、導体130及び導体131は、各々、導体層30及び導体層31となる。
 一方、加熱プレスを行う際、第2熱可塑性樹脂シート120では、面内方向での線膨張係数が第1熱可塑性樹脂シート110よりも大きいため、積層方向に加わった圧力が、図8に示した矢印のような積層方向に直交する方向の圧力に変換されやすくなる。これに対して、第1熱可塑性樹脂シート110では、面内方向での線膨張係数が第2熱可塑性樹脂シート120よりも小さいため、第2熱可塑性樹脂シート120と比較して、積層方向に加わった圧力が、積層方向に直交する方向の圧力に変換されにくい。そのため、導電性ペースト160は、第2熱可塑性樹脂シート120を積層方向に貫通する第2部分160bで、第1熱可塑性樹脂シート110を積層方向に貫通する第1部分160aと比較して、積層方向に直交する方向の圧力により緻密化しやすくなる。この際、第2部分160bは第2熱可塑性樹脂シート120により押されるが、第2熱可塑性樹脂シート120の面内方向での線膨張係数が、例えば、40ppm/Kよりも大きい場合、第2部分160bは、図8に示すようなテーパー形状のまま緻密化する。導電性ペースト160は、このような状態で固化することにより、層間接続導体40となる。
 以上により、積層基板2が製造される。
 このようにして製造された積層基板2では、図3及び図4に示すように、層間接続導体40が、第1熱可塑性樹脂層10を積層方向に貫通する第1部分40aと、第2熱可塑性樹脂層20を積層方向に貫通する第2部分40bとを有しており、第2部分40bが、第1部分40aと比較して、高い緻密性を有している。そのため、第2部分40bの空隙率は、第1部分40aの空隙率よりも小さい。
 層間接続導体の各部分での空隙率の比較は、図4に示すような積層方向に沿う断面を走査型電子顕微鏡で観察することにより行われる。
 一方、層間接続導体40は、導電性ペースト160が充填されたビアホール150と同様な形状、ここでは、図3及び図4に示すようなテーパー形状を有している。つまり、層間接続導体40の積層方向に直交する断面を見たとき、導体層30側の端部の断面積は、導体層30と反対側の端部の断面積よりも小さい。より具体的には、層間接続導体40の積層方向に直交する断面を見たとき、第2部分40bでは、導体層30側の端部の断面積が、導体層30と反対側の端部の断面積よりも小さく、第1部分40aでは、導体層30側の端部の断面積が、導体層30と反対側の端部の断面積よりも小さい。したがって、層間接続導体40の積層方向に直交する断面を見たとき、第2部分40bにおける導体層30側の端部の断面積は、第1部分40aにおける導体層30と反対側の端部の断面積よりも小さい。
 このように、層間接続導体40では、導体層30側の端部の断面積が小さくなっていても、第2部分40b側、つまり、導体層30側で高い緻密性を有するため、導体層30と層間接続導体40との接続性が高まる。
[実施形態3]
 本発明の実施形態3の積層基板では、本発明の実施形態2の積層基板と異なり、層間接続導体の第2部分がくびれ部を有する。本発明の実施形態3の積層基板は、この点以外、本発明の実施形態2の積層基板と同様である。
 図9は、本発明の実施形態3の積層基板を部分的に示す斜視模式図である。図10は、図9中の線分C1-C2に対応する部分を示す断面模式図である。
 図9及び図10に示すように、積層基板3は、第1熱可塑性樹脂層10と、第2熱可塑性樹脂層20と、導体層30と、層間接続導体41と、を有している。
 積層基板3は、積層基板2と同様に、図9及び図10に示すように、導体層31を更に有していてもよい。この場合、層間接続導体41は、導体層30に加えて導体層31にも接続されるように設けられる。
 積層基板3では、積層基板2と異なり、層間接続導体41が設けられているが、第1熱可塑性樹脂層10、第2熱可塑性樹脂層20、及び、導体層30の面内方向での線膨張係数が上述した関係を満たすことにより、更なる作用効果が得られる。積層基板3で得られる更なる作用効果について、積層基板3の製造方法の一例を示しつつ、以下に説明する。
 積層基板3の製造方法の一例では、上述した積層基板2の製造方法の一例と同様に、まず、「第1熱可塑性樹脂シート、第2熱可塑性樹脂シート、及び、導体の積層工程」(図5参照)と、「ビアホールの形成工程」(図6参照)と、「ビアホールへの導電性ペーストの充填工程」(図7参照)とを順に行う。積層基板3の製造方法の一例における以降の工程について、上述した積層基板2の製造方法の一例と異なる点を主に説明する。
<構造体の加熱プレス工程>
 図11は、本発明の実施形態3の積層基板の製造方法の一例について、構造体の加熱プレス工程を示す断面模式図である。
 図11に示すような構造体に対して、加熱しつつ積層方向に圧力を加えることにより、加熱プレスを行う。この際、第2熱可塑性樹脂シート120では、面内方向での線膨張係数が第1熱可塑性樹脂シート110よりも大きいため、積層方向に加わった圧力が、図11に示した矢印のような積層方向に直交する方向の圧力に変換されやすくなる。ここで、第2熱可塑性樹脂シート120の面内方向での線膨張係数が、例えば、40ppm/K以下である場合、第2部分160bは、第2熱可塑性樹脂シート120により適度に押されることになる。その結果、第2部分160bは、積層方向に直交する方向の圧力により、図11に示すようなくびれた形状に変形しつつ緻密化する。この場合、第1熱可塑性樹脂シート110の面内方向での線膨張係数も40ppm/K以下となるため、第1部分160aは、第1熱可塑性樹脂シート110により適度に押されることにより、第2部分160bと反対側の端部が広がるように変形する。導電性ペースト160は、このような状態で固化することにより、層間接続導体41となる。
 以上により、積層基板3が製造される。
 このようにして製造された積層基板3では、図9及び図10に示すように、層間接続導体41が、第1熱可塑性樹脂層10を積層方向に貫通する第1部分41aと、第2熱可塑性樹脂層20を積層方向に貫通する第2部分41bとを有している。
 第1部分41aは、テーパー形状を有している。つまり、第1部分41aの積層方向に直交する断面を見たとき、第2部分41b側の端部の断面積は、第2部分41bと反対側の端部の断面積よりも小さい。
 第2部分41bは、第1部分41aと比較して、高い緻密性を有している。そのため、第2部分41bの空隙率は、第1部分41aの空隙率よりも小さい。このように、層間接続導体41では、第2部分41b側、つまり、導体層30側で高い緻密性を有するため、導体層30と層間接続導体40との接続性が高まる。
 第2部分41bは、くびれ部41cを有している。より具体的には、第2部分41bの積層方向に直交する断面を見たとき、くびれ部41cの断面積は、第1部分41a側の端部の断面積、及び、第1部分41aと反対側の端部の断面積よりも小さい。
 このように、第2部分41bがくびれ部41cを有することにより、第2部分41bにおける、第1部分41aと反対側の端部の断面積、より具体的には、導体層30側の端部の断面積が大きくなりやすいため、第2部分41bが高い緻密性を有することも相まって、導体層30と層間接続導体41との接続性が更に高まる。また、第2部分41bがくびれ部41cを有することにより、第2部分41bに加わる応力が緩和されるため、導体層30と層間接続導体41との接続性が更に高まる。
 くびれ部41cの位置は、第1熱可塑性樹脂層10と第2熱可塑性樹脂層20との界面から積層方向にずれている。これにより、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体の断面積は、第1熱可塑性樹脂層10と第2熱可塑性樹脂層20との界面で局所的に大きくならない。よって、第1熱可塑性樹脂層10と第2熱可塑性樹脂層20との界面に加わる応力が緩和されるため、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20が剥離しにくくなる。
[実施形態4]
 本発明の実施形態4の積層基板は、本発明の実施形態1の積層基板と異なり、信号を伝送する信号線として導体層を有し、かつ、伝送線路を構成する。本発明の実施形態4の積層基板は、この点以外、本発明の実施形態1の積層基板と同様である。
 図12は、本発明の実施形態4の積層基板を部分的に示す断面模式図である。
 図12に示すように、積層基板4は、第1熱可塑性樹脂層10と、第1熱可塑性樹脂層11と、第1熱可塑性樹脂層12と、第1熱可塑性樹脂層13と、第2熱可塑性樹脂層20と、導体層30と、導体層32と、導体層33と、を有している。
 第1熱可塑性樹脂層10と、第2熱可塑性樹脂層20と、導体層30とは、積層方向に順に積層している。
 導体層30は、第1熱可塑性樹脂層12と第2熱可塑性樹脂層20との間に設けられている。導体層30は、図12に示すように、第1熱可塑性樹脂層12と第2熱可塑性樹脂層20との境界にまたがって設けられていることが好ましい。これにより、導体層30と第1熱可塑性樹脂層12との界面、及び、導体層30と第2熱可塑性樹脂層20との界面が、第1熱可塑性樹脂層12と第2熱可塑性樹脂層20との界面から積層方向にずれるため、導体層30と第1熱可塑性樹脂層12との界面での剥離、及び、導体層30と第2熱可塑性樹脂層20との界面での剥離が抑制される。
 第1熱可塑性樹脂層11は、第1熱可塑性樹脂層10における第2熱可塑性樹脂層20と反対側の主面上に設けられている。
 第1熱可塑性樹脂層12は、第2熱可塑性樹脂層20に対して第1熱可塑性樹脂層10と反対側で、第2熱可塑性樹脂層20及び導体層30に接するように設けられている。
 第1熱可塑性樹脂層13は、第1熱可塑性樹脂層12における導体層30と反対側の主面上に設けられている。
 第1熱可塑性樹脂層11、第1熱可塑性樹脂層12、及び、第1熱可塑性樹脂層13を構成する熱可塑性樹脂としては、第1熱可塑性樹脂層10を構成する熱可塑性樹脂と同様に、例えば、液晶ポリマー(LCP)、フッ素樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)等が挙げられる。
 第1熱可塑性樹脂層11、第1熱可塑性樹脂層12、及び、第1熱可塑性樹脂層13は、第1熱可塑性樹脂層10と同様に、液晶ポリマーを主成分として含むことが好ましい。
 第1熱可塑性樹脂層10、第1熱可塑性樹脂層11、第1熱可塑性樹脂層12、及び、第1熱可塑性樹脂層13を構成する熱可塑性樹脂は、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
 第1熱可塑性樹脂層11、第1熱可塑性樹脂層12、及び、第1熱可塑性樹脂層13の厚みは、図12に示すように、第1熱可塑性樹脂層10の厚みよりも大きいことが好ましい。
 第1熱可塑性樹脂層11、第1熱可塑性樹脂層12、及び、第1熱可塑性樹脂層13の厚みは、図12に示すように、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体の厚みと同じであることが好ましい。
 第1熱可塑性樹脂層11の厚みと、第1熱可塑性樹脂層12の厚みと、第1熱可塑性樹脂層13の厚みとは、図12に示すように互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 導体層32は、第1熱可塑性樹脂層11における第1熱可塑性樹脂層10と反対側の主面上に設けられている。
 導体層33は、第1熱可塑性樹脂層13における第1熱可塑性樹脂層12と反対側の主面上に設けられている。
 導体層32及び導体層33の構成材料としては、導体層30の構成材料と同様に、例えば、銅、銀、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、金、これらの金属の少なくとも1種を含有する合金等が挙げられる。
 導体層32及び導体層33は、導体層30と同様に、例えば、導体箔からなり、導体箔の中でも銅箔からなることが好ましい。銅箔の表面には、銅以外の金属がめっきされていてもよい。
 導体層30、導体層32、及び、導体層33の構成材料は、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
 積層基板4は、信号を伝送する信号線として導体層30を有し、かつ、伝送線路を構成している。更に、積層基板4は、グランド電極として導体層32及び導体層33を有している。つまり、積層基板4は、ストリップライン型の伝送線路を構成している。また、積層基板4において、第2熱可塑性樹脂層20の誘電率は、第1熱可塑性樹脂層10、第1熱可塑性樹脂層11、第1熱可塑性樹脂層12、及び、第1熱可塑性樹脂層13の誘電率よりも小さい。このように、積層基板4では、誘電率の小さい第2熱可塑性樹脂層20が、導体層30、すなわち、信号線に接しているため、積層基板4の伝送特性が向上しやすくなる。
 積層基板4において、第2熱可塑性樹脂層20の面内方向での線膨張係数は、導体層30の面内方向での線膨張係数よりも大きい。また、積層基板4において、第1熱可塑性樹脂層10、第1熱可塑性樹脂層11、第1熱可塑性樹脂層12、及び、第1熱可塑性樹脂層13の面内方向での線膨張係数は、0ppm/Kよりも大きく、かつ、導体層30の面内方向での線膨張係数よりも小さい。これにより、積層基板4では、反り及び寸法変化が抑制される。
 積層基板4では、図12に示すような積層方向に沿う断面において、積層方向での中心を通り、かつ、積層方向に直交する方向に延びる直線L1を定めたとき、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体が、直線L1が通る位置に設けられている。直線L1は、積層基板4の断面1次モーメントの中心軸であるとも言える。このように、積層基板4において、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体が、直線L1が通る位置に設けられていることにより、反り及び寸法変化が生じやすい第2熱可塑性樹脂層20での断面1次モーメントによる影響が抑制される。その結果、積層基板4では、反り及び寸法変化が充分に抑制される。
 積層基板4では、直線L1が、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体を通る位置にあればよいが、図12に示すように第2熱可塑性樹脂層20を通る又は接する位置にあることが好ましい。
[実施形態5]
 本発明の実施形態5の積層基板では、本発明の実施形態4の積層基板と異なり、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体が2個存在する。本発明の実施形態5の積層基板は、この点以外、本発明の実施形態4の積層基板と同様である。
 図13は、本発明の実施形態5の積層基板を部分的に示す断面模式図である。
 図13に示すように、積層基板5は、第1熱可塑性樹脂層10と、第1熱可塑性樹脂層11と、第1熱可塑性樹脂層12と、第1熱可塑性樹脂層13と、第2熱可塑性樹脂層20と、第2熱可塑性樹脂層21と、導体層30と、導体層32と、導体層33と、を有している。
 積層基板5では、積層基板4に対して、第2熱可塑性樹脂層21が第1熱可塑性樹脂層12と第1熱可塑性樹脂層13との間に設けられている。これにより、積層基板5では、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体と、第1熱可塑性樹脂層12及び第2熱可塑性樹脂層21の積層体とが存在している。つまり、積層基板5では、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体が2個存在している。
 第1熱可塑性樹脂層11及び第1熱可塑性樹脂層13の厚みは、図13に示すように、第1熱可塑性樹脂層10の厚みよりも大きいことが好ましい。
 第1熱可塑性樹脂層11及び第1熱可塑性樹脂層13の厚みは、図13に示すように、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体の厚みと同じであることが好ましい。
 第1熱可塑性樹脂層11の厚みと第1熱可塑性樹脂層13の厚みとは、図13に示すように互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 第1熱可塑性樹脂層12の厚みは、図13に示すように、第1熱可塑性樹脂層10の厚みと同じであることが好ましい。
 第2熱可塑性樹脂層21を構成する熱可塑性樹脂としては、第2熱可塑性樹脂層20を構成する熱可塑性樹脂と同様に、例えば、液晶ポリマー(LCP)、フッ素樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)等が挙げられる。
 第2熱可塑性樹脂層21は、第2熱可塑性樹脂層20と同様に、フッ素樹脂を主成分として含むことが好ましい。
 第2熱可塑性樹脂層20及び第2熱可塑性樹脂層21を構成する熱可塑性樹脂は、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なっていてもよい。
 第2熱可塑性樹脂層21の厚みは、図13に示すように、第2熱可塑性樹脂層20の厚みと同じであることが好ましい。
 積層基板5において、第2熱可塑性樹脂層20及び第2熱可塑性樹脂層21の誘電率は、第1熱可塑性樹脂層10、第1熱可塑性樹脂層11、第1熱可塑性樹脂層12、及び、第1熱可塑性樹脂層13の誘電率よりも小さい。また、積層基板5では、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体と、第1熱可塑性樹脂層12及び第2熱可塑性樹脂層21の積層体とが、導体層30、すなわち、信号線に隣接している。このように、積層基板5では、誘電率の小さい第2熱可塑性樹脂層20及び第2熱可塑性樹脂層21が、導体層30、すなわち、信号線の近くに設けられているため、積層基板5の伝送特性が向上しやすくなる。
 積層基板5において、第2熱可塑性樹脂層20及び第2熱可塑性樹脂層21の面内方向での線膨張係数は、導体層30の面内方向での線膨張係数よりも大きい。また、積層基板5において、第1熱可塑性樹脂層10、第1熱可塑性樹脂層11、第1熱可塑性樹脂層12、及び、第1熱可塑性樹脂層13の面内方向での線膨張係数は、0ppm/Kよりも大きく、かつ、導体層30の面内方向での線膨張係数よりも小さい。これにより、積層基板5では、反り及び寸法変化が抑制される。
 積層基板5では、図13に示すような積層方向に沿う断面において、積層方向での中心を通り、かつ、積層方向に直交する方向に延びる直線L2を定めたとき、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体と、第1熱可塑性樹脂層12及び第2熱可塑性樹脂層21の積層体とが、直線L2が通る位置に設けられている。直線L2は、積層基板5の断面1次モーメントの中心軸であるとも言える。このように、積層基板5において、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体と、第1熱可塑性樹脂層12及び第2熱可塑性樹脂層21の積層体とが、直線L2が通る位置に設けられていることにより、反り及び寸法変化が生じやすい第2熱可塑性樹脂層20及び第2熱可塑性樹脂層21での断面1次モーメントによる影響が抑制される。その結果、積層基板5では、反り及び寸法変化が充分に抑制される。
[実施形態6]
 本発明の実施形態6の積層基板では、本発明の実施形態4の積層基板と異なり、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体が3個存在する。本発明の実施形態6の積層基板は、この点以外、本発明の実施形態4の積層基板と同様である。
 図14は、本発明の実施形態6の積層基板を部分的に示す断面模式図である。
 図14に示すように、積層基板6は、第1熱可塑性樹脂層10と、第1熱可塑性樹脂層11と、第1熱可塑性樹脂層12と、第1熱可塑性樹脂層13と、第2熱可塑性樹脂層20と、第2熱可塑性樹脂層21と、第2熱可塑性樹脂層22と、導体層30と、導体層32と、導体層33と、を有している。
 積層基板6では、積層基板4に対して、第2熱可塑性樹脂層21が第1熱可塑性樹脂層13と導体層33との間に設けられ、また、第2熱可塑性樹脂層22が第1熱可塑性樹脂層11と導体層32との間に設けられている。これにより、積層基板6では、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体と、第1熱可塑性樹脂層13及び第2熱可塑性樹脂層21の積層体と、第1熱可塑性樹脂層11及び第2熱可塑性樹脂層22の積層体とが存在している。つまり、積層基板6では、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体が3個存在している。
 第1熱可塑性樹脂層11及び第1熱可塑性樹脂層13の厚みは、図14に示すように、第1熱可塑性樹脂層10の厚みと同じであることが好ましい。
 第1熱可塑性樹脂層11の厚みと第1熱可塑性樹脂層13の厚みとは、図14に示すように互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 第1熱可塑性樹脂層12の厚みは、図14に示すように、第1熱可塑性樹脂層10の厚みよりも大きいことが好ましい。
 第1熱可塑性樹脂層12の厚みは、図14に示すように、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体の厚みと同じであることが好ましい。
 第2熱可塑性樹脂層22を構成する熱可塑性樹脂としては、第2熱可塑性樹脂層20及び第2熱可塑性樹脂層21を構成する熱可塑性樹脂と同様に、例えば、液晶ポリマー(LCP)、フッ素樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)等が挙げられる。
 第2熱可塑性樹脂層22は、第2熱可塑性樹脂層20及び第2熱可塑性樹脂層21と同様に、フッ素樹脂を主成分として含むことが好ましい。
 第2熱可塑性樹脂層20、第2熱可塑性樹脂層21、及び、第2熱可塑性樹脂層22を構成する熱可塑性樹脂は、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
 第2熱可塑性樹脂層21及び第2熱可塑性樹脂層22の厚みは、図14に示すように、第2熱可塑性樹脂層20の厚みと同じであることが好ましい。
 第2熱可塑性樹脂層21の厚みと第2熱可塑性樹脂層22の厚みとは、図14に示すように互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 積層基板6において、第2熱可塑性樹脂層20、第2熱可塑性樹脂層21、及び、第2熱可塑性樹脂層22の誘電率は、第1熱可塑性樹脂層10、第1熱可塑性樹脂層11、第1熱可塑性樹脂層12、及び、第1熱可塑性樹脂層13の誘電率よりも小さい。また、積層基板6では、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体が、導体層30、すなわち、信号線に隣接している。このように、積層基板6では、誘電率の小さい第2熱可塑性樹脂層20が、導体層30、すなわち、信号線に接しているため、積層基板6の伝送特性が向上しやすくなる。
 積層基板6において、第2熱可塑性樹脂層20、第2熱可塑性樹脂層21、及び、第2熱可塑性樹脂層22の面内方向での線膨張係数は、導体層30の面内方向での線膨張係数よりも大きい。また、積層基板6において、第1熱可塑性樹脂層10、第1熱可塑性樹脂層11、第1熱可塑性樹脂層12、及び、第1熱可塑性樹脂層13の面内方向での線膨張係数は、0ppm/Kよりも大きく、かつ、導体層30の面内方向での線膨張係数よりも小さい。これにより、積層基板6では、反り及び寸法変化が抑制される。
 積層基板6では、図14に示すような積層方向に沿う断面において、積層方向での中心を通り、かつ、積層方向に直交する方向に延びる直線L3を定めたとき、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体が、直線L3が通る位置に設けられている。直線L3は、積層基板6の断面1次モーメントの中心軸であるとも言える。このように、積層基板6において、第1熱可塑性樹脂層10及び第2熱可塑性樹脂層20の積層体が、直線L3が通る位置に設けられていることにより、反り及び寸法変化が生じやすい第2熱可塑性樹脂層20での断面1次モーメントによる影響が抑制される。
 また、積層基板6では、第1熱可塑性樹脂層13及び第2熱可塑性樹脂層21の積層体と、第1熱可塑性樹脂層11及び第2熱可塑性樹脂層22の積層体とが、第2熱可塑性樹脂層21及び第2熱可塑性樹脂層22が直線L3に対して線対称に位置するように設けられている。このように、積層基板6において、第2熱可塑性樹脂層21及び第2熱可塑性樹脂層22が直線L3に対して線対称に設けられていることにより、反り及び寸法変化が生じやすい第2熱可塑性樹脂層21及び第2熱可塑性樹脂層22での断面1次モーメント同士が打ち消し合う。
 以上により、積層基板6では、反り及び寸法変化が充分に抑制される。
 本実施形態では、積層基板6として、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体が3個存在している態様を説明したが、積層基板では、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体が3個以上の奇数個存在していてもよい。この場合、積層方向に沿う断面において、積層方向での中心を通り、かつ、積層方向に直交する方向に延びる直線を定めたとき、奇数個の積層体のうち、1個の積層体は上記直線が通る位置に設けられ、残りの積層体は第2熱可塑性樹脂層が上記直線に対して線対称に位置するように設けられていることが好ましい。このような態様の積層基板でも、積層基板6と同様に、反り及び寸法変化が充分に抑制される。
 また、積層基板では、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体が2個以上の偶数個存在していてもよい。この場合、積層方向に沿う断面において、積層方向での中心を通り、かつ、積層方向に直交する方向に延びる直線を定めたとき、偶数個の積層体は、第2熱可塑性樹脂層が上記直線に対して線対称に位置するように設けられていることが好ましい。このような態様の積層基板でも、反り及び寸法変化が生じやすい第2熱可塑性樹脂層での断面1次モーメント同士が打ち消し合うため、反り及び寸法変化が充分に抑制される。
 積層基板4、積層基板5、及び、積層基板6では、第1熱可塑性樹脂層11が設けられている構成を示したが、第1熱可塑性樹脂層11は設けられていなくてもよい。この場合、積層基板4及び積層基板5では、導体層32が、第1熱可塑性樹脂層10における第2熱可塑性樹脂層20と反対側の主面上に設けられることになる。また、積層基板6では、第2熱可塑性樹脂層22が、第1熱可塑性樹脂層10における第2熱可塑性樹脂層20と反対側の主面上に設けられることになる。
 積層基板4、積層基板5、及び、積層基板6では、第1熱可塑性樹脂層13が設けられている構成を示したが、第1熱可塑性樹脂層13は設けられていなくてもよい。この場合、積層基板4では、導体層33が、第1熱可塑性樹脂層12における導体層30と反対側の主面上に設けられることになる。また、積層基板5では、導体層33が、第2熱可塑性樹脂層21における第1熱可塑性樹脂層12と反対側の主面上に設けられることになる。更に、積層基板6では、第2熱可塑性樹脂層21が、第1熱可塑性樹脂層12における導体層30と反対側の主面上に設けられることになる。
 積層基板4、積層基板5、及び、積層基板6では、第1熱可塑性樹脂層11及び第1熱可塑性樹脂層13が設けられていなくてもよい。
 積層基板4、積層基板5、及び、積層基板6では、グランド電極としての導体層32が積層基板の最表面に設けられている構成を示したが、導体層32は、積層基板の内部に設けられていてもよい。
 積層基板4、積層基板5、及び、積層基板6では、グランド電極としての導体層33が積層基板の最表面に設けられている構成を示したが、導体層33は、積層基板の内部に設けられていてもよい。
 積層基板4、積層基板5、及び、積層基板6では、グランド電極としての導体層32及び導体層33が積層基板の内部に設けられていてもよい。
 以下、本発明の積層基板をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
 本発明の実施例の積層基板として、本発明の実施形態1の積層基板を、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体の面内方向での線膨張係数を変化させつつ、15個製造した。各積層基板について、第1熱可塑性樹脂層としては液晶ポリマーを主成分として含むものを用い、第2熱可塑性樹脂層としてはフッ素樹脂を主成分として含むものを用い、導体層としては銅箔を用いた。そして、各積層基板について、以下の評価を行った。
<反り量>
 各積層基板について、試料サイズを長さ120mm×幅120mmとして、JIS C 6481-1996の5.22に準拠して、反り量を測定した。
 図15は、本発明の実施例の積層基板について、反り量と、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体の面内方向での線膨張係数との関係を示すグラフである。図15では、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体の面内方向での線膨張係数として、熱可塑性樹脂の成形時の流れ方向に直交する垂直方向での線膨張係数を示し、「積層体の線膨張係数」と表記する。また、図15では、各積層基板に対して得られたデータ点に加えて、これらのデータ点の近似直線も示している。
 積層基板の反り量について、第1熱可塑性樹脂層側の主面が凸面となる場合を負、導体層側の主面が凸面となる場合を正と定めたとき、反り量が0±10mmの範囲内である場合を、反りが充分に抑制されていると評価した。図15より、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体の面内方向での線膨張係数が10ppm/K以上、22ppm/K以下を満たすとき、反り量が0±10mmの範囲内となっていた。
<寸法変化率>
 各積層基板について、試料サイズを長さ120mm×幅120mm、標点(穴又は印)間距離を100mm、加熱処理条件を80℃、30分間として、JIS C 6481-1996の5.16に準拠して、加熱処理後の寸法変化率を測定した。
 図16は、本発明の実施例の積層基板について、寸法変化率と、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体の面内方向での線膨張係数との関係を示すグラフである。図16では、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体の面内方向での線膨張係数として、熱可塑性樹脂の成形時の流れ方向に直交する垂直方向での線膨張係数を示し、「積層体の線膨張係数」と表記する。また、図16では、各積層基板に対して得られたデータ点に加えて、これらのデータ点の近似直線も示している。
 積層基板の寸法変化率について、加熱処理後に寸法が小さくなる場合は正、加熱処理後に寸法が大きくなる場合は負となるが、寸法変化率が0±0.05%の範囲内である場合を、寸法変化が充分に抑制されていると評価した。図16より、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体の面内方向での線膨張係数が5ppm/K以上、27ppm/K以下を満たすとき、寸法変化率が0±0.05%の範囲内となっていた。
 以上の結果、第1熱可塑性樹脂層が液晶ポリマーを主成分として含み、第2熱可塑性樹脂層がフッ素樹脂を主成分として含み、導体層が銅箔からなる場合、反り及び寸法変化を抑制する観点で、第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層の積層体の面内方向での線膨張係数は、好ましくは10ppm/K以上、22ppm/K以下であることが分かった。
1、2、3、4、5、6 積層基板
10、11、12、13 第1熱可塑性樹脂層
20、21、22 第2熱可塑性樹脂層
20a 第2熱可塑性樹脂層の第1主面
20b 第2熱可塑性樹脂層の第2主面
30、31、32、33 導体層
40、41 層間接続導体
40a、41a 層間接続導体の第1部分
40b、41b 層間接続導体の第2部分
41c 層間接続導体のくびれ部
110 第1熱可塑性樹脂シート
120 第2熱可塑性樹脂シート
130、131 導体
150 ビアホール
160 導電性ペースト
160a 導電性ペーストの第1部分
160b 導電性ペーストの第2部分
L1、L2、L3 直線

Claims (16)

  1.  第1熱可塑性樹脂層と、
     前記第1熱可塑性樹脂層に第1主面側で隣接した第2熱可塑性樹脂層と、
     前記第2熱可塑性樹脂層の前記第1主面と反対側の第2主面側に隣接した導体層と、を積層方向に備え、
     前記第2熱可塑性樹脂層の誘電率は、前記第1熱可塑性樹脂層の誘電率よりも小さく、
     前記第2熱可塑性樹脂層の面内方向での線膨張係数は、前記導体層の面内方向での線膨張係数よりも大きく、
     前記第1熱可塑性樹脂層の面内方向での線膨張係数は、0ppm/Kよりも大きく、かつ、前記導体層の面内方向での線膨張係数よりも小さい、ことを特徴とする積層基板。
  2.  前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層の積層体の面内方向での線膨張係数は、前記導体層の面内方向での線膨張係数以下である、請求項1に記載の積層基板。
  3.  前記第1熱可塑性樹脂層は、液晶ポリマーを主成分として含み、
     前記第2熱可塑性樹脂層は、フッ素樹脂を主成分として含み、
     前記導体層は、銅箔からなる、請求項1又は2に記載の積層基板。
  4.  前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層の積層体の面内方向での線膨張係数は、10ppm/K以上、22ppm/K以下である、請求項3に記載の積層基板。
  5.  前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層を前記積層方向に貫通しつつ前記導体層に接続されるように設けられた、金属及び樹脂を含む層間接続導体を更に備える、請求項1~4のいずれかに記載の積層基板。
  6.  前記層間接続導体は、前記第1熱可塑性樹脂層を前記積層方向に貫通する第1部分と、前記第2熱可塑性樹脂層を前記積層方向に貫通する第2部分と、を有し、
     前記第2部分の空隙率は、前記第1部分の空隙率よりも小さく、
     前記層間接続導体の前記積層方向に直交する断面を見たとき、前記第2部分における前記導体層側の端部の断面積は、前記第1部分における前記導体層と反対側の端部の断面積よりも小さい、請求項5に記載の積層基板。
  7.  前記層間接続導体は、前記第1熱可塑性樹脂層を前記積層方向に貫通する第1部分と、前記第2熱可塑性樹脂層を前記積層方向に貫通する第2部分と、を有し、
     前記第2部分は、くびれ部を有し、
     前記第2部分の前記積層方向に直交する断面を見たとき、前記くびれ部の断面積は、前記第1部分側の端部の断面積、及び、前記第1部分と反対側の端部の断面積よりも小さい、請求項5又は6に記載の積層基板。
  8.  信号を伝送する信号線として前記導体層を有し、かつ、伝送線路を構成する、請求項1~7のいずれかに記載の積層基板。
  9.  前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層の積層体は、2個存在し、
     2個の前記積層体は、前記導体層に隣接する、請求項1~8のいずれかに記載の積層基板。
  10.  前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層の積層体は、3個以上の奇数個存在し、
     前記積層方向に沿う断面において、前記積層方向での中心を通り、かつ、前記積層方向に直交する方向に延びる直線を定めたとき、奇数個の前記積層体のうち、1個の前記積層体は前記直線が通る位置に設けられ、残りの前記積層体は前記第2熱可塑性樹脂層が前記直線に対して線対称に位置するように設けられている、請求項1~8のいずれかに記載の積層基板。
  11.  前記第2熱可塑性樹脂層は、無機フィラーを含む、請求項1~10のいずれかに記載の積層基板。
  12.  前記無機フィラーは、窒化ホウ素、タルク、又は、溶融シリカである、請求項11に記載の積層基板。
  13.  前記無機フィラーの形状は、板状、鱗片状、又は、球状である、請求項11又は12に記載の積層基板。
  14.  前記無機フィラーの粒径は、5μm以上、15μm以下である、請求項11~13のいずれかに記載の積層基板。
  15.  前記無機フィラーのアスペクト比は、10以上、30以下である、請求項11~14のいずれかに記載の積層基板。
  16.  前記積層方向に沿う断面において、前記第2熱可塑性樹脂層に対する前記無機フィラーの面積割合は、10面積%以上、50面積%以下である、請求項11~15のいずれかに記載の積層基板。
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