説明

プリプレグ、積層板及び多層積層板

【課題】 吸湿に伴う誘電率のドリフトや寸法変化率の増加を抑制できるプリプレグ、積層板及び多層積層板を提供することにある。
【解決手段】 全芳香族ポリエステル繊維からなる不織布にエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂組成物を含浸する。樹脂成分には、0.5質量%〜8.0質量%の窒素成分を含ませる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリプレグ、積層板及び多層積層板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、電子機器の高性能化が進み、特に、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルムービー等の携帯型機器の高性能化がめざましい。これらの機器では、音声、文字、画像、動画等、多種多様な大量の情報を扱うため、ICの性能が向上し、部品点数が増え、これらを搭載するプリント配線基板の配線密度が高くなっている。このような電子機器では、筐体の体積を増やさずに、プリント配線基板を小型化することが求められている。
【0003】
また、プリント配線基板には銅張積層板が使用されており、特に、ガラス不織布に樹脂を含漬するプリプレグに銅箔を張り付けた積層板の性能向上はめざましい。また、特開2000−13018号に示すように、ガラス不織布の代わりにアラミド不織布(芳香族ポリアミド不織布)を用いたプリプレグが使用されるようになった。このようなプリプレグは、ガラスを用いないため、低誘電率であり且つ軽量である。また、ドリル・レーザ加工性にも優れているため、基板の高密度化、面積縮小化、軽量化を図ることができる。
【0004】
【特許文献1】特開2000−13018号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、このような従来のプリプレグでは、吸湿に伴う誘電率のドリフト(変化特性の増加)が発生したり、吸湿による寸法変化率が増加する問題があった。また、デスミア工程(貫通穴に露出した導体に付着した樹脂の除去)や化学めっき工程においてめっきが浸透しやすくアラミド不織布とエポキシ樹脂との界面で剥離が生じたり、プリプレグの膨れが発生する問題があった。
【0006】
本発明の目的は、吸湿に伴う誘電率のドリフトや寸法変化率の増加を抑制できるプリプレグ、積層板及び多層積層板を提供することにある。
【0007】
本発明の他の目的は、デスミア工程や化学めっき工程におけるめっきの浸透を抑制できるプリプレグ、積層板及び多層積層板を提供することにある。
【0008】
本発明の他の目的は、めっき工程におけるプリプレグの膨れを抑制できるプリプレグ、積層板及び多層積層板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明のプリプレグでは、全芳香族ポリエステル繊維からなる不織布にエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂組成物を含浸する。そして、熱硬化性樹脂組成物は、窒素成分を含んでおり、該窒素成分は、樹脂成分中に0.5質量%〜8.0質量%含まれている。樹脂成分とは、熱硬化性樹脂とその硬化剤である。全芳香族ポリエステルは、アラミド繊維と同様にプリプレグの低誘電率、軽量化、レーザ加工性の向上を図ることができる。そして、アラミド繊維に比べて、吸水率が低く、耐アルカリ性が良好である。また、本発明では、樹脂成分中に0.5質量%〜8.0質量%の窒素成分を含ませることで不織布と熱硬化性樹脂との密着性を向上させることができる。そのため、吸湿に伴う誘電率のドリフトや寸法変化率の増加を抑制できる。また、めっき工程におけるプリプレグの膨れや、不織布繊維に沿うめっきの浸透を防ぐことができる。窒素成分が0.5質量%を下回ると密着性を向上させる効果が少なくなり、窒素成分が8.0質量%を上回ると耐熱性が低下する。
【0010】
不織布の坪量は、5g/m〜40g/mとするのが好ましい。このようにすれば、プリプレグの強度を維持して、プリプレグの薄型化を図ることができる。不織布の坪量が5g/mを下回ると、プリプレグ製造の含浸プロセスにおいて強度が不足して不織布が破断するおそれがある。また、40g/mを上回ると、電子機器の高性能化に必要な薄型化が困難になる。
【0011】
窒素成分は、ジシアンアミド[HN=C(NH)NHCN]または下記の化学式1で示すアミノトリアジン変性フェノールノボラック樹脂を用いて熱硬化性樹脂組成物に含ませることができる。
【0012】
【化1】

【0013】
熱硬化性樹脂組成物中には、エポキシ樹脂の性質を調整するフィラが10質量%〜90質量%含まれているのが好ましい。このようにすれば、プリプレグが加熱された際にエポキシ樹脂の流れ出しを防止できる。熱硬化性樹脂組成物には、樹脂成分とフィラ成分を含み、樹脂ワニスを調製するための溶剤は含まない。
【0014】
不織布は、乾式法により作製するのが好ましい。このようにすれば、結着材を使用しないので、材料費を低減できる上、湿式法で用いる結着材による特性のばらつきを防ぐことができる。そのため、プリプレグから作製した両面銅張積層板、シールド板の特性の均一化に好適である。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、不織布として全芳香族ポリエステルを用いるので、プリプレグの低誘電率、軽量化、レーザ加工性の向上を図ることができる。また、吸水率を低くして、耐アルカリ性を良好にすることができる。また、本発明では、樹脂成分中に0.5質量%〜8.0質量%の窒素成分を含ませることで不織布と熱硬化性樹脂との密着性を向上させることができる。そのため、吸湿に伴う誘電率のドリフトや寸法変化率の増加を抑制できる。また、めっき工程におけるプリプレグの膨れや、不織布繊維に沿うめっきの浸透を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下のように、各種のプリプレグを作り、本発明の実施例の積層板及び多層積層板並びに比較例の積層板をそれぞれ作製した。
【0017】
(実施例1A)
(a)東都化成株式会社からYDCN−704の商品名で販売されている多官能エポキシ樹脂34質量部、(b)東都化成株式会社からFX−259の商品名で販売されている二官能エポキシ樹脂64質量部、(c)ジシアンジアミド2質量部、(d)2−エチル4−メチルイミダゾールからなる硬化促進剤0.2質量部をメチルエチルケトン30質量部に溶解、分散して樹脂ワニスを調製した。次に、この樹脂ワニスを、クラレ株式会社から販売されている坪量22g/mの全芳香族ポリエステル繊維からなる不織布に含浸してから、130℃で14分間熱処理を施して熱硬化性樹脂組成物が含浸されたプリプレグを作製した。このプリプレグには、樹脂成分が65質量%含まれることになる。また、このプリプレグでは、樹脂成分は、ジシアンジアミドによる窒素成分を含んでおり、該窒素成分は、樹脂成分中に1.3質量%含まれている。
次に、このプリプレグの両面に18μmの厚みの電解銅箔を配置し、1.3kPaの減圧下及び185℃の温度下において、接着圧5MPaで90分間、真空プレスを行って、全体の厚みが90μmの実施例1Aの両面銅張積層板を作製した。
【0018】
(実施例1B)
実施例1Aにおいて作製したものと同様のプリプレグを2枚重ね、さらにこれを18μm厚電解銅箔でそれぞれ挟み、1.3kPaの減圧下及び185℃の温度下において、接着圧5MPaで90分間、真空プレスを行って、全体の厚みが135μmの実施例1Bの両面銅張積層板を作製した。
【0019】
(実施例1C)
実施例1Aにおいて作製したものと同様の両面銅張積層板の銅箔にホトリソ法により回路加工を施し、この回路の表面を黒化還元処理した。そして、両面の回路上に実施例1Aで作製したプリプレグを配置し、更にこのプリプレグ上に18μmの厚みの電解銅箔を載置して、1.3kPaの減圧下及び185℃の温度下において、接着圧5MPaで90分間、真空プレスを行って、全体の厚みが200μmの4層の実施例1Cの多層積層板を作製した。
【0020】
(実施例2A)
(a)東都化成株式会社からYDCN−704の商品名で販売されている多官能エポキシ樹脂49質量部、(b)大日本インキ化学工業株式会社からLA−1356の商品名で販売されているアミノトリアジン変性フェノールノボラック樹脂40質量部、(c)大八化学工業株式会社からPX−200の商品名で販売されているりん系難燃剤11質量部、(d)水酸化アルミニウム(住友化学株式会社からC−302Aの商品名で販売)からなるフィラ100質量部をメチルエチルケトン50質量部に溶解、分散して樹脂ワニスを調製した。次に、この樹脂ワニスを、クラレ株式会社から販売されている坪量9g/mの全芳香族ポリエステル繊維からなる不織布に含浸してから、150℃で5分間熱処理を施して熱硬化性樹脂組成物が含浸されたプリプレグを作製した。このプリプレグには、熱硬化性樹脂組成物(樹脂成分とフィラの合計)が78質量%含まれることになる。また、このプリプレグでは、樹脂成分は、アミノトリアジン変性フェノールノボラック樹脂による窒素成分を含んでおり、該窒素成分は、樹脂成分中に3.8質量%含まれている。また、熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂の性質を調整するフィラ(水酸化アルミニウム)を更に含んでおり、該フィラは、熱硬化性樹脂組成物中に40質量%含まれている。
次に、このプリプレグの両面に18μmの厚みの電解銅箔を配置し、1.3kPaの減圧下及び185℃の温度下において、接着圧3MPaで90分間、真空プレスを行って、全体の厚みが60μmの実施例2Aの両面銅張積層板を作製した。
【0021】
(実施例2B)
実施例2Aにおいて作製したものと同様のプリプレグを2枚重ね、さらにこれを18μm厚電解銅箔でそれぞれ挟み、1.3kPaの減圧下及び185℃の温度下において、接着圧5MPaで90分間、真空プレスを行って、全体の厚みが135μmの実施例2Bの両面銅張積層板を作製した。
【0022】
(実施例3A)
(a)東都化成株式会社からYDCN−704の商品名で販売されている多官能エポキシ樹脂56質量部、(b)大日本インキ化学工業株式会社からLA−7052の商品名で販売されているアミノトリアジン変性フェノールノボラック樹脂31質量部、(c)大八化学工業株式会社からPX−200の商品名で販売されているりん系難燃剤13質量部、(d)水酸化アルミニウム(昭和電工株式会社からHS−320の商品名で販売)からなるフィラ100質量部、(e)シリカ(アドマテックス社から販売されているSO−C2の商品名で販売)からなるフィラ100質量部をメチルエチルケトン65質量部に溶解、分散して樹脂ワニスを調製した。次に、この樹脂ワニスを、クラレ株式会社から販売されている坪量18g/mの全芳香族ポリエステル繊維からなる不織布に含浸してから、150℃で7分間熱処理を施して不織布に熱硬化性樹脂組成物が含浸されたプリプレグを作製した。このプリプレグには、熱硬化性樹脂組成物が65質量%含まれることになる。また、このプリプレグでは、樹脂成分は、アミノトリアジン変性フェノールノボラック樹脂による窒素成分を含んでおり、該窒素成分は、樹脂成分中に0.8質量%含まれている。また、熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂の性質を調整するフィラ(水酸化アルミニウム,シリカ)を更に含んでおり、該フィラは、熱硬化性樹脂組成物中に66質量%含まれている。
次に、このプリプレグの両面に18μmの厚みの電解銅箔を配置し、1.3kPaの減圧下及び185℃の温度下において、接着圧5MPaで90分間、真空プレスを行って、全体の厚みが70μmの実施例3Aの両面銅張積層板を作製した。
【0023】
(実施例3B)
実施例3Aにおいて作製したものと同様のプリプレグを2枚重ね、さらにこれを18μm厚電解銅箔でそれぞれ挟み、1.3kPaの減圧下及び185℃の温度下において、接着圧5MPaで90分間、真空プレスを行って、全体の厚みが135μmの実施例3Bの両面銅張積層板を作製した。
【0024】
(比較例1A)
(a)東都化成株式会社からYDCN−704の商品名で販売されている多官能エポキシ樹脂67質量部、(b)油化シェルエポキシ株式会社からEp−828の商品名で販売されている二官能エポキシ樹脂13質量部、(c)油化シェルエポキシ株式会社からYLH−129の商品名で販売されているビスフェノール類ノボラック樹脂30質量部、(d)テトラブロモビスフェノールA30質量部、(e)2−エチル4−メチルイミダゾールからなる硬化促進剤0.2質量部とをメチルエチルケトン30質量部に溶解、分散して樹脂ワニスを調製した。次に、この樹脂ワニスを、王子製紙株式会社から販売されている坪量22g/mのアラミド繊維からなる不織布に含浸してから、150℃で7分間熱処理を施して不織布に熱硬化性樹脂組成物が含浸されたプリプレグを作製した。このプリプレグには、樹脂成分が65質量%含まれることになる。
次に、このプリプレグの両面に18μm厚の電解銅箔を配置し、1.3kPaの減圧下及び185℃の温度下において、接着圧5MPaで90分間、真空プレスを行って、全体の厚みが90μmの比較例1Aの両面銅張積層板を作製した。
【0025】
(比較例1B)
比較例1Aにおいて作製したものと同様のプリプレグを2枚重ね、さらにこれを18μm厚電解銅箔でそれぞれ挟み、1.3kPaの減圧下及び185℃の温度下において、接着圧5MPaで90分間、真空プレスを行って、全体の厚みが135μmの比較例1Bの両面銅張積層板を作製した。
【0026】
次に、上記の両面銅張積層板及び多層積層板を用いて下記の試験を行った。
(試験1)
実施例1A,2A,3A及び比較例1Aの両面銅張積層板並びに実施例1Cの多層積層板をエッチング除去した板の4角の所定の位置に1穴ずつφ100μm貫通穴を、炭酸レーザを照射して形成した。そして、105℃で75分間乾燥した後、各穴間の間隔を測定した。次に、これを、雰囲気湿度を90%RHまで増加させながら所定の湿度での各穴間の間隔を測定して、湿度1%上昇当りの寸法変化率を求めた。表1は、その測定結果を示している。表1より、実施例1A、実施例2A、実施例3Aの両面銅張積層板及び実施例1Cの多層積層板は、比較例1Aの両面銅張積層板に比べて寸法変化率が小さいのが分かる。
【0027】
【表1】

【0028】
(試験2)
実施例1A,2A,3A及び比較例1Aの両面銅張積層板並びに実施例1Cの多層積層板をJIS−C−6481−5.5に記載されるサンプル形状に加工し、85℃、85%RHの雰囲気下で、192時間吸湿処理してから、288℃の溶融はんだに浮かべた。そして、各積層板の膨れが発生する時間を測定した。上記表1は、その測定結果を示している。表1より、実施例1A、実施例2A、実施例3Aの両面銅張積層板及び実施例1Cの多層積層板は、比較例1Aの両面銅張積層板に比べて膨れが発生する時間が遅いのが分かる。
【0029】
(試験3)
実施例1A,2A,3A及び比較例1Aの両面銅張積層板並びに実施例1Cの多層積層板の銅箔をエッチング除去した板に500μmピッチでφ100μm貫通穴を炭酸レーザを照射して形成した。そして、貫通穴内壁に所定のデスミア処理を施し、薄付け化学めっき(1μm厚)、電気めっき(20μm厚)を形成した。各板の貫通穴100穴の断面を観察し、不織布繊維に沿ってめっきの浸透する長さを測定した。上記表1は、その測定結果を示している。表1より、実施例1A、実施例2A、実施例3Aの両面銅張積層板及び実施例1Cの多層積層板は、比較例1Aの両面銅張積層板に比べてめっきの浸透する長さが短いのが分かる。
【0030】
(試験4)
実施例1B,2B,3B及び比較例1Bの両面銅張積層板(プリプレグが二層の両面銅張積層板)の銅箔をエッチング除去し、得られた板を100×1mmのサイズに裁断したものを105℃で75分間熱処理した。次に、120℃,0.2MPaの水蒸気中に放置するプレッシャークッカー処理を行い、1時間,2時間,3時間,4時間,5時間処理後の測定周波数1GHzでの誘電率をそれぞれ測定した。図1は、その測定結果を示している。図1より、プレッシャークッカー処理2時間以内において、比較例1Bの両面銅張積層板は、実施例1B〜3Bの両面銅張積層板に比べて誘電率の変化特性が大きいのが分かる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】試験に用いた両面銅張積層板のプレッシャークッカー処理と誘電率との関係を示す図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
全芳香族ポリエステル繊維からなる不織布にエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂組成物が含浸されてなり、
前記熱硬化性樹脂組成物は、窒素成分を含んでおり、
前記窒素成分は、樹脂成分中に0.5質量%〜8.0質量%含まれていることを特徴とするプリプレグ。
【請求項2】
前記不織布の坪量が5g/m〜40g/mであることを特徴とする請求項1に記載のプリプレグ。
【請求項3】
前記窒素成分は、ジシアンアミドまたはアミノトリアジン変性フェノールノボラック樹脂を用いて前記熱硬化性樹脂組成物に含ませることを特徴とする請求項2に記載のプリプレグ。
【請求項4】
前記熱硬化性樹脂組成物は、前記エポキシ樹脂の性質を調整するフィラを更に含んでおり、
前記フィラは、前記熱硬化性樹脂組成物中に10質量%〜90質量%含まれていることを特徴とする請求項1に記載のプリプレグ。
【請求項5】
前記不織布が乾式法により作製されたものであることを特徴とする請求項2記載のプリプレグ。
【請求項6】
請求項1乃至5いずれか1つに記載のプリプレグと金属箔とが積層されてなる積層板。
【請求項7】
請求項1乃至5いずれか1つに記載の複数のプリプレグと1以上の金属箔とが積層されてなる多層積層板。

【図1】
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【公開番号】特開2006−316171(P2006−316171A)
【公開日】平成18年11月24日(2006.11.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−140223(P2005−140223)
【出願日】平成17年5月12日(2005.5.12)
【出願人】(000001203)新神戸電機株式会社 (518)
【Fターム(参考)】