説明

プリプレグ及びプリント配線板

【課題】ボイドの発生を抑制することができる程度の成形性を有しながら、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するのを抑制することができるプリプレグを提供する。
【解決手段】プリント配線板用プリプレグ1は、130℃での最低溶融粘度が100000〜800000Poiseであり、かつ、130℃での1分当たりに対する、対数換算した溶融粘度の比率である傾きの値が0.5〜2.0である樹脂組成物を基材に含浸して形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フレックスリジッドプリント配線板等のプリント配線板の材料として用いられるプリプレグ及びフレックスリジッドプリント配線板等のプリント配線板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
フレックスリジッドプリント配線板2は、図2(b)のように複数のリジッド部6がフレックス部7を介して一体化されて形成されており、フレックス部7で折り曲げることによって小型化・省スペース化を図ることができるので、各種携帯用電子機器に広く使用されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
このようなフレックスリジッドプリント配線板2は、例えば、図2(a)のようにフレキシブル基板3の両端部の両面にプリプレグ1を介してリジッド基板4を配置し、これらを図2(b)のように加熱加圧成形することによって製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2003−198132号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記のようにしてフレキシブル基板3とリジッド基板4とを接着する従来のプリプレグ1にあっては、次のような問題がある。
【0006】
すなわち、従来のプリプレグ1は、樹脂組成物を基材に含浸して形成されているが、ボイドの発生を抑制できる程度の成形性を得るために樹脂組成物の流動性を高めると、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出してフレックス部7を汚染する。
【0007】
逆に、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するのを抑制するために樹脂組成物の流動性を低下させると、リジッド部6において導体パターン5間の間隙を樹脂組成物で充填しにくくなりボイドが発生する。
【0008】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ボイドの発生を抑制することができる程度の成形性を有しながら、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するのを抑制することができるプリプレグ及びプリント配線板を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係るプリプレグは、130℃での最低溶融粘度が100000〜800000Poiseであり、かつ、130℃での1分当たりに対する、対数換算した溶融粘度の比率である傾きの値が0.5〜2.0である樹脂組成物を基材に含浸して形成されていることを特徴とするものである。
【0010】
前記プリプレグにおいて、前記樹脂組成物が2官能エポキシ樹脂及び多官能エポキシ樹脂を含有し、前記2官能エポキシ樹脂と前記多官能エポキシ樹脂の重量比が90:10〜40:60であることが好ましい。
【0011】
前記プリプレグにおいて、前記2官能エポキシ樹脂の重量平均分子量が700〜2500であることが好ましい。
【0012】
前記プリプレグにおいて、前記樹脂組成物がリンを含有し、前記樹脂組成物全量に対してリン含有率が1.4〜3.5重量%であることが好ましい。
【0013】
本発明に係るプリント配線板は、前記プリプレグを積層して形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、ボイドの発生を抑制することができる程度の成形性を有しながら、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するのを抑制することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】経過時間(t)とそのときの溶融粘度(η)の対数換算値(logη)との関係を示すグラフである。
【図2】フレックスリジッドプリント配線板の製造方法の一例を示すものであり、(a)(b)は概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【0017】
本発明に係るプリプレグ1は、次のような所定の樹脂組成物を基材に含浸して形成されている。
【0018】
すなわち、樹脂組成物は、130℃(定温)での最低溶融粘度が100000〜800000Poise(10000〜80000Pa・s)の範囲である。上記の最低溶融粘度が100000Poise未満であると、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するものであり、図2(b)のようなフレックスリジッドプリント配線板2を製造する場合には樹脂組成物がフレックス部7を汚染する。逆に、上記の最低溶融粘度が800000Poiseを超えると、樹脂組成物が流動しにくくなってボイドが発生するものであり、図2(b)のようなフレックスリジッドプリント配線板2を製造する場合には導体パターン5間の間隙を樹脂組成物で充填しにくくなる。なお、樹脂組成物の130℃での最低溶融粘度は、例えば、(株)島津製作所製の流動特性評価装置「フローテスターCFT−500D」等を用いて、試験圧力:40kgf/cm(3.92MPa)、試験温度:130℃、試験種類:定温試験の条件で測定することができる。
【0019】
また樹脂組成物は、130℃での1分当たりに対する、対数換算した溶融粘度の比率である傾きの値(以下「K値」という。)が0.5〜2.0の範囲である。
【0020】
ここで、K値は、次のようにして算出することができる。まず、130℃に設定した粘弾性測定解析装置等を用い、半硬化状態(Bステージ状態)の樹脂組成物が最低溶融粘度に到達してからの経過時間(t(分))とそのときの溶融粘度(η(Poise))を測定する。次に、図1に示すように経過時間(t)と溶融粘度の対数換算値(常用対数logη)とをプロットする。例えば、A(t,logη)、B(t,logη)とすると、K値は、A点とB点を通過する直線の傾きとして算出することができる。つまり、K値=(logη−logη)/(t−t)=(logη/η)/△tとなる。ただし、△t=t−tである。なお、3点以上プロットする場合には最小二乗法によりK値を算出することができる。
【0021】
上記のようにして算出されるK値が0.5未満であると、樹脂組成物が流動しにくくなってボイドが発生するものであり、図2(b)のようなフレックスリジッドプリント配線板2を製造する場合には導体パターン5間の間隙を樹脂組成物で充填しにくくなる。逆にK値が2.0を超えると、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するものであり、図2(b)のようなフレックスリジッドプリント配線板2を製造する場合には樹脂組成物がフレックス部7を汚染する。
【0022】
樹脂組成物は、エポキシ樹脂として2官能エポキシ樹脂及び多官能エポキシ樹脂を含有することが好ましい。2官能エポキシ樹脂は、分子内にグリシジルエーテル基を2つ有するエポキシ樹脂であり、多官能エポキシ樹脂は、分子内にグリシジルエーテル基を3つ以上有するエポキシ樹脂である。この場合、2官能エポキシ樹脂と多官能エポキシ樹脂のそれぞれの固形分の重量比は90:10〜40:60の範囲であることが好ましい。これにより、プリプレグ1の樹脂組成物が適度な成形性及び流動性を得ることができるものである。なお、2官能エポキシ樹脂の含有量が多すぎると、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するおそれがある。逆に多官能エポキシ樹脂の含有量が多すぎると、樹脂組成物が流動しにくくなってボイドが発生するおそれがある。
【0023】
2官能エポキシ樹脂の重量平均分子量は700〜2500の範囲であることが好ましい。これにより、プリプレグ1の樹脂組成物がさらに適度な成形性及び流動性を得ることができるものである。なお、2官能エポキシ樹脂の重量平均分子量が700未満であると、樹脂組成物の溶融粘度が低くなりすぎるおそれがある。逆に2官能エポキシ樹脂の重量平均分子量が2500を超えると、樹脂組成物の溶融粘度が高くなりすぎるおそれがある。
【0024】
樹脂組成物は、ジシアンジアミド等の硬化剤を含有してもよい。この場合、硬化剤の含有率は、例えば、樹脂組成物の固形分の全量に対して5.0重量%以下に設定することができる。
【0025】
樹脂組成物は、寸法安定性等を高めるため、水酸化アルミニウム等の充填材を含有してもよい。この場合、充填材の含有率は、例えば、樹脂組成物の固形分の全量に対して50重量%以下に設定することができる。
【0026】
樹脂組成物は、2−エチル−4−メチルイミダゾール等の硬化促進剤を含有してもよい。
【0027】
樹脂組成物は、難燃性を確保するため、リンなどを含有してもよい。リンは、エポキシ樹脂等の樹脂を構成する元素として含有されていても、また樹脂とは別の難燃剤を構成する元素として含有されていてもよい。樹脂組成物の固形分の全量に対してリン含有率は1.4〜3.5重量%であることが好ましい。これにより、プリプレグ1が難燃性を得ることができるものである。なお、リン含有率が1.4重量%未満であると、プリプレグ1が十分な難燃性を得ることができないおそれがある。逆にリン含有率が3.5重量%を超えると、プリプレグ1の耐熱性が低下するおそれがある。
【0028】
そして、樹脂組成物は、エポキシ樹脂等の樹脂、必要に応じて硬化剤、硬化促進剤、充填材、さらにジメチルフォルムアミド等の溶剤を配合して希釈することによって調製することができる。
【0029】
本発明に係るプリプレグ1は、上記の樹脂組成物を基材に含浸させ、これを樹脂組成物が半硬化状態となるまで加熱して乾燥させることによって製造することができる。ここで、基材としては、例えば、ガラス布(ガラスクロス)又はガラス不織布(ガラスペーパ)等を用いることができる。
【0030】
本発明に係るプリント配線板は、上記のプリプレグ1を積層して形成されている。例えば、図2(a)のようにフレキシブル基板3の両端部の両面にプリプレグ1を介してリジッド基板4を配置し、これらを図2(b)のように加熱加圧成形することによって、フレックスリジッドプリント配線板2を製造することができる。なお、フレキシブル基板3及びリジッド基板4の表面にはあらかじめ導体パターン5が形成されており、プリプレグ1は、この導体パターン5が形成された面に積層される。
【0031】
上記のようにして得られたフレックスリジッドプリント配線板2においては、プリプレグ1がある程度の成形性を有しているので、リジッド部6において導体パターン5間の間隙を樹脂組成物で充填することができ、ボイドの発生を抑制することができるものである。また、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するのを抑制することができるので、フレックス部7が樹脂組成物で汚染されにくいものである。
【実施例】
【0032】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【0033】
(実施例1〜8及び比較例1〜3)
エポキシ樹脂として、リン含有2官能エポキシ樹脂である新日鐵化学(株)製「FX−305 EK70」(重量平均分子量:940)、多官能エポキシ樹脂であるDIC(株)製「N−690 75M」、リン含有多官能エポキシ樹脂である新日鐵化学(株)製「FX−289 EK75」、2官能エポキシ樹脂であるDIC(株)製「EPICLON 4050」(重量平均分子量:1900)、2官能エポキシ樹脂であるDIC(株)製「EPICLON 850−S」(重量平均分子量:380)、2官能エポキシ樹脂であるDIC(株)製「EPICLON 7050」(重量平均分子量:3850)、臭素化エポキシ樹脂であるDIC(株)製「EPICLON 153」を用いた。
【0034】
硬化剤として、ジシアンジアミドを用いた。
【0035】
充填材として、水酸化アルミニウムである住友化学(株)製「CL303M」を用いた。
【0036】
硬化促進剤として、2−エチル−4−メチルイミダゾールを用いた。
【0037】
溶剤として、ジメチルフォルムアミドを用いた。
【0038】
そして、表1に示す配合量でエポキシ樹脂、硬化剤、充填材、硬化促進剤、溶剤を配合することによって、実施例1〜8及び比較例1〜3の樹脂組成物を調製した。
【0039】
(樹脂流れ性)
各樹脂組成物について、IPC−TM−650 2.3.17.2に基づいて樹脂流れ性を評価した。
【0040】
(ボイドの有無)
各樹脂組成物を基材(日東紡績(株)製7628クロス(WEA19B S236))に含浸し、これを130℃で加熱して乾燥させることによってプリプレグを製造した。このプリプレグを8枚重ね、さらにこの両側に離型フィルム(デュポン(株)製「テドラーフィルム」)を重ね、これを170℃、5MPa、90分の条件で加熱加圧成形することによって積層板を製造した。そして、この積層板について目視によりボイドの有無を確認した。
【0041】
(難燃性)
各樹脂組成物を基材(日東紡績(株)製7628クロス(WEA19B S236))に含浸し、これを130℃で加熱して乾燥させることによってプリプレグを製造した。このプリプレグについてUL(Underwriters Laboratories Inc.)によるUL−94に基づいて難燃性を評価した。
【0042】
以上の結果を表1に示す。
【0043】
【表1】

表1から明らかなように、比較例1〜3の樹脂組成物は、130℃での最低溶融粘度は100000〜800000Poiseであるが、K値が0.5〜2.0の範囲を逸脱しているので、ボイドが発生したり又は樹脂組成物が必要以上に流動したりすることが確認された。
【0044】
これに対して、実施例1〜8の樹脂組成物は、130℃での最低溶融粘度は100000〜800000Poiseであり、かつ、K値が0.5〜2.0の範囲内にあるので、ボイドの発生を抑制でき、さらに樹脂組成物が必要以上に流動することも抑制できることが確認された。
【符号の説明】
【0045】
1 プリプレグ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
130℃での最低溶融粘度が100000〜800000Poiseであり、かつ、130℃での1分当たりに対する、対数換算した溶融粘度の比率である傾きの値が0.5〜2.0である樹脂組成物を基材に含浸して形成されていることを特徴とするプリプレグ。
【請求項2】
前記樹脂組成物が2官能エポキシ樹脂及び多官能エポキシ樹脂を含有し、前記2官能エポキシ樹脂と前記多官能エポキシ樹脂の重量比が90:10〜40:60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2官能エポキシ樹脂の重量平均分子量が700〜2500であ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】
前記樹脂組成物がリンを含有し、前記樹脂組成物全量に対してリン含有率が1.4〜3.5重量%であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のプリプレグ。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれか一項に記載のプリプレグを積層して形成されていることを特徴とするプリント配線板。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2013−45806(P2013−45806A)
【公開日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−180719(P2011−180719)
【出願日】平成23年8月22日(2011.8.22)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】