JP2000063544A

JP2000063544A - 多層板形成材料及び多層板

Info

Publication number: JP2000063544A
Application number: JP10240586A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Takada; 俊治高田; Takashi Sagara; 隆相楽
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 2000-02-29

Abstract

(57)【要約】【課題】加工性及び強度が高い多層板形成材料を提供
することを目的とするものである。【解決手段】無アルカリガラス布に熱硬化性樹脂を含
浸させてプリプレグを形成し、このプリプレグを硬化さ
せて形成される多層板形成材料であって、厚み０．１７
〜０．２ｍｍで体積充填率が４８〜５１％の無アルカリ
ガラス布、あるいは厚み０．１ｍｍで体積充填率が４５
〜５１％の無アルカリガラス布を用いる。スルーホール
形成時や回路形成時や電子部品の実装時などの加工時に
大きな撓みが発生せず、加工が行ないやすく、また割れ
などの破損も発生することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層プリント配線
板等の多層板を形成する際に用いられる多層板形成材
料、及びこれを用いて形成された多層板に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】最近の多層板は全体の厚みが非常に薄く
形成されているが、このような薄い多層板を形成するに
あたっては、シーケンシャルな積み上げ工法、いわゆる
ビルドアップ工法が採用されている。ビルドアップ工法
は次のようにして行なわれる。まず極薄の内層用基板の
表面に樹脂硬化物のみからなる絶縁層を形成すると共に
絶縁層の表面に金属箔を積層する。次にこの積層物にス
ルーホールを形成したり金属箔にエッチング等を施して
回路を形成したりする。次に積層物の表面に樹脂硬化物
のみからなる絶縁層を形成すると共に絶縁層の表面に金
属箔を積層する。このようにして絶縁層及び金属箔の積
層と、スルーホール形成や回路形成などの加工とを交互
に行なって多層板を形成するのがビルドアップ工法であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記のようにし
て形成される多層板は、絶縁層が樹脂硬化物のみで形成
されているために強度が低く、スルーホール形成時や回
路形成時や電子部品の実装時などの加工時に大きな撓み
が発生して加工が行ないにくく、また割れて破損するこ
とがあった。

【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、加工性及び強度が高い多層板形成材料を提供する
ことを目的とするものである。また本発明は、加工性及
び強度が高い多層板を提供することを目的とするもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
多層板形成材料は、無アルカリガラス布に熱硬化性樹脂
を含浸させてプリプレグを形成し、このプリプレグを硬
化させて形成される多層板形成材料であって、厚み０．
１７〜０．２ｍｍで体積充填率が４８〜５１％の無アル
カリガラス布、あるいは厚み０．１ｍｍで体積充填率が
４５〜５１％の無アルカリガラス布を用いて成ることを
特徴とするものである。

【０００６】また本発明の請求項２に係る多層板形成材
料は、請求項１の構成に加えて、熱硬化性樹脂としてエ
ポキシ樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ変性ポリイミ
ド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂から選ばれ
る一つを用いて成ることを特徴とするものである。

【０００７】また本発明の請求項３に係る多層板形成材
料は、請求項１又は２の構成に加えて、プリプレグの樹
脂含有率が３０〜４０重量％であることを特徴とするも
のである。

【０００８】本発明の請求項４に係る多層板は、請求項
１乃至３のいずれかに記載の多層板形成材料を積層して
成ることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１０】本発明の多層板形成材料は、無アルカリガ
ラス布に熱硬化性樹脂を含浸させてプリプレグを形成
し、このプリプレグを硬化させて形成されるものであ
る。無アルカリガラス布は、電気絶縁性の高い電気絶縁
用の無アルカリガラス（Ｅガラス）製のガラス繊維を織
って形成されるものであり、斜子織りのものを用いるの
が好ましい。斜子織りのガラス布は、平組織の縦糸ある
いは横糸を数本ずつ引き揃えて織って形成されるもので
ある。また上記の無アルカリガラス布は厚み０．１７〜
０．２ｍｍ（１７０〜２００μｍ）で体積充填率（単位
体積あたりに占めるガラス繊維の体積の割合）が４８〜
５１％のもの、あるいは厚み０．１ｍｍ（１００μｍ）
で体積充填率が４５〜５１％のもののいずれかを用い
る。これら以外の無アルカリガラス布を用いると、多層
板形成材料の撓みが多くなって加工性が低下したり、強
度が低下したりする恐れがある。

【００１１】熱硬化性樹脂としては、ＦＲ−４グレード
などの高いＴｇを有するものを用いることができ、ビス
フェノールＡタイプのエポキシ樹脂、多官能エポキシ樹
脂、三官能エポキシ樹脂、四官能エポキシ樹脂及びこれ
らを任意に混合したものを用いることができる。またビ
スマレイミドとジアミンなどを含む熱硬化性ポリイミド
樹脂や、ポリイミド樹脂とエポキシ樹脂の変性樹脂（エ
ポキシ変性ポリイミド樹脂）や、ポリフェニレンオキサ
イド（ＰＰＯ）樹脂を含む熱硬化性の変性ポリフェニレ
ンオキサイド樹脂を用いることができる。上記のエポキ
シ樹脂の硬化剤としてはジシアンジアミドを、硬化促進
剤としてはイミダゾール類を使用することができ、ある
いはフェノールノボラック樹脂硬化系であってもよい。

【００１２】そして本発明の多層板形成材料を形成する
にあたっては、次のようにして行なう。まず熱硬化性樹
脂、硬化剤、硬化促進剤等を含む樹脂組成物を希釈用の
溶媒に溶解させて樹脂ワニスを調製する。溶媒としては
ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリド
ン（ＮＭＰ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ジメチ
ルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、メチルセロソルブ（Ｍ
Ｃ）、ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテル（ＰＧＭ）などの中から適宜選んで単独あるいは
混合して用いることができる。

【００１３】次に、樹脂ワニスを無アルカリガラス布に
含浸させ、これを加熱して溶媒を蒸発乾燥させつつ、熱
硬化性樹脂を半硬化状態にすることによってプリプレグ
を形成する。この時の加熱温度は１１０〜１７０℃、加
熱時間は１〜３０分で行なうことが好ましいが、加熱温
度及び加熱時間は樹脂組成物の組成や熱硬化性樹脂の硬
化反応の進む速度などによって適宜設定することができ
る。またプリプレグの樹脂含有量が３０〜４０重量％と
なるように樹脂ワニスの含浸量を調節するのが好まし
い。プリプレグの樹脂含有量がこの範囲を外れると、プ
リプレグが硬化して形成される多層板形成材料の絶縁層
とその表面の金属箔との接着性が低下したり、半田時な
どにおける耐熱性が低下したり、多層板形成材料及びこ
れを用いた多層板の強度が低下したりする恐れがある。

【００１４】そして上記のプリプレグの片面あるいは両
面に金属箔を重ね、これを加熱加圧してプリプレグ（の
熱硬化性樹脂）を硬化させて絶縁層を形成すると共にプ
リプレグの熱硬化性樹脂の硬化によって絶縁層と金属箔
を接着して一体化する、いわゆる積層成形を行なうこと
によって、銅張り積層板である多層板形成材料を作製す
ることができる。複数枚のプリプレグを重ねた後、その
外側に金属箔を重ねるようにして複数枚のプリプレグか
らなる絶縁層を形成するようにしてもよい。また金属箔
としては、通常、銅箔が用いられるが、ニッケル箔やア
ルミニウム箔などを用いることもできる。また積層成形
は常法で行なうことができるが、例えば、温度は１５０
〜１８０℃、圧力は２０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ²、時間は
４０〜１２０分に設定することができる。

【００１５】上記のように形成される多層板形成材料、
すなわち厚み０．１７〜０．２ｍｍで体積充填率が４８
〜５１％の無アルカリガラス布、あるいは厚み０．１ｍ
ｍで体積充填率が４５〜５１％の無アルカリガラス布に
熱硬化性樹脂を３０〜４０重量％含有させたプリプレグ
を硬化させて形成される多層板形成材料は、２０℃（室
温）雰囲気下での曲げ弾性率が２４００ｋｇｆ／ｍｍ²
以上（２３．５ＧＰａ以上）を有し、且つ平面方向（厚
み方向以外の二方向、すなわち平面視におけるＸ方向
（横方向）とＹ方向（縦方向））での熱膨張率が１０〜
１３ｐｐｍ／℃となる。従って、スルーホール形成時や
回路形成時や電子部品の実装時などの加工時に大きな撓
みが発生せず、加工が行ないやすく、また割れなどの破
損も発生することがないものである。従って、樹脂硬化
物のみの絶縁層を有する多層板形成材料や、繊維状の無
機充填剤を含有する樹脂硬化物の絶縁層を有する多層板
形成材料と比較して、加工性や強度を高くすることがで
きるものである。

【００１６】しかも１５０℃雰囲気下での曲げ弾性率が
１２００ｋｇｆ／ｍｍ²以上、すなわち１５０℃雰囲気
下であっても２０℃での曲げ弾性率に対して半分以上の
曲げ弾性率を保持することになるので、電子部品等の半
田付け時などの高温化であっても大きな撓みが発生せ
ず、半田付けが行ないやすく、また高温化による割れな
どの破損も発生することがないものである。尚、多層形
成材料の曲げ弾性率は、現段階では２０℃雰囲気下での
曲げ弾性率が３０００ｋｇｆ／ｍｍ²以下、１５０℃雰
囲気下での曲げ弾性率が２５００ｋｇｆ／ｍｍ²以下の
ものが形成可能である。

【００１７】本発明の多層板は、上記の多層板形成材料
にプリプレグを介して金属箔を重ねたり、多層形成材料
に樹脂付き金属箔を重ねたり、多層板形成材料にプリプ
レグを介して他の多層板形成材料を重ねたりし、これを
加熱加圧して積層成形することによって形成することが
できる。積層成形は常法で行なうことができるが、例え
ば、温度は１５０〜１８０℃、圧力は２０〜５０ｋｇｆ
／ｃｍ²、時間は４０〜１２０分に設定することができ
る。またプリプレグや樹脂付き金属箔を重ねる前に、多
層板形成材料の表面の銅箔にエッチング等を施して回路
を形成したりスルーホールを形成したりしてもよい。ま
たプリプレグ及び金属箔、プリプレグ及び多層板形成材
料、樹脂付き金属箔は複数枚重ねることができる。そし
て本発明の多層板は、上記の多層板形成材料を用いて形
成されるので、常温及び高温下での加工性や強度を高く
することができるものである。

【００１８】

【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
る。

【００１９】（実施例１）臭素化エポキシ樹脂としてダ
ウケミカル社製ＤＥＲ５９２のアセトン溶解品(固形分
８０％）１２０ｇと、シェル社製ＥＰＯＮ１０３１のア
セトン溶解品(固形分７０％)７ｇを用い、この臭素化エ
ポキシ樹脂の溶解品と、３ｇのジシアンジアミド(日本
カーバイド社製の硬化剤）及び０．１ｇの２−エチル−
４−メチルイミダゾール（硬化促進剤）をあらかじめＤ
ＭＦとＰＧＭの混合溶剤３０ｇに溶解したものとを混合
してワニスとした。

【００２０】このワニスを厚さ０．２ｍｍで体積充填率
が４９．６％の斜子織りのＥガラス布(旭シュエーベル
社製６７９７ＭＶ）に含浸し、１６０℃で５分乾燥して
プリプレグを得た。このプリプレグの樹脂量は３７重量
％であった。上記プリプレグ１枚の両側に１８μｍの銅
箔を配し、成形温度１７０℃、圧力３０ｋｇ／ｃｍ²で
９０分の積層成形し、０．２ｍｍの多層板形成材料（両
面銅張り積層板）を得た。

【００２１】（実施例２）臭素化エポキシ樹脂として東
都化成(株)社製ＹＤＢ５００のＭＥＫ溶解品(固形分８
０％)１１０ｇと、大日本インキ（株）社製のＮ−６９
０のＭＥＫ溶解品(固形分７５％)１３ｇを用い、この臭
素化エポキシ樹脂の溶解品と、ジシアンジアミド２．５
ｇ及び２−エチル−４−メチルイミダゾール０．１ｇを
実施例１と同様に溶解したものとを混合してワニスとし
た。

【００２２】このワニスを厚さ０．１ｍｍで体積充填率
が４６．１％の斜子織りのＥガラス布(旭シュエーベル
社製６７７７ＭＶ)に含浸し、実施例１と同様に乾燥し
プリプレグを得た。樹脂量は３６重量％であった。この
プリプレグを２枚重ねにした後に、両側に１８μｍの銅
箔を配し、実施例１同様に積層成形を行い、０．２ｍｍ
の多層板形成材料を得た。

【００２３】（実施例３）ケルイミド６０１Ａ(Ciba社
製)をＤＭＡｃに溶解してワニスとし、２００℃で積層
成形を行った以外は実施例１と同様にして銅箔の積層、
乾燥、成形を行い（プリプレグは1枚）、０．２ｍｍの
多層板形成材料を得た。

【００２４】（実施例４）ケルイミド６０１Ａを５０部
と、実施例１の臭素化エポキシ樹脂５０部(固形分とし
て)に２−エチル−４−メチルイミダゾール０．０２ｇ
を加え、これをＤＭＡｃとＤＭＦの混合溶媒３０ｇに溶
解してワニスとし、２００℃で積層成形を行った以外は
実施例２と同様にして銅箔の積層、乾燥、成形を行ない
（プリプレグは２枚）、０．２ｍｍの多層板形成材料を
得た。

【００２５】（比較例１）厚み０．１８ｍｍで体積充填
率が４７％の平織りのＥガラス布(旭シュエーベル社製
７６２８)に実施例１と同様のワニスを含浸、乾燥して
樹脂量３６重量％のプリプレグを作製し、実施例１と同
様にして銅箔の積層や積層成形を行ない（プリプレグは
1枚）、０．２ｍｍの多層板形成材料を得た。

【００２６】（比較例２）厚み０．１９ｍｍで体積充填
率が４７％の平織りのＥガラス布(旭シュエーベル社製
７６２８)に実施例１と同様のワニスを含浸、乾燥し
て、樹脂量４１重量％のプリプレグを作製し、実施例１
と同様に銅箔の積層や積層成形を行ない（プリプレグは
１枚）、０．２ｍｍの多層板形成材料を得た。

【００２７】（比較例３）厚み０．１ｍｍで体積充填率
が４４％の平織りのＥガラス布(旭シュエーベル社製２
１６Ｌ)に実施例２と同様のワニスを含浸、乾燥して、
樹脂量４５重量％のプリプレグを作製し、実施例２と同
様に銅箔の積層や積層成形を行ない（プリプレグは1
枚）、０．２ｍｍの多層板形成材料を得た。

【００２８】以上の多層板形成材料を使って、表１、２
の各性能を試験した。その試験方法ＪＩＳＣ６４８
１に準じて行った。また、撓み量の測定は次のようにし
て行なった。幅１００ｍｍ、長さ１５０ｍｍの銅箔を除
去した実施例１乃至４及び比較例１乃至３を、１００ｍ
ｍの支点間距離に設定した曲げ試験用治具に置き、その
中央部分に５０ｇの分銅を置いた時に撓んだ量を測定し
た。この測定は２０℃の雰囲気中で行なった。結果を表
１に示す。

【００２９】

【表１】表１から判るように、厚み０．１７〜０．２ｍｍで体積
充填率が４８〜５１％の無アルカリガラス布、あるいは
厚み０．１ｍｍで体積充填率が４５〜５１％の無アルカ
リガラス布を用いた実施例１乃至４のものが、比較例１
乃至３のものよりも銅箔の接着性、半田耐熱性に優れ、
撓み量が少なくなることが確認できた。

【００３０】（実施例５）プリプレグを２枚重ねにして
用いた以外は、実施例１と同様にして厚み０．４ｍｍの
多層板形成材料を形成した。この多層板形成材料の銅箔
にエッチングなどの回路形成加工を施して、両面に回路
を作製した。これに６０μｍの樹脂層を有する樹脂付き
銅箔(銅箔の厚み１８μｍ)を両面に配し、積層成形し
た。この積層物の銅箔にエッチングなどの回路形成加工
を施して、両面に回路を作製した。さらに上記と同様の
樹脂付き銅箔を両面に配して積層成形した。そしてこの
積層物の銅箔にエッチングなどの回路形成加工を施し
て、両面（最外層）に回路を作製した。このようにして
厚み０．７５ｍｍの多層プリント配線板（６層板）を形
成した。

【００３１】（実施例６）プリプレグを４枚重ねにして
用いた以外は、実施例２と同様にして厚み０．４ｍｍの
多層板形成材料を形成した。この多層板形成材料を用い
て実施例５と同様にして厚み０．７４ｍｍの多層プリン
ト配線板（６層板）を形成した。

【００３２】（実施例７）プリプレグを２枚重ねにして
用いた以外は、実施例３と同様にして厚み０．４ｍｍの
多層板形成材料を形成した。この多層板形成材料を用い
て実施例５と同様にして厚み０．７４ｍｍの多層プリン
ト配線板（６層板）を形成した。

【００３３】（実施例８）プリプレグを４枚重ねにして
用いた以外は、実施例４と同様にして厚み０．４ｍｍの
多層板形成材料を形成した。この多層板形成材料を用い
て実施例５と同様にして厚み０．７３ｍｍの多層プリン
ト配線板（６層板）を形成した。

【００３４】（比較例４）プリプレグを２枚重ねにして
用いた以外は、比較例１と同様にして厚み０．４ｍｍの
多層板形成材料を形成した。この多層板形成材料を用い
て実施例５と同様にして厚み０．７６ｍｍの多層プリン
ト配線板（６層板）を形成した。

【００３５】（比較例５）プリプレグを２枚重ねにして
用いた以外は、比較例２と同様にして厚み０．４ｍｍの
多層板形成材料を形成した。この多層板形成材料を用い
て実施例５と同様にして厚み０．７５ｍｍの多層プリン
ト配線板（６層板）を形成した。

【００３６】（比較例６）プリプレグを４枚重ねにして
用いた以外は、比較例３と同様にして厚み０．４ｍｍの
多層板形成材料を形成した。この多層板形成材料を用い
て実施例５と同様にして厚み０．７５ｍｍの多層プリン
ト配線板（６層板）を形成した。

【００３７】上記の実施例５乃至８及び比較例４乃至６
について、常温での撓み量の測定を行なった。この測定
方法は、幅３３ｍｍ、長さ１３０ｍｍの大きさにした実
施例５乃至８及び比較例４乃至６を、１００ｍｍの支点
間距離に設定した曲げ試験用治具に置き、その中央部分
に分銅を置いた時に撓んだ量を測定した。尚、この測定
は１００ｇと３００ｇの分銅を用いて行なった。結果を
表２に示す。

【００３８】

【表２】表２から判るように、厚み０．１７〜０．２ｍｍで体積
充填率が４８〜５１％の無アルカリガラス布、あるいは
厚み０．１ｍｍで体積充填率が４５〜５１％の無アルカ
リガラス布を用いた実施例５乃至８のものが、比較例４
乃至６のものよりも、撓み量が少なくなることが確認で
きた。

【００３９】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に係る発
明は、無アルカリガラス布に熱硬化性樹脂を含浸させて
プリプレグを形成し、このプリプレグを硬化させて形成
される多層板形成材料であって、厚み０．１７〜０．２
ｍｍで体積充填率が４８〜５１％の無アルカリガラス
布、あるいは厚み０．１ｍｍで体積充填率が４５〜５１
％の無アルカリガラス布を用いたので、スルーホール形
成時や回路形成時や電子部品の実装時などの加工時に大
きな撓みが発生せず、加工が行ないやすく、また割れな
どの破損も発生することがないものであり、加工性や強
度を高くすることができるものである。

【００４０】また本発明の請求項４に係る発明は、請求
項１乃至３のいずれかに記載の多層板形成材料を積層し
たので、常温下及び高温下での加工性や強度を高くする
ことができるものである。

フロントページの続きＦターム(参考） 4F072 AA07 AA09 AB09 AB17 AB28 AB34 AD28 AD42 AD45 AG03 AH02 AH21 AJ04 AJ11 AJ22 AJ33 AK03 AK06 AK14 AL13 4F100 AB17 AB33 AG00A AG00B AH07H AK01A AK01B AK49A AK49B AK53A AK53B AK54A AK54B AL06A AL06B BA01 BA02 CA02 CC00 DG11A DG11B DH01A DH01B EJ82A EJ82B GB43 JA20A JA20B JB13A JB13B JK01 JL01 YY00A YY00B

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無アルカリガラス布に熱硬化性樹脂を含
浸させてプリプレグを形成し、このプリプレグを硬化さ
せて形成される多層板形成材料であって、厚み０．１７
〜０．２ｍｍで体積充填率が４８〜５１％の無アルカリ
ガラス布、あるいは厚み０．１ｍｍで体積充填率が４５
〜５１％の無アルカリガラス布を用いて成ることを特徴
とする多層板形成材料。
【請求項２】熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂、ポリ
イミド系樹脂、エポキシ変性ポリイミド樹脂、変性ポリ
フェニレンオキサイド樹脂から選ばれる一つを用いて成
ることを特徴とする請求項１に記載の多層板形成材料。
【請求項３】プリプレグの樹脂含有率が３０〜４０重
量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多
層板形成材料。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の多層
板形成材料を積層して成ることを特徴とする多層板。