JP2000165000A

JP2000165000A - プリント配線板

Info

Publication number: JP2000165000A
Application number: JP10334750A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ito; 幸一伊藤; Toshiharu Takada; 俊治高田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】吸湿下での耐熱性や電気絶縁信頼性が高いプ
リント配線板を提供する。【解決手段】プリント配線板の絶縁樹脂層に含まれる
基材をポリフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢ
Ｏ）繊維で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子などの
チップを搭載するためのプリント配線板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子機器に収納される半導体
素子等のチップを搭載するためにプリント配線板が用い
られているが、このプリント配線板を形成するにあたっ
ては、銅張積層板が使用されており、また銅張積層板と
しては、ガラス布を基材とするプリプレグを用いて製造
されるガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板が汎用され
ている。しかし、近年、軽量化、低誘電率化、レーザー
加工性の向上などの要望からガラス布の代わりに有機繊
維の基材で形成されるプリプレグを用いたプリント配線
板が提案されている。そして、代表的な有機繊維とし
て、高張力で耐熱性に優れるという特性を有するアラミ
ド（全芳香族ポリアミド）繊維が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、アラミド繊維
は吸湿性が高いので、プリント配線板の吸湿下での耐熱
性や電気絶縁信頼性が低いという問題があった。上記の
点に鑑みて、本発明の目的は、吸湿下での耐熱性や電気
絶縁信頼性が高いプリント配線板を提供することであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のプリント配線板は、基材を含む絶縁樹脂層
の少なくとも片面に電気回路を設けて成るプリント配線
板において、前記基材がポリフェニレンベンゾビスオキ
サゾール（略称「ＰＢＯ」。以下同様）繊維で構成され
ていることを特徴とする。

【０００５】上記基材としては、不織布および／または
織布を使用することができる。上記絶縁樹脂層は、エポ
キシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド
樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１つを含む樹脂
中に上記基材を含んでいるものであることができる。上
記電気回路は、たとえば、サブトラクティブ法またはア
ディティブ法で形成して成るものである。

【０００６】本発明のプリント配線板は、上記のものに
おいて、上記電気回路が上記絶縁樹脂層の両面に形成さ
れていて、これら両面の電気回路が上記絶縁樹脂層にあ
けたスルーホールに銅めっきおよび／または導電性ペー
ストで形成して設けた導電体により電気的に接続されて
いるようであってもよい。本発明のプリント配線板は、
上記のものにおいて、多層板であってもよい。すなわ
ち、上記絶縁樹脂層が複数あり、これら複数の絶縁樹脂
層間の１つ以上にも上記電気回路が設けられているよう
になっていてもよい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維とし
ては、構成単位が下記（１）の構造式で示されるものを
例示することができる。具体的には、例えば、東洋紡績
株式会社から「ＺＹＬＯＮ」として提供されているもの
を使用することができる。

【０００８】

【化１】

【０００９】ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール繊
維は、アラミド繊維と同等以上の強度や弾性を有すると
共にその耐熱性はアラミド繊維よりも高いという優れた
特性を有し、しかも吸湿率が極めて小さいという性能を
有するものである。そして、このポリフェニレンベンゾ
ビスオキサゾール繊維の長繊維あるいは数ｍｍ程度の短
繊維を用いて織布や不織布を形成し、これを基材として
使用するのである。基材としては織布や不織布に限定さ
れない。

【００１０】基材に複合させる樹脂としては、エポキシ
樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリフェニレンオキ
サイド樹脂、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂を用いるこ
とができる。この中でも、エポキシ樹脂は、コスト及び
接着性、電気特性の点から好適に使用することができ、
また、ポリイミド樹脂は高耐熱性の点から好適に用いる
ことができ、ポリフェニレンオキサイド樹脂は低誘電率
であるという点から好適に用いることができる。なお、
基材に複合させる樹脂としては、樹脂のみであってもよ
いが、樹脂に硬化剤、硬化促進剤、その他の添加剤を配
合した樹脂組成物であってもよい。

【００１１】上記基材への樹脂の複合化は、基材に液状
の樹脂を含浸して乾燥させることによって行うことがで
きる。また樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合は、乾
燥の際の加熱によって樹脂をＢステージ化（半硬化状態
に）してプリプレグを得るようにすることができる。こ
の際、樹脂を溶剤に溶解して調製されるワニスを基材に
含浸し乾燥させることによって、樹脂をＢステージ化す
るのが一般的であるが、勿論、この方法に限定されるも
のではない。

【００１２】また、プリプレグの樹脂（または樹脂組成
物）の含有量は、プリプレグの全重量に対して３０〜８
０重量％になるように調整するのが好ましい。樹脂の含
有量が３０重量％未満であれば、基材（あるいはプリプ
レグ）中で樹脂を均一に含有させることが難しく、品質
が不安定になってプリント配線板の用途としての使用に
耐え得るプリプレグを得ることができない恐れがある。
また、樹脂の含有量が８０重量％を超えると、プリプレ
グの厚みのばらつきが大きくなり、プリント配線板の電
気特性にばらつきが生じる恐れがある。プリプレグの厚
みとしては、たとえば、４０〜２００μｍとされるが、
この範囲に限定されるものではない。

【００１３】基材の単位面積重量（坪量）は２５〜１０
０ｇ／m²に設定するのが電気回路の設計上好ましい。上
記のように樹脂の含有量が３０〜８０重量％のプリプレ
グを用いてプリント配線板を製造する場合、プリント配
線板の板厚を電気回路設計が容易な約１００μｍにする
ことができるからである。また上記のように基材に樹脂
のワニスをを含浸し乾燥させてプリプレグを形成する場
合、基材の強度が必要となるので、引っ張り強度が０．
８kg／cm以上になるように基材を形成することが好まし
い。引っ張り強度は高いほど好ましいので上限は特に設
定されないが、実用上、引っ張り強度の上限は５kg／cm
に設定される。

【００１４】そして、プリント配線板を形成するにあた
っては、まず上記のようにして得られたプリプレグ（樹
脂含浸基材）を１枚だけ使用するかまたは複数枚積層
し、この片面あるいは両面に銅箔等の金属箔を重ねて加
熱加圧してプリプレグが絶縁樹脂層（絶縁層）となった
金属箔張り積層板を形成する。この際の加熱加圧条件
は、基材中の樹脂の種類によって異なるが、エポキシ樹
脂の場合では温度を１７０℃前後、圧力を２０〜５０kg
／cm²、時間を６０〜１２０分にそれぞれ設定すること
ができるが、この条件に限定されるわけではない。ま
た、この積層板は基材を有機繊維を形成したので、レー
ザーによる穴あけや切断の加工が可能になるものであ
る。尚、従来の一般的なＦＲ−４タイプの積層板の加工
に適用されるＮＣドリルマシンでも加工は可能である
が、レーザーによる加工は生産性が非常に向上するので
好ましい。

【００１５】次に金属箔に露光、現像、エッチング加工
などを施すことによって、いわゆるサブトラクティブ法
で電気回路を形成する。次に絶縁樹脂層にレーザー加工
機やドリルマシンで穴（スルーホール。以下同様）を形
成し、この穴にめっきや導電性ペーストを充填して導電
体を形成して絶縁樹脂層の両面の電気回路を必要に応じ
て電気的に接続する。このようにしてプリント配線板を
形成することができる。

【００１６】プリント配線板を形成するにあたっては、
他の方法を用いることができる。まず、上記のようにし
て得られたプリプレグを１枚だけ使用するかまたは複数
枚積層し、これを上記同様の条件で加熱加圧して絶縁樹
脂層のみを形成する。次に、絶縁樹脂層にレーザー加工
機で穴を形成し、絶縁樹脂層の片面または両面、および
穴にめっきを施して、いわゆるアディティブ法で電気回
路と導電体をを形成する。このようにしてプリント配線
板を形成することができる。

【００１７】また、多層のプリント配線板を形成するに
あたっては、まず上記のようにして得られたプリプレグ
にレーザー加工機で穴を形成し、この穴に導電体の形成
用の導電性ペーストを充填する。次にこの両面に銅箔等
の金属箔を重ねて加熱加圧してプリプレグが絶縁樹脂層
となった金属箔張り積層板を形成する。次に金属箔に露
光、現像、エッチング加工などを施すことによって不要
部分を除去し、いわゆるサブトラクティブ法で電気回路
を形成する。電気回路はあるいはアディティブ法によっ
て形成されてもよい。次にこれにプリプレグや導電性ペ
ーストを充填したプリプレグとこれらのプリプレグを間
に挟んで金属箔とを積層する工程と、電気回路を形成す
る工程とを順次行うことによって、多層のプリント配線
板を形成することができる。

【００１８】上記のように形成されるプリント配線板
は、アラミド繊維よりも吸湿率の非常に小さいポリフェ
ニレンベンゾビスオキサゾール繊維を用いて基材を形成
しているので、絶縁樹脂層の吸湿率を小さくすることが
でき、吸湿による耐熱性の低下や絶縁抵抗の低下を防止
することができる。また、本発明のプリント配線板は、
振動減衰性に優れるポリフェニレンベンゾビスオキサゾ
ール繊維を用いて基材を形成しているので、耐震性に優
れるものである。コンパクトディスクプレーヤー等の音
響機器では、そのモーター等の駆動系の影響により内蔵
されるプリント配線板に振動が生じるが、本発明の耐振
性に優れるプリント配線板を用いることによって、この
ような問題を低減することができる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明の実施例と、本発明の範囲を
外れた比較例とを示すが、本発明は下記実施例に限定さ
れない。（実施例１）１．５ｄｐｆ（デニール／フィラメント）
のポリフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（東洋紡
績株式会社製「ＺＹＬＯＮ」）を約５mm長に切断し、こ
の短繊維を製紙法で用いられている抄造法で抄造するこ
とによって、坪量７０ｇ／m²、引っ張り強度１．１kg／
cmの不織布を形成して基材とした。

【００２０】また、クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂（東都化成社製、ＹＤＣＮ−２２０）を１０重量部
と、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成
社製、ＹＤＢ−５００）を３重量部と、硬化剤としてジ
シアンジアミドを０．５重量部と、硬化促進剤としてベ
ンジルジメチルアミン０．２重量部と、溶媒としてのメ
チルエチルケトンを５０重量部とを混合することによっ
て、エポキシ樹脂ワニスを調製した。

【００２１】次に上記基材にエポキシ樹脂ワニスを含浸
し、これを１７０℃、１０分間加熱することによって、
樹脂の含有量が全体の５５重量％のプリプレグ（厚み１
００μｍ）を形成した。このプリプレグ１枚の両面に１
８μｍ厚の銅箔を重ね、これを温度１７０℃、圧力３０
kg／cm²、時間１２０分間の条件で加熱加圧して成形す
ることによって、板厚が約０．１mmの銅張り積層板を形
成した。次にこの銅張り積層板にＮＣドリルマシンで穴
あけを行い、この後パネルめっき法にて穴の内壁に銅め
っきを施した。次に積層板の両面に紫外線硬化のドライ
フィルムを貼付け、所定のマスクパターンを介して紫外
線を照射してドライフィルムを硬化させ、炭酸ナトリウ
ムにて現像することによって、エッチングレジストを形
成した。この後、塩化第二銅を主成分とするエッチング
液で不要部分の銅を除去することによって、プリプレグ
から形成される絶縁樹脂層（絶縁層）と、銅箔及び銅め
っきから形成される電気回路と、銅めっきから形成され
る導電体とを備えたプリント配線板を得た。

【００２２】（実施例２）実施例１と同様にして得られ
たプリプレグ１枚に、レーザー加工機（三菱電機製ＣＯ
₂レーザー：ＭＬ５０５ＧＴ）を用いて穴あけを行っ
た。次にこの穴に銅ペーストを充填すると共にプリプレ
グの両面に１８μｍ厚の銅箔を重ね、これを温度１７０
℃、圧力３０kg／cm²、時間１２０分間の条件で加熱加
圧して成形して一体化して積層板を得た。次に積層板の
両面に紫外線硬化のドライフィルムを貼付け、所定のマ
スクパターンを介して紫外線を照射してドライフィルム
を硬化させ、炭酸ナトリウムにて現像することにより、
エッチングレジストを形成した。この後、塩化第二銅を
主成分とするエッチング液で不要部分の銅を除去するこ
とによって、プリプレグから形成される絶縁樹脂層と、
銅箔から形成される電気回路と、銅ペーストから形成さ
れる導電体とを備えたプリント配線板を得た。

【００２３】（実施例３）実施例１と同様にして得られ
たプリプレグ１枚を温度１７０℃、圧力３０kg／cm²、
時間１２０分間の条件で加熱加圧して成形してアンクラ
ッド板を形成した。このアンクラッド板に上記レーザー
加工機を用いて穴あけを行った。次にアンクラッド板に
紫外線硬化型のめっきレジストを所望のパターンに形成
し、この後、穴及びめっきレジストで覆われていない部
分に無電解銅めっきを施すことによって、プリプレグか
ら形成される絶縁樹脂層と、銅めっきから形成される電
気回路と導電体とを備えたプリント配線板を得た。

【００２４】（実施例４）１．５ｄｐｆのポリフェニレ
ンベンゾビスオキサゾール繊維（東洋紡績株式会社製
「ＺＹＬＯＮ」）を織機で織成することによって、坪量
７０ｇ／m²、引っ張り強度が３．３kg／cmの織布を形成
して基材とした。また、１００重量部のポリイミド樹脂
（チバガイギー社製の「ケルイミド６０１」）を溶媒で
ある５０重量部のＮ−メチルピロリドンに溶解させるこ
とによって、ポリイミド樹脂ワニスを調製した。

【００２５】次に、上記基材にポリイミド樹脂ワニスを
含浸し、これを実施例１と同様に加熱乾燥することによ
って、樹脂の含有量が全体の５５重量％のプリプレグ
（厚み１００μｍ）を形成した。次にこのプリプレグを
１０枚重ね、さらにその両面に１８μｍ厚の銅箔を重
ね、これを温度２００℃、圧力３０kg／cm²、時間１８
０分間の条件で加熱加圧して成形することによって、板
厚が約１．０mmの銅張り積層板を形成した。この後、実
施例１と同様にして、穴あけ、銅めっき、エッチングを
銅張り積層板に施すことによって、プリプレグから形成
される絶縁樹脂層と、銅箔から形成される電気回路と、
銅めっきから形成される導電体とを備えたプリント配線
板を得た。

【００２６】（実施例５）ポリフェニレンオキサイド
（日本ＧＥ株式会社製「ノリルＰＸ９７０１」）を３０
重量部と、スチレン・ブタジエン・ブロックコポリマー
（旭化成工業株式会社製「ソルプレンＴ４０６」）を５
重量部と、架橋性モノマーとしてトリアリルイソシアヌ
レート（日本化成株式会社製「ＴＡＩＣ」）を３５重量
部と、反応開始剤として２，５−ジメチル−２，５−
（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン（日本油脂株式会社
製「ＰＨ２５Ｂ」）を１重量部とを配合し、これに溶剤
としてトリクロロエチレンを７０重量部添加して混合す
ることによって、ポリフェニレンオキサイド樹脂ワニス
を調製した。

【００２７】次に実施例４と同様の基材にポリフェニレ
ンオキサイド樹脂ワニスを含浸し、これを実施例１と同
様に加熱乾燥することによって、樹脂の含有量が全体の
５５重量％のプリプレグを形成した。次にこのプリプレ
グ１０枚を用いて上記実施例４と同様にして板厚が約
１．０mmの銅張り積層板を形成した。この後、実施例１
と同様にして、穴あけ、銅めっき、エッチングを銅張り
積層板に施すことによって、プリプレグから形成される
絶縁樹脂層と、銅箔から形成される電気回路と、銅めっ
きから形成される導電体とを備えたプリント配線板を得
た。

【００２８】（実施例６）実施例２と同様の銅ペースト
を充填したプリプレグを２枚と、実施例２で得られたプ
リント配線板を１枚とを準備した。次にプリント配線板
の両面にプリプレグを１枚ずつ重ね、さらに両方のプリ
プレグの外面に１８μｍ厚の銅箔を積層し、これを温度
１７０℃、圧力３０kg／cm²、時間１２０分間の条件で
加熱加圧して成形して一体化して積層板を得た。次に積
層板の両面に紫外線硬化型のドライフィルムを貼り付
け、所定のマスクパターンを介して紫外線を照射してド
ライフィルムを硬化させ、炭酸ナトリウムにて現像する
ことによって、エッチングレジストを形成した。この
後、塩化第二銅を主成分とするエッチング液で最外にあ
る銅箔の不要部分の銅を除去することによって電気回路
を形成し、４層のプリント配線板を得た。

【００２９】（比較例１）ガラス繊維織布（日東紡績株
式会社製、ＷＥＡ−１１６Ｅ）を基材として用い、実施
例１と同様のエポキシ樹脂ワニスを実施例１と同様にし
て基材に含浸して乾燥することによって、樹脂の含有量
が全体の５５重量％のプリプレグを形成した。この後、
実施例１と同様にして、銅張り積層板（厚み１００μ
ｍ）を形成すると共にこの銅張り積層板を用いてプリン
ト配線板を得た。なお、ここで形成される銅張り積層板
は、ガラス繊維の基材を用いているためにレーザー加工
ができなかった。

【００３０】（比較例２）アラミド繊維（帝人株式会社
製、「テクノーラ」）で不織布を形成して基材（坪量７
０ｇ／m²、引っ張り強度４．０kg／cm）とした。この基
材に実施例１と同様のエポキシ樹脂ワニスを実施例１と
同様にして基材に含浸して乾燥することによって、樹脂
の含有量が全体の５５重量％のプリプレグを形成した。
この後、実施例１と同様にして、銅張り積層板（厚み１
００μｍ）を形成すると共にこの積層板を用いてプリン
ト配線板を得た。

【００３１】上記実施例１〜６及び比較例１、２のプリ
ント配線板について、ＪＩＳＣ６４８１に準拠して比
重、誘電率、吸水率（吸湿率）、吸湿絶縁性を測定し
た。また、吸湿耐熱性は、ＪＩＳＣ６４８１に準拠し
て、沸騰水中にサンプルを投入し、１時間経過後、サン
プルをはんた浴（２６０℃）に浸漬した時に、サンプル
に膨れによる破壊が生じるまでの時間を測定した。結果
を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】実施例１から実施例６までと、比較例１、
２とを対比して判るように、実施例１〜６は、比較例１
よりも比重が小さく軽量化されている。また、実施例１
〜６は比較例１よりも誘電率が小さく電気特性に優れ
る。さらに、実施例１〜６は、比較例２によりも吸水率
が小さく吸湿しにくいため吸湿絶縁性が高く、吸湿下で
の電気絶縁信頼性が高くなっている。また、吸湿耐熱性
が高く（表中の「１２０＜」とは１２０秒よりも大を示
す）、吸湿下での耐熱性が高くなっている。

【００３４】

【発明の効果】上記のように、本発明のプリント配線板
は、絶縁樹脂層に含まれる基材がポリフェニレンベンゾ
ビスオキサゾール繊維で構成されていることを特徴とす
るので、絶縁樹脂層の吸湿絶縁性や吸湿耐熱性を高める
ことができ、吸湿下での耐熱性や電気絶縁信頼性を高く
することができる。

【００３５】上記基材が不織布および／または織布であ
る場合、ガラスと比較して軽量化できるという利点が加
わる。上記絶縁樹脂層がエポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂からなる群から選ば
れる少なくとも１つを含む樹脂中に上記基材を含んでい
るものである場合、ガラス基材を含むものと比較して誘
電率を低くできるという利点が加わる。

【００３６】上記電気回路をサブトラクティブ法で形成
して成る場合、回路形成が生産性良く、低コストで容易
にできるという利点が加わる。上記電気回路をアディテ
ィブ法で形成して成る場合、高精度パターンが形成でき
るという利点が加わる。上記電気回路が上記絶縁樹脂層
の両面に形成されていて、これら両面の電気回路が上記
絶縁樹脂層にあけたスルーホールに銅めっきおよび／ま
たは導電性ペーストで形成して設けた導電体により電気
的に接続されている場合、上記基材の熱膨張率が小さい
ことから電気絶縁信頼性が向上するという利点が加わ
る。

【００３７】上記絶縁樹脂層が複数あり、これら複数の
絶縁樹脂層間の１つ以上にも上記電気回路が設けられて
いる場合、上記基材を用いていることで誘電率を低くす
ることができるため電気回路の信号速度を速くできると
いう利点が加わる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F100 AB01B AB01C AB17B AB17C AB33B AB33C AK01A AK49A AK53A AK54A AK80A AT00A BA02 BA03 BA06 BA10B BA10C BA12 BA13 DG01A DG12A DG15A DH00A EH411 EH71B EH71C EJ33A EJ82A GB43 JG04A JG05 JJ03 JL03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材を含む絶縁樹脂層の少なくとも片面に
電気回路を設けて成るプリント配線板において、前記基
材がポリフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）
繊維で構成されていることを特徴とするプリント配線
板。
【請求項２】上記基材が不織布および／または織布であ
る、請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】上記絶縁樹脂層がエポキシ樹脂、ポリイミ
ド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂からなる群から
選ばれる少なくとも１つを含む樹脂中に上記基材を含ん
でいるものである、請求項１または２に記載のプリント
配線板。
【請求項４】上記電気回路をサブトラクティブ法で形成
して成る、請求項１から３までのいずれかに記載のプリ
ント配線板。
【請求項５】上記電気回路をアディティブ法で形成して
成る、請求項１から３までのいずれかに記載のプリント
配線板。
【請求項６】上記電気回路が上記絶縁樹脂層の両面に形
成されていて、これら両面の電気回路が上記絶縁樹脂層
にあけたスルーホールに銅めっきおよび／または導電性
ペーストで形成して設けた導電体により電気的に接続さ
れている、請求項１から５までのいずれかに記載のプリ
ント配線板。
【請求項７】上記絶縁樹脂層が複数あり、これら複数の
絶縁樹脂層間の１つ以上にも上記電気回路が設けられて
いる、請求項１から６までのいずれかに記載のプリント
配線板。