JP2001206965A - 積層板 - Google Patents

積層板

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JP2001206965A
JP2001206965A JP2000017580A JP2000017580A JP2001206965A JP 2001206965 A JP2001206965 A JP 2001206965A JP 2000017580 A JP2000017580 A JP 2000017580A JP 2000017580 A JP2000017580 A JP 2000017580A JP 2001206965 A JP2001206965 A JP 2001206965A
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JP
Japan
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inorganic particles
resin
glass cloth
mass
dielectric constant
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Withdrawn
Application number
JP2000017580A
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English (en)
Inventor
Takayoshi Koseki
高好 小関
Toshiyuki Akamatsu
資幸 赤松
Yoshiaki Ezaki
義昭 江崎
Takeshi Koizumi
健 小泉
Yasuhiro Hayashi
泰弘 林
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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  • Laminated Bodies (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高誘電率の積層板を提供する。 【解決手段】 厚みが20〜100μmのガラスクロス
に、体積百分率で5%以上の無機物粒子がバインダーに
よって保持される。熱硬化性樹脂と無機物粒子とが含浸
され乾燥される。得られたプリプレグを積層成形して積
層板が作製される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信機器等の電子
機器に用いられる積層板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の機能の増大、高性能化
が急速に進行する中で、電子部品の超小型化や実装の高
密度化が進み、電子機器の小型、軽量、薄型化が急速に
進んでいる。
【0003】こうした電子機器の軽薄短小化は、低誘電
率の基板材料を用いたのでは実現することが困難であ
る。そのため、アルミナや窒化珪素等の誘電率の高いセ
ラミック系基板が一般に基板材料として用いられてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ック系基板は、多層化、軽量化、生産性などに関して今
尚問題点が残されている。他方、樹脂系基板は、ガラス
クロスなどの基材に樹脂ワニスが含浸・乾燥されたプリ
プレグやこのプリプレグが積層成形された積層板などか
ら作製されるものであり、一般的に低誘電率であるが加
工性やコスト面など多くの点でセラミック系基板よりも
優れている。
【0005】そこで、電子機器の軽薄短小化を図るべく
基板材料として樹脂系基板を採用し、従来の特性を具備
すると共に、高い誘電率を示す樹脂系基板の開発が強く
要望されている。
【0006】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、上記の樹脂系基板を構成する高誘電率の積層板を
提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
積層板は、厚みが20〜100μmのガラスクロスに、
体積百分率で5%以上の無機物粒子がバインダーによっ
て保持されると共に、熱硬化性樹脂と無機物粒子とが含
浸され乾燥されて得られたプリプレグを積層成形して成
ることを特徴とするものである。
【0008】また請求項2の発明は、請求項1の構成に
加えて、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴
とするものである。
【0009】また請求項3の発明は、請求項1又は2の
構成に加えて、無機物粒子の平均粒子径が0.1〜10
μmであることを特徴とするものである。
【0010】また請求項4の発明は、請求項1乃至3の
いずれかの構成に加えて、無機物粒子が二酸化チタン、
チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウ
ム、チタン酸カルシウム、ジルコン酸鉛から選ばれるも
のであることを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
【0012】本発明においてプリプレグを作製するため
の基材としては、厚みが20〜100μmのガラスクロ
スであれば特に制限されるものではない。厚みが100
μmを超えるガラスクロスであると、高電気容量の積層
板を得ることができず、また厚みが20μm未満のガラ
スクロスであると、取り扱い性が困難となるものであ
る。
【0013】また、本発明において無機物粒子として
は、特に制限されるものではないが、二酸化チタン、チ
タン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウ
ム、チタン酸カルシウム、ジルコン酸鉛などを例示する
ことができる。特にこれらのものを用いると、その他の
無機物粒子を用いるよりも誘電率や電気容量のより高い
積層板を得ることができて好ましい。
【0014】また無機物粒子は、後述するバインダーと
共に上記のガラスクロスに塗布されて保持されるもので
あるが、高誘電率を得るためにはこのときの無機物粒子
の含有率は、バインダーによって無機物粒子が保持され
たガラスクロス全体に対して、体積百分率で5%以上と
なるように調整するものである。無機物粒子が体積百分
率で5%未満であれば、高誘電率を得ることが困難とな
るからである。なお、好ましい無機物粒子の含有率は、
体積百分率で5〜25%である。
【0015】さらに無機物粒子としては、平均粒子径が
0.1〜10μmのものを用いるのが好ましい。平均粒
子径が10μmを超える無機物粒子であると、樹脂やガ
ラスクロス中に分散しにくいおそれがあり、また平均粒
子径が0.1μm未満の無機物粒子であると、樹脂ワニ
スの粘度が増加して取り扱い性が悪化するおそれがある
ものである。
【0016】また、本発明において熱硬化性樹脂として
は、特に制限されるものではないが、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(PPO
樹脂)などを例示することができる。この中でも特に、
臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂やクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂などのようなエポキシ樹脂を用
いると、その他の熱硬化性樹脂よりも誘電率や電気容量
のより高い積層板を得ることができて好ましい。
【0017】そして、上記の熱硬化性樹脂にジシアンジ
アミド等の硬化剤やトリアリルイソシアヌレート等の架
橋性モノマーを添加して、熱硬化性樹脂組成物を調製す
ることができる。このものは、樹脂ワニスとしてガラス
クロスに含浸させてプリプレグの作製に用いられる他、
バインダーとして無機物粒子をガラスクロスに保持させ
るのに利用することができる。
【0018】また熱硬化性樹脂組成物には、必要に応じ
て硬化促進剤や重合開始剤や溶剤等を添加することがで
きる。硬化促進剤としては、2−エチル−4−メチルイ
ミダゾール等を例示することができ、重合開始剤として
は、ジクミルパーオキサイド等を例示することができ
る。また溶剤としては、メチルエチルケトン、メチルセ
ロソルブ、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル
ピロリドン、トルエン等を単独又は混合して用いること
ができる。溶剤を添加した場合における熱硬化性樹脂組
成物中の樹脂成分の含有率は10〜50質量%とするの
が、ガラスクロスへの含浸性の点から好ましい。
【0019】本発明においてプリプレグを作製するにあ
たっては、まず上記の熱硬化性樹脂組成物を調製してバ
インダーとし、このものに上記の無機物粒子を分散させ
る。次いで得られたものをガラスクロスに塗布すること
で、無機物粒子が保持されたガラスクロスが得られる。
ここまでの操作を以下では初期塗工と呼ぶ。このように
予めガラスクロスに初期塗工を行って、無機物粒子をガ
ラスクロスに保持させておくことで、樹脂ワニスの含浸
時における無機物粒子の量を低減することができて成形
性が向上するものである。さらに上記の熱硬化性樹脂に
無機物粒子、硬化剤等を添加し樹脂ワニスを調製する。
その後、この樹脂ワニスをガラスクロスに含浸させた
後、加熱して、溶剤を含む場合はその溶剤を蒸発させつ
つ、熱硬化性樹脂の反応を進行させ、ガラスクロス中の
熱硬化性樹脂を半硬化させることによってプリプレグが
作製されるものである。ここでガラスクロス中の樹脂を
半硬化させるには、使用する溶剤の沸点付近で乾燥を行
うのが好ましい。沸点より低い温度では、半硬化させる
のに要する時間が長くなるという問題が生じ、また沸点
より高い温度では、熱硬化性樹脂の反応が進行し過ぎ、
得られるプリプレグを積層する際の接着強度が低下する
問題が生じ易くなる。
【0020】このようにして作製されたプリプレグは、
ガラスクロスに無機物粒子がバインダーと共に均一に塗
布されていることで、樹脂ワニスの含浸時における無機
物粒子の量を低減することができて成形性が向上するも
のである。しかも、高誘電率等の電気特性を付与する無
機物粒子がバインダーや樹脂ワニスと共に均一に塗布・
含浸されているため、誘電率や電気容量が高くなってい
るものである。
【0021】そして本発明に係る積層板は、上記のよう
にして得られたプリプレグを1枚乃至複数枚重ね、必要
に応じてその片面あるいは両面に銅箔等の金属箔を重
ね、これを例えば金属プレートの間に挟んで、加熱・加
圧して積層成形することによって作製されるものであ
る。また、予め内層用の回路を形成した内層回路板の片
側もしくは両側に所要枚数のプリプレグを重ねると共に
その外側に金属箔を配置し、これを加熱・加圧して積層
成形することによって、多層プリント配線板に加工する
ための多層積層板を作製することができるものである。
この積層成形の際の加熱・加圧条件は必要に応じて任意
に設定されるものである。
【0022】このように本発明に係る積層板は、上記の
プリプレグを用いて作製されているので、樹脂ワニスの
含浸時における無機物粒子の量が低減されて成形性が良
好であると共に、誘電率や電気容量が高くなっているも
のである。
【0023】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。 (実施例1)ガラスクロスとして106タイプ(IPC
−EG−140:Specification for
Finished Fabric Woven ”
E”Glass for Printed Board
s:以下のタイプもこの規格に基づく)を使用した。無
機物粒子として平均粒子径0.2μmのチタン酸バリウ
ム(堺化学社製「BT−02」)をメチルエチルケトン
100質量部に対して50質量部を分散させた後、下記
のエポキシ樹脂組成物(バインダー)を5質量部添加し
て十分に撹拌し、これを40質量%塗布したガラスクロ
スを得た。乾燥は160℃で2分間行った。
【0024】エポキシ樹脂組成物(バインダー)の成分
及び配合量は以下の通りである。 クレゾールノボラック型エポキシ樹脂 44質量部 (エポキシ当量220、東都化成社製「YDCN−701」) ジシアンジアミド 10.5質量部 ・2−エチル−4−メチルイミダゾール 0.44質量部 次に、得られたガラスクロスに対して、下記のエポキシ
樹脂組成物(樹脂ワニス)の含浸を行った。乾燥は16
0℃で5分間行った。樹脂付着量は、75質量%であっ
た。さらに、得られたプリプレグ1枚の両面に厚み12
μmの銅箔を重ね、これを170℃、3MPa、120
分間の条件で加熱・加圧成形することによって銅張積層
板を得た。
【0025】エポキシ樹脂組成物(樹脂ワニス)の成分
及び配合量は以下の通りである。 臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂 400質量部 (エポキシ当量500、東都化成社製「YDB−500」) クレゾールノボラック型エポキシ樹脂 44質量部 (エポキシ当量220、東都化成社製「YDCN−701」) ジシアンジアミド 10.5質量部 2−エチル−4−メチルイミダゾール 0.44質量部 チタン酸バリウム(平均粒子径1μm) 900質量部 上記のエポキシ樹脂組成物に、メチルセロソルブを50
質量%、N,N−ジメチルホルムアミドを50質量%を
含む溶剤を加えて、樹脂濃度80質量%の樹脂ワニスを
調製した。 (実施例2)ガラスクロスは実施例1と同じものを使用
した。下記のポリイミド樹脂に平均粒子径1μmのチタ
ン酸バリウムを分散させ樹脂ワニスを調製し、上記のガ
ラスクロスに対して含浸を行った。乾燥は170℃で1
0分間行った。樹脂付着量は、73質量%であった。
【0026】ポリイミド樹脂組成物(樹脂ワニス)の成
分及び配合量は以下の通りである。 ポリイミド樹脂(チバガイギー社製「ケルイミド601」)100質量部 N−メチルピロリドン 50質量部 チタン酸バリウム(平均粒子径1μm) 200質量部 さらに、得られたプリプレグ1枚の両面に厚み12μm
の銅箔を重ね、これを200℃、3MPa、180分間
の条件で加熱・加圧成形することによって、銅張積層板
を得た。 (実施例3)ガラスクロスは、実施例1と同じものを使
用した。下記のポリフェニレンオキサイド樹脂(PPO
樹脂)に平均粒子径1μmのチタン酸バリウムを分散さ
せて樹脂ワニスを調製し、上記のガラスクロスに対して
含浸を行った。乾燥は130℃で4分間行った。樹脂付
着量は、73質量%であった。
【0027】ポリフェニレンオキサイド樹脂(PPO樹
脂)組成物(樹脂ワニス)の成分及び配合量は以下の通
りである。 ポリフェニレンオキサイド樹脂(PPO樹脂) 50質量部 スチレンブタジエンコポリマ 10質量部 トリアリルイソシアヌレート 40質量部 ジクミルパーオキサイド 2質量部 トルエン 233質量部 チタン酸バリウム(平均粒子径1μm) 100質量部 上記の成分を配合量だけセパラブルフラスコに入れ、撹
拌しながら、オイルバスで80℃まで昇温した。80℃
で2時間撹拌した後、オイルバスを取り除き、空冷して
25℃の樹脂ワニスを得た。
【0028】さらに、得られたプリプレグ1枚の両面に
厚み12μmの銅箔を重ね、これを210℃、3MP
a、60分間の条件で加熱・加圧成形することによっ
て、銅張積層板を得た。 (実施例4)ガラスクロスとして104タイプを使用し
た以外は、実施例1と同様にして銅張積層板を得た。 (実施例5)ガラスクロスとして2116タイプを使用
した以外は、実施例1と同様にして銅張積層板を得た。 (比較例1)ガラスクロスとして106タイプを使用し
て初期塗工を行わなかった以外は、実施例1と同様にし
て銅張積層板を得た。 (比較例2)ガラスクロスとして106タイプを使用し
て初期塗工を行わなかった以外は、実施例2と同様にし
て銅張積層板を得た。 (比較例3)ガラスクロスとして106タイプを使用し
て初期塗工を行わなかった以外は、実施例3と同様にし
て銅張積層板を得た。 (比較例4)実施例1の樹脂ワニスの樹脂に対するチタ
ン酸バリウムの配合量を1183質量部とした樹脂ワニ
スを用いた以外は、実施例1と同様にして銅張積層板を
得た。 (比較例5)ガラスクロスを106タイプから1500
タイプにした以外は、実施例1と同様にして銅張積層板
を得た。 (比較例6)ガラスクロスを106タイプから7628
タイプにした以外は、実施例1と同様にして銅張積層板
を得た。
【0029】そして、上記の実施例1〜5及び比較例1
〜5について、IPC−TM−650に基づいて誘電
率、電気容量を測定した。さらに成形性を調べ、擦れが
ないものを「○」、擦れがあるものを「×」として評価
した。これらの結果を表1及び表2に示した。なお、無
機物粒子の体積百分率は、各実施例及び各比較例につい
て20%であった。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】表1や表2にみられるように、プリプレグ
の基材として初期塗工を行ったガラスクロスを用いた各
実施例のものは、高誘電率、高電気容量であることが確
認される。しかも、いずれも成形性が良好であることが
分かる。
【0033】また、初期塗工を行わなかった比較例1〜
3は、それぞれ対応する実施例1〜3よりも低誘電率、
低電気容量であることが確認される。
【0034】また、初期塗工を行わなかったものの中に
は、比較例4のように成形性が悪化するものも確認され
る。
【0035】また、比較例5や6は初期塗工を行ってい
るが、ガラスクロスの厚みが100μmを超えているた
め、低電気容量であることが確認される。
【0036】
【発明の効果】上記のように本発明の請求項1に係る積
層板は、厚みが20〜100μmのガラスクロスに、体
積百分率で5%以上の無機物粒子がバインダーによって
保持されると共に、熱硬化性樹脂と無機物粒子とが含浸
され乾燥されて得られたプリプレグを積層成形して成る
ので、予めガラスクロスに初期塗工を行って、無機物粒
子をガラスクロスに保持させておくことで、樹脂ワニス
の含浸時における無機物粒子の量を低減することができ
て成形性が向上すると共に、ガラスクロスに塗布・含浸
された無機物粒子により高誘電率、高電気容量の積層板
を得ることができるものである。
【0037】また請求項2の発明は、請求項1の構成に
加えて、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であるので、誘電
率や電気容量を一層高めることができるものである。
【0038】また請求項3の発明は、請求項1又は2の
構成に加えて、無機物粒子の平均粒子径が0.1〜10
μmであるので、誘電率や電気容量を一層高めることが
できるものである。
【0039】また請求項4の発明は、請求項1乃至3の
いずれかの構成に加えて、無機物粒子が二酸化チタン、
チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウ
ム、チタン酸カルシウム、ジルコン酸鉛から選ばれるも
のであるので、誘電率や電気容量を一層高めることがで
きるものである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29K 105:08 B29K 309:08 309:08 503:04 503:04 B29C 67/14 G (72)発明者 江崎 義昭 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 小泉 健 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 林 泰弘 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 4F072 AA04 AA05 AA07 AB09 AD23 AE08 AE11 AF01 AF02 AG03 AH02 AK05 AK14 AL12 AL13 4F100 AA01A AA01H AA21A AA21H AA34A AA34H AB17B AB17C AB33B AB33C AG00A AK01A AK53A BA02 BA03 BA06 BA10B BA10C BA13 CA23A DG12A DH01A EH46 EJ82A GB43 JB13A JG05 JG10 JL01 YY00A YY00H 4F205 AA39 AB11B AB16 AD04 AD16 AG01 AG03 AH36 HA06 HA14 HA33 HA37 HA39 HB01 HC05 HC16 HK04 HM03 HM04 HT02 HT08 HT13 HT19 HT27

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 厚みが20〜100μmのガラスクロス
    に、体積百分率で5%以上の無機物粒子がバインダーに
    よって保持されると共に、熱硬化性樹脂と無機物粒子と
    が含浸され乾燥されて得られたプリプレグを積層成形し
    て成ることを特徴とする積層板。
  2. 【請求項2】 熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であること
    を特徴とする請求項1に記載の積層板。
  3. 【請求項3】 無機物粒子の平均粒子径が0.1〜10
    μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の積
    層板。
  4. 【請求項4】 無機物粒子が二酸化チタン、チタン酸バ
    リウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウム、チタン
    酸カルシウム、ジルコン酸鉛から選ばれるものであるこ
    とを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の積層
    板。
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