JP2001284753A - 印刷配線板用プリプレグおよび積層板 - Google Patents

印刷配線板用プリプレグおよび積層板

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JP2001284753A
JP2001284753A JP2000092934A JP2000092934A JP2001284753A JP 2001284753 A JP2001284753 A JP 2001284753A JP 2000092934 A JP2000092934 A JP 2000092934A JP 2000092934 A JP2000092934 A JP 2000092934A JP 2001284753 A JP2001284753 A JP 2001284753A
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prepreg
printed wiring
wiring board
weight
base material
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JP2000092934A
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English (en)
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Tetsuya Saito
哲也 齊藤
Takeshi Madarame
健 斑目
Kazuhito Kobayashi
和仁 小林
Mare Takano
希 高野
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】レーザー加工性に優れた紙基材を用いても、薄
型化が可能で、高耐熱性と低吸水率を実現できる印刷配
線板用プリプレグおよび積層板を提供すること。 【解決手段】 紙基材に熱硬化樹脂を含浸させ、加熱乾
燥することによって得られる印刷配線板用プリプレグに
おいて、予めアルコキシシラン誘導体および/またはそ
の縮合物により含浸処理した紙基材を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は安価で、レーザー加
工性に優れ、軽量化、薄型化が可能な印刷配線板用プリ
プレグおよび積層板に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の電子機器の小型化、多機能化に伴
い、プリント配線板も高密度化、小型化、多層化が進ん
でいる。また、実装条件もますます厳しくなっている。
このため、プリント配線板はより薄型化が進み、特性面
でもより高い耐熱性、低吸水率が重要になっている。一
方、近年回路加工したコア基材の両面に、絶縁層を積み
重ねながら作成するビルドアップ配線板が注目を集めて
いる。このビルドアップ配線板の高密度化のためには、
非貫通相互接続穴(IVH)を小径化して各層の導通接続
を行うことが必須となる。この小径IVHの形成のた
め、レーザー加工性などがますます重要になっている。
従来より、印刷配線板用プリプレグは基材に熱硬化性樹
脂を含浸させ、加熱乾燥を行うことにより作られてき
た。この際、基材に無機物であるガラスクロスを用いる
と、基材に連続するガラス繊維を有するために、レーザ
ー加工性が十分でなく、炭酸ガスレーザーによるIVH
形成は困難であった。一方、紙基材を用いると、レーザ
ー加工性には優れるが、吸水率が高くなり、これに伴う
絶縁劣化が問題となる。また、紙基材を用いた場合に
は、薄型化が進むにつれて紙基材そのものの強度が弱く
なり、破れやすいという問題点も生じる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる現状
に鑑みなされたもので、レーザー加工性に優れた紙基材
を用いても、薄型化が可能で、高耐熱性と低吸水率を実
現できる印刷配線板用プリプレグおよび積層板を提供す
ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は次のものに関す
る。 (1)紙基材に熱硬化樹脂を含浸、加熱乾燥してなるプリ
プレグにおいて、紙基材が予めアルコキシシラン誘導体
および/またはその縮合物により含浸処理されたもので
あることを特徴とする印刷配線板用プリプレグ。 (2)アルコキシシラン誘導体が、少なくとも1つのエポ
キシ基を有するアルコキシシランおよび/またはその縮
合物である(1)項に記載の印刷配線板用プリプレグ。 (3)アルコキシシラン誘導体が一般式(式1)で示される
化合物および/またはその縮合物である(1)又は(2)
項に記載の印刷配線板用プリプレグ。
【化3】 (4)熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である(1)〜(3)
項のいずれかに記載の印刷配線板用プリプレグ。 (5)紙基材が坪量100g/m2以下である(1)〜
(4)項のいずれかに記載の印刷配線板用のプリプレ
グ。 (6)(1)〜(6)項のいずれかに記載の印刷配線板用プリ
プレグを加熱加圧成形してなる印刷配線板用積層板。 (7)(A)一般式(式1)で示されるアルコキシシラン誘導
体および/またはその縮合物5〜50重量部、(B)一般
式(式2)で示される塩基性触媒0.01〜1重量部、
(C)水10〜70重量部、(D)アルコール類10〜70
重量部を必須成分とする溶液を紙基材に含浸させ、加熱
乾燥を行った後、熱硬化性樹脂を含浸し、さらに加熱乾
燥することを特徴とする印刷配線板用プリプレグの製造
方法。
【化4】
【0005】
【発明の実施の形態】本発明で用いられるアルコキシシ
ラン誘導体としては、
【化5】Si(0.H3)4,Si(0C2H5)4、Si
(0C3H7)4,Si(0C4H9)4等のテトラアルコ
キシシランなどの4官能性シラン化合物(以下、シラン
化合物における官能性とは、縮合反応性の官能基を有す
ることを意味する)、
【化6】H3CSi(0CH3)3、H5C2Si(0C
H3)3、H7C3Si(0CH3)3、HgC4Si(0
CH3)3、H3CSi(0C2H5)3、H5C2Si
(0C2H5)3、H7C3Si(0C2H5)3、HgC
4Si(0C2H5)3、H3CSi(0C3H7)3、H
5C2Si(0.3H7)3、H7C3Si(0C3H7)
3、HgC4Si(0C3H7)3、H3CSi(0C4
H9)3、H5C2Si(0C4H9)3、H7C3Si
(0C4H9)3、HgC4Si(0C4H9)3等のモノ
アルキルトリアルコキシシラン、
【0006】
【化7】PhSi(0CH3)3,PhSi(0C2H5)
3、PhSi(0C3H7)3,PhSi(0C4H9)
3、(ただし、Phはフェニル基を示す。以下同様)等の
フェニルトリアルコキシシラン、
【化8】(CH20CH)CH2Si(0CH3)3、CH
2=CHSi(0CH3)3、HSC3H6Si(0CH
3)3、H2NC3H6Si(0CH3)3、(CH20C
H)CH2Si(0C2H5)3、CH2=CHSi(0C
2H5)3、HSC3H6Si(0C2H5)3、H2N
C3H6Si(0C2H5)3、(CH20CH)CH2S
i(0C3H7)3、CH2=CHSi(0C3H7)3、
HSC3H6Si(0C3H7)3、H2NC3H6Si
(0.3H7)3等の反応性基を持つトリアルコキシシラ
ンなどの3官能性シラン化合物、
【化9】(H3C)2Si(0CH3)2、(H5C2)2S
i(0CH3)2、(H7C3)2Si(0CH3)2、(H
gC4)2Si(0CH3)2、(H3C)2Si(0C2H
5)2、(H5C2)2Si(0C2H5)2、(H7C3)
2Si(0C2H5)2、(HgC4)2Si(0C2H5)
2、(H3C)2Si(0C3H7)2、(H5C2)2Si
(0C3H7)2、(H7C3)2Si(0C3H7)2、
(HgC4)2Si(0C3H7)2、(H3C)2Si(0
C4H9)2、(H5C2)2Si(0C4H9)2、(H7
C3)2Si(0C4H9)2、(HgC4)2Si(0C4
H9)2等のジアルキルジアルコキシシラン、
【0007】
【化10】Ph2Si(0CH3)2,Ph2Si(0C2
H5)2等のジフェニルジアルコキシシラン、
【化11】((CH20CH)CH2)2Si(0CH3)
2、(CH2=CH)2Si(0CH3)2、(HSC3H
6)2Si(0CH3)2、(H2NC3H6)2Si(0C
H3)2、((CH20CH)CH2)2Si(0C2H5)
2、(CH2=CH)2Si(0C2H5)2、(HSC3H
6)2Si(0C2H5)2、(H2NC3H6)2Si(0
C2H5)2、((CH20CH)CH2)2Si(0C3H
7)2、(CH2=CH)2Si(0C3H7)2、(HSC
3H6)2Si(0C3H7)2、(H2NC3H6)2S
i(0C3H7)2等の反応性基を有するシアルコキシシ
ランなどの2官能性シラン化合物などがある。
【0008】これらのアルコキシシラン誘導体は単独で
あるいは数種類組み合わせて用いることが出来る。これ
らの中でも、反応性基を持つアルコキシシラン誘導体
は、この後熱硬化性樹脂を塗工する際、熱硬化樹脂と反
応することができ、紙と樹脂との界面の接着性が向上す
るため好ましい。さらに、これらの中でもトリメトキシ
(グリシジルメチル)シラン((CH20CH)CH2Si
(0CH3)3)はアルコキシシランの反応性が高く、ま
たグリシジル基を持つため、熱硬化樹脂を塗工する際に
親和性が良くとりわけ好ましい。
【0009】また、これらのアルコキシシラン誘導体は
予め縮合させ、オリゴマー化した上で用いてもよい。こ
の際には、触媒として塩酸、硫酸、リン酸、硝酸、フッ
酸等の無機酸、マレイン酸、スルホン酸、シュウ酸、ギ
酸等の有機酸、あるいはアンモニア、トリメチルアミ
ン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、1,8−ジ
アザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(DBU)な
どの塩基触媒を用いると好ましい。これら触媒は、用い
るアルコキシシラン誘導体の種類、量によって適当量用
いられるが、好適にはアルコキシシラン誘導体1モルに
対して0.001〜0.5モルの範囲で用いられる。上
記縮合反応は、例えばアセトン、メチルエチルケトン、
トルエン、キシレン、酢酸エチル、メタノール、エタノ
ールなどの溶媒中で行うことが好ましい。また、この反
応に際して水の存在が重要である。水の量も適宜決めら
れるが、多すぎる場合には縮合の進行が早すぎてゲル化
が起こる可能性があり、少なすぎると十分に縮合が進行
しないため、アルコキシシラン1モルに対して0.1〜
5モルが好ましく、0.3〜4モルとするのがより好ま
しい。
【0010】これらのアルコキシシラン誘導体および/
またはその縮合物5〜50重量部に対して、水10〜7
0重量部、アルコール10〜70重量部を加えた溶液を
作ると好ましい。この際、水が少なすぎるとアルコキシ
シラン化合物の縮合が充分進まず効果が低減し、多すぎ
ると保存安定性が悪くなる。また、用いるアルコールの
種類は特に限定されないが、メタノールを用いると沸点
が低く、加熱乾燥が容易に行えることのため好ましい。
アルコールの量は少なすぎると保存安定性が悪くなり、
多すぎるとアルコキシシラン誘導体の濃度が薄まるため
効果が低減する。さらに、この溶液に対して、塩基性触
媒0.01〜10重量部、好ましくは0.01〜1重量
部を加えるとアルコキシシラン誘導体の反応性が上が
り、より効果的な低吸水率化、を行うことが出来る。こ
の際用いる塩基触媒としては、トリメチルアミン、トリ
エチルアミン、トリn−ブチルアミン、トリsec−ブ
チルアミン、トリオクチルアミン、アンモニア水、ジエ
チルアミン、ジブチルアミン、ヘキサメチレンジアミン
などのアミン類、2−メチルイミダゾール、2−エチル
−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類のほ
か、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデ
セン(DBU)などの塩基触媒も用いることが出来る。こ
れらの塩基触媒を単独で、あるいは組み合わせて使用す
る。この中でも、トリn−ブチルアミンは反応を促進す
るのに適度な塩基性を持つことのために好ましい。
【0011】本発明では、紙基材に予めアルコキシシラ
ン誘導体および/またはその縮合物を含む溶液を含浸さ
せ、加熱乾燥を行う。本発明で用いる紙基材に特に制限
はないが、坪量100g/m2以下、好ましくは30〜8
0g/m2の紙基材を用いると、製造したプリント配線板
の厚さが120μm以下となり、薄型化が出来好まし
い。また、紙基材への含浸性、塗工作業性を考慮し、引
張り張力が9.8N/10mm巾以上、嵩密度が0.5〜
0.8、好ましくは0.6〜0.8であるクラフトパルプ
系の紙基材が好適に用いられる。
【0012】紙基材にアルコキシシラン誘導体および/
またはその縮合物を含む溶液を含浸した後、50℃〜2
00℃、好ましくは80℃〜180℃で5〜10分間、
加熱乾燥を行う。この際、アルコキシシラン誘導体は縮
合が進み、紙の疎水性を向上させる。この後、熱硬化性
樹脂を塗工、乾燥させることによって、加熱加圧成形が
可能なプレプリグを得ることが出来る。この際用いる熱
硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、
ポリイミド樹脂、アクリル酸あるいはメタクリル酸エス
テル樹脂などが挙げられる。この中でもエポキシ樹脂は
電子材料としての特性バランスに優れ、安価であること
のため好ましい。用いるエポキシ樹脂としては特に制限
はなく、通常積層板用として用いているエポキシ樹脂を
用いることができる。このようなエポキシ樹脂として、
例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、臭素
かエポキシ樹脂などが挙げられ、これらは単独、もしく
は2種類以上組み合わせて用いることができる。また、
エポキシ樹脂の硬化剤としてはジシアンジアミド、イミ
ダゾール類、芳香族アミン等のアミン類、フェノールノ
ボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールAノ
ボラック等のノボラック樹脂などが挙げられ、単独でも
しくは組み合わせて用いることができる。これらの中で
も、ジシアンジアミドが硬化性に優れており好ましく用
いられる。上記エポキシ樹脂ワニスにはさらにイミダゾ
ール誘導体等の硬化促進剤やタルク、シリカ、水酸化ア
ルミ、酸化アンチモン等の無機充填剤あるいは他の成分
を必要に応じて配合することもできる。
【0013】この場合のエポキシ樹脂ワニスの固形分濃
度に関しては特に制限はないが、含浸時のワニス粘度は
0.01〜10Pa・sが好ましい。ワニス粘度が0.
01Pa・sより小さい場合には、紙基材に十分な量の
樹脂を均一に付着させる困難があり、またワニス粘度が
10Pa・sより大きくなると、紙基材への含浸性が著
しく低下するため好ましくない。上記エポキシ樹脂ワニ
スを、アルコキシシラン誘導体および/またはその縮合
物で処理した紙基材に含浸し、加熱乾燥することによ
り、紙基材エポキシ樹脂プリプレグを得る。エポキシ樹
脂ワニスは、下塗り処理剤との合計樹脂量が乾燥後に4
0〜70重量%になるように含浸させるのが好ましい。
合計樹脂量が40重量%未満、70重量%超のいずれの
場合にも成形性が悪くなる傾向がある。このことから、
樹脂付着量合計が乾燥後に40〜70重量%になるよう
に含浸させるのがより好ましい。前記アルコキシシラン
誘導体処理、およびエポキシ樹脂ワニスによる紙基材に
対する含浸方法については特に制限はなく、ディップコ
ート方式、ロールコート方式等の公知の方法を用いるこ
とができる。
【0014】
【実施例】次に実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。 (エポキシ樹脂の配合)攪拌器付きの1リットルフラスコ
に、以下の配合にしたがって配合を行い、1時間攪拌し
た。得られたワニスは12時間以上静置して脱泡した後
用いた。 ・臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂30重量部
(住友化学工業(株)製ESB400T、エポキシ当量4
00) ・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂70重量
部(住友化学工業(株)製ESCN SCN-195、エ
ポキシ当量195) ・ジシアンジアミド3重量部 ・2−エチル−4−メチルイミダゾール0.5重量部 ・メチルエチルケトン134重量部
【0015】(実施例1)攪拌機付きの500m1フラ
スコに、ジメチルジメトキシシラン40g、蒸留水80
g、メタノール80gを入れ10分間よく攪拌した。そ
の後、塩基触媒としてトリn−ブチルアミン0.2gを加
え、さらに5分間攪拌した。得られた溶液を紙基材(王
子製紙、剥離紙原紙、坪量80g/m2)に含浸した後、
160℃で10分間加熱乾燥を行った。その後、上記の
エポキシ樹脂を含浸し、160℃で5分間、加熱乾燥を
行うことによりプレプリグを得た。得られたプレプリグ
の両面に厚さ35μmの銅箔を重ね、プレス圧2.5M
Pa、175℃で1時間プレスを行うことによって両面
銅張り積層板を得た。この両面銅張り積層板の銅箔をエ
ッチングした上で、プリント配線板の膜厚、吸水率、は
んだ耐熱性の測定に用いた。結果を表1に示す。
【0016】(膜厚、吸水率、はんだ耐熱性の測定)膜
厚、吸水率、はんだ耐熱性は以下の方法により測定し
た。 膜厚:マイクロメーターにより測定した。 吸水率:50mm角に切り出したサンプルを、プレッシ
ャークッカーテスター中に4時間放置し、吸水前後の重
量変化より、吸水率を算出した。 はんだ耐熱性:50mm角に切り出したサンブルを28
8℃のはんだ恒温層に20秒間浸漬し、外観にふくれな
どが生じていないかを目視により調べた。
【0017】(実施例2)攪拌機付きの500m1フラス
コに、トリメトキシ(グリシジルメチル)シラン40g、
蒸留水80g、メタノール80gを入れ、10分間攪拌
した。その後は、実施例1と全く同様にして、両面銅張
り積層板を得、膜厚、吸水率、はんだ耐熱性を測定し
た。結果を表1に示す。
【0018】(実施例3)攪拌機付きの500m1フラス
コにトリメトキシ(グリシジルメチル)シラン40g、蒸
留水80g、メタノール80gを入れ、10分間攪拌し
た。その後、塩基触媒としてトリn−ブチルアミン0.
2gを加え、さらに5分間攪拌した。その後は、実施例
1と全く同様にして、両面銅張り積層板を得、膜厚、吸
水率、はんだ耐熱性を測定した。結果を表1に示した。
【0019】(実施例4)攪拌機付きの500m1フラス
コに、トリメトキシ(グリシジルメチル)シラン40g、
蒸留水80g、メタノール80gを入れ、10分間攪拌
した。その後、塩基触媒としてトリn−ブチルアミン0.
2gを加え、さらに5分間攪拌した。得られた溶液を紙
基材(王子製紙、剥離紙原紙、坪量180g/m2)に含浸
した後、160℃で10分間加熱乾燥を行った。その後
は、実施例1と全く同様にして、両面銅張り積層板を
得、膜厚、吸水率、はんだ耐熱性を測定した。結果を表
1に示す。
【0020】(実施例5)攪拌機付きの500m1フラス
コに、トリメトキシ(グリシジルメチル)シラン40g、
蒸留水4g、メタノール80g、トリn−ブチルアミン
0,2gを入れ、60℃で2時間反応を行い、トリメト
キシ(グリシジルメチル)シランの縮合体を得た。その
後、蒸留水76gを加え、さらに5分間攪拌した。その
後は、実施例1と全く同様にして、両面銅張り積層板を
得、膜厚、吸水率、はんだ耐熱性を測定した。結果を表
1に示す。
【0021】(比較例)実施例1〜4の比較例として、紙
基材に何も処理せずに、エポキシ樹脂を含浸させて銅張
り積層板を得た。紙基材(王子製紙、剥離紙原紙、坪量
80g/m2)に、エポキシ樹脂(VP-679、樹脂分4
5%、日立化成工業(株)製商品名)を含浸し、160
℃で5分間、加熱乾燥を行うことによりプレプリグを得
た。得られたプレプリグの両面に厚さ35μmの銅箔を
重ね、プレス圧2.5MPa,175℃で1時間プレスを
行うことによって、両面銅張り積層板を得た。この両面
銅張り積層板の銅箔をエッチングした上で、膜厚、吸水
率、はんだ耐熱性を実施例1と同様の方法で測定した。
結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】表1の実施例1〜5はいずれも本発明で得
られたプリント配線板であり、比較例に比べて低吸水率
であり、はんだ耐熱性も高かった。また、アルコキシシ
ラン誘導体として、グリシジル基を有するものを用いた
実施例3は、グリシジル基を有しない実施例1に比べて
低吸水率であった。さらに、塩基触媒を用いた実施例3
は塩基触媒を用いなかった実施例2よりも低吸水率であ
った。また、坪量80g/m2の紙基材を用いた実施例
3は坪量180g/m2の紙基材を用いた実施例4よりも
膜厚の薄いプリント配線板が得られた。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、レーザー加工性に優
れ、薄型化が可能で、吸水率が低く、はんだ耐熱性に優
れた印刷配線板用プリプレグが得られ、各種配線板や実
装用基板などに幅広く用いることが出来る。また、基材
が紙であることから、安価に製造ができ、かつ軽量化も
容易である。さらに高い耐熱性を持つことから、はんだ
リフローなどの高温プロセスにも適応が可能で、パッケ
ージ材料としても十分に用いることが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C08L 83/06 C08L 83/06 D21H 19/10 D21H 19/10 A 19/24 19/24 C (72)発明者 小林 和仁 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社総合研究所内 (72)発明者 高野 希 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 4F072 AA06 AA07 AB03 AB31 AC06 AD23 AF21 AG07 AH04 AJ04 AJ11 AK05 AL13 4J002 CP051 DE027 EC038 EN026 EN036 EU096 EU116 FD206 GF00 GQ05 4L055 AG35 AG38 AG87 BE08 BE10 EA08 FA30 GA01

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】紙基材に熱硬化樹脂を含浸、加熱乾燥して
    なるプリプレグにおいて、紙基材が予めアルコキシシラ
    ン誘導体および/またはその縮合物により含浸処理され
    たものであることを特徴とする印刷配線板用プリプレ
    グ。
  2. 【請求項2】アルコキシシラン誘導体が、少なくとも1
    つのエポキシ基を有するアルコキシシランおよび/また
    はその縮合物である請求項1に記載の印刷配線板用プリ
    プレグ。
  3. 【請求項3】アルコキシシラン誘導体が、一般式(式1)
    で示される化合物および/またはその縮合物である請求
    項1又は2に記載の印刷配線板用プリプレグ。 【化1】
  4. 【請求項4】熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である請求項
    1〜3のいずれかに記載の印刷配線板用プリプレグ。
  5. 【請求項5】紙基材が坪量100g/m2以下である請求
    項1〜4のいずれかに記載の印刷配線板用のプリプレ
    グ。
  6. 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の印刷配線
    板用プリプレグを加熱加圧成形してなる印刷配線板用積
    層板。
  7. 【請求項7】(A)一般式(式1)で示されるアルコキシシ
    ラン誘導体および/またはその縮合物5〜50重量部、
    (B)一般式(式2)で示される塩基性触媒0.01〜1重
    量部、(C)水10〜70重量部、(D)アルコール類10
    〜70重量部を必須成分とする溶液を紙基材に含浸さ
    せ、加熱乾燥を行った後、熱硬化性樹脂を含浸し、さら
    に加熱乾燥することを特徴とする印刷配線板用プリプレ
    グの製造方法。 【化2】
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