JP2002036414A - 積層板用不織布 - Google Patents

積層板用不織布

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JP2002036414A
JP2002036414A JP2000226712A JP2000226712A JP2002036414A JP 2002036414 A JP2002036414 A JP 2002036414A JP 2000226712 A JP2000226712 A JP 2000226712A JP 2000226712 A JP2000226712 A JP 2000226712A JP 2002036414 A JP2002036414 A JP 2002036414A
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binder resin
nonwoven fabric
resin
laminate
layer
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JP2000226712A
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Hidekuni Yokoyama
英邦 横山
Hiroshi Shinozuka
啓 篠塚
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Abstract

(57)【要約】 【課題】バインダー樹脂とマトリックス樹脂との界面接
着強度をあげること、不織布のマトリックス樹脂含浸時
の耐溶剤強度をあげることを両立することにある。 【解決手段】繊維と繊維同士を結合する熱硬化性バイン
ダー樹脂からなる積層板用不織布であって、熱硬化性バ
インダー樹脂が繊維表面に複数層積層されており、該樹
脂層は下層のバインダー樹脂から上層のバインダー樹脂
へ硬化レベルが順次低くなっている積層板用不織布。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐熱性、電気絶縁性を要
求される積層板用不織布に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常プリント配線板、絶縁板等に用いる
積層板用不織布は、ガラスやセラミックなどの無機繊
維、またはアラミド、ポリイミドやフッ素樹脂などから
つくられた有機繊維を湿式法にてシート化し、このシー
トにバインダー液をスプレーまたは含浸によって塗布
し、乾燥、硬化した不織布を使用する。
【0003】この不織布には更にマトリックス樹脂とし
て有機溶剤中に溶解された未硬化のエポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂等の各種熱硬化性ワニスを含浸、乾燥してプ
リプレグをつくり、ワニスが半硬化の状態においてプリ
プレグを熱圧成形して積層板を成形する。このようにし
て製造された積層板は、汎用のガラスクロスなどの織布
基材を用いた積層板と比較して表面平滑性、ドリルもし
くはレーザー穴あけの容易さなどの長所があるものの、
バインダー樹脂を使用していることに起因するさまざま
な欠点を有する。
【0004】すなわち不織布は、ワニス含浸工程におい
て十分な工程強度を有する必要がある。このためにバイ
ンダー樹脂の硬化レベルを高め、耐溶剤強度を引き上げ
る必要があった。しかしながらバインダー樹脂の硬化レ
ベルを高めるとバインダー樹脂表面が不活性であるた
め、マトリックス樹脂との界面接着が不完全となり、煮
沸後の吸水性や、半田耐熱性に問題を残していた。
【0005】このような観点から、熱硬化性バインダー
樹脂の主剤と硬化剤の混合比を、当量比からそらして残
官能基を増やし、バインダー樹脂とマトリックス樹脂と
の界面接着強度をあげる試みもあるが、半田耐熱性は向
上するものの架橋密度が低いために耐溶剤強度の低下が
発生した。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、バイ
ンダー樹脂とマトリックス樹脂との界面接着強度をあげ
ること、不織布のマトリックス樹脂含浸時の耐溶剤強度
をあげることを両立することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するこ
とのできる本発明は、以下の発明を包含する。 (1)繊維と繊維同士を結合する熱硬化性バインダー樹
脂からなる積層板用不織布であって、熱硬化性バインダ
ー樹脂が繊維表面に複数層積層されており、該樹脂層は
下層のバインダー樹脂から上層のバインダー樹脂へ硬化
レベルが順次低くなっている積層板用不織布。 (2)繊維と繊維同士を結合する熱硬化性バインダー樹
脂からなる積層板用不織布であって、動的粘弾性試験に
よる損失正接ピ−クが複数本現れることを特徴とする積
層板用不織布。 (3)上記(1)又は(2)項に記載された積層板用不
織布から作られたプリント配線板。 (4)湿式抄紙した不織布シートに熱硬化性バインダー
樹脂を添加して不完全に硬化し、更に熱硬化性バインダ
ー樹脂を添加して不完全に硬化し、これを必要回数繰り
返す積層板用不織布の製造方法。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明において「不織布シート」
とは不織布シートにバインダー樹脂が添加される前のシ
ートをいう。本発明において「不織布」あるいは「積層
板用不織布」とは不織布シートにバインダー樹脂が添加
された後のシートをいう。本発明において「熱硬化性バ
インダー樹脂が繊維表面に複数層積層されている不織
布」とは、不織布表面の繊維が複数層のバインダー樹脂
で被覆されている不織布、不織布内部の繊維が複数層の
バインダー樹脂で被覆されている不織布、両者が混在す
る不織布のいずれの不織布をも含むものである。また
「繊維がバインダー樹脂で被覆されている」とは繊維表
面がバインダー樹脂で完全に被覆されている状態のみで
なく、不完全な被覆、すなわち一部の繊維表面が被覆さ
れていない不完全な被覆も含む。
【0009】本発明で使用する繊維としては、有機系ま
たは無機系から選ばれたチョップドストランド、カット
ファイバー、パルプ、ステープル等が用いられる。繊維
の種類は1種類でも良いし、多種類のブレンドでも良
い。繊維の成分は各種ガラス繊維、各種合成高分子繊
維、無機繊維等のいずれでもよいが、電気絶縁材料に用
いられる絶縁性を有し、かつその融点は半田耐熱温度の
260℃以上であることが必要である。具体的には、Eガ
ラス、セラミック、パラ系アラミド、メタ系アラミド、
PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PPO(ポ
リフェニレンオキサイド)、PI(ポリイミド)、PA
I(ポリアミドイミド)、PPS(ポリパラフェニレン
サルファイド)、PBO(ポリパラフェニレンベンゾビ
スオキサゾール)、液晶ポリエステル等の繊維が該当す
るが、これに限定するものではない。
【0010】本発明において、積層板用不織布は繊維80
〜97重量%と繊維同士を結合するバインダー樹脂20〜3
重量%とからなる。バインダー樹脂量は各層の合計量で
ある。バインダー樹脂が3重量%に満たないと不織布の
強度が低下し、エポキシワニスを含浸してプリプレグと
する工程で紙切れ等の不都合を生じたり、不織布表面に
ケバが発生したりして好ましくない。またバインダー樹
脂が20重量%を超えると、不織布全体としての吸水量が
増加する、不織布のしなやかさが失われるなどの不都合
が生じる。各層のバインダー比率は、下層は強度保持、
上層は表面改質との目的のため、下層の重量比率が高い
方が好ましい。具体的には最上層は全体の50%以下、
それ以外の層は合計で50%以上が好ましい。
【0011】本発明で使用するバインダー樹脂として
は、自己架橋性アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェ
ノール系樹脂などがあげられ、これらのうちの1種類、
または2種類以上をブレンドして使用できる。中でも積
層板の耐熱性、機械的強度、電気絶縁性等を考慮すると
エポキシ系樹脂が好ましい。なお、各層のバインダー樹
脂は異なっても良いが、相溶性、連続性の観点から同一
の樹脂バインダーを使用することが好ましい。
【0012】バインダー樹脂には、必要に応じてカップ
リング剤、硬化促進剤等を適量添加して用いると効果的
である。ガラス繊維を用いる不織布の場合、金属アルコ
キシド、金属アセチルアセトネート等のカップリング剤
を用いると、基材繊維とバインダー樹脂の界面における
接着がより強固となり、半田耐熱性および電気絶縁性が
向上する。
【0013】本発明の積層板用不織布は、バインダー樹
脂を複数回に分けて添加し、1回毎に逐次加熱乾燥する
ことで、繊維表面に隣接する側のバインダー樹脂の硬化
レベルを高め、マトリックス樹脂界面に隣接する側のバ
インダー樹脂の硬化レベルが低くなるような硬化レベル
の傾斜構造が形成された不織布が製造可能になる。その
結果、硬化反応を完了しておらず、硬化レベルが低い上
層のバインダー樹脂層とマトリックス樹脂との界面接着
強度があがり、半田耐熱性が向上すると同時に、硬化レ
ベルが高い下層のバインダー樹脂で、不織布のマトリッ
クス樹脂含浸時の耐溶剤強度をあげることの両方が可能
になる。
【0014】バインダー樹脂は粘弾性を有し、架橋密度
によってその挙動が変化する事から硬化レベルの評価
は、動的粘弾性試験によるバインダー樹脂のガラス転移
点の測定にて評価が可能である。そこで塗工回数に応じ
て弾性率が大きく変化するか、もしくは損失正接(ta
nδ)のピークが塗工回数に応じて現れるから、ピーク
の数から層の数を推定することが可能である。動的粘弾
性測定の方法として、自由減衰振動法、共鳴振動法、強
制振動法などに大別されるが、本発明では一般的な強制
振動法によって測定可能である。評価条件として0.5
〜10Hz、昇温スピ−ド1〜10℃/min、短冊形
にサンプルを引張りモ−ドにて測定する。
【0015】各バインダー樹脂層の硬化レベルを変化さ
せるためには、バインダー樹脂を塗布した後に、熱風乾
燥、赤外線乾燥、シリンダー式ドライヤーなどで乾燥
し、硬化を進行させた後に再びバインダー樹脂を添加し
て、引き続き乾燥を繰り返す方法が一般的であるが、同
様の構造を形成できる方法であれば、この方法に限定す
るものではない。またバインダー樹脂を逐次添加する場
合、完全に硬化した後に次の層のバインダー樹脂を添加
するとバインダー樹脂層間に欠陥部が生じる為、完全硬
化前に次の層のバインダー樹脂を添加することが重要で
ある。そして最外層のバインダー樹脂に関しては、マト
リックス樹脂との結合を考慮して官能基を残すために、
硬化を必要最小限に留める必要がある。
【0016】本発明における不織布の形成方法は特に限
定せず、湿式法または乾式法のいずれの方法を用いても
よいが、より均一性の高い基材を製造するためには湿式
法を採用するのがよい。
【0017】本発明で不織布シートにバインダー樹脂を
添加する方法は、スプレー法、含浸法、ロール等による
塗工法、カーテンコート方式による添加法などの単独も
しくはこれらの複合方式が考えられるが、特に限定する
ものではない。
【0018】以上のようにして作成した不織布を、マト
リックス樹脂のワニスに含浸する。マトリックス樹脂と
してはエポキシ樹脂の他に、ポリイミド樹脂、PPE(PP
O)樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、BTレジ
ン、フッ素樹脂、その他の樹脂等が使用できる。ワニス
濃度は適宜調製し、含浸で必要量が付着するようにする
が、余剰分が付着するときはローラーで挟んで落とす
か、或いはワニス粘度が低い場合には不織布から重力で
落とし、必要量を不織布中に残すようにする。ワニスを
含浸した不織布を100〜180℃程度の条件下で乾燥
硬化し、Bステージにしてプリプレグとする。このプリ
プレグを数枚積層し(プリント配線板の場合は表面に銅
箔を重ねる)、140〜230℃程度で加圧しながら熱
成形して絶縁版またはプリント配線板を得る。
【0019】
【実施例】次に、本発明を以下の実施例にしたがって具
体的に説明する。
【0020】実施例1 Eガラス製ガラス繊維チョップドストランド(日本電気
ガラス株式会社製、繊維径φ9μm、繊維長13 mm )を対
不織布重量で94重量%になるように湿式抄紙法にて不
織布シートを作成した。この不織布シートに水系バイン
ダー樹脂をスプレー法にて対不織布固形分で3重量%添
加し、1段目のバインダー樹脂層(表1の下層)とし
た。添加した水系バインダー樹脂はカルボキシ変性エポ
キシ樹脂エマルジョン(主剤)とブロックイソシアネー
ト(硬化剤)を固形分重量比で8:2の割合にて事前に
混合して使用した。このシートをシリンダードライヤー
にて160℃で15分間加熱乾燥した後に、2段目のバ
インダー樹脂層(表1の上層)を形成するために、再度
同一組成のバインダーをスプレー法にて、対不織布固形
分3重量%添加し、加熱乾燥して米坪50g/m2の不
織布を得た。乾燥条件は1段目と同様に、160℃、1
5分であった。(合計の加熱乾燥時間は30分)このガ
ラス繊維不織布にFR−4グレードのエポキシ樹脂ワニ
スを、レジンコンテントを65重量%になるように含浸
し、140℃で5分間乾燥熱硬化して、プリプレグとし
た。このプリプレグを4枚積層して180℃、30kg
f/cm2で1時間熱プレスにより硬化し、樹脂含有率
60%の積層板を得た。この積層板について半田耐熱性
の評価を行なった。結果を表1に示す。
【0021】実施例2 実施例1とバインダー樹脂の添加回数、量、乾燥条件を
下記の様に変えた以外は、実施例1と同様にして不織
布、プリプレグ、積層板をつくり、実施例1と同様の試
験をした。評価結果を表1に示す。 バインダー樹脂の添加回数、量、乾燥条件 対不織布固形分で1段目のバインダー樹脂層(表1の下
層)を2重量%、2段目のバインダー樹脂層(表1の中
層)を2重量%、3段目のバインダー樹脂層(表1の上
層)を2重量%の割合で3回に分けて添加し、乾燥方法
は各バインダー塗工後に160℃、10分加熱乾燥して
シート化した。(合計の加熱乾燥時間は30分)
【0022】比較例1 実施例1とバインダー樹脂の添加回数、量、乾燥条件を
下記の様に変えた以外は、実施例1と同様にして不織
布、プリプレグ、積層板をつくり、実施例1と同様の試
験をした。評価結果を表1に示す。 バインダー樹脂の添加回数、量、乾燥条件 対不織布固形分でバインダー樹脂層を6重量%の1段添
加(単層)とした。乾燥条件は160℃、30分であっ
た。
【0023】比較例2 実施例1とバインダー樹脂の添加回数、量、乾燥条件を
下記の様に変えた以外は、実施例1と同様にして不織
布、プリプレグ、積層板をつくり、実施例1と同様の試
験をした。評価結果を表1に示す。 バインダー樹脂の添加回数、量、乾燥条件 対不織布固形分でバインダー樹脂層を6重量%の1段添
加(単層)とした。乾燥条件は160℃、15分であっ
た。
【0024】測定方法及び評価方法 <不織布の対溶剤強度>幅15mm、長さ200mmに
裁断された不織布をアセトン中に5分間浸漬後、スパン
100mm、引張強度 10mm/minの条件で引張
強度を測定した。 <積層板の半田耐熱性試験>2.5cm×2.5cmに
断裁された積層板をプレッシャークッカー(121℃、
2気圧)中で2時間処理し室温の流水中で30min放
置後JIS−C−6481に定める半田耐熱性試験(2
60℃、20秒浸漬)を行なった試験はn=3で行ない
目視判定評価を行なった。 ○:問題なし △:僅かに膨れあり ×:膨れあり <動的粘弾性試験>幅15mm、スパン10mmにて、
振動周波数 1Hz、昇温スピ−ド 2℃/minにて
測定し、損失正接のピ−ク本数から層の数を推定した。
【0025】
【表1】
【0026】
【発明の効果】本発明による積層板用不織布は、樹脂含
浸工程における耐溶剤強度を有しかつ半田耐熱性が非常
に優れた積層板を作成するのに適したものであり、工業
的意義は大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F100 AG00A AG00B AK01A AK01B AK53A AK53B AL07A AL07B BA02 BA16 BA26 DG03A DG03B DG15A DG15B EG00 EH41A EH41B EJ08 EJ82 GB43 JB13A JB13B JK20 JM01A JM01B

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】繊維と繊維同士を結合する熱硬化性バイン
    ダー樹脂からなる積層板用不織布であって、熱硬化性バ
    インダー樹脂が繊維表面に複数層積層されており、該樹
    脂層は下層のバインダー樹脂から上層のバインダー樹脂
    へ硬化レベルが順次低くなっている積層板用不織布。
  2. 【請求項2】繊維と繊維同士を結合する熱硬化性バイン
    ダー樹脂からなる積層板用不織布であって、動的粘弾性
    試験による損失正接ピ−クが複数本現れることを特徴と
    する積層板用不織布。
  3. 【請求項3】請求項1又は請求項2に記載された積層板
    用不織布から作られたプリント配線板。
  4. 【請求項4】湿式抄紙した不織布シートに熱硬化性バイ
    ンダー樹脂を添加して不完全に硬化し、更に熱硬化性バ
    インダー樹脂を添加して不完全に硬化し、これを必要回
    数繰り返す積層板用不織布の製造方法。
JP2000226712A 2000-07-27 2000-07-27 積層板用不織布 Pending JP2002036414A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010116571A (ja) * 2002-06-13 2010-05-27 Sumitomo Chemical Co Ltd 充填材含有ポリオレフィン樹脂組成物、ペレット及びその成形品
US9085716B2 (en) 2011-02-17 2015-07-21 Dow Global Technologies Llc Alkoxysilane containing polyurethane adhesive compositions containing calcium carbonate

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JP2010116571A (ja) * 2002-06-13 2010-05-27 Sumitomo Chemical Co Ltd 充填材含有ポリオレフィン樹脂組成物、ペレット及びその成形品
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