JP2002242047A

JP2002242047A - プリント配線板用ガラスクロス

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Publication number: JP2002242047A
Application number: JP2001040125A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Kimura; 康之木村; Yoshinobu Fujimura; 吉信藤村
Original assignee: Asahi Schwebel Co Ltd
Current assignee: Asahi Schwebel Co Ltd
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2002-08-28
Anticipated expiration: 2021-02-16
Also published as: JP3756066B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小径穴加工法であるドリル加工、及び特にレ
ーザビーム加工により、高密度実装プリント配線板のス
ルホール、インナービアホール、ブラインドビアホール
等を均一に小径穴加工することができる、プリント配線
板用極薄地ガラスクロスを提供する。【解決手段】ガラスクロスの厚さが２５μｍ以下で且
つ、タテ糸またはヨコ糸のうち少なくともどちらか一方
が、該糸が隣り合う糸同士、実質的に隙間無く配列され
ていることを特徴とするプリント配線板用ガラスクロス
を用いる。好ましくはタテ糸またはヨコ糸のうち少なく
ともどちらか一方が平均フィラメント径３〜４μｍ、構
成フィラメント数が７０〜２００本のガラス糸で構成す
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、電子・電気分野で
使用されるプリント配線板に関するものであり、特に超
薄型高密度プリント配線板及び該配線板に用いられるガ
ラスクロスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板、特に多層プリント配線
板は導体層を設けた絶縁基材を複数枚、多層状に積層
し、接合することにより構成されている。そして、プリ
ント配線板を構成する各絶縁基材に設けた導体層は、そ
の上下方向における任意の導体層との間にスルーホー
ル、インナビアホール、ブラインドビアホールと呼ばれ
る導通穴を介して電気的に接続される。一方、近年の電
子機器の高性能化、小型化に伴い、プリント配線板には
高密度化・低薄型化の要求に対応することが必要となっ
ている。プリント配線板の小型化のために絶縁層の厚さ
が０．０６ｍｍ以下まで薄くなり、ドリル加工では穴の
深さを積層の厚さの精度で制御することは難しく、この
ような薄い絶縁基材のブラインドビアホール形成は困難
であった。そのため、そのようなビア形成方法にレーザ
ービームによる穴加工が提案され、実施されている。

【０００３】しかしながら、一般にプリント配線板の絶
縁基材は有機材料であるマトリックス樹脂と無機材料で
あるガラスクロスとからなる複合材料であり、有機材料
と無機材料が不均一に存在する材料である。そのため、
レーザー穴加工ではそれぞれの材料の加工状態が異な
り、穴内壁の粗さを引き起こし、メッキによる導体化の
信頼性を損なうなどの欠点が生じる。つまり、有機材料
部と無機材料部ではレーザー光の吸収率、分解温度、熱
拡散率等が異なるために起因するものである。これに対
して、加工条件を適正化することで、良好な穴加工状態
を得る検討もなされているが、各穴間での加工穴の改良
は達成されていない。

【０００４】これに対して、厚さ１００μｍ以下の絶縁
層と導体を逐次積み重ねて多層化する、いわゆるビルド
アップ配線板と呼ばれる高密度多層プリント配線板が開
発され、レーザービームによる穴加工が実施されてい
る。最近ではさらに絶縁層の厚みが６０μｍから３０μ
ｍまで薄くなる傾向にある。しかしながら、このビルド
アップ配線板は一般的に絶縁層にガラスクロスを含まな
いために、寸法安定性、耐熱性等が大幅に低下し、ま
た、ビルドアップ層を形成するために従来とは異なる工
程が必要であり、大幅なコストアップとなる。

【０００５】そのため、レーザー加工性に悪影響を及ぼ
さない、そのような極小径穴を形成する薄い絶縁層を補
強するためのガラスクロスが要求されている。しかしな
がら、単に層間の厚さだけに対応する極薄地ガラスクロ
ス（例えば、ＩＰＣ−ＥＧ−１４０にあるスタイル１０
１、１０４、１０６等）は提供されてはいるが、これら
ＩＰＣ規格登録の極薄地クロスは目隙の構造になってお
り均一にガラス繊維分布化されておらず各種積層板特性
において懸念があり、また、目ズレ等発生し易く取り扱
い性が悪く汎用とはなっておらず、絶縁層の厚みが３０
μｍ以下となり得るクロス厚み２５μｍ以下の取り扱い
性に優れた均一なガラス繊維分布を有するガラスクロス
が望まれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、目曲
がり、シワ、目ズレ等の織物欠点が発生し難く、取り扱
い性に優れた絶縁層間厚み３０μｍ以下を達成すること
が可能なクロス厚みが２５μｍ以下の超極薄地プリント
配線板用ガラスクロスを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、ガラスクロスの織
り密度、糸の拡幅状態を最適化することで、極めて細い
フィラメントガラスクロスの目ズレ、目曲がり等の織物
欠点の発生も少なく、非常に取り扱い性に優れた厚みが
２５μｍ以下の極薄地ガラスクロスを得ることが可能と
なった。さらには従来のガラスクロスを基材として用い
た積層板と比較して、小径穴加工性の向上に必須である
表面平滑性に優れた積層板が得られ、特にレーザー加工
に対してはガラス成分の除去及び加工条件の適正化が容
易になることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００８】即ち、本発明は：（１）ガラスクロスの厚さが２５μｍ以下で且つ、タテ
糸またはヨコ糸のうち少なくともどちらか一方が、該糸
が隣り合う糸同士、実質的に隙間無く配列されているこ
とを特徴とするプリント配線板用ガラスクロスを提供す
るものであり、ここでいう実質的に隙間無く配列してい
るとは、隣り合う同方向の糸同士の隙間が、該糸を構成
する単糸の平均の２倍以上の隙間が無く、該糸が配列さ
れている状態を意味し、（２）上記（１）のプリント配
線板用ガラスクロスがタテ糸またはヨコ糸のうち少なく
ともどちらか一方が、平均フィラメント径３〜４μｍ、
構成フィラメント数７０〜２００本のガラス糸で構成さ
れる点を特徴として有するプリント配線板用ガラスクロ
スを提供するものである。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。（ｉ）ガラスクロスの特徴：レーザ加工による極小径形
成に優れたプリント配線板を得るためには、面方向での
ガラス量の均一分布及び厚み方向のガラス量を低減する
ことが好ましい。さらに汎用のガラスクロスとして用い
られるためには、目曲がり・目ずれのないガラスクロス
構造が必要であり、ガラスクロスの中のガラス量が多い
ことが望まれる。この相反する特性を満足するために
は、ガラスクロスの構造として、ガラスクロスを構成す
るタテ糸及びヨコ糸の少なくともどちらか一方の糸が、
隣り合う同方向の糸間隔が隙間無く配列されていること
が必要であり、また、同時にガラスクロスの厚さを薄く
する必要がある。また、絶縁層の厚みを３０μｍ以下に
するためには、ガラスクロスの厚みを２５μｍ以下にす
る必要があり、好ましくは１５〜２０μｍの厚みとする
ことが好ましい。

【００１０】このガラスクロスを得るために使用する糸
のフィラメント径は細い方が好ましい。即ち、ガラスク
ロスを構成するタテ糸またはヨコ糸のうち少なくともど
ちらか一方が平均フィラメント径３〜４μｍ、構成フィ
ラメント数７０〜２００本のガラス糸、好ましくは平均
フィラメント径３〜３．７μｍ、フィラメント数８０〜
１２０本のガラス糸を用いて、ガラスクロスの織り密
度、糸の拡幅条件を最適化することで、実質的に隙間無
く配列され、且つ厚みが２５μｍ以下のガラスクロスを
得ることが可能となり、極めて良好なレーザ加工性の優
れたプリント配線板が得られる。また、十分に拡幅され
たガラス糸を使用することで、積層板を作成した際の表
面粗度が非常に良好となり、加工による抵抗が小さくな
り、レーザ加工性のみならずドリル加工性等の加工にも
良好な性能を保持できる。

【００１１】（ｉｉ）ガラスクロスの製造：本発明のガ
ラスクロスを得るためには、通常使用される撚り数
（０．７〜１．０回／インチ）を有するガラス糸でも可
能ではあるがガラス糸の撚りを下げることにより、つま
り、ガラス糸の撚り数を０．５回／インチ以下、好まし
くは０．３〜０回／インチに低撚糸化することにより、
より糸幅は拡がり易く、クロスの厚みが低減可能とな
る。また、低撚糸を使用することにより、糸が扁平化
し、糸自体の断面形状が楕円の形状から平板の形状に近
づき、ガラスクロス中のガラス繊維の分布がより均一と
なる。

【００１２】また、ガラスクロスの扁平化加工を、例え
ば、水流による圧力による開繊、液体を媒体とした高周
波の振動による開繊、極力低い張力下での連続超音波加
工開繊、ロールによる加圧での加工等を施すことによ
り、より糸幅は拡がり、タテ糸及びヨコ糸ともに隣り合
う糸同士が実質的に隙間なく配列された構造を形成しや
すくなる。また、糸が扁平化し、糸自体の断面形状が楕
円の形状から平板の形状に近づき、ガラスクロス中のガ
ラス繊維の分布がより均一となる糸の低撚糸化と同様な
効果が得られる。さらに、ガラス糸に滑剤の特性を示す
有機物が付着した状態のガラスクロス、または通常のガ
ラスクロスを製織する際に使用されるバインダー、糊剤
等が付着した状態（通常、生機という）での扁平化加工
やこれらの手法の組み合わせによって、より効果的とな
る。また、両手法の組み合わせにより、さらに効果的と
なる。

【００１３】さらに、ガラスクロスの通常実施される表
面処理としてガラスクロスの風合いを固くする処理、例
えば処理剤の付着量を上げる、被膜性の高い処理剤を使
用する、処理剤に一般に使用されるシランカップリング
剤のシラノール基の縮重合度合いを上げる等、もしくは
ガラス糸の目止め効果を有する処理等を実施することで
ガラスクロスの取り扱い性は向上する。

【００１４】（ｉｉｉ）ガラス糸の組成：プリント配線
板等に使用される積層板のガラスクロスには通常Ｅガラ
ス（無アルカリガラス）と呼ばれるガラスが使用される
が、Ｄガラス、Ｓガラス、高誘電率ガラス等を使用して
も、ガラス種によって本発明の効果が損なわれることは
ない。

【００１５】（ｉｖ）積層板の製造：本発明のプリント
配線板を作成するには常法に従えばよく、例えばガラス
クロスにエポキシ樹脂のようなマトリックス樹脂を含浸
させて、樹脂含浸プリプレグを作り、これを複数枚積層
し、または内層コア板の上にこれを複数枚または１枚積
層し、加熱加圧成形することにより得られる。プリント
配線板に使用される樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴ樹脂、シア
ネート樹脂等の熱硬化性樹脂や、ＰＰＯ樹脂、ポリエー
テルイミド樹脂、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂、または
それらの混合樹脂などが挙げられる。また、樹脂中に水
酸化アルミニウム等の無機充填剤を混在させた樹脂を使
用しても構わない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例などに更に
詳しく説明するが、本発明はこれらにより何ら限定され
るものではない。実施例、比較例中のガラスクロスの物
性、ガラスクロスの糸束断面幅及び厚さ、ガラスクロス
を用いた積層板の作成方法、及び試験方法は以下の方法
により測定した。（ａ）ガラスクロスの物性測定方法：ＪＩＳ−Ｒ−３４
２０に従い測定した。（ｂ）クロスの目曲がり量測定方法：１００ｍのロール
で１０ｍごとに目曲がり量を測定したその平均目曲がり
量を調査した。

【００１７】（ｃ）クロスのシワ発生率測定方法：１０
０ロール中、１ロール（２０００ｍ）につき１０個以上
のシワ欠点の発生のあるロール数を調査した。（ｄ）プリント配線板用積層板の作成方法：内層コア板
として３５μｍ銅箔０．４ｍｍ厚両面板を用い、表層銅
箔を全面黒化処理して、コア板とした。次にガラスクロ
スにエポキシ樹脂ワニスを含浸し、乾燥してプリプレグ
を得た。このプリプレグを該コア板の両層に１枚ずつ積
層し、さらにその上に１８μｍの銅箔を重ねて１７５
℃、３．４ＭＰａで加熱加圧して積層板を得た。

【００１８】（ｅ）プリント配線板の加工性評価：上記
（ｄ）のプリント配線板用積層板の作成方法により積層
板を作成し、銅箔をエッチングにより除去した後、レー
ザー加工機（炭酸ガスレーザー方式松下電器産業（株）
社製、ＹＢ−ＨＣＳ０３）を用いて、表層のみの小径穴
加工を行った。加工条件は０．１４５ｍｍφ、パルス幅
３０μｓ、ショット数２で行った。穴加工後、穴の表面
形状及び断面形状をガラスクロスの断面観察と同様な方
法で観察し評価した。特性として、加工の再現性を評価
した。ここで、加工の再現性は表面の平均穴径のバラツ
キを示す。

【００１９】

【実施例１】ガラスクロスとして、タテ糸及びヨコ糸に
共に平均フィラメント径３．５μｍ、フィラメント数が
１００本で撚り数が１．０Ｚのガラス糸を使用し、エア
ジェットルームで、タテ糸８０本／２５ｍｍ、ヨコ糸９
０本／２５ｍｍの織物密度でガラスクロスを製織し、得
られた生機に高圧散水流による開繊加工（加工圧１．９
６ＭＰａ）方法を採用した。その後、４００℃で２４時
間高温脱糊した。続いて、表面処理としてシランカップ
リング剤であるＳＺ６０３２（東レ・ダウコーニング
（株）製）を用いて処理液とし、ガラスクロスを浸漬
し、絞液後、１２０℃で１分乾燥し、重量１９ｇ／
ｍ²、厚さ１７μｍの実施例１のガラスクロスを得た。
このガラスクロスを用いて、前述の方法（上記、（ｄ）
プリント配線板用積層板の作成方法：）で積層板を作成
した。

【００２０】

【実施例２】ガラスクロスとして、タテ糸及びヨコ糸に
共に平均フィラメント径３．５μｍ、フィラメント数が
１００本で撚り数が１．０Ｚのガラス糸を使用し、エア
ジェットルームで、タテ糸８０本／２５ｍｍ、ヨコ糸１
００本／２５ｍｍの織物密度でガラスクロスを製織し、
得られた生機に高圧散水流による開繊加工（加工圧１．
９６ＭＰａ）方法を採用した。その後、４００℃で２４
時間高温脱糊した。続いて、表面処理としてシランカッ
プリング剤であるＳＺ６０３２（東レ・ダウコーニング
（株）製）を用いて処理液とし、ガラスクロスを浸漬
し、絞液後、１２０℃で１分乾燥し、重量２０ｇ／
ｍ²、厚さ１８μｍの実施例２のガラスクロスを得た。
このガラスクロスを用いて、前述の方法で積層板を作成
した。

【００２１】

【実施例３】ガラスクロスとして、タテ糸及びヨコ糸に
共に平均フィラメント径４．２μｍ、フィラメント数が
１００本のガラス糸を使用し、エアジェットルームで、
タテ糸１００本／２５ｍｍ、ヨコ糸１００本／２５ｍｍ
の織物密度でガラスクロスを製織し、得られた生機に高
圧散水流による開繊加工（加工圧１．９６ＭＰａ）方法
を採用した。その後、４００℃で２４時間高温脱糊し
た。続いて、表面処理としてシランカップリング剤であ
るＳＺ６０３２（東レ・ダウコーニング（株）製）を用
いて処理液とし、ガラスクロスを浸漬し、絞液後、１２
０℃で１分乾燥し、重量２２ｇ／ｍ²、厚さ２０μｍの
実施例３のガラスクロスを得た。このガラスクロスを用
いて、前述の方法で積層板を作成した。

【００２２】

【実施例４】ガラスクロスとして、タテ糸に平均フィラ
メント径４．０μｍ、ヨコ糸に平均フィラメント径３．
５μｍ、フィラメント数がタテ糸・ヨコ糸共に１００本
で撚り数が１．０Ｚのガラス糸を使用し、エアジェット
ルームで、タテ糸８０本／２５ｍｍ、ヨコ糸９０本／２
５ｍｍの織物密度でガラスクロスを製織し、得られた生
機に高圧散水流による開繊加工（加工圧１．９６ＭＰ
ａ）方法を採用した。その後、４００℃で２４時間高温
脱糊した。続いて、表面処理としてシランカップリング
剤であるＳＺ６０３２（東レ・ダウコーニング（株）
製）を用いて処理液とし、ガラスクロスを浸漬し、絞液
後、１２０℃で１分乾燥し、重量２０ｇ／ｍ²、厚さ２
１μｍの実施例４のガラスクロスを得た。このガラスク
ロスを用いて、前述の方法で積層板を作成した。

【００２３】

【実施例５】ガラスクロスとして、タテ糸に平均フィラ
メント径３．５μｍ、ヨコ糸に平均フィラメント径４．
５μｍ、フィラメント数がタテ糸・ヨコ糸共に１００本
で撚り数が１．０Ｚのガラス糸を使用し、エアジェット
ルームで、タテ糸８０本／２５ｍｍ、ヨコ糸７５本／２
５ｍｍの織物密度でガラスクロスを製織し、得られた生
機に高圧散水流による開繊加工（加工圧１．９６ＭＰ
ａ）方法を採用した。その後、４００℃で２４時間高温
脱糊した。続いて、表面処理としてシランカップリング
剤であるＳＺ６０３２（東レ・ダウコーニング（株）
製）を用いて処理液とし、ガラスクロスを浸漬し、絞液
後、１２０℃で１分乾燥し、重量２２ｇ／ｍ²、厚さ２
０μｍの実施例４のガラスクロスを得た。このガラスク
ロスを用いて、前述の方法で積層板を作成した。

【００２４】

【比較例１】ガラスクロスとして、タテ糸及びヨコ糸に
Ｄ９００、１／０、１．０Ｚ（フィラメント数１０２
本、平均フィラメント径５．０μｍ）を使用し、エアジ
ェットルームで、タテ糸５６本／２５ｍｍ、ヨコ糸５６
本／２５ｍｍの織物密度でガラスクロスを製織し、その
後、４００℃で２４時間高温脱糊した。続いて、実施例
１と同様に表面処理を施し、重量２５ｇ／ｍ²、厚さ３
５μｍの比較例１のガラスクロスを得た。このガラスク
ロスを用いて、前述の方法で積層板を作成した。

【００２５】

【比較例２】ガラスクロスとして、タテ糸にＤ９００、
１／０、１．０Ｚ（フィラメント数１０２本、平均フィ
ラメント径５．０μｍ）、ヨコ糸にＤ１８００、１／
０、１．０Ｚ（フィラメント数５１本、平均フィラメン
ト径５．０μｍ）を使用し、エアジェットルームで、タ
テ糸６０本／２５ｍｍ、ヨコ糸５２本／２５ｍｍの織物
密度でガラスクロスを製織し、その後、４００℃で２４
時間高温脱糊した。続いて、実施例１と同様に表面処理
を施し、重量２０ｇ／ｍ²、厚さ３０μｍの比較例２の
ガラスクロスを得た。このガラスクロスを用いて、前述
の方法で積層板を作成した。

【００２６】

【比較例３】ガラスクロスとして、タテ糸にＤ１８０
０、１／０、１．０Ｚ、ヨコ糸にＤ１８００１／０を
使用し、エアジェットルームで、タテ糸７４本／２５ｍ
ｍ、ヨコ糸７４本／２５ｍｍの織物密度でガラスクロス
を製織し、その後、４００℃で２４時間高温脱糊した。
続いて、実施例１と同様に表面処理を施し、重量１６ｇ
／ｍ²、厚さ２５μｍのガラスクロスを得た。このガラ
スクロスを用いて、前述の方法で積層板を作成した。以
上の実施例１〜５、比較例１〜３のガラスクロス構成、
クロス特性、及び得られた積層板の加工性を表１に示
す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】本発明のプリント配線板用ガラスクロス
では、厚みが２５μｍ以下であるにもかかわらず取り扱
い性が向上し、それに伴い、ガラスクロスの品位が向上
し、かつプリント配線板に極薄の層間を形成することが
可能となり、特にレーザビーム加工にによるプリント配
線板の小径穴加工（内壁の粗さ、加工の再現性、真円
性）を良好にすることが可能となり、特に高密度実装化
のために最近求められているビアホールを均一に小径穴
加工することができるプリント配線板を提供することが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4L048 AA03 AB07 AB12 AC14 CA06 CA15 DA43 5E346 AA12 AA22 CC04 CC08 EE09 GG15 GG28 HH11 HH26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスクロスの厚さが２５μｍ以下で、
且つ、タテ糸またはヨコ糸のうち少なくともどちらか一
方が、隣り合う糸同士が実質的に隙間無く配列されてい
ることを特徴とするプリント配線板用ガラスクロス。
【請求項２】タテ糸またはヨコ糸のうち少なくともど
ちらか一方が平均フィラメント径３〜４μｍ、構成フィ
ラメント数７０〜２００本のガラス糸で構成されている
ことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板用ガラ
スクロス。