JP2003017821A - プリント配線板基板材料及びその用途 - Google Patents

プリント配線板基板材料及びその用途

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JP2003017821A
JP2003017821A JP2001197872A JP2001197872A JP2003017821A JP 2003017821 A JP2003017821 A JP 2003017821A JP 2001197872 A JP2001197872 A JP 2001197872A JP 2001197872 A JP2001197872 A JP 2001197872A JP 2003017821 A JP2003017821 A JP 2003017821A
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prepreg
wiring board
glass
thickness
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JP2001197872A
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Hiroshi Narisawa
浩 成沢
Yasuhiro Murai
康裕 村井
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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】 低誘電特性、層間厚さの安定化に優れ、ドリ
ル加工性を悪化させないプリント配線板材料等を提供す
ることである。 【解決手段】 ガラス基材樹脂プリプレグにおいて、ガ
ラス基材が、(1)1MHzでの比誘電率が、5.0以下
であり、(2)1MHzでの誘電正接が、0.001以下
であり、そして(3)ヤング率が、55〜75GPaであ
ることを特徴とするプリプレグ及びその用途である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高度情報・通信分
野関連の機器に要求される特性を備えたプリプレグのよ
うなプリント配線板材料、金属張基板及び多層プリント
配線板に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、情報処理の高速化や移動体通信の
高周波化が急速に進んでいる。それに伴って、パソコ
ン、液晶、サーバー等のコンピュータ関連機器及び携帯
電話、交換機等の通信機器に用いられるプリント配線板
や多層プリント配線板にも、絶縁信頼性、寸法安定性等
の基本的性能に加えて、高速化や高周波化に対応した材
料が求められている。
【0003】素子の高速化を図るには、電気信号の伝送
速度を速くすることが必要である。この伝送速度は、プ
リント配線板材料の誘電率の平方根に反比例する。した
がって、素子の高速化には、材料の低誘電率化が必要と
なる。
【0004】また、素子の高周波化を図る場合、周波数
が高くなるにつれ電気信号の位相遅れ(伝送損失)が大
きくなるという問題がある。素子を搭載した機器を正常
に作動させるため、このような伝送損失(誘電損失)を
減少させる必要がある。ここで、伝送損失は、次式:
【0005】信号の伝送損失=(係数)×周波数×√
(比誘電率)×誘電正接
【0006】で表される。誘電正接(tanδ)と比誘
電率(ε)の平方根の積に比例することから、伝送損失
を小さくするために材料の低誘電正接化と低誘電率化が
必要となる。
【0007】多層プリント配線板の誘電特性は、個々の
材料の割合により決定される。例えば、プリプレグにお
けるガラス基材と含浸樹脂の比率である。このことを利
用して、誘電特性向上に幾つかの手法が試みられてい
る。
【0008】例えば、樹脂量を多くして低誘電率化を図
る方法がある。しかし、この方法では樹脂量が多いため
金属張積層板の板厚及び層間厚等の安定化が図れないた
め、誘電特性が不安定である。そのため、電子機器の動
作不良を生ずる。
【0009】誘電特性を改善するには、低誘電率ガラス
を用いる方法がある。通常、ガラス基材に用いているE
ガラスが1MHzにおける誘電率(ε)6.6に対し、低
誘電率ガラスとしてSガラス(ε=5.3)、Dガラス
(ε=4.1)がある。これらの低誘電率ガラスを用い
ると、Eガラスに比べて低誘電率化は図れるが、低誘電
正接化は図れない。また、これらのガラスは、硬すぎた
り、脆すぎたりするため、プリント配線板及び多層プリ
ント配線板製造時のドリル加工性が悪化するという問題
点がある。したがって、低誘電率、低誘電正接で安定し
た誘電特性を有し、かつ高ドリル加工性を備えたプリン
ト配線板材料は未だ達成されていない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題を鑑み、補強材と含浸樹脂の材料比率に影響を受
けずに、低誘電正接化と低誘電率化に優れ、プリント配
線板材料の層間厚が安定化でき、ドリル加工性に優れる
プリント配線板材料及びその用途を提供することであ
る。
【0011】
【議題を解決するための手段】本発明は、ガラス基材樹
脂プリプレグにおいて、ガラス基材が、(1)1MHzで
の比誘電率が、5.0以下であり、(2)1MHzでの誘
電正接が、0.001以下であり、そして(3)ヤング
率が、55〜75GPaであることを特徴とするプリプレ
グに関する。
【0012】
【実施の形態】本発明によれば、補強材及び樹脂を含む
プリント配線板材料は、例えば、プリプレグ、ボンディ
ングシート、絶縁基板、金属張基板、銅張積層板、多層
プリント配線板、多層化接着用材料等を意味する。
【0013】本発明によれば、含浸樹脂量を多くせず低
誘電正接化と低誘電率化を同時に満たすため、ガラス基
材は、(1)1MHzで計測した(以下同じ)比誘電率
(ε)が、5.0以下であり、(2)1MHzで計測した
(以下同じ)誘電正接(tanδ)が、0.001以下
であり、切削性(ドリル加工後の穴壁粗さ)を考慮する
と、(3)ヤング率が、55〜75GPaである。例え
ば、低誘電ガラス織布が挙げられる。
【0014】本発明のガラス基材は、プリプレグに用い
る公知の形態の基材を用いることができる。例えば、ガ
ラス織布、ガラス不織布、ガラス繊維等が挙げられる。
ガラス織布が好ましい。
【0015】本発明で用いる樹脂には、公知の樹脂を用
いることができる。例えば、エポキシ樹脂、フッ素樹
脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリ(フェニレ
ン)オキシドのような芳香族エーテル、これらの変性
物、これらの混合物が挙げられる。例えば、エポキシ樹
脂として、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、
これらの変性物が挙げられる。
【0016】本発明によれば、本発明の樹脂に、本発明
の目的を阻害しない範囲で、添加剤を含有させることが
できる。例えば、硬化促進剤、希釈剤、可撓性付与剤、
充填剤、難燃剤等が挙げられる。
【0017】本発明によれば、プリント配線板材料、例
えばプリプレグは、補強材に樹脂を含浸させ、Bステー
ジまで硬化させて、シート状のプリプレグを形成するこ
とができる。本発明のプリプレグの硬化時間は、該プリ
プレグを用いて積層することを考慮すると、50〜12
0秒であることが好ましい。これは、プリプレグの樹脂
流れによる、積層後の端部と中央部における層間厚みば
らつきと、成形性(ボイト)との両方を考慮したもので
ある。
【0018】本発明によれば、プリント配線板材料、例
えばプリプレグは、補強材に樹脂を含浸させ、Bステー
ジまで硬化させて、シート状のプリプレグを形成するこ
とができる。プレプリグのようなボンディングシートを
積層、接着して得た絶縁基板について、片面又は両面を
金属箔で覆い、プリント配線板用の絶縁基板である金属
張基板を形成することができる。金属張基板に導体パタ
ーンを形成して、内層用配線板を得て、これを多層重ね
て多層プリント配線板を形成することができる。
【0019】また、本発明によれば、金属箔は、例えば
銅、アルミニウム、ニッケル等の金属、合金、複合箔等
が挙げられ、銅箔が好ましい。
【0020】本発明のプリント配線板材料は、低誘電特
性が必要な層に、又は全ての層に用いることができる。
絶縁基板、金属張基板の積層体、多層プリント配線板、
多層化接着用に用いることができる。本発明によれば、
上記の基板又は配線板等において、1の製品において
は、同一の樹脂系プリプレグを用いることが好ましい。
【0021】
【実施例】下記の実施例により、本発明を詳細に説明す
るが、これらの例はいかなる意味においても本発明を限
定するものではない。なお、実施例中、特に断らない限
り、部は重量部を意味する。プリプレグの硬化時間は、
JIS C 6521に準拠して、170℃で測定し
た。
【0022】実施例1 (a)臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂100
部、ジシアンジアミド3部、2−エチル−4−メチルイ
ミダゾール0.2部、エチレングリコールモノメチルエ
ーテル25部、N,N−ジメチルホルムアミド25部を
混合して、エポキシ樹脂ワニスを得た。 (b)このワニス中に、厚さ100μmの低誘電ガラス
織布(日東紡績製、ε=4.6、tanδ=0.000
6、ヤング率=58GPa、坪量94g/m2)を含浸させ、
温度150℃の乾燥器中で4分間乾燥させ、B−ステー
ジ状態のプリプレグ1(樹脂分52%)を得た。硬化時
間は、55秒であった。 (c)プリプレグ1を2枚重ね、それらの外側に35μ
m厚さの銅箔を配し、3MPa、180℃で加熱加圧し、積
層体を形成して、厚さ0.2mmの両面板1を得た。
【0023】比誘電率、誘電正接、ドリル加工性、板厚
及び成形性を、下記の方法で測定した。表1に結果を示
す。
【0024】比誘電率及び誘電正接:JIS C−64
81に基づいて、周波数1MHzでの比誘電率、誘電正接
を測定した。 ドリル加工性(穴壁粗さ):φ0.3のドリルで回転数
80000rpm、送り速度20μm/revで5000ヒット
の穴明け加工を行った後、メッキ処理を行い、穴壁粗さ
をメッキ染み込み量として断面観察を行った。 板厚(標準偏差):任意に選択した試料20点を、マイ
クロメータを用いて厚みを測定し、板厚の標準偏差を求
めた。 成形性:試料を全面エッチングした後、ボイドの有無を
目視観察した。結果を表1に示す。
【0025】実施例2 実施例1(a)及び(b)において、厚さ100μmの
低誘電ガラス織布(日東紡績製、ε=4.6、tanδ
=0.0006、ヤング率=58GPa)を用いた以外
は、実施例1(a)及び(b)と同様にして、多層化接
着用のプリプレグ2(樹脂分52%)を得た。プリプレ
グ2の硬化時間は、115秒であった。(c)実施例1
で得た両面板1に内層回路加工を行い、その表層にプリ
プレグ2を1枚ずつ配設し、さらに外側に厚さ18μm
の銅箔を配し、3MPa、180℃で加熱加圧し、積層体
を形成して、厚さ0.5mmの4層板1を得た。
【0026】第1〜2層間の比誘電率、板厚と同様にし
て第1〜2層間の層間厚さ(標準偏差)及び成形性を、
実施例1と同様にして、測定した。表2に、結果を示
す。
【0027】比較例1 実施例1において、厚さ100μmのE−ガラス織布
(日東紡績製、ε=6.6、tanδ=0.0012、
ヤング率=73GPa)を用いた以外は、実施例1と同様
にして、B−ステージ状態プリプレグ3(樹脂分52
%、硬化時間55秒)及び厚さ0.2mmの両面板2を得
た。比誘電率、誘電正接、ドリル加工性、板厚及び成形
性を、実施例1と同様にして測定し、その結果を表1に
示す。
【0028】比較例2 実施例1において、厚さ100μmのE−ガラス織布
(日東紡績製、ε=6.6、tanδ=0.0012、
ヤング率=73GPa)を用いた以外は、実施例1と同様
にして、B−ステージ状態のプリプレグ4(樹脂分52
%、硬化時間45秒)及び厚さ0.2mmの両面板3を得
た。比誘電率、誘電正接、ドリル加工性、板厚及び成形
性を、実施例1と同様にして測定し、その結果を表1に
示す。
【0029】比較例3 実施例1において、厚さ100μmのDガラス織布(日
東紡績製、ε=4.1、tanδ=0.0008、ヤン
グ率=52GPa)を用いた以外は、実施例1と同様にし
て、B−ステージ状態のプリプレグ5(樹脂分52%、
硬化時間55秒)厚さ0.2mmの両面板4を得た。比誘
電率、誘電正接、ドリル加工性、板厚及び成形性を、実
施例1と同様にして測定し、その結果を表1に示す。
【0030】比較例4 実施例1において、厚さ100μmのSガラス織布(日
東紡績製、ε=5.3、tanδ=0.0016、ヤン
グ率=84GPa)を用いた以外は、実施例1と同様にし
て、B−ステージ状態のプリプレグ6(樹脂分52%、
硬化時間55秒)及び厚さ0.2mmの両面板5を得た。
比誘電率、誘電正接、ドリル加工性、板厚及び成形性
を、実施例1と同様にして測定し、その結果を表1に示
す。
【0031】比較例5 実施例2において、厚さ100μmのE−ガラス織布
(日東紡績製、ε=4.1、tanδ=0.008、ヤ
ング率=73GPa、坪量104g/m2)を用いた以外は、
実施例1と同様にして、多層化接着用のプリプレグ7
(樹脂分52%、硬化時間125秒)及び厚さ0.5mm
の4層板2を得た。比誘電率、層間厚さ(標準偏差)及
び成形性を、実施例2と同様にして測定し、その結果を
表2に示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】表1から明らかなように、本発明による両
面金属張積層板は、比誘電率が低く、誘電正接が低いこ
とと、ドリル加工性、板厚ばらつき及び成形性の改善の
全部を達成した。一方、比較例の積層板は、いずれかの
特性に優れていても、全ての特性の改善は達成できてい
ない。
【0035】表2から明らかなように、本発明による多
層プリント配線板(内層回路入り)は、比誘電率が低
く、板厚ばらつきも低く、加えて成形性にも優れてい
る。比較例の多層プリント配線板(内層回路入り)は、
比誘電率が高く、また、板厚ばらつき(標準偏差)及び
成形性の全ての特性が悪い。
【0036】
【発明の効果】本発明のプリント配線板材料は、比誘電
率が低く、誘電正接が低いことと、ドリル加工性、板厚
ばらつき及び成形性の改善の両方を達成するプリプレグ
のようなプリント配線板材料、金属張積層板、内層回路
入り金属張積層板、又は多層プリント配線板である。
フロントページの続き Fターム(参考) 4F072 AA01 AA04 AA06 AA07 AB09 AB27 AB28 AD23 AD28 AG03 AG16 AG19 AH02 AH21 AJ04 AK02 AK14 AL13 4F100 AB01B AB33B AG00A BA02 BA03 BA06 DH02A GB43 JG05 5E346 AA12 CC04 CC09 CC10 CC13 CC32 CC34 CC37 DD02 DD12 DD32 EE33 FF04 GG15 GG17 GG28 HH06 HH33

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基材樹脂プリプレグにおいて、ガ
    ラス基材が、(1)1MHzでの比誘電率が、5.0以下
    であり、(2)1MHzでの誘電正接が、0.001以下
    であり、そして(3)ヤング率が、55〜75GPaであ
    ることを特徴とするプリプレグ。
  2. 【請求項2】 該プリプレグが、50〜120秒硬化さ
    せて製造された、請求項1記載のプリプレグ。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のプリプレグを用い
    て形成した、金属張積層板、内層回路入り金属張積層
    板、又は多層プリント配線板。
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