JP2005171075A - プリント配線板樹脂組成物、およびこれを用いた樹脂ワニス、プリプレグおよび積層板 - Google Patents

Abstract

【課題】 誘電特性を低下させることなく低熱膨張特性にすぐれたプリント配線板を提供する。
【解決手段】 （ａ）熱硬化性樹脂、（ｂ）低誘電損失非晶性ガラスを必須成分として配合したワニスをガラス織布またはガラス不織布に含浸、乾燥し、得られたプリプレグを加熱、加圧することで誘電特性かつ低熱膨張特性に優れたプリント配線板用積層板である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、プリント配線板用樹脂組成物、およびこれを用いた樹脂ワニス、プリプレグおよび積層板に関する。

電気・電子機器等に使用される金属箔張り積層板は、例えば、ガラスクロス等の基材にエポキシ樹脂組成物等の熱硬化性樹脂ワニスを含浸した後、加熱して半硬化させることによってプリプレグを作製し、このプリプレグを所要枚数重ねると共に、銅箔等の金属箔をその片側又は両側に配して積層し、加熱加圧して成形を行うことによって製造されている。また、多層の金属箔張り積層板は、上記の方法で得られた金属箔張り積層板の表面の金属箔をエッチングして導体回路を形成した後、その導体回路を形成した積層板の表裏に、上記と同様のプリプレグを所要枚数重ねるとともに、金属箔をその片側又は両側に配して積層し、加熱加圧して成形を行うことによって製造されている。

近年、電子機器に組込むエポキシ樹脂プリント配線板には、高速、高性能化に伴いパッケージ用途にも多く使用されるようになり高接続信頼性のため低熱膨張特性が要求されている。さらに、高速化に対応するため高周波領域における誘電損失を小さくすることが基板に求められている。そこで高信頼性を確保するため充填材（シリカ）などを熱硬化性樹脂に配合したパッケージ用基板が多く上市されている。

しかし、シリカなどの充填材は誘電率が高いため、多く配合することで基板の誘電率が大きくなってしまい伝送損失が大きくなる傾向にあった。

また、誘電率を低下させるため中空ガラスを用いる方法が提案されているが、信頼性等の点において現実的ではなく実現されていない（例えば、特許文献１及び２参照）。
特開平５−９２７０ 特開平５−１６３３８３

本発明が解決しようとする課題は、低熱膨張と低誘電特性の両特性を満足できる積層板ならびにこの積層板を用いたプリント配線板を提供することを課題とする。

本発明は以下の内容に関する。

（１） （ａ）熱硬化性樹脂（ｂ）低誘電損失非晶性ガラスを含む、プリント配線板用樹脂組成物。

（２） （１）の樹脂組成物を、溶媒に溶解又は分散させて得られるプリント配線板用樹脂ワニス。

（３） （２）のプリント配線板用ワニスをガラス織布又はガラス不織布に含浸し、加熱して、Ｂステージ化して得られるプリント配線板用プリプレグ。

（４） （３）のプリント配線板用プリプレグを１枚以上重ね、少なくともその片面に金属箔を積層し、加熱加圧して得られる金属張積層板。

本発明によると、低熱膨張と誘電特性の両特性を満足できる積層板ならびにこの積層板を用いたプリント配線板を得ることができる。

本発明の樹脂組成物は、（ａ）熱硬化性樹脂（ｂ）低誘電損失非晶性ガラスを必須成分とすることを特徴としている。

（ａ）の熱硬化性樹脂とは分子内に２個以上のエポキシ基を有するものであればよく、例えば、ビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノ−ルＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノ−ルＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノ−ル型エポキシ樹脂、フェノ−ルノボラック型、エポキシ樹脂、クレゾ−ルノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂などがあり、またこれらを臭素化したものであってもよい。なお、臭素化したエポキシ樹脂を用いない場合ではテトラブロモビスフェノ−ルＡやテトラフェニルホスフィン等を難燃剤として添加することも可能である。硬化剤には、ジシアンジアミド、イミダゾ−ル類、芳香族アミン等のアミン類、フェノ−ルノボラック、クレゾ−ルノボラックなどのノボラック類、などがあり、これらは単独で使用または２種類以上混合して使用することができる。これらの中でも特に充填剤の配合に最適であるフェノ−ルノボラック類が好ましく、例えば、フェノール 、アルキルフェノール 、ビスフェノール Ａなどとホルムアルデヒドとを酸触媒の存在下に重縮合させたものが挙げられる。

（ｂ）低誘電損失非晶性ガラスとしては誘電率が２．４ＧＨｚで３．１〜３．４以下ガラスフィラーが好ましく、平均粒子径が１〜１０μ程度のものが良い。入手可能な低誘電損失非晶性ガラスとしては、例えば、日本電気硝子製 ＧＡ−６５が挙げられる。配合割合は、(a)熱硬化性樹脂１００重量部に対して、（ｂ）低誘電損失非晶性ガラスを５〜５０重量部が好ましい。また、硬化剤の配合割合は種類によって異なるが、例えば、ジシアンジアミドの場合には２〜４重量部が好ましい。

上記（ａ）、（ｂ）は必須成分であり、その他に必要に応じてカップリング剤や着色剤、酸化防止剤、還元剤、紫外線不透過剤等を加えて樹脂組成物としてもよい。また，打抜き加工性やドリル加工性を低下させない程度に他の充填剤を併用しても良い。

本発明の樹脂組成物を溶媒に溶解又は分散させてワニスとすることができる。この溶剤は特に限定はないが、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、メタノール、エタノール等が挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いても何種類かを混合してもよい。また、ワニスの不揮発分の割合は、特に制限はなく適宜変更できるが、５０〜７０重量％の範囲が好ましい。

上記（ａ）、（ｂ）を溶剤中で配合して得たエポキシ樹脂ワニスをガラス織布またはガラス不織布に含浸させて、乾燥することによりＢステージ化してプリプレグとすることができる。ここで使用するガラス織布またはガラス不織布の種類には特に指定はなく、厚さ０．０２〜０．４ｍｍまでのものを、目的のプリプレグまたは積層板の厚さに合わせて使用することができる。プリプレグを製造する時の乾燥条件は乾燥温度６０〜２００℃、乾燥時間１〜３０分間の間で目的のプリプレグ特性に合わせて自由に選択することができる。

目的とする積層板の厚みに合わせて、得られたプリプレグを積層し、その片側または両側に金属箔を重ね、加熱加圧して積層板を製造する。金属箔としては主に銅箔やアルミ箔を用いるが、他の金属箔を用いてもよい。金属箔の厚みは通常５〜２００μｍである。

積層板製造時の加熱温度は１３０〜２００℃、より好ましくは１６０〜１８０℃で、圧力は０．５〜１０ＭＰａ、より好ましくは１〜４ＭＰａであり、プリプレグ特性や、プレス機の能力、目的の積層板の厚み等により決定する。

以下に本発明における実施例と比較例を示す。「部」は「重量部」を示す。

（実施例１）
・臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 １００部
（エポキシ当量４８０，Ｂｒ含有率２２％）
・ジシアンジアミド ２．７部
・２−エチル−４−メチルイミダゾール ０．３部
・低誘電損失非晶性ガラス １５部
（日本電気硝子製 ＧＡ−６５）
上記化合物をメチルエチルケトンに溶解し，不揮発分６５重量％のワニスを作製した。このワニスをガラス織布（厚み０.２mm，坪量２１０ｇ／ｍ^２）に樹脂分が５０重量％になるように含浸、１６０℃で３分間乾燥しプリプレグを得た。このプリプレグを４枚構成し，その両面に１８μm の銅はくを配し，１７０℃，９０分，４ＭＰａでプレス成形し厚さ０.８mmの銅張り積層板を得た。

（実施例２）
実施例１と同様の配合において、低誘電損失非晶性ガラスの配合量を３０部に変更し、エチルメチルケトンの量を調整することにより実施例１と同様のゲルタイムになるようにプリプレグを作製し，厚さ０.８mmの銅張り積層板を得た。

(実施例３)
実施例１と同様の配合において、低誘電損失非晶性ガラスの配合量を１００部に変更し、エチルメチルケトンの量を調整することにより実施例１と同様のゲルタイムになるようにプリプレグを作製し，厚さ０.８mmの銅張り積層板を得た。

（比較例１）
・臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 １００部
（エポキシ当量４８０，Ｂｒ含有率２２％）
・ジシアンジアミド ２．７部
・２−エチル−４−メチルイミダゾール ０．３部
・ヒユーズドシリカ １５部
（徳山曹達製 平均粒子径５μｍ）
上記化合物をメチルエチルケトンに溶解し，不揮発分６５重量％のワニスを作製した。ここで、エチルメチルケトンの量は実施例１と同様のゲルタイムになるように調製した。このワニスをガラス織布（厚み０.２mm，坪量２１０ｇ／ｍ^２）に樹脂分が５０重量％になるように含浸，乾燥しプリプレグを得た。このプリプレグを４枚構成し，その両面に１８μm の銅はくを配し，１７０℃，９０分，４ＭＰａでプレス成形し厚さ０.８mmの銅張り積層板を得た。

（比較例２）
比較例１と同様の配合において、シリカの配合量を３０部に変更し、実施例１と同様のゲルタイムになるようにエチルメチルケトンの量を調整してプリプレグを作製し，厚さ０.８mmの銅張り積層板を得た。

(比較例３)
比較例１と同様の配合において、シリカの配合量を１００部に変更し、実施例１と同様のゲルタイムになるようにエチルメチルケトンの量を調整してプリプレグを作製し，厚さ０.８mmの銅張り積層板を得た。

実施例１〜３および比較例１〜３で得られた積層板について熱膨張係数、誘電特性の評価を実施した。熱膨張係数についてはJIS-C-6481に準拠し熱機械分析装置 ＴＭＡ（ＴＡ社製；品番２１００）で測定した。誘電特性についてはヒューレッドパッカード製のマテリアルアナライザーを用いて１ＧＨｚの誘電率と誘電正接を測定した。

表１の結果より明らかなように低誘電損失非晶性ガラスを配合することで低熱膨張と誘電特性の悪化を小さくすることができ、低熱膨張特性と誘電特性に優れる積層板を得ることができる。

シリカを用いた比較例においてはシリカ配合量の増加により誘電率が著しく増加するが、実施例においては低誘電損失非結晶ガラスを多量に用いたとしても誘電率を低くすることができる。

本発明のプリント配線板樹脂組成物によると、硬化した際に、低熱膨張特性と優れた誘電特性が得られるので、プリント配線板用樹脂ワニス、プリント配線板用プリプレグ、金属張積層板に用いると有用である。

Claims (4)

1. （ａ）熱硬化性樹脂および（ｂ）低誘電損失非晶性ガラスを含む、プリント配線板用樹脂組成物。
2. 請求項１記載の樹脂組成物を、溶媒に溶解又は分散させて得られるプリント配線板用樹脂ワニス。
3. 請求項２記載のプリント配線板用ワニスをガラス織布又はガラス不織布に含浸し、加熱して、Ｂステージ化して得られるプリント配線板用プリプレグ。
4. 請求項３記載のプリント配線板用プリプレグを１枚以上重ね、少なくともその片面に金属箔を積層し、加熱加圧して得られる金属張積層板。