JP2008274002A - 樹脂組成物及びこの樹脂組成物を用いたプリプレグ、金属張積層板、樹脂付き金属箔、接着フィルム並びにプリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】 高誘電率の充填剤からなる樹脂組成物を用いて、絶縁層に柔軟性を付与し、単体でも割れ、欠け、折れ等の不具合が生じにくく、厚みが数〜数十μｍの高誘電率の絶縁層を有するプリプレグ、金属張積層板、樹脂付き金属箔、接着フィルム及びプリント配線板を提供する。
【解決手段】 シリコーン樹脂及び高誘電率の充填剤を含む樹脂組成物、上記樹脂組成物を用いて得られるプリプレグ、プリプレグを用いて得られる金属張積層板、上記樹脂組成物を用いて得られる樹脂付き金属箔、接着フィルム、上記樹脂組成物プリプレグ、金属張積層板、樹脂付き金属箔及び接着フィルムのうち少なくとも１つを用いて得られるプリント配線板。
【選択図】 なし

Description

本発明は、樹脂組成物、及びこの樹脂組成物を用いたプリプレグ、金属張積層板、樹脂付き金属箔、接着フィルム並びにプリント配線板に関する。

電気・電子機器の小型化と高機能化の進展に伴い、プリント配線板が小型化する一方で、実装部品数は増大し、各種の受動、能動素子のプリント配線板表面の実装面積が物理的に不足してきている。

そこで、コンデンサ（Ｃ）、インダクタンス（Ｌ）、抵抗（Ｒ）等の受動素子をプリント配線板内部に取込んだ、部品内蔵基板が注目されてきている（例えば、特許文献１、２参照）。

特に、コンデンサを内蔵する手法としては、チップコンデンサなどの素子としてのコンデンサをプリント配線板内部に埋込む手法と、プリント配線板の、内層又は外層に高誘電率の層を設けることによりこの層を積極的にコンデンサとして用いる手法の、２つに大別できる。

前者の手法で、チップコンデンサ等既存のコンデンサをプリント配線板に埋め込む場合、完成品が厚くなる傾向にある。
一方、後者の手法でプリント配線板の内層又は外層の一部を高誘電率の層とする手法は、全体厚を薄くすることが出来る。
このため、プリント配線板の内層又は外層の一部を高誘電率の層とする手法及び材料は高い注目を集めている。

ところが、コンデンサ（キャパシタ）内蔵プリント配線板を製造するために、一部の層を高誘電率の層にする場合、所望の静電容量が確保できる高誘電率の層の厚さは数〜数十μｍにする必要がある場合が多い。

様々なプリント配線板の製造方法があるが、コア積層等の多層化手法で製造する際に、コア基板を高誘電率の層とした場合、コアの厚みが数〜数十μｍになり、強度が不足し、絶縁層の割れ、折れ、欠け等の不具合が生じる場合が多い。

そこで、従来はガラスクロス入りで、かつ比較的強度の得られる厚さ０．０６ｍｍ以上のコア基板に、高誘電率の層をビルドアップする手法等が取られてきた。このように、従来は、高誘電率の層の強度不足に由来する、プリント配線板製造上の大きな制限があった。
特開２００２−２６１４４９号公報 特開２００５−１１６６０４号公報

本発明は、高誘電率の充填剤からなる樹脂組成物を用いて、絶縁層に柔軟性を付与し、単体でも割れ、欠け、折れ等の不具合が生じにくく、厚みが数〜数十μｍの高誘電率の絶縁層を有するプリプレグ、金属張積層板、樹脂付き金属箔、接着フィルム及びプリント配線板を提供することを目的とするものである。

本発明は、シリコーン樹脂及び高誘電率の充填剤を含む樹脂組成物に関する。
また、本発明は、充填剤が、二酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、スズ酸バリウム、スズ酸カルシウム又はこれらを主成分とする複合誘電体である上記の樹脂組成物に関する。

また、本発明は、シリコーン樹脂が、未硬化、半硬化、熱硬化又は室温硬化性樹脂である上記の樹脂組成物に関する。
また、本発明は、シリコーン樹脂が、ポリアルキルシロキサン又はその誘導体である上記の樹脂組成物に関する。
また、本発明は、樹脂組成物が、フィルム又はシート状である上記の樹脂組成物に関する。
また、本発明は、上記の樹脂組成物を用いて得られるプリプレグに関する。

また、本発明は、上記のプリプレグを用いて得られる金属張積層板に関する。
また、本発明は、上記の樹脂組成物を用いて得られる樹脂付き金属箔に関する。
また、本発明は、上記の樹脂組成物を用いて得られる接着フィルムに関する。
さらに、本発明は、上記の樹脂組成物、上記のプリプレグ、上記の金属張積層板、上記の樹脂付き金属箔及び上記の接着フィルムのうち少なくとも１つを用いて得られるプリント配線板に関する。

本発明によれば、シリコーン樹脂に高誘電率の充填剤からなる樹脂組成物が柔軟性を有することから、外力及び自重等による負荷を逃がすことが出来、割れたり折れたり欠けたりしにくい、数〜数十μｍの高誘電率の層を容易に形成できるため、プリント配線板などの製造上の制約を大幅に緩和することが出来る。

よって、これらの高誘電率の層を多層化することにより、高誘電率の層を有するプリプレグ、金属張積層板、樹脂付き金属箔、接着フィルム及びプリント配線板を容易に提供することが出来る。さらに、柔軟性を有することで、キャパシタ内蔵リジット基板に限らず、キャパシタ内蔵フレキシブル基板を製造することも可能になる。

以下、発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
本発明は、シリコーン樹脂と高誘電率の充填剤を含む樹脂組成物に関し、この組成物を用いることで、柔軟性のある金属張積層板、樹脂付き金属箔、接着フィルム、プリント配線板等の各種の高誘電率の絶縁材料を獲得することが出来る。

さらには、これら絶縁材料を用いることで、柔軟性のある数〜数十μｍの高誘電率の層を有するプリント配線板を容易に獲得することが出来る。
ここで、絶縁材料とは、プリプレグ、接着シート、樹脂付銅箔等の絶縁材料を形成することが出来る材料一般を言い、製造される絶縁材料及びプリント配線板としての要求特性を著しく損なわなければ、特に制限はない。

絶縁材料に使用することが出来るシリコーン樹脂とは、熱硬化性シリコーン樹脂、熱可塑樹性シリコーン脂等特に制限はないが、熱硬化性又は室温硬化性シリコーン樹脂を用いることが好ましい。

具体的には、ポリアルキルシロキサン又はその誘導体であり、好ましくは東レ・ダウコーニング社製のＳＯＴＥＦＡシリーズであり、その中でも、ＳＯＴＥＦＡ ７０Ｍ又はＳＯＴＥＦＡ ５０Ｍが特に好ましい。

シリコーン樹脂の分子量や形状などは、特に規定しないが、熱可塑性樹脂であれば樹脂単体で、熱硬化性樹脂であれば少なくとも硬化後に樹脂単体で、フィルム状又はシート状であるほうが、取扱い性の点で好ましい。

また、高誘電率の絶縁材料としての特性を損なうことがなければ、硬化反応の補助、機械的強度の付与、接着性の付与などの目的で、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ジヒドロベンゾオキサジン環を有する樹脂などのシリコーン樹脂以外の任意の樹脂を任意の比率で組合せて用いることもできる。

高誘電率の充填剤としては、所望の比誘電率を獲得でき、かつプリント配線板としての要求特性を満たせば、特に制限しないが、二酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、スズ酸バリウム、スズ酸カルシウム又はこれらを主成分とする複合誘電体を用いることが好ましい。

比誘電率を高める目的の他に、高剛性化、低熱膨張化等の目的で単数又は複数の公知の有機・無機充填剤を、添加することもできる。
さらに、上記樹脂組成物には、公知の顔料、染料、接着助剤、酸化防止剤、硬化促進剤、難燃剤、難燃助剤及び有機溶剤などをプリント配線板としての特性を損なわない範囲で添加することができる。

また、本発明になる樹脂組成物を、ガラス、アラミド樹脂等を原料とする不織布又は織布などの基材に、含浸・乾燥することによってプリプレグを作製することができる。このプリプレグに、銅箔などの金属箔を重ね、加熱・加圧して積層一体化することにより積層板を製造することができる。

さらに、本発明の樹脂組成物を、銅箔等の金属箔に塗布、乾燥することによって樹脂付き金属箔を、ＰＥＴフィルムなど樹脂フィルムに塗布、乾燥することによって接着フィルムを作製することができる。

これら絶縁層の厚みは、所望の静電容量が確保できれば特に制限はないが、低電圧、かつ小面積の条件で、高い静電容量を確保するためには、数〜数十μｍ程度の厚みであることが好ましい。

また、この積層板の金属箔の不要な部分をエッチング除去することによってプリント配線板を製造することもでき、必要に応じてこれらプリント配線板と、プリプレグ、樹脂付き金属箔又は接着フィルム及び金属箔を単独又は複数組合せて適宜積層し、加熱、加圧することにより、多層化したプリント配線板を製造することもできる。

これらの金属張プリプレグ、積層板、樹脂付き銅箔、接着フィルム、プリント配線板等の製造においては、当該業界における通常の塗工、積層、回路加工工程を適用することができる。

以下、本発明の実施例及びその比較例によって、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限するものではない。
実施例及び比較例において配線板材料は下記のものを用いた。
その他の有機溶剤などについては、特に記載したものを除き化学工業及び電子工業分野において一般的に用いられる原材料類を用いた。

・ シリコーン樹脂：東レ・ダウコーニング社製、シリコーン樹脂、商品名 ＳＯＴＥＦＡ ７０Ｍ
・ エポキシ樹脂：大日本インキ株式会社製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、 商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ−Ｎ−６７３
・ 硬化剤：大日本インキ株式会社製、ビスフェノールＡノボラック樹脂、商品名：フェノライト ＬＦ−４８７１
・ 硬化促進剤：四国化成工業株式会社製、商品名：キュアゾール ２ＰＺ−ＣＮ
・ 高誘電率の充填剤：富士チタン工業製、チタン酸バリウム、商品名：ＨＰＢＴ−１ （メジアン径 ０．６１μｍ）
・ 銅箔：古河サーキットフォイル製銅箔、商品名：Ｆ２ＷＳ−１２
・ ガラスクロス：日東紡製、ＩＰＣ品番１０２７相当ガラスクロス

実施例１
シリコーン樹脂をトルエンに重量比で１．０：３．７の比率で配合し溶解させた。そこに、シリコーン樹脂の６．０倍の重量のチタン酸バリウムを配合、攪拌し、ビーズミル用いて分散処理した。このワニスを銅箔に塗布し、１０５℃で３分間乾燥して、絶縁層の厚さが１０μｍの樹脂付き銅箔を作製した。

評価は、まず銅張り積層板の片側に作製した樹脂付き銅箔２枚を向かい合わせに積層し、真空度４０ｈＰａ、熱板温度１８５℃、製品圧力３ＭＰａで８０分間加熱加圧成形して評価基板を作製した。

そして、この評価基板について誘電率特性、はんだ耐熱性、銅箔ピール強度の評価を行った。あわせて、柔軟性の確認として、銅箔を全面エッチングし、エッチング後の外観観察及びはぜ折試験を実施した。その評価結果を表１に示す。

誘電率測定は、評価基板を５０×５０ｍｍに切断し、片側の銅箔を直径２０ｍｍの円形にエッチング加工し作製した試験片を用いて、ＬＣＲメーターで１ＭＨｚの静電容量を求め、比誘電率を算出すると共に、誘電損失を測定した。
はんだ耐熱性試験は、評価基板を２５ｍｍ角に切断し、２６０若しくは２８８℃のはんだの上に浮かせ、膨れるまでの時間が５０秒以上の場合をＯＫとした。

銅箔ピール強度は、評価基板の銅箔を、幅１０ｍｍにエッチング加工後、補強版に添付して作成した試験片を、引っ張り試験機を用いて９０°ピール強度を測定した。
外観観察は、２５０ｍｍ角の評価基板を水平エッチングラインで全面エッチング後に、折れ、欠け、穴などがないことを目視にて確認した。

はぜ折試験は、半径１５ｍｍの曲げ特性試験とした。長さ２００ｍｍ、幅５０ｍｍの全面エッチングした評価基板を、厚さ３０ｍｍのスペーサをはさみ二つ折りにし、上下を重さ２００ｇのステンレス製の鏡板で押さえて、半径１５ｍｍの曲げ部分を作った。５分後、元にもどし、曲げ部分に折れ、クラック等が生じていないことを確認した。

実施例２
実施例１で作製したワニスを、ガラスクロスに含浸食させ、１０５℃で５分間乾燥して、プリプレグを得た。このプリプレグの両側に銅箔をレイアップし、実施例１と同様に加熱加圧成形し、評価基板を作製した。作製した評価基板を用い、実施例１と同様の評価を行った。その評価結果を表１に示す。

実施例２で作製した銅張積層板２枚の表面にサブトラクティブ法により回路形成（テストパターン）を行った。さらに、作製した２枚の回路付き両面銅張積層板の回路間を樹脂で充填し表面を平坦化した後、接着性向上のため回路の表面を酸化粗化処理した基板を作製した。

この基板２枚で、実施例２で作製したプリプレグを挟んで重ね合せ、さらに外側に実施例１で作製した樹脂付き銅箔を重ね、加熱加圧して内層回路付き６層プリント配線板を作製した。このプリント配線板に定法により外層回路加工、スルーホール形成、レジストインク印刷、部品実装を行ったが、通常のプリント配線板製造工程において問題なく製造できることを確認した。

比較例１
エポキシ樹脂と硬化剤を当量比１：１で配合し、この混合物と同重量のメチルエチルケトンを混合、さらにそこに、硬化剤の固形分重量の０．０１の重量の硬化促進剤、エポキシ樹脂と硬化剤の合計の重量の６．０倍の重量のチタン酸バリウムを配合、攪拌し、ビーズミル用いて分散処理した。

このワニスを銅箔に塗布し、１２０℃で３分間乾燥して、絶縁層の厚さが１０μｍの樹脂付き銅箔を作製した。この樹脂付き銅箔を用い、実施例１と同様に評価基板を作製し、実施例１と同様の評価を行った。その評価結果を表１に示す。

比較例２
比較例１で作製したワニスを、ガラスクロスに含浸食させ、１２０℃で５分間乾燥して、プリプレグを得た。このプリプレグの両側に銅箔をレイアップし、実施例１と同様に加熱加圧成形し、評価基板を作製した。作製した評価基板を用い、実施例１と同様の評価を行った。その評価結果を表１に示す。

表１に示されるように、実施例１、２では、耐熱性、誘電率、比誘電率等の特性も特に問題ないことが明らかである。銅箔の全面エッチング後の外観にも異常がなく、かつ、はぜ折も可能であったことから、柔軟性も確認できた。比較例１及び２では、誘電損失が２倍以上の高い値になり、柔軟性も確保できなかった。

以上により、シリコーン樹脂と高誘電率の充填剤からなる樹脂組成物及びそれを用いたプリプレグ、金属張積層板、樹脂付き金属箔、接着フィルム及びプリント配線板は、従来の絶縁材料よりも柔軟性に優れ、かつ、特性の点でも同等又はそれ以上であることが確認された。よって、本発明の優位性は明らかである。

Claims (10)

1. シリコーン樹脂及び高誘電率の充填剤を含む樹脂組成物。
2. 充填剤が、二酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、スズ酸バリウム、スズ酸カルシウム又はこれらを主成分とする複合誘電体である請求項１記載の樹脂組成物。
3. シリコーン樹脂が、未硬化、半硬化、熱硬化又は室温硬化性樹脂である請求項１又は２記載の樹脂組成物。
4. シリコーン樹脂が、ポリアルキルシロキサン又はその誘導体である請求項１又は２記載の樹脂組成物。
5. 樹脂組成物が、フィルム又はシート状である請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂組成物。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて得られるプリプレグ。
7. 請求項６記載のプリプレグを用いて得られる金属張積層板。
8. 請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて得られる樹脂付き金属箔。
9. 請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて得られる接着フィルム。
10. 請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂組成物、請求項６記載のプリプレグ、請求項７記載の金属張積層板、請求項８記載の樹脂付き金属箔及び請求項９記載の接着フィルムのうち少なくとも１つを用いて得られるプリント配線板。