JP2011111507A - 樹脂含浸シート、部品内蔵品、成形品、及び配線板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】不織布に、フィラーが70〜95質量%含有された樹脂組成物を含浸し、Bステージ状態にした厚み200〜500μmの樹脂含浸シートである。不織布はタテ方向の引裂強度が1000mN以下である。好ましくは、不織布は150℃以下の温度で軟化溶融するバインダーを用いて形成されており、また、10μm径以下で20mm長以下の繊維を用いて形成されている。
【選択図】図1
Description
そして、上式のレジンコンテントは90質量%以上であることが好ましい。好ましくは、95質量%程度になると熱伝導率、線膨張係数、不織布(ペーパー)の引張強度等のバランスが好適化される。レジンコンテントがこの範囲のように高くなることにより、加熱加圧する際に十分な量の樹脂で不織布をバラバラにして流動化することが可能となり、部品内蔵性をさらに向上することができる。レジンコンテントが90質量%よりも小さいとこのような作用が十分に得られなくなるおそれがある。また、レジンコンテントは98質量%以下であることが好ましい。レジンコンテントがこれよりも高くなると繊維量が少なくなって引張強度が低下することとなり、生産時のペーパー切れが発生するおそれがある。
〔不織布〕
不織布として、ガラス不織布(オリベスト社製、「グラベスト」)を使用した。仕様は次の通りである。
・ガラス繊維:6μm径、13mm長
・引裂強度:600mN(タテ方向)
・密度:0.13g/cm3
・シート坪量:30g(面積 1m2)
・厚み:275μm
・バインダー:エポキシ系樹脂(軟化溶融温度:130℃)
なお、引裂強度の測定は、エルメンドルフ型引裂試験機を使用して測定した。具体的には、サンプルサイズを63×270mm(切り込み長さ:20mm、引裂長さ:43mm)とし、重ね枚数を4枚として、JIS P 8116に準拠した測定を行った。
樹脂と硬化剤とフィラーとを溶剤中で高速ディスパーにて混合して樹脂組成物のスラリーを得た。その際、溶剤を除いた成分中のフィラーの含有量は90質量%にした。また、粘度が1000cspになるように溶剤量を調整した。
・樹脂:熱硬化型エポキシ樹脂(ビスAエポキシ樹脂と多官能エポキシ樹脂とを適宜配合したもの
・硬化剤:フェノール系硬化剤(明和化成工業社製「DL92」)
・フィラー:アルミナフィラー(電気化学工業社製「DAW05」、平均粒径5μm)
・溶剤:MEK
〔含浸・乾燥〕
ガラス不織布を樹脂組成物のスラリーに浸漬して樹脂を基材に含浸させた。この樹脂含浸基材を150℃で3分間乾燥することにより、Bステージ状になった樹脂含浸シート(厚み:300μm、質量:約900g/m2)を得た。
上記によって得た樹脂含浸シートを厚さ1mmのリードフレーム(残銅率が約50%、リードフレーム間の距離1.5mm)の上に3枚積層し、圧力2MPa、温度150℃で加熱加圧し、リードフレーム回路の隙間に樹脂を流動させて硬化物(成形品)を作製した。
〔不織布〕
不織布として、ガラス不織布(オリベスト社製、「グラベスト」)を使用した。仕様は次の通りである。
・ガラス繊維:9μm径、13mm長
・引裂強度:900mN(タテ方向)
・密度:0.13g/cm3
・シート坪量:40g(面積1m2)
・厚み:350μm
・バインダー:アクリル系樹脂(軟化溶融温度:100℃)
なお、引裂強度の測定は、実施例1と同様の方法で行った。
樹脂と硬化剤とフィラーとを溶剤中で高速ディスパーにて混合して樹脂組成物のスラリーを得た。その際、溶剤を除いた成分中のフィラーの含有量は85質量%にした。また、粘度が500cspになるように溶剤量を調整した。
・樹脂:熱硬化型エポキシ樹脂(ビスAエポキシ樹脂と多官能エポキシ樹脂とを適宜配合したもの)
・硬化剤:アミン系硬化剤(ジシアンジアミド、日本カーバイド社製)
・フィラー:アルミナフィラー(電気化学工業社製「DAW05」、平均粒径5μm)
・溶剤:MEK、メタノール(質量混合比7:3)
〔含浸・乾燥〕
ガラス不織布を樹脂組成物のスラリーに浸漬して樹脂を基材に含浸させた。この樹脂含浸基材を150℃で3分間乾燥することにより、Bステージ状になった樹脂含浸シート(厚み:400μm、質量:約750g/m2)を得た。
上記によって得た樹脂含浸シートを厚さ1mmのリードフレーム(残銅率が約50%、リードフレーム間の距離1.5mm)の上に2枚積層し、圧力2MPa、温度150℃で加熱加圧し、リードフレーム回路の隙間に樹脂を流動させて硬化物(成形品)を作製した。
〔部品内蔵品〕
実施例2で得た樹脂含浸シートを2枚用意した。そして、既に部品が実装された回路基板の部品実装側の面に、この樹脂含浸シートを2枚積み重ね、真空条件下、120℃で加熱加圧し、その後180℃で加熱硬化させることで、樹脂を充填・硬化させて部品を封止して内蔵した部品内蔵品(部品内蔵基板)を得た。
〔リードフレーム回路〕
実施例1で得た樹脂含浸シートを1枚用意した。そして、厚さ1mmのリードフレーム(残銅率が約50%、リードフレーム間の距離1.5mm)の上に、この樹脂含浸シートを積層し、圧力2MPa、温度175℃で加熱加圧し、リードフレーム回路の隙間に樹脂を流動させて硬化物(成形品)を作製した。
〔CCL:銅張積層板〕
実施例1で得た樹脂含浸シート(一枚)の両面に、FR−4用のプリプレグ(ガラスクロス繊維基材、熱硬化型エポキシ樹脂、厚み60μm)をそれぞれ1枚積層し、さらにその両側の表面に銅箔(厚み70μm)を積層した。その後、圧力2MPa、温度175℃で加熱加圧することにより、CEM−3構造のCCLを得た。
〔樹脂フィルム付き樹脂含浸シート〕
実施例2で得た樹脂含浸シート(一枚)の両面に、離型処理されたPETフィルム(WZ−25)を離型処理された面でそれぞれ1枚重ね、60℃でラミネートすることによって、両面にPETフィルムが装着された樹脂含浸シートを得た。
ガラス繊維のサイズを置き換えた試験を行った。
繊維径が12μmで13mm長のガラス繊維を採取し、実施例1で使用したガラス繊維(6μm×13mm長)とそれぞれ50%になるようにしてガラス不織布の試験サンプルを作製した。ガラス不織布は繊維の本数が少なくなった分だけ、かなり透けた外観となった。断面観察の結果、繊維が剛直になったことによるものと思われるが、12μm径の繊維が針状に存在していることが確認された。これにより、柔軟性が低下する傾向が見られるため繊維径は10μm以下が好ましいことが分かった。
20mm長より長いものを単独で使用することが製造上できないため、実施例2で使用したガラス繊維と繊維長の長いガラス繊維とを混ぜて使用して(9μm径×13mm長が80%、9μm径×25mmが20%)、ガラス不織布の試験サンプルを作製した。一部に長い繊維の束が集まった部分が観察されたので、均一性に欠ける傾向が見られた。これにより、繊維長は20mm以下が好ましいことが確認された。
低粘度のスラリーで含浸される量を絞ることで、レジンコンテントを低くした。具体的には、実施例2において、樹脂組成物のスラリーをフィラー含有量70質量%に、粘度を300cpsにし、ガラス不織布の秤量70g品を使用し、厚み約400μmの樹脂含浸シートを作製した。これにより、レジンコンテントが約90%程度のものを作製することができた。この樹脂含浸シートは、ガラス繊維の全体に対する含有量が多くなり、流動性が低下する傾向が見られることが確認された。したがって、レジンコンテントは90質量%程度以上が好ましいことが分かった。
引裂強度が約1500mNのガラス不織布を用いた。このガラス不織布はガラス繊維に対してバインダーを25重量%添加することにより作製されたものである。それ以外は、実施例2と同様にして、樹脂含浸シートを作製した。その際、非常に含浸性が悪く、フィラーが充填されにくいことが分かった。
フィラー含有量を60質量%にした以外は、実施例1と同様の方法で樹脂含浸シートを作製した。流動特性や含浸性は良好であるものの、この硬化物は、熱伝導特性が低く、線膨張係数も高いものとなってしまった。
フィラー含有量を95質量%にし、溶剤成分を多量に含有させたスラリーを用いた以外は、実施例1と同様の方法で樹脂含浸シートを作製した。この樹脂含浸シートを硬化したが、表面がパサパサした外観となり、樹脂量が不足した状態、一般的に言うカスレが発生した硬化物しかできなかった。
ガラス不織布の秤量を25gにし、実施例1と同様の方法で、厚み150μmの樹脂含浸シートを作製した。このとき、スラリーの粘度を500cpsで調整し、含浸後に強く絞って厚みの薄いシートを作製した。しかし、厚みを薄くするために絞りを強くしたため、ペーパー切れが発生し、樹脂含浸シートの作製が難しいことが確認された。ただし、製法を片面からのコーティングにすれば、付着樹脂量を限定できるので、製造は容易になる可能性はある。なお、薄い内蔵部品の場合は、PET等にスラリーのみをコーティングした薄いシートを用いればよいので、ガラス繊維に含浸させた樹脂含浸シートを用いる必要がない。
ガラス不織布の秤量を50gにし、実施例1と同様の方法で、厚み550μmの樹脂含浸シートを作製した。このとき、含浸後にほとんど絞らずに厚みが非常に厚いシートを作製した。この樹脂含浸シートは重量が重いので、生産工程において、ペーパー切れが発生する可能性が高い。また、両面から乾燥したが、揮発分の測定では、厚み400μmの樹脂含浸シートと比較して約5倍の揮発分となり、製造性が低下した。
1 樹脂層
2 樹脂組成物
3 繊維
4 樹脂フィルム
5 フィラー
10 絶縁層
11 内蔵部品
17 リードフレーム
Claims (10)
- 不織布に、フィラーが70〜95質量%含有された樹脂組成物を含浸し、Bステージ状態にした厚み200〜500μmの樹脂含浸シートであって、不織布はタテ方向の引裂強度が1000mN以下であることを特徴とする樹脂含浸シート。
- 不織布は、150℃以下の温度で軟化溶融するバインダーを用いて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の樹脂含浸シート。
- 不織布は、10μm径以下で20mm長以下の繊維を用いて形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の樹脂含浸シート。
- 硬化したときの熱伝導率が3W/mK以上であることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の樹脂含浸シート。
- レジンコンテントが90質量%以上であることを特徴とする請求項1、2、3又は4に記載の樹脂含浸シート。
- フィラーが、シリカ、アルミナ、窒化ボロン、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも一つであり、上記樹脂組成物は熱硬化型エポキシ樹脂を主成分として含有していることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5に記載の樹脂含浸シート。
- 少なくとも一方の面に、離型処理された樹脂フィルムが離型処理された面で重ねられたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6に記載の樹脂含浸シート。
- 請求項1、2、3、4、5、6又は7に記載の樹脂含浸シートに部品を内蔵したことを特徴とする部品内蔵品。
- 請求項1、2、3、4、5、6又は7に記載の樹脂含浸シートをリードフレーム回路の隙間に充填したことを特徴とする成形品。
- 請求項1、2、3、4、5、6又は7に記載の樹脂含浸シートを用いて形成したことを特徴とする配線板。
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