JP2013045806A

JP2013045806A - プリプレグ及びプリント配線板

Info

Publication number: JP2013045806A
Application number: JP2011180719A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Kakiuchi; 秀隆垣内; Takashi Sagara; 隆相楽
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2013-03-04

Abstract

【課題】ボイドの発生を抑制することができる程度の成形性を有しながら、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するのを抑制することができるプリプレグを提供する。
【解決手段】プリント配線板用プリプレグ１は、１３０℃での最低溶融粘度が１０００００〜８０００００Ｐｏｉｓｅであり、かつ、１３０℃での１分当たりに対する、対数換算した溶融粘度の比率である傾きの値が０．５〜２．０である樹脂組成物を基材に含浸して形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、フレックスリジッドプリント配線板等のプリント配線板の材料として用いられるプリプレグ及びフレックスリジッドプリント配線板等のプリント配線板に関するものである。

フレックスリジッドプリント配線板２は、図２（ｂ）のように複数のリジッド部６がフレックス部７を介して一体化されて形成されており、フレックス部７で折り曲げることによって小型化・省スペース化を図ることができるので、各種携帯用電子機器に広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。

このようなフレックスリジッドプリント配線板２は、例えば、図２（ａ）のようにフレキシブル基板３の両端部の両面にプリプレグ１を介してリジッド基板４を配置し、これらを図２（ｂ）のように加熱加圧成形することによって製造することができる。

特開２００３−１９８１３２号公報

しかし、上記のようにしてフレキシブル基板３とリジッド基板４とを接着する従来のプリプレグ１にあっては、次のような問題がある。

すなわち、従来のプリプレグ１は、樹脂組成物を基材に含浸して形成されているが、ボイドの発生を抑制できる程度の成形性を得るために樹脂組成物の流動性を高めると、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出してフレックス部７を汚染する。

逆に、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するのを抑制するために樹脂組成物の流動性を低下させると、リジッド部６において導体パターン５間の間隙を樹脂組成物で充填しにくくなりボイドが発生する。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ボイドの発生を抑制することができる程度の成形性を有しながら、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するのを抑制することができるプリプレグ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。

本発明に係るプリプレグは、１３０℃での最低溶融粘度が１０００００〜８０００００Ｐｏｉｓｅであり、かつ、１３０℃での１分当たりに対する、対数換算した溶融粘度の比率である傾きの値が０．５〜２．０である樹脂組成物を基材に含浸して形成されていることを特徴とするものである。

前記プリプレグにおいて、前記樹脂組成物が２官能エポキシ樹脂及び多官能エポキシ樹脂を含有し、前記２官能エポキシ樹脂と前記多官能エポキシ樹脂の重量比が９０：１０〜４０：６０であることが好ましい。

前記プリプレグにおいて、前記２官能エポキシ樹脂の重量平均分子量が７００〜２５００であることが好ましい。

前記プリプレグにおいて、前記樹脂組成物がリンを含有し、前記樹脂組成物全量に対してリン含有率が１．４〜３．５重量％であることが好ましい。

本発明に係るプリント配線板は、前記プリプレグを積層して形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、ボイドの発生を抑制することができる程度の成形性を有しながら、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するのを抑制することができるものである。

経過時間（ｔ）とそのときの溶融粘度（η）の対数換算値（ｌｏｇη）との関係を示すグラフである。フレックスリジッドプリント配線板の製造方法の一例を示すものであり、（ａ）（ｂ）は概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明に係るプリプレグ１は、次のような所定の樹脂組成物を基材に含浸して形成されている。

すなわち、樹脂組成物は、１３０℃（定温）での最低溶融粘度が１０００００〜８０００００Ｐｏｉｓｅ（１００００〜８００００Ｐａ・ｓ）の範囲である。上記の最低溶融粘度が１０００００Ｐｏｉｓｅ未満であると、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するものであり、図２（ｂ）のようなフレックスリジッドプリント配線板２を製造する場合には樹脂組成物がフレックス部７を汚染する。逆に、上記の最低溶融粘度が８０００００Ｐｏｉｓｅを超えると、樹脂組成物が流動しにくくなってボイドが発生するものであり、図２（ｂ）のようなフレックスリジッドプリント配線板２を製造する場合には導体パターン５間の間隙を樹脂組成物で充填しにくくなる。なお、樹脂組成物の１３０℃での最低溶融粘度は、例えば、（株）島津製作所製の流動特性評価装置「フローテスターＣＦＴ−５００Ｄ」等を用いて、試験圧力：４０ｋｇｆ／ｃｍ^２（３．９２ＭＰａ）、試験温度：１３０℃、試験種類：定温試験の条件で測定することができる。

また樹脂組成物は、１３０℃での１分当たりに対する、対数換算した溶融粘度の比率である傾きの値（以下「Ｋ値」という。）が０．５〜２．０の範囲である。

ここで、Ｋ値は、次のようにして算出することができる。まず、１３０℃に設定した粘弾性測定解析装置等を用い、半硬化状態（Ｂステージ状態）の樹脂組成物が最低溶融粘度に到達してからの経過時間（ｔ（分））とそのときの溶融粘度（η（Ｐｏｉｓｅ））を測定する。次に、図１に示すように経過時間（ｔ）と溶融粘度の対数換算値（常用対数ｌｏｇη）とをプロットする。例えば、Ａ（ｔ_１，ｌｏｇη_１）、Ｂ（ｔ_２，ｌｏｇη_２）とすると、Ｋ値は、Ａ点とＢ点を通過する直線の傾きとして算出することができる。つまり、Ｋ値＝（ｌｏｇη_２−ｌｏｇη_１）／（ｔ_２−ｔ_１）＝（ｌｏｇη_２／η_１）／△ｔとなる。ただし、△ｔ＝ｔ_２−ｔ_１である。なお、３点以上プロットする場合には最小二乗法によりＫ値を算出することができる。

上記のようにして算出されるＫ値が０．５未満であると、樹脂組成物が流動しにくくなってボイドが発生するものであり、図２（ｂ）のようなフレックスリジッドプリント配線板２を製造する場合には導体パターン５間の間隙を樹脂組成物で充填しにくくなる。逆にＫ値が２．０を超えると、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するものであり、図２（ｂ）のようなフレックスリジッドプリント配線板２を製造する場合には樹脂組成物がフレックス部７を汚染する。

樹脂組成物は、エポキシ樹脂として２官能エポキシ樹脂及び多官能エポキシ樹脂を含有することが好ましい。２官能エポキシ樹脂は、分子内にグリシジルエーテル基を２つ有するエポキシ樹脂であり、多官能エポキシ樹脂は、分子内にグリシジルエーテル基を３つ以上有するエポキシ樹脂である。この場合、２官能エポキシ樹脂と多官能エポキシ樹脂のそれぞれの固形分の重量比は９０：１０〜４０：６０の範囲であることが好ましい。これにより、プリプレグ１の樹脂組成物が適度な成形性及び流動性を得ることができるものである。なお、２官能エポキシ樹脂の含有量が多すぎると、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するおそれがある。逆に多官能エポキシ樹脂の含有量が多すぎると、樹脂組成物が流動しにくくなってボイドが発生するおそれがある。

２官能エポキシ樹脂の重量平均分子量は７００〜２５００の範囲であることが好ましい。これにより、プリプレグ１の樹脂組成物がさらに適度な成形性及び流動性を得ることができるものである。なお、２官能エポキシ樹脂の重量平均分子量が７００未満であると、樹脂組成物の溶融粘度が低くなりすぎるおそれがある。逆に２官能エポキシ樹脂の重量平均分子量が２５００を超えると、樹脂組成物の溶融粘度が高くなりすぎるおそれがある。

樹脂組成物は、ジシアンジアミド等の硬化剤を含有してもよい。この場合、硬化剤の含有率は、例えば、樹脂組成物の固形分の全量に対して５．０重量％以下に設定することができる。

樹脂組成物は、寸法安定性等を高めるため、水酸化アルミニウム等の充填材を含有してもよい。この場合、充填材の含有率は、例えば、樹脂組成物の固形分の全量に対して５０重量％以下に設定することができる。

樹脂組成物は、２−エチル−４−メチルイミダゾール等の硬化促進剤を含有してもよい。

樹脂組成物は、難燃性を確保するため、リンなどを含有してもよい。リンは、エポキシ樹脂等の樹脂を構成する元素として含有されていても、また樹脂とは別の難燃剤を構成する元素として含有されていてもよい。樹脂組成物の固形分の全量に対してリン含有率は１．４〜３．５重量％であることが好ましい。これにより、プリプレグ１が難燃性を得ることができるものである。なお、リン含有率が１．４重量％未満であると、プリプレグ１が十分な難燃性を得ることができないおそれがある。逆にリン含有率が３．５重量％を超えると、プリプレグ１の耐熱性が低下するおそれがある。

そして、樹脂組成物は、エポキシ樹脂等の樹脂、必要に応じて硬化剤、硬化促進剤、充填材、さらにジメチルフォルムアミド等の溶剤を配合して希釈することによって調製することができる。

本発明に係るプリプレグ１は、上記の樹脂組成物を基材に含浸させ、これを樹脂組成物が半硬化状態となるまで加熱して乾燥させることによって製造することができる。ここで、基材としては、例えば、ガラス布（ガラスクロス）又はガラス不織布（ガラスペーパ）等を用いることができる。

本発明に係るプリント配線板は、上記のプリプレグ１を積層して形成されている。例えば、図２（ａ）のようにフレキシブル基板３の両端部の両面にプリプレグ１を介してリジッド基板４を配置し、これらを図２（ｂ）のように加熱加圧成形することによって、フレックスリジッドプリント配線板２を製造することができる。なお、フレキシブル基板３及びリジッド基板４の表面にはあらかじめ導体パターン５が形成されており、プリプレグ１は、この導体パターン５が形成された面に積層される。

上記のようにして得られたフレックスリジッドプリント配線板２においては、プリプレグ１がある程度の成形性を有しているので、リジッド部６において導体パターン５間の間隙を樹脂組成物で充填することができ、ボイドの発生を抑制することができるものである。また、加熱加圧成形時に基材から樹脂組成物が必要以上に流出するのを抑制することができるので、フレックス部７が樹脂組成物で汚染されにくいものである。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例１〜８及び比較例１〜３）
エポキシ樹脂として、リン含有２官能エポキシ樹脂である新日鐵化学（株）製「ＦＸ−３０５ＥＫ７０」（重量平均分子量：９４０）、多官能エポキシ樹脂であるＤＩＣ（株）製「Ｎ−６９０７５Ｍ」、リン含有多官能エポキシ樹脂である新日鐵化学（株）製「ＦＸ−２８９ＥＫ７５」、２官能エポキシ樹脂であるＤＩＣ（株）製「ＥＰＩＣＬＯＮ４０５０」（重量平均分子量：１９００）、２官能エポキシ樹脂であるＤＩＣ（株）製「ＥＰＩＣＬＯＮ８５０−Ｓ」（重量平均分子量：３８０）、２官能エポキシ樹脂であるＤＩＣ（株）製「ＥＰＩＣＬＯＮ７０５０」（重量平均分子量：３８５０）、臭素化エポキシ樹脂であるＤＩＣ（株）製「ＥＰＩＣＬＯＮ１５３」を用いた。

硬化剤として、ジシアンジアミドを用いた。

充填材として、水酸化アルミニウムである住友化学（株）製「ＣＬ３０３Ｍ」を用いた。

硬化促進剤として、２−エチル−４−メチルイミダゾールを用いた。

溶剤として、ジメチルフォルムアミドを用いた。

そして、表１に示す配合量でエポキシ樹脂、硬化剤、充填材、硬化促進剤、溶剤を配合することによって、実施例１〜８及び比較例１〜３の樹脂組成物を調製した。

（樹脂流れ性）
各樹脂組成物について、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０２．３．１７．２に基づいて樹脂流れ性を評価した。

（ボイドの有無）
各樹脂組成物を基材（日東紡績（株）製７６２８クロス（ＷＥＡ１９ＢＳ２３６））に含浸し、これを１３０℃で加熱して乾燥させることによってプリプレグを製造した。このプリプレグを８枚重ね、さらにこの両側に離型フィルム（デュポン（株）製「テドラーフィルム」）を重ね、これを１７０℃、５ＭＰａ、９０分の条件で加熱加圧成形することによって積層板を製造した。そして、この積層板について目視によりボイドの有無を確認した。

（難燃性）
各樹脂組成物を基材（日東紡績（株）製７６２８クロス（ＷＥＡ１９ＢＳ２３６））に含浸し、これを１３０℃で加熱して乾燥させることによってプリプレグを製造した。このプリプレグについてＵＬ（Underwriters Laboratories Inc.）によるＵＬ−９４に基づいて難燃性を評価した。

以上の結果を表１に示す。

表１から明らかなように、比較例１〜３の樹脂組成物は、１３０℃での最低溶融粘度は１０００００〜８０００００Ｐｏｉｓｅであるが、Ｋ値が０．５〜２．０の範囲を逸脱しているので、ボイドが発生したり又は樹脂組成物が必要以上に流動したりすることが確認された。

これに対して、実施例１〜８の樹脂組成物は、１３０℃での最低溶融粘度は１０００００〜８０００００Ｐｏｉｓｅであり、かつ、Ｋ値が０．５〜２．０の範囲内にあるので、ボイドの発生を抑制でき、さらに樹脂組成物が必要以上に流動することも抑制できることが確認された。

１プリプレグ

Claims

１３０℃での最低溶融粘度が１０００００〜８０００００Ｐｏｉｓｅであり、かつ、１３０℃での１分当たりに対する、対数換算した溶融粘度の比率である傾きの値が０．５〜２．０である樹脂組成物を基材に含浸して形成されていることを特徴とするプリプレグ。
前記樹脂組成物が２官能エポキシ樹脂及び多官能エポキシ樹脂を含有し、前記２官能エポキシ樹脂と前記多官能エポキシ樹脂の重量比が９０：１０〜４０：６０であることを特徴とする請求項１に記載のプリプレグ。
前記２官能エポキシ樹脂の重量平均分子量が７００〜２５００であることを特徴とする請求項２に記載のプリプレグ。
前記樹脂組成物がリンを含有し、前記樹脂組成物全量に対してリン含有率が１．４〜３．５重量％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプリプレグ。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプリプレグを積層して形成されていることを特徴とするプリント配線板。