JP2019127494A - 石英ガラス繊維含有プリプレグ、石英ガラス繊維含有フィルム及び石英ガラス繊維含有基板 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、α線の放射量が極めて少なくかつＮａ＋、Ｌｉ＋、Ｋ＋のアルカリ金属イオン含有量が１ｐｐｍ以下と不純物元素が極めて少ないため半導体用途、特に誘電特性に優れた石英ガラス繊維含有プリプレグを提供することを目的とする。【解決手段】石英ガラス繊維含有プリプレグであって、（Ａ）石英ガラス繊維（Ｂ）硬化性樹脂組成物を含み、前記石英ガラス繊維が含有するα線量が０．００５ｃ／ｃｍ２・ｈｒ以下であり、かつ、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、Ｋ＋の金属イオン含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下であることを特徴とする石英ガラス繊維含有プリプレグ。【選択図】なし

Description

本発明は石英ガラス繊維含有プリプレグ、石英ガラス繊維含有フィルム及び石英ガラス繊維含有基板に関する。

デジタル技術の発展に伴い、パソコン、携帯電話に代表される電子機器の軽薄短小化、高機能化が進められ、例えば、代表部品であるプリント基板に対して高密度実装、軽薄短小化が必要とされている。これに対応するために、ガラス繊維含有基板及びフィルムに対する特性向上の強い要求がある。

また、コンピュータ、モバイル、通信インフラ等の高速・高周波化が進み、それに伴って、プリント配線基板に要求される特性として、伝送損失に優れた低誘電基板やフィルムが求められている（特許文献１）。

従来、基板やフィルムに用いられるガラスクロスとして、Ｅガラス繊維、Ｄガラス繊維から織布されたクロスが用いられてきた（特許文献２〜４参照）。ガラス繊維の中でも特に誘電率、誘電損失が小さな天然石英ガラス繊維が注目されたが、天然石英ガラス繊維は高価である事に加え、通常のガラス繊維に比較して非常に硬く、多層基板のバイアホール等の穴あけや切削加工が困難であるという欠点がある（特許文献５）。

特開２０１６−１３１２４３号公報 特開平９−７４２５５号公報 特開平２−６１１３１号公報 特開昭６２−１６９４９５号公報 特開２００４−９９３７７号公報

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、α線の放射量が極めて少なくかつＮａ^＋、Ｌｉ^＋、Ｋ^＋のアルカリ金属イオン含有量が１ｐｐｍ以下と不純物元素が極めて少ないため半導体用途、特に誘電特性に優れた石英ガラス繊維含有プリプレグを提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、本発明では、
石英ガラス繊維含有プリプレグであって、
（Ａ）石英ガラス繊維
（Ｂ）硬化性樹脂組成物
を含み、前記石英ガラス繊維が含有するα線量が０．００５ｃ／ｃｍ^２・ｈｒ以下であり、かつ、Ｎａ^＋、Ｌｉ^＋、Ｋ^＋の金属イオン含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下である石英ガラス繊維含有プリプレグを提供する。

このような石英ガラス繊維含有プリプレグであれば、半導体用途、特に誘電特性に優れた石英ガラス繊維含有プリプレグ、石英ガラス繊維含有フィルム及び石英ガラス繊維含有基板となる。

また、前記（Ａ）石英ガラス繊維の繊維径が３μｍ以上９μｍ以下であり、かつ、仮想温度が１，３００℃〜１，５００℃であることが好ましい。

このような繊維径及び仮想温度であれば、均一厚みの基板が形成でき、超薄基板やフィルム用の最適な材料となる。

また、（Ｂ）硬化性樹脂組成物が、シリコーン樹脂、硬化性ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、（メタ）アクリル樹脂から選択される熱硬化性樹脂及び／又は光硬化性樹脂のうち少なくとも１種類の硬化性樹脂を含むものであることが好ましい。

このような硬化性樹脂を含むものであれば、加工性、耐熱性、及び電気特性等に優れたものとなる。

また、前記（Ｂ）硬化性樹脂組成物が、さらに無機充填材を含有するものであることが好ましい。

このような無機充填材を含有するものであれば、硬化性樹脂組成物の低熱膨張特性、高弾性率、耐熱性、難燃性等を向上させることができる。

また、本発明では、上記の石英ガラス繊維含有プリプレグ１枚の硬化物からなる石英ガラス繊維含有フィルムを提供する。

本発明の石英ガラス繊維含有プリプレグを用いることで、このような石英ガラス繊維含有フィルムを作製することができる。

この場合、１．０ＧＨｚにおける誘電正接と１０ＧＨｚにおける誘電正接との差の絶対値が０以上０．０１以下であることが好ましい。

このような石英ガラス繊維含有フィルムであれば、各種電子部品への応用に好適な材料となる。

また、本発明では、上記の石英ガラス繊維含有プリプレグ２枚以上の積層硬化物からなる石英ガラス繊維含有基板を提供する。

本発明の石英ガラス繊維含有プリプレグを用いることで、このような石英ガラス繊維含有基板を作製することができる。

この場合、１．０ＧＨｚにおける誘電正接と１０ＧＨｚにおける誘電正接との差の絶対値が０以上０．０１以下であることが好ましい。

このような石英ガラス繊維含有基板であれば、各種電子部品への応用に好適な材料となる。

以上のように、本発明の石英ガラス繊維含有プリプレグであれば、α線の放射量が極めて少なくかつＮａ^＋、Ｌｉ^＋、Ｋ^＋のアルカリ金属イオン含有量が１ｐｐｍ以下と不純物元素が極めて少ないため半導体用途、特に誘電特性に優れた石英ガラス繊維含有プリプレグ、フィルム及び基板を提供することができる。また、フィラメント径が揃っていることから表面均一性に優れ、均一厚みの基板が成形でき、超薄基板やフィルム用の最適な材料の提供も可能である。

上述のように、α線の放射量が極めて少なくかつＮａ^＋、Ｌｉ^＋、Ｋ^＋のアルカリ金属イオン含有量が１ｐｐｍ以下と不純物元素が極めて少ないため半導体用途、特に誘電特性に優れた石英ガラス繊維含有プリプレグの開発が求められていた。

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、石英ガラス繊維の含有するα線の放射量を極めて少なく、かつＮａ^＋、Ｌｉ^＋、Ｋ^＋のアルカリ金属イオン含有量を１ｐｐｍ以下と、不純物元素を極めて少なくすることにより、良好な誘電特性をもつ石英ガラス繊維含有プリプレグを作製できることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明は、
石英ガラス繊維含有プリプレグであって、
（Ａ）石英ガラス繊維
（Ｂ）硬化性樹脂組成物
を含み、前記石英ガラス繊維が含有するα線量が０．００５ｃ／ｃｍ^２・ｈｒ以下であり、かつ、Ｎａ^＋、Ｌｉ^＋、Ｋ^＋の金属イオン含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下である石英ガラス繊維含有プリプレグである。

以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

以下、本発明の石英ガラス繊維含有プリプレグについて、さらに詳細に説明する。

［（Ａ）石英ガラス繊維］
本発明における石英ガラス繊維は、繊維状でもガラスクロスと呼ばれる布帛状でもよいが、取扱いが容易であるなどの理由で、石英ガラスクロスを用いるのが好ましい。石英ガラスクロスは、例えば、石英ガラスストランド及び／又は石英ガラスヤーンを用いて作製されたものである。石英ガラスストランド及び／又は石英ガラスヤーンは、上記石英ガラス繊維を５０本以上５００本以下束ねたものである。なお、本発明においては、繊維を撚らずに束ねたものをストランドと称し、繊維に撚りをかけて束ねたものをヤーンと称する。

石英ガラス繊維の仮想温度は１，３００℃〜１，５００℃の範囲であることが好ましく、上記仮想温度の範囲にあると加工性、量産性に優れ、かつ構造安定性に優れている。石英ガラス繊維の繊維径は３μｍ以上９μｍ以下であることが好ましい。

石英ガラス繊維が含有するＮａ、Ｋ、Ｌｉの３種類のアルカリ金属元素はカチオン化し、拡散係数が高いため誘電特性への影響が大きい。そのためこれらの金属イオン含有量は、それぞれ１ｐｐｍ以下であり、好ましくは０．５ｐｐｍ以下である。

他の元素含有量も、Ｃａ、Ｍｇの２種類のアルカリ土類金属元素含有量の総和が０．５ｐｐｍ以下、Ｃｕ及びＡｇの含有量の総和が０．２ｐｐｍ以下、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒの含有量の総和が１ｐｐｍ以下、及びＡｌの含有量が１ｐｐｍ以下であることが好ましい。

また、石英ガラス繊維が含有するα線量は０．００５ｃ／ｃｍ^２・ｈｒ以下であり、好ましくは０．００３ｃ／ｃｍ^２・ｈｒ以下である。この線量以下であれば、基板など電子部品用途で用いた場合、素子への影響が及びにくくなるため好ましい。

石英ガラス繊維として、天然石英ガラス及び／又は合成石英ガラスを原料とした石英ガラス繊維が使用できるが、上記不純物元素の含有量の低減を図るため、合成石英ガラスが好ましい。

［（Ｂ）硬化性樹脂組成物］
（Ｂ）硬化性樹脂組成物としては、以下の成分を配合したものを用いることができる。

＜硬化性樹脂＞
硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂及び／又は光硬化性樹脂であることが好ましく、常温（２５℃）では液状、半固形状、固形状のどの状態であっても構わない。具体的には、シリコーン樹脂、硬化性ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、（メタ）アクリル樹脂などが挙げられ、本発明の石英ガラス繊維含有プリプレグに用いられる（Ｂ）硬化性樹脂組成物は、これらから選択される硬化性樹脂の少なくとも１つを含むことが好ましい。中でもシリコーン樹脂、硬化性ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂、エポキシ樹脂が好適に用いられる。なお、硬化性樹脂は単独でも良いし、複数樹脂の併用でも構わない。

＜＜シリコーン樹脂＞＞
シリコーン樹脂は付加硬化型シリコーン樹脂と、縮合型シリコーン樹脂が挙げられる。
付加硬化型シリコーン樹脂としては、例えば、下記（ａ）〜（ｃ）成分、
（ａ）下記平均組成式（１）で示され、ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも２個以上有するオルガノポリシロキサン

（式中、Ｒ^１は独立に水酸基、炭素数１〜１０の脂肪族炭化水素基、炭素数５〜１０の脂環式炭化水素基、炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基、及び炭素数２〜１０のアルケニル基から選ばれる基であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄは、ａ≧０、ｂ≧０、ｃ≧０、ｄ≧０、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１を満足する数である。）
（ｂ）下記平均組成式（２）で示され、ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に少なくとも２個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン

（式中、Ｒ^２は独立に水素原子、または水酸基、炭素数１〜１０の脂肪族炭化水素基、炭素数５〜１０の脂環式炭化水素基、炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基から選ばれる基であり、ｅ、ｆ、ｇ、ｈは、ｅ≧０、ｆ≧０、ｇ≧０、ｈ≧０、ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１を満足する数である。）
（（ａ）成分と（ｂ）成分との配合比率は、（ａ）成分中のケイ素原子に結合したアルケニル基１モル当たり、（ｂ）成分中のケイ素原子に結合した水素原子の量が０．１〜５．０モルとなる量である）、及び
（ｃ）付加反応触媒
を含有したシリコーン樹脂が挙げられる。

また、縮合型シリコーン樹脂としては、下記（ｄ）成分、
（ｄ）下記平均組成式（３）で示され、１分子中に少なくとも２個以上の縮合反応性基を有するオルガノポリシロキサン

（式中、Ｒ^３は独立して水酸基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜１０の脂肪族炭化水素基、炭素数５〜１０の脂環式炭化水素基、炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基から選ばれる基であり、１分子中Ｒ^３の少なくとも２個以上は水酸基、または炭素数１〜６のアルコキシ基から選ばれる基であり、ｉ、ｊ、ｋ、ｌは、ｉ≧０、ｊ≧０、ｋ≧０、ｌ≧０、ｉ＋ｊ＋ｋ＋ｌ＝１を満足する数である。）
を含有したシリコーン樹脂が挙げられる。

（ｄ）は単独でも加熱することにより縮合し硬化するが、硬化を促進するために、別途縮合触媒を添加してもよい。

シリコーン樹脂は、ケイ素原子に結合した全有機基に対して１０モル％〜９９モル％、好ましくは１５モル％〜８０モル％、より好ましくは１７モル％〜７５モル％のケイ素原子に結合したアリール基を含有することが好ましい。

＜＜硬化性ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂＞＞
硬化性ポリイミド樹脂はその反応末端基の化学的性質によって分類される。これらの中でも、加工性やハンドリング性等の観点からマレイミド樹脂の使用が好ましい。以下はマレイミド樹脂ついて説明する。

マレイミド樹脂は、１分子内にマレイミド基を２つ以上含む化合物で、加熱によりマレイミド基が反応して硬化する樹脂であれば良い。マレイミド樹脂としては、Ｎ，Ｎ’−（４，４’−ジフェニルメタン）ビスマレイミド、ビス（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタンなどが挙げられるが、中でも主鎖に脂肪族炭化水素基を有するマレイミド樹脂は、耐熱性に優れるだけでなく、誘電特性にも優れるので好ましい。

また、硬化をより促進させるために反応開始剤を含有してもよい。反応開始剤としては限定されないが、過酸化物等が挙げられる。さらにはマレイミド基を反応しうる官能基を有する化合物を硬化剤として含有しても構わない。硬化剤としては、例えば、脂環式マレイミド類、芳香族マレイミド類、不飽和炭化水素、芳香族アミン類、脂肪族アミン類、脂環式アミン類、酸無水物類、イソシアネート類等が挙げられる。

＜＜エポキシ樹脂＞＞
エポキシ樹脂は、１分子中にエポキシ基を２つ以上含有していればよい。例えば、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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のナフタレン骨格含有型エポキシ樹脂、２官能ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ジヒドロアントラセン型エポキシ樹脂などが挙げられる。中でも、誘電特性及び熱膨張特性の観点からは、ナフタレン骨格含有型エポキシ樹脂又はビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂を用いることが好ましい。これらの中の１種類を単独で用いても、２種類以上を併用しても構わない。

また、エポキシ樹脂と反応する硬化剤を使用してもよく、その種類は特に制限されない。例えば、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、さらにはベンゾオキサジン化合物が挙げられる。これらの硬化剤は単独で用いてもよく、２種類以上を併用しても構わない。エポキシ樹脂と硬化剤の配合比率としては、硬化剤のエポキシ基と反応しうる活性基が１．０当量に対し、エポキシ樹脂中のエポキシ基が０．５〜２．０当量となる割合で配合し、好ましくは０．６〜１．８で、より好ましくは０．８〜１．５である。この割合であると、硬化後のガラス転移温度などの特性に優れ、信頼性の高い基板やフィルムになる。

さらに、エポキシ樹脂と硬化剤の反応性を高めるために硬化促進剤を添加しても構わない。硬化促進剤としては、特に制限されず、例えばアミン類やイミダゾールのような窒素系硬化促進剤や４級ホスホニウム塩のようなリン系硬化促進剤、さらには有機金属塩類及びこれらの誘導体が挙げられる。

＜＜シアネート樹脂＞＞
シアネート樹脂はシアネート基を１分子中に２個以上有すものであれば、特に限定されないが、例えば、ハロゲン化シアン化合物とフェノール類やナフトール類とを反応させ、必要に応じて加熱等の方法でプレポリマー化することによって得られるものを用いることができる。

シアネート樹脂としては、例えば、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノール型シアネート樹脂、ナフトールアラルキル型シアネート樹脂、ジシクロペンタジエン型シアネート樹脂、ビフェニルアルキル型シアネート樹脂などが挙げられる。このうち、シアネート基当量が小さいものは硬化収縮が小さく、低熱膨張係数、高ガラス転移温度の硬化物を得ることができる。これらの中の１種類を単独で用いても、２種類以上を併用しても構わない。

さらに硬化剤や硬化触媒を含んでも構わない。硬化剤や硬化触媒の種類は特に限定は無く、硬化剤としてはフェノール系硬化剤やジヒドロキシナフタレン化合物などが挙げられ、硬化促進剤としては１級アミンや金属錯体などが挙げられる。

＜＜（メタ）アクリル樹脂＞＞
（メタ）アクリル樹脂としては、例えば（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸エステル及び（メタ）アクリルアミド等の重合体並びに共重合体などが挙げられるが、（メタ）アクリル骨格を有する樹脂であればよく、アクリロイル基やメタクリロイル基等の反応性基で硬化する樹脂には限定されない。

また、硬化性の調整のために、過酸化物のようなラジカル重合開始剤や光重合開始剤、（メタ）アクリル樹脂が有する反応性基の反応を促進する硬化促進剤を加えても構わない。これらの樹脂は各樹脂群の中の１種類を単独で用いても、２種類以上を併用しても構わない。さらに各樹脂群から選ばれた樹脂を２種類以上併用しても構わない。特に（Ｂ−２）のマレイミド樹脂（化合物）と（Ｂ−４）のシアネート樹脂（化合物）の混合組成物はＢＴレジンとして知られており、加工性や耐熱性、電気特性などに優れる。

＜無機充填材＞
（Ｂ）硬化性樹脂組成物には、さらに無機充填材を含有することが好ましい。任意に適切な無機充填材を含有させることで、硬化性樹脂組成物の低熱膨張特性、高弾性率性、耐熱性、難燃性等を向上させることができる。

無機充填材としては、通常エポキシ樹脂組成物などの熱硬化性樹脂組成物に配合されるものを使用することができ、特に制限されないが、例えば、シリカ、クリストバライト化シリカ、アルミナ、酸化チタン、マイカ、ベリリア、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、炭酸アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、焼成クレー、タルク、ホウ酸アルミニウム、炭化ケイ素等が挙げられる。中でも低熱膨張率を得るためにはシリカの配合が好ましく、特に高充填にするために球状シリカの配合がより好ましい。これらは１種類を単独で用いても、２種類以上を併用してもよい。

無機充填材の形状及び粒径についても特に制限はない。無機充填材の形状は、例えば、球状でも破砕状でもよいが、前述のとおり、高充填するには球状であることが好ましい。無機充填材の粒径は、例えば、０．０１〜５０μｍとすることができ、好ましくは０．０１〜２０μｍ、より好ましくは０．１〜１５μｍ、さらに好ましくは０．１〜１０μｍである。ここで、粒径とは、平均粒子径を指し、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値Ｄ_５０（またはメジアン径）として求めた値とすることができる。

上述の硬化性樹脂に対する無機充填材の配合割合は、特に限定されないが、硬化性樹脂の接着性、靭性、耐熱性、耐薬品性等の観点から、硬化性樹脂成分の合計量１００質量部に対して、１〜１，０００質量部の範囲であることが好ましく、硬化性樹脂の熱膨張を抑制しつつ、硬化後の靱性を維持する観点から、１００〜８００質量部であることがより好ましい。

＜その他添加剤＞
必要に応じて、上述の硬化剤・硬化促進剤だけでなく、接着助剤、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、熱可塑性樹脂、顔料、樹脂粒子など各種の添加剤を配合することができる。なお、添加剤としては、公知のものを使用することができる。

＜＜接着助剤＞＞
（Ｂ）硬化性樹脂組成物に接着性を付与するため、接着助剤（接着性付与剤）を添加することができる。接着助剤としては、例えば、１分子中にケイ素原子に結合した水素原子（Ｓｉ−Ｈ基）、ケイ素原子に結合したアルケニル基（例えばＳｉ−ＣＨ＝ＣＨ_２基）、アルコキシシリル基（例えばトリメトキシシリル基）、エポキシ基（例えばグリシドキシプロピル基、３，４−エポキシシクロヘキシルエチル基）、イソシアネート基（例えばオルガノオキシシリル変性イソシアヌレート化合物及びその加水分解縮合物）等を官能基として含むシラン、シロキサンが挙げられる。なお、接着助剤は、１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。

＜＜カップリング剤＞＞
（Ａ）石英ガラス繊維と（Ｂ）硬化性樹脂組成物との結合強度を強くしたり、硬化性樹脂組成物の石英ガラス繊維への濡れ性を向上させたりするために、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤などのカップリング剤を添加することが出来る。また、予め石英ガラス繊維の表面をカップリング剤処理した石英ガラス繊維を用いてもよい。

カップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシ官能性アルコキシシラン；Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ官能性アルコキシシラン；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト官能性アルコキシシランなどのシランカップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネートなどのチタネートカップリング剤が使用される。なお、表面処理に用いるカップリング剤の配合量及び表面処理方法については、特に限定されない。

＜＜熱可塑性樹脂＞＞
さらに特性の改善のために誘電特性改良、応力緩和材として熱可塑性樹脂を添加してもよい。熱可塑性樹脂として、フッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、スチレン−エチレン−ブチレン共重合体、シクロオレフィンポリマー、アクリルブロック共重合体などが挙げられ、これらは任意の量を添加することができる。

＜＜顔料、染料＞＞
着色の目的で顔料や染料を添加しても良い。顔料として、カーボンブラック、チタンブラック、カオリン、合成酸化鉄赤、ニッケルチタン黄、含水酸化クロム、酸化クロム、アルミ酸コバルト、合成ウルトラマリン青などの無機顔料などが挙げられる。染料として、イソインドリノン、イソインドリン、キノフタリン、キサンテン、ジケトピロロピロール、ペリレン、ペリノン、アントラキノン、インジゴイド、オキサジン、キナクリドン、ベンツイミダゾロン、ビオランスロン、フタロシアニン、アゾメチンなどが挙げられ、これらは任意の量を添加することができる。

［石英ガラス繊維含有プリプレグ、フィルム及び基板の製造方法］
本発明の石英ガラス繊維含有プリプレグの製造方法としては、特に限定されない。一般的なガラス繊維含有プリプレグなどの製造方法を適用することができる。例えば、一般的なガラス繊維への硬化樹脂の塗布方法（コーティング方式）に準じて製造することができる。

コーティング方式としては、例えば、ダイレクトグラビアコーター、チャンバードクターコーター、オフセットグラビアコーター、一本ロールキスコーター、リバースキスコーター、バーコーター、リバースロールコーター、スロッタダイ、エアードクターコーター、正回転ロールコーター、ブレードコーター、ナイフコーター、含浸コーター、ＭＢコーター、ＭＢリバースコーターなどの塗工装置を用いることができる。

塗布性を向上、確保するために（Ｂ）硬化性樹脂組成物を溶媒で希釈してもよい。硬化性樹脂の溶解特性から有機溶剤を単独あるいは２種以上混合して用いることができる。有機溶剤の例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコールエーテル類、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテルなどのエーテル類などが挙げられる。

使用する硬化性樹脂組成物により条件は異なるが、例えば、上記の方法によって石英ガラス繊維に塗布した後、２５〜１５０℃、好ましくは５０〜１２０℃で乾燥し、Ｂステージ化することによって、石英ガラス繊維含有プリプレグを得ることができる。得られたプリプレグを２５〜３００℃で１分間〜２４時間加熱硬化することで石英ガラス繊維含有フィルムや石英ガラス繊維含有基板を得ることができる。なお、本発明では、前記プリプレグ１枚を加熱硬化することによって得られるものを石英ガラス繊維含有フィルム、前記プリプレグ２枚以上を積層して加熱硬化することで得られるものを石英ガラス繊維含有基板と呼ぶこととする。

なお、基板を作製する際は、加熱すると同時に加圧成形してもよい。この場合、油圧プレス、真空プレスなどを用いて、５〜５０ＭＰａの圧力を掛けて成形することが好ましい。本発明の石英ガラス繊維含有基板及び石英ガラス繊維含有フィルムは誘電特性に優れる。具体的には、１．０ＧＨｚにおける誘電正接と１０ＧＨｚにおける誘電正接の差の絶対値が０以上０．０１以下であることが好ましい。この範囲内であれば、その低誘電特性を利用した各種電子部品への応用に好適な材料となる。

このように製造された石英ガラス繊維含有フィルム及び基板は、α線の放射量が極めて少なくかつＮａ、Ｌｉ、Ｋのアルカリ金属元素含有量が１ｐｐｍ以下で、他の不純物元素も極めて少ないため半導体用途、特にコンピュータ、モバイル、通信インフラ等の高速・高周波化に伴ってプリント配線基板などに要求される伝送損失、誘電特性に優れた石英ガラス繊維含有フィルムや基板となる。また、フィラメント径が揃っていることから表面均一性に優れ、厚さの均一な基板が成形でき、超薄基板やフィルムを得ることが可能となる。

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

石英ガラス繊維の調製
下記表１に示すガラスを用いて、実施例１〜２、比較例１〜７に用いる厚さ０．１ｍｍのガラスクロスを調製した。種類やα線量、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋの各イオン分も表１に記載する。なお、比較例６及び７の石英ガラスクロスは実施例１の石英ガラスクロスの作製時にイオン分を添加することで調製した。

硬化性樹脂組成物の調製
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（商品名：ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９５、（株）ＤＩＣ製）１０質量部、フェノールノボラック樹脂（商品名ＰＥＨＮＯＬＩＴＥ ＴＤ−２０９０、（株）ＤＩＣ製）５質量部、イミダゾール系硬化促進剤（商品名：２Ｅ４ＭＺ、（株）四国化成製）０．１質量部、球状シリカ（商品名：ＳＣ−２０５０−ＳＥ、（株）アドマテックス製）８５質量部及びＭＥＫ溶剤５０質量部からなるフィラー含有エポキシ樹脂組成物のスラリーを調製した。

石英ガラス繊維含有プリプレグ及びフィルムの作製
表１に示す各ガラスクロスを上記フィラー含有エポキシ樹脂組成物スラリーに含浸させた後、１００℃で１０分間乾燥させてプリプレグを作製し、さらに１８０℃で４時間本硬化させることでガラスクロス含有フィルムを作製した。なお、樹脂の付着量はすべて５５質量％であった。

誘電正接の測定
実施例１〜２、比較例１〜７の石英ガラス繊維含有フィルム及びその他のガラスクロス含有フィルムについて、ネットワークアナライザ（キーサイト社製 Ｅ５０６３−２Ｄ５）とストリップライン（キーコム株式会社製）を接続し、上記フィルムの周波数１．０ＧＨｚにおける誘電正接ｔａｎδ１と、１０ＧＨｚにおける誘電正接ｔａｎδ２を測定し、数式｜ｔａｎδ１−ｔａｎδ２｜の値を計算した。結果を表２に示す。

誘電率の測定
実施例１〜２、比較例１〜７の石英ガラス繊維含有フィルム及びその他のガラスクロス含有フィルムについて、ネットワークアナライザ（キーサイト社製 Ｅ５０６３−２Ｄ５）とストリップライン（キーコム株式会社製）を接続し、上記フィルムの周波数１．０ＧＨｚにおける誘電率を測定した。結果を表２に示す。

［実施例１、２］
表２のとおり、実施例１、２では、純度の高い石英ガラスクロスを用いることで誘電特性が良好な値を示すことがわかった。よって、本発明は有用であることが示された。

［比較例１〜７］
一方、本発明の石英ガラス繊維含有シートを用いなかった比較例１〜７においては、誘電特性は、実施例に比べて劣る結果となった。

以上のように、本発明の石英ガラス繊維含有プリプレグであれば、α線の放射量が極めて少なくかつＮａ^＋、Ｌｉ^＋、Ｋ^＋のアルカリ金属イオン含有量が１ｐｐｍ以下と不純物元素が極めて少ないため半導体用途、特に誘電特性に優れたもであることが明らかとなった。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

Claims (8)

1. 石英ガラス繊維含有プリプレグであって、
   （Ａ）石英ガラス繊維
   （Ｂ）硬化性樹脂組成物
   を含み、前記石英ガラス繊維が含有するα線量が０．００５ｃ／ｃｍ^２・ｈｒ以下であり、かつ、Ｎａ^＋、Ｌｉ^＋、Ｋ^＋の金属イオン含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下であることを特徴とする石英ガラス繊維含有プリプレグ。
2. 前記（Ａ）石英ガラス繊維の繊維径が３μｍ以上９μｍ以下であり、かつ、仮想温度が１，３００℃〜１，５００℃であることを特徴とする請求項１に記載の石英ガラス繊維含有プリプレグ。
3. 前記（Ｂ）硬化性樹脂組成物が、シリコーン樹脂、硬化性ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、（メタ）アクリル樹脂から選択される熱硬化性樹脂及び／又は光硬化性樹脂のうち少なくとも１種類の硬化性樹脂を含むものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の石英ガラス繊維含有プリプレグ。
4. 前記（Ｂ）硬化性樹脂組成物が、さらに無機充填材を含有するものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の石英ガラス繊維含有プリプレグ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の石英ガラス繊維含有プリプレグ１枚の硬化物からなることを特徴とする石英ガラス繊維含有フィルム。
6. １．０ＧＨｚにおける誘電正接と１０ＧＨｚにおける誘電正接との差の絶対値が０以上０．０１以下であることを特徴とする請求項５に記載の石英ガラス繊維含有フィルム。
7. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の石英ガラス繊維含有プリプレグ２枚以上の積層硬化物からなることを特徴とする石英ガラス繊維含有基板。
8. １．０ＧＨｚにおける誘電正接と１０ＧＨｚにおける誘電正接との差の絶対値が０以上０．０１以下であることを特徴とする請求項７に記載の石英ガラス繊維含有基板。