JP2762544B2 - 低誘電率プリント配線板材料 - Google Patents

低誘電率プリント配線板材料

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、実質的に低誘電率で、高速演算や高周波回
路に最適なプリント配線板材料であり、特に板厚の薄い
多層プリント配線板用材料として好適なものである。
〔従来の技術およびその課題〕 低誘電率多層プリント配線板として、フッ素樹脂/ガ
ラス布補強板がしられている。しかし、350℃以上の高
温で接着させなければならない欠点があった。
又、フッ素繊維織布を基材とする熱硬化性樹脂積層板
や多孔質フッ素樹脂シートを基材とする熱硬化性樹脂積
層板が知られているが、高価であるという欠点があり、
また、ガラス布を基材としフッ素樹脂粉末を混合した熱
硬化性樹脂組成物を用いる積層板が知られているが金属
箔の接着性に劣る欠点があった。
更に、特開昭63−69106号公報には、フッ素樹脂不織
布を基材とする積層板が示されているが、フッ素樹脂の
みでは、引っ張り強度が弱く、伸びが大きく、又、熱硬
化性樹脂との密着性に劣るという欠点があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記の問題点を解決し、実質的に低誘電率層
上にプリント配線を形成できる方法について鋭意検討し
た結果完成したものである。
すなわち、本発明は、フッ素樹脂繊維と耐熱性のエン
ジニアリングプラスチック繊維とからなる混抄不織布を
基材とし、硬化物の誘電率が1MHzで3.5以下であるシア
ン酸エステル系樹脂とを組み合わせてなる絶縁層からな
る低誘電率プリント配線板材料であり、該耐熱性のエン
ジニアリングプラスチック繊維としては、全芳香族ポリ
アミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイ
ミドおよび全芳香族ポリエステルなどで例示される一種
或いは二種以上のプラスチック製の繊維であり、特に全
芳香族ポリアミド繊維を用いた低誘電率プリント配線板
材料である。
以下、本発明の構成を説明する。
本発明のフッ素樹脂繊維と耐熱性のエンジニアリング
プラスチック繊維との混抄不織布とは、モノフィラメン
トの直径が10〜40μm、長さが0.1〜10cmの多孔質或い
は非多孔質のフッ素樹脂繊維とモノフィラメントの直径
が5〜40μm、長さが0.1〜10cmの耐熱性のエンジニア
リングプラスチック繊維を80:20〜20:80の重量比にて乾
式法或いは湿式法により不織布としたものである。厚さ
は30〜200μm、より好適には50〜100μmで、重量は厚
さ50μmで20〜60g/m2が好ましい。
フッ素樹脂繊維用のフッ素樹脂はポリテトラフロロエ
チレン、テトラフロロエチレン・ヘキサフロロプロピレ
ン共重合体、オレフィン−テトラフロロエチレン共重合
体などが挙げられる。又、耐熱性のエンジニアリングプ
ラスチックは、全芳香族ポリアミド(アラミド繊維)、
ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミドおよ
び全芳香族ポリエステルなどが例示され、特にアラミド
繊維が好適である。
乾式法は、両繊維を所定の比率で混合し、網状物等の
上にランダムに配置し、加熱、その他の手段でフッ素繊
維と耐熱性のエンジニアリングプラスチック繊維とを部
分的に融着させる方法が例示され、融着を促進する目的
で、フッ素樹脂、低誘電率の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹
脂などの微粉末や繊維を補助的に使用することも出来
る。また、湿式法は、両繊維を所定の比率で水等に分散
した後、抄造する方法であり、この分散系にフッ素樹脂
微粒子を懸濁分散させ、繊維間に付着した微粒子を乾燥
中又は乾燥後に溶融して固定する方法などが例示され、
また、補助的に分散工程で変質しない低誘電率の熱可塑
性樹脂やゴムなどを使用することも出来る。
さらに、抄造に当たって補助的にD−ガラス、S−ガ
ラス、SII−ガラス、T−ガラス、石英ガラスなどの低
誘電率ガラスの繊維、その他のセラミックス類などを20
重量%以下の量で使用することもできる。
不織布は、そのままでも使用可能であるが、熱硬化性
樹脂との密着性を改良する目的で表面処理したものを使
用することが好適であり、この方法としては、プラズマ
処理、シランカップリング剤やチタネートカップリング
剤などのカップリング剤処理、フッ素系界面活性剤など
のノニオン系の耐熱性界面活性剤処理などが例示され、
適宜組み合わせて使用できる。
次に、本発明の誘電率が3.5以下であるシアン酸エス
テル系樹脂とは、シアナト樹脂(特公昭41−1928号、同
45−11712号、同44−1222号、ドイツ特許第1190184号、
USP−4,578,439等)、シアン酸エステル−マレイミド樹
脂、シアン酸エステル−マレイミド−エポキシ樹脂(特
公昭54−30440号等、特公昭52−31279号、USP−4110364
等)、シアン酸エステル−エポキシ樹脂(特公昭46−41
112号)、シアナト樹脂に無置換又はハロゲン原子や低
級アルキル基の置換した芳香核が直鎖状に平均で2〜7
個結合した高沸点化合物を配合してなる組成物である。
これらのシアン酸エステル系樹脂には、硬化剤や硬化触
媒として公知のアミン類、酸無水物類、フェノール類、
有機金属塩類、金属キレート化合物、有機過酸化物など
を配合できる。
また、上記のシアン酸エステル系樹脂には、これらの
他に、可撓性付与、接着性或いは親和性(特に基材繊維
との接着性や親和性)付与、耐熱焼性付与、離型性付
与、消泡などの目的で、シリコーン系化合物、フッ素系
化合物、ノニオン系の耐熱性の界面活性剤、シランカッ
プリング剤、チタネートカップリング剤、ワックス類、
ジエン系ゴム類、非晶性乃至低結晶性の飽和ポリエステ
ル樹脂、ウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン
樹脂などの化合物や樹脂類;粘度調製剤として反応型の
低分子量化合物類(反応性希釈剤)、例えばスチレンな
どの芳香族ビニル化合物、トリメチロールプロパントリ
(メタ)アクリレートなどのアクリレート類、モノグリ
シジルエーテルなどを樹脂成分の30重量%未満の量で添
加することもできるものであり、カップリング剤類を基
材との接着性の向上のために用いることは好ましい。
上記した耐熱性のエンジニアリングプラスチック繊維
/フッ素繊維の不織布にシアン酸エステル系樹脂を含浸
・塗布・付着させてプリプレグを製造する方法は公知の
方法で良い。不織布に付着させる樹脂の量は、プリプレ
グ全体積に対して45〜85体積%の範囲が好適である。具
体的な方法としては、シアン酸エステル系樹脂を溶剤に
溶解したワニスとして不織布に含浸、乾燥とする方法;
無溶剤で常温もしくは加温下に液状のシアン酸エステル
系樹脂を得、これを含浸する方法;シアン酸エステル系
樹脂粉体を準備し、これを不織布に均一に配置し、加熱
溶融して不織布に固定する方法などである。これら方法
には、適宜、真空、溶剤溶液、溶剤蒸気、その他の空気
を実質的に除去した後に、含浸する方法を用いる。
本発明の金属箔とは、通常の金属箔張積層板に使用さ
れる公知の銅箔、鉄箔、アルミニウム箔、アルミニウム
/銅箔、その他である。金属箔の片面もしくは両面が表
面処理されていてもよく、又、接着剤付きの金属箔とし
て使用してもよい。
本発明のプリント配線板用の積層材料は、以上説明し
たプリプレグ、又は該プリプレグと金属箔とを用いて、
公知の方法により積層成形し、一体化することにより製
造される積層板、金属箔張積層板、中間層用のプリント
配線を形成した内層板、およびプリプレグ自体をいう。
なお、積層成形に当たって、上記のプリプレグ以外の
プリプレグを一部併用することも当然に可能である。
〔実施例〕
以下,実施例によって本発明をさらに具体的に説明す
る。尚、実施例中の部、%は特に断らない限り重量基準
である。
実施例1 直径22μm、平均長さ30mmのポリテトラフロロエチレ
ン繊維と直径12μm、長さ5mmのアラミド繊維とを重量
比50:50で用いて構成された厚さ100μm、重さ45g/m2
不織布をアルゴンプラズマ処理(0.2 Torr,110kHz,25k
V,1分間)した後、エポキシシランカップリング剤処理
を施した。
2,2−ビス(4−シアナトフェニル)プロパンのプレ
ポリマー(数平均分子量1,000)95部、ビスフェノール
A型エポキシ樹脂(エポキシ当量450〜500)5部及びア
セチルアセトン鉄0.01部をメチルエチルケトン(以下、
MEKと記す)に溶解してワニス(以下、ワニス1と記
す)とした。なお、この樹脂を硬化した後の誘電率は3.
3(at 1MHz)であった。
ワニス1に、上記の不織布を含浸し、140℃で6分間
乾燥して樹脂量71%のプリプレグ(以下、CFA1と記す)
を得、該CFA1を8枚重ね、その両面に厚み18μmの銅箔
を重ね、180℃、2時間、20kg/cm2で積層成形し、厚み
0.8mmの両面銅張積層板を製造した。
この積層板の1MHzの誘電率は3.2、誘電正接は0.006
0、280℃のハンダ耐熱性は30秒以上で膨れなし、銅箔剥
離強度1.0kg/cm(18μm銅箔)であった。
実施例2 直径22μm、平均長さ30mmのポリテトラフロロエチレ
ン繊維 55%、テトラフロロエチレン/パーフロロアル
キルビニルエーテル共重合体の微粉末 5%及び直径30
μm、平均長さ5mmのポリエーテルスルホン繊維とを重
量比で60:40で用いた厚さ100μm、重さ80g/m2の不織布
を実施例1と同様のアルゴンプラズマ処理した後、アミ
ノシランカップリング剤処理を施した。
2,2−ビス(4−シアナトフェニル)プロパンのプレ
ポリマー(数平均分子量1,000)90部、ポリエーテルス
ルフォン 10部及びオクチル酸亜鉛0.03部を塩化メチレ
ン(以下、MCと記す)に溶解してワニス(以下、ワニス
2と記す)とした。尚、この樹脂を硬化した後の誘電率
は3.4(at 1MHz)であった。
ワニス2に、上記の不織布を含浸し、150℃で6分間
乾燥して樹脂量70%のプリプレグ(以下、CF 2と記す)
を得た。
他方、ワニス2に、厚み100μmのD−ガラス平織織
布を浸し、140℃で6分間乾燥して樹脂量50%のプリプ
レグ(以下、FGP1と記す)を得、該FGP1を2枚重ね、そ
の両面に厚み35μmの両面粗化銅箔を重ね、さらに保護
フィルムを重ねて180℃、2時間、40kg/cm2で積層成形
し、厚み0.2mmの両面銅張積層板を製造した。この積層
板の1MHzにおける誘電率は3.9、誘電正接は0.0035であ
った。
この両面銅張積層板をエッチング加工して所定の中間
配線網などを形成し、内層板とした。
この内層板3種及びその両側に厚さ18μmの銅箔を上
記で製造したCF 2を2枚づつ介して重ねた後、180℃、
2時間、20kg/cm2で積層成形し、厚み1.4mmの6層の内
層を有する多層板を得た。
この多層板の内層配線の1MHzにおける実効誘電率は3.
6、誘電正接は0.0040であった。
また、多層板を半田耐熱試験したが280℃,30秒でも、
層間剥離等の不良は無かった。
〔発明の作用および効果〕
以上、詳細な説明、実施例などから明白な如く、本発
明の耐熱性エンジニアリングプラスチック繊維とフッ素
繊維とを抄造してなる不織布を基材とするプリント配線
板用材料は、誘電特性等に優れ、半田耐熱性、銅箔剥離
強度、などのプリント配線板に使用する場合の特性にも
優れたものである。
フッ素繊維のみを使用した不織布は一般に伸びが10%
以上と大きく、樹脂含浸工程で基材が伸び、得られたプ
リプレグを加熱積層成形する際に収縮が大きくなる欠点
がある。これに対して本発明の不織布は伸びが5%以内
と小さく、積層成形時の収縮という欠点が大幅に解消さ
れる。又、フッ素繊維のみでは、コロナ放電処理や金属
ナトリウム系表面処理剤による表面処理などを行った場
合でもなおシアン酸エステル系樹脂との密着性が不充分
であるため、曲げ応力等で樹脂とフッ素基材とが剥離し
易い欠点が生じる。これに対して本発明の混合抄造不織
布は、表面処理によって基材とシアン酸エステル系樹
脂、特に耐熱性エンジニアリングプラスチック繊維との
密着強度の著しい向上により曲げ応力等による樹脂と基
材との間の剥離などが大幅に防止され、プリント配線板
としての絶縁性などの劣化が防止される。
従って、本発明のプリント配線板用材料は、高周波回
路用のプリント配線板、多層プリント配線板、接着用プ
リプレグ等に最適なものであることが明白である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フッ素樹脂繊維と耐熱性エンジニアリング
    プラスチック繊維とからなる混抄不織布を基材とし、硬
    化物の誘電率が1MHzで3.5以下であるシアン酸エステル
    系樹脂とを組み合わせてなる絶縁層からなる低誘電率プ
    リント配線板材料。
  2. 【請求項2】該耐熱性のエンジニアリングプラスチック
    繊維が、全芳香族ポリアミド製である請求項1記載の低
    誘電率プリント配線板材料。
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