JP2943892B2 - 電気絶縁積層板原紙 - Google Patents

電気絶縁積層板原紙

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JP2943892B2 JP4314042A JP31404292A JP2943892B2 JP 2943892 B2 JP2943892 B2 JP 2943892B2 JP 4314042 A JP4314042 A JP 4314042A JP 31404292 A JP31404292 A JP 31404292A JP 2943892 B2 JP2943892 B2 JP 2943892B2
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光弘 村本
泰徳 南里
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/0353Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/0366Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement reinforced, e.g. by fibres, fabrics

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  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気絶縁積層板に用いら
れるシート状紙基材に関するものであり、詳しくは耐熱
性が良好な積層板を製造するのに用いられる積層板原紙
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】積層板原紙は、フェノール樹脂、ポリエ
ステル樹脂などにより加工されて、主にプリント配線基
板として民生用、産業用の電子機器など広範な分野に使
用されている。
【0003】近年、電子部品の性能の高度化に伴いプリ
ント配線基板の使用条件が苛酷になり、電気絶縁積層板
原紙に要求される物性も一段と厳しくなっている。特に
基板上の配線の高密度化に対応するために、耐熱性、打
抜き加工性、寸法安定性及び電気絶縁性などの良好な積
層板の要望が強くなっている。また、ハンダ付け工程の
高速化及び高密度化、基板上に実装される電子部品から
の発熱量の増大により、耐熱性に関しては、特に要求水
準が厳しくなってきている。
【0004】従来積層板原紙には、木材から製造される
晒クラフトパルプが広く用いられているが、耐熱性など
の特性に満足の行く適性が得られていないのが現状であ
る。このため、αセルロース含有量の高いパルプ、精製
度の高い溶解パルプ及びコットンリンターパルプを用い
る方法(特開昭60-7952 号公報、特開昭64-14398号公
報)もあるが、これらのパルプを用いた場合、優れた耐
熱性や打抜き加工性が得られるものの、繊維が著しく屈
曲しているため寸法安定性が著しく劣る。
【0005】また、クラフトパルプ製造時の蒸解条件を
変更し10%KOH可溶分を低く抑え、繊維の屈曲の少な
い晒クラフトパルプを用いる方法(特開平2-175996号公
報)もあるが、精製度が高い割に耐熱性の改善は充分と
は言えないのが現状である。また、積層板の耐熱性への
セルロースの結晶化度の寄与について、全く触れられて
いない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、積層板製造
時の積層板原紙と樹脂の親和性を良好にすることと、積
層板原紙自身の耐熱性を向上させることにより、他の積
層板特性を損なわずに耐熱性の優れた積層板原紙を提供
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の積層板
原紙は、ヘミセルロース含有量が15%以下でセルロース
の結晶化度が1.25以上の晒クラフトパルプ(BKP)を
用いることを特徴としている。
【0008】積層板は、積層板原紙にフェノール樹脂を
含浸し、熱圧成形することにより製造される。この際、
フェノール樹脂の耐熱温度は 300℃以上であるのに対し
て、積層板の耐熱温度は 250℃程度と低かった。このこ
とは、積層板の耐熱性を改善するには、積層板原紙の耐
熱性を改善する必要があることを示している。
【0009】我々は、耐熱温度の高い積層板原紙を得る
ためには、次のような要件が挙げられることを見いだし
た。
【0010】(a)パルプの構成成分の内、分解温度が
200℃と低いことが知られている(万木正/他、日化19
75.4.783)ヘミセルロースの含有量が少ないこと。
【0011】(b)パルプの主要構成成分であるセルロ
ースの結晶領域が多いこと。
【0012】従来の積層板原紙にはヘミセルロースが約
20%含まれていて、これらの熱分解ガスが、加熱時にお
ける積層板のふくれの原因となっている。従って、ヘミ
セルロース含有量の低減により積層板の耐熱性は改善さ
れる。さらに積層板を加熱した場合、セルロースは非結
晶性領域から熱分解が開始すると推定される。また、結
晶領域では水酸基が水素結合で消費され、全体に疎水性
になることにより樹脂との親和性が良くなる。従ってセ
ルロースの結晶性を向上させることにより積層板の耐熱
性が改善される。このように積層板原紙の耐熱性の支配
因子は二つあり、これら双方が満たされたときに本発明
は効果を発現する。
【0013】次に各因子と本発明の関係について詳細に
述べる。従来の積層板原紙は、北海道産広葉樹材(シラ
カバ他)を用いてKP法により蒸解した後、多段漂白し
た晒クラフトパルプ(LBKP)を用いている。この原
紙中のヘミセルロース含有量を測定すると20%程度であ
った。本発明では、ヘミセルロース含有量を減少させる
ことにより積層板の耐熱温度の向上を試み、その結果15
%以下にし、且つ結晶化度を1.25以上にすることにより
耐熱温度が大きく改善されることを見いだした。
【0014】本発明を実現するためには、特に制限はな
いがヘミセルロースの少ない原料の選択、もしくは蒸解
方法及び漂白方法の改良が必要である。前者について
は、これらのパルプの木材原料として、国内材各種、ア
カシア、マングローブ、アピトン及びユーカリ材につい
て検討を行った。その結果、他の積層板特性を損なわず
に耐熱性を改善するのにユーカリ材の内、特にユーカリ
プタス グランディス(以下E.grandisと記
す)種及びユーカリプタス サリグナ(以下E.sal
ignaと記す)種を用いると有利であることが見いだ
された。
【0015】これは、これらの材のヘミセルロース及び
リグニンの含有量が少ないため、蒸解及び漂白条件の設
定が極めて容易であることに起因すると考えられる。そ
の結果として、低ヘミセルロース含有量でなお且つセル
ロースの結晶化度の高いパルプを得ることができ、かつ
ストレートな繊維形態のパルプを得ることができたと推
定される。
【0016】後者については、塩素、アルカリ、次亜塩
素酸及び二酸化塩素による多段漂白の前段に酸素及びア
ルカリによる漂白を加えることにより、ヘミセルロース
含有量の低減が効果的に行われることを見い出した。
【0017】更に、従来の積層板原紙のセルロースの結
晶化度を測定すると1.10程度であった。本発明では、ヘ
ミセルロースの低減と共にセルロースの結晶性を向上さ
せることにより積層板の耐熱温度の向上を試み、結晶化
度を1.25以上にすることにより耐熱温度が大きく改善さ
れることを見いだした。
【0018】本発明では、次のような方法で、ヘミセル
ロースの低減化と共にセルロースの結晶性の向上を実現
した。従来積層板原紙用広葉樹パルプの蒸解は、例え
ば、蒸解温度 170℃程度、有効アルカリ添加率15%でK
価12−15に蒸解することにより行われている。これに対
して本発明では蒸解温度 160℃程度、有効アルカリ添加
率25%程度で行い、更に前述した様に特定な多段漂白を
行うことにより、高い結晶性を維持したまま低ヘミセル
ロース化を実現した。
【0019】
【実施例】以下に本発明の効果を実施例によって示す。
但し、本発明はこの実施例によって限定されるものでは
ない。
【0020】(実施例1)北海道産広葉樹チップを用い
て、表1の条件でクラフト蒸解し、K価10の未晒パルプ
(UKP)を得た。このUKPを酸素、アルカリ、塩
素、アルカリ次亜塩素酸ナトリウム及び二酸化塩素で多
段漂白を行い、晒クラフトパルプ(BKP)を得た。こ
のBKPを用いて坪量135g/m2 、密度 0.5g/cm3 の積層
板原紙を手抄きにより得た。この原紙に市販アルコール
溶解製フェノール樹脂(商品名BLS−3122:昭和
高分子(株)製)を含浸し、乾燥させてプリプレグを作
成した。次にプリプレグ8枚と接着剤付銅箔1枚を積層
して 155℃、100kg/cm2、60分間の条件で熱圧成形し、
加圧状態のまま30分間冷却後、樹脂含有率50%、板厚
1.6mmの片面銅張り積層板を得た。
【0021】この方法により得られた、積層板の耐熱温
度等の積層板特性を表1に示した。表1から明らかなよ
うに打抜き加工性、寸法安定性等の積層板特性を維持し
たまま、耐熱性(気中耐熱温度及びハンダ耐熱性)は下
記比較例1〜3に比べ大きく向上していた。
【0022】(実施例2)南アフリカ産ユーカリ(E.gr
andis 及びE.saligna )チップを用いて、表1の条件で
クラフト蒸解し、K価10のUKPを得た。このUKPを
酸素、アルカリ、塩素、アルカリ次亜塩素酸ナトリウム
及び二酸化塩素で多段漂白を行いBKPを得た。このB
KPを用いて坪量135g/m2 、密度 0.5g/cm3 の積層板原
紙を手抄きにより得た。こ積層板原紙を用いて、実施例
1と同様に積層板を得た。
【0023】この方法により得られた、積層板の耐熱温
度等の積層板特性を表1に示した。表1から明らかなよ
うに打抜き加工性、寸法安定性等の積層板特性を維持し
たまま、耐熱性(気中耐熱温度及びハンダ耐熱性)は下
記比較例1〜3に比べ大きく向上していた。
【0024】(実施例3)南アフリカ産ユーカリ(E.gr
andis 及びE.saligna )チップを用いて、表1の条件で
クラフト蒸解し、K価13のUKPを得た。このUKPを
塩素、アルカリ次亜塩素酸ナトリウム及び二酸化塩素で
多段漂白を行い、BKPを得た。このBKPを用いて坪
量135g/m2 、密度 0.5g/cm3 の積層板原紙を手抄きによ
り得た。この積層板原紙を用いて、実施例1と同様に積
層板を得た。
【0025】この方法により得られた、積層板の耐熱温
度等の積層板特性を表1に示した。表1から明らかなよ
うに打抜き加工性、寸法安定性等の積層板特性を維持し
たまま、耐熱性(気中耐熱温度及びハンダ耐熱性)は下
記比較例1〜3に比べて大きく向上していた。
【0026】(比較例1)北海道産広葉樹チップを用い
て、表1の条件でクラフト蒸解し、K価13のUKPを得
た。このUKPを酸素、アルカリ、塩素、アルカリ次亜
塩素酸ナトリウム及び二酸化塩素で多段漂白を行い、B
KPを得た。このBKPを用いて坪量135g/m2 、密度
0.5g/cm3 の積層板原紙を手抄きにより得た。この積層
板原紙を用いて、実施例1と同様に積層板を得た。
【0027】この方法により得られた、積層板の耐熱温
度等の積層板特性を表1に示した。
【0028】(比較例2)北海道産広葉樹チップを用い
て、表1の条件でクラフト蒸解し、K価10のUKPを得
た。このUKPを塩素、アルカリ次亜塩素酸ナトリウム
及び二酸化塩素で多段漂白を行い、BKPを得た。この
BKPを用いて坪量135g/m2 、密度0.5 g/cm3 の積層板
原紙を手抄きにより得た。この積層板原紙を用いて、実
施例1と同様に積層板を得た。
【0029】この方法により得られた、積層板の耐熱温
度等の積層板特性を表1に示した。
【0030】(比較例3)北海道産広葉樹チップを用い
て、表1の条件でクラフト蒸解し、K価13のUKPを得
た。このUKPを塩素、アルカリ次亜塩素酸ナトリウム
及び二酸化塩素で多段漂白を行い、BKPを得た。この
BKPを用いて坪量135g/m2 、密度0.5 g/cm3 の積層板
原紙を手抄きにより得た。この積層板原紙を用いて、実
施例1と同様に積層板を得た。
【0031】この方法により得られた、積層板の耐熱温
度等の積層板特性を表1に示した。
【0032】
【0033】*1:有効アルカリ添加率 (NaOH+1)/2NaS
【0034】*2:UKP K価 JIS P8206に準拠した。
【0035】*3:10%KOH可溶分 JIS P8101に準拠した。
【0036】*4:ヘミセルロース含有量 ヘミセルロース含有量の測定方法は次のように行った。
Tappi の標準法(T-249hm-85)に準拠してパルプを加水
分解し、ヘミセルロース成分の加水分解物であるペント
ース及びヘキソースを高速液体クロマトグラムを用い分
離、定量することにより行った。
【0037】*5:セルロースの結晶化度 セルロースの結晶化度の測定は次のように行った。パル
プを13C−CP/MS-NMR に供するとセルロースのグルコー
ス骨格の各炭素に帰属する。この際、C4位のシグナル
は結晶性セルロースと非結晶性セルロースでよく分離し
ていることから、これらのシグナルの高さを測定し、次
式により算出した。 結晶化度=結晶性C4シグナル/非結晶性C4シグナル
【0038】*6:気中耐熱温度 送風乾燥器中で5分間加熱して、ふくれの発生しない最
高温度。
【0039】*7:ハンダ耐熱性 JIS C6481に準拠した。
【0040】*8:絶縁抵抗 JIS C6481及びJIS K6911に準拠し
た。
【0041】*9:低温打抜き加工性 ダイスの孔壁間隔が 0.8、 1.0、 1.2及び 1.6mmの丸孔
の対と1mm×2mmの角孔の対を備えポンチとダイスの片
側のクリアランスが0.05mmである試験金型を用いて、積
層板の表面の温度を変えて打抜きを行い、打抜き後の表
面、孔切口の状態についてASTM D617に準じて
判定して優、良、可及び不可の4段階に評価した。
【0042】*10 :熱膨張収縮係数 押棒式熱膨張計を用いて荷重5g、昇温速度5℃/分
(冷却は放冷)の条件下で膨張を50℃から 150℃、冷却
を 150℃から50℃の温度範囲で実施した。この測定結果
より優、良、可及び不可の4段階に評価した。
【0043】
【発明の効果】表1から明らかなように、特定の蒸解及
び漂白条件を設定した実施例1及び南アフリカ産ユーカ
リ材を用いた実施例2,3で示された本発明による原紙
を基材とした片面銅張り積層板の品質は、耐熱性が良好
であり、なお且つ電気特性、低温打抜き加工性、寸法安
定性等の全体的積層板特性が良好であった。従って、そ
の工業的意義は極めて大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南里 泰徳 東京都新宿区上落合1−30−6 山陽国 策パルプ株式会社 商品開発研究所内 (72)発明者 猪苅 貴志 東京都新宿区上落合1−30−6 山陽国 策パルプ株式会社 商品開発研究所内 (56)参考文献 特開 平1−14398(JP,A) 特開 平2−175996(JP,A) 特開 平3−890(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヘミセルロース含有量が15%以下で、且
    つセルロースの結晶化度が1.25以上の晒クラフトパルプ
    を用いた電気絶縁積層板原紙。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の晒クラフトパルプが、樹
    種としてユーカリプタス グランディス(Eucalyptus gr
    andis )種またはユーカリプタス サリグナ(Eucalyptu
    s saligna )種であるユーカリ材を用いて製造されたこ
    とを特徴とする請求項1記載の電気絶縁積層板原紙。
JP4314042A 1992-10-29 1992-10-29 電気絶縁積層板原紙 Expired - Fee Related JP2943892B2 (ja)

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