JP3033335B2 - 積層板の製造法 - Google Patents

積層板の製造法

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JP3033335B2 JP6645992A JP6645992A JP3033335B2 JP 3033335 B2 JP3033335 B2 JP 3033335B2 JP 6645992 A JP6645992 A JP 6645992A JP 6645992 A JP6645992 A JP 6645992A JP 3033335 B2 JP3033335 B2 JP 3033335B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表面実装部品(以下
「SMD」と記す)を搭載するプリント配線板の基板と
して適した積層板の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】近時の電子電気機器の高密度化、高集積
化および小型化に伴い、これに組み込んで使用するプリ
ント配線板への搭載部品も挿入型の部品から表面実装型
のSMDへ移行しつつある。SMD対応プリント配線板
として注意しなければならない事柄に、SMDとプリン
ト配線の半田接続部の信頼性の問題がある。すなわち、
プリント配線の基板である積層板の平面方向の熱膨張係
数は、SMDの熱膨張係数よりかなり大きい(SMDの
熱膨張係数=4〜6ppm,基板の熱膨張係数=15〜
25ppm)。従って、冷熱サイクルを繰り返すと、前
記熱膨張係数の差に起因する応力が半田接続部にその都
度作用し、半田接続部にクラックが入りやすくなってい
る。そこで、プリント配線板の基板材料である積層板の
平面方向の低弾性率化を図って、SMDと基板の熱膨張
係数の差に起因する応力を低弾性の基板で緩和し、半田
接続部に大きな応力が働かないようにすることが検討さ
れている。積層板は、マトリックス樹脂である熱硬化性
樹脂をシート状基材に含浸し、これを重ねて加熱加圧成
形して製造されるが、例えば、マトリックス樹脂に可撓
性付与剤を単に添加したり、添加した可撓性付与剤をマ
トリックス樹脂または硬化剤と反応させて低弾性率化を
図る技術が検討されている。また、無機充填剤を含有さ
せる場合は、無機充填剤の微粒化や球状化等が検討され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の低弾性率化の技術では、積層板の弾性率を低下させ
ることはできるが、プリント配線板の基板として必要な
他の特性、すなわち、耐熱性および金属箔引き剥がし強
さの低下をもたらすという問題点があった。本発明が解
決しようとする課題は、SMD対応プリント配線板の基
板に適した積層板として、半田接続信頼性確保のために
必要な低弾性率化と、併せて耐熱性、絶縁性、および金
属箔引き剥がし強さを確保することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る第1の製造法は、ガラス繊維よりなる
シート状基材に熱硬化性樹脂を含浸し、これを重ねて加
熱加圧成形する積層板の製造で、かつ表面層のシート状
基材がガラス織布からなる積層板の製造において、少な
くとも表面層に配置する前記シート状基材に前記熱硬化
性樹脂の含浸に先立ち、次の予備処理をする。すなわ
ち、ダイマー酸変性エポキシ樹脂(A)と、プロピレン
オキサイド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂(B)
の併用組成物でシート状基材を予備処理するものである
が、両者の使用比率を固型重量比で、(A)/(B)=
20/80〜90/10とすると共に、シート状基材へ
の付着量を30重量%以下にすることを特徴とする。本
発明に係る第2の製造法は、上記第1の製造法におい
て、ダイマー酸変性エポキシ樹脂とプロピレンオキサイ
ド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂の併用組成物の
シート状基材への付着量を好ましくは10〜30重量%
とする。本発明に係る第3の製造法は、上記第1または
第2の製造法において、ダイマー酸変性エポキシ樹脂
が、ノボラック型フェノール樹脂と予備反応させたもの
であることを特徴とする。
【0005】また、本発明に係る第4の製造法は、ガラ
ス繊維よりなるシート状基材に熱硬化性樹脂を含浸し、
これを重ねて加熱加圧成形する積層板の製造で、かつ表
面層のシート状基材がガラス織布からなる積層板の製造
において、表面層に配置するシート状基材に含浸する前
記熱硬化性樹脂には、ダイマー酸変性エポキシ樹脂
(A)とプロピレンオキサイド付加ビスフェノールA型
エポキシ樹脂(B)を、固型重量比で、(A)/(B)
=20/80〜90/10として、前記熱硬化性樹脂の
固型重量部100部に対して40部以下の量で配合す
る。本発明に係る第5の製造法は、上記第4の製造法に
おいて、ダイマー酸変性エポキシ樹脂とプロピレンオキ
サイド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂の併用組成
物の配合量を好ましくは前記熱硬化性樹脂の固型重量部
100部に対して20〜40部とする。本発明に係る第
6の製造法は、上記第4または第5の製造法において、
ダイマー酸変性エポキシ樹脂が、ノボラック型フェノー
ル樹脂と予備反応させたものであることを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明に係る方法では、ダイマー酸変性エポキ
シ樹脂と、プロピレンオキサイド付加ビスフェノールA
型エポキシ樹脂の併用により、プリント配線の基板とし
て必要な特性を低下させることなく低弾性率化を図り、
SMD対応基板として半田接続信頼性確保するものであ
る。ダイマー酸変性エポキシ樹脂は脂肪族骨格があるた
め、これを単独で熱硬化性樹脂に配合して使用した場合
には、積層板の耐熱性や積層板の成形時に表面に一体に
貼付た金属箔の接着力を低下させてしまう。そこで、プ
ロピレンオキサイド付加ビスフェノールA型エポキシ樹
脂を併用して、耐熱性および金属箔の接着力の低下を抑
制している。但し、ダイマー酸変性エポキシ樹脂(A)
とプロピレンオキサイド付加ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂(B)の使用比率は、固型重量比で(A)/
(B)=20/80〜90/10とする。(A)の割合
が少なく(B)の割合が多いと、(B)が有するエーテ
ル結合の影響で積層板の耐湿絶縁特性が低下する。
(A)の割合が多く(B)の割合が少ないと、耐熱性や
金属箔の接着力が低下する。(A)と(B)の併用組成
物の使用量は、多過ぎると積層板の耐熱性を低下させる
ので、上述した範囲でのシート状基材への付着量、或は
熱硬化性樹脂への配合量とすべきである。さらに、
(A)と(B)の併用組成物の使用量の下限を上述した
範囲内(シート状基材への付着量10重量%以上、また
は、熱硬化性樹脂固型重量100部に対して20部以
上)とすることにより、SMD対応用として一層適した
ものとなる。また、ダイマー酸変性エポキシ樹脂をノボ
ラック型フェノール樹脂と予備反応させてから用いるこ
とにより、未反応のまま残るダイマー酸変性エポキシ樹
脂を低減することができ、積層板の耐熱性や金属箔の接
着力低下の抑制効果が大きくなる。さらに、低弾性のダ
イマー酸変性エポキシ樹脂やプロピレンオキサイド付加
ビスフェノールA型エポキシ樹脂が熱硬化性樹脂とシー
ト状基材の界面、或いは熱硬化性樹脂中に存在すること
により、これらが熱硬化性樹脂の硬化収縮により生ずる
積層板の内部応力を吸収し緩和する。このような作用に
より、内部応力のために従来から生じていた積層板の反
り・ねじれに対しても、これを抑制するという効果を併
せもつことになる。
【0007】
【実施例】本発明に係る方法で使用するガラス繊維より
なるシート状基材は、ガラス織布、ガラス不織布、ガラ
ス−紙混抄不織布等である。また、熱硬化性樹脂は、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、ポリイミ
ド、ポリエステル等を適宜用いることができる。これら
熱硬化性樹脂には、品質改善、加工性の向上、コスト低
減などの目的で、無機充填材(Al23,Al23・H
2O,Al23・3H2O,タルク,MgO,SiO2
ど)を配合してもよい。本発明に係る方法で使用するダ
イマー酸変性エポキシ樹脂は、化1で示されるような化
学構造式のもの、或は前記ダイマー酸変性エポキシ樹脂
とノボラック型フェノール樹脂の予備反応物などであ
る。ノボラック型フェノール樹脂は、フェノール、アル
キルフェノール、二価フェノールなどのフェノール類と
ホルムアルデヒド類を酸性触媒下で反応させて得たもの
である。本発明に係る方法で使用するプロピレンオキサ
イド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂は、化2で示
されるような化学構造式のものである。
【0008】
【化1】
【0009】
【化2】
【0010】本発明に係る方法で製造する積層板は、シ
ート状基材がガラス織布とガラス不織布の組合せからな
るコンポジットタイプ、ガラス織布単独からなるタイプ
の積層板のいずれでもよい。また、多層プリント配線板
のための積層板も含むものである。
【0011】実施例1〜6,比較例1〜3 (予備処理用ワニスAの調製)ダイマー酸変性エポキシ
樹脂(東都化成製,YD−172)とプロピレンオキサ
イド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三洋化成
製,BPP−350)とを表1に示す配合量で希釈溶剤
メチルエチルケトンに溶解し、硬化剤にジシアンジアミ
ド、硬化促進剤に2−エチル−4−メチルイミダゾ−ル
を添加し、ワニスAを調製した。 (予備処理用ワニスA’の調製)ダイマー酸変性エポキ
シ樹脂(東都化成製,YD−172)35重量部に対し
て、ノボラック型フェノール樹脂(大日本インキ製,ブ
ライオーフェンVH−4170)を20重量部、硬化促
進剤2−エチル−4−メチルイミダゾ−ルを0.5重量
部、希釈溶剤としてメチルエチルケトン30重量部を配
合し、80■C、5時間の条件でダイマー酸変性エポキ
シ樹脂/ノボラック型フェノール樹脂予備反応物を調製
した。次いで、前記予備反応物とプロピレンオキサイド
付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三洋化成製,B
PP−350)とを表1に示す配合量で希釈溶剤メチル
エチルケトンに溶解し、硬化剤にジシアンジアミド、硬
化促進剤に2−エチル−4−メチルイミダゾ−ルを添加
し、ワニスA’を調製した。 (積層板の製造)坪量205g/m2のガラス織布に、上
記のワニスAまたはA’を含浸乾燥して、表1に示す各
樹脂付着量の予備処理基材を得た。さらに、別に準備し
たビスフェノールA型エポキシ樹脂ワニスIを前記予備
処理基材に含浸乾燥し、総樹脂付着量40重量%のプリ
プレグIを得た。次に、無機充填剤を配合したビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂ワニスII(重量比で樹脂/充填
剤=100/50)を、坪量50g/m2のガラス不織布
に含浸乾燥し、充填剤を含む樹脂付着量84重量%のプ
リプレグIIを得た。プリプレグIIを6プライ重ね、その
両側にプリプレグIを1プライずつ配置し、さらに両側
に厚さ18μmの銅箔を載置して、加熱加圧積層成形に
より厚さ1.6mmのコンポジットタイプの銅張り積層板
を得た。
【0012】
【表1】
【0013】上記各積層板の特性を表3に示す。尚、表
3において、実施例5のものは、半田クラックの発生率
が他の実施例に比べて高くなっているが、ダイマー酸変
性エポキシ樹脂のみを0.1重量部(実施例5における
ダイマー酸変性エポキシ樹脂とプロピレンオキサイド付
加ビスフェノールA型エポキシ樹脂の合計相当量)配合
したワニスでガラス織布を予備処理した従来技術におけ
る積層板よりも半田クラックの発生率が低く、耐熱性等
も向上していることを確認した。半田クラック発生率は
タテ方向が低いので、SMDの実装はその長手方向を半
田クラック発生率の低い基板のタテ方向に一致させる。
(一般に、ガラス織布のタテ糸とヨコ糸の織り密度は、
タテ糸の織り密度の方が高くなっており、樹脂の熱膨張
等の影響を受けにくいとされている。) 従来例1〜3 予備処理用ワニスとして、表2に示す配合のものを使用
した。そして、表2に示す各樹脂付着量の予備処理基材
を得た。以下、上記実施例と同様にして、厚さ1.6mm
のコンポジットタイプの銅張り積層板を得た。尚、従来
例3は、予備処理を行なわなかったものである。各積層
板の特性を表4に示す。
【0014】
【表2】
【0015】
【表3】
【0016】(注) (1)JIS法 (2)P.C.T.条件:121℃,2気圧,6hr (3)試料:常態,半田温度:300℃ (4)半田クラック発生率(n=100,#3125チ
ップ):−30℃と120℃繰返し1000サイクル (5)試料サイズ:340×255mm,試料数:12ワ
ークの平均値,処理工程:全面エッチング+150℃3
0分間加熱
【0017】
【表4】
【0018】実施例7〜12,比較例4〜6 上記実施例におけるダイマー酸変性エポキシ樹脂または
ダイマー酸変性エポキシ樹脂/ノボラック型フェノール
樹脂予備反応物とプロピレンオキサイド付加ビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂を、表5に示す配合量で配合した
ビスフェノールA型エポキシ樹脂ワニスIIIを調製し
た。坪量205g/m2のガラス織布に、前記ワニスIIIを
含浸乾燥して、樹脂付着量40重量%のプリプレグIII
を得た。プリプレグIIを6プライ重ね、その両側にプリ
プレグIIIを1プライずつ配置し、更に両側に厚さ18
μmの銅箔を載置して、加熱加圧積層成形により厚さ
1.6mmのコンポジットタイプの銅張り積層板を得た。
【0019】
【表5】
【0020】上記各積層板の特性を表7に示す。尚、表
7において、実施例11のものは、半田クラックの発生
率が他の実施例に比べて高くなっているが、ダイマー酸
変性エポキシ樹脂のみを0.1重量%(実施例11にお
けるダイマー酸変性エポキシ樹脂とプロピレンオキサイ
ド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂の合計相当量)
配合したワニスをガラス織布に含浸乾燥したプリプレグ
を用いる従来技術における積層板よりも半田クラックの
発生率が低く、耐熱性等も向上していることを確認し
た。
【0021】従来例4〜6 上記実施例におけるダイマー酸変性エポキシ樹脂または
プロピレンオキサイド付加ビスフェノールA型エポキシ
樹脂を、表6に示す配合量で配合したビスフェノールA
型エポキシ樹脂ワニスIVを調製した。坪量205g/m2
のガラス織布に、前記ワニスIVを含浸乾燥して、樹脂付
着量40重量%のプリプレグVIを得た。プリプレグIIを
6プライ重ね、その両側にプリプレグIVを1プライずつ
配置し、更に両側に厚さ18μmの銅箔を載置して、加
熱加圧積層成形により厚さ1.6mmのコンポジットタイ
プの銅張り積層板を得た。尚、従来例6は、ダイマー酸
変性エポキシ樹脂とプロピレンオキサイド付加ビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂のいずれも配合しなかった場合
である。各積層板の特性を表8に示す。
【0022】
【表6】
【0023】
【表7】
【0024】
【表8】
【0025】
【発明の効果】上述したように本発明に係る方法によれ
ば、SMD対応プリント配線板の基板に使用する積層板
として、SMDの半田接続信頼性確保のために必要な面
方向を中心とした低弾性率化と、併せて、耐熱性、耐湿
絶縁性および金属箔引き剥がし強さを確保することがで
きた。耐湿絶縁性の確保により、狭ピッチのスルーホー
ルを設けることが可能となり、従来より高密度のSMD
対応プリント配線板を製造することができる。さらに、
積層板の反りも小さなものにすることができた。また、
ダイマー酸変性エポキシ樹脂として、ノボラック型フェ
ノール樹脂との予備反応物を使用すれば、シート状基材
への同じ付着量、または、熱硬化性樹脂への同じ配合量
で比較したとき、耐熱性と銅箔ピール強度をさらによく
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // B29K 63:00 309:00 B29L 9:00 C08L 63:00 (56)参考文献 特開 昭62−25132(JP,A) 特開 平1−215831(JP,A) 特開 昭63−270747(JP,A) 特開 昭58−76264(JP,A) 特開 平2−95840(JP,A) 特開 昭50−34094(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29B 11/16 B29B 15/08 - 15/14 C08J 5/24 B32B 27/04,27/38 H05K 1/03

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス繊維よりなるシート状基材に熱硬化
    性樹脂を含浸し、これを重ねて加熱加圧成形する積層板
    の製造で、かつ表面層のシート状基材がガラス織布から
    なる積層板の製造において、少なくとも表面層に配置す
    る前記シート状基材を、前記熱硬化性樹脂の含浸に先立
    ち、ダイマー酸変性エポキシ樹脂(A)とプロピレンオ
    キサイド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂(B)の
    併用組成物で予備処理し、両者の使用比率を固型重量比
    で、(A)/(B)=20/80〜90/10とすると
    共に、シート状基材への付着量を30重量%以下にする
    ことを特徴とする積層板の製造法。
  2. 【請求項2】ダイマー酸変性エポキシ樹脂とプロピレン
    オキサイド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂の併用
    組成物のシート状基材への付着量を、10〜30重量%
    とすることを特徴とする請求項1記載の積層板の製造
    法。
  3. 【請求項3】ダイマー酸変性エポキシ樹脂が、予めノボ
    ラック型フェノール樹脂と予備反応させたものであるこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の積層板の製造
    法。
  4. 【請求項4】ガラス繊維よりなるシート状基材に熱硬化
    性樹脂を含浸し、これを重ねて加熱加圧成形する積層板
    の製造で、かつ表面層のシート状基材がガラス織布から
    なる積層板の製造において、表面層に配置するシート状
    基材に含浸する前記熱硬化性樹脂には、ダイマー酸変性
    エポキシ樹脂(A)とプロピレンオキサイド付加ビスフ
    ェノールA型エポキシ樹脂(B)を、固型重量比で、
    (A)/(B)=20/80〜90/10として、前記
    熱硬化性樹脂の固型重量部100部に対して40部以下
    の量で配合することを特徴とする積層板の製造法。
  5. 【請求項5】ダイマー酸変性エポキシ樹脂とプロピレン
    オキサイド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂の併用
    組成物の配合量を、熱硬化性樹脂の固型重量部100部
    に対して20〜40部とすることを特徴とする請求項4
    記載の積層板の製造法。
  6. 【請求項6】ダイマー酸変性エポキシ樹脂が、予めノボ
    ラック型フェノール樹脂と予備反応させたものであるこ
    とを特徴とする請求項4または5に記載の積層板の製造
    法。
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WO2016175106A1 (ja) * 2015-04-28 2016-11-03 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、プリプレグ、金属箔張積層板、樹脂シート、及びプリント配線板

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