JP3461523B2 - プリプレグ - Google Patents

プリプレグ

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JP3461523B2
JP3461523B2 JP03862193A JP3862193A JP3461523B2 JP 3461523 B2 JP3461523 B2 JP 3461523B2 JP 03862193 A JP03862193 A JP 03862193A JP 3862193 A JP3862193 A JP 3862193A JP 3461523 B2 JP3461523 B2 JP 3461523B2
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康之 木村
和義 沢田
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旭シュエーベル株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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

Landscapes

  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明はプリプレグに関し、特に
電子、電気分野で使用される多層プリント配線基板用プ
リプレグに関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来の多層プリント配線基板は、所要枚
数の内層材の上面および下面に、プリプレグを介して外
層用金属箔を配置した多層体を、金型プレートに挟んで
積層成型しているが、最近の高密度実装の傾向の中、イ
ンナービアホールの増加、内層銅箔の厚みの増加によ
り、ボンディングシート層の樹脂不足による多層基板の
耐熱性の低下が問題となってきている。 【0003】ボンディングシートであるプリプレグの高
樹脂含量化の手段として、プリプレグの基材を不織布に
する方法(特開平3−285389号公報)等が考案さ
れているが、この場合補強効果の低下が問題となる。こ
の場合、薄いガラス繊維織物基材を複数枚使用すること
も考えられるが、コストの上昇を招き、好ましくない。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】プリプレグ中の樹脂量
を多くすることにより、上記問題は解決されると考えら
れるが、樹脂量を増やすために単に基材となる無機繊維
織物の表面に樹脂を局在させたプリプレグを用いて多層
基板を成型しようとしても、プリプレグ表層の樹脂によ
るスリップが発生し、また積層成型を低圧で行った場
合、成型不良が多数発生する。 【0005】本発明の目的は、上述したようにボンディ
ングシートであるプリプレグ中の補強材の分布を均一に
し、かつプリプレグ中の樹脂量を増加させ、多層成型を
容易にするとともに、多層プリント配線基板の耐熱性の
低下を解決することができるプリプレグを提供すること
にある。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは鋭意研究した結果、プリプレグ中の織
物基材を構成する糸束および樹脂量を所定範囲にするこ
とにより、上記多層基板の問題点が解消することを見出
し、本発明に到達した。すなわち、本発明は、連続無機
長繊維よりなるタテ糸およびヨコ糸を織成して得られた
織物基材に合成樹脂を含浸したプリプレグにおいて、該
プリプレグの織物基材含量が40重量%以下で、該プリ
プレグを構成する織物基材のタテ糸およびヨコ糸の少な
くとも一方または両方の糸断面形状が下記式(1)を満
たすことを特徴とするプリプレグである。 【0007】 【数2】 ((R1/2)×(Rs/2)×π)/(d×d×π/4×N)≧2 (1) R1:糸断面形状の長軸の長さ Rs:糸断面形状の短軸の長さ d :糸を構成する単糸の平均径 N :糸を構成する単糸の本数 ここでいう糸断面形状の長軸および短軸とは、該プリプ
レグを常温硬化のエポキシ樹脂等に包埋し、プリプレグ
中の基材織物の断面を切り出し、研磨し、顕微鏡でその
糸断面の長軸と短軸のそれぞれの長さを測定して得られ
るものである。 【0008】本発明者らの検討結果によれば、0.8mm
厚み内層材において表面銅箔に70μmの厚みのものを
使用し、残銅率50%のモデルパターンを両面ともに作
成し、黒化処理した後、両表層にプリプレグを配して多
層成型した多層基板の耐熱性は表層プリプレグの樹脂含
量に依存し、織物基材含量を40重量%以下、好ましく
は35重量%以下にすることにより、耐熱性が大幅に改
良されることがわかった。評価結果を表1に示す。その
際用いたプリプレグは、タテ糸にECG751/0を使
用し、ヨコ糸はECG75 1/0 2本を織機上でエ
ア加工し、2本同時に打ち込み、タテ糸44本/25m
m、ヨコ糸20本/25mmの織り密度でエアージェット
ルームを用いて作成したガラス繊維織物にエポキシ樹脂
を含浸し、乾燥して得たものである。また、その織物基
材含量はエポキシ樹脂の溶剤量を調整することにより変
化させた。 【0009】上式(1)中の((R1/2)×(Rs/
2)×π)の項は糸断面の見掛けの断面積を示してお
り、また(d×d×π/4×N)の項は実際の基材の占
める断面積を示している。この比率を2以上にすること
により糸束中の樹脂の体積が無機繊維の体積以上にな
り、無機繊維と樹脂の分布は良好となり、積層成型時の
スリップは発生しなくなる。上式の比率が2.5以上に
すると積層板中の樹脂の半分以上が糸束内にあり、分布
の状態はより良好になる。 【0010】本発明のプリプレグを作成するには、上式
で規定された織物基材を用いる以外は常法に従えばよ
く、例えばガラス繊維織物にエポキシ樹脂のようなマト
リックス樹脂を含浸させればよい。この際用いられる無
機繊維織物は製織する際に、タテ糸に対してはエッジ加
工を、ヨコ糸に対しては織機上でヨコ糸のエア加工をす
ると、樹脂含量を上げることができるので好ましい。さ
らにヨコ糸の場合、2本の糸をエア加工し、同時に1本
として打ち込むことにより、その樹脂保持性および樹脂
保持量をより均一化することができる。また、製織され
た織物に対してさらにエッジ加工等の物理的加工を加え
ることにより、樹脂含量を向上させることが可能とな
る。 【0011】プリプレグの基材として使用される織物は
前述したように、ガラス繊維織物、炭素繊維織物、芳香
族ポリアミド繊維織物等があり、通常は同じ材料がタテ
方向、ヨコ方向に使用される。プリント基板用プリプレ
グ基材としてはガラス繊維織物が広く使用されており、
ここでは基材がガラス織物である多層基板についてさら
に詳細に本発明の構成を記載する。 【0012】通常、プリプレグ用基材ガラス繊維織物に
使用されている糸は片撚糸で、番手範囲は5〜300T
ex、好ましくは20〜140Texである。糸を構成
する単糸の形状、太さ等については特に限定されない。
糸の撚り数は通常3回/インチ以下である。織物密度は
20〜100本/インチ、質量は30〜400g/m 2
であり、織り方は平織り、朱子織り、綾織り、ななこ織
り等が使用できる。 【0013】本発明で使用される樹脂としては、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、B
T樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂や、PPO樹
脂、ポリエーテルイミド樹脂、フッ素樹脂等の熱可塑性
樹脂、またはそれらの混合樹脂のいずれもが使用でき
る。また、樹脂中に水酸化アルミニウム等の充填剤を混
在させて使用してもよい。 【0014】以下、実施例によって本発明の具体的構成
を説明する。 【0015】 【実施例】 〔実施例1〕ガラス繊維織物として、タテ糸にガラス繊
維ECG75 1/0(d=9.2μm、N=408
本)を使用し、ヨコ糸は同じガラス繊維ECG75 1
/02本を織機上でエア加工したものを、2本同時に打
ち込み、タテ糸44本/25mm、ヨコ糸20本/25mm
の織り密度でエアージェットルームを用いて重量232
g/m2 、厚み0.27mmのガラス繊維織物を準備し
た。このガラス繊維織物にエポキシ樹脂を含浸し、乾燥
してプリプレグを得た。 〔実施例2〕ガラス繊維織物として、タテ糸にガラス繊
維ECG75 1/0を使用し、製織時にエッジ加工を
施し、ヨコ糸はECG68 1/0(d=9.5μm、
N=408本)2本を織機上でエア加工したものを、2
本同時に打ち込み、タテ糸44本/25mm、ヨコ糸20
本/25mmの織り密度でエアージェットルームを用いて
重量244g/m2 、厚み0.28mmのガラス繊維織物
を準備した。以下、実施例1と同様にプリプレグを作成
した。 〔実施例3〕ガラス繊維織物として、タテ糸にガラス繊
維ECG75 1/0を使用し、ヨコ糸は同じガラス繊
維ECG75 1/0を織機上でエア加工したものを使
用し、タテ糸44本/25mm、ヨコ糸32本/25mmの
織り密度でエアージェットルームを用いて製織し、さら
に得られたガラス繊維織物にエッジ加工を施し、重量2
10g/m2 、厚み0.26mmのガラス繊維織物を準備
した。以下、実施例1と同様にプリプレグを作成した。 〔比較例1〕ガラスクロスとして、タテ糸およびヨコ糸
に前述のECG75 1/0を使用して、タテ糸44本
/25mm、ヨコ糸32本/25mmの織り密度でエアージ
ェットルームを使用して重量210g/m2 、厚み0.
18mmのガラス繊維織物を準備した。以下、実施例1と
同様にプリプレグを作成した。 〔比較例2〕ガラスクロスとして、タテ糸およびヨコ糸
に前述のECG75 1/0を使用して、タテ糸44本
/25mm、ヨコ糸32本/25mmの織り密度でエアージ
ェットルームを使用して重量210g/m2 、厚み0.
18mmのガラス繊維織物を準備した。このガラス繊維織
物に実施例1のエポキシ樹脂の1.5倍の粘度のエポキ
シ樹脂を含浸し、乾燥してプリプレグを得た。 【0016】実施例1〜3および比較例1〜2のプリプ
レグの性能を表2に示す。なお、表2中の多層板の評価
は以下の方法で行った。 (1)多層板耐熱性評価 内層材 :厚み0.8mmガラス織物基材にエポキシ樹脂
を含浸し、両面に70μm厚の銅箔を張った積層板を用
い、残銅率50%のモデル回路を作成し、黒化処理をし
て内層材とした。 【0017】積層 :内層材の上下面に評価プリプレ
グ1枚をそれぞれ介して厚さ18μmの銅箔を配置し、
成型圧力30kg/cm2 、175℃で60分間積層成型
し、多層基板を得た。 評価方法:同じ組合わせで多層基板を12枚作成し、表
層銅箔を全面エッチアウトした後、沸騰水中で3時間吸
水処理し、260℃ハンダ中に20秒間浸漬し、表面の
欠点発生状態を観察し、 ○:欠点なし、×:欠点発生、 で評価した。 (2)多層積層成型時のスリップ性の評価 内層材 :厚み0.5mmガラス織物基材にエポキシ樹脂
を含浸し、両面に70μm厚の銅箔を張った積層板を用
い、両面に回路を作成し、内層材とした。 【0018】積層 :内層材を2枚用い、その間およ
び上下面に評価プリプレグを各1枚、計3枚を配置し、
成型圧力40kg/cm2 、175℃で15分間積層成型
し、多層基板を得た。 評価方法:同じ組合わせで10枚の多層基板を作成し、
成型性に問題の生じた多層基板の発生率で評価した。 【0019】 【表1】 【0020】 【表2】プリプレ 中織物基材含量の測定 プリプレグの重量を測定し(A)、630℃の炉中で2
0分間 強熱し、残物の重量を測定し(B)、基材含量として求
めた。 【0021】 基材含量(重量%)=(B)/(A)×100 【0022】 【発明の効果】本発明のプリプレグは、織物基材含量が
40重量%以下であり、構成している無機繊維織物基材
中に基材と同量以上の体積の樹脂が分布しているため、
積層成型時にスリップ等の問題を発生することなく、耐
熱性に優れた多層プリント配線基板を作成することがで
きる。また、本発明のプリプレグは構成するボンディン
グシート基材の枚数を減少することが可能であり、多層
基板の低コスト化にも有効である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−267514(JP,A) 特開 昭63−270833(JP,A) 特開 平5−86214(JP,A) 特開 平5−286065(JP,A) 特許3308999(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29B 11/16 B29B 15/08 D03D 1/00 - 27/18 B32B 5/00 - 5/32 H05K 1/03

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 連続無機長繊維よりなるタテ糸およびヨ
    コ糸を織成して得られた織物基材に合成樹脂を含浸した
    プリプレグにおいて、該プリプレグの織物基材含量が4
    0重量%以下で、該プリプレグを構成する織物基材のタ
    テ糸およびヨコ糸の少なくとも一方または両方の糸断面
    形状が下式を満たすことを特徴とするプリプレグ。 【数1】 ((R1/2)×(Rs/2)×π)/(d×d×π/4×N)≧2 R1:糸断面形状の長軸の長さ Rs:糸断面形状の短軸の長さ d :糸を構成する単糸の平均径 N :糸を構成する単糸の本数
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