JP4126115B2 - 弗素樹脂積層基板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅張積層板に使用される弗素樹脂積層基板の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、電子通信機器に用いられる弗素樹脂積層板は、その優れた高周波特性、耐熱性、耐候性、耐薬品性、はっ水性から衛星放送の受信機器や携帯電話等の技術分野に幅広く利用されている。前記弗素樹脂積層板は、例えば、ガラス繊維布にＰＴＦＥを繰り返し含浸，焼成したプリプレグを複数枚積層した後、最表面層に銅箔を積層して加熱プレスを行ない熱融着することにより製造される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、弗素樹脂ははっ水性を有しているため、メッキ液もこの例外ではなく、図４に示すようにメッキ層が弗素樹脂積層板１に空けた端子固定用スルホール２内壁の弗素樹脂層に固着することはない。つまり、スルホール２内壁表面に弗素（Ｆ）が露出しており、これがメッキ層の形成を疎外している。
【０００４】
そこで、従来、穴加工した後に金属ナトリウムをテトラヒドラフランに溶解させたエッチング液でスルホール内壁を処理し、表面の弗素を水酸基等に置き換える「エッチング処理」を行ない、はっ水性をなくした上でメッキ処理することが一般に行なわれている（ＮａとＦを反応させ、炭素Ｃと弗素との繋がりを切る）。
【０００５】
しかし、このエッチング処理は金属ナトリウムを使用するため、不慮により水と接すると発火（爆発）する危険性が高く、取り扱いや保管場所には充分に留意する必要がある。また、多量の有機溶剤を使用するため、作業者が吸入することによって健康を害する危険性が高く、更には使用済み処理液の後処理等の多くの問題を抱えており、改善が強く求められていた。更に、弗素樹脂積層板に親水化を付与するために前述の工程が余分に必要であったり、処理液の廃棄処分等に経費がかかったり、生産性が低いといった問題があった。
【０００６】
なお、従来、フッ素弗素樹脂積層板用プリプレグの製造方法として特開平４−７０３１０号公報が知られているが、メッキ触媒性充填剤を得るためにはケイ酸アルミニウムカリウムに対してメッキ触媒（パラジウムイオン）を吸着する工程が本発明より増えることにより生産性が劣るという問題があった。
【０００７】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、弗素樹脂に親水性固体無機物を弗素樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部充填した構成とすることにより、従来のように金属ナトリウムを用いたエッチング処理を行なうことなくメッキ層を形成でき、かつ経済性、生産性に優れた弗素樹脂積層基板を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、耐熱性繊維布の片面もしくは両面に弗素樹脂を含浸した弗素樹脂基材層と、この弗素樹脂基材層の片面もしくは両面に設けられ，親水性固体無機物を弗素樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部充填した無機物含浸層との積層体を焼成してなるプリプレグシートと、このプリプレグシートに積層された銅箔とを具備した構成とすることにより、従来のように金属ナトリウムを用いたエッチング処理を行うことなくメッキ層を形成でき、かつ経済性、生産性に優れるとともに、電気絶縁性の低下を回避し得る弗素樹脂積層基板を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願第１の発明は、耐熱性繊維布の片面もしくは両面に弗素樹脂を含浸，焼成してなるプリプレグシートと銅箔とを積層した弗素樹脂積層基板において、前記弗素樹脂に親水性固体無機物を弗素樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部充填したことを特徴とする弗素樹脂積層基板である。
【００１０】
本願第２の発明は、耐熱性繊維布の片面若しくは両面に親水性固体無機物を含まない弗素樹脂層を含浸してなる弗素樹脂基材層と、この弗素樹脂基材層の片面もしくは両面に設けられ，親水性固体無機物を弗素樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部充填した無機物含浸層との積層体を焼成してなるプリプレグシートと、このプリプレグシートに積層された銅箔とを具備することを特徴とする弗素樹脂積層基板である。
【００１１】
本発明において、親水性固体無機物としては、例えばシリカ（ＳｉＯ₂ ）、チタニア（ＴｉＯ₂ ）、アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）、チタン酸カリウム（Ｋ₂ Ｏ・６ＴｉＯ₂ ）、酸化バリウム（ＢａＯ）が挙げられる。このうち、シリカはコスト及び親水性の点で最も好ましい。
【００１２】
本発明において、親水性固体無機物は弗素樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部充填するが、１０〜５０重量部の範囲が更に好ましい。親水性固体無機物が５重量部未満の場合は、親水性が充分ではなく、本願にかかる弗素樹脂積層基板をプリント回路基板とするためのメッキ工程でメッキがしにくいという問題が生じる。一方、親水性固体無機物が１００重量部を越える場合は、弗素樹脂の特性（電気特性や強度等）が充分でないという問題を有する。
【００１３】
本発明において、前記弗素樹脂としては、例えば四ふっ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四ふっ化エチレン−六ふっ化プロピレン共重合樹脂（ＰＦＥＰ）、四ふっ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）のいずれか、もしくはこれらの混合組成物が挙げられる。
【００１４】
本発明において、前記耐熱性繊維布としては、例えばガラス繊維布、芳香族ポリアミド繊維布が挙げられる。
［作用］
本発明において、弗素樹脂ディスパージョンへのシリカなどの親水性固体無機物の充填は、弗素樹脂ディスパージョンを容器に取り、撹拌機にかけ、これに所定量のシリカ分散液を添加し、全量添加後、約１時間撹拌を続けることにより行なう。
【００１５】
一方、シリカ充填弗素樹脂ディスパージョンのガラスクロスなどへの耐熱性繊維布へのコーティングは、次のように行なう。まず、ガラスクロスをシリカ充填弗素樹脂ディスパージョン中に浸し、引き上げて１００〜２００℃の電気炉中を約５分間通して水分を乾燥させ、更に２８０〜３１０℃の電気炉中を約５分間通して界面活性剤等の不純物を除去した後、３４０〜３８０℃の電気炉中を約５分間通して焼成する。樹脂層の含有率が必要量に達するまでこの工程を複数回繰り返す（未充填のディスパージョンについても同様）。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例に係る弗素樹脂積層基板について図面を参照して説明する。
（実施例１）
図１を参照する。なお、図１では、プリプレグシートは、便宜上１つのみ記載してある。図中の付番11は、耐熱性繊維布としてのガラスクロス（ＪＩＳ規格 ＥＰ10）である。このガラスクロス11の両面には、弗素樹脂層12ａ，12ｂが前記ガラスクロス11に含浸，焼成して設けられている。つまり、弗素樹脂層12ａ，12ｂはガラスクロス11の両面のみに形成されているだけでなく、その一部がガラスクロス11に含浸した状態になっている。ここで、弗素樹脂層12ａ，12ｂには、夫々弗素樹脂及び親水性固体無機物としてのシリカ（図示せず）が充填されている。このシリカは、下記表１に示す如く、弗素樹脂１００重量部に対し、１０重量部充填されている。前記前記ガラスクロス11及び弗素樹脂層12ａ，12ｂからなるプリプレグシート13が構成されている。このプリプレグシート13を例えば５層積層した積層体14の両面には、厚み１８μｍの銅箔15ａ，15ｂが設けられている。
【００１７】
【表１】

【００１８】
上記実施例１に係る弗素樹脂積層基板は、次のようにして製造される。まず、ガラスクロス11の両面に、シリカが充填された弗素樹脂層12ａ，12ｂを繰り返し含浸、焼成した例えば５枚のプリプレグシート13からなる積層体14の上下に銅箔15ａ，15ｂを形成する。つづいて、こうして得られた基材16を、図２に示すように、厚み１ｍｍの３枚のステンレス板17間に配置して積層する。更に、この状態で上下に耐熱性クッション材18を介して厚さ３ｍｍのステンレス板19ａ，19ｂ間に挟み、３９０℃に設定したプレスを使用し、単位圧力４０ｋｇｆ／ｃｍ² で約３０分保持を行ない、その後に冷却して弗素樹脂積層基板が得られる。
【００１９】
上記実施例１によれば、ガラスクロス11の両面に、シリカが弗素樹脂１００重量部に対して１０重量部充填された弗素樹脂層12ａ，12ｂを設けた構成となっているため、従来のように金属ナトリウムを用いたエッチング処理を行うことなくメッキ層を形成できる。また、金属ナトリウムによる処理工程がないため、低コストで生産性に優れ、かつ作業者の安全性に優れという利点を有する。
【００２０】
事実、実施例１による電気特性、メッキ性は上述した表１に示す通りである。但し、表１において、誘電正接は５ＧＨｚ帯域で０．００７以下が必須である。これよりも大きくなると、回路損失が大きく高周波基板として使用できない。また、煮沸後絶縁抵抗は１０⁸ Ω以上が必須である。これよりも低くなると、高湿度環境での絶縁信頼性が保持できない。メッキ付着性の「○」は、通常のメッキ工程（下地処理、無電解メッキ、電解メッキ）でスルホール部分全面にメッキが付着することを意味する。メッキ密着力の「○」は、粘着テープ剥離試験で容易に剥離しない強度が得られることを意味する。
【００２１】
（実施例２〜５）
各実施例２〜５とも、弗素樹脂層中の親水性固体無機物としてのシリカ、チタニアの配合量が割合が上記表１に示す通りであることを除いては、実施例１と同様な構成となっている。
【００２２】
（実施例６）
図３を参照する。図３において、耐熱性繊維布としてのガラスクロス１１の両面には、弗素樹脂層２１ａ，２１ｂが前記ガラスクロスに含浸，焼成して設けられている。この場合も、実施例１と同様、弗素樹脂層２１ａ，２１ｂはガラスクロス１１の両面のみに形成されているだけでなく、その一部はガラスクロス１１に含浸した状態になっている。ここで、弗素樹脂層２１ａ，２１ｂには夫々親水性固体無機物は充填されていない。このようなガラスクロス１１及び弗素樹脂層２１ａ，２１ｂからなる弗素樹脂基材層２２の両面には、親水性固体無機物としてのシリカを充填した弗素樹脂層（無機物含浸層）２３ａ，２３ｂが形成されている。ここで、弗素樹脂層２１ａ，２１ｂ及びシリカを充填した弗素充填層２３ａ，２３ｂに含まれる全ての弗素樹脂１００重量部に対して、シリカの配合量は２０重量部とする。また、こうした弗素樹脂基材層２２及び無機物を充填した弗素樹脂層２２ａ，２２ｂからなる積層体２４を５枚積層し、その両面には１８μｍの銅箔１５ａ，１５ｂが設けられている。
【００２３】
実施例６によれば、実施例１〜５に比べてガラスクロス１１と樹脂層との密着性を向上できる。即ち、実施例１〜５のようにガラスクロス１１と接する樹脂層に親水性固体無機物が充填されている場合は、ガラス繊維間への弗素樹脂の浸透性が劣るため、ガラスクロスと弗素樹脂の密着性が低下したり吸水性が高くなる恐れがあるが、実施例６のようにガラスクロスと接する樹脂層に親水性固体無機物を含まない場合は、実施例１〜５と比べて密着性が増す。したがって、実施例６の場合は、絶縁抵抗が上がり、誘電正接が小さくなる傾向がある。
【００２４】
なお、上記実施例において、積層基板を構成するプリプレグシートの枚数、その他の構成部材の材料、厚み等は一例を示すもので、これに限定されるものではない。
【００２５】
（比較例１〜３）
各比較例１〜３ともは、弗素樹脂中の親水性固体無機物としてのシリカの配合割合が上記表１に示す通りであることを除いては、実施例１と同様な構成となっている。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、弗素樹脂に親水性固体無機物を弗素樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部充填した構成とすることにより、従来のように金属ナトリウムを用いたエッチング処理を行なうことなくメッキ層を形成でき、かつ経済性、生産性に優れた弗素樹脂積層基板を提供できる。
【００２７】
また、本発明によれば、耐熱性繊維布の片面もしくは両面に弗素樹脂を含浸した弗素樹脂基材層と、この弗素樹脂基材層の片面もしくは両面に設けられ，親水性固体無機物を弗素樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部充填した無機物充填層との積層体を焼成してなるプリプレグシートと、このプリプレグシートに積層された銅箔とを具備した構成とすることにより、従来のように金属ナトリウムを用いたエッチング処理を行なうことなくメッキ層を形成でき、かつ経済性、生産性に優れるとともに、電気絶縁性の低下を回避し得る弗素樹脂積層基板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係わる弗素樹脂積層基板の断面図。
【図２】実施例１に係わる弗素樹脂積層基板を製造する時の金型の使用状態の説明図。
【図３】本発明の実施例６に係わる弗素樹脂積層基板の断面図。
【図４】従来の弗素樹脂積層基板の問題点を説明するための図。
【符号の説明】
11…ガラスクロス（耐熱性繊維布）、
12ａ，12ｂ，23ａ，23ｂ…シリカを充填した弗素樹脂層、
13，24…プリプレグシート、
14…積層体、
15ａ，15ｂ…銅箔、
17，19ａ，19ｂ…ステンレス板、
18…耐熱性クッション材、
21ａ，21ｂ…弗素樹脂層、
22…弗素樹脂基材層。

Claims (3)

1. 耐熱性繊維布の片面もしくは両面に弗素樹脂を含浸，焼成してなるプリプレグシートと銅箔とを積層した弗素樹脂積層基板において、前記弗素樹脂に親水性固体無機物を弗素樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部充填したことを特徴とする弗素樹脂積層基板。
2. 耐熱性繊維布の片面もしくは両面に親水性固体無機物を含まない弗素樹脂層を含浸してなる弗素樹脂基材層と、この弗素樹脂基材層の片面もしくは両面に設けられ，親水性固体無機物を弗素樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部充填した無機物含浸層との積層体を焼成してなるプリプレグシートと、このプリプレグシートに積層された銅箔とを具備することを特徴とする弗素樹脂積層基板。
3. 前記親水性固体無機物が、シリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸カリウム、酸化バリウムのいずれかであることを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の弗素樹脂層基板。

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