JP5470725B2 - 金属箔張積層板及びプリント配線板 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の好適な実施形態に係る金属箔張積層板を模式的に示す断面図である。図1に示す金属箔張積層板200は、積層体30と、積層体30を挟持するように積層体30の両面に設けられた金属箔10とを備える。積層体30は、繊維基材及び繊維基材に埋め込まれた樹脂組成物の硬化物からなる繊維基材層4と、それを挟持する樹脂組成物の硬化物層1及び2とからなる。
繊維基材は、50μm以下の厚みを有するガラスクロスである。このような、繊維基材を用いることにより、屈曲性のある任意に折り曲げ可能なプリント配線板を得ることができる。これと同時に、製造プロセスでの温度、吸湿等に伴う基板の寸法変化を小さくすることも可能となる。
樹脂組成物は、プリント配線板を作製する際に耐熱性を要する点から、熱硬化性樹脂を含むと好ましい。熱硬化性樹脂は、加熱により硬化して絶縁性の硬化物を形成する。熱硬化性樹脂は、架橋性の官能基を有する熱硬化性樹脂であることが好ましい。そのような熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ビスマレイミド樹脂、トリアジン−ビスマレイミド樹脂及びフェノール樹脂が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
B(アミン当量1500)(以上、信越化学工業株式会社製)、BY16−853(アミン当量650)、BY16−853B(アミン当量2200)、(以上、東レダウコーニングシリコーン株式会社製)が例示できる。上記一般式(6)で表されるシロキサンジアミンとしては、X−22−9409(アミン当量700)、X−22−1660B−3(アミン当量2200)(以上、信越化学工業株式会社製)が例示できる。
OCN−R3−NCO (8)
金属箔10としては、銅箔、アルミニウム箔が一般的に用いられる。積層板に用いられる金属箔の厚さは、通常5〜200μmである。また、金属箔10として、ニッケル、ニッケル−リン、ニッケル−スズ合金、ニッケル−鉄合金、鉛、鉛−スズ合金等を中間層とし、この両面に0.5〜15μmの銅層と10〜300μmの銅層を設けた3層構造の複合箔、又はアルミニウムと銅箔とを複合した2層構造複合箔を用いることもできる。
樹脂付き金属箔は、上記樹脂組成物を金属箔10上に塗布することにより樹脂層を形成することで製造することができる。
樹脂フィルムは、上記樹脂組成物のワニスを離型基材上に塗布し、乾燥後、離型基材を除去することで製造することができる。離型基材としては、乾燥時の温度に耐えうるものであれば特に制限はなく、一般的に用いられる離型剤付きのポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、離型剤付きのアルミニウム箔等の金属箔を用いることができる。
図2は、上述の金属箔張積層板200に配線パターンを形成して得られる、本発明のプリント配線板の一実施形態を示す部分断面図である。図2に示されるプリント配線板300は、上記の積層体30と、積層体30の両面に設けられるパターン化された金属箔で形成される配線パターン11とで主として構成されている。また、積層体30をその主面に略直行する方向に貫通する複数の貫通孔70が形成されており、この貫通孔70の孔壁には所定の厚さの金属めっき層60が形成されている。プリント配線板300は、上記金属箔200に配線パターンを形成して得られる。配線パターンの形成は、サブトラクティブ法等の従来公知の方法によって行うことができる。
ポリアミドイミド樹脂として「KS9900B」(日立化成工業株式会社製、商品名)22.44kg(固形分31.2質量%)、エポキシ樹脂として「EPPN502H」(日本化薬株式会社製、商品名)2.0kg(固形分50質量%のメチルエチルケトン溶液)、「HP4032D」(大日本インキ化学工業株式会社製、商品名)3.0kg、「NC3000」(日本化薬株式会社製、商品名)1.0kg(固形分50質量%のメチルエチルケトン溶液)、硬化促進剤として1−シアノエチル−2−エチル−1−メチルイミダゾール8.0gを混合した。次いで、樹脂が均一になるまで約1時間撹拌した後、脱泡のため24時間、室温(25℃)で静置して樹脂組成物のワニスを調製した。
ポリアミドイミド樹脂として「KS9900B」(日立化成工業株式会社製、商品名)22.44kg(固形分31.2質量%)、エポキシ樹脂として「EPPN502H」(日本化薬株式会社製、商品名)2.0kg(固形分50質量%のメチルエチルケトン溶液)、「HP4032D」(大日本インキ化学工業株式会社製、商品名)3.0kg、「NC3000」(日本化薬株式会社製、商品名)1.0kg(固形分50質量%のメチルエチルケトン溶液)、硬化促進剤として1−シアノエチル−2−エチル−1−メチルイミダゾール8.0gさらにリン化合物として「OP930」(クラリアント社製、商品名)1.0kg、水酸化アルミニウムとして「HP360」(昭和電工株式会社製、商品名)1.5kgを混合した。次いで、樹脂が均一になるまで約3時間撹拌した後、脱泡のため24時間、室温(25℃)で静置して樹脂組成物のワニスを調製した。
エポキシ樹脂として「EPICLON153」(大日本インキ株式会社製、商品名)3.4kg、硬化剤として「FG−2000」(帝人化成株式会社製、商品名)1.81kg、硬化促進剤として1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、10.0gをメチルイソブチルケトン6.0kgに溶解し、アクリル樹脂として「HTR−860−P3」(ナガセケムテックス株式会社製、商品名)2.87kg(固形分15質量%メチルエチルケトン溶液)を加え、1時間撹拌して樹脂組成物のワニスを調製した。
エポキシ樹脂として「EPICLON153」3.4kgに代えて「BREN−S」(日本化薬株式会社製、商品名)3.0kgを配合した以外は、配合例3と同様にして樹脂組成物のワニスを調製した。
<樹脂付き金属箔の作製>
電解銅箔「F2−WS−18」(古河電工株式会社製、商品名、厚み:18μm)の上に配合例1〜4で調製した樹脂組成物のワニスをそれぞれ乾燥後の樹脂層の厚みが30μm又は50μmになるようにダイコータで塗布し、100〜140℃の乾燥炉を滞留時間5分間で加熱、乾燥して樹脂付き金属箔を得た。
1組の上記樹脂付き銅箔及びガラスクロス「WEX−1027」(旭シュエーベル株式会社製、厚み:19μm)を準備し、樹脂層がガラスクロスと接するように配置して積層し、表1に示すプレス条件で加熱及び加圧して、金属箔張積層板である両面銅張積層板を作製した。得られた両面銅張積層板はいずれも任意に折り曲げ可能であった。
<樹脂フィルムの作製>
支持基材として、ポリエチレンテレフタレートフィルム「A−63」(帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名、厚み:75μm)を準備した。上記支持基材上に配合例1〜4で作製したワニスを乾燥後の厚みが50μmになるようにダイコータで塗布し、100〜140℃の乾燥炉を滞留時間で、5分加熱、乾燥して、支持基材を剥離することで樹脂フィルムを得た。
1組の電解銅箔「F2−WS−18」、1組の上記樹脂フィルム及びガラスクロス「WEX−1027」を準備した。次いで、ガラスクロスの両側に樹脂フィルムを配置し、さらにその両側に上記電解銅箔を配置して積層し、表1に示すプレス条件で加熱及び加圧して、金属箔張積層板である両面銅張積層板を作製した。得られた両面銅張積層板はいずれも任意に折り曲げ可能であった。
<プリプレグの作製>
ガラスクロス「WEX−1027」に、配合例1〜4で調製した樹脂組成物のワニスを乾燥後の厚みが60μmになるように縦型塗工機で塗布し、100〜140℃の乾燥炉を滞留時間10分間で、加熱、乾燥して樹脂分70質量%のプリプレグを得た。
上記プリプレグの両側に電解銅箔F2−WS−18を配置して表1に示すプレス条件で加熱及び加圧して、金属箔張積層板である両面銅張積層板を作製した。
比較例1〜4と同様にして、ガラスクロス「WEX−1027」に配合例1〜4で調製した樹脂組成物のワニスを、乾燥後の厚みが90μmになるように縦型塗工機で塗布し、100〜140℃の乾燥炉を滞留時間10分間で、加熱、乾燥して樹脂分85質量%のプリプレグの作製を試みた。しかし、これらのプリプレグでは、溶剤の乾燥が不十分となり、金属箔張積層板を作製することができなかった。
実施例1〜12及び比較例1〜4で作製した両面銅張積層板の反り、膨れ、繊維基材の織り目の突出の有無を目視で評価した。結果を表1に示す。表1中、○は反り、膨れ、繊維基材の織り目の突出のいずれも発生がないこと、×は反り、膨れ、繊維基材の織り目の突出のいずれかが発生したことを意味する。
実施例1〜12及び比較例1〜4で作製した両面銅張積層板を幅10mm長さ200mmに切り出し、反りゲージにより端部から100mm部分の高さを測定した。また、両面銅張積層板の銅をエッチングにより除去し、樹脂板とした。この樹脂板のカール、波打ちの有無を目視により観察した。また、樹脂板が平坦な場合、反りゲージにより反りを測定した。結果を表2に示す。
実施例1〜12及び比較例1〜4で作製した両面銅張積層板の断面を顕微鏡観察した。図2に示すように、繊維基材層4と銅箔10との間に介在する2つの樹脂組成物の硬化物層1及び2において、それぞれの平均厚みを各界面間の平均線の間隔から計測した。なお、2つの硬化物層のうち、平均厚みの厚い方を硬化物層1とし、もう一方を硬化物層2とした。そして、下記式(1)に示すように、硬化物層1及び2の平均厚みの差の比率として算出した。結果を表2に示す。
硬化物層の平均厚みの差の比率(%)=(硬化物層1の平均厚み−硬化物層2の平均厚み)/(硬化物層1の平均厚み+硬化物層2の平均厚み)×100 …(1)
(常態のはんだ耐熱性)
実施例1〜12及び比較例1〜4で作製した両面銅張積層板を5cm角に切り出し、測定用試料とした。測定用試料を260℃のはんだ槽に浮かべ、膨れ等の変形の有無を目視で観察した。測定時間は最大300秒とした。結果を表2に示す。
(吸湿はんだ耐熱性)
実施例1〜12及び比較例1〜4で作製した両面銅張積層板を5cm角に切り出し、片面の銅箔をエッチングで除去し、プレッシャークッカー試験器(条件:121℃、2気圧)に1時間投入したものを測定用試料とした。測定用試料を288℃のはんだ槽に20秒間浸漬し、取り出して膨れ等の変形の有無を目視で観察した。結果を表2に示す。なお、表2中、○は膨れ等の変形が有ることを、×は変形がないことを意味する。
ガラスクロス「WEX−1027」をガラスクロス「WEX−1017」(旭シュエーベル株式会社製、商品名、厚み:13μm)に変更し、上述のようにして作製した樹脂付き銅箔を用い両面銅張積層板を作製した。得られた両面銅張積層板はいずれも任意に折り曲げ可能であった。
ガラスクロス「WEX−1027」をガラスクロス「WEX−1037」(旭シュエーベル株式会社製、商品名、厚み:28μm)に変更し、上述のようにして作製した樹脂付き銅箔を用い両面銅張積層板を作製した。得られた両面銅張積層板はいずれも任意に折り曲げ可能であった
ガラスクロス「WEX−1027」をガラスクロス「WEX−1086」(旭シュエーベル株式会社製、商品名、厚み:50μm)に変更し、上述のようにして作製した樹脂付き銅箔を用い両面銅張積層板を作製した。得られた両面銅張積層板はいずれも任意に折り曲げ可能であった。
ガラスクロス「WEX−1027」をガラスクロス「WEX−3313」(旭シュエーベル株式会社製、商品名、厚み:70μm)に変更し、上述のようにして作製した樹脂付き銅箔を用い両面銅張積層板の作製を試みた。しかし、ガラスクロスへの樹脂の埋め込みが不十分となり、評価を行うことができなかった。
ガラスクロス「WEX−1027」をガラスクロス「GA−7010」(日東紡績株式会社製、商品名、厚み:100μm)に変更し、上述のようにして作製した樹脂付き銅箔を用い両面銅張積層板の作製を試みた。しかし、ガラスクロスへの樹脂の埋め込みが不十分となり、評価を行うことができなかった。
Claims (9)
- 28μm以下の厚みを有するガラスクロスである繊維基材と、
金属箔及び該金属箔上に形成された加熱により硬化する樹脂組成物からなる樹脂層を備える一組の樹脂付金属箔と、
を前記樹脂層が前記繊維基材に接するように配置し、加熱加圧により一体化してなる金属箔張積層板であって、
前記繊維基材及び該繊維基材に埋め込まれた前記樹脂組成物の硬化物からなる繊維基材層と、該繊維基材層を挟持した前記樹脂組成物の硬化物からなる一組の硬化物層と、を有する積層体と、
該積層体を更に挟持した一組の金属箔と、
を備え、
前記樹脂層の厚みが30〜50μmであり、
前記一組の硬化物層の平均厚みの差が、前記一組の硬化物層の平均厚みの合計の10%以下である、金属箔張積層板。 - 28μm以下の厚みを有するガラスクロスである繊維基材と、
該繊維基材の両側に配置された加熱により硬化する樹脂組成物からなる一組の樹脂フィルムと、
該樹脂フィルムの繊維基材とは反対側に配置された一組の金属箔と、
を加熱加圧により一体化してなる金属箔張積層板であって、
前記繊維基材及び該繊維基材に埋め込まれた前記樹脂組成物の硬化物からなる繊維基材層と、該繊維基材層を挟持した前記樹脂組成物の硬化物からなる一組の硬化物層と、を有する積層体と、
該積層体を更に挟持した一組の金属箔と、
を備え、
前記樹脂フィルムの厚みが30〜50μmであり、
前記一組の硬化物層の平均厚みの差が、前記一組の硬化物層の平均厚みの合計の10%以下である、金属箔張積層板。 - 前記樹脂組成物が熱硬化性樹脂を含有する、請求項1又は2に記載の金属箔張積層板。
- 前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である、請求項3記載の金属箔張積層板。
- 前記樹脂組成物がポリアミドイミド樹脂を含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の金属箔張積層板。
- 前記樹脂組成物がアクリル樹脂を含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の金属箔張積層板。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の金属箔張積層板に配線パターンを形成して得られるプリント配線板。
- 請求項1に記載の金属箔張積層板の製造方法であって、
28μm以下の厚みを有するガラスクロスである繊維基材と、金属箔及び該金属箔上に形成された加熱により硬化する樹脂組成物からなる樹脂層を備える一組の樹脂付金属箔と、を前記樹脂層が前記繊維基材に接するように配置し、加熱加圧により一体化する工程を備え、
前記樹脂層の厚みが30〜50μmである、金属箔張積層板の製造方法。 - 請求項2に記載の金属箔張積層板の製造方法であって、
28μm以下の厚みを有するガラスクロスである繊維基材と、該繊維基材の両側に配置された加熱により硬化する樹脂組成物からなる一組の樹脂フィルムと、該樹脂フィルムの繊維基材とは反対側に配置された一組の金属箔と、を加熱加圧により一体化する工程を備え、
前記樹脂フィルムの厚みが30〜50μmである、金属箔張積層板の製造方法。
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