JP6928908B2 - プリプレグ、金属張積層板、プリント配線板及びフレックスリジッドプリント配線板 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る樹脂組成物(以下、組成物(X)という)は、(A)エポキシ樹脂と、(B)ジシアンジアミドと、(C)フェノキシ樹脂と、(D)コアシェルゴムと、(E)無機フィラーと、を含有する。(C)フェノキシ樹脂の重量平均分子量は、30000以上である。(C)フェノキシ樹脂の引張り伸び率は、20%以上である。(C)フェノキシ樹脂の含有量は、(A)エポキシ樹脂100質量部に対して5〜30質量部である。(D)コアシェルゴムの含有量は、(A)エポキシ樹脂100質量部に対して3〜20質量部である。
(A)エポキシ樹脂(以下、(A)成分という)は、組成物(X)に熱硬化性を付与することができる。また、組成物(X)が(A)成分を含有することで、組成物(X)の硬化物は良好な耐熱性を有しうる。
(B)ジシアンジアミド(以下、(B)成分という)は、硬化剤として機能する。組成物(X)が(B)成分を硬化剤として含有すると、例えばフェノール系硬化剤を含有する場合と比較して、組成物(X)が加熱されて硬化する際の硬化速度が遅くなるため、組成物(X)の半硬化物及び硬化物は脆くなりにくい。このため、組成物(X)から作製されるプリプレグの粉落ちを低減することができる。さらに、組成物(X)が(B)成分を硬化剤として含有すると、フェノール系硬化剤を含有する場合と比較して、組成物(X)の半硬化物及び硬化物は、特にポリイミド基材へのより高い密着性を有する。ポリイミド基材は、プリント配線板のカバーレイ等として好適に使用されるため、組成物(X)から作製されるプリプレグは、プリント配線板を作製するための基板材料として有効に利用されうる。
(C)フェノキシ樹脂(以下、(C)成分という)は、ビスフェノール類とエピクロルヒドリンとの縮合反応により、直鎖状に高分子化した樹脂である。(C)成分は、組成物(X)から作製されるプリプレグに可撓性を付与し、粉落ちの発生を低減させることができる。また、組成物(X)が(C)成分を含有することで、組成物(X)の半硬化物及び硬化物は、特にポリイミド基材への良好な密着性を有しうる。
(D)コアシェルゴム(以下、(D)成分という)は、組成物(X)を硬化した際の硬化物のガラス転移温度に大きな影響を与えることなく、組成物(X)から作製されるプリプレグ及び硬化物に可撓性を付与することができる。このため、組成物(X)から作製されるプリプレグの粉落ちが低減される。さらに、組成物(X)が(D)成分を含有することで、組成物(X)は良好な基材への含浸性を有し、組成物(X)から作製されるプリプレグは、良好な成型性を有しうる。
組成物(X)が(E)無機フィラー(以下、(E)成分という)を含有することで、組成物(X)の硬化物は、低い熱膨張率を有しうる。組成物(X)が(D)成分を含有する場合、組成物(X)の硬化物の熱膨張率は高くなりやすい。しかし、組成物(X)が(E)成分を含有することで、組成物(X)の硬化物は、低い熱膨張率を有することができるため、組成物(X)の硬化物は、熱応力を受けても、反り等の変形やクラックの発生が少ない。
組成物(X)は、本発明の効果が阻害されない場合、上記の(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分、及び(E)成分以外の成分を含んでいてもよい。組成物(X)は、例えば、分散剤、着色剤、密着性付与剤、硬化促進剤、有機溶剤、その他の樹脂、及び添加剤を含んでよい。
図1を参照して、本実施形態に係るプリプレグ1を説明する。
図2を参照して、本実施形態に係る金属張積層板2を説明する。
図3を参照して、本実施形態に係るプリント配線板3、4を説明する。
図4を参照して、第一実施形態に係るフレックスリジッドプリント配線板5を説明する。
図5を参照して、第二実施形態に係るフレックスリジッドプリント配線板6を説明する。以下では、第一実施形態に係るフレックスリジッドプリント配線板5と同様の構成については図中に同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図6を参照して、第三実施形態に係るフレックスリジッドプリント配線板7を説明する。以下では、第一実施形態に係るフレックスリジッドプリント配線板5及び第二実施形態に係るフレックスリジッドプリント配線板6と同様の構成については図中に同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
後掲の表1及び2の「組成」欄に示す成分のうち、(D)成分、(E)成分、及び硬化促進剤を除いた成分を、メチルエチルケトン及びジメチルホルムアミドの混合溶媒を用いて、表1及び2に示す割合で混合し、この混合物を30分間攪拌させた。次に、この混合物に、表1及び2の「組成」欄に示す(D)成分、(E)成分、及び硬化促進剤を、表1及び2に示す割合で添加し、ボールミルで分散させることによって実施例1〜11及び比較例1〜13の樹脂組成物(樹脂ワニス)を得た。
・リン変性エポキシ樹脂:新日鉄住金化学株式会社製、品番FX−289
・ビスフェノールA型エポキシ樹脂1:DIC株式会社製、品番850−S、エポキシ当量183〜193g/eq
・ビスフェノールA型エポキシ樹脂2:新日鉄住金化学株式会社製、品番YD−011、エポキシ当量450〜500g/eq
・ビスフェノールA型エポキシ樹脂3:新日鉄住金化学株式会社製、品番YD−927、エポキシ当量1750〜2100g/eq
・ビスフェノールA型エポキシ樹脂4:新日鉄住金化学株式会社製、品番YD−020、エポキシ当量4000〜6000g/eq
・フェノール樹脂:DIC株式会社製、品番TD−2093、水酸基当量104
・フェノキシ樹脂1:新日鉄住金化学株式会社製、品番YP−50、重量平均分子量70000、引張り伸び率33%
・フェノキシ樹脂2:新日鉄住金化学株式会社製、品番YP50S、重量平均分子量60000、引張り伸び率30%
・フェノキシ樹脂3:新日鉄住金化学株式会社製、品番YP−70、重量平均分子量55000、引張り伸び率10%
・フェノキシ樹脂4:新日鉄住金化学株式会社製、品番ZX−1356−2、重量平均分子量70000、引張り伸び率12%
・コアシェルゴム1:シリコーン・アクリルゴム、三菱レイヨン株式会社製、品番SRK−200A
・コアシェルゴム2:アクリルゴム、アイカ工業株式会社製、品番AC−3816N
・水酸化アルミニウム:住友化学株式会社製、品番CL−303M
・破砕シリカ:シベルコ・ジャパン株式会社製、品番Megasil525
・硬化促進剤:2−エチル−4−イミダゾール、四国化成工業株式会社製、品番2E4MZ
なお、フェノキシ樹脂1、フェノキシ樹脂2、及びフェノキシ樹脂3の引張り伸び率は次のようにして測定した。フェノキシ樹脂1〜3のそれぞれの樹脂板(長さ15cm、幅1mm、厚み100μm)を準備し、この樹脂板の引張り伸び率を、オートグラフ(株式会社島津製作所製、型番AG−IS)を用いて、23±2℃、引張速度1mm/分で測定した。
各実施例及び比較例の樹脂ワニスを、ガラスクロス(日東紡績株式会社製、♯1078タイプ、WEA1078)に硬化後の厚みが80μmとなるように含浸させ、170℃で溶融粘度が60000〜150000Poiseになるまで加熱乾燥させることにより、半硬化状態の樹脂組成物を含むプリプレグを得た。なお、溶融粘度の測定は、高化式フローテスター(株式会社島津製作所製、CFT−100)を用い、フローテスターの温度は130℃、圧力は1.96MPa(20kgf/cm2)の条件下で、ノズルは径が1mm、厚みが1mmのものを用いて行った。
各実施例及び比較例のプリプレグ1枚の両側に厚み18μmの銅箔(三井金属鉱業株式会社製、3EC−III)を配置して被圧体とし、この被圧体を190℃及び2.94MPa(30kgf/cm2)の圧力下で60分間加熱・加圧することで、両面に銅箔が接着された厚み80μmの銅張積層板を得た。また、各実施例及び比較例のプリプレグ10枚を積層した積層体の両側に厚み18μmの銅箔(三井金属鉱業株式会社製、3EC−III)を配置して被圧体とし、この被圧体を上記と同様の条件で加熱・加圧することで、両面に銅箔が接着された厚み800μmの銅張積層板を得た。なお、被圧体の成型には、ホットプレスを用い、成型機の熱盤の温度が100℃に温められた状態で被圧体の投入を行った。
4−1.粉落ち性
上記2で作製した各実施例及び比較例のプリプレグを11×10cm(縦×横)の大きさに切断し、テストピースとして用いて試験を行った。まず、粉やゴミ等の付着物を、ハンディモップを用いて10枚のテストピースから除去した。次に、テストピース10枚の重量を測定した。続いて、10枚のテストピースのそれぞれに、カッターナイフ(エヌティー株式会社製、A型カッター替刃)を用いて長さ10cmの切り込みを等間隔で10本入れ、切り込みを入れた10枚のテストピースから粉やゴミ等の付着物を除去した。そして、切り込みを入れた10枚のテストピースの重量を測定した。切り込みを入れる前のテストピース10枚の重量から切り込みを入れた後のテストピース10枚の重量を減じた値を粉落ち量とした。切り込みを入れる前のテストピース10枚の重量に対する粉落ち量の百分比を、粉落ち性とした。
上記3で作製した各実施例及び比較例の厚み18μmの銅張積層板の両面の銅箔に対して、それぞれ残銅率が50%となるように格子状のパターンを形成して導体配線を形成し、プリント配線板を得た。このプリント配線板の両面の導体配線上に、それぞれ上記2で作製したプリプレグを1枚積層し、190℃及び2.94MPa(30kgf/cm2)の圧力下で60分間加熱・加圧して、積層体を得た。この積層体を50×50mmの大きさに切断しテストピースを得た。このテストピースを4時間煮沸してから、260℃の半田槽に20秒間浸漬し、テストピースの外観を観察してその結果を次に示すように評価した。
A:ふくれが認められる。
B:ふくれが認められない。
上記3で作製した各実施例及び比較例の厚み18μmの銅張積層板をテストピースとして用いた。このテストピースの銅箔のピール強度を、IPC−TM−650−2.4.8に準拠して測定した。テストピース上に、幅10mm、長さ100mmの銅箔パターンを形成し、引っ張り試験機により50mm/分の速度で銅箔パターンを引き剥がし、その際のピール強度を測定した。このピール強度を、銅箔密着性とした。
片面フレキシブル金属張積層板(SKイノベーション株式会社製、Enflex(R)、銅箔厚み12μm、ポリイミド厚み20μm)と、上記2で作製した各実施例及び比較例のプリプレグ1枚を、片面フレキシブル金属張積層板のポリイミド層とプリプレグとが接するように積層し、190℃及び2.94MPa(30kgf/cm2)の圧力下で60分間加熱・加圧することで積層体を作製した。この積層体を、10×100mmの大きさに切断し、テストピースを得た。このテストピースから、引っ張り試験機により50mm/分の速度で片面フレキシブル金属張積層板を引き剥がし、その際のピール強度を測定した。このピール強度を、ポリイミド密着性とした。
上記3で作製した各実施例及び比較例の厚み80μmの銅張積層板の両面の銅箔を除去し、テストピースを得た。このテストピースのガラス転移温度(Tg)を、IPC−TM−650−2.4.25に準拠して、示差走査熱量測定(DSC)により、昇温速度20℃/分の条件で測定した。なお、表1及び2のガラス転移温度の欄に示す括弧内の数値は、ガラス転移温度をテストピースの2箇所で測定した場合の、低温側のガラス転移温度を示す。
上記3で作製した各実施例及び比較例の厚み800μmの銅張積層板の両面の銅箔を除去し、テストピースを得た。このテストピースの面方向(厚み方向)の熱膨張率(CTE)を、JIS C 6481に準拠して、Thermo−mechanical analysis(TMA)法により測定した。なお、熱膨張率は、上記4−5で測定されたガラス転移温度未満の温度において測定された。
11 半硬化物
12 繊維基材
2 金属張積層板
10 絶縁層
20 金属層
3、4 プリント配線板
30 導体配線
5 フレックスリジッドプリント配線板
51 リジッド部
52 フレックス部
Claims (7)
- 繊維基材と、前記繊維基材に含浸された樹脂組成物の半硬化物と、を備え、
前記樹脂組成物が、
(A)エポキシ樹脂と、
(B)ジシアンジアミドと、
(C)フェノキシ樹脂と、
(D)コアシェルゴムと、
(E)無機フィラーと、を含有し、
前記(C)フェノキシ樹脂の重量平均分子量は、30000以上であり、
前記(C)フェノキシ樹脂の引張り伸び率は、20%以上であり、
前記(C)フェノキシ樹脂の含有量は、前記(A)エポキシ樹脂100質量部に対して5〜30質量部であり、
前記(D)コアシェルゴムの含有量は、前記(A)エポキシ樹脂100質量部に対して3〜20質量部である
プリプレグ。 - 前記(D)コアシェルゴムは、ゴム粒子の集合体であり、
前記ゴム粒子は、コア部と、前記コア部を取り囲むシェル部と、を有し、
前記コア部は、シリコーン・アクリルゴム又はアクリルゴムを含む
請求項1に記載のプリプレグ。 - 前記(A)エポキシ樹脂は、リン変性エポキシ樹脂を含有する
請求項1又は2に記載のプリプレグ。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のプリプレグの樹脂組成物の硬化物を含む絶縁層と、
前記絶縁層に設けられた金属層と、を有する
金属張積層板。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のプリプレグの樹脂組成物の硬化物を含む絶縁層と、
前記絶縁層に設けられた導体配線と、を有する
プリント配線板。 - 複数のリジッド部と、
前記複数のリジッド部を接続するフレックス部と、
前記複数のリジッド部及び前記フレックス部のうちの少なくとも一つに設けられた導体配線と、を有し、
前記複数のリジッド部のうちの少なくとも一つは、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプリプレグの樹脂組成物の硬化物を含む
フレックスリジッドプリント配線板。
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