JP7319776B2 - ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板 - Google Patents

ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板 Download PDF

Info

Publication number
JP7319776B2
JP7319776B2 JP2018238398A JP2018238398A JP7319776B2 JP 7319776 B2 JP7319776 B2 JP 7319776B2 JP 2018238398 A JP2018238398 A JP 2018238398A JP 2018238398 A JP2018238398 A JP 2018238398A JP 7319776 B2 JP7319776 B2 JP 7319776B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass cloth
glass
mass
content
cloth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018238398A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020100913A (ja
Inventor
正朗 遠藤
泉 世古宗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Corp filed Critical Asahi Kasei Corp
Priority to JP2018238398A priority Critical patent/JP7319776B2/ja
Publication of JP2020100913A publication Critical patent/JP2020100913A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7319776B2 publication Critical patent/JP7319776B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

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

Description

本発明は、ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板に関する。
近年の情報通信社会の発達とともに、データ通信及び/又は信号処理が大容量で高速に行われるようになり、電子機器に用いられるプリント配線板の低誘電率化の需要が高まっている。そのため、プリント配線板を構成するガラスクロスにおいても、効率的に低誘電ガラスクロスを製造する方法が多く提案されている。
特許文献1に記載されるように、ガラスクロス製造においては、製経工程、製織工程などでガラス糸の機械的な磨耗による毛羽や糸切れの発生を防止するため、予め紡糸段階や整経段階でガラス糸にサイズ剤で被覆処理が施され、製織後にヒートクリーニングと呼ばれる加熱処理を施し、ガラス糸に付着している有機物であるサイズ剤を除去することが行われている。
特許文献1に開示されている低誘電ガラスクロスの製造方法では、具体的には、従来より一般に使用されているEガラスクロスに対して、ガラス繊維織物の巻体を巻出しながら、ガラス繊維織物表面の雰囲気温度が550~700℃になるように設定した加熱炉に連続的に通し加熱処理することにより、ガラス繊維織物特有の製造工程であるヒートクリーニング工程を効率的に行うことができるとされている。
特開2007-262632号公報
しかしながら、特許文献1に記載されているような従来から一般的に行われている350~500℃でのバッチ式ヒートクリーニング法や、特許文献1に開示されている550~700℃の高温で連続的に加熱炉に通すヒートクリーニング法によりヒートクリーニングした低誘電ガラスクロスを用いてプリント配線板を製造した場合に、高温加熱条件下や、外的荷重が作用した際にガラスクロスと樹脂との間で剥がれ生じる場合があることがわかってきた。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高温加熱条件下でも剥離が生じ難く、樹脂との密着性が高いガラスクロス、並びに、当該ガラスクロスを用いたプリプレグ及びプリント配線板を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ガラス表面への不純物付着量の指標であるアセトン抽出物量と、ガラスフィラメントの強度の指標である弾性係数とを調整することにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]
複数本のガラスフィラメントからなるガラス糸を経糸及び緯糸として構成されたガラスクロスであって、
前記ガラスクロスの、アセトンによる抽出処理で捕集される抽出物量が、50ppm以下であり、
前記ガラス糸の弾性係数が、50~70GPaである、
ガラスクロス。
[2]
前記ガラス糸の弾性係数が、50~63GPaである、
[1]に記載のガラスクロス。
[3]
前記ガラスクロスの厚さが、8~50μmである、
[1]または[2]に記載のガラスクロス。
[4]
430℃、2時間の加熱処理における、前記ガラスクロスの重量減少率Aが、0.12~0.70g/mm2である、
[1]~[3]のいずれかに記載のガラスクロス。
[5]
1GHzの周波数において5.0以下の誘電率を有する、
[1]~[4]のいずれかに記載のガラスクロス。
[7]
[1]~[6]のいずれかに記載のガラスクロスと、
該ガラスクロスに含浸されたマトリックス樹脂と、を有する、
プリプレグ。
[8]
[1]~[6]のいずれかに記載のガラスクロスと、
該ガラスクロスに含浸されたマトリックス樹脂と、
金属箔と、を有する、
プリント配線板。
本発明によれば、高温加熱条件下でも剥離が生じ難く、樹脂との密着性が高いガラスクロス、並びに、当該低誘電ガラスクロスを用いたプリプレグ及びプリント配線板を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
本実施形態のガラスクロスは、複数本のガラスフィラメントからなるガラス糸を経糸及び緯糸として構成されたガラスクロスである。また、本実施形態のガラスクロスは、アセトンによる抽出処理で捕集される抽出物含有量が、50ppm以下であり、前記ガラス糸の弾性係数が、50~70GPaである。
従来のヒートクリーニング法を経て得られる低誘電ガラスクロスを用いてプリント配線板を製造した場合に、ガラスクロスと樹脂の界面の接着強度が弱い部位が局所的に存在し、高温条件下に晒された際や、機械的負荷がかかった際にガラスクロスと樹脂の界面で剥離が生じやすい傾向にあることが分ってきた。
この理由は定かではないが、ヒートクリーニングにおいて加熱除去されるはずのサイズ剤が除去されずにガラスクロス上に残留することが原因の一つであると考えられる。低誘電ガラスは従来のEガラスに比べて弾性係数が小さく、プリント配線版の剛性も小さくなる傾向にある。このため、従来のEガラスと同等のサイズ剤残留物がガラスクロス表面に存在した場合でも、低誘電ガラスでは、サイズ剤残留部位のガラスクロスと樹脂の接着強度が弱い部位が起点となり、ガラスクロスと樹脂との剥離が発生してしまうことが分った。
そのため、このような残留が生じないようにする観点から、比較的に高温でヒートクリーニングをすることが好ましい。
しかし一方で、低誘電ガラスクロスは、高温下においてガラスを構成する成分が揮発しやすい傾向にあるため、ガラス糸の破断強度の低下を抑制する観点からは、低温でヒートクリーニングをすることが好ましい。
これに対して、本実施形態では、弾性係数を所定範囲としつつ、アセトン抽出物量を指標として評価されるガラスクロス上の残渣物量を所定範囲に設定することにより、プリント配線板としたときにガラスクロスから樹脂の剥離が起きにくい(高温加熱条件下でデラミネーションの生じ難い)ガラスクロスを提供することができることを見出した。
このような良好な接着性が生じるメカニズムについての詳細は詳らかではないが、ガラスクロスに含侵される樹脂と、ガラスクロスとの、高温加熱条件下における熱膨張率の差異、及び両者の弾性係数との関係で生じる界面応力に対し、ガラスクロス表面に残存する残渣が影響していると考えられる。
本実施形態においては、ガラスクロスをプリント配線板としたときのガラスクロスと樹脂との密着性の指標として、ガラスクロスのアセトンによる抽出処理で捕集される抽出物含有量を用いる。
本実施形態におけるアセトンによる抽出処理で捕集される抽出物含有量は、ガラスクロスに対するアセトン抽出される成分の含有量(ppm)であり、具体的には実施例に記載の方法によって測定される。
アセトンによる抽出処理で捕集される抽出物含有量は、50ppm以下であり、好ましくは40ppm以下であり、さらに好ましくは30ppm以下である。抽出物含有量が50ppm以下であることにより、ガラスクロスをプリント配線板とした際のガラスクロスと樹脂との剥離を防ぐことができ、製品として問題なく使用できる。
上記抽出物含有量の下限は、サイズ剤を十分に除去してプリプレグとしたときのガラスクロスと樹脂との剥離を防ぐ観点から、0ppmであることが理想であるが、0ppm超過であってもよい。また、上記抽出物含有量の下限は、破断強度を担保する観点から、10ppm以上であることが好ましい。
アセトンによる抽出処理で捕集される抽出物含有量を調整する方法としては、例えば、ヒートクリーニング処理において、加熱温度、及び/又は加熱時間を制御する方法等が挙げられる。上記抽出物含有量を低下するよう調整する方法としては、具体的には、加熱温度を高くするよう制御すること、加熱時間を長くするよう制御すること等が挙げられる。
また、ヒートクリーニング前及び/又は後のガラスクロスに水洗等を施し、ガラスクロス表面に付着している付着物及び/又は燃焼残さ等を除去することや、サイズ剤のワックス成分の配合量を多くすることなども有効である。
ガラス糸の弾性係数は、50~70GPaであり、好ましくは50~63GPaであり、より好ましくは53~63GPaである。ガラス糸の弾性係数が低いほど破断が生じやすくなる。したがって、弾性係数が50GPa以上であることにより、開繊工程や表面処理工程等のガラスクロスの製造工程において、ガラスクロスが濡れた状態でスクイズロールやニップロール等を通過する際に、破断が生じ難くなる傾向にある。また、プリプレグの製造などの後工程においても、ガラスクロスへの樹脂の含浸量を制御する目的でガラスクロスをスリットに通過させる際に、破断が生じにくくなる傾向にある。
また、ガラス糸の弾性係数が70GPa以下であることにより、相対的に誘電率がより低下する傾向にある。弾性係数は、実施例に記載の方法により測定することができる。また、弾性係数は、ガラス糸の組成や、ガラス糸を製造する際の溶融温度、紡糸温度、紡糸速度等により調整することができる。
本実施形態のガラスクロスにおける破断強度は、50N/25mm以上であり、好ましくは55N/25mm以上であり、より好ましくは65N/25mm以上である。破断強度が50N/25mm以上であることにより、ガラスクロスを用いるプリプレグ製造過程においてガラス糸の破断が生じにくくなる。
上記破断強度の上限は、特に制限されないが、通常、300N/25mm以下であればよい。
破断強度の調整方法としては、例えば、後述する脱糊工程における熱処理温度及び処理時間を制御する方法等が挙げられる。
破断強度は、具体的には実施例に記載の方法によって測定される。
ガラスクロスの厚さは、好ましくは8~50μmであり、より好ましくは10~50μmであり、さらに好ましくは11~50μmである。ガラスクロスの厚さが上記範囲内であることにより、薄くて比較的に強度の高いガラスクロスが得られる傾向にある。
ガラスクロスの布重量(目付け)は、好ましくは8~250g/m2であり、より好ましくは8~100g/m2であり、さらに好ましくは8~50g/m2であり、特に好ましくは8~35g/m2である。
ガラスクロスの織り構造については、特に限定されないが、例えば、平織り、ななこ織り、朱子織り、綾織り、等の織り構造が挙げられる。このなかでも、平織り構造がより好ましい。
本実施形態のガラスクロスの誘電率は、1GHzの周波数において、好ましくは5.0以下であり、より好ましくは4.8以下であり、さらに好ましくは4.7以下であり、特に好ましくは4.5以下である。
ガラスクロスの誘電率は、例えば、ガラスクロスを構成するガラス組成や、後述する重量減少率Aを調整する方法等により制御することができる。
誘電率は、例えば、空洞共振法により測定することができる。なお、本実施形態において、誘電率という時は特に断りがない限り、1GHzの周波数におけるものをいう。
ガラスクロスを、400℃、2時間の加熱処理をした場合における重量減少率A(以下、単に「重量減少率A」ともいう。)は、0.12~0.70g/mm2であり、好ましくは0.14~65g/mm2であり、より好ましくは0.15~60g/mm2である。
重量減少率Aが上記範囲にあることにより、ヒートクリーニングが適切に実施でき、強度低下を抑制できる。
重量減少率Aは、ガラス糸の組成のうち、例えば、比較的に揮発しやすい成分、例えばB含量などの増減により調整することができ、同様の観点からその他の成分の増減によっても調整することができる。
ガラス糸を構成する元素としては、Si、B、Al、Ca、Mg等が挙げられる。
ガラス糸のSi含量は、SiO2換算で、好ましくは40~60質量%であり、より好ましくは45~55質量%であり、さらに好ましくは47~53質量%であり、よりさらに好ましくは48~52質量%である。Siはガラス糸の骨格構造を形成する成分であり、Si含量が40質量%以上であることにより、ガラス糸の強度がより向上し、ガラスクロスの製造工程及びガラスクロスを用いたプリプレグの製造などの後工程において、ガラスクロスの破断がより抑制される傾向にある。また、Si含量が40質量%以上であることにより、ガラスクロスの誘電率がより低下する傾向にある。一方で、Si含量が60質量%以下であることにより、ガラスフィラメントの製造過程において、溶融時の粘度がより低下し、より均質なガラス組成のガラス繊維が得られる傾向にある。このため、得られるガラスフィラメントに部分的に失透しやすい部位や、部分的に気泡が抜けにくい部位が発生し難くなることから、ガラスフィラメントに局所的に強度の弱い部位が生じにくくなり、結果としてこれを用いて得られるガラス糸から構成されるガラスクロスは破断しにくいものとなる。Si含量は、ガラスフィラメント作製に用いる原料使用量に応じて調整することができる。
ガラス糸のB含量は、B23換算で、好ましくは15~30質量%であり、より好ましくは17~28質量%であり、さらに好ましくは20~27質量%であり、よりさらに好ましくは21~25質量%であり、さらにより好ましくは21.5~24質量%である。B含量が15質量%以上であることにより、誘電率がより低下する傾向にある。また、B含量が30質量%以下であることにより、耐吸湿性が向上し、絶縁信頼性がより向上する傾向にある。B含量は、ガラスフィラメント作製に用いる原料使用量に応じて調整することができる。なお、ガラスフィラメント作製中に変動しうる場合には、それを予め見越して、仕込量を調整することができる。
ガラス糸のCa含量は、CaO換算で、好ましくは5~10質量%であり、好ましくは5~9質量%であり、より好ましくは5~8.5質量%である。Ca含量が4質量%以上であることにより、ガラスフィラメントの製造過程において、溶融時の粘度がより低下し、より均質なガラス組成のガラス繊維が得られる傾向にある。また、Ca含量が10質量%以下であることにより、誘電率がより向上する傾向にある。Ca含量は、ガラスフィラメント作製に用いる原料使用量に応じて調整することができる。
ガラス糸のMg含量は、MgO換算で、好ましくは5質量%以下であり、より好ましくは3質量%以下であり、さらに好ましくは0.01~1質量%以下であり、よりさらに好ましくは0.05~0.6質量%以下であり、さらにより好ましくは0.05~0.3質量%以下である。Mg含量が5質量%以下であることにより、ガラスクロス製造時の開繊工程や表面処理工程等において、ガラスクロスが濡れた状態でスクイズロールやニップロール等を通過する際に、破断が生じ難くなる傾向にある。また、ガラスフィラメント製造時の相分離が抑制され、得られるガラスフィラメントの耐吸湿性がより向上する。これにより、得られるプリント配線板は、高湿度環境の使用環境の影響を受けにくく、誘電率の環境依存性を低減することができる。Mg含量は、ガラスフィラメント作製に用いる原料使用量に応じて調整することができる。
なお、上記各含量は、ICP発光分光分析法により測定することができる。具体的には、Si含量及びB含量は、秤取したガラスクロスサンプルを炭酸ナトリウムで融解したのち、希硝酸で溶解して定容し、得られたサンプルをICP発光分光分析法により測定して得ることができる。また、Fe含量は、秤取したガラスクロスサンプルをアルカリ溶解法により溶解して定容し、得られたサンプルをICP発光分光分析法により測定して得ることができる。さらに、Al含量、Ca含量、及びMg含量は、秤取したガラスクロスサンプルを硫酸、硝酸及びフッ化水素により加熱分解した後、希硝酸で溶解して定容し、得られたサンプルをICP発光分光分析法により測定して得ることができる。なお、ICP発光分光分析装置としては、日立ハイテクサイエンス社製のPS3520VDD IIを用いることができる。
ガラス糸は複数本のガラスフィラメントを束ね、必要に応じて撚って得られるものであり、ガラスクロスは上記ガラス糸を経糸及び緯糸として製織して得られるものである。ガラス糸はマルチフィラメント、ガラスフィラメントはモノフィラメントにそれぞれ分類される。
経糸及び緯糸を構成するガラスフィラメントの平均直径は、各々独立して、好ましくは2.5~9μmであり、より好ましくは3.0~7.5μmであり、さらに好ましくは3.5~5.4μmである。ガラスフィラメントの平均直径が上記範囲内であることにより、得られる基板を、メカニカルドリルや炭酸ガスレーザ、UV-YAGレーザにより加工する際、加工性がより向上する傾向にある。そのため薄くて高密度実装のプリント配線板を実現することができる。特に、平均直径が5.4μm以下になると、単位体積当りの表面積が増えることにより残留物の付着が生じやすいため、本実施形態のガラスクロスにおける樹脂に対する接着強度向上効果がより重要となる。
また、平均直径が2.5μm以上であることにより、開繊工程や表面処理工程等のガラスクロスの製造工程において、ガラスクロスが濡れた状態でスクイズロールやニップロール等を通過する際に、破断が生じ難くなる傾向にある。また、プリプレグの製造などの後工程においても、ガラスクロスへの樹脂の含浸量を制御する目的でガラスクロスをスリットに通過させる際に、破断が生じにくくなる傾向にある。
ガラスクロスを構成する経糸及び緯糸の打ち込み密度は、好ましくは30~120本/inchであり、より好ましくは40~110本/inchであり、さらに好ましくは50~100本/inchである。
ガラスクロスは表面処理剤により表面処理されたものであってもよい。表面処理剤としては、特に制限されないが、例えば、シランカップリング剤が挙げられ、必要に応じて水、有機溶剤、酸、染料、顔料、界面活性剤等を合わせて用いてもよい。
シランカップリング剤としては、特に制限されないが、例えば、式(1)で示される化合物が挙げられる。
X(R)3-nSiYn ・・・(1)
(式(1)中、Xは、アミノ基及び不飽和二重結合基のうち少なくとも1つ以上有する有機官能基であり、Yは、各々独立して、アルコキシ基であり、nは、1以上3以下の整数であり、Rは、各々独立して、メチル基、エチル基及びフェニル基からなる群より選ばれる基である。)
Xは、アミノ基及び不飽和二重結合基のうち少なくとも3つ以上を有する有機官能基であることが好ましく、Xは、アミノ基及び不飽和二重結合基のうち少なくとも4つ以上を有する有機官能基であることがより好ましい。
上記のアルコキシ基としては、いずれの形態も使用できるが、ガラスクロスへの安定処理化の観点から、炭素数5以下のアルコキシ基が好ましい。
シランカップリング剤としては、具体的には、N-β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン及びその塩酸塩、N-β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン及びその塩酸塩、N-β-(N-ジ(ビニルベンジル)アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン及びその塩酸塩、N-β-(N-ジ(ビニルベンジル)アミノエチル)-N-γ-(N-ビニルベンジル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン及びその塩酸塩、N-β-(N-ベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン及びその塩酸塩、N-β-(N-ベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルトリ同エトキシシラン及びその塩酸塩、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の公知の単体、又はこれらの混合物が挙げられる。
シランカップリング剤の分子量は、好ましくは100~600であり、より好ましくは150~500であり、さらに好ましくは200~450である。この中でも、分子量が異なる2種類以上のシランカップリング剤を用いることが好ましい。分子量が異なる2種類以上のシランカップリング剤を用いてガラス糸の表面を処理することにより、ガラスクロスの表面における表面処理剤密度が高くなり、マトリックス樹脂との反応性がさらに向上する傾向にある。
〔ガラスクロスの製造方法〕
本実施形態のガラスクロスの製造方法は、特に限定されないが、例えば、ガラス糸を製織してガラスクロスを得る製織工程と、ガラスクロスのガラス糸を開繊する開繊工程と、ガラスクロスのガラス糸に付着したサイズ剤を除く脱糊工程と、を有する方法が挙げられる。また、必要に応じて、シランカップリング剤等による表面処理工程を有していてもよい。
製織方法は、所定の織構造となるように緯糸と縦糸を織るものであれば特に制限されない。また、開繊方法としては、特に制限されないが、例えば、スプレー水(高圧水開繊)、バイブロウォッシャー、超音波水、マングル等で開繊加工する方法が挙げられる。
さらに、脱糊方法としては、特に制限されないが、例えば、サイズ剤を加熱除去する方法が挙げられる。なお、サイズ剤は製織工程等において、ガラス糸の糸切れなどが生じないよう保護する目的で用いられるものである。このようなサイズ剤としては、特に制限されないが、例えば、澱粉系バインダー、ポリビニルアルコール系バインダーが挙げられる。澱粉系バインダー、ポリビニルアルコール系バインダーは、それぞれ少なくとも澱粉及びポリビニルアルコールを含み、ワックス類との混合物であってもよい。
サイズ剤を加熱除去(ヒートクリーニング)する際の温度としては、破断強度を維持しながら十分にサイズ剤を除去する観点から、好ましくは300~550℃であり、より好ましくは350~480℃であり、さらに好ましくは370~450℃である。
加熱時間は、加熱温度やガラスクロスの厚さ等の条件により適宜調整すればよく、破断強度を維持しながら十分にサイズ剤を除去する観点から、好ましくは20~80時間であり、より好ましくは25~70時間であり、さらに好ましくは30~60時間である。
ガラスクロスのガラス糸に付着したサイズ剤を除く脱糊工程においては、サイズ剤を加熱除去の前及び/又は後に、加熱前のサイズ剤及び/又は加熱後のガラスクロス表面に付着している燃焼残さを水洗により除去することもできる。
また、表面処理方法としては、シランカップリング剤を含む表面処理剤をガラスクロスと接触させ、乾燥等する方法が挙げられる。なお、ガラスクロスへの表面処理剤の接触は、表面処理剤中にガラスクロスを浸漬させる方法や、ロールコーター、ダイコーター、又はグラビアコーター等を用いてガラスクロスに表面処理剤を塗布する方法等が挙げられる。表面処理剤の乾燥方法としては、特に制限されないが、例えば、熱風乾燥や、電磁波を用いる乾燥方法が挙げられる。
〔プリプレグ〕
本実施形態のプリプレグは、上記低誘電ガラスクロスと、該低誘電ガラスクロスに含浸されたマトリックス樹脂組成物とを有する。上記ガラスクロスを有するプリプレグは、樹脂に対する密着性が高く、最終製品の歩留まりの高いものとなる。また、誘電特性に優れ、耐吸湿性に優れるために使用環境の影響、特に高湿度環境で誘電率の変動が小さい、プリント配線板を提供することができるという効果も奏することができる。
本実施形態のプリプレグは、常法に従って製造することができる。例えば、本実施形態のガラスクロスに、エポキシ樹脂のようなマトリックス樹脂を有機溶剤で希釈したワニスを含浸させた後、乾燥炉にて有機溶剤を揮発させ、熱硬化性樹脂をBステージ状態(半硬化状態)にまで硬化させることにより製造することができる。
マトリックス樹脂組成物としては、上述のエポキシ樹脂の他に、ビスマレイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、BT樹脂、官能基化ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂;ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、全芳香族ポリエステルの液晶ポリマー(LCP)、ポリブタジエン、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂;及び、それらの混合樹脂等が挙げられる。誘電特性、耐熱性、耐溶剤性、及びプレス成形性を向上させる観点から、マトリックス樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂を熱硬化性樹脂で変性した樹脂を用いてもよい。
また、マトリックス樹脂組成物は、樹脂中にシリカ及び水酸化アルミニウム等の無機充填剤;臭素系、リン系、金属水酸化物等の難燃剤;その他シランカップリング剤;熱安定剤;帯電防止剤;紫外線吸収剤;顔料;着色剤;滑沢剤等を含んでいてもよい。
〔プリント配線板〕
本実施形態のプリント配線板は、上記プリプレグを備える。本実施形態のプリプレグを備えるプリント配線板は、樹脂に対する密着性が高く、最終製品の歩留まりの高いものとなる。また、誘電特性に優れ、耐吸湿性に優れるために使用環境の影響、特に高湿度環境で誘電率の変動が小さいという効果も奏することができる。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
〔ガラスクロスの物性〕
ガラスクロスの物性、具体的には、ガラスクロスの厚さ、経糸及び緯糸を構成するフィラメントの径、フィラメント数、経糸及び緯糸の打ち込み密度(織密度)は、JIS R3420に準拠して測定した。
〔アセトンによる抽出処理で捕集される抽出物量〕
本実施形態におけるアセトンによる抽出処理で捕集される抽出物含有量は、以下の手順により測定した。
1)ビーカーにガラスクロス(A4サイズ×3枚)と300mLのアセトンとを入れ、撹拌棒を用いて、5分間撹拌した。
2)次いで、目開き1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のメンブランフィルターを用いて、吸引ろ過した。
3)残ったガラスクロスに、アセトン250mLを追加し、撹拌棒を用いて、5分間撹拌した後、上記2)と同様の方法で吸引ろ過した。
4)上記3)の操作を1回、繰り返した。
5)メンブランフィルターを風乾した。
6)メンブランフィルター上に捕集された、アセトン抽出物を秤量し、ガラスクロスの質量で除した値を、アセトン抽出物量(ppm)とした。なお、メンブレンフィルター上にガラスクロスから脱落したガラス糸が捕集された場合、当該ガラス糸を取り除き秤量した。(メンブランフィルターは、予め、風袋を測定しておいた。)
〔弾性係数〕
弾性係数は、パルスエコーオーバーラップ法により測定した。
〔ガラスクロスの経糸方向の破断強度〕
ガラスクロスの経糸方向の破断強度を、JIS R3420のガラス試験一般試験法、7.4引張り強さの項に記載された方法を準用して測定した。つかみ間隔150mm、該試験片の両端部の糸をほぐした試験片の幅25mm、引張速度200mm/1minの条件で引っ張り試験を行い、破断時の荷重を読み取った。5回試験を行いその平均値として破断強度を求めた。
〔重量減少率A〕
重量減少率Aの測定方法は、以下の手順で行った。
まず、乾燥した状態でデシケータに保存されたガラスクロスの重量を量った。
次に、ガラスクロスを430℃、2時間加熱処理した後、ガラスクロスを再度デシケータに移し、放冷した。放冷したガラスクロスの重量を量り、1mm2当たりに減少した重量を求め、重量減少率を算出した。
なお、表面処理後のガラスクロスを対象とする場合には、必要に応じて、表面処理剤を除去する操作を行ったのちに測定した。
〔ガラス糸の組成〕
ガラス糸を構成する組成は、ICP発光分光分析法により測定した。具体的には、Si含量及びB含量は、秤取したガラスクロスサンプルを炭酸ナトリウムで融解したのち、希硝酸で溶解して定容し、得られたサンプルをICP発光分光分析法により測定して得た。また、Fe含量は、秤取したガラスクロスサンプルをアルカリ溶解法により溶解して定容し、得られたサンプルをICP発光分光分析法により測定して得た。さらに、Al含量、Ca含量、及びMg含量は、秤取したガラスクロスサンプルを硫酸、硝酸及びフッ化水素により加熱分解した後、希硝酸で溶解して定容し、得られたサンプルをICP発光分光分析法により測定して得た。なお、ICP発光分光分析装置としては、日立ハイテクサイエンス社製のPS3520VDD IIを用いた。
〔強度確認テスト〕
実施例及び比較例で得られたガラスクロスを用い、以下の条件でプリプレグの作製を行った。ガラスクロスを連続で引き出して搬送しながら、ワニスにガラスクロスを浸漬し、スリットを通過させてワニスの塗布量を調整した。次いで、160℃の乾燥炉に通して乾燥させ、プリプレグを得た。なお、この際、実施例1~6と比較例1は樹脂含量が71%、実施例7、8、比較例2は樹脂含量が66%、実施例9、10、比較例3は樹脂含量が58%となるように調整した。また、ワニスには、メタクリル化ポリフェニレンエーテル65質量部、トリアリルイソシアヌレート35質量部、水添スチレン系熱可塑性エラストマー10質量部、臭素系難燃剤25質量部、球形シリカ65質量部、有機過酸化物1質量部、トルエン210質量部を含むものを用いた。
〔層間剥離強度〕
1)相関剥離強度の積層板試験片の作製
強度確認試験で得られたプリプレグを、4枚重ね、更にその重ね合わせたプリプレグの両面に銅箔(古川電気工業株式会社製、厚み18μm、GTS-MP箔)を重ね合わせた状態で、200℃、30kg/cm2で60分間、真空プレスして、銅張積層板を得た。次に、上記銅張積層板から、エッチングにより銅箔を除去することにより積層板を得た。
2)銅箔剥離強度の測定
積層板をガラスクロスの緯糸方向(幅)10mm×経糸方向(長さ)150mmに切断した。
積層板の片側最外層のガラスクロスと2層目のガラスクロスの間を長さ方向50mm剥離させた。
オートグラフ(島津製作所株式会社製)を用いて、50mm/minの速度で90度方向に、上記で剥離した際外層をさらに50mm剥離させた際の強度を測定した。なお、出力強度は、高低のピークを有する波形状を示すため、最低点からの5点と、最高点からの5点のピーク値の平均値とした。
5回試験を行いその平均値として相関剥離強度を求めた。
〔T288耐熱性試験〕
1)T288耐熱性試験用の積層板試験片の作製
強度確認試験で得られたプリプレグを、8枚重ね、更にその重ね合わせたプリプレグの両面に銅箔(古川電気工業株式会社製、厚み35μm、GTS-MP箔)を重ね合わせた状態で、200℃、30kg/cm2で60分間、真空プレスして、銅張積層板を得た。
2)T288耐熱性試験
試験片が288℃の条件下でデラミネーションを起こすまでの時間を、熱機械分析装置(TMA:thermomechanical analyzer)を用いて測定した。
試験片を6.35mm角に切り出し、105℃のオーブンで2時間乾燥させた後、デシケーター内で23℃の室温まで冷却した。該試験片に0.005Nの加重を掛け、加重を掛けた状態で室温から288℃まで10℃/分の昇温速度で加熱を行い、288℃に到達後はデラミネーションが発生するまで288℃に維持した。288℃に到達後、デラミネーションが発生するまでの時間をT288試験の結果として表記した。また、288℃到達後に60分以上デラミネーションが発生しなかった試験片は、60分で試験を中止し、60分以上(>60)と表記した。
〔実施例1〕
ガラス組成(SiO2;51質量%、Al23;14質量%、MgO;0.1質量%、CaO;9質量%、B23;23質量%)、弾性係数61GPa、平均フィラメント径4.0μm、フィラメント数50本、のガラス糸を使用し、エアジェットルームにより、織密度95.0本/25mmのガラスクロスを製織した。ガラスクロスの厚さは13μmであった。
次いで、400℃で42時間加熱処理し脱糊処理を行い、ガラスクロス中間体を得た。
次いで、シランカップリング剤の塗布、及び開繊処理を施し、表1に示す特性のガラスクロスを得た。
〔実施例2〕
脱糊処理の加熱条件を400℃×36時間としたこと以外は、実施例1と同様の方法により、ガラスクロスを得た。
〔実施例3〕
脱糊処理の加熱条件を400℃×30時間としたこと以外は、実施例1と同様の方法により、ガラスクロスを得た。
〔実施例4〕
ガラス組成を、SiO2;50質量%、Al23;17質量%、MgO;0.1質量%、CaO;4質量%、B23;23質量%、P25;4質量%、弾性係数を56GPa、としたこと以外は、実施例2と同様の方法により、ガラスクロスを得た。
〔比較例1〕
脱糊処理の加熱条件を400℃×24時間としたこと以外は、実施例1と同様の方法により、ガラスクロスを得た。
アセトン抽出物量が多いため、層間剥離強度が低く、T288耐熱性も劣った。
〔実施例5〕
脱糊処理前のガラスクロスをDガラス(SiO2;72質量%、Al23;1質量%、MgO;0.1質量%、CaO;1質量%、B23;23質量%)とし、弾性数を52GPaとしたこと以外は、実施例2と同様の方法により、ガラスクロスを得た。
弾性係数が小さくなると、層間剥離強度及びT288耐熱性も低下する傾向が見られた。
〔実施例6〕
ガラスクロスを製織してから加熱による脱糊処理を行う前に、ガラスクロスの水洗による予備脱糊処理を行い、加熱による脱糊処理条件を400℃×30時間としたこと以外は、実施例1と同様の方法により、ガラスクロスを得た。
〔実施例7〕
ガラス組成(SiO2;51質量%、Al23;14質量%、MgO;0.1質量%、CaO;9質量%、B23;23質量%)、弾性係数61GPa、平均フィラメント径5.0μm、フィラメント数100本、のガラス糸を使用し、エアジェットルームにより、経糸織密度65.0本/25mm、緯糸織密度67.0本/25mmのガラスクロスを製織した。ガラスクロスの厚さは28μmであった。
次いで、400℃で42時間加熱処理し脱糊処理を行い、ガラスクロス中間体を得た。
次いで、シランカップリング剤の塗布、及び開繊処理を施し、表1に示す特性のガラスクロスを得た。
〔実施例8〕
脱糊処理の加熱条件を400℃×36時間としたこと以外は、実施例7と同様の方法により、ガラスクロスを得た。
〔比較例2〕
脱糊処理の加熱条件を400℃×24時間としたこと以外は、実施例7と同様の方法により、ガラスクロスを得た。
アセトン抽出物量が多いため、層間剥離強度が低く、T288耐熱性も劣った。
〔実施例9〕
ガラス組成(SiO2;51質量%、Al23;14質量%、MgO;0.1質量%、CaO;9質量%、B23;23質量%)、弾性係数61GPa、平均フィラメント径5.0μm、フィラメント数200本、のガラス糸を使用し、エアジェットルームにより、織密度52.5本/25mmのガラスクロスを製織した。ガラスクロスの厚さは45μmであった。
次いで、400℃で42時間加熱処理し脱糊処理を行い、ガラスクロス中間体を得た。
次いで、シランカップリング剤の塗布、及び開繊処理を施し、表1に示す特性のガラスクロスを得た。
〔実施例10〕
脱糊処理の加熱条件を400℃×36時間としたこと以外は、実施例9と同様の方法により、ガラスクロスを得た。
〔比較例3〕
脱糊処理の加熱条件を400℃×24時間としたこと以外は、実施例9と同様の方法により、ガラスクロスを得た。
アセトン抽出物量が多いため、層間剥離強度が低く、T288耐熱性も劣った。
実施例及び比較例の結果を表1に示す。
本発明は、プリプレグ等に用いる低誘電ガラスクロスとして、産業上の利用可能性を有する。

Claims (7)

  1. 複数本のガラスフィラメントからなるガラス糸を経糸及び緯糸として構成されたガラスクロスであって、
    前記ガラスクロスの、アセトンによる抽出処理で捕集される抽出物量が、50ppm以下であり、
    前記ガラス糸の弾性係数が、53~70GPaである、
    ガラスクロス。
  2. 前記ガラス糸の弾性係数が、53~63GPaである、
    請求項1に記載のガラスクロス。
  3. 前記ガラスクロスの厚さが、8~50μmである、
    請求項1または2に記載のガラスクロス。
  4. 430℃、2時間の加熱処理における、前記ガラスクロスの重量減少率Aが、0.12~0.70g/mm2である、
    請求項1~3のいずれか一項に記載のガラスクロス。
  5. 1GHzの周波数において5.0以下の誘電率を有する、
    請求項1~4のいずれか一項に記載のガラスクロス。
  6. 請求項1~5のいずれか一項に記載のガラスクロスと、
    該ガラスクロスに含浸されたマトリックス樹脂と、を有する、
    プリプレグ。
  7. 請求項1~5のいずれか一項に記載のガラスクロスと、
    該ガラスクロスに含浸されたマトリックス樹脂と、
    金属箔と、を有する、
    プリント配線板。
JP2018238398A 2018-12-20 2018-12-20 ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板 Active JP7319776B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018238398A JP7319776B2 (ja) 2018-12-20 2018-12-20 ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018238398A JP7319776B2 (ja) 2018-12-20 2018-12-20 ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020100913A JP2020100913A (ja) 2020-07-02
JP7319776B2 true JP7319776B2 (ja) 2023-08-02

Family

ID=71139095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018238398A Active JP7319776B2 (ja) 2018-12-20 2018-12-20 ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7319776B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7017214B1 (ja) 2021-05-27 2022-02-08 ユニチカ株式会社 ガラスクロス及びガラスヤーン
KR102540056B1 (ko) * 2021-11-29 2023-06-05 주식회사 현대폴리텍 난연성능이 향상된 선박용 부품의 제조방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001329450A (ja) 2000-05-16 2001-11-27 Unitika Glass Fiber Co Ltd プリント配線板用ガラスクロス
JP2001329449A (ja) 2000-05-16 2001-11-27 Unitika Glass Fiber Co Ltd プリント配線板用ガラスクロス
JP2001348757A (ja) 2000-06-02 2001-12-21 Asahi Schwebel Co Ltd ガラスクロス及びプリント配線板
US20080103036A1 (en) 2006-10-26 2008-05-01 Boessneck Douglas S Low dielectric glass fiber
JP2012166998A (ja) 2011-02-16 2012-09-06 Panasonic Corp 透明フィルム
WO2016208486A1 (ja) 2015-06-24 2016-12-29 ユニチカ株式会社 固体電解質補強材及び該補強材を含む固体電解質膜
JP2017111886A (ja) 2015-12-14 2017-06-22 コニカミノルタ株式会社 照明装置
WO2018125736A1 (en) 2016-12-28 2018-07-05 Agy Holding Corporation Low dielectric glass composition, fibers, and article

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63270833A (ja) * 1987-04-24 1988-11-08 ユニチカ株式会社 プリント配線回路基板用ガラス繊維織布
JPH05140873A (ja) * 1991-11-16 1993-06-08 Unitika Ltd 樹脂補強用ガラスクロスの製造方法
JPH06248572A (ja) * 1993-02-19 1994-09-06 Kanebo Ltd 繊維強化複合材料用ガラス織物
JP3136951B2 (ja) * 1994-06-28 2001-02-19 松下電工株式会社 ガラスクロスの表面処理方法
JPH09143838A (ja) * 1995-11-22 1997-06-03 Asahi Shiyueebell Kk ガラス繊維織物
JP3897901B2 (ja) * 1998-04-16 2007-03-28 株式会社有沢製作所 ガラス繊維織物の保護剤及び収束剤の除去方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001329450A (ja) 2000-05-16 2001-11-27 Unitika Glass Fiber Co Ltd プリント配線板用ガラスクロス
JP2001329449A (ja) 2000-05-16 2001-11-27 Unitika Glass Fiber Co Ltd プリント配線板用ガラスクロス
JP2001348757A (ja) 2000-06-02 2001-12-21 Asahi Schwebel Co Ltd ガラスクロス及びプリント配線板
US20080103036A1 (en) 2006-10-26 2008-05-01 Boessneck Douglas S Low dielectric glass fiber
JP2010508226A (ja) 2006-10-26 2010-03-18 エイジーワイ ホールディングス コーポレイション 低誘電性グラスファイバー
JP2012166998A (ja) 2011-02-16 2012-09-06 Panasonic Corp 透明フィルム
WO2016208486A1 (ja) 2015-06-24 2016-12-29 ユニチカ株式会社 固体電解質補強材及び該補強材を含む固体電解質膜
JP2017111886A (ja) 2015-12-14 2017-06-22 コニカミノルタ株式会社 照明装置
WO2018125736A1 (en) 2016-12-28 2018-07-05 Agy Holding Corporation Low dielectric glass composition, fibers, and article

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020100913A (ja) 2020-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113337934B (zh) 玻璃布、预浸料、及印刷电路板
JP7145586B2 (ja) ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板
WO2019163159A1 (ja) ガラスクロス、プリプレグ、及び、ガラス繊維強化樹脂成形品
TWI790691B (zh) 玻璃布、預浸體、及印刷電路板
JP6866178B2 (ja) ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板
JP7319776B2 (ja) ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板
JP7478044B2 (ja) 低誘電樹脂基板
JP2020105683A (ja) ガラスクロスの製造方法及びガラス糸
CN113969454B (zh) 玻璃布、预浸料和印刷电路板
CN111379063B (zh) 玻璃布的制造方法和玻璃纱
CN109721752B (zh) 玻璃布、预浸料以及印刷电路板
JP6915999B2 (ja) ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板
JP6917724B2 (ja) ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板
TWI748505B (zh) 玻璃布、預浸體、及印刷佈線板
CN113897721A (zh) 玻璃布、预浸料和印刷电路板
CN114318625B (zh) 低介电玻璃布、预浸料和印刷电路板
JP4408662B2 (ja) ガラスクロスの加工方法
JP7011396B2 (ja) ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板
JP2021059811A (ja) ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板
JP4540186B2 (ja) ガラスクロス及びプリント配線板
JP2022021669A (ja) ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板
JP2024035134A (ja) ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板
JPH07273414A (ja) プリント配線基板用ガラス織布およびプリント配線基板
CN117917490A (zh) 玻璃布、预浸料及印刷布线板
JP2023046083A (ja) ガラスクロス、プリプレグ、及びプリント配線板

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211019

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230412

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230627

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230721

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7319776

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150