JPH03231840A - 熱可塑性樹脂積層板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属箔と熱可塑性樹脂含浸基材層の間にセラ
ミック層を有する熱可塑性樹脂積層板に関する。

（従来の技術） プリント配線板としてこれまでは紙、ガラス繊維、ケプ
ラー繊維などの繊維基材にフェノール樹脂、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸し、表面
に銅箔などの金属箔を張った積層板が広く用いられてき
た。

ところが、最近では、これまでの熱硬化性樹脂主体の積
層板に代わって熱可塑性樹脂を繊維基材に含浸させた積
層板が注目されてきた。これら熱可塑性樹脂を用いた積
層板は次のような特長を有するためである。

すなわち、テフロン樹脂を特徴とする特許塑性樹脂は誘
電率、誘電正接がフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂などの熱硬化性樹脂に比べて小さい点である
。プリント配線板においてその回路の信号伝送速度及び
伝送損失は基板の誘電率及び誘電正接に大きく影響され
る。基板の誘電率が小さいほどその信号の伝送速度は大
きく、また誘電正接が小さいほど伝送損失は小さくなる
。したがって、コンピュータなど信号伝送の高度化、高
効率化が要求される用途では基板には低誘電率、低誘電
正接であることが要求される。このようなことから低誘
電率、低誘電正接の熱可塑性樹脂基板は注目をあびてい
る。

ところが、このような特長を有する熱可塑性樹脂８に層
板にも次に述べる問題点がある。

それは、熱膨張係数が大きい点である。テフロン樹脂を
はじめとするガラス布基材熱可塑性樹脂積層板の両方向
の熱膨張係数は２０〜２５Ｘ　１０’−’　／’Ｃとエ
ポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などのガラス布基材熱硬化
性樹脂積層板の１０〜１５ＸＩＯ−”／℃に比べて大き
い。これは、基板上に接続する部品との接続信頼性の低
下をもたらす。基板上に接続するシリコンチップ（熱膨
張係数３．５　Ｘ　１０−’　／’Ｃ）　、アルミナチ
ップ（熱膨張係数６〜７　Ｘ　１０−’　／’Ｃ）との
熱膨張係数差が大きいと使用時の熱変化により部品と基
板との接続部にクラックあるいは剥離等の欠陥が発生し
や１−い。

そこで、これを改良するため金属箔の片面にセラミック
を溶射したセラミック層を形成し、それに熱可塑性樹脂
プリプレグを設けプレスで一体化したセラミックコート
熱可塑性樹脂積層板が提案された。この方法により寸法
安定性は向上できるようになった。

（発明が解決しようとする課題） ところが、セラミック層と熱可塑性樹脂含浸基材層であ
る熱可塑性プリプレグ層を直接プレス成形で一体化する
方法では、セラミック層と熱可塑性樹脂基材層の密着性
が不十分であるという問題が生じた。

熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂に比べ加熱時に軟化しや
すい性質があり、融点以上で溶融する。しかしその時の
樹脂の粘度は、一般に硬化する直前の液状の熱硬化性樹
脂の粘度に比べ１００倍以上大きく非常に流動性が悪い
。そこで、熱可塑性樹脂含浸基材層とセラミック層を直
接重ね、基材に含浸している樹脂のみでセラミック層と
一体化しても強い密着力がでない。

また、密着力を上げるため加圧力と加熱温度を大きくし
すぎると基材の繊維が乱れたり樹脂が劣化したりし積層
板の特性上好ましくない。

しかも、積層板には半田紐熱等、耐熱性が要求されるた
め、融点は２００℃以上の方が良い。

しかし、融点が２００℃以上の耐熱性の優れた熱可塑性
樹脂は溶融時の粘度が高く、流動性が悪いため、セラミ
ック層と熱可塑性樹脂含浸基材層を直接一体化し十分な
密着力を得るのは、さらに困難となる。

そこで、本発明はセラミック層と熱可塑性樹脂含浸基材
層を十分な密着性を有して一体化した、寸法安定性の優
れた熱可塑性樹脂積層板を提案することを目的としたも
のである。

（課題を解決するための手段） 本発明による熱可塑性樹脂積層板は、金属箔の片面１こ
セラミック層を形成し、該セラミック層の表面に該熱可
塑性樹脂の微粉末を塗布した後、熱可塑性樹脂含浸基材
層を設けて一体化するという技術的手段を講じている。

すなわち、セラミック層の空隙部に熱可塑性樹脂微粉末
を充填させ、セラミック層と金属箔及び熱可塑性樹脂含
浸基材層との密着力を向上させている点が特徴である。

セラミック層と熱可塑性樹脂含浸基材層は無機物と有機
物という異質な材料であり適した接着剤はみあたらない
。たとえば、硬化直前の液状熱硬化性樹脂のように粘度
が低く密着性の高い材料はセラミック層の空間部分には
良（浸透していくが熱可塑性との密着性が悪い。そこで
熱可塑性樹脂含浸基材層の樹脂と同系列の熱可塑性樹脂
層をセラミック層の空隙部に充填する方法が非常に効果
的手段である。このセラミック層の空隙部に充填された
微粉末樹脂は、基材層の樹脂との密着性が当然優れてい
るため、セラミック層と基材層間の密着性を向上させる
。

また加熱させて一体化する際にセラミック層の空隙をう
めた微粉末樹脂は溶融して金属箔と接するため、金属箔
とセラミック層との密着性も向上させることができる。

（作用ン 次に本発明について詳細に説明する。

金属箔としては、銅、アルミニウム、鉄、ステンレス、
ニッケル、銀、インバー合金、４２合金などの金属ある
いは合金の箔が用いられるが、中でも銅箔は最も一般的
にプリント基板の回路部として用いられており、しかも
安価であるため最も好適である。

金属箔に形成するセラミック層は、焼結したセラミック
板を金属箔に接着したものでもよい。

しかし、溶射により形成されたセラミック層は金属箔と
の密着性が良く、また中部に５〜２０’にＶＯＬの気孔
を有しているため熱可塑性樹脂との密着性も向上するた
めさらに良い。

溶射するセラミックの種類は、アルミナ、シリカ、ジル
コニア、マグネシア、カルシア、スピネル、ムライト、
チタン酸バリウムなどが用いられる。

熱可塑性樹脂としては、電子材料として半田耐熱等が要
求されるため融点が高い方が良く、特に２００℃以上で
ある樹脂が適している。これは、熱可塑性樹脂層及び基
材層に用いる樹脂に共通していえることである。樹脂の
種類としては、誘電率、誘電正接が低く融点が２７０℃
以上あるフッ素樹脂が特に好ましい。しかし、その他ポ
リサルホン樹脂、ポリエーテルサンホン樹脂、ポリエー
テルイミド樹脂、ポリエーテルエーテル樹脂、ポリフェ
ニレンサルファイド樹脂等、融点２００℃以上の樹脂を
用いることができる。

また、熱可塑性樹脂微粉末に使用する樹脂は、密着性向
上の面から同じ樹脂が良いが、同種の樹脂でもよい。そ
してこの微粉末はセラミック層の空隙を充填させること
が目的であり粒径は小さい方が良く、特に５声ｍ以下が
適している。

さらに空隙部に均一に充填させるためには、液体に微粉
体を分散させた分散液の形態が適している。

例えば基材層に含浸させる樹脂として融点３２７℃のフ
ッｔＳｔ脂（テトラクロロエチレン樹脂）を用い、微粉
末の樹脂として粒径０．２μｍ、融点２７０℃のフッ素
樹脂（フッ化エチレンプロピレン樹脂）を用いることが
できる。

（実施例） 本発明の実施例を第１図を用いて説明する。

第１図は外表面の銅箔１とその内表面に形成されたセラ
ミック層２とその内表面と内部に形成されたフッ素樹脂
（Ｐ　Ｔ　Ｆ　ｇ）層４とその内表面にガラス布基材に
ＦＴＦＢ樹脂を含浸させた層３から構成され一体化され
た銅張積層板である。

銀箔は厚さ３５μｍの電解銅箔であり、セラミック層と
接している面が粗化されている。セラミック層は、銅箔
上にアルミナ（ＡＩ、Ｏｌ）が溶射され形成された層で
あり０．０５ｍｍの厚さである。そのセラミック層に平
均粒径０．２５μｍのＰＴＦＥ微粉末を分散させた水溶
性分散液を塗布し、セラミック層の空隙部にＦＴＦＢ微
粉末を充填させる。次に１５０℃で水分を揮発させる。

このようにしてＰＴＦＦｉの微粉末からなる層を形成す
る。セラミック表面に塗布された微粉末の厚さは約０．
０２ｍｍとする。

次にガラス布基材にＰＴｋ″Ｅ樹脂を含浸させた層は厚
さ０．８５ｍｍであり、ガラス布基材の繊維間に十分Ｐ
ＴＦｊ３樹脂が含浸されている。これは厚さ０．１３ｍ
ｍ、樹脂含有率６５重量％のＰＴＦｇ樹脂含浸ガラス布
を７枚積層したものである。

以上を積層し温度３８０℃、圧力２０ｋｇｆ／−で加圧
加熱して一体化し銅張積層板を成形した。

積層板の密着性を確認するためホットオイルによる熱衝
撃試験（室温の水と２６０℃シリ：−ンオイルに交互に
浸漬）６０サイクル後、量離、クラック等の発生を調べ
たが異常は認めぐれず良好であった。この積層板の面方
向の熱温張係数は１２Ｘ１０−’／℃でありムライト溶
身層のないもの（熱膨張係数２２　Ｘ　１０−’　／’
Ｃ）の約１／２まで低減することができた。またあ電率
は２．６、誘電正接は０．０００２であった。

次に比較例を示す。

実施例においてＦＴＰＲ樹脂微粉末を塗布しない以外は
すべて同一条件で行った。比較例ｅ積層板を第２図に示
す。積層板の密着性を確乙するためホットオイルによる
熱衝撃試験６０１イクル後、剥離、クラック等の発生を
調べた鼠果、アルミナＪ−とガラス布フッ素樹脂層間１
こオずかな層間剥離が確められた。その他は実施秒とほ
ぼ同等の特性を示した。

（発明の効果） 本発明の方法によれば、従来のセラミックニート熱可塑
性樹脂積層板に比ベセラミック層２熱可塑性樹脂層との
密着性が向上し、しかもセラミック層を用いない熱可塑
性樹脂積層板に比べ面方向の熱膨張係数が約１／２とな
り寸法安定性が向上した。また誘電率、誘電正接が小さ
く電気特性に優れた積層板が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の構成を示す積層構成図、第
２図は比較例の構成を示す積層構成図である。 符号の説明 １・・・銅箔　　　　　　　２・・・アルミナ溶射層３
・・・ＰＴＦＥ樹脂含浸ガラス布基材層４・・・ＰＴＦ
Ｅ樹脂微粉末め布層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．金属箔の片面にセラミック層を形成し、該セラミッ
   ク層の表面に熱可塑性樹脂含浸基材層を設け一体化した
   熱可塑性樹脂積層板の製造において、該セラミック層の
   表面に該熱可塑性樹脂微粉末を塗布した後、熱可塑性樹
   脂含浸基材層を設けることを特徴とした熱可塑性樹脂積
   層板の製造法。
2. ２．金属箔が銅箔である請求項１記載の熱可塑性樹脂積
   層板。
3. ３．セラミック層が溶射された層である請求項１記載の
   熱可塑性樹脂積層板。
4. ４．熱可塑性樹脂がフッ素樹脂である請求項１記載の熱
   可塑性樹脂積層板。
5. ５．熱可塑性樹脂微粉末が粒径５μｍ以下の微粉末であ
   る請求項１記載の熱可塑性樹脂積層板。
6. ６．熱可塑性樹脂微粉末が液体に微粉末を分散させた形
   態である請求項１記載の熱可塑性樹脂積層板。