JPH03281633A

JPH03281633A - 積層板の製造法

Info

Publication number: JPH03281633A
Application number: JP8361390A
Authority: JP
Inventors: Tatsu Sakaguchi; 坂口　達; Akinori Sekimoto; 関本　明紀; Koichi Hiraoka; 宏一平岡; Manabu Saiki; 齊木　學
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-12
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPH0713149B2

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、印刷配線の絶縁基板として適した積層板の製
造法に関する。

従来の技術産業用における印刷配線の絶縁基板材料として、ガラス
繊維織布基材にエポキシ樹脂を含浸してこれを積層成形
した積層板（ＦＲ−４タイプ、ＡＮＳＩＮＳ−ド）が主
流である。しかし、ドリル加工性をよくシ（スルーホー
ルの内壁粗さが小さくなり、スミア発生が抑制される）
、コスト低減を図るために、基材としてガラス繊維織布
とガラス繊維不織布を組合せたコンポジットタイプの積
層板に市場が移行しつつある。

これらガラス繊維基材は、含浸する熱硬化性樹脂との親
和性、密着力向上を図るために、シラン系カップリング
剤で処理をしている。

ガラス繊維不織布の場合は、繊維同士を結着する水溶性
エポキシ樹脂等のバインダ中にシラン系カップリング剤
を配合しておき、絡まり合っているガラス短繊維にバイ
ンダをスプレーして繊維同士を結着するときにカップリ
ング剤による処理も同時に行なっている。また、ガラス
繊維織布の場合には、シラン系カップリング剤の水溶液
で処理を行なっている。

発明が解決しようとする課題ガラス繊維不織布のカップリング剤による処理は、バイ
ンダをスプレーするときに行なうので、バインダの付着
むらが、そのままカップリング剤の処理むらになる。ま
た、ガラスは水に対する濡れ性が悪いので、ガラス繊維
織布をシラン系カップリング剤の水溶液で処理しても十
分に効果が上がらず、やはり処理むらが発生する。この
ようなことから、ガラス繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸
して積層成形した積層板では、樹脂との密着力が弱く、
樹脂とガラス繊維基材の界面に水分が侵入して、耐湿絶
縁特性が低下する問題があった。この問題は、特に、ガ
ラス繊維不織布を基材とする積層板や、ガラス繊維不織
布をガラス繊維織布基材と組合せて用いるコンポジット
タイプの積層板に顕著である。

例えば、第２図は、市販のＦＲ−４タイプ（ａ）とコン
ポジットタイプ（ｂ）の銅張り積層板ついて、耐湿絶縁
特性を測定したものである（スルーホール穴間ピッチを
変え、その穴間の絶縁抵抗を１２１℃、２ａｔｍのプレ
ッシャークツカー処理をして測定）。ガラス繊維不織布
基材を基材の一部に用いたコンポジットタイプでは、穴
間ピッチが狭くなると、耐湿絶縁特性が大きく低下し、
穴間ピッチが狭くなりつつある市場の要求に対応し切れ
ないことがわかる。

本発明の課題は、ガラス繊維基材を用いた熱硬化性樹脂
積層板において、その耐湿絶縁特性を向上させることで
ある。具体的には、ガラス繊維不織布基材を用いた積層
板では、従来のＦＲ−４タイプと同等かそれ以上に、ガ
ラス繊維織布基材を用いた積層板では、さらに耐湿！！
！縁特性を向上させることである。

課題を解決するための手段本発明に係る積層板の製造法は、ガラス繊維よりなるシ
ート状基材に熱硬化性樹脂を含浸し、これを重ねて加熱
加圧成形する積層板の製造において、前記シート状基材
をシラン系カンプリング剤とチタネート系カップリング
剤の併用で処理する。

そして、カップリング剤の使用比率を固形重量比で、シ
ラン系カップリング剤／チタネート系カップリング剤＝
　１０／９０〜８０／２０とすることを特徴とするもの
である。

シート状基材をシラン系カップリング剤とチタネート系
カップリング剤の併用で処理する工程は。

シート状基材への熱硬化性樹脂の含浸に先立ち行なうこ
とができる。カップリング剤の基材への付着量は基材重
量に対して０．１〜２重量％が適当である。

また、シート状基材をシラン系カップリング剤とチタネ
ート系カップリング剤の併用で処理する工程は、シート
状基材に含浸する熱硬化性樹脂ワニス中にシラン系カッ
プリング剤とチタネート系カップリング剤を添加して、
樹脂のシート状基材への含浸と同時に行なうことができ
る。カップリング剤の添加量は樹脂ワニスの固形分重量
に対して０．１〜５重量％が適当である。

作用本発明に係る積層板の製造法では、ガラス繊維基材の表
面処理を、シラン系カップリング剤とチタネート系カッ
プリングの２種類の併用系で行なうことにより、処理効
果を上げ、積層板の耐湿絶縁特性を向上させるものであ
る。前記併用が、耐湿絶縁特性の向上に有効である理由
は１次のように推定される。

シラン系カップリング剤は、一般式％式％Ｒ○：アルコキシ基、Ｙ：エボキシ基、アミノ基等の官能基をもつ鎖。

ｍ　＋　ｎ　＝　４　　である。

ガラス繊維基材をシラン系カップリング剤で処理した場
合には、アルコキシ基側かガラス繊維表面に結合すると
共にガラス繊維表面がシロキサン結合からなる多層膜で
覆われ、一方、官能基Ｙが熱硬化性樹脂と反応して結合
することにより、基材と樹脂の密着力を得ている。しか
し、シロキサン結合は、水により応力腐食を受けるので
、水分が存在するとシラノール基が生成する。この最初
のシラノール基の生成に伴い、水が順次シロキサン結合
を切断しシラノール基を生成しながらガラス繊維表面に
向かって侵入する。

このようなことから、シラン系カップリング剤だけで処
理した場合には、積層板の耐湿絶縁特性が低下してしま
うのである。

一方、チタネート系カップリング剤は、一般式％式％Ｒ○：アルコキシ基、Ｘ：脂肪酸基、アルキル基等の疎水性基、ｍ＋ｎ＝４　
　である。

チタネート系カップリング剤においても、アルコキシ基
側かガラス繊維表面に結合することは。

シラン系カップリング剤の場合と同様であるが、チタネ
ート系カップリング剤はガラス繊維に対する濡れ性がよ
いので、シラン系カップリング剤による処理むらの部分
を補完するような形でガラス繊維表面に結合する。そし
て、疎水性基Ｘは、熱硬化性樹脂との結合は行なわない
が、シラン系カップリング剤によるシロキサン結合の膜
を広く覆い、水の侵入を阻止してシロキサン結合を保護
している。一般に、チタネート系カップリング剤処理に
よる１分子当たりの被覆面積は、シラン系カップリング
剤処理による場合の約３倍といわれている。

以上、纏めると、シラン系カップリング剤で従来どおり
ガラス繊維基材と熱硬化性樹脂をカップリングさせるが
、さらに、チタネート系カップリング剤処理で、シラン
系カップリング剤によるガラス繊維表面の処理むらを補
完し、且つ、ガラス繊維表面に疎水性膜を形成して、積
層板の耐湿絶縁特性を向上させることができるものと推
定される。

但し、シラン系カップリング剤とチタネート系カップリ
ング剤の併用は、前者が多すぎる場合は、処理効果が十
分に上がらず、後者が多すぎる場合は、積層板の耐熱性
が低下してしまうので、重量比率で、シラン系カップリ
ング剤／チタネート系カップリング剤＝１０／９０〜８
０／２０の範囲としなければならない。

また、ガラス繊維基材へのカップリング剤の総付着量が
少なすぎると、処理効果が十分に上がらず、多すぎると
、チタネート系カップリング剤の絶対付着量が多くなる
ので、積層板の耐熱性が低下する。ガラス繊維基材の重
量に対して、カップリング剤の総付着量を０．１〜２重
量％とするのが好ましい。

同様の理由から、樹脂フェス中にカップリング剤を添加
して処理を行なうときには、その量を、樹脂ワニスの固
形分重量に対して０．１〜５重景％とするのが好ましい
。

実施例本発明に係る方法の実施に際して、用いるシラン系カッ
プリング剤は、γ−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、Ｎ−アミノエチ
ルアミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルメチルジェトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロビルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピル
トリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン等である。チタネート系カップリ
ング剤は、イソプロピルトリスチタネート、イソプロピ
ルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタク
リルイソステアロイルチタネート等である。これらカッ
プリング剤で処理するガラス繊維基材は、ガラス繊維織
布、ガラス繊維不織布のいずれであってもよく、Ｅガラ
ス、Ｔガラス、Ｄガラス等からなるものである。

また、使用する熱硬化性樹脂は、ポリイミド、ポリエス
テル、フェノール樹脂、エポキシ樹脂。

ユリア樹脂等である。これら熱硬化性樹脂には、品質改
善、加工性の向上、コスト低減等の目的で。

無機充填材（Ａｌ□０３．　Ａｌ２Ｏ，・Ｈ２Ｃ、Ａ１
□○□・３Ｈ２０、タルク、ＭｇＯ，ＳｉＯ２等）を常
法により配合してもよい。

本発明に係る方法で処理したガラス繊維基材は。

ガラス繊維織布基材とガラス繊維不織布基材をそれぞれ
単独で重ねて加熱加圧成形しても良いし、両者を組合せ
て加熱加圧成形し、コンポジットタイプの積層板として
もよい。さらに、ガラス繊維不織布基材を用いた場合に
、特に耐湿絶縁特性の低下が著しいので、本発明に係る
方法で処理をしたガラス繊維不織布基材と同処理をしな
い従来のガラス繊維織布基材を組合せて用いてもよい。

本発明に係る方法によるガラス繊維基材の処理は、シラ
ン系カップリング剤とチタネート系カップリング剤を混
合して行なってよいのは勿論のこと、別々に用いて行な
ってもよいし、その処理順序も問わない。

実施例１〜５、比較例１〜４シラン系カップリング剤γ−グリシドキシプロピルメチ
ルジェトキシシラン（ＫＢＥ４０２、信越化学工業製）
とチタネート系カップリング剤イソプロピルトリスチタ
ネート（ＫＲ−３８８、味の索類）を第１表に示す配合
割合で、トルエン／メチルエチルケトン＝　５０　／　
５０の溶媒１００重量部に溶解し、カップリング剤液を
調製した。

ガラス繊維不織布（坪量５０ｇ　／　ｍ　）を上記カッ
プリング剤液で処理し乾燥して、第１表に示す付着量と
した。

無機充填材を配合したビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
ワニス（樹脂／充填材＝　１００１５０の重量比）を、
上記処理済みのガラス繊維不織布基材に含浸乾燥し、樹
脂量８４重量％のプリプレグを得た。このプリプレグを
８プライ重ね、その両表面に３５μｍ厚の銅箔を載置し
て、加熱加圧成形により１．２ｍ厚の銅張り積層板を得
た。

以下余白第１表従来例１ガラス繊維不織布をシラン系カップリング剤だけで処理
し、以下、実施例１と同様にして１．２ｍ厚の銅張り積
層板を得た。

上記各積層板の特性を第２表に示す。

以下余白第２表ＰＣ−１２：　１２１℃、２ａｔｍの条件によるプレッ
シャークツカー処理１２時間特性測定は、全てＪＩＳ法による。

実施例６ガラス繊維織布（坪量２０５ｇ／ｍ）を実施例１と同様
にカップリング剤液で処理した。ビスフエノールＡ型エ
ポキシ樹脂ワニスを前記処理済みのガラス繊維織布基材
に含浸乾燥し、樹脂量４０重量％のプリプレグを得た。

このプリプレグを４プライ重ね、以下、実施例１と同様
に１．２菌属の銅張り積層板を得た。

実施例７実施例１におけるプリプレグ（ガラス繊維不織布基材）
４プライの両側に、実施例６におけるプリプレグ（ガラ
ス繊維織布基材）を各１プライ重ね、以下、実施例１と
同様にして、コンポジットタイプの１．２ｍｍ厚の銅張
り積層板を得た。

従来例２ガラス繊維織布基材をシラン系カップリング剤だけで処
理し、以下、実施例６と同様に１．２ｍ厚の銅張り積層
板を得た。

従来例３従来例１におけるプリプレグ（ガラス繊維不織布基材）
と従来例２におけるプリプレグ（ガラス繊維織布基材）
を実施例７と同様に組合せて、コンポジットタイプの１
．２ｍｍ厚の銅張り積層板を得た。

上記各積層板の特性を第３表ならびに第１図に示す。第
１図は穴間ピンチを０．８ｍｍとし。

６０’Ｃ−９５％ＲＨの条件で処理したときの、穴間の
絶縁抵抗値の経時変化を示したものである。

第３表発明の効果上述のように、カップリング剤としてシラン系とチタネ
ート系を併用した本発明に係る方法によれば、ガラス繊
維織布、ガラス繊維不織布などのガラス繊維基材を使用
した積層板において、次のような顕著な効果を奏する。

（１）吸湿による絶縁劣化が小さいため、０．７〜０．
８ｍピンチの接近したミニバイアスルーホールを設ける
ことが可能となり、高い実装密度を有する両面印刷配線
板、多層印刷配線板への対応ができる。

（２）また、半田耐熱性も向上するため、リフロー工程
、ウェーブツルダニ程等の加熱工程において、信頼性が
向上する。

（３）さらに、ガラス繊維基材−樹脂の界面の親和性改
質効果が大きく、相互の密着力が大きくなり曲げ強度等
の機械特性も良好となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、穴間ピッチを０．８＋ｎｍとし、６０℃−９
５％ＲＨの条件で処理したときの、穴間の絶縁抵抗値の
経時変化を示す曲線図、第２図は、従来の積層板につい
て穴間ピッチを変えてプレッシャークンカー処理をした
ときの穴間の絶縁抵抗値の経時変化を示す曲線図であり
、（ａ）はＦＲ−４タイプ、（ｂ）はコンポジットタイ
プの積層板の場合である。第２図 ○　　０．８ｙｎｍビー／す・　　１．Ｏｍｍヒ゛シナ口　　１．２ｍｍヒ゛ツチ兄１埋口η開（Ｈｒ）熾埋旧開（目ｒう

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガラス繊維よりなるシート状基材に熱硬化性樹脂
を含浸し、これを重ねて加熱加圧成形する積層板の製造
において、前記シート状基材をシラン系カップリング剤とチタネー
ト系カップリング剤の併用で処理し、両カップリング剤
の使用比率を固形重量比で、シラン系カップリング剤／
チタネート系カップリング剤＝１０／９０〜８０／２０
とすることを特徴とする積層板の製造法。
（２）シート状基材をシラン系カップリング剤とチタネ
ート系カップリング剤の併用で処理する工程が、シート
状基材への熱硬化性樹脂の含浸に先立ち行なうものであ
り、カップリング剤の基材への付着量を基材重量に対し
て０．１〜２重量％とすることを特徴とする請求項１記
載の積層板の製造法。
（３）シート状基材をシラン系カップリング剤とチタネ
ート系カップリング剤の併用で処理する工程が、シート
状基材に含浸する熱硬化性樹脂ワニス中にシラン系カッ
プリング剤とチタネート系カップリング剤を添加して、
樹脂のシート状基材への含浸と同時に行なうものであり
、カップリング剤の添加量を樹脂ワニスの固形分重量に
対して０．１〜５重量％とすることを特徴とする請求項
１記載の積層板の製造法。