JPH033388A - プリント配線基板用ガラス繊維基材 - 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］ 本発明は耐電食性の優れたプリント配線基板用の積層板
を製造するために用いるガラス繊維基材に関する。

［従来の技術］ プリント配線基板の、長期絶縁劣化の評価方法として高
温、高湿、高電圧下での絶縁劣化試験が行なわれている
。その結果、Ｊ、　Ｎ、　　Ｌａｈｔ　ｉらは、ガラス
繊維基材のプリント配線基板について、ガラス繊維に沿
った銅イオンの成長（銅マイグレーション）が起ること
を報告している（Ｐｒｏｃ、Ｉｎｔｅｒｎａｔ、Ｒｅ１
ｉａｂｌｌｌｔｙ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｓｙｍｐ、１゜１
９７９）、また、Ｄ、Ｊ、ＶａｕｇｈａｎもＭＩＬ−３
Ｔ　　Ｄ−２０２により、プリント配線基板の絶縁抵抗
が低下することを報告している（Ｉ　ＰＣ−ＴＲ−４６
８，Ｍａｒｃｈ　　１９７９）。

このプリント配線基板の絶縁劣化防止のため、ガラス繊
維の表面を処理することが行なわれており、表面処理剤
としてエポキシシランが用いられているが、その効果は
未だ十分でなかった。そこで表面処理剤を代えることに
よってこの絶縁劣化の防止を更に図ることが行なわれて
おり、たとえば、エポキシシラン処理ガラス繊維基材使
用プリント配線基板に比べてカチオニックシラン、たと
えば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拳塩酸塩で処理し
たガラス繊維基材使用プリント配線基板の絶縁抵抗の低
下は可成り改善された。

しかしながら、近年エレクトロニクス業界における急速
な技術の進歩とともにプリント配線基板も、表面実装化
、ファインパターン化、多層化が進み、ますます銅マイ
グレーションによる耐絶縁性の低下の少ないものが望ま
れてきて上記カチオニックシラン処理ガラス繊維基材で
はその要望を満たすことが困難になった。このために−
〇Ｈ基を有する無機イオン交換体を含有してなる、エレ
クトロマイグレーション減少の防止効果が大きい電子回
路用の基板が提案されている（特開昭６３−４５７０３
号公報参照）。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の如く、銅イオンの成長（銅マイグレーション）は
ガラス繊維に沿って起るが、ガラス繊維基材に含浸され
る熱硬化性樹脂中に無機イオン交換体を配合することを
主体とする、上記特開昭６３−４５７０３号公報に記載
の方法は、比較的に多量の無機イオン交換体の配合添加
によっても無駄になる無機イオン交換体が多くなってそ
の割には充分な銅マイグレーション防止効果が得難いば
かりでなく、熱硬化性樹脂中に粉末固形状の無機イオン
交換体を混合分散させるとプリント配線基板のハンダ耐
熱性が低下し、層間剥離を起し易くなるという問題点が
生じる。

そして、前述のプリント配線基板の印刷回路の微細緻密
化や集積緻密化による装置の小型化に加えてプリント配
線基板の耐熱化が一層要求されるようになり、上記の樹
脂中へ無機イオン交換体を混合する方法によっては、こ
れらに対応することは極めて困難になってきた。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、プリント配線基板用のガラス繊維基材にシラ
ンカップリング剤と無機イオン交換体とを付着せしめる
ことによって、前記従来方法における問題点を解決し、
優れた銅マイグレーション防止性を有するプリント配線
基板を得ることに成功したものである。

すなわち、本発明は、ガラス繊維シートからなり、該ガ
ラス繊維シートを構成するガラス繊維の表面にシランカ
ップリング剤及び無機イオン交換体を付着せしめたこと
を特徴とする、プリント配線基板用のガラス繊維基材を
要旨とするものである。

シランカップリング剤としては、エポキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシランなどの公知のカップリング剤がプ
リプレグ用樹脂の種類に応じて選択され、通常０．０５
〜０．２重量％の付着量になるように使用される。

一方無機交換体としては、古くから知られている酸性白
土、白雲石やゼオライトなどの天然物や合成物もあるが
、これらはいずれもイオン交換能力や選択性が比較的に
低いので、本発明に使用するには不適当である。本発明
に使用するのに特に好適な無機イオン交換体は、銅等の
金属イオンに対する高いイオン交換能力と選択性を有す
る無機イオン交換体であり、その例として東亜合成化学
工業■からＩＸＥ（イグセ）という商品名で販売されて
いるジルコニウム系、スズ系、アンチモン系、チタン系
、ビスマス系などの一連のファイン無機化合物からなる
無機イオン交換体（イオン捕捉剤）が挙げられる。しか
し本発明で使用される無機交換体はこれらに限定される
ものでなく、これらと同等の性能を持つものであればど
のようなものでも使用できる。

ガラス繊維シートは通常脱油処理、シランカップリング
剤及び無機イオン交換体の両者によって処理されて、プ
リント配線基板製造用の積層板を得るための基材とされ
る。

無機イオン交換体によるン゛、゛ラス繊維シートの処理
は、水、アルコール類、グリコールエーテル等の有機溶
媒に分散もしくは溶解した液を調製して、シランカップ
リング剤と同時に行なうのが最も好ましいが、シランカ
ップリング剤処理後又は処理前に行なうことも可能であ
る。処理液濃度は通常０．２〜１０重量％、好ましくは
１〜５重量％で、ガラス繊維基材へのピックアップは通
常３０％で、通常０．０６〜３重量％、好ましくは０．
３〜１゜５重量％の付着量になるように使用される。

ガラス繊維シートとしては、織布（織物）、不織布、マ
ット、紙などが挙げられる。

［作用および効果］ 本発明のガラス繊維基材は、構成ガラス繊維の表面に、
金属イオン捕捉剤、耐熱性及び高温下での溶融樹脂に耐
する耐性にすぐれた無機イオン交換体をシプンカップリ
ングとともに付着させであるので、プリント配線基板中
のガラス繊維と樹脂との界面に沿って、特に高温、多湿
下に電子回路線の銅が銅イオンとなって移動するのを移
動開始後に迅速に捕捉しマイグレーションを有効適切に
防止し、銅が析出してショートを引き起す、いわゆる電
食を完全に防止することができる。

また同時に用いられたシランカップリング剤により十分
なハンダ耐熱性を得ることができる。

［実施例コ 以下、本発明の詳細な説明する。

なお、実施例１〜３及び比較例１〜２において用いたガ
ラス繊維織物は、プリント配線基板用に通常的に採用さ
れている、直径９μｍのガラスフィラメント４００本よ
りなるせ撚糸条を４３．３Ｘ３３．５本／２５ｍｍで製
織した０、１８ｍｍ厚、重量２１２　ｇ／ｒｄの平織物
（日東紡績■製ＷＥＡ−１８Ｗ）のＥガラスフィラメン
トよりなる平織原反を脱油熱処理したものである。以下
これをガラス繊維織物と称する。

また実施例の製造条件における％および部はすべて重量
基準である。

電食性テストは、プリント配線基板上にスルーホール間
間隔１ｍｍのスルーホール回路を作り、８５°Ｃ１８０
％ＲＨの恒温恒湿槽中に入れ、スルーホール間に１００
ｖの印加電圧をかけ、時間と共にこのスルーホール間の
絶縁抵抗の変化を測定することによって行なった。

実施例１ ガラス繊維織物をシランカップリング剤（日本ユニカー
側製、エポキシシランＡ−１８７）０゜５％、無機イオ
ン交換体（東亜合成化学工業株制、ＩＸＥ−６００、両
イオン交換タイプ、アンチモン、ビスマス系）３．０％
、酢酸０．５％の水溶液に浸漬し、ピッツクアップ３０
％にスクイズロールで絞液し、これを１１０℃の乾燥機
中で５分間乾燥した。

次いで下記の手順に従って積層板を作成した。

エポキシ樹脂ワニス エポキシ樹脂（シェル化学社製エピコートｔｏｏｌ）１
００重量部 ジシアンジアミド　　　　　　　　　２重量部ベンジル
ジメチルアミン　　　　０．２重量部メチルオキシトー
ル　　　　　約１００重量部上記の組成のエポキシ樹脂
ワニスに表面処理を施したガラス繊維織物を浸漬させ、
風乾した後１４０℃で１０分間乾燥して、樹脂量４１．
２重量部、ガラス繊維織物５８．８重量部からなるプレ
プレグを得た。

このプリプレグを８枚重ね、両側に３５μｍ厚の銅箔を
重ねて、１７０℃、４０ｋｇ／ｃＪ、７０分間の条件で
圧縮成形して銅張積層板からなるプリント配線基板を得
た。

この銅張積層板を常法に従って露光、エツチングし不要
部分の銅箔を取り除き印刷回路を作成し、スルーホール
メツキを施し試験片とした。この試験片について、電食
性テストとして絶縁抵抗の経時変化を測定した結果を第
１図の曲線Ａに示す。

曲線Ａより明らかなように、本実施例の銅張積層板は、
４００時間経過後も絶縁抵抗の低下が殆んどなく、それ
以後もゆるやかに絶縁抵抗が低下するという良好な結果
を与えた。

また、積層品を１３３℃のプレッシャークツカーで煮沸
後、２８０℃のハンダ浴槽に２０秒間浸漬し、取り出し
た後の試験片面のふくれ、又ははがれを調べ、これらの
欠点の発生する煮沸時間を測定したところ、本実施例の
試験片では１００分であり、すぐれたハンダ耐熱性を有
していた。

比較例１ 実施例１の処方からシランカップリング剤を除いたほか
はすべて実施例１と同様にして得た比較試験片について
電食性テストを行なったところ、実施例１よりもはるか
に劣り、またカチオニックシランカップリング剤使用の
場合より劣る結果を得た。なお、第１図の曲線Ｃに、カ
チオニックカップリング剤である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・塩酸塩を用いた場合の絶縁抵抗の経時変化
を参考のために示した。

また実施例１と同様にハンダ耐熱性を評価したところ、
煮沸時間が１５分でふくれやはがれ等の欠点の発生が認
められ、ハンダ耐熱性に劣っていた。

比較例２ 実施例１の処方から無機イオン交換体を除いたほかは実
施例１と同じ手順を繰り返して実験を行ない、電食性テ
ストとして絶縁抵抗の経時変化を測定した結果を第１図
の曲線Ｂに示す。この曲線Ｂより明らかなように、本比
較例の場合４００時間経過後に急激な絶縁抵抗の低下が
認められた。

実施例２〜３ 無機イオン交換体として実施例１のＩ　ＸＥ−６００の
代りにＩＸＥ−３００（陽イオン交換タイプ、アンチモ
ン系）（実施例２）　、ＩＸＥ−１３００（両イオン交
換タイプ、アンチモン、マグネシウム、アルミニウム系
）（実施例３）を使用したほかは実施例１と同様に実験
を行ない電食性テストを行なったところ、実施例１とほ
ぼ同様の結果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図はプリント配線基板の絶縁抵抗の経時変化を示す
図であり、Ａは本発明の実施例１の場合、Ｂは比較例２
の場合、Ｃ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・塩酸塩
を用いた場合について得た測定結果である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ガラス繊維シートからなり、該ガラス繊維シートを構
   成するガラス繊維の表面にシランカップリング剤及び無
   機イオン交換体を付着せしめたことを特徴とする、プリ
   ント配線基板用ガラス繊維基材。