JPH038861A - ガラスクロスの処理方法 - 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〕 本発明は積層板等の複合材料に使用されるガラスクロス
の処理方法に関する。

〔従来の技術〕

ガラスクロスは、その特性から多方面で使用されている
が、特に積層板の補強材としてその有用性が認められて
いる。積層板の中でもプリント配線基板用として重要な
位置を占めている。ガラスクロスを積層板の補強材とし
て用いた場合には２機械的強度１寸法安定性、耐熱性等
の点で優れた効果を発揮する。

ガラスクロスは直径が数μｍのモノフィラメントを数１
００本引き揃えて撚りをかけたガラス糸を製織して作ら
れる。ガラス糸には紡糸時にフィラメント束としての集
束性と後工程での工程性を維持するためにスターチや潤
滑剤等を成分とする集束剤が付与されている。この集束
剤はスターチ等の親水性成分を含んでいるため、ガラス
クロスを積ｉ＋ｔの補強材として使用した場合、補強効
果を阻害する。このため積層板等の補強材としてガラス
クロスを使用する場合は、製織後に高温でこの集束剤を
焼きとばす（通常、この工程を脱油工程と呼んでいる）
、脱油されたガラスクロスはこのままでは積層板に使用
されるエポキシ樹脂やポリエステル樹脂等のマトリック
ス樹脂との親和性が悪いため表面処理剤、ＩＮえばシラ
ン系カンプリング剤で処理される。シラン系カップリン
グ剤にも各種あり、マトリックス樹脂の種類に応じて使
い分けられる０表面処理剤は１通常水溶液の状態でガラ
スクロスに付与され。

表面処理剤水溶液を付与されたガラスクロスは一定の付
着量になるように絞液された後、乾燥される。

表面処理されたガラスクロスはマトリックス樹脂に含浸
乾燥されて、プリプレグとなり、該プリプレグは所要桟
積層して加熱加圧されることにより積層板となり１片面
又は両面に銅箔を重ねたものはプリント基板となる。以
上のようにしてガラスクロスを補強材とする積層板が作
られる。ガラスクロスを補強材とすることにより、連続
繊維補強材の含有率を高くすることができるため機械的
強度や寸法安定性に優れた。また耐熱性のよい積層板を
得ることができる。

しかし、最近の積層板の分野、特にプリント基板業界に
おいては９回路の高密度化、多層化が進み、従来のプリ
ント基板の性能では、充分に高度化に対する要求に応え
られなくなってきている。例えば１回路の細線化、高密
度化に伴い基板の表面平滑性の良いものが要求され、ま
た、素子の表面実装化が進んだことにより、スルーホー
ルの穴径が小さくなり、穴位置精度や穴内壁粗さ等の良
い基板が要求されるようになった。

耐熱性についても同様である。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記したような積層板に対する要求の高度化に対応する
ためには、ガラスクロスのマトリックス樹脂に対する含
浸性の改善及び親和性の改善が課題となる。

ガラスクロスのマトリックス樹脂に対する含浸性や親和
性を改善する方法として、１０ＫＨｚないし７０ＫＨｚ
の振動数で振動する振動子を直接ガラスクロスに接触さ
せる方法が特開昭６２−２５７４６１号公報に開示され
ている。また、１０ＫＨｚないし７０　Ｋ　Ｈ２の振動
数で振動する振動子とガラスクロスを互いに接触させず
に液体中に浸漬させる方法が特開昭６３−１６５４４１
号公報に提案査れている。これらの方法は、ガラスクロ
スを振動子によって振動させることによってガラスクロ
スを構成するガラス繊維を開繊させそれによって樹脂の
含浸性を向上させるものと思われる。しかしながら、こ
れらの方法はいずれも問題点を有している。すなわち、
前者では、振動子を直接ガラスクロスに接触させるもの
であるが、この振動子を空気中でガラスクロスに接触さ
せた場合には、ガラスクロス中のガラス繊維を開繊する
効果が低い。また、液体中でガラスクロスに振動子を接
触させる場合には。

ガラスクロスが振動子をこすりながら走行することにな
り、ガラスクロスの織り構造が局部的に変形（目ずれ）
することがあり、また、Ｆｌ＆体中ではガラス繊維がも
ろくなるため、単糸切れ９毛羽等を生ずるという問題が
ある。後者では、この問題を避けるために、ｆ＆棒体中
振動子をガラスクロスと非接触とするものであるが、こ
の場合には、ガラスクロスに液体を介して振動。

子からの振動が伝達されるため、伝達される振動が小さ
く、やはりガラス繊維を開繊する効果が低い。

本発明はかかる問題点を解決せんとするもので、ガラス
クロスのマトリックス樹脂に対する含浸性、親和性を改
善し、それによって表面平滑性、ドリリング特性、耐熱
性等に優れた積層板を疋成しうるガラスクロスを製造す
ることのできるガラスクロス処理方法を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は上記目的を達成すべく鋭意検討の結果。

ガラスクロスを表面処理剤調合液中に浸漬して表面処理
剤を含浸させる際において、そのガラスクロスに直接、
超音波振動を与えることにより、マトリックス樹脂に対
する含浸性、親和性を大幅に向上させ得ること。

及びその際、ガラスクロスを案内するために調合液中に
配置されている含浸ロール自体を超音波振動させれば、
ガラスクロスに、目ずれ、単糸切れ１毛羽等を生ずるこ
となく、超音波振動を与えることができることを見出し
９本発明に到達した。

すなわち９本発明は１表面処理剤調合液が入っている処
理浴槽にガラスクロスを導入し、前記調合液内に設けら
れた含浸ロールを経て処理浴槽外に離脱せしめることに
よって、前記調合液をガラスクロスに含浸させる処理方
法において、前記含浸ロールを超音波振動させ、それに
接触したガラスクロスに超音波振？）＋を付与すること
を特徴とするガラスクロスの処理方法を要旨とする。

以下１本発明の詳細な説明する。

本発明によって処理されるガラスクロスは、多数本のガ
ラスフィラメントを集束してなるガラス糸を用いて製織
し、その後、集束剤を除去した段階のガラスクロスであ
る。ここで、ガラスクロスを構成するガラス糸のガラス
成分は特に限定されるものではなく９例えば、Ｅガラス
、Ｃガラス、Ｓガラス等任意である。また、ガラスフィ
ラメントの繊維径も、ガラスクロスを製織しうる限り任
意である。ガラスクロスの厚みとしては、厚さが５０μ
ｍ〜４００μｍの範囲のものが使用できるが、望ましく
は１００μｍ以上の厚さである。

織りｍ織としては、平織、＊織、朱子織等通常の織りＭ
ｉ織のものが使用できるが、平織であることが望ましい
。なお１本発明に用いられるガラスクロスは、ガラス繊
維のみで構成されるものに限らず、ガラス繊維と他の繊
維（例えば、有機繊維、炭素繊維、セラミック繊維等）
とからなる織物であってもよい。

本発明に使用する処理浴槽は１表面処理剤調合液（以下
単に処理液という）を収容しており、その処理液中にガ
ラスクロスを浸漬させてガラスクロスに処理液を含浸さ
せるためのものである。ここで使用する表面処理剤の種
類としては、積層板用ガラスクロスの表面処理剤として
適するものであれば特に限定されず。

表面処理剤調合液としては、シランカップリング剤水溶
液が好適である。

処理浴槽内には９処理液中でガラスクロスを案内するよ
う、処理液中に含浸ロールが設けられている。第１図は
本発明に使用する処理浴槽の１例を示すもので処理浴槽
１には処理液２が入れられており、その処理液内に位置
するように含浸ロール３が設けられ、処理されるべきガ
ラスクロス４を案内している。また、処理浴槽１の上方
には案内ロール５．絞りロール６等が配置されている。

処理液内の含浸ロール３は駆動装置（図示せず）によっ
て矢印方向に回転するように駆動されている。か（して
、ガラスクロス４は案内ロール５を通った後、処理液２
中に導入され、含浸ロール３を経た後処理液外に離脱し
ており、処理液２中を通過する間に処理液がガラスクロ
スに含浸する。ここで。

ガラスクロス４の処理液に対する浸漬長さは、必要な処
理液の含浸を行うに必要な長さに設定することは言うま
でもなく、また、必要な浸漬長さを得るために複数の含
浸ロール３を用いてもよい。含浸ロール３に対するガラ
スクロスの接触角θは特に限定されるものではないが、
後述するように含浸ロール３が超音波振動してガラスク
ロスを超音波振動させる際の振動時間に影響するので、
長い方が望ましい。

本発明において、処理浴槽１内に設ける含浸ロール３　
（複数の含浸ロールが使用される際には少なくともその
内の１個）には、超音波振動子が取付けられており、含
浸ロール３自体が超音波振動するように構成されている
。第２図、第３図は、含浸ロールを超音波振動させるた
めの構造の１例を示すが９本発明はこれに限定されるも
のではない。第２図、第３図において。

含浸ロール３は１例えばステンレス製のロール本体８に
複数の振動子９を、その表面がロール本体８の外周面と
同一面となるように取付けたものであり、振動子９への
接続コード１０はロール本体８内に通し、軸端よりスリ
ップリング１１．ブラシ１２を介して超音波発振器及び
電源（図示せず）に接続している。かくして、超音波発
振器によって振動子９を超音波振動させることにより、
含浸ロール３が超音波振動する。なお。

超音波振動子９を含浸ロール３の表面に露出させる代わ
りに、含浸ロールのロール本体を筒状とし、その内面に
超音波振動子９を取付ける構成としてもよい。

〔作用〕

第１図において、処理されるべきガラスクロス４は。

案内ロール５を通った後、処理液２が入っている処理浴
槽１内に導入され、含浸ロール３に接触し、含浸ロール
３に対し一定の接触角θで接触した後、処理浴槽１外に
離脱し、絞りロール６で絞？＆後、乾燥器（図示せず）
で乾燥される。ここで、含浸ロール３はガラスクロス４
の走行速度と同調して回転し、ガラスクロス４を擦るこ
となく搬送する。これによって、ガラスクロス４に対す
る目ずれ、単糸切れ８毛羽等の発生等が防止される。

この含浸ロール３は回転すると共に含浸ロール自体が超
音波振動しており、それに接触するガラスクロス４は通
常の含浸ロールによる含浸作用よりも強い含浸作用を受
ける。また、処理液中で超音波振動をしている含浸ロー
ル３に接触することにより、ロール自体の発する超音波
振動と処理液中に伝えられる超音波振動により、ガラス
クロス４を構成する経糸、緯糸が開繊作用を受ける。こ
の開繊作用は、単に超音波振動によるだけでなく、一定
時間含浸ロールに接触することにより、−旦糸の内部に
浸入した処理液は超音波により糸の外に圧出され、その
代わりに新しい処理液が糸の内部に浸入し、また圧出さ
れる。ガラスクロスが含浸ロールに接触している間、こ
の作用が繰り返される。

このため糸を構成しているフィラメント束がばらけて開
繊状態となる。糸が開繊作用を受けることと３強力な含
浸作用とにより処理液の糸内部への浸入が均一に且つ速
やかに行われるようになる。

本発明において、含浸ロールの発生する超音波振動の周
波数は２通常１０ＫＨｚ〜６０ＫＨｚの範囲に。

好ましくは、２０〜４０ＫＨｚの範囲に選定される。

１０ＫＨｚより低い周波数では開繊効果が少な（，６０
ＫＨｚ以上ではガラスクロスに目ずれ等の悪影響がでる
。また１発振器の出力は、１５０〜３０００ワツトの範
囲が望ましい。

本発明のガラスクロス処理速度（ガラスクロス走行速度
）は特に限定はされず、一般に行われている処理速度に
対応することができる。

含浸ロールにより含浸作用、開繊作用を受けたガラスク
ロスは、含浸ロールから離れて処理液中を通り。

処理浴槽から離れ、絞りロール６に導入され、絞りロー
ル６でほぼ一定の絞り率となるように絞液される。

一定の絞り率とされたガラスクロスは乾燥工程に入り一
定の温度で乾燥され２巻取られる。

このようにして製造されたガラスクロスは、経糸。

緯糸内に表面処理剤が均等に含浸しており、内部、外部
のガラスフィラメントに均一に表面処理剤が付着してお
り、且つ、ガラスクロスを構成している経糸、緯糸は開
繊状態になっている。従って、積Ｎ仮製造時にマトリッ
クス樹脂にガラスクロスを含浸させ、プリプレグを作る
場合、マトリックス樹脂に対する含浸性が良好である。

また１表面処理剤が糸の内部にまで均一に付着している
ことにより１マトリツクス樹脂に対する親和性も良好で
ある。その結果、このようにして得られたプリプレグを
用いた積層板は、マトリックス樹脂がガラスクロスの内
部にまで良く浸透しているために、プレス効果が発揮さ
れること、及びガラスクロスを構成している糸が開繊さ
れて偏平になっていることにより、積層板の表面平滑性
が改善される。また、ガラス繊維と樹脂との均一性が高
くなるため、ドリリング性が改善され、小径ドリルの穴
位置精度や穴内壁粗さが改善される。更に表面処理剤の
付着状態が均一になるため、マトリックス樹脂とガラス
繊維表面との界面接着が強固になるため、積層板の機械
的強度及び耐熱性等も改善される。

〔実施例〕

脱油処理されたガラスクロス（日東紡績陣製、ＷＥＡ１
８Ｗ（厚さ：１８０μｍ、単位重量：２１０ｇ／也千！
＠）　）を、一定張力下に表面処理剤（Ｔ−グリシドオ
キシプロピルトリメトキシシランカー＠製，Ａー１８７
１Ｊ合液（ｔ１度０．３％）の入った処理浴槽を通す．
含浸ロールはステンレス製（外径２５０ｆｌ）でその内
側に超音波振動子（神明台工業■製超音波振動子ＵＳ１
２００ＸＦＴ１）をロールの長手方向に３ケ所．その１
ケ所についてそれぞれロールの内円周上に８ケの振動子
を取付けたものを使用。それぞれの振動子から引き出さ
れた配線はロール内部に設置された管を通してロール端
部に導かれ，ブラシを介してロール外部に設置された超
音波発振器（神明台工業■製超音波発振器ＵＯ１２００
ＦＸ）と結線されている．超音波周波数は２６ＫＨｚで
発振器出力は１２００ワツト。

処理浴槽で調合液を含浸されたガラスクロスは，絞りロ
ールでピックアップ３０％に絞液され．乾燥温度１３０
℃で乾燥される。

このようにして製造されたガラスクロスを積層板用エポ
キシ樹脂フェス（Ｆ　Ｒ　−　４組成）に含浸し１プリ
プレグを作成。

このプリプレグを８枚積層し，その上下に１８μｍの８
４　Ｍを重ねて厚さ１．６鶴の銅箔張積層板を作成した
。

プレス条件は．いずれも面圧５　０　ｋｇ／ｃｊ，　　
１　７　０℃９０ｍｉｎｓ得られた積層板を用いて表面
平滑性，穴位置精度．穴内壁粗さ．半田耐熱性を測定し
た，表面平滑性及び半田耐熱性は銅箔をエツチングした
ものを使用。その結果を第１表に示す。

比較例 実施例と同じガラスクロスを使用し，表面処理剤。

処理条件も含浸ロールを超音波振動子のついていない普
通のロールを使用した以外は同じ条件で処理を行った．
このガラスクロスで実施例と同じプリプレグを作り，更
に実施例に対応する積層板を作成し．実施例と同じ項目
を測定した．結果を第１表に示す。

第１表 〔（注１）ミツトヨサーフテスト（■ミツトヨ製）使用
。

（注２）　１．６龍厚の積層板を３枚重ね、径０．４龍
ドリルで送り速度１．６　ａｍ／ｗｉｎ　、回転数６０
．００Ｏｒｐｍでドリリングし、３枚目の積層板の穴の
上下位置のずれを測定。

（注３）　１．６龍厚の積層板をドリルで８．０００ｂ
ｉ　ｔ　シ、その後にそのドリルであけた穴の内壁の粗
さを８微鏡により観察。

（注４）試料の積層板の銅箔を除去し、ＰＣＴ処理（Ｐ
ＣＴ条件１３３℃）を種々の時間で行い、その後半田耐
熱性をテストしたく半田耐熱性テスト。

２６０℃、２０秒漫清）、この時の半田耐熱性の悪化し
ない最長のＰＣＴ処理時間を求めた。〕第１表より明ら
かなように１本実施例によって得たガラスクロスを用い
たｌｆｉ層板は１表面平滑性、穴位置精度、穴内面粗さ
、半田耐熱性のいずれにおいても。

比較例に対して優れた特性を有していた。

〔発明の効果〕

以上に説明したように本発明のガラスクロス処理方法で
は１表面処理剤調合液中に設けた含浸ロールによってガ
ラスクロスを表面処理剤調合液中に浸漬させ表面処理剤
をガラスクロスに含浸させるに際し、ガラスクロスに接
触する含浸ロール自体が超音波ＪｌｉＵＪシているので
、ガラスクロスが超音波振動させられ、これによりガラ
スクロスを構成する経糸、緯糸が開繊させられると共に
表面処理剤が経糸、緯糸の内部に良好に浸入し、経糸、
緯糸を構成する各フィラメントの外面に均一に付着する
。かくして、得られたガラスクロスはそれを構成する経
糸、緯糸が表面処理剤を良好に含浸しており、且つ開繊
されている。

本発明によって得られたガラスクロスは、積層板製造時
においてマトリックス樹脂のガラスクロスへの含浸性が
良好であり、且つマトリックス樹脂とガラス繊維表面と
の界面接着強度が大きく、このため、得られた積層板の
表面平滑性やドリリング性、耐熱性を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に使用する処理浴槽の１例を示す概
略側面図、第２図は本発明方法に使用する含浸ロールの
１例を軸線に直角に切った概略断面図、第３図はその含
浸ロールを軸線に平行に切った断面図である。 １−・処理浴槽、２・・−表面処理剤調合液、３−・−
含浸ロール、４−ガラスクロス、５・・・案内ロール、
６・・−絞りロール、８・・−ロール本体、９・・振動
子、１０・・・接続コード、１１−・スリップリング、
１２・−ブラシ。 ６−゛杖すロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　表面処理剤調合液が入っている処理浴槽にガラスクロ
   スを導入し，前記調合液内に設けられた含浸ロールを経
   て処理浴槽外に離脱せしめることによって，前記調合液
   をガラスクロスに含浸させる処理方法において、前記含
   浸ロールを超音波振動させ，それに接触したガラスクロ
   スに超音波振動を付与することを特徴とするガラスクロ
   スの処理方法。