JPH0466694B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電子回路用複合積層板に関し、更に
は誘電特性、特に高周波領域での誘電特性のすぐ
れた複合積層板に関するものである。 近年の電子技術の革新に伴い、誘電特性のよい
電子回路用基板を経済的に生産・供給する必要性
が高まつている。しかし、これまでの基板は何ら
かの問題点を抱えている。 従来より、ガラス布・エポキシ樹脂系、ガラス
布／ポリエステル布・エポキシ樹脂系、ガラス
布・弗素樹脂系及び熱可塑性樹脂系の積層板や銅
張板が広範に使用されているが、前二者は、それ
らから得られたプリント回路板の高温多湿下（温
度40〜60℃、相対湿度70〜100％）での使用によ
り、誘電特性の変動が大きい。例えば常温常湿下
（温度10〜40℃、相対湿度30〜70％）での誘電特
性（例えば、誘電率、誘電正接、静電容量等）と
比較して、高温多湿での誘電特性が時間と共に著
しく劣化する。 このため、このようなプリント回路板を、例え
ば、カラーテレビに使用し、高温多湿下である期
間作動させると画像が鮮明でなくなつたり、色調
が変質したりすることがある。このように本来は
定値されるべき特性が変動して時間と共に偏倚す
る性質をドリフト性と称し、温度によるドリフ
ト、湿度によるドリフトが問題になるケースが多
い。高温多湿の環境におけるドリフト性は基本的
には素材を構成しているエポキシ樹脂の親水性に
よつてプリント回路板が吸湿するためである。 一方、極めて疎水性の高いガラス布・弗素樹脂
系の銅張積層板から得られるプリント回路板は高
周波領域での諸特性がすぐれ、高温高湿下でのそ
れらの特性のドリフト性も小さい。しかし、高コ
スト及び低生産性であり、プリント回路板に加工
する際の加工性等にも問題がある。 最近の電子工業、通信工業の各分野にあつては
使用される周波数バンドが次第に高周波の領域
へ、即ち従来多用されたキロヘルツの領域からメ
ガヘルツやギガヘルツの領域の方に重要性が移行
しており、これらの高い周波数領域でのδ、tanδ
等の誘電特性のすぐれた材料の出現が特に望まれ
ていた。 我々は架橋したポリエチレンが低δ、低tanδや
高度の耐湿絶縁特性といつたすぐれた特性をもつ
ているので、これらの特性を活かして実用化させ
るべく研究を重ねた結果、本発明に到達し得たも
のである。 本発明の目的は、第１点は高周波領域での誘電
特性、特にそれらの高温多湿下でのドリフト性が
小さいこと、第２点はプリント回路板としての加
工性が良好であることである。 本発明の複合積層板は、電気絶縁材層の少なく
とも最外層がシラン変性ポリエチレン系樹脂シー
トからなり、その内側の層が紙布基材エポキシ樹
脂からなり、更にシラン変性ポリエチレン系樹脂
層の厚さの合計(A)と紙布基材エポキシ樹脂層の厚
さの合計(B)との比の値（Ａ／Ｂ）が1.8以上であ
ることを特徴とするもので、必要に応じて、前記
最外層の一方又は両方の表面に金属箔が積層され
る。 ここで金属箔とは銅、白銅、青銅、黄銅、アル
ミニウム、ニツケル、鉄、ステンレス、金、銀、
白金等の箔である。一般的には印刷回路用として
銅箔が普及しているが本発明においても好ましい
金属箔である。更に銅箔の中でもきわめて高純度
の無酸素銅箔は高周波信号の伝送の際のエネルギ
損失が少ないので本発明に適用することが最も望
ましい金属箔である。 次に、シラン変性ポリエチレン系樹脂について
詳しく述べる。ポリエチレン系樹脂を一般式
RRSiY₂（式中Ｒは、ケイ素−炭素結合によりケ
イ素原子に結合し、そして、炭素、水素及び所望
によつて酸素により構成される１価のオレフイン
性の不飽和基であり、各Ｙは加水分解可能な有機
基であり、又R′は、脂肪性不飽和を含まない一
価の炭化水素基又は基Ｙである）のシランと、
140℃以上の温度で、その反応温度における半減
期が６分以下の遊離ラジカル生成化合物の存在下
でグラフト化させることにより架橋性シラン変性
ポリエチレン系樹脂を得ることができる。即ち、
架橋性シラン変性ポリエチレン系樹脂はシラン変
性ポリエチレン系樹脂の架橋反応が未だほとんど
進行していない状態のもので可融可溶性であり、
反応が進めば不融不溶化して架橋したシラン変性
ポリエチレン系樹脂となるので、シラン変性ポリ
エチレン系樹脂層の素材として使用する。 本発明に使用するポリエチレン系樹脂として
は、ポリエチレン単独重合体をはじめ、エチレン
を50重量％以上含有するエチレンと、これと共重
合可能な他の単量体との共重合体、例えば、エチ
レン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・プロピレ
ン共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体など
がある。又、これら２種以上の混合体も利用でき
る。このうち、高周波特性からみて、ポリエチレ
ン単独重合体が最も好ましい。 次に、紙布素材エポキシ樹脂層について述べ
る。この紙布基材エポキシ樹脂層を形成するため
の素材はエポキシ樹脂プリプレグで、このプリプ
レグを得るために使用される基材はガラス繊維等
の無機繊維、テトロン等の有機繊維の織布又は不
織布、リンター紙、クラフト紙等である。 これらの基材に含浸されるエポキシ樹脂として
は任意のものが使用できるが、通常ビスフエノー
ルＡのグリシジルエーテル型のもの、または架橋
密度を上げるためにこれにエポキシノボラツク等
を添加したものが好ましい。エポキシノボラツク
等の添加割合は樹脂全体に対して10〜40重量％で
ある。この場合、層間接着力、耐熱性、成形性が
改善される。また、臭素化エポキシ樹脂を使用す
ることも好ましい。硬化剤はアミン系、酸無水物
系など通常のエポキシ樹脂積層板に使用されるも
のでよい。更に硬化促進剤や他の添加剤も電気特
性を低下させない限り任意のものが使用できる。 エポキシ樹脂プリプレグ中にはシラノール縮合
触媒を添加しなくてもシラン変性ポリエチレン系
樹脂は架橋しうるが、それを添加する方が架橋速
度、架橋密度の点で好ましい。 シラノール縮合触媒を添加したエポキシ樹脂プ
リプレグにおいて、シラノール縮合触媒の含有量
は任意でよいが、通常エポキシ樹脂塑性物100重
量部に対して0.1〜20重量部、好ましくは３〜10
重量部である。添加量が少なすぎるとシラン変性
ポリエチレン樹脂の架橋速度が小さく、架橋密度
が低く、多すぎるとエポキシ樹脂に相溶しない傾
向がある。 シラノール縮合触媒の機能を有する物質は広範
囲に知られているが、本発明においては、このよ
うな物質の任意のものを使用することができる。 このような物質には、例えば、ジブチル錫ジラ
ウレート、酢酸第一錫、カプリル酸第一錫、ナフ
テン酸鉛、カプリル酸亜鉛、２−エチルカプロン
酸鉄、及びナフテン酸コバルトのようなカルボン
酸の金属塩があり、チタン酸のエステル及びキレ
ータのような有機金属化合物、例えば、チタン酸
テトラブチル、チタン酸テトラノニル及びビス
（アセチルアセトニル）−ジ−イソプロピルチタネ
ートがあり、エチルアミン、ヘキシルアミン、ジ
ブチルアミン及びピリジンのような有機塩基があ
り、並びに鉱酸及び脂肪酸のような酸がある。中
でも有機錫化合物、特に、ジオクチル錫マレエー
ト、モノブチル錫オキサイド、ジメトキ化ジブチ
ル錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫クロ
ライド、モノブチル錫クロライド、ジブチル錫ジ
アセテート等の低分子量のものが層間接着、耐熱
性の点で好ましい。 シラン変性ポリエチレン系樹脂シートは電気絶
縁材層の最外層を構成するが、内部の層をも構成
せしめることができ、紙布基材エポキシ樹脂層は
最外層の架橋シラン変性ポリエチレン系樹脂シー
トの内側を構成するが、他の内部の層をも構成せ
しめることができ、これらの場合も本発明に含ま
れるものである。 これらのシラン変性ポリエチレン系樹脂層の厚
さの合計と、紙布基材エポキシ系樹脂層の厚さの
合計との比の値を1.8以上、好ましくは2.5〜5.6と
する。これにより誘電特性、特に高周波領域での
誘電特性及びそれらの高温高湿下でのドリフト性
をよりすぐれたものとすることができる。前者の
割合を1.8未満とすると、誘電特性及びそのドリ
フト性が低下する。 本発明はこれまで述べてきたように構成されて
いるので、この複合積層板から得られた回路板は
次のような極めてすぐれた特性を有している。 第１点は回路に接した絶縁層が疎水性の強いポ
リエチレン系樹脂であることにより、疎水性が極
めて優れており高温多湿下での高周波特性のドリ
フトを小さく抑えることができ、同時にこのポリ
エチレン系樹脂層に接する紙布基材エポキシ樹脂
層により金属張板の機械的強度を増大できること
である。 第２点はエポキシ樹脂プレプレグ、特にシラノ
ール縮合触媒入りエポキシ樹脂プリプレグと架橋
性シラン変性ポリエチレン樹脂シートとの併用に
より金属箔と該シートとの相互の接着力が極めて
強力なものになること。 第３点として、シラン変性ポリエチレン系樹脂
層の厚さの合計(A)と紙布基材エポキシ樹脂層の厚
さの合計(B)との比の値（Ａ／Ｂ）を1.8以上に特
定することにより、前述のように誘電特性、特に
高周波領域での誘電特性及びその高温高湿下の耐
ドリフト性をよりすぐれたものとすることができ
る。 このように本発明によつて得られる複合積層板
は特に高周波特性ガ優れており、回路加工性も良
好なプリント回路板を提供できるものである。 以下、実施例を以つて説明する。 金属箔、シラン変性ポリエチレン系樹脂層を得
るためのシラン変性ポリエチレン系架橋性樹脂シ
ート、紙布基材エポキシ樹脂層を得るためのエポ
キシ樹脂プリプレグとして、第１表に示される素
材をこの順に層構成し、いずれもプレス圧60Kg／
cm²で160℃120分の加圧加熱により一体化成形し、
第１表の右端側に示すシラン変性ポリエチレン樹
脂層と紙布基材エポキシ樹脂層との厚さの比を有
する積層板もしくは金属張積層板が得られた。以
下第１表の素材を詳述する。 (1) 金属箔 Γ 銅箔：日本電解製電解銅箔NSGA−35（片面
粗化、35μ厚） Γ ニツケル箔：電解ニツケル箔（片面粗化、
35μ厚）

【表】 (2) シラン変性ポリエチレン系可橋性樹脂シート Γ Ｕ−１：低密度ポリエチレン（住友化学製ス
ミカセンMI＝1.5ｇ／10分）70重量部をビ
ニルトリエトキシシランを1.5重量部及び
ジクミルパーオキシド0.1重量部、ハロゲ
ン系難燃剤としてフツカーケミカル社製デ
クロランプラス25、20部、酸化アンチモン
10部、これに市販の酸化防止剤、金属害劣
化防止剤等を適量添加し、充分にブレンド
し、該混合物を押出機でストランド状に押
出しカツテイングして造粒した。これを押
出成形により200μmの厚みのシート（Ｕ−
１）を得た。 (3) 紙布基材エポキシ樹脂 Γ Ｅ−１：ガラス布基材WE116E（坪量106ｇ／
m²日東紡製）に下記のエポキシ樹脂ワニス
を塗布乾燥して樹脂付着率22重量％のエポ
キシ樹脂プリプレグ（Ｅ−１）を得た。こ
のプリプレグの有効厚みは0.08〜0.09mmで
ある。 ＜エポキシ樹脂ワニス配合＞ エピコート1046（シエル化学製、ビスフエノール
Ａタイプ臭素化エポキシ樹脂） 85 EPC−Ｎ−673（大日本インキ製、クレゾールノ
アボラツクタイプエポキシ樹脂） 15 ジシアンジアミド ４ ベンジルジメチルアミン 0.5 ジオクチル錫マレエート 3.5 メチルセロソルブ及びメチルエチルケトン（１：
１） 適量 Γ Ｅ−２：ガラス布基材WE18G（坪量200ｇ／
m²日東紡製）にＥ−１で使用したのと同じ
エポキシ樹脂配合ワニスを塗布乾燥して樹
脂付着率22重量％のエポキシ樹脂プリプレ
グ（Ｅ−２）を得た。このプリプレグの有
効厚みは0.14〜0.16mmである。 このようにして得られた各実施例及び比較例の
積層板もしくは金属張積層板の高周波特性を第２
表に示す。

【表】

【表】 また、実施例及び比較例で得られた各金属張積
層板はJISC6481に基く引はがし強さ、半田耐熱、
吸水率はそれぞれ1.8Kg／cm以上、260℃20秒以上
異常なし、0.05％以下であつた。また、実施例3b
の積層板は、吸水率0.02％であつた。いずれもプ
リント回路用基板として良好な特性をもつもので
ある。 第２表の評価項目の試験方法について説明す
る。 誘電率、誘電正接はJISC6481により行つた。
静電容量ドリフト性の試験方法は次の通りであ
る。 第１図に示すように、櫛型回路１，１′を作製
し、1MHzにおける回路間の静電容量を測定し、
温度20℃相対湿度65％での静電容量をCx₀とし、
温度60℃相対湿度90％で240時間処理後の静電容
量をCx₁とすると、静電容量ドリフトは次式で与
えられる。 静電容量ドリフト（％）＝｛（Cx₁−Cx₀）／
Cx₀｝×100 第２表の結果から明らかなように各実施例に示
された積層板及び銅張積層板はきわめて小さな誘
電正接と静電容量ドリフトを示すのに対し、比較
例１のようにポリエチレン層とエポキシ樹脂層と
の厚さの比が1.8未満になると誘電正接及び静電
容量ドリフトが大きくなり、高周波特性用基板と
しての実用上の特長が損われる。例えば、比較例
１の誘電正接は参考例のエポキシガラス銅張板に
近い程度にまで大きくなり、比較的高周波特性の
よい参考例のポリサルホンシートのデータと比較
すると劣つている。即ち、本発明によつて得られ
る積層板もしくは金属張積層板は高周波特性が極
めて優れており、プリント回路用基板としての一
般特性、加工性も良好であり、製造方法は容易で
実用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は静電容量ドリフトの測定に用いた櫛型
回路パターンを示す平面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シラン変性ポリエチレン系樹脂層と紙布基材
   エポキシ樹脂層とから構成された電気絶縁材層の
   少なくとも最外層はシラン変性ポリエチレン系樹
   脂層からなる複合積層板であつて、シラン変性ポ
   リエチレン系樹脂層の厚さの合計(A)と紙布基材エ
   ポキシ樹脂層の厚さの合計(B)との比の値（Ａ／
   Ｂ）が1.8以上であることを特徴とする複合積層
   板。