JPH06298965A

JPH06298965A - コンポジット基板用プリプレグ及びコンポジット銅張積層板

Info

Publication number: JPH06298965A
Application number: JP5113737A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Takaguchi; 真一郎高口; Setsuo Toyoshima; 節夫豊島
Original assignee: Honshu Paper Co Ltd
Current assignee: Honshu Paper Co Ltd
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1994-10-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】機械特性、電気特性及び機械加工性に優れた
コンポジット銅張積層板及びコンポジット基板用プリプ
レグの提供。【構成】耐熱性繊維、一般式Ｒ_mＳｉＸ_n（式中、Ｒ
は官能基であり、Ｘは易加水分解基であり、ｍ及びｎは
それぞれ１〜３の整数であり、ｍ＋ｎは４である）で示
される有機ケイ素化合物の加水分解縮合物、及び樹脂を
含み、前記加水分解縮合物が前記耐熱性繊維の複数の繊
維と接触して存在して前記複数の繊維間を結合し、かつ
前記加水分解縮合物がで結合された繊維の間の実質的に
全ての空間が前記樹脂が充されているプリプレグ圧縮物
の両面に、前記樹脂を含むガラス布層を有し、かつ該ガ
ラス布層の上に銅箔層を有するコンポジット銅張積層
板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンポジット基板用プ
リプレグ、及びコンポジット銅張積層板に関する。さら
に本発明は、前記プリプレグ及びコンポジット銅張積層
板の製造方法に関する。特に、本発明は、エレクトロニ
クス機器の回路機構部品としてのプリント配線板用の基
板として有用なコンポジット銅張積層板並びにその製造
に用いるプリプレグに関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板は用途により紙基材、ガ
ラスクロス基材、アラミド基材等の各種繊維基材をベー
スにフェノール、エポキシ、ポリエステル等の種々の樹
脂を含浸したものを基板として用いるのが普通である。
中でも、ガラスクロスのようにガラス糸を密に織り上げ
たものは、樹脂を含浸して基板とした場合、ガラスの有
する機械特性、電気特性及び耐熱性をそのまま利用でき
る。しかし、樹脂板中のガラス比率が多いため孔あけ加
工性が悪いという欠点がある。そこで、このようなガラ
スクロスの長所を生かし、かつ欠点を解消するものとし
て、ガラスクロスと樹脂含浸性の良いガラス不織布（ガ
ラスペーパー）とを組み合わせたコンポジットタイプ
（例えば、ＣＥＭ−３グレード）が開発されている。ガ
ラス不織布ベースの積層板は、樹脂含浸性が良く樹脂比
率が多くなるため機械加工性が良いのが特徴である。そ
のため、コンポジットタイプの基板は、電気特性に加
え、機械加工性も良く、バランスの良い点を買われて、
プリント回路用基板としての需要が急激に伸びている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところがガラス不織布
はガラス糸を織るのではなく一定長に切断したガラス繊
維を気中、もしくは水中で分散してシート状としたもの
なので、繊維間接着には接着剤を必要とする。接着剤と
しては、通常、天然繊維若しくは熱可塑性の繊維又は水
分散性の熱硬化性樹脂等が使用される。しかし、いずれ
も接着剤としての特性を優先させるため樹脂板とした時
の電気特性や耐熱性に問題がある。そのため、せっかく
繊維として電気特性及び耐熱性の良い繊維を使用しても
樹脂含浸して積層板とした時に繊維の特性を充分に発揮
できないという問題がある。

【０００４】そこで、接着剤の使用により生じる問題を
軽減するために、現在、積層板メーカーでは、組み合わ
せるべきガラスクロス、ガラス不織布の構成、枚数等の
選定、含浸樹脂や充填剤の選定等に工夫を凝らして、電
気特性と機械加工性等とをバランスさせた基板積層板を
生産している。このような状況下、接着剤を工夫してガ
ラス不織布の性能が更に向上すれば、積層板の構成も簡
略化されるとともに品質も改善させることが可能にな
る。即ち、ガラス不織布をベースとした積層板の性能が
向上してくれば設計の自由度が飛躍的に向上する。その
ため、ガラス繊維本来の性能を損なうことが少ない接着
剤を用いて、ガラス繊維本来の性能である良好な機械特
性、電気特性及び耐熱性を充分に発揮することができる
ガラス不織布を使用した積層板の出現が待ち望まれてい
る。

【０００５】そこで本発明の目的は、機械特性、電気特
性、耐熱性及び機械加工性に優れたコンポジット銅張積
層板を提供できる、ガラス不織布等の耐熱性の不織布を
用いたコンポジット基板用プレプリグを提供することで
ある。

【０００６】さらに本発明の目的は、機械特性、電気特
性、耐熱性及び機械加工性に優れたコンポジット銅張積
層板を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】ガラス不織布ベース積層
板の電気特性を向上させるためには、前述のように、ガ
ラス不織布に使用する接着剤の改良を行う必要がある。
本発明者等は、特開平３−１２４８６５号に、ガラス不
織布等の耐熱性不織布の接着剤としてアルキルアルコキ
シシランの加水分解縮合物を使用することを開示した。
更に、特願平３−２８５５３８号に、ガラス不織布等の
耐熱性不織布の接着剤として、マイグレーションの少な
いアルキルアルコキシシラン加水分解縮合物を開示して
いる。しかし、いずれの接着剤も耐熱性の改良を目的と
して開発されたものであり、これらの接着剤を用いた不
織布についての電気特性は検討されていなかった。

【０００８】プリント基板に要求される電気特性として
は、単なる絶縁抵抗だけでなく、沸騰水中２Ｈ煮沸後の
絶縁抵抗や加速試験としてのプレッシャークッカーテス
ト（ＰＣＴ、２気圧、１２１℃、１００％ＲＨ）後の絶
縁抵抗の数値が良好であることが必要である。煮沸試験
や加速試験では、積層板中のガラス繊維等の耐熱性繊維
と硬化した含浸樹脂との界面にミクロなボイドでも存在
すると、湿気が直ちに進入し絶縁抵抗が急激に低下す
る。従って、電気特性を向上させるためには、接着剤が
繊維との接点において充分に繊維を覆い、それにより繊
維と含浸樹脂の間でボイドを生じさせないことが良いと
推測された。

【０００９】一般に繊維の表面は完全に平滑ではなく大
小様々な凹凸、ひびわれ、孔等が存在するのが普通であ
る。又、この繊維を分散してシート化した不織布は繊維
の表面だけでなく繊維間の交点において立体的な空間を
生ずることになる。そのため、このような不織布を基材
として樹脂含浸をした場合、凹凸のある繊維表面及び繊
維の交点で樹脂が充分に繊維表面を濡らして凹凸、ひび
われ及び空間を埋めなければ、積層板内部にボイドを生
ずると予想された。そこで本発明者らは、不織布基材の
積層板においてボイドを防止するためには、繊維表面及
び繊維間の空間の含浸樹脂との親和性を高めて樹脂含浸
時の濡れを向上することが好ましいと考えた。

【００１０】一般に、複合材料において、繊維の表面を
カップリング剤で処理し、含浸樹脂との界面破壊強度を
向上させることが行われる。それに対して、本発明者ら
はこのカップリング剤としてのみならず、繊維間の接着
剤として、前記有機ケイ素化合物の加水分解縮合物を用
いることにより、不織布基材を用いた積層板の電気特性
を向上させることができることを見い出し、本発明に到
達した。

【００１１】本発明は、耐熱性繊維、一般式Ｒ_mＳｉＸ
_n（式中、Ｒは官能基であり、Ｘは易加水分解基であ
り、ｍ及びｎはそれぞれ１〜３の整数であり、ｍ＋ｎは
４である）で示される有機ケイ素化合物の加水分解縮合
物、及び樹脂を含み、前記加水分解縮合物が前記耐熱性
繊維の複数の繊維と接触して存在して前記複数の繊維間
を結合し、かつ前記加水分解縮合物で結合された繊維の
間に前記樹脂が充填されていることを特徴とするコンポ
ジット基板用プリプレグに関する。

【００１２】さらに本発明は、耐熱性繊維、一般式Ｒ_m
ＳｉＸ_n（式中、Ｒは官能基であり、Ｘは易加水分解基
であり、ｍ及びｎはそれぞれ１〜３の整数であり、ｍ＋
ｎは４である）で示される有機ケイ素化合物の加水分解
縮合物、及び樹脂を含み、前記加水分解縮合物が前記耐
熱性繊維の複数の繊維と接触して存在して前記複数の繊
維間を結合し、かつ前記加水分解縮合物で結合された繊
維の間の実質的に全ての空間が前記樹脂により充されて
いるプリプレグ圧縮物の両面に、又は該プリプレグ圧縮
物の２層以上からなる積層物の両面に、前記樹脂を含む
ガラス布層を有し、かつ該ガラス布層の上に銅箔層を有
するコンポジット銅張積層板に関する。

【００１３】尚、本発明のコンポジット基板用プリプレ
グは、耐熱性繊維の繊維間を一般式Ｒ_mＳｉＸ_n（式
中、Ｒは官能基であり、Ｘは易加水分解基であり、ｍ及
びｎはそれぞれ１〜３の整数であり、ｍ＋ｎは４であ
る）で示される有機ケイ素化合物の加水分解縮合物で結
合し、次いで加水分解縮合物で結合された繊維の間に樹
脂を充填することにより製造することができる。

【００１４】また、本発明のコンポジット銅張積層板
は、上記の製造方法により得られたプレプリグの両面
に、または上記の製造方法により得られたプレプリグを
２つ以上を重ね、その両面に、前記樹脂を含むガラス
布、及び該ガラス布層の上に銅箔を順次それぞれ重ね、
ついで加熱及び加圧することにより製造することができ
る。

【００１５】有機ケイ素化合物の加水分解縮合物一般式Ｒ_mＳｉＸ_nで示される有機ケイ素化合物は、水
中で加水分解しシラノールとなり、さらに脱水縮合架橋
してポリシロキサンとなる。官能基であるＲとしては、
メチル基、エチル基等の低級アルキル基、エポキシ基、
アミノ基等を挙げることができる。Ｒは、その種類によ
りポリシロキサンの架橋密度が異なり、Ｒが小さい程架
橋密度が高くなる。従って、架橋密度を上げて耐熱性を
上げるという観点からは、メチル基、エチル基等の小さ
な官能基であることが好ましい。

【００１６】一方、易加水分解基であるＸとしては、ク
ロル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基等、
各種の選択が可能である。Ｘは、その種類により加水分
解速度が異なり、クロル基は分解速度が早く、アルコキ
シ基の方が分解速度が遅い。易加水分解基が加水分解す
る際に、分解速度が速すぎると接着剤として使用すると
きに不安定となることがあり、適度な加水分解速度が得
られるという観点からは、アルコキシ基が好ましく、ア
ルコキシ基の中でもメトキシ基、エトキシ基を用いるこ
とが好ましい。

【００１７】中でも、前記有機ケイ素化合物としては、
ｎが３であるトリアルコキシシランを用いることが好ま
しい。さらに、メチルトリメトキシシラン、メチルトリ
エトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルト
リエトキシシランから選ばれる１種又は２種以上の混合
物を用いることが特に好ましい。トリアルコキシシラン
の加水分解縮合物は、造膜性と基材への密着性に優れて
おり、特に、上記４種のトリアルコキシシランの加水分
解縮合物が、耐熱性繊維の繊維間の結合剤としてのみな
らず積層板構成樹脂との親和性にも最も優れた性能を示
し、得られる積層板は、優れた電気特性を有する。

【００１８】前記有機ケイ素化合物の加水分解には酸を
用いる。用いられる酸としては、硝酸、塩酸等の無機
酸、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、マレイン酸、クロロ酢
酸、クエン酸、安息香酸、ジメチルマロン酸、グルタル
酸、グリコール酸、マロン酸、トルエンスルホン酸、シ
ュウ酸等の有機酸を挙げることができる。さらに、加水
分解に用いられる水の割合は、有機ケイ素化合物の加水
分解の反応式から算出される、使用する有機ケイ素化合
物の完全加水分解に必要な最低量以上の水を用いる。

【００１９】加水分解縮合物は、有機ケイ素化合物、酸
及び水を混合し、高速撹拌等により均一な分散液としな
がら加水分解することにより調製することができる。有
機ケイ素化合物は、酸触媒の存在下で加水分解反応及び
重縮合反応を起してポリシロキサン化合物を生成する。
ポリシロキサン化合物は、常温又は加熱により硬化して
接着剤として作用する。尚、有機ケイ素化合物の加水分
解は、有機ケイ素化合物と水との混合を均一にするため
に、両者の共通溶媒であるアルコール類等の有機溶媒中
で行うことができ、または共通溶媒を用いず、高速撹拌
等により均一な水性溶液を得ることもできる。

【００２０】耐熱性繊維としては、耐熱性を有するもの
であれれは、特に制限はない。例えば、ガラス繊維、ア
ラミド繊維、セラミック繊維、アルミナ繊維、シリカ繊
維、ジルコニア繊維等の耐熱性繊維を挙げることができ
る。特に、前記有機ケイ素化合物の加水分解縮合物によ
り樹脂含浸時ボイドを少なくし得る繊維は本発明として
有用である。但し、特殊な設計のプリント基板でない限
り、コンポジットタイプのプリント基板用としてはガラ
ス繊維を用いた耐熱性不織布であることが適当である。

【００２１】プレプリグの耐熱性不織布の繊維間に充填
する樹脂及びコンポジット銅張積層板のガラス布層に含
まれる樹脂としては、特に制限はなく、従来コンポジッ
トタイプの積層板に使用されている樹脂はいずれも使用
可能である。例えば、耐熱性の熱硬化型樹脂又は熱可塑
性樹脂を用いることができる。そのような樹脂の例とし
ては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂等を挙げることができる。この中でも、エポキシ樹脂
が電気特性に優れるという観点から好ましい。

【００２２】本発明においては、接着剤を用いて形成し
た不織布に樹脂を含浸等により充填するに際しては、充
填する樹脂に適したカップリング剤で不織布を表面処理
することもできる。但し、本発明による不織布の場合に
は、カップリング処理を行わなくても、カップリング処
理を行った従来の積層板に比べて優れた電気特性を有す
る積層板を得ることができる。また、前記接着剤を用い
て形成した不織布にさらにカップリング処理して得た積
層板では、さらに優れた電気特性が得られる。

【００２３】本発明のプレプリグでは、有機ケイ素化合
物の加水分解縮合物が耐熱性繊維の複数の繊維と接触し
て存在して前記複数の繊維間を結合している。耐熱性繊
維に対する有機ケイ素化合物の加水分解縮合物の量は、
耐熱性繊維と接着剤との合計１００重量部に対して例え
ば約５〜３０重量部とすることが適度な接着強度が得ら
れるという観点から適当である。さらに、前記加水分解
縮合物で結合された繊維の間には、前記の樹脂が充填さ
れている。このとき、不織布の繊維間は、全てが樹脂で
満たされている必要はなく、部分的に空間として残って
いても良い。耐熱性不織布に対する樹脂の量は、耐熱性
不織布（繊維と接着剤との合計重量）１００重量部に対
して１００〜３００重量部、好ましくは、１５０〜２５
０重量部とすることが適当である。

【００２４】本発明のコンポジット基板用プリプレグ
は、耐熱性繊維の繊維間を前記有機ケイ素化合物の加水
分解縮合物で結合し、次いで加水分解縮合物で結合され
た繊維の間に樹脂を充填することにより製造方法され
る。耐熱性繊維の繊維間の有機ケイ素化合物の加水分解
縮合物による結合は、有機ケイ素化合物の加水分解縮合
物を耐熱性繊維に含浸し、必要により１００〜２００℃
に加熱して行うことができる。また、プリプレグの作成
は、不織布に溶液状の樹脂又は樹脂を含む分散物（エマ
ルション）を含浸させ、所望のＢ−ステージ状態まで加
熱することにより行うことができる。

【００２５】本発明のコンポジット銅張積層板は、前記
プリプレグを用いて作製されるものであり、加水分解縮
合物で結合された繊維の間の実質的に全て空間が前記樹
脂により充されているプリプレグ圧縮物の両面に、前記
樹脂を含むガラス布層を有し、かつ該ガラス布層の上に
銅箔層を有するものである。又は、プリプレグ圧縮物と
して、該プリプレグ圧縮物の２層以上からなる積層物を
用い、この積層物の両面に、前記樹脂を含むガラス布層
を有し、かつ該ガラス布層の上に銅箔層を有するもので
ある。プリプレグ圧縮物は、前記プリプレグを加熱及び
加圧することにより形成されるものであり、繊維の間の
実質的に全て空間が前記樹脂により充されたものであ
る。

【００２６】ガラス布層を構成するガラス布は、通常の
ガラス布積層板に用いられるガラス布を使用できる。ガ
ラス布層は、耐熱性の樹脂を含み、耐熱性樹脂として
は、プリプレグに含まれる樹脂と同様の樹脂を挙げるこ
とができる。尚、ガラス布層と耐熱性不織布を用いたプ
リプレグとの接着性等を考慮すると、プリプレグに含ま
れる樹脂とガラス布層に含まれる樹脂とは、同種のもの
を用いることが好ましい。ガラス布に対する樹脂の量
は、ガラス布１００重量部に対して１００〜３００重量
部、好ましくは１５０〜２５０重量部とすることが適当
である。

【００２７】銅箔層は、コンポジット銅張積層板に通常
設けられる銅箔層で良く、特に制限はない。例えば、２
０〜５０μｍの厚さの銅箔層であることができる。

【００２８】本発明のコンポジット銅張積層板は、前記
プレプリグの両面に、または前記プレプリグを２つ以上
を重ね、その両面に、樹脂を含むガラス布、及び該ガラ
ス布の上に銅箔を順次それぞれ重ね、ついで加熱及び加
圧することにより製造することができる。樹脂を含むガ
ラス布は、前記プリプレグの製造と同様に、溶液状の樹
脂又は樹脂を含む分散物（エマルション）を含浸させる
ことにより行うことができる。加熱及び加圧の条件は、
１５０〜１８０℃で、１〜１５時間、３０〜８０ｋｇ／
ｃｍ²とすることができる。加熱及び加圧は、例えばホ
ットプレス等を用いて行うことができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、電気特性、耐熱性及び
機械加工性に優れたコンポジット銅張積層板を提供でき
る、ガラス不織布等の耐熱性の不織布を用いたコンポジ
ット基板用プレプリグを提供することができる。さら
に、本発明によれば、電気特性、耐熱性及び機械加工性
に優れたコンポジット銅張積層板を提供することができ
る。

【００３０】

【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに詳細に
説明する。実施例１径９μ、カット長１３ｍｍのガラス繊維（ユニチカユー
エムグラス製）を水に分散し、抄紙機にて抄造したウェ
ブに、接着剤としてメチルトリメトキシシランの加水分
解縮合物をウェブに対し１２％含浸させ、米坪７５ｇ／
ｍ²のガラス不織布を得た。これにエポキシ樹脂含浸用
カップリング剤として日本ユニカー製Ａ−１８７（γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）をウェブに
対して１％含浸した。このシートにエポキシ樹脂（油化
シェルエポキシ製）を含浸してプリプレグを作成した。

【００３１】このプリプレグを１１枚重ね、その両面
に、目付１００ｇ／m²の積層板用ガラス布に上記と同様
のエポキシ樹脂を含浸したガラス布のプリプレグを重ね
た。さらに、ガラス布のプリプレグの上に厚さ３５μｍ
の銅箔を重ね、ホットプレスで圧力５ｋｇ／ｃｍ²、温
度１７５℃、１時間かけて硬化させ板厚1.6 ｍｍの積層
板を得た。この積層板をＪＩＳＣ６４８１に従い、
１００℃、２時間煮沸後とプレッシャークッカーテスト
（ＰＣＴ）後の絶縁抵抗値を測定した結果を表１に示
す。

【００３２】比較例１径９μ、カット長１３ｍｍのガラス繊維（ユニチカユー
エムグラス製）を水に分散し、抄紙機にて抄造したウェ
ブに、接着剤として大日本インキ化学製エポキシエマル
ジョンＥＮ−０２７０とエポキシ樹脂用カップリング剤
Ａ−１８７の混合物をウェブに対し１２％含浸させ、米
坪７５ｇ／ｍ²のガラス不織布を得た。このシートを使
用し、実施例１と全く同一条件で積層板を作成し、同じ
く煮沸後とプレッシャークッカーテスト（ＰＣＴ）後の
絶縁抵抗値を測定した結果を表１に示す。

【００３３】実施例２エポキシ樹脂用カップリング処理を行わなかった以外は
実施例１と同一条件でプレプリグを得た。さらにこのプ
リプレグを用いて実施例１と同一条件で積層板を作成し
た。得られた積層板について、実施例１と同様にして煮
沸後とプレッシャークッカーテスト（ＰＣＴ）後の絶縁
抵抗値を測定した結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｄ０４Ｈ 1/58 Ａ 7199−3ＢＤ０６Ｍ 13/513 Ｄ２１Ｈ 17/59 Ｈ０５Ｋ 1/03 Ｇ 7011−4ＥＪ 7011−4Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐熱性繊維、一般式Ｒ_mＳｉＸ_n（式
中、Ｒは官能基であり、Ｘは易加水分解基であり、ｍ及
びｎはそれぞれ１〜３の整数であり、ｍ＋ｎは４であ
る）で示される有機ケイ素化合物の加水分解縮合物、及
び樹脂を含み、前記加水分解縮合物が前記耐熱性繊維の複数の繊維と接
触して存在して前記複数の繊維間を結合し、かつ前記加水分解縮合物で結合された繊維の間に前記樹
脂が充填されていることを特徴とするコンポジット基板
用プリプレグ。
【請求項２】耐熱性繊維、一般式Ｒ_mＳｉＸ_n（式
中、Ｒは官能基であり、Ｘは易加水分解基であり、ｍ及
びｎはそれぞれ１〜３の整数であり、ｍ＋ｎは４であ
る）で示される有機ケイ素化合物の加水分解縮合物、及
び樹脂を含み、前記加水分解縮合物が前記耐熱性繊維の複数の繊維と接
触して存在して前記複数の繊維間を結合し、かつ前記加水分解縮合物で結合された繊維の間の実質的
に全ての空間が前記樹脂により充されているプリプレグ
圧縮物の両面に、又は該プリプレグ圧縮物の２層以上からなる積層物の両
面に、前記樹脂を含むガラス布層を有し、かつ該ガラス布層の
上に銅箔層を有するコンポジット銅張積層板。