JPH07142831A - 銅張積層板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐トラッキング性が改善され、かつ銅箔の面
積比の影響を受けず、かつそり特性が良好であるコンポ
ジット銅張積層板を提供する。 【構成】 熱硬化性樹脂を含浸したガラス不織布の両側
に、熱硬化性樹脂を含浸したガラス織布を積層してなる
基材の片面または両面に、巨晶化された電解銅箔を、耐
トラッキング性接着剤層を介して積層してなることを特
徴とする銅張積層板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気機器、電子機器等
に用いられるプリント配線板用銅張積層板に関し、特に
良好な耐トラッキング性を有し、かつそり特性に優れた
コンポジット銅張積層板に関する。

【０００２】

【従来の技術】中間層にエポキシ樹脂を含浸したガラス
不織布、それを挟む表面層にエポキシ樹脂を含浸したガ
ラス織布を積層し、さらに片面もしくは両面に銅箔を積
層してなるコンポジット銅張積層板が、民生用の電気、
電子機器用のプリント配線板として使用されるようにな
っている。

【０００３】従来、民生用電気、電子機器のプリント配
線板には、クラフト紙等の紙基材にフェノール樹脂ワニ
スを含浸したプリプレグと銅箔を接着剤を介して積層し
てなる紙フェノール銅張積層板が使用されてきている。

【０００４】紙フェノール銅張積層板は、打抜き加工が
可能であるため、加工性、生産性に優れ、大量生産に向
いている。さらに、十分な半田耐熱性や銅箔の引き剥し
強度を有している等の利点があることから、民生用電
気、電子機器のプリント配線板に適している。

【０００５】近年、民生用電気、電子機器は多機能化、
小型化する傾向にある。それに伴い、プリント配線板も
高密度化、小型化が進行し、部品実装も表面実装が主流
になってきている。このような用途の銅張積層板に対し
て、寸法安定性や部品実装時の耐熱性が要求されてい
る。コンポジット銅張積層板は前述の要求を満たす非常
に有力なプリント配線板用の材料である。

【０００６】コンポジット銅張積層板は、紙フェノール
銅張積層板と同様に打抜き加工が可能である。そのため
加工性、生産性に優れ、紙フェノール銅張積層板と同等
の高い生産性が期待される。またコンポジット銅張積層
板は、紙フェノール銅張積層板より高い耐熱性や優れた
機械的特性を示す。これらの特徴を活かして、コンポジ
ット銅張積層板は、従来より大面積の配線板や、重量
物、例えばトランスやモーター等を搭載した一体型の配
線板等の従来なかった新しい用途に使用されるようにな
ってきている。

【０００７】一方、プリント配線板には、電源用基板や
ＴＶ用プリント配線板等の高電圧が印加される用途への
使用がある。この用途では、プリント配線板に対し高電
圧印加時の電気特性、特に良好な耐トラッキング性が要
求される。従来、耐トラッキング性が要求されるプリン
ト配線板には、紙フェノール基材に耐トラッキング性接
着剤を介して銅箔を積層した紙フェノール銅張積層板が
使用されてきた（特公昭６０−５４８６０号公報、特開
昭６２−１１６６８２号公報）。

【０００８】さらに、コンポジット積層板の寸法安定性
を、全部の層がガラス織布からなるガラス基材エポキシ
樹脂積層板と同等に改善することを目的として、熱時伸
びの優れた銅箔を積層成形して金属箔張り積層板を得、
これをアフターベーキングする方法が提案されている
（特開平２−２５８３３７号公報）。

【０００９】耐トラッキング性紙フェノール積層板の耐
トラッキング性はＩＥＣ法によるＣＴＩで５５０〜６０
０と良好であるが、紙基材であるため機械的強度に問題
があり、上記で述べた新規な用途への使用は難しい。一
方、機械的強度に優れるコンポジット銅張積層板の耐ト
ラッキング性はＣＴＩで２００〜２５０と非常に低く、
耐トラッキング性が要求される用途への使用は、安全性
の点で問題がある。何故なら、高電圧が印加される回路
では、炭化導通路（カーボントラック）の形成は、プリ
ント配線板ひいては機器の火災の発生へとつながるから
である。

【００１０】このため、コンポジット銅張積層板がその
特性を活かして民生品用途に広く使用されるようになる
ためには、耐トラッキング性の改良が必要である。

【００１１】さらに、表面実装等を考慮した場合、積層
板のそり特性が良好である必要がある。銅張積層板のそ
りには、エッチング後の配線パターンとして残る銅箔の
面積比が大きく影響することが知られている。そのた
め、前記のアフターベーキングする改良のみでは、そり
の十分な特性改善は行なえなかった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
ら従来技術の課題を解消し、耐トラッキング性が改善さ
れ、かつ銅箔の面積比の影響を受けず、かつそり特性が
良好であるコンポジット銅張積層板を提供することであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、次
に示す銅張積層坂によって達成される。すなわち、本発
明の銅張積層板は、熱硬化性樹脂を含浸したガラス不織
布の両側に、熱硬化性樹脂を含浸したガラス織布を積層
してなる基材の片面または両面に、巨晶化された電解銅
箔を、耐トラッキング性接着剤層を介して積層してなる
ことを特徴とする。

【００１４】本発明では、熱硬化性樹脂を含浸したガラ
ス不織布の両側に、熱硬化性樹脂を含浸したガラス織布
を積層して基材とする。熱硬化性樹脂としてはエポキシ
樹脂が特に好ましく用いられる。このような基材は、エ
ポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、難燃剤等を有機溶剤
に溶解して樹脂ワニスとし、これをガラス織布、ガラス
不織布にそれぞれ含浸、乾燥したものを積層することに
より得られる。ここにおける樹脂ワニスの配合量等は特
に限定されない。

【００１５】本発明では、この基材の片面または両面
に、巨晶化された電解銅箔を、耐トラッキング性接着剤
層を介して積層されている。また、この銅箔は１８０℃
での伸び率８．５％以上であるものが好ましい。

【００１６】このような電解銅箔を用いることによっ
て、そり特性が良好なコンポジット銅張積層板が得られ
る。使用される電解銅箔が巨晶化を起こしていない場合
は、加熱後室温まで冷却する間に歪みが生じるため、そ
りが大きくなる。

【００１７】ここでいう電解銅箔の巨晶化とは、カソー
ドからアノード方向に柱状に成長した電解銅箔の結晶粒
が加熱により、隣接する結晶粒が融合しながら塊状に肥
大化する現象を言う。

【００１８】一般に、通常の方法で得られた電解銅箔
は、結晶粒界に存在する不純物の影響が明確ではない
が、加熱による巨晶化が起きにくい。１８０℃での伸び
は良くても、巨晶化を起こさない電解銅箔の方が一般的
である。しかしながら、特開昭６２−１０２９１号公報
に記載の方法で製造される電解銅箔は、１８０℃での熱
間伸びが良好で、しかも比較的低温で巨晶化を起こす。
この特開昭６２−１０２９１号公報に記載の電解銅箔
は、活性炭処理された電解液を用いる方法で製造された
ものである。電解銅箔の少なくとも片面には、接着強度
を高めるために粗面化処理がされている。さらに加熱成
形時の熱による酸化変色を防止する防錆処理が行なわれ
ている。電解銅箔の厚みは１２〜７０μｍのものが用い
られるが、１８〜３５μｍの厚さのものが好ましく用い
られる。

【００１９】本発明でいう耐トラッキング性接着剤は、
耐トラッキング性に優れる熱硬化性樹脂を含浸するもの
で特に限定されない。耐トラッキング性に優れる熱硬化
性樹脂としては、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹
脂、ユリア樹脂等のアミノ樹脂が挙げられる。この耐ト
ラッキング性接着剤層は、上記したアミノ樹脂にエポキ
シ樹脂、イソシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリビ
ニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、
合成ゴム等の熱可塑性樹脂と硬化剤、硬化促進剤、難燃
剤等を加え、有機溶剤に溶解した接着剤ワニスを電解銅
箔の片面に塗布、乾燥して形成される。また、この耐ト
ラッキング性接着剤層は、前記接着剤ワニスを別に用意
したベースフィルム上に塗布、乾燥して形成される接着
剤フィルムを電解銅箔の片面に熱圧着することによって
も形成される。接着剤の樹脂配合量等は特に限定されな
い。また接着剤層の厚みは、特に限定されないが、２０
〜２００μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍとするのが
望ましい。

【００２０】なお、この耐トラッキング性接着剤層に水
酸化アルミニウム等の耐トラッキング性が良い無機物を
添加することも可能であり、このことによって銅張積層
板の耐トラッキング性をさらに向上させることができ
る。また、この耐トラッキング性接着剤層は、熱硬化が
進行した樹脂層であってもよい。樹脂層にすることによ
り積層板成形時の樹脂流れが抑制される。このことによ
って耐トラッキング性接着剤層を厚く形成できるので、
銅張積層板の耐トラッキング性を向上させることができ
る。

【００２１】このような本発明の銅張積層板は、次の方
法によって製造される。すなわち、前記エポキシ樹脂ワ
ニスを含浸したガラス不織布の両側にエポキシ樹脂ワニ
スを含浸したガラス織布を積層し、その片面もしくは両
面に前記接着剤層が形成された銅箔を積層し、１７０℃
以上で加熱、加圧成形することによって製造される。本
発明の銅張積層板に使用される銅箔は、１７０℃以上に
加熱した時に巨晶化を起こし、その結晶変化によって高
温での伸び率を保持するものである。従って、積層板製
造においては、上記したように１７０℃以上の加熱温度
で成形することが望ましい。

【００２２】

【実施例】以下、実施例等によって本発明を具体的に説
明する。

【００２３】実施例１ 特開昭６２−１０２９１号公報に記載の方法で製造され
た１８０℃での伸び率１２％である厚さ３５μｍ電解銅
箔の粗化面に、ポリビニルブチラール（商品名：デンカ
ブチラール＃５０００、電気化学工業社製）４５重量
部、エポキシ樹脂（商品名：エポトートＹＤＣＮ７０
１、東都化成工業社製）２０重量部、メラミン樹脂（商
品名：ユーバン２２Ｒ、三井東圧化学社製）３５重量
部、ポリイソシアネート樹脂（商品名：ミリオネートＭ
Ｓ−５０、日本ポリウレタン工業社製）８重量部、安息
香酸０．１重量部をメチルエチルケトン−メタノ−ル混
合溶媒に溶解した耐トラッキング性接着剤ワニスを乾燥
厚さで５０〜６０μｍとなるように塗布し、室温で風乾
後１４０℃オーブン中で５分間乾燥し接着剤付き銅箔を
作製した。

【００２４】次いで、エポキシ樹脂（商品名：エポトー
トＹＤＢ−５００、東都化成工業社製）８５重量部、エ
ポキシ樹脂（商品名：エポトートＹＤＣＮ−７０１、東
都化成工業社製）１５重量部、ジシアンジアミド３重量
部、イミダゾール（商品名：２Ｅ４ＭＺ、四国化成工業
社製）０．１重量部からなるエポキシ樹脂ワニス（メチ
ルエチルケトン溶剤、不揮発分５５〜６０重量％）を厚
さ０．２ｍｍのガラス繊維織布に含浸し、室温で風乾後
オーブン中で１７０℃で１０分間硬化させプリプレグＡ
を得た。同様に上記エポキシ樹脂ワニスをガラス不織布
に含浸し、室温で風乾後オーブン中で１７０℃で１０分
間硬化させプリプレグＢを得た。プリプレグＢの両側に
プリプレグＡを積層し、基材となし、さらにその両面に
前記接着剤塗布銅箔を積層して１７０℃、５０ｋｇｆ／
ｃｍ²で２時間加熱加圧成形して銅箔が巨晶化した銅張
積層板を作製した。

【００２５】実施例２ 電解銅箔として特開昭６２−１０２９１号公報に記載の
方法で製造された１８０℃での伸び率２０％である厚さ
３５μｍ電解銅箔を用いた以外は実施例１の接着剤ワニ
ス、プリプレグを用いて、実施例１と同様の方法で銅箔
が巨晶化した銅張積層板を作製した。

【００２６】得られた銅張積層板の光学顕微鏡による断
面観察図を図１に示す。同図において、１は銅箔、２は
耐トラッキング性接着剤層、３は熱硬化性樹脂含浸ガラ
ス織布をそれぞれ示す。

【００２７】この図１に示されるように、ここで用いた
銅箔は明らかに巨晶化が認められる。

【００２８】実施例３ 電解銅箔として特開昭６２−１０２９１号公報に記載の
方法で製造された１８０℃での伸び率２０％である厚さ
３５μｍ電解銅箔を用い、実施例１の接着剤ワニスを乾
燥厚さで１００〜１５０μｍとなるように塗布した以外
は実施例１と同様の方法で銅箔が巨晶化した銅張積層板
を作製した。

【００２９】比較例１ 実施例１に記載のプリプレグＢの両側に、実施例１に記
載のプリプレグＡと特開昭６２−１０２９１号公報に記
載の方法で製造された１８０℃での伸び率１２％である
厚さ３５μｍの電解銅箔をプリプレグＡの両面に積層し
て１７０℃、５０ｋｇｆ／ｃｍ²で２時間加熱加圧成形
して耐トラッキング性接着剤層のない、銅箔が巨晶化し
た銅張積層板を作製した。

【００３０】比較例２ 電解銅箔として１８０℃での伸び率２％である厚さ３５
μｍの銅箔（商品名：３ＥＣ箔、三井金属鉱業社製）を
用いた以外は実施例１に記載の接着剤ワニス、プリプレ
グを用いて、実施例１と同様の方法で銅箔が巨晶化して
いない銅張積層板を作製した。

【００３１】得られた銅張積層板の光学顕微鏡による断
面観察図を図２に示す。同図において、図１と同一の符
号は同様のものを示す。

【００３２】この図２に示されるように、ここで用いた
銅箔は明らかに巨晶化が認められなかった。

【００３３】比較例３ 電解銅箔として１８０℃での伸び率１０％である厚さ３
５μｍの銅箔（商品名：３ＥＣ−ＩＩＩ箔、三井金属鉱
業社製）を用いた以外は実施例１に記載の接着剤ワニ
ス、プリプレグを用いて、実施例１と同様の方法で銅箔
が巨晶化していない銅張積層板を作製した。

【００３４】実験例 実施例１〜３、比較例１〜３で得た銅張積層板（５００
ｍｍ×５００ｍｍ）の最大そりの測定をＪＩＳ Ｃ ６
４８１に準拠して行なった。また各積層板から断面結晶
観察用試料を作製した。

【００３５】耐トラッキング性は、ＩＥＣ Ｐｕｂｌｉ
ｃａｔｉｏｎ １１２に準拠して測定した。これらの測
定結果を表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１より明らかなように、本発明の銅張積
層板は、耐トラッキング性が改良されており、かつ良好
なそり特性を有している。

【００３８】

【発明の効果】本発明では、銅箔をエッチング加工して
得られるプリント配線板の表面は耐トラッキング性に優
れた接着剤樹脂層で形成される。従来のコンポジット積
層板では、エッチング加工して得られる表面は、耐トラ
ッキング性が劣るガラスエポキシ樹脂層となる。これに
より本発明の銅張積層板は、従来の積層板に対し耐トラ
ッキング性が改良される。また、高温での伸び率が高い
銅箔を使用しかつ、銅箔が巨晶化を起こしているため、
加熱後室温までに冷却する間に生じる基材と銅箔の収縮
による歪みが解消されている。そのため銅張積層板のそ
りが小さく、銅箔をエッチングして配線パターンを形成
した後のそりの変化も小さい。

【００３９】従って、本発明の銅張積層板は、電気機
器、電子機器等に用いられるプリント配線板用として好
適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例２で得られた銅張積層板の光学顕微鏡
による断面観察図。

【図２】 比較例２で得られた銅張積層板の光学顕微鏡
による断面観察図。

【符号の説明】

１：銅箔、２：耐トラッキング性接着剤層、３：熱硬化
性樹脂含浸ガラス織布。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱硬化性樹脂を含浸したガラス不織布の
   両側に、熱硬化性樹脂を含浸したガラス織布を積層して
   なる基材の片面または両面に、巨晶化された電解銅箔
   を、耐トラッキング性接着剤層を介して積層してなるこ
   とを特徴とする銅張積層板。
2. 【請求項２】 前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である
   請求項１に記載の銅張積層板。