JPH07290638A - 積層板の製造方法 - Google Patents

積層板の製造方法

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JPH07290638A
JPH07290638A JP9025994A JP9025994A JPH07290638A JP H07290638 A JPH07290638 A JP H07290638A JP 9025994 A JP9025994 A JP 9025994A JP 9025994 A JP9025994 A JP 9025994A JP H07290638 A JPH07290638 A JP H07290638A
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JP
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coupling agent
prepreg
powder
fluororesin
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JP9025994A
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English (en)
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Michimasa Tsuzaki
通正 津崎
Isao Hirata
勲夫 平田
Akiyoshi Nozue
明義 野末
Seishiro Yamakawa
清志郎 山河
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸湿処理後の電気特性(特に誘電正接)の劣
化が少なくて(耐湿性に優れていて)、比誘電率の高い
積層板が得られる製造方法を提供する。 【構成】 ガラスクロスに比誘電率が20以上の無機粉
体とフッ素樹脂を含有するワニスを含浸、焼成してプリ
プレグとし、次いで単独のプリプレグまたは複数のプリ
プレグの積層体の片面または両面に金属箔を配し、加熱
加圧して一体化する積層板の製造方法において、フッ素
樹脂の主成分が、分子量100万以下の4フッ化エチレ
ン重合体を5〜80重量%の割合で含む4フッ化エチレ
ン重合体であることを特徴としている。また、無機粉体
が、シリカを主成分とする無機質のコーティングが施さ
れた後、シランカップリング剤で表面処理された無機粉
体であることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばプリント回路基
板等の電子部品に使用される、積層板の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】高度情報化時代を迎え、情報伝送はより
高速化・高周波化の傾向にある。そして、自動車電話や
パーソナル無線等の移動無線、衛星放送、衛星通信、C
ATV等の分野では、機器のコンパクト化が推進されて
おり、これに伴い誘電体共振器等のマイクロ波用回路素
子に対しても小型化が強く望まれている。
【0003】マイクロ波用回路素子の大きさは、使用電
磁波の波長が基準となる。比誘電率εr の誘電体中を伝
播する電磁波の波長λは、真空中の伝播波長をλ0 とす
るとλ=λ0 /(εr 0.5 となる。従って、マイクロ
波用回路素子が積層板を使用したプリント回路基板に形
成されている場合には、使用されている積層板の比誘電
率が高いほど小型の回路素子になる。また、積層板の比
誘電率が高いと、電磁エネルギーが基板内に集中するた
め電磁波の漏れが少なく好都合である。
【0004】比誘電率が高い積層板として、例えば特開
平3−5140号に開示されているように、比誘電率が
高い無機粉体(チタン酸バリウム等)を添加したフッ素
樹脂、ガラスクロス及び金属箔からなる積層板が知られ
ている。このような積層板は、アルミナ等のセラミック
ス系基板に比べ、大面積化対応性や切断加工、孔加工等
の加工性に優れるため注目されている。上記の積層板に
使用するフッ素樹脂としては、高周波特性が良好で、吸
水率も小さい4フッ化エチレン重合体が広く用いられて
いるが、通常の4フッ化エチレン重合体は溶融粘度が高
く、流動性が悪いという欠点がある。そのため、4フッ
化エチレン重合体の融点以上に加熱して、加圧しても、
ガラスクロスの繊維間に空隙が残り易く、従って、吸湿
処理後の電気特性が大きく悪化するという耐湿性に関す
る問題があった。なお、電気特性の中でも特に吸湿処理
後の誘電正接が大きく劣化する問題があった。このよう
な問題を生じることは、高周波特性が良好で、吸水率も
小さい4フッ化エチレン重合体を用いる意義が消失する
ことになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の事情に鑑み、本
発明は、ガラスクロスに比誘電率が高い無機粉体とフッ
素樹脂を含有するワニスを含浸、焼成してプリプレグと
し、次いでプリプレグの片面または両面に金属箔を配
し、加熱加圧して一体化する積層板の製造方法であっ
て、吸湿処理後の電気特性(特に誘電正接)の劣化が少
なくて(すなわち、耐湿性に優れていて)、比誘電率の
高い積層板が得られる製造方法を提供することを目的と
している。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
積層板の製造方法は、ガラスクロスに比誘電率が20以
上の無機粉体とフッ素樹脂を含有するワニスを含浸、焼
成してプリプレグとし、次いで単独のプリプレグまたは
複数のプリプレグの積層体の片面または両面に金属箔を
配し、加熱加圧して一体化する積層板の製造方法におい
て、フッ素樹脂の主成分が、分子量100万以下の4フ
ッ化エチレン重合体を5〜80重量%の割合で含む4フ
ッ化エチレン重合体であることを特徴としている。
【0007】本発明の請求項2に係る積層板の製造方法
は、請求項1記載の積層板の製造方法において、無機粉
体が酸化チタン粒子及び/またはペロブスカイト型結晶
構造を有する粒子であることを特徴としている。
【0008】本発明の請求項3に係る積層板の製造方法
は、請求項1または請求項2記載の積層板の製造方法に
おいて、無機粉体が、シリカを主成分とする無機質のコ
ーティングが施された後、シランカップリング剤で表面
処理された無機粉体であることを特徴としている。
【0009】以下、本発明を詳細に説明する。フッ素樹
脂には従来広く使用されている4フッ化エチレン重合体
(以下PTFEと略す)以外に4フッ化エチレン−6フ
ッ化プロピレン共重合体(以下FEPと略す)や4フッ
化エチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体(以
下PFAと略す)があり、FEPやPFAの誘電特性は
PTFEとさほど変わらず、溶融粘度はPTFEよりも
低いという性質を有している。そのため、PTFEに代
えてFEPやPFAを使用することにより、流動性が改
善され、その結果、吸湿処理後の電気特性が大きく劣化
するという問題点の改善が可能となる。しかしながら、
FEPやPFAは、それ自体が耐熱性に劣るため、この
方法では積層板とした場合の用途が限定されるという欠
点がある。
【0010】従って、フッ素樹脂としてPTFEを使用
する方法で、吸湿処理後の電気特性の劣化を少なくする
手段を見出すことが望ましい。そこで、本発明者等は、
フッ素樹脂としてPTFEを使用する方法について各種
の検討を行ったところ、一般的に使用される平均分子量
が数百万のPTFEに、溶融粘度が低い(流動性の良
い)平均分子量が100万以下のPTFEを添加、混合
することにより、吸湿処理後の電気特性の劣化の少ない
積層板が得られることを見出した。さらに、無機粉体
が、シリカを主成分とする無機質のコーティングが施さ
れた後、シランカップリング剤で表面処理された無機粉
体であれば、さらに吸湿処理後の電気特性の劣化の少な
い積層板が得られることを見出し、本発明に到った。
【0011】本発明におけるフッ素樹脂は、分子量が1
00万以下のものを5〜80重量%の割合で含んでいる
PTFEを主成分としていればよく、耐湿性、耐熱性を
損なわない範囲で、PTFE以外のFEPやPFA等の
フッ素樹脂を併用することは構わない。そして、分子量
が100万以下であるPTFEの含有割合が全PTFE
の5重量%未満の場合には、吸湿処理後の電気特性の劣
化の少ない積層板を得ることができず、一方、80重量
%を越える場合には、得られる積層板の機械的強度が著
しく低下する。積層板には、機械的強度も要求されるた
めそれが著しく低下することは望ましくない。
【0012】本発明で使用する比誘電率が20以上の無
機粉体としては、平均粒径が0.3〜10μmのものが
好ましい(さらに好ましくは1〜5μm)。無機粉体の
種類については比誘電率が20以上であればよく特に限
定はないが、酸化チタン粒子が入手のし易さの点で特に
望ましく、その他に、チタン酸バリウム系(BaTi
0.7 Zr0.3 3 等)、SrTiO3 系、CaTiO3
系,PbTi1/2 Zr1/ 2 3 系、Pb(Mg2/3 Nb
1/3 )O3 系、Ba(Snx Mgy Taz )O3系、B
a(Zrx Zny Taz )O3 系粒子等のペロブスカイ
ト型結晶構造(あるいは複合ペロブスカイト型結晶構
造)を有する粒子が挙げられる。(なお、x、y、z
は、x+y+z=1となる正の数を表している。)
【0013】また、酸化チタン粒子やSrTiO3 系粒
子等の本発明で使用する無機粉体はシランカップリング
剤との反応性に乏しいため、単純にカップリング剤処理
を施すだけでは、フッ素樹脂と無機粉体の密着が十分で
はなく、積層板の加工時や、プリント回路基板として使
用している時に湿気がその界面に侵入して性能を損なう
問題が生じる。そこで、無機粉体とシランカップリング
剤との反応性を上げ、より耐湿性を向上させるために、
無機粉体の表面にシリカを主成分とする無機質のコーテ
ィングを施した後、シランカップリング剤で表面処理す
ることが望ましい。この無機質のコーティング方法とし
ては、特に限定しないが、無機粉体をSi4+イオンを含
む過飽和溶液に浸漬し、無機粉体の表面にシリカを主成
分とする酸化物を析出させる方法が望ましい。
【0014】また、無機粉体のカップリング剤処理につ
いては、カップリング剤としてフェニルシラン系シラン
カップリング剤及び/またはフッ素系シランカップリン
グ剤を使用することが、吸湿処理後の電気特性(特に誘
電正接)の劣化が少ない積層板が得られるので好まし
い。カップリング剤処理の方法としては、ヘンシェルミ
キサー等で無機粉体を攪拌しながら、無機粉体の粒子表
面にカップリング剤処理液を滴下していく乾式処理法
や、カップリング剤処理液に無機粉体を浸漬した後、溶
剤を飛散させる湿式処理法等がある。そして、使用した
カップリング剤の全量が無機粉体に付着するとは限らな
いが、無機粉体の重量に対し0.05〜5重量%のカッ
プリング剤を使用してカップリング剤処理することが適
切なカップリング剤処理のためには好ましい。
【0015】また、本発明で使用するガラスクロスにも
フェニルシラン系シランカップリング剤及び/またはフ
ッ素系シランカップリング剤を使用して表面処理を施す
ことが、フッ素樹脂とガラスクロスの界面の密着性向上
の点で好ましい。この方法としては、例えば、ガラスク
ロスをカップリング剤処理液に浸漬したりする方法で行
えばよい。
【0016】本発明における金属箔としては銅箔、アル
ミニウム箔等が用いられる。そして、加熱加圧の条件
は、無機粉体を圧壊しない範囲で、適宜選択すればよ
い。
【0017】
【作用】本発明で使用するフッ素樹脂の主成分が、分子
量が100万以下のものを5〜80重量%の割合で含ん
でいるPTFEであることは、プリプレグを加熱加圧し
たときの、無機粉体を含んでいる樹脂部分の流動性を良
くする働きをするので、ガラスクロスの繊維間に空隙が
残る現象が少なくなり、その結果、耐湿性の向上した積
層板が得られる。
【0018】また、無機粉体が、シリカを主成分とする
無機質のコーティングが施された後、シランカップリン
グ剤で表面処理されていることは、無機粉体とシランカ
ップリング剤との反応性を上げる働きをしていて、その
結果、より耐湿性の向上した積層板が得られる。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて
説明する。
【0020】(実施例1)比誘電率が約100である酸
化チタン粉末(平均粒径2μm、古河機械金属社製:R
LX)99重量部に対し、フェニルシラン系カップリン
グ剤(東芝シリコーン社製:TSL8173)を1重量
部の割合で用いて湿式法で表面処理をしてカップリング
剤処理した酸化チタン粉末を得た。
【0021】次に、平均分子量が数百万のPTFEのデ
ィスパージョン(ダイキン工業社製:D−2)と平均分
子量が数十万のPTFEのディスパージョン(ダイキン
工業社製:LDW−40)をそれぞれの樹脂成分の重量
比が4:1になるように混合したディスパージョンの中
に、前記のカップリング剤処理した酸化チタン粉末を配
合して、無機粉体とフッ素樹脂を含有するワニスを作製
した。なお、酸化チタン粉末の配合量は得られるワニス
の固形分中での酸化チタン粉末の体積分率が35体積%
となる量とした。
【0022】Eガラスよりなる平織ガラスクロス(厚み
100μm、繊維径7μm、織り密度:縦60本/25
mm、横58本/25mm)に対し、フェニルシラン系
カップリング剤(東芝シリコーン社製:TSL817
3)を用いて湿式処理法により表面処理を施した。な
お、この表面処理はガラスクロス98重量部に対し2重
量部のフェニルシラン系カップリング剤を用いて行っ
た。
【0023】上記で得られたガラスクロスに上記の無機
粉体とフッ素樹脂を含有するワニスを含浸し、370℃
で焼成してプリプレグを得た。得られたプリプレグにお
ける、無機粉体と樹脂との合計量がプリプレグ中に占め
る割合は58重量%であった。
【0024】上記で得られたプリプレグを4枚重ね、さ
らにその上下に銅箔(厚み18μm)を配し、温度40
0℃、圧力30kg/cm2 で60分間加圧成形して、
両面銅張り積層板を作製した。
【0025】(実施例2)比誘電率が約100である酸
化チタン粉末(平均粒径2μm、古河機械金属社製:R
LX)99重量部に対し、フェニルシラン系カップリン
グ剤(東芝シリコーン社製:TSL8173)を1重量
部の割合で用いて湿式法で表面処理をしてカップリング
剤処理した酸化チタン粉末を得た。次に、平均分子量が
数百万のPTFEのディスパージョン(ダイキン工業社
製:D−2)と平均分子量が数十万のPTFEのディス
パージョン(ダイキン工業社製:LDW−40)をそれ
ぞれの樹脂成分の重量比が1:1になるように混合した
ディスパージョンの中に、前記のカップリング剤処理し
た酸化チタン粉末を配合して、無機粉体とフッ素樹脂を
含有するワニスを作製した。なお、酸化チタン粉末の配
合量は得られるワニスの固形分中での酸化チタン粉末の
体積分率が35体積%となる量とした。
【0026】上記で得られた無機粉体とフッ素樹脂を含
有するワニスを使用した以外は実施例1と同様にして、
プリプレグ及び両面銅張り積層板を作製した。なお、得
られたプリプレグにおける、無機粉体と樹脂との合計量
がプリプレグ中に占める割合は実施例1と同様に58重
量%であった。
【0027】(実施例3)比誘電率が約100である酸
化チタン粉末(平均粒径2μm、古河機械金属社製:R
LX)を、シリカを過飽和状態にした珪フッ化水素酸溶
液に浸漬し、酸化チタン粉末の表面にシリカを主成分と
する酸化物を析出させて、シリカを主成分とする無機質
のコーティングが施された無機粉体を得た。この無機粉
体99重量部に対し、フェニルシラン系カップリング剤
(東芝シリコーン社製:TSL8173)を1重量部の
割合で用いて湿式法で表面処理をしてカップリング剤処
理した無機粉体を得た。
【0028】実施例1のカップリング剤処理した酸化チ
タン粉末の代わりに、上記のカップリング剤処理した無
機粉体を使用した以外は、実施例1と同様にしてワニ
ス、プリプレグ及び両面銅張り積層板を作製した。な
お、得られたプリプレグにおける、無機粉体と樹脂との
合計量がプリプレグ中に占める割合は実施例1と同様に
58重量%であった。
【0029】(比較例1)実施例1と同様に、比誘電率
が約100である酸化チタン粉末(平均粒径2μm、古
河機械金属社製:RLX)99重量部に対し、フェニル
シラン系カップリング剤(東芝シリコーン社製:TSL
8173)を1重量部の割合で用いて湿式法で表面処理
をしてカップリング剤処理した酸化チタン粉末を得た。
次に、平均分子量が数百万のPTFEのディスパージョ
ン(ダイキン工業社製:D−2)中に、前記のカップリ
ング剤処理した酸化チタン粉末を配合して、無機粉体と
フッ素樹脂を含有するワニスを作製した。なお、酸化チ
タン粉末の配合量は得られるワニスの固形分中での酸化
チタン粉末の体積分率が35体積%となる量とした。
【0030】上記で得られた無機粉体とフッ素樹脂を含
有するワニスを使用した以外は実施例1と同様にして、
プリプレグ及び両面銅張り積層板を作製した。なお、得
られたプリプレグにおける、無機粉体と樹脂との合計量
がプリプレグ中に占める割合は実施例1と同様に58重
量%であった。
【0031】上記のようにして、実施例1〜実施例3及
び比較例1で得られた各両面銅張り積層板について13
5℃、3気圧(蒸気圧)、2時間のPCT処理(吸湿処
理)前後の比誘電率及び誘電正接を測定し、得られた結
果を表1及び表2に示す。なお、比誘電率及び誘電正接
の測定は測定周波数fを1KHz及び3GHzとして行
った。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】表1及び表2にみるように、実施例及び比
較例では比誘電率の高い積層板が得られている。そし
て、各実施例の銅張り積層板は比較例1のものに比べ
て、比誘電率及び誘電正接のPCT処理(吸湿処理)に
よる変動が少なく、特に誘電正接の吸湿処理前後の変化
が非常に少なく安定している。従って、優れた耐湿性を
有する積層板が得られていると言える。また、実施例3
の銅張り積層板は、実施例1に比較して誘電正接のPC
T処理前後の変化がさらに少なく安定している。
【0035】
【発明の効果】本発明の請求項1及び請求項2に係る積
層板の製造方法によれば、吸湿処理前後の誘電正接の変
化が少ないという優れた耐湿性を有し、かつ、比誘電率
の高い積層板を製造することができる。
【0036】また、本発明の請求項3に係る積層板の製
造方法によれば、上記の効果に加えて、誘電正接の吸湿
処理前後の変化がさらに少ないという極めて耐湿性に優
れた積層板を製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山河 清志郎 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラスクロスに比誘電率が20以上の無
    機粉体とフッ素樹脂を含有するワニスを含浸、焼成して
    プリプレグとし、次いで単独のプリプレグまたは複数の
    プリプレグの積層体の片面または両面に金属箔を配し、
    加熱加圧して一体化する積層板の製造方法において、フ
    ッ素樹脂の主成分が、分子量100万以下の4フッ化エ
    チレン重合体を5〜80重量%の割合で含む4フッ化エ
    チレン重合体であることを特徴とする積層板の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 無機粉体が酸化チタン粒子及び/または
    ペロブスカイト型結晶構造を有する粒子であることを特
    徴とする請求項1記載の積層板の製造方法。
  3. 【請求項3】 無機粉体が、シリカを主成分とする無機
    質のコーティングが施された後、シランカップリング剤
    で表面処理された無機粉体であることを特徴とする請求
    項1または請求項2記載の積層板の製造方法。
JP9025994A 1994-04-27 1994-04-27 積層板の製造方法 Withdrawn JPH07290638A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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