JPH08109273A - 樹脂シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄型化が可能であり、かつ耐電食性が高い、
高密度化に対応できるプリント配線板用材料である樹脂
シート及びその製造方法の提供。 【構成】 無機繊維、熱硬化性樹脂及び硬化バインダー
樹脂からなる不織布状の樹脂シートであって、前記無機
繊維の間に熱硬化性樹脂粒子が分散され、かつ前記無機
繊維は、繊維間に熱硬化性樹脂粒子が存在する状態で、
前記硬化バインダー樹脂により接着されている樹脂シー
ト。無機繊維と熱硬化性樹脂粒子とを含むスラリーを抄
造し、抄造して得られたシートに硬化性バインダー樹脂
を塗布し、次いで加熱乾燥して硬化性バインダー樹脂を
硬化させる前記樹脂シートの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板をはじ
めとする電気絶縁材料用の樹脂シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピューター、電気機器および電気製
品に用いられているプリント配線板は電気を伝える導体
と絶縁体で構成されている。多層材料における絶縁層は
一般に、ガラス布（織物）やガラス不織布に熱硬化性樹
脂ワニスを含浸し、加熱して半硬化させたプリプレグを
用いて構成される。配線板製造技術の向上と軽量化指向
により、多層プリント配線板の絶縁層厚みの薄型化要求
は年々強くなってきている。また高密度配線化に伴い、
導体間の距離は狭くなってきている。そのため、薄型化
絶縁層には従来より高い耐熱性が要求されるようになっ
ている。また、導体間隔が狭くなるために、従来より高
い耐電食性を有する絶縁層が望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】絶縁層の薄型化に対応
するために、従来技術の延長としてプリプレグに用いら
れるガラス布（織物）の厚さを薄くするという手法が取
られている。現在電気絶縁用ガラス布の最も薄い材料と
しては、３５μｍガラス布（ＵＬ品番１０６）が量産化
されている。しかしながらこのガラス布は非常に薄いた
め、樹脂ワニス含浸時に充分にテンションコントロール
を行わないとガラス布の目曲がり、切れ等が発生しやす
く生産効率を著しく落とす結果となる。またガラス布織
機メーカーでの織り方も難しく不良が発生し易い。その
ため、価格的に高価となりプリント配線板材料として適
用しづらい。

【０００４】導体間距離が狭くなるに伴い発生しやすく
なる電食現象は、ガラス布基材の場合ガラスフィラメン
トに沿って発生するＣＡＦ (Conductive Anordic Filam
ents) が圧倒的に多い。これはガラス布基材を使用して
いる場合ある程度は避けることができない。このため対
策としてはイオン性不純物を減らし銅のイオン化を防ぐ
手法、ガラスフィラメントの目を開き樹脂の含浸性をあ
げる手法等がとられているが完全ではない。

【０００５】またガラス不織布の場合、繊維が連続して
いないためＣＡＦは、ガラス布に比べると少ない。しか
し、実用的に満足できるレベルではない。また、ガラス
不織布に熱硬化性樹脂ワニスを含浸したプリプレグの場
合、ガラス不織布の強度が低く熱硬化性樹脂ワニスを含
浸させるためには、ある程度の厚みが必要である。その
ため、電食の問題をある程度満足できても、絶縁層の薄
型化に対応することは困難である。即ち、従来は、薄型
化と耐電食性を共に満足できるプリプレグは知られてい
ない。

【０００６】そこで本発明の目的は、薄型化が可能であ
り、かつ耐電食性が高い、高密度化に対応できるプリン
ト配線板用材料である樹脂シート及びその製造方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、無機繊維、熱
硬化性樹脂及び硬化バインダー樹脂からなる不織布状の
樹脂シートであって、前記無機繊維の間に熱硬化性樹脂
粒子が分散され、かつ前記無機繊維は、繊維間に熱硬化
性樹脂粒子が存在する状態で、前記硬化バインダー樹脂
により接着されていることを特徴とする樹脂シートに関
する。

【０００８】さらに本発明は、無機繊維と熱硬化性樹脂
粒子とを含むスラリーを抄造し、抄造して得られたシー
トに硬化性バインダー樹脂を塗布し、次いで加熱乾燥し
て硬化性バインダー樹脂を硬化させることを特徴とする
前記本発明の樹脂シートの製造方法に関する。以下本発
明について説明する。

【０００９】本発明の樹脂シートは、無機繊維、熱硬化
性樹脂及び硬化バインダー樹脂からなる不織布状の樹脂
シートである。無機繊維としては、例えば、セラミック
繊維、ガラス繊維、岩石繊維などがある。無機繊維は絶
縁性、強度および寸法安定性などの向上に適している。
セラミック繊維には、例えば、マグネシア繊維、炭化ホ
ウ素繊維、炭化ケイ素繊維、シリカ繊維、ボロン繊維、
ボロンナイトライド繊維、アルミナ繊維、タングステン
−カーバイド繊維、チタン酸カーバイド繊維、酸化ジル
コニウム繊維などがある。尚、これら無機繊維は長繊維
あるいは短繊維を問わず用いることができる。ガラス繊
維は、それに用いられているガラスのケイ酸塩以外の成
分については制約がない。Ｅガラスが好ましいが、その
他のガラス（例えば、無アルカリのホウケイ酸ガラス、
アルカリを含むホウケイ酸ガラスなど）の繊維も使用し
得る。

【００１０】また、本明細書では、「ガラス繊維」の用
語は、長繊維および短繊維のガラス繊維のみならず、
「マイクロファイバー」として知られている微細なガラ
ス繊維を含む意味で使用している。ここで、マイクロフ
ァイバーとしては、繊維の平均径が５μｍ以下、好まし
くは３μｍ以下、のものが適している。マイクロファイ
バーが繊維基材に含まれていると、定着が困難な熱硬化
性樹脂でも、マイクロファイバーが定着する担持体とな
る。すなわち、熱硬化性樹脂の定着量を増大させること
ができる。その場合に定着剤、特に非イオン性高分子定
着剤、を用いると、その効果がより増大する。さらに、
成形時に地合切れ等が少なくなりより均一な複合材料と
なる。したがって、無機質繊維としてガラス繊維を使用
する場合には、通常のガラス繊維にマイクロファイバー
を加えたものを使用するのが好ましい。マイクロファイ
バーの好ましい使用量は、５重量％以上で５０重量％以
下（無機繊維と熱硬化性樹脂との合計重量基準）に相当
する量である。

【００１１】熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド樹脂および
その硬化剤があり、必要に応じてテフロン樹脂、ポリプ
ロピレン樹脂、ポリフェニルエーテル等のエンジニアプ
ラスチック材料を配合しても構わない。熱硬化性樹脂
は、抄造により、樹脂シート中に分散された粒子状のも
のである。但し、粒子の形状及び大きさには特に制限は
なく、抄造時の歩留りや不織布に必要とされる物性等を
考慮して適宜決定される。また、粒子の形状は、抄造時
の歩留りが高い短繊維状であっても良い。

【００１２】硬化バインダー樹脂は、抄紙による樹脂シ
ート製造時の加熱乾燥において硬化性バインダー樹脂が
硬化したものである。抄紙による樹脂シート製造時の加
熱乾燥は通常、１００〜１８０℃での範囲の温度で行わ
れるので、硬化性バインダー樹脂は、従来から公知の熱
硬化性樹脂の中から、この範囲の温度で硬化するものを
選ぶことができる。例えば、自己架橋型アクリルエマル
ジョン、フェノール樹脂エマルジョン、水溶性シリコー
ン樹脂、アルミナゾル等を例示することができる。ま
た、硬化性バインダー樹脂は、熱硬化性樹脂の硬化に影
響を与えない種類のものを選定することが望ましい。

【００１３】本発明の樹脂シートにおいては、無機繊維
間に熱硬化性樹脂粒子が均一に分散されている。さら
に、無機繊維同志は、繊維間に熱硬化性樹脂粒子が存在
する状態で、前記硬化バインダー樹脂により接着されて
いる。樹脂シートがこのような状態であることで、高い
耐電食性を有し、しかも薄い樹脂シートを得ることがで
きる。

【００１４】本発明の樹脂シートにおいて、無機繊維と
熱硬化性樹脂との重量比が５０：５０〜１０：９０の範
囲であることが適当である。好ましくは、無機繊維と熱
硬化性樹脂との重量比が４０：６０〜２０：８０の範囲
である。熱硬化性樹脂が上記範囲内であることで、良好
な成形性が得られる。また、硬化バインダー樹脂は、シ
ート合計量に対して、１〜２０％、好ましくは５〜１０
％の範囲内であれば、樹脂シートの強度を保持でき、か
つ安定した樹脂シートの成形性を得ることができる。

【００１５】本発明の樹脂シートは、無機繊維と熱硬化
性樹脂粒子とを含むスラリーを抄造し、抄造して得られ
たシートに硬化性バインダー樹脂を塗布し、次いで加熱
乾燥して硬化性バインダー樹脂を硬化させることで得ら
れる。まず、無機繊維及び熱硬化性樹脂粒子、及び必要
により分散剤等を水中で混合し、攪拌機で分散させ、ス
ラリー状態とする。このスラリーを抄紙し、シートを得
る。得られたシートに硬化性バインダー樹脂をスプレー
法、含浸法等により塗布する。尚、硬化性バインダー樹
脂は、樹脂エマルジョンであることができる。得られた
シートは、次いで乾燥機で加熱乾燥する。この加熱で
は、硬化性バインダー樹脂は硬化して硬化バインダー樹
脂となるが、熱硬化性樹脂粒子は実質的に硬化しない。
得られる樹脂シートは、例えば巻取り機で巻取られる。
樹脂シートの厚みは任意に決定することができる。特に
従来より薄いシートとすることも可能である。抄紙条件
を適宜設定することで、例えば１０μ〜４００μｍの範
囲の樹脂シートを得ることができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明の樹脂シートは、従来並またはそ
れより薄くすることが可能であり、従って、本発明の樹
脂シートを用いることで、超薄型のガラス短繊維基材の
絶縁層を形成することも可能である。また高密度化に伴
って発生頻度が増える電食（ＣＡＦ）も、本発明の樹脂
シートを用いて形成した絶縁層の場合、ほとんど発生し
ない。これは、本発明の樹脂シートが、ガラス布やガラ
ス不織布のように、連続したガラスフィラメント構造を
持たないため、フィラメントに沿って発生するＣＡＦも
起こりにくいためであると考えられる。。

【００１７】

【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 無機繊維として平均繊維径１．８μｍの細径ガラス繊維
と繊維径 ９μｍ繊維長１０ｍｍのガラスチョップドス
トランドを混合比５０：５０の配合にて分散し濃度０．
４％のスラリーを調製した。熱硬化性樹脂成分としてエ
ピコート E5048 １００重量部、ＴＤ−２１３１（フェ
ノールノボラック樹脂：大日本インキ化学（株））を３
５重量部、促進剤としてフェニルイミダゾール０．１５
重量部配合した樹脂粉末を、スラリー状態にして無機繊
維と熱硬化性樹脂との比率が３０対７０（米坪７５ｇ／
ｍ² ）になるように抄紙を行った。ウエットシート形成
後、硬化性バインダー樹脂として熱硬化性アクリル樹脂
エマルジョンをシートに対して５％となるようにスプレ
ー法で添加し、さらに１２０℃４０秒間加熱乾燥して本
発明の樹脂シートを得た（硬化バインダー樹脂添加量：
対シート重量の５％）。この樹脂シートの断面の写真を
図２（×５００）及び図３（×１０００）に示す。

【００１８】得られた本発明の樹脂シートを１０枚重ね
て両表層に１８μの銅箔を配し、１７０℃、９０分、４
０ｋｇｆ／ｃｍ² の条件で加圧加熱し、絶縁層厚さ０．
４ｔ銅張り積層板を得た。この積層板を JIS-C-6481 C6
484 に基づいて試験を実施した。結果を表１に示す。ま
たこの銅張り積層板を用い、エッチングにより導体幅１
５０μｍ 導体間距離１００μｍの電食試験用櫛形パタ
ーンを作成した。これを８５℃、８５％の相対湿度下で
５０Ｖの電圧を印加し、電食試験を実施した。結果を図
１に示す。次に、上記本発明の樹脂シートを用いて、
０．２ｔ、銅箔３５μｍ厚さの両面銅張り積層板を作製
し、回路加工した。さらに、化学薬品で黒化した内層板
を用い、その上下に該樹脂シートを各々１枚配し１８μ
ｍの銅箔と共に１７０℃、９０分間、プレスして４層シ
ールド板を作成した。得られた４層板についても JIS-C
6486に基づいて試験を行った。結果を表２に示す。

【００１９】実施例２ 無機繊維として平均繊維径５μｍの細径ガラス繊維と繊
維径９μｍ、繊維長１０ｍｍのガラスチョップドストラ
ンドを混合比９０：１０にて分散し、濃度０．４％のガ
ラス繊維スラリーを調製した。熱硬化性樹脂として、エ
ピクロンＮ−８６５（ビスフェノールノボラック樹脂：
大日本インキ化学工業製）１００重量部、ビスフェノー
ルＡノボラック ３０重量部、テトラプロムビスフェノ
ールを４５重量部、２−ウンデシルイミダゾール ０．
３重量部で配合した樹脂粉末で無機繊維と熱硬化性樹脂
との比率を２０：８０（米坪７５ｇ／ｍ²）になるよう
に抄紙を行った。得られたウェットシートに硬化性バイ
ンダー樹脂として熱硬化性アクリル樹脂エマルジョンを
シートに対して１０％になるようにスプレー法で添加
し、さらに１４０℃４０秒間加熱乾燥して本発明の樹脂
シートを得た。得られた本発明の樹脂シートについて、
実施例１と同様に積層板を作製して、各試験を実施し
た。結果を表１、２、及び図１に示す。

【００２０】比較例１ 熱硬化性樹脂として、実施例１と同材料のものをエチレ
ングリコールモノエチルエーテルとメチルエチルケトン
の混合溶剤で溶解して３０μのガラス布（＃１０６タイ
プ）に含浸して樹脂シートを作製し、実施例１と同様の
評価を行った。このガラスクロスの含浸は目曲がり防止
の観点から、樹脂含浸工程の生産性が低く、製造された
積層板についても２０００時間経過後にガラスクロス界
面での銅マイグレーションが発生して実施例１より劣る
結果となった。

【００２１】比較例２ 実施例１においてバインダーを添加せずにシート化を行
ったが、シート乾燥時に樹脂がドライヤーに付着した
り、加熱乾燥時にシートが伸びて製造出来なかった。

【００２２】比較例３ 熱硬化性樹脂として、実施例１と同材料のものをエチレ
ングリコールモノエチルエーテルとメチルエチルケトン
の混合溶剤で溶解してガラス不織布（米坪２５／ｍ² ）
に含浸して同様のプリプレグを作製し、実施例１と同様
の評価を行った。尚、このプリプレグの断面の写真を図
４（×５００）に示す。５０ｇ／ｍ² 以下のガラス不織
布基材のプリプレグ製造は含浸強度が低いため、含浸時
のテンションコントロールが困難で生産性が低かった。
このプリプレグを使用した積層板も、ガラス繊維のネッ
トワーク形成後に樹脂含浸を行っているため、電食試験
時にガラス繊維に沿って銅マイグレーションを起こし、
実施例と比べて劣る結果だった。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】 電食試験を示すグラフ。

【図２】 本発明の樹脂シート（実施例１）の断面であ
って、繊維の形状及び粒子の構造を示す図面に代わる写
真（×５００）

【図３】 本発明の樹脂シート（実施例１）の断面であ
って、繊維の形状及び粒子の構造を示す図面に代わる写
真（×１０００）

【図４】 比較例のプリプレグの断面であって、繊維の
形状等を示す図面に代わる写真（×５００）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 広志 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社内 (72)発明者 横山 英邦 東京都江戸川区東篠崎２丁目３番２号 本 州製紙株式会社開発研究所内 (72)発明者 豊島 節夫 東京都江戸川区東篠崎２丁目３番２号 本 州製紙株式会社開発研究所内 (72)発明者 竹山 三郎 東京都江戸川区東篠崎２丁目３番２号 本 州製紙株式会社開発研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機繊維、熱硬化性樹脂及び硬化バイン
   ダー樹脂からなる不織布状の樹脂シートであって、前記
   無機繊維の間に熱硬化性樹脂粒子が分散され、かつ前記
   無機繊維は、繊維間に熱硬化性樹脂粒子が存在する状態
   で、前記硬化バインダー樹脂により接着されていること
   を特徴とする樹脂シート。
2. 【請求項２】 無機繊維と熱硬化性樹脂との合計重量と
   硬化バインダー樹脂の重量との比が１００：２０〜１０
   ０：１の範囲である請求項１記載の樹脂シート。
3. 【請求項３】 加熱成形後の厚さが２００μｍ以下にな
   る請求項１又は２記載の樹脂シート。
4. 【請求項４】 無機繊維と熱硬化性樹脂粒子とを含むス
   ラリーを抄造し、抄造して得られたシートに硬化性バイ
   ンダー樹脂を塗布し、次いで加熱乾燥して硬化性バイン
   ダー樹脂を硬化させることを特徴とする請求項１記載の
   樹脂シートの製造方法。