JPH0912742A

JPH0912742A - 高誘電率フィルム

Info

Publication number: JPH0912742A
Application number: JP16546995A
Authority: JP
Inventors: Harumi Negishi; 春巳根岸; Takeshi Sugimura; 猛杉村; Masashi Tanaka; 正史田中
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】高誘電率でかつ絶縁層厚みが薄いフィルムを
得て多層プリント配線板とすることにより、コンデンサ
として使用した時の静電容量を大きくする。【構成】熱硬化性樹脂、無機粉末を主成分として構成
される脆さと取扱性を改良した高誘電率フィルム及びこ
のフィルムの片面、両面に銅箔を配置した金属張りフィ
ルム。例えば、熱硬化性樹脂に、重量平均分子量１０
０，０００以上の高分子量エポキシ樹脂を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は誘電率の高い特徴を有す
るフィルム及びこのフィルムの片面又は両面に金属箔を
配置した金属箔張りフィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の小型化、高密度化によりプリ
ント配線板には多層板が多く使用されるようになってき
た。この多層板の内層または外層に高誘電率の層を設け
ることにより、この層をコンデンサとして積極的に利用
し、例えば回路導体のストレ−キャパシティによりバイ
パスコンデンサとして高周波成分をグランド層に流した
り、導体をコンデンサ（Ｃ）やインダクタンス（Ｌ）と
してさらに印刷により抵抗（Ｒ）を形成し、Ｃ、Ｌ、Ｒ
を内層表面または外層表面に形成し実装密度を向上させ
ることができる。多層板の内層や基板に高誘電率の層を
設けるには、特開昭５５−５７２１２号公報、特開昭６
１−１３６２８１号公報、特公平５−４１５号公報に見
られるようにエポキシ樹脂や変性熱硬化ポリフェニレン
オキサイド樹脂などの樹脂組成物中に例えばチタン酸バ
リウムなどの高誘電率無機粉末を混合しガラス布などの
繊維強化材に含浸乾燥して得たプリプレグを複数枚重
ね、最外層に銅箔を設け積層成形してなる高誘電率積層
板を製造していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
高誘電率積層板はガラス布等の繊維強化材を用いるため
絶縁層厚みが薄い（５０μｍ以下）ものができず、静電
容量の大きなコンデンサを形成できず、コンデンサ機能
を付与した積層板として使用できなかった。また、ガラ
ス布等の繊維強化材を用いないで一般の熱硬化性樹脂と
高誘電率無機粉末からなるフィルムでは脆く、取り扱い
が困難であった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は絶縁層
の厚みが薄く（５０μｍ以下）かつ通常のガラス布エポ
キシ銅張り積層板等と同様に加工可能な高誘電率を有す
るフィルム及びこのフィルムの片面又は両面に金属箔を
配置した金属箔張りフィルムを提案するものである。本
発明はフィルム形成能を有し、粘弾性スペクトル測定で
求められる貯蔵弾性率が、室温において２〜５ＧＰａで
ある熱硬化性樹脂および無機粉末を主成分として構成さ
れる高誘電率フィルム及びこのフィルムの片面又は両面
に金属箔を配置した金属箔張りフィルムに関するもので
ある。本発明で用いられる熱硬化性樹脂は、フィルム
形成能を有し、粘弾性スペクトル測定で求められる貯蔵
弾性率が室温において２〜５ＧＰａであるものなら良
い。貯蔵弾性率が２ＧＰａ未満では、貯蔵弾性率が低す
ぎ、フィルムとなった時にたわみ等が発生し、取り扱い
が困難となる。貯蔵弾性率が５ＧＰａより大きいもので
は、脆くなりフィルムの割れ等が発生し、取り扱いが困
難となる。

【０００５】このようなものとしてはエポキシ樹脂、イ
ミド樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹
脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、シアネート樹
脂、シリコーン樹脂、ポリブタジエン樹脂等が可能であ
るが、用途、加工性、価格等からエポキシ系の樹脂が好
適である。エポキシ系の樹脂としては貯蔵弾性率が２〜
５ＧＰａを満たすために主成分が重量平均分子量１０
０，０００以上の高分子量エポキシ樹脂であることが望
ましい。中でもフィルム形成能、貯蔵弾性率等の面か
ら、エポキシ樹脂の主成分が二官能エポキシ樹脂と二官
能フェノール類の配合当量比をエポキシ基／フェノール
水酸基＝１：０．９〜１．１とし、触媒の存在下、沸点
が１３０℃以上のアミド系またはケトン系溶媒中、反応
固形分濃度５０重量％以下で、加熱して重合させて得た
高分子量エポキシ重合体からなるものが好適である。フ
ィルムの貯蔵弾性率は、粘弾性測定装置を使用し、測定
用変位周波数１０Ｈｚ、昇温速度１０℃／分で粘弾性ス
ペクトルを測定することにより求められる。測定温度
は、２０〜３０℃の範囲とする。

【０００６】また、本発明において用いられる無機粉末
は誘電率が５０以上望ましくは８０以上のものであり、
特にチタン酸化物系セラミックが好ましい。誘電率が５
０未満では、誘電率を高くする効果に劣る。このような
ものとしては例えば二酸化チタン系セラミック、チタン
酸バリウム系セラミック、チタン酸鉛系セラミック、チ
タン酸ストロンチウム系セラミック、チタン酸カルシウ
ム系セラミック、チタン酸ビスマス系セラミック、チタ
ン酸マグネシウム系セラミック、などを挙げることがで
きる。これらは、単独または２種類以上を混合して用い
てもよい。なお、前記二酸化チタン系セラミックとは、
組成的には、二酸化チタンのみを含む系、または二酸化
チタンに他の少量の添加物を含む系で、主成分である二
酸化チタンの結晶構造が保持されているものである。他
の系のセラミックもこれと同様である。二酸化チタンは
Ｔｉ０₂で示される物質で、種々の結晶構造を有するも
のがあるが、誘電体セラミックとして使用されるのは、
その中のルチル構造のものである。無機粉末の粒子径と
しては、約５０μｍ以下のものを用いることができる
が、好ましくは０．１〜２０μｍ、さらに好ましくは
０．５〜７μｍの範囲のものである。これは無機粉末の
粒子径が大きいと樹脂への均ー分散、混合が困難になり
また積層板の特性に不都合をもたらす。逆に小さすぎる
と取り扱いが悪くなるなどのおそれがある。無機粉末の
樹脂への添加量としては、誘電率を高めるうえでは多い
程良いが通常は３０〜２５０重量部、好ましくは５０〜
２００重量部である。これは無機粉末の添加量が増加す
るに従い樹脂への均一分散、混合が困難になりまたフィ
ルムが脆くなり取り扱いが困難となる。逆に添加量が少
ないと誘電率が充分に高くならないためである。

【０００７】本願発明では、フィルム形成能を有し、粘
弾性スペクトル測定で求められる貯蔵弾性率が、室温に
おいて２〜５ＧＰａである熱硬化性樹脂および無機粉末
を主成分として構成されるが、この他の成分として多官
能エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進材、架橋剤、難燃
剤、カップリング剤、ワニスに使用した溶剤に溶解する
樹脂を使用することができる。次にフィルム及び金属箔
張りフィルムの作製方法について述べる。３０〜２５０
重量部の無機粉末を樹脂ワニス中に均ー分散・混合し、
薄く塗工し乾燥させフィルムを作製する。金属箔張りフ
ィルムは、金属箔に、樹脂ワニスを塗布し、乾燥させて
得る。また、フィルムの最外層に銅箔を設け積層成形す
ることにより得られれる。

【０００８】

【作用】一般的に、熱硬化性樹脂は、耐熱性に富んでい
るがフィルム形成能に乏しい。また、熱可塑性樹脂は、
耐熱性に乏しいがフィルム形成能に富む。電気用分野で
は、電気的接続を図るためはんだが使用され、はんだの
溶融温度で使用できかつ信頼性が厳しく要求されている
ことから耐熱性を有する樹脂であることが要求される。
このために、熱硬化性樹脂が多く用いられてきた。しか
し熱硬化性樹脂は、硬化前は、樹脂が脆く柔軟性の有る
フィルムに形成できなかった。そのため、ガラス繊維等
の強化材に熱硬化性樹脂の溶剤溶液を含浸させ、溶剤を
飛散してプリプレグを作成し用いていた。強化材は、厚
みが有り、比誘電率が比較的に低いことから得られるプ
リプレグは、厚みが厚く、強化材自体誘電率の低いもの
である。本発明は、強化材を使用しないため厚みを薄く
でき、強化材が占有する部分を誘電率の高い無機粉末に
置き換えられるため全体としての誘電率が高くなる。し
かも厚みが薄いのでコンデンサとしての静電容量は高く
できる。熱硬化性樹脂でフィルム形成能が乏しい欠点
を、分子量を高めることで解決できる。また、貯蔵弾性
率が２ＧＰａ未満のときは、フィルムが軟らかすぎて撓
みが発生し取り扱いが困難となる。貯蔵弾性率が５ＧＰ
ａを越えるとフィルムが脆くなり割れが発生するので好
ましくない。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の内容を詳しく述べるため実施
例、比較例を記すが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。（実施例１）樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂（エポキシ当量：１７７．５）１７７．５ｇ、ビスフ
ェノールＡ（水酸基当量：１１５．５）１１５．５ｇ、
エーテル化触媒として水酸化ナトリウム１．７７ｇを
Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド５４７．９ｇに溶解さ
せ、反応系中の固形分濃度を３０％とした。これを機械
的に撹拌しながら１２０℃の温度に保ち、そのまま４時
間保持した。その結果、粘度が１９，７００ｍ・Ｐａで
飽和し、反応が終了した。得られた高分子量エポキシ重
合体の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー
によって測定した結果では、１３３，０００、光散乱法
によって測定した結果では、１２９，０００であった。
また、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド稀薄溶液の還元粘
度は、１．０８ｄｌ／ｇであった。反応させた高分子量
エポキシ樹脂ワニスの固形分１００重量部に対し、チタ
ン酸ストロンチウム粉末（冨士チタン工業株式会社製）
を１００重量部加え均一に分散するように混合し、ガラ
ス板上に塗布し、乾燥して３０μｍのフィルムを作製し
た。このフィルムの最外層に銅箔を設け温度１７０℃、
圧力３０ｋｇｆ／ｃｍ²、１２０分加熱、加圧して得た
銅張りフィルムの特性を表１に示す。このフィルム単
独の２５℃における貯蔵弾性率は、２．１ＧＰａであっ
た。

【００１０】（実施例２）ポリイミドワニス（固形分１
００重量部）に対しチタン酸カルシウム粉末（富士チタ
ン工業株式会社製）を１００重量部加え均一に分散する
ように混合し、ガラス板上に塗布し、乾燥して２５μｍ
のフィルムを作製した。このフィルムの最外層に銅箔を
設け温度１７０℃、圧力３０ｋｇｆ／ｃｍ²、１２０分
加熱、加圧して得た銅張りフィルムの特性を表１に示
す。このフィルム単独の２５℃における貯蔵弾性率
は、３．３ＧＰａであった。

【００１１】（実施例３）変性ポリフェニレンエーテル
樹脂組成物ワニス（固形分１００重量部）に対しチタン
酸ストロンチウム粉末（富士チタン工業株式会社製）を
１５０重量部加え均一に分散するように混合し、ガラス
板上に塗布し、乾燥して３０μｍのフィルムを作製し
た。このフィルムの最外層に銅箔を設け温度１７０℃、
圧力３０Ｋｇｆ／ｃｍ²、１２０分加熱、加圧して得た
銅張りフィルムの特性を表１に示す。変性ポリフェニレ
ンエーテル樹脂フィルム単独の２５℃の貯蔵弾性率は、
２．４ＧＰａであった。

【００１２】（比較例１）エポキシ樹脂（油化シェルエ
ポキシ製エピコート１００１）に対しジシアンジアミド
を０．８当量加えた樹脂ワニス（固形分１００重量部）
に対しチタン酸ストロンチウム粉末（冨士チタン工業株
式会社製）を１６０重量部加え均一に分散するように混
合し厚さ０．０５ｍｍ、重量４７ｇ／ｍ²のガラス布
（日東紡績株式会社製、ＷＥ１１６Ｅ）に成形厚さが
０．０９ｍｍになるように塗布、乾燥したプリプレグを
作製した。このプリプレグの最外層に銅箔を設け温度１
７０℃、圧力３０ｋｇｆ／ｃｍ²、１２０分加熱、加圧
して得た積層板の特性を表１に示す。樹脂単独の２５℃
の貯蔵弾性率は、１．８ＧＰａであった。

【００１３】（比較例２）エポキシ樹脂（油化シェルエ
ポキシ製エピコート１００１）に対しジシアンジアミド
を０．８当量加えた樹脂ワニス（固形分１００重量部）
に対しチタン酸ストロンチウム粉末（富士チタン工業株
式会社製）を１００重量部加え均一に分散するように混
合し、ガラス板上に塗布し、乾燥して３０μｍのフィル
ムを作製した。このフィルムの最外層に銅箔を設け温度
１７０℃、圧力３０ｋｇｆ／ｃｍ²、１２０分加熱、加
圧して得た銅張りフィルムの特性を表１に示す。表１か
ら明らかなように、本発明の高誘電率積層板は従来の高
誘電率積層板に比較して薄くすることができることによ
り、静電容量が大幅に向上しているこがわかる。

【００１４】表１ ─────────────────────────────── 項目単位実施例１実施例２実施例３比較例１比較例２ ─────────────────────────────── 板厚 μm ３０２５３０９０３０ ─────────────────────────────── 誘電率 − １０８．３１０１０１０ ─────────────────────────────── 静電容量 pF 500 500 500 130 500 ─────────────────────────────── 取り扱い性 − 〇〇〇〇 × ───────────────────────────────

【００１５】

【発明の効果】本発明で得られる高誘電率積層板は従来
の高誘電率積層板に比べ、絶縁層厚みを薄くできること
によりコンデンサとして静電容量を大きくできる特徴が
ある。また、本発明による積層板は通常のガラス布エポ
キシ銅張積層板等と全く同様な工程でプリント配線板へ
加工が可能であることから工業的に有益であり、誘電率
の高い絶縁層を有するプリント配線板の製造に好適であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｃ０８Ｌ 63/00 ＮＪＦ 7922−5ＥＨ０１Ｇ 4/24 ３２１Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フィルム形成能を有し、粘弾性スペクト
ル測定で求められる貯蔵弾性率が、室温において２〜５
ＧＰａである熱硬化性樹脂および誘電率が５０以上であ
る無機粉末を主成分として構成される高誘電率フィル
ム。
【請求項２】熱硬化性樹脂の主成分が重量平均分子量
１００，０００以上の高分子量エポキシ樹脂である請求
項１記載の高誘電率フィルム。
【請求項３】熱硬化性樹脂が、二官能エポキシ樹脂と
二官能フェノール類を、二官能エポキシ樹脂と二官能フ
ェノール類の配合当量比をエポキシ基／フェノール水酸
基＝１：０．９〜１．１とし、触媒の存在下、沸点が１
３０℃以上のアミド系またはケトン系溶媒中、反応固形
分濃度５０重量％以下で重合させて得た高分子量エポキ
シ重合体である請求項１ないし２のいずれか記載の高誘
電率フィルム。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか記載の高誘
電率フィルムの片面または両面に金属箔を配置した金属
箔張りフィルム。