JPH10259538A

JPH10259538A - ガラスクロス

Info

Publication number: JPH10259538A
Application number: JP8467797A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Kimura; 康之木村; Shinichi Tsutsui; 慎一筒井
Original assignee: Asahi Schwebel Co Ltd
Current assignee: Asahi Schwebel Co Ltd
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【解決手段】複数のノズルより連続して噴射される水
流を用いて開繊加工されたガラスクロスであって、水流
の軌跡が網目状に互いに交差し、実質的に水流の軌跡の
痕が見えないガラスクロスである。【効果】樹脂の含浸性が均一性が大幅に改善され、ガ
ラスクロスを構成するガラス糸中にボイドが少なくなっ
ている。このため、本発明のガラスクロスを用いれば、
積層板の耐熱性、寸法安定性、穴開け加工性等の改善効
果が期待される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
の基材として用いられるガラスクロスの改良に関するも
のである。詳細には、本発明は、プリント配線基板もし
くは樹脂積層板を得るのに好適なガラスクロスの改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線基板は、高密度実装化、高
多層化、薄板化の傾向が強まり、それに伴い、材料とし
ての積層板、またその基材として用いられるガラスクロ
スに対する特性要求も高まっている。特に、ガラスクロ
スへの樹脂含浸性は最も重要なものであり、積層板の様
々な特性、例えば、耐熱性、寸法安定性、穴開け加工性
等に影響を与える。つまり、ガラスクロスへの樹脂含浸
性が不十分な場合、ガラスクロスにマトリックス樹脂を
含浸させたプリプレグ中にボイドが多数残留し、それら
を除くためにプレス成型時に高圧が必要となり、その結
果作成された積層板には応力歪みが蓄積し、プリント配
線板の寸法安定性を損なう。

【０００３】これを防ぐために、減圧下でプリプレグを
作成、またプレス成形をすることがなされているが、十
分ではなく、もともと樹脂が十分に含浸し、ボイドの少
ないプリプレグとなるガラスクロスが求められている。
さらに、ガラスクロス中のボイドがそのまま、積層板中
に残留した場合、ガラスと樹脂間の密着性が悪く、吸湿
し易く、耐熱性の低下を引き起こす。また、穴開け加工
時に、例えばドリル加工時に加工応力によりボイドを通
してクラックが生じやすくなり、穴壁面の割れ、欠け、
さらには次工程でメッキ液の染み込み等の問題を発生さ
せる。

【０００４】ガラスクロスの樹脂含浸性は構成するガラ
ス糸の収束性、織物構造、表面処理により影響を受ける
ことが一般に知られている。ガラスクロスを構成するガ
ラス糸は、通常、フィラメント径が５〜１０μｍのモノ
フィラメントを数１００本束ね、２５ｍｍ当たり０．３
〜１回の軽い撚りを加えられたものである。さらに、ガ
ラス糸は、一般に製織時の機械的衝撃からガラス糸を保
護する目的で付与される澱粉や油剤を主成分とするバイ
ンダーを、さらにはＰＶＡを主成分とするサイジング剤
を有している場合もある。従って、実際にガラスクロス
をプリント配線板用途に供するためには、このようなバ
インダー、サイジング剤を除去する必要があり、通常、
約４００℃の温度で数１０時間加熱し、脱糊処理を行
う。

【０００５】このように、ガラス糸はそれ自体の撚り及
び高温、長時間にわたる加熱処理によるセット効果で収
束した状態になっている。そのため、樹脂の含浸性が低
下する。また、プリント配線板用途のガラスクロスの織
物構造は一般に平織りと言われる経糸と緯糸が１本づつ
浮沈、交差する構造になっており、経糸と緯糸が交差す
る部分は糸の重なりのために、樹脂の含浸がし難い構造
となっている。

【０００６】さらに、ガラスクロスは使用されるマトリ
ックス樹脂との接着性等を考慮し、各種シランカップリ
ング剤等により表面処理される。その結果、極少量では
あるが表面に付着するシランカップリング剤の被膜によ
り、ガラス糸束への樹脂の含浸が損なわれるようにな
る。そのため、従来よりガラスクロスへのマトリックス
樹脂含浸性を改善するために、高圧ウォータージェット
を無機繊維織物に噴射し開繊する方法、超音波振動子を
無機繊維織物に接触させて開繊させる方法などが検討さ
れてきた。しかしながら、こうした方法ではガラスクロ
スの樹脂含浸性を均一に改善することは困難である。

【０００７】高圧ウォータージェットを無機繊維織物に
噴射し開繊する方法では、直径０．１〜０．２ｍｍ程度
の小口径から柱状水流が噴出されるが、ガラスクロス全
体均一に水流を当てることは難しく、柱状流噴出のノズ
ルを回転、揺動させる試みはしているものの、特開平８
−１２７９５９号公報には、高圧ウォータージェットの
噴射に起因する開繊加工の痕が形成されると記載されて
いるように、開繊加工された部分と開繊加工されていな
い部分が存在し、開繊加工の不均一さの痕としてガラス
クロス上に残る。また、超音波振動子を無機繊維織物に
接触させて開繊させる方法の場合、無機繊維糸を構成す
るフィラメントの収束性を和らげる効果と一方では、振
動によりフィラメントが細密充填する場合があり、開繊
加工が不均一であり、安定した樹脂含浸性の改善をはか
ることが難しい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、プリント配
線基板の高密度実装化、高多層化、薄板化の傾向に対応
できるマトリックス樹脂の含浸性を改善した、特に含浸
性の均一性を改善したガラスクロスを提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討した
結果、ノズル群の小孔より噴射される水流で開繊するシ
ステムの改良により、実質的に均一に開繊され、マトリ
ックス樹脂の含浸性を大幅に改良、均一化したガラスク
ロスを得られることが可能となり、本発明を完成するに
至った。すなわち、本発明は；複数のノズルより連続して噴射される水流を用いて
開繊加工されたガラスクロスにおいて、該水流の軌跡が
網目状に互いに交差していることを特徴とするガラスク
ロスを提供する。また、

【００１０】各ノズル群の小孔の間隔（ここで間隔
Ａとする）が等しく、それぞれのノズル群間の小孔の位
置関係が幅方向の座標軸系で間隔Ａをノズル群の段数で
割った間隔（ここで間隔Ｂとする）に等分に配置され、
かつ間隔Ｂが該ガラスクロスを構成するガラス糸の断面
糸幅に該小孔の直径を加えた値よりも小さく配置された
ノズル群の小孔より連続して噴射される水流を用いて開
繊加工された点にも特徴を有する。また、該ノズル群の隣り合う小孔の間隔の１．５倍から１
０倍の振幅で揺動させたノズル群の小孔より連続して噴
射される水流を用いて開繊加工された点にも特徴を有す
る。また、ノズルより噴射される水流の圧力が５Ｋｇ／ｃｍ²
以上、３０Ｋｇ／ｃｍ²未満である水流により開繊加工
された点にも特徴を有する。また、該ガラスクロス上に該水流の軌跡痕が実質的に見え
ない点にも特徴を有する。ここで、該水流の軌跡痕が実
質的に見えないこととは、隣り合う該水流の軌跡痕の区
別ができない状態を示している。熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂とし、請求項１〜
５のいずれかに記載のガラスクロスを補強材とし積層成
形して得られた、ガラスクロス補強樹脂積層板を提供す
る。

【００１１】以下、本発明を図面に基いて詳細に説明す
る。〔Ｉ〕ガラスクロス及びその予備処理： (i) ガラスクロス本発明のガラスクロスは単糸径が５から１０μｍのガラ
ス繊維単糸数１００本により構成された長繊維フィラメ
ントガラス糸を構成糸として経糸、緯糸により織成され
たものである。使用されるガラス糸は、プリント配線板
用基材として使用されるＥガラスだけでなく、Ｄ、Ｔ、
Ｃ及びＨガラス等の材質のガラスでも適用できる。ま
た、ガラスクロスの織り組織に関しても、通常の平織り
だけでなく、ななこ織り、綾織り、繻子織り等のガラス
クロスにも適用できる。 (ii) 本発明による開繊加工は、本来の意味からは、シ
ランカップリング剤等による表面処理を行った後に実施
されることが好ましいが、織成された直後の、収束剤、
糊剤等が付着したガラスクロスまたは収束剤、糊剤等を
ヒートクリーニングしたクロスに開繊加工を実施しても
構わない。

【００１２】〔ＩＩ〕開繊加工されたガラスクロスの
製造法：本発明の開繊加工されたガラスクロスの製造法
について以下に詳述する。・本発明は、開繊加工に使用
される水流の軌跡痕の改良に最大の特徴を有する。そ
して、該水流は、基本的に柱状流高圧水により発生され
る水流を対象としている。１）均一な開繊加工により、実質的に、ガラスクロス上
に水流の軌跡痕を見えなくするためには、軌跡痕が連続
な線として観察されない網目状に交差していることが好
ましく（クレーム１）、さらに軌跡痕がガラスクロス特
有の織り組織の模様内に隠れることがより好ましい。

【００１３】このためには、以下の仕様での開繊加工が
必須となる。図１は、本発明による水流の軌跡を発生す
るために用いるノズル群の配列及び小孔の配置関係の例
を示す模式図である。前記ガラスクロスを、図１に示さ
れるような直径０．０５ｍｍから０．５ｍｍ、好ましく
は０．１ｍｍから０．３ｍｍの複数の小孔がガラスクロ
スの幅方向に等間隔で配置されたノズル群を用い、さら
に該ノズル群を長手方向に複数配列する（図１の場合、
ノズル群を３列配列している）。

【００１４】２）均一な網目模様の水流の軌跡を描くた
めにはノズル群の数が多い方が良いが、装置が大きくな
る弊害も考え合わせると、２〜５段、好ましくは３〜４
段のノズル群の配列が好ましい。各ノズル群の配列及び
小孔の配置関係の例を図１に示す。また、複数のノズル
群は一体化したもの、または同一プレートに配列させた
ものでも良い。各ノズル群の小孔の間隔（間隔Ａ）（ａ
−ｂ）、（ｃ−ｄ）、（ｅ−ｆ）はそれぞれ等しく、ま
た各ノズル群の小孔の位置関係は幅方向の間隔（間隔
Ｂ）ｘ、ｙ、ｚがそれぞれ等しく、その間隔がガラスク
ロスを構成するガラス糸の断面の糸幅に小孔の直径を加
えた値よりも小さくなるように配置することが好ましい
（クレーム２）。ここで、ｘ、ｙ、ｚの間隔がガラスク
ロスを構成するガラス糸の断面の糸幅に小孔の直径を加
えた値よりも大きいと、水流の軌跡痕がガラスクロスの
織り組織の模様内に隠れず、軌跡痕が顕著となり、好ま
しくない。

【００１５】３）さらに、複数の該ノズル群を幅方向に
隣り合う小孔の間隔の１．５倍〜１０倍、好ましくは２
倍〜５倍の振幅で揺動させることが望ましい（クレーム
３）。振幅が該小孔の間隔の１．５倍未満の場合、水流
の軌跡の交差が不十分となり、また、１０倍を越えると
水流の軌跡を網目状態にするためには振動数を大きくと
る必要があり、機械的に困難となる。

【００１６】４）また、揺動条件は、ガラスクロスの加
工速度、各ノズル群の長手方向の位置関係（図１のｗ、
ｖに相当）にも依存し、水流の軌跡を網目状態にする振
動数が選択されるが、１０００〜５０００回／分、好ま
しくは１５００〜３５００回／分の振動数で揺動させる
ことが望ましい。しかしながら、振動数が１０００回／
分未満では、ガラスクロスの加工速度が上がらず実際的
でない。また、５０００回／分を越えると装置の構造
上、機械的に連続した振動がとれなくなる。

【００１７】５）さらに、各ノズル群の小孔のサインカ
ーブの軌跡が長手方向で同じ位相差で、且つ位相が等分
に、例えばノズル群が２段の場合には１８０度、３段の
場合には１２０度、４段の場合には９０度、それぞれず
れるように条件を設定することが重要である。６）また、各ノズル群の揺動は同一の駆動から振動する
ことが好ましい。別１動系では、タイミングのずれが生
じ、開繊加工の均一性を損なうことがある。

【００１８】７）ノズルの小孔より噴射される水流の圧
力は５Ｋｇ／ｃｍ²以上、３０Ｋｇ／ｃｍ²未満、好ま
しくは１０Ｋｇ／ｃｍ²以上、２５Ｋｇ／ｃｍ²未満で
あることが望ましい（クレーム４）。これは、開繊加工
するガラスクロスの仕様（ガラス糸種、織物構造等）に
より適宜選択される。この場合、５Ｋｇ／ｃｍ²未満で
は開繊加工の水流の痕は残らないが、十分な開繊の効果
が得られず、３０Ｋｇ／ｃｍ²を越えると水流の衝撃力
が大きく、ガラスクロスが毛羽立つ等の問題点を生じ
る。

【００１９】８）まとめ：これら１）〜６）は、均一な
網目模様の水流の軌跡を描き、ガラスクロス上の任意の
点から少なくとも該ガラスクロスを構成するガラス糸の
糸幅の間隔以内に水流の軌跡があり、該ガラスクロス上
に該水流の軌跡痕が実質的に見えないためには必要とな
る（クレーム５）。

【００２０】〔ＩＩＩ〕樹脂積層板本発明により開繊されたガラスクロスは、樹脂マトリッ
クスを使用して該無機繊維織物を常法に従って積層成形
して、プリン回路基板等に有用な樹脂積層板を製造す
る。特に、プリン回路基板の製造には、ガラスクロス補
強材に樹脂マトリックスを含浸させて半硬化したプリプ
レグを用い、常法に従ってその複数枚を積層成形する。
また、他の方法、例えば注型法や低圧加熱法等によって
も良い。樹脂マトリックスとしては、通常熱硬化性樹脂
が使用でき、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フ
ェノール樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポ
リウレタン樹脂等が挙げられる。

【００２１】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に詳述する
が、これらは本発明の範囲を制限しない。また、本発明
ガラスクロスの評価は以下の方法で行った。 (i) 〔ガラスクロスの評価〕ガラスクロスを構成するガラス糸の糸幅の測定ガラスクロスを常温硬化のエポキシ樹脂等に包埋し、糸
断面を削り出し、顕微鏡で観察し、その糸断面形状を測
定した。経糸、緯糸のそれぞれを測定し、平均の長さを
用いた。ガラスクロス上の水流の軌跡の判定ガラスクロスを斜め方向から目視で外観を観察した。以
下の樹脂組成からなるプリプレグを作成し、外観を観察
した。ガラスクロスの毛羽状態の評価以下の樹脂組成からなるプリプレグを作成し、外観（突
起物の数、分布）を観察した。評価レベル：○→突起物がほとんど見られない、△→突
起物が見られる、×→突起物が多数見られる。

【００２２】(ii)〔樹脂含浸性の評価〕プリプレグの含浸性以下の樹脂組成からなるプリプレグを作成し、外観（ボ
イドの残り状態、透明性）を観察し、含浸状態を目視で
判断した。 ◎→○→△→×の順で含浸性は悪化していると判断結果
を表す。また、長さ２ｍｍ以上のロングボイドの数を１
０ｃｍの長さ当たりの平均個数として目視で数え、相対
比較した。ガラスクロスの含浸性（ウェットアウト性）以下の樹脂組成をさらに溶剤で希釈し、粘度を５０ｃｐ
ｓに調整した後、平板上に一定量、滴下し、その上に評
価ガラスクロスを置く。樹脂がガラスクロスに染み込む
状態を観察し、気泡が目視で観察されなくなった状態を
終点とし、それまでの時間を測定した。

【００２３】 (iii) 〔樹脂組成〕エピコート5046B80（油化シェルエポキシ（株）製）６９．８重量％エピコート180S75B70（油化シェルエポキシ（株）製）１４．１重量％ジシアンジアミド１．６重量％２Ｅ４ＭＺ０．１重量％メチルセロソルブ７．２重量％ジメチルホルムアミド７．２重量％ ──────────────────────────────────── １００重量％以下に、（実施例）及び（比較例）を表１にまとめて示
す。

【００２４】

【表１】

【００２５】図２及び図３は、実施例２と比較例４の開
繊加工の水流の軌跡パターンを示す模式図である。ま
た、実施例２と比較例４の開繊加工の水流の軌跡パター
ンを模式的に図２及び図３に示す。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガラスク
ロスは、樹脂の含浸性、特に均一性が大幅に改善され、
ガラスクロスを構成するガラス糸中にボイドが少なくな
っている。このために、本発明のガラスクロスを用いれ
ば、積層板の耐熱性、寸法安定性、穴開け加工性等の改
善効果が期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】ノズル群の配置図の一例である。

【図２】実施例２の水流の軌跡パターンを示す模式図で
ある。

【図３】比較例４の開繊加工の水流の軌跡パターンを示
す模式図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のノズル群の小孔より連続して噴射
される水流を用いて開繊加工されたガラスクロスにおい
て、該水流の軌跡が網目状に互いに交差していることを
特徴とするガラスクロス。
【請求項２】請求項１記載のガラスクロスにおいて、
各ノズル群の小孔の間隔（ここで間隔Ａとする）が等し
く、それぞれのノズル群間の小孔の位置関係が幅方向の
座標軸系で間隔Ａをノズル群の段数で割った間隔（ここ
で間隔Ｂとする）に等分に配置され、かつ間隔Ｂが該ガ
ラスクロスを構成するガラス糸の断面糸幅に該小孔の直
径を加えた値よりも小さく配置されたノズル群の小孔よ
り連続して噴射される水流を用いて開繊加工されたこと
を特徴とするガラスクロス。
【請求項３】請求項１又は２記載のガラスクロスにお
いて、該ノズル群の隣り合う小孔の間隔（間隔Ａ）の
１．５倍から１０倍の振幅で揺動させたノズル群の小孔
より連続して噴射される水流を用いて開繊加工されたこ
とを特徴とするガラスクロス。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のガラス
クロスにおいて、ノズルより噴射される水流の圧力が５
Ｋｇ／ｃｍ²以上、３０Ｋｇ／ｃｍ²未満である水流に
より開繊加工されたことを特徴とするガラスクロス。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のガラス
クロスにおいて、該ガラスクロス上に該水流の軌跡痕が
実質的に見えないことを特徴とするガラスクロス。
【請求項６】熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂とし、
請求項１〜５のいずれかに記載のガラスクロスを補強材
とし積層成形して得られたことを特徴とする、ガラスク
ロス補強樹脂積層板。