JPH10266064A

JPH10266064A - ガラスクロスの表面処理法

Info

Publication number: JPH10266064A
Application number: JP8862397A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Kimura; 康之木村; Takayasu Ota; 孝康太田
Original assignee: Asahi Schwebel Co Ltd
Current assignee: Asahi Schwebel Co Ltd
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 1998-10-06

Abstract

(57)【要約】【解決手段】ガラスクロスの表面処理法であって、そ
の溶液付着量を制御する工程が、向かい合う幅方向の一
対の空気ノズル群から対向状に噴射される高圧空気によ
る制御する方法であるガラスクロスの表面処理法であ
る。【効果】ガラスクロスへの表面処理液の浸透を均一に
達成することが可能である。そのため、樹脂の含浸性が
良好で、耐熱性が向上したプリント配線基板を提供する
ことが可能となる。

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
などの複合材料に使用されるガラスクロスの表面処理法
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線基板の製造において、溶融
はんだ浸漬などの高温処理が施される工程では、線膨張
率の違いにより基板中のガラスクロスと樹脂との界面に
大きな応力が加わるため、層間剥離（ブリスター）や織
り交点剥離（ミーズリング）が発生する場合がある。ブ
リスターやミーズリングなどの性質は、ガラスクロスと
樹脂との化学的な親和性や物理的な含浸性に影響される
ものであり、ガラスクロスには親和性、含浸性を向上さ
せるため、シランカップリング剤が表面処理されてい
る。

【０００３】現在、シランカップリング剤の種類や調合
条件などが検討されているほか、シランカップリング剤
のガラスクロスへの表面処理法も検討されている。ガラ
スクロスの表面処理法としては、一般的に表面処理液に
浸漬し、加圧ロールで絞液するディップニップ法が採用
されている。また、噴霧法、超音波を併用した浸漬法
（特開昭６３−１６５４４１号公報）やローラージェッ
ト脱水機を用いた浸漬法（特開昭６３−１７５１６５号
公報）なども検討されてはいるが、汎用には至っていな
い。

【０００４】脱液する対象のガラスクロスは織物構造の
ため表面に凹凸があり、かつ通常、数１００本のガラス
繊維単糸からなるガラス糸束から構成されているため内
部に空隙を有している。そのため、基本的に２本の加圧
ロールで挟むディップニップ法による表面処理は、ガラ
スクロスの厚い部分（経糸と緯糸が交差している部分）
のみが加圧され、糸と糸の間隙や厚みの薄い部分は加圧
され難いので、処理液の付着ムラが生じるとともに、脱
液効果が十分ではないという欠点があり、ガラスクロス
の不完全な処理部分を起因とした、プリント配線基板の
耐熱性が低下するという問題点があった。

【０００５】ガラスクロス全体を均一に処理するために
は、ガラスクロスが表面処理液にディップされている時
間を長くするかまたはニップ圧力を上げる等の工夫が必
要であるが、この場合、表面処理速度が著しく制限され
る、またはガラスクロスへの負荷応力も高くなり、ガラ
ス繊維単糸切れ等を引き起こし、ガラスクロスの品質上
の最大欠点である毛羽を発生させるという問題点があ
る。さらには、ニップの圧力によりガラスクロスが閉塞
化し、プリント配線基板用ガラスクロスの特性中、最も
重要な特性の一つである樹脂の含浸性を損なうという問
題点もある。また、噴霧法では噴霧パターンの交絡によ
り塗布液の付着むらが生じるという問題点があった。

【０００６】さらに、他産業で見られる布材への塗布液
の塗布方法としては、プラスチックフィルムや紙への塗
布装置として、グラビアコーターやリバースロールコー
ター、キスコーター等が一般的に用いられているが、グ
ラビアコーターやリバースロールコーターをガラスクロ
スの表面処理に用いた際、バックアップロールが毛羽だ
ちを発生させるという問題点がある。また、キスコータ
ーを用いた際には、ガラスクロス表面処理液の粘度が低
いため、塗布量の制御ができないという問題点があり、
単に他産業で実用化されている技術を応用することはで
きない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、プリント配
線基板用ガラスクロスに要求される耐熱性を向上させる
ために、ガラスクロスへの表面処理液の浸透を樹脂含浸
性、毛羽状態、表面処理速度を損なうこと無しに、均一
に達成するガラスクロス表面処理法を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討の結
果、ガラス表面処理工程のうち、特に表面処理液のガラ
スクロスへの付着量を制御する工程を改善することによ
り上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成す
るに至った。すなわち、本発明は：（A) ガラスクロスに溶液を付着させる工程と(B)
該溶液のガラスクロスへの付着量を制御する工程と(C)
該ガラスクロスを乾燥する工程からなる連続したガラス
クロスの表面処理法において、溶液のガラスクロスへの
付着量を制御する工程(B) が向かい合う幅方向の一対の
空気ノズル群から対向状に噴射される高圧空気による制
御方法である、ガラスクロスの表面処理法を提供する。
また、記載のガラスクロスへの溶液の付着量を制御する
工程(B) が、向かい合う幅方向の一対の空気ノズル群か
ら対向状に噴射される高圧空気による制御前の溶液付着
量を検知する機構(a) と該検知結果に基づきガラスクロ
スへの溶液付着量を制御する機構(b) を有する点にも特
徴を有する。また、記載の検知結果に基づきガラスクロスへの溶液付
着量を制御する機構(b) が高圧空気の圧力を調節するこ
とにより達成する点にも特徴を有する。また、〜のいずれかに記載のガラスクロスの表面処理
法において、溶液のガラスクロスへの付着量を制御する
工程(B) が予備溶液切り機構(c) を有する点にも特徴を
有する。また、記載の予備溶液切り機構(c) がガラスクロスに接
触する回転ロールによる液切り機構である点にも特徴を
有する。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
ガラスクロスの表面処理法は、基本的に以下の３つの工
程に分けられる。（１）まず、ガラスクロスに溶液を付着させる工程
（A)は、溶液に浸漬する方法、溶液をスプレイ等により
噴霧する方法、コーター等により付与する方法等、特に
限定されるものではないが、確実に付着させる方法とし
ては、溶液に浸漬する方法が好ましい。

【００１０】（２）溶液付着量を制御する工程(B) ：１）次に、ガラスクロスへの溶液付着量を制御する工程
(B) は、均一な脱水応力を負荷するために、（向かい合
う幅方向の一対の空気ノズル群から対向状に噴射され
る、）ガラスクロス幅方向に開口している噴射口からの
高圧空気による付着量制御（クレーム１）が好ましく、
さらには、ガラスクロスの両面からの高圧空気による作
用が好ましい。２）噴射口は、直線状のスリット形状で、孔がガラスク
ロス幅方向に配列されている形状等が使用できるが、ガ
ラスクロスに対して幅方向で均一な圧力分布になる噴射
口形状が求められる。３）向かい合う噴射口間の距離Ｄは、５ｍｍ以上５０ｍ
ｍ未満、好ましくは１０ｍｍ以上３０ｍｍ未満であるこ
とが好ましい。５ｍｍ未満では、高圧空気の集中により
毛羽の発生が顕著となり、５０ｍｍ以上では、高圧空気
の圧力低下が顕著で絞り効果が不十分となる。

【００１１】４）本発明で使用する付着量制御装置とし
ては、ガラスクロスに含浸・付着される表面処理剤等が
その表面及び内部にむら無く、均一に且つ含浸・付着量
が所定値に制御できれば特に制限されない。図１は、本
発明のガラスクロスの表面処理法に適用される脱液装置
中の空気ノズルを示す正面図である。図２は、本発明の
ガラスクロスの表面処理法に適用される脱液装置中の空
気ノズルを示す側面図である。

【００１２】即ち、本発明のガラスクロスの表面処理法
に適用できる付着量制御装置は、図１、２に示されるよ
うに、水や表面処理剤等が含浸されたガラスクロス１の
面と平行な平坦面を有し且つその中央部に高圧空気を垂
直に噴射する噴射孔４を備えた空気ノズル２が設けられ
た脱液装置である。これによると、対向する２つの該空
気ノズル２によりガラスクロスを両面から高圧空気で直
接に挟圧でき、平坦な先端面が形成されているので、ガ
ラスクロスの表面凹凸や内部空隙の有無に関係なく脱液
効果が上げられ且つ使用エネルギーを節減できる点で有
効である。

【００１３】具体的に、該脱液装置において、空気ノズ
ル２の先端面５の長さＬは６０〜１５０ｍｍ、好ましく
は６０ｍｍ〜１００ｍｍである。長さＬが３０ｍｍ未満
ではガラスクロスの表面の付着水分を所定値に除くこと
ができず、１５０ｍｍを越えても効果が殆ど変わらな
い。

【００１４】噴出孔４の間隙幅Ｂは、０．１〜１．０ｍ
ｍ、好ましくは０．２〜０．５ｍｍである。間隙幅Ｂが
０．１ｍｍ未満では付着される高圧空気量が不足して脱
水が不十分になると共に、絞り出された水が霧化されず
にガラスクロスに再付着し、１．０ｍｍを越えると高圧
空気の噴射量が過大になって不経済となる。

【００１５】間隔Ｄが２ｍｍ未満ではガラスクロス１の
上下の隙間が狭くなり過ぎてガラスクロス１のつなぎ目
や厚手のガラスクロス自体の通過が困難になり、５ｍｍ
を越えると噴射された高圧空気が分散されて圧力降下が
大きくなり脱水が不十分になる。水や表面処理剤等の含
浸・付着量を制御するには、予め高圧空気の圧力等と脱
水量との関係を把握しておけば、容易に所定の含水・付
着量に制御できる。

【００１６】５）高圧空気の圧力の調節：溶液付着量を
制御する工程(B) として、高圧空気の圧力を調節する
（クレーム３）ことによるのが好ましい。その場合、高
圧空気の圧力は、設定の液付着量になるように適宜選択
できるが、０．１以上１．０Ｋｇ／ｃｍ²未満、好まし
くは０．２Ｋｇ／ｃｍ²以上０．６Ｋｇ／ｃｍ²以下が
好ましい。０．１Ｋｇ／ｃｍ²未満では絞り圧力が不足
して脱水効果が十分でなく、１．０Ｋｇ／ｃｍ²を越え
た場合には消費エネルギーのみが増大し、経済的ではな
い。

【００１７】６）また、高圧空気による溶液付着量制御
前の溶液付着量を検知する機構(a)、及び高圧空気の圧
力を高圧空気発生装置、例えばブロワーの回転数を電気
的に調整することにより変化させて所定の溶液付着量に
する機構(b) を組み合わせる（クレーム２）ことによ
り、ガラスクロスへの溶液付着量の制御の精度は向上す
るし、また、各種スタイルのガラスクロスへの適用も容
易となる。７）溶液付着量の検知方法としては、一般の水分検知
器が用いられるが、赤外線方式、マイクロ波方式、放射
線方式等が好適に使用できる。

【００１８】８）予備溶液切り機構(c) ：生産性向上を
目的としてガラスクロスの表面処理の生産速度を上げよ
うとすると、溶液の付着方法が浸漬法の場合、ガラスク
ロスに付着する溶液量は増加し、高圧空気により制御可
能な溶液量の管理幅が狭くなる。この場合、予備溶液切
り機構(c) を備える（クレーム４）ことにより、余分に
表面にのった溶液を取り除き、付着量制御可能範囲を広
げることができる。

【００１９】具体的な手法としては、接触ロール、接触
する回転ロール、空気による吹き飛ばし、高圧空気によ
る多段の制御等が上げられるが、エネルギー効率、溶液
切りの効率を考えた場合、接触する回転ロール、特に回
転方向がガラスクロスの進行方向と同方向の回転ロール
が好ましい。また、回転ロールは毛羽等の発生がないよ
うに鏡面仕上げの金属ロールが好ましく、さらに接触圧
も低い方が好ましい。

【００２０】（３）ガラスクロスを乾燥する工程(C)
：次に、ガラスクロスを乾燥する工程(C) は、通常用
いられている、熱風乾燥、ＩＲ乾燥等が適宜採用され
る。（４）ガラスクロス：１）本発明に使用されるガラスクロスは、経糸や緯糸の
単位長さ当たりの本数、厚さ、単位面積当たりの重さ
が、日本工業規格Ｒ−３４１４やアメリカ軍用規格（Ｍ
ＩＬ規格）に該当するものが好ましいが、これに限定さ
れるものではなく、いかなるものでも使用できる。ま
た、ガラス繊維の長繊維フィラメントを数百本束にした
経糸、緯糸により構成される織物も使用できる。例え
ば、これらの規格に該当しない範囲のガラスクロスはも
とより、ガラス繊維と炭素繊維やセラミック繊維などの
ガラス繊維以外の繊維との混合織物であっても良い。ま
た、織物の種類としては、特に制限されないが、平織、
繻子織、ななこ織、綾織等を挙げることができる。

【００２１】２）このガラス繊維は、Ｅガラス、Ｃガラ
ス、Ｓガラス、Ｈガラス、Ｄガラスなど各種のガラス成
分組成を持つものが挙げられる。３）本発明で用いられるガラスクロスは、製織に必要な
集束剤が付着している段階のガラスクロスや集束剤を除
去した段階のガラスクロス（以下、ヒートクロスと略
す。）、或いは上記した公知の表面処理法でシランカッ
プリング剤などが既に処理されているガラスクロスのい
ずれでも良いが、ブリスター性能やミーズリング性能を
高めるために、ヒートクロスの使用が好ましい。

【００２２】（５）表面処理溶液：１）本発明の表面処理法に用いられる表面処理溶液に
は、通常シランカップリング剤が用いられる。シランカ
ップリング剤としては、γ−（２−アミノエチル）アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチ
ル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニ
ルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン塩酸塩、

【００２３】Ｎ−β−（Ｎ−ベンジルアミノエチル）−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、γ−ア
ニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキ
シシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ベンジルアミノエチル）−Ｎ
−ビニルベンジル−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン塩酸塩、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチ
ル）−Ｎ−ビニルベンジル−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン塩酸塩、Ｎ−β−（Ｎ−ベンズヒドリルア
ミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
塩酸塩などが挙げられる。

【００２４】２）これらのシランカップリング剤は、水
あるいはアルコール類、ケトン類、グリコールエーテル
類などの有機溶剤に０．０１から１０重量％の濃度に溶
解して使用できる。また、シランカップリング剤は単独
あるいは２種類以上を組み合わせて使用しても良い。３）さらに、これに蟻酸、酢酸、プロピオン酸、しゅう
酸、アンモニア水などのＰＨ調節剤や、顔料、充填剤、
界面活性剤、増粘剤などを添加することもできる。４）また、同様にチタネート系のカップリング剤も必要
に応じて単独にまたは上記シランカップリング剤と併用
して使用される。

【００２５】５）ガラスクロスへの表面処理溶液の付着
量は、任意に設定できるが、好ましくは５〜３０重量％
が良い。この場合、ガラスクロスの水分率が５重量％未
満では、ガラス単糸内への浸透が不十分となり、プリン
ト配線基板の耐熱性を低下させてしまう。また、３０重
量％を越えると、ガラスクロス表面に液ダレを生じさせ
て、ガラスクロスの外観を著しく損ねてしまう。

【００２６】（６）積層板など：このようにして、本発
明の表面処理法で表面処理されたガラスクロスを下記マ
トリックス樹脂と共に常法に従って積層成形して、プリ
ント回路基板等に有用な樹脂積層板を製造できる。該マ
トリックス樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイ
ミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂な
どの熱硬化性樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリフェニレン
エーテル樹脂などの熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂との
混合物を挙げることができる。特に、プリント回路基板
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。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の効果を実施例にて詳細に説明
するが、本発明はこの実施例に限定するものではない。１）実施例中の積層板は以下の方法にて作成し、本発明
によるガラスクロスの評価も以下の方法で行った。２）また、使用した表面処理液は、Ｎ−β−（Ｎ−ビニ
ルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン塩酸塩（東レダウコーニングシリコーン
（株）製ＳＺ６０３２）の０．５重量％（成分）水溶液
を調整し、酢酸を加えてｐＨを４に調整し、準備した。
ガラスクロスに付着した溶液量はインフラレッド・エン
ジニアリング（株）製のインフラゲージＭＭ５５を用い
て測定した。

【００２８】(A) 積層板の作成臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂Ｅ５０４６（油
化シェルエポキシ（株）製）８５重量部（固形分）、ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂Ｅ１８０（同）１５
重量部（固形分）、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド１
０重量部、メトキシエタノール１０重量部、ジシアンジ
アミド２．４重量部、２エチル４メチルイミダゾール
０．２重量部を配合してエポキシ樹脂ワニスを調合し
た。該樹脂ワニスを表面処理したガラスクロスに含浸
し、乾燥して、樹脂分４２重量％のプリプレグを作成し
た。このプリプレグについて透明性、残留ボイドの大き
さを顕微鏡観察した。また外観（突起物の数、、大き
さ、分布）を観察し、毛羽発生状態を観察した。

【００２９】次に、該プリプレグを４枚重ね、その両表
層に厚さ１８μｍの銅箔を重ねて、真空プレスを用いて
１０ｔｏｒｒに減圧下１２０℃で３０分、次いで常圧下
１７５℃で６０分間、３５Kg/cm²の条件で加熱加圧して
一体に成形し、銅張り積層板を得た。さらに、エッチン
グ液で銅箔を全面エッチアウトした後、水洗し、風乾し
て耐熱性試験用積層板とした。

【００３０】(B) 評価方法（１）プリプレグの含浸性前述のプリプレグを目視および光学顕微鏡で観察して、
含浸性を評価した。 ◎：極めて良好、○：良好、△：普通、×：悪い（２）吸湿はんだ耐熱性前述の積層板を、５ｃｍ角の試験片に裁断後、吸水処理
（１２１℃の飽和プレッシャークッカー中で３時間吸
水）を施し、試験片を２６０℃のはんだ浴に２０秒間浸
漬し、ふくれの有無を調べた。評価：○→試験片１０枚のうち欠点発生数０〜１、△→
欠点発生数２〜４、×→欠点発生数５以上（３）毛羽特性前述のプリプレグの外観を目視で観察し、突起物の数、
形状、大きさ、分布により評価した。評価レベル：○→突起物がほとんど見られない、△→突
起物が明確に観察される、×→突起物が多数見られる

【００３１】（実施例）及び（比較例）を下記表１に示
す。表面処理は前述の処理液に、予めヒートクリーニン
グにより脱油したガラスクロス（旭シュエーベル（株）
製スタイル７６２８及び２１６）をディップし、ついで
ガラスクロスに対し設定の溶液保持率になるように制御
した後、１５０℃の熱風によって乾燥し、実施した。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】以上の通り、本発明のガラスクロスの表
面処理法では、ガラスクロスへの表面処理液の浸透を均
一に達成することが可能である。そのために、本発明の
表面処理法で得られたガラスクロスは、樹脂の含浸性が
良好で、耐熱性が向上したプリント配線基板を提供する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラスクロスの表面処理法に適用され
る脱液装置中の空気ノズルを示す正面図である。

【図２】本発明のガラスクロスの表面処理法に適用され
る脱液装置中の空気ノズルを示す側面図である。

【符号の説明】１ガラスクロス２空気ノズル３ダクト４噴出孔５先端面Ｌ空気ノズルの先端面の長さＢ噴出孔の間隙幅Ｄノズル先端部間の間隔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（A) ガラスクロスに溶液を付着させる
工程と(B) 該溶液のガラスクロスへの付着量を制御する
工程と(C) 該ガラスクロスを乾燥する工程からなる連続
したガラスクロスの表面処理法において、溶液のガラス
クロスへの付着量を制御する工程(B) が向かい合う幅方
向の一対の空気ノズル群から対向状に噴射される高圧空
気による制御方法であることを特徴とする、ガラスクロ
スの表面処理法。
【請求項２】請求項１記載のガラスクロスへの溶液の
付着量を制御する工程(B) が、向かい合う幅方向の一対
の空気ノズル群から対向状に噴射される高圧空気による
制御前の溶液付着量を検知する機構(a) と該検知結果に
基づきガラスクロスへの溶液付着量を制御する機構(b)
を有することを特徴とする、ガラスクロスの表面処理
法。
【請求項３】請求項２記載の検知結果に基づきガラス
クロスへの溶液付着量を制御する機構(b) が高圧空気の
圧力を調節することにより達成することを特徴とする、
ガラスクロスの表面処理法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のガラス
クロスの表面処理法において、溶液のガラスクロスへの
付着量を制御する工程(B) が予備溶液切り機構(c) を有
することを特徴とする、ガラスクロスの表面処理法。
【請求項５】請求項４記載の予備溶液切り機構(c) が
ガラスクロスに接触する回転ロールによる液切り機構で
あることを特徴とする、ガラスクロスの表面処理法。