JPH1171539A - 絶縁ワニスの製造方法及びこの方法によって得られた絶縁ワニス並びにこの絶縁ワニスを用いた多層プリント配線板 - Google Patents
絶縁ワニスの製造方法及びこの方法によって得られた絶縁ワニス並びにこの絶縁ワニスを用いた多層プリント配線板Info
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Abstract
スを製造する際に、電気絶縁性ウィスカーの分散性がよ
く外観が良好となり、多層プリント配線板を成形した際
に界面の接着性が向上し、高信頼性化や低熱膨張率化等
を発現する絶縁ワニスを提供する。 【解決手段】電気絶縁性ウィスカーと、電気絶縁性ウィ
スカーの表面を処理するための溶剤処理液とからなる溶
液に、樹脂材料を配合する絶縁ワニスの製造方法。
Description
多層プリント配線板用の絶縁ワニスとその製造方法並び
にこれを用いた多層プリント配線板に関するものであ
る。
レグを積層、熱圧成形して得た銅張積層板に回路加工し
て得られる。また、多層プリント配線板は、これらのプ
リント配線板同士をプリプレグを介して熱圧成形するか
又は、これらのプリント配線板と銅箔とをプリプレグを
介して熱圧成形して一体化して得た内層回路入り多層銅
張積層板の表面に、回路を形成して得られる。
来、ガラスクロスに樹脂を含浸乾燥し樹脂を半硬化状態
にしたガラスクロスプリプレグが使われている。また、
多層プリント配線板には、該ガラスクロスプリント配線
板の他に、ガラスクロスを用いないプリプレグであるフ
ィルム形成能を有する樹脂を半硬化状態にした接着フィ
ルムが、特開平6−200216号公報や、特開平6−
242465号公報に開示され、該接着フィルムを銅箔
の片面に形成した銅箔付き接着フィルムが、特開平6−
196862号公報に開示されている。ここでいうフィ
ルム形成能とは、プリプレグの搬送、切断及び積層等の
工程中において、樹脂の割れや欠落等のトラブルを生じ
にくく、その後の熱圧成形時に層間絶縁層が内層回路存
在部等で異常に薄くなったり、層間絶縁抵抗の低下やシ
ョートというトラブルを生じにくい性能を意味する。
軽量化、高性能化、低コスト化が進行し、プリント配線
板には高密度化、薄型化、高信頼性化、低コスト化が要
求されている。高密度化のためには、微細配線が必要で
あり、そのためには表面の平坦性が良好でかつ、寸法安
定性が良好でなくてはなくらない。さらに微細なスルー
ホールやインタースティシャルバイアホール(IVH)
が必要であり、ドリル加工性、レーザ穴加工性が良好で
あることが要求されている。
化積層成形時の樹脂の流動性を高くする必要があり、こ
れにはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の適用が望ましい
が、エポキシ樹脂は、成形前の段階の分子量が低いため
に高い流動性を示すが、シート状の絶縁材料を形成する
性質を有していない。そこで、従来はガラスクロス等の
補強基材に絶縁樹脂を含浸させたプリプレグを予め作製
し、これを絶縁層に用いてきた。しかし、現在、プリプ
レグ用に一般的に使用されているガラスクロスは、その
厚みが薄くなるに従いヤーン(ガラス繊維束)同士の間
の隙間が大きくなる。そのため、厚みが薄いクロスほど
目曲がり(ヤーンが曲がったり、本来直角に交差すべき
縦糸と横糸が直角でなく交差する現象)が発生しやすく
なる。この目曲がりが原因となり、熱圧成形後に異常な
寸法変化やそりを生じやすくなる。さらに、薄いガラス
クロスほどヤーン間の隙間が大きいため、プリプレグの
繊維の体積分率が低くなるため、層間絶縁層の剛性が低
下し、外層の回路を加工した後の部品実装工程等におい
て、たわみが大きくなりやすく問題となっている。現
在、一般に使用されているガラスクロスで最も薄いのは
30μmのクロスであり、これを使用したプリプレグの
厚さは40μm程度になる。これ以上にプリプレグの厚
さを薄くするために、樹脂分を減らすと内層回路の凹凸
への樹脂による穴埋め性が低下しボイドが発生する。ま
た、これ以上にガラスクロスを薄くすると、クロス自体
の強度が低下するため、ガラスクロスに樹脂を含浸する
工程でガラスクロスが破断しやすくなり、プリプレグの
製造が困難になる。さらに、これらのガラスクロスを使
用したプリプレグを用いて作製した多層プリント配線板
は、小径ドリル加工時に偏在するガラスクロスによって
芯ぶれがしやすく、ドリルを折りやすい、ガラス繊維の
存在のため、レーザによる穴あけ性が悪く、内層回路の
凹凸が表面に現れやすく表面平坦性が悪い等の課題があ
る。
る接着フィルムや銅箔付き接着フィルムは、厚さをより
薄くでき、小径ドリル加工性、レーザ穴加工性及び表面
平坦性に優れる。しかしながら、これらのプリプレグで
作製した多層プリント配線板は、外層絶縁層にガラスク
ロス基材がないため、剛性が極めて低い。この剛性の低
さは、高温下において極めて顕著であり、部品実装工程
においてたわみが生じやすく、ワイヤーボンディング性
が低く、また、外層絶縁層にガラスクロス基材がなく熱
膨張率が大きいため、実装部品との熱膨張の差が大き
く、実装部品との接続信頼性が低く、加熱冷却の熱膨張
収縮によるはんだ接続部に、クラックや破断が起こりや
すい等の多くの課題を抱えている。
い多層プリント配線板に対する高密度化、薄型化、高信
頼性化、低コスト化という課題を解決するための新規絶
縁材料として、ガラスクロス等の基材を含まず、形状保
持のための電気絶縁性ウィスカーを分散させることによ
り得られるワニスを、キャリア基材に流延して得られる
シート状の絶縁材料が提案され、開発されてきた。しか
し、電気絶縁性ウィスカーを絶縁樹脂中に分散させるた
めには、特殊な混練設備が必要であったり、電気絶縁性
ウィスカーの表面処理を適切に行うことが必要になる
が、そのような対策が不十分な場合、作製した絶縁材料
を多層プリント配線板に用いた場合に、絶縁不良を起こ
すことがある。これは、電気絶縁性ウィスカーの絶縁ワ
ニス中の分散が適切でなかったり、電気絶縁性ウィスカ
ー/樹脂の界面(以下、界面と略す。)の接着性が不十
分な部分が存在し、この界面を通して水分の拡散が進
み、絶縁層中のイオン性不純物による銅箔の銅の溶出を
促進させてしまうことがあるためである。
性を向上させる手法としては、カップリング剤等の処理
剤により、予め表面を処理した充填剤を用いる手法があ
るが、処理充填剤はコストが高く、市販されている処理
充填剤の種類も非常に限られているため、各種樹脂配合
系に適した処理充填剤を選択するのは困難であった。ま
た、充填剤を処理する場合、通常は処理剤の希釈溶液等
に浸漬またはスプレー等による噴霧後、加熱乾燥させる
が、この乾燥工程には、処理充填剤の表面にカップリン
グ剤がオリゴマ化して物理的吸着層を形成するという課
題と、充填剤が凝集するため、ワニス等への配合時に微
粉砕する必要があり、このため充填剤の表面は不均一な
処理層が残ってしまうという課題があり、この物理的吸
着層や不均一な処理層が、積層板とした場合に界面の接
着性を低下させる。
ップリング剤を添加する方法が、特開昭61−2722
43号公報に開示されているが、この方法では、予め樹
脂が配合されているためワニスの粘度が高く、充填剤の
凝集はある程度回避できるものの、カップリング剤が選
択的に充填剤表面に均一に配向できず、十分な界面接着
性を発現できないという課題があった。
し、電気絶縁性ウィスカーを複合化させた絶縁ワニスを
製造する際に、電気絶縁性ウィスカーの分散性がよく外
観が良好となり、多層プリント配線板を成形した際に界
面の接着性が向上し、高信頼性化や低熱膨張率化等を発
現する絶縁ワニスを提供するものである。
造方法は、電気絶縁性ウィスカーと、電気絶縁性ウィス
カーの表面を処理するための溶剤処理液とからなる溶液
に、樹脂材料を配合することを特徴とする。
液を用いることができる。そのようなカップリング剤と
しては、シラン系カップリング剤やチタネート系カップ
リング剤等があり、シラン系カップリング剤としては、
一般にエポキシシラン系、アミノシラン系、カチオニッ
クシラン系、ビニルシラン系、アクリルシラン系、メル
カプトシラン系及びこれらの複合系等がある。添加剤は
何種類を併用してもよく、その配合量も特に制限はな
い。
現する目的で、従来のカップリング剤の代わりにシリコ
ーンオリゴマを使用することもできる。シリコーンオリ
ゴマとしては、シロキサン繰り返し単位が2個以上で、
末端に基材表面の水酸基と反応する官能基を1個以上有
するものであればその分子量や骨格等に特に制限はない
が、シロキサン繰り返し単位が2〜70程度のものが好
ましい。シロキサン繰り返し単位が大きいと、処理むら
が起こりやすく耐熱性が低下する。2官能性、3官能
性、4官能性シロキサン単位のR2SiO2/2、RSiO3/2、SiO
4/2は、それぞれ次のような構造を意味する。 ここでRは同じか又は別な有機基であり、具体的にはメ
チル基、エチル基、フェニル基、ビニル基等を例示する
ことができる。シリコーンオリゴマの基材表面の水酸基
と反応する官能基は、特に制限はないが、アルコキシル
基やシラノール基等が一般的であり好ましい。また、シ
リコーンオリゴマは、分子内に2官能性や3官能性ある
いは4官能性シロキサン単位を1種類以上含有している
ことが好ましく、さらには4官能性シロキサン単位が、
シリコーンオリゴマ全体の15mol%以上であるとよ
り好ましい。これらシリコーンオリゴマは、上記カップ
リング剤等とも併用することができる。併用する種類等
及びそれらの配合量は、特に制限はない。
に、溶剤を用いる。この溶剤は、特に限定はなく、例え
ばアセトン、メチルエチルケトン、トルエン、キシレ
ン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、エチレング
リコールモノメチルエーテル、N,N−ジメチルホルム
アミド、メタノール、エタノール等があり、これらは何
種類かを混合してもよい。また、溶剤処理液の固形分濃
度には特に制限はなく、処理剤の種類や充填剤への付着
量等により適宜変更できるが、0.1重量%〜50重量
%の範囲が好ましく、0.1重量%未満であると、表面
処理の効果が発現しにくく、50重量%を超えると、耐
熱性が低下しやすい。
には、電気絶縁性のセラミックウィスカーであり、種類
としては、例えば、ほう酸アルミニウム、ウォラストナ
イト、チタン酸カリウム、塩基性硫酸マグネシウム、窒
化けい素、α−アルミナの中から選ばれた1以上のもの
を用いることができる。その中でも、ほう酸アルミニウ
ムウィスカーは、弾性率が高く、熱膨張率も小さく、し
かも比較的安価である。このほう酸アルミニムウィスカ
ーを用いた絶縁ワニスを使用して作製したプリント配線
板は、従来のガラスクロスを用いたプリント配線板より
も、常温及び高温下における剛性が高く、ワイヤボンデ
ィング性に優れ、電気信号の伝達特性に優れ、熱膨張率
が小さく、寸法安定性に優れる。
であると樹脂ワニスへの混合が難しくなると共に塗工作
業性が低下し、3μmを超えると表面の平坦性に悪影響
がでると共にウィスカーの微視的な均一分散性が損なわ
れる。したがって、ウィスカーの平均直径は0.3μm
〜3μmの範囲であることが好ましい。さらに同様の理
由と塗工性が良い(平滑に塗りやすい)ことから平均直
径は、0.5μm〜1μmの範囲が最も好ましい。この
ような直径のウィスカーを選択することにより、従来の
ガラスクロスを基材としたプリプレグを使用するよりも
表面平坦性に優れたプリント配線板を得ることができ
る。
の10倍以上であることが好ましい。10倍未満である
と、繊維としての補強効果が僅かになると同時に、後述
するウィスカーの樹脂層中での2次元配向が困難になる
ため、配線板にしたときに十分な剛性が得られない。し
かし、ウィスカーが長すぎる場合は、ワニス中への均一
分散が難しくなり、塗工性が低下する。また、ある一つ
の導体回路間と接触したウィスカーが他の導体回路と接
触する確率が高くなり、繊維に沿って移動する傾向にあ
る銅イオンのマイグレーションによる回路間短絡事故を
起こす可能性があるという問題がある。したがって、ウ
ィスカーの平均長さは50μm以下が好ましい。このよ
うな長さのウィスカーを使用したワニスの絶縁材料を用
いて作製したプリント配線板は、従来のガラスクロスを
基材にしたプリプレグを使用したプリント配線板よりも
耐マイグレーション性に優れる。
液中で処理後、乾燥工程を経ないでそのまま樹脂材料を
配合し、ワニスにすることを特徴としている。その際、
処理温度や処理時間等に制限はなく、充填剤や処理剤の
種類及び付着量等により適宜調整できるが、通常は、室
温〜80℃で30分以上処理することが好ましい。
ガラスクロスを基材としたプリプレグに使用されている
樹脂及びガラスクロス基材を含まない接着フィルムある
いは銅箔付き接着フィルムに使用されている熱硬化性樹
脂を使用することができる。ここでいう樹脂とは、樹
脂、硬化剤、硬化促進剤、カップリング剤(必要に応じ
て)、希釈剤(必要に応じて)を含むものを意味する。
グに使用されている樹脂は、それ単独では、フィルム形
成能がないため、銅箔の片面に塗工により接着剤層とし
て形成し、加熱により溶剤除去し樹脂を半硬化した場
合、搬送、切断及び積層等の工程中において、樹脂の割
れや欠落等のトラブルを生じやすい又は、その後の熱圧
成形時に層間絶縁層が、内層回路存在等で異常に薄くな
り、層間絶縁抵抗低下やショートというトラブルを生じ
やすかったため、従来、銅箔付き接着フィルム用途に使
用することが困難であった。しかし、本発明では、樹脂
中にはウィスカーが分散され、該樹脂はウィスカーによ
り補強されているため、本発明の樹脂とウィスカーから
なるプリプレグ層にはフィルム形成能が発現し、搬送、
切断及び積層等の工程中において、樹脂の割れや欠落等
のトラブルを生じにくく、また、ウィスカーが存在する
ため熱圧成形時の層間絶縁層が、異常に薄くなる現象の
発生も防止できる。
ィルムに使用されている樹脂を用いることも効果的であ
る。これらの樹脂は、高分子量成分等を含むことによ
り、樹脂単独でもフィルム形成能があるが、本発明によ
りウィスカーをその樹脂中に分散することにより、いっ
そうフィルム形成能が高められ取扱性が向上し、さらに
絶縁信頼性もより高めることが可能となる。また、ウィ
スカーの分散により、フィルム形成能を高めた分だけ高
分子量成分の添加量を減らすことも可能であり、それに
よって樹脂の耐熱性や接着性等を改善できる場合もあ
る。
脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、
フェノール樹脂、メラミン樹脂、けい素樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、シアン酸エステル樹脂、イソシアネー
ト樹脂、ポリイミド樹脂またはこれらの種々の変性樹脂
類が好適である。この中で、プリント配線板特性上、特
にビスマレイミドトリアジン樹脂、エポキシ樹脂が好適
である。そのエポキシ樹脂としては、ビスフェノールA
型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック
型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、サリ
チルアルデヒドノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールFノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹
脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルア
ミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、イ
ソシアヌレート型エポキシ樹脂、脂肪族環状エポキシ樹
脂及びそれらのハロゲン化物、水素添加物、及び前記樹
脂の混合物が好適である。中でもビスフェノールAノボ
ラック型エポキシ樹脂またはサリチルアルデヒドノボラ
ック型エポキシ樹脂は、耐熱性に優れ好ましい。
は、従来使用しているものが使用でき、樹脂がエポキシ
樹脂の場合、例えばジシアンジアミド、ビスフェノール
A、ビスフェノールF、ポリビニルフェノール、フェノ
ールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂
及びこれらのフェノール樹脂のハロゲン化物、水素化物
等を使用できる。中でもビスフェノールAノボラック樹
脂は、耐熱性に優れ好ましい。この硬化剤の前記樹脂に
対する割合は、従来使用している割合でよく、樹脂10
0重量部に対して、2〜100重量部の範囲が好まし
く、さらには、ジシアンジアミドでは、2〜5重量部、
それ以外の硬化剤では、30〜80重量部の範囲が好ま
しい。
がエポキシ樹脂の場合、イミダゾール化合物、有機リン
化合物、第3級アミン、第4級アンモニウム塩等を使用
する。この硬化促進剤の前記樹脂に対する割合は、従来
使用している割合でよく、樹脂100重量部に対して、
0.01〜20重量部の範囲が好ましく、0.1〜1.
0重量部の範囲がより好ましい。
は、溶剤にて希釈して樹脂ワニスとして使用することも
できる。溶剤には、アセトン、メチルエチルケトン、ト
ルエン、キシレン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチ
ル、エチレングリコールモノメチルエーテル、メタノー
ル、エタノール、N,N−ジメチルホルムアミド、N,
N−ジメチルアセトアミド等を使用できる。この希釈剤
の前記樹脂に対する割合は、従来使用している割合でよ
く、樹脂100重量部に対して1〜200重量部の範囲
が好ましく、30〜100重量部の範囲がさらに好まし
い。
捉剤としては、無機系のイオン捕捉剤及び有機系の銅害
防止剤が挙げられる。無機系のイオン捕捉剤は、単にイ
オン等を吸着する吸着物質と反対電荷のイオンを取り入
れたイオン交換を行う無機イオン交換体に分類される
が、両者を併せ持っているものもある。イオン吸着無機
物質の吸着物質は、多孔性固体の吸着性を利用して液
体、固体から物質移動を行い、イオンを分解する無機物
質であり、耐熱性耐薬品性に優れた層状化合物等の無機
物、活性炭、ゼオライト、合成ゼオライト、シリカゲ
ル、活性アルミナ、活性白土等が挙げられ、吸着能力を
高めるために、多孔化、微粉化して比表面積を高めたも
のが望ましい。また、有機系の銅害防止剤として、ヒン
ダードフェノール系のヨシノックスBB(吉富製薬株式
会社製、商品名)、トリアゾール系、チオール系のジス
ネットDB(三協製薬株式会社製、商品名)等を添加し
てもよい。これらの添加剤の添加量は、樹脂100重量
部に対してそれぞれ1〜10重量部であることが必要で
あり、好ましくは1〜5重量部であることが望ましい。
10重量部を越えて加えた場合、耐熱性の低下、コスト
の上昇等の問題点を生じるので好ましくない。
は、上記した各成分の他に、必要に応じて従来より公知
のカップリング剤、充填材、高分子量樹脂等を樹脂中に
適宜配合してもよい。
絶縁性ウィスカーの配合量は、樹脂固形分100重量部
に対し5重量部未満であると、このプリプレグは切断時
に樹脂が細かく砕けて飛散しやすくなる等の取り扱い性
が悪くなると共に、配線板にしたときに十分な剛性が得
られない。一方、ウィスカーの配合量が350重量部を
超えると、熱圧成形時の内層回路の穴埋め性や回路間へ
の樹脂充填性が損なわれ、熱圧成形後のウィスカー複合
樹脂層中にボイドやかすれが発生しやすくなり、配線板
特性を損なう恐れがある。したがって、ウィスカーの配
合量は、樹脂固形分100重量部に対し5〜350重量
部が好ましい。さらに、内層回路の穴埋め性や回路間へ
の樹脂充填性に優れ、なおかつ、製造した配線板が従来
のガラスクロス使用のプリプレグを用いて製造した配線
板と比較し、同等または同等以上の剛性と寸法安定性と
ワイヤボンディング性を持つことが出来る理由から、ウ
ィスカーの配合量は、樹脂固形分100重量部に対し3
0〜230重量部であることがより好ましい。
向上させるために、絶縁ワニスを作製した後、らいかい
機、3本ロールまたはビーズミル等での混練を組み合わ
せて行なうことができる。混練後、減圧下での撹拌脱泡
等により、ワニス中の気泡を除去することが望ましい。
縁層であるウィスカー複合樹脂層(Bステージ状態)を
その片面に形成する対象であるキャリアフィルムとして
は、銅箔、アルミ箔等の金属箔、ポリエステルフィル
ム、ポリイミドフィルム、あるいは前記金属箔及びフィ
ルムの表面を離型剤により処理したものを使用する。
明の電気絶縁性ウィスカーとBステージ状態の樹脂とか
ら構成される絶縁材料の中のウィスカーは、2次元配向
に近い状態(ウィスカーの軸方向が絶縁材料層の形成す
る面と平行に近い状態)にさせることが好ましい。この
ようにウィスカーを配向させることにより、本発明の絶
縁材料は、良好な取扱性が得られると同時に、配線板に
したときに高い剛性と良好な寸法安定性及び表面平坦性
が得られる。
向させるには、前述した好ましい範囲の繊維長のウィス
カーを使用すると同時に、銅箔にウィスカーを配合した
絶縁ワニスを塗工する際に、ブレードコータ、ロッドコ
ータ、ナイフコータ、スクイズコータ、リバースロール
コータ、トランスファロールコータ等の銅箔と平行な面
方向に、せん断力を負荷できるかあるいは、銅箔の面に
垂直な方向に、圧縮力を負荷できる塗工方式を採用すれ
ばよい。
気絶縁性ウィスカーの表面を処理した溶液に直接樹脂材
料を配合することにより、充填剤を処理した後の乾燥工
程がないためウィスカーの凝集等がなくワニス中に均一
に分散し、ウィスカー表面には均一な処理剤層が形成さ
れ、かつ樹脂との相溶性が向上する。さらに界面の接着
性が向上し、本方法で作製した電気絶縁性ウィスカーを
複合化させた絶縁材料を多層プリント配線板用の材料に
用いた場合の高絶縁信頼性及び低膨張率化をはかること
ができる。また、本発明の絶縁材料を使用して作製した
絶縁層は、基材がガラスよりレーザに対し被加工性が良
好でしかも微細なウィスカーであるため、従来のガラス
クロスプリプレグを使用した絶縁層では困難であったレ
ーザ穴明けが容易にできる。そのため、直径100μm
以下の小径のインターステーシャルバイアホール(IV
H)が容易に作製可能となり、プリント配線板の回路を
微細化でき、電子機器の高密度化、高性能化に大きく貢
献できる。
コに、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシランであるA−187(日本ユニ
カー株式会社製、商品名)とメチルエチルケトンを加え
て、固形分5重量%の処理液を作製した。この処理液に
平均直径0.8μm、平均繊維長20μmのほう酸アル
ミニウムウィスカーを60重量%配合して室温で1時間
撹拌し、処理充填剤入り溶液を作製した。
コに、シランカップリング剤として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・塩酸塩であるSZ−6032(東レ・ダ
ウコーニング・シリコーン株式会社製、商品名)とメチ
ルエチルケトンを加えて、固形分5重量%の処理液を作
製した。この処理液に平均直径0.8μm、平均繊維長
20μmのほう酸アルミニウムウィスカーを60重量%
配合して室温で1時間撹拌し、処理充填剤入り溶液を作
製した。
コに、チタネートカップリング剤としてイソプロピルト
リス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネートであ
るKR46B(味の素株式会社製、商品名)とメチルエ
チルケトンを加えて、固形分5重量%の処理液を作製し
た。この処理液に平均直径0.8μm、平均繊維長20
μmのほう酸アルミニウムウィスカーを60重量%配合
して室温で1時間撹拌し、処理充填剤入り溶液を作製し
た。
コに、テトラメトキシシランを40g、メタノールを9
3g配合した溶液に、酢酸を0.47g、蒸留水を1
8.9g配合後50℃で8時間撹拌し、シリコーンオリ
ゴマを合成した。得られたシリコーンオリゴマのシロキ
サン繰り返し単位の平均は20であった。このシリコー
ンオリゴマ溶液にメチルエチルケトンを加えて、固形分
5重量%の処理液を作製した。この処理液に平均直径
0.8μm、平均繊維長20μmのほう酸アルミニウム
ウィスカーを60重量%配合して室温で1時間撹拌し、
処理充填剤入り溶液を作製した。
g、メタノールを93g配合した溶液に、酢酸を0.5
3g、蒸留水を15.8g配合後50℃で8時間撹拌
し、シリコーンオリゴマを合成した。得られたシリコー
ンオリゴマのシロキサン繰り返し単位の平均は15であ
った。このシリコーンオリゴマ溶液にメチルエチルケト
ンを加えて、固形分5重量%の処理液を作製した。この
処理液に平均直径0.8μm、平均繊維長20μmのほ
う酸アルミニウムウィスカーを60重量%配合して室温
で1時間撹拌し、処理充填剤入り溶液を作製した。
g、テトラメトキシシランを8g、メタノールを98g
配合した溶液に、酢酸を0.60g、蒸留水を14.0
g配合後50℃で8時間撹拌し、シリコーンオリゴマを
合成した。得られたシリコーンオリゴマのシロキサン繰
り返し単位の平均は28であった。このシリコーンオリ
ゴマ溶液にメチルエチルケトンを加えて、固形分3重量
%の処理液を作製した。この処理液に平均直径0.8μ
m、平均繊維長20μmのほう酸アルミニウムウィスカ
ーを60重量%配合して室温で1時間撹拌し、処理充填
剤入り溶液を作製した。
g、テトラメトキシシランを25g、メタノールを10
5g配合した溶液に、酢酸を0.60g、蒸留水を1
7.8g配合後50℃で8時間撹拌し、シリコーンオリ
ゴマを合成した。得られたシリコーンオリゴマのシロキ
サン繰り返し単位の平均は30であった。このシリコー
ンオリゴマ溶液にメチルエチルケトンを加えて、固形分
5重量%の処理液を作製した。この処理液に平均直径
0.8μm、平均繊維長20μmのほう酸アルミニウム
ウィスカーを60重量%配合して室温で1時間撹拌し、
処理充填剤入り溶液を作製した。
g、テトラメトキシシランを22g、メタノールを98
g配合した溶液に、酢酸を0.52g、蒸留水を18.
3g配合後50℃で8時間撹拌し、シリコーンオリゴマ
を合成した。得られたシリコーンオリゴマのシロキサン
繰り返し単位の平均は25であった。このシリコーンオ
リゴマ溶液にメチルエチルケトンを加えて、固形分5重
量%の処理液を作製した。この処理液に平均直径0.8
μm、平均繊維長20μmのほう酸アルミニウムウィス
カーを60重量%配合して室温で1時間撹拌し、処理充
填剤入り溶液を作製した。
g、トリメトキシメチルシランを10g、テトラメトキ
シシランを20g、メタノールを93g配合した溶液
に、酢酸を0.52g、蒸留水を16.5g配合後50
℃で8時間撹拌し、シリコーンオリゴマを合成した。得
られたシリコーンオリゴマのシロキサン繰り返し単位の
平均は23であった。このシリコーンオリゴマ溶液にメ
チルエチルケトンを加えて、固形分5重量%の処理液を
作製した。この処理液に平均直径0.8μm、平均繊維
長20μmのほう酸アルミニウムウィスカーを60重量
%配合して室温で1時間撹拌し、処理充填剤入り溶液を
作製した。
タノールを93g配合した溶液に、酢酸を0.34g、
蒸留水を13.8g配合後50℃で8時間撹拌し、シリ
コーンオリゴマを合成した。得られたシリコーンオリゴ
マのシロキサン繰り返し単位の平均は19であった。こ
のシリコーンオリゴマ溶液にメチルエチルケトンを加え
て、固形分5重量%の処理液を作製した。この処理液に
平均直径0.8μm、平均繊維長20μmのほう酸アル
ミニウムウィスカーを60重量%配合して室温で1時間
撹拌し、処理充填剤入り溶液を作製した。
カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシランであるA−187(日本ユニカー株式会社
製、商品名)とメチルエチルケトンを加えて、固形分5
重量%(シリコーンオリゴマ:A−187=50:5
0)の処理液を作製した。この処理液に平均直径0.8
μm、平均繊維長20μmのほう酸アルミニウムウィス
カーを60重量%配合して室温で1時間撹拌し、処理充
填剤入り溶液を作製した。
ートカップリング剤としてイソプロピルトリス(ジオク
チルパイロホスフェート)チタネートであるKR46B
(味の素株式会社製、商品名)とメチルエチルケトンを
加えて、固形分5重量%(シリコーンオリゴマ:KR4
6B=50:50)の処理液を作製した。この処理液に
平均直径0.8μm、平均繊維長20μmのほう酸アル
ミニウムウィスカーを60重量%配合して室温で1時間
撹拌し、処理充填剤入り溶液を作製した。
液を50℃に加熱し、この溶液300重量部に、以下に
示す樹脂を加えて固形分75重量%のワニスを作製し
た。 ・ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂・・・・・・・・・100重量部 (エポキシ当量:210) ・ビスフェノールAノボラック樹脂・・・・・・・・・・・・・・・40重量部 (水酸基当量:123) ・4臭素化ビスフェノールA・・・・・・・・・・・・・・・・・・40重量部 (水酸基当量:272) ・イミダゾール系硬化促進剤・・・・・・・・・・・・・・・・・0.5重量部
液を50℃に加熱し、この溶液400重量部に、以下に
示す樹脂とメチルエチルケトンを100重量部加えて固
形分65重量%のワニスを作製した。 ・ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂・・・・・・・・・100重量部 (エポキシ当量:210) ・臭素化フェノキシ樹脂・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・70重量部 (エポキシ当量:12940) ・ビスフェノールAノボラック樹脂・・・・・・・・・・・・・・・40重量部 (水酸基当量:123) ・4臭素化ビスフェノールA・・・・・・・・・・・・・・・・・・30重量部 (水酸基当量:272) ・イミダゾール系硬化促進剤・・・・・・・・・・・・・・・・・0.5重量部
ていない未処理の平均直径0.8μm、平均繊維長20
μmのほう酸アルミニウムウィスカーを用いて、実施例
1と同様にワニスを作製した。
グリシドキシプロピルトリメトキシシランであるA−1
87(日本ユニカー株式会社製、商品名)を2重量部配
合した。
ーンオイルであるKF101(信越化学工業株式会社
製、商品名)を用いて平均直径0.8μm、平均繊維長
20μmのほう酸アルミニウムウィスカーを処理した以
外は、実施例1と同様にしてワニスを作製した。
グリシドキシプロピルトリメトキシシランであるA−1
87(日本ユニカー株式会社製、商品名)をメタノール
で固形分1重量%の処理液を作製し、これに未処理の平
均直径0.8μm、平均繊維長20μmのほう酸アルミ
ニウムウィスカーを室温で1時間浸漬・撹拌した後、1
20℃/1時間乾燥して表面処理を施した。この処理済
みほう酸アルミニウムウィスカーを用いて、実施例1と
同様にワニスを作製した。
さ50μmと100μmのガラスクロスに含浸塗工し、
温度150℃で10min間加熱乾燥して、溶剤を除去
するとともに、樹脂を半硬化し、ガラスクロスと半硬化
状態にあるエポキシ樹脂からなる厚さが50μmと10
0μmのガラスエポキシプリプレグを作製した。
体と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を主成分とする
フィルム形性能を有する熱硬化性樹脂を、厚さ18μm
の銅箔および厚さ50μmのPETフィルムにナイフコ
ータにて塗工し、温度150℃で10min間加熱乾燥
して、溶剤を除去するとともに、樹脂を半硬化して半硬
化状態にあるエポキシ樹脂からなる絶縁層の厚さが50
μmの銅箔付き絶縁材料及び、PETを剥離により除去
して、半硬化状態のエポキシ樹脂からなる厚さが50μ
mの接着フィルムを作製した。
た絶縁ワニスを、厚さ18μmの銅箔および厚さ50μ
mのポリエチレンテレフタート(PET)フィルムにナ
イフコータにて塗工し、温度150℃で10min間加
熱乾燥して、溶剤を除去するとともに、樹脂を半硬化し
て、ウィスカー体積分率が30%でウィスカーと半硬化
状態にあるエポキシ樹脂からなる絶縁層の厚さが50μ
mと100μmの銅箔付き絶縁材料及び、PETを剥離
により除去して、半硬化状態のエポキシ樹脂からなる厚
さが50μmの絶縁材料を作製した。
いて評価を行った。 (Bステージフィルム取扱性)取扱性はカッターナイフ
及びシャーにより、樹脂の飛散等なくきれいに切断で
き、絶縁材料同士のブロッキングが発生しなかったもの
を○、それ以外を×とした。
さ50μmの銅箔付き絶縁材料を絶縁層が向かい合うよ
うに重ねて積層し、熱圧成形した。成形後銅箔部分をエ
ッチングにより取除き、目的の樹脂板を得た。この樹脂
板について弾性率、熱膨張率を測定した。弾性率はTM
Aの引張りモードにて、熱膨張率はTMAの引張りモー
ドにて測定した。
エポキシ両面銅張積層板に、電食試験の内層面の電極と
なるパターンをエッチングにより作製し、この上下に上
記で作製した絶縁層の厚さ50μmの銅箔付絶縁材料を
絶縁材料が電食試験の内層面の電極となるパターンと接
するように重ね合わせて積層し、熱圧成形した。得られ
た積層板の、内層の電極となる電食試験パターンの位置
に合わせた部分に、外層の電極となるパターンをエッチ
ングで作製し、電食試験片を得た。この内層と外層の電
極間に50Vの電圧を印加し、85℃、85%RHの雰
囲気下で1000時間経過後の絶縁抵抗値を測定した。
1000時間経過後の絶縁抵抗値を測定した結果、10
9Ω以上の良好な値を示したものを○、それ以外を×と
した。
ラス基材エポキシ樹脂プリプレグの上下に、厚さ18μ
mの片面粗化銅箔を該粗化面が絶縁材料に向き合うよう
に積層し、熱圧成形した。この銅張積層板に回路加工を
施し、その両面に先に作製した厚さ50μmの本発明の
絶縁材料を、そのさらに外側に厚さ18μmの片面粗化
銅箔を粗化面が絶縁材料に向き合うように積層し、熱圧
成形し内層回路入り多層銅張積層板を作製した。この内
層回路入り多層銅張積層板の表面粗さを、触針式表面粗
さ計にて測定した。測定箇所は、その直下に内層回路の
ある部分とない部分とを含む長さ25mmの一直線上の
外層表面とした。内層回路のある部分とない部分の段差
の10点平均が、3μm以下であるものを○、それ以外
を×とした。
積層板の表面銅箔の所定位置に、エッチングにより直径
75μmの穴を明け、その穴へ住友重機械工業(株)製
インパクトレーザにて穴あけを行い、過マンガン酸処理
によるデスミアを行い、無電解めっきを行った後、パタ
ーン焼き付けエッチングにより回路形成した。この多層
プリント配線板の両面に、再び本発明の厚さ50μmの
絶縁材料を、そのさらに外側に厚さ18μmの片面粗化
銅箔を粗化面が絶縁材料に向き合うように積層し、熱圧
成形し内層回路入り多層銅張積層板を作製し、所定位置
にエッチングにより直径75μmの穴を明け、その穴へ
住友重機械工業(株)製インパクトレーザにて穴明けを
行い、過マンガン酸処理によるデスミアを行い、無電解
めっきを行った後、パターン焼き付けエッチングにより
回路形成した。以上の工程を繰り返して10層プリント
配線板を作製した。この時、レーザにて穴明けできるも
のを○、それ以外を×とした。この10層プリント配線
板の一部にベアチップを実装し、ワイヤボンディングで
表面回路と接続した。ワイヤボンディング条件は、超音
波出力を1W、超音波出力時間を50μs、ボンド荷重
を100g、ワイヤボンディング温度を180℃とした
ところ、良好にワイヤボンディングできたものを○、そ
れ以外のものを×とした。また、この10層プリント配
線板に、寸法8×20mmのTSOPをはんだを介して
表面回路と接続し、このTSOP実装基板を−65℃←
→150℃の熱サイクル試験で評価し、2,000サイ
クル後もはんだ接続部に、断線等の不良が発生しなかっ
たものを○、それ以外のものを×とした。また、この基
板の内部のインターステーシャルバイアホールを含む回
路の導通試験を行い断線等のトラブルの発生がなかった
ものを○、それ以外のものを×とした。以上の結果を、
表1及び表2に示す。
は、処理を行わない場合と比較して積層板が有する特性
を下げることなく、低熱膨張率化、高耐電食性化を達成
する。
カーの表面を処理したウィスカーが入った溶剤処理液
に、直接樹脂材料を配合して樹脂ワニスとすることで、
ウィスカーの分散性および界面の接着力を向上すること
ができ、さらに電気絶縁性ウィスカーを複合化させた絶
縁材料を用いた多層プリント配線板の低熱膨張率化、高
絶縁信頼性を達成できる。本発明にしたがって製造した
絶縁ワニスを用いて得られた絶縁材料は、電気絶縁性ウ
ィスカーの添加により、エポキシ樹脂をシート状に形成
することができたもので、これを使用したプリント配線
板は、表面が平坦で回路加工性が良く、剛性が高いため
実装信頼性が高く、熱膨張率が小さいため寸法安定性が
良くなる。
て、高密度化、薄型化、高信頼性化、低コスト化に優れ
た多層プリント配線板用の絶縁ワニスの製造方法と、そ
の方法によって製造された絶縁ワニス、並びにその絶縁
ワニスを用いた多層プリント配線板を提供することがで
きる。
Claims (15)
- 【請求項1】電気絶縁性ウィスカーと、電気絶縁性ウィ
スカーの表面を処理するための溶剤処理液とからなる溶
液に、樹脂材料を配合することを特徴とする絶縁ワニス
の製造方法。 - 【請求項2】電気絶縁性ウィスカーに、セラミックウィ
スカーであり、該ウィスカーの平均直径が0.3〜3.
0μmの範囲であり、平均長さが3〜50μmであるも
のを用いることを特徴とする請求項1に記載の絶縁ワニ
スの製造方法。 - 【請求項3】溶剤処理液に、シラン系カップリング剤の
溶剤溶液を用いることを特徴とする請求項1又は2に記
載の絶縁ワニスの製造方法。 - 【請求項4】溶剤処理液に、チタネート系カップリング
剤の溶剤溶液を用いることを特徴とする請求項1又は2
に記載の絶縁ワニスの製造方法。 - 【請求項5】溶剤処理液に、シロキサン繰り返し単位が
2個以上で、末端に基材表面の水酸基と反応する官能基
を1個以上有するシリコーンオリゴマ溶液を用いること
を特徴とする請求項1又は2に記載の絶縁ワニスの製造
方法。 - 【請求項6】シリコーンオリゴマに、分子内に3官能性
(RSiO3/2)シロキサン単位、あるいは4官能(SiO4/2)シ
ロキサン単位を含有するものを用いることを特徴とする
請求項5に記載の絶縁ワニスの製造方法。(式中、R基
は同じか又は別異な有機基である。) - 【請求項7】シリコーンオリゴマに、分子内に2官能性
(R2SiO2/2)シロキサン単位と4官能(SiO4/2)シロキサン
単位を含むものを用いることを特徴とする請求項5に記
載の絶縁ワニスの製造方法。(式中、R基は同じか又は
別異な有機基である。) - 【請求項8】シリコーンオリゴマに、分子内に3官能性
(RSiO3/2)シロキサン単位と4官能(SiO4/2)シロキサン
単位を含むものを用いることを特徴とする請求項5に記
載の絶縁ワニスの製造方法。(式中、R基は同じか又は
別異な有機基である。) - 【請求項9】シリコーンオリゴマに、分子内に2官能性
(R2SiO2/2)シロキサン単位と3官能(RSiO3/2)シロキサ
ン単位を含むものを用いることを特徴とする請求項5に
記載の絶縁ワニスの製造方法。(式中、R基は同じか又
は別異な有機基である。) - 【請求項10】シリコーンオリゴマに、分子内に2官能
性(R2SiO2/2)シロキサン単位と3官能性(RSiO3/2)シロ
キサン単位と4官能性(SiO4/2)シロキサン単位を含むも
のを用いることを特徴とする請求項5に記載の絶縁ワニ
スの製造方法。(式中、R基は同じか又は別異な有機基
である。) - 【請求項11】シリコーンオリゴマに、分子内に含有す
る4官能(RSiO4/2)シロキサン単位が全体の15mol
%以上であるものを用いることを特徴とする請求項6、
7、8および10のうちいずれかに記載の絶縁ワニスの
製造方法。 - 【請求項12】溶剤処理液に、シリコーンオリゴマとシ
ラン系カップリング剤とを併用することを特徴とする請
求項5〜11のうちいずれかに記載の絶縁ワニスの製造
方法。 - 【請求項13】溶剤処理液に、シリコーンオリゴマとチ
タネート系カップリング剤とを併用することを特徴とす
る請求項5〜11のうちいずれかに記載の絶縁ワニスの
製造方法。 - 【請求項14】請求項1〜13のうちいずれかに記載さ
れた方法によって製造されたことを特徴とする絶縁ワニ
ス。 - 【請求項15】請求項1〜13のうちいずれかに記載さ
れた方法によって製造された絶縁ワニスを、銅箔又はキ
ャリアフィルムに塗布した絶縁材料を、回路形成済みの
配線板と積層した後、外層面の回路を形成し、内層回路
と電気的に接続することにより製造したことを特徴とす
る多層プリント配線板。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
JP27537797A JP3343330B2 (ja) | 1997-06-24 | 1997-10-08 | 絶縁ワニスの製造方法及びこの方法によって得られた絶縁ワニス並びにこの絶縁ワニスを用いた多層プリント配線板 |
US09/057,522 US6197149B1 (en) | 1997-04-15 | 1998-04-09 | Production of insulating varnishes and multilayer printed circuit boards using these varnishes |
DE69839104T DE69839104D1 (de) | 1997-04-15 | 1998-04-14 | Herstellung von Isolierlacken und diese verwendenden mehrschichtigen gedruckten Leiterplatten |
EP19980106742 EP0873047B1 (en) | 1997-04-15 | 1998-04-14 | Production of insulating varnishes and multilayer printed circuit boards using these varnishes |
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