JPS58181640A - 金属張板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子回路用金属張板及び七の１１造方法に関
する発明である。

近年の電子技術の革新に伴い、誘電特性のよい素材を経
済的に生産・供給する必要性が高まって匹る。しかし、
これまで各素材は何らかの問題点を抱えているのが実状
であった。市販品で従来より、ガラス布・工Ｉキシ樹脂
系ガラス布／ポリエステル布、エポキシ樹脂系、ガラス
布・弗素樹脂糸及び熱可塑性樹脂系の積層板や鋼張板が
広範に吏用されているが、前二者は、グリント回路板の
尚諷多湿Ｆ（温度切〜■℃、相対ａ度７０〜１００チ）
での使用により、誘電特性の変動が大きい。例えば常＠
１を種下（温度１０〜切℃、相対湿度（資）〜７０チ）
での誘電特性（例えば、誘電率、誘電正接、静電容量等
）と比較して高温多湿下での誘電特性が時間と共に著し
く劣化する。

このため、このようなグリント回路板を、例えば、カラ
ーテレビに使用し、高温多湿下である期間作動させると
、ｌｊｉ儂が鮮明でなくなったり、色調が変質したりす
ることがある。このように、本来は定値さるべ［性が変
動して時間と共に偏倚する性質をドリフト性と称し、温
度によるドリ７ト温度によるドリフトが問題になるケー
スが多い。

高温多湿の環境におけるドリフト性の問題は、基本的Ｋ
ｄ、７’　＋７ント回路板の素材を構成しているニーキ
シ樹脂の親水性によって誘発されるプリント回路板の吸
湿による効果が大きいといわれている。

一方、極めて疎水性の高いガラス布・弗素樹脂系の鋼張
積層板を素材とする場合は、プリント回路板としての高
周波特性のドリフト性は小さく、優している。しかし、
素材としての高コストや低生産性が問題であり、またプ
リント回路板に加工する際の孔あけ加工性に一点がある
。

即ち、ガラス布・弗素樹脂系の鋼張積層板は、その製造
工程が極めて複雑であり、価格的に着しく高価である。

また、ガラス布のガラスフィラメント（通常、直径７〜
１３μｍで、エポキシ・シラン轡で表面処理されている
）と、弗素樹脂との密着性が弱く、孔あけ加工時に、ガ
ラスフィラメントと弗素樹脂との結合が脱離し、ガラス
フィラメントが毛羽状にまた、Ｍ可塑性樹脂系の鋼張積
層板としては、ポリサルホン樹脂シートの銅張板、ポリ
スチレン樹脂７−トｏ銅彊板、ｌｆガラス布ポリエチレ
ン樹脂系の鋼張板が開発されている。

線熱可塑性樹脂系の鋼張板を素材としたノリノリと比較
しても大差ないといえる。

しかし、ポリサルホン樹脂シートの鋼張板の場合には、
ポリサルホン樹脂自体に耐湿性不良の問題があり、高温
多湿下では高周波特性は劣下し、回路間の静電容量は大
きく変化する。即ち、トリット性の問題を生じる。

ｆ　ＩＪ　ｘチレン樹脂系及びポリエチレン樹脂系ノ綱
彊板の場合には、高周波特性は優れているが、耐熱性に
問題があり、１０００ｍ後で樹脂が軟化する。従って、
通常のグリント囲踏板製造工程中の各種熱処理によって
、軟化変形し、ソリ、ネル等が生じる。

更に、これら熱可塑性樹脂板の表面に金ＪｌｉＩＷｉを
強力に安定して接着させることが困−なこともまた問題
である。耐熱性の低い熱可塑性樹脂板の場合には、金属
箔に熱融着させるとある程度の接着力を示すが、やや高
温になると自然に剥離しやすくなると共に樹脂自体が変
形しやすくなる。−ｔのため一般には耐熱性の高い熱可
塑性樹脂を利用しようとする。しかし、この場合には金
属張積層板成形設備を使用できない場合が生じたり、成
形温度が高温すぎて金ＩＩｇＷｉが酸化劣化されるなど
の障害が伴いやすいという欠点がある。

ポリサルホンをはじめその他の耐熱性のよい熱可塑性樹
脂類は通称エンプラ材（エンノニアリンググラスチック
材料）として注目され、すぐれた誘電特性を兼ね備えた
材料も知られているが、嵩耐熱性であるがため、本質的
にその銅張板の製造のしＫ〈さのある点が共通した欠点
なのである。

また、すぐれた耐湿絶縁特性を備えていることで衆知の
ポリエチレンは、残念ながら低融点で耐熱性がない。そ
のため、今まで鋼張板の絶縁層に用いられた例ははとん
どなかったとめえる。一方、架橋性ポリエチレンを絶縁
層として使えば、樹脂自体の耐熱性は向上するが、金属
との密着力は小さく、やはり実用に供するには困難があ
っ九。しかるに、　ｊｌ近の電子工業、通信工業の各分
野にあっては使用される周波数パｙ）Ｐが次ｆａＫ高周
波の領域へ、却ち従来多用され九キロヘルツの領域かの
エネルギー損失が大きくなりヤすいので、６、ｔａｎＪ
　　の小さい材料が望まれて希た。

゛　我々は架橋性ポリエチレンの持っ低ｇ、低ｔａｎδ
や高度の耐湿絶縁特性といったすぐれた特性を活かして
実用化させるべく研究を重ねた結果、本発明に４ｔｌＪ
遍し得たものである。

本発明の目的は、ＪｌｌｌＩ１点は、高周波特性の特に
高温多湿下でのドリフト性が小さいこと、第２点は、プ
リント回路板としての加工性が良好であること。

以上の２点を特に重要な品質と見なし九グリント回路用
金属張板及びその製造方法である。

即ち、金属張板の層構成物が金属箔、シラン変性ポリエ
チレン系樹脂、基材紙布及び電気絶縁物であって、その
構成が特許請求の範囲に記されたように特定の順に層構
成されていることにより本発明の主な目的を達成するこ
とができる。

また、その製造方法としては、金属箔、７ラン変性ポリ
エチレン系可架橋性樹脂フイルム又はソート、シラノー
ル縮合触媒が表面に付着した基材−布を特許請求の範囲
に記されたように特定の順に積ノー成形するものである
。

ここで金属箔とは鋼、白銅、青銅、黄銅、アルミニウム
、ニッケル、鉄、ステ／レス、金、銀、白金等の箔であ
る。一般的には印刷回路用の鋼箔が普及しているが本発
明において好ましい金属箔である。

更に鋼箔の中でもきわめて高純度の無酸素銅箔は高周波
信号の伝送の際のエネルギ損失が少ないので本発明に適
用することが最も望まし＾金属箔である。

次に７ラン変性ポリエチレン系樹脂、若しくは７ラン変
性４リエチレン系可架橋性樹脂について一シ＜述べるな
ら、ポリエチレン系樹脂を一般弐ＲＲ’８１Ｙ、（式中
Ｒは、ケイ素−炭素結合にょシヶイａ原子に結合し、そ
して、炭素、水嵩及び所望によって酸素により構成され
る一価のオレフィン性の不飽和基であり、各Ｙは、加水
分解可能な有機基であり、又Ｒ′は、脂肪性不飽和を含
まない一価の炭化水嵩基又は基！である）の７ランと、
１４００以上の温度で、その反応温度における半減期が
喚分以下の遊離ラノカル生成化合物の存在下でグｌ′リ
フト化させるととにより、再架橋性シラン変性・パリエ
チレン系樹脂を得ることができる。即ち、ＬＩＴ架橋性
シラン変性ポリエチレン系樹脂は、シラ７変性ポリエチ
レン系樹脂の架橋反応が未だほとんど進行していない状
態のもので可融可溶性があり、反応が進めば不融不溶化
される。

本発明に、使用するポリエチレン系樹脂とじては、ポリ
エチレン単独重合体をはじめ、エチレンを（資）重ｔ＊
以上含有するエチレンと、これと共重合可能な他の単量
体との共重合体、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合
体、エチレン参グロビレン共重合体、エチレン・アクリ
ル酸共重合体などがある。これら２檜以上の混合体も利
用できる。

このうち、＾周波特性からみて、ポリエチレン単独重合
体が最も好ましい。

この他に、製造工程及び使用目的を配慮して、適宜、耐
燃剤、紫外線劣化防止剤、酸化防止剤、金属害防止剤、
着色剤、充填剤等を混合して用いてもよい。

父、本発明において使用するシラン変性ポリエチレン樹
脂の７ランの一般式において、Ｒは炭素、水素及び所望
によっては酸素により構成される一価のオレフィン性の
不飽和基であり、各Ｙは、加水分解ｏＪ能な有機基、例
えば、メトキシ、エトキン、−ｒ　セトキシ、　０Ｎ＝
０（ＯＨｓ）ｘ　ｔ　ｆｔ、、ｕ、−１１ＨＯＨ。

などで表わす。Ｒ′基は、脂肪性不飽和を含まない一価
の炭化水嵩基又は基Ｙである。このうち好ま１、　＜は
、３個の加水分解基を有するもので、特に、ビニルトリ
エトキシシラン及びビニルトリメトキンシランが最も好
ましい。

７ラン縮合触媒としての機能を有する物質は、広範囲に
知られているが、本発明においては、このような物質の
任意のものを使用することができる。

このような物質には、例えば、ジプチル錫ノラワレート
、酢酸第一錫、カノリル酸第−錫、ナフデン酸鉛、カノ
リル酸亜鉛、２−エチルカシロン酸鉄、及びナフテン酸
コバルトのようなカルボン酸の金属塩があり、チタンの
エステル及びキレータのような有機金属化合物、例えば
、チタン酸テトラグチル、チタン酸テトラノニル及びビ
ス（アセチルアセトニル）−ゾーイソグロビルチタネー
■があり、エチルアミン、ヘキシルア２ン、ノ！ナルア
ミン及びピリシンのような有機塩基があり、並びに鉱酸
、及び脂肪酸のような酸がある。中でも有機錫化合物、
例えばシブチル錫ジラウレート、７２ゾチル錫ノアセテ
ートなどが特に好ましい。

また、基材紙布としては、ガラス繊維、無機・有機合成
繊維の布又は不織布又はリンター紙、クラフト紙等が使
用できる３、 基材に７ラノ一ル縮合触媒を付着させる方法は、たとえ
ば７ラノ一ル縮合触媒を浴解し得る有機溶剤によるシラ
ノール縮合触媒の希釈溶液を用いるカ、シラノール縮合
触媒のエマルノヨン喀１１ｓ用することができる、また
、適当な硬化性樹脂の希釈溶液の中にシラノール縮合触
媒を溶解石しくは分散させたものを使用してもよい。

シラノール縮合触媒の濃度に制限はないが、望ましくは
１０重量優以下がよい。１０重量−より多いと積層板の
加圧加熱の際に７ラン変性ポＩＪエチレン系樹脂フイル
ムの架橋速度がはやくなりすぎてシラン変性ポリエチレ
ン系樹脂が基材に充分含浸被着しないうちに架橋し、基
材との密着性を低下擬せる傾向があるからである。

加圧加熱により［シラノール縮合触媒を付着し五基材紙
布」と「一体化成形可能なシート状の電気絶縁素材」と
しての熱硬化性樹脂プＩＪプレグ、脂、／　１７エステ
ル樹脂の檗体又は滉金物を、絶縁基材に含浸普友はコー
ティングした−の、並びにこれらの関にこれらの硬化し
ｆｔ−７−）をはさんだ構成のもの等が利用できる。か
かる素材を使用することにより回路表面の耐湿誘電特性
が特にすぐれ、回路加工性は全く一般の積層板と同等の
基板が得られる。

本発明者らは、以上のような素材が本特許請求の範囲に
示されるような応用をすれば、その結果得られる金属張
板を使用した印刷回路板は次に述べるように極めてずぐ
れ九特性を有することを見出した。

第１点は、回路に警した絶縁層が疎水性の強い７にリエ
チレン樹脂であることにより、耐水性カーｒ’ぐれてい
て嵩温多湿での為周波特性のドリフトを小さく抑えるこ
とができ、同時に内部に配置され↓基材紙布くより金属
張板としての機械張度を増西できること。

第２点は、電気絶縁物層がエンシラ材であると、エンシ
ラ材のもつ特性を活かしたｔま、表面特性を向上させら
れること。

＃Ｉ３点は、表［ｉｉＫシラノール縮合触媒が付着して
いる基材紙布と７ラン変性ポリエチレンフイルム又はシ
ートとの接着力が強力であること。なぜここで強力に接
着するのかについては、まだ経済的な解明は十分ではな
い。しかし、敢えて接着の作用機構を考察してみると以
下のとおりである。

シラ／変性ポリエチレン系可架橋檎脂の架橋反応を進行
させるにあたり、該基材紙布の繊維の表面に付着したシ
ラノール縮合触媒によって反応が金属箔とは逆の側から
開始されていること、ミクロな視野で眺めた場合に、該
樹脂フィルム又はシートのｊｉｌｌｌＩで繊維と接して
いる部分に関して表側では金属に対して局所的に高圧で
の摺合せを加えたのと同じ効果があったのではないか。

金属箔とシラン変性ポリエチレン系未架橋樹脂フィルム
又はシートとの界面がこのようにして十分ちみりに融着
し友状態で架橋が更に進行し固定されるため集度な接着
力と耐熱強度を満足するものが得られるのであろうと考
える。

第４点として本発明による片面金属張板は、絶縁基板と
しては両面を極めて疎水性の強いシラ／変性ポリエチレ
ン系樹脂層でマスクした構造になっているので耐湿、吸
水による電気特性の劣化が減少する。この具体的な例と
しては絶縁層に紙基材エポキシを配したと龜が好適な例
である。本発明によれば、きわめて吸水率の低い基板を
容易に得ることができる。

第５点として絶縁基板の表面第１層は柔軟で丈夫な７ラ
ン変性ポリ工チレン系樹脂層と複合して、２層目は強化
性の基材紙布が配置されるので、全面がこれらで保−さ
れる構造になっている。この絶縁層に誘電物性のすぐれ
た材料として比較的強麗の弱い材料を遇ん疋としても片
面金属張板としては自わめて丈夫でｍｓ＋性のある構造
を持たせるＯとになる。

このように、本発１１ＩＶｃよって得られる金属箔積ｊ
−板は、耐水性、誘電特性に優れており、同時に回路加
工性、すなわち熱処理に対する寸法安定性、孔あけ加工
、切断加工性にも優れ九経済性のよいｆ　ＩＪント回路
板を提供で舊るものである。

従来、ガラス布／弗素樹脂鋼張板のみが、該特性を概ね
満足していたが、孔あけ加工性、切断加工性は良好でな
かった。

本発明の金属張積層板は、基本的にはガラス布／弗素樹
脂鋼張板の特性を備え、かつ、孔あけ加工性、切断加工
性をも改良した優れ九！リント回路板を提供できる、金
属張積層板である。

用途としては、特に高周波回路に適した基板であり、特
に、高速コンヒユーター、通信機器用のｆ　ＩＪント回
路板に適している。

即ち、誘電率、誘電損失が小さく、且つ、誘電特性の温
度依存性、周波数依存性が小さく、さらに、高温多湿下
でも誘電特性が極めて安定したプリント回路板を提供で
きる。

以ド実施例を以って説明する。

金属箔、シラン変性ポリエチレン系町架橋性樹脂ノイル
ム又はシート、シラノールー合触媒が表面に付層した基
材紙布、及び電気絶縁材として表１に示す素材から選び
各実施例毎、各比較例毎にこの願に積層構成し、φずれ
もルス圧力６０　Ｋｔ　／−で１６０℃１２０分の加圧
加熱により一体化成形し、各実施例毎、各比較例４１に
片面金属張積層板が得られ友。これらの特性表は表２に
示す。

表１中の各素材については詳述する。

（１）金ＩＩ箔 ０鋼　　箔：日本電解製電解鋼ｆＩ　Ｎ８ＧＡ　−３５
（片面粗化、３５１１厚） ０ニッケル箔：電解ニッケル箔片面粗化処理品（片面粗
化、３５Ｐ厚） （２）　　シラン変性ポリエチレン系可架橋性樹脂フィ
ルム又はシート Ｕ−１ 〆　高密［／　リエチレン（昭和油化部７冒ウレックス
Ｍｌ　＝　ｏ、ｓ　ｔ　／１０分）１００重量部をビニ
ルトリメトキシシラン２重量部及びゾクミルノ母−オキ
シド帆２重量部、これに市販の酸化防止剤、金属害劣化
防止剤等を適量添加し、充分にブレンドし、該混合物を
押出機でストランド状に押し出しカッティングして製粒
した。こうして得られたベレットをインフレーシ目ンｆ
ｆｌ形Ｋ　ｊ　リ２００μｍの厚みのフィルム（Ｕ−１
）とした。

ＯＵ　−２ 低密Ｉｆポリエチレン（住友化学製スミカセンＭｌ　−
＝　１．５　Ｆ／１０分）７０電緻部をビニルトリエト
キ）’　ｏ、１　重ｉ　部、　バークロルペンタシクロ
デカン（フッカ−ケミカル社製デクロラン）２０部、酸
化アンチモン１０ｓ１これに市販の酸化防止剤、金属害
劣化防止剤等を適量添加し、充分にブレンドし、鋏混合
物を押出機でストランド状に押出しカッティングして製
粒し九。これを押出成形により２００ｐｍの厚みのフィ
ルＡ（Ｕ−２）とした。

布 ｏ　Ｇ　−１ ジオクチル錫アセテートの５−キシレ／Ｉｌ液中に厚さ
０．１８鴫のガラス繊維ペーノｆ　　ｆつケチから取り
出し、９０℃１ｏ分乾燥して、付着基材紙布（Ｇ−１）
を得る、 ｏ　　（）　　−２ ジブチル錫ジラウレートの５−キシレン嬉液中に厚さ０
．１８■のガラス布をつけてから取り出し、９０℃ｌＯ
分乾燥して付着基材紙布（Ｇ−２Ｊを得る。

ＯＧ　−３ ジブチル錫ジラウレートの５ｓトル工ン溶液関重量部と
５０９１工ポキシ樹脂加重量部とを混合した溶液の中に
厚さ０．１０■のエポキシシラン処理したガラス布をつ
けてから散り出し、１３０℃１０分乾燥して付着基材紙
布（Ｇ−３）を得る。

５ｏ慢エポキシ樹脂フエスは次の配合からなる。

（１）エビコー）　１００１　（シェル化学展）９６　
　重量部（２）ノルアンノアミド　　　　　　　　　　
４（３）べ／ノルツメチルアミン　　　　　　　０．２
（４）メチルセロノル！　　　　　　　　　５０（５）
メチルエチルケトン　　　　　　　　５００　Ｇ　−４ ジブチル錫ジラウレートの１０９１）ルエン溶液８０重
量部と５０ｓ工ポキシ樹脂加重量部とを混合した溶液の
中に厚さ０．１８■のエポキシシラン処理ｔ−たガラス
布をつけてから取り出し、１３０℃ｉｏ分乾燥して付着
基材紙布（Ｇ−４）を得る。

ＪＯチェボキシ樹脂はＧ−３に用いたものと同一配合で
ある。

（４）電気絶縁材料 ０エポキシテトロン Ｇ−３に使用した５０−エポキシ樹脂ワニスを厚さ０．
２−のテトロン（ｄｅ　ＩＪエステル繊維）不織布に樹
脂付着量が刃型量−となるように塗布乾燥し、半硬化状
態の！リグレグとしたものを用いる。

０Ｕ−１、Ｇ−４既述 これらの実施例、比較例を見くらべると、特許請求の範
囲を満たす実施例１〜６は、いずれも櫛型回路静電容量
ドリフトと吸水率が小さい。また、誘電率その他の一般
特性も良好で程よくバランスのとれた金属張板であるこ
とがわかる。また金属箔と４１Ｊエチレンの層との密着
性は基材紙布の変更、金属部の変更によらず良好である
。なお、表２には記載されていない項目であるが、どの
実施国においても通常の方式によるスルーホールめっき
加工が可能である。

次に比較例１は実施例１に対比するとポリエチ７ノが片
面にのみ被着された構造であるが、吸水率が増加してい
る。

比較例２．３はガラス布なし、若しくは処境な１、のガ
ラス布使用の例で、引はがし強さ、半田耐熱性等が低下
する。

比較例４．６は従来技術の例としてとりあげた市販品で
あるが、譲ドリフト、吸水率は比較的良好であるが、本
発明では大巾にこれを向上させていることが明らかであ
る。

比較例５は市販のガラス布基板テフロン（弗素樹脂）鋼
張板の特性であるが、打抜外観不良に象徴されるように
切削加工性がきわめて患い。

本発＃１４による各実施例は比較例に対して電気回路用
基板としてすぐれた電気特性とバランスのとれ九−膜特
性をもつものである、 また、これらの製造方法は容易で実用性の高いものであ
る 表２赴 本ドリフト性の試験方法について 図１のような櫛型回路を作製し、回路間の静電容量を測
定する。

＠度ｍ℃、相対湿度６５饅での静電容量をＯｘｏとし、
温度ω℃、相対湿度９０−で２４０時間処ＩＩ後の静電
容量をＣｘ、とすると、ドリフト性は次式％式％ 打抜けＡＳＴＭ型によった。

【図面の簡単な説明】

第１図は櫛聾回路静電容量のドリフト測定のための・母
ターンを示す平面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　金属箔、シラン変性ポリエチレン系樹脂層、
   基材紙布層、電気絶縁物層、基材紙布層、及びシラン変
   性ポリエチレン系樹脂層がこの順に層構成されているこ
   とを特徴とする片面金属張板。
2. （２）　　金１１１ｉ、シラン変性ポリエチレン系可架
   橋性フィルム又はシート、シラノール縮合触媒が表面に
   付着した基材紙布、加圧加熱により該基材紙布と一体化
   成形の可能な１枚以上の７−ト状電気絶縁素材、鉄基材
   紙布、及び該フィルム又はシートをこの願に積層し加圧
   加熱し　一体化成形することを特徴とする片面金属張板
   の製造方法。