JPS58181641A - 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その製造方法に関す
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いる。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、ｔｆ５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・弗素樹脂系及び熱可塑性樹脂系の積層板中鋼張板
が広範に＋ＴＪ！用されてい゛るが、前二者は、ノリン
ト回路板の高温多湿下（温度切〜釦℃、相対湿度７（）
−１００チ）Ｃの使用により、誘電特性の変動が大きい
。例えば、常温常温下（１１０〜４０℃、相対８１度３
０〜７０襲）での誘電特性（例えば、誘電率、誘電正接
、静電容置等）と比較して、高温多湿下での誘電特性が
時間と共に着しく劣化する。

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
、画像が鮮明でなくなったり、色間が変質したりするこ
とがある。このように、本来は定値さるべき特性が変動
して時間と共に偏倚する性質をドリフト性と称し、温度
によるドリフト、湿度によるドリフトが問題になるケー
スが多い。＾温多湿の１境におけるドリフト性の問題は
、基本的には、！リント回路板の素材を構成しているエ
ポキシ樹脂の填水性によって鋳発されるグリント回路板
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、ノ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、優れている。しかし、
素材としての高コストや低生産性が問題であり、壇７’
ｔ７”ｌＪント回路板に加工する際の孔あけ加工性に拳
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・シラン等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露出してしまい、いわゆる孔あけ
性を不良にする。

また、熱可塑性樹脂板の鋼張積層板としては、ポリサル
ホン樹脂シートの鋼張板、ポリスチレン樹脂シートの鋼
張板、ガラス布・ポリエチレン樹脂系の鋼張板が！！ｉ
発されている。

該熱＝ｒｌｌｌ性樹脂系の鋼張板を素材としたプリンの
と比較しても大差ないといえる。

１〜かし、ポリすルホ／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。則ち、トリット性の問題を生じる。

ポリスチレン樹脂系及びポリエチレン樹脂系の銅張板の
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、１０００前後が軟化する。従ソて、通常のノリ／
ト回踏板製造工楊中の各種熱処理によって、軟化変形し
、ソリ、ネジレ等が生（る。

更に、これら熱可塑性樹脂板の表面に金属箔を強力に安
定して接着させることが困難なとともまた問題である。

耐熱性の低い熱０ＴＷｉ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。そのため一般には耐熱性の高い熱可暖性樹脂
を利用しようとする。しかし、この場合には金属積層板
を積−成形するとき、樹脂の耐熱性の高さに相応して高
い温度で樹脂を融着させねばならず、通常の成形設備を
使用できない場合が生じたり、成形温度が高温すぎて金
属箔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
脂類は通称エンノラ材（エンジニアリングツラスチック
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、高耐熱性であるがため、本質的
にその銅張板の製造のしにく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
４リエチレンは　残念ながら低融点で耐熱性がない。そ
の丸め、今まで鋼張板の絶縁層に用いられ先例はほとん
どなかったといえる。一方、架橋性／　ＩＪ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、中はり実用に供するには困難
があった。しかるに、最近の電子工業、通信工業の各分
野にあっては使用される周波数バンドが次第に高周波の
値域へ、坤ち従来多用され九キロヘルツの領域からメガ
ヘルツ中ギガヘルツの領域の方に重要性が移行している
。これらの高い周波数領域では伝送のエネルギー損失が
大きくなりやすいので１、ｔａｎδ　の小さい材料がｗ
ｉまれてきた。

我々は架橋性ポリエチレンの持つ低−１低ｔａｎδ？Ａ
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ぇ結果、本発明に到達し得たも
のである。

本発明の目的は、第１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、／’　ＩＪ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死なしたプリント回路用
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
とかで急る。

また、その製造方法としては、金ＩＩ！箔、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、シラ
ノール縮合触媒が表面に付着した基材・勲布を特許請求
の範囲に記されたように特定の鵬３Ｉ積層成形するもの
である。

ここで金属箔とは銅、白銅、青銅、黄銅、アルミニウム
、ニッケル、鉄、ステンレス、金、銀、白金等の箔であ
る。一般的には印刷回路用の銅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＾純度の無酸素鋼箔は、高周波信号の伝送の際の
エネルギー損失が少ないので本発明に適用することが最
も望ましい金属箔である。

次に、シラン変性ポリエチレン系樹脂、若しくは７ラン
変性ポリエチレン系可架橋性樹脂について詳しく述べる
なら、ポリエチレン系樹脂を一般式ＲＲ’８１Ｙ、　（
式中Ｒは、ケイ素−炭素結合によりケイ素原子に結合し
、そして、炭素、水嵩及び所望によ、つて、酸素により
構成される一価のオレフイ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Ｙである）の
シランと、１４０℃以上のａ１１度で、その反応温度に
おける半減期が６分以下の遊離ラジカル生成化合物の存
在下でグラフト化させることにより、可架橋性シ、ン／
変性／リエチレン畢樹脂を得ることができる。

即ち、町架橋性シラン変性ポリエチレン系樹脂は、７ラ
ン変性ポリエチレン系樹脂の架橋反応が未だｔＡとんと
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。

本発明に使用するぼりエチレン系樹脂としては、・メリ
エチレン単醜重合体をはじめ、エチレンを犯塩菫−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・ゾロピレン共重合体、エチレン・アクリル酸
共重合体などである。父、これら２種以上の混合体も利
用できる。

このうち、高周波特性からみて、ポ１７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、酸化防止却ｊ１金ｆｉ、ｉ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
［１のシランの一般式において、Ｒｔｌ［、水素及び所
望によっては酸素により構成される一嘴のオレフィン性
の不飽和基であり、各Ｙは、加・米分解ｉＪ能な有機基
、例えば、メトキシ、エトキＪ／、ラセトキシ、−ＯＮ
　＝　０（ＯＨ，）、　ｉたは、−ＭＨＯＨ。

などで表わす。Ｒ′基は、脂肪性不飽和を含まない一価
の炭化水素基又は基Ｙである。このうち好ましくは、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シト１Ｊメトキノシランが最も好ま
しい。

シラ／縮合触媒としての機能を有する物質は、広範−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、ノゾチル錫ノラウレ−ト
、酢酸第一錫、カグリル酸第−錫、ナフ戸ン酸鉛、カノ
リル酸亜鉛、２−エチルカフロン酸鉄、及びナフテン酸
コバルトのようなカルボ／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
、チタン酸テトラブチル、チタン酸テトラノニル及びビ
ス（アセチルアセトニル）−ジーイソゾロビルチタネー
トがあり、エチルアミン、ヘキシルア建ン、ノブナルア
ミン及びピリジンのような有機塩基があり、胃びに鉱酸
、及び脂肪酸のような酸がある。中でも有機錫化合物、
例えばノブチル錫ノラウレート、１゛ノグチル錫ノアセ
テートなどが特に好ましい。

ｔ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、りラフト紙等が使
用できる。

基材にシラノール縮合触媒を付着させる方法は、たとえ
ばシラノール縮合触媒を嬉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か、シラノール縮合
触媒のエマルノヨン溶液ｆｔ使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
触媒を溶解若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１
ｉ１０１を一以下がよい。１０重ｔＳより多いと積層板
の加圧加熱の際にシラン変性／　ＩＪエチレン系耐樹脂
フィルム架橋速度がはヤ〈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さ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震−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グリグレグ、！化物シートには、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂の単
体又は混合物を、絶縁基材に含浸ｔｉはコーティングし
た感の、並びにとれらの関にこれらの硬化したシートを
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ｉ路表面の耐湿誘電特性が特にすぐｔｉ
、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、その結呆得られる金ｌＩ
４ｇｋ板を使用した印刷回路板は次に述べるように極め
てすぐれた特性を有することを見出した。

第１点は、回路Ｋｉｔ−九絶縁層が疎水性の強い、トリ
エチレン樹脂であることにより、耐水性がすぐれていて
高温多湿での嵩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た基材紙布により金属張
板としての機械強度を増大できること。

＠２点は、電気絶縁物層がエンノラ材であると、１ツノ
ラ材のもつ特性を活かした１１．表面特性を向上させら
れること。

第３点は、表面にシラノール縮合触媒が付着し檀いる基
材紙布とシラ／変性ポリエチレンフィルｆ又はシートと
の接着力が強力でるること。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。

７ラン変性ポリエチレン系町架橋樹脂の架橋反応を進行
させるにあたり、咳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裏側で繊維の凹凸と接してい
る部分に対応［２て表側では金槁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つに融着
した状態で架橋が更に進行し固定されるため、高度な接
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両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ン変性ポリエチレン
系樹脂層でマスクし九構造になっ肩いるので耐湿、吸水
による電気特性の劣化が滅多する。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きが好適な例で
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６点として絶縁基板の表１ｌｉｊ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＃紙布が配置されるので、全面がこれらで
保鏝される構造べなっている。この絶縁層に誘電物性の
すぐれた材料として比較的強度の弱い材料を選んだとし
ても両面金属張板としてはきわめて丈夫で信頼性のある
構造を持たせることになる。

このように、本発明によって得られる金属層積）−板は
、耐水性、醋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
加工性にも優れた経済性のよいリント回路板を提供でき
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
かつ九。

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た！す／ト回踏板を提供で龜る、
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、高速コンビューター、通信機器用のプリント回路板
に適している。

即ち、−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。

以下実施例を以って説明する。

金属箔、７ラン変性ポリエチレン系可架橋性樹脂フイル
ム又はシート、シラノール縮合触媒が表面に付着した基
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、各比較例毎にこの順に積層構成し、いずれ
もルス圧力６０匂／。−で１６０℃１２０分の加圧加熱
により一体化成形し、各実施例毎、各比較例毎に両面金
属張積層板が得られた。

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。

ｊｌ）金ｓｉＷＭ Ｏ鋼　　箔：日本電解製電解鋼箔ＮｓＧ＊−３５（片面
粗化、あμ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、あμ厚） （２）　　シラン変性７ぎリエチレン系町架橋性樹脂フ
ィルム又はシート ＯＵ〜　ｌ 高ｖＲｔＬポリエチレン（昭和油化製ショウレックスＭ
Ｉ　＝　０．８　ｔ　／１０分）　１００重量部をビニ
ルトリメトヤシ２２フ２重量部及びノグミル、４−オギ
／ド０．２重量部、これに市販の酸化防止剤、全風害劣
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造
粒し九。こうして得ら７″した（レットをインフレーシ
ョン成形により２００μｍの厚みのフィルム（υ−１）
とした。

ＯＵ　−２ 低密度ポリエチレン（住友化学製スきカ七ンＭＩ　＝　
１．５　ｆ７１．０分）７０重量部をビニルトリエトキ
シシランを１．５重量部及びノグミルパーオキ／ドｏ、
ｉｍｕｍ、ノ譬−クロルペ／タシクロｒカッ（フッカ−
ケミカル社製ｒクロラン）２０部、酸化アンチセフ１０
部、これに市販の酸化防止剤、金属害劣化防止剤眸を適
量添加し、充分にブレンドし、腋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造粒し九。これを押
出成形により２００μｍの厚みのフィルム（Ｕ−２）と
した、 （３）　　シラノール縮合触媒が表面に付着した基材紙
布 ｏ　　ｆ）　−１ ノオクチル錫アセテートの５％キシレン溶液中に厚さ０
．１８■のガラス繊維ぺ−・ｆ−をっケチから取り出し
、（５）０１０分乾燥して、付着基材紙布（Ｇ−１）を
得る。

ＯＧ　−２ ノ！チル錫ノラウレートの５％キシレン溶液中に厚さ０
．１８ｍ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−２）を得る。

Ｇ−３ ノブチル錫ノラウレートの５１ｓトル工ン溶液別重量部
と５−ニーキシ樹脂加重量部とを混合した溶液の中に厚
さ０．ｌＯ■のエポキシシラン処理したガラス布をつけ
てから取り出し、１３０℃ＩＯ分乾燥して付着基材紙布
（Ｇ−３）を得る。

５優エポキシ樹脂フエスは次の配合からなる。

（１）エピコートＩＵＯＩ（シェル化学類）９６　　重
量部（２）ノシア／ノアイド　　　　　　　　　　４（
３）ベノノルノメチルアｉ７　　　　　　０．２（４）
メチルセロツル！　　　　　　　　　　５０り５）メチ
ルエチルケトン　　　　　　　　５０ｏ（）−４ ノ！チル錫ノラクレートのＩＯ優）ルエン溶液８０重量
部と５０−エポキシ樹脂加重置部とを混合し九溶液の中
に厚さ０．１８−のエポキシ７ラン処理したガラス布を
つけてから取り出し、１３０℃１０分乾燥して付着基材
紙布（Ｇ−４）を得る。

：ＪＯ％エポキシ樹脂はＧ−３に用い九ものと同一配合
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（／リエステル繊維）不織布に樹脂付着
量が沁重量−となるように塗布乾燥し、生硬化状態のノ
リグレグとしたものを用いる。

ＯＵ　１、Ｇ　　４　　　既述 これらの実施例、比較例を兇くらべると、特許請求の範
囲を満九す実施例１〜６は、いずれも櫛ｌ煤回路静電容
量ドリフトと吸水率が小さい。また、誘電率その他の一
般特性も良好で楊よくバランス７′）とれ丸金属張板で
あることがわかる。オた金属？山とポリエチレンの層と
の密着性は基材紙布の変更、金属箔の変１１！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、どの実施例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４リエチレンが片
面にのみ着層され九構造であるが、吸水４が増加してい
る。

比較例２．３ｔｉガラス布なし、着しくは処理ながラス
布使用の例で引はがし強さ、半田耐熱性尋が低下する。

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、該ドリフト、吸水率は比較的良Ｍｆ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）銅
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悪い。

本発明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た一般特性を
もつものである。

ｉ九、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註 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。

温度２０Ｃ１相対湿度６５９ｇでの静電容量をＯｘ・と
し、温度６０℃、相対湿度９ｏ−で、２４０時間処環後
の静電容量をＯｘ１とすると、ドリフト性は次式で与え
られる。

ドリフト性（＄＝　（（ＯｘＩ”＜１）１０ＸＩＩ　）
　Ｘ　１００韓打抜外観 打抜はムＳＴＭ個によった。

【図面の簡単な説明】

ｗＸ１図はｍＭ１回路静電容量のドリフト測定のだめの
・リーンを示す、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、シラン変性ポリエ
   チレン系樹脂層、及び金属箔がこの順に層構成されてい
   ることを特徴とする両面金属張板。
2. （２）　　金属箔、シラン変性ポリエチレン系再架橋性
   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枚以上のシート状電気絶縁素材、該基材紙布
   、該フィルム又はシート、及び金属箔をこの願に積層し
   加圧加熱し、一体化成形することを特徴とする両面金属
   張板の製造方法。