JPS61213142A - プリント配線用基板 - 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】 産業上の利用分野 本発明はコンピューターまたは各種通信機器に使用する
プリント配線用基板に関するものである。

従来の技術 近年コンピューターまたは各種通信機器の発達に伴いガ
ラス繊維−エポキシ樹脂系のプリント配線用基板の需要
が増えつつあり、通信機器の高性能化、小型化によりプ
リント配線用基板に要求される特性も一段と高度なもの
となっている。

プリント配線用基板に用いられているガラス繊維の形態
としては、織布、不織布（ペーパー状のものを含む）、
チョツプドストランドマットまたは長繊維マット等の各
種があり、使用目的に応じて前記素材を適宜組合せて使
用しているが、最も一般的な素材としては織布であって
。

第３図に示すように、織布３１を６〜８枚積層し、これ
に樹脂を含浸させ、さらにその最外側表面の少なくとも
一方に金属箔３２を載置し、加熱加圧して基板とする。

ガラス繊維織布の場合ガラス繊維の含有率を高くするこ
とができることと、ガラス繊維織布の有する機械的強度
が大きいためこれを用いた基板は優れた補強効果を有す
る大きな利点がある。しかし、ガラス繊維織布を積層し
てプリント配線用基板とする場合、織布固有の要因から
表面平滑性の点で問題があり、また層間剥離を発生しや
すいという欠点がある。

すなわち、織布を形成しているガラス繊維は通常フィラ
メント径が５〜９ＪＬのモノフィラメントでこのフィラ
メントを数百本集束し、さらに糸の形態を維持するため
に軽く撚りを加えたものを経糸、緯糸としている。従っ
て織布を形成するガラス繊維フィラメントは撚り加工お
よび織成により著しく自由度が拘束されている。

すなわち、従来のプリント配線用基板は、第４図に示す
ように、ガラス繊維織布３１は、樹脂３２によって結合
されているが、織布３１を形成している経糸３３および
緯糸３４は密に集束されており、また経糸３３．３３と
の間にも間隔がある。この場合、樹脂３２は主としてガ
ラス繊維織布３１間に存在し、ガラス繊維織布３１は樹
脂を介して積層接着した状態を形成するとともに、積層
体表面に載置しており金属箔３５が、最上面のガラス繊
維織布３１の経糸３３および緯糸３４の交絡部によって
ミクロ的な凹凸を形成し、表面平滑性が充分でない。

かかる表面平滑性の問題は、機器の高性能化。

小型化に伴ないプリント配線の配線密度の向上およびパ
ターンの微細化に伴なう回路の信頼性の大きな要因であ
り、これの解決が、プリント基板業界の課題となってい
る。現在、標準両面板（１，６ｍｍ厚）の場合で表面平
滑性が７〜９牌程度であるが、これを更に３路程度とす
る要望が高まっている。

また、第４図に示すように、ガラス繊維織布３１を形成
している経糸３３および緯糸３４は、数百本のガラス繊
維に撚りを加えて束ねているため、樹脂３２が該経糸３
３、緯糸３４の内部まで含浸することが困難である。こ
のように樹脂３２の含浸が進み難いということは、ガラ
ス繊維織布３１を積層した基板の樹脂の不均一を生じ、
基板の機械的特性、熱的特性さらには電気的特性に悪影
響を及ぼすばかりでなく、基板の製造速度に直接影響し
、非能率である。

そればかりでなく経糸３３および緯糸３４に対する樹脂
３２の含浸が充分でないことは、積層されているガラス
繊維織布３１の接着が不充分であり、従って層間剥離を
生ずるおそれもある。

またプリント配線用基板に要求される重要な特性として
穴あけ加工性がある。この穴あけ加工は、基板に取付け
る部品を固定する穴および名層の回路を接続するための
穴を穿設するための重要な工程である。この穴あけ加工
には通常打抜き加工とドリリングによるドリル加工との
２つの方法があり、加工コストとしては、当然打抜く加
工の方が安い。前者は主として紙フエノール系の基板で
実施されているが、ガラス繊維織布を用いた基板では型
の摩耗が激しいことに加えて打抜き穴の内壁面がきれい
に仕上がらない等のため、一般的にはドリル加工が行な
われている。

しかし、前記ドリル加工でも、穴あけ昨に異常な割れ、
欠けが生ずる場合がある。すなわち、ガラス繊維織布で
はフィラメントが開繊されておらず、樹脂の含浸が不充
分となり、積層体のガラス繊維織布と樹脂との組成の不
均一を生じ、ドリル加工にとって必ずしも好適ではなく
、従ってドリル加工時におけるドリリング速度を上げる
ことができず、かつ、割れ、欠けが発生し易く、また穴
壁面もきれいに仕上げることができない。

前記穴壁面の異常は、スルーホール部分の不完全の原因
となり、回路の信頼性の低下をもたらす、このようにプ
リント配線基板における穴あけ加工性は、プリント配線
基板によっては回路の信頼性の重要な要因であり、また
生産性にも大きな影響を与える。

従来、前記表面平滑性や含浸性を改善するため、織布の
構成糸の形態を改良することまたは不織布を用いること
、更には織布にローラーで剪断力を与える等の試みがな
されており、またガラス繊維織布の層間剥離を改善する
ため、織布にニードルパンチ加工を施して起毛する方法
等各種の方法が試みられているが、不織布を使用する場
合、表面平滑性、居間剥離には効果が見られるが、不織
布はフィラメント相互にからみがなく拘束されておらず
、接着剤で不織布の形態を維持しており、該接着剤が不
織布に含浸する樹脂と適合する必要があるほか、不織布
はフィラメントまたは糸が相互に拘束することがないた
め、ガラス繊維の含有率は織布の半分以下（約３０％程
度）でしかないため、その補強効果も当然低下し、不織
布の場合には寸法安定性が悪いという欠点があり、織布
の構成糸の改良やローラーで剪断力を与える等も前記問
題点を解決するには効果の点で不充分である。

さらに層間剥離を改善するため織布にニードルパンチ加
工を施す場合には、織布の織成密度とニードルパンチン
グの密度の熱差、ニードルパンチの形状を織布組成との
大きな熱差およびパンチングの方式から、構成糸を完全
に切断破壊したり、目ずれを生じ、またニードルパンチ
ングされない織布の部分が多く残り、従って均一な起毛
１毛羽密生加工は実際上不可能である。

また構成糸の切断破壊は織布の不均一をもたらす。また
ニードルパンチ加工ではパンチ加工部分とパンチ加工さ
れていない部分とからなるため表面平滑性の劣化を生ず
るおそれもある。

また基板の穴あけ加工性を改良するために基材としてガ
ラス繊維ペーパーを使用したり基板の芯部にガラス繊維
ペーパーを使用しその両表面にガラス繊維織布を重ねる
等の試みがなされている（ＯＥＭ−３タイプ）。この場
合穴あけ加工性は改良され、打抜き加工もある程度は可
能になるが前述したようにガラス繊維ペーパーの場合も
不織布と同じで、ガラス繊維の含有量が高くならず補強
効果の点で不充分である。

本発明が解決しようとする問題点 本発明は、ガラス繊維織布を用いたプリント配線用基板
において表面平滑性および層間剥離性を改善するととも
に穴あけ加工性に優れたプリント配線用基板を提供する
ことにある。

問題点を解決するための手段 本発明の第１の発明は、合成樹脂を含浸した複数のガラ
ス繊維織布積層体の少なくとも一方の最外側表面に金属
箔を！置し、加熱加圧したプリント配線用基板において
、前記ガラス繊維織布の経緯糸が開繊しており、該開繊
している繊維間に合成樹脂が侵入し７、該合成樹脂によ
って互いに積層している上下の開繊している繊維を含む
ガラス繊維織布が一体に結合されているという構成から
なるプリント配線用基板であり、また第２の発明は合成
樹脂を含浸した複数のガラス繊維織布ａ層体の少なくと
も一方の最外側表面に金属箔を！！し、加熱加圧したプ
リント配線用基板において、前記ガラス繊維織布の経緯
糸は開繊され、かつ表面が毛羽立てられており、該経緯
糸が開繊し、かつ表面が毛羽立てられている繊維間に合
成樹脂が侵入し、該合成樹脂によって互いに積層してい
る上下の開繊している繊維および毛羽立てられている繊
維を含むガラス繊維織布が一体に結合されているという
構成のものからなるプリント配線用基板である。

作用 本発明のプリント配線用基板に使用される織布はフィラ
メント径が５〜９ルのガラス繊維モノフィラメント数百
本の集合体を構成糸として織成され、さらに何らかの機
械的衝撃を与えることにより（例えば高圧のウォーター
ジェットを表面に噴射する等）経糸、緯糸を構成してい
るフィラメントをばらけさせ、さらには微小な毛羽をほ
ぼ均一に密生させたものである。第１表に高圧のウォー
タージェットを圧力を変えて、織布表面に噴射した場合
の樹脂の含浸性の変化を示す、ここで使用した樹脂は１
次の組成からなるエポキシ樹脂である。

エピコート１００１ （シェル化学株式会社製エポキシ樹脂）１００重量部 ジシアンジアミ　ド　　　　　　　　　　　２重量部ベ
ンジルジメチルアミン　　０．２重量部メチルオキシト
ール　　　約１００重量部なお、使用する高圧ウォータ
ージェットの発生装置は特公昭５７−２２６９２号公報
に示されているものを使用し、また使用したガラス繊維
織布は何れも日東紡績株式会社で製造販売している商品
である。

第１表　　（単位：分−秒） （註）ブランクは高圧ウォータージェット処理していな
いガラス繊維織布 なお、樹脂含浸性の試験法は一定面ｉ（１０ｃｍＸ　１
０　ａｍ）の織布上に一定量（１０Ｃｃ）の樹脂を眞ら
レストランド中の気泡が抜けるまでの時間を測定する。

第１表に明らかなようにウォータージェットを噴射する
ことにより経糸、緯糸のフィラメントが開繊され著しく
樹脂の含浸速度が改善でき、特に噴射圧を高くすること
により含浸速度は大幅に改善できるのが認められる。高
圧のウォータージェット噴射の場合噴射圧が２００　Ｋ
ｇ／ｃｍ”以上の場合に表面の毛羽立ちが起る。

また第２表は含浸性試験で使ったと同じガラス繊維織布
を用いた場合の樹脂コンテントの変化を示すものである
。これに使ったガラス繊維織布および樹脂組成は含浸性
試験に使ったものと同じである。

第　　２　　表 （単位二％） 試験法はＪＩＳ　Ｒ３４２０５，３ｒガラス繊維一般試
験法」による。

第２表から明らかなように噴射圧を高くすることによっ
て樹脂コンテントは増加しており、特に噴射圧２００　
Ｋｇ／ｃ♂以上では経糸、緯糸の表面が起毛するためブ
ランクに比較して更に高くなることが認められる。

以上のように第１の発明は、ガラスミ！維織布を形成し
ている経糸、緯糸がばらけて開繊される結果、経緯糸内
への樹脂の含浸が速く、かつ織布全体に均一に行なわれ
、硬化時の熱プレス効果が充分に発揮され、また経糸、
緯糸もばらけて開繊されるため積層時の加熱加圧により
平坦化し、同時に経緯糸の交絡部も平坦化でき、従って
表面平滑性が改善できる。

さらに第２の発明のごとく経緯糸の表面を均一に起毛す
ることによって前記第１の発明の樹脂の含浸性１表面平
滑性の改善に加えて、前記起毛された繊維が、積層され
るガラス繊維織布間の樹脂中に侵入し、これが被積層織
布との間のアンカー効果を発揮し、耐剥離強度が大幅に
向上し、また該起毛繊維によって表面の樹脂含有率が高
まり、硬化成型によって一段と表面平滑性が改善できる
。

また、本発明はガラス繊維織布に対する樹脂の含浸が均
一であるため、積層体の内部構造が均質化されることに
より剪断応力が場所によって変化せず均等であり、従っ
てドリル加工により形成される穴壁面もきれいであり、
またドリル加工のドリルの回転数や送り速度を増加でき
るという利点もある。さらに内部構造の均質化の結果打
抜き加工によっても簡単に穴あけ加工も可能である。

実施例 第１図および第２図は、それぞれ第１の発明および第２
の発明を示したものであるが、第１図に基づいて第１の
発明を具体的に説明する。

第１の発明の基板ｌは複数のガラス繊維織布２がｍｅさ
れており、該ガラス繊維織布を形成している経糸３およ
び緯糸４がそれぞればらけて開繊されてより扁平にされ
ており、また経糸３同士も近接している。

また樹脂５はガラスｍ１ｎｉｓ布２間のみに介在するこ
となく、ガラス繊維織布２を形成している経糸３および
緯糸４の内部にも充分に含浸している結果、基板ｌ内に
おける樹脂はほぼ均質である。

従って該積層体の表面は平滑であり、従ってこれにｔｌ
している金属箔６はミクロ的に平滑に保持することがで
きる。

また、第２図は第２の発明を示したものであって（第２
図中第１図と同一符号は同一部材である）、積層されて
いるガラス繊維織布２を構成している経糸７および緯糸
８は、その表面が均一、かつ密生している起毛糸９が形
成されており、該起毛糸９が積層されているガラス１＠
織布２間の間隙にある樹脂５によって固定されており、
従ってこれらの起毛糸９が積層されているガラス繊維織
布２間のアンカー効果を発揮し、剥離強度が一段と向上
できる。

また、表面の起毛糸９が多数密生しているため、樹脂５
の含浸量が増加し、硬化成形によって表面平滑性もさら
に改善することができる。

次に、第１の発明および第２の発明について、その表面
平滑性１層間剥離性およびドリル加工性ならびに打抜き
加工性について、従来品との比較において説明する。

（１）表面平滑性 プリント配線用基板は、その表裏両面がガラス繊維織布
（ＷＥ１８ＷＢＺ、）　ニ高圧ウォータージェット処理
した表面を用い、その内側に高圧ウォータージェット処
理しないガラス繊維織布からなるプレプレグシート６枚
（計８枚）が積層されたものからなり（厚さ１．６ｍｍ
）、さらにその表裏両面の外側に、それぞれ銅箔（厚さ
１８ル）が積層されたものである。ここにプレプレグシ
ートに使用した樹脂およびガラス繊維織布は、前記樹脂
含浸性試験に使用したものと同一のものを使用し、高圧
ウォータージェット処理されたガラス繊維織布は第１表
に記載されたものを使用し、また基板の成形条件はプレ
ス圧５０　Ｋｇ／ｃＸ、プレスキュア一温度１７０℃、
プレスキュア一時間９０分である。

表面平滑性は、ＪＩＳ　Ｂ　０８０１　ｒ表面粗さ測定
法」に準拠するもので、第５図に示すように、１００ｃ
＋ｗ平方のサンプル表面内の各点線上のｌＯ箇所（合計
６０箇所）で、１箇所の長さ１０ｍｍとし、万能形状測
定機（小坂研究所株式会社製、商品名５ＥＰ−ＩＡ型）
を使用して測定し、第３表の結果を得た。また比較のた
め、高圧ウォータージェット処理していない前記と同様
のガラス繊維織布８枚を積層した従来品の結果を併記し
た。

第３表　（単位　牌） （註）１）噴射圧はガラス繊維織布に高圧ウォータージ
ェットをかけたときの噴射圧 （以下同様） ２）　※ｎ＝８０の平均値 第３表から明らかなように高圧ウォータージェット処理
された織布を使用したプリント配線用基板の表面平滑性
は従来品と比較して改善され、＃に高圧ウォータージェ
ットの噴射圧が３００　Ｋｇ／ａｍのガラス繊維織布を
使用したものでは、基板の表面平滑性はｘ３７Ｌ以下で
従来品の半分以下と大幅に改善できる。

（２）層間剥離性 ガラス１＠維織布（１＋１Ｈ１８ＷＢＺｚ）は、高圧ウ
ォータージェット処理された各ガラス繊維織布を用い、
これに前記樹脂含浸性の試験において用いたエポキシ樹
脂を含浸したプレプレグシートをそれぞれ積層し、前記
表部平滑性の試験と同一成形条件で基板を形成する。た
だし、試料厚みは測定法の関係から３ｍ層とする。

居間剥離性の試験はＡＳＴＭ　Ｄ−２３４４に準拠した
シートビーム３点支持によって測定し、第４表の結果を
得た。なお、測定方法、サンプルサイズは次の通りであ
った。

測定方法　スパン　　１２ｍｍ 荷重速度　２ｗｍ／分 サンプルサイズ 厚さ　　約３．０＠履 幅　　約１０ｍｍ 長さ　　約４０　　ｍ層 第４表 第４表から明らかなように、噴射圧１００Ｋｇ／ｃ♂の
織布を用いた場合は、従来品に対し約５％、３００〜５
００Ｋｇ／ｃ層の織布では約３０〜４０％層間剪断力が
向上しており、ウォータージェットの噴射で起毛したＦ
ａ雄が居間剥離性に寄与していることが認められる。

（３）　　ドリル加工性 Ａ）第１表のＮｏ、　４およびＮｏ、５ツガラスＦａ維
織布およびウォータージェット処理をしていないガラス
繊維織布（第１表のブランク）でプレプレグレシートを
作り、それぞれ８枚づつを積層し、更にその上下にｔａ
ｐの銅箔を重ねて加熱加圧し厚さ１．６ｍｍの基板を作
る。

なお、プレプレグレシートのレジンコ ンテントは約４０％に調整する。使用樹脂の組成は下記
の通りである。

エビコー）１００１　　　１００部 ジシアンジアミド　　　　　　４部 ＢＤＭＡ　　　　　　　　０．２部 メチルオキシトール　約１００〜 １５０部 また基板の成形条件は、下記の通りで ある。

プレス圧力　　　　　　５０　Ｋｇ／ｃ■プレスキュア
一温度　　１７０℃ プレスキュア一時間　　　９０分 使用ガラス繊維織布および基板のレジ ンコンテントは、第５表に示す。

第５表 前記３種類のプリント配線用基板のドリル加工性の比較
をする。

下記のドリル加工条件の下に、ドリル 回転数とドリル送りの変化による穴壁面の粗さくＩＬ）
を測定する。穴壁面の粗さの測定は断面顕鏡による。

ドリル加工条件 ■　ＮＣドリリングマシン：エクセロンマーク（エクセ
ロンＫＫ製） ■　ドリル加工方法 基板各々３枚重ね スペードドリル直径１■■使用 ０〜７２００ヒツト 当板上側Ｏ８８■層、下側１．６ｍｍ 紙フェノール板 前記条件でドリル加工をおこなった 結果の穴壁面の粗さを第６表に示す。

（Ｂ）第１表中Ｎ００５のガラス繊維織布のプレプレグ
シート６枚を積層し、その上下に厚さｔａｇの銅箔を重
ねて厚さ１．６層層の基板とする。比較のために、ガラ
スペーパー（日本バイリーン株式会社製。

商品名ＥＰ−４０７５）のプレプレグシート４枚とその
上下に、第１表中１ｉ１Ｅ１８ＷＢＺニブランクのガラ
ス繊維織布各１枚（計６枚）の上下に前記と同様銅箔を
重ね、厚さ１．６■層の基板と作成する（ＯＥＭ−３タ
イプ基板）０作用樹脂およびプレス条件は、前記（Ａ）
と同じである。ガラス繊維織布プレプレグシートおよび
ガラスペーパーのプレプレグシートのレジンコンテント
は第７表の通りである。

ｆＪＩＪ７表 得られた基板のガラス基材構成およびレジンコンテント
は、第８表の通りである。

第８表 前記２つの基板についてドリル加工性の比較を行なった
結果第９表の通りである。

第９表に示すごとく本発明品は、現在使用されているＯ
ＥＭ−３タイプの積層板と同等以上のドリル加工性を有
している０本発明品はＯＥＭ−タイプの積層板のガラス
ペーパーにおけるプレプレグシート製造時の加工成形性
の欠点を考えると、ガラス繊維織布を基材とした積層板
の特性を有しなおかつＯＥＭ−３と同等以上のドリル加
工性を有する積層板とすることができるという利点があ
る。

（４）　　打抜き加工性 （３）　（Ｂ）におけるＮ００５使用品および比較品か
らなる基板と、さらにウォータージェット処理していな
いガラス繊維織布（第１表中ＷＥ１８ＷＢＺスのブラン
ク）のみからなる基板について、下記の条件で打抜き加
工試験を行なう。

打抜き加工性の試験方法 （ｉ）　ＡＳＴＭ評価基準による外観目視判定方法ィ　
打抜き加工性試験金型 ＡＳＴＭ　０８１７７−４４による。

口　打抜き加工性評価基準 ＡＳＴＭ法による外観目視判定 （５ｚ）打抜き抵抗および引抜き抵抗の測定イ　試験条
件：ピン径直径１ｍｍ （金型内容）クリアランス０．１ｍ＠（片側）口　測定
機　：万能試験機Ｔｙｐｅ　ＲＨ−１００（島津製作所
株式会社製） 打抜き加工性の試験結果を第１θ表、第ｉｔ表に示す。

第１０表　　　　（点数） 第１１表 以上の結果より本発明品は、現在一般的に使用されてい
るＣＥＭ−３タイプ積層板と同等以上の打抜き加工性を
有しており、従って打抜き加工も可能であることが認め
られる。

発明の効果 以上のごとく本発明の第１の発明はガラス繊維織布を形
成する経緯糸をばらけて開繊させたものを使用している
ため、樹脂の含浸は均一であり。

表面平滑性を改善できるとともに、Ｒ間剥離性が改善で
きるほか、ドリル加工性に優れたプリント配線用基板と
することができる・ さらに第２の発明は経緯糸の表面を毛羽室てることによ
って居間剥離性は一段と改善され、起毛繊維により樹脂
の含浸量を増加でき、表面平滑性も一層改善できる。

また、本発明は基板全体を均質化できるため、ドリル加
工も簡単であり、従って生産性の向上。

コストの低減が図られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の１実施例の要部拡大断面図、第２
図は第２の発明の１実施例の要部拡大断面図、第３図は
プリント配線用基板の説明図、第４図は従来品の要部拡
大断面図、第５図は表面平滑性の試験における測定方法
の説明図である。 ｌ：基板、２ニガラス繊維織布、３．７：経糸。 ４．８：ｉｌ糸、５：樹脂、６：金属箔、９：起毛糸。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成樹脂を含浸した複数のガラス繊維織布積層体
   の少なくとも一方の最外側表面に金属箔を載置し、加熱
   加圧したプリント配線用基板において、前記ガラス繊維
   織布の経緯糸が開繊しており、該開繊している繊維間に
   合成樹脂が侵入し、該合成樹脂によって互いに積層して
   いる上下の開繊している繊維を含むガラス繊維織布が一
   体に結合されていることを特徴とするプリント配線用基
   板。
2. （２）合成樹脂を含浸した複数のガラス繊維織布積層体
   の少なくとも一方の最外側表面に金属箔を載置し加熱加
   圧したプリント配線用基板において、前記ガラス繊維織
   布の経緯糸が開繊され、かつ、表面が毛羽立てられてお
   り、該経緯糸が開繊し、かつ、表面が毛羽立てられてい
   る繊維間に合成樹脂が侵入し、該合成樹脂によって互い
   に積層している上下の開繊している繊維および毛羽立て
   られている繊維を含むガラス繊維織布が一体に結合され
   ていることを特徴とするプリント配線用基板。