JPS61244088A

JPS61244088A - プリント回路基板用クロスおよびプリント回路基板

Info

Publication number: JPS61244088A
Application number: JP60085459A
Authority: JP
Inventors: 太田　博紀; 向山　巍
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1986-10-30
Also published as: JPH0571156B2

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】［発明の技術分野］本発明は、プリント回路基板用クロスおよびプリント回
路基板に関するものである。

〔発明の技術的背景と問題点］従来のプリント回路基板用クロスは、無機質繊維製のも
のとしては無アルカリガラス系（例えばＪＩＳ　Ｒ３４
１３に記述されているもの）によるガラスクロスが一般
的であり、ごく少量として、石英ガラス繊維によるクロ
スが用いられている。これらの繊維はいずれも熔融法で
製造されるものであり、その単繊維の断面形状はほぼ真
円または真円に近い円形で実際上円形と云ってよい、こ
れらＱ′ＬＩａ！ｌを製織してなるクロス（例えばＪＩ
Ｓ　Ｒ３４１４に記述されているもの）は、不飽和ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを結
合材とした成形品、例えばプリント回路基板基材として
使用される場合には、先ずヒートクリーニング等の方法
によって集束剤が除去され、樹脂との接着を強固にする
ためクロム系処理剤やシラン系処理剤による表面処理が
施された処理クロス（例えばＪＩＳ　Ｒ３４１Ｂに記述
されているもの）として使用される。

プリント回路基板は樹脂を結合材として処理クロスを積
層してつくられた積層板である。積層数は通常は４〜８
１であるが、多層積層板（以下多層板と呼ぶ）において
はｌＯ数層のもの、多いものではそれ以上のものもある
。この積層板の片面もしくは両面に銅はくを張り合わせ
たものをプリント回路用銅張積層板と云っている。

プリント回路基板用クロスとして使われるガ〜２００ｇ
／ｒｎ’程度のモ織の無アルカリガラスクロスが一般的
である。ガラスクロスがプリント回路基板用基材として
もつ特徴は、その電気特性、機械的性質、化学的抵抗性
、非吸水性などの緒特性、特に不燃性、耐熱性、寸法安
定性である。また品質規格は一般用ガラスクロスに比べ
厳しく特に数値諸元の均一性、外観欠点について要求が
厳しい。

プリント回路基板が特に多層板の場合、多層プリント回
路基板あるいは多層プリント回路用銅張積層板（本願に
おいてはいずれも以下単に多層板と呼ぶ）のもつべき性
能のうち特に基材であるガラスクロスと樹脂に多くを帰
せられる性能の一つとして寸法安定性（変化率）があげ
られる、　ＪＩＳ　０８４８８一部に９８０によれば、
多層プリント回路用銅張積層板（ガラス布基材エポキシ
樹脂）の寸法安定性（変化率）としてエツチング後にお
いて、０．０５％以下、熱処理後において、０．０５％
以下が要求されている０通常の無アルカリガラス糸から
なるガラスクロスに−ｄ多層板はこの要求値を満足する
が、積層数が増加するにつれこの要求値は厳しい衝壁と
なっている。

ＪＩＳ　Ｃ８４８Ｂ一部に９８０における寸法安定性（
変化率）とは、原厚のまま切り出した試験片のエツチン
グによる銅はく除去後の寸法変化率ならびに銅はく除去
後の寸法と　１７０℃で３０分処理し室温まで冷却後の
寸法の変化率である。該寸法安定性に寄与する因子とし
ては、樹脂の熱膨張係数等熱的性質、ガラスの熱膨張係
数、樹脂とガラスの結合の強さ等がある０寸法安定性を
良くする方向として、樹脂の熱膨張係数が小さいこと、
加熱の前後での原寸への復帰性の良いこと、ガラスの熱
膨張係数（通常樹脂より小さい）が小さいこと、ならび
に樹脂とガラスの結合を強くすることが考えられる。

［発明の目的］本発明は無ａ質繊錐からなるクロスであって、樹脂と共
に成形されてプリント回路基板を形成したとき、寸法安
定性の優れたプリント回路基Ｑ得られることを特徴とす
るプリント回路基板用クロスを提供することを目的とす
る。

また本発明は無機質繊維からなるクロスと樹脂とからな
る寸法安定性の優れたプリント回路基板を提供すること
を目的とする。

［発明の目的を達成するための手段］本発明のクロスは、単繊維の断面形状（以下単に断面形
状と書く）が、縦横比（長径／短径）が１．５〜７．５
の長円形（楕円形を含む）、小判形、卵形などの非真円
形状および／または断面形状が前記非真円形状の少くと
も一部に凹部を有する形状の無機質繊維を主体とするプ
リント回路基板用クロスである。

また本発明のプリント回路基板は前記プリント回路基板
用クロスと樹脂とからなるものである。

ここに無機質繊維とは、Ｅガラス繊維、石英ガラス繊維
、その他の組成のガラス１１１６ｍ等であり、クロスと
は無処理のクロスならびに処理クロスならびにロービン
グクロスを含むものとする。

前記した断面形状をもつ無機質繊維として例えばゾルゲ
ル直接紡糸法によって得られる石英ガラス繊維が挙げら
れる。

ゾルゲル直接紡糸法とは、金属アルコレート（エチルシ
リケート、メチルシリケート等）を酸またはアルカリを
触媒として加水分解・重合だゾル液を作り、適度な粘性
（１０〜１．０００ｐｏｉｓｅ）になったところで、ゾ
ル液をノズルから押出して紡糸し、ゲル繊維を作成する
。この状態ではまだ繊維内にはアルコキシドなど多くの
炭素が残存しており、繊維の引張り強度は低いので、　
７００〜１３００℃まで数分〜数時間加熱処理して残留
カーボンを揮散させると共に、焼成して高強度の石英ガ
ラス繊維を得る。

従来９石英ガラス繊維は熔融法で作成されており、高純
度の珪砂などを１ｅｏｏＱ　ｔｅｏｏ℃で熔融して石英
ガラスの円柱状プリカーサ−を作り、作成する。このた
め、莫大なエネルギーを要し、極めて高価な繊維になる
が、ゾルゲル法では、せいぜい１２００〜１３００℃ま
での熱処理ですむため、安価な石英ガラス繊維が得られ
ることとなる。

ゾルゲル直接紡糸法は、前述した如く、金属アルコレー
トを酸またはアルカリを触媒として加水分解−重合させ
たゾル液を紡糸することにあるが、この場合の主要な出
発原料は金属アルコレート、水、触媒、それに水を希釈
するためのアルコール等からなる。これら原料の調合割
合において、金属アルコレートに対する水の比率が大き
くなると一般に断面形状は真円（縦横比ｌ）に近くなり
、その逆では長円形（楕円形を含む）、小判形、卵形と
なって、比率が小さくなるほど縦横比は１より大きくな
り、しかも中央がくびれだ形になってくる。

本発明における、ゾルゲル直接紡糸法によって得た石英
ガラス繊維の単繊維の断面形状の一部態様を第１図（１
）　、（２）　、（３）　、（４）、４ブ１．（８）、
に示す、（１）は長円形（楕円形を含む）、（２）ホ小
判形、（３）は卵形の断面形状、（０は、（１）または
（２）の二部分に凹部を有する断面形状、（５）は（３
）の二部分に凹部を有する断面形状、（６）は（２）の
一部に凹部を有する断面形状、（７）は（１）の一部に
凹部を有する断面形状の態様を示す。

断面形状が縦横比（長径／短径）が１．５〜７．５の非
真円形状および／または断面形状が前記非真円形状の少
くとも一部に凹部を有する形状の無機質繊維からなる糸
からクロスをつくる際の製織性は、従来の無機質繊維に
よるクロスの製織性と比べて格別の問題は生じない、ま
た本発明に係るクロスの、ヒートクリーニング等による
集束剤の除去や各種処理剤による表面処理も従来のクロ
スの場合と特に変らない、また本発明のプリント回路基
板のドリル加工性も従来品と特に変ることがない。

本発明において、単繊維の断面形状の縦横比（長径／短
径、以下縦横比と書く）を第１因に示す口；ｂで定義す
る。長径ａとして断面形状の最大径をとり、短径すとし
ては長径としてとった最大径に垂直な方向での最大径を
とる。

本発明における単繊維としては、第１図（４）。

（５）、　（Ｅｌ）の如く非真円形状の少くとも一部に
凹部（Ａ部分）を有する断面形状のものであってもよい
。

本発明における無機質繊維の断面形状の縦横比は１．５
〜７．５であり、特に好ましくは１．５〜５．０である
。

ａｔｊｈのｋｉｒｌｌｉ形状が長円形（楕円形を含む）
の場合、長径は１０〜３０１Ｌ層、短径は５〜２０ＩＬ
ＩＩの範囲で縦横比が１．５〜５．０が実用的である。

また本発明における無機質繊維の単繊維の引張り強度は
、紡糸工程、それ以降の加工工程。

および製織工程における作業性や品質面を考慮して、約
１５ｋｇ／鳳１２以上を有することが望ましい。

本発明のプリント回路基板用クロスは厚さが０．０２５
〜０．４０層ｌ５好ましくは０．０３０〜０．３０腸組
員量が１５〜ム山ｇ／ゴ、特に１５〜３００　ｇ／ゴの
範囲が好ましい。

上記範囲より薄くなり、あるいは質量が軽くなると、基
板にしたときのクロスの補強効果が小さくなり、所期の
目的が得られなくなる。しかし、多層板に使う場合には
上記程度の薄いクロスが必要であり、一方、プリント回
路基板用であるので極端に厚いクロスは必要がない、ま
た種々の厚さのクロスを用意することにより。

少数枚の厚いクロスの代りに、基板中のクロスの全重量
を変えないで、より多くの枚数の薄いクロスを使うこと
、あるいはその逆など、補強効果、作業性等を考慮しな
がら使用するクロスの選択の幅を広げることができる。

本発明のプリント回路基板用クロスは断面形状が縦横比
１．５〜７．５の長円形（楕円形を含む）、小判形、卵
形などの非真円形状および／または断面形状が前記非真
円形状の少くとも一部に凹部を有する形状の無機質繊維
を主体とするクロスであり、主体の程度は重量比で４０
〜クロスを構成する無機質繊維は、上記単繊維からなる
より糸が一般的であるが、その他ストランド、スライバ
ー、およびそれらを引きそろえたロービング、引きそろ
え糸等（より糸から引きそろえる糸まで、これらを総称
して糸と呼ぶことにする）であってもよい。

本発明のプリント回路基板用クロスの無機質繊維には前
記した断面形状以外の断面形状をもつ単繊維を含んでい
てもよい。

クロスを構成する無機質繊維からなる糸が前記した断面
形状の単繊維の他に前記した断面形状以外の断面形状を
もつ単繊維を含んでいてもよいし、またクロスのたて方
向の糸（いわゆるたて糸）とよこ方向の糸（いわゆるよ
こ糸）のいずれか一方の糸が前記した断面形状以外の断
面形状をもつ単繊維からなる糸、例えば熔融法による石
英ガラス繊維からなっていてもよい。

上記プリント回路基板用クロスは、先ずヒートクリーニ
ング等の方法により集束剤ｊｉ線除去れ、次いで樹脂と
の接着を強固にするためクロム系処理剤やシラン系処理
剤によって表面処理が施されて処理クロスとされる６本
発明のプリント回路基板は樹脂を結合材として上記の処
理されたプリント回路基板用クロスを積層してつくられ
る。前記した如く、プリプレグの形で積層するのが一般
的である。

［作用］本発明の技術分野であるプリント回路基板は、無機質繊
維と樹脂とのいわゆる複合材であり、無機質繊維は樹脂
の補強材としての機能をもっている。無機質繊維がガラ
ス繊維の場合、前記した如く、ガラス繊維の表面をクロ
ム系処理剤やシラン系処理剤によって処理し、ガラス繊
維と樹脂との接着を強固ならしめる。

ＪＩＳ　Ｃ８４８Ｇ一部に９８０に規定されているプリ
ント回路基板の寸法安定性を良くする方向として、樹脂
の熱膨張係数が小さいこと、加熱の前後での原寸への復
帰性の良いこと、ガラス繊維の熱膨Ｉ係数」１常樹脂よ
り小さい）が小さいことならびに樹脂とガラス繊維の結
合を強くすることが挙げられる。ガラス繊維の熱膨張係
数を小さくする方向として、通常のＥガラスの繊維の代
りに石英ガラス繊維を使うことが考えられ、実用されて
いる。

本発明はクロスを構成する無機質繊維を、断面形状が円
形でなく、長円形（楕円形を含む）、小判形、卵形など
の非真円形状および／または前記非真円形状の少くとも
一部に凹部を有する形状のものを主体とすることによっ
て樹脂との接着力を増大せしめることを基盤としている
。

プリント回路基板の補強材である無機質繊維と樹脂の接
着力は他の条件が一定であれば、樹脂と界面を接する無
機質繊維の表面積に比例する。多数の無機質繊維を考え
る代りに代表として単繊維を考えてみる。無機質繊維の
単繊維の長手方向に垂直な断面を考えると、同一組成で
物理的性質が同等な種々の繊維の表面積の太きさの比は
、単繊亀囚該断面の周辺長さの比に等しいと考えてよく
、四−重量の繊維とは該断面の面積が等しい繊維と考え
てよい、結局プリント回路基板の無機質繊維含有量を一
定として。

同一重量の前記種々の繊維の表面積の大きさを比較する
には、前記断面の面積が等しい場合に、該断面の周辺長
さを比較すればよい０本発明は平面図形で面積が一定の
場合、その周辺長さが最も短いのは円であることを利用
し、断面形状が円形である通常の無機質繊維よりも同一
重量の下で表面積の大きい、断面形状が円形でなく長円
形（楕円形を含む）、小判形、卵形などの非真円形状お
よび／または前記非真円形状の少くとも一部に凹部を有
する形状の無機質繊維からなるクロスを提案するもので
あり、また同時に該クロスを補強材としてもつプリント
回路基板を提案するものである。

［実施例Ｊ基材として第１表に示す本発明のゾルゲル直接紡糸法石
英ガラス繊維の平織クロス、通常のラス繊維の平織クロ
スを選んだ、各クロスをヒートクリーニング後、エポキ
シシランで表面処理し、耐熱用エポキシ樹脂を含浸させ
プレプレグにした。これを８層に積層して成形し積層板
とした。このときの積層板試験片２８０ｍｍＸ２８０ｍ
ｍの寸法安定性（変化率）をＪＩＳ　０８４８Ｂに準拠
して測定した。該ＪＩＳにおける寸法安定性とは、　１
７０℃で３０分処理を行う前後の、前記積層板試験片の
寸法変化率である。測定の結果を第２表に示す。

第１表　ガラスクロスとプリプレグ第２表　積層板の寸法安定性比較例としてのＥガラス繊維のクロスによる積層板およ
び熔融性石英ガラス繊維のクロスによる積層板に比べ１
本発明のゾルゲル直接紡糸法石英ガラス繊維のクロスに
よる積層板の寸法安定性は優れている。

［発明の効果］本発明のクロスは、同一の織方、同じ密度。

同じ質量（ｇ／ｒｎ’　）の従来のクロスよりも単繊維
の表面積の総計が大きい０例えば第゛１図（２）に示し
た断面形状の単繊維の周囲長は、ａ／ｂ＝２のとき、同
じ断面積をもつ円形断面の単繊維の周囲長の約１．０８
倍であり、ａ／ｂｍ３のとき約１．２倍、ａ／ｂ−４の
とき約１．３３倍、ａ／ｂｍ５のとき約１．４４倍、従
って単繊維の表面積の総計も上記ａ／ｂの値のそれぞれ
に応じて、ｌより大きい上記の倍率となる。

本発明のクロスと不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂などの複合材からなるプリント回路
基板は、本発明のクロスのもつ上記した特性の故に、従
来のクロスを用いた場合よりも樹脂とクロスの接着が全
体として強固である。プリント回路基板の外部環境温度
を上昇させた場合、クロスは熱膨張係数のより大きい樹
脂の膨張を自由な膨張から抑える作用をもつが１本発明
のクロスは従来のクロスよりも樹脂との接着がはるかに
強固であるが故に、上記の樹脂の膨張を抑える作用もま
た大きい。

この樹脂の膨張を自由な膨張から抑える作用は、クロス
の材料として熱膨張係数のできる限り小さい材料を選ぶ
ことによっても得られる。

実際、広く用いられているＥガラス繊維の代りに熱膨番
飛数のより小さい石英ガラス繊維によるクロスを使用す
ることもある０石英ガラ゛ス繊維によるクロスを用いる
場合においても断面形状が円形の単繊維よりも本発明の
断面形状の単繊維からなる糸によるクロスの方が上記の
樹脂の自由な膨張を抑える作用が大きい。

上記した樹脂の自由な膨張を抑える作用が従来のクロス
に比べて顕著である故に、本発明のクロスを構成部分と
してもつ複合材からなるプリント回路基板は、従来のク
ロスによるものに比べて寸法安定性が優れている。

また本発明のクロスは、構成する糸が円形でない断面お
よび／または非真円形状の少くとも一部に凹部を有する
断面をもつ単繊維からなっているが故に、単繊維相互な
らびに糸相互がずれ難く、従ってクロスの欠点である糸
の目ずれや繊維のほつれが生じ難いという長所をもって
いる。

【図面の簡単な説明】

ｊｌｌｌＩＪ１図（１）、　（２）、　（３）、　（４
）、　（５）、　（８）、はゾルゲル直接紡糸洛−より
得られる石英ガラ′ス繊維の単繊維の断面形状の一部態
様を示す断面図である。（１）は長円形（楕円形を含む
）、（２）は小判形、（３）は卵形の断面形状、（４）
は（１）または（２）の二部分に凹部を有する断面形状
、（５）は（３）の二部分に凹部を有する断面形状、（
６）は（２）の一部に四部を有する断面形状、（７）は
（１）の一部に凹部を有する断面形状の態様を示す断面
図である。ａは長径であって、断面形状の最大径であり、ｂは短径
であって、長径としてとった最大径に垂直な方向での最
大径である。Ａは非真円形状の凹部を示す。第１図 ”’　　　　　　（２）手続補正書１、事件の表示昭和６０年特許願第８５４５９号２、発明の名称プリント回路基板用クロスおよびプリント回路基板３、
補正をする者事件との関係　　特許出願人住　所　　東京都千代田区丸の内二丁目１番２号名称　
（００４）旭硝子株式会社自発補正Ｓ、補正により増加する発明の数　　　　なり７、補正
の対象明細書の発明の詳細な説明の欄８、補正の内容（１）明細書第２頁第１４行目の「系」を「糸」と訂正
する。（２）明細書第３頁第５行目の「プリント回路基板基材
」を「プリント回路基板の基材」と訂正する。（３）明細書第３頁第１２行目の「プリント回路基板は
」の次に「上記した」を加入する。（４）明細書第７頁第１４行目のｒ数分」を「数秒」と
訂正する。（５）明細書第７頁第１８行目のｒ１Ｂ００〜１８００
℃」をｒ２０００℃以上の温度」と訂正する。（６）明細書第８頁第４行目のｒ　１２００Ｊをｒ８０
０　Ｊと訂正する。（７）明細書第８頁第５行目の「安価な」を「より安価
な」と訂正する。（８）明細書第９頁第１７行目から第１８行目の「本発
明の・・・・・・・・・（中略）・・・・・・・・・こ
とがない、」の文章を次の通りに補正する。「本発明のプリント回路基板のドリル加工性は熔融性石
英ガラスクロスを用いたプリント回路基板と特に変るこ
とがない、」（９）明細書第１０頁第１Ｏ行目の「５．
０である。」の次に次の文章を加入する。「１．５未満では本発明の効果が少ない、７．５を超え
る繊維は安定した製造が困難である。」（ｌＯ）明細書第１Ｏ頁第１２行目〜第１３行目の「場
合、長径は・・・・・・（中略）・・・・・・が実用的
である。」の文章を次の通りに補正する。「場合、特に好ましくは前記縦横比が１．５〜５．０．
長径は１０〜３０μｍ、短径は５〜２０μ−の範囲であ
る。」（１１）明細書第１３頁第８行目の「が一般的で
ある。」の次に改行して次の文章を加入する。「上記の樹脂としては、例えば不飽和ポリエステル樹脂
、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、フ
ッ素樹脂、ポリブタジェンなどがあげられる。」（１２）明細書第１７頁の第２表において、基材がゾル
ゲル直接紡糸法石英ガラスの場合の厚さ分布（腸■）ｒ
ｌ、８±０．０４Ｊを「１．５±０．０４Ｊと訂正する
。（１３）明細書第１７頁下から第２行目（７）ｒａ／ｂ
＝２Ｊをｒａ／ｂ＝１．５Ｊと訂正する。（１４）明細書第１８頁第１行目のｒｌ、０８Ｊをｒｌ
、０２Ｊと訂正する。（１５）明細書第１８頁第１行目の「・・・・・・であ
り、」とｒａ／ｂ＝３・・・・・・」の間にｒａ／ｂ＝
２のとき約１．０８倍、」を挿入する。（１６）明細書第１８頁第７行目の「などの」を「など
との」と訂正する。（１７）明細書第１９頁第１８行目の「いる、」の次に
改行して次の文章を加入する。「また石英ガラスはＥガラスに比べて誘電率が小さいの
で、石英ガラス繊維からなる本発明のクロスも同じく誘
電率が小さく、該クロスと樹脂とからなるプリント回路
基板は、Ｅガラスクロスを用いた回路基板よりも回路基
板としての電気的適性が優れている。」以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）単繊維の断面形状が、縦横比（長径／短径）１．
５〜７．５の長円形（楕円形を含む）小判形、卵形など
の非真円形状および／または単繊維の断面形状が前記非
真円形状の少くとも一部に凹部を有する形状の無機質繊
維を主体とするプリント回路基板用クロス。
（２）無機質繊維が、ゾルゲル直接紡糸法により製作し
た石英ガラス繊維であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のプリント回路基板用クロス。
（３）単繊維の断面形状が縦横比（長径／短径）１．５
〜７．５の長円形（楕円形を含む）、小判形、卵形など
の非真円形状および／または単繊維の断面形状が前記非
真円形状の少くとも一部に凹部を有する形状の無機質繊維を主体とするプ
リント回路基板用クロスと樹脂とからなるプリント回路
基板。
（４）無機質繊維が、ゾルゲル直接紡糸法により製作し
た石英ガラス繊維であることを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載のプリント回路基板。