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CN1329575C - 玻璃纤维布与印刷电路布线板 - Google Patents

玻璃纤维布与印刷电路布线板 Download PDF

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CN1329575C
CN1329575C CNB008072205A CN00807220A CN1329575C CN 1329575 C CN1329575 C CN 1329575C CN B008072205 A CNB008072205 A CN B008072205A CN 00807220 A CN00807220 A CN 00807220A CN 1329575 C CN1329575 C CN 1329575C
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権藤义宣
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Abstract

本发明是在由纵向线与横向线构成的玻璃纤维布中，(1)纵向线与横向线任一方实际上成无间隙排列，在该实际上无间隙排列线中，满足下式(1-a)；C×A/(25×L×N)≥1.2 ……(1-a)(2)在由纵向线与横向线构成的玻璃纤维布中，纵向线与横向线两方实际上成无间隙排列，且在纵向线与横向线中满足下述式(1-b)；C×A/(25×L×N)≥0.75 ……(1-b)其中，A表示线的线束断面宽度(μm)，L表示线的单纤维直径(μm)、N表示构成线的单纤维根数(根)，C表示线的织物密度(根/25mm)。本发明的玻璃纤维布作为印刷电路布线板基材使用，以本发明的玻璃纤维布为基材用的印刷电路布线板，可由激光加工很好地进行小直径孔加工。

Description

玻璃纤维布与印刷电路布线板
技术领域
本发明涉及电子·电气领域使用的印刷电路布线板，特别是涉及进行小直径孔加工的高密度印刷电路布线板与用于该布线板上的玻璃纤维布。
背景技术
印刷电路布线板、特别是多层印刷电路布线板，是将设有导体层的绝缘基材多块、多层状层叠起来接合而构成。设于各绝缘基材的导体层，在与其上下方向的任意导体层间通过叫做通孔、内部小孔，小盲孔的导通孔实施电气连接。另一方面，随着近年来电子机器的高性能化、小型化，必须随应于印刷电路布线板上高密度化的要求，由于这种布线密度的提高，必然要求小孔的小直径化。
但是，从现有技术看，作为现有技术导通孔加工方法所用的钻孔加工方法所得到的小直径孔，加工面内壁粗糙、加工孔位置有错移，在作为其后续工序的电镀工序中引起从加工孔壁面渗入的电镀液引起的绝缘不良等问题。因此，迄今为止，对构成绝缘基材的玻璃纤维布与基体树脂进行了各种改进。比如，由玻璃纤维布表面处理剂引起的与基体树脂粘结性的改善，开纤加工玻璃纤维布，玻璃单纤维分布均匀化，由提高基体树脂的Tg而得到的耐热性的改善等。
在另一方面，随着高密度化进展，需要进行0.2mm以下的孔加工。但是，小直径钻孔由于折损而消耗激增，由于钻头更换需要更多时间，产生了生产率难以提高的缺点。再者，因为印刷电路布线板小型化，绝缘基材的厚度薄至0.1mm以下，在钻孔加工中也难以将孔的深度控制至0.1mm以下的精度，要形成这样薄的绝缘基材的小盲孔也很困难。因此，最近开发了将导体与0.1mm以下的绝缘层逐次重叠而多层化的、叫做层叠布线板的高密度多层印刷电路布线板，在其小孔形成方法上提出·实施了激光束进行小孔加工。
但是，这种层叠布线板，由于一般绝缘层中不合玻璃纤维布，尺寸稳定性、耐热性大幅度降低。同时，为形成层叠层需要与现有技术不同的工序，使成本大幅度上升。这里，在形成绝缘层中含有0.1mm以下玻璃纤维布的多层印刷电路布线板的小孔中，希望进行激光加工孔方法所适用的玻璃纤维布的开发。
一般，印刷电路布线板，是由作为有机材料的基材树脂和作为无机材料的玻璃纤维布组成的复合材料，是存在着有机材料与无机材料不均匀性的材料。因此，在激光加工孔当中，有着各自材料加工状态不同，引起了孔内壁的粗糙，有损于由电镀实现导体化的可靠性的缺点。即，这是由于在有机材料部与无机材料部激光吸收率、分解温度、热扩散率等不同的缘故。
对于这一点，以适宜加工条件，取得良好的孔加工状态进行了研究，但在作为有机材料的基体树脂和作为无机材料的玻璃纤维布面方向不均匀分布的绝缘基材方面，在各孔间加工孔均匀性的改良未取得结果。
为了改良这种面方向的不均匀性，还进行了提高织物密度、做成无间隙玻璃纤维布的研究，但各加工孔均匀性的改善，却随着玻璃纤维量的增加而引起加工性能的下降，并成为成本上升的主要原因，因此这样并不理想。
另外，作为需要微小孔的高密度布线板的新用途的IC包装最近也显露头脚。其中BGA、CSP面布局型IC包装其形状接近正方形，要求其纵、横方向具有相同机械特性。其中对连接可靠性给予较大影响的层叠板的热膨胀系数，特别要求其纵、横方向的值相同。因此，要求构成为玻璃纤维布的织物密度，在纵、横方向接近为相同数量；同时，对纵向线、横向线的线形比如扁平化、加宽化状态也要求接近。
发明内容
本发明的目的是提供一种玻璃纤维布、和以该玻璃纤维布为基材使用的印刷电路布线板，其中，由作为小直径孔加工方法的钻孔加工、和特别是激光加工，可加工出高密度安装印刷电路布线板的通孔、内部小孔、小盲孔等均匀小直径孔。
本发明者们，就上述课题锐意研究的结果是，着眼于玻璃纤维布的织物构造，以求玻璃纤维布面方向分布的均匀化；具体而言，由对玻璃线线束断面宽度与织物密度进行限定，可以得到与现有玻璃纤维布为基材使用的层叠板相比较，作为提高小直径孔加工性能必须的表面平滑性方面优良的层叠板；特别是对于激光加工，可以发现使得玻璃成分的去除与加工条件的适宜变得容易，及至完成本发明。
本发明如下所述：
1.一种玻璃纤维布，由纵向线和横向线构成，其特征在于：玻璃线单纤维直径在JIS R 3413中公称直径D直径以下，纵向线和横向线中任一方实际上成无间隙排列，另外，该实际上无间隙排列的线的线束断面宽度A(μm)、该线的单纤维直径L(μm)、构成该线的单纤维根数N(根)、与该线的织物密度C(根/25mm)满足下式(1-a)：
C×A/(25×L×N)≥1.2    ......(1-a)。
2.一种玻璃纤维布，由纵向线和横向线构成，其特征在于：玻璃线单纤维直径在JIS R 3413中公称直径D直径以下，纵向线和横向线中任一方实际上成无间隙排列，另外，在纵向线和横向线中，线的线束断面宽度A(μm)、该线的单纤维直径L(μm)、构成该线的单纤维根数N(根)、与该线的织物密度C(根/25mm)满足下式(1-b)：
C×A/(25×L×N)≥0.75    ......(1-b)。
3.按上述1或2所记述的玻璃纤维布，其特征在于，纵向线的织物密度Ct(根/25mm)与横向线织物密度Cy(根/25mm)满足下式(2)：
0.9≤Ct/Cy≤1.1    ......(2)。
4.按上述1、2或3所记述的玻璃纤维布，其特征在于，构成玻璃纤维布的玻璃线的单纤维直径是在JISR3413中公称直径D的粗细以下。
5.一种印刷电路布线板，其特征在于，以上述1～4中任一项所述的玻璃纤维布为基材使用。
这里所说的线束断面宽度A表示图1所示距离。
下面，详细说明本发明。
(i)玻璃纤维布的特征：
玻璃纤维布一般是纵向线与横向线交互沉浮的平织构造，这种情况下，有该线的重合部分、任何一方线存在部分、和叫做蓝孔的由纵线与横线围起来的无玻璃线部分三种状态混合。为得到在小直径孔加工方面性能优异的印刷电路布线板，使得绝缘基材中的玻璃纤维的面分布均匀是很重要的。因此，构成玻璃纤维布的纵向线与横向线中的至少一方的线实际上必须是无间隙排列。
但是，以使织物均匀为目的，在纵向线与横向线形状相近情况下，由于纵向线与横向线交互沉浮，一方线相互间的间隔要受到与该线正交的线的厚度的影响。为此，在使纵向线与横向线都同时为各自线相互间间隔最小的情况下，设一方线束断面宽度为A(μm)、与该线正交的线的厚度为Bc(μm)、该线的织物密度为C(根/25mm)，实际无间隙排列状态由下式(3)来定义：
(A+Bc)×C/1000≥25    ......(3)
最好是满足28≥(A+Bc)×C/1000≥25关系。即如比作为玻璃纤维布的织物密度之单位长度的25(mm)小的话，在相邻线束相互间产生垂直于该线的线厚度以上的间隙；由于仅在树脂层部分显著产生，对加工状态产生不良影响。另外，在激光加工的情况下，由于树脂部分玻璃纤维部分加工状态不同，难以保证加工孔的均匀性。如大于28(mm)，另一方线的弯曲受到限制，对玻璃纤维布厚度方向的均匀性产生不良影响，有使平滑性恶化之倾向。
再者，在不增加绝缘基材中的玻璃纤维量的情况下，为得到上式(3)的关系，最好是使得该线的厚度得以充分扁平化。这里所说的充分扁开化定义如下：
首先，设目标线束断面宽度为A(μm)、构成该线的单纤维直径为L(μm)、构成该线的单纤维根数为N(根)、该线的织物密度为C(根/25mm)，该线最大均匀扩展宽度(以下以W1表示)(μm)，由下式(4)求得。这里所说的单纤维直径L(μm)，使用了JISR3413中所示的单纤维直径公称直径值。
N×L＝W1    ......(4)
因此，扁平化率(以下以F表示)F＝A/W1。
但是，该纤维的扁平状态也受到该线织物密度方面的影响，即织物密度高时，该线和与之相邻的线间的间隙变窄，因此必然地使该线扩展余地变小。反过来，织物密度低时，该线扩展余地变大，其结果，扩展变得容易。这里，由织物密度必然求得的线最大扩宽宽度(以下，以W2表示)(mm)由下式(5)求得，作为扁平化难易度的增重处理定义。
25/C＝W2    ......(5)
由此，以下式(6)表示实际的扁平化率(以下以Ft表示)，在纵向线与横向线都扁平的情况下，定义为纵向线与横向线都满足下式(7)。
Ft＝F/W2＝A/(W1×W2)    ......(6)
Ft≥0.75    ......(7)
即，如纵向线或横向线两者Ft都大于0.75的话，以扁平化了的两方向线覆盖整个玻璃纤维，可以说玻璃纤维布中的玻璃纤维分布均匀、加工性能变得良好。最好是Ft≥0.8，可以说能得到充分的扁平化和均匀化。
尚且，Ft也可由上述(6)式变成如下表示。
Ft＝C×A/(25×L×N)
另外，在纵向线或横向线中任一方经特别扁平化，扁平化了的该线满足下式(8)的情况下，则定义玻璃纤维覆盖了整个玻璃纤维布，玻璃纤维均匀分布。
Ft≥1.0    ......(8)
即，纵向线或横向线任一方Ft大于1.0的话，扁平化了的该线覆盖整个玻璃纤维布，可以说玻璃纤维布中的玻璃纤维分布均匀、加工性能良好。最好是，在Ft≥1.2的情况下，可以说充分扁平化、均匀化。
这样，织物密度与线的扩宽状态有着密切关系，适应层叠板构造的要求、决定布重量与布厚度，选择最适宜的玻璃纤维布。
另外，在纵向线织物密度[以下以Ct(根/25mm)表示]与横向线织物密度[以下以Cy(根/25mm)表示]的关系呈(9)式的情况下，可得到满足最近的层叠板纵向、横向均匀化要求的玻璃纤维布。再者，为限制横向缩织，满足下述(10)式关系更好。
0.9≤Ct/Cy≤1.1    ......(9)
1.0≤Ct/Cy≤1.1    ......(10)
还有，构成玻璃纤维布的玻璃线的单纤维的直径细的一方容易均匀分散，同时印刷电路布线板钻孔加工时阻力也小，进行激光加工时也容易除去玻璃纤维。即，JISR3413的公称直径E以下粗细、最好是公称直径D以下的单纤维直径适合于孔加工。
(ii)玻璃纤维布的制造：
为得到本发明的玻璃纤维布，通常使用的是低捻化的玻璃线捻绞(0.7～1.0转/25mm)，即，由使玻璃线的捻数在0.5转/25mm以下，最好是0.3～0转/25mm，使得线宽更易扩展，很容易形成纵向线与横向线的相邻线相互间实际上成无间隙排列。另外，由于使用了低捻化线，使得线扁平化、线本身断面形状从椭圆形状接近平板形状，玻璃纤维布中的玻璃纤维分布更为均匀。
另外，对于玻璃纤维布扁平化加工，例如水流压力的开纤、以液体为介质的高频振动开纤、具有面压的流体喷射加压、进行由滚轮加压的加工等，由这些可很容易将线宽扩得更宽，更容易形成纵向线与横向线的相邻线相互间实际成无间隙排列之构造。同时，在线的扁平化、线本身断面形状从椭圆形状接近平板形状、玻璃纤维布中的玻璃纤维分布更均匀，可取得与低捻线化同样的效果。再有，在织制在玻璃线与附着了显示润滑剂特性的有机物状态的玻璃纤维布或通常的玻璃纤维布时在附着了所使用的粘结剂、糊剂等的状态(通常叫坯布)的扁平加工或这些方法的组合，可以变得更有效。另外，由两种方法组合也可以变得更为有效。
(iii)玻璃纤维布的组成：
在印刷电路布线板等使用的层叠板玻璃纤维板中，通常使用叫做E玻璃(无碱性玻璃)，但也可以使用D玻璃、S玻璃、高电容率玻璃，玻璃种类不同本发明的效果不受影响。
(iv)层叠板制造：
为作成本发明的印刷电路布线板可遵从常法，例如，使玻璃纤维布中浸含环氧树脂类的基体树脂，作成含浸树脂的预浸树脂布，将其多层或一层叠；或者将多层或单层的层叠于内层芯板上、加热加压成形，由反复操作而得层叠板。
作为印刷电路布线板中使用的树脂，可以举出环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、粘胶丝马来酰亚胺三嗪(BT)树脂、氰化树脂等热硬化树脂，或对聚苯氧(PPO)树脂、聚醚酰亚胺树脂、氟树脂等热塑性树脂，或这些树脂的混合树脂等。另外，也可使用在树脂中混有氢氧化铝等无机填充剂的树脂。
附图说明
图1是说明构成玻璃纤维布的玻璃线之关系、以及纵向线或横向线的线束断面宽度与厚度的模式图。
具体实施方式
下边，借实施例更详细说明本发明，而且本发明也不限于这些。
实施例、比较例中玻璃纤维布的物性、玻璃纤维布的线束断面宽度与厚度、使用玻璃纤维布的层叠板作成方法、以及试验方法，由以下方法测定。
①玻璃纤维布物性测定方法：
按照JISR3420测定。
②纵向线与横向线的线束断面宽度与厚度测定方法：
将玻璃纤维布以常温硬化的环氧层包覆起来，研磨并切出玻璃线断面，分别以电子显微镜(日立制作所制S-570)摄取纵向线与横向线的照片，测定图1所示的线束断面宽度与厚度。
③印刷电路布线板用层叠板作成方法：
作为内层芯板，使用35μm铜箔0.4mm厚两面板，将表层铜箔全面黑化处理，做成芯板。而后在玻璃纤维布中浸含环氧树脂清漆，干燥而得预浸树脂布。将该预浸树脂布每张层叠于该芯板的两层上，再在其上重叠以18μm的铜箔、以175℃、40kgf/cm2加热加压即得层叠板。
④印刷电路布线板加工性评价：
由③所示的层叠板作成方法作成层叠板，将铜箔去氢(エッチカゥ卜)、由二氧化碳气体激光加工机(住友重机械工业(株)LAVIA1000TW)，进行仅表层的小直径孔加工。加工条件是按0.145mm、频率500Hz、脉冲能量18焦/cm2、喷丸数6来进行。
孔加工后，对孔表面形状与断面形状以和玻璃纤维布断面形状同样方法进行观察和特性评价。作为特性，评价内壁粗糙度、加工的再现性。这里，内壁粗糙度表示内壁凸部与凹部的差。另外，加工的再现性表示加工孔底部平均直径的偏差(标准偏差)。
实施例一
作为玻璃纤维布，对纵向线与横向线使用C1200 1/0 1.0Z、在空气喷流室以纵向线69根/25mm、横向线69根/25mm的织物密度织制玻璃纤维布，在所得到的坯布上作为扁平化加工在以加压滚子进行连续加压(线压300N/cm)之后，由高压散水流进行开纤加工(加工压力200N/cm2)。而后，400℃、24小时高温脱糊。
接下来作为表面处理，以作为硅连剂(シランカップリンゲ)的SZ6032[东レ·ダゥュ-ニンゲ]为处理液，浸渍玻璃纤维布，绞液后120℃干燥1分钟，得到质量24g/m2、厚0.028mm的玻璃纤维布。用这种玻璃纤维布以前述方法制成层叠板。
实施例二
作为玻璃纤维布，对纵向线和横向线使用C900 1/0 1.0Z、在空气喷流室中以纵向线69根/25mm、横向线69根/25mm的织物密度织制玻璃纤维布，在所得到的坯布上由高压散水流进行开纤加工(加工压力200N/cm2)。而后，进行400℃、24小时高温脱糊。
接下来进行和实施例一同样的表面处理，得到质量30g/m2、厚0.030mm的玻璃纤维布。用这种玻璃纤维布以前述方法作成层叠板。
实施例三
作为玻璃纤维布，对纵向线与横向线使用D900 1/0 1.0Z、在空气喷流室中、以纵向线69根/25mm、横向线69根/25mm的织物密度织制玻璃纤维布，在所得到的坯布上由高压水流进行开纤加工(加工压力150N/cm2)。而后进行400℃、24小时的高温脱糊。
接下来进行和实施例一同样的表面处理，取得质量30g/m2、厚度0.032mm的玻璃纤维布。用这种玻璃纤维布以前述方法制成层叠板。
参考例
作为玻璃纤维布，对纵向线与横向线使用D450 1/0 0.3Z、在空气喷流室中、以纵向线54根/25mm、横向线54根/25mm的织物密度织制玻璃纤维布，在所得到的坯布上由高压水流进行开纤加工(加工压力300N/cm2)。而后进行400℃、24小时高温脱糊。
接下来进行和实施例一同样的表面处理，得到质量48g/m2、厚度0.042mm的玻璃纤维布。用这种玻璃纤维布以前述方法制成层叠板。
比较例一
作为玻璃纤维布，对纵向线与横向线使用D450 1/0 1.0Z、在空气喷流室中、以纵向线60根/25mm、横向线46根/25mm的织物密度织制玻璃纤维布，而后进行400℃、24小时高温脱糊。
接下来进行与实施例一同样的表面处理，取得质量48g/m2、厚度0.055mm的玻璃纤维布。用这种玻璃纤维布以前述方法制成层叠板。
比较例二
作为玻璃纤维布，对纵向线与横向线使用D900 1/0 1.0Z、在空气喷流室中、以纵向线56根/25mm、横向线56根/25mm的织物密度织制玻璃纤维布，而后进行400℃、24小时高温脱糊。
接下来进行和实施例一同样的表面处理，得到质量25g/m2、厚度0.038mm的玻璃纤维布。用这种玻璃纤维布以前述方法制成层叠板。
以上的实施例、比较例与其评价结果示于表1、表2。
表1
              实施例     参考例
  1   2   3
玻璃纤维布构成内容 单纤维直径    纵向线L(μm)        横向线   4.54.5   4.54.5   55     55
单纤维根数    纵向线N(根)         横向线   100100   144144   100100     200200
织物密度      Ct纵向线C(根/25mm)    Cy横向线Ct/Cy   69691.0   69691.0   69691.0     54541.0
线束断面      纵向线宽度A(μm)    横向线   161352   204354   214356     386464
线束断面厚度  纵向线B(μm)        横向线   1811   1815   1916     2719
(A+Bc)×C/1000纵向线横向线   1226   1526   1626     2227
Ft     纵向线横向线   0.992.16   0.861.51   1.181.97     0.831.00
加工性能 内壁粗糙度(μm) 1.8 2.1 4.5 7.4
孔径偏差(μm)   3.5   4.0   4.4     5.4
表2
        比较例
    1     2
玻璃纤维布构成内容 单纤维直径    纵向线L(μm)        横向线     55     55
单纤维根数    纵向线N(根)         横向线     200200     100100
织物密度     t纵向线C(根/25mm)   Cy横向线Ct/Cy     60461.3     56561.0
线束断面      纵向线宽度A(μm)    横向线     264350     199285
线束断面厚度  纵向线B(μm)        横向线     3734     2617
(A+Bc)×C/1000纵向线横向线     1818     1217
 Ft           纵向线横向线     0.630.64     0.881.27
加工性能 内壁粗糙度(μm) 16.5 9.3
孔径扁差(μm)     16.0     13.8
工业上利用可能性
由使用本发明的印刷电路布线板，特别是由激光光束加工可很好进行印刷电路布线板的小直径孔加工(内壁的粗糙度、加工的再现性、真圆性)。特别是，由于玻璃纤维布中玻璃纤维分布均匀，加工再现性极好，由于高密度实装化，可提供使最近追求的拜依孔(バィセホ-ル)均匀、再现性良好、可进行小直径孔加工的印刷电路布线板。

Claims (5)

1.一种玻璃纤维布，由纵向线和横向线构成，其特征在于：玻璃线单纤维直径在JIS R 3413中公称直径D直径以下，纵向线和横向线中任一方实际上成无间隙排列，另外，该实际上无间隙排列的线的线束断面宽度A(μm)、该线的单纤维直径L(μm)、构成该线的单纤维根数N(根)、与该线的织物密度C(根/25mm)满足下式(1-a)：
C×A/(25×L×N)≥1.2                      ......(1-a)。
2.一种玻璃纤维布，由纵向线和横向线构成，其特征在于：玻璃线单纤维直径在JIS R 3413中公称直径D直径以下，纵向线和横向线中任一方实际上成无间隙排列，另外，在纵向线和横向线中，线的线束断面宽度A(μm)、该线的单纤维直径L(μm)、构成该线的单纤维根数N(根)、与该线的织物密度C(根/25mm)满足下式(1-b)：
C×A/(25×L×N)≥0.75                     ......(1-b)。
3.按照权利要求1或2所记述的玻璃纤维布，其特征在于，纵向线织物密度Ct(根/25mm)与横向线织物密度Cy(根/25mm)满足下式(2)：
0.9≤Ct/Cy≤1.1                           ......(2)。
4.一种印刷电路布线板，其特征在于：以权利要求1或2所述的玻璃纤维布为基材使用。
5.一种印刷电路布线板，其特征在于：以权利要求3所述的玻璃纤维布为基材使用。
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