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JP5428651B2 - 金属箔張り積層板、両面金属箔張り積層板、その製造法及びプリント配線板 - Google Patents

金属箔張り積層板、両面金属箔張り積層板、その製造法及びプリント配線板 Download PDF

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Description

本発明は、金属箔張り積層板、両面金属箔張り積層板、その製造法及びプリント配線板に関する。
従来、電子機器の小型化及び高性能化には、任意に折り曲げることが可能なプリント配線板が重要な役割を果たしている。このようなプリント配線板を構成する金属箔張り積層板としては、通常、接着剤を介して銅箔とポリイミドフィルムを貼り合わせた3層基材やポリイミドフィルムに直接、銅箔が形成された2層基材などが用いられる(例えば、非特許文献1及び2を参照)。また、下記特許文献1には、ガラスクロスにポリイミド樹脂を含浸したベースフィルムと銅箔とからなる複合体の銅箔を配線加工した配線板が開示されている。
特開平11−330651号公報
電子材料,2004年10月,p.15〜19 電子材料,2004年10月,p.20〜24
上記非特許文献1及び非特許文献2に記載の配線板はポリイミドフィルムと金属箔とからなる複合体の金属箔を配線加工したものであり、折り曲げは可能であるが、寸法安定性が必ずしも満足のいくものではなかった。
また、近年、電子機器の更なる小型化及び高性能化が進んでいる。これに対応するため、任意に折り曲げることが可能なプリント配線板に対しても、更にコンパクトに収納できることが求められている。配線板をコンパクトに収納する方法としては、例えば、電子機器内部の筐体を巻くように一旦折り目を付けてから折り曲げるといった方法が考えられる。しかしながら、かかる方法に使用可能な配線板は未だ提案されていないのが現状である。
例えば、特許文献1に記載の配線板は、折り曲げは可能であり、寸法安定性が向上したものであるが、折り曲げを繰り返すことにより配線板の折り目部分に損傷が生じるという新たな問題があった。また、配線板の捻れで誘起される引裂かれ(破断)による損傷が生じるという問題もあった。
そこで、本発明は、寸法安定性に優れ、任意に折り目を付けて折り曲げることが可能で、かつ、耐引裂き性に優れる金属箔張り積層板、その製造法及びプリント配線板を提供することを目的とする。
従来、金属箔張り積層板の分野においては、絶縁層の上に、別異の絶縁層を重複させるという発想はなく、特にそうする目的も存在しておらず、実際、絶縁層に別異の絶縁層を重複させることは行われてこなかった。
このような状況のもと、本発明者らは、寸法安定性と折り目を付けた折り曲げ性と耐引裂き性とを兼ね備える金属箔張り積層板を鋭意検討する中で、金属箔に次いで、繊維基材が樹脂に埋設されてなる厚み50μm以下の複合樹脂層(絶縁層)、及び樹脂フィルム(絶縁層)がこの順に位置した構成により、前記3つの特性を兼ね備えることができることを初めて見出し、この知見に基づき本発明を完成するに至った。
本発明は、少なくとも、金属箔、繊維基材が樹脂に埋設されてなる厚み50μm以下の複合樹脂層及び樹脂フィルムがこの順に位置した金属箔張り積層板に関する。
このような金属箔張り積層板は、寸法安定性に優れ、任意に折り目を付けて折り曲げることが可能である。また、このような金属箔張り積層板は、耐引裂き性に優れる。また、このような金属箔張り積層板は、折り目部分で繰り返し折り曲げることができる。
また本発明は、前記繊維基材が、厚み8〜30μmのガラスクロスである前記金属箔張り積層板に関する。
また本発明は、前記樹脂フィルムが、たわみ性があり自己支持性がある、前記金属箔張り積層板に関する。ここで、本明細書において、たわみ性があるとは、外力を加えたときに容易に曲がる性質を備えることをいう。
また本発明は、前記樹脂フィルムの厚みが、1〜80μmである前記金属箔張り積層板に関する。
また本発明は、前記樹脂フィルムの厚みが、5〜50μmである、前記金属箔張り積層板に関する。
また本発明は、前記樹脂フィルムの材質が、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂からなる群より選択されるものである前記金属箔張り積層板に関する。
また本発明は、前記複合樹脂層が、グリシジル基を有する樹脂、アミド基を有する樹脂及びアクリル樹脂からなる群より選択される樹脂の硬化物を含む、前記金属箔張り積層板に関する。
また本発明は、第一の金属箔、第一の繊維基材が樹脂に埋設されてなる厚み50μm以下の第一の複合樹脂層、樹脂フィルム、第二の繊維基材が樹脂に埋設されてなる厚み50μm以下の第二の複合樹脂層及び第二の金属箔がこの順に位置し、第一の繊維基材と第二の繊維基材の間の距離が10〜170μmであり、総厚が300μm以下である前記両面金属箔張り積層板に関する。
このような両面金属箔張り積層板は、寸法安定性に優れ、任意に折り目を付けて折り曲げることが可能である。また、このような両面金属箔張り積層板は、耐引裂き性に優れ、折り目部分で繰り返し折り曲げることができる。さらに、このような両面金属箔張り積層板は、反りが抑制されたものとなる。
また本発明は、前記繊維基材が、厚み8〜30μmのガラスクロスである、前記両面金属箔張り積層板に関する。
また本発明は、前記樹脂フィルムが、たわみ性があり自己支持性がある前記両面金属箔張り積層板に関する。
また本発明は、前記樹脂フィルムの厚みが、1〜80μmである、前記両面金属箔張り積層板に関する。
また本発明は、前記樹脂フィルムの厚みが、5〜50μmである、前記両面金属箔張り積層板に関する。
また本発明は、金属箔、繊維基材に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグ及び樹脂フィルムをこの順に位置するように積層し、熱圧着する、金属箔張り積層板の製造法に関する。
また本発明は、金属箔と繊維基材に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグとを熱圧着した熱圧着物を作製し、次いで、樹脂フィルムを前記熱圧着物の前記金属箔側とは反対側の面に熱圧着する、金属箔張り積層板の製造法に関する。
また本発明は、金属箔、繊維基材に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグ、樹脂フィルム、繊維基材に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグ及び金属箔をこの順に位置するように積層し、熱圧着する、両面金属箔張り積層板の製造法に関する。
また本発明は、金属箔と繊維基材に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグとを熱圧着した熱圧着物を2組作製し、前記金属箔とは反対側の面同士を対向させた2組の前記熱圧着物の間に樹脂フィルムを介在させ、これらを熱圧着する、両面金属箔張り積層板の製造法に関する。
また本発明は、前記金属箔張り積層板、又は前記製造法により得られる金属箔張り積層板の前記金属箔に配線形成加工が施されている、プリント配線板に関する。
また本発明は、前記両面金属箔張り積層板、又は前記製造法により得られる両面金属箔張り積層板の前記第一の金属箔及び前記第二の金属箔に配線形成加工が施されている、プリント配線板に関する。
このようなプリント配線板は、上述のような金属箔張り積層板又は両面金属箔張り積層板を備えるため、折り曲げ性が良好で、寸法安定性に優れ、かつ、耐引裂き性にも優れる。
本発明によれば、任意に折り目を付けた折り曲げが可能で、寸法安定性に優れ、かつ、耐引裂き性に優れる金属箔張り積層板又は両面金属箔張り積層板及びこれらの製造法を提供することができる。本発明によればまた、上記金属箔張り積層板又は上記両面金属箔張り積層板を用いたプリント配線板を提供することができる。
本発明の金属箔張り積層板の一実施形態を示す模式断面図である。 本発明の両面金属箔張り積層板の一実施形態を示す模式断面図である。 本発明における耐引裂き性の評価方法を示す模式図である。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
[金属箔張り積層板(片面金属箔張り積層板)]
図1は、本発明の金属箔張り積層板の一実施形態(片面金属箔張り積層板の例)を示す模式断面図である。図1に示す金属箔張り積層板100は、金属箔1とプリプレグを硬化して得られる複合樹脂層20と樹脂フィルム40とを有する。前記プリプレグの厚みは、60μm以下であることが好ましく、15〜45μmであることがより好ましい。
複合樹脂層20には繊維基材2が埋設され、複合樹脂層20の厚み(d)は50μm以下である。ここで、繊維基材2の厚み(d)は、8〜30μmであることが好ましく、複合樹脂層20の厚みは、繊維基材2の厚みの1.2〜2.5倍であることが好ましい。すなわち、繊維基材2の表裏に所定量の厚みの樹脂層20aを有することで、複合樹脂層20と金属箔1或いは複合樹脂層20と樹脂フィルム40との接着が良好となる。樹脂層20aの厚み(d,d)は、0.8〜22.5μmであることが好ましく、3〜15μmであることがより好ましく、5〜10μmであることが更に好ましい。樹脂層20aの厚みが、22.5μmを超えると、加熱・吸湿に伴う寸法変化が大きくなる傾向にあり、0.8μm未満であると、繊維基材2と樹脂フィルム40の間に存在する樹脂が少なくなり接着力が小さくなる傾向にある。樹脂層20aの厚みがこの範囲にあると、複合樹脂層20と、樹脂フィルム40及び金属箔1との接着性が優れ、折り曲げ性が向上する。なお、金属箔張り積層板100の総厚は200μm以下である。金属箔張り積層板100の厚みがこの範囲であると、折り目を付けた折り曲げ性に優れる。
金属箔1及びプリプレグを硬化して得られる複合樹脂層20の厚みは、例えば電子顕微鏡や金属顕微鏡で金属箔張り積層板100の断面を観察することによって測定できる。金属箔張り積層板を作製する前であれば、マイクロメータで複合樹脂層20の厚みを確認することもできる。金属箔張り積層板100の総厚はマイクロメータで測定し確認することができる。
また、繊維基材2の厚みとしては、例えば電子顕微鏡で金属箔張り積層板100の断面写真を撮影し、その写真において、繊維基材2の、樹脂フィルム40側に向かう凸部とそれに隣接する樹脂フィルム40側に向かう凸部とを結ぶ直線から垂線を金属箔1側に向かって降ろし、その垂線が繊維基材2の金属箔1側に向かう凸部に達した点までを当該垂線として、その垂線の長さを測定する。これを5カ所について測定し、その平均値を本発明における繊維基材2の厚みと定義する。
金属箔1としては、金属箔張り積層板や多層プリント配線板を製造する際に用いられるものであれば特に制限されないが、通常銅箔、アルミニウム箔などが用いられる。金属箔1の厚みは、通常1〜35μm程度のものが用いられる。
銅箔の具体例としては、F3−WS−12(古河サーキットフォイル株式会社製、商品名)などが挙げられる。
繊維基材2としては、従来、金属箔張り積層板や多層プリント配線板を製造する際に用いられるもの等が使用できる。そのような繊維基材の材質としては、ガラス、アルミナ、ボロン、シリカアルミナガラス、シリカガラス、チラノ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア等の無機物や、アラミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、カーボン、セルロース等の有機物が挙げられる。また、これらは1種を単独で又は複数種を組み合わせて(混抄系)用いてもよい。繊維基材の形態としては、特に制限はなく、織布でも不織布でもよいが、織布が好ましく、ガラスクロス(ガラス繊維の織布)がより好ましい。ガラスクロスの具体例としては、WEX−1017、WEX−1027、WEX−1037(旭シュエーベル株式会社製、商品名)などが挙げられる。
繊維基材2には厚み8〜30μmのガラスクロスを用いることが好ましい。このような材料を繊維基材として用いることで、折り曲げ性と寸法安定性とをより高水準で両立することができる。
樹脂フィルム40は、たわみ性があり、自己支持性があることが好ましい。また、自発粘接着性のないことが好ましい。ここで、たわみ性があるとは、外力を加えたときに容易に曲がる性質を備えることをいう。また、自己支持性とは、支持フィルムなしに単体で自立したフィルムであることであり、自発粘接着性とは、その樹脂自体が粘着性や接着性を持たないことである。
このような樹脂としては、フレキシブル基板を構成する金属箔張り積層板に用いることができるものであれば、特に制限なく用いることができ、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂などが挙げられ、溶剤に溶けない樹脂であることが好ましい。市販されている樹脂フィルムを用いてもよい。市販されている樹脂フィルムとしては、例えば、ユーピレックスS(宇部興産株式会社製、商品名)、カプトンH、カプトンE、カプトンEN(以上、東レデュポン株式会社製、商品名)、アピカルAV、アピカルNP、アピカルHP(以上、株式会社カネカ製、商品名)などのポリイミドフィルムやテイジンテトロンフィルムG2(帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名)などのポリエチレンテレフタレートフィルム、テオネックスQ51(帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名)などのポリエチレンナフタレートフィルム、スミライトFS−1100C(住友ベークライト株式会社製、商品名)などのポリエーテルエーテルケトンフィルムがある。また、市販されているフレキシブル銅箔張り積層板の銅箔をエッチングなどにより除去した後の樹脂フィルムを使用することもできる。市販されているフレキシブル銅箔張り積層板としては、例えば、ネオフレックス(三井化学株式会社製、商品名)、エスパネックス(新日鐵化学株式会社製、商品名)がある。
樹脂フィルム40の厚みは、1〜80μmであることが好ましく、5〜50μmであることがより好ましく、8〜25μmであることが特に好ましい。80μmを超えると、折り曲げ性が低下する傾向にあり、1μm未満であると、フィルムの強度が低下する傾向がある。
複合樹脂層20は、繊維基材2を埋設したプリプレグが硬化したものである。なお、本明細書においてプリプレグとは、繊維基材に樹脂を含浸してなる一定の厚みを有するBステージ状態(未硬化状態)のものをいう。
複合樹脂層20は、耐熱性、電気的絶縁性及び耐薬品性の観点から、熱硬化性樹脂組成物を含むことが好ましい。また、上記熱硬化性樹脂組成物は、低い成形温度で成形できるという観点から、グリシジル基を有する樹脂を含むことが好ましい。
金属箔張り積層板100の折り曲げ性(可とう性)及び耐熱性をさらに向上させる観点から、上記熱硬化性樹脂組成物は、アミド基を有する樹脂を含むことが好ましい。前記アミド基を有する樹脂としてシロキサン結合を有するポリアミドイミド樹脂を用いると、より折り曲げ性及び耐熱性向上効果が優れるので好ましい。
また、金属箔張り積層板100の折り曲げ性及び耐熱性をさらに向上させる観点から、上記熱硬化性樹脂組成物は、アクリル樹脂を含むことが好ましい。
金属箔張り積層板100の複合樹脂層20における樹脂部分は、グリシジル基を有する樹脂、アミド基を有する樹脂及びアクリル樹脂からなる群より選択される樹脂の硬化物であることが好ましい。樹脂部分がこのようなものであると、金属箔張り積層板100の折り曲げ性及び耐熱性を更に向上させることができる。なお、本明細書において硬化物とは、一般にCステージ状態まで硬化した状態のものを言い、樹脂中に部分的に未反応の官能基が残っていてもよい。なお、Cステージ状態とは、樹脂が溶剤に対して不溶不融の程度まで硬化した状態をいう。
プリプレグは、例えば、プリプレグ形成用樹脂組成物に繊維基材2を含浸させ、必要に応じて乾燥させることによって製造できる。プリプレグの製造条件に特に制限はないが、特に本実施形態の好ましい範囲の厚みの複合樹脂層20を得るには、プリプレグ形成用樹脂組成物に使用した溶剤が80質量%以上揮発していることが好ましい。このような観点からは、乾燥時の温度は80℃〜180℃とされることが好ましい。また、乾燥時間は、プリプレグ形成用樹脂組成物のゲル化時間に応じて調整すればよい。繊維基材2へのプリプレグ形成用樹脂組成物の含浸量は、プリプレグ形成用樹脂組成物中の固形分及び繊維基材2の総質量に対して、プリプレグ形成用樹脂組成物が30〜80質量%であることが好ましい。
上記プリプレグ形成用樹脂組成物に含有させる樹脂としては、例えば、配線板分野で一般に用いられる絶縁性樹脂を使用することができる。本発明においては、プリプレグ形成用樹脂組成物が、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物であることが好ましい。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ビスマレイミド樹脂、トリアジン−ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂が挙げられる。
熱硬化性樹脂は、グリシジル基を有する樹脂であることが好ましく、エポキシ樹脂を含むことが更に好ましい。エポキシ樹脂を用いることにより、熱硬化性樹脂組成物を180℃以下の温度で硬化が可能となる上、複合樹脂の熱的特性、機械的特性及び電気的特性を向上させることができる。
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA、ノボラック型フェノール樹脂、オルトクレゾールノボラック型フェノール樹脂等の多価フェノール、1,4−ブタンジオール等の多価アルコールとエピクロルヒドリンを反応させて得られるポリグリシジルエーテル、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸等の多塩基酸とエピクロルヒドリンを反応させて得られるポリグリシジルエステル、アミン、アミド又は複素環式窒素塩基を有する化合物のN−グリシジル誘導体、脂環式エポキシ樹脂などが挙げられる。
エポキシ樹脂は2個以上のグリシジル基を有することが好ましい。グリシジル基が多いほどよく3個以上であればさらに好ましい。
具体例としては、YD128、YD8125、YD907、YDCN−704、YDCN−700−10(東都化成株式会社製、商品名)、Ep815、Ep828(油化シェルエポキシ株式会社製、商品名)、DER337(ダウケミカル日本株式会社製、商品名)、EPICLON153、N−673−80M、N−680−75M、N−690−75M、HP4032D(DIC株式会社製、商品名)、EX−212L、EX−214L(ナガセケムテックス株式会社製、商品名)、セロキサイド2021P(ダイセル化学工業株式会社製、商品名)、EPPN502H、NC3000(日本化薬株式会社製、商品名)などが挙げられる。
エポキシ樹脂を用いる場合、その硬化剤を合わせて用いることが好ましい。また、硬化促進剤を用いてもよい。エポキシ樹脂が有するグリシジル基の数が多いほど、硬化剤及び硬化促進剤の配合量を少なくすることができる。
エポキシ樹脂の硬化剤は、エポキシ樹脂と反応するものであれば制限なく用いることができる。例えば、アミン類、イミダゾール類、多官能フェノール類、酸無水物類が使用できる。アミン類としては、例えば、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、グアニル尿素が挙げられる。多官能フェノール類としては、ヒドロキノン、レゾルシノール、ビスフェノールA及びこれらのハロゲン化合物、さらに、ホルムアルデヒドとの縮合物であるノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂などが挙げられる。酸無水物類としては、無水フタル酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、メチルハイミック酸などが挙げられる。イミダゾール類としては、アルキル基置換イミダゾール、ベンゾイミダゾールなどが挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
具体例としては、FG−2000(帝人化成株式会社製、商品名)などが挙げられる。
熱硬化性樹脂組成物における硬化剤の配合量は、樹脂がエポキシ樹脂であって硬化剤がアミン類の場合、アミンの活性水素の当量と、エポキシ樹脂のエポキシ当量がほぼ等しくなる量であることが好ましい。樹脂がエポキシ樹脂であって硬化剤としてイミダゾールを採用する場合、単純に活性水素との当量比とならず、経験的にエポキシ樹脂100質量部に対して、0.001〜10質量部が好ましい。多官能フェノール類や酸無水物類の場合、エポキシ樹脂1当量に対して、フェノール性水酸基やカルボキシル基0.6〜1.2当量が好ましい。硬化剤の配合量は、少なければ未硬化のエポキシ樹脂が残り、Tg(ガラス転移温度)が低くなる傾向にある。この配合量が多すぎると、未反応の硬化剤が残り、絶縁性が低下する傾向にある。
エポキシ樹脂の硬化促進剤は、エポキシ樹脂と反応するものであれば制限なく用いることができる。例えば、アミン類、イミダゾール類、多官能フェノール類、酸無水物類が使用できる。アミン類としては、例えば、ジアミノジフェニルメタン、グアニル尿素が挙げられる。多官能フェノール類としては、ヒドロキノン、レゾルシノール、ビスフェノールA及びこれらのハロゲン化合物、さらに、ホルムアルデヒドとの縮合物であるノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂などが挙げられる。酸無水物類としては、無水フタル酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、メチルハイミック酸などが挙げられる。イミダゾール類としては、アルキル基置換イミダゾール、ベンゾイミダゾールなどが挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
具体例として、1−シアノエチル−2−エチル−1−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル2−エチル−1−メチルイミダゾールなどが挙げられる。
熱硬化性樹脂組成物における硬化促進剤の配合量は、樹脂がエポキシ樹脂であって硬化促進剤がアミン類の場合、アミンの活性水素の当量と、エポキシ樹脂のエポキシ当量がほぼ等しくなる量であることが好ましい。樹脂がエポキシ樹脂であって硬化促進剤としてイミダゾールを採用する場合、単純に活性水素との当量比とならず、経験的にエポキシ樹脂100質量部に対して、0.001〜10質量部が好ましい。多官能フェノール類や酸無水物類の場合、エポキシ樹脂1当量に対して、フェノール性水酸基やカルボキシル基0.6〜1.2当量が好ましい。硬化促進剤の配合量は、少なければ未硬化のエポキシ樹脂が残り、Tg(ガラス転移温度)が低くなる傾向にある。この配合量が多すぎると、未反応の硬化促進剤が残り、絶縁性が低下する傾向にある。
熱硬化性樹脂組成物は、金属箔張り積層板100の可とう性や耐熱性の向上することを目的に高分子量の樹脂成分を含むことができる。この目的のための樹脂としては、アミド基を有する樹脂やアクリル樹脂が挙げられる。アミド基を有する樹脂としては、例えば、ポリアミドイミド樹脂が挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂は、イミド基及びアミド基を繰り返し単位に含む樹脂であり、一分子中にアミド基を10個以上含むポリアミドイミド分子を70モル%以上含むことが好ましい。
ポリアミドイミド樹脂中の、一分子中にアミド基を10個以上含むポリアミドイミド分子の含有割合は以下のように計算される。
まず、ポリアミドイミド樹脂の質量(A)[g]及びポリアミドイミド樹脂(A)g中のアミド基のmol数(B)を測定する。なお、ポリアミドイミド樹脂(A)g中のアミド基のmol数(B)は、NMR、IR、ヒドロキサム酸−鉄呈色反応法、N−ブロモアミド法などにより測定できる。
そして測定した(A)、(B)を用い、下記式(I)により、一分子中にアミド基を10個含むポリアミドイミドの平均分子量(D)を計算する。
(D)=(A)/((B)/10) …(I)
次に、ポリアミドイミド樹脂の分子量分布のクロマトグラム(C)をGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定する(25℃における標準ポリスチレン換算)。なお、GPCの溶離液としては、テトラヒドロフラン/ジメチルホルムアミド=50/50(体積比)混合液にリン酸0.06mol/L、臭化リチウム一水和物0.03mol/Lを溶解した液が使用され、カラムとしては、GL−S300MDT−5(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、商品名)を2本直結したものが使用される。
そして、得られたポリアミドイミド樹脂の分子量分布のクロマトグラム(C)において、分子量が、一分子中にアミド基を10個含むポリアミドイミドの分子量(D)以上となる領域の面積を計算することにより、ポリアミドイミド樹脂中の、一分子中にアミド基を10個以上含むポリアミドイミド分子の含有割合を求めることができる。
ポリアミドイミド樹脂としては、シロキサン構造を樹脂中に持ったシロキサン変性ポリアミドイミドが好ましい。シロキサン変性ポリアミドイミドは、例えば、芳香族環を2個以上有する芳香族ジアミン及びシロキサンジアミンの混合物と、無水トリメリット酸を反応させて得られるジイミドジカルボン酸と、を含む混合物及びジイソシアネートを反応させて得ることができる。この場合、芳香族環を2個以上有する芳香族ジアミンaとシロキサンジアミンbの混合比率(モル比)は、a/b=99.9/0.1〜0/100の範囲内であることが好ましく、a/b=95/5〜30/70の範囲内であることがより好ましく、a/b=90/10〜40/60の範囲内であることが更に好ましい。シロキサンジアミンbの混合比率が高くなるとTgが低下する傾向にある。また、シロキサンジアミンbの混合比率が低くなると金属箔張り積層板の樹脂20a、30a中へ、ワニスに使用した溶剤が多く残存する傾向がある。
芳香族ジアミンとしては、例えば、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(BAPP)、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’−ジメチルビフェニル−4,4’−ジアミン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル−4,4’−ジアミン、2,6,2’,6’−テトラメチル−4,4’−ジアミン、5,5’−ジメチル−2,2’−スルホニルビフェニル−4,4’−ジアミン、3,3’−ジヒドロキシビフェニル−4,4’−ジアミン、(4,4’−ジアミノ)ジフェニルエーテル、(4,4’−ジアミノ)ジフェニルスルホン、(4,4’−ジアミノ)ベンゾフェノン、(3,3’―ジアミノ)ベンゾフェノン、(4,4’−ジアミノ)ジフェニルメタン、(4,4’−ジアミノ)ジフェニルエーテル、(3,3’―ジアミノ)ジフェニルエーテルなどが例示できる。
シロキサンジアミンとしては、例えば、以下のものが挙げられる。なお、下記式(3)、(4)、(5)、(6)において、nは1〜50の整数を示し、mは1〜10の整数を示す。但し、式(6)中のm及びnは、1<m+n<50を満たす。
Figure 0005428651
Figure 0005428651
Figure 0005428651
Figure 0005428651
なお、上記一般式(3)で表されるシロキサンジアミンとしては、X−22−161AS(アミン当量450)、X−22−161A(アミン当量840)、X−22−161B(アミン当量1500)(以上、信越化学工業株式会社製、商品名)、BY16−853(アミン当量650)、BY16−853B(アミン当量2200)、(以上、東レダウコーニングシリコーン株式会社製、商品名)などが例示できる。上記一般式(6)で表されるシロキサンジアミンとしては、X−22−9409(アミン当量700)、X−22−1660B−3(アミン当量2200)(以上、信越化学工業株式会社製、商品名)などが例示できる。
無水トリメリット酸と反応させるジアミンには、脂肪族ジアミンを含んでいてもよい。脂肪族ジアミンとしては、例えば、下記一般式(7)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0005428651
式(7)中、Xはメチレン基、スルホニル基、エーテル基、カルボニル基又は単結合を示し、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、フェニル基又は置換基を有していてもよいフェニル基(置換フェニル基)を示し、pは1〜50の整数を示す。
及びRは、水素原子、炭素数が1〜3のアルキル基、フェニル基、置換フェニル基が好ましく、フェニル基に結合していてもよい置換基としては、炭素数1〜3のアルキル基、ハロゲン原子などが例示できる。
低弾性率及び高Tgの両立の観点からは、上記一般式(7)におけるXはエーテル基であることが好ましい。このような脂肪族ジアミンとしては、ジェファーミンD−400(アミン当量400)、ジェファーミンD−2000(アミン当量1000)などが例示できる。
ジイミドジカルボン酸と反応させるジイソシアネートは、例えば、下記一般式(8)で表される。
Figure 0005428651
式(8)中、Dは少なくとも1つの芳香環を有する2価の有機基、又は、2価の脂肪族炭化水素基を示す。芳香環を有する2価の有機基としては、−C−CH−C−で表される基、トリレン基、ナフチレン基が好ましく、2価の脂肪族炭化水素基としては、ヘキサメチレン基、2,2,4−トリメチルヘキサメチレン基及びイソホロン基が好ましい。
ジイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネートを用いることが好ましく、芳香族ジイソシアネート及び脂肪族ジイソシアネートを併用することが更に好ましい。
芳香族ジイソシアネートとしては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、2,4−トリレンダイマーなどが例示できる。これらの中でもMDIを用いることが特に好ましい。MDIを用いることにより、得られるポリアミドイミドの可撓性を向上させることができる。
具体例としては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン株式会社製、商品名)などが挙げられる。
脂肪族ジイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどが例示できる。
芳香族ジイソシアネート及び脂肪族ジイソシアネートを併用する場合は、脂肪族ジイソシアネートを芳香族ジイソシアネートに対して5〜10モル%程度添加することが好ましい。これにより、得られるポリアミドイミドの耐熱性を更に向上させることができる。
上記合成法によって得られるシロキサン結合を有するポリアミドイミド樹脂には、KS6600、KS6600F、KS9500、KS9900F、KS9900B(以上、日立化成工業株式会社製、商品名)などがある。
アクリル樹脂としては、例えば、アクリル酸モノマ、メタクリル酸モノマ、アクリロニトリル、グリシジル基を有するアクリルモノマなどを、単独で重合した重合物又はこれらを複数共重合した共重合物を使用することができる。アクリル樹脂の分子量に特に制限はないが、GPC測定における標準ポリスチレン換算の重量平均分子量で好ましくは30万〜100万、より好ましくは40万〜80万のものが用いられる。これらのアクリル樹脂は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤と併用することが好ましい。
具体例としては、HTR−860−P3(ナガセケムテックス株式会社製、商品名)などが挙げられる。
また、複合樹脂層20を形成するための樹脂は、難燃性の向上を目的に添加型の難燃剤を含んでいてもよい。中でも、水酸化アルミニウム(昭和電工株式会社製、商品名HP360)、シリカ(アドマテックス株式会社製、商品名SO−E5)及びリンを含有するフィラーが好ましい。リンを含有するフィラーとしてはOP930(クラリアント社製、商品名、リン含有量23.5wt%)、HCA−HQ(三光株式会社製、商品名、リン含有量9.6wt%)、ポリリン酸メラミンPMP−100(リン含有量13.8wt%)、PMP−200(リン含有量9.3wt%)、PMP−300(リン含有量9.8wt%)(以上日産化学株式会社製、商品名)などが挙げられる。
金属箔張り積層板100は、例えば金属箔1、繊維基材2に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグ及び樹脂フィルム40をこの順に位置するように積層し、加熱及び加圧(熱圧着)することによって得ることができる。この方法によれば、各部材から金属箔張り積層板100に至るまでに1回の熱圧着で済み、簡便に作業性よく効率的に製造できる。なお、本明細書において、積層とは重ね合わせることを意味する。
また、金属箔張り積層板100は、金属箔1と繊維基材2に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグとを一旦熱圧着し、次いで、樹脂フィルム40を前記プリプレグに熱圧着することによっても得ることができる。この方法は、金属箔1と複合樹脂層20を予め熱圧着しておく必要がある場合に有効である。例えば、極薄の金属箔を用いる場合、金属箔単体では持ち運びしにくいため、予め繊維基材に樹脂を含浸してなるプリプレグと熱圧着した後、樹脂フィルム40を熱圧着物の複合樹脂側に熱圧着すると所望の金属箔張り積層板を効率よく得られる。
一例としては、極薄の金属箔とガラスクロスに樹脂を含浸してなる厚み10〜60μmのプリプレグとを、プリプレグの硬化反応が進みすぎない程度の温度(例えば80〜120℃程度)で熱圧着し(第一の熱圧着)て仮止めして仮止め体とし、その後、仮止め体のプリプレグ側に樹脂フィルムを配置してプリプレグの硬化反応が充分促進する程度の温度(例えば170〜230℃程度)で熱圧着する(第二の熱圧着)方法が挙げられる。ここで、熱圧着時の圧力は、通常、0.2〜10MPa程度である。また、別の一例としては、前記第二の熱圧着時にプリプレグと樹脂フィルムの間に別の接着材層を設け、その層を介して熱圧着する方法が挙げられ、この場合には前記第一の熱圧着の温度は、プリプレグの硬化反応が進みすぎない程度でも、充分促進する程度でもよい。以上のような方法によって、所望の金属箔張り積層板を効率よく得られる。
なおここで、極薄の金属箔とは、通常1〜5μmの厚さの金属箔をいう。
[両面金属箔張り積層板]
図2は、本発明の両面金属箔張り積層板の一実施形態を示す模式断面図である。図2に示す両面金属箔張り積層板200は、第一の金属箔1と、繊維基材2が埋設されてなる第一のプリプレグを硬化して得られる第一の複合樹脂層20と、樹脂フィルム40と、繊維基材3が埋設されてなる第二のプリプレグを硬化して得られる第二の複合樹脂層30及び第二の金属箔4とをこの順に備える。
ここで、複合樹脂層20、30の厚み(d)は、それぞれ50μm以下である。この厚みが50μmを超えると折り曲げ性が劣る。一方、薄すぎると寸法安定性や耐引裂き性も劣る傾向があることから、この厚みの下限は10μmであることが好ましい。また、繊維基材の入手容易性の観点からは、16μm以上であることが好ましい。なお、複合樹脂層20、30の厚みは、例えば電子顕微鏡や金属顕微鏡で両面金属箔張り積層板200の断面を観察することによって測定できる。両面金属箔張り積層板を作製する前であれば、マイクロメータで厚みを確認することもできる。
なお、両面金属箔張り積層板200の反りを抑制する観点からは、第一の複合樹脂層20及び第二の複合樹脂層30の厚みは、ほぼ同じであることが好ましい。
また、第一の繊維基材2と第二の繊維基材3の間の距離は10〜170μmである。この距離が、10μm未満だと、繊維基材同士が近すぎて、曲げにくい。また、170μmを超えると、積層板全体の厚みが厚くなり、曲げにくくなる。
なお、第一の繊維基材2と第二の繊維基材3の間の距離は、例えば両面金属箔張り積層板200の断面の電子顕微鏡写真から測定できる。以下、当該距離の定義について図2を用いて具体的に説明する。
第一の繊維基材2中の樹脂フィルム側に向かう任意の凸部50aとそれに隣接する樹脂フィルムに向かう凸部50bを結ぶ直線から垂線を第二の繊維基材3中の樹脂フィルム側に向かう凸部50cに向かって降ろし、その垂線が凸部に達した点までを当該垂線として、その垂線の長さdを測定する。これを5カ所について写真撮影を行い、前記垂線の長さを測定し、その平均値を本発明における第一の繊維基材2と第二の繊維基材3の間の距離と定義する。
両面金属箔張り積層板200の総厚は300μm以下である。両面金属箔張り積層板200の厚みが300μm以下であると、折り目を付けた折り曲げ性が良好となる。両面金属箔張り積層板200の総厚はマイクロメータで測定し確認することができる。
プリプレグを硬化して得られる複合樹脂層20及び30は、それぞれ、樹脂20a及び30aと、これらの樹脂中にそれぞれ埋設された繊維基材2及び3とからなるものであり、例えば、プリプレグ形成用樹脂組成物に繊維基材を含浸させて得られるプリプレグを、硬化させることにより形成できる。なお、プリプレグの厚みは、60μm以下であることが好ましく、10〜50μmであることがより好ましく、15〜45μmであることが更に好ましく、17〜40μmであることが特に好ましい。プリプレグの厚みが、60μmを超えると、プレス積層時に樹脂流れが大きくなり、複合樹脂層20及び30の厚みが不均一になる傾向にあり、10μm未満であると、繊維基材2及び3と樹脂フィルム40との間に存在する樹脂が少なくなり接着力が小さくなる傾向にある。
樹脂層20a及び30aの厚みは、0.8〜22.5μmであることが好ましく、3〜15μmであることがより好ましく、5〜10μmであることが更に好ましい。樹脂層20a及び30aの厚みが、22.5μmを超えると、加熱・吸湿に伴う寸法変化が大きくなる傾向にあり、0.8μm未満であると、繊維基材2及び3と樹脂フィルム40の間に存在する樹脂が少なくなり接着力が小さくなる傾向にある。樹脂層20aの厚みとは、複合樹脂層表面と、繊維基材2との距離を示す。例えば、樹脂層20aの厚みは、図2に示すように、d又はdとなる。樹脂層20a及び30aが十分な厚みを有することで、複合樹脂層と金属箔との接着又は複合樹脂層と樹脂フィルムとの接着が良好となる。樹脂層20aの厚みの測定は、例えば電子顕微鏡で本発明の両面金属箔張り積層板の断面写真を撮影し、その写真において、繊維基材2の金属箔側に向かう凸部とそれに隣接する金属箔1側に向かう凸部を結ぶ直線から垂線を金属箔1側に向かって降ろし、金属箔1と複合樹脂層20の界面に達した点までを当該垂線として、その垂線の長さを測定する。これを5カ所について測定し、その平均値を計算することによって求める。
樹脂層30aの厚みについても樹脂層20aの厚みと同様にして求められる。
金属箔1、4としては、金属箔張り積層板100の金属箔1と同様のものを用いることができる。また、繊維基材2、3としては、金属箔張り積層板100の繊維基材2と同様のものを用いることができる。
なお、第一の繊維基材2及び第二の繊維基材3は、厚み8〜30μmのガラスクロスであることが好ましい。このような繊維基材を用いることで、折り曲げ性と寸法安定性とをより高水準で両立することができる。また、両面金属箔張り積層板200の反りを抑制する観点からは、第一の繊維基材2及びと第二の繊維基材3は同じ種類のほぼ同じ厚みのものであることが好ましい
なお、繊維基材の厚みは、例えば両面金属箔張り積層板の断面の電子顕微鏡写真から測定できる。具体的には、第一の繊維基材2中の樹脂フィルム側に向かう凸部50aとそれに隣接する樹脂フィルム側に向かう凸部50bを結ぶ直線から垂線を第一の金属箔1側に向かって降ろし、その垂線が第一の繊維基材2中の金属箔1側に向かう凸部に達した点までを当該垂線として、その垂線の長さdを測定する。これを5カ所について測定し、その平均値を第一の繊維基材2の厚みとする。なお、第二の繊維基材3についても同様の方法により測定できる。
樹脂20a、30aを形成する樹脂としては、金属箔張り積層板100の複合樹脂層20を形成するための樹脂と同様のものを用いる。また、樹脂フィルム40としては、金属箔張り積層板100の樹脂フィルム40と同様のものを用いる。
両面金属箔張り積層板200は、例えば、金属箔1、繊維基材2に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグ、樹脂フィルム40、繊維基材3に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグ、金属箔4の順に順次積層し、加熱及び加圧(熱圧着)することにより製造することができる。この方法によれば、各部材から両面金属箔張り積層板200に至るまでに1回の熱圧着で済み、簡便に作業性よく効率的に製造できる。
また、両面金属箔張り積層板200は、金属箔1(第一の金属箔)と繊維基材2に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグとを熱圧着し、次いで、前記複合樹脂層側に樹脂フィルム40、繊維基材3に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグ、及び金属箔4(第二の金属箔)をこの順に位置するように積層し、熱圧着することによって得ることができる。第一の金属箔1に極薄の金属箔を用いる場合には、この方法が好ましい。
さらに、両面金属箔張り積層板200は、金属箔と繊維基材に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグとを熱圧着した熱圧着物を2組作製し、前記金属箔とは反対側の面同士を対向させた2組の前記熱圧着物の間に樹脂フィルム40を介在させ、これらを熱圧着することによっても得ることができる。この方法は、両面の金属箔に極薄の金属箔を用いる場合に有効である。
具体的な一例としては、極薄の金属箔と繊維基材に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグを硬化反応が進みすぎない程度の温度(例えば80〜120℃程度)で熱圧着(第一の熱圧着)した仮止め体を2組用意し、双方の仮止め体のプリプレグ側を向かい合わせ、間に樹脂フィルムを配置して、プリプレグの硬化反応が充分促進する程度の温度(例えば170〜230℃程度)で熱圧着する(第二の熱圧着)方法が挙げられる。ここで、熱圧着時の圧力は、通常、0.2〜10MPa程度である。
別の一例としては、前記第二の熱圧着時にプリプレグと樹脂フィルムとの間に別の接着材層を設け、その接着材層を介して熱圧着する方法が挙げられ、この場合には前記第一の熱圧着の温度は、プリプレグの硬化反応が進みすぎない程度でも、充分促進する程度でもよい。以上の方法によって、所望の両面金属箔張り積層板を効率よく得られる。
なお、両面金属箔張り積層板200においては、複合樹脂層の樹脂はCステージ状態まで硬化しているが、部分的に未反応の官能基が残っていてもよい。
[プリント配線板]
上記金属箔張り積層板100や上記両面金属箔張り積層板200などの金属箔張り積層板の金属箔に回路などの配線形成加工を施すことでプリント配線板を作製することができる。配線形成加工としては、金属箔のエッチングなどが挙げられる。このようなプリント配線板は、上述のような金属箔張り積層板又は両面金属箔張り積層板を備えるため、折り曲げ性が良好で、寸法安定性に優れ、かつ、耐引裂き性にも優れる。
なお、寸法安定性の観点からは、片面金属箔張り積層板よりも、両面金属箔張り積層板を用いることが好ましい。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、金属箔張り積層板100は、複合樹脂層20金属箔1との間、又は複合樹脂層20と樹脂フィルム40との間に、本発明の効果を損なわない範囲で熱硬化性樹脂を含む接着フィルムなどの中間層を備えてもよい。また、両面金属箔張り積層板200は、複合樹脂層20、30と金属箔1、4との間、又は複合樹脂層20、30と樹脂フィルム40との間に、本発明の効果を損なわない範囲で熱硬化性樹脂を含む接着フィルムなどの中間層を備えてもよい。なお、ここで、接着フィルムに用いられる熱硬化性樹脂としては、例えば、上記複合樹脂層形成用樹脂組成物や上記樹脂フィルムに用いられる樹脂のうち熱硬化性を有するものなどが挙げられる。但し、複合樹脂層と樹脂フィルムの間には、金属配線層を設けないことが、折り曲げ性や接着性などの点で好ましい。
以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[プリプレグ形成用樹脂組成物の調製]
プリプレグ形成用樹脂組成物として、後述のように、ワニス1〜4を準備した。
(ワニス1の調製)
シロキサン結合を有するポリアミドイミド樹脂(日立化成工業株式会社製、商品名KS9900B)22.44kg(樹脂固形分31.2質量%)、エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、商品名EPPN502H)2.0kg(樹脂固形分50質量%のメチルエチルケトン溶液)、エポキシ樹脂(DIC株式会社製、商品名HP4032D)3.0kg、エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、商品名NC3000)1.0kg(樹脂固形分50質量%のメチルエチルケトン溶液)及び硬化促進剤として1−シアノエチル−2−エチル−1−メチルイミダゾール8.0gを配合し、樹脂が十分に混合するように約1時間撹拌した後、脱泡のため室温(25℃)で24時間静置してワニス1を得た。
(ワニス2の調製)
シロキサン結合を有するポリアミドイミド樹脂(日立化成工業株式会社製、商品名KS9900B)22.44kg(樹脂固形分31.2質量%)、エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、商品名EPPN502H)2.0kg(樹脂固形分50質量%のメチルエチルケトン溶液)、エポキシ樹脂(DIC株式会社製、商品名HP4032D)3.0kg、エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、商品名NC3000)1.0kg(樹脂固形分50質量%のメチルエチルケトン溶液)及び硬化促進剤として1−シアノエチル−2−エチル−1−メチルイミダゾール8.0gを配合し、さらに難燃剤(クラリアント社製、商品名OP930)1.0kg、水酸化アルミニウム(昭和電工株式会社製、商品名HP360)1.5kgを加えて樹脂が十分に混合するように約3時間撹拌した後、脱泡のため室温(25℃)で24時間静置してワニス2を得た。
(ワニス3の調製)
エポキシ樹脂(DIC株式会社製、商品名EPICLON153)3.4kg、硬化剤(帝人化成株式会社製、商品名FG−2000)1.81kg、硬化促進剤として1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール10.0gをメチルイソブチルケトン6.0kgに溶解した後、アクリル樹脂(ナガセケムテックス株式会社製、商品名HTR−860−P3、15%メチルエチルケトン溶液)2.87kgを加えてさらに1時間撹拌してワニス3を得た。
(ワニス4の調製)
まず、ワニス4に用いるポリアミドイミド樹脂を合成した。合成方法を以下に示す。
環流冷却器を連結したコック付き25mLの水分定量受器、温度計、撹拌器を備えた5リットルのセパラブルフラスコに、芳香族ジアミンとして2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン61.5g(0.15mol)、脂肪族ジアミン(サンテクノケミカル社製、商品名ジェファーミンD2000、アミン当量1000)180.0g(0.09mol)、無水トリメリット酸(和光純薬株式会社製、以下、TMAと略す)121.0g(0.63mol)及び非プロトン性極性溶媒としてのN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと略す)1000gを仕込み、80℃で30分間撹拌した。そして水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン150mLを投入してから温度を上げ約160℃で2時間環流させた。水分定量受器に水が約28.6mL以上たまっていること、水の留出が見られなくなっていることを確認し、水分定量受器にたまっている留出液を除去しながら、約190℃まで温度を上げて、トルエンを除去した。
その後、溶液を室温に戻し、芳香族ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン株式会社製、以下、MDIと略す)82.5g(0.33mol)を投入し、190℃で2時間反応させた。反応終了後、シロキサン結合を含まないポリアミドイミド樹脂のNMP溶液を得た(樹脂固形分32.1質量%)。
そして、上述のように合成したポリアミドイミド樹脂を用いてワニス4を調製した。調製方法を以下に示す。
合成したポリアミドイミド樹脂3.12kg(樹脂固形分32.1質量%)、エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、商品名EPPN502H)0.29kg(樹脂固形分50質量%のメチルエチルケトン溶液)、エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、商品名NC3000)0.14kg(樹脂固形分50質量%のメチルエチルケトン溶液)及び硬化促進剤として1−シアノエチル2−エチル−1−メチルイミダゾール1.1gを配合し、さらに難燃剤(クラリアント製、商品名OP930)0.14kg、水酸化アルミニウム(昭和電工株式会社製、商品名HP360)0.21kgを加えて樹脂が十分に混合するように約3時間撹拌した。そして、撹拌後、脱泡のため室温(25℃)で24時間静置してワニス4を得た。
[プリプレグの作製]
複合樹脂層20及び30を形成するプリプレグとして、後述のように、プリプレグ1〜10を準備した。
(プリプレグ1〜3の作製)
繊維基材として、ガラスクロス(旭シュエーベル株式会社製、商品名WEX−1017、厚み13μm)を準備した。その後、準備したワニス1〜3を、それぞれ繊維基材に縦型塗工機で塗布し、乾燥させることでプリプレグ1〜3(P1〜3)を得た。繊維基材へのワニスの塗布量は、硬化前のプリプレグの厚みが30μmになる量とした。また、乾燥には乾燥炉を用い、乾燥温度を120℃に調整し、10分間乾燥した。
(プリプレグ4〜6の作製)
繊維基材として、ガラスクロス(旭シュエーベル株式会社製、商品名WEX−1027、厚み19μm)を準備した。その後、準備したワニス1〜3を、それぞれ繊維基材に縦型塗工機で塗布し、乾燥させることでプリプレグ4〜6(P4〜6)を得た。繊維基材へのワニスの塗布量は、硬化前のプリプレグの厚みが40μmになる量とした。また、乾燥には乾燥炉を用い、乾燥温度を120℃に調整し、10分間乾燥した。
(プリプレグ7〜9の作製)
繊維基材として、ガラスクロス(旭シュエーベル株式会社製、商品名WEX−1037、厚み28μm)を準備した。その後、準備したワニス1〜3を、それぞれ繊維基材に縦型塗工機で塗布し、乾燥させることでプリプレグ7〜9(P7〜9)を得た。繊維基材へのワニスの塗布量は、硬化前のプリプレグの厚みが45μmになる量とした。また、乾燥には乾燥炉を用い、乾燥温度を120℃に調整し、10分間乾燥した。
(プリプレグ10の作製)
繊維基材として、ガラスクロス(旭シュエーベル株式会社製、商品名WEX−1027、厚み19μm)を準備した。その後、準備したワニス4を、繊維基材に縦型塗工機で塗布し、乾燥させることでプリプレグ10(P10)を得た。繊維基材へのワニスの塗工量は、硬化前のプリプレグの厚みが40μmとなる量にした。また、乾燥には乾燥炉を用い、乾燥温度を120℃に調整し、10分間乾燥した。
[樹脂フィルムの準備]
樹脂フィルムとして、ユーピレックスS(宇部興産株式会社製ポリイミドフィルム、商品名、厚み25μm)、カプトンEN(東レ・デュポン株式会社製ポリイミドフィルム、商品名、厚み25μm)、エスパネックスMB12−25−12CEGの銅箔エッチング品(「エスパネックスMB12−25−12CEG」は新日鐵化学株式会社製フレキシブル銅箔張り積層板の商品名、厚み25μm)、テイジンテトロンフィルムG2(帝人デュポンフィルム株式会社製ポリエチレンテレフタレートフィルム、商品名、厚み38μm)、テオネックスQ51(帝人デュポンフィルム株式会社製ポリエチレンナフタレートフィルム、商品名、厚み25μm)、スミライトFS−1100C(住友ベークライト株式会社製ポリエーテルエーテルケトンフィルム、商品名、厚み50μm)を準備した。これらの樹脂フィルムは、外力に対して容易に曲がり、たわみ性がある。
[銅箔の準備]
銅箔として、電解銅箔F3−WS−12(古河サーキットフォイル株式会社製、表面粗さRt=3.5μm、厚み12μm)を準備した。
[実施例I−1〜I−2]
上述のように準備した材料を、表1に示す組み合わせで用いて、片面銅箔張り積層板を作製した。当該片面銅箔張り積層板は、準備した材料を、銅箔/プリプレグ/樹脂フィルムの順に積層しプレスすることで作製した。なお、プレス条件は、プレス機のプレス部を真空度40hPaとした後、成形圧力4MPa、昇温速度5℃/分で材料を加圧加熱し始め、成形温度230℃に達したところで成型温度を30分維持(成型時間)し、その後加圧加熱を止め、空冷後、プレス部を大気圧に戻した。
[比較例II−1〜II−2]
上述のように準備した材料を、表1に示す組み合わせで用いて、片面銅箔張り積層板を作製した。比較例II−1は、P7のプリプレグを2枚重ねて銅箔/プリプレグ(2枚)/樹脂フィルムの順に積層しプレスすることで片面銅箔張り積層板を作製した。比較例II−2は、樹脂フィルムなしの片面銅箔張り積層板を銅箔/プリプレグの順に積層しプレスすることで作製した。何れもプレス条件は、プレス機のプレス部を真空度40hPaとした後、成形圧力4MPa、昇温速度5℃/分で材料を加圧加熱し始め、成形温度230℃に達したところで成型温度を30分維持(成型時間)し、その後加圧加熱を止め、空冷後、プレス部を大気圧に戻した。
[実施例II−1〜II−15]
上述のように準備した材料を、表2〜5に示す組み合わせで用いて、両面銅箔張り積層板を作製した。当該両面銅箔張り積層板は、準備した材料を、銅箔/プリプレグ/樹脂フィルム/プリプレグ/銅箔の順に積層しプレスすることで作製した。なお、プレス条件は、P1、P2、P4、P5、P7、P8、P10のプリプレグを使用したものはプレス機のプレス部を真空度40hPaとした後、成形圧力4MPa、昇温速度5℃/分で材料を加圧加熱し始め、成形温度230℃に達したところで成型温度を30分維持(成型時間)し、その後加圧加熱を止め、空冷後、プレス部を大気圧に戻した。P3、P6、P9のプリプレグを使用したものはプレス機のプレス部を真空度40hPaとした後、成形圧力4MPa、昇温速度5℃/分で材料を加圧加熱し始め、成形温度185℃に達したところで成型温度を60分維持(成型時間)し、その後加圧加熱を止め、空冷後、プレス部を大気圧に戻した。
[比較例II−1〜II−6]
実施例II−1〜II−12で用いた樹脂フィルム単体の特性を測定した。用いた樹脂フィルムの種類及び厚みを表2〜5に示す。
[比較例II−7〜II−9]
P7〜9のプリプレグを用い、銅箔/プリプレグ/プリプレグ/銅箔の順に積層しP7、P8のプリプレグを使用したものはプレス機のプレス部を真空度40hPaとした後、成形圧力4MPa、昇温速度5℃/分で材料を加圧加熱し始め、成形温度230℃に達したところで成型温度を30分維持(成型時間)し、その後加圧加熱を止め、空冷後、プレス部を大気圧に戻した。P9のプリプレグを使用したものはプレス機のプレス部を真空度40hPaとした後、成形圧力4MPa、昇温速度5℃/分で材料を加圧加熱し始め、成形温度185℃に達したところで成型温度を60分維持(成型時間)し、その後加圧加熱を止め、空冷後、プレス部を大気圧に戻して、両面銅箔張り積層板を作製した。
用いた樹脂フィルムの種類及び厚みを表2〜5に示す。
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[両面銅箔張り積層板及び樹脂フィルムの評価]
実施例II−1〜II−15の両面銅箔張り積層板及び比較例II−1〜II−6の樹脂フィルム単体及び比較例II−7〜II−9の両面銅箔張り積層板(樹脂フィルムなし)について、下記の評価を実施した。評価結果は、表1〜5に示す。
[折り曲げ性の評価]
実施例I−1、実施例I−2、比較例I−1、比較例I−2の片面銅箔張り積層板及び実施例II−1〜II−15と比較例II−7〜II−9の両面銅箔張り積層板を100mm×20mmに切り出し試料とした。
また、実施例I−1、I−2の片面銅箔張り積層板及び実施例II−1〜II−15の両面銅箔張り積層板の銅箔をエッチングして得られる樹脂基材(以下、片面銅箔張り積層板又は両面銅張り積層板から銅箔を全面除去したものを‘樹脂基材’と呼ぶ)を100mm×20mmに切り出し試料とした。比較例II−1〜II−6については、そのまま評価した。各試料を長手方向に90度折り曲げ、5mm厚のアルミ板を試料の上に長さ方向と直角に設置し、90度に曲げて屈曲部を外側からガラス棒の側面をあてて擦った。屈曲部分(外側及び内側)のクラックの有無を目視で確認した。片面銅箔張り積層板、両面銅箔張り積層板及び銅箔をエッチングして得られる樹脂基材のいずれの切り出し試料においても、折り曲げることが可能であり、かつ、折り曲げ部分にクラックが見られなかったものを「良好」とした。
[熱膨張係数の測定]
実施例I−1、実施例I−2、比較例I−1、比較例I−2の片面銅箔張り積層板及び実施例II−1〜II−15と比較例II−7〜II−9で得られた両面銅箔張り積層板の銅箔をエッチング除去した。得られた樹脂基材を25mm×4mmに切り出し試料とした。また、比較例II−1〜II−6については、樹脂フィルム単体を25mm×4mmに切り出し試料とした。テキサスインスツルメンツ社製、熱機械分析装置を使用し、昇温速度10℃/分で20〜300℃の範囲を引き張りモードで測定した。熱膨張係数は、寸法安定性の評価のために測定するものであり、この値が小さいほど寸法安定性が優れる。
[湿度膨張係数の測定]
実施例I−1、実施例I−2、比較例I−1、比較例I−2の片面銅箔張り積層板及び実施例II−1〜II−15と比較例II−7〜II−9で得られた両面銅箔張り積層板の銅箔をエッチング除去した。得られた樹脂基材を10mm×2mmに切り出し試料とした。また、比較例II−1〜II−6については、樹脂フィルム単体を10mm×2mmに切り出し試料とした。エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製調湿TMA測定機を使用し、30℃で相対湿度30%RHから60%RHの間の伸びを測定し湿度膨張係数を測定した。荷重は5gとした。湿度膨張係数は、寸法安定性の評価のために測定するものであり、この値が小さいほど寸法安定性が優れる。
[耐熱性の評価]
耐熱性の評価は、常態はんだ耐熱性と吸湿はんだ耐熱性により評価した。常態はんだ耐熱性は、実施例II−1〜II−15の両面銅張り積層板及び比較例II−1〜II−6の樹脂フィルムを50mm角に切り出し試料とした。288℃のはんだ槽にフロートさせ試料のフクレの発生の有無を目視で確認した。試験時間は300秒を上限とした。吸湿耐熱性は積層板の片面の銅をエッチングしたサンプルを、飽和型PCT装置にて121℃、2気圧の条件で2時間処理した後に260℃に加熱したはんだ浴に20秒間浸漬し、試料の状態を目視にて観察し、フクレなどの異常より吸湿耐熱性を評価した。そして、フクレなどの異常が見られなかった場合を「良好」と判断した。
[耐発塵性の評価]
積層板の銅箔をエッチングにより除去し幅100mm、長さ250mmに切り出し耐発塵性評価用の試料とした。カッターで試料を幅方向に100回切断し、樹脂粉の発生の有無を確認した。
[耐衝撃性の評価]
実施例II−7〜II−15及び比較例II−7〜II−9の両面金属箔張り積層板に通常のドリル加工、めっき及びフォトリソ工程により直径0.25mmの接続穴250穴を有するデイジーチェーンパターンを4列作製した。そして、それぞれの始点と終点をはんだによりリード線で接続し、1列1000穴の導通パターンとして初期の抵抗を測定した。さらに、その後、各印刷回路板を所定の筐体に搭載し高さ1.5mから1000回自然落下させ断線の有無、抵抗値を測定した。
[基材の耐引裂き性の評価]
片面銅箔張り積層板又は両面銅箔張り積層板の銅をエッチングして得られた樹脂板を幅10mm、長さ100mmに切り出し長さ方向50mmの位置に長さ方向と垂直の方向に1mmの切り込み71を入れ試料70とした(図3参照)。クリップ60を用いて試料上部を固定した状態で、試料下部におもり61により300gの荷重をかけながら左右各180度のねじりを加え、破断するまでの回数を測定した。測定回数は300回を上限とした。
[各実施例、比較例の評価結果]
折り曲げ性の評価において、比較例I−1は銅箔を除去した樹脂基材でさえ曲げられなかった。比較例II−7〜II−9は、樹脂基材の屈曲部表面にクラックが発生しているのが目視で判別できた。
耐発塵性の評価において、実施例II−1〜II−15、比較例II−1〜II−6のいずれの試料からも発塵は見られなかったため、全ての試料を「良好」と判断した。
耐衝撃性の評価において、試験した実施例II−7〜II−15及び比較例II−7〜II−9のいずれの試料にも断線は見られず、初期抵抗値に対する試験後の抵抗値上昇率は2%未満であったため、全ての試料を「良好」と判断した。
実施例I−1、I−2の片面銅箔張り積層板及び実施例II−1〜II−9、II−13、II−14の両面銅箔張り積層板の樹脂基材はそれぞれのポリイミドフィルム単体(比較例II−1〜II−3)に比べて熱膨張係数が低く、温度変化に対して寸法変化が少ない。実施例I−1及びII−1〜II−3では、ユーピレックスS単体の比較例II−1に比べ、熱膨張係数が20ppm/℃以下の低熱膨張領域において、3ppm/℃以上低くすることができた。実施例I−2及びII−4〜II−6では、カプトンEN単体(比較例II−2)の熱膨張係数が24ppm/℃であるところ、何れも20ppm/℃以下の低熱膨張領域まで低く抑えることができた。実施例II−7〜II−9では、エスパネックス単体(比較例II−3)の熱膨張係数が22ppm/℃であるところ、何れも20ppm/℃以下の低熱膨張領域まで低く抑えることができた。
比較例II−4、II−5では熱収縮により線膨張係数としては−1%となっているが、実施例II−10、II−11では18〜19ppmに抑えられている。すなわち、実施例II−10、II−11の両面銅箔張り積層板の樹脂基材はそれぞれのポリイミドフィルム単体(比較例II−4、II−5)に比べて、温度変化に対する寸法変化が非常に少ない。また、実施例II−12、II−15の両面銅箔張り積層板の樹脂基材は、ポリイミドフィルム単体(比較例II−6)に比べて、温度変化に対する寸法変化が少ない。さらに、実施例II−10〜II−12、II−15の両面銅箔張り積層板の樹脂基材はそれぞれのポリイミドフィルム単体(比較例II−4〜II−6)に比べて、湿度変化に対する寸法変化が少ない。比較例I−2、II−7〜II−9では、十分な耐引裂き性を有していない。即ち、たわみ性があり、自己支持性のある樹脂フィルムを備えることによって、十分な耐引裂き性を得ることができた。
1、4…金属箔、2、3…繊維基材、20a、30a…樹脂層、20、30…複合樹脂層、40…樹脂フィルム、50a、50b…第一の繊維基材の樹脂フィルム側に向かう凸部、50c…第二の繊維基材の樹脂フィルム側に向かう凸部、60…クリップ、61…おもり、70…試料、71…切り込み、100…片面金属箔張り積層板、200…両面金属箔張り積層板。

Claims (14)

  1. 少なくとも、金属箔、繊維基材が樹脂に埋設されてなる厚み50μm以下の複合樹脂層及び樹脂フィルムがこの順に位置し
    前記樹脂フィルムの材質が、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂からなる群より選択されるものであり、
    前記複合樹脂層が、グリシジル基を有する樹脂、アミド基を有する樹脂及びアクリル樹脂からなる群より選択される樹脂の硬化物を含む、金属箔張り積層板。
  2. 前記繊維基材が、厚み8〜30μmのガラスクロスである、請求項1に記載の金属箔張り積層板。
  3. 前記樹脂フィルムの厚みが、1〜80μmである、請求項1又は2に記載の金属箔張り積層板。
  4. 前記樹脂フィルムの厚みが、5〜50μmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属箔張り積層板。
  5. 第一の金属箔、第一の繊維基材が樹脂に埋設されてなる厚み50μm以下の第一の複合樹脂層、樹脂フィルム、第二の繊維基材が樹脂に埋設されてなる厚み50μm以下の第二の複合樹脂層及び第二の金属箔がこの順に位置し、
    前記樹脂フィルムの材質が、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂からなる群より選択されるものであり、
    前記第一及び第二の複合樹脂層が、グリシジル基を有する樹脂、アミド基を有する樹脂及びアクリル樹脂からなる群より選択される樹脂の硬化物を含み、
    第一の繊維基材と第二の繊維基材の間の距離が10〜170μmであり、総厚が300μm以下である両面金属箔張り積層板。
  6. 前記繊維基材が、厚み8〜30μmのガラスクロスである、請求項に記載の両面金属箔張り積層板。
  7. 前記樹脂フィルムの厚みが、1〜80μmである、請求項5又は6に記載の両面金属箔張り積層板。
  8. 前記樹脂フィルムの厚みが、5〜50μmである、請求項のいずれか一項に記載の両面金属箔張り積層板。
  9. 金属箔、繊維基材に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグ及び樹脂フィルムをこの順に位置するように積層し、熱圧着する、金属箔張り積層板の製造法であって、
    前記樹脂フィルムの材質が、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂からなる群より選択されるものであり、
    前記プリプレグが、グリシジル基を有する樹脂、アミド基を有する樹脂及びアクリル樹脂からなる群より選択される樹脂を含む、金属箔張り積層板の製造法
  10. 金属箔と繊維基材に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグとを熱圧着した熱圧着物を作製し、次いで、樹脂フィルムを前記熱圧着物の前記金属箔側とは反対側の面に熱圧着する、金属箔張り積層板の製造法であって、
    前記樹脂フィルムの材質が、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂からなる群より選択されるものであり、
    前記プリプレグが、グリシジル基を有する樹脂、アミド基を有する樹脂及びアクリル樹脂からなる群より選択される樹脂を含む、金属箔張り積層板の製造法
  11. 金属箔、繊維基材に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグ、樹脂フィルム、繊維基材に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグ及び金属箔をこの順に位置するように積層し、熱圧着する、両面金属箔張り積層板の製造法であって、
    前記樹脂フィルムの材質が、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂からなる群より選択されるものであり、
    前記プリプレグが、グリシジル基を有する樹脂、アミド基を有する樹脂及びアクリル樹脂からなる群より選択される樹脂を含む、両面金属箔張り積層板の製造法
  12. 金属箔と繊維基材に樹脂を含浸してなる厚み60μm以下のプリプレグとを熱圧着した熱圧着物を2組作製し、前記金属箔とは反対側の面同士を対向させた2組の前記熱圧着物の間に樹脂フィルムを介在させ、これらを熱圧着する、両面金属箔張り積層板の製造法であって、
    前記樹脂フィルムの材質が、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂からなる群より選択されるものであり、
    前記プリプレグが、グリシジル基を有する樹脂、アミド基を有する樹脂及びアクリル樹脂からなる群より選択される樹脂を含む、両面金属箔張り積層板の製造法
  13. 請求項1〜のいずれか一項に記載の金属箔張り積層板、又は請求項若しくは10に記載の製造法により得られる金属箔張り積層板の前記金属箔に配線形成加工が施されている、プリント配線板。
  14. 請求項のいずれか一項に記載の両面金属箔張り積層板、又は請求項11若しくは12に記載の製造法により得られる両面金属箔張り積層板の前記第一の金属箔及び前記第二の金属箔に配線形成加工が施されている、プリント配線板。
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