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
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Description
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。
(D)=(A)/((B)/10) …(I)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (14)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 前記繊維基材が、厚み8〜30μmのガラスクロスである、請求項5に記載の両面金属箔張り積層板。
- 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。
- 前記樹脂フィルムの厚みが、5〜50μmである、請求項5〜7のいずれか一項に記載の両面金属箔張り積層板。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の金属箔張り積層板、又は請求項9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。
- 請求項5〜8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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