JPH02187329A - 熱可塑性樹脂積層板 - 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、金属箔と熱可塑性樹脂含浸基材層の間にセラ
ミック層を有する熱可塑性樹脂積層板に関する。

〔従来の技術〕

プリント配線板としてこれまでは紙、ガラス繊維、ケプ
ラー繊維などの繊維基材にフェノール樹脂、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸し、表面
に銅箔などの金属箔を張った積層板が広く用いられてき
た。

ところが、最近では、これまでの熱硬化性樹脂主体の積
層板に代わって熱可塑性樹脂を繊維基材に含浸させた積
層板が注目されてきた。これら熱可塑性樹脂を用いた積
層板は次のような特長を有するためである。

すなわち、テフロン樹脂をはじめとする熱可塑性樹脂は
誘電率、誘電正接がフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リイミド樹脂などの熱硬化性樹脂に比べて小さい点であ
る。プリント配線板においてその回路の信号伝送速度及
び伝送損失は基板の誘電率及び誘電正接に大きく影響さ
れる。基板の誘電率が小さいほどその信号の伝送速度は
大きく、また誘電正接が小さいほど伝送損失は小さくな
る。したがって、コンピュータなど信号伝送の高度化、
高効率化が要求される用途では基板には低誘電率、低誘
電正接であることが要求される。このようなことから低
誘電率、低誘電正接の熱可塑性樹脂基板は注目をあびて
いる。

ところが、このような特長を有する熱可塑性樹脂積層板
にも次に述べる問題点がある。

それは、熱膨張係数が大きい点である。テフロン樹脂を
はじめとするガラス布基材熱可塑性樹脂積層板の面方向
の熱膨張係数は２０〜２５Ｘ　１０−’　／℃とエポキ
シ樹脂、ポリイミド樹脂などのガラス布基材熱硬化性樹
脂積層板の１０〜１５Ｘ１０”／”Ｃに比べて大きい。

これは、基板上に接続する部品との接続信頼性の低下を
もたらす。基板上に接続するシリコンチップ（熱膨張係
数３．５　Ｘ　１０−’　／’Ｃ）　、アルミナチップ
（熱膨張係数６〜７　Ｘ　１０−’　／’Ｃ）との熱膨
張係数差が大きいと使用時の熱変化により部品と基板と
の接続部にクラックあるいは剥離等の欠陥が発生しやす
い。

そこで、これを改良するため金属箔の片面にセラミック
を溶射したセラミック層を形成し、それに熱可塑性樹脂
プリプレグを設はプレスで一体化したセラミックコート
熱可塑性樹脂積層板が提案された。この方法により寸法
安定性は向上できるようになった。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、セラミック層と熱可塑性樹脂含浸基材層であ
る熱可塑性プリプレグ層を直接プレス成形で一体化する
方法では、セラミック層と熱可塑性樹脂基材層の密着性
が不十分であるという問題が生じた。

熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂に比べ加熱時に軟化しや
すい性質があり、融点以上で溶融する。しかしその時の
樹脂の粘度は、一般に硬化する直前の液状の熱硬化性樹
脂の粘度に比べ１００倍以上大きく非常に流動性が悪い
。そこで、熱可塑性樹脂含浸基材層とセラミック層を直
接重ね、基材に含浸している樹脂のみでセラミック層と
一体化しても強い密着力がでない。

また、密着力を上げるため加圧力と加熱温度を大′きく
しすぎると基材の繊維が乱れたり樹脂が劣化したりし積
層板の特性上好ましくない。

しかも、積層板には半田耐熱等、耐熱性が要求されるた
め、融点は２００℃以上の方が良い。

しかし、融点が２００℃以上の耐熱性の優れた熱可塑性
樹脂は溶融時の粘度が高く、流動性が悪いため、セラミ
ック層と熱可塑性わ（脂含浸基材層を直接一体化し十分
な密着力を得るのはさらに困難となる。

そこで、本発明はセラミック層と熱可塑性樹脂含浸基材
層を十分な密着性を有して一体化した、寸法安定性の優
れた熱可塑性樹脂積層板を提案することを目的としたも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による熱可塑性樹脂積層板は、金属箔の片面にセ
ラミック層を形成し、該セラミック層の表面に熱可塑性
樹脂層を形成し、該熱可塑性樹脂層の表面に熱可塑性樹
脂含浸基材層を形成して一体化されているという技術的
手段が講じられている。

すなわち、セラミック層と熱可塑性樹脂含浸基材層の間
に熱可塑性樹脂層を有し、密着性を向上させている点が
特徴である。セラミック層と熱可塑性樹脂含浸基材層は
無機物と有機物という異質な材料であり適した接着剤は
みあたらない。たとえば、硬化直前の液状熱硬化性樹脂
のように粘度が低（密着性の高い材料はセラミック層の
空間部分には良（浸透していくが熱可塑性との密着性が
悪い。そこで熱可塑性樹脂含浸基材ｆｉｌの樹脂と同系
列の熱可塑性樹脂層をセラミック層と基材層の間に設け
ることが非常に効果的手段である。この熱可塑性樹脂層
の樹脂がセラミック層の空間部に浸透し密着性を向上さ
せ、また基材層の樹脂との密着性は当然優れているため
、セラミック層と基材層間の密着性を向上させることが
できる。さらに樹脂層の厚さを変えることにより積層板
の誘電特性等の特性を設計的に自由に変えることが可能
となる。

次に本発明について詳細に説明する。

金属箔としては、銅、アルミニウム、鉄、ステンレス、
ニッケル、銀、インバー合金、４２合金などの金属ある
いは合金の箔が用いられるが、中でも銅箔は最も一般的
にプリント基板の回路部として用いられており、しかも
安価であるため最も好適である。

金属箔に形成するセラミック層は、焼結したセラミック
板を金属箔に接着したものでもよい。

しかし、溶射により形成されたセラミック層は金属箔と
の密着性が良く、また中部に５〜２０９６ＶＯＬの気孔
を有しているため熱可塑性樹脂との密着性も向上するた
めさらに良い。

溶射するセラミックの種類は、アルミナ、シリカ、ジル
コニア、マグネシア、カルシア、スピネル、ムライト、
チタン酸バリウムなどが用いられる。

熱可塑性樹脂としては、電子材料として半田耐熱等が要
求されるため融点が高い方が良く、特に２００℃以上で
ある樹脂が適している。これは、熱可塑性樹脂層及び基
材層に用いる樹脂に共通していえることである。樹脂の
種類としては、誘電率、誘電正接が低く融点が２７０°
Ｃ以上あるフッ素樹脂が特に好ましい。しかし、その他
ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサンホン樹脂、ポリエ
ーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテル樹脂、ホリフ
エニレンザルファイド樹脂等、融点２００℃以上の樹脂
を用いることができる。

また、熱可塑性樹脂ｈ／Ｊに使用する樹脂は基材層と同
じ樹脂又は同種の樹脂が密着性の点から望ましい。しか
し、密着性を満足できれば異なってもかまわない。

例えば基材層に含浸させる樹脂として融点３２７°Ｃの
ＰＴＦｇ樹脂（テトラフロロエチレン樹脂）を用い、熱
可塑性樹脂層に融点２７０℃のＦＦ１Ｐ樹脂（フッ化エ
チレンプロピレン樹脂）を用いることができる。このよ
うに同系のフッ素樹脂を使用し熱可塑性樹脂層の樹脂の
融点を基材層の樹脂の融点より下げると密着性がさらに
向上する。

熱可塑性樹脂層は均一な密着力を出すためシート状であ
ることが望ましい。そして、熱可塑性樹脂層の厚さは、
０．０１ｍｍ以下であると密着力を平均−向上させるに
は適さず、０．０１　ｍｍ以上が好ましく、厚すぎても
密着力が下がるため１　＋ｎｍ以下が適している。

次に熱可塑性樹脂含浸基材層に用いる基材ととしでは、
一般に繊維基材が用いられるが、電気特性、機械的特性
などの点からガラス繊維が適している。しかし、その他
ケブラー繊維、クォーツ繊維、アルミナ繊維などを用い
ることができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図を用いて説明する。

第１図は外表面の銅箔１と、その内表面に形成されたセ
ラミック層２とその内表面に形成されたＦ″ＢＰ樹脂層
４とその内表面にガラス布基材にＰＴＦＥ樹脂を含浸さ
せた層３から構成され一体化された銅張積層板である。

銅箔１は、厚さ３５μｍの電解鋼箔であり、セラミック
層と接している面が粗化されている。

セラミック層２は、銅箔上にムライト（人■、０３；７
８％、Ｓ　Ｌｏｔ　：　２２　％）が溶射され形成され
た層であり０゜１　＋ｎｍの厚さである。ｐ　ｇ　ｐ　
ｊ５４脂層３は、０．１ｎ血のＦＥＰフィルムであり、
セラミック層の表面の凹凸に良く含浸し密着している。

一体化された後は流動したため厚さが８５μｍになって
いる。ガラス布基材にＰ　Ｔ　Ｐ　ｗ樹脂を含浸させた
層は、厚さ０．８５ｍｍであり、ガラス布基材の繊維間
に十分ＰＴＰＥ樹脂が含浸されている。これは厚さ０．
１３　ｍｍ、樹脂含有率６５重量％のＰＴＦＢ樹脂含浸
ガラス布が７枚積層されたものである。

積層板の密着性を確認するためホットオイルによる熱衝
撃試験（室温の水と２６０℃シリコーンオイルに交互に
浸ｉ＆）６０サイクル後、剥離、クラック等の発生を調
べたが異常は認められず良好であった。この積層板の面
方向の熱膨張係数は１２Ｘ１０−’／℃でありムライト
溶射層のないもの（熱膨張係数２２Ｘ　１０−’／’Ｃ
）の約１／２まで低減することができた。また誘電率は
２．６、誘電正接は０．０００２であった。

比較のため実施例においてｐＥｐフィルムをとりのぞき
、その他は全〈実施例と同一である。

積層板を第２図に示す。積層板の密着性を確認するため
ホットオイルによる熱衝撃試験６０サイクル後、剥離、
クラック等の発生を調べた結果、ムライト層とガラス布
フッ素樹脂層間にわずかな層間剥離が確められた。その
他は実施例とほぼ同等の特性を示した。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、従来のセラミックコート熱可塑
性樹脂積層板に比ベセラミック層と熱可塑性樹脂層との
密着性が向上し、しかもセラミック層を用いない熱可塑
性樹脂積層板に比べ面方向の熱膨張係数が約１／２とな
り寸法安定性が向上した。また誘電率、誘電正接が小さ
く電気特性に優れた積層板が得られた。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の実施例の構成を示す積層構成図、第
２図は比較例の構成を示す積層構成図である。 符号の説明 １・・・銅箔　　　　　　　　２・・・ムライト溶射層
３・・・ＦＴＦＢ樹脂含浸ガラス布基材層４・・・ｐｇ
ｐ樹脂層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属箔の片面にセラミック層を形成し、該セラミッ
   ク層の表面に熱可塑性樹脂層を形成し、該熱可塑性樹脂
   層の表面に熱可塑性樹脂含浸基材層を形成して、一体化
   されていることを特徴とする熱可塑性樹脂積層板。 ２、金属箔が、銅箔である請求項１記載の熱可塑性樹脂
   積層板。 ３、セラミック層が、溶射された層である請求項１記載
   の熱可塑性樹脂積層板。 ４、熱可塑性樹脂が、融点２００℃以上の樹脂である請
   求項１記載の熱可塑性樹脂積層板。 ５、熱可塑性樹脂が、フッ素樹脂である請求項１記載の
   熱可塑性樹脂積層板。 ６、熱可塑性樹脂層が、シート状樹脂層である請求項１
   記載の熱可塑性樹脂積層板。 ７、熱可塑性樹脂層の厚さが、０．０１ｍｍ以上で１ｍ
   ｍ以下である請求項１記載の熱可塑性樹脂積層板。 ８、熱可塑性樹脂含浸基材層の基材が、ガラス繊維であ
   る請求項１記載の熱可塑性樹脂積層板。 ９、熱可塑性樹脂層の融点が、熱可塑性樹脂含浸基材層
   の融点より低い請求項１記載の熱可塑性樹脂積層板。