JPH02293132A - 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」二の利用分野》 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、ケブ
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Ｈ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、エボキシ樹脂、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浴びている
のである。

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、熱膨脹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
の熱膨脹係数は２０〜２５Ｘ１０−６／℃とエボキシ樹
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１０〜１５×１０−６／℃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。即ち基板上に接続するシリコンチップ（熱膨脹係
数３．５　Ｘ　１　０−６／℃）　、アルミナチップ（
熱膨脹係数６〜７×１０−６／℃）との熱膨脹係数差が
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
を溶射してセラミック層を形成し、それに熱可塑性樹脂
プリプレグを設け、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》 しかしながら、上記のような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ブリブ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。

しかしそのときの樹脂の粘度は、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出ない。

また密着ツノ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て
積層板の特性上好ましくない。

そこで本発明は、セラミック層と熱可塑性樹脂含浸基材
層を充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、該セラミック層の空隙部を熱可塑
性樹脂で充填した後、該表面に熱可塑性樹脂含浸基材層
を設けて一体化す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を直接
一体化せず、まずセラミック層の微細な空隙部を熱可塑
性樹脂で充填した後、熱可塑性樹脂含浸基材層と一体化
することにより、セラミック層と基材層との密着性を向
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祠層は、無機物と有
機物という異質な材料であり、適した接着剤は見当たら
ない。

例えば硬化直前の液状熱硬化性樹脂のように粘度が低く
密着性の高い材料は、セラミック層の空腺部に良《浸透
していくが、熱可塑性樹脂との密着性が悪く効果が少な
い。そこで熱可塑性樹脂含浸基材層の樹脂と同系統の樹
脂を、セラミック層の空隙部に、一体化する前に充填し
ておくことが非常に効果的手段である。この空隙部の樹
脂はセラミック層と熱可塑性樹脂含浸基材層との密着力
を向上させるだけでなく、金属箔との密着力向上にも効
果があり、いわゆるビール強度を向上させることができ
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
たその内部の空隙も５〜２Ｑｖｏｌ％と大きいため、熱
可塑性樹脂を充填しやすく、密着力向上の効果も大きく
適している。

溶射するセラミックの種類は、アルミナ、チタニア、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１１１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２７
０゜Ｃ以」二で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、ポリエーテルサルホ
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、ポリフエニレンサルファイド樹脂等の融点の高
い樹脂を用いることができる。

また熱可塑性樹脂層に使用する樹脂は基月層と同じ樹脂
また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℃のＰ
ＴＦＥ樹脂（テトラフ口口エチレン樹脂）を用い、セラ
ミック層の空隙部に充填させる熱可塑性樹脂として融点
２７０℃のＦＥＰＩａｔ脂（フ・ソ化エチレンプロピレ
ン樹脂）を用いることができる。このように基材層と同
系のフッ素樹脂を使用し、セラミック層の空隙部に充填
させる熱可塑性樹脂の融点を基材層の樹脂の融点より下
げると、密着性が更に向上する。

セラミック層の空隙部に熱可塑性樹脂を充填させるには
、熱可塑性樹脂の微粉末を溶媒に溶かした液を塗布し、
溶媒を揮発させる方法が最も簡単で良い。特にフッ素樹
脂を使用する場合、フッ素樹脂として例えばＰＴＦＥや
ＦＥＰのディスパージョンをセラミック層の表面から塗
布し、水分を加熱乾燥させて揮発させる方法をとること
ができる。

《実施例》 本発明の実施例を第１図で説明する。

第１図のものは、外表面の銅箔１とその内表面に溶射法
により形成され、空隙部にＦＥＰ樹脂３が充填させたセ
ラミック層２と、その内表面に設けられたガラス布基材
にＰＴＦＥ樹脂を含浸させた層４とから構成され、これ
ら各層が一体化された銅張積層板である。セラミック層
２は、ＦＥＰディスパージョンを塗布し乾燥することに
より、空隙部をＦＥＰ樹脂３で充填してある。

銅箔１は厚さ３５μｍの電解銅箔であり、セラミック層
２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１上にアルミナ（八！２０３）が
溶射された層であり、５０μｍの厚さである。そしてセ
ラミック層２の空隙部の割合は１５ｖｏｌ％であり、こ
の空隙部はＦＥＰ樹脂３で充填されている。また表面は
１５μｍのＦＥＰ樹脂層でコーティングされている。

ガラス布基材にＰＴＦＥ樹脂を含浸させた層４は厚さ０
．　　７ｍｎである。この層４は、ＰＴＦＥを含浸した
ガラス布基材を積層したものであり、樹脂分は７０ｖｏ
　１％である。

積層板の密着性を確認するためホツ１・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
に浸漬）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
面方向の熱膨脹係数は１２　ｘ　１　０’／’Ｃであり
、アルミナ溶射層のないもの（熱膨脹係数２２Ｘ１０−
６／℃）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、ビール強度は
１．４ｋｇｆ／ｃｒｌであった。

比較のため実施例において、セラミック層２にＦＥＰ樹
脂を充填せず、その他は全く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。その結果、セラミック層（アル
ミナ層）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。その他の特性としてビール強度が０．６
ｋｇ［’／ｃＪであった他は、実施例とほぼ同等であっ
た。

《発明の効果》 以上のように本発明によれば、セラミック層の空隙部に
熱可塑性樹脂を充填したのち熱可塑性樹脂含浸基材層を
一体化してなるので、従来のセラミックコート熱可塑性
樹脂積層板に比べセラミック層と熱可塑性樹脂含浸基材
層との密着性とビール強度が向上し、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脹
係数が約１／２となり、寸法安定性が向上するとともに
、誘電率，誘電正接が小さく電気特性に優れた積層板の
提供を可能にした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱可塑性樹脂積層板の断面図、第２図
は比較例の構成を示す積層板の断面図である。 １・・・銅箔 ２・・・セラミック層 ３・・・ＦＥＰ樹脂 ４・・・ＰＴＦＥ樹脂含浸ガラス布基材層（熱可塑性樹
脂含浸基材層） 、−イ

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
   ク層の空隙部を熱可塑性樹脂で充填するとともに、該表
   面に熱可塑性樹脂含浸基材層を設けて一体化したことを
   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２００℃以上の融点を有するもので
   ある請求項１記載の熱可塑性樹脂積層板。 ５、セラミック層の空隙部を充填した樹脂が、樹脂含浸
   基材層の樹脂よりも融点の低い樹脂である請求項１記載
   の熱可塑性樹脂積層板。 ６、セラミック層の空隙部を充填した樹脂が、フッ素樹
   脂ディスパージョンの水分を揮発した後の残存樹脂であ
   る請求項１記載の熱可塑性樹脂積層板。