JPH03231843A

JPH03231843A - ふっ素樹脂積層板

Info

Publication number: JPH03231843A
Application number: JP2028889A
Authority: JP
Inventors: Kohei Tsumura; 津村　航平; Mitsuhiro Inoue; 光弘井上; Katsuhiro Onose; 勝博小野瀬; Harumi Negishi; 春巳根岸
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1990-02-08
Filing date: 1990-02-08
Publication date: 1991-10-15

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、ふっ素樹脂積層板及びその製造法に関する。

（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、裏面
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
層板に代わってふっ素樹脂を繊維基材に含浸させた積層
板が注目されてきた。このふっ素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、ふっ素樹脂は誘電率、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、低誘電正接のふっ素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ふっ素樹脂積層板に
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。

最も一般的なガラス布基材ふっ素樹脂積層板の面方向の
熱膨張係数は５０〜７０Ｘ１０−“／’Ｃ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。基板とに接続するシリコンチップ（熱膨張係数
３．５Ｘ　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。

また、熱膨張係数が大きいと基板を多層化した時に寸法
安定性が低下し好ましくない。

そこで、これを改良するためふっ素樹脂に無機光１剤を
添加する方法が提案された。

（発明が解決しようとする課題）この充填剤として従来チタニア（Ｔｉｅ、）　　やチタ
ン酸バリウム（ＢａＴｉＯ＊）の微粉末が使用されてい
た。しかし、これらは特開昭６２−１９４５１　　（Ｂ
ａＴｉＯｓ添加）に開示されているように誘電率が太き
（なってしまい、誘電率が小さくできるというふっ素樹
脂積層板の特徴がなくなってしまう問題があり、また寸
法安定性向上の効果も明確でなかった。

特にふっ素樹脂積層板をコンピュータの信号伝送の高速
化に使用する場合、信号伝送速度は誘電率の平方根に反
比例するため、誘電率２．４の材料に比べ誘電率４の材
料は伝送速度が７７％と低下する。また、このようなコ
ンピュータ用の基板は高度化が要求され高多層化と寸法
安定性が要求される。そこで従来の充填剤では高速化と
寸法安定性を十分に満足することができなかった。

そこで本発明は、誘電率が小さくしかも寸法安定性の優
れた無機充填剤入りふっ素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）本発明によるふっ素樹脂積層板は、誘電率２〜４、比重
１．５〜３．０、平均粒径０．０５〜９μｍ、熱膨張係
数２〜２０　ｘ　１０−’　　１１０Ｃの無機光１剤微
粉末をふっ素樹脂に添加するという技術的手段を講じて
いる。

す、なわち、ふっ素樹脂ダイスバージョン中のふっ素樹
脂と比重、粒径が近くディスパージョンに分散させやす
い特性をもち、しかも誘電率もふっ素樹脂に近い値で熱
膨張係数が小さい無機充填剤を使用することが大きな特
徴である。

この充填剤を添加することによりふっ素樹脂積層板の特
徴である誘電率の小さいことをそのまま変えずに、熱膨
張係数を小さくすることが初めて可能になる。これによ
り寸法安定性に優れ誘ｔｋ率の小さい、高速演算用コン
ピュータに適した基板を提供することができるようにな
る。

（作用）次に本発明について詳細に説明する。

ふっ素樹脂としてはテトラフロエチレン４ＵＨ（Ｔｐｇ
）、フッ化エチレンプロピレン樹脂（ｐｇｐ）、パーフ
ロロアルコキシ樹ｊｆｆ（ｐＦＡ）等があるが、ＴＦＦ
ｉが融点が高く最も一般的に使用されている。またこれ
らを混合して用いてもかまわない。ふっ素樹脂ディスパ
ージョンはふっ素樹脂を微粉末の状態で水に分散させた
ものであり、ＴＦＥの場合微粉末の粒径が０゜２μｍ位
、比重は２．１であり、通常樹脂分として水に５０〜６
０．ｔ％分散させた状態で市販されている。

金属箔としては、銅、アルミニウム、鉄、ステンレス、
ニッケル、銀などの金属あるいは合金の箔が用いられる
が、中でて銅箔は最も一般的にプノ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。

無機充填剤としては、ふっ素樹脂の誘電率が２．１であ
るため２〜４程度が良く、４以トでは添加することによ
り、積層板の誘電率が大きくなってしまい好ましくない
。また、２以下でもよいが２以下の適切な充填剤はみあ
たらない。

比重に関しては、ふっ素樹脂の比重が２．１であるため
それに近い１．５〜３．０が分散させやすく適している
。１．５以下では微粉末の状態でみかけの比重がさらに
軽くなりディスパージョンへ均一分散させにくく、また
分散後も分離しやすく好ましくない。逆に３．０以北で
は比重が重いためディスパージョンへ分散させた後、充
填剤が沈降しやすく好ましくない。

平均粒径に関しては、ディスパージョン中のふっ素樹脂
微粉末の粒径が０．０５〜０．５μｍであるため、充填
剤の粒径も０．０５〜９μｍが適している。０．０５μ
ｍ以下では粒径が小さすぎ浮遊しゃすくディスパージョ
ンに分散させにくい。また９μｍ以とではふっ素樹脂微
粉末に比べ粒径が大きすぎ均一に分散させにくく好まし
くない。

充填剤は積層板の熱膨張系数を小さくすることを目的に
添加するため、充填剤の熱膨張係数も小さい方がよく、
２〜２０　Ｘ　１０”　］／’Ｃが良い。２　Ｘ　１０
−’以下でもよいが適切な充填剤がみあたらない。また
２　０　Ｘ　Ｉ　Ｆ’以とでは添加の効果が少なく好ま
しくない。

充填剤の添加量は混合するふっ素樹脂に対し１０〜１０
０体積％が適切である。１０９６以下でもよいが効果が
少ない。また１　００％以上添加すると均一分散させに
くく好ましくない。

使用する繊維基材はガラス繊維の織布が最も適している
。ガラス繊維の織布はガラス繊維の材質の種類及び織布
の厚さ・目付の種類が多く、各種のふっ素樹脂積層板を
製造するのに適切である。これらの充填剤に適した材料
として溶融シリカ（ｓｈｏｔ）微粉末がある。溶融シリ
カ微粉末は誘電率３．５、比重２．２、平均粒径３μｍ
、熱膨張係数４　Ｘ　１０’−”　１７℃　であり、各
種の要求条件を満足している。しかも溶融シリカは結晶
性シリカに比べ軟かいため機械加工性が良く積層板材料
として適している。

また、ふっ素樹脂は弾性率が低く軟かいため、機械加工
時のガラス繊維の切削性が悪い。そこで充填剤を添加す
ることにより樹脂層の弾性率が太き（なり、ガラス繊維
の切削性が向上する。

特にスルーホール穴明は時のドリル加工性が良くなり、
穴内壁の表面粗さが向上する。

（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溶融
シリカ微粉末添加ふっ素樹脂基材層２が一体化された銅
張積層板である。

ふっ素樹脂基材層はふっ素樹脂を含浸させたガラス布を
加圧加熱して一体化したものである。

次にこのふっ素樹脂積層板の製造法を示す。

テトラフロロエチレン（Ｔ　Ｆ　Ｅ’）　樹脂ティスパ
ージョン（三井フロロケミカル社製）に溶融シリカ微粉
末（龍森社製）：誘電率３，５、比重２．２、平均粒径
３μｍ、熱膨張係数４”１０−’１７Ｃを添加する。添
加量はＴＦＢ樹脂に対し２５体積％とする。このダイス
バージョンに厚さ０、１　ｍｍのガラス布（日東紡社製
）を浸漬し、乾燥・焼成を行い溶融シリカ微粉末添加ふ
っ素樹脂プリプレグを作製する。このプリプレグは厚さ
０．１３　ｍｍである。このプリプレグを８枚積層しそ
の両面に厚さ３５μｍの銅箔を設け、４０ｈ　ｆ　／　
ｃｎｌ、４００℃で加圧・加熱して一体化し、厚さ１世
のふっ素樹脂積層板を作製する。

このふっ素樹脂積層板の特性は誘電率２．８（ＩＭＨｚ
）、誘電正接０．０００３　（１ＭＨ，）熱膨張係数３
０Ｘ　１０”　１７℃、絶縁抵抗６×１０“°Ω、銅箔
引きはがし強さ１．８に４ｆ／ｃｍと優れた特性を有し
ていた。

次に比較例を示す。

比較例の積層板を第２図に示す。実施例においてダイス
バージョンに溶融シリカを添加しない以外はすべて同一
条件で行った。このふっ素樹脂積層板の特性は、誘電率
２．６、誘電正接０゜０００３、熱膨張係数６０　ｘ　
１０−”　１７℃、絶縁抵抗７　Ｘ　１０”Ω　銅箔引
きはがし強さ１．９Ｋｌｆ／ｃｒｎである。

実施例は比較例と比べ、熱膨張係数が１／２と大幅に低
下するが、誘電率も２．８と低く、その他の特性も充填
剤を入れない積層板と比べ同等である。

また、スルーホール用のドリル加工をした時の穴内壁の
表面粗さは、実施例で２０μｍ、比較例で２８μｍと実
施例の方が優れていた。

（発明の効果）本発明の方法によれば、従来のふっ素樹脂積層板に比べ
、熱膨張係数が約１／２となり寸法安定性が向上し、か
つスルーホールのドリル加工性も白土し、誘電率が高く
ならず電気特性にすぐ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。１・・・銅箔、２・・・溶融シリカ微粉末人基材層、３
・・・ふっ素樹脂基材層

Claims

【特許請求の範囲】１、誘電率２〜４、比重１．５〜３．０、平均粒径０．
０５〜９μｍ、熱膨張係数２〜２０×１０＾−＾６／℃
の無機充填剤微粉末を添加したふっ素樹脂ディスパージ
ョン（水溶性分散液）を含浸させた繊維基材からなるふ
っ素樹脂プリプレグを積層し、その両面又は片面に金属
箔を設け加圧加熱により一体化したことを特徴とするふ
っ素樹脂積層板の製造法。２、誘電率２〜４、比重１．５〜３．０、平均粒径０．
０５〜９μｍの無機充填剤微粉末とふっ素樹脂を含浸さ
せた繊維基材層の両面又は片面に金属箔を設け、一体化
されていることを特徴とするふっ素樹脂積層板。３、ふっ素樹脂ディスパージョンへの無機充填剤の添加
量がふっ素樹脂に対し１０〜１００体積％である請求項
１記載のふっ素樹脂積層板の製造法。４、繊維基材がガラス繊維の織布である請求項１記載の
ふっ素樹脂積層板の製造法及び請求項２記載のふっ素樹
脂積層板。５、金属箔が銅箔である請求項１記載のふっ素樹脂積層
板の製造法及び請求項２記載のふっ素樹脂積層板。６、無機充填剤が溶融シリカ（ＳｉＯ＿２）微粉末であ
る請求項１記載のふっ素樹脂積層板の製造法及び請求項
２記載のふっ素樹脂積層板。