JPH09302580A - ガラスクロス - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0313—Organic insulating material
- H05K1/0353—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
- H05K1/0366—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement reinforced, e.g. by fibres, fabrics
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 (a)ジルコニウム化合物系処理剤
及び (b)シラン系及び/またはチタネート系カップリン
グ剤で表面処理してなるガラスクロス。 ジルコニウ
ム化合物ゾル(a)の縮合によってゲル皮膜をガラス表
面に形成していること。 ガラスクロスが開繊加工を
施されていること。 【効果】 ジルコニウムゾル(a)皮膜をガラスクロス
の表面に形成することで、シラン系及び/又はチタネー
ト系カップリング剤 (b)の効果を著しく改善し、有機質
の皮膜を強固に形成でき、フィラメント間の凝集を解除
し、界面付近での樹脂の流れ性や親和性ひいては含浸性
を改善できる。従って、本発明になるガラスクロスを用
いたプリプレグ、積層板は残留するボイドが極めて少な
く、積層板の吸水率、耐ブリスター性や耐ミーズリング
性などの耐熱性、電食性を改善でき、開繊加工後でも基
本性能が保持されるので、物理開繊効果がある。
及び (b)シラン系及び/またはチタネート系カップリン
グ剤で表面処理してなるガラスクロス。 ジルコニウ
ム化合物ゾル(a)の縮合によってゲル皮膜をガラス表
面に形成していること。 ガラスクロスが開繊加工を
施されていること。 【効果】 ジルコニウムゾル(a)皮膜をガラスクロス
の表面に形成することで、シラン系及び/又はチタネー
ト系カップリング剤 (b)の効果を著しく改善し、有機質
の皮膜を強固に形成でき、フィラメント間の凝集を解除
し、界面付近での樹脂の流れ性や親和性ひいては含浸性
を改善できる。従って、本発明になるガラスクロスを用
いたプリプレグ、積層板は残留するボイドが極めて少な
く、積層板の吸水率、耐ブリスター性や耐ミーズリング
性などの耐熱性、電食性を改善でき、開繊加工後でも基
本性能が保持されるので、物理開繊効果がある。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高度な機械的強
度、電気特性、耐熱性が要求されるプリント配線基板の
基材として有効に利用されるガラスクロスに関する。
度、電気特性、耐熱性が要求されるプリント配線基板の
基材として有効に利用されるガラスクロスに関する。
【0002】
【従来の技術】プリント配線基板を製造する過程で、配
線工程時に溶融はんだに浸漬されたり、局部的なフロー
はんだ処理等の高温処理が施されるが、近年、プリント
配線基板の薄板化や多層化による高密度化に伴って、電
気絶縁信頼性(電食)が大きな問題になってきており、
同時に、その促進要因となるプリプレグのボイド改良等
のガラスクロス含浸性改良のニーズが高まっている。通
常、ガラスクロスは、樹脂マトリックスとの間の親和
性、接着性を向上させることを目的として、予めシラン
系カップリング剤で表面処理することが行われている。
線工程時に溶融はんだに浸漬されたり、局部的なフロー
はんだ処理等の高温処理が施されるが、近年、プリント
配線基板の薄板化や多層化による高密度化に伴って、電
気絶縁信頼性(電食)が大きな問題になってきており、
同時に、その促進要因となるプリプレグのボイド改良等
のガラスクロス含浸性改良のニーズが高まっている。通
常、ガラスクロスは、樹脂マトリックスとの間の親和
性、接着性を向上させることを目的として、予めシラン
系カップリング剤で表面処理することが行われている。
【0003】該処理ガラスクロスに樹脂を塗工しプリプ
レグを作成するが、処理効果が充分でない場合はボイド
が残存し、プリプレグの含浸不良となる。従来、含浸性
を改良する目的で、シラン系カップリング剤の改良や使
用方法の工夫がなされてきていて、例えばシラン系カッ
プリング剤とマトリックス樹脂との反応性を遅くしたり
(特開平4−178432号公報)、反応性の異なる2
種以上のシランカップリング剤により表面処理を施した
複数のガラスクロスを用いて積層板を製造する方法(特
開平5−183246号公報)などが提案されている。
レグを作成するが、処理効果が充分でない場合はボイド
が残存し、プリプレグの含浸不良となる。従来、含浸性
を改良する目的で、シラン系カップリング剤の改良や使
用方法の工夫がなされてきていて、例えばシラン系カッ
プリング剤とマトリックス樹脂との反応性を遅くしたり
(特開平4−178432号公報)、反応性の異なる2
種以上のシランカップリング剤により表面処理を施した
複数のガラスクロスを用いて積層板を製造する方法(特
開平5−183246号公報)などが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、プリプレグ
の成形過程で、ガラスクロスのフィラメント間への樹脂
マトリックスの含浸性を改善し、また、プリプレグの加
圧成形時においても十分に脱泡させ、積層板中のガラス
クロスのフィラメント間にボイドがなるべく残留するこ
となく、且つ、高性能プリント配線基板に使用しうる高
耐熱性を実現するガラスクロスを提供することを目的と
する。
の成形過程で、ガラスクロスのフィラメント間への樹脂
マトリックスの含浸性を改善し、また、プリプレグの加
圧成形時においても十分に脱泡させ、積層板中のガラス
クロスのフィラメント間にボイドがなるべく残留するこ
となく、且つ、高性能プリント配線基板に使用しうる高
耐熱性を実現するガラスクロスを提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討した
結果、ガラスクロスの表面処理にジルコニウム化合物系
処理剤を用いることにより、樹脂の含浸性が著しく改善
され、これを用いて作成した積層板の耐熱性も優れてい
る事実を見出し、本発明を完成するに至った。すなわ
ち、本発明は; (a)ジルコニウム化合物系処理剤及び (b)シラン
系及び/またはチタネート系カップリング剤で表面処理
してなるガラスクロスを提供する。また、 ジルコニウム化合物ゾル(a)の縮合によってゲル
皮膜をガラス表面に形成している点にも特徴を有する。
また、 ガラスクロスが開繊加工を施されている点にも特徴
を有する。
結果、ガラスクロスの表面処理にジルコニウム化合物系
処理剤を用いることにより、樹脂の含浸性が著しく改善
され、これを用いて作成した積層板の耐熱性も優れてい
る事実を見出し、本発明を完成するに至った。すなわ
ち、本発明は; (a)ジルコニウム化合物系処理剤及び (b)シラン
系及び/またはチタネート系カップリング剤で表面処理
してなるガラスクロスを提供する。また、 ジルコニウム化合物ゾル(a)の縮合によってゲル
皮膜をガラス表面に形成している点にも特徴を有する。
また、 ガラスクロスが開繊加工を施されている点にも特徴
を有する。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
ガラスクロスは、ジルコニウム化合物系処理剤(a)及
びシラン系及び/またはチタネート系カップリング剤
(b)で表面処理されてなる点に特徴を有する。詳細に
は、本発明で用いられるジルコニウム化合物系処理剤
(a)は、予め水溶液中でゾルにし、ガラスクロスに処
理乾燥させて、ガラス表面にゲル皮膜を形成する形態で
ガラスクロス上に施されていることが望ましい。一般に
ジルコニウム原子は、配位する酸素原子を通じて、有機
化合物又は無機化合物と広範囲に強固な結合を形成する
機能を有する。
ガラスクロスは、ジルコニウム化合物系処理剤(a)及
びシラン系及び/またはチタネート系カップリング剤
(b)で表面処理されてなる点に特徴を有する。詳細に
は、本発明で用いられるジルコニウム化合物系処理剤
(a)は、予め水溶液中でゾルにし、ガラスクロスに処
理乾燥させて、ガラス表面にゲル皮膜を形成する形態で
ガラスクロス上に施されていることが望ましい。一般に
ジルコニウム原子は、配位する酸素原子を通じて、有機
化合物又は無機化合物と広範囲に強固な結合を形成する
機能を有する。
【0007】しかも、シラン系またはチタネート系カッ
プリング剤 (b)と併用した場合、ガラスおよびシランの
架橋を補強し、該カップリング剤 (b)のガラス繊維表面
の被覆をより強固にする作用を有する。また、ジルコニ
ウム化合物系処理剤(a)は、このような特異な性質を
有することによりガラスクロスの開繊加工時に脱落が少
なく、カップリング剤 (b)の優れた効果がさらに補強さ
れる。該ゾル作成に用いられるジルコニウム化合物系処
理剤(a)中のジルコニウム化合物としては、上記の機
能を発揮できるなら特に制限されないが、例えば好適に
は、ジルコニウムアルコキシド、酢酸ジルコニウム、炭
酸ジルコニールアンモニウム、炭酸ジルコニールナトリ
ウム等を挙げることができる。更に好ましくは水溶液の
安定性と、金属イオン成分を含有しない点で炭酸ジルコ
ニールアンモニウムが用いられる。
プリング剤 (b)と併用した場合、ガラスおよびシランの
架橋を補強し、該カップリング剤 (b)のガラス繊維表面
の被覆をより強固にする作用を有する。また、ジルコニ
ウム化合物系処理剤(a)は、このような特異な性質を
有することによりガラスクロスの開繊加工時に脱落が少
なく、カップリング剤 (b)の優れた効果がさらに補強さ
れる。該ゾル作成に用いられるジルコニウム化合物系処
理剤(a)中のジルコニウム化合物としては、上記の機
能を発揮できるなら特に制限されないが、例えば好適に
は、ジルコニウムアルコキシド、酢酸ジルコニウム、炭
酸ジルコニールアンモニウム、炭酸ジルコニールナトリ
ウム等を挙げることができる。更に好ましくは水溶液の
安定性と、金属イオン成分を含有しない点で炭酸ジルコ
ニールアンモニウムが用いられる。
【0008】本発明で用いられるチタネート系カップリ
ング剤 (b)は、ガラスクロスの表面に化学的に結合し、
有機質の皮膜を形成することで、フィラメント間の凝集
を解除し、界面付近での樹脂の流れ性や親和性ひいては
含浸性を改善するとともに、可撓性を付与する目的で用
いられる。本発明において好適に用いられるチタネート
系カップリング剤 (b)としては、Kenrich Pe
trochemical社で開発され、味の素KKから
商標名「プレンアクト」として提供されている化合物が
例示され、これら化合物の単独又は混合物の形態で使用
できる。
ング剤 (b)は、ガラスクロスの表面に化学的に結合し、
有機質の皮膜を形成することで、フィラメント間の凝集
を解除し、界面付近での樹脂の流れ性や親和性ひいては
含浸性を改善するとともに、可撓性を付与する目的で用
いられる。本発明において好適に用いられるチタネート
系カップリング剤 (b)としては、Kenrich Pe
trochemical社で開発され、味の素KKから
商標名「プレンアクト」として提供されている化合物が
例示され、これら化合物の単独又は混合物の形態で使用
できる。
【0009】例えば、イソプロピルトリ(ジオクチルパ
イロホスフェート)チタネート、ビス(ジオクチルパイ
ロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス
(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネー
ト、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)ジイソプロ
ピルチタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチル
ホスファイト)チタネート、テトタオクチルビス(ジト
リデシルホスファイト)チタネート、イソプロピルトリ
イソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシル
ベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリ(N
−アミノエチル・アミノエチル)チタネート、テトラ
(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス
(ジトリデシル)ホスファイトチタネートなどがある。
イロホスフェート)チタネート、ビス(ジオクチルパイ
ロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス
(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネー
ト、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)ジイソプロ
ピルチタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチル
ホスファイト)チタネート、テトタオクチルビス(ジト
リデシルホスファイト)チタネート、イソプロピルトリ
イソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシル
ベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリ(N
−アミノエチル・アミノエチル)チタネート、テトラ
(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス
(ジトリデシル)ホスファイトチタネートなどがある。
【0010】マトリックス樹脂としては熱可塑性樹脂、
熱硬化性樹脂を任意に使用できるが、熱硬化性樹脂を用
いる場合には、その硬化反応を遅延する効果を有する構
造を分子中に有するチタネート系カップリング剤を用い
ることで該効果を著しく高めることが出来る。例えば、
プリント配線基板として汎用されるガラス繊維強化エポ
キシ樹脂基板(通称ガラエポ基板)ではジシアンジアミ
ド硬化エポキシ樹脂或いはフェノール硬化エポキシ樹脂
がマトリックス樹脂として用いられるが、この場合には
カルボン酸エステル、パイロ燐酸エステル基、燐酸エス
テル基、スルホン酸エステル基を分子中に有するチタネ
ート系カップリング剤が効果的に用いられる。さらに好
ましくはイソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニル
チタネートを挙げることが出来る。
熱硬化性樹脂を任意に使用できるが、熱硬化性樹脂を用
いる場合には、その硬化反応を遅延する効果を有する構
造を分子中に有するチタネート系カップリング剤を用い
ることで該効果を著しく高めることが出来る。例えば、
プリント配線基板として汎用されるガラス繊維強化エポ
キシ樹脂基板(通称ガラエポ基板)ではジシアンジアミ
ド硬化エポキシ樹脂或いはフェノール硬化エポキシ樹脂
がマトリックス樹脂として用いられるが、この場合には
カルボン酸エステル、パイロ燐酸エステル基、燐酸エス
テル基、スルホン酸エステル基を分子中に有するチタネ
ート系カップリング剤が効果的に用いられる。さらに好
ましくはイソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニル
チタネートを挙げることが出来る。
【0011】本発明では、上記チタネート系カップリン
グ剤単独の使用でもよいが、シラン系カップリング剤も
単独で使用でき、もちろんそれらの組合せも同様に使用
できる。該シラン系カップリング剤の作用は、ガラスク
ロスとマトリックス樹脂とに結合ないしは相溶して互い
の接着性を改善する目的で用いられる。従って用いられ
るマトリックス樹脂に対して最も適切なものの中から選
択されることが好ましい。該シラン系カップリング剤と
して以下の化合物の単独或いはそれらの混合物が例示で
きる。
グ剤単独の使用でもよいが、シラン系カップリング剤も
単独で使用でき、もちろんそれらの組合せも同様に使用
できる。該シラン系カップリング剤の作用は、ガラスク
ロスとマトリックス樹脂とに結合ないしは相溶して互い
の接着性を改善する目的で用いられる。従って用いられ
るマトリックス樹脂に対して最も適切なものの中から選
択されることが好ましい。該シラン系カップリング剤と
して以下の化合物の単独或いはそれらの混合物が例示で
きる。
【0012】例えば、γ−(2−アミノエチル)アミノ
プロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチ
ル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニ
ルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン塩酸塩、N−β−(N−ベンジルアミノエ
チル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸
塩、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメト
キシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、
プロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチ
ル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニ
ルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン塩酸塩、N−β−(N−ベンジルアミノエ
チル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸
塩、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメト
キシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、
【0013】γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルジメトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルジメトキシシラン、γ−ウレイドプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピ
ルメチルジメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシ
クロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−(4−
(3−アミノプロポキシ)ブトキシプロピル)アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ベンジルア
ミノエチル)−N−ビニルベンジル−γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン塩酸塩、
ン、γ−メルカプトプロピルジメトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルジメトキシシラン、γ−ウレイドプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピ
ルメチルジメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシ
クロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−(4−
(3−アミノプロポキシ)ブトキシプロピル)アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ベンジルア
ミノエチル)−N−ビニルベンジル−γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン塩酸塩、
【0014】N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチ
ル)−N−ビニルベンジル−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン塩酸塩、N−β−(N−メチルベンジルア
ミノエチル)−N−ビニルベンジル−γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン塩酸塩、N−β−(N−ベンズヒ
ドリルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン塩酸塩、N−ビニルベンジル−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシランなどである。これらは単独で
用いても良いし、2種類以上組み合わせて用いても良
い。
ル)−N−ビニルベンジル−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン塩酸塩、N−β−(N−メチルベンジルア
ミノエチル)−N−ビニルベンジル−γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン塩酸塩、N−β−(N−ベンズヒ
ドリルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン塩酸塩、N−ビニルベンジル−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシランなどである。これらは単独で
用いても良いし、2種類以上組み合わせて用いても良
い。
【0015】さらに、プリント配線基板に多く用いられ
るガラス繊維強化エポキシ樹脂積層板に有用なガラスク
ロス処理用シラン系カップリング剤としては、N−β−
(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ベンジルアミ
ノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
N−β−(N−ベンズヒドリルアミノエチル)−γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−メチ
ルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン等が例示されて好適に用いられる。これら
のシランカップリング剤のなかで、カチオニックシラン
カップリング剤は酸塩であり、そのまま用いてももちろ
ん有効であるが、プリント配線基板の絶縁信頼性を増す
ために、電解質成分である酸を除いて用いることが推奨
される。
るガラス繊維強化エポキシ樹脂積層板に有用なガラスク
ロス処理用シラン系カップリング剤としては、N−β−
(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ベンジルアミ
ノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
N−β−(N−ベンズヒドリルアミノエチル)−γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−メチ
ルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン等が例示されて好適に用いられる。これら
のシランカップリング剤のなかで、カチオニックシラン
カップリング剤は酸塩であり、そのまま用いてももちろ
ん有効であるが、プリント配線基板の絶縁信頼性を増す
ために、電解質成分である酸を除いて用いることが推奨
される。
【0016】ガラスクロスの材質としては、特に制限は
されないが、例えばガラス繊維強化樹脂積層板の強化材
として使用されているEガラス、Cガラス、Sガラス、
Dガラス、高誘電率ガラスとして知られるHガラス、ク
オーツ等のガラスクロスを挙げることができる。
されないが、例えばガラス繊維強化樹脂積層板の強化材
として使用されているEガラス、Cガラス、Sガラス、
Dガラス、高誘電率ガラスとして知られるHガラス、ク
オーツ等のガラスクロスを挙げることができる。
【0017】ガラスクロスの処理は、ジルコニウム化合
物系処理剤(a)及びチタネート系及び/又はシランカ
ップリング剤 (b)を、水溶液状で又はアルコール類、エ
ーテル類、ジメチルホルムアミド等の有機溶媒の溶液状
で、或いは水とこれら有機溶媒との混合溶媒の溶液状
で、室温に近い温度、常圧下に、ガラスクロスに付着さ
せた後、乾燥させることにより行うことができる。この
ときのジルコニウム化合物系処理剤(a)の成分量の濃
度は、好ましくはZrO2 換算で0.002〜0.1重
量%であり、更に好ましくはZrO2 換算で0.005
〜0.05重量%である。ジルコニウム化合物系処理剤
(a)の濃度が0.002重量%よりも低い場合には含
浸改良効果は十分に発現されない。一方、0.1重量%
を越えて用いると積層板の耐熱性が劣化する。本発明で
用いる処理剤(a)は、原料に炭酸ジルコニールアンモ
ニウムを用いる場合は、安定な処理液を得るためにはそ
のままか、アンモニアなどを用いて塩基性溶液にして用
いると良い。
物系処理剤(a)及びチタネート系及び/又はシランカ
ップリング剤 (b)を、水溶液状で又はアルコール類、エ
ーテル類、ジメチルホルムアミド等の有機溶媒の溶液状
で、或いは水とこれら有機溶媒との混合溶媒の溶液状
で、室温に近い温度、常圧下に、ガラスクロスに付着さ
せた後、乾燥させることにより行うことができる。この
ときのジルコニウム化合物系処理剤(a)の成分量の濃
度は、好ましくはZrO2 換算で0.002〜0.1重
量%であり、更に好ましくはZrO2 換算で0.005
〜0.05重量%である。ジルコニウム化合物系処理剤
(a)の濃度が0.002重量%よりも低い場合には含
浸改良効果は十分に発現されない。一方、0.1重量%
を越えて用いると積層板の耐熱性が劣化する。本発明で
用いる処理剤(a)は、原料に炭酸ジルコニールアンモ
ニウムを用いる場合は、安定な処理液を得るためにはそ
のままか、アンモニアなどを用いて塩基性溶液にして用
いると良い。
【0018】チタネート系及び/又はシラン系カップリ
ング剤 (b)の濃度はカップリング剤全量が0.01〜5
重量%、好ましくは0.2〜2重量%であることが望ま
しい。該カップリング剤 (b)の濃度が0.01重量%未
満ではガラスクロス全表面への被覆が不十分で耐熱性が
十分に発揮されないので好ましくないし、また5重量%
を越えると含浸改良効果が不十分になる。この際に酸を
用いて処理液を酸性にすることも可能である。用いられ
る酸としては無機酸、例えば塩酸、硝酸、燐酸、硫酸お
よび/または脂肪酸、例えば蟻酸、酢酸、プロパン酸、
ブタン酸、ペンタン酸、イタコン酸、琥珀酸、アジピン
酸、フマル酸、アクリル酸、シュウ酸、クエン酸など、
及び/または芳香族有機酸、例えばフタル酸、マレイン
酸、安息香酸、サリチル酸、ベンゼンスルホン酸、トル
エンスルホン酸などが例示される。また、アンモニアな
どを用いて塩基性にしても良い。
ング剤 (b)の濃度はカップリング剤全量が0.01〜5
重量%、好ましくは0.2〜2重量%であることが望ま
しい。該カップリング剤 (b)の濃度が0.01重量%未
満ではガラスクロス全表面への被覆が不十分で耐熱性が
十分に発揮されないので好ましくないし、また5重量%
を越えると含浸改良効果が不十分になる。この際に酸を
用いて処理液を酸性にすることも可能である。用いられ
る酸としては無機酸、例えば塩酸、硝酸、燐酸、硫酸お
よび/または脂肪酸、例えば蟻酸、酢酸、プロパン酸、
ブタン酸、ペンタン酸、イタコン酸、琥珀酸、アジピン
酸、フマル酸、アクリル酸、シュウ酸、クエン酸など、
及び/または芳香族有機酸、例えばフタル酸、マレイン
酸、安息香酸、サリチル酸、ベンゼンスルホン酸、トル
エンスルホン酸などが例示される。また、アンモニアな
どを用いて塩基性にしても良い。
【0019】ジルコニウム化合物系処理剤(a)とチタ
ネート系及び/又はシラン系カップリング剤 (b)との量
比は0.002〜0.1%/0.01〜5%、好ましく
は0.005〜0.05%/0.2〜2%が望ましい。
このジルコニウム化合物系処理剤(a)の重量が0.0
02%未満では含浸効果が不十分となり好ましくなく、
また0.1%を越えると積層板の耐熱性が劣化する。本
発明では、必要に応じて顔料、染料、浸透剤、帯電防止
剤を併用しても良いし、処理液の安定性を増すために界
面活性剤を併用しても良い。
ネート系及び/又はシラン系カップリング剤 (b)との量
比は0.002〜0.1%/0.01〜5%、好ましく
は0.005〜0.05%/0.2〜2%が望ましい。
このジルコニウム化合物系処理剤(a)の重量が0.0
02%未満では含浸効果が不十分となり好ましくなく、
また0.1%を越えると積層板の耐熱性が劣化する。本
発明では、必要に応じて顔料、染料、浸透剤、帯電防止
剤を併用しても良いし、処理液の安定性を増すために界
面活性剤を併用しても良い。
【0020】該ジルコニウム化合物系処理剤(ジルコニ
ウム含有ゾル)(a)とカップリング剤 (b)とのガラス
クロス上への適用は、処理剤(a)及びカップリング剤
(b)の溶液をガラスクロスに付着させればよい。該付着
には、浸漬法、スプレー法等を適用することができる。
例えば、ガラスクロスの浸漬法による処理は、ガラスク
ロス基材を室温或いはこれに近い温度で処理液に浸漬し
た後、スクイズロールにより絞液し、続いて100〜2
00℃で数秒間乾燥することにより行えばよい。
ウム含有ゾル)(a)とカップリング剤 (b)とのガラス
クロス上への適用は、処理剤(a)及びカップリング剤
(b)の溶液をガラスクロスに付着させればよい。該付着
には、浸漬法、スプレー法等を適用することができる。
例えば、ガラスクロスの浸漬法による処理は、ガラスク
ロス基材を室温或いはこれに近い温度で処理液に浸漬し
た後、スクイズロールにより絞液し、続いて100〜2
00℃で数秒間乾燥することにより行えばよい。
【0021】ジルコニウム含有ゾル(a)、及びチタネ
ート系及び/又はシラン系カップリング剤 (b)は個々に
処理しても良いし同一の処理液で処理しても良い。個々
に処理するときは、予めジルコニウム含有ゾル(a)で
ガラスクロスを処理し、乾燥後、シラン系及び/又はチ
タネート系カップリング剤 (b)で処理しても良いし、逆
に、シラン系及び/又は又はチタネート系カップリング
剤 (b)で処理した後ジルコニウム含有ゾル(a)で処理
しても良い。
ート系及び/又はシラン系カップリング剤 (b)は個々に
処理しても良いし同一の処理液で処理しても良い。個々
に処理するときは、予めジルコニウム含有ゾル(a)で
ガラスクロスを処理し、乾燥後、シラン系及び/又はチ
タネート系カップリング剤 (b)で処理しても良いし、逆
に、シラン系及び/又は又はチタネート系カップリング
剤 (b)で処理した後ジルコニウム含有ゾル(a)で処理
しても良い。
【0022】該処理ガラスクロスは、処理、乾燥後に柱
状流あるいは高周波振動法による水流などで開繊加工す
ることも可能である。近年、プリント配線板用ガラスク
ロスには、高耐熱、高含浸を実現するために、開繊加工
が広く行われるようになった。本発明によれば、ジルコ
ニウム含有ゲル(a)、及びチタネート系及び/又はシ
ラン系カップリング剤 (b)とが共にガラスクロスに固着
され、開繊加工後も当初の基本性能は保持されるので、
開繊加工処理と併用することで処理ガラスクロスの性能
をさらに一段と向上させることが出来る。
状流あるいは高周波振動法による水流などで開繊加工す
ることも可能である。近年、プリント配線板用ガラスク
ロスには、高耐熱、高含浸を実現するために、開繊加工
が広く行われるようになった。本発明によれば、ジルコ
ニウム含有ゲル(a)、及びチタネート系及び/又はシ
ラン系カップリング剤 (b)とが共にガラスクロスに固着
され、開繊加工後も当初の基本性能は保持されるので、
開繊加工処理と併用することで処理ガラスクロスの性能
をさらに一段と向上させることが出来る。
【0023】プリプレグは、常法に従えば良く浸漬法、
スプレー法等などにより、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂
等任意のマトリックス樹脂を使用して容易に製造できる
が、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリイミド
−ポリアミド樹脂、サイアネート樹脂、フェノールエポ
キシ樹脂等を本発明のガラスクロスに含浸させた後、1
00℃〜200℃で乾燥、半硬化させることによって得
られる。ガラス繊維強化樹脂積層板は、上記のプリプレ
グを所定枚数積層しプレス機を用いて加熱加圧して成形
することが出来る。また、これらを組み合わせて用いて
ももちろん良い。不飽和ポリエステルの場合は、ガラス
繊維基材に樹脂ワニスを含浸させた後、ハンドレイアッ
プ法などで積層板を得る。本発明の積層板は、片面また
は両面に銅などの導電性金属層を有していても良い。ま
た、ガラスクロスを使用した多層板のように内層に導電
性金属層を有していても良い。
スプレー法等などにより、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂
等任意のマトリックス樹脂を使用して容易に製造できる
が、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリイミド
−ポリアミド樹脂、サイアネート樹脂、フェノールエポ
キシ樹脂等を本発明のガラスクロスに含浸させた後、1
00℃〜200℃で乾燥、半硬化させることによって得
られる。ガラス繊維強化樹脂積層板は、上記のプリプレ
グを所定枚数積層しプレス機を用いて加熱加圧して成形
することが出来る。また、これらを組み合わせて用いて
ももちろん良い。不飽和ポリエステルの場合は、ガラス
繊維基材に樹脂ワニスを含浸させた後、ハンドレイアッ
プ法などで積層板を得る。本発明の積層板は、片面また
は両面に銅などの導電性金属層を有していても良い。ま
た、ガラスクロスを使用した多層板のように内層に導電
性金属層を有していても良い。
【0024】
【実施例】以下に非限定の実施例により本発明をさらに
詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例によ
り制限されない。なお、各物性値は以下のように求め
た。 (1)プリプレグの含浸性 実施例1で記載した樹脂ワニスを含浸し、キュアーさせ
てBステージ状態としたプリプレグを目視および光学顕
微鏡で観察して、含浸性を評価した。 ◎:極めて良好、○:良好、△:普通、×:悪い。 (2)積層板の含浸性 実施例1で記載した方法で作成した0.8mm厚の両面
銅張積層板から銅をエッチングによって除去し、目視で
観察して、含浸性を評価した。 ◎:極めて良好、○:良好、△:普通、×:悪い。
詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例によ
り制限されない。なお、各物性値は以下のように求め
た。 (1)プリプレグの含浸性 実施例1で記載した樹脂ワニスを含浸し、キュアーさせ
てBステージ状態としたプリプレグを目視および光学顕
微鏡で観察して、含浸性を評価した。 ◎:極めて良好、○:良好、△:普通、×:悪い。 (2)積層板の含浸性 実施例1で記載した方法で作成した0.8mm厚の両面
銅張積層板から銅をエッチングによって除去し、目視で
観察して、含浸性を評価した。 ◎:極めて良好、○:良好、△:普通、×:悪い。
【0025】(3)吸湿はんだ耐熱性 実施例1で記載した方法で作成した0.8mm厚の両面
銅張積層板から銅をエッチングによって除去し、5cm
角の試験片に裁断後、試験片を260℃のはんだ浴に2
0秒間浸漬し、ふくれの有無を調べた。なお、表中のP
CT−n/121は121℃の飽和プレッシャークッカ
ー中で試験片をn時間暴露し吸湿させたことを示してい
る。 (4)局所はんだ耐熱性 実施例1で記載した方法で作成した1.6mm厚の両面
銅張積層板から銅をエッチングによって除去し、10c
m角の試験片を切り出し、沸騰水中で2時間吸湿処理を
行った後及び常態で局所的に260℃の噴流はんだを当
てて主に内層で生じる織り交点での白化(剥離)の数を
数えた。なお、表中のC−n/100は100℃の沸騰
水中で試験片をn時間暴露し吸湿させたことを示してい
る。
銅張積層板から銅をエッチングによって除去し、5cm
角の試験片に裁断後、試験片を260℃のはんだ浴に2
0秒間浸漬し、ふくれの有無を調べた。なお、表中のP
CT−n/121は121℃の飽和プレッシャークッカ
ー中で試験片をn時間暴露し吸湿させたことを示してい
る。 (4)局所はんだ耐熱性 実施例1で記載した方法で作成した1.6mm厚の両面
銅張積層板から銅をエッチングによって除去し、10c
m角の試験片を切り出し、沸騰水中で2時間吸湿処理を
行った後及び常態で局所的に260℃の噴流はんだを当
てて主に内層で生じる織り交点での白化(剥離)の数を
数えた。なお、表中のC−n/100は100℃の沸騰
水中で試験片をn時間暴露し吸湿させたことを示してい
る。
【0026】(実施例1)処理液1として、炭酸ジルコ
ニールアンモニウム水溶液(第一希元素化学工業(株)
製商品名AC−7)1.54gを水1L中に分散させて
水溶液を用意した。その水溶液の濃度はZrO2 換算で
0.02重量%であった。処理液2として、N−β−
(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン塩酸塩(東レ・ダウコーニング
・シリコーン社製SZ6032)の0.4重量%(成
分)水溶液を作成し、酢酸を加えてpHを4に調整し
た。
ニールアンモニウム水溶液(第一希元素化学工業(株)
製商品名AC−7)1.54gを水1L中に分散させて
水溶液を用意した。その水溶液の濃度はZrO2 換算で
0.02重量%であった。処理液2として、N−β−
(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン塩酸塩(東レ・ダウコーニング
・シリコーン社製SZ6032)の0.4重量%(成
分)水溶液を作成し、酢酸を加えてpHを4に調整し
た。
【0027】上記処理液1に厚さ0.19mmのガラス
クロス(旭シュエーベル(株)製スタイル7628)を
浸漬し、ついでガラスクロスに対し約30重量%の処理
液保持率になるように絞液した後、120℃の熱風によ
って乾燥した。次に、該処理クロスを処理液2に浸漬
し、ついでガラスクロスに対し約30重量%の処理液保
持率になるように絞液した後、120℃の熱風によって
乾燥した。
クロス(旭シュエーベル(株)製スタイル7628)を
浸漬し、ついでガラスクロスに対し約30重量%の処理
液保持率になるように絞液した後、120℃の熱風によ
って乾燥した。次に、該処理クロスを処理液2に浸漬
し、ついでガラスクロスに対し約30重量%の処理液保
持率になるように絞液した後、120℃の熱風によって
乾燥した。
【0028】次に、臭素化ビスフェノールA型エポキシ
樹脂E5046(油化シェルエポキシ(株)製)85重
量部(固形)、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂E
180(同上)15重量部(固形)、N,N’−ジメチ
ルホルムアミド10重量部、メトキシエタノール10重
量部、ジシアンジアミド2.4重量部、2エチル4メチ
ルイミダゾール0.2重量部を配合してエポキシ樹脂ワ
ニスを調合した。該樹脂ワニスを前記処理剤で処理した
ガラスクロスに含浸し、乾燥して、樹脂分42重量%の
プリプレグを作成した。このプリプレグについて透明
性、残留ボイドの大きさを顕微鏡観察した。
樹脂E5046(油化シェルエポキシ(株)製)85重
量部(固形)、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂E
180(同上)15重量部(固形)、N,N’−ジメチ
ルホルムアミド10重量部、メトキシエタノール10重
量部、ジシアンジアミド2.4重量部、2エチル4メチ
ルイミダゾール0.2重量部を配合してエポキシ樹脂ワ
ニスを調合した。該樹脂ワニスを前記処理剤で処理した
ガラスクロスに含浸し、乾燥して、樹脂分42重量%の
プリプレグを作成した。このプリプレグについて透明
性、残留ボイドの大きさを顕微鏡観察した。
【0029】更に、該プリプレグを4枚重ね、その両表
層に厚さ18μmの銅箔を重ねて、真空プレスを用いて
10torrに減圧下120℃で30分、次いで常圧下
175℃で60分間、35kg/cm2 の条件で加熱加
圧して一体に成形し、厚さ0.8mmの銅張り積層板を
得た。エッチング液で該銅張り積層板の銅箔を全面エッ
チアウトした後、水洗し、風乾して物性試験用積層板と
した。同様に、該プリプレグを8枚重ね、1.6mmの
積層板を作成し、局所はんだ耐熱性の評価を実施した。
樹脂の含浸性、はんだ耐熱性、を測定した結果を表1に
示す。
層に厚さ18μmの銅箔を重ねて、真空プレスを用いて
10torrに減圧下120℃で30分、次いで常圧下
175℃で60分間、35kg/cm2 の条件で加熱加
圧して一体に成形し、厚さ0.8mmの銅張り積層板を
得た。エッチング液で該銅張り積層板の銅箔を全面エッ
チアウトした後、水洗し、風乾して物性試験用積層板と
した。同様に、該プリプレグを8枚重ね、1.6mmの
積層板を作成し、局所はんだ耐熱性の評価を実施した。
樹脂の含浸性、はんだ耐熱性、を測定した結果を表1に
示す。
【0030】(実施例2)処理液1として、炭酸ジルコ
ニールアンモニウム水溶液(第一希元素化学工業(株)
製商品名AC−7)1.54gを水1L中に分散させて
水溶液を用意した。該水溶液の濃度はZrO2 換算で
0.02重量%であった。該処理液にさらに28重量%
アンモニア水溶液1gを添加後、チタネートカップリン
グ剤としてイソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニ
ルチタネート(味の素(株)社製KR 9SA)2gを
予め20gのイソプロパノールで希釈した溶液を、強攪
拌しながら添加し乳化させて処理液を作成した。処理液
2の作成は実施例1と同様に行った。
ニールアンモニウム水溶液(第一希元素化学工業(株)
製商品名AC−7)1.54gを水1L中に分散させて
水溶液を用意した。該水溶液の濃度はZrO2 換算で
0.02重量%であった。該処理液にさらに28重量%
アンモニア水溶液1gを添加後、チタネートカップリン
グ剤としてイソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニ
ルチタネート(味の素(株)社製KR 9SA)2gを
予め20gのイソプロパノールで希釈した溶液を、強攪
拌しながら添加し乳化させて処理液を作成した。処理液
2の作成は実施例1と同様に行った。
【0031】(実施例3)実施例1で、ガラスクロス繊
維織布の表面処理後、高水圧にて開繊加工を施し、つづ
いて樹脂ワニスを塗工しプリプレグの作成を行ったほか
は、実施例1と同様に行った。
維織布の表面処理後、高水圧にて開繊加工を施し、つづ
いて樹脂ワニスを塗工しプリプレグの作成を行ったほか
は、実施例1と同様に行った。
【0032】(実施例4)実施例1で、エポキシ樹脂ワ
ニスとして、ビスフェノールA型ノボラックエポキシ樹
脂E157(油化シェルエポキシ(株)社製)35重量
部(固形)、ハイブロム型エポキシ樹脂E5050(同
上)28重量部(固形)、ビスフェノールA型エポキシ
樹脂E828(同上)6重量部(固形)、DPP型フェ
ノール樹脂YLH129(同上)31重量部(固形)、
2エチル4メチルイミダゾール0.1重量部及びメトキ
シエタノールを配合して樹脂含量67重量%のフェノー
ル硬化エポキシ樹脂ワニスを調合し用いた他は実施例1
と同様に評価を実施した。
ニスとして、ビスフェノールA型ノボラックエポキシ樹
脂E157(油化シェルエポキシ(株)社製)35重量
部(固形)、ハイブロム型エポキシ樹脂E5050(同
上)28重量部(固形)、ビスフェノールA型エポキシ
樹脂E828(同上)6重量部(固形)、DPP型フェ
ノール樹脂YLH129(同上)31重量部(固形)、
2エチル4メチルイミダゾール0.1重量部及びメトキ
シエタノールを配合して樹脂含量67重量%のフェノー
ル硬化エポキシ樹脂ワニスを調合し用いた他は実施例1
と同様に評価を実施した。
【0033】(比較例1)実施例1で、処理液1の処理
操作を省いたほかは実施例1と同様に行い、比較に供し
た。 (比較例2)実施例2で、処理液1のAC−7添加を省
略したほかは実施例2と同様に行い、比較に供した。
操作を省いたほかは実施例1と同様に行い、比較に供し
た。 (比較例2)実施例2で、処理液1のAC−7添加を省
略したほかは実施例2と同様に行い、比較に供した。
【0034】(比較例3)実施例3で、用いた処理ガラ
スクロスを比較例1とした他は実施例3と同様に行い、
比較に供した。 (比較例4)実施例4で、用いた処理ガラスクロスを比
較例1とした他は実施例3と同様に行い、比較に供し
た。
スクロスを比較例1とした他は実施例3と同様に行い、
比較に供した。 (比較例4)実施例4で、用いた処理ガラスクロスを比
較例1とした他は実施例3と同様に行い、比較に供し
た。
【0035】
【表1】
【0036】
【発明の効果】本発明に係るガラスクロスはエポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、サイアネートエステルなどのマト
リックス樹脂とからなる複合材料に広く適用されるが、
もっとも好ましい適応例としては、ガラス繊維強化エポ
キシ樹脂プリント配線基板の補強用ガラスクロスが挙げ
られる。即ち、ジルコニウムゾル(a)皮膜をガラスク
ロスの表面に形成することで、シラン系及び/又はチタ
ネート系カップリング剤 (b)の効果を著しく改善し、有
機質の皮膜を強固に形成することで、フィラメント間の
凝集を解除し、界面付近での樹脂の流れ性や親和性ひい
ては含浸性を改善する。
脂、ポリイミド樹脂、サイアネートエステルなどのマト
リックス樹脂とからなる複合材料に広く適用されるが、
もっとも好ましい適応例としては、ガラス繊維強化エポ
キシ樹脂プリント配線基板の補強用ガラスクロスが挙げ
られる。即ち、ジルコニウムゾル(a)皮膜をガラスク
ロスの表面に形成することで、シラン系及び/又はチタ
ネート系カップリング剤 (b)の効果を著しく改善し、有
機質の皮膜を強固に形成することで、フィラメント間の
凝集を解除し、界面付近での樹脂の流れ性や親和性ひい
ては含浸性を改善する。
【0037】従って、本発明になるガラスクロスを用い
たプリプレグ、積層板は残留するボイドが極めて少な
く、これにより積層板の吸水率、耐ブリスター性や耐ミ
ーズリング性などの耐熱性、電食性を改善し得る。さら
に、開繊加工後でも基本性能が保持されるので、物理開
繊効果と相まって顕著な改良効果を発現しうる。
たプリプレグ、積層板は残留するボイドが極めて少な
く、これにより積層板の吸水率、耐ブリスター性や耐ミ
ーズリング性などの耐熱性、電食性を改善し得る。さら
に、開繊加工後でも基本性能が保持されるので、物理開
繊効果と相まって顕著な改良効果を発現しうる。
Claims (3)
- 【請求項1】 (a)ジルコニウム化合物系処理剤及び
(b)シラン系及び/またはチタネート系カップリング剤
で表面処理してなることを特徴とするガラスクロス。 - 【請求項2】 ジルコニウム化合物ゾル(a)の縮合に
よってゲル皮膜をガラス表面に形成していることを特徴
とする請求項1記載のガラスクロス。 - 【請求項3】 ガラスクロスが開繊加工を施されている
ことを特徴とする請求項1記載のガラスクロス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14346096A JPH09302580A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | ガラスクロス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14346096A JPH09302580A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | ガラスクロス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09302580A true JPH09302580A (ja) | 1997-11-25 |
Family
ID=15339226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14346096A Pending JPH09302580A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | ガラスクロス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09302580A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2022024733A1 (ja) * | 2020-07-27 | 2022-02-03 |
-
1996
- 1996-05-15 JP JP14346096A patent/JPH09302580A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2022024733A1 (ja) * | 2020-07-27 | 2022-02-03 |
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