JPS597044A - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、熱硬化性樹脂を接着剤として用い熱圧成形さ
れてなる積層板の改良に関する。特に電気回路のプリン
ト回路基板として適する積層板に関する。

〔従来技術の説明〕

従来から、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド
繊維、コツトンリンターその他の材料を基材とし、これ
に熱硬化性樹脂を接着剤として熱圧成形した積層板が知
られている。中でもガラス繊維不織布を基材とする積層
板は、打ち抜き加工性がよいので、プリント回路基板と
して広く用いられている。しかし、この種の積層板は熱
膨張による寸法変化が大きい欠点がある。すなわち、積
層板表面、特にスルーホールの内面に金属メッキを施し
て半田付は等の熱衝撃を加えると、メッキ部と基板との
間に熱膨張の差があるため、メッキ部が破断する等の不
都合が生じる。

これを改良するために、無機質充填剤を熱硬化性樹脂に
混入して均一に介在させたものが知られている。従来知
られたこのだめの無機質充填剤は、タルク、マイカ、ア
スベスト、水酸化アルミニウム、焼成りレー、焼成アル
ミナ、シリカ粉末、ガラス粉末、酸化チタン、珪藻土、
三酸化アンチモン、ガラスピーズ等である。しかし、こ
れらの無機質充填剤を熱硬化性樹脂に混入して積層板の
熱膨張を小さくする方法は、積層板の有機質成分に対し
て１倍量から３倍量の無機質充填剤を加えることが必要
であって、積層板の機械的特性、特に打ち抜き加工性、
あるいは充填物の種類によっては耐湿性が劣化すること
になり、必ずしも十分ではない。

このため本発明者らは、熱硬化性樹脂および基材に混合
する材料を各方面にわたり研究する過程で、繊維状のチ
タン酸カリウムを均一に介在させることにより、機械的
特性、打ち抜き加工性あるいは耐湿性を損なうことのな
い、しかも熱膨張の小さい積層板を完成し、特願昭５４
−１６０５４２により特許出願した。

また近年、安価な針状の無機質充填剤がいくつか開発さ
れ、この針状無機質充填剤を少ない割合でチタン酸カリ
ウム繊維に加えて熱硬化性樹脂に混入して均一に介在さ
せたところ、従来の無機質充填剤に見られない優れた特
性があり、積層板の機械的特性、打ち抜き加工性あるい
は耐湿性を損なうことのない、熱膨張の小さい、しかも
製造コストの安価な積層板を完成し特願昭５Ｅｉ−８４
８２１により特許出願した。

しかし、上記針状無機質充填剤は多量に熱硬化性樹脂に
混入すると、打ち抜き加工性が悪化するため、高価なチ
タン酸カリウム繊維を同時に混入しなければならない欠
点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記欠点を解決するもので、（ａｌ　　熱膨
張の小さい、 （ｂ）　　打ち抜き加工性を悪化させない、（Ｃ）　　
耐湿性を悪化させない、 （ｄｌ　　製造コストがより一層安価な、（ｅ）　　寸
法安定性が高い 積層板を提供することを目的とする。

〔発明の要旨〕

本発明は、熱硬化性樹脂を接着剤として用い熱圧成形さ
れた積層板において、その積層板は不織布層の両面にガ
ラス織布を備え、その積層板中に針状のメタケイ酸カル
シウムを５〜５０重量％含むことを特徴とす為。

〔補足説明〕

本発明をさらに補足説明すると、本発明の積層板の構造
は、不織布層の両面にガラス織布が熱圧着された構造で
ある。この構造をとることにより、打ち抜き加工性を悪
化させずに針状無機質充填剤であるメタケイ酸カルシウ
ムの混入割合を増やすことができる。

この針状のメタケイ酸カルシウムは、天然産のメタケイ
酸カルシウムである。このメタケイ酸カルシウムは、化
学式ＣａＳｉＯ３を主成分とする針状性の物質で、径に
対する長さの比が１０倍以上のもので、ずぺて針状の純
粋な明るい白色の無機物であり、耐熱性に優れその融点
は約１５００℃である。

またこの天然針状性の物質は吸湿性が低く、その含水量
は１．０％以下であり、また熱膨張係数が直線的でかつ
小さい値を有し、シランカップリング剤等により表面処
理を容易に行うこともできる。

さらにコスト面では、天然産であることから、チタン酸
カリウム繊維に比較して１０分の１程度、ガラス繊維に
比較して２分の１程度であるため、積層板の充填剤とし
て用いた場合には、積層板の打ち抜き加工性を損なうこ
となく積層板の製造コストを下げることができ、さらに
熱硬化性樹脂に対してこの針状のメタケイ酸カルシウム
を相対的に増加させると、積層板の寸法安定性を向上さ
せることになる。

上記天然針状性のメタケイ酸カルシウムとしては、ウオ
ラストナイト（Ｗｏｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ、　ＮＹＣＯ
製）、Ｐ　Ｍ　Ｆ　（Ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ旧ｎｅｒａｌ
　Ｆｉｂｅｒ、ジムウオルタ製）があるが、上記性状の
無機質充填剤であれは、同様の効果が見られる。

なお、一般の無機質充填剤で電気的および耐湿性の良い
性質のものを、針状のメタケイ酸カルシウムに対して２
０Ｍ量％以下の割合で含んだ積層板は、熱膨張は小さく
、しかも針状のメタケイ酸カルシウムを主体として前記
構造を採用すれば、積層板の打ち抜き加工性は損なわれ
ない。このことから針状のメタケイ酸カルシウムの純度
は、特に限定しなくても、同様の効果が見られる。

また不織布の基材は、特に限定されないが、ガラス繊維
、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、コツトンリンタ
ー等のいずれかを含むものから選定される。

熱硬化性樹脂は、あらゆる熱硬化性樹脂を選択すること
ができるが、エポキシ、フェノール、ポリイミド、不飽
和ポリエステル、ＢＴレンジまたはこれらの変性樹脂を
含むものが好ましい。

熱硬化性樹脂を硬化させるための熱圧成形の条件は熱硬
化性樹脂の性質および基材の性質に応じて選ばれる。通
常は８０〜２５０℃で、５〜２００℃ｋｇ／ｄである。

積層板の枚数も任意であり、異なる種類のものを積層す
ることもできる。

針状のメタケイ酸カルシウムの混入の方法については、
基材への混入または接着剤への混入のいずれの方法でも
よいが、接着剤に混入する方法は分布が均一になる点で
好ましい結果を得た。不織布基材への混入には、不織布
製造時に針状のメタケイ酸カルシウムを混抄した形で樹
脂を含浸積層しても、同様に本発明を実施することがで
きる。

本発明の構成による積層板は熱膨張係数が小さい。特に
積層板の厚さ方向の熱膨張は、メタケイ酸カルシウムの
針状方向がその厚さ方向に比較的揃うため、針状のメタ
ケイ酸カルシウムを含まない従来品の約半分になる。こ
のため積層板に穿設されたスルーホールの内壁に施され
る金属メッキが、半田付けにより破損する現象が著しく
少なくなる。

この現象は針状のメタケイ酸カルシウムの混入量をパラ
メータとして、その混入量を変更しながら実験的に検討
したところ、積層板の総重量に対して５重量％から熱膨
張が小さくなる効果が見られる。特に混入量が２５重量
％以上の場合に熱膨張を小さくする効果は顕著になる。

これは従来の積層板が無機質充填剤を熱硬化性樹脂の１
倍量から３倍量程度必要としたことに比べると、極めて
少ない量である。これはメタケイ酸カルシウムの結晶構
造が針状であるために、針状方向の樹脂の熱膨張を抑え
るからである。樹脂との喰い付きについては、針状のメ
タケイ酸カルシウムがシリカ系のためシランカップリン
グ剤等を用いてこの針状無機質充填剤を表面処理するこ
とにより、より一層良好となり熱硬化性樹脂の本来の特
性を失うことがなくなる。しかし針状のメタケイ酸カル
シウムの混入量が５０重量％を超えるものは、本発明の
積層板の構造を採用しても打ち抜き加工性が劣ることに
なり、好ましくない。

またメタケイ酸カルシウムは屈折率がＥガラス繊維およ
びエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂と近似しているため、
メタケイ酸カルシウムの混入量を増やしても積層板の透
明度は変化しなくなる特長がある。

本発明による積層板を電気回路用のプリント回路基板と
して使用するときには、打ち抜きスルーホールの数およ
び大きさにより、針状のメタケイ酸カルシウムの混入量
を適当に選定することがよいが、標準的な状態では針状
のメタケイ酸カルシウムを１０〜３５重量％含むものが
よい結果を得る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、高価のチタン酸カ
リウム繊維を用いずに、構造面において、不織布層の両
面にガラス織布を備え、かつその積層板中に針状のメタ
ケイ酸カルシウムを５〜５０重量％含ませることにより
、 ＋ａｔ　　熱膨張の小さい、 （ｂ）　　打ち抜き加工性を悪化させない、（Ｃ１耐湿
性を悪化させない、 （ｄ）　　製造コストがより一層安価な、（０１寸法安
定性が高い 優れた積層板が得られる。

特に本発明の積層板を電気回路用のプリント回路基板に
利用すれば、半田付けによる金属メッキの破損が著しく
減少する優れた効果がある。

〔実施例および比較例の説明〕

次に本発明の態様を明確にするために、実施例と比較例
を示し説明する。ここに示す実施例はあくまでも一例で
あって、これにより本発明の範囲を限定するものではな
い。

（実施例１） 下記のエポキシ樹脂フェス（配合例Ｉ）に繊維０ 径８．２μｍ以下で平均繊維長的１１０μｍのつＡラス
トナイ）　（ＮＹＣＯ製、以下同じ。）を１０重量％加
えてよく攪拌し、メチルエチルケトン（ＭＥＫ　）を混
入することにより粘度を適当に調整する。この粘度調整
した樹脂ワニスをガラス不織布（本州製紙製ＧＭＣ−５
０Ｂ　）に含浸させ、これを約１６０℃にて加熱乾燥さ
せて、プリプレグを作る。

一方、下記（配合例Ｉ〉のエポキシ樹脂ワニスをガラス
織布（日東結語ＷＥ−１８３Ｚ−２）に含浸させ、これ
を約１６０℃にて加熱乾燥させて表面材プリプレグを作
る。

上記プリプレグを８枚中間層として重ね、この上下両表
面に上記表面材プリプレグを配置し、さらにその上下両
表面に厚さ１８μｍの銅箔（古河サーキット製ＴＴＡＩ
処理）を載置して、約１７０℃、約４０ｋｇ／−で熱圧
成形する。出来上りの積層板は、■、６顛厚である。

樹脂ワニス配合（配合例■） ■　ＡＥＲ−７１１（脂化成製）１００　　部■　ジシ
アンジアミド　　　　　　　４　部１ ■　ジメチルホルムアミド　　　　　２０　　部■　ヘ
ンシルジメチルアミン　　　　０．３部■　メチルエチ
ルケトン　　　　　１００部（実施例■） 配合例Ｉのエポキシ樹脂ワニスに、繊維径８．２μｍ以
下で平均繊維長的１００μｍのウオラストナイトをシラ
ンカップリング剤（信越化学部ＫＢＭ４０３）で表面処
理してから１０重量％加え、さらにグラスパウダ（ユニ
チカ製ＧＰＯ）を３重量％加えてよく攪拌し、メチルエ
チルケトン（ＭＥＫ　）を混入することにより粘度を適
当に調整し、以下実施例Ｉと同様にして厚さ　１．６１
■の積層板を得る。

（実施例■） 繊維径８．２μｍ以下で平均繊維長１１０μｍのウオラ
ストナイトとガラス繊維とを同じ比率に混抄し、１ｍ平
方当り約１００ｇの不織布を得る。この不織布に上記配
合例Ｉのエポキシ樹脂ワニスを含浸させ、約１６０℃で
加熱乾燥しプリプレグを作る。

このプリプレグを５枚重ね合わせ、実施例Ｉの表面材プ
リプレグを両表面に載置して、熱圧成形（２ 約１６０°Ｃ１約４０ｋｇ　／　ｃｔＡ　）　Ｌ、厚さ
　１．６酊の積層板を得る。

（実施例■） 配合例Ｉのエポキシ樹脂ワニスに、繊維径８．２μｍ以
下で平均繊維長的５０μｍのウオラストナイトを２０重
量％加えてよく攪拌し、メチルエチルケトンを混入する
ことにより粘度を調整する。次いで、繊維径８．２μｍ
以下で平均繊維長的１１０μｍのウオラストナイトとガ
ラス繊維とを同じ比率に混抄して得られた１ｍ平方当り
約１００ｇの不織布に上記粘度調整した樹脂ワニスを含
浸させ、さらに約１６０℃で加熱乾燥しプリプレグを作
る。このプリプレグを４枚重ね合わせ、実施例Ｉの表面
材プリプレグを両表面に載置して熱圧成形（約１６０℃
、約４０ｋｇ　／　ｃａ　）　Ｌ、厚さ　１．６ｆｉの
積層板を得る。

（比較例Ｉ） 上記実施例Ｉおよび実施例■と対応させるために、ウオ
ラストナイトおよびグラスパウダを含まない積層板を作
る。すなわち、前記配合例■のエポキシ樹脂ワニスをガ
ラス不織布（本州製紙製ＧＭ３ Ｃ−５０Ｂ　）に含浸させ、実施例■と同等の条件で乾
燥させてプリプレグを作る。一方、上記エポキシ樹脂ワ
ニスをガラス織布（日東紡ｍＷＥ−１８８Ｚ−２）に含
浸させ、これを実施例Ｉと同等の条件で乾燥させて、表
面材プリプレグを作る。

上記基材プリプレグを８枚中間層として重ね、この上下
両表面に厚さ１８μｍの銅箔（古河サーキット製ＴＴＡ
　Ｉ処理）を載置して、実施例Ｉと同等の条件で熱圧成
形する。

（比較例■） 上記配合例Ｉのエポキシ樹脂ワニスに無機質充填剤とし
て、粒子径２μｍ以下の焼成りレーを５０重量％混入し
、よく攪拌してガラス不織布（本州製紙製ＧＭＣ−５０
Ｂ　）に含浸させ、実施例Ｉと同等の条件で乾燥させて
プリプレグを作る。このプリプレグと比較例Ｉの表面材
プリプレグとを用い比較例Ｉと同等の構成で、積層板を
得る。

（比較例■） ウオラストナイトを含まないガラス不織布を用いて、実
施例■と対応する積層板を作る。ずなわ４ ち、上記配合例Ｉのエポキシ樹脂ワニスをガラス不織布
（本州製紙製ＧＭＣ−５０１１）に含浸させ、実施例■
と同等の条件で乾燥しプリプレグを作る。このプリプレ
グを６枚重ね合わせ、実施例■と同等の条件で熱圧成形
する。

（比較例■） 実施例■に対応させるために、表面材プリプレグを用い
ない積層板を作る。すなわち、配合例■のエポキシ樹脂
ワニスに、繊維径８．２μｍ以下で平均繊維長的５０μ
ｍのウオラストナイトを２０重量％加えてよく攪拌し、
メチルエチルケトンを混入することにより粘度を調整す
る。次いで、繊維径８．２μｍ以下で平均繊維長的１１
０μｍのウオラストナイトとガラス繊維とを同じ比率に
混抄して得られた１ｍ平方当り約１００ｇの不織布に上
記粘度調整した樹脂ワニスを含浸させ、実施例■と同等
の条件で加熱乾燥しプリプレグを作る。このプリプレグ
を５枚重ね合わせ、実施例■と同等の条件で熱圧成形し
、厚さ　１．６鶴の積層板を得る。

５ （試験結果） 上記実施例および比較例について、各特性を試験した結
果を第１表に示す。なお、厚さ方向の熱膨張係数の測定
は熱分析装置を使用し、測定温度範囲は１３０〜２００
°Ｃである。打ち抜き加工性については、０．Ｔｏｓφ
、　１．０１−φ、　ｌ　、２璽ｍφのスル−ホールを
ｌ　ｃｔ当り９個の割合で、試験用金型で打ち抜き、目
視により観察した。

誘電率特性はＪＩＳ　Ｃ−６４８１に基づき変成器ブリ
フジにより測定した。第１表のｃ　−９０／　２０／　
６５、およびＣ〜９０／　２０／　６５＋　Ｄ　−４８
／　５０は上記ＪＩＳ規格の処理条件を示す。

第１表の結果より、比較例は実施例と比べると、誘電特
性については、はぼ同じ特性を示ずが、厚さ方向の熱膨
張係数については、大きい値を示し、打ち抜き加工性に
ついては、比較例ＩおよびＩＩＩを除いて実施例に及ば
ないことが分る。これにより本発明の構成の積層板が優
れた特性を有することが分る。

６ 第　　１　　表 特許出願人　二ソカン工業株式会社 ７ −２／！

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱硬化性樹脂を接着剤として用い熱圧成形された
   積層板において、 その積層板は不織布層の両面にガラス織布を備え、 その積層板中に針状のメクケイ酸カルシウムを５〜５０
   重量％含むことを特徴とする積層板。
2. （２）表面に金属箔を備えた特許請求の範囲第（１）項
   記載の積層板。