(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラ型アラミド繊維としてｐ−フェニレンジフェニールエーテルテレフタラミド繊維と軟化温度２２０℃以上の熱可塑性樹脂繊維としてメタ型アラミド繊維を抄造し繊維同士を樹脂バインダで結着した混抄不織布を、前記熱可塑性樹脂繊維が軟化する温度以上で加熱し併せて圧縮することにより、前記熱可塑性樹脂繊維同士ないしは前記熱可塑性樹脂繊維をパラ型アラミド繊維に熱融着するに当たり、
混抄不織布の水分含有量を２．７重量％以下にしておくことを特徴とする積層板用基材の製造法。
【請求項２】
パラ型アラミド繊維としてｐ−フェニレンジフェニールエーテルテレフタラミド繊維と軟化温度２２０℃以上の熱可塑性樹脂繊維としてメタ型アラミド繊維を抄造し繊維同士を樹脂バインダで結着した混抄不織布を、前記熱可塑性樹脂繊維が軟化する温度以上で加熱し併せて圧縮することにより、変形した前記熱可塑性樹脂繊維同士ないしは変形した前記熱可塑性樹脂繊維をパラ型アラミド繊維に絡み合わせるに当たり、
混抄不織布の水分含有量を２．７重量％以下にしておくことを特徴とする積層板用基材の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、芳香族ポリアミド繊維を主体とする不織布からなる積層板用基材の製造法及びその製造に用いる混抄不織布に関する。前記積層板用基材を用いた積層板は、抵抗、ＩＣ等のリードレスチップ部品を表面実装するプリント配線板の絶縁基板として適したものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器に組み込むプリント配線板に電子部品（抵抗、ＩＣ等）を搭載する場合、これら部品をチップにして表面実装方式で搭載することが主流になってきた。表面実装方式は、電子機器の小型軽量化、高密度化の点より好ましい態様である。プリント配線板にリードレスチップ部品を表面実装する場合、プリント配線板の基板には、その熱膨張係数をリードレスチップ部品の熱膨張係数（２〜７×１０~6℃）とできるだけマッチングさせる配慮が大切である。両者の熱膨張係数に大きな差があると、冷熱サイクルの繰り返しにより、リードレスチップ部品の半田接続部にクラックが生じる場合があるからである。
【０００３】
このような観点から、プリント配線板の基板材料である積層板（金属箔張り積層板を含む）として、負の熱膨張係数を有する芳香族ポリアミド繊維からなる不織布を基材とした積層板が検討されている。この不織布は、芳香族ポリアミド繊維（ｐ−フェニレンテレフタラミド繊維やｐ−フェニレンジフェニールエーテルテレフタラミド繊維等のパラ型アラミド繊維）を抄紙し繊維同士を樹脂バインダで結着して抄造した構成である。熱硬化性樹脂を含浸した当該不織布基材を加熱加圧成形して積層板としている。通常、プリント配線に加工される金属箔を加熱加圧成形時に一体化して、金属箔張り積層板とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の芳香族ポリアミド繊維不織布を基材とした積層板は、成形後やプリント配線板への加工後に、そり・ねじれが発生しやすかった。その原因を究明したところ、基材に含浸している熱硬化性樹脂が積層板成形時の熱と圧力により溶融し流動するときに、基材を構成する芳香族ポリアミド繊維が前記樹脂の流動により不均一に変形するためであることが判明した。基材に含浸している熱硬化性樹脂の溶融温度（８０〜１４０℃）は、芳香族ポリアミド繊維同士を結着している樹脂バインダのガラス転移温度近くであるか当該温度を越えるため、樹脂バインダが軟化して芳香族ポリアミド繊維同士の結着が緩むのである。
また、上記従来の芳香族ポリアミド繊維不織布を基材とした積層板（金属箔張り積層板）をプリント配線板に加工して、リードレスチップ部品を表面実装方式で半田付けするときには、２００℃以上の熱がかかる。このとき、基板は、全体が均一に伸びたり収縮せず、部分的に伸びたり収縮する不均一な挙動を示す。これが、プリント配線板にそり・ねじれが発生する上記以外の原因であることも判明した。
【０００５】
そこで、パラ型アラミド繊維と軟化温度２２０℃以上の熱可塑性樹脂繊維を抄造し繊維同士を樹脂バインダで結着した混抄不織布を、前記熱可塑性樹脂繊維が軟化する温度以上で加熱し併せて圧縮することにより、前記熱可塑性樹脂繊維同士ないしは前記熱可塑性樹脂繊維をパラ型アラミド繊維に熱融着した積層板用基材、又は、前記加熱圧縮により軟化し変形した前記熱可塑性樹脂繊維同士ないしは変形した前記熱可塑性樹脂繊維をパラ型アラミド繊維に絡み合わせた積層板用基材が考えられる。
このような構成によれば、積層板用基材は、樹脂バインダによるほか、軟化温度２２０℃以上の熱可塑性樹脂繊維同士ないしは当該熱可塑性樹脂繊維のパラ型アラミド繊維への融着（絡み合い）により、繊維同士が結着されている。積層板の成形時に、樹脂バインダが軟化してその部分の繊維同士の結着が緩んでも、前記融着（絡み合い）による繊維同士の結着は緩むことなくそのまま保持される。その結果、基材に含浸している熱硬化性樹脂が積層板成形時の熱と圧力により溶融し流動するときにも、基材を構成する繊維同士の結着は維持され、基材の不均一な変形が抑制される。同様に、積層板（金属箔張り積層板）を加工したプリント配線板にリードレスチップ部品を表面実装方式で半田付けするときにも、基板が不均一に伸びたり収縮する挙動が抑制される。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、パラ型アラミド繊維と軟化温度２２０℃以上の熱可塑性樹脂繊維を抄造し繊維同士を樹脂バインダで結着した混抄不織布を、前記熱可塑性樹脂繊維が軟化する温度以上で加熱し併せて圧縮することにより積層板用基材を製造するに当たり、前記熱可塑性樹脂繊維同士ないしは前記熱可塑性樹脂繊維とパラ型アラミド繊維の熱融着を確実にすること、又は、軟化し変形した前記熱可塑性樹脂繊維同士ないしはパラ型アラミド繊維と変形した前記熱可塑性樹脂繊維の絡み合いを確実にすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る積層板用基材の製造法は、パラ型アラミド繊維と軟化温度２２０℃以上の熱可塑性樹脂繊維を抄造し繊維同士を樹脂バインダで結着した混抄不織布を、前記熱可塑性樹脂繊維が軟化する温度以上で加熱し併せて圧縮することにより積層板用基材を製造するに当たり、前記混抄不織布の水分含有量を２．７重量％以下にしておく。混抄不織布の水分含有量が多いと、これを加熱圧縮するときに温度が上がりにくいために繊維の融着ないしは絡み合いを十分にすることができない。前記以下の水分含有量にしておくことによって、加熱圧縮するときの温度上昇は速やかに起こり、繊維の融着ないしは絡み合いが十分に行なわれた積層板用基材を製造することがでる。このような積層板用基材を用いた積層板は、基材を構成する繊維同士の結着が緩みにくいので、そり・ねじれ抑制効果が大きくなる。
【０００８】
上記において、パラ型アラミド繊維は、ｐ−フェニレンテレフタラミド繊維とｐ−フェニレンジフェニールエーテルテレフタラミド繊維のうち、後者である。また、軟化温度２２０℃以上の熱可塑性樹脂繊維は、ｍ−フェニレンイソフタラミド繊維（以下、「メタ型アラミド繊維」という）、ポリエチレンテレフタレート繊維やポリブチレンテレフタレート繊維に代表されるポリエステル繊維、６ナイロンや６６ナイロンに代表されるナイロン繊維などがあるが、このうち、メタ型アラミド繊維である。但し、前記軟化温度は、パラ型アラミド繊維の熱分解温度以下である。
【０００９】
ここで、積層板用基材とは、次の（１）〜（２）のようなものをその概念に含む。
（１）熱硬化性樹脂を含浸し加熱加圧成形して積層板を構成する用途のもの。
（２）絶縁層を介して内層と表面層にプリント配線を有する多層プリント配線板において、熱硬化性樹脂を含浸して前記絶縁層を構成する用途のもの。
【００１０】
また、積層板とは次の（１）〜（３）のようなものをその概念に含む。
（１）熱硬化性樹脂を含浸したシート状基材１枚又は複数枚を加熱加圧成形した積層板。
（２）上記（１）において、加熱加圧成形により金属箔が表面に一体化されている金属箔張り積層板。
（３）熱硬化性樹脂を含浸したシート状基材からなる絶縁層を介して内層と表面層にプリント配線を有する多層プリント配線板。
【００１１】
【発明の実施の形態】
パラ型アラミド繊維と軟化温度２２０℃以上の熱可塑性樹脂繊維の混抄不織布であって、繊維同士が樹脂バインダ（水溶性エポキシ樹脂）で結着されたものを加熱圧縮の工程に導入する。混抄不織布の熱可塑性樹脂繊維の含有率は、繊維同士の結着を確実にし、そり・ねじれ抑制の観点からは多いほどよく、積層板の耐熱性の観点からは少ないほうがよい。前記熱可塑性樹脂繊維の含有率は、好ましくは５〜３０重量％である。また、樹脂バインダの含有率を５〜１５重量％にしておく。樹脂バインダの含有率５重量％は、それが少ないと繊維同士の結着が弱くなるので、混抄不織布を加熱圧縮工程へ導入するに際して不織布に十分な強度を付与する上で考慮することになる含有率である。樹脂バインダの含有率１５重量％は、それが多いと熱ロールによる加熱圧縮工程で繊維が熱ロールに付着したり混抄不織布が切れたりするので、考慮することになる含有率である。
軟化温度２２０℃以上の熱可塑性樹脂繊維は、未延伸であることが好ましい。未延伸とは、延伸の程度が少ないものもその概念に含む。軟化温度２２０℃以上の熱可塑性樹脂繊維は、未延伸であると、熱ロールによる融着ないしは絡み合いをたやすく行なうことができる。
【００１２】
積層板は、上記の軟化温度２２０℃以上の熱可塑性樹脂繊維が熱融着された、あるいは、軟化により変形して絡み合った不織布を基材として用い製造する。まず、電気絶縁用積層板に常用されているエポキシ樹脂をはじめとする熱硬化性樹脂を不織布に含浸乾燥してプリプレグを製造する。そして、前記プリレグを１枚又は複数枚重ねて加熱加圧成形する。通常、表面に金属箔を重ねて加熱加圧成形し、金属箔張り積層板とする。プリプレグを複数枚重ねて成形する場合、他の基材に熱硬化性樹脂を含浸乾燥して得たプリプレグを組み合わせてもよい。他の基材は、例えば、ガラス織布やガラス不織布をはじめとする積層板用基材である。
【００１３】
パラ型アラミド繊維とメタ型アラミド繊維の混抄不織布の実施の形態は、以下のとおりである。
パラ型アラミド繊維は、繊維径１．５デニール以下、繊維長６mm以下が望ましい。メタ型アラミド繊維は、繊維径３デニール以下、繊維長３〜１０mmが望ましい。メタ型アラミド繊維は、融着ないし絡み合い箇所を多くするには繊維長は長い程よいが、抄造のときの繊維の分散性をよくすることを考慮すると、短い方がよいので、適宜調整する。さらに、メタ型アラミド繊維は、フィブリル化したものとフィブリル化しないチョップ状のものを使用することができる。前記チョップ状の繊維を使用した場合はフィブリル化した繊維を使用した場合に比べて、抄造した不織布の空隙率が大きくなるので、積層板を製造するに際して不織布への樹脂含浸性がよい。そのため、チョップ状のメタ型アラミド繊維の使用は、積層板の耐湿絶縁性向上の点から好ましいものである。
メタ型アラミド繊維同士の融着ないしはメタ型アラミド繊維のパラ型アラミド繊維への融着には、熱融着の方法を採用する。すなわち、抄造した不織布を熱ロールに通し、メタ型アラミド繊維が軟化はするが熱ロールへは付着しない温度で加熱し、併せて圧縮する。これによって、メタ型アラミド繊維同士ないしはメタ型アラミド繊維をパラ型アラミド繊維へ熱融着させる。また、熱融着には至らなくても、前記操作により変形したメタ型アラミド繊維同士ないしは前記操作により変形したメタ型アラミド繊維をパラ型アラミド繊維へ絡み合わせる。
熱ロールは、２８０〜３５０℃の温度設定が適しており、１５０〜２５０Kg／cmの線圧力設定が適している。熱ロールの温度２８０℃はメタ型アラミド繊維を軟化させ融着させる上で考慮することになる温度であり、同３５０℃は軟化あるいは溶融したメタ型アラミド繊維が熱ロールに付着して作業性を低下させないようにする上で考慮することになる温度である。軟化あるいは溶融したメタ型アラミド繊維が熱ロールに付着すると、融着作業中に不織布が切れたり、熱ロールに付着した繊維により不織布表面に凹凸ができ厚みのばらつきが生じるので注意が必要である。また、前記圧縮は一対の熱ロール間において、接線で行なわれる。線圧力とは、ロール幅１cm当りの圧力である。不織布は熱ロールを通るときに所定の熱量を得る必要があり、その移動速度は１０ｍ／分以下が望ましいが、特に限定するものではない。
【００１４】
【実施例】
実施例１〜３、比較例１
パラ型アラミド繊維（繊維径：１．５デニール，繊維長：３mm，帝人製「テクノーラ」）８０重量部とチョップ状メタ型アラミド繊維（繊維径：３デニール，繊維長：６mm，軟化温度：２８０℃，帝人製「コーネックス」，未延伸）１０重量部を混抄し、樹脂バインダとして水溶性エポキシ樹脂（ガラス転移温度１１０℃）を固形分で１０重量部スプレーして加熱乾燥により単位重量６０ｇ／m2の芳香族ポリアミド繊維不織布を抄造した。この混抄不織布の水分含有量を表１に示すとおりに調整してから、線圧力２００kg／cm，温度３００℃の一対の熱ロールの間に通すことにより加熱圧縮してメタ型アラミド繊維を熱融着ないし変形させた。混抄不織布の移動速度は１０ｍ／分に設定した。この加熱圧縮時の混抄不織布の温度を表１に併せて示す。
このように製造した積層板用基材に臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ワニスを含浸乾燥して、樹脂付着量５０wt％のプリプレグを準備し、これを５プライ重ねて、その両側に１８μｍの銅箔を載置して、加熱加圧積層成形により厚み０．５mmの銅張り積層板を得た。
上記帝人製「テクノーラ」は、パラ型アラミド繊維の中でｐ−フェニレンジフェニールエーテルテレフタラミド繊維である。
【００１５】
【表１】
0003714752.tif 000002
【００１６】
従来例１
パラ型アラミド繊維８５重量部のみを抄紙し、樹脂バインダとして水溶性エポキシ樹脂（ガラス転移温度１１０℃）を固形分で１５重量部スプレーして加熱乾燥により単位重量６０ｇ／m2の芳香族ポリアミド繊維不織布を抄造した。これを、熱ロールによる処理をせずに積層板用基材として用い、以下実施例と同様に厚み０．５mmの銅張り積層板を得た。
【００１７】
以上の実施例１〜３、比較例１、従来例１における銅張り積層板のそり、耐湿絶縁特性、半田耐熱性と積層板用基材自体の溶剤湿潤強度の測定結果を表２に示す。各特性の測定方法、測定条件等は次のとおりである。
そり：試料を平らな面に置き、その四隅の表裏８点について平らな面からの浮き上がり量を測定し、その最大値をそりとする。銅張り積層板の成形後（表中「成形後」と表示）のそりはサイズ５００×５００mmで測定した（○：そりが３mm未満，×：そりが３mm以上，△：×の割合が１０％以下）。銅張り積層板をプリント配線板に加工し部品の表面実装のための最高温度２３０℃のリフロー処理後（表中「加熱後」と表示）のそりはサイズ５０×７０mmで測定した（○：そりが２mm未満，×：そりが２mm以上，△：×の割合が１０％以下）。
耐湿絶縁特性：プレッシャークッカー６時間後の絶縁抵抗を測定。
半田耐熱性：常態の試料を３００℃の半田浴に浮かべ異常の有無を確認（○：異常なし，×：フクレ発生）。
溶剤湿潤強度：幅１５mm×長さ１００mmにカットした不織布の中央部分をメチルエチルケトンで濡らし、長さ方向に引張って破壊までの引張り強度を測定する。
【００１８】
【表２】
0003714752.tif 000003
【００１９】
表２から明らかなように、比較例１では繊維同士の溶着ないしは絡み合いが不十分であるので積層板のそりを抑制できていない。尚、従来例１における溶剤湿潤強度が比較例１より大きいのは、従来例１の樹脂バインダ付着量が比較例１より多いからである。
【００２０】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、パラ型アラミド繊維としてｐ−フェニレンジフェニールエーテルテレフタラミド繊維と軟化温度２２０℃以上の熱可塑性樹脂繊維としてメタ型アラミド繊維の混抄不織布であって、繊維同士の結着が十分な積層板用基材製造できるので、積層板成形後及びプリント配線板加工後において、そのそり・ねじれを小さく抑制することができる。また、この積層板用基材は溶剤湿潤強度が大きいので、これに熱硬化性樹脂を含浸する作業工程でも切れにくいものである。