(57)【要約】【課題】無線通信用アンテナや高周波モジュール等に適用するプリント配線板用材料として、簡便な方法で低誘電率化を達成することができる金属張り積層板とその製造方法を提供する。【解決手段】熱硬化性樹脂組成物を基材に含浸し乾燥して得られるプリプレグを所要枚数重ね、さらに最外層のプリプレグのうち少なくとも一方に金属箔を重ねて加熱加圧成形することにより、金属箔と絶縁層とを一体化してなる金属張り積層板であって、絶縁層が気泡を含有することを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂組成物を基材に含浸し乾燥して得られるプリプレグを所要枚数重ね、さらに最外層のプリプレグのうち少なくとも一方に金属箔を重ねて加熱加圧成形することにより、金属箔と絶縁層とを一体化してなる金属張り積層板であって、絶縁層が気泡を含有することを特徴とする金属張り積層板。
【請求項２】
絶縁層の気泡含有率が５〜２５体積％であることを特徴とする請求項１に記載の金属張り積層板。
【請求項３】
基材が誘電率３〜５のガラスクロスであることを特徴とする請求項１または２に記載の金属張り積層板。
【請求項４】
絶縁層の硬化樹脂の誘電率が３．５以下であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項に記載の金属張り積層板。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか一項に記載の金属張り積層板の製造方法であって、熱硬化性樹脂組成物中に気泡を含有させ、この気泡を含有する熱硬化性樹脂組成物を基材に含浸し、乾燥してプリプレグを得る工程を含むことを特徴とする金属張り積層板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板用の金属張り積層板とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板の材料として用いられるプリプレグは、熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂組成物を溶剤で希釈してワニスとし、このワニスをガラスクロス等の基材に含浸した後、これを乾燥して、樹脂を未硬化状態（Ａ−ステージ）から半硬化状態（Ｂ−ステージ）にすることにより作製されている。
【０００３】
従来、プリプレグの作製時には、真空または減圧条件にてワニスの基材への含浸を行い、気泡の混入を抑制するようにしている。これはワニスへの気泡の混入によりボイドが発生し、スルーホールの形成に好ましくないからである。
【０００４】
そして、このようにして得たプリプレグを所定寸法に切断した後、所要枚数重ねると共にこの片面または両面に銅箔等の金属箔を重ね、これを加熱加圧成形することによりプリント配線板に加工される金属張り積層板を作製することができる。この段階において樹脂は、半硬化状態（Ｂ−ステージ）から完全硬化状態（Ｃ−ステージ）へと変化し、基材と共に絶縁層を形成する。
【０００５】
近年、エレクトロニクス機器の進歩やインフラストラクチャの整備が進むにつれて、ネットワーク等で取り扱われる情報量はますます増大している。そしてデジタル信号を単位時間当たりに大量に伝達するために、信号の高周波化が進んでいる。
【０００６】
このような現状において、電子機器内の電気信号は配線回路を介して部品間を移動するが、高周波域の電気信号は減衰が大きくなるため、伝送特性の良いプリント配線板が望まれている。
【０００７】
すなわち、絶縁材料は誘電体であるために分子レベルで分極を有しており、交流信号を誘電体に印加すると分極が起こり、正負の電荷が誘電体内で反転運動を始めるが、信号が高周波域になると分極の反転が追従できなくなるため、電気信号が熱エネルギーとして消費されることになる。従って、プリント配線板に用いる絶縁材料には分極率が小さい、低誘電率や低誘電正接等の誘電特性が要求される。
【０００８】
従来、このような誘電特性を向上させるための手段として、各種の技術が提案されている（特許文献１〜６参照）。例えば、樹脂材料の面からのアプローチとして、誘電率が低く、溶剤によるワニス化が容易であり、成形温度、硬化温度が低く、取り扱いも容易な材料が検討されてきた（特許文献１〜４参照）。
【０００９】
一方、樹脂材料の誘電特性の改善方法と平行して、樹脂材料を含浸するクロス、不織布等の基材の低誘電率化、低誘電正接化の検討も進められてきた（特許文献５参照）。例えば、ＰＴＦＥ繊維とＥガラス繊維とからなるクロス、酸化ホウ素等の配合比を規定したＮＥガラスクロス等が挙げられる。その他、誘電特性を向上させる手段として樹脂材料に中空フィラーを配合する技術等も提案されている（特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−００７７６３号公報
【特許文献２】特開平１１−１２４４９１号公報
【特許文献３】特開平９−１１８７５９号公報
【特許文献４】特開平９−２４６４２９号公報
【特許文献５】特許２５７８０９７号明細書
【特許文献６】特許２６８７８０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記のような従来技術では、低誘電率化のために概して特殊な樹脂や基材等を用いる必要があるが、さらに簡便な方法で各種の樹脂系において低誘電率化を達成する方法が望まれていた。
【００１２】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、無線通信用アンテナや高周波モジュール等に適用するプリント配線板用材料として、簡便な方法で低誘電率化を達成することができる金属張り積層板とその製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従来、プリプレグ製造時には、スルーホール形成への悪影響等の点から、上記したようにワニスの基材への含浸は真空または減圧条件にて行い気泡の導入を抑制するようにしていたが、本発明者らは、気泡を積極的にワニスに混入させることで低誘電率化を容易に達成でき、特にスルーホールを要しない平面アンテナ等の用途において好適な金属張り積層板が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【００１５】
第１に、本発明の金属張り積層板は、熱硬化性樹脂組成物を基材に含浸し乾燥して得られるプリプレグを所要枚数重ね、さらに最外層のプリプレグのうち少なくとも一方に金属箔を重ねて加熱加圧成形することにより、金属箔と絶縁層とを一体化してなる金属張り積層板であって、絶縁層が気泡を含有する。
【００１６】
第２に、上記第１の金属張り積層板において、絶縁層の気泡含有率が５〜２５体積％である。
【００１７】
第３に、上記第１または第２の金属張り積層板において、基材が誘電率３〜５のガラスクロスである。
【００１８】
第４に、上記第１ないし第３のいずれかの金属張り積層板において、絶縁層の硬化樹脂の誘電率が３．５以下である。
【００１９】
第５に、本発明の金属張り積層板の製造方法は、上記第１ないし第４のいずれかの金属張り積層板の製造方法であって、熱硬化性樹脂組成物中に気泡を含有させ、この気泡を含有する熱硬化性樹脂組成物を基材に含浸し、乾燥してプリプレグを得る工程を含む。
【発明の効果】
【００２０】
上記第１、第２、および第５の発明によれば、プリプレグの製造時において熱硬化性樹脂組成物中に気泡を含有させることで、各種の樹脂系において簡便な方法で低誘電率化を達成することができる。
【００２１】
上記第３および第４の発明によれば、上記第１および第２の発明の効果に加え、金属張り積層板の誘電率をさらに低くすることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２３】
本発明においてプリプレグの製造に用いられる熱硬化性樹脂組成物は、特に限定されないが、例えば、プリント配線板用のプリプレグに一般に用いられている、耐熱性、耐薬品性等の良好な熱硬化性樹脂を主成分とするものを用いることができる。
【００２４】
熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、シアネート樹脂等を用いることができる。ポリフェニレンエーテル樹脂としては、フェノール類と過酸化物を混合して加熱することで分子量を制御しつつ熱硬化変性したものが知られており、これを適宜にエポキシ樹脂やシアネート樹脂と組み合わせて用いることができる。
【００２５】
熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、ビフェノールのジグリシジルエーテル化物、ナフタレンジオールのジグリシジルエーテル化物、フェノール類のジグリシジルエーテル化物、アルコール類のジグリシジルエーテル化物、およびこれらのアルキル置換体、ハロゲン化物、水素添加物等を用いることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２６】
また、このエポキシ樹脂とともに用いる硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化させるものであれば特に限定されないが、例えば、フェノールノボラック樹脂やクレゾールノボラック樹脂等の多官能フェノール類、多官能アルコール類、アミン類、酸無水物等が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２７】
エポキシ樹脂組成物等の熱硬化性樹脂組成物には、上記に例示した成分の他に、必要に応じて、硬化促進剤、中空フィラー、顔料、染料等の他の成分を配合することができる。
【００２８】
熱硬化性樹脂組成物は、芳香族炭化水素類、ケトン類、エーテル類、アルコール類、エーテルアルコール類、アミド類等の溶剤で希釈しワニスとして調製することができる。
【００２９】
そしてプリプレグを作製する際には、ワニスとして調製した熱硬化性樹脂組成物を基材に含浸する。
【００３０】
このとき、例えば、減圧等をせずに大気中にて含浸を行うことで、プリプレグに気泡を含有させることができる。また、例えばワニスにバブリング処理を施すことで、ワニスの気泡含有量を調整することもでき、これにより金属張り積層板における絶縁層の気泡含有率を調整することができる。
【００３１】
そして、例えば乾燥機中で加熱乾燥をすることにより、半硬化状態（Ｂ−ステージ）にしたプリプレグを作製することができる。乾燥温度や乾燥時間は、熱硬化性樹脂や硬化剤の種類等にもよるが、例えば８０〜２００℃で１〜３０分間の加熱乾燥を行う。
【００３２】
プリプレグの基材としては、ガラスクロス、ガラスペーパー、ガラスマット等のガラス繊維基材を用いることができ、その他、クラフト紙、天然繊維布、有機合成繊維布等を用いることができる。基材の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．０３〜０．５ｍｍ程度のものが用いられる。また、ガラス繊維基材として、シランカップリング剤等で表面処理したものや、機械的に開繊処理を施したものは、耐熱性や耐湿性、加工性等の点から好適である。
【００３３】
中でも、誘電率が３〜５のガラスクロス、特にＮＥガラスクロスを基材として用いるのが好ましく、これにより、誘電率、誘電正接が低く高周波特性の良い金属張り積層板が得られる。
【００３４】
なお、「ＮＥガラスクロス」は、通常のＥガラスの誘電率（６．６）よりも低い誘電率（４．６）のＮＥガラスで形成したガラスクロスであり、「ＮＥ」は日東紡績（株）製の「Ｎｅｗ Ｅガラス」のことである。
【００３５】
また、上記のような誘電率のガラスクロスを用いるとともに、絶縁層の硬化樹脂の誘電率が３．５以下となるような熱硬化性樹脂組成物を用いることで、金属張り積層板の高周波特性をより高めることができる。このような誘電率は、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合にはその種類や硬化剤を適切に選択することで達成でき、また熱硬化性樹脂としてポリフェニレンエーテル樹脂を用いることで達成できる。
【００３６】
プリプレグにおける乾燥後の樹脂含有量は、特に限定されないが、誘電特性等も考慮すると、ガラス繊維基材を含めたプリプレグの全量に対して例えば３０〜７０質量％である。
【００３７】
そして本発明の金属張り積層板は、例えば、上記のようにして得られたプリプレグを所要枚数重ね、さらにその片面側または両面側の最外層のプリプレグに金属箔を重ね、所定の条件で加熱加圧成形することにより得ることができる。金属箔としては、特に限定されないが、例えば、銅箔、銀箔、アルミニウム箔、ステンレス箔等を用いることができる。金属箔の厚みは、例えば１２〜７０μｍである。また、加熱加圧条件は、熱硬化性樹脂や硬化剤の種類等にもよるが、例えば、１４０〜２００℃、０．５〜５．０ＭＰａ、１０〜２４０分間の条件で成形を行うことができる。
【００３８】
このようにして得られる、金属箔と絶縁層とを一体化してなる本発明の金属張り積層板は、絶縁層が気泡を含有し、絶縁層の気泡含有率は、低誘電率化の達成と、プリプレグの製造条件やプリント配線板の物性等も考慮すると、好ましくは５〜２５体積％である。
【００３９】
そして、上記のようにして作製した金属張り積層板の片面または両面に、常法に従って回路を形成し、プリント配線板を作製することができる。
【００４０】
本発明のプリント配線板は、無線通信用アンテナや高周波モジュール等の各種の用途に用いることができ、特に、スルーホールを形成しない用途、例えば、無線通信用アンテナ等に好適である。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４２】
熱硬化性樹脂組成物の配合成分として以下のものを用いた。
[樹脂ワニスの調製]
臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＤＩＣ（株）製「ＥＰＩＣＲＯＮ１１２１Ｎ−８０Ｍ」）１０９質量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＤＩＣ（株）製「ＥＰＩＣＲＯＮ Ｎ６９０−７５Ｍ」）１７質量部、硬化剤としてジシアンジアミド２．４質量部、硬化促進剤として２−エチル−４−メチルイミダゾール０．０６質量部を配合し、溶剤のメチルエチルケトンで希釈したものをディスパー等で攪拌、均一化した。このとき溶剤以外の配合成分（固形分）が６０〜７５質量％となるように溶剤量を調整し、このようにしてエポキシ樹脂と硬化剤を主成分とする熱硬化性樹脂組成物をワニスとして調製した。
[プリプレグの作製]
基材として、Ｅガラスクロス（日東紡績（株）製「ＷＥＡ２１１６」、誘電率６．６）またはＮＥガラスクロス（日東紡績（株）製「ＮＥＡ２１１６」、誘電率４．６）を用い、これらのガラスクロスに上記の熱硬化性樹脂組成物のワニスを室温にて大気中で含浸させた。また、含浸時に必要に応じてワニスにバブリング処理を施し、樹脂中に気泡を含有させた。
【００４３】
その後、非接触タイプの加熱ユニットを用いて約１３０〜１７０℃で加熱することにより、ワニス中の溶剤を乾燥除去し、熱硬化性樹脂組成物を半硬化させてプリプレグを作製した。ワニスおよび樹脂含浸量の条件は、以下のように調整した。
【００４４】
実施例１：銅張り積層板の絶縁層の気泡含有率が５体積％となるようにワニスにバブリング処理を施し、ガラスクロス１００質量部に対して樹脂７７質量部（樹脂４４質量％）となるように樹脂含浸量を調整した。
【００４５】
実施例２：銅張り積層板の絶縁層の気泡含有率が１０体積％となるようにワニスにバブリング処理を施し、ガラスクロス１００質量部に対して樹脂７３質量部（樹脂４２質量％）となるように樹脂含浸量を調整した。
【００４６】
実施例３：銅張り積層板の絶縁層の気泡含有率が２５体積％となるようにワニスにバブリング処理を施し、ガラスクロス１００質量部に対して樹脂６１質量部（樹脂３８質量％）となるように樹脂含浸量を調整した。
【００４７】
比較例１：ワニスにバブリング処理を施さず、気泡を含まないようにし、ガラスクロス１００質量部に対して樹脂８１質量部（樹脂４５質量％）となるように樹脂含浸量を調整した。
[銅張り積層板の成形]
上記において作製したプリプレグ８枚（５００ｍｍ×５００ｍｍ）を２枚の銅箔（厚み３５μｍ、三井金属鉱業（株）製）の粗化面の間に挟んで１７０℃、２．９４ＭＰａで９０分間積層成形し、厚み０．８ｍｍの絶縁層を有する銅張り積層板を得た。
〈絶縁層の気泡含有率〉
ＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠して、銅箔をエッチアウトした積層板の比重を測定し、比重より銅張り積層板の絶縁層の気泡含有率を算出した。
〈誘電率（Ｄｋ）、誘電正接（Ｄｆ）〉
ＪＩＳ Ｃ６４８１に準拠して銅張り積層板の誘電率（Ｄｋ）、誘電正接（Ｄｆ）を測定した（測定周波数１ＭＨｚ）。
【００４８】
実施例１〜３および比較例１の銅張り積層板の絶縁層の気泡含有率および誘電率、誘電正接の測定結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
表１より、熱硬化性樹脂組成物のワニスに気泡を含有させ、この気泡を含有する熱硬化性樹脂組成物を基材に含浸、乾燥してプリプレグ調製した実施例１〜３では、ワニスに気泡を含有させなかった比較例１に比べて銅張り積層板の誘電率を低下させることができた。気泡含有率が多くなるほど誘電率は低下し、ＮＥガラスを用いた場合には誘電率はさらに低下した。