(57)【要約】【課題】合成樹脂繊維不織布に熱硬化性樹脂を含浸し乾燥したプリプレグ層を加熱加圧成形した絶縁層にプリント配線を支持したときに、部品実装時の熱で絶縁層の層間剥離が起こらない充分な耐吸湿・耐熱性を付与する。【解決手段】プリプレグは、合成樹脂繊維（アラミド繊維）不織布に熱硬化性樹脂を含浸し乾燥したものであって、前記熱硬化性樹脂の必須成分としてエポキシ樹脂を用いる。当該エポキシ樹脂は３官能以上の多官能エポキシ樹脂である。そのうち、２０〜４０質量％を、分子骨格にシクロアルカン類を含有するエポキシ樹脂（シクロペンタジエンエポキシ樹脂）とする。他の多官能エポキシ樹脂は、好ましくはフェノール類ノボラック型エポキシ樹脂である。前記プリプレグの層を加熱加圧成形して絶縁層を構成し、また、この絶縁層をプリント配線板の少なくとも表面層に配置する。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂繊維不織布に熱硬化性樹脂を含浸し乾燥したプリプレグであって、
前記熱硬化性樹脂の必須成分としてエポキシ樹脂が用いられ、当該エポキシ樹脂は３官能以上の多官能エポキシ樹脂であり、そのうち２０〜４０質量％が分子骨格にシクロアルカン類を含有するエポキシ樹脂であることを特徴とするプリプレグ。
【請求項２】
請求項１記載のプリプレグの層を加熱加圧成形した絶縁層。
【請求項３】
水分拡散係数が１．３×１０−８ｃｍ２／秒以下であり、ガラス転移温度が１７０℃以上であることを特徴とする請求項２記載の絶縁層。
【請求項４】
請求項２又は３記載の絶縁層の少なくとも片側表面に金属箔が一体化されている金属箔張り積層板。
【請求項５】
少なくとも表面層に、請求項２又は３記載の絶縁層を備えたプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厳しい使用環境（例えば、自動車のエンジンルーム内等）で使用するのに適したプリント配線板に関する。また、このプリント配線板を構成するためのプリプレグ、絶縁層、金属箔張り積層板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型軽量化、高密度化の点より、プリント配線板に搭載して使用される電子部品は、表面実装部品（リードレスチップ部品）へ移行し、プリント配線板への実装方式は表面実装方式が主流となってきた。表面実装部品の小型化に伴い、部品実装の半田付け工程は複数回行なわれるようになってきており、層間剥離の起こりにくい耐熱性のプリント配線基板が求められている。また、全地球的な環境保護意識の高まりの中で、鉛フリーの半田が使用されるようになってきており、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金に代表される鉛フリー半田は、従来のＳｎ−Ｐｂ系半田に比べて融点が２０〜３０℃高いため、プリント配線基板の更なる高耐熱化が求められている。
【０００３】
そこで、プリント配線基板を構成する熱硬化性樹脂として、分子骨格の一部ないし全部にシクロアルカン類を含有するエポキシ樹脂とクレゾールノボラック樹脂（硬化剤）を配合したエポキシ樹脂組成物が提案されている。これを合成樹脂繊維不織布に含浸し乾燥したプリプレグ層を加熱加圧成形した絶縁層は、吸湿性が小さくなり、部品実装時の層間剥離が起こりにくくなっている（例えば、特許文献１）。しかし、鉛フリー半田が使用されるような高温環境においては、まだ耐熱性が充分であるとは言えない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１３８３８１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、合成樹脂繊維不織布に熱硬化性樹脂を含浸し乾燥したプリプレグを準備し、このプリプレグ層を加熱加圧成形した絶縁層にプリント配線を支持したときに、部品実装時の熱で絶縁層の層間剥離が起こらない充分な耐吸湿・耐熱性を付与することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、絶縁層の水分拡散係数を小さくして空気中の水分が絶縁層表面から内部に侵入するのを防止することと絶縁層のガラス転移温度を高めることにより、上記の課題を解決する。絶縁層内部に侵入した水分は、合成樹脂繊維と熱硬化性樹脂の界面に付着し、急激な加熱により水分が膨張して絶縁層の層間剥離の原因となる。
上記課題を解決するための本発明に係るプリプレグは、合成樹脂繊維不織布に熱硬化性樹脂を含浸し乾燥したものであって、前記熱硬化性樹脂の必須成分としてエポキシ樹脂が用いられる。当該エポキシ樹脂は３官能以上の多官能エポキシ樹脂である。そのうち、２０〜４０質量％が分子骨格にシクロアルカン類を含有するエポキシ樹脂であることを特徴とする。本発明に係る絶縁層は、前記プリプレグの層を加熱加圧成形してなる。
【０００７】
上記絶縁層は、水分拡散係数１．３×１０−８ｃｍ２／秒以下、ガラス転移温度（ＴＭＡ法で測定）１７０℃以上となっている。エポキシ樹脂として３官能以上の多官能エポキシ樹脂を用いることによりガラス転移温度が高められ、加えて、分子骨格にシクロアルカン類を含有するエポキシ樹脂を配合することにより水分拡散係数が小さくなり、空気中の水分が絶縁層表面から内部に侵入するの防止している。これらにより、絶縁層の耐熱性が高めらる。上記分子骨格にシクロアルカン類を含有するエポキシ樹脂の配合量下限値２０質量％は、水分拡散係数を小さく抑える上で考慮する配合量であり、同上限値４０質量％は、ガラス転移温度を高く維持する上で考慮する配合量である。
【０００８】
ここで、水分拡散係数は、以下にようにして求められるものである。
まず、厚さｄ（ｃｍ）の積層板を６０℃−９０％ＲＨの雰囲気に時間ｔ（秒）置いて吸湿させる。そして、吸湿処理時間（秒）における吸湿率を次の数式により求める。
【０００９】
【数１】
2004115746.tif 000002
次に、（ｔ１／２／ｄ）を横軸とし、上記吸湿率を縦軸として、吸湿処理時間ｔ（秒）における吸湿率をプロットして吸湿曲線を作成する。作成した吸湿曲線から、当該曲線の最初の直線部分の傾きｍを求める。また、それ以上吸湿率が増えない飽和吸湿率Ｍを求める。
これらの準備をした上で、水分拡散係数Ｄは、
Ｄ＝π（ｍ／４Ｍ）２
により求めたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
アラミド繊維などの合成樹脂繊維で構成された不織布は吸湿しやすいので、これらの不織布に熱硬化性樹脂を含浸して成形した絶縁層の水分拡散係数を小さくして、空気中の水分が絶縁層（基板）表面からできるだけ侵入しないようにしなければならない。
【００１１】
熱硬化性樹脂の必須成分として用いられるエポキシ樹脂は、３官能以上の多官能エポキシ樹脂であるが、その２０〜４０質量％を、分子骨格にシクロアルカン類を含有するエポキシ樹脂が占める。これは、酸素、窒素、燐などの双極子を有する原子をできるだけ分子骨格から排除したものであり、脂肪族系の炭化水素で構成される。例えば次の（式１）に示す分子構造式のシクロペンタジエンエポキシ樹脂（大日本インキ製「ＨＰ−７２００」，エポキシ当量：２６４）である。
【００１２】
【化１】
2004115746.tif 000003
上記分子骨格にシクロアルカン類を含有するエポキシ樹脂以外の３官能以上の多官能エポキシ樹脂は、低吸湿であるフェノール類ノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。硬化剤は、好ましくはフェノール類ノボラック樹脂を用いる。例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールＡ型ノボラック等である。フェノール類ノボラック樹脂を硬化剤として用いることにより吸湿性を小さくすることができる。また、水酸基当量／エポキシ当量を１〜１．５とする。これはエポキシ樹脂組成物を含浸し乾燥した合成樹脂繊維不織布（プリプレグ）の外観が良くなるからである。分子骨格の一部ないし全部にシクロアルカン類を含有する他の熱硬化性樹脂を混合して使用してもよい。
【００１３】
上記の熱硬化性樹脂組成物には、難燃性を付与するために、ハロゲン含有有機化合物などの難燃剤や酸化アンチモン等の難燃助剤、その他の有機又は無機充填材、着色剤等を添加してもよい。
【００１４】
不織布を構成する合成樹脂繊維も吸湿率ができるだけ小さいものが望ましい。
例えば、ポリエステル繊維、ナイロン６６、ｍ−フェニレンイソフタラミド繊維（メタ系アラミド繊維）、ｐ−フェニレンテレフタラミド繊維（パラ系アラミド繊維）などの合成樹脂繊維をそれぞれ単独で用いて、もしくは混抄して不織布を構成することができる。部品実装時のリフロー温度で溶融しない耐熱性を有するアラミド繊維は好ましいものである。
【００１５】
本発明に係るプリプレグは、上記熱硬化性樹脂組成物を合成樹脂繊維不織布に含浸し加熱乾燥して製造される。絶縁層は、前記プリプレグの層を加熱加圧成形して形成される。このとき、表面に金属箔を一体化することができ、当該金属箔として、銅箔、アルミニウム箔、ニッケル箔等を採用することができる。導電性の良好な金属箔であれば種類、厚みとも特に限定しない。また、必要により接着剤付き金属箔を用いることができる。この場合、接着剤としては、フェノール樹脂系、エポキシ樹脂系、ブチラール樹脂系、ポリエステル系、ポリウレタン系あるいはその混合物など、汎用の金属箔用接着剤を用いることができる。
【００１６】
本発明に係るプリント配線板は、コアプリント配線板に上記プリプレグの層を介して金属箔を配置し加熱加圧成形した多層プリント配線板をその概念に含む。
また、コアプリント配線板同士の間に上記プリプレグの層を介在させて加熱加圧成形した多層プリント配線板をその概念に含む。吸湿は表面の絶縁層から起こるので、上記プリプレグの層を加熱加圧成形した絶縁層を少なくとも表面に配置する。
【００１７】
【実施例】
実施例１〜３、参考例１〜２、従来例１〜２
（化１）に示した分子構造式のシクロペンタジエンエポキシ樹脂と、多官能（３官能以上）ノボラック型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン製「Ｅ−１５７」，エポキシ当量：２１０）を表１に示す量で配合し、固形分質量で、前記エポキシ樹脂１００質量部に対し、硬化剤としてフェノールノボラック樹脂４０質量部、難燃剤としてテトラブロモビスフェノールＡ５０質量部、触媒として２−エチル４−メチルイミダゾール０．２質量部を配合し、各例のエポキシ樹脂ワニスを調製した。
厚さ１００μｍのパラ系アラミド繊維不織布に、上記各例のエポキシ樹脂ワニスを含浸乾燥し、樹脂含有量４８質量％のプリプレグを得た。
各例のプリプレグを８枚重ね合せ、その上下に銅箔（厚さ１８μｍ）を載置し、温度１７０℃、圧力４ＭＰａの条件で６０分間加熱加圧成形して、板厚０．８ｍｍの銅張り積層板を得た。
【００１８】
従来例３
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン製「Ｅｐ−１００１」，エポキシ当量：５００）１００質量部、硬化剤としてフェノールノボラック樹脂２１質量部、触媒として２−エチル４−メチルイミダゾール０．２質量部を配合したエポキシ樹脂ワニスを調製した。エポキシ樹脂ワニスを用い、以下、実施例と同様に板厚０．８ｍｍの銅張り積層板を得た。
【００１９】
【表１】
2004115746.tif 000004
【００２０】
上記実施例、参考例及び従来例における板厚０．８ｍｍの銅張り積層板の耐吸湿・耐熱性を以下のようにして調査した。
まず、銅箔を全面エッチングして除去後、６０℃−９０％ＲＨの雰囲気に７２時間置く。その後、リフロー装置に通し（最大温度２５０℃，通過時間３０秒）、積層板の層間に剥離があるかどうかを観察した。
観察の結果、剥離なしを「○」で、剥離ありを「×」で表２に示した。また、水分拡散係数（×１０−８ｃｍ２／秒）を併せて示した。
また、表２には、全面エッチングした積層板のＴＭＡ法によるガラス転移温度（Ｔｇ）測定値と、銅張り積層板の半田耐熱性（３００℃の半田槽に１０分間浮かべて、表面に膨れがなければ「〇」、膨れが発生すれれば「×」）を併せて示した。
【００２１】
【表２】
2004115746.tif 000005
【００２２】
【発明の効果】
表２から明らかなように、本発明に係る絶縁層は、絶縁層（基板）表面から水分が侵入するのを抑制して、熱による絶縁層（基板）の層間剥離が起こらないようにすることができる。特に、合成樹脂繊維で構成された不織布に熱硬化性樹脂を含浸して加熱加圧成形した絶縁層において、耐吸湿・耐熱性が顕著になり表面実装を行なうプリント配線板の基板として有用なものである。半田耐熱性も高めることができ、使用環境の厳しい条件下でも不具合なく使用することができる。