(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂、硬化剤、無機フィラーを含有するエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂として、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂及びノボラック骨格を有するエポキシ樹脂を用い、硬化剤として、ビフェニル骨格を有するフェノール樹脂硬化剤を用い、無機フィラーとして、エポキシシランにより表面処理された球状シリカ及び水酸化アルミニウムを用いると共に、エポキシ樹脂組成物全量に対して前記球状シリカの含有量が２０〜５０質量％であり、前記球状シリカ全量に対して水酸化アルミニウムの含有量が２〜１５質量％であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物が基材に含浸され、これを半硬化状態となるまで加熱乾燥して形成されていることを特徴とするプリプレグ。
【請求項３】
請求項２に記載のプリプレグの片面又は両面に金属箔を重ね、これを加熱加圧成形して形成されていることを特徴とする金属張積層板。
【請求項４】
請求項３に記載の金属張積層板に導体パターンを設けたコア材を用いて形成されていることを特徴とする多層プリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板の材料として用いられるエポキシ樹脂組成物、プリプレグ及び金属張積層板並びにこれらの材料を用いて製造された多層プリント配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント配線板の材料としては様々なものが提供されているが（例えば、特許文献１−６参照。）、最近では鉛フリーはんだ化に伴って、プリント配線板の材料として用いられるエポキシ樹脂組成物には耐熱性が求められている。そこで、このような要求に応えるべく、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、ノボラック骨格を有するエポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するフェノール樹脂硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物が開発されている。
【特許文献１】特開２００７−２０５３号公報
【特許文献２】特開２００５−３３６４２６号公報
【特許文献３】特開２００２−３７８６５号公報
【特許文献４】特開２００２−２２６５５７号公報
【特許文献５】特開２００３−５５５３７号公報
【特許文献６】特開２００６−１２４４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のエポキシ樹脂組成物では、プリント配線板の製造工程の中のドリル加工による穴あけ時においてドリルが磨耗しやすく、ドリル加工性が低くなるという問題がある。またデスミア工程においてスミアの溶解量が少なく、ドリル加工による穴あけ時に発生したスミアを十分に除去するのが困難であるという問題もある。また積層工程においてＩＶＨ（インナーバイアホール）をエポキシ樹脂組成物で完全に埋め込むことができずにボイドが残ってしまうなど成形性が低いという問題もある。さらにはこのようなエポキシ樹脂組成物を用いて作製されたプリプレグや金属張積層板を積層した場合、この層間密着性も低くなるという問題もある。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ドリル加工性、成形性、層間密着性に優れ、デスミア処理を良好に行うことができるエポキシ樹脂組成物、プリプレグ、金属張積層板、多層プリント配線板を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係るエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機フィラーを含有するエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂として、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂及びノボラック骨格を有するエポキシ樹脂を用い、硬化剤として、ビフェニル骨格を有するフェノール樹脂硬化剤を用い、無機フィラーとして、エポキシシランにより表面処理された球状シリカ及び水酸化アルミニウムを用いると共に、エポキシ樹脂組成物全量に対して前記球状シリカの含有量が２０〜５０質量％であり、前記球状シリカ全量に対して水酸化アルミニウムの含有量が２〜１５質量％であることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の請求項２に係るプリプレグは、請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物が基材に含浸され、これを半硬化状態となるまで加熱乾燥して形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項３に係る金属張積層板は、請求項２に記載のプリプレグの片面又は両面に金属箔を重ね、これを加熱加圧成形して形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の請求項４に係る多層プリント配線板は、請求項３に記載の金属張積層板に導体パターンを設けたコア材を用いて形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１に係るエポキシ樹脂組成物によれば、ドリル加工性、成形性、層間密着性に優れ、デスミア処理を良好に行うことができるプリプレグ、金属張積層板、多層プリント配線板を得ることができるものである。
【００１０】
本発明の請求項２に係るプリプレグによれば、ドリル加工性、成形性、層間密着性に優れ、デスミア処理を良好に行うことができるものである。
【００１１】
本発明の請求項３に係る金属張積層板によれば、ドリル加工性、成形性、層間密着性に優れ、デスミア処理を良好に行うことができるものである。
【００１２】
本発明の請求項４に係る多層プリント配線板によれば、ドリル加工性、成形性、層間密着性に優れ、デスミア処理を良好に行うことができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
本発明においてエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機フィラーを含有するものである。
【００１５】
エポキシ樹脂としては、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂及びノボラック骨格を有するエポキシ樹脂を用いるものである。これらのエポキシ樹脂に加えて、難燃剤でもあるハロゲン化エポキシ樹脂等を用いることができる。エポキシ樹脂組成物全量に対してエポキシ樹脂の含有量は２５〜８０質量％であり、エポキシ樹脂全量に対してジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂及びノボラック骨格を有するエポキシ樹脂の含有量は２０〜１００質量％であることが好ましい。ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂とノボラック骨格を有するエポキシ樹脂の質量比は３：１〜１：３であることが好ましい。
【００１６】
また硬化剤としては、ビフェニル骨格を有するフェノール樹脂硬化剤を用いるものである。エポキシ樹脂組成物全量に対して硬化剤の含有量は１５〜６０質量％であることが好ましい。
【００１７】
また無機フィラーとしては、エポキシシランにより表面処理された球状シリカ及び水酸化アルミニウムを用いるものである。このようにシリカが球状であることによって、エポキシ樹脂組成物の流動性を高めることができるものであるが、シリカが球状ではなく例えば破砕状であるとエポキシ樹脂組成物の流動性が低下し、積層工程においてＩＶＨ（インナーバイアホール）を完全に埋め込むことができずにボイドが残ってしまい、成形性が悪化するものである。また上記のような球状シリカがエポキシシランにより表面処理されていることによって、層間密着性を高めることができるものであるが、球状シリカが表面処理されていなかったり、また表面処理されていてもそれがアミノシランによるものである場合には、エポキシ樹脂と球状シリカとの密着力が不十分であり、層間密着性が悪化して、加熱時にはがれが発生するものである。
【００１８】
またエポキシ樹脂組成物全量に対して前記球状シリカの含有量は２０〜５０質量％である。前記球状シリカの含有量が２０質量％未満であると、デスミア処理時においてアルカリ性過マンガン酸塩を主成分とした処理液などに対するスミアの溶解性が不十分であり、デスミア処理を十分に行うことができない。逆に前記球状シリカの含有量が５０質量％を超えると、ドリルが磨耗しやすくなり、ドリル加工性が悪化すると共に、エポキシ樹脂組成物の流動性が低下し、積層工程においてＩＶＨを完全に埋め込むことができずにボイドが残ってしまい、成形性が悪化するものである。
【００１９】
また前記球状シリカ全量に対して水酸化アルミニウムの含有量は２〜１５質量％である。水酸化アルミニウムは球状シリカに比べて硬度が小さいため、水酸化アルミニウムの含有量が２質量％未満であると、ドリルが磨耗しやすくなり、ドリル加工性が悪化するものである。また水酸化アルミニウムは通常破砕状であるため、水酸化アルミニウムの含有量が１５質量％を超えると、エポキシ樹脂の流動性が低下し、積層工程においてＩＶＨを完全に埋め込むことができずにボイドが残ってしまい、成形性が悪化するものである。
【００２０】
そしてエポキシ樹脂組成物は、上記エポキシ樹脂、硬化剤、無機フィラーをメチルエチルケトン等の溶媒に溶解して混合することによって、樹脂ワニスとして調製することができる。
【００２１】
次に樹脂ワニスとして調製されたエポキシ樹脂組成物を用いてプリプレグを作製することができる。プリプレグは、樹脂ワニス状態のエポキシ樹脂組成物をガラスクロス等の基材に含浸させ、これを半硬化状態（Ｂステージ状態）となるまで加熱乾燥することによって作製することができる。
【００２２】
また上記のように作製されたプリプレグを用いて金属張積層板を作製することができる。金属張積層板は、プリプレグの片面又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って作製することができる。なお、プリプレグは１枚のみでも複数枚重ねておいてもよい。
【００２３】
さらに上記のように作製された金属張積層板を用いて多層プリント配線板を製造することができる。多層プリント配線板は、サブトラクティブ法などを使用して金属張積層板に導体パターンを設けてコア材を作製し、このコア材を用いて製造することができる。例えば、このコア材の片面又は両面にプリプレグを介して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って、多層プリント配線板を製造することができる。
【００２４】
そして上記のようにして得られたプリプレグ、金属張積層板、多層プリント配線板には上記エポキシ樹脂組成物が用いられているので、ドリル加工性、成形性、層間密着性に優れ、デスミア処理を良好に行うことができるものである。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２６】
エポキシ樹脂として、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂である大日本インキ化学工業株式会社製「ＨＰ−７２００」（エポキシ当量２８０）、ノボラック骨格を有するエポキシ樹脂である大日本インキ化学工業株式会社製「Ｎ−６９０」（エポキシ当量２２５）、ハロゲン化エポキシ樹脂（難燃剤）である大日本インキ化学工業株式会社製「エピクロン１５３」（エポキシ当量４００、臭素含有量４８．０質量％）を用いた。
【００２７】
硬化剤として、ビフェニル骨格を有するフェノール樹脂硬化剤である明和化成株式会社製「ＭＥＨ−７８５１」を用いた。
【００２８】
無機フィラーとして、エポキシシランにより表面処理された球状シリカである株式会社アドマテック製「ＳＣ２５００−ＳＥＪ」、水酸化アルミニウムである住友化学株式会社製「ＣＬ３０３」、破砕状シリカである株式会社龍森製「ＦＵＳＥＬＥＸ  ＦＬＢ−２」、表面処理されていない球状シリカである株式会社アドマテック製「ＳＯ−２５Ｒ」、アミノシランにより表面処理された球状シリカ（３−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製「ＫＢＭ９０３」）により球状シリカ（株式会社アドマテック製「ＳＯ−２５Ｒ」）を表面処理したもの）を用いた。
【００２９】
溶媒として、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）を用いた。
【００３０】
＜樹脂ワニスの調製＞
樹脂ワニスは次のようにして調製した。まず下記［表１］に示す量のエポキシ樹脂及び硬化剤をメチルエチルケトンに入れて溶解させた。このときエポキシ樹脂及び硬化剤の量が全体の７０質量％となるように溶媒の量を調整した。そしてディスパーにて２時間攪拌した後、下記［表１］に示す量の無機フィラーを追加し、さらにディスパーにて２時間攪拌することによって、樹脂ワニスを調製した。
【００３１】
＜プリプレグの作製＞
基材として、ガラスクロス（日東紡績株式会社製「２１１６タイプクロス」）を用いた。そしてこのガラスクロスに上記のようにして調製した樹脂ワニスを室温にて含浸させた。その後、これを非接触タイプの加熱ユニットを用いて約１７０℃で５分間加熱することにより、樹脂ワニス中の溶媒を乾燥除去し、エポキシ樹脂組成物を半硬化させることによってプリプレグを作製した。なお、プリプレグにおける樹脂量は、ガラスクロス１００質量部に対し、１００質量部となるように調整した。
【００３２】
＜金属張積層板の作製＞
金属箔として、銅箔（三井金属鉱業株式会社製「３ＥＣ−III」、厚み３５μｍ）を用いた。そして上記のようにして作製したプリプレグを２枚重ね、銅箔の粗化面（マット面）がプリプレグ側になるようにして２枚の銅箔をそれぞれプリプレグに重ねて、２枚重ねたプリプレグを２枚の銅箔で挟み、これを加熱加圧成形（１７０℃、６０分、２．９４ＭＰａ（３０ｋｇ／ｃｍ２））することによって銅張積層板を作製した。
【００３３】
＜評価項目１：ドリル加工性＞
上記のようにして作製した金属張積層板を３枚重ね、ユニオンツール株式会社製ドリルビット「ＵＶ  Ｌ０９５０」（ドリル径０．３ｍｍ）によりドリル穴あけ加工した後のドリルビットの磨耗率を求めた。このドリル刃磨耗率でドリル加工性を評価した。なお、ドリル加工は回転速度１６０ｋｒｐｍ、送り速度３．２ｍ／分、３０００ヒットの条件で行った。
【００３４】
＜評価項目２：ＩＶＨ埋め込み性＞
銅張積層板（松下電工株式会社製「Ｒ−１７６６」、厚み０．８ｍｍ、銅箔３５／３５μｍ）にドリル穴あけ、銅めっきにより、０．３ｍｍ径のスルーホールを形成した。そしてこの銅張積層板の上に上記のプリプレグを１枚積層し、加熱加圧成形（１７０℃、６０分、２．９４ＭＰａ（３０ｋｇ／ｃｍ２））することによりスルーホールの樹脂埋めを行い、この断面を光学顕微鏡で観察することにより、スルーホール内のボイドの有無を確認した。このボイドの有無でＩＶＨ埋め込み性を評価した。
【００３５】
＜評価項目３：デスミア性＞
上記のようにして作製した金属張積層板の銅箔をエッチングにより除去し、これにデスミア処理を行って、この処理前後の重量減少によりデスミア量を求めた。デスミア量はデスミア処理によって除去されたスミア量のことである。デスミア処理はマクダーミッド社のデスミアプロセスにより行った。このデスミアプロセスは、「マキュタイザー９２０４」による膨潤処理（３５℃、７分）、「マキュタイザー９２７５」による処理（７５℃、１５分）、「マキュタイザー９２７９」による中和処理（４３℃、５分）からなる。デスミア性はデスミア処理を良好に行うことができるかを示す性能のことであり、デスミア量が多い場合にはデスミア性が良く、デスミア量が少ない場合にはデスミア性が悪いと評価した。
【００３６】
＜評価項目４：層間密着強度＞
上記のようにして作製した金属張積層板のガラスクロス間の引き剥がし強度をＪＩＳ−Ｃ６４８１に基づいて測定し、これにより層間密着強度を評価した。
【００３７】
【表１】
0005281280.tif 000002
【００３８】
上記［表１］にみられるように、実施例１〜４のエポキシ樹脂組成物は、無機フィラーとしてエポキシシランにより表面処理された球状シリカ及び水酸化アルミニウムを所定量含有しているため、ドリル刃磨耗率が小さく、デスミア量が十分であり、層間密着強度が十分であることが確認される。また、プリプレグはＩＶＨ埋め込み性が良好であることも確認される。
【００３９】
一方、比較例１のエポキシ樹脂組成物は、破砕シリカを含有しているため、流動性が低下し、ＩＶＨ埋め込み性に問題がある。
【００４０】
また比較例２のエポキシ樹脂組成物は、球状シリカの含有量が少ないため、デスミア量が小さいものとなる。
【００４１】
また比較例３のエポキシ樹脂組成物は、球状シリカの含有量が多いため、ドリル刃磨耗率が大きくなり、また、プリプレグはＩＶＨ埋め込み性に問題がある。
【００４２】
また比較例４のエポキシ樹脂組成物は、水酸化アルミニウムの含有量が少ないため、ドリル刃磨耗率が大きくなる。
【００４３】
また比較例５のエポキシ樹脂組成物は、水酸化アルミニウムの含有量が多いため、プリプレグはＩＶＨ埋め込み性に問題がある。
【００４４】
また比較例６、７のエポキシ樹脂組成物は、球状シリカがエポキシシランにより表面処理されていないため、この球状シリカとエポキシ樹脂の密着強度が十分でなく、層間密着強度が低いという問題がある。