(57)【要約】【課題】特定のガラスクロスと銅箔を金属箔張積層板やプリプレグに使用し、熱的信頼性、電気的信頼性に優れた多層プリント板の製造方法を提供する。【解決手段】プリプレグ及び金属箔張積層板に比誘電率が4.5以下(at1MHz)、誘電正接が0.0007以下(at 1MHz)、引張り弾性率が７3GPa以下、通気度115 cm3/cm2/sec以下であるガラスクロスを用いることを特徴とし、誘電特性、電気特性、小径穴あけ加工性に優れたプリプレグ、金属箔張積層板及び多層プリント配線板を得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂ワニスをガラスクロスに含浸したプリプレグであって、前記ガラスクロスは、
1MHzでの比誘電率が4.5以下、
1MHzでの誘電正接が0.0007以下、
引張り弾性率が73GPa以下、
通気度115cm3/cm2/sec以下
であることを特徴とするプリプレグ。
【請求項２】
請求項1のプリプレグ及び金属箔を備えた金属箔張積層板。
【請求項３】
内層回路を備えた請求項2の金属箔張積層板。
【請求項４】
請求項1のプリプレグ又は請求項2又は3の金属箔張積層板を1以上含む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、電気・電子機器、通信機器等に使用される低誘電率プリプレグ、及びこれを用いた金属箔張積層板及び多層プリント配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年，情報処理の高速化や移動体通信の高周波化が急速に進んでおり，コンピュータや通信機器に使用しているプリント配線板や多層プリント配線板にも高速化や高周波化に対応した材料が求められている。
【０００３】
高速化に対応した材料については、電気信号の伝送速度を速くすることが求められており，伝送速度が多層プリント配線板材料の誘電率の平方根に反比例することから，材料の低誘電率化が必要となる。
【０００４】
高周波化に対応した材料については、使用周波数が高くなるにつれ電気信号の伝送損失が大きくなるので，機器の正常な動作を維持するには伝送損失を抑えることが求められている。伝送損失は、式（Ｉ）に示すとおり、誘電正接と誘電率の平方根との積に比例する。そのため，伝送損失を小さくするには、材料の低誘電正接化と低誘電率化が必要となる。
【０００５】
式（I）
【数１】
2007277463.tif 000002
【０００６】
金属箔張積層板や内層回路入り金属箔銅張積層板は，プリント配線板及び多層プリント配線板用材料に用いられる。ガラスクロスと含浸樹脂との比率によりプリプレグの誘電特性が決定されることから，上記要求に対し，すなわち、誘電特性向上のために、金属箔張積層板や内層回路入り金属箔張積層板の作製において、幾つかの手法が試みられている。
【０００７】
例えば、樹脂量を多くして低誘電率化を図る方法がある。この方法では樹脂量が多いため金属箔張積層板の板厚や内層回路入り金属箔張積層板の層間厚等の安定化が図れず、板厚や層間厚の不安定化は誘電特性の不安定化にもなる。また、スルーホール信頼性低下にも繋がる。これらの問題点は動作不具合を導くことになる。
【０００８】
また、誘電特性の向上策に低誘電率ガラスを用いる方法がある。通常，ガラスクロスに用いているEガラスが1MHzで比誘電率(εr)6.6に対し，低誘電率ガラスとしてSガラス(εr=5.3)，Dガラス(εr=4.1)がある。しかしながら、これらの低誘電率ガラスを用いると、プリント配線板製造時の加工性が悪化するといった問題点がある。
【０００９】
従来、プリント配線板の製造に用いられる多層板は、例えばガラスクロス等の基材にエポキシ樹脂組成物等の熱硬化性樹脂組成物を含浸した後、加熱乾燥して半硬化させることによってプリプレグを作製し、このプリプレグを所要枚数重ねるとともに、銅箔等の金属箔をその片側又は両側に配して積層し、加熱加圧して成形を行うことによって金属箔張積層板を作製する。そしてその金属箔張積層板の表面の金属箔をエッチングして表面に導体回路及びプリント配線板を製造するとき用いるガイドマークを形成した内層用基板を作製した後、必要に応じて粗面化処理を行い、次いでその導体回路等を形成した内層用基板に、上記と同様にして作製したプリプレグをその片側又は両側に所要枚数重ねるとともに、必要に応じて金属箔をその片側又は両側に配して積層し、加熱加圧して成形することによって製造を行っている。
【００１０】
多層プリント配線板は高密度化の方向へと進み，多層プリント配線板の配線回路の細線化に伴い，ＩＶＨ（Interstitial Via Hole）およびＳＶＨ（Surface Via Hole）等の層間接続用の穴径も細径化が進んでいる（例えば、特許文献1参照）。そのため，穴明けはレーザ゛径、ドリル径の細径化が図られている。しかし一般的にガラスクロスのような織布では縦糸及び横糸の交点とその間の隙間部分(バスケットホール)とでは局所的な樹脂分比率の違いから、小径穴明け時の加工性に差異が発生し、不均一な穴形状や穴位置精度低下という問題があった。
【特許文献１】特開2002-194121号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は，上記の事実に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，低誘電正接化と低誘電率化に優れ，小径穴明け加工性が良好な金属箔張積層板や内層回路入り金属箔張積層板および多層プリント配線板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、樹脂ワニスをガラスクロスに含浸したプリプレグであって、前記ガラスクロスは、1MHzでの比誘電率が4.5以下、1MHzでの誘電正接が0.0007以下、引張り弾性率が73GPa以下及び通気度115 cm3/cm2/ｓec以下であるプリプレグに関する。
【００１３】
また、本発明の一態様は、このプリプレグ及び金属箔を備えた金属箔張積層板に関する。この金属箔張積層板は、内層回路を備えていてもよい。
【００１４】
さらに、本発明の一態様は、上記のプリプレグ又は上記の金属箔張積層板を含む多層プリント配線板に関する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様によると、誘電特性、電気特性、小径穴あけ加工性に優れたプリプレグ、金属箔張積層板及び多層プリント配線板を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に使用するガラスクロスは、比誘電率が4.5以下(at1MHz)、誘電正接が0.0007以下(at 1MHz)、引張り弾性率が73GPa以下、通気度115cm3/cm2/sec以下である。
【００１７】
より詳細には、低誘電正接化と低誘電率化を同時に満たすためには，上記の通り比誘電率が4.5以下(at1MHz)、誘電正接が0.0007以下(at 1MHz)を満足するガラスクロスを用いることが有効である。Ｄガラスはこれらの誘電特性を満たすが、これを使用したのではドリル加工性が悪化してしまう。ドリル加工性は、ガラスクロスの引張り弾性率に関係する。一般にEガラスの引張り弾性率が73GPaに対し，Ｄガラスでは84GPaと高い。そのためＤガラスを用いた金属箔張積層板回路や内層回路入り金属箔銅張積層板では、外形加工，穴明け加工が悪化する。従って、ドリル加工性を考慮すると、ガラスの引張り弾性率は、Ｅガラスの引っ張り弾性率と同じ73ＧＰａ以下でなければならない。
【００１８】
さらに、小径穴あけ加工に対して通常のガラスクロスでは、縦糸と横糸の交点とその間の隙間部分とでは小径穴明け加工時の加工性に違いが発生し、穴形状が不均一になったり穴位置精度が低下しやすい。そこで縦糸と横糸の交点とその間の隙間部分をできる限り小さくすることで、即ち、上記の通り、ガラスクロスの通気度を115cm3/cm2/sec以下とすることで、面内の均一性が向上し、小径穴形状が良好で高穴位置精度が得られる通気度の適正な範囲を見出したことを特徴とする。つまり、本願発明によると、ガラスクロスの誘電特性、引張り強度および通気度の最適範囲を見出し課題を解決した。
【００１９】
一般に、誘電特性はプリプレグ中のガラスクロスと含浸樹脂分との比率により決まる。つまり、プリプレグ、金属箔張積層板及び内層回路入り金属箔銅張積層板の含浸樹脂分比率の違いにより誘電特性は変化するが、本発明では低誘電率ガラスクロスを用いるため比誘電率の樹脂分依存性は小さくなる。すなわち、本発明によると、一般のＤガラス使用品と同等の比誘電率を有するプリプレグを設計する場合、樹脂分の比率を低くすること（樹脂分低比率化）が可能となる。また、多層プリント配線板の信頼性向上を目的として設定誘電率を一定にした場合、樹脂分低比率化による熱膨張係数を低くすること（低熱膨張係数化）が可能となる。
【００２０】
このようなガラスクロスを用いてプリプレグを作製する。樹脂組成物に溶剤を含めてワニスとし、このワニスをガラスクロスに含浸し、必要に応じて加熱乾燥して、半硬化させることによってプリプレグを得ることができる。
【００２１】
プリプレグの作製に用いる樹脂組成物中のマトリックス樹脂として熱硬化性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂は、高温時に厚さ方向（Ｚ方向）の膨張量が急激に大きくなるガラス転移点を持つ。そこで、スルーホールの信頼性低下を防止するために、低熱膨張材料（充填材配合系など）や熱分解温度・ガラス転移温度の高い材料を樹脂組成物に配合することが好ましい。プリプレグのガラスクロスに含浸する樹脂組成物の比率は、成形時に内層回路板の回路を十分に埋め込み可能な適度な範囲に製造することが好ましい。
【００２２】
本発明に用いられる熱硬化性樹脂としては、以下の例には限定されないが、エポキシ樹脂系、フェノール樹脂系、ポリイミド樹脂系、不飽和ポリエステル樹脂系、ポリフェニレンエーテル樹脂系等の単独、変性物、混合物のように、熱硬化性樹脂全般を用いることができる。なお、金属箔張積層板の製造に用いる熱硬化性樹脂及びプリプレグの製造に用いる熱硬化性樹脂の種類は、同じでもよく異なっていてもよい。
【００２３】
熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂系の場合、電気特性及び接着性のバランスが良好であり好ましい。エポキシ樹脂系の樹脂としては、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、フェノ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、ビスフェノールＦ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、ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、及びこれらのエポキシ樹脂構造体中の水素原子の一部をハロゲン化することにより難燃化したエポキシ樹脂等が挙げられる。
【００２４】
この樹脂組成物中には、熱硬化性樹脂を必須として含有し、必要に応じてその熱硬化性樹脂の硬化剤、硬化促進剤、無機充填材及び溶剤等を含有することができる。なお、エポキシ樹脂等のように自己硬化性の低い熱硬化性樹脂を使用する場合は、その樹脂を硬化するための硬化剤等を含有することが必要である。
【００２５】
熱硬化性樹脂の硬化剤としては、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合には、例えば、ジシアンジアミド、脂肪族ポリアミド等のアミド系硬化剤や、アンモニア、トリエチルアミン、ジエチルアミン等のアミン系硬化剤や、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｐ−キシレン−ノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤や、酸無水物類等が挙げられる。
【００２６】
無機充填材としては、以下の例には限定されないが、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、低誘電ガラスフィラー等の無機質粉末充填材や、ガラス繊維、パルプ繊維、合成繊維、セラミック繊維等の繊維質充填材が挙げられる。
【００２７】
溶剤としては、以下の例に限定されないが、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、エチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類等が挙げられる。
【００２８】
この樹脂組成物をガラスクロスに含浸する方法としては特に限定するものではなく、一般の方法が適用可能である。なお、樹脂組成物をガラスクロスに含浸した後、必要に応じて加熱乾燥する。
【００２９】
本発明のプリプレグは，金属箔張積層板の積層体に用いるプリプレグに用いてもよいし，内層回路入り金属箔銅張積層板、多層プリント配線板の多層化接着用プリプレグに用いてもよい。特に多層プリント配線板の場合，用途に応じ多層化接着用プリプレグにのみ用いたり、特定の層に用いることができる。低誘電特性が必要な層間に本発明のプリプレグを用いることができる。
【００３０】
本発明に用いられる金属箔としては銅、アルミニウム、真鍮、ニッケル等の単独、合金、複合の金属箔を用いることができ、なかでも銅が好ましい。また、金属箔の代わりに金属箔が積層成形された片面金属張積層板、両面金属張積層板を用いることもできる。なお、この金属箔は、金属箔張積層板の作製のみに用いることに限定するものではなく、内層用基板とプリプレグとを積層したその積層物の片側又は両側に積層して用いてもよい。この金属箔の厚みとしては、金属箔張積層板の作製に用いる場合3〜70μmが一般的であり、内層用基板とプリプレグとを積層したその積層物の片側又は両側に積層する場合は、3〜70μｍが一般的である。
【００３１】
金属箔としては、エッチング精度の面からロープロファイル箔を使用すると、微細配線回路加工、インピーダンスコントロールに有効である。なお、本発明に用いる金属箔は、一般銅箔を含め、両面粗化箔、リバーストリートメント箔、キャリア付き箔なども使用することが出来る。
【００３２】
金属箔張積層板を製造するときの加熱加圧する条件、及び内層用基板とプリプレグとを積層した後の加熱加圧する条件としては、樹脂組成物が硬化する条件で適宜調整して加熱加圧すればよいが、加圧の圧力が高いと導体回路の寸法収縮のばらつきが大きくなる場合があるため、成形性を満足する範囲内で、できるだけ低圧で加圧することが好ましい。なお、加熱加圧を300Torr以下の減圧雰囲気下で行うと、成形性が良好となり好ましい。
【００３３】
金属箔張積層板表面の金属箔をエッチングする方法としては特に限定するものではなく、金属箔及びそのエッチングに用いるエッチングレジストにより一般の方法が適用可能である。
【実施例】
【００３４】
（実施例1）
樹脂組成物として、下記のエポキシ樹脂2種類、硬化剤、硬化促進剤及び溶剤よりなるエポキシ樹脂系樹脂組成物を使用した。
【００３５】
・エポキシ樹脂1：ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製、エピクロンＮ868（商品名））50重量部
・エポキシ樹脂2：ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（住友化学工業株式会社、ESB−400（商品名））50重量部
・硬化剤：ビスフェノールAノボラック樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製、ＹLH−129（商品名））40重量部
・硬化促進剤：1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール1重量部
・溶剤：メチルエチルケトンを90重量部
この樹脂組成物を、日東紡績製低誘電ガラスクロス（比誘電率（at 1MHz）=4.4，誘電正接（at 1MHz）=0.0006，引張り弾性率=59GPa，坪量23g/m2 厚み0.045mm,  通気度115 cm3/cm2 /s以下）に、乾燥後の樹脂組成物の量が、樹脂組成物及びガラスクロスの合計100重量部に対し、70重量部となるように調整して含浸した後、最高温度160℃で乾燥してＢ−ステージ状態のプリプレグ1を作製した。
【００３６】
次いで、得られたプリプレグ4枚を重ね、その両側に厚み18μｍの銅箔を配して積層した後、この積層物を金属プレートで挟み、最高温度180℃、圧力3.0ＭＰａで90分加熱加圧して成形し両面銅張積層板0.20mmを得た。
【００３７】
（実施例2）
日東紡績製低誘電ガラスクロス（比誘電率（at 1MHz）=4.4，誘電正接（at 1MHz）=0.0006，引張り弾性率=59GPa，坪量44g/m2 厚み0.035mm,通気度16 cm3/cm2 /s以下）を用い、乾燥後の樹脂組成物の量が、樹脂組成物及びガラスクロスの合計100重量部に対し、60重量部となるように調整して含浸した後、最高温度160℃で乾燥してＢ−ステージ状態のプリプレグ2を作製した。
【００３８】
次いで得られたプリプレグ3枚を重ね、その両側に厚み18μｍの銅箔を配して積層した後、この積層物を金属プレートで挟み、最高温度180℃、圧力3.0ＭＰａで90分加熱加圧して成形して両面銅張積層板0.2mmを得た。
【００３９】
（実施例3）
日東紡績製低誘電ガラスクロス（比誘電率（at 1MHz）=4.4，誘電正接（at 1MHz）=0.0006，引張り弾性率=59GPa，坪量74g/m2 厚み0.080mm,通気度10 cm3/cm2 /s以下）を用い、乾燥後の樹脂組成物の量が、樹脂組成物及びガラスクロスの合計100重量部に対し、52重量部となるように調整して含浸した後、最高温度160℃で乾燥してＢ−ステージ状態のプリプレグ3を作製した。
【００４０】
次いで得られたプリプレグ2枚を重ね、その両側に厚み18μｍの銅箔を配して積層した後、この積層物を金属プレートで挟み、最高温度180℃、圧力3.0ＭＰａで90分加熱加圧して成形して両面銅張積層板0.19mmを得た。
【００４１】
（実施例4）
日東紡績製低誘電ガラスクロス（比誘電率（at 1MHz）=4.4，誘電正接（at 1MHz）=0.0006，引張り弾性率=59GPa，坪量95g/m2 厚み0.090mm,通気度10 cm3/cm2 /s以下）を用い、乾燥後の樹脂組成物の量が、樹脂組成物及びガラスクロスの合計100重量部に対し、47重量部となるように調整して含浸した後、最高温度160℃で乾燥してＢ−ステージ状態のプリプレグ4を作製した。
【００４２】
次いで得られたプリプレグ２枚を重ね、その両側に厚み18μｍの銅箔を配して積層した後、この積層物を金属プレートで挟み、最高温度180℃、圧力3.0ＭＰａで90分加熱加圧して成形して両面銅張積層板0.2mmを得た。
【００４３】
（実施例5）
日東紡績製低誘電ガラスクロス（比誘電率（at 1MHz）=4.4，誘電正接（at 1MHz）=0.0006，引張り弾性率=59GPa，坪量95g/m2 厚み0.090mm,通気度10 cm3/cm2 /s以下）を用い、乾燥後の樹脂組成物の量が、樹脂組成物及びガラスクロスの合計100重量部に対し、43重量部となるように調整して含浸した後、最高温度160℃で乾燥してＢ−ステージ状態のプリプレグ5を作製した。
【００４４】
次いで得られたプリプレグ２枚を重ね、その両側に厚み18μｍの銅箔を配して積層した後、この積層物を金属プレートで挟み、最高温度180℃、圧力3.0ＭＰａで90分加熱加圧して成形して両面銅張積層板0.19mmを得た。
【００４５】
（比較例１）
Eガラスクロス（比誘電率(at 1MHz)=6.6，誘電正接(at 1MHz)=0.0012，引張り弾性率=73GPa，坪量48g/m2 ,厚み0.050mm，通気度150 cm3/cm2 /s以下）を用い、乾燥後の樹脂組成物の量が、樹脂組成物及びガラスクロスの合計100重量部に対し、60重量部となるように調整して含浸した後、最高温度160℃で乾燥してプリプレグ6を作製した。これ以外は実施例１と同様にして両面銅張積層板を得た。
【００４６】
（比較例２）
日東紡績製Ｓガラスクロス（比誘電率(at 1MHz)=5.3，誘電正接(at 1MHz)=0.0016，引張り弾性率=84GPa，坪量48g/m2，厚み0.050mm，通気度150 cm3/cm2 /s以下）を用い、乾燥後の樹脂組成物の量が、樹脂組成物及びガラスクロスの合計100重量部に対し、60重量部となるように調整して含浸した後、最高温度160℃で乾燥してプリプレグ７を得たこと以外は実施例２と同様にして両面銅張積層板を得た。
【００４７】
（比較例３）
Eガラスクロス（比誘電率(at 1MHz)=6.6，誘電正接（at 1MHz）=0.0012，引張り弾性率=73GPa，坪量25g/m2，厚み0.035mm，通気度150 cm3/cm2 /s以下）を用い、乾燥後の樹脂組成物の量が、樹脂組成物及びガラスクロスの合計100重量部に対し、68重量部となるように調整して含浸した後、最高温度160℃で乾燥してプリプレグ８を得たこと以外は実施例2と同様にして両面銅張積層板を得た。
【００４８】
（評価、結果）
得られた両面板において誘電特性，ドリル加工性，レーザ加工性の評価を行った。
【００４９】
誘電特性は，ＪＩＳ C-6481に基づいて，周波数1MHzでの比誘電率，誘電正接を測定した。ドリル加工性は，φ0.15(単位mm)のドリルで回転数160000rpm，送り速度20μm/revで穴明け加工を行った後，穴位置精度，穴形状の断面観察を行った。またレーザ加工性はCO2ガスレーザマシンを用いで穴径φ0.1，周波数500Hz，パルス幅30usの条件で加工した後の穴形状状の断面観察を行った。
【００５０】
結果は表１に示した通り、各実施例１〜5は比較例１〜3と比べ、顕著に比誘電率、誘電正接が小さくなることが確認された。
【００５１】
また、小径ドリル加工性、小径穴あけ位置精度、レーザ加工性において、実施例１〜5は比較例１〜3よりも非常に優れた結果となった。すなわちガラスクロスの通気度（通気度115cm3/cm2 /s以下）及びガラスクロス引張り弾性率の最適化により、穴明け加工性が著しく向上することを確認した。
【表１】
2007277463.tif 000003