JP3084351B2 - 多層プリント配線板用層間絶縁接着剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層プリント配線
板用層間絶縁接着剤に関し、特に保存安定性及び耐熱性
にすぐれ、かつ１００℃以上の高温で速やかに硬化しう
るエポキシ樹脂系層間絶縁接着剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多層プリント配線板を製造する場
合、回路が形成された内層回路基板上に、ガラスクロス
基材にエポキシ樹脂を含浸して半硬化させたプリプレグ
シートを１枚以上重ね、更にその上に銅箔を重ね熱板プ
レスにて加熱一体成形するという工程を経ている。しか
し、この工程ではプリプレグ中の含浸樹脂を熱により再
流動させ一定圧力下で硬化させるため、均一に硬化成形
するには１〜１．５時間は必要である。このように製造
工程が長くかかる上に、多層積層プレス及びガラスクロ
スプリプレグのコスト等により高コストとなっている。
加えてガラスクロスに樹脂を含浸させる方法のため、回
路層間の厚みがガラスクロスにより規制され多層プリン
ト配線板全体の極薄化も困難であった。

【０００３】近年、これらの問題を解決するため、熱板
プレスによる加熱加圧成形を行わず、層間絶縁接着剤に
ガラスクロスを用いない、ビルドアップ方式による多層
プリント配線板の技術が改めて注目されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記熱板
プレスで成形する方法に対して、簡素化されたビルドア
ップ方式により多層プリント配線板を低コストで製造す
る方法を種々検討している。

【０００５】ビルドアップ方式による多層プリント配線
板において、フィルム状の層間絶縁樹脂層を用いた場
合、内層回路板の絶縁基板と回路と段差をなくし、その
表面を平滑化するために、内層回路板にアンダーコート
材を塗布することが一般化してきた。この代表的な例と
して、内層回路板に塗布されたアンダーコート材が未硬
化、半硬化または硬化した状態において、層間絶縁接着
剤をコートした銅箔をラミネートし、一体硬化すること
により多層プリント配線板を得る。このような方法によ
り、内層回路板の回路による段差がなくなるため、層間
絶縁接着剤をコートした銅箔のラミネートが容易であ
り、また内層回路板の銅箔残存率を考慮する必要もなく
なる。

【０００６】このようなプロセスにおいて、層間絶縁接
着剤にガラス繊維基材を使用していないため、耐熱性、
特に吸湿処理後の半田耐熱性が十分でないという欠点が
あり、更に、銅箔にコートされた層間絶縁接着剤がその
保存時に硬化反応が進行して、アンダーコート材が塗布
された内層回路板にラミネートしたとき一体硬化が良好
に行われないという問題が生じている。本発明はかかる
問題点を改善するために検討し、完成されたものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記の各成分
を必須成分として含有することを特徴とする多層プリン
ト配線板用層間絶縁接着剤に関するものである。 （１）重量平均分子量１００００以上のビスフェノール
型エポキシ樹脂、（２）エポキシ当量５００以下のビス
フェノール型エポキシ樹脂、（３）エポキシ樹脂硬化
剤、（４）チタネート系カップリング剤、（５）無機質
フィラー、

【０００８】本発明において、重量平均分子量１０００
０以上のエポキシ樹脂は、成形時の樹脂流れを小さく
し、絶縁層の厚みを維持すること、及び組成物に可撓性
を付与する目的で配合されている。かかるエポキシ樹脂
としては、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、フェノキシ樹脂等があるが、
上記の目的のためにはビスフェノールＡ型のものが好ま
しい。この高分子量エポキシ樹脂の割合はエポキシ樹脂
全体に対して５０〜７０重量％である。５０重量％より
少ないと、粘度が高くならず層間絶縁接着剤としての厚
みを保つことが不十分となり、従ってラミネートした後
の外層回路の平滑性が劣るようになる。一方、７０重量
％より多いと、逆に粘度が高くなり、銅箔への塗布が容
易ではなく、所定厚みを保つことが困難となることがあ
る。なお、この高分子量エポキシ樹脂は難燃化のために
臭素したものも使用することができる。

【０００９】上記高分子量エポキシ樹脂単独では、硬化
後の架橋密度が低く、可撓性が大きすぎること、及び銅
箔にコートするために溶剤に溶解して所定濃度のワニス
としたときに、粘度が高く、コート時の作業性がよくな
い。このような欠点を改善するためにエポキシ当量５０
０以下のビスフェノール型エポキシ樹脂を配合する。こ
の配合割合はエポキシ樹脂全体に対して３０〜５０重量
％である。このようなエポキシ樹脂としては、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
樹脂等であり、難燃化のために、臭素化したものも使用
することができる。より具体的には、エポキシ当量２０
０程度のもの、エポキシ当量４５０程度のものなどがあ
り、絶縁層としての厚み、銅箔へコートするときの作業
性等を考慮してこれらを単独または併用して使用する。

【００１０】次に、エポキシ樹脂硬化剤は、アミン化合
物、酸無水物、イミダゾール化合物など、特に限定され
ないが、イミダゾール化合物はエポキシ樹脂に対する配
合量が少なく、上記のエポキシ樹脂の特長を十分に発現
させるために好ましいものである。イミダゾール化合物
は、好ましくは、融点１３０℃以上の常温で固形のもの
で、エポキシ樹脂への溶解性が小さく、１５０℃以上の
高温になって、エポキシ樹脂と速やかに反応するもので
ある。具体的には２−メチルイミダゾール、２−フェニ
ルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾー
ル、ビス（２−エチル−４−メチル−イミダゾール）、
２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミ
ダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチル
イミダゾール、あるいは、トリアジン付加型イミダゾー
ル等がある。これらのイミダゾールは微粉末としてエポ
キシ樹脂ワニス中に均一に分散される。エポキシ樹脂と
の相溶性が小さいので、常温〜１００℃では反応が進行
せず、従って保存性を良好に保つことができる。そして
ラミネート硬化時に１５０℃以上に加熱すると、エポキ
シ樹脂と反応し、均一な硬化物が得られる。

【００１１】上記エポキシ樹脂の他に、エポキシ樹脂や
イミダゾール化合物と反応する成分を配合することがで
きる。例えば、エポキシ反応性希釈剤（一官能型として
フェニルグリシジルエーテルなど、二官能型としてレゾ
ルシンジクリシジルエーテル、エチレングリコールグリ
シジルエーテルなど、三官能型としてグリセロールトリ
グリシジルエーテルなど）、レゾール型又はノボラック
型フェノール系樹脂、イソシアネート化合物などであ
る。

【００１２】上記成分の他に、線膨張率、耐熱性、耐燃
性などの向上のために、溶融シリカ、結晶性シリカ、炭
酸カルシウム、水酸化アルミニウム、アルミナ、クレ
ー、硫酸バリウム、マイカ、タルク、ホワイトカーボ
ン、Ｅガラス微粉末などの無機フィラーを配合する。無
機フィラーの配合量は樹脂分に対して１５〜４０重量％
である。４０重量％より多く配合すると、接着剤の粘性
が高くなり、内層回路間への埋め込み性が低下するよう
になり、１５重量部未満では、その配合効果が十分に発
現しない。

【００１３】本発明では、銅箔や内層回路基板との密着
力を高めたり、耐熱性や耐湿性を向上させるために、チ
タネート系カップリング剤を使用する。チタネート系カ
ップリング剤は、いかなるものでも使用可能であり、特
に樹脂と無機フィラーとの密着性を向上させるので、層
間絶縁接着剤の耐熱性、特に吸湿処理後の半田耐熱性を
向上させる。

【００１４】更には、ボイドを防ぐための消泡剤、ある
いは液状又は微粉末タイプの難燃剤の添加も可能であ
る。溶剤としては、接着剤を銅箔に塗布し８０℃〜１３
０℃で乾燥した後において、接着剤中に残らないものを
選択しなければならない。例えば、アセトン、メチルエ
チルケトン、トルエン、キシレン、ｎ−ヘキサン、メタ
ノール、エタノール、メチルセルソルブ、エチルセルソ
ルブ、シクロヘキサノンなどが用いられる。

【００１５】層間絶縁接着剤付き銅箔は、接着剤成分を
所定の溶剤に所定の濃度で溶解した接着剤ワニスを銅箔
のアンカー面に塗工後８０℃〜１３０℃の乾燥を行なっ
て接着剤中に溶剤が残らないようにして作製する。その
接着剤層の厚みは１５μｍ〜１２０μｍが好ましい。１
５μｍより薄いと層間絶縁性が不十分となることがあ
り、１２０μｍより厚いと層間絶縁性は問題ないが、作
製が容易でなく、また多層板の厚みを薄くするという本
発明の目的に合わなくなる。

【００１６】この層間絶縁接着剤付き銅箔は、通常ドラ
イフィルムラミネーターにより内層回路基板にラミネー
トし硬化させて、容易に外層銅箔を有する多層プリント
配線板を形成することができる。

【００１７】次に、内層回路基板の回路による段差をな
くするために用いられるアンダーコート材について述べ
る。アンダーコート材は通常層間絶縁接着剤と一体硬化
させるために、これと同種の材料が使用される。従っ
て、本発明においてはエポキシ樹脂を主成分とするもの
が使用される。ただし、溶剤に溶解したワニスでもよ
く、熱又は光により反応する反応性希釈剤に溶解したワ
ニスでもよい。かかるアンダーコート材ワニスを内層回
路板に塗布し、次いで加熱して溶剤の蒸発あるいは反応
によりタックフリー化ないしプレポリマー化、又は光照
射して反応によるタックフリー化ないしプレポリマー化
する。

【００１８】

【実施例】＜実施例１＞ ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量６４０
０、重量平均分子量３００００）１５０重量部（以下、
配合量は全て重量部を表す）とビスフェノールＦ型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量１７５、大日本インキ化学
（株）製 エピクロン８３０）１２０部とをＭＥＫに撹
拌・溶解し、そこへ硬化剤として２−メチルイミダゾー
ル６部、チタネート系カップリング剤（味の素（株）製
ＫＲ ＴＴＳ）０．３部、炭酸カルシウム３０部及び超
微粒子シリカ（アエロジルＲー８０５）０．５部を添加
して接着剤ワニスを作製した。

【００１９】以下、図１に示す工程にて多層プリント配
線板を作製した。前記接着剤ワニスを厚さ１８μｍの銅
箔（１）のアンカー面に乾燥後の厚みが５０μｍとなる
ようにローラーコーターにて塗布、乾燥して接着剤
（２）付き銅箔（３）を得た（ａ）。

【００２０】次に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（エポキシ当量約４７０、重量平均分子量約９００）１
００部をグリシジルメタクリレート４０部に溶解し、こ
れに硬化剤として２−フェニルイミダゾール３部と光重
合開始剤（チバガイギー製イルガキュア６５１）１．２
部を添加し、ホモミキサーにて十分撹拌してアンダーコ
ート材とした。

【００２１】更に、基材厚０．１ｍｍ、銅箔厚３５μｍ
のガラスエポキシ両面銅張積層板をパターン加工して内
層回路板を得た。銅箔表面を黒化処理した後、上記アン
ダーコート材をカーテンコーターにより厚さ約４０μｍ
に塗工した。その後、ＵＶコンベア機にて８０Ｗ／ｃｍ
高圧水銀灯２本で約で約２Ｊ／ｃｍ² の条件で紫外線照
射し、アンダーコート材をタックフリー化した。

【００２２】かかるアンダーコート材の層を有する内層
回路板上に前記層間絶縁接着剤付き銅箔を、温度１００
℃、圧力４ｋｇ／ｃｍ² 、ラミネートスピード０．８ｍ
／分の条件により、硬質ロールを用いて上記熱硬化型絶
縁性接着剤付き銅箔をラミネートし、１５０℃、３０分
間加熱硬化させ多層プリント配線板を作製した。

【００２３】＜実施例２〜１２＞層間絶縁接着剤に使用
するチタネート系カップリング剤を、ＫＲ ４６Ｂ，Ｋ
Ｒ ５５，ＫＲ ４１Ｂ，ＫＲ ３８Ｓ，ＫＲ １３８Ｓ，
ＫＲ ２３８Ｓ，３３８Ｘ，ＫＲ １２，ＫＲ ４４，Ｋ
Ｒ ９ＳＡ，及びＫＲ ３４Ｓ（いずれも、味の素（株）
製）とした以外は実施例１と同様にして多層プリント配
線板を得た。

【００２４】＜比較例１＞ 層間絶縁接着剤に使用するカップリング剤をエポキシシ
ランカップリング剤（日本ユニカー（株）製、Ａ−１８
７）に替えた以外は実施例１と同様にして多層プリント
配線板を作製した。

【００２５】得られた層間絶縁接着剤付き銅箔の保存
性、及び多層プリント配線板について、表面平滑性、吸
湿平田耐熱性、及びピール強度を測定し、表１に示す結
果を得た。

【００２６】 表 １ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 表面平滑性 吸湿半田耐熱性 ピール強度 保存性 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例１ ５μｍ ○ １．３ ○ 実施例２ ５ ○ １．２ ○ 実施例３ ３ ○ １．３ ○ 実施例４ ３ ○ １．２ ○ 実施例５ ５ ○ １．１ ○ 実施例６ ５ ○ １．２ ○ 実施例７ ５ ○ １．３ ○ 実施例８ ３ ○ １．２ ○ 実施例９ ３ ○ １．３ ○ 実施例10 ５ ○ １．２ ○ 実施例11 ５ ○ １．３ ○ 実施例12 ３ ○ １．２ ○ 比較例１ ５ × １．０ ○ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

【００２７】（測定方法） 内層回路板試験片：線間１５０μｍピッチ、クリアラン
スホール １.０ｍｍφ １．表面平滑性：ＪＩＳ Ｂ ０６０１ Ｒ(max) ２．吸湿半田耐熱性 吸湿条件：プレッシャークッカー処理、１２５℃、２．
３気圧、６０分間 試験条件：ｎ＝５で、全てが２８０℃、１２０秒間で膨
れが無かったものを○とした。 ３．ピール強度：ＪＩＳ Ｃ ６４８６による。 ４．保存性：温度２５℃、相対湿度６０％の条件下で３
カ月放置した後、アンダーコート材を塗布した内層回路
板上にロール圧着し、加熱硬化させたとき、銅箔下に膨
れが生じず成形できるものを○とし、膨れが生じ成形で
きないものを×とした。

【００２８】

【発明の効果】本発明の多層プリント配線板用層間絶縁
接着剤は、ワニスの状態あるいは銅箔にコートした状態
において、保存性にすぐれ、アンダーコート材が塗工さ
れた内層回路基板にラミネートしたとき一体硬化が良好
に行われるので、得られた多層プリント配線板は電気特
性はもちろんのこと、耐熱性、耐湿性等において優れた
特性を有している。更に、チタネート系カップリング剤
を配合したことにより、特に、吸湿処理後の半田耐熱性
が大きく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層プリント配線板（一例）を作製す
る工程を示す概略断面図

【符号の説明】

１ 内層回路板 ２ 内層回路 ３ アンダーコート材 ４ 熱硬化型絶縁性接着剤 ５ 銅箔 ６ 硬質ロール ７ 多層プリント配線板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸 豊昭 東京都品川区東品川２丁目５番８号 住 友ベークライト株式会社内 審査官 山本 昌広 (56)参考文献 特開 平７−202418（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−267842（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−124615（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−108072（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−60982（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−188185（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−108015（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−154069（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−286155（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−331217（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−315884（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−67554（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−143980（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09J 163/00 - 163/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の各成分を必須成分として含有する
   ことを特徴とする多層プリント配線板用層間絶縁接着
   剤。 （１）重量平均分子量１００００以上のビスフェノール
   型エポキシ樹脂、（２）エポキシ当量５００以下のビス
   フェノール型エポキシ樹脂、（３）エポキシ樹脂硬化
   剤、（４）チタネート系カップリング剤、（５）無機質
   フィラー、
2. 【請求項２】 エポキシ樹脂硬化剤が、２−メチルイミ
   ダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−
   ４−メチルイミダゾール、ビス（２−エチル−４−メチ
   ル−イミダゾール）、２−フェニル−４−メチル−５−
   ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５
   −ジヒドロキシメチルイミダゾール及びトリアジン付加
   型イミダゾールから選ばれた１種または２種以上のイミ
   ダゾール化合物である請求項１記載の層間絶縁接着剤。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の層間絶縁接着剤を
   銅箔にコートしてなる多層プリント配線板用層間絶縁接
   着剤付き銅箔。