JPH08209595A - 電気絶縁積層板原紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐銀マイグレーション性が良好であり、なお
且つ、積層板の寸法安定性、反り特性等の全体的積層板
特性が良好である電気絶縁積層板原紙を提供する。 【構成】 木材からのパルプを原料として抄紙された積
層板原紙において、前記パルプが、ＪＡＰＡＮ ＴＡＰ
ＰＩ Ｎｏ．５２で規定されている光学的自動計測法で
のパルプの繊維長試験方法による数平均繊維長分布に基
づき、１ｍｍ以上の繊維長のパルプの数が８％以下であ
ることを特徴とする電気絶縁積層板原紙。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気絶縁積層板に用い
られる積層板原紙に関するものであり、詳しくは寸法安
定性、反り等の積層板特性を損うことなく、耐銀マイグ
レーション性が良好な積層板を製造するのに用いられる
積層板原紙に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常の積層板、特に電気絶縁用積層板
は、積層板原紙にフェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱
硬化性樹脂を含浸し、これを加熱乾燥して半硬化樹脂の
状態にし（これをプリプレグという）、このプリプレグ
を複数枚積層し、金属箔と共に熱圧成型することにより
製造される。このような積層板は比較的安価で、通常の
電気或いは電子機器に使用するための性能をほぼ満足し
ているため家庭用電気製品を中心に多く使用されてい
る。

【０００３】しかしながら、近年の電気製品の軽薄短小
化により、電気部品の実装密度が高くなり、プリント配
線板の導体パターンの細線化が進んでいる。更には、紙
を基材とするプリント配線板においても、導体パターン
の両面化が進み、表裏の電気的接続を目的とした銀スル
ーホールが使用されるようになっている。このため、積
層板の加工性、寸法安定性、打ち抜き性は勿論のこと、
銀のマイグレーション現象による電気絶縁性の劣化が問
題となり、銀マイグレーションの防止性能（以下耐銀マ
イグレーション性と記す）の改良要求が益々厳しくなっ
て来ている。

【０００４】従来、積層板原紙に使用されるパルプは、
広葉樹木材からの未叩解晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）
が用いられるのが一般的であるが、用途によっては積層
板原紙の強度を高めるために針葉樹晒クラフトパルプを
配合したり、コスト低減を目的に未晒パルプを配合した
り、又、高白色度化のためにサルファイトパルプ（Ｓ
Ｐ）を用いたりする場合がある。このようなパルプは公
知の抄紙機で抄紙され、得られる積層板原紙の密度は
０．４５〜０．５５ｇ／ｃｍ³ という低い水準のもの
である。

【０００５】プリント配線板の銀のマイグレーションを
改良するために、原紙に要求される特性としては、銀の
イオン化及び金属銀としての析出に寄与する原紙中の残
留イオンが少ないこと、熱硬化性樹脂の含浸性が良好な
ことが挙げられる。かかる諸問題を解決するために、無
機イオン交換体を含有する樹脂ワニスを使用する方法
（特開平2-133442号公報、特開平5-162245号公報）が知
られているが、積層板原紙を使用した紙基材フェノール
樹脂積層板の場合は、積層板原紙がパルプ繊維から製造
されるものであるため、根本的な解決にはならず、耐銀
マイグレーション性は十分なものではなかった。又、基
材としてガラス不織布を使用した積層板において、ガラ
ス不織布に金属マイグレーション防止剤を添加した有機
バインダーを含浸する方法（特開平6-158492号公報）が
提案されているが、積層板原紙の場合は、コストアップ
が大きく採用が難しい。

【０００６】一方、積層板の電気特性を改良するため
に、α−セルロース含量を高くする方法（特開昭60-799
52号公報）が提案されているが、繊維の屈曲が大きくな
り積層板の寸法安定性及び反りが悪化する欠点がある。
又、該公報では耐銀マイグレーション性の改良に関して
は、全く触れられていない。又、リンターパルプを用い
る方法が知られているが、綿実をパルプ原料としている
ため、原料供給が不安定でしかも価格は高価で変動しや
すく採用が難しい。

【０００７】他方、含浸する熱硬化性樹脂の改質によ
り、耐銀マイグレーション性を改良する工夫がなされて
いるが、他の積層板特性が悪化することがあること、及
び紙基材フェノール樹脂積層板の場合は、原紙の本質的
特性に依存する部分が強く、更なる原紙の改良が必要と
されていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、寸法安定
性、反り等の積層板特性を損うことなく、耐銀マイグレ
ーション性が良好な積層板を製造するに適した電気絶縁
積層板原紙を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、かかる現
状に鑑みプリント配線板の銀マイグレーションを抑制す
るために、積層板の耐銀マイグレーション性と原料物性
の関係について種々検討した結果、数平均繊維長分布の
計測より判明する、繊維長が１ｍｍ以上のパルプの分布
割合が８％以下である原料パルプを使用して抄造される
積層板原紙を用いて得られる積層板の耐銀マイグレーシ
ョンが極めて優れていることを見出し、本発明を完成さ
せるに至った。

【００１０】すなわち、本発明に係わる電気絶縁積層板
原紙は、木材からのパルプを原料として抄紙された積層
板原紙において、前記パルプが、ＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰ
ＩＮｏ．５２で規定されている光学的自動計測法でのパ
ルプの繊維長試験方法による数平均繊維長分布に基づ
き、１ｍｍ以上の繊維長のパルプの数が８％以下である
ことを特徴とするものである。

【００１１】本発明では、パルプ中における１ｍｍ以上
の繊維の分布割合が少ないことが重要である。一般的に
耐銀マイグレーション性の評価は、恒温恒湿の環境下
で、所定電圧を印加したスルーホール間の絶縁抵抗値を
測定しており、一定の高絶縁抵抗値を維持できる場合、
耐銀マイグレーション性良好と判断される。上記評価法
で評価した際、数十時間程度の比較的初期に、絶縁抵抗
が急激に低下することがある。このプリント配線板の銀
のマイグレーション部分を観察すると、銀はパルプ繊維
に沿って移行しており、短絡した部分は、１本のパルプ
繊維がスルーホール間に跨がって銀のマイグレーション
が発生していることがわかった。又、短絡状態に至らな
い場合でも、銀はパルプ繊維に沿ってマイグレーション
を起こしていた。

【００１２】現在、銀スルーホール間隔は２．５ｍｍか
ら２．０ｍｍピッチへ、更に１．５ｍｍピッチへと狭間
隔化する動きがある。即ち、ランド間隔は１．０〜０．
５ｍｍから０．５〜０．３ｍｍへ、更に０．３ｍｍ以下
へ狭間隔化しており、銀のマイグレーションが発生した
パルプ繊維がランド間隔以上の長さがある場合は、急激
な絶縁抵抗の低下をまねくものと考えられる。本発明
は、１ｍｍ以上の繊維長の分布割合を一定量以下にする
ことにより、マイグレーションを起こしたパルプ繊維が
引き起こす急激な絶縁抵抗の低下、即ち短絡状態を抑制
できることを見出したものである。

【００１３】通常、積層板原紙に使用されるパルプの繊
維長を測定すると、数平均繊維長で０．４５ｍｍであ
り、１ｍｍ以上の繊維長の分布割合は１０％程度であっ
た。本発明の積層板原紙においては、１ｍｍ以上の繊維
長の分布割合が８％よりも多い場合は、パルプ繊維１本
を原因とした絶縁抵抗の急激な低下が起りやすく、耐銀
マイグレーション性は不十分である。これに対して、１
ｍｍ以上の繊維長の分布割合が８％以下の場合は、前述
のように良好な耐銀マイグレーション性を示す。１ｍｍ
以上の繊維長の分布割合を少なくする方法としては、木
材チップの選択によって可能である。木材チップとして
は、ユーカリエグザータ、ユーカリデリガテンシス、ユ
ーカリシトリオドラ、ユーカリライチョウＮｏ．１、ア
カシアメランシー等を使用することにより、１ｍｍ以上
の繊維長の分布割合を８％以下にすることができる。

【００１４】一方、木材チップとしてミズナラ、シナノ
キ、イタヤカエデ、ハリギリ、カツラ、ハルニレ、シラ
カンバ等の国内産（特に、北海道産）広葉樹材を用いる
場合は、１ｍｍ以上の繊維長の分布割合を少なくする方
法としては、遠心脱水機を用い、パルプスラリー状のパ
ルプ繊維をワイヤーを介して遠心力を応用して脱水し、
ワイヤーに留まった長繊維を系外に排出することにより
達成できる。これは、０．１〜１．５重量％濃度のパル
プスラリーを、ブレストロールとクーチロールに支持さ
れ回転しているワイヤーとブレストロールの間に連続的
に導入し、ワイヤーの回転により生じる遠心力によりワ
イヤーの目孔を通して搾水し、水と共にワイヤーを通過
する有用なパルプと、ワイヤーに留まる長繊維に分離さ
れ、長繊維を系外に排出して実施される。

【００１５】パルプスラリーから長繊維を除去するため
には、ワイヤーの目孔の大きさが著しく影響を及ぼす。
即ち、本発明のためには、ワイヤーのメッシュは４０メ
ッシュ未満にしなければならない。４０メッシュ以上を
用いると、ワイヤー上にパルプマットが形成され長繊維
が選択的にワイヤーに留まらなくなるため、効率的な分
離が不可能になる。また、遠心力は、３０〜１００Ｇの
範囲で適宜選択して用いることができる。遠心力が３０
Ｇ以下では長繊維の除去効果が顕著でなく、１００Ｇ以
上では除去効果が頭打ちになる。本発明では、上記の長
繊維除去法に限られず、例えば通常のスリットスクリー
ンによる除去、クリーナーの強化等によっても達成可能
である。

【００１６】本発明の積層板原紙から積層板を製造する
ため、この積層板原紙に熱硬化性樹脂を含浸して乾燥
し、このようにして得られたプリプレグの２枚以上を積
層し、所定温度及び圧力により成型一体化することが行
われる。熱硬化性樹脂としては、一般に、レゾール型フ
ェノール−ホルムアルデヒド樹脂が用いられるが、これ
に限定されることなく、その他の、例えば、通常のフェ
ノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアル
デヒド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂を挙げること
ができ、適宜選択して使用される。熱硬化される際の加
熱と加圧操作の条件は、熱硬化性樹脂の種類や量及び積
層体の構成、寸法等により変化するが、一般に１５０〜
１８０℃の温度、８０〜１２０ｋｇ／ｃｍ² の圧力で３
０〜６０分間行われる。

【００１７】本発明で用いたパルプの繊維長分布測定、
積層板の製造法、耐銀マイグレーショ性の評価法、寸法
安定性の評価法は次の通りである。

【００１８】パルプの繊維長測定法 本発明者等は、測定に当たり、耐銀マイグレーション性
に重要な影響を及ぼす長繊維の量を本数で正確に把握す
るために、数平均繊維長分布を採用した。平均繊維長を
測定するに当たり、本発明では市販の繊維長分布測定機
（商標：ＦＳ−２００、Ｋａｊａａｎｉ社製）を用い
た。本測定機はＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩＮｏ．５２で規
定された光学的自動計測法の装置であり、繊維の偏光特
性を利用して、さまざまなフラクションにおける繊維の
長さと本数を計測する。数平均繊維長、長さ加重平均繊
維長および重さ加重平均繊維長が求められる。

【００１９】積層板の作製法 積層板の製造法は、積層板原紙に、市販水溶性フェノー
ル樹脂（商標：ショウノールＢＲＬ−２８５４、昭和高
分子(株)製）を含浸し、乾燥機で乾燥することにより、
樹脂と基材の比率が１５：８５の一次プリプレグを作製
し、次にこの一次プリプレグに市販の油変性フェノール
樹脂（商標：ショウノールＢＬＳ−３１２２、昭和高分
子(株)製）を含浸し、乾燥して、水溶性フェノール樹脂
と油変性フェノール樹脂の両方を合せた樹脂と基材の比
率が５０：５０のプリプレグを製造した。次にプリプレ
グを８枚重ね、１６５℃、１００ｋｇ／ｃｍ² 、６０分
間加圧成型することによって、フェノール樹脂積層板を
得た。

【００２０】積層板の耐銀マイグレーション性の評価法 積層板に銀ペーストで線幅１ｍｍ、線間１ｍｍの櫛形電
極を作製し、イオンマイグレーション評価システム（商
標：ＡＭＩ−０２５−Ｐ、タバイエスペック(株)製）
を使用して、６０℃、８５％ＲＨ、印加電圧５０Ｖの条
件で３５０時間継続試験を行い、絶縁抵抗が１０⁶ Ω以
下に急激に低下した時間をリークタッチ検出により測定
した。よって、３５０時間までリークタッチ検出がない
場合は耐銀マイグレーション性良好であり、リークタッ
チ検出したサンプルのリークタッチ時間の平均値が小さ
い場合は耐銀マイグレーション性が劣る。評価にあたっ
て、試験開始時の結露防止のため、６０℃で１時間放置
し、サンプルが十分その温度に安定した後、湿度設定を
行い、湿度設定１時間後より測定を開始した。

【００２１】寸法安定性の評価法 積層板の寸法安定性の評価法は、次の方法により寸法変
化率を測定することにより行う。積層板にスパン２５０
ｍｍで標点を付け、加熱冷却前後の標点間の寸法を高精
度２次元座標測定装置（例えば、商標：デジタルリーダ
ーＤＲ−５５５−Ｄ、大日本スクリーン製造(株)製）で
測定した。寸法変化率αは式１より求める。積層板原紙
が通常の角型手抄マシンで抄造され、異方性を有しない
場合は、寸法安定性は縦方向と横方向の平均値で示し、
積層板原紙が通常の抄紙機で抄造され、異方性を有する
場合、寸法変化率は縦方向、横方向及び縦方向と横方向
の相乗平均値をもって示す。

【００２２】

【式１】α（％）＝［（Ｌ0−Ｌ1）／Ｌ0］×１００ Ｌ0：加熱冷却前の標点間の長さ Ｌ1：１６０℃、１時間加熱処理、冷却後の標点間の長
さ

【００２３】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、勿論本発明はこれによって何等
制限されるものではない。 実施例１〜２ 木材チップとしてアカシアメランシーを原料として得ら
れた広葉樹晒クラフトパルプ、以下ＬＢＫＰと記す（１
ｍｍ以上の繊維の分布割合が４．９％）と北海道産広葉
樹チップを原料として得られたＬＢＫＰ（１ｍｍ以上の
繊維の分布割合が１０．１％）を表１の割合で配合し抄
紙原料とした。この抄紙原料を用いて、叩解を施さず、
メラミン樹脂（商標：スミレッツＡＣ８、住友化学(株)
製）を対パルプ１％内添し、坪量１２５ｇ／ｍ² 、密度
０．５０ｇ／ｃｍ³ の積層板原紙を抄造した。この積
層板原紙から積層板を作製し、耐銀マイグレーション
性、寸法安定性の評価を行った。

【００２４】実施例３ 木材チップとして北海道産広葉樹を原料として得られた
ＬＢＫＰ（１ｍｍ以上の繊維の分布割合が１０．１％）
から、バウア・マクネット試験機（ＴＡＰＰＩＴ２３３
ｈｍ-８２）により２８メッ シュに留まったパルプ繊
維を除去し、抄紙原料とした（１ｍｍ以上の繊維の分布
割合が７．５％）。この抄紙原料を用いて実施例１〜２
と同様の方法で、坪量１２５ｇ／ｍ² 、密度０．５０ｇ
／ｃｍ³の積層板原紙を抄造した。この積層板原紙から
積層板を作製し、耐銀マイグレーション性、寸法安定性
の評価を行った。

【００２５】比較例１ チップ材種として北海道産広葉樹を原料として得られた
ＬＢＫＰ（１ｍｍ以上の繊維の分布割合が１０．１％）
を抄紙原料とし、実施例１〜２と同様の方法で、坪量１
２５ｇ／ｍ² 、密度０．５０ｇ／ｃｍ³ の積層板原紙
を抄造した。この積層板原紙から積層板を作製し、耐銀
マイグレーション性、寸法安定性の評価を行った。

【００２６】比較例２ チップ材種としてアカシアメランシーを原料として得ら
れたＬＢＫＰ（１ｍｍ以上の繊維の分布割合が４．９
％）と北海道産広葉樹チップを原料として得られたＬＢ
ＫＰ（１ｍｍ以上の繊維の割合が１０．１％）を表１の
分布割合で配合し抄紙原料とした。この抄紙原料を用い
て、実施例１〜２と同様の方法で、坪量１２５ｇ／ｍ
² 、密度０．５０ｇ／ｃｍ³ の積層板原紙を抄造し
た。この積層板原紙から積層板を作製し、耐銀マイグレ
ーション性、寸法安定性の評価を行った。これらの各積
層板原紙の評価結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１から明らかなように、１ｍｍ以上のパ
ルプ繊維の分布割合が８％以下である原料パルプを用い
て抄造する本発明の電気絶縁積層板原紙から製造される
積層板は、耐銀マイグレーション性が優れ、寸法安定性
も良好であった（実施例１〜３）が、前記繊維長の分布
割合が８％より多く含有する電気絶縁積層板原紙から製
造された積層板は耐銀マイグレーション性に効果がな
く、寸法安定性も劣る傾向であった（比較例１〜２）。

【００２９】

【発明の効果】本発明により、プリント配線板の耐銀マ
イグレーション性が良好な積層板を製造するのに最も適
した積層板原紙を実用することが可能となり、産業界に
寄与するところが大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ２１Ｈ 27/30 15/00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木材からのパルプを原料として抄紙され
   た積層板原紙において、前記パルプが、ＪＡＰＡＮ Ｔ
   ＡＰＰＩ Ｎｏ．５２で規定されている光学的自動計測
   法でのパルプの繊維長試験方法による数平均繊維長分布
   に基づき、１ｍｍ以上の繊維長のパルプの数が８％以下
   であることを特徴とする電気絶縁積層板原紙。