JP2000210962A - 積層板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱硬化性樹脂組成物及び基材よりなるプリプ
レグを複数枚重ねて積層物を形成し、あるいはその積層
物を複数枚重ねて積層体を形成し、その積層物又は積層
体を熱板間に挟んで加熱・加圧して製造する積層板の製
造方法であって、加熱加圧成形の際のずれの発生が少な
い積層板の製造方法を提供する。 【解決手段】 熱硬化性樹脂組成物及び基材からなるプ
リプレグ１を複数枚積層する。積層されたプリプレグ１
間の接合される面の少なくとも一部において、プリプレ
グ１同士を熱硬化性樹脂組成物の溶融温度以上、硬化温
度未満の温度にて加熱溶着した後、加熱加圧成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気・電子機器等
に使用されるプリント配線板の製造等に用いられる積層
板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板の製造に用いられ
る積層板は、例えばガラスクロス等の基材にエポキシ樹
脂等の熱硬化性樹脂組成物を含浸した後、乾燥して半硬
化させることによってプリプレグ１を作製し、図２に示
すように、このプリプレグ１を所要枚数重ねると共に、
必要に応じて銅箔等の金属箔２をその片側又は両側に配
して積層して積層物５を形成し、この積層物５を熱板３
の間に挟んで加熱加圧することにより製造されていた。

【０００３】また生産性向上のために、上記積層板を、
必要に応じて間にプレート状の金型４等を介在させて複
数枚重ね、その複数枚重ねたものを熱板３の間に挟んで
加熱加圧して一度に多数の積層板を得る方法も用いられ
ている。

【０００４】上記プリプレグ１は、熱硬化性樹脂組成物
を基材に含浸して半硬化させたものであるため、この樹
脂は加熱すると一旦粘度が低下して樹脂が流れ、更に加
熱すると硬化して樹脂が流れなくなる挙動を示す。ま
た、このプリプレグ１は、プリプレグ１を形成する基材
内の間隙を樹脂により埋めるのに必要な樹脂量に比べて
多い樹脂量のものが一般的に使用されている。そのた
め、プリプレグ１を所要枚数重ねる時等の取り扱いにお
いては半硬化しているため扱いやすく、また、加熱加圧
して成形する途中で、ある程度流動性を有するため、多
少の樹脂量のばらつきがあっても樹脂が流れてほぼ一定
の厚みの積層板が得られるという特徴があり、一般に用
いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、プリプレグ１
を複数枚重ねたものを熱板３間に挟んで加熱加圧して積
層板を製造しようとすると、積層物５を間にプレート状
の金型４等を介在させて複数枚重ねその複数枚重ねたも
のを熱板３間に挟む場合や、プリプレグ１の樹脂量の面
内ばらつきが大きい場合や、熱板３間の平行度が低い場
合等に、図３に示すように、プリプレグ１の樹脂が流動
したときプリプレグ１間でずれＡが発生することがあっ
た。ずれＡが発生すると得られる積層板は、端部に所要
枚数のプリプレグ１の枚数よりも少ない部分が発生して
部分的に厚みが薄くなったり、圧力が不足する部分が発
生して部分的に厚みが厚くなって不良となる場合があ
り、歩留まりを低下させ問題となっていた。

【０００６】本発明は上記問題点を改善するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、熱硬化性樹
脂組成物及び基材よりなるプリプレグを複数枚重ねて積
層物を形成し、あるいはその積層物を複数枚重ねて積層
体を形成し、その積層物又は積層体を熱板間に挟んで加
熱・加圧して製造する積層板の製造方法であって、加熱
加圧成形の際のずれの発生が少ない積層板の製造方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
積層板の製造方法は、熱硬化性樹脂組成物及び基材から
なるプリプレグ１を複数枚積層し、積層されたプリプレ
グ１間の接合される面の少なくとも一部において、プリ
プレグ１同士を熱硬化性樹脂組成物の溶融温度以上、硬
化温度未満の温度にて加熱溶着した後、加熱加圧成形す
ることを特徴とするものである。

【０００８】また本発明の請求項２に係る積層板の製造
方法は、請求項１の構成に加えて、プリプレグ１中の樹
脂量を、プリプレグ１全体の重量１００重量部に対して
４０〜７０重量部とすることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る積層板の製造
方法を図面に基づいて説明する本発明に用いられる基材
としては、ガラス等の無機繊維やポリエステル等、ポリ
アミド、ポリアクリル、ポリイミド等の有機質繊維や、
木綿等の天然繊維の織布、不織布、紙等を用いることが
できる。尚、ガラス繊維等の織布（ガラスクロス）が耐
熱性、耐湿性に優れ、かつ、本発明の効果が得られやす
く、好ましい。

【００１０】また本発明に用いられる熱硬化性樹脂組成
物としては、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
レンエーテル系等の単独、変性物、混合物のように、熱
硬化性樹脂組成物全般を用いることができる。

【００１１】この熱硬化性樹脂組成物中には、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、硬化促進剤及び無機充填材等を含有するこ
とができる。尚エポキシ樹脂等のように自己硬化性の低
い熱硬化性樹脂組成物は、その樹脂を硬化するための硬
化物等を含有することが必要である。

【００１２】尚、熱硬化性樹脂組成物が、エポキシ樹脂
系である場合、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組成物に含有する
エポキシ樹脂としては、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、フェエ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、及びブロム化ビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂等のように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。エポキシ樹脂系の熱
硬化性樹脂組成物においては、上記のようなエポキシ樹
脂のうちの一種又は複数種を混合し、樹脂総量に対する
ハロゲン重量が１５〜２０重量％となるようにすること
が好ましい。

【００１３】またこのエポキシ樹脂系の樹脂組成物に含
有する硬化剤としては、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、酸無水物等が挙げられる。エポキシ樹脂系の熱
硬化性樹脂組成物においては、上記のような硬化剤のう
ちの一種又は複数種を混合したものを、１．５〜２０重
量％含むことが好ましい。

【００１４】また硬化促進剤としては、イミダゾール化
合物等を用いるこができ、特に２−エチル−４−メチル
イミダゾール（２Ｅ４ＭＺ）を配合すると、樹脂組成物
の保存時の硬化が進みにくくなり、保存性が向上するこ
とができて、ワニスライフを維持することができる点で
好ましい。エポキシ樹脂系の熱硬化性樹脂組成物におい
ては、２Ｅ４ＭＺを０．０１〜０．０５重量％含むこと
が好ましい。

【００１５】また上記熱硬化性樹脂組成物に含有するこ
とができる無機充填材としては、シリカ、炭酸カルシウ
ム、水酸化アルミニウム、タルク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、これらの無機充填材
を、１０〜８０重量％の範囲で配合することができる。

【００１６】熱硬化性樹脂組成物及び基材からプリプレ
グ１を製造する方法としては、特に限定するものではな
く、例えば上記基材を、上記熱硬化性樹脂組成物を溶剤
で粘度調整した樹脂ワニスに浸漬して含浸した後、必要
に応じて加熱乾燥して半硬化して得られるものであり、
例えばエポキシ樹脂系の熱硬化性樹脂組成物を用いる場
合は、１３０〜２００℃で３〜１５分間加熱乾燥するこ
とができる。ここで、熱硬化性樹脂組成物の粘度調整に
用いることができる溶剤としては、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、これらの溶剤のうちの一又は複数種を混合し
たものを、５〜４０重量％の範囲で配合することができ
る。

【００１７】ここで、プリプレグ１中の樹脂量が、プリ
プレグ１の重量（熱硬化性樹脂組成物及び基材の合計重
量）１００重量部に対し、４０〜７０重量部であると好
ましい。４０重量部未満である場合は、積層物５を加熱
加圧成形したとき基材内部に気泡が残留し、電気的特性
が低下する場合があり、７０重量部を超える場合は、積
層物５を加熱加圧するとき樹脂流れが多く、板厚のばら
つきが大きくなる場合がある。

【００１８】本発明に係る積層板の製造方法において
は、図２に示すように、熱硬化性樹脂組成物及び基材よ
りなるプリプレグ１を重ね、必要に応じての両側に金属
箔２を配置して構成される積層物５を加熱・加圧して積
層一体化することにより積層板を得る。

【００１９】本発明においては、積層物５の積層一体化
を行う前に、積層されるプリプレグ１間の接合される面
の少なくとも一部において、プリプレグ１同士をあらか
じめ溶着しておくものである。ここで溶着は、プリプレ
グ１間の接合される面における、周縁部分のうちの少な
くとも一辺において、一辺の長さの１０〜１００％の領
域において行うことが好ましい。この溶着は、プリプレ
グ１間の接合される面における、周縁部分の一辺の全領
域にわたって行っても良い。また溶着を周縁部分の二
辺、三辺、あるいは四辺全周にわたって行っても良い。
またこの溶着部分の幅は、１〜５０ｍｍとすれば、プリ
プレグ１間の溶着を充分な強度で行うことができるが、
プリプレグ１の全面にわたって溶着を行っても良い。

【００２０】この溶着の方法としては、ヒータや熱風に
よる加熱によって行うことができるものであり、具体的
には、例えば、図１に示すように、内部にニクロム線ヒ
ータ等の電熱線ヒータが内蔵された、長さ及び幅をプリ
プレグ１の溶着部分の寸法と等しく形成された加熱部８
を備えた一対の溶着用治具７を用いる。この一対の溶着
用治具７を、図２（ａ）に示すように、加熱部６が対向
するように配置すると共に、加熱部８の間に、複数枚の
プリプレグ１を積層したものを、加熱部８の間にプリプ
レグ１の溶着部分である周縁部分が介在するように配置
する。この状態で加熱部８を、プリプレグ１の溶着部分
に当接させて、溶着部分を挟み込む共に、電熱線ヒータ
を加熱させて溶着部分を加熱する。また、加熱部８とし
て、熱風を吹き出す熱風口を備えるものを用い、図２
（ａ）に示すように、加熱部８が対向するように配置し
た状態で、プリプレグ１の溶着部分である周縁部分に向
けて両側から熱風を吹き出すようにして、溶着部分を加
熱することもできる。

【００２１】ここで溶着温度は、プリプレグ１中の熱硬
化性樹脂組成物の融点以上、熱硬化開始温度未満の温度
で行うと、加熱加圧成形に供される前の積層物５におけ
るプリプレグ１中の樹脂の硬化度を均一に保ち、積層板
の成形性低下を抑制して、成形される積層板中にボイド
が発生することを防ぐことができるものである。すなわ
ち例えばエポキシ樹脂系の熱硬化性樹脂組成物の場合
は、融点が８０〜９０℃、熱硬化開始温度が１３０〜１
４０℃であり、９０℃以上、１２０℃以下の温度におい
て溶着し、またポリイミド樹脂系の樹脂組成物の場合
は、融点が９０〜１００℃、熱硬化開始温度が１４０〜
１５０℃であり、１００℃以上、１３０℃以下の温度で
溶着を行うことが好ましいものである。

【００２２】そして、図２に示すように、溶着されたプ
リプレグ１の両面に必要に応じて金属箔２を配置して積
層物５を形成し、また必要に応じて積層物５間にプレー
ト状の金型４等を介在させて複数枚重ねて積層体６を形
成し、この積層物５又は積層体６を成型プレスの熱板３
間に挟んで加熱・加圧して積層一体化することにより製
造を行う。

【００２３】ここで金属箔２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２を
用いることができ、金属箔２の代わりに、絶縁樹脂層に
金属箔２が積層成形された片面金属箔張積層板、両面金
属箔張積層板を用いることもできる。この金属箔２の厚
みとしては、１２〜７０μｍが一般的である。

【００２４】積層物５を加熱加圧する条件としては、熱
硬化性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、加圧の圧力があまり低いと、得られる
積層板の内部に気泡が残留し、電気的特性が低下する場
合があるため、成形性を満足する条件で加圧することが
好ましい。たとえばエポキシ樹脂系の熱硬化性樹脂組成
物を用いる場合は、温度を１６０〜２１０℃、圧力を１
０〜７０ｋｇ／ｃｍ²、加熱加圧時間を６０〜２４０分
間にそれぞれ設定することができる。

【００２５】尚、加熱加圧を３００Ｔｏｒｒ以下の減圧
雰囲気下で行うと、加熱加圧中に樹脂組成物から発生す
る脱ガスを速やかに除去することができ、得られる積層
板内部の気泡の残留が少なくなり好ましい。

【００２６】尚、積層物５を成型プレスの熱板３間に挟
む場合には、必要に応じて、セルロースペーパーやアラ
ミド繊維ペーパー等のクッション材や、熱伝導調整材、
及びプレート状の金型４等の表面平滑材等を間に挟んで
加熱加圧しても良い。

【００２７】以上のようにして積層板を製造すると、加
熱加圧成形時において、プリプレグ１の樹脂が流動した
ときにプリプレグ１間でずれＡが発生することをふせぐ
ことができ、得られる積層板が、端部に所要枚数のプリ
プレグ１の枚数よりも少ない部分が発生して部分的に厚
みが薄くなったり、圧力が不足する部分が発生して部分
的に厚みが厚くなって不良となるようなことを防ぐこと
ができるものである。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例によって詳述する。

【００２９】（実施例１）熱硬化性樹脂組成物として、
下記のエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤よりなる熱硬
化性樹脂組成物を使用した。 ・エポキシ樹脂：エポキシ樹脂当量が５００であるテト
ラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂［東都化成株
式会社製、商品名 ＹＤＢ−５００］を固形分として８
０重量部。 ・硬化剤：ジシアンジアミド［日本カーバイド株式会社
製］を３重量部。 ・硬化促進剤：２−エチル−４−メチルイミダゾール
［四国化成株式会社製］を０．２重量部。

【００３０】基材として厚み０．１９ｍｍ、幅１ｍのガ
ラスクロス［旭シュエーベル株式会社製、商品名 ７６
２８］を用いて、この基材を上記熱硬化性樹脂組成物を
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド［三菱瓦斯化学社製］を
溶剤として加えて粘度調整した樹脂ワニスに浸漬して含
浸し、次いで、最高温度１８０℃で１０分間加熱乾燥し
て、樹脂量が４５重量％、１７０℃のゲルタイムが１１
０秒、長さ１ｍ、幅１ｍのプリプレグ１を作製した。

【００３１】このように作製されたプリプレグ１を２枚
重ね合わせ、図２に示す電熱線ヒータを備える溶着用治
具７にて溶着部分を挟み込み、温度１１０℃、時間１０
秒間の条件下で加熱することにより、プリプレグ１の周
縁部分のうちの一辺の、幅１ｍｍの部分を一辺の全長に
わたって溶着した。

【００３２】この溶着されたプリプレグ１の両外側に厚
み１８μｍの銅箔を配置して積層して積層物５を作製し
た。更にこの積層物５を厚み１ｍｍのプレート状の金型
４を間に挟み、１０組重ねて積層体６を形成した。次い
でこの積層体６をクラフト紙を挟んで成形プレスの熱板
３に挟み、最高温度１８０℃、圧力３ＭＰａ、時間１２
０分の条件下で成形して、１ｍ×１ｍ×０．４ｍｍｔの
寸法を有する両面銅張積層板を得た。

【００３３】（実施例２）熱硬化性樹脂組成物に加える
溶剤の量を変更した作製した樹脂ワニスを用い、樹脂量
が５０重量％のプリプレグ１を作製したこと以外は、実
施例１と同様にして両面銅張積層板を得た。

【００３４】（実施例３）プリプレグ１の積層数を３枚
とした以外は、実施例２と同様に行った。

【００３５】（実施例４）プリプレグ１の溶着部分を、
プリプレグ１の周縁部分のうちの、向かい合う二辺の、
幅１ｍｍの部分とした以外は実施例３と同様にして両面
銅張積層板を得た。

【００３６】（実施例５）プリプレグ１の溶着部分を、
プリプレグ１の周縁部分のうちの、周囲四辺の、幅１ｍ
ｍの部分とした以外は実施例３と同様にして両面銅張積
層板を得た。

【００３７】（実施例６）プリプレグ１の溶着部分の、
各辺に沿った長さをそれぞれ１００ｍｍとした以外は、
実施例５と同様にして両面銅張積層板を得た。

【００３８】（実施例７）溶着用治具７として、図２に
示す熱風吹き出し口を備えるものを用い、溶着にあたっ
て、この溶着用治具７を溶着部分の両側に配置し、熱風
にて加熱した以外は、実施例６と同様にして両面銅張積
層板を得た。

【００３９】（比較例１）プリプレグ１の溶着を行わな
かったこと以外は実施例１と同様にして両面銅張積層板
を得た。

【００４０】（比較例２）プリプレグ１の溶着を行わな
かっ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。

【００４１】（比較例３）プリプレグ１の溶着を行わな
かったこと以外は実施例３と同様にして両面銅張積層板
を得た。

【００４２】（比較例４）プリプレグ１間の溶着を、熱
硬化性樹脂組成物の硬化温度以上である１７０℃で行っ
た以外は、実施例５と同様にして両面銅張積層板を得
た。

【００４３】（評価試験）実施例１〜７並びに比較例１
〜４で得られた両面銅張積層板について、ずれＡの大き
さ、しわの発生数及び板厚のばらつきを評価した。

【００４４】ずれＡの大きさは、加熱加圧する前に、積
層体６と熱板３の間に挟んだクラフト紙にプリプレグ１
端部の位置を表示しておき、加熱加圧した後のプリプレ
グ１端部の位置と、クラフト紙に表示した位置との差の
長さを測定し、積層板各１０枚の最大値をずれＡの大き
さとした。

【００４５】またしわの発生数は、目視で積層板の銅箔
表面を観察し、しわ状の凹部が発生している数を積層板
各１０枚で評価した。

【００４６】また板厚のばらつきは、マイクロメータ
で、積層板各５枚の４隅を各１０枚測定し、その最大値
と最小値の差を求めた。

【００４７】結果は、表１に示した通り、実施例１〜７
では、比較例１〜３と比べると、ずれＡの発生が小さ
く、しわの発生数が少なく、また板厚のばらつきが小さ
いことが確認された。また実施例１〜７は、溶着を樹脂
の硬化温度以上で行った比較例４と比べると、ボイドの
発生が抑制され、成形性が向上していることが確認され
た。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に係る積
層板の製造方法は、熱硬化性樹脂組成物及び基材からな
るプリプレグを複数枚積層し、積層されたプリプレグ１
間の接合される面の少なくとも一部において、プリプレ
グ同士を熱硬化性樹脂組成物の溶融温度以上、硬化温度
未満の温度にて加熱溶着した後、加熱加圧成形するもの
であり、加熱加圧成形時において、プリプレグの樹脂が
流動したときにプリプレグ間でずれが発生することをふ
せぐことができ、得られる積層板が、端部に所要枚数の
プリプレグの枚数よりも少ない部分が発生して部分的に
厚みが薄くなったり、圧力が不足する部分が発生して部
分的に厚みが厚くなって不良となるようなことを防ぐこ
とができるものである。また加熱加圧成形に供される前
のプリプレグ中の樹脂の硬化度を均一に保ち、積層板の
成形性低下を抑制して、成形される積層板中にボイドが
発生することを防ぐことができるものである。

【００５０】また本発明の請求項２に係る積層板の製造
方法は、プリプレグ中の樹脂量を、プリプレグ全体の重
量１００重量部に対して４０〜７０重量部とするもので
あり、加熱加圧成形したとき得られる積層板内部に気泡
が残留すること防ぎ、電気的特性が低下することを抑制
するとともに、加熱加圧時の樹脂流れが多くなりすぎる
ことを防いで板厚のばらつきの発生を抑制することがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の動作を示すもので
あり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。

【図２】積層板の製造方法を説明する概略の正面図であ
る。

【図３】従来の積層板の製造方法を説明する図であり、
プリプレグ間にずれが発生している様子を示す概略の正
面図である。

【符号の説明】

１ プリプレグ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｒ // Ｂ２９Ｋ 105:06 Ｆターム(参考） 4F072 AA04 AA07 AA09 AB03 AB04 AB05 AB06 AB07 AB09 AB28 AD13 AD23 AD27 AD28 AD29 AD31 AD33 AD38 AD42 AD45 AE01 AE02 AE03 AE04 AF03 AF04 AF06 AF26 AF27 AF28 AF29 AF30 AG03 AG17 AH02 AJ04 AK02 AL13 4F100 AB17 AB33 AG00 AH02H AH03H AK01A AK01B AK53 AL06A AL06B BA02 BA03 CA02 DG11 DH01A EC032 EJ172 EJ422 EJ82A EJ82B GB43 JB13A JB13B JK14 YY00A YY00B 4F204 AA36 AA39 AB03 AB19 AD03 AD04 AD16 AG03 AH36 AR06 EB01 EB22 EF01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱硬化性樹脂組成物及び基材からなるプ
   リプレグを複数枚積層し、積層されたプリプレグ間の接
   合される面の少なくとも一部において、プリプレグ同士
   を熱硬化性樹脂組成物の溶融温度以上、硬化温度未満の
   温度にて加熱溶着した後、加熱加圧成形することを特徴
   とする積層板の製造方法。
2. 【請求項２】 プリプレグ中の樹脂量を、プリプレグ全
   体の重量１００重量部に対して４０〜７０重量部とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の積層板の製造方法。