JPH0395233A - プリプレグの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は積層板等の複合材料に使用される補強用織物ブ
リプレグの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

コンピューターや電子機器用等のプリント配線板の基板
等として用いられる積層板は、一般的に織物に樹脂を含
浸させ、これを乾燥させ、溶剤を除去することによって
Ｂステージ化したブリプレグを作製し、このプリプレグ
を複数枚重ね、これを加圧或形機で熱圧或形することに
より得られる。

このプリプレグを作戊するにあたっては、補強用織物を
樹脂ワニスに通して樹脂ワニスを織物に含浸させる操作
をおこなう。含浸方法としては樹脂ワニスに織物を浸漬
する方法、樹脂液に浸漬した状態で一対のロールで絞る
方法、キスロールを用いて織物の片面から樹脂ワニスを
含浸する方法等があり、これらの含浸工程を経た後に過
剰に付着した樹脂ワニスを一対のロール等で所定の厚さ
に絞り、乾燥室に導き溶剤を除去する方法が通常おこな
われている。しかしこれらの方法で製造されたプリプレ
グは織物を構成している経糸、緯糸内から気泡が抜けず
、プリプレグ内に気泡が発生したままＢステージ化され
る。経糸、緯糸内に発生した気泡は成形時に８ステージ
化された樹脂で埋めきれずに、そのまま気泡として積層
板内に残りやすく、耐水性や耐熱性、電気特性等の性能
に悪影響を及ぼし、積層板の信頼性の低下につながりや
すい。

又、そのような問題を抱えながら、最近の積層板の分野
、特にプリント基板業界においては回路の高密度化、多
層化が進み、従来のプリント基板の性能では充分に高密
度化に対する要求に応えられなくなってきている。例え
ば回路の細線化、高密度化に伴い、基板の表面平滑性の
良いものが要求され、又、素子の表面実装化が進んだこ
とにより、スルーホールの穴径が小さくなり、穴位置精
度や穴内壁粗さ等の良い基板が要求されるようになった
。耐熱性についても同様である。

［発明が解決しようとする課題］ 前記したような気泡の少ない積層板を得ること及び積層
板に対する要求の高度化に対応するためには、補強用織
物のマトリックス樹脂に対する含漫性の改良が課題とな
る。又、含漫性の制約からブリプレグの製造スピードを
あげるにも限界があった。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は上記課題を解決すべく、鋭意検討の結果、
補強用織物を樹脂ワニス中に浸漬して樹脂ワニスを含浸
させる際に、その補強用織物に直接超音波振動を与える
ことにより、樹脂ワニスに対する含浸性、ひいてはマト
リックス樹脂に対する含漫性を大巾に向上させ得ること
、及び、ガラスクロスに直接超音波振動を与える手段と
しては、補強用織物を案内するために含浸槽内に配置さ
れている含浸ロール自体を超音波振動させれば補強用織
物に目ずれ等を起させることな《、超音波振動を与える
ことができることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は樹脂ワニス調合液が入っている含浸槽に
補強用織物を導入し、前記含浸槽内に設けられた含浸ロ
ールを経て、含浸槽外に離脱せしめることにより樹脂ワ
ニス調合液を補強用織物に含浸させるプリプレグ製造方
法に於て、前記含浸ロールを超音波振動させそれに接触
した補強用織物に超音波振動を付与することを特徴とす
る補強用織物プリプレグの製造方法を要旨とする。

以下本発明を詳細に説明する。本発明が適用される補強
用織物としては、ガラス繊維織物や炭素繊維織物等の無
機繊維織物や、アラミド繊維織物等の有機繊維織物を挙
げることができるが、一般にはガラス繊維織物が使用さ
れるので、ガラス繊維織物の場合を例こして説明する。

本発明によって樹脂ワニスを含浸されるガラス繊維織物
は、多数本のガラスフィラメントを集束してなるガラス
糸を用いて製織し、更に、集束剤を除去した後、表面処
理された状態のガラス繊維織物である。又、集束剤中に
表面処理剤を含んだ脱油不要の集束剤を用いたガラス糸
からなるガラス繊維織物の場合は、製織されただけの状
態のものであっても使用可能である。ガラス繊維織物を
構成するガラス糸のガラス成分は特に限定されるもので
はなく、例えばＥガラス，Ｃガラス．Ｓガラス等任意で
ある。ガラスフィラメントの繊維径もガラスクロスを製
織しうる限り任意である。ガラス繊維織物の厚みとして
は、厚さが５０μ口〜４００μ厘の範囲のものが使用で
きるが望ましくは１００μ一以上の厚さである。織り組
織としては、平織、綾織、朱子織等通常の織り組織のも
のが使用できるが、手織であることが望ましい。

本発明に使用する含浸槽は樹脂ワニス調合液を収容して
おり、その調合液中にガラス繊維織物を浸漬させてガラ
ス繊維織物に調合液を含浸させるためのものである。こ
こで使用する樹脂ワニスの種類としては積層板のマトリ
ックス樹脂として適するものであれば特に限定されない
。

含浸冶内には、樹脂ワニス調合液中でガラス繊維織物を
案内するよう調合液中に含浸口−ルが設けられている。

第１図は本発明に使用する含浸槽の１例を示すもので、
含浸槽１には樹脂ワニス調合液２が入れられており、そ
の調合液内に位置するよう含浸ロール３が設けられ、ガ
ラス繊維織物４を調合液中に浸漬含浸している。また、
含浸槽１の上方には案内ロール５、絞りロール６等が配
置されている。含浸ロール３は駆動装置（図示せず）に
よって矢印方向に回転するように駆動されている。かく
して、ガラス繊維織物４は案内ロール５を通った後、調
合戚２中に導入され、含浸ロ一ル３を経た後調合液外に
離脱しており、調合液２中を通過する間に調合液がガラ
ス繊維織物に含浸する。ここで、ガラス繊維織物４の調
合液に対する浸漬長さは、必要な調合液の含浸を行うに
必要な長さに設定することは言うまでもなく、また、必
要な浸漬長さを得るために複数の含浸ロール３を用いて
もよい。含浸ロール３に対するガラス繊維織物の接触角
θは特に限定されるものではないが、後述するように含
浸ロール３が超音波振動してガラス繊維織物を超音波振
動させる際の振動時間に影響するので、大きい方が望ま
しい。

本発明において、含浸′＃ａｌ内に設ける含浸ロール３
（複数の含浸ロールが使用される際には少なくともその
内の１個）には、超音波振動子が取付けられており、含
浸ロール３０体が超音波振動するように構成されている
。第２図、第３図は、含浸ロールを超音波振動させるた
めの構造の１例を示すが、本発明はこれに限定されるも
のではない。

第２図、第３図において、含浸ロール３は、例えばステ
ンレス製のロール本体８に複数の振動子９を、その表面
がロール本体８の外周面と同一面となるように取付けた
ものであり、振動子９への接続コード１０はロール本体
８内に通し、軸端よりスリップリング１１、ブラシ１２
を介して超音波発振器及び電源（図示せず）に接続して
いる。かくして、超音波発振器によって振動子９を超音
波振動させることにより、含浸ロール３が超音波振動す
る。なお、超音波振動子９を含浸ロール３の表面に露出
させる代わりに、含浸ロールのロール本体を筒状と１７
、その内面に超音波振動子９を取付ける構或としてもよ
い。

［作用］ 第１図において、ガラス繊維織物４は、案内ロール５を
通った後、調合液２が入っている含浸槽１内に導入され
、含浸ロール３に接触し、含浸ロール３に対し一定の接
触角θで接触した後、含浸槽１外に離脱し、絞りロール
６で絞液後、乾燥器（図示せず）で乾燥される。ここで
、含浸ロール３はガラス繊維織物４の走行速度と同調し
て回転し、ガラス繊維織物４を擦ることなく搬送する。

これによって、ガラス繊維織物４に対する目ずれ、毛羽
等の発生等が防止される。

この含浸ロール３は回転すると共に含浸ロール自体が超
音波振動しており、それに接触するガラス繊維織物４は
通常の含浸ロールによる含浸作用よりも強い含浸作用を
受ける。また、調合液中で超音波振動をしている含浸ロ
ール３に接触することにより、ロール自体の発する超音
波振動と調合液中に伝えられる超音波振動により、ガラ
ス繊維織物４を構成する経糸、緯糸が開繊作用を受ける
。

この間繊作用は、単に超音波振動によるだけでなく、一
定時間含浸ロールに接触することにより、一旦糸の内部
に侵入した調合液は超音波により糸の外に圧出され、そ
の代わりに新しい調合液が糸の内部に侵入し、また圧出
される。ガラス繊維織物が含浸ロールに接触している間
、この作用が繰り返される。このため糸を構成している
フィラメント束がばらけて開繊状態となる。糸が開繊作
用を受けることと、強力な含浸作用とにより樹脂ワニス
調合液の糸内部への浸入が均一に、且つ、速やかに行わ
れるようになる。

本発明において、含浸ロールの発生する超音波振動の周
波数は、通常１０ｋ｝ｔｚ〜６０ｋＨｚの範囲に、好ま
しくは、２０〜４　０　ｋｌ｛ｚの範囲に選定される。

１０ｋｌｌｚより低い周波数では開繊効果が少なく、６
　０　ｋＨｚ以上ではガラス繊維織物に目ずれ等の悪影
響がでる。また、発振器の出力は、１５０〜３０００ワ
ットの範囲が望ましい。

含浸ロールにより含浸作用、開繊作用を受けたガラス繊
維織物は、含浸ロールから離れて調合演中を通り、含浸
槽から離れ、絞りロール６に導入され、絞りロール６で
ほぼ一定の絞り率となるように絞液される。一定の絞り
率とされたガラス繊維織物は乾燥工程に入り、一定の温
度で乾燥され、Ｂステージ化され、巻取られるか、又は
、一定の大きさにカットされる。

このようにして製造されたガラス繊維織物プリプレグは
経糸、緯糸内部にマトリックス樹脂が含浸しており、糸
内部のフィラメントにも充分マトリックス樹脂が付着し
ている。又、織物を構成する経糸、緯糸は開繊状態にな
っている。

一般に積層板に残っている気泡は、糸内部へのマトリッ
クス樹脂の未含浸が原因で発生すると言われている。ガ
ラス繊維織物の場合、織物を構或する経糸、緯糸は、前
記したように数１００本のモノフィラメントを集束して
糸としており、且つ、経糸と緯糸が上下に交差すること
により織物を構成しているため、糸の内部にまで樹脂ワ
ニスを完全に含浸させることは容易ではない。

本発明の場合はマトリックス樹脂が糸の内部にまで含浸
しているため未含浸が原因で発生する気泡はなくなり、
気泡の少ない積層板が得られることになる。

又、本発明のプリプレグを用いた積層板は、マトリック
ス樹脂がガラス繊維織物の内部にまで良く浸透している
ために、プレス効果が発揮されやすいこと、及び、ガラ
ス繊維織物を構成している糸が開繊されて偏平になって
いることにより、積層板の表面平滑性が改善される。ま
た、ガラス繊維と樹脂との均一性が高くなるため、ドリ
リング性が改善され、小径ドリルの穴位置精度や穴内壁
粗さが改善される。更にマトリックス樹脂のガラス繊維
表面への付着状態が均一になるため、マトリックス樹脂
とガラス繊維表面との界面接着が強固になり、且つ気泡
も少なくなるため、積層板の機械的強度及び耐熱性等も
改善される。

更に、含漫性が大巾に向上することにより、プリプレグ
製造スピードを必要に応じあげることができる。

Ｃ実施例］ 表面処理されたガラス繊維織物［日東紡績■製、ＶＥＡ
ｌ８Ｗ−１３２２　（厚さ：１８０μｓ、単位重量；２
１０ｇ／ｒｒ？，平織、表面処理剤二日本ユニカー沖製
、八−１８７　）　］を一定張力下に、エポキシ樹脂ワ
ニス調合液（ＦＲ−４）の入った含浸槽を通す。含浸ロ
ールはステンレス製（外径２５０＋１１１１）でその内
側に超音波振動子［神明台工業■製、超音波振動子ＵＳ
１２ＤＯＸ　ＦＴＩ］をロールの長手方向に３ケ所、そ
の１ケ所についてそれぞれロールの内円周上に８ケ所の
振動子を取付けたものを使用。それぞれの振動子から引
き出された配線はロール内部に設置された管を通してロ
ール端部に導かれ、ブラシを介してロール外部に設置さ
れた超音波発振器［神明台工業■製、超音波発振器ＵＯ
１２００ＦＸ］と結線されている。超音波周波数は２　
６　ｋＨｚで発振器出力はｌ２００ワットを使用。

含浸槽に調合液を含浸されたガラス繊維織物は絞りロー
ルで絞液され、乾燥温度１３０℃で乾燥される。ブリプ
レグの樹脂分は４４％であった。

このプリプレグを８枚ｍ層し、その上下に１８μ国の銅
箔を重ねて、厚さｔ．８＋ｓｍの銅箔張積層板を作成し
た、。プレス条件はいずれも面圧５０眩／ｃｔｌ７０℃
，９０ｍｌｎｏ得られた積層板を用いて表面平滑性、含
漫性、穴内壁粗さ、半田耐熱性を測定した。表面平滑性
及び半田耐熱性は銅箔をエッチングしたものを使用。そ
の結果を第１表に示す。

［比較例］ 実施例と同じガラス繊維織物を使用し、含浸処理条件を
含浸ロールを超音波振動子のついていない普通のロール
を使用した以外は、実施例と同じ条件でプリプレグを製
造した。このプリプレグで実施例に対応する積層板を作
或し、実施例と同じ項目を測定した。結果を第１表に示
す。

第１表 （注１）ブリプレグの気泡の発生状態を顕微鏡により観
察する。

（注２）試料の積層板の銅箔を除去し、ＰＣＴ処理（Ｐ
ＣＴ条件１３３℃）を種々の条件でおこない。その後半
田耐熱性をテストした（半田耐熱性テスト、２６０℃． ２０秒浸漬）。この時の半田耐熱性の悪化しない最長の
ＰＣＴ処理時間を求めた。

（注３）ミットヨサーフテスト（■ミットヨ製）使用 （注４）１．６＋＋＋ｍ厚の積層板をドリルで８．００
［］ｈ１ｔし、その後にそのドリルであけた穴の内壁の
粗さを顕微鏡により観察。

第１表より明らかなように本実施例によって得たプリプ
レグを用いた積層板は含漫性、表面平滑性、穴内壁粗さ
、半田耐熱性のいずれにおいても比較例に対してすぐれ
た特性を有していた。

［発明の効果］ 本発明のプリプレグの製造方法では、樹脂ワニス調合液
中に設けた含浸ロールによって補強用織物を樹脂ワニス
調合液中に浸漬させ、樹脂ワニスを補強用織物に含浸さ
せるに際し、補強用織物に接触する含浸ロール自体が超
音波振動しているので、補強用織物が超音波振動させら
れ、これにより織物を構戊する経糸、緯糸が開繊させら
れると共に樹脂ワニス調合液が経糸、緯糸の内部に良好
に浸入し、経糸、緯糸を構或する各フィラメントの外面
に付着する。かくして、得られた補強用織物は、それを
構成する経糸、緯糸が樹脂ワニスに良好に含浸されてお
り、且つ、開繊されている。

本発明によって得られたブリプレグは、積層板製造時に
おいてマトリックス樹脂の補強用織物への含漫性が良好
であり、従って積層板中での気泡の発生が少なく、且つ
、マトリックス樹脂と補強用繊維表面との界面接着強度
が大きく、このため得られた積層板の表面平滑性やドリ
リング製、耐熱性を向上させることができる。又、ブリ
プレグの製造スピードをあげることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に使用する含浸槽の１例を示す概略
側面図、第２図は本発明方法に使用する含浸ロールの１
例を軸線に直角に切った概略断面図、第３図はその含浸
ロール軸線に平行に切った断面図である。 １・・・含浸槽、２・・・樹脂ワニス調合液、３・・・
含浸ロール、４・・・ガラス繊維織物、５・・・案内ロ
ール、６・・・絞りロール、８・・・ロール本体、９・
・・振動子、１０・・・接続コード、１１・・・スリッ
プリング、１２・・・ブラシ、１３・・・スクイズナイ
フ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プリプレグ用樹脂ワニスが入っている含浸槽に、補強用
   織物を導入し、前記含浸槽内に設けられた含浸ロールを
   経て、含浸槽外に離脱せしめることによって、樹脂ワニ
   スを補強用織物に含浸させるプリプレグの製造方法に於
   て、前記含浸ロールを超音波振動させることにより、そ
   れに接触する補強用織物に超音波振動を付与することを
   特徴とする補強用織物プリプレグの製造方法。