JPH0870180A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 回路加工された両面銅張積層板の両面に、
熱硬化性樹脂を基材に含浸、乾燥させたプリプレグを重
ね合わせて積層プレスする多層プリント配線板の製造方
法において、前記回路加工された両面銅張積層板の両面
に、熱硬化型、光硬化型あるいは光熱併用型アンダーコ
ート剤を塗布し、内層回路の銅箔段差を減少せしめた
後、更にその両面に、（ａ）エポキシ基を１分子中に２
個以上有するエポキシ樹脂、及び（ｂ）ジシアンジアミ
ン、及び（ｃ）グアニド化合物を含有する速硬化プリプ
レグを重ね合わせて積層プレスする多層プリント配線板
の製造方法。 【効果】 アンダーコート剤を塗布した内層回路板に速
硬化性プリプレグを組み合わせることにより、従来の３
倍ないし４倍の高生産性を達成することが可能となっ
た。同時に、内層回路の残存銅箔率によりプリプレグの
樹脂分、ゲルタイム等を変える必要がないためため、プ
リプレグの品種が大幅に削減される。また、現在莫大な
工数をかけ、手作業で行っているプリプレグのセットの
自動化への道が開かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成形に要する時間を短
縮化した多層プリント配線板の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】これまでの多層プリント配線板の製造方
法としては、一般的には、内層に積層される回路加工を
施された両面銅張積層板（以下、内層回路板という）の
両面に、熱硬化性樹脂を基材に塗布・含浸・乾燥させた
プリプレグを１枚以上直接重ね合わせ、さらにその上面
に金属箔を重ね合わせて、加熱した熱盤により長時間プ
レスするものであった。また、内層回路板の回路表面に
樹脂層を形成する多層プリント配線板の製造方法とし
て、特開昭５３−１３２７７２公報、特開昭６０−６２
１９４公報、特開昭６３−１０８７９６公報、特公平３
−６５９１０公報等があげられるが、いずれの技術にお
いても、成形時のボイドを減少せしめることにより、耐
電圧性の向上、耐ハロー性の向上、熱放散性の向上、絶
縁層厚みの向上を目標とするものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法は、生産性の向上、成形時間の短縮を目
的とするものではなく、これらに対する効果は認められ
なかった。このように従来技術ではなしえなかった多層
プリント配線板の生産性の向上が本発明の目的である。
本発明者らは、多層プリント配線板の成形性の問題、並
びに速硬化性を付与するためのプリプレグに含有される
樹脂組成物について鋭意研究を重ねた結果、本発明をな
すに至った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、内層回路板の
両面に、熱硬化性樹脂を基材に含浸、乾燥させたプリプ
レグを重ね合わせて積層プレスする多層プリント配線板
の製造方法において、前記内層回路板の両面に、熱硬化
型、光硬化型あるいは光熱併用型アンダーコート剤を塗
布し、内層回路の銅箔段差をなくするかあるいは減少せ
しめた後、その両面に、（ａ）エポキシ基を１分子中に
２個以上有するエポキシ樹脂、（ｂ）ジシアンジアミ
ン、及び（ｃ）グアニド化合物を含有する速硬化性プリ
プレグを重ね合わせて積層プレスすることを特徴とする
多層プリント配線板の製造方法である。

【０００５】アンダーコート剤の組成について言及す
る。熱硬化型のものとしては、エポキシ樹脂と芳香族ア
ミンを主成分とする常温で液状の樹脂あるいは固形の樹
脂を溶剤に溶解し液状化したもの、同様にエポキシ樹脂
と多官能ノボラックを主成分とする樹脂、エポキシ樹脂
とジシアンジアミドを主成分とする樹脂、ビスマレイミ
ドを主成分とする樹脂等が例示される。光硬化型のもの
としては光増感剤、光開始剤を含有した不飽和ポリエス
テル系樹脂、アクリレート系樹脂、メタクリレート系樹
脂等が例示される。また、光熱併用型のものとしては常
温で液状のグリシジルメタクリレートにエポキシ樹脂、
多官能ノボラックを溶解した樹脂等が例示される。これ
らは、銅箔との密着性、耐熱性、耐湿性、プリプレグと
の親和性等を考慮し、選択されるべきものであるが、熱
硬化型、光硬化型あるいは光熱併用型アンダーコート剤
であれば特に限定されるものではない。

【０００６】上記のアンダーコート剤の塗布方法として
は、ロールコーター、カーテンコーター、キャステイン
グ法、スピンナーコーター、デイップコーター、スクリ
ーン印刷等の方法があり、いづれの方法でも塗布は可能
である。

【０００７】アンダーコート剤の硬化状態について言及
する。硬化状態は、一般的に、全くの未硬化状態である
Ａステージ状態、半硬化状態であるＢステージ状態、さ
らに硬化をすすめたゲル状態、そして、完全硬化状態で
あるＣステージ状態に分けることができるが、いずれの
状態であってもよい。

【０００８】次に、プリプレグの組成について言及す
る。本発明の重要なポイントは、アンダーコート剤によ
り予め内層回路間の凹部を埋め込まれ内層銅箔の段差が
ないか著しく減少されているため、従来のプリプレグに
必要とされていた前記凹部の充填機能が全く不要である
点である。従って、プリプレグの硬化性を、他の特性を
加味した上で、可能な限り速硬化にし生産性を向上でき
る。よって、プリプレグに含浸されるエポキシ樹脂を下
記に示される組成にすることにより、更に本発明の目的
である生産性向上を達成することができる。

【０００９】即ち、そのエポキシ樹脂組成物は、（ａ）
エポキシ基を１分子中に２個以上有するエポキシ樹脂、
（ｂ）ジシアンジアミン、及び（ｃ）グアニド化合物を
含有することを特徴とし、特にプリプレグの硬化状態で
あるＢステージ状態から最終硬化いたる硬化速度が速い
ことが顕著な特性として挙げられる。

【００１０】エポキシ樹脂としては、従来より電気絶縁
用途に使用されてきたエポキシ基を２個以上有する任意
のものを使用でき、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、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、イ
ソシアヌレート型エポキシ樹脂、あるいは３官能、４官
能のグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格
を持ったエポキシ樹脂、ナフタレン骨格を持ったエポキ
シ樹脂、シクロペンタジエン骨格を持ったエポキシ樹
脂、リモネン骨格を持ったエポキシ樹脂等が挙げられ
る。更には、それらの臭素化物なども使用される。これ
らのものは単独もしくは何種類かを併用することもでき
る。

【００１１】ジシアンジアミドは、良好な銅箔との密着
性を付与するために添加される。グアニド化合物は、一
般にグアニジン構造を有する化合物を示し、１，３−ジ
フェニルグアニジン、ジ−オルソトリルグアニジン、ま
た、１−オルソトリルジグアニド、α−２，５−ジメチ
ルグアニド、α，ω−ジフェニルジグアニド、５−ヒド
ロキシナフチル−１−ジグアニド、フェニルジグアニ
ド、α，α’−ビスグアニルグアニジジノジフェニルエ
ーテル、ｐ−クロロフェニルジグアニド、α−ベンジル
ジグアニド、α，ω−ジメチルジグアニド、α，α’−
ヘキサメチレンビス［ω−（ｐ−クロロフェノール）］
ジグアニド、ｏ−トリルジグアニド亜鉛塩、ジフェニル
ジグアニド鉄塩、フェニルジグアニド銅塩、ジグアニド
ニッケル塩、エチレンビスジグアニド塩酸塩、ラウリル
ジグアニド塩酸塩、フェニルジグアニドオキサレート、
１置換あるいは２置換のアルキル変性したフェニルジグ
アニド等が例示される。

【００１２】これらのグアニド化合物の特長は、エポキ
シ基と反応しエポキシ環が開環する時に非常に発熱が大
きいことにある。従って、加熱によりエポキシ樹脂と付
加重合をおこす反応系においては、反応が著しく促進さ
れる。走査型熱量計によりエポキシ樹脂の反応を調べる
と、グアニド化合物が存在しない系でのプリプレグ、例
えば、エポキシ樹脂、芳香族ポリアミン、ジシアンジア
ミドを組成物とするＦＲ−４プリプレグでは、樹脂１ｍ
ｇあたり２０〜４０ｍＪと反応時の発熱量が少なく、且
つ、反応開始温度が約１５０℃、反応の活性温度が約１
７０℃と高い。即ち、プレス成形時の昇温過程におい
て、反応が進みにくく、且つ完全硬化にいたるまでによ
り多くの熱量の供給が必要であることを示唆する。一
方、エポキシ樹脂、ジシアンジアミド、グアニド化合物
の系では、樹脂１ｍｇあたり６０〜１４０ｍＪと反応時
の発熱量が多く、且つ、反応開始温度が約１３０℃、反
応の活性温度が約１５０℃と低い。即ち、プレス成形時
の昇温過程においてより低温で硬化反応が起こり、発熱
により反応がさらに促進され、短い時間で硬化反応が終
了することを示唆する。

【００１３】配合量について言及する。ジシアンジアミ
ドの配合量については、銅箔との密着性、吸湿時の半田
耐熱性を考慮し決定される。即ち、エポキシ樹脂１当量
に対し、０．１当量未満の配合量であると、銅箔との密
着性の向上という観点から添加効果が小さく、Ｏ．８当
量を越える配合を行った場合、吸湿量が多くなり、多官
能フェノールの長所でもある吸湿処理後の半田耐熱性の
低下の原因になりやく、保存性低下の原因にもつなが
る。グアニド化合物の配合量については、グアニド化合
物１分子が有するアミンが全て架橋反応に関与するとし
て当量を計算すると、エポキシ樹脂１当量に対し、０．
０５当量未満では発熱量が少なく、充分な速硬化性を得
ることができず、０．８当量を超える量を配合した場
合、吸湿量が大きくなり、ジシアンジアミド同様、半田
耐熱性が低下する傾向にある。従って、０．０５〜０．
８当量の配合であることが望ましい。

【００１４】これら以外の配合物としては特に限定はし
ない。例えば、ガラスクロスとの密着性をあげるため
に、エポキシシラン、アミノシランに例示されるカップ
リング剤の添加、あるいは板厚精度を更に向上する目的
で、ポリブタジエンゴム系、ニトリル系ゴム、ニトリル
ブタジエンゴム、また、そのカルボン酸変性、アミン変
性ゴム等の添加が可能である。また、プリプレグのゲル
タイムの調整、また更なる速硬化性付与のため、イミダ
ゾール、アダクトイミダゾール、マイクロカプセル化硬
化促進剤、ホスフィン系、アミン系促進剤を添加するこ
とに特に制約はない。

【００１５】

【作用】本発明の熱硬化型、光硬化型あるいは光熱併用
型アンダーコート剤を用いることにより、内層回路板の
上面にアンダーコート層を形成するため、回路間の凹部
を予め樹脂で充填させておくことができ、そのためプリ
プレグを重ね合わせて積層しても、未充填の欠点なく成
形することができる。したがって、従来内層回路の銅箔
残存率によって、プリプレグの樹脂量、加熱時の流動性
を変えていたが、その必要が全くなくなった。即ち、板
厚精度が内層回路の銅箔残存率に依存することがないた
め、数少ない種類のプリプレグにて対応することが可能
になり、よってプリプレグの製造は大量少品種とするこ
とが可能になった。更に、プリプレグの内層回路の凹部
（エッチング部）を埋めるのに要していた時間が全く必
要なくなり、且つ速硬化性プリプレグを用いることによ
り、従来１回の積層成形で１２０分から２００分程度要
していた成形時間が、２０分程度まで短縮することが可
能になった。その結果、製造コストが大幅に削減され、
品質管理，在庫管理に費やす工数も大幅に削減されるよ
うになる。

【００１６】また、当初予期しなかった効果であるが、
本発明の多層プリント配線板の製造方法により得られた
多層プリント配線板においては、従来の製造方法のもの
と比較して、樹脂のフローが小さいため、板厚精度が良
好で、アンダーコート剤の埋め込み効果により外層表面
の表面平滑性が高く、ファインパターン回路の形成が可
能である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例にもとづき詳細に説明
する。

【００１８】（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９００）６０重量部及びビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９０）４０重量
部をエチルカルビトール５０重量部に溶解し、ジシアン
ジアミド１０重量部と２−エチル−４−メチルイミダゾ
ール０．５重量部、タルク２０重量部を添加した後、三
本ロールにて混練し、真空脱泡器により３ｍｍＨｇの真
空度で５分間脱泡を行い、熱硬化型エポキシ樹脂アンダ
ーコート剤を得た。

【００１９】次に、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回路加工し、内層回
路板を作製した。次いで、一般的に黒処理と呼ばれる酸
化処理を施し、回路表面を粗化し、その片面に上記熱硬
化型エポキシ樹脂アンダーコート剤をスクリーン印刷
し、しかる後乾燥器内において１３０℃で２分間加熱さ
せた後、同様にして裏面にもアンダーコート剤を塗布
し、乾燥した。接触式厚み計により、アンダーコート剤
の塗布厚みを測定しところ、内層回路形成部位において
７μｍ、内層回路の内エッチング部位において３０μｍ
であった。したがって、銅箔の厚みを測定したところ３
４μｍであったため、段差は１１μｍであることが判明
した。

【００２０】更に、表１に示す組成比のエポキシ樹脂、
ジシアンジアミド及び１−オルソトリルジグアニドから
構成されるエポキシ樹脂組成物を基材に含浸、乾燥処理
したプリプレグ（１８０μｍ厚、樹脂分４２％）を上記
の乾燥された熱硬化型樹脂アンダーコート材を塗布した
内層回路板の両面にそれぞれ１枚ずつ重ね合わせ、その
上面に厚さ１８μｍの銅箔を１枚ずつ重ね、室温から加
熱を始め、材料の昇温スピード１８℃／ｍｉｎ、最高到
達温度１７０℃で真空プレスにて成形を行った。最高到
達温度に達するのに要した時間は約１０分であった。

【００２１】成形に必要な加熱時間は、プレス加熱時間
とガラス転移温度との関係を調べ、加熱時間１４０分に
おけるプリプレグのガラス転移温度とほぼ同等のガラス
転移温度（±３℃）になるのに要した加熱時間を成形に
必要な加熱時間とした。従って、成形に必要な加熱時間
は、室温から最高到達温度への昇温時間と最高到達温度
における保持時間の和である。ガラス転移温度は粘弾性
法を用いた。なお、内層回路板のガラス転移温度は１５
０±２℃であり、粘弾性法により、プリプレグのガラス
転移温度と内層回路板のガラス転移温度をピーク分離に
より分けることは可能である。その結果、成形に必要な
加熱時間は２０分であり、その加熱時間における積層板
としての特性を表１に示す。

【００２２】ここで、プリプレグの保存性については、
２５℃、６０％の温湿度雰囲気下においてプリプレグを
保管し、２週間おきに上記の成形条件により成形を行
い、エッチング外観を初期外観と比較をし判定した。プ
リプレグのライフが過ぎた場合、ボイド残りが発生する
ため、簡便な方法として外観のチェックにより充分判断
は可能である。

【００２３】（実施例２）フェノールノボラックメタク
リレート７０重量部にプロポキシトリメチロールプロパ
ントリアクリレート３０重量部を加え溶解した後、日本
チバガイギー（株）製イルガキュア６５１を５重量部、
Ｎ,Ｎ'−ジメチルアミノエチルメタクリレート３重量
部、ｐ−メトキシフェノール０．１重量部、揺変剤とし
て日本アエロジル（株）製Ｒ−８０５を２重量部添加
し、撹拌混合した後、真空脱泡器により３ｍｍＨｇの真
空度で５分間脱泡を行い、光硬化型エポキシ樹脂アンダ
ーコート剤を得た。

【００２４】実施例１と同様に作製した内層回路板の片
面に上記光硬化型アンダーコート剤をキャステイング法
で塗布し、しかる後ＵＶ硬化炉で硬化した。同様にして
裏面にもアンダーコート剤を塗布、硬化を行った。接触
式厚み計により、アンダーコート剤の塗布厚みを測定し
ところ、内層回路形成部位において３μｍ、内層回路の
内エッチング部位において３４μｍであった。したがっ
て、銅箔の厚みを測定したところ３４μｍであったた
め、段差は３μｍであることが判明した。

【００２５】更に、表１に示す組成比のエポキシ樹脂、
ジシアンジアミド及びｐ−クロルフェニルジグアニドか
ら構成されるエポキシ樹脂組成物を基材に含浸、乾燥処
理したプリプレグ（１８０μｍ厚、樹脂分４２％）を上
記アンダーコート材を塗布した内層回路板の両面にそれ
ぞれ１枚ずつ重ね合わせ、その上面に厚さ１８μｍの銅
箔を１枚ずつ重ね、室温から加熱を始め、昇温速度１８
℃／ｍｉｎ、最高到達温度１７０℃で真空プレスにて成
形を行った。その結果、成形に必要な加熱時間は２０分
であり、その加熱時間における積層板としての特性を表
１にしめす。

【００２６】（実施例３）グリシジルメタクリレート３
０重量部にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェ
ルエポキシ（株）製エピコート１００４）３０重量部、
臭素化ノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製Ｂ
ＲＥＮ−Ｓ）４０重量部を加え溶解した後、日本チバガ
イギー(株)製 イルガキュア６５１ ２重量部、ｏ−トリ
ルジグアニド５重量部、メタクリル酸−２−（ジメチル
アミノ）エチル１重量部、日本アエロジル（株）製Ｒー
８０５１重量部を添加し、撹拌混合した後、真空脱泡器
により３ｍｍＨｇの真空度で５分間脱泡を行い、光熱併
用型エポキシ樹脂アンダーコート剤を得た。

【００２７】実施例１と同様に作製した内層回路板の片
面に上記光硬化型アンダーコート剤をキャステイング法
で塗布し、しかる後ＵＶ硬化炉で硬化した。同様にして
裏面にもアンダーコート剤を塗布、硬化を行った。接触
式厚み計により、アンダーコート剤の塗布厚みを測定し
ところ、内層回路形成部位において３μｍ、内層回路の
内エッチング部位において３４μｍであった。したがっ
て、銅箔の厚みを測定したところ３４μｍであったた
め、段差は３μｍであることが判明した。

【００２８】更に、表１に示す組成比のエポキシ樹脂、
ジシアンジアミド及びフェニルジグアニドから構成され
るエポキシ樹脂組成物を基材に含浸、乾燥処理したプリ
プレグ（１８０μｍ厚、樹脂分４２％）を上記の乾燥さ
れた光硬化型樹脂アンダーコート材を塗布した内層回路
板の両面にそれぞれ１枚ずつ重ね合わせ、その上面に厚
さ１８μｍの銅箔を１枚ずつ重ね、室温から加熱を始
め、昇温速度１８℃／ｍｉｎ、最高到達温度１７０℃で
真空プレスにて成形を行った。その結果、成形に必要な
加熱時間は２０分であり、その加熱時間における積層板
としての特性を表１にしめす。

【００２９】（比較例１）基材厚０．１ｍｍ、銅箔厚３
５μｍのガラスエポキシ両面銅張積層板を回路加工し、
内層回路を作成した。次いで、一般的に黒処理と呼ばれ
る酸化処理を施し、回路表面を粗化し、内層回路板を作
製した。次に、エポキシ樹脂、芳香族ポリアミン及びジ
シアンジアミドのみから構成されるエポキシ樹脂組成物
を基材に含浸、乾燥処理して得た通常のＦＲ−４プリプ
レグ（１８０μｍ厚、樹脂分５０％）を上記の内層回路
板の両面にそれぞれ１枚ずつ重ね合わせ、その上面に厚
さ１８μｍの銅箔を１枚ずつ重ね、室温から加熱を始
め、昇温速度２．７℃／ｍｉｎ、最高到達温度１７０℃
で真空プレスにて成形を行った。最高到達温度に達する
のに要した時間は約６０分であった。これは、プリプレ
グが内層回路間の凹部を埋めるのに充分な時間が必要で
あり、そのため、材料の昇温スピードを充分遅くする必
要があったためである。さらに、実施例１と同様に成形
に必要な加熱時間を調べたところ、約１２０分間の加熱
が必要なことが判明した。積層板特性については表１に
示す。

【００３０】（比較例２）実施例１により作製されたア
ンダーコート剤を実施例１と全く同様な方法により内層
回路に塗布、乾燥をおこなった。次に、エポキシ樹脂、
芳香族ポリアミン及びジシアンジアミドのみから構成さ
れるエポキシ樹脂組成物を基材に含浸、乾燥処理して得
た通常のＦＲ−４プリプレグ（１８０μｍ厚、樹脂分４
２％）を上記内層回路板の両面にそれぞれ１枚ずつ重ね
合わせ、その上面に厚さ１８μｍの銅箔を１枚ずつ重
ね、室温から加熱を始め、昇温速度１８℃／ｍｉｎ、最
高到達温度１７０℃で真空プレスにて成形を行った。最
高到達温度に達するのに要した時間は約１０分であり、
成形に必要な加熱時間は約６０分であることが判明し
た。積層板特性については表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、内層回路板の両面に
予め熱硬化型、光硬化型あるいは光熱併用型アンダーコ
ート剤を塗布し、内層回路の銅箔段差をなくするかある
いは減少せしめるため、速硬化プリプレグとの組み合わ
せにより、従来の３倍ないし４倍の高生産性を達成する
ことが可能となった。同時に、内層回路の残存銅箔率に
よりプリプレグの樹脂分、ゲルタイム等を変える必要が
ないためため、プリプレグの品種が大幅に削減される。
また、現在莫大な工数をかけ、手作業で行っているプリ
プレグのセットの自動化への道が開かれる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０５Ｋ 3/38 7511−4Ｅ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路加工された両面銅張積層板の両面
   に、熱硬化性樹脂を基材に含浸、乾燥させたプリプレグ
   を重ね合わせて積層プレスする多層プリント配線板の製
   造方法において、前記回路加工された両面銅張積層板の
   両面に、熱硬化型、光硬化型あるいは光熱併用型アンダ
   ーコート剤を塗布し、内層回路の銅箔段差をなくするか
   あるいは減少せしめた後、その両面に、（ａ）エポキシ
   基を１分子中に２個以上有するエポキシ樹脂、（ｂ）ジ
   シアンジアミン、及び（ｃ）グアニド化合物を含有する
   速硬化性プリプレグを重ね合わせて積層プレスすること
   を特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記プリプレグに含有されるエポキシ樹
   脂組成物が、当量比において、（ａ）エポキシ基を１分
   子中に２個以上有するエポキシ樹脂１当量に対し、
   （ｂ）ジシアンジアミド０．１〜０．８当量、（ｄ）グ
   アニド化合物 ０．０５〜０．８当量である請求項１記
   載の多層プリント配線板の製造方法。