JPH0897562A - 多層プリント配線用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層プリント配線用基板を、多層プレス成形
時における寸法安定性を損なうことなく、ドリル加工時
のスミアの発生を抑制し、ドリル刃の摩耗が少なく打ち
抜き加工性に優れ、生産コストの低減に貢献し得る構造
とする。 【構成】 紙基材フェノール樹脂層２の上下面にガラス
織布基材エポキシ樹脂層３を重ねると共にその上下面に
銅箔を重ねて一体化して所望のパターンを有する内層回
路板を作成し、この内層回路板の上下面にガラス織布も
しくはガラス不織布または両者を併用したガラス基材エ
ポキシ樹脂層５を重ねると共に、その上下面に銅箔６を
重ねて加熱加圧により積層一体化した多層プリント配線
用基板Ａとする。紙基材材フェノール樹脂層２のフェノ
ール樹脂は、ガラス織布基材エポキシ樹脂層３における
エポキシ樹脂より高いガラス転移温度を有する樹脂とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は多層プリント配線用基
板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術およびその問題点】近年、電子機器の高性
能・小型軽量化の要請に伴い、プリント配線板の多層化
が進んでおり、図４に示すように、ガラス布にエポキシ
樹脂を含浸し乾燥させたプリプレグシートを所要枚数重
ね、加熱加圧して硬化させた絶縁層１０を有し、その上
下面に銅箔からなる導電性回路１１を有し、さらにガラ
ス布基材エポキシ樹脂層１２、さらには銅箔１３を重ね
て積層一体化したガラス布基材多層プリント配線用基板
が用いられている。

【０００３】上記構成の多層プリント配線用基板は、補
強用の基材がガラス布のみであるために、下記の〜
のような問題点を有していた。

【０００４】 ガラス布基材は樹脂に比べて硬いの
で、プリント配線板をドリルを用いて穴明け加工する際
に、ドリル刃が摩耗してその寿命が短くなる。

【０００５】 ドリル刃の切削抵抗が大きいために、
穴明け加工時に樹脂成分が熱軟化して穴内壁に銅箔部分
に固着する現象（以下、スミアと称する）が発生し、プ
リント配線板の導通不良を起こす。この場合、前記樹脂
成分としてのエポキシ樹脂は、通常、ガラス転移温度が
１３５〜１５０℃と比較的低いために、摩擦熱で軟化し
てスミアが発生すると考えられる。

【０００６】 多層プリント配線用基板は、多層プレ
ス成形後、加工工数低減の為に量産性に優れた打ち抜き
せん断加工によって所定寸法に仕上げる事が望まれる
が、ガラス布基材はせん断抵抗が大きいので、大型の打
ち抜き用プレス機械が必要になる。また、打ち抜き加工
後のプリント配線板断面にガラス繊維の毛羽が発生し、
これにより銅箔表面に傷が付くという不具合が生じる。
せん断加工に伴う毛羽による銅箔表面の傷発生を防止す
るには、シャー加工によって製品寸法にせん断して仕上
げ、さらにルーター加工によってせん断面を平滑に仕上
げることも可能であるが、これでは加工工程に手数と加
工経費が多く必要になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の多層
プリント配線用基板の問題点を解決するには、多層プリ
ント配線用基板の内層回路板（内層材）に紙基材フェノ
ール樹脂層や紙基材エポキシ樹脂層を用いることが考え
られる。

【０００８】しかし、内層材に紙基材を用いた多層プリ
ント配線用基板は、多層プレス成形時に寸法安定性が劣
るという問題点がある。

【０００９】また、紙基材フェノール樹脂層や紙基材エ
ポキシ樹脂層上に銅箔を重ねて固定するには、接着剤を
介して密着性を高める必要があり、一般にガラス転移温
度が低い接着剤によってドリル加工時にスミアが発生し
易くなる。

【００１０】そして、このような紙基材樹脂層とガラス
布基材樹脂層の両者の利点を活かすために、図４に説明
した従来の多層プリント配線用基板におけるガラス布基
材エポキシ樹脂の絶縁層１０の中間層基材のみ、紙基材
エポキシ樹脂層に代えたものを採用したものが提案され
たが、このものは寸法安定性は良好であるが、スミアの
発生を充分に防止できないという問題点を有していた。

【００１１】そこで、この発明の課題は、上記した問題
点を解決して、多層プリント配線用基板を、多層プレス
成形時における寸法安定性を損なうことなく、ドリル加
工時のスミアの発生を抑制し、ドリル刃の摩耗が少な
く、又、打抜加工性に優れ、生産コストの低減に貢献し
得る構造とすることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、紙基材フェノール樹脂層の上
下面にガラス織布基材エポキシ樹脂層を重ねると共に、
その上下面に銅箔を重ねて一体化して所望のパターンを
有する内層回路板を作成し、この内層回路板の上下面に
ガラス織布もしくはガラス不織布または両者を併用した
ガラス基材エポキシ樹脂層を重ねると共に、その上下面
に銅箔を重ねて加熱加圧により積層一体化したのであ
る。

【００１３】また、前記紙基材フェノール樹脂層のフェ
ノール樹脂が、前記ガラス織布基材エポキシ樹脂層また
はガラス不織布基材エポキシ樹脂層におけるエポキシ樹
脂より高いガラス転移温度の樹脂である構成を採用した
のである。

【００１４】以下に、その詳細を述べる。

【００１５】この発明における紙基材フェノール樹脂層
またはガラス織布基材エポキシ樹脂層は、それぞれの基
材にフェノール樹脂ワニスまたはエポキシ樹脂ワニスを
含浸させ、乾燥処理した半硬化状態のプリプレグシート
を、必要な厚さに所要枚数重ね、加熱加圧して硬化した
層をいう。

【００１６】この発明における内層材に用いる紙基材
は、クラフト紙、リンター紙、その他紙基材にガラス繊
維や無機充填剤等を混抄したものでもよく、通常の片面
又は両面用プリント配線基板に用いられるものであれば
特に限定することなく採用できる。このうち、クラフト
紙は、低価格であるという点で好ましいものである。

【００１７】この発明における内層回路板の絶縁層に用
いるフェノール樹脂は、そのガラス転移点（Ｔ_g ）が他
の複合材料の１つであるエポキシ樹脂のＴ_g （１３０〜
１５０℃）よりも高いものを用いる。このようなフェノ
ール樹脂のガラス転移点は、例えば桐油、亜麻仁油、脱
水ヒマシ油等で油変性したり、リン酸エステルを添加し
たり、アルキル変性フェノールを使用することにより調
節が可能であり、前記それぞれを組み合わせても差し支
えない。

【００１８】この発明に用いる銅箔は、電解銅箔、圧延
銅箔のいずれであってもよく、その厚さは１８〜７０μ
m のものが汎用的であり、これらの条件は用途に応じて
適宜に採用されるため、特に限定されるものではない。

【００１９】しかし、紙基材銅張積層板の基材と銅箔を
接着するために、通常用いられる接着剤を塗装された銅
箔は、その接着剤のガラス転移点が低く、スミアが発生
し易いので好ましくない。

【００２０】したがって、この発明では、紙基材フェノ
ール樹脂プリプレグシートと銅箔との接着には、接着性
の良いガラス布基材エポキシ樹脂プリプレグシートを用
いると共に、接着剤の塗工されない銅箔を用いる。

【００２１】また、この発明において、内層回路板の上
下面に重ねるガラス布基材エポキシ樹脂層は、ガラス織
布もしくはガラス不織布または両者を組み合わせて併用
した基材にエポキシ樹脂を含浸したプリプレグシートを
硬化したものである。このものは、電気絶縁性、半田耐
熱性にも優れており好ましいものといえる。このような
ガラス布基材エポキシ樹脂層は、ガラス布基材を用いた
場合は、多層プリント配線用基板の曲げ強度が向上し、
ガラス不織布を用いた場合には、ドリル加工時のドリル
直進性が良くなって好ましい。

【００２２】

【作用】この発明に係る多層プリント配線用基板は、内
層回路板の絶縁層を構成する基材としてガラス布基材よ
り軟らかい紙基材を用いたので、打ち抜きせん断抵抗が
小さくなると共に回路を傷つけるような毛羽の発生がな
くなり、また穴明け加工時の切削抵抗が小さくなり、ド
リル刃の摩耗も少なくなる。このようにドリル刃の摩耗
が少なくなると、ドリルの切削性が向上して、多数個の
穴開け作業後のスミアの発生は少なくなる。

【００２３】この発明では、内層回路板の絶縁層とし
て、耐熱性に優れ、熱軟化し難いフェノール樹脂を採用
したことによってもスミアの発生が抑制され、さらにフ
ェノール樹脂のガラス転移温度をエポキシ樹脂より高く
することにより、スミアがより一層低減されかつ、多層
プレス成形時の加熱加圧に対して熱変形が少なくなり、
寸法安定性は向上する。

【００２４】また、この発明では、内層回路板の上下面
にガラス布基材エポキシ樹脂層を重ねて一体化した場
合、ガラス布の補強効果によっても、多層プレス成形時
における寸法安定性が改善される。

【００２５】

【実施例】この発明の実施例を、以下に添付図面を参照
しながら説明する。 〔実施例１〕まず、内層回路板を作成するには、下記の
材料および製法にて紙基材フェノール樹脂プリプレグシ
ートおよびガラス布基材エポキシ樹脂プリプレグシート
を作成した。

【００２６】［紙基材フェノール樹脂プリプレグシート
の作成］ 材料： (1) 紙基材：（日本製紙社製：クラフト紙、Ｚ
Ｂ−ＳＭ−１３５（１０ミルス）） (2) フェノール樹脂ワニス：フェノール８０ｋｇ、４２
％ホルマリン７０ｋｇ、２５％アンモニア水３ｋｇの混
合物を１００℃で１時間反応させた後、減圧脱水し、メ
タノール８５ｋｇで希釈し、樹脂固形分４８％、１５０
℃でのゲル化時間が３分のワニスを作成した。

【００２７】製法：紙基材(1) にフェノール樹脂ワニス
(2)を含浸し、乾燥して樹脂含有量５０％、樹脂フロー
５％の紙基材フェノール樹脂プリプレグシートを作成し
た。

【００２８】［ガラス布基材エポキシ樹脂プリプレグシ
ートの作成］ 材料： (1) ガラス布基材：（旭シェーベル社製：７６
２８ ＡＳ ９０５） (2) エポキシ樹脂ワニス：低臭素化エポキシ樹脂ＤＥＲ
−５１４（ダウケミカル社製）１００部（重量部、以下
同じ）および硬化剤として無水トリメリット酸２０部、
希釈溶剤としてメチルエチルケトンを用い、樹脂固形分
５５％、１５０℃でのゲル化時間が８分のワニスを作成
した。

【００２９】製法：ガラス布基材(1) にエポキシ樹脂ワ
ニス(2) を含浸し、乾燥して樹脂含有量４８％、１５０
℃でのゲル化時間４分のガラス布基材エポキシ樹脂プリ
プレグシートを作成した。

【００３０】［内層回路板の作成］図２に示すように、
内層回路板１は、紙基材フェノール樹脂層２の上下面に
ガラス織布基材エポキシ樹脂層３を重ねると共にその上
下面に銅箔４ａを重ねて一体化し所望のパターンを有す
る導電性回路４としたものである。

【００３１】これを製造するには、図１に示すように、
前記作成した紙基材フェノール樹脂プリプレグシート２
ａの３枚を重ねて絶縁層とし、この絶縁層の上下面に前
記作成したガラス布基材エポキシ樹脂プリプレグシート
３ａを重ね、さらにその積層体の上下面に銅箔４ａ（三
井金属社製：３ＥＣ−ＭＷＵ、３５μｍ厚）を重ね合
せ、真空度２０ｔｏｒの真空条件で圧力２０ｋｇｆ／ｃ
ｍ² 、温度１７０℃で１８０分間、加熱加圧して積層一
体化した複合構造の両面銅張積層板を作成した。

【００３２】そして、この両面銅張積層板の表面の銅箔
に周知のエッチング法により所望の回路パターンを作成
し、また位置合せ用のターゲットマーク（図示せず）を
形成して、図２に示す内層回路板１を得た。この場合の
フェノール樹脂のガラス転移点（Ｔ_g ）は１８５〜１９
５℃、エポキシ樹脂のガラス転移点（Ｔ_g ）は１４５℃
であった。

【００３３】次に、この内層回路板１の上下面にガラス
織布基材エポキシ樹脂プリプレグシートを重ね、さらに
それらの上下面に銅箔を重ね、全体を加熱加圧して積層
一体化して、図３に示すようなガラス織布基材エポキシ
樹脂層５と、銅箔６を有する多層プリント配線用基板Ａ
を得た。

【００３４】得られた多層プリント配線用基板につい
て、その寸法安定性、ドリル刃の摩耗性、スミア発生
率、打ち抜き加工断面の毛羽の発生を調べるため、下記
の試験および評価を行ない、結果を表１にまとめて示し
た。

【００３５】［寸法安定性］多層プレス成形後、内層回
路板のターゲットマークを座ぐり出し、基準ピッチ間の
寸法を測定した。試料は１０枚測定し、最大値と最小値
の寸法差の平均値における百分率を求め、これを寸法安
定性を示す値（％）とした。 寸法安定性（％）＝｛（最大値−最小値）／平均値｝×
１００ 。

【００３６】［ドリル刃の摩耗性］多層プリント配線用
基板Ａを２枚重ね、直径０．４ｍｍのドリルで回転数７
００００ｒｐｍで４００５ショットし、ドリル刃の刃幅
の残存率（％）で評価した。

【００３７】［スミア発生率］多層プリント配線用基板
Ａを３枚重ね、直径１．１ｍｍのドリルで回転数６００
００ｒｐｍで４００５ショットし、クロスセクション法
により１〜５ショット後、２００１〜２００５ショット
後、４００１〜４００５ショット後について行なった。
スミア発生の有無の判定は、内層銅箔厚みに対して２５
％以上の厚みでスミアが確認されたドリル穴をスミア発
生有りとした。

【００３８】［打ち抜き加工断面の毛羽の発生］１．５
ｍｍ厚の多層プリント配線用基板を油圧式プレスにて打
ち抜き加工を行ない、打ち抜き加工断面の毛羽の発生状
況を肉眼で観察し、有り、無しの２段階に評価した。

【００３９】［せん断強さ］１．５ｍｍ厚の多層プリン
ト配線用基板をＪＩＳＫ ７２１４にてせん断加工し、
その抵抗値（Ｎ／ｍｍ² ）を求めた。

【００４０】

【表１】

【００４１】〔実施例２〕実施例１で、内層回路板の上
下面に重ねたガラス織布基材エポキシ樹脂プリプレグシ
ートに代えて、ガラス不織布基材（本州製紙社製：ＧＭ
Ｃ−００−０７５（Ｅ） ７５ｇ／ｍ² ）を用い、樹脂
含有量７５％、１５０℃のゲル化時間４分のガラス不織
布基材エポキシ樹脂プリプレグシートを用いてガラス不
織布基材エポキシ樹脂層を構成したこと以外は、実施例
１と全く同様にして内層回路入りの１．５ｍｍ厚の多層
プリント配線用基板た。

【００４２】得られた多層プリント配線板に対して、前
記した試験を行ない、結果を表１中に併記した。

【００４３】〔実施例３〕紙基材フェノール樹脂プリプ
レグシートの作成方法において、下記の製法でワニスを
作成することにより、フェノール樹脂層のＴ_g ＞１５０
℃（エポキシ樹脂層のＴ_g を１４５℃）としたこと以外
は、実施例１と全く同様にして内層回路入りの１．５ｍ
ｍ厚の多層プリント配線板を得た。

【００４４】得られた多層プリント配線板に対して、前
記した試験を行ない、結果を表１中に併記した。

【００４５】記 フェノール樹脂ワニス：フェノール８０ｋｇ、桐油１０
ｋｇ、酸性触媒としてｐ−トルエンスルホン酸０．０７
ｋｇを加え、８０℃で１時間反応させ、２５％アンモニ
ア水０．０７ｋｇを添加して中和した。次いで、４２％
ホルマリン１６０ｋｇを添加し、エチレンジアミン４ｋ
ｇを添加して加熱反応し、減圧脱水後、メタノールで希
釈し、樹脂固形分５０％、１５０℃でのゲル化時間が３
分のワニスを作成した。

【００４６】〔比較例〕実施例１で、内層剤としての紙
基材フェノール樹脂プリプレグシートに代えてガラス織
布基材エポキシ樹脂プリプレグシートを５枚重ねたもの
を用いたこと以外は、実施例１と全く同様にして内層回
路入りの１．５ｍｍ厚の多層プリント配線板を得た。

【００４７】得られた多層プリント配線板に対して、前
記した試験を行ない、結果を表１中に併記した。

【００４８】表１の結果からも明らかなように、内層剤
としてガラス織布基材エポキシ樹脂層を用いた所定積層
構造の比較例は、ドリル刃の摩耗性、スミア発生率、打
ち抜き加工断面の毛羽の発生、せん断強さの試験結果が
劣っていた。

【００４９】一方、全ての条件を満足する実施例１〜３
は、比較例とほぼ同様の寸法安定性を有し、しかもドリ
ル刃の摩耗性、スミア発生率、打ち抜き加工断面の毛羽
の発生、せん断強さの全ての項目で優れた結果が得られ
た。

【００５０】

【効果】この発明は、以上説明したように、多層プリン
ト配線用基板を、所定の積層構造としたので、多層プレ
ス成形時の寸法安定性を損なうことなく、ドリル加工時
のスミアの発生が抑制でき、ドリル刃の摩耗が少なく、
又、打ち抜き加工性に優れ、生産コストの低減に貢献し
得るものとなる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の内層材の製造工程を説明する断面図

【図２】実施例の内層回路を示す断面図

【図３】実施例を示す断面図

【図４】従来例を示す断面図

【符号の説明】

１ 内層回路板 ２ 紙基材フェノール樹脂層 ３、５ ガラス織布基材エポキシ樹脂層 ４ａ、６、１３ 銅箔 ４、１１ 導電性回路 １０ 絶縁層 １２ ガラス織布基材エポキシ樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/03 ６３０ Ｆ 7511−4Ｅ Ｈ 7511−4Ｅ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紙基材フェノール樹脂層の上下面にガラ
   ス織布基材エポキシ樹脂層を重ねると共にその上下面に
   銅箔を重ねて一体化して所望のパターンを有する内層回
   路板を作成し、この内層回路板の上下面にガラス織布も
   しくはガラス不織布または両者を併用したガラス基材エ
   ポキシ樹脂層を重ねると共に、その上下面に銅箔を重ね
   て加熱加圧により積層一体化してなる多層プリント配線
   用基板。
2. 【請求項２】 前記紙基材フェノール樹脂層のフェノー
   ル樹脂が、前記ガラス織布基材エポキシ樹脂層またはガ
   ラス不織布基材エポキシ樹脂層におけるエポキシ樹脂よ
   り高いガラス転移温度の樹脂である請求項１記載の多層
   プリント配線用基板。