JPH11103174A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビルドアップ法によりボイドのない多層プリ
ント配線板を製造すること。 【解決手段】 内層回路板に光・熱硬化型アンダーコー
ト剤を塗工し、活性エネルギー線照射によりタックフリ
ー化させた後、絶縁接着剤層を有する銅箔をラミネート
し、次いで、加熱により一体硬化させる多層プリント配
線板の製造方法において、前記アンダーコート剤を塗工
する前に内層回路板を加熱し、気化成分を除去すること
特徴とする多層プリント配線板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光・熱硬化型アン
ダーコート剤が塗布された内層回路板と絶縁接着剤層を
有する銅箔とを使用し、活性エネルギー線照射によるア
ンダーコート剤のタックフリー化と、内層回路板と銅箔
とを加熱によって積層一体化させる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】多層プリント配線板は、電子機器の小型
化、多機能化が進むとともに、高密度化の方向に移行し
ている。即ち、高多層化、回路の細線化、バイアホール
の小径化、薄型化等の方向に進んでおり、近年、これら
の問題を解決するため、熱盤プレスによる加熱加圧成形
を行わず、層間絶縁材料にガラスクロスを用いない、ビ
ルドアップ方式による多層プリント配線板の技術が改め
て注目されている。さて、そのビルドアップ方式による
多層プリント配線板の製造において、フィルム状の絶縁
樹脂層を用いた場合、内層回路板の絶縁基板と回路との
段差を少なくし、その表面をより平滑化するために、内
層回路板にアンダーコート剤を塗布することが一般化し
てきた。この代表的な例として、内層回路板に塗布され
たアンダーコート剤が未硬化、半硬化または硬化した状
態において、絶縁接着剤をコートした銅箔をラミネート
し、硬化することにより多層プリント配線板を得るとい
う方法が、特開平７−２４５４８０号公報、特開平８−
１１１５８５号公報等により種々検討されている。この
ような方法により、内層回路板の回路による段差が小さ
くなるため、絶縁接着剤をコートした銅箔のラミネート
が容易であり、また内層回路板の銅箔残存率を考慮する
必要も少なくなるというメリットがあった。しかしなが
ら、発明者らのその後の研究により、内層回路板には気
化成分が残存していていて、このため、前述のように、
内層回路板に光・熱硬化型アンダーコート剤を塗工し、
活性エネルギー線照射によりタックフリー化させた後、
絶縁接着剤層を有する銅箔をラミネートし、次いで、加
熱により一体硬化させて多層プリント配線板を作製した
場合、気化成分によるボイドがアンダーコート層或いは
銅箔付き絶縁接着剤の樹脂層にしばしば発生するという
問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ビルドアッ
プ方式による多層プリント配線板の製造方法において、
ボイドの発生を防止することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】これらの問題点を解決す
るために、アンダーコート剤を塗工する前に、内層回路
板に加熱処理を行い、気化成分の除去を行うことがボイ
ドの防止に効果的であることが判明し、本発明を完成す
るに至ったものである。即ち、本発明は、内層回路板に
光・熱硬化型アンダーコート剤を塗工し、活性エネルギ
ー線照射によりタックフリー化させた後、絶縁接着剤層
を有する銅箔をラミネートし、次いで、加熱により一体
硬化させる多層プリント配線板の製造方法において、前
記アンダーコート剤を塗工する前に内層回路板を加熱し
て、気化成分を除去すること特徴とする多層プリント配
線板の製造方法である。

【０００５】加熱により気化成分を除去する条件（温
度、時間）としては、６０〜１８０℃、５〜１８０分が
好ましい。ここで、比較的低温では長時間を必要とし、
高温では短時間でよいことは明らかである。温度が６０
℃未満、或いは時間が５分未満であると気化成分が十分
に除去できず、そして、温度が１８０℃より高くする
と、そりや内層回路板の変色等の変質が生じて好ましく
ない。また、加熱処理時間が１８０分を越えると実質的
にも、また経済的にも意味がなくなってくるので、１８
０分以下で充分である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明において、気化成分を除去
するための加熱処理をしないで内層回路板に光・熱硬化
型アンダーコート剤を塗工し、活性エネルギー線照射に
よりタックフリー化させた後、絶縁接着剤層を有する銅
箔をラミネートし、次いで、加熱により一体硬化させて
多層プリント配線板を作製すると、内層回路板に含まれ
ていた気化成分がボイドとしてアンダーコート層或いは
銅箔付き絶縁接着剤の樹脂層に発生する。それを防止す
るためにアンダーコート剤を塗工する前に内層回路板を
加熱し、気化成分の除去を行う。

【０００７】ここで、アンダーコート剤は、内層回路板
の銅箔回路間の凹部を充填し、内層回路表面を平滑化す
るもので、下記の成分（イ）〜（ニ）からなるエポキシ
樹脂組成物であることが好ましい。 (イ) 軟化点が４５〜１２０℃のエポキシ樹脂、(ロ)
エポキシ樹脂硬化剤、(ハ) 光重合性モノマーからなる
希釈剤、(ニ) 光重合開始剤。

【０００８】(イ)成分の軟化点が４５〜１２０℃のエポ
キシ樹脂としては、臭素化率２０％以上で、分子量５０
０〜４０００のノボラック型エポキシ樹脂、分子量５０
０〜２０００のビスフェノール型エポキシ樹脂等が挙げ
られ、常温では固体状態のものである。又分子量５００
以下のビスフェノール型液状エポキシ樹脂を併用しても
構わない。ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、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
ポキシ樹脂等が挙げられる。(ロ)成分のエポキシ樹脂硬
化剤としては、融点が１３０℃以上の高温硬化型イミダ
ゾール化合物が好ましく、更には低温硬化型のイミダゾ
ール化合物との併用が好ましい。

【０００９】融点が１３０℃以上の高温硬化型イミダゾ
ール化合物としては、具体的には、２−メチルイミダゾ
ール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−
メチルイミダゾール、ビス（２−エチル−４−メチルイ
ミダゾール）、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロ
キシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒ
ドロキシメチルイミダゾール、あるいはトリアジン付加
型イミダゾール等がある。これらをエポキシアダクト化
したものやマイクロカプセル化したものも使用できる。
これらは単独で使用しても２種以上を併用しても良い。

【００１０】また、低温硬化型のイミダゾール化合物と
しては、具体的に使用されるものは、イミダゾール、２
−エチル−４−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイ
ミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾー
ル、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１
−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾー
ル、１−アミノエチル−２−メチルイミダゾール、１−
（シアノエチルアミノエチル）−２−メチルイミダゾー
ル、１−シアノエチル−２−フェニル−４，５−ビス
（シアノエトキシメチルイミダゾール）等が挙げられ、
これらをエポキシアダクト化したものやマイクロカプセ
ル化したものも使用できる。これらは単独で使用しても
２種類以上を併用しても良い。

【００１１】(ハ)成分の光重合性モノマーからなる希釈
剤は、エポキシ樹脂を溶解させるものであり、グリシジ
ルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ヒドロキ
シエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレー
ト又はトリエチレングリコールジメタクリレートの群か
ら選ばれた１種以上からなるものである。グリシジルア
クリレート又はグリシジルメタクリレートの群、及びヒ
ドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタク
リレート又はトリエチレングリコールジメタクリレート
の群から各１種以上選ばれたものからなるものが好まし
い。

【００１２】(ニ)成分の光重合開始剤としては、２，２
−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等一般的に
使用されているものが使用される。

【００１３】更に、アンダーコート剤の具体的ものとし
ては、（Ａ）臭素化率２０％以上で、分子量５００〜４
０００のノボラック型エポキシ樹脂、（Ｂ）分子量５０
０〜２０００のビスフェノール型エポキシ樹脂、（Ｃ）
分子量５００以下のビスフェノール型液状エポキシ樹
脂、（Ｄ）融点が１３０℃以上の高温硬化型イミダゾー
ル化合物、（Ｅ）低温硬化型のイミダゾール化合物、
（Ｆ）グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリ
レート、（Ｇ）ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロ
キシエチルメタクリレート又はトリエチレングリコール
ジメタクリレート、（Ｈ）光重合開始剤、からなるエポ
キシ樹脂組成物が好ましく使用される。

【００１４】更に、本発明に使用する銅箔にコートされ
る絶縁接着剤は、好ましくは、（ホ）重量平均分子量１
００００以上のビスフェノール型エポキシ樹脂又はフェ
ノキシ樹脂、（ヘ）エポキシ当量５００以下のビスフェ
ノール型エポキシ樹脂、（ト）エポキシ樹脂硬化剤、か
らなるものであり、良好な接着性と耐熱性を有する。更
に難燃性を付与するためには、（ホ）成分の重量平均分
子量１００００以上のビスフェノール型エポキシ樹脂又
はフェノキシ樹脂が臭素化率が２０％以上のものがより
好ましい。

【００１５】本発明において、（ホ）成分の、重量平均
分子量１００００以上のビスフェノール型エポキシ樹脂
又はフェノキシ樹脂は、成形時に樹脂の軟化の程度を小
さくし、絶縁層の厚みを維持すること、及び組成物に可
撓性を付与する目的で配合されており、絶縁接着剤層の
厚みを保った状態で、アンダーコート剤が塗布された内
層回路板にラミネートにより接着されるため、内層回路
板の銅箔残存率に依存することなく、多層プリント配線
板の厚みバラツキがない、板厚精度に優れた多層プリン
ト配線板を作製することが可能となる。しかし、このこ
とは、絶縁接着剤付きの銅箔をラミネートする際、内層
回路板上にコートされたアンダーコート剤が熱ロール加
熱により軟化ないし流動化し、ロール圧により厚みが平
均化されることなくしては実現できない。また、アンダ
ーコート剤の軟化ないし流動化は、絶縁接着剤との密着
性の向上にも大きく作用する。即ち、それらの界面では
相互に溶解し、硬化反応も生じるため、回路層間絶縁特
性等の信頼性にも関与することとなる。

【００１６】ところが、熱硬化時にアンダーコート剤
は、その硬化反応が絶縁接着剤の硬化反応より遅れ、か
つその溶融粘度が必要以上に低下すると、絶縁接着剤の
硬化収縮等の影響を受け、皺、ボイド発生等の成形不良
を起こすことがある。これに対し、本発明で使用される
アンダーコート剤は、（Ｅ）成分の低温硬化型イミダゾ
ール化合物が配合されていると、低温域の反応が促進さ
れ、加熱時に必要以上の溶融粘度の低下が抑えられるた
め、実質的に無圧下での熱硬化成形においても、良好な
平滑性、層間密着性等を達成することが可能となる。

【００１７】本発明は、前述の方法により気化成分を除
去した内層回路板にスクリーン印刷、ローラーコータ
ー、カーテンコーターなどで前記液状光・熱硬化性アン
ダーコート剤を塗工して、内層回路板の銅箔回路間際を
充填し、ＵＶコンベア等によって紫外線等の光（活性エ
ネルギー線）照射によって該アンダーコート剤をタック
フリー化させる。その後、未硬化又は半硬化の絶縁接着
剤付き銅箔を、アンダーコート剤を塗布した内層回路板
に、加熱されたロール等でラミネートする。そして、ラ
ミネート後加熱して光・熱硬化型アンダーコート剤と絶
縁接着剤付き銅箔とを同時一体硬化反応させることによ
り多層プリント配線板を作製することができる。ラミネ
ートする際、アンダーコート剤がロールで加熱されるこ
とにより軟化ないし流動化し、ロール圧により厚みが平
均化されるため、銅箔面の平滑性を得ることができる。

【００１８】使用される銅箔はラミネート時に内層回路
板の絶縁基板と回路との段差に追従せず、凹凸が生じな
いようにするためには厚い方がよい。しかし、その後の
回路形成時にエッチングする際、銅箔が厚いと時間が長
くなる上に幅方向のエッチングが多くなるために十分な
ファインパターンが作成しにくいという欠点が生じる。
また、銅箔にコートされた絶縁接着剤は重量平均分子量
１００００以上のエポキシ樹脂又はフェノキシ樹脂成分
により、絶縁接着剤層の厚みを保った状態で接着される
ため、内層銅箔残存率に依存することなく多層プリント
配線板の厚みもバラツキもなく均等化され、板厚精度に
優れた多層プリント配線板を作製することができる。

【００１９】本発明の多層プリント配線板の製造方法に
ついて、即ち、気化成分除去のための加熱処理を施した
内層回路板にアンダーコート剤を塗工し、絶縁接着剤付
き銅箔をラミネートし硬化する方法について概要を図１
を用いて説明する。 （Ａ）気化成分除去のための加熱処理を施した内層回路
板（１）上に液状のアンダーコート剤（３）をスクリー
ン印刷、あるいはローラーコーター、カーテンコーター
等の従来のコーティング設備を使用して、内層回路
（２）の一方の面を完全に覆う厚さまで塗布する。塗布
量が不十分であると、この後のラミネートする際に空気
を巻き込むことになる。その後、ＵＶ照射コンベア等の
露光機で光照射することによりタックフリー化する。次
いで内層回路板（２）の他方の面を同様の方法でアンダ
ーコート剤（３）を塗布し、同様にＵＶ照射コンベア等
の露光機で光照射することによりタックフリー化する。

【００２０】（Ｂ）内層回路板に塗布され、タックフリ
ー化されたアンダーコート層表面に絶縁接着剤（４）付
き銅箔（５）をラミネートする。ラミネーターは表面平
滑性を達成するために、例えばシリコンゴムを被覆した
一対のロール（６）を使用し、内層回路板（２）の両面
にラミネートする。ラミネート条件は、内層回路のパタ
ーンによって異なるが、圧力は０．５〜６kgf／cm²程
度、表面温度は常温から１００℃程度、ラミネートスピ
ードは０．１〜６ｍ／分程度で行う。このような条件で
は、光重合してタックフリー化したアンダーコート剤
は、硬質ロールを用いることで表面平滑性を達成するこ
とができる。このとき内層回路（２）と銅箔（５）との
層間厚みは実質的に絶縁接着剤の厚みで達成することが
できる。

【００２１】（Ｃ）次いで、加熱することによりアンダ
ーコート剤（３）と銅箔にコートされた絶縁接着剤
（４）とを同時に一体硬化させて多層プリント配線板を
作製する。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。
「部」は重量部を表す。 《実施例１》臭素化フェノキシ樹脂（臭素化２５％、重
量平均分子量６００００）１００部とビスフェノールＦ
型エポキシ樹脂（エポキシ当量１７５、分子量３８０）
７０部をＭＥＫ１７０部に攪拌しながら溶解し、そこへ
硬化剤として２−フェニル−４−メチルイミダゾール４
部とシランカップリング剤（日本ユニカー(株)製 Ａ-１
８７）２０部を添加して絶縁接着剤ワニスを作製した。
このワニスを厚さ１８μｍの銅箔の粗化祖化面に乾燥後
の厚さが４０μｍとなるようにローラーコーターにて塗
布、乾燥し絶縁接着剤付き銅箔を作製した。

【００２３】次に、臭素化クレゾールノボラックエポキ
シ樹脂（臭素化３５％、エポキシ当量２８０、重量平均
分子量１４００）１００部、ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量９５０、重量平均分子量１６０
０）１００部とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポ
キシ当量１７５、分子量３８０）４０部をメタクリル酸
グリシジル５０部及びヒドロキシエチルメタクリレート
７０部に溶解し、そこへ硬化剤として、２−フェニル−
４−メチルイミダゾール４部及び１−シアノエチル−２
−エチル−４−メチルイミダゾール８部と光重合開始剤
（２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、
チバガイギー製イルガキュア６５１）１０部を添加し、
ホモミキサーにて十分攪拌してアンダーコート剤とし
た。

【００２４】一方、基材厚０．８ｍｍ、サイズ５３０ｍ
ｍ×３５０ｍｍ、銅箔厚３５μｍのガラスエポキシ両面
銅張積層板をパターン加工して内層回路板を得た。銅箔
表面を黒化処理した。その後、内層回路板を１２０℃、
１時間、加熱することにより気化成分を除去した。次い
で、上記アンダーコート剤を内層回路板の一方の面にス
クリーン印刷により厚さ約２５μｍに塗工した。その
後、ＵＶコンベア機にて８０Ｗ／cm高圧水銀灯２本で約
２Ｊ／cm² の条件で活性エネルギー線を照射することに
よりアンダーコート層をタックフリー化した。次いで内
層回路板の他方の面にも同様にしてアンダーコート層を
作製した。その後、アンダーコート層上に温度１００
℃、圧力２kg／cm² 、ラミネートスピード０．８ｍ／分
の条件により、２本ロールを用いて上記絶縁接着剤付き
銅箔をラミネートし、１５０℃、３０分間加熱し硬化さ
せ多層プリント配線板を作製した。

【００２５】《実施例２》パターン加工後銅箔表面を黒
化処理したガラスエポキシ両面銅張積層板を６０℃、１
５０分、加熱処理する以外は、実施例１と同様にして多
層プリント配線板を作製した。 《実施例３》パターン加工後銅箔表面を黒化処理したガ
ラスエポキシ両面銅張積層板を１７５℃、１０分間、加
熱処理する以外は、実施例１と同様にして多層プリント
配線板を作製した。 《比較例１》パターン加工後銅箔表面を黒化処理したガ
ラスエポキシ両面銅張積層板を、加熱処理を行わないこ
と以外は、実施例１と同様にして多層プリント配線板を
作製した。得られた多層プリント配線板は表１に示すよ
うな特性を有している。

【００２６】《試験方法》 １．吸湿はんだ耐熱性試験： 吸湿条件；プレッシャークッカー処理、１２５℃、２．
３気圧、３０分間 試験条件；２８０℃のはんだ浴に、１２０秒浮かせる。 ｎ＝５で、全ての試験片が、その間に膨れが無かったも
のを○とし、一部の試験片がふくれたものを△とし、全
ての試験片が膨れたものを×とした。 ２．ボイド：多層プリント配線板の表面を全部エッチン
グし、ボイドの有無を目視により測定した。ボイドのな
いものを○、完全にボイドが認められたものを×とし
た。 ３．そり：ＪＩＳ Ｃ ６４８１ ５．２２ に準拠 ４．外観：内層基板の銅箔除去したガラスエポキシ部分
の色調を目視により確認し、変化が認められれば×と
し、認められなければ○とした。 ５．難燃性：ＵＬ規格９４による

【００２７】 表 １ 実 施 例 比較例 １ ２ ３ １ 吸湿はんだ耐熱性 ○ ○ ○ ○ ボイド ○ ○ ○ × そり（％） ０.２ ０.２ ０.２ ０.２ 外観 ○ ○ ○ ○ 難燃性 Ｖ−０ Ｖ−０ Ｖ−０ Ｖ−０

【００２８】

【発明の効果】本発明の方法に従うと、内層回路板に光
・熱硬化型アンダーコート剤を塗工し、活性エネルギー
線照射によりタックフリー化させた後、絶縁接着剤層を
有する銅箔をラミネートし、次いで、加熱により一体硬
化させる多層プリント配線板の製造方法において、前記
アンダーコート剤を塗工する前に内層回路板を加熱し
て、気化成分を除去することにより、ボイドのない多層
プリント配線板を製造することができる。また、気化成
分を除去した内層回路板に対して、アンダーコート剤を
塗布し光照射してタックフリー化した後、熱硬化型絶縁
接着剤付き銅箔を硬質ロール等でラミネートし、その後
加熱することにより、内層回路板に塗布されたアンダー
コート剤と銅箔に塗布された絶縁接着剤が一体硬化し、
銅箔に塗布された絶縁接着剤が厚さを維持しているた
め、内層銅箔残存率に依存することなく板厚精度に優れ
た多層プリント配線板を作製することができ、得られた
多層プリント配線板は耐熱性が良好である。さらに、臭
素化エポキシ樹脂あるいは臭素化フェノキシ樹脂を使用
することにより難燃性も優れたものとなる。このよう
に、本発明によれば、ビルドアップ法により優れた特性
を有する多層プリント配線板の製造が極めて容易となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の多層プリント配線板（一例）を作製
する工程を示す概略断面図

【符号の説明】

１ 内層回路板 ２ 内層回路 ３ アンダーコート剤 ４ 熱硬化型絶縁性接着剤 ５ 銅箔 ６ 硬質ロール ７ 多層プリント配線板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸 豊昭 東京都品川区東品川２丁目５番８号 住友 ベークライト株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内層回路板に光・熱硬化型アンダーコー
   ト剤を塗工し、活性エネルギー線照射によりタックフリ
   ー化させた後、絶縁接着剤層を有する銅箔をラミネート
   し、次いで、加熱により一体硬化させる多層プリント配
   線板の製造方法において、前記アンダーコート剤を塗工
   する前に内層回路板を加熱して、気化成分を除去するこ
   と特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 内層回路板を加熱する条件が、６０〜１
   ８０℃、５〜１８０分である請求項１記載の多層プリン
   ト配線板の製造方法。
3. 【請求項３】 光・熱硬化型アンダーコート剤が、(イ)
   軟化点が４５〜１２０℃のエポキシ樹脂、(ロ) エポ
   キシ樹脂硬化剤、(ハ) 光重合性モノマーからなる希釈
   剤、(ニ) 光重合開始剤、からなるエポキシ樹脂組成物
   である請求項１又は２記載の多層プリント配線板の製造
   方法。
4. 【請求項４】 絶縁接着剤が(ホ) 重量平均分子量１０
   ０００以上のビスフェノール型エポキシ樹脂又はフェノ
   キシ樹脂、(ヘ) エポキシ当量５００以下のビスフェノ
   ール型エポキシ樹脂、(ト) エポキシ樹脂硬化剤、から
   なるエポキシ樹脂組成物である請求項１、２又は３記載
   の多層プリント配線板の製造方法。
5. 【請求項５】 重量平均分子量１００００以上のビスフ
   ェノール型エポキシ樹脂又はフェノキシ樹脂が、臭素化
   されたものである請求項４記載の多層プリント配線板の
   製造方法。