KR20200029476A - 다층 프린트 배선판의 제조 방법 - Google Patents

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KR20200029476A
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요스케 이시카와
고지 기시노
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파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤
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Abstract

프린트 배선판의 도체 배선 상에 절연층 및 금속박을 추가하여 다층 프린트 배선판을 제조하는 경우, 프린트 배선판에 그 도체 배선측의 면이 돌출하는 것과 같은 휨이 생겨 있더라도, 이 휨을 완화할 수 있는 다층 프린트 배선판의 제조 방법을 제공한다. 제 1 금속박(21)과 제 2 금속박(22) 사이에 제 1 프리프레그(31)가 개재하도록 이들을 적층함으로써 제 1 적층물을 제작하고, 이것을 열프레스함으로써 제 1 프리프레그를 열경화시켜, 양면 금속 클래드 적층판(7)을 제조한다. 양면 금속 클래드 적층판(7)으로부터 제 1 금속박의 일부를 제거함으로써 도체 배선(51)을 제작하여, 프린트 배선판(1)을 제조한다. 제 3 금속박(23)을 예비 가열하고 나서, 프린트 배선판(1)의 도체 배선(51)과 제 3 금속박(23) 사이에 제 2 프리프레그(32)가 개재하도록 이들을 적층하고, 열프레스한다. 제 1 절연층(41)의 선팽창 계수는 제 1 금속박(21) 및 제 2 금속박(22) 각각의 선팽창 계수보다 낮다.

Description

다층 프린트 배선판의 제조 방법
본 발명은 다층 프린트 배선판의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 프린트 배선판의 도체 배선 상에 절연층 및 도체층을 추가하여 다층 프린트 배선판을 제조하는 다층 프린트 배선판의 제조 방법에 관한 것이다.
근년, 전자 기기의 고기능화, 고밀도화에 수반하여, 전자 부품은 더욱더 소형화, 고집적화, 고속화, 다핀화의 경향에 있다. 이에 수반하여, 프린트 배선판에 대해서도, 고밀도화, 소경화, 경량화, 박형화의 요구가 높아지고 있다.
이들 요구에 응하기 위해서, 프린트 배선판을 구성하는 절연층 및 도체층 각각의 두께를 저감시키는 것이 행해져 왔다. 또한, 일반적으로, 4층의 도체층을 갖는 다층 프린트 배선판(4층판) 및 6층의 도체층을 갖는 다층 프린트 배선판(6층판)이 널리 사용되고 있지만, 이들 다층 프린트 배선판으로부터 1층의 도체층을 줄인 3층판, 5층판 등의 홀수의 도체층을 갖는 다층 프린트 배선판을 얻음으로써, 프린트 배선판의 두께를 저감시키는 것도 행해지고 있다.
다층 프린트 배선판은, 프리프레그와 금속박을 재료로 하여, 열프레스를 포함하는 공정으로 제조되는 경우가 많다. 그 경우, 다층 프린트 배선판에는 프리프레그의 경화물인 절연층과 금속박의 선팽창 계수의 차에 기인하는 휨이 발생하는 경우가 있고, 홀수의 도체층을 갖는 다층 프린트 배선판의 제조 시에 있어서는 그것이 현저하다.
홀수의 도체층을 갖는 다층 프린트 배선판의 제조 시의 휨을 억제하는 기술이 특허문헌 1에 개시되어 있다. 이 방법에서는, 2개의 금속박 사이에 프리프레그를 배치하여 제작한 적층물을, 예비 가열하고 나서 가열 가압 성형하여 양면 금속 클래드 적층판을 제조하고, 양면 금속 클래드 적층판의 한쪽의 금속박에만 배선 형성 처리를 실시하여 도체 배선을 제작함으로써 프린트 배선판을 제조한다. 이 프린트 배선판의 도체 배선 상에 프리프레그 및 금속박을 이 순서로 적층함으로써 다층 적층물을 제작하고, 이것을 예비 가열하고 나서 가열 가압 성형함으로써, 다층 프린트 배선판을 제조한다. 다층 프린트 배선판의 최외층의 금속박에는, 필요에 따라서 배선 형성 처리를 실시함으로써, 도체 배선을 제작한다.
특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 프린트 배선판에 도체 배선측의 면이 함몰하는 것과 같은 휨이 생기더라도, 프린트 배선판으로부터 다층 프린트 배선판을 제조할 때에 휨을 완화할 수 있다.
일본 특허공개 2016-68277호 공보
본 발명의 목적은, 프린트 배선판의 도체 배선 상에 절연층 및 도체층을 추가하여 다층 프린트 배선판을 제조하는 경우, 프린트 배선판에 그 도체 배선측의 면이 돌출하는 것과 같은 휨이 생겨 있더라도, 이 휨을 완화할 수 있는 다층 프린트 배선판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양에 따른 다층 프린트 배선판의 제조 방법은,
제 1 금속박과 제 2 금속박 사이에 제 1 프리프레그가 개재하도록 이들을 적층함으로써 제 1 적층물을 제작하고,
상기 제 1 적층물을 열프레스함으로써, 상기 제 1 프리프레그를 열경화시켜, 제 1 절연층을 제작하고, 이에 의해 상기 제 2 금속박, 상기 제 1 절연층 및 상기 제 1 금속박이 이 순서로 적층된 양면 금속 클래드 적층판을 제조하고,
상기 양면 금속 클래드 적층판으로부터 상기 제 1 금속박의 일부를 제거함으로써 도체 배선을 제작하고, 이에 의해 상기 제 2 금속박, 상기 제 1 절연층 및 상기 도체 배선이 이 순서로 적층된 프린트 배선판을 제조하고,
상기 프린트 배선판의 상기 도체 배선과 제 3 금속박 사이에 제 2 프리프레그가 개재하도록 이들을 적층함으로써 제 2 적층물을 제작하고,
상기 제 2 적층물을 열프레스함으로써, 상기 제 2 프리프레그를 열경화시켜, 제 2 절연층을 제작하는 것을 포함한다. 제 3 금속박은 예비 가열하고 나서 상기 제 2 프리프레그 상에 적층된다. 상기 제 1 절연층의 선팽창 계수는 상기 제 1 금속박 및 상기 제 2 금속박 각각의 선팽창 계수보다 낮다.
[도 1] 도 1A는 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 다층 프린트 배선판의 제조 방법의 예를 나타내는 개략의 단면도이다. 도 1B는 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 다층 프린트 배선판의 제조 방법의 예를 나타내는 개략의 단면도이다. 도 1C는 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 다층 프린트 배선판의 제조 방법의 예를 나타내는 개략의 단면도이다. 도 1D는 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 다층 프린트 배선판의 제조 방법의 예를 나타내는 개략의 단면도이다. 도 1E는 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 다층 프린트 배선판의 제조 방법의 예를 나타내는 개략의 단면도이다.
본 실시형태는 다층 프린트 배선판의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 프린트 배선판의 도체 배선 상에 절연층 및 도체층을 추가하여 다층 프린트 배선판을 제조하는 다층 프린트 배선판의 제조 방법에 관한 것이다.
우선, 본 발명의 구성에 이른 경위에 대하여 설명한다.
일본 특허공개 2016-68277호 공보(특허문헌 1)에 기재된 다층 프린트 배선판의 제조 방법에서는, 프린트 배선판에 도체 배선측의 면이 함몰하는 것과 같은 휨이 생기더라도, 프린트 배선판으로부터 다층 프린트 배선판을 제조할 때에 휨을 완화할 수 있다.
그러나, 절연층의 선팽창 계수와 금속박의 선팽창 계수의 관계에 따라서는, 프린트 배선판에 도체 배선측의 면이 돌출하는 것과 같은 휨이 생기는 경우가 있다. 일본 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 이와 같은 휨을 효과적으로 억제할 수는 없다.
또한, 프린트 배선판 상에 절연층 및 도체층을 추가하여 다층 프린트 배선판을 제조한 경우, 추가된 도체층에는 반도체 칩 등의 전자 부품을 표면 실장하는 경우가 많다. 프린트 배선판에 휨이 생겨 있는 경우에는, 프린트 배선판 상에 전자 부품을 실장하면, 프린트 배선판과 전자 부품 사이의 거리가 커지는 개소가 생기고, 이 개소에서는 접속 불량이 생기는 빈도가 높아진다. 이 개소의 면적은 프린트 배선판의 휨의 방향에 따라서 상이하다. 다층 프린트 배선판에 추가된 도체층측의 면이 함몰하는 것과 같은 휨이 생겨 있는 경우에는, 다층 프린트 배선판과 전자 부품 사이의 거리가 중앙부에서만 커지기 때문에, 거리가 커지는 개소의 면적은 비교적 작다. 그에 비해, 다층 프린트 배선판에 추가된 도체층측의 면이 돌출하는 것과 같은 휨이 생겨 있는 경우에는, 다층 프린트 배선판과 전자 부품 사이의 거리가 양 단부에서 커지기 때문에, 거리가 커지는 개소의 면적이 비교적 커져 버린다. 그 때문에, 다층 프린트 배선판에 있어서의, 추가된 도체층측의 면이 돌출하는 것과 같은 휨은, 다층 프린트 배선판과 전자 부품 사이의 접속 불량 발생의 위험성을 증대시켜 버린다.
본 발명자들은, 예의 연구의 결과, 프린트 배선판에 그 도체 배선측의 면이 돌출하는 것과 같은 휨이 생겨 있더라도, 이 휨을 완화할 수 있는 다층 프린트 배선판의 제조 방법을 발명하기에 이르렀다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 다층 프린트 배선판(10)의 제조 방법에 대하여 도 1A∼도 1E를 참조해서 설명한다.
본 실시형태에서는, 3층의 도체층을 구비하는 다층 프린트 배선판(10)을 제조한다. 한편, 도체층이란, 프린트 배선판(1)에 있어서의 도체로 이루어지는 층이며, 금속박 및 도체 배선이 포함될 수 있다.
본 실시형태에 따른 다층 프린트 배선판(10)의 제조 방법에서는, 도 1A에 나타내는 바와 같이, 제 1 금속박(21)과 제 2 금속박(22) 사이에 제 1 프리프레그(31)가 개재하도록 이들을 적층함으로써 제 1 적층물(61)을 제작한다. 제 1 적층물(61)에 있어서는, 제 2 금속박(22), 제 1 프리프레그(31) 및 제 1 금속박(21)이 이 순서로 일 방향(이하, 제 1 방향이라고 함)으로 정렬되어 있다.
제 1 적층물(61)을 열프레스함으로써, 제 1 프리프레그(31)를 열경화시켜, 제 1 절연층(41)을 제작한다. 이에 의해, 도 1B에 나타내는 바와 같이, 제 2 금속박(22), 제 1 절연층(41) 및 제 1 금속박(21)이 이 순서로 적층된 양면 금속 클래드 적층판(7)을 제조한다. 제 2 금속박(22), 제 1 절연층(41) 및 제 1 금속박(21)은 이 순서로 제 1 방향으로 정렬되어 있다.
제 1 절연층(41)의 선팽창 계수는 제 1 금속박(21) 및 제 2 금속박(22) 각각의 선팽창 계수보다 낮다.
양면 금속 클래드 적층판(7)으로부터 제 1 금속박(21)의 일부를 제거함으로써 도체 배선(51)을 제작한다. 이에 의해, 도 1C에 나타내는 바와 같이, 제 2 금속박(22), 제 1 절연층(41) 및 도체 배선(51)이 이 순서로 적층된 프린트 배선판(1)을 제조한다. 제 2 금속박(22), 제 1 절연층(41) 및 도체 배선(51)은 이 순서로 제 1 방향으로 정렬되어 있다.
도 1D에 나타내는 바와 같이, 프린트 배선판(1)의 도체 배선(51)과 제 3 금속박(23) 사이에 제 2 프리프레그(32)가 개재하도록 이들을 적층함으로써 제 2 적층물(62)을 제작한다. 제 3 금속박(23)은 예비 가열하고 나서 제 2 프리프레그(32) 상에 적층된다. 제 2 적층물(62)에 있어서는, 제 2 금속박(22), 제 1 절연층(41), 도체 배선(51), 제 2 프리프레그(32) 및 제 3 금속박(23)이 이 순서로 제 1 방향으로 정렬되어 있다.
제 2 적층물(62)을 열프레스함으로써, 제 2 프리프레그(32)를 열경화시켜 제 2 절연층(42)을 제작한다. 이에 의해, 도 1E에 나타내는 바와 같이, 다층 프린트 배선판(10)을 제작한다.
본 실시형태에서는, 도 1C에 나타내는 바와 같이 프린트 배선판(1)에 그 도체 배선(51)측의 면이 돌출하는 것과 같은 휨, 즉 제 1 방향으로 돌출하는 것과 같은 휨이 생겨 있더라도, 이 휨을 완화할 수 있다. 이 휨의 완화는 다음의 기서에 의해 생긴다고 추측된다. 단, 본 실시형태는 하기의 기서의 설명에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 실시형태에서는, 제 1 절연층(41)의 선팽창 계수는 제 1 금속박(21) 및 제 2 금속박(22) 각각의 선팽창 계수보다 낮다. 그 때문에, 열프레스에 의해 양면 금속 클래드 적층판(7)을 제조하면, 제 1 금속박(21) 및 제 2 금속박(22)은 제 1 절연층(41)보다도 크게 팽창하기 쉽다. 이어서, 열프레스 후에 이것을 냉각하면, 크게 팽창한 제 1 금속박(21) 및 제 2 금속박(22)은 제 1 절연층(41)보다도 더 크게 수축하려고 한다. 이 경우, 제 1 절연층(41)은, 제 1 금속박(21) 및 제 2 금속박(22)에 구속됨으로써, 제 1 금속박(21) 및 제 2 금속박(22)과 함께 본래의 수축도보다도 크게 수축한다. 그 때문에, 냉각 후의 양면 금속 클래드 적층판(7)의 제 1 절연층(41) 내에는, 제 1 방향과 직교하는 방향으로 신장하려고 하는 응력이 생긴다. 즉, 제 1 절연층(41) 내에는, 제 1 절연층(41)의 면 방향으로 신장하려고 하는 응력이 생긴다. 단, 제 1 절연층(41)은 제 1 금속박(21) 및 제 2 금속박(22)에 구속되어 있기 때문에, 이 시점에서는 양면 금속 클래드 적층판(7)에는 휨은 생기기 어렵다.
이 양면 금속 클래드 적층판(7)으로부터 제 1 금속박(21)의 일부를 제거하여 도체 배선(51)을 제작하면, 도체 배선(51)에 의한 제 1 절연층(41)의 구속은 제 1 금속박(21)에 의한 구속보다도 느슨해진다. 그 때문에, 제 1 절연층(41) 내의 응력이 일부 해방된다. 즉, 제 1 절연층(41) 내에 있어서의, 도체 배선(51)이 형성된 측의 응력이 일부 해방되어, 제 1 절연층(41)의 도체 배선(51)측에서는, 제 1 절연층(41)이 신장하려고 한다. 그러나, 제 1 절연층(41)에 있어서의, 제 2 금속박(22)측의 부분은 제 2 금속박(22)에 구속되어 있다. 그 때문에, 제 1 절연층(41)의 제 2 금속박(22)측의 신장하려고 하는 응력은 해방되기 어렵다. 그 때문에, 제 1 절연층(41)의 도체 배선(51)측이 제 2 금속박(22)측과 비교해서 크게 신장하려고 하는 것에 의해, 제 1 절연층(41)이 제 1 방향으로 돌출하도록 휘어 버린다. 그 결과, 프린트 배선판(1) 전체도 제 1 방향으로 돌출하도록 휘어 버린다.
이 프린트 배선판(1)에, 제 3 금속박(23)을 예비 가열하지 않고서, 제 2 프리프레그(32) 및 제 3 금속박(23)을 겹쳐서 제 2 적층물(62)을 제작하고, 이것을 열프레스하여 다층 프린트 배선판(10)을 제조한다고 가정한다. 이 경우, 다층 프린트 배선판(10)의 냉각 시에 제 2 프리프레그(32)로부터 제작된 제 2 절연층(42)에 신장하려고 하는 응력이 생기기 때문에, 프린트 배선판(1)에 있어서의 휨이 남아 버린다. 즉 다층 프린트 배선판(10)은 제 1 방향으로 돌출하도록 휘어 버린다.
그러나, 본 실시형태에서는, 제 3 금속박(23)은 예비 가열하고 나서 제 2 프리프레그(32) 상에 적층된다. 즉, 제 3 금속박(23)을 예비 가열하고 나서 제 2 적층물(62)을 제작하기 때문에, 제 2 적층물(62)의 제작 시에는 제 3 금속박(23)은 이미 신장되어 있다. 이 제 2 적층물(62)을 열프레스하더라도, 제 3 금속박(23)은 더한층의 신장은 하기 어렵기 때문에, 제 2 프리프레그(32) 및 제 2 절연층(42)의 열에 의한 신장을 방해할 수 있다. 열프레스에 의해 얻어진 다층 프린트 배선판(10)을 냉각하면, 제 3 금속박(23) 및 제 2 절연층(42)은 수축하려고 하고, 이때 제 3 금속층의 수축량쪽이 크기 때문에, 제 2 절연층(42)에는 신장하려고 하는 응력이 생긴다. 그러나, 열프레스에 의한 제 2 절연층(42)의 제작 시에는 제 2 절연층(42)의 신장이 방해되고 있으므로, 냉각 후에 제 2 절연층(42) 내에 생기는 응력은 제 1 절연층(41) 내에 생기는 응력보다 작아진다. 이와 같이 제 3 금속층이 수축하는 것, 및 제 2 절연층(42) 내에 생기는 응력이 제 1 절연층(41)에 생기는 응력보다도 작은 것 때문에, 다층 프린트 배선판(10)에는, 제 1 방향과는 역방향으로 돌출하도록 휘려고 하는 경향이 생긴다. 이 때문에, 프린트 배선판(1)의 제조 시에 생긴 휨의 경향이 다층 프린트 배선판(10)의 제조 시에 생긴 휨의 경향에 의해 상쇄되어, 다층 프린트 배선판(10)은 평탄에 가까워지거나, 혹은 제 1 방향과는 역방향으로 돌출하는 것과 같은 휨이 생긴다.
이에 의해, 본 실시형태에서는, 다층 프린트 배선판(10)의 제 1 방향으로 돌출하는 것과 같은 휨이 완화된다. 여기에서 말하는 휨의 완화란, 다층 프린트 배선판(10)이 프린트 배선판(1)과 비교해서 평탄에 가까워지거나, 혹은 제 1 방향과는 역방향으로 돌출하는 것과 같은 휨이 생기는 것을 말한다.
또, 이 휨의 완화는 다층 프린트 배선판(10)의 두께의 증대를 초래하는 일 없이 달성할 수 있다. 한편, 두께의 증대를 초래하는 일 없이란, 본 실시형태에 있어서의 다층 프린트 배선판(10)의 휨을 완화하는 수단이 다층 프린트 배선판(10)의 두께의 증대를 필요로 하지 않는 것을 의미하는 것이고, 본 실시형태에 있어서의 다층 프린트 배선판(10)의 두께 치수가 종래의 다층 프린트 배선판(10)의 두께 치수와 비교해서 작은 것을 의미하는 것은 아니다.
한편, 이 설명에 있어서의 선팽창 계수란, 상기의 제 1 방향과 직교하는 방향의 선팽창 계수이다. 제 1 금속박(21), 제 2 금속박(22), 제 3 금속박(23), 제 1 절연층(41) 및 제 2 절연층(42) 각각의 선팽창 계수는, 열기계 분석법(TMA법)으로, 측정 온도 범위 30∼350℃, 승온 속도 10℃/min 및 인장 하중 200mN의 조건에서 측정된다.
본 실시형태에 따른 제조 방법에 대하여, 더 상세하게 설명한다.
본 실시형태에서는, 다층 프린트 배선판(10)의 재료로서, 금속박 및 프리프레그를 준비한다. 금속박은 제 1 금속박(21), 제 2 금속박(22) 및 제 3 금속박(23)을 포함하고, 프리프레그는 제 1 프리프레그(31) 및 제 2 프리프레그(32)를 포함한다.
제 1 금속박(21), 제 2 금속박(22) 및 제 3 금속박(23) 각각의 선팽창 계수는 14ppm/K 이상 18ppm/K 이하인 것이 바람직하다.
제 1 금속박(21), 제 2 금속박(22) 및 제 3 금속박(23) 각각의 두께는, 예를 들면 0.002mm 이상 0.035mm 이하인 것이 바람직하다. 특히 제 3 금속박(23)의 두께가 0.002mm 이상 0.035mm 이하임으로써, 다층 프린트 배선판(10)의 두께의 증대를 초래하는 일 없이 다층 프린트 배선판(10)의 휨이 보다 완화될 수 있다.
제 1 금속박(21), 제 2 금속박(22) 및 제 3 금속박(23)의 각각은 구리박인 것이 바람직하고, 예를 들면 전해 구리박 또는 압연 구리박이다. 제 1 금속박(21), 제 2 금속박(22) 및 제 3 금속박(23)의 각각은 구리박이 아니어도 되고, 예를 들면 알루미늄박 또는 스테인리스박이어도 된다.
제 1 프리프레그(31)는 열경화성 수지 조성물(이하, 「조성물(X)」라고 함)과 섬유 기재를 포함하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 프리프레그(31) 및 제 2 프리프레그(32)의 각각은, 섬유 기재와, 섬유 기재에 함침되어 있는 조성물(X)의 건조물 또는 반경화물을 구비한다. 제 1 프리프레그(31) 및 제 2 프리프레그(32)의 각각은, 예를 들면 섬유 기재에 조성물(X)를 함침시키고 나서, 조성물(X)를 가열하여 건조시키거나 또는 반경화시킴으로써, 제조된다.
섬유 기재에 있어서의 섬유는, 예를 들면 유리 섬유와 같은 무기질 섬유, 또는 아라미드 섬유, PBO(폴리파라페닐렌 벤조비스옥사졸) 섬유, PBI(폴리벤즈이미다졸) 섬유, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 섬유, PBZT(폴리파라페닐렌 벤조비스싸이아졸) 섬유, 전방향족 폴리에스터 섬유와 같은 유기 섬유이다. 섬유 기재는 직포여도 되고, 부직포여도 된다.
조성물(X)는 열경화성 수지를 함유한다. 열경화성 수지는, 예를 들면, 에폭시 수지, 페놀 수지, 사이아네이트 수지, 멜라민 수지, 이미드 수지 및 비스말레이미드 트라이아진 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분을 함유한다.
열경화성 수지는 에폭시 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 에폭시 수지는, 예를 들면 다작용 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지 및 바이페닐형 에폭시 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분을 함유한다.
조성물(X)는 열경화성 수지와 반응하는 경화제를 함유해도 된다. 열경화성 수지가 에폭시 수지를 함유하는 경우, 경화제는 예를 들면 제 1 아민, 제 2 아민 등의 다이아민계 경화제, 페놀계 경화제, 산 무수물계 경화제, 다이사이안다이아마이드 및 폴리페닐렌 에터(PPE)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분을 함유할 수 있다.
경화제의 양은, 열경화성 수지와 경화제의 종류에 따라서, 조성물(X)가 양호한 경화 특성을 갖도록 적절히 조정된다. 예를 들면 조성물(X)가 에폭시 수지와 수산기를 갖는 경화제를 함유하는 경우, 에폭시 수지와 경화제의 당량비는 0.8:1.2∼1.2:0.8의 범위 내인 것이 바람직하다.
조성물(X)는 경화 촉진제를 함유해도 된다. 경화 촉진제는, 예를 들면 이미다졸류 및 그의 유도체, 유기 인계 화합물, 옥탄산 아연 등의 금속 비누류, 제2급 아민류, 제3급 아민류, 및 제4급 암모늄염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분을 함유할 수 있다.
조성물(X)는 무기 충전재를 함유하는 것이 바람직하다. 무기 충전재는, 예를 들면 구상 실리카, 황산 바륨, 산화 규소 분말, 파쇄 실리카, 소성 탤크, 타이타늄산 바륨, 산화 타이타늄, 클레이, 알루미나, 마이카, 베이마이트, 붕산 아연 및 주석산 아연, 및 상기 이외의 각종 금속 산화물 및 금속 수화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분을 함유할 수 있다. 조성물(X)의 고형분 전체량에 대한 무기 충전재의 비율은, 예를 들면 20질량% 이상 80질량% 이하이다.
조성물(X) 중의 무기 충전재의 양과, 섬유 기재의 양의 합계는, 조성물(X)의 양과 섬유 기재의 양의 합계에 대해서, 50질량% 이상 85질량% 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 이 조성물(X)를 포함하는 프리프레그를 열경화시켜 제작되는 절연층의 선팽창 계수가 지나치게 높아지지 않도록 할 수 있음과 함께, 절연층과 금속박의 박리 강도가 지나치게 저하되지 않도록 할 수 있다. 조성물(X) 중의 무기 충전재의 양과, 섬유 기재의 양의 합계는, 조성물(X)의 양과 섬유 기재의 양의 합계에 대해서, 55질량% 이상 80질량% 이하인 것이 바람직하다.
조성물(X)는 광안정제, 점도 조정제, 난연제와 같은 적절한 첨가제를 추가로 함유해도 된다.
조성물(X)는 용제를 함유해도 된다. 용제는, 예를 들면 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 사이클로헥산온과 같은 케톤계 용제, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족계 용제, 및 다이메틸폼아마이드와 같은 질소 함유 용제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분을 함유할 수 있다.
제 2 프리프레그(32)를 열경화시켜 제작되는 제 2 절연층(42)의 선팽창 계수는 제 3 금속박(23)의 선팽창 계수보다 낮은 것이 바람직하다. 이 경우, 다층 프린트 배선판(10)의 제 1 방향으로 돌출하는 것과 같은 휨이 보다 완화될 수 있다. 또한, 다층 프린트 배선판(10)이 제 1 방향과 반대의 방향으로 지나치게 휘는 것을 억제할 수 있다.
제 1 절연층(41)의 선팽창 계수는 5ppm/K 이상 17ppm/K 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 다층 프린트 배선판(10)의 휨을 특히 완화할 수 있다. 또한, 제 1 금속박(21) 및 제 2 금속박(22)의 박리 강도가 지나치게 저하되는 것을 억제할 수 있다.
제 1 절연층(41)의 선팽창 계수와 제 1 금속박(21) 및 제 2 금속박(22) 각각의 선팽창 계수의 차는 12ppm/K 이하인 것이 바람직하고, 11ppm/K 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 다층 프린트 배선판(10)의 휨이 보다 완화될 수 있다.
제 2 절연층(42)의 선팽창 계수는 5ppm/K 이상 17ppm/K 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 다층 프린트 배선판(10)의 휨을 특히 완화할 수 있다. 또한, 제 3 금속박(23)의 박리 강도가 지나치게 저하되는 것을 억제할 수 있다.
제 2 절연층(42)의 선팽창 계수와 제 3 금속박(23)의 선팽창 계수의 차는 12ppm/K 이하인 것이 바람직하고, 11ppm/K 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 다층 프린트 배선판(10)의 휨이 보다 완화될 수 있다.
제 1 절연층(41) 및 제 2 절연층(42) 각각의 두께는 50μm 이하인 것이 바람직하다. 제 1 절연층(41) 및 제 2 절연층(42) 각각의 두께가 50μm 이하임으로써, 다층 프린트 배선판(10)의 두께의 증대를 초래하는 일 없이 다층 프린트 배선판(10)의 휨이 보다 완화될 수 있다.
제 1 절연층(41)의 두께와 제 2 절연층(42)의 두께는 서로 상이해도 되고, 동일해도 되지만, 제 1 절연층(41)의 두께와 제 2 절연층(42)의 두께가 동일한 것이 바람직하다. 제 1 절연층(41)의 두께와 제 2 절연층(42)의 두께가 동일함으로써, 다층 프린트 배선판(10)의 휨을 특히 완화할 수 있다.
이와 같은 낮은 선팽창 계수는, 예를 들면 조성물(X) 중의 무기 충전재를 증대시키거나, 섬유 기재로서 선팽창 계수가 낮은 유리 클로스를 사용하거나 함으로써, 달성할 수 있다.
다층 프린트 배선판(10)의 휨량은 -35mm보다 크고 2mm 이하인 것이 바람직하다. 다층 프린트 배선판(10)의 휨량이 이 범위 내임으로써, 다층 프린트 배선판(10)의 휨은 보다 완화되어, 전자 부품 등과의 접속 불량이 적은 다층 프린트 배선판(10)을 얻을 수 있다. 다층 프린트 배선판(10)의 휨량은 -25mm보다 크고 0mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 다층 프린트 배선판(10)의 휨은 특히 완화된다. 한편, 다층 프린트 배선판(10)의 휨량은 후술하는 실시예와 마찬가지의 방법으로 측정되며, 휨량이 플러스의 값인 경우에는 제 1 방향으로 돌출하는 것과 같은 휨이 생겨 있는 것을 의미하고, 휨량이 마이너스의 값인 경우에는 제 1 방향과는 역방향으로 돌출하는 것과 같은 휨이 생겨 있는 것을 의미한다.
상기의 재료로부터 다층 프린트 배선판(10)을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
우선 프린트 배선판(1)을 제조한다. 그를 위해, 우선 도 1A에 나타내는 바와 같이 제 1 금속박(21)과 제 2 금속박(22) 사이에 제 1 프리프레그(31)가 개재하도록 이들을 적층함으로써, 제 1 적층물(61)을 제작한다. 제 1 프리프레그(31)는 1매여도 되고, 복수매여도 된다. 즉, 제 1 적층물(61)에 있어서, 제 2 금속박(22), 1 또는 복수매의 제 1 프리프레그(31), 및 제 1 금속박(21)이, 이 순서로 제 1 방향으로 정렬된다.
제 1 적층물(61)의 제작 시에, 제 1 금속박(21), 제 2 금속박(22) 및 제 1 프리프레그(31)는 상온, 즉 5∼35℃의 범위 내의 온도인 것이 바람직하다.
다음으로, 제 1 적층물(61)을 열프레스한다. 이에 의해, 제 1 프리프레그(31)를 열경화시켜 제 1 절연층(41)을 제작한다. 이에 의해, 도 1B에 나타내는 바와 같이, 제 2 금속박(22), 제 1 절연층(41) 및 제 1 금속박(21)이 이 순서로 제 1 방향으로 정렬되어 적층된 양면 금속 클래드 적층판(7)을 제조한다.
열프레스의 방법은, 예를 들면 다단 진공 프레스, 더블 벨트 프레스, 선압 롤에 의한 프레스 또는 진공 라미네이터에 의한 프레스 등을 들 수 있다. 열프레스 시의 최고 가열 온도는, 수지 조성물의 조성에 따르지만, 예를 들면 160℃ 이상 340℃ 이하이다. 또한, 열프레스 시의 프레스압은 예를 들면 0.5MPa 이상 5MPa 이하이고, 가열 시간은 예를 들면 1분 이상 240분 이하이다.
열프레스 후, 양면 금속 클래드 적층판(7)을 냉각한다. 바람직하게는 양면 금속 클래드 적층판(7)을 상온, 즉 5∼35℃의 범위 내의 온도까지 냉각한다. 이때, 제 1 절연층(41)에는, 상기한 대로, 제 1 방향과 직교하는 방향으로 신장하려고 하는 응력이 생긴다.
다음으로, 양면 금속 클래드 적층판(7)에 있어서의 2개의 금속박 중, 제 1 금속박(21)에만 배선 형성 처리를 실시함으로써, 도체 배선(51)을 제작한다. 즉, 제 1 금속박(21)의 일부를 제거함으로써 도체 배선(51)을 제작한다. 그를 위해서는, 예를 들면 포토리소그래피법이 채용된다. 이에 의해, 도 1C에 나타내는 바와 같이, 제 2 금속박(22), 제 1 절연층(41) 및 도체 배선(51)이 이 순서로 제 1 방향으로 정렬되어 적층된 프린트 배선판(1)을 제조한다. 이 프린트 배선판(1)에는, 상기한 대로, 제 1 절연층(41) 내의 응력이 일부 해방됨으로써, 제 1 방향으로 돌출하는 것과 같은 휨이 생긴다.
다음으로, 프린트 배선판(1)으로부터 다층 프린트 배선판(10)을 제조한다. 그를 위해, 제 3 금속박(23)을 예비 가열하고 나서, 도 1D에 나타내는 바와 같이 프린트 배선판(1)의 도체 배선(51)과 제 3 금속박(23) 사이에 제 2 프리프레그(32)가 개재하도록 이들을 적층함으로써, 제 2 적층물(62)을 제작한다. 제 2 프리프레그(32)는 1매여도 되고, 복수매여도 된다. 즉, 제 2 적층물(62)에 있어서, 제 2 금속박(22), 제 1 절연층(41), 도체 배선(51), 1 또는 복수매의 제 2 프리프레그(32), 및 제 3 금속박(23)이, 이 순서로 제 1 방향으로 정렬된다.
제 3 금속박(23)의 예비 가열은, 예를 들면 오븐을 이용하여 행할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예비 가열에 의해 제 3 금속박(23)을 60℃ 이상 250℃ 이하의 온도로 하는 것이 바람직하다. 즉, 제 3 금속박(23)의 온도가 60℃ 이상 250℃ 이하인 상태에서 제 2 적층물(62)을 제작하는 것이 바람직하다. 이 온도가 60℃ 이상이면, 프린트 배선판(1)의 제조 시에 생긴 휨의 경향을 다층 프린트 배선판(10)의 제조 시에 생기는 휨의 경향에 의해 충분히 상쇄하여, 다층 프린트 배선판(10)의 휨을 효과적으로 완화할 수 있다. 또한, 이 온도가 250℃ 이하이면, 다층 프린트 배선판(10)의 제조 시에 생기는 휨의 경향이 지나치게 커지지 않도록 할 수 있다. 예비 가열에 의해, 제 3 금속박(23)의 온도를 70℃ 이상 230℃ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 다층 프린트 배선판(10)의 휨을 특히 완화할 수 있다.
제 2 적층물(62)의 제작 시에, 프린트 배선판(1) 및 제 2 프리프레그(32)는 상온인 것이 바람직하다.
다음으로, 제 2 적층물(62)을 열프레스한다. 바람직하게는, 제 2 적층물(62)을 제작하면, 즉시 이것을 열프레스한다. 이에 의해, 제 2 프리프레그(32)를 열경화시켜, 제 2 절연층(42)을 제작한다. 이에 의해, 다층 프린트 배선판(10)을 제조할 수 있다. 다층 프린트 배선판(10)에 있어서는, 도 1E에 나타내는 바와 같이, 제 2 금속박(22), 제 1 절연층(41), 도체 배선(51), 제 2 절연층(42) 및 제 3 금속박(23)이, 이 순서로 제 1 방향으로 정렬되어 적층되어 있다.
열프레스의 방법은, 예를 들면 다단 진공 프레스, 더블 벨트 프레스, 선압 롤에 의한 프레스 또는 진공 라미네이터에 의한 프레스 등을 들 수 있다. 열프레스 시의 최고 가열 온도는, 수지 조성물의 조성에 따르지만, 예를 들면 160℃ 이상 340℃ 이하이다. 또한, 열프레스 시의 프레스압은 예를 들면 0.5MPa 이상 5MPa 이하이고, 가열 시간은 예를 들면 1분 이상 240분 이하이다.
열프레스 후, 다층 프린트 배선판(10)을 냉각한다. 바람직하게는 다층 프린트 배선판(10)을 상온까지 냉각한다.
이에 의해, 3층의 도체층을 구비하는 다층 프린트 배선판(10)을 제조할 수 있다. 3층의 도체층은 1개의 도체 배선(51)과 2개의 금속박(제 2 금속박(22) 및 제 3 금속박(23))을 포함하고 있다. 이 다층 프린트 배선판(10)에 있어서는, 상기한 대로, 휨이 완화되어 있다.
다층 프린트 배선판(10)에 있어서의 제 2 금속박(22) 및 제 3 금속박(23) 중, 어느 한쪽 또는 양쪽에 배선 형성 처리를 실시함으로써, 도체 배선을 제작해도 된다. 즉, 제 2 금속박(22)의 일부를 제거함으로써 도체 배선을 제작해도 되고, 제 3 금속박(23)의 일부를 제거함으로써 도체 배선을 제작해도 된다. 이 경우, 2개의 도체 배선 및 1개의 금속박을 포함하는 3층의 도체층을 구비하는 다층 프린트 배선판(10) 또는 3개의 도체 배선을 포함하는 3층의 도체층을 구비하는 다층 프린트 배선판(10)을 제조할 수 있다.
이 3층의 도체층을 구비하는 다층 프린트 배선판(10)을 공지의 방법으로 더 다층화함으로써, 예를 들면 5층의 도체층을 구비하는 다층 프린트 배선판, 7층의 도체층을 구비하는 다층 프린트 배선판과 같은, 5층 이상의 홀수층의 도체층을 구비하는 다층 프린트 배선판을 제조할 수도 있다. 한편, 다층 프린트 배선판(10)을 다층화함으로써 짝수층의 도체층을 구비하는 다층 프린트 배선판을 제조해도 된다. 3층의 도체층을 구비하는 다층 프린트 배선판(10)의 휨이 완화되어 있기 때문에, 이것을 더 다층화한 다층 프린트 배선판의 휨도 완화될 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 구체적인 실시형태를 제시한다. 한편, 본 발명은 이하의 실시예만으로는 제한되지 않는다.
1. 다층 프린트 배선판의 제조
제 1 금속박으로서 구리박, 제 2 금속박으로서 구리박, 제 3 금속박으로서 구리박, 제 1 프리프레그 및 제 2 프리프레그를 준비했다.
제 1 금속박, 제 2 금속박 및 제 3 금속박의 두께 및 선팽창 계수는 하기 표에 나타내는 대로이다.
제 1 프리프레그는 다음의 수순으로 제작했다. 표의 「제 1 프리프레그용 조성」의 란에 나타내는 성분을 혼합함으로써, 열경화성 수지 조성물을 조제했다. 이 열경화성 수지 조성물을 섬유 기재인 아사히화성 주식회사제의 품명 「1017 클로스」(두께 15μm)에 함침시키고 나서, 열경화성 수지 조성물을 140℃에서 2분간 가열함으로써, 제 1 프리프레그를 제작했다. 제 1 프리프레그 전체량에 대한 열경화성 수지 조성물의 건조물 또는 반경화물의 백분비(레진 컨텐트)는 70질량%였다.
제 2 프리프레그는 다음의 수순으로 제작했다. 표의 「제 2 프리프레그용 조성」의 란에 나타내는 성분을 혼합함으로써, 열경화성 수지 조성물을 조제했다. 이 열경화성 수지 조성물을 섬유 기재인 아사히화성 주식회사제의 품명 「1017 클로스」(두께 15μm)에 함침시키고 나서, 열경화성 수지 조성물을 140℃에서 2분간 가열함으로써, 제 2 프리프레그를 제작했다. 제 2 프리프레그 전체량에 대한 열경화성 수지 조성물의 건조물 또는 반경화물의 백분비(레진 컨텐트)는 70질량%였다.
한편, 표에 나타내는 성분의 상세는 다음과 같다.
·다작용 에폭시 수지: 닛폰카야쿠 주식회사제, EPPN-502H.
·페놀계 경화제: DIC 주식회사제, TD-209060M.
·실리카: 주식회사 아드마텍스제, SC-2050MTX.
·탤크: 닛폰탤크 주식회사제, D-800.
·수산화 알루미늄: 스미토모화학 주식회사제, CL-303.
제 1 금속박과 제 2 금속박 사이에 1매의 제 1 프리프레그가 개재하도록 이들을 적층함으로써, 제 1 적층물을 제작했다. 이 제 1 적층물을 표의 「열프레스 조건(1회째)」의 란에 기재되어 있는 조건에서 열프레스함으로써 제 1 프리프레그를 열경화시켜 제 1 절연층을 제작하고 나서, 25℃까지 냉각했다. 이에 의해, 양면 금속 클래드 적층판을 제조했다.
이 양면 금속 클래드 적층판에 있어서의 제 1 절연층의 두께 및 선팽창 계수는 표에 나타내는 대로이다.
이 양면 구리 클래드 적층판에 있어서의 제 1 금속박에 에칭 처리를 실시함으로써 제 1 금속박의 일부를 제거하여, 도체 배선을 제작했다. 이에 의해, 프린트 배선판을 제조했다.
제 3 금속박을 오븐으로 예비 가열하여, 표의 「예비 가열 온도」의 란에 기재되어 있는 온도로 하고 나서, 즉시 25℃의 프린트 배선판의 도체 배선과 제 3 금속박 사이에 25℃의 1매의 제 2 프리프레그가 개재하도록 이들을 적층함으로써, 제 2 적층물을 제작했다. 한편, 「예비 가열 온도」의 란에 「-」로 표시되어 있는 경우는, 제 3 금속박을 예비 가열하지 않고서, 25℃의 프린트 배선판의 도체 배선과 25℃의 제 3 금속박 사이에 25℃의 1매의 제 2 프리프레그가 개재하도록 이들을 적층함으로써, 제 2 적층물을 제작했다. 제 2 적층물을 제작하면, 즉시 제 2 적층물을 열프레스함으로써 제 2 프리프레그를 열경화시켜 제 2 절연층을 제작하고 나서, 상온까지 냉각했다. 이에 의해, 다층 프린트 배선판을 제조했다.
2. 평가
다층 프린트 배선판으로부터, 평면시 치수 20cm×20cm의 샘플을 잘라냈다. 이 샘플의 양면의 구리박을 에칭에 의해 모두 제거하고 나서, 이 샘플을 200℃에서 1시간 가열했다.
계속해서, 샘플을 평탄한 대 위에 배치하고, 이 상태에서, 샘플의 대로부터의 부상(浮上)량의 최대값을 측정했다. 이 측정값을 휨량으로 했다. 휨량은, 샘플에 제 1 방향으로 돌출하는 것과 같은 휨이 생긴 경우에는 플러스의 값으로 규정하고, 제 1 방향과는 역방향으로 돌출하는 것과 같은 휨이 생긴 경우에는 마이너스의 값으로 규정했다. 그 결과를 표 1∼4에 나타낸다.
이 표 1∼4로부터 분명한 바와 같이, 비교예와 비교해서, 실시예에서는 다층 프린트 배선판의 휨이 완화되었다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
1 프린트 배선판
10 다층 프린트 배선판
2 금속층
21 제 1 금속박
22 제 2 금속박
23 제 3 금속박
31 제 1 프리프레그
32 제 2 프리프레그
41 제 1 절연층
42 제 2 절연층
51 도체 배선
61 제 1 적층물
62 제 2 적층물
7 양면 금속 클래드 적층판

Claims (9)

  1. 제 1 금속박과 제 2 금속박 사이에 제 1 프리프레그가 개재하도록 이들을 적층함으로써 제 1 적층물을 제작하고,
    상기 제 1 적층물을 열프레스함으로써, 상기 제 1 프리프레그를 열경화시켜, 제 1 절연층을 제작하고, 이에 의해 상기 제 2 금속박, 상기 제 1 절연층 및 상기 제 1 금속박이 이 순서로 적층된 양면 금속 클래드 적층판을 제조하고,
    상기 양면 금속 클래드 적층판으로부터 상기 제 1 금속박의 일부를 제거함으로써 도체 배선을 제작하고, 이에 의해 상기 제 2 금속박, 상기 제 1 절연층 및 상기 도체 배선이 이 순서로 적층된 프린트 배선판을 제조하고,
    상기 프린트 배선판의 상기 도체 배선과 제 3 금속박 사이에 제 2 프리프레그가 개재하도록 이들을 적층함으로써 제 2 적층물을 제작하고,
    상기 제 2 적층물을 열프레스함으로써, 상기 제 2 프리프레그를 열경화시켜, 제 2 절연층을 제작하고,
    상기 제 3 금속박은 예비 가열하고 나서 상기 제 2 프리프레그 상에 적층되며,
    상기 제 1 절연층의 선팽창 계수는 상기 제 1 금속박 및 상기 제 2 금속박 각각의 선팽창 계수보다 낮은,
    다층 프린트 배선판의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 절연층의 두께는 50μm 이하인,
    다층 프린트 배선판의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 절연층의 선팽창 계수는 5ppm/K 이상 17ppm/K 이하인,
    다층 프린트 배선판의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 금속박의 두께는 0.002mm 이상 0.035mm 이하인,
    다층 프린트 배선판의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 절연층의 선팽창 계수는 상기 제 3 금속박의 선팽창 계수보다 낮은,
    다층 프린트 배선판의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 절연층의 선팽창 계수는 5ppm/K 이상 17ppm/K 이하인,
    다층 프린트 배선판의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 프리프레그는 열경화성 수지 조성물과 섬유 기재를 포함하고,
    상기 열경화성 수지 조성물은 무기 충전재를 함유하고,
    상기 열경화성 수지 조성물 중의 무기 충전재의 양과, 상기 섬유 기재의 양의 합계는, 상기 열경화성 수지 조성물의 양과 상기 섬유 기재의 양의 합계에 대해서, 50질량% 이상 85질량% 이하인,
    다층 프린트 배선판의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다층 프린트 배선판의 휨량은 -35mm보다 크고 2mm 이하인,
    다층 프린트 배선판의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 금속박을 예비 가열에 의해 60℃ 이상 250℃ 이하의 온도로 하는,
    다층 프린트 배선판의 제조 방법.
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