JP2001170953A - 積層板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続成形により、使用エネルギーを削減し品
質上も良好で安定した積層板を低コストで得ること。 【解決手段】 シート状繊維基材と樹脂からなるプリプ
レグの１枚又は複数枚の片面又は両面に金属箔又はフィ
ルムを重ね合わせ、加熱したロール間に上方から通し加
熱加圧した後に、樹脂のガラス転移温度以上に加熱した
複数対のロール間を通してアフターキュアすることを特
徴とする積層板の製造方法であり、プリプレグはロール
間に挿入する前に予備加熱することが好ましく、プリプ
レグは上方から下方へ垂直方向に移動させることが好ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は積層板の製造方法に
関し、特に電気機器、電子機器、通信機器等に使用され
る印刷回路板用として好適な積層板の連続的製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント回路板については小型化、高機
能化の要求が強くなる反面、価格競争が激しく、特にプ
リント回路板に用いられる多層プリント回路板用積層板
やガラス布基材エポキシ樹脂積層板、あるいはガラス不
織布を中間層基材としガラス織布を表面層基材とした積
層板は、いずれも価格の低減が大きな課題となってい
る。また、近年電気機器、電子機器、通信機器等におい
ては、デジタル化が進みプリント回路板での安定したイ
ンピーダンスが要求されるようになり、これに伴いプリ
ント回路板の原料である銅張積層板では板厚精度が要求
されるようになってきた。

【０００３】上記のようなプリント回路板に用いられる
積層板を積層成形する場合には、熱盤間に銅箔、プリプ
レグ、鏡面板等を何枚も重ねて加熱加圧成形する多段型
のバッチプレスが一般的である。しかしこのような多段
プレスでは、各積層板の熱盤内での位置により積層成形
時に各積層板にかかる熱履歴が異なるため、成形性、反
り、寸法変化率等の品質に於いて差が生じ、品質のバラ
ツキの少ない製品を供給することは困難であった。さら
に、２０〜１００ｋｇ／ｃｍ² の高圧により積層板を成
形するため樹脂のフローにより厚み精度が不十分となる
問題があった。また、多段型バッチプレスは、熱盤、鏡
面板、クッション材等の積層板を成形するに必要な治具
を加熱冷却するために膨大な熱量が必要であり、近年要
求されている省エネルギー化への対応が困難な設備であ
る。

【０００４】従来、品質バラツキの少ない積層板を製造
する装置、あるいは省エネルギー化ができる装置として
横型の連続ベルトプレスや連続ロールプレス等が開発さ
れている。連続ロールプレスによる積層板の成形は、図
４に一例を示すように、プリプレグ２１を巻きだし、必
要に応じて加熱装置２２にて予備加熱し、プリプレグの
上下両側から金属箔又はフィルム２３を供給し、１対
（又は複数対）の加熱ロール２４にて重ね合わせ、加熱
加圧して積層板２５を成形する。その後、裁断機２６に
て裁断するかあるいは巻き取り機２７に巻き取る。積層
板は、通常、裁断前又は後にアフターベーキングされ
る。しかしながら、これらのいずれの方式でもロールあ
るいはベルト間でプリプレグを挟んだとき樹脂溜まりが
発生し、そこにおいてボイドの巻き込みにより良好な成
形できない問題があった。また、ベルトプレスにおいて
は挟んだ時の圧力むら、温度むらが発生しやすい問題、
横型のベルトプレスやロールプレスでは重力による上下
方向の差や材料の進入角の違いにより成形性や銅箔接着
力等で表裏に差が生じたり、銅箔や基材のテンションの
違いによる反りや寸法変化が大きい問題があった。ま
た、これらのベルトプレスや連続ロールプレスの１〜数
対のロールのみでは、特にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹
脂においては、硬化が十分でない。そこで、従来は、加
熱ベルトまたは乾燥炉による加熱方式によってアフター
キュアをすることが多い。しかし、加熱ベルトによる場
合ベルトが高価のため多大な設備投資が必要であり、乾
燥炉の加熱では、対流伝熱のため昇温が遅く加熱炉が大
きいため、場所とコストを要した。また、乾燥炉による
加熱では圧力がかからないため反りや寸法変化が大きい
しいう問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
多段型プレス装置では多数枚を同時に加熱成形すること
による成形性、反り、寸法変化率、板厚等の品質のバラ
ツキが大きく、積層板を成形するに必要な装置を加熱冷
却するための膨大な熱量が必要の問題があった。また、
従来の横型連続ベルトプレスや連続ロールプレスでは、
ボイドの巻き込みによる成形不良、重力による圧力差、
温度のばらつき、材料へのテンションのばらつきなどに
より、銅箔接着力の低下、寸法安定性の低下、反り等の
問題があった。また、ロールプレスでは、短時間の加熱
加圧であるため、特に熱硬化樹脂では硬化が不十分で、
アフターキュア実施のための設備が必要であり、積層板
の反りや寸法変化が大きくなる問題があった。本発明
は、このような従来の積層板成形方法の問題点を解消す
るものであり、積層板の内部残存応力をなくすことによ
り、反りや寸法変化をなくし、さらに気泡のない成形性
の良好な、省エネルギー化による安価な積層板の製造方
法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、シート状繊維
基材と樹脂からなるプリプレグの１枚又は複数枚の片面
又は両面に金属箔又はフィルムを重ね合わせ、加熱した
ロール間に上方から通し加熱加圧した後に、樹脂のガラ
ス転移温度以上に加熱した複数対のロール間を通してア
フターキュアすることを特徴とする積層板の製造方法に
関するものである。更には、プリプレグを加熱加圧ロー
ル間に挿入する前に予備加熱することが好ましく、プリ
プレグを上方から下方へ垂直方向に移動させることが好
ましい。

【０００７】本発明において、シート状繊維基材として
は、ガラスクロス、ガラス不繊布、ガラスペーパー等の
ガラス繊維基材の他、紙、合成繊維等からなる織布や不
織布、金属繊維、カーボン繊維、鉱物繊維等からなる織
布、不織布、マット類等が挙げられ、これらの基材の原
料は単独又は混合して使用してもよい。プリプレグを製
造するためにこれらのシート状繊維基材に付着される樹
脂としては、一般的に、熱硬化性樹脂であり、エポキシ
樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂
あるいはこれらの変性樹脂が好ましく使用されるが、そ
の他、熱可塑性樹脂、天然樹脂等の樹脂も使用され、そ
れらに限定されるものではない。前記基材へ樹脂を付着
させるときの樹脂の形態としては、通常液状、とりわけ
溶剤に溶解したワニスであるが、粉末状の樹脂、あるい
は固形樹脂を加熱溶融した状態であってもよい。熱硬化
性樹脂の場合、必要に応じて硬化剤、硬化促進剤を配合
する。また、樹脂中に充填材、着色剤、補強材を配合す
ることができる。充填材として無機充填材を加えると耐
トラッキング性、耐熱性、熱膨張率の低下等の特性を付
与することが出来る。かかる無機充填材としては、水酸
化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウ
ム、タルク、ウォラストナイト、アルミナ、シリカ、未
焼成クレー、焼成クレー、硫酸バリウム等がある。

【０００８】次に、得られた樹脂は、シート状繊維基材
上に均一に塗布する。この時の樹脂付着量は、シート状
繊維基材の繊維材質、性状、重量（単位面積当たり）に
より異なるが、通常、シート状繊維基材の重量の４０〜
６０％程度である。ただし、基材の両面に付着させる場
合は、片面に前記付着量の大略半量ずつを付着させるの
が好ましい。樹脂をシート状繊維基材に付着させる方法
は、基材を樹脂ワニスに浸漬する方法、各種コーターに
よる塗布方法、スプレーによる吹き付け法等、樹脂が良
好に付着する方法であれば特に限定されない。また、殊
に樹脂が無溶剤である場合、シート状繊維基材は予め加
熱されていてもよく、この場合、シート状繊維基材に樹
脂を付着させるとき、この基材は、水平であっても垂直
であってもよい。従って、シート状繊維基材の上面又は
下面、あるいは垂直面に塗布により付着させることがで
きる。その後の加熱によりプリプレグが得られる。

【０００９】以上によりに得られたプリプレグは、通常
一旦巻き取り機等により巻き取られる。その後巻き出さ
れ、１枚又は複数枚重ねられる。プリプレグは、巻き取
られることなく、直接１枚又は複数枚重ねられることも
ある。続いて、上方から下方へ垂直方向に移動しつつ、
その片面又は両面に銅箔等の金属箔あるいはフィルムを
重ね合わせ、加熱ロール間を上下方向に通すことにより
積層板に成形される。この場合は、１対あるいは複数対
のロール間を通して成形する。ロールの材質は、通常金
属、ゴム、セラミック等がある。プリプレグは、裁断さ
れたものを使用することも可能であるが、切断せず連続
的に成形する方が好ましい。また、プリプレグは加熱ロ
ール間を通す前に遠赤外線等により予め加熱することに
より、成形時に加熱ロールの熱量不足による成形不良を
防止することができるので、好ましい。予備加熱の温度
は、例えば、エポキシ樹脂の場合通常１２０〜１８０
℃、ポリイミド樹脂の場合通常１７０〜２４０℃程度で
ある。加熱加圧ロールの温度については、適用可能な範
囲は１１０〜２８０℃であり、例えば、エポキシ樹脂の
場合１３０〜２００℃、ポリイミド樹脂の場合２１０〜
２８０℃の範囲が好ましい。

【００１０】加熱加圧ロールを通した後、続いて、ガラ
ス転移温度以上に加熱した複数対のロール間を通し連続
的にアフターキュアする。このときのロールの温度と数
は積層板の内部温度がガラス転移以上になるように設定
する必要がある。一般的に熱硬化樹脂では、上記温度が
１３０〜２８０℃の範囲に入るようにする。好ましく
は、たとえばエポキシ樹脂の場合２００℃〜２５０℃、
ポリイミド樹脂の場合、２１０℃〜２８０℃の範囲が好
ましい。ロールの材質は金属、ゴム、セラミック等があ
るが、１６０℃以上の高温域では金属またはセラミック
が好ましい。また、加熱ロール間の圧力は、接触により
ロールから積層板に伝熱する状態とし、できるだけ無圧
に近い方が好ましい。また、アフターキュア時に真空雰
囲気内で行うと異物による問題が無く、成形性が良好に
なり好ましい。

【００１１】以下、本発明の積層板の製造方法に関し、
積層成形工程を代表的な例について各工程毎に図１に基
づいて順次説明する。 （プリプレグ供給）巻き取られたプリプレグ１を巻き出
して、加熱ロール４間へ供給するために上方から下方へ
移送する。好ましくは、プリプレグ１を巻き出して後、
遠赤外線等の加熱装置２により予め加熱する。 （金属箔供給）巻き取られた金属箔３を巻き出してプリ
プレグ１の両面（又は片面）に供給する。 （加熱加圧ロール）プリプレグ１に金属箔３を重ね合わ
せつつ、上方から一対（又は複数対）の加熱加圧ロール
４間を通し加熱加圧する。 （アフターキュア加熱ロール）上方から樹脂のガラス転
移温度以上に加熱した複数対のロール８間に通してアフ
ターキュアし、積層板５を成形する。 （裁断又は巻き取り）成形された積層板５を、裁断機６
により必要な長さに裁断するか、又は巻き取り機７に巻
き取る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明について、実施例及び比較例に
より説明する。配合量は重量部である。

【００１３】実施例１ エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ(株)製臭素化エポキ
シ樹脂Ｅｐ５０４８，エポキシ当量６７５）１００部、
硬化剤（ジシアンジアミド）５部、硬化促進剤（２−エ
チル−４−メチルイミダゾール）１部及びメチルセルソ
ルブ１００部を混合しワニスを得た。得られたワニスに
１００ｇ／ｍ² のガラスクロスを浸漬して樹脂分が固形
分で１００ｇ／ｍ² 付着するように含浸させた後、１７
０℃の乾燥機で３分間乾燥し、得られたプリプレグを巻
き取り機に巻き取った。この巻き取ったプリプレグを巻
きだし、図１に示すように（但し、予熱はしない）、上
方から下方にほぼ垂直に移送し、その両側に厚さ１８μ
ｍの銅箔を供給し、１８０℃に加熱された１対の金属ロ
ール（間隙０．１ｍｍ）間にて加熱加圧した。続いて、
２５０℃に加熱された３対の金属ロール間を通してアフ
ターキュアすることにより厚さ０．１ｍｍの両面銅張積
層板を作製した。

【００１４】実施例２ 実施例１と同様にして作製したプリプレグを、図２に示
すように、上方から下方にほぼ垂直に移送し、プリプレ
グ温度が１６０℃になるように遠赤外線装置で予熱し、
次いで、その両側に厚さ１８μｍの銅箔を供給し、１８
０℃に加熱された１対の金属ロール（間隙０．１ｍｍ）
間にて加熱加圧した。続いて、６０ｔｏｒｒに減圧した
雰囲気中にて２５０℃に加熱された３対の金属ロール間
に通してアフターキュアすることにより厚さ０．１ｍｍ
の両面銅張積層板を作製した。

【００１５】実施例３ 実施例１と同様にして作製したプリプレグを、図１に示
すように、上方から下方にほぼ垂直に移送し、プリプレ
グ温度が１６０℃になるように遠赤外線装置で予熱し、
次いで、その両側に厚さ１８μｍの銅箔を供給し、１８
０℃に加熱された１対の金属ロール（間隙０．１ｍｍ）
間にて加熱加圧した。続いて、２５０℃に加熱された３
対の金属ロール間に通してアフターキュアすることによ
り厚さ０．１ｍｍの両面銅張積層板を作製した。

【００１６】比較例１ 実施例１と同様にして作製したプリプレグを、図３に示
すように（但し、予熱はしない）、上方から下方にほぼ
垂直に移送し、その上下両側から厚さ１８μｍの銅箔を
供給し、１８０℃に加熱された１対の金属ロール（間隙
０．１ｍｍ）間にて加熱加圧した。所定長さに裁断した
後、１８０℃の乾燥炉で６０分アフターキュアすること
により厚さ０．１ｍｍの両面銅張積層板を作製した。

【００１７】比較例２ 実施例１と同様にして作製したプリプレグを、図４に示
すように（但し、予熱はしない）、水平に移送し、その
上下両側から厚さ１８μｍの銅箔を供給し、１８０℃に
加熱された１対の金属ロール（間隙０．１ｍｍ）間にて
加熱加圧した。所定長さに裁断した後、１８０℃の乾燥
炉で６０分アフターキュアすることにより厚さ０．１ｍ
ｍの両面銅張積層板を作製した。

【００１８】比較例３ 実施例１と同様にして作製したプリプレグを一定の長さ
に裁断して、その上下面に厚さ１８μｍの銅箔を重ね合
わせ鏡面板間に配置し、これを１０組重ね合わせ、温度
１６５℃、圧力８ｋｇ／ｃｍ² で９０分間加熱加圧成形
して厚さ０．１ｍｍの両面銅張積層板を作製した。

【００１９】以上のようにして得られた各銅張積層板に
ついて、外観、寸法変化率、銅箔引剥し強さ、半田耐熱
性等の特性を測定した。さらに、成形に要するエネルギ
ーコストを求めた。これらの結果を表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】（測定方法） １．エネルギーコスト：積層成形時の使用燃料量を比較
例３に対して比率で求めた。 ２．成形性：銅張積層板の銅箔をエッチングして、目視
により硬化剤等の析出の有無を観察し、分散性の評価を
した。 ３．寸法変化率：穴間隔が２５０ｍｍの銅張積層板のテ
ストピースを１７０℃、３０分間加熱した後の穴間隔の
寸法変化率を測定した。 ４．銅箔引剥し強さ：ＪＩＳ Ｃ ６４８１により測定し
た。 ５．半田耐熱性：５０×５０ｍｍ角の積層板を、２６０
℃の半田浴に３分間フロートさせ、ふくれの有無を測定
した。 ６．絶縁抵抗：ＪＩＳ Ｃ ６４８１により測定した。

【００２２】

【発明の効果】本発明の方法は、プリプレグを上方から
加熱ロール間に供給し、この加熱ロールにより加熱加圧
した後、樹脂のガラス転移温度以上の温度でアフターキ
ュアすることを特徴とするものであり、歪みが無く、反
りや寸法変化が小さい等、積層板品質が良好となる。そ
して、従来の加熱ベルトまたは加熱炉によるアフターキ
ュアに比べ設備コストが安価である。また、プリプレグ
を垂直方向に移動させるので、横方向の移動による連続
成形に比べ重力の影響が無くプリプレグ等のテンション
が均一になるので、一層反りが少ない等、良好な品質の
積層板を得ることができる。さらに連続ロールプレスに
より積層板を任意の長さに裁断できるため、従来発生し
ていた耳等の端材部分が減り歩留まりが向上する。さら
に、設備の小型化により使用燃料が削減されので、エネ
ルギコストの削減、熱源設備からの排出ガスによる大気
汚染の減少、及び省資源化を達成することができる。こ
のように、原材料及び設備、工程の低コスト化の点で優
れており、工業的な積層板の製造方法として好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明における積層板の製造工程を示す概略
図。

【図２】 本発明における積層板の他の製造工程を示す
概略図。

【図３】 比較例１の方法による積層板の製造工程を示
す概略図。

【図４】 従来の横型連続ロール成形法による積層板の
製造工程を示す概略図。

【符号の説明】

１，１１，２１ プリプレグ ２，１２，２２ 予備加熱装置 ３，１３，２３ 金属箔又はフィルム ４，１４，２４ 加熱加圧ロール ５，１５，２５ 積層板 ６，１６，２６ 裁断機 ７，１７，２７ 巻き取り機 ８ アフターキュア加熱ロール ９ 真空ボックス

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｋ 105:08 105:22 105:22 Ｂ２９Ｌ 31:34 Ｂ２９Ｌ 31:34 Ｆターム(参考） 4F100 AB01B AB01C AB17 AB33 AG00 AK01A AK01B AK01C AK01D AK01E AK52 BA03 BA04 BA05 BA06 BA10B BA10C DG06A DG06D DG06E DG11 DH01A DH01D DH01E EJ17 EJ172 EJ42 EJ422 GB43 JL04 4F204 AA39 AD03 AD04 AD08 AH36 FA06 FA16 FB02 FB13 FB23 FE30 FG09 FH06 FN15 FN17 FQ26 FQ32 FW06 FW33

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート状繊維基材と樹脂からなるプリプ
   レグの１枚又は複数枚の片面又は両面に金属箔又はフィ
   ルムを重ね合わせ、加熱したロール間に上方から通し加
   熱加圧した後に、樹脂のガラス転移温度以上に加熱した
   複数対のロール間を通してアフターキュアすることを特
   徴とする積層板の製造方法。
2. 【請求項２】 プリプレグを加熱加圧ロール間に通す前
   に予備加熱する請求項１記載の積層板の製造方法。
3. 【請求項３】 プリプレグを上方から下方へ垂直方向に
   移動させる請求項１又は２記載の積層板の製造方法。