JP2001179877A

JP2001179877A - 積層板の製造方法

Info

Publication number: JP2001179877A
Application number: JP36648199A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Nakada; 高弘中田; Junichi Oba; 淳一大庭
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2001-07-03

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】シート状繊維基材に樹脂を付着させたプ
リプレグの１枚又は複数枚を垂直方向に上方から下方へ
移動させ、そ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挿入し連続的に
ラミネートした後に、加熱したベルトの間に１０ｋｇ／
ｃｍ² 以下の面圧力ではさみ積層成形することを特徴と
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基板での安定した
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り積層板では板厚精度が
要求されるようになってきた。

【０００３】プリント回路板に用いられる多層積層板や
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
板の積層成形する場合には、熱盤間に銅箔、プリプレ
グ、内層用プリント回路板、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のバッチプレスでは、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フローに
より板厚精度が出ない問題があった。また、多段型バッ
チプレスでは、熱盤、あて板、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の膨大な熱
量が必要であり、そのため近年の地球温暖化等の地球環
境に対する省エネルギー化が困難な設備であった。

【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
３に一例を示すように、プリプレグ１１を巻きだし、必
要に応じて加熱装置１２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１３を供給し、１対
（又は複数対）の加熱ロール１４にて重ね合わせ、加熱
加圧して積層板１５を成形する。その後、裁断機１６に
て裁断するかあるいは巻き取り機１７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
はに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、ロールプレスのみでは、成形が面ではなく線のみ
で短時間であるために、加熱加圧が不十分でボイドが残
ったり、吸湿半田耐熱等種々の特性上問題があった。

【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。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寸法
安定性を向上させ、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枚又は複数枚を垂直
方向に上方から下方へ移動させ、そ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
方から挿入し連続的にラミネートした後に、加熱したベ
ルトの間に１０ｋｇ／ｃｍ² 以下の面圧力ではさみ積層
成形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、シート状繊維基材と樹脂からなるプ
リプレグの１枚又は複数枚をロール間に挿入する前に予
備加熱することを特徴とした積層板の製造方法に関する
ものである。

【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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】以上により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。

【００１１】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１１０〜２８
０℃であり、例えば、エポキシ樹脂の場合１３０〜２０
０℃、ポリイミド樹脂の場合２１０〜２８０℃の範囲が
好ましい。

【００１２】更に、ロール成形のみでは、前述のよう
に、積層板特性が不十分であるので、ベルトによる加圧
加熱成形を行う。このときの面圧力は、１０ｋｇ／ｃｍ
² を越えると積層板内部に歪みが発生するため、１０ｋ
ｇ／ｃｍ² 以下である。無圧に近いほど好ましいが、積
層板に効率よく熱が伝導する程度の圧力は必要である。
熱硬化樹脂の場合、ベルトによる加熱時間は長いほど十
分硬化するが、ベルトプレスが巨大になり設備コストが
大きくなるので、ベルトによる加熱成形を、積層板内部
にボイドが無くなり、表面外観が良好になる時間とし、
その後、乾燥炉等でアフターキュアしても良い。また、
加熱ロール、ベルトプレス部を囲い減圧にして成形する
と、設備が複雑になるが、成形性は向上する。ベルトの
温度は通常１３０℃〜２８０℃の範囲であるが、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。

【００１３】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。（ベルトプレス）ロールでの加熱加圧後、ベルト間８に
通し加熱加圧により積層成形する。（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。

【００１４】

【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。

【００１５】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℃に加熱されたベルト間に面圧力８ｋｇ／ｃｍ²
で１分間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】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。所定長さに裁断した後、２５０℃
に加熱されたベルト間に面圧力８ｋｇ／ｃｍ² で１分間
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。

【００１７】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、６０
ｔｏｒｒに減圧した雰囲気中にて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、そのままの減圧雰囲気中にて２５０℃に加
熱されたベルト間に面圧力８ｋｇ／ｃｍ² で１分間通し
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。

【００１８】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）、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
加熱加圧成形した。所定長さに裁断した後、１８０℃で
６０分加熱炉で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。

【００１９】比較例２実施例１で得られ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両
面銅張積層板を作製した。

【００２０】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。

【００２１】

【表１】

【００２２】（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２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：ＪＩＳＣ６４８１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：ＪＩＳＣ６４８１により測定した。

【００２３】

【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、ベルト間で加熱成形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。さらに連続成形によ
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の一例を示
す概略図。

【図２】本発明における積層板の製造工程の他の例を
示す概略図。

【図３】従来の連続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プリプレグ２，１２予備加熱装置３，１３金属箔又はフィルム４，１４加熱加圧ロール５，１５積層板６，１６裁断機７，１７巻き取り機８加熱ベルト９真空ボックス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F100 AB01A AB01C AB17 AB33A AB33C AG00 AK01A AK01B AK01C AK53 BA02 BA03 BA10A BA10C CA02 DG06B DG11 DH01B EJ08 EJ082 EJ82 EJ822 GB43 JL04 4F205 AC06 AD04 AD08 AH36 HA06 HA14 HA26 HA29 HA33 HA37 HA45 HA46 HB02 HB11 HC05 HC16 HE06 HF05 HG04 HK03 HK04 HK05 HK25 HK28 HM03 HT13 HT26 HW05

Claims

【特許請求の範囲】

【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枚又は複数枚を垂直方向に上方から下方へ移動
させ、そ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挿入し連続的にラミ
ネートした後に、加熱したベルトの間に１０ｋｇ／ｃｍ
² 以下の面圧力ではさみ積層成形することを特徴とする
積層板の製造方法。
【請求項２】プリプレグを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。