JP2001179919A

JP2001179919A - 積層板の製造方法

Info

Publication number: JP2001179919A
Application number: JP36648299A
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挿入し
加熱加圧した後に、２００〜２８０℃でアフターキュア
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
あり、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、プリプレグが上方から下方
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
２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、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、
得られた積層板を１５０〜１８０℃程度の温度で３０〜
９０分もの長時間のアフターキュアしていたが、設備が
大型化する、長時間の加熱により歪みが発生し反りが大
きくなる、寸法変化の大きいなど、幾つかの問題があっ
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、アフターキュア実施のため、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挿入し加熱加圧した後に、２００〜
２８０℃で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】１対あるいは複数対の加熱加圧ロール間を
通して加熱加圧して積層板に成形した後、２００〜２８
０℃でアフターキュアするが、前記温度に加熱した炉、
あるいはベルトやロール間等に通すことにより行われ
る。加熱時間は、一般的には、積層板の内部温度がガラ
ス転移温度以上になるようにする。加熱時には接触圧程
度の圧力を加えることが積層板への伝熱を良好にするこ
とから好ましい。また、この時に真空雰囲気内で行うと
異物による不良の発生がなく、成形性が良好になり好ま
しい。特に銅箔等の金属箔を使用する場合、真空にでき
ない場合は、金属箔の酸化による変色防止のため窒素雰
囲気中でアフターキュアすることが好ましい。

【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間を通し加熱加圧して積層板５を成形する。（裁断又は巻き取り）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。（アフターキュア）次いで、２００〜２８０℃の加熱乾
燥炉でアフターキュアする。

【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。所定長さ
に裁断した後、鏡面板の間に挟み、２５０℃の加熱乾燥
炉で１０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。

【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、鏡面板の
間に挟み、２５０℃の加熱乾燥炉で１０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。

【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。所定長さに裁断した後、鏡面板の
間に挟み、２１０℃の加熱乾燥炉で２０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。

【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℃の加熱乾燥炉で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℃の加熱乾燥炉で２０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。

【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、図２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℃の加熱
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。

【００１９】比較例４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。

【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４に対する比率で求めた。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、２００〜２８０℃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、積層板の品質が良好となる。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、設備が小型化し、このこと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】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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F072 AA04 AA07 AA09 AB08 AB09 AB10 AB11 AB28 AB29 AD13 AD21 AD23 AD45 AE06 AF03 AF04 AF05 AF06 AG03 AH04 AH24 AH26 AK05 AK14 AL09 AL12 AL13 4F100 AB01B AB33B AG00 AK01A AK53 BA02 CA02 DG00A DG12 DH01A EH012 EJ192 EJ421 EJ422 EJ423 GB43 JL04

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、２００〜２８０℃でアフターキュアす
ることを特徴とする積層板の製造方法。
【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。
【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。