JP2001260241A

JP2001260241A - 積層板の製造方法

Info

Publication number: JP2001260241A
Application number: JP2000075766A
Authority: JP
Inventors: Kido Murakawa; 喜堂村川
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2001-09-25

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積層成形した後に、ロール下方
で冷却し、径４００ｍｍ以上、このましくは８００ｍｍ
以上の円筒状巻芯に、巻き付け張力２０ｋｇ／ｍ以下で
巻き取った後、１００〜２４０℃の炉内でアフターキュ
アすることを特徴とする積層板の製造方法であり、プリ
プレグをロール間に挿入する前に予備加熱することが好
ましく、更には、連続的にラミネート積層成形した後、
巻き取る前に連続で加熱炉又は無圧加熱ロールを通過さ
せることが好ましい。を特徴とする請求項１又は２記載
の積層板の製造方法。

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回路用基板、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
原料である銅張積層板では板厚精度が要求されるように
なってきた。プリント回路板に用いられる多層回路用基
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、多段型のバッチプレス
が一般的であり、熱盤間に定尺にカットした銅箔、プリ
プレグ、内層用回路板、鏡面板等を何枚も重ねて加熱加
圧成形するためプレスの前工程が煩雑であり、成形後の
銅箔表面外観等に不良を生ずることも多かった。また、
フローの生じた端部４辺をカットするため歩留まりの低
下も問題であった。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厚
み精度がよくない問題があった。また、多段型バッチプ
レスでは、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。

【０００３】従来、品質バラツキの少ない積層板を成形
できや省エネルギー化が可能な設備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た。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１２を供給し、１対（又は複数対）の加熱ロ
ール１３にて重ね合わせ、加熱加圧し、通常は続いてベ
ーキング炉１４でアフターキュアして積層板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。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。ベルトプレスの場合、ベ
ルトに挟んだ時の圧力むら、温度むらが発生しやすい問
題や、重力による密着性の差や材料の進入角の違いによ
り成形性のばらつきや銅箔接着力等で表裏のばらつきが
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対ないし複数対のロール
のみでは、特に熱硬化性樹脂等において硬化が不十分で
積層板性能が不十分であるので、通常連続ベーキング炉
でアフターキュアを実施する。この場合十分な硬化は可
能であるが、設備が大型化する、更に連続横型のベーキ
ング炉で重力に抗して長大な積層板を引っ張るためには
強いテンションを必要とする。このため、内部応力が残
存しニ次成形加工時、寸法変化の大きい積層板になる等
問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、多段型
プレスでは多数枚加熱による成形性、反り、寸法変化
率、板厚等の品質のバラツキや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の問題が
あった。また、横型の連続プレスでは、重力による圧力
むら、温度むら、材料へのテンションむらによる成形
性、銅箔接着力、反り、寸法変化の問題、及び従来のベ
ルトプレスや連続ロールプレスの場合、２００℃以下の
温度で連続して長時間のアフターキュアを実施すること
による設備の巨大化や、積層板の反りや寸法変化が大き
くなるという問題があった。本発明は、従来の多段型プ
レスや横型連続ロールプレス、ベルトプレス等の積層板
成形方法の問題点を解消し、更に縦型の連続プレスにお
いてアフターキュアを巻き取り後に行うことで積層成形
における内部残存応力を極力なくし、積層板の寸法安定
性を向上させ、かつ省エネルギーで歩留まりの良い積層
板の製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、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積層
成形した後に、ロール下方で冷却し、径４００ｍｍ以上
の円筒状巻芯に、巻き付け張力２０ｋｇ／ｍ以下で巻き
取った後、１００〜２４０℃の炉内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。そして、加熱したロール間を通過した後巻き取る前
に連続で加熱炉又は無圧加熱ロールを通過させて硬化を
進めることが好ましい。更には、好ましくはプリプレグ
を垂直方向に上方から下方へ移動させながら、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。

【０００６】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。

【０００７】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。更に、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。

【０００８】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た後巻き出され、ある
いは、そのまま１枚又は複数枚重ねられ、必要によりそ
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、縦型の加熱ロールを上方から通すことにより
積層板に成形される。ロール成形の場合、裁断されたプ
リプレグを使用することも可能であるが、連続的に成形
する方が好ましい。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。ロールの材質は金属、ゴ
ム、セラミックロール等がある。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加熱し溶融させ
ることにより、加熱ロールによる成形時に熱量の不足に
よる成形不良を防止することができるので、好ましい。
ラミネート積層成形後、放冷またはエアー等により強制
冷却する。この際樹脂のガラス転移点以下の温度まで冷
却することが好ましい。次いで、径４００ｍｍ以上、好
ましくは８００ｍｍ以上の円筒状の巻芯に、巻き付け張
力２０ｋｇ／ｍ以下で、巻芯、好ましくは熱による寸法
変化の小さな巻芯に巻き取り、その後１００〜２４０℃
の炉内に入れてアフターキュアする。巻芯の材質は金
属、ゴム、セラミック、合成樹脂等があるが、金属、セ
ラミック、硬質樹脂が上記の点で好ましい。巻芯の径は
４００ｍｍ未満であると、積層板を巻だして平板上にし
たとき歪みにより積層板の表面しわなどが生じたり、層
間の密着性が低下するようになる。巻き付け張力につい
ては、２０ｋｇ／ｍより大きいと積層板に歪みを生じさ
せることようになり、一方、巻き付けできる程度であれ
ば、いくら小さくてもよい。加熱方法としては、急な温
度変化によるひずみを避けるため非接触による加熱が好
ましく、熱風加熱では巻きものの温度分布が、なるべく
全体として均一になるよう巻芯の軸方向に風を送るのが
良い。更に弛みと自重による巻製品の変形を防止するた
め巻芯の軸が重力方向となるよう置くことが望ましい。
また積層板に銅箔等金属箔が使用されている場合、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。更に巻き取る際の積層体の剥れ及び
アフターキュア時の樹脂フローを防止するため場合によ
り巻き取る前に連続方式で加熱炉、無圧加熱ロール等に
より、好ましくは１４０〜２４０℃で短時間（１〜３分
程度）加熱して、硬化を進めることが好ましい。また加
熱炉の場合、接触による外観欠点を防ぐため熱風やヒー
ターによる非接触の加熱方式が望ましい。

【０００９】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面に基
づいて順次説明する。（プリプレグ供給と予備加熱）巻き取られたプリプレグ
１を巻き出して上方から下方へ移送しつつ、遠赤外線予
熱機等の予備加熱装置２で予熱し、ロールへ供給する。（金属箔供給）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。（成形加熱ロール）プリプレグ１に金属箔３を重ね合わ
せ、上方から一対又は複数対の加熱ロール４間を通し積
層成形する。（加熱炉又は無圧加熱ロール）上方から加熱炉５（又は
無圧加熱ロール間）を通し硬化を進める。（巻き取り工程）送風等の冷却装置６により冷却した
後、積層板を巻き取り機８に規定巻数巻き取り、その後
裁断機７にて裁断する。（アフターキュア）巻き取られた積層板９をベーキング
炉１０内にてアフターキュアする。

【００１０】

【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。

【００１１】（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重量部、硬化剤（ジシアンジアミ
ド）５重量部、硬化促進剤（２−エチル−４−メチルイ
ミダゾール）１重量部及びメチルセルソルブ１００重量
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１００
ｇ／ｍ² 付着するように含浸させた後、１７０℃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。

【００１２】この巻き取ったプリプレグを図１に示す様
に上方から下方にほぼ垂直に移送し、遠赤外線予熱機で
１４０℃に予熱し、その両側に厚さ１８μｍの銅箔を供
給し、１５０℃に加熱された一対の加熱ロール（間隙
０．１３ｍｍ）間にて加熱加圧成形した。続いて、２０
０℃の熱風乾燥炉を１分間で通過させ硬化を進めた。ほ
ぼ室温にまで冷却したところで１０００ｍｍ径のビニー
ル管に巻き付け張力１０ｋｇ／ｍで２０回巻き取った後
裁断した。この巻物をベーキング炉内に入れて１８０℃
で1時間アフターキュアすることにより厚さ０．１３ｍ
ｍの両面銅張積層板を作製した。（実施例２）エポキシ樹脂（前記Ｅｐ５０４８，エポキ
シ当量６７５）１００重量部、硬化剤（ジシアンジアミ
ド）５重量部、硬化促進剤（２−エチル−４−メチルイ
ミダゾール）１重量部及びメチルセルソルブ１００重量
部を混合しワニスを得た。

【００１３】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、１７０℃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図１に示す様に上方から下
方にほぼ垂直に移送し、遠赤外線予熱機で１４０℃に予
熱し、その両側に厚さ１８μｍの銅箔を供給し、１５０
℃に加熱された一対の加熱ロール（間隙０．１３ｍｍ）
間にて加熱加圧成形した。続いて、２５０℃に加熱した
３対の無圧ロール間を通し硬化を進めた。ほぼ室温にま
で冷却したところで１０００ｍｍ径のビニール管に巻き
付け張力１０ｋｇ／ｍで２０回巻き取った後裁断した。
この巻物をベーキング炉内に入れて１８０℃で1時間ア
フターキュアすることにより厚さ０．１３ｍｍの両面銅
張積層板を作製した。

【００１４】（比較例１）実施例１と同様にしてプリプ
レグを作製し、図１に示す様に上方から下方にほぼ垂直
に移送し、遠赤外線予熱機で１４０℃に予熱し、その両
側に厚さ１８μｍの銅箔を供給し、１５０℃に加熱され
た一対の加熱ロール（間隙０．１３ｍｍ）間にて加熱加
圧成形した。その後硬化を進めることなく、ほぼ室温に
まで冷却したところで１０００ｍｍ径のビニール管に巻
き付け張力１０ｋｇ／ｍで２０回巻き取った後裁断し
た。この巻物をベーキング炉内に入れて１８０℃で1時
間アフターキュアすることにより厚さ０．１３ｍｍの両
面銅張積層板を作製した。（比較例２）実施例１と同様にしてプリプレグを作製
し、加熱ロール間にて加熱加圧成形し、２００℃の熱風
乾燥炉で硬化を進めた。ほぼ室温にまで冷却したところ
で３００ｍｍ径のビニール管に巻き付け張力１０ｋｇ／
ｍで２０回巻き取った後裁断した。この巻物をベーキン
グ炉内に入れて１８０℃で1時間アフターキュアするこ
とにより厚さ０．１３ｍｍの両面銅張積層板を作製し
た。（比較例３）実施例１と同様にしてプリプレグを作製
し、図２に示すように巻きだし水平に移送し、遠赤外線
予熱機で１４０℃に予熱し、その上下両側から厚さ１８
μｍの銅箔を供給し、１５０℃に加熱された一対の加熱
ロール（間隙０．１３ｍｍ）間にて加熱加圧成形した。
続いて、２００℃の熱風乾燥炉を１分間で通過させ硬化
を進めた。ほぼ室温にまで冷却したところで１０００ｍ
ｍ径のビニール管に巻き付け張力１０ｋｇ／ｍで２０回
巻き取った後裁断した。この巻物をベーキング炉内に入
れて１８０℃で1時間アフターキュアすることにより厚
さ０．１３ｍｍの両面銅張積層板を作製した。（比較例４）実施例１と同様にしてプリプレグを作製
し、加熱ロール間にて加熱加圧成形し、２００℃の熱風
乾燥炉で硬化を進めた。ほぼ室温にまで冷却したところ
で１０００ｍｍ径のビニール管に巻き付け張力１００ｋ
ｇ／ｍで２０回巻き取った後裁断した。この巻物をベー
キング炉内に入れて１８０℃で1時間アフターキュアす
ることにより厚さ０．１３ｍｍの両面銅張積層板を作製
した。（比較例５）比較例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。

【００１５】以上のようにして得られた各銅張積層板に
ついて、特性及びそのバラツキを測定した。これらの結
果を表１に示す。

【表１】

【００１６】（測定方法）１．成形性：銅張積層板の銅箔をエッチングして、目視
により外観を観察した。２．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。３．引張り強さ：銅張積層板の銅箔をエッチングして、
１０×１００ｍｍに切断後テンシロンにて引張り強度を
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角の銅張積層板を、２
６０℃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。

【００１７】

【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積層成形
した後、巻き取りアフターキュアすることを特徴とす
る。従って、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。また、巻き取った形でアフターキュ
アすることで省スペース化が可能となり、巻径を４００
ｍｍ以上好ましくは８００ｍｍ以上にすることで製品カ
ットサイズでの反りは問題無く、従来の連続ベーキング
に比較してテンションが小さく寸法変化が小さい等、積
層板品質が向上する。さらに、従来の横方向の移動によ
る連続成形に比べて、重力の影響が無くプリプレグ等へ
のテンションが均一になるので、反りが極めて少ない
等、積層板品質が良好となる。また、巻き取り後の積層
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。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
図で、（ａ）は積層板を巻き取るまでの工程、（ｂ）は
アフターキュアの工程を示す。

【図２】従来の連続法による積層板の製造工程を示す
概略図である。

【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加熱ロール５，１５加熱炉６冷却装置１６積層板７，１７裁断機８、１８巻き取り機９積層板１０ベーキング炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F100 AB01B AB01C AB17 AB33B AB33C AG00 AK01B AK01C AK53 AK53K BA03 BA08 DG11A DG12 DG15A DH01A EH072 EJ192 EJ421 EJ422 EJ483 EJ503 EJ943 GB41 JL02 4F205 AC03 AD03 AD05 AD08 AD16 AD29 AG01 AG03 AH36 AK07 AR04 HA08 HA29 HA35 HA45 HB02 HB13 HE06 HK17 HK25 HL02 HT03 HT08 HT13 HT19 HT22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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積層成形した後に、ロール下方
で冷却し、径４００ｍｍ以上の円筒状巻芯に、巻き付け
張力２０ｋｇ／ｍ以下で巻き取った後、１００〜２４０
℃の炉内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】プリプレグをロール間に挿入する前に予
備加熱する請求項１記載の積層板の製造方法。
【請求項３】連続的にラミネート積層成形した後、巻
き取る前に連続で加熱炉又は無圧加熱ロールを通過させ
ることを特徴とする請求項１又は２記載の積層板の製造
方法。
【請求項４】円筒状巻芯の径が８００ｍｍ以上である
請求項１，２又は３記載の積層板の製造方法。