JP2001269954A

JP2001269954A - 積層板の製造方法

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Publication number: JP2001269954A
Application number: JP2000085834A
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: 2000-03-27
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2001-10-02
Anticipated expiration: 2020-03-27
Also published as: JP4296680B2

Abstract

(57)【要約】【課題】縦型連続成形により、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】表裏の樹脂厚み差を２０μm以下にした
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、加熱
ロールでの樹脂溜まり量が表裏で均一にし積層成形する
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回路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（コンポジ
ット積層板）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。上記のようなプリン
ト回路板に用いられる多層回路基板やガラス布基材エポ
キシ樹脂積層板、あるいはコンポジット積層板を積層成
形する場合には、熱盤間に銅箔、プリプレグ、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み精度
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。

【０００３】従来前記品質バラツキの少ない積層板や省
エネルギー化ができる設備として横型の連続ベルトプレ
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１５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法
でも、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る問題、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、あるいはベルトプレスではベルトに挟んだ時
の圧力むらや温度むらが発生しやすい問題があった。特
に、プリプレグの表裏の樹脂厚みが異なると、ベルトや
ロール間に挟んだとき樹脂溜まりの出来方が異なりこれ
による液圧差により、液溜まりのない側にボイドが発生
する問題があった。また、このプリプレグでの表裏の樹
脂厚み差が積層板にした時にもそのまま表裏の樹脂厚み
差になっており、これが反りの問題になっていた。

【０００４】

【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、プリプレグの表裏の樹脂
厚み差により、ボイドの原因や反りが大きくなる問題が
あった。本発明は、従来の積層板成形方法の問題点を解
消し、積層成形における内部残存応力をなくし、積層板
の反り、寸法安定性を向上させ、さらに気泡がなく成形
性が良好で、かつ省エネルギー型の安価な積層板の製造
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積層成形する積層板の製造方
法において、プリプレグの表裏における樹脂厚みの差を
２０μｍ以下にして加熱ロールでの樹脂溜まり量が表裏
で略同一にした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、プリプレグをロール間に挿入
する前に予備加熱する行程を有する積層板の製造方法に
関し、金属箔が両面にある積層板において、シート状繊
維基材の両面と金属箔との間にある樹脂層厚みの差を１
０μｍ以下とする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、基材の両面に表裏における
樹脂厚みの差が２０μｍ以下になるように付着させる。
表裏の樹脂厚み差が２０μｍより大きくなると、樹脂の
硬化収縮や熱膨張により厚い方に反る現象が発生する。
厚み差は小さいほど好ましく、１０μｍ以下で反りがよ
り効果的に防止される。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。表裏の樹脂量のコントロールは、各種コーターの場
合はコーターと基材との間隙で行う。スプレーの場合で
は表裏の樹脂の吹きつけ量でコントロールをする。ま
た、特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。

【０００８】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、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が、後述
する点から摩擦係数の少ないものが好ましい。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。ロールの温度
については、適用可能な範囲は１１０〜２８０℃であ
り、たとえばエポキシ樹脂の場合１１０〜１９０℃、ポ
リイミド樹脂の場合、２１０〜２８０℃の範囲が好まし
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。

【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）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。必要により、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。（加熱ロール）金属箔３を、加熱ロール４の表面の所定
位置に接触させその表面をロールの回転とともに移動さ
せ、プリプレグ１と重ね合わせ、上方から一対又は複数
対の加熱ロール３間を通し積層成形する。（裁断又は巻き取り工程）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。積層板５は通常裁断の前又は後でアフター
ベーキングされる。

【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。得られたワニスを１００ｇ／
ｍ² のガラスクロスにコンマナイフコーターで塗布し、
全体の樹脂固形分が１００ｇ／ｍ² であり、ガラスクロ
スの表裏面に固形分樹脂層厚みが各々２０μｍになるよ
うに含浸した。次いで、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、その両側に厚さ１８μｍの銅箔を
供給し、１８０℃に加熱された一対の加熱ロール（間隙
０．１ｍｍ）間にて加熱加圧成形した。その後１８０℃
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。

【００１２】（実施例２）実施例と同様にしてワニスを
得た。得られたワニスを１００ｇ／ｍ² のガラスクロス
にコンマナイフコーターで塗布し、全体の樹脂固形分が
１００ｇ／ｍ² であり、固形分樹脂層厚みが表面で２５
μｍ、裏面で１５μｍになるように含浸した後、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。以下、実施例１と同様にして厚さ
０．１ｍｍの両面銅張積層板を作製した。

【００１３】（比較例１）実施例と同様にしてワニスを
得た。得られたワニスを１００ｇ／ｍ² のガラスクロス
にコンマナイフコーターで塗布し、全体の樹脂固形分が
１００ｇ／ｍ² であり、固形分樹脂層厚みが表面で４０
μｍ、裏面で１０μｍになるように含浸した後、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。以下、実施例１と同様にして厚さ
０．１ｍｍの両面銅張積層板を作製した。

【００１４】（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℃に加熱された一対の加熱ロール
（間隙０．１ｍｍ）間にて加熱加圧成形した。その後１
８０℃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。

【００１５】（比較例３）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。

【００１６】以上のようにして得られた各銅張積層板に
ついて、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。

【表１】

【００１７】（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
により外観を観察した。３．反り：２５０ｍｍ角の銅張積層板のテストピースを
１７０℃、３０分間加熱した後の最大反り量を測定し
た。４．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。５．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。６．銅箔引剥し強さ：ＪＩＳＣ６４８１により測定し
た。７．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。８．絶縁抵抗：ＪＩＳＣ６４８１により測定した。

【００１８】

【発明の効果】本発明の方法は、プリプレグの表裏の樹
脂厚み差を２０μm以下にして加熱ロールでの樹脂溜ま
り量が表裏で均一にしたことを特徴とする。従って積層
板の表裏の樹脂層厚みが均一となるので、反りが極めて
少ない等、積層板品質が良好となる。さらにこのプリプ
レグを上方から加熱ロール間に供給し、この加熱ロール
により積層成形することによって、設備が小型化し、こ
のことにより使用燃料が削減されるので、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、積層
板製造時において、従来の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、反りが極めて少ない等、積層板品質が良
好となる。さらに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。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加熱装置３，１３金属箔又はフィルム４，１４加熱ロール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 (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｌ 31:34 Ｂ２９Ｌ 31:34

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
積層成形する積層板の製造方法において、プリプレグの
表裏における樹脂厚みの差を２０μｍ以下にして加熱ロ
ールでの樹脂溜まり量が表裏で略同一としたことを特徴
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】金属箔が両面にある積層板において、シ
ート状繊維基材の両面と金属箔との間にある樹脂層厚み
の差を１０μｍ以下とする請求項１又は２記載の積層板
の製造方法。