JP2001334541A

JP2001334541A - 積層板の製造方法

Info

Publication number: JP2001334541A
Application number: JP2000155984A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Iida; 隆久飯田; Eizo Tozaki; 栄造東崎; Toyoji Okunishi; 豊次奥西
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2001-12-04
Anticipated expiration: 2020-05-26
Also published as: JP3611506B2

Abstract

(57)【要約】【課題】連続成形により、安定した品質（板厚精度、
成型ボイドの解消等）と使用エネルギーを削減した積層
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、クッション性を付与した加熱ロール間に上方
から挿入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、クッション性を付与したロールは、外周に
ゴム状弾性を有する材料の層が形成された金属製のロー
ルであり、さらには、ゴム状弾性を有する材料は、ゴム
ショア硬度５０〜１００度であり、その厚みが０．５〜
３．５ｍｍであることが好ましい。また、プリプレグを
加熱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
等が開発されたが、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、あるい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（特に、ボイド
の発生）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。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。

【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、成形
不良（ボイドの発生）、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、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。

【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、クッション性を付
与した加熱ロール間に上方から挿入し積層成形すること
を特徴とする積層板の製造方法に関するものである。ク
ッション性を付与したロールは、外周にゴム状弾性を有
する材料の層が形成された金属製のロールであることが
好ましく、ゴム状弾性を有する材料は、ゴムショア硬度
５０〜１００度であり、その厚みが０．５〜３．５ｍｍ
であることが好ましい。さらには、シート状繊維基材に
樹脂を付着させたプリプレグの１枚又は複数枚をロール
間に挿入する前に予備加熱することが好ましい。

【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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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、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銅箔等の
金属箔あるいはフィルムを重ね合わされる。次いで、ク
ッション性を付与した加熱ロール間に上方から挿入する
ことにより積層板に成形する。本発明のロール成形にお
いて、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、１対
あるいは複数対のロール間を通して成形する。

【００１２】本発明は、積層板を成形する加熱ロールと
してクッション性を付与したロールを使用することを特
徴とする。ロールにクッション性を付与する方法として
は、好ましくは、金属製のロールの外周に、表面層とし
てゴム状弾性を有する材料（以下、弾性材料という）を
所定厚み形成する。弾性材料は、通常、ゴムショア硬度
を５０〜１００度とし、好ましくは７０〜９０度とす
る。その厚みは０．５〜３．５ｍｍに調整する。この弾
性材料は、対をなすロールの両方に形成される。弾性材
料のゴムショア硬度が５０度未満では軟らか過ぎて成形
時に変形が生じ、積層板の厚みがばらつく要因となり、
１００度を越えると硬く十分にクッション性を付与する
ことができない。７０〜９０度の範囲において、成形時
ボイドの発生が効果的に抑えられ、積層板厚み精度も良
好となる。かかる弾性材料としては、具体的には、種々
のゴム弾性体が使用可能であるが、耐熱性の点でシリコ
ーンゴムが好ましい。弾性材料の厚みが、０．５ｍｍ未
満では十分にクッション性を付与することができず、
３．５ｍｍを越えると成形時に変形が生じ、積層板の厚
みがばらつく要因となる。

【００１３】本発明において、ロールの外周に弾性材料
の層を形成する方法等により、ロールにクッション性を
付与することにより、成形時ボイドの発生が抑えられ、
積層板厚み精度が良好となる理由は、以下の通りであ
る。即ち、成形時プリプレグへかかる圧力の増加は、弾
性材料のため相対的に遅くなり、プリプレグ中のボイド
が逃げることができ、その巻き込みが少なくなるため、
そして、クッション性のためプリプレグへの圧力がより
均一となり、基材に基づくプリプレグの厚みが維持さ
れ、積層板厚み精度が良好となるであると考えられる。
加熱ロールの温度については、適用可能な範囲は１００
〜２８０℃であり、例えば、エポキシ樹脂の場合１１０
〜１８０℃、ポリイミド樹脂の場合１５０〜２４０℃の
範囲が好ましい。

【００１４】また、本発明において、クッション性を付
与した加熱ロール間で積層成形する前に、予備加熱を行
うことが好ましい。この予備加熱により、加熱ロールに
よる成形時に加熱ロールからの熱量の不足を補い成形不
良（特に、ボイド）をさらに防止することができる。樹
脂の溶融は、加熱開始後３０秒〜６０秒程でその温度に
おける最低溶融粘度になるため加熱ロールとの接触のみ
では不十分な溶融状態となりやすい。そのためプリプレ
グを予め加熱することにより、安定した状態でロール成
形することができる。上記予備加熱の温度は、例えば、
エポキシ樹脂の場合通常１１０〜２００℃、ポリイミド
樹脂の場合通常１５０〜２６０℃程度である。

【００１５】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）プリプレグ供給部１からプリプレグ
２を巻き出して上方から下方へ移送しつつ加熱ロールへ
供給する。（予備加熱）プリプレグ２を遠赤外線ヒータ等の予熱機
８により予備加熱する。（金属箔供給）金属箔供給部３から金属箔４を巻き出し
てプリプレグ２の両面（又は片面）に供給する。（加熱ロールによる成形）上方から一対又は複数対のク
ッション性を付与された加熱ロール５間を通し積層成形
する。（裁断又は巻き取り）成形された積層板を、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。

【００１６】

【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。

【００１７】（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。

【００１８】クッション性を付与したロールとして、ゴ
ムショア硬度８０〜８５度、厚さ２ｍｍの耐熱性シリコ
ーンゴム層を表面に形成した一対のロールを使用した。
前述のプリプレグを図１に示す様に上方から下方に垂直
に移送し、両側から遠赤外線ヒーターにより１５０〜１
７０℃に予備加熱し、続いてその両側に厚さ１８μｍの
銅箔を供給し、１４０℃に加熱された前記ロール（間隙
０．１ｍｍ）間を上方から通過させることにより加熱加
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。

【００１９】（比較例１）実施例１と同様にして作製し
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、１５０℃に加熱された一対の金属ロール（間隙
０．１ｍｍ）間を上方から通過させることにより加熱加
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。

【００２０】（比較例２）実施例１と同様にして作製し
巻き取っ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８ｋ
ｇ／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。

【００２１】以上のようにして得られた各銅張積層板に
ついて、成形性評価（ボイドの観察）、厚みのバラツキ
及び諸特性を測定した。これらの結果を表１に示す。

【表１】

【００２２】（測定方法）１．成形性：銅箔をエッチングにて除去し表面のボイド
及びストランド間のボイドを目視にて観察した。２．積層板厚み：５００×６００ｍｍの大きさに切り出
し、マイクロメータにて４２ヶ所の厚みを測定し、その
平均値、標準偏差及び最大値と最小値の差（Ｒ）を求め
た。３．吸湿半田耐熱性：５０×５０ｍｍの試験片（試験片
数各３個）を、それぞれ（１）沸騰水処理２時間、及び
（２）１２１℃プレッシャークッカー処理１時間を行
い、次いで２６０℃の半田浴に３０秒間浸漬し、ふくれ
の有無を観察した。○：３個ともふくれのない場合、
×：１〜３個にふくれが発生した場合４．銅箔ピール強度：ＪＩＳＣ６４８１により測定し
た。５．絶縁抵抗：ＪＩＳＣ６４８１により測定した。試
験片は予め、吸湿処理（２０℃，湿度６５％にて９６時
間）を行った。

【００２３】表１の結果をみると、実施例１及び２で得
られた銅張積層板はボイドが殆どなく、成形性が良好で
あり、厚み精度についても優れていることがわかる。そ
の他積層板の諸特性についても従来の多段プレス方式の
場合と同等以上である。

【００２４】

【発明の効果】本発明の方法は、プリプレグを垂直方向
に移動させながら金属箔またはフィルムを重ね合わせ、
クッション性を付与された加熱ロール間を通し、このク
ッション性付与ロールにより積層成形することを特徴と
する。従って、成形設備が小型化し、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、積層板製造時におい
て、プリプレグを垂直方向に移動させることから、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い
ためプリプレグ等のテンションが均一になり、積層板の
反りが極めて少なくなる。また、クッション性付与加熱
ロールにより成形することから、ボイドが解消され安定
した厚み精度を得ることができ、高品質の積層板を得る
ことができる。プリプレグを予備加熱すると、さらにボ
イドの解消と厚み精度の向上が達成される。さらにロー
ル成形では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少し歩留まりが向上す
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。

【符号の説明】

１プリプレグ供給部２プリプレグ３金属箔供給部４金属箔５加熱ロール６裁断機７巻き取り機８予熱機

───────────────────────────────────────────────────── 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 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｆターム(参考） 4F100 AB01B AB01C AB17 AB33B AB33C AG00 AK01A AK53 BA03 BA06 BA10B BA10C DH01A EJ192 EJ421 EJ422 GB43 JL02 4F204 AA36 AC03 AD03 AD16 AG03 AH36 AJ05 AK07 FA08 FB02 FB13 FB24 FG03 FH06 FJ30 FN11 FN15 FQ10 FQ32 FW23

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、クッション性を付与した加熱ロール間に上方
から挿入し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】クッション性を付与したロールが、外周
にゴム状弾性を有する材料の層が形成された金属製のロ
ールである請求項１記載の積層板の製造方法。
【請求項３】ゴム状弾性を有する材料が、ゴムショア
硬度５０〜１００度であり、その厚みが０．５〜３．５
ｍｍである請求項２記載の積層板の製造方法。
【請求項４】プリプレグを、加熱ロール間に挿入する
前に予備加熱する請求項１，２または３記載の積層板の
製造方法。