JP2002284908A - プリプレグの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な設備の変更で、かつ、生産性を低下さ
せたり、基材に歪みを生じさせることなく、内部に気泡
のないプリプレグを製造する。 【解決手段】 一次含浸用熱硬化性樹脂ワニスを収容し
た一次含浸槽２３および一次含浸用熱硬化性樹脂ワニス
より高粘度の二次含浸用熱硬化性樹脂ワニスを収容した
二次含浸槽２４に基材１０を順に浸漬して一次含浸用お
よび二次含浸用熱硬化性樹脂ワニスを含浸させるにあた
り、基１０材の一次含浸槽２３への浸漬開始点Ａから、
二次含浸槽２４への浸漬開始点Ｂまでの走行時間Ｔと、
その間に基材１０が気中を走行する時間ｔとの間に次式
の関係が成り立つようにする。 ｔ＝ａＴ （但し、ａは0.8〜0.98の数である）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板の
絶縁基板材料として用いられるプリプレグの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板の絶縁基板材料として用
いられるプリプレグは、一般に、紙やガラスクロスなど
の基材に、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を溶剤に分
散または溶解させた樹脂ワニスを含浸させ、次いで乾燥
させて半硬化させることにより製造されている。

【０００３】このようなプリプレグにおいては、基材中
のフィラメント間に気泡が残っていると、プリント配線
板成形時のボイドやカスレの原因となり、プリント配線
板の信頼性を損なうおそれがある（例えば、ボイドやカ
スレが生じたプリント配線板に電圧が印加されると導電
層を構成する銅イオンが移行して導電層間の絶縁性が低
下する。）。特に、多層プリント配線板や比較的低圧
（3MPa程度以下）で成形するプリント配線板では、プリ
プレグ内部に残存する気泡を除くことが難しく、ボイド
やカスレが発生しやすい。

【０００４】このため、従来より、（イ）低粘度の樹脂
ワニスを用いる、（ロ）低粘度の樹脂ワニスを含浸（一
次含浸）させた後、粘度の高い樹脂ワニスを含浸（二次
含浸）させる、（ハ）真空含浸装置を用いる、といった
方法が考案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（イ）
の方法は十分な厚みが得られず、また、（ハ）の方法は
多額の設備費を要するという問題がある。これに対し、
（ロ）の方法は、低粘度の樹脂ワニス含浸後に粘度の高
い樹脂ワニスを含浸させているため、厚みを十分に確保
できるうえ、設備費もさほどかからないという特長を有
している。しかしながら、気泡を十分に除去するために
は、低粘度の樹脂ワニスを長時間含浸させなければなら
ず、生産性が不良となったり、あるいは、基材に歪みが
生じるおそれがあった。

【０００６】すなわち、樹脂ワニスを長時間含浸させる
ためには、基材の走行速度を遅くするか、あるいは、含
浸槽の容量を大きくしたり含浸槽内にガイドローラなど
を配置するなどして基材の含浸槽内の走行距離を長くす
る必要があるが、走行速度を遅くした場合には、生産性
が低下する。一方、基材の含浸槽内の走行距離を長くす
ると、ワニスの抵抗を長く受けることになるため、特に
薄い基材の場合に、歪みが生じる。この歪みは、プリン
ト配線板の反りや捻じれの要因となるだけでなく、寸法
精度を低下させる要因にもなる。

【０００７】本発明は、このような点に対処してなされ
たもので、簡単な設備の変更で、かつ、生産性を低下さ
せたり、基材に歪みを生じさせることなく、内部に気泡
のないプリプレグを製造することができるプリプレグの
製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のプリプレグの製
造方法は、第1の熱硬化性樹脂ワニスおよび前記第1の熱
硬化性樹脂ワニスより高粘度の第２の熱硬化性樹脂ワニ
スを順に基材に含浸させ、次いで乾燥し半硬化させるこ
とからなるプリプレグの製造方法であって、前記第1お
よび第２の熱硬化性樹脂ワニスの含浸は、前記第1およ
び第２の熱硬化性樹脂ワニスをそれぞれ収容した第１お
よび第２の含浸槽に基材をそれぞれ浸漬することにより
行われ、基材の前記第１の含浸槽への浸漬開始から、前
記第２の含浸槽への浸漬開始までの時間Ｔと、その間に
基材が気中にある時間ｔとの間に、次式 ｔ＝ａＴ （但し、ａは0.8〜0.98の数である）の関係が成り立つ
ことを特徴としている。

【０００９】このような方法においては、基材の第１の
含浸槽への浸漬時間が短時間であっても、基材が第1の
熱硬化性樹脂ワニスに接している時間は十分に確保され
るため、ワニスは基材内部にまで十分に含浸され、気泡
の残留が防止される。しかも、基材の第１の含浸槽内を
走行する時間が短いため、基材が長時間、含浸槽内を走
行することによる歪みの発生が抑えられ、このような歪
みに起因するプリント配線板の反りや捩じりの発生およ
び寸法精度の低下を防止することができる。

【００１０】本発明において、第1の熱硬化性樹脂ワニ
スは、粘度が0.001 Pa・s〜0.1 Pa・sであることが好まし
い。このような構成を採ることにより、第1の熱硬化性
樹脂ワニスの基材への含浸性をより向上させることがで
きる。

【００１１】また、本発明において、基材の第１の含浸
槽への浸漬は少なくとも2回行うことが好ましい。この
ような構成を採ることにより、第1の熱硬化性樹脂ワニ
スの基材への含浸性をより向上させることができる。

【００１２】本発明において、第1および第２の熱硬化
性樹脂ワニスには、それぞれエポキシ樹脂、フェノール
樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリフェニレンエーテ
ル樹脂、ビニルエステル樹脂、およびそれらの変性物か
らなる群より選ばれた少なくとも１種を樹脂成分として
含有するものが例示される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、本発明に使用される
プリプレグ製造装置の一例を概略的に示す図である。図
1に示すように、この装置は、基材ロール（図示なし）
から引き出される基材１０に、熱硬化性樹脂ワニスの予
備含浸を行うキスロール２１を備えたキスバス２２、予
備含浸された基材１０に熱硬化性樹脂ワニスの一次含浸
を行なう一次含浸槽２３、一次含浸された基材１０にさ
らに熱硬化性樹脂ワニスの二次含浸を行なう二次含浸槽
２４、これらの含浸された熱硬化性樹脂ワニスの乾燥を
行う縦型乾燥塔２５を備え、縦型乾燥塔２５の入口部下
方には、余剰の熱硬化性樹脂ワニスを除去するスクイズ
ローラ２６が配置されている。

【００１４】この装置には、基材１０をキスバス２２か
ら一次含浸槽２３へと案内するガイドローラ２７をはじ
め、多数のローラが配設されているが、一次含浸槽２３
の内外においては、この一次含浸槽２３への基材１０の
浸漬が複数回繰り返されるとともに、一次含浸槽２３へ
の基材１０の浸漬開始点Ａから、基材１０の二次含浸槽
２４への浸漬開始点Ｂまでの基材１０の全走行時間Ｔ
と、その間に基材１０が気中を走行する時間ｔとの間
に、次式 ｔ＝ａＴ …［Ｉ］ （但し、ａは0.8〜0.98の数である）の関係が成り立つ
ように、複数のガイドローラ２７が設置されている。

【００１５】なお、図１中、２８は、余分な溶剤が二次
含浸槽に持ち込まれることによって、二次含浸槽２４内
の熱硬化性樹脂ワニスが希釈されるのを防止するために
配置された絞り用ローラを示している。二次含浸槽２４
内の熱硬化性樹脂ワニスの希釈が防止されることによっ
て、スクイズローラ２６による樹脂含浸量のコントロー
ルが容易になる。絞り用ローラ２８は、溶剤の無駄をな
くすことができる点でも有用である。

【００１６】次に、上記装置を用いた本発明のプリプレ
グの製造方法について説明する。

【００１７】基材ロールから引き出された基材１０は、
キスバス２２により粘度が0.001 Pa・s〜0.1 Pa・s程度の
熱硬化性樹脂ワニスが予備含浸された後、一次含浸槽２
３へ送られ、一次含浸用の熱硬化性樹脂ワニスへの浸漬
が複数回繰り返される。この一次含浸用の熱硬化性樹脂
ワニスには、粘度が0.001 Pa・s〜0.1 Pa・sに調整したも
のを使用することが好ましく、0.1 Pa・sを越えたものを
使用した場合には、気泡を残留させないためには、基材
１０の走行速度を落とす必要が生じ、生産性が低下す
る。なお、基材１０の走行速度は、通常、3ｍ/分〜15ｍ
/分の範囲である。

【００１８】次いで、一次含浸用の熱硬化性樹脂ワニス
が含浸された基材１０は、絞り用ローラ２８およびガイ
ドローラ２７を経て二次含浸槽２４へ送られ、二次含浸
用の熱硬化性樹脂ワニスが含浸される。この二次含浸用
の熱硬化性樹脂ワニスは、一次含浸用の熱硬化性樹脂ワ
ニスより高粘度であればよいが、樹脂含浸量のコントロ
ールの容易さの点から、0.1 Pa・s〜1 Pa・sの範囲のもの
を使用することが好ましい。

【００１９】このようにして熱硬化性樹脂ワニスが含浸
された基材１０は、スクイズローラ２６によって余剰の
熱硬化性樹脂ワニスが除去された後、乾燥塔２５で乾燥
され、プリプレグ３０とされて外部へと引き出される。

【００２０】このような方法においては、一次含浸にお
いて基材が熱硬化性樹脂ワニスを付着した状態で所定時
間、気中を走行するようにしたので、基材の一次含浸槽
への浸漬時間が短時間であっても、熱硬化性樹脂ワニス
は基材内部にまで十分に含浸される。しかも、基材の一
次含浸槽内に浸漬される時間が短いため、熱硬化性樹脂
ワニスの抵抗による基材の歪みの発生が抑えられる。し
たがって、気泡がなく、また、歪みもない高品質のプリ
プレグを得ることができ、これを用いて反りや捩じれが
なく、かつ、寸法精度の高いプリント配線板を得ること
ができる。

【００２１】なお、図１に示した装置では、一次含浸槽
２３内に基材１０の浸漬が3回繰り返される構成になっ
ているが、前述した式［Ｉ］の関係が成り立つように構
成されていれば浸漬数は特に限定されるものではなく、
また、ローラ２７の配置数や配置位置なども特に限定さ
れるものではない。しかしながら、ワニスの含浸性を高
める点から、浸漬は少なくとも2回行なうようにするこ
とが好ましく、また、このように複数回浸漬を行なう場
合には、ほぼ一定の間隔で浸漬を繰り返すようにするこ
とことが好ましい。

【００２２】また、図１に示した装置では、一次含浸槽
２３の前にのみキスバス２２が配置されているが、二次
含浸槽２４の前にも同様のキスバス２２を配置してもよ
い。また、キスバス２２を設けず、キスロール２１を一
次含浸槽２３や二次含浸槽２４の基材導入側に配置する
ようにしてもよい。

【００２３】さらに、図１に示した装置では、乾燥塔と
して縦型乾燥塔２５を使用しているが、横型乾燥塔であ
ってもよく、含浸槽も、必要ならば、一次含浸槽２３お
よび二次含浸槽２４に加え、さらに第３、第４……の含
浸槽を設けるようにしてもよい。

【００２４】ここで、本発明において使用される基材お
よび熱硬化性樹脂ワニスについて記載する。

【００２５】基材は、熱硬化性樹脂含浸プリプレグ用基
材として知られるものであればよく、ガラスやアスベス
トなどの無機繊維、ポリエステル、ポリアミドなどの有
機合成繊維、木綿などの天然繊維からなる織布、不織
布、マットなどが挙げられる。その他、クラフト紙やリ
ンター紙なども使用することができる。

【００２６】また、熱硬化性樹脂ワニスは、熱硬化性樹
脂を溶剤に溶解または分散させて粘度を調整したもの
で、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール
樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリフェニレンエーテ
ル樹脂、ビニルエステル樹脂、それらの変性物などが例
示される。これらの熱硬化性樹脂は１種を単独で使用し
てもよく2種以上を混合して使用するようにしてもよ
い。また、溶剤としては、アセトン、水、メチルエチル
ケトン、メタンール、エタノール、キシレン、トルエ
ン、スチレン、ジメチルフォルムアミド、エチレングリ
コールモノブチルエーテル、3-メチル-3-メトキシブタ
ノール、エチレングリコールモノエチルアセテート、プ
ロピレングリコールメチルエーテル、N-メチルピロリド
ンなどが例示され、これらの熱硬化性樹脂は１種を単独
で使用してもよく2種以上を混合して使用するようにし
てもよい。なお、予備含浸用、一次含浸用および二次含
浸用の各熱硬化性樹脂ワニスは、同種であっても異種で
あってもよい。

【００２７】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。なお、以下の記載において「部」とあるのはい
ずれも「重量部」を示す。

【００２８】実施例１ ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（軟化点75
℃、エポキシ当量 495）92部、o-クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂（軟化点90℃、エポキシ当量 210）8
部、ジシアンジアミド2部および2-エチル-4-メチルイミ
ダゾール0.02部を、メチルエチルケトンに溶解し、粘度
0.06Pa・sの一次含浸用樹脂ワニスを調製した。同様にし
て、粘度0.12 Pa・sの二次含浸用樹脂ワニスを調製し
た。

【００２９】次いで、前述した式［Ｉ］においてａが0.
85となるように構成された、図1に示す製造装置を用い
て、プリプレグを製造した。

【００３０】すなわち、厚さ0.1mm、2116スタイルのガ
ラスクロスを4m/分の速度で走行させ、上記一次含浸用
樹脂ワニスおよび二次含浸用樹脂ワニスを順に含浸さ
せ、乾燥させてプリプレグを製造した。

【００３１】実施例２ 一次含浸用樹脂ワニスとして、ブロム化ビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂（軟化点75℃、エポキシ当量 495）92
部、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（軟化点90
℃、エポキシ当量 210）8部、ジシアンジアミド2部およ
び2-エチル-4-メチルイミダゾール0.02部を、メチルエ
チルケトンに溶解し、粘度0.02Pa・sに調製したものを用
いた以外は、実施例１と同様にして、プリプレグを製造
した。

【００３２】比較例１ 一次含浸用樹脂ワニスとして、ブロム化ビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂（軟化点75℃、エポキシ当量 495）92
部、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（軟化点90
℃、エポキシ当量 210）8部、ジシアンジアミド2部およ
び2-エチル-4-メチルイミダゾール0.02部を、メチルエ
チルケトンに溶解し、粘度0.15Pa・sに調製したものを用
いた以外は、実施例１と同様にして、プリプレグを製造
した。

【００３３】比較例２ 前述した式［Ｉ］においてａが0.20となるように構成さ
れた、図1に示す製造装置を用いるようにした以外は、
実施例１と同様にして、プリプレグを製造した。

【００３４】上記各実施例および各比較例で得られたプ
リプレグの樹脂分、硬化時間および揮発分をJIS C 6521
に基づき試験した。また、20mm角当りの気泡の数を目視
により数えるとともに、基材横糸の歪みを測定した。さ
らに、得られたプリプレグを5枚重ね、その両面に厚さ1
8mmの銅箔を重ね、温度175℃、圧力2.5MPaで100分間加
熱加圧して、厚さ0.5mmの銅張積層板を製造し、その4辺
に発生したかすれの長さを測定した。これらの結果を表
1に示す。

【００３５】

【表１】 なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変形して実施する
ことが可能であることはいうまでもない。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプリプレ
グの製造方法によれば、低粘度の熱硬化性樹脂ワニスの
含浸にあたって、基材を熱硬化性樹脂ワニスに浸漬後、
所定の時間気中にあるようにしたので、簡単な設備の変
更で、しかも、生産性を低下させたり、基材に歪みを生
じさせることなく、内部に気泡のないプリプレグを製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用されるプリプレグ製造装置の一例
を概略的に示す図。

【符号の説明】

１０………基材 ２３………一次含浸槽 ２４………二次含浸槽 ２６………スクイズローラ ２５………縦型乾燥塔 ２７………ガイドローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第1の熱硬化性樹脂ワニスおよび前記第1
   の熱硬化性樹脂ワニスより高粘度の第２の熱硬化性樹脂
   ワニスを基材に順に含浸させ、次いで乾燥し半硬化させ
   ることからなるプリプレグの製造方法であって、 前記第1および第２の熱硬化性樹脂ワニスの含浸は、前
   記第1および第２の熱硬化性樹脂ワニスをそれぞれ収容
   した第１および第２の含浸槽に基材をそれぞれ浸漬する
   ことにより行われ、基材の前記第１の含浸槽への浸漬開
   始から、前記第２の含浸槽への浸漬開始までの時間Ｔ
   と、その間に基材が気中にある時間ｔとの間に、次式 ｔ＝ａＴ （但し、ａは0.8〜0.98の数である）の関係が成り立つ
   ことを特徴とするプリプレグの製造方法。
2. 【請求項２】 第1の熱硬化性樹脂ワニスの粘度が、0.0
   01 Pa・s〜0.1 Pa・sであることを特徴とする請求項１記
   載のプリプレグの製造方法。
3. 【請求項３】 基材の第１の含浸槽への浸漬を少なくと
   も2回行うことを特徴とする請求項１または２記載のプ
   リプレグの製造方法。
4. 【請求項４】 第1および第２の熱硬化性樹脂ワニス
   は、それぞれエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミ
   ド樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ
   ブタジエン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ビニル
   エステル樹脂、およびそれらの変性物からなる群より選
   ばれた少なくとも１種を樹脂成分として含有するもので
   あることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項記
   載のプリプレグの製造方法。
5. 【請求項５】 第1および第２の熱硬化性樹脂ワニス
   は、エポキシ樹脂を主成分とするものであることを特徴
   とする請求項１乃至３のいずれか1項記載のプリプレグ
   の製造方法。