JP2003008232A - プリプレグの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 多層板を製造する際の成形による内層回路の
寸法変動バラツキを小さくするのに有効なプリプレグを
得ることができるプリプレグの製造方法を提供する。 【解決手段】 多層プリント配線板の製造に使用するプ
リプレグの製造方法であって、長尺のガラス布基材１に
連続的に熱硬化性樹脂液２を含浸し、次いで加熱処理し
て得られた樹脂含浸品５を切断して、所定寸法のシート
８にし、そのシートを、シートに張力を加えることなし
に、シートが備える含浸樹脂の溶融温度よりも高い温度
で、加熱してプリプレグを製造することを特徴とするプ
リプレグの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の電子機器等
に使用される多層プリント配線板の製造に使用するプリ
プレグの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、多層プリント配線板のファイン化
の要求が加速している。すなわち、ライン幅／スペース
幅は１００μｍ／１００μｍ仕様から、５０μｍ／５０
μｍ仕様、さらには３０μｍ／３０μｍ仕様と要求レベ
ルが厳しくなってきている。これに伴い、当然のことな
がら、ランド径（アニュラーリング）の寸法仕様も１５
０μｍ仕様から、１００μｍ仕様、さらには５０μｍ仕
様と厳しくなってきている。

【０００３】そのため、多層プリント配線板を製造する
際には、スルホール穴の位置精度を向上させることや、
ビルドアップ基板では、レーザーで形成するＢＶＨ（ブ
ラインドビアホール）穴の位置精度を向上させることが
求められている。スルホール穴やＢＶＨ穴の位置精度を
向上させるには、スルホール穴やＢＶＨ穴の機械加工精
度の向上だけでなく、多層プリント配線板を製造するた
めに使用するプリプレグ等の材料の寸法精度を向上する
必要がある。

【０００４】多層プリント配線板は、内層回路を備える
内層材の表裏にプリプレグを重ね、さらにその外側に銅
箔を重ねたものを加熱加圧して成形して得られる多層板
を加工して製造することが一般に行われている。この多
層板とするための成形を行った際に、内層材に形成され
ている内層回路の寸法は通常収縮する。そのため、予め
内層材の内層回路をこの収縮分だけ拡大して形成してお
くことにより、成形後における内層回路の寸法を設計通
りに仕上げるという手法が取られている。しかし、この
ような手法を採用したとしても、成形による寸法変動は
バラツキが大きいため、内層回路中のランド径（アニュ
ラーリング）等の寸法仕様が厳しい場合には、内層回路
の位置精度に関する不良が発生することがあり、その改
善策が求められている。

【０００５】そして、成形による寸法変動の原因は、プ
リプレグを構成している含浸樹脂の硬化時の収縮と、製
造されたプリプレグが持つ残留応力によると考えられ
る。含浸樹脂の硬化時の収縮は、プリプレグの製造に使
用する樹脂成分の特性であり、比較的均一であって、成
形時の寸法変動バラツキへの寄与は少ないと考えられ
る。これに対して、プリプレグが持つ残留応力は、プリ
プレグを製造する際の設備や条件等により大きく変動
し、成形による寸法変動バラツキの原因となっていると
考えられる。そのため、多層板を製造する際の成形によ
る内層回路の寸法変動バラツキを小さくするのに有効な
プリプレグが求められている。

【０００６】一般に、多層プリント配線板の製造に使用
するプリプレグは、長尺のガラス布基材に張力をかけな
がら、そのガラス布基材に熱硬化性樹脂液を含浸し、所
定温度の加熱ゾーン中で加熱処理（乾燥）して、熱硬化
性樹脂液の溶剤を除去すると共に樹脂成分を半硬化させ
た後、冷却して製造されている。従来、プリプレグの乾
燥装置としては、加熱ゾーンが縦型のもの（図１に示す
もの）と横型のもの（図２に示すもの）が知られてい
て、縦型のものが広く使用されている。何れの場合も、
熱硬化性樹脂液を含浸したガラスクロスが加熱ゾーン中
を通過している間は、搬送や巻取りのための張力がガラ
スクロスにかかる構造となっていて、この張力のために
プリプレグに残留応力が生じていると考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、その目的とする所は、多層板
を製造する際の成形による内層回路の寸法変動バラツキ
を小さくするのに有効なプリプレグを得ることができる
プリプレグの製造方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、熱硬化性樹
脂液を含浸したガラスクロスが加熱ゾーン中を通過して
いる間は、搬送のための張力がガラスクロスにかかる構
造となっている乾燥装置を用いて製造されたプリプレグ
の残留応力を低減する方法について各種検討した結果、
請求項１〜請求項４に係る発明に至ったものである。

【０００９】請求項１に係る発明のプリプレグの製造方
法は、多層プリント配線板の製造に使用するプリプレグ
の製造方法であって、長尺のガラス布基材に連続的に熱
硬化性樹脂液を含浸し、次いで加熱処理して得られた樹
脂含浸品を切断して、所定寸法のシートにし、そのシー
トを、シートに張力を加えることなしに、シートが備え
る含浸樹脂の溶融温度よりも高い温度で、加熱してプリ
プレグを製造することを特徴とするプリプレグの製造方
法である。ここでいう、シートが備える含浸樹脂の溶融
温度とは、表面温度を調節した熱板上にシートを載置し
たときに、シートが備える含浸樹脂が溶融する熱板の表
面温度の最低温度のことを表している。

【００１０】請求項２に係る発明のプリプレグの製造方
法は、シートを加熱する際の加熱温度が、（シートが備
える含浸樹脂の溶融温度＋１０℃）〜（シートが備える
含浸樹脂の溶融温度＋５０℃）の範囲内であることを特
徴とする請求項１記載のプリプレグの製造方法である。

【００１１】請求項３に係る発明のプリプレグの製造方
法は、シートを加熱する際の加熱時間が１０〜３０秒で
あることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプリ
プレグの製造方法である。

【００１２】請求項４に係る発明のプリプレグの製造方
法は、シートに張力を加えることなしに、シートを加熱
する方法が、水平方向に移動するコンベヤ上にシートを
載置し、そのシートをコンベヤと共に加熱ゾーンを通過
させて加熱する方法であることを特徴とする請求項１〜
請求項３の何れかに記載のプリプレグの製造方法であ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明のプリプレグの製造方法では、まず、図１
に示すように、ロール状に巻かれている長尺のガラス布
１を連続的に含浸槽３内に導き、熱硬化性樹脂液２を含
浸する。この熱硬化性樹脂液２は、例えば、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹
脂の組成物であって、溶剤を用いていない無溶剤タイプ
の液状の組成物であってもよく、溶剤を用いて液状化し
ている組成物であってもよい。そして、熱硬化性樹脂液
２を含浸させたガラス布１を、例えば１００〜２００℃
に加熱されている加熱ゾーン４中に連続的に導入し、加
熱処理して、熱硬化性樹脂液２の揮発成分を除去すると
共に熱硬化性樹脂液２の樹脂成分を半硬化させた樹脂含
浸品５を得る。この場合の加熱処理条件は、樹脂含浸品
５が備える含浸樹脂が、加熱によって溶融可能であるい
わゆる半硬化状態となるように、熱硬化性樹脂液２の種
類によって条件設定を行えばよい。

【００１４】そして、この実施の形態では、得られた樹
脂含浸品５をゴムロール等で形成される支持ロール６、
６で挟んで支持した状態で、切断装置７を用いて切断し
て、所定寸法のシート８にすると共に、得られたシート
８は積載装置９上に積載するようにしている。なお、樹
脂含浸品５を、一旦ロール状に巻き取った後、ロール状
にした樹脂含浸品を巻き出したものを切断して、所定寸
法のシートを得るようにすることも可能であるし、積載
装置９上に積載したものを、さらに切断して所定寸法の
シートとすることも可能である。また、乾燥装置として
は、図２に示すような乾燥ゾーン４が横型タイプのもの
等各種のものを使用することができる。

【００１５】次いで、得られた所定寸法のシート８を、
そのシートに張力を加えることなしに、シートが備える
含浸樹脂の溶融温度よりも高い温度で加熱することが、
本発明では重要である。このようにして加熱することに
よって、シートの残留応力が開放されて、多層板を製造
する際の成形による内層回路の寸法変動バラツキを小さ
くできるプリプレグとなるからである。

【００１６】シートに張力を加えることなしに加熱する
方法としては、例えば、水平方向に移動するコンベヤ上
にシートを載置し、そのシートをコンベヤと共に加熱ゾ
ーンを通過させて加熱する方法や、網等からなる支持体
上にシートを載置して、移動させることなしに、加熱ゾ
ーン中で所定時間保持する等の方法が例示できるが、水
平方向に移動するコンベヤ上にシートを載置する方法が
生産効率が高いので好ましい。なお、シートを載置する
コンベヤや支持体としては、フッ素樹脂等を用いて離型
性のよい表面材質としておくことが、加熱後にプリプレ
グをコンベヤや支持体から容易に分離するためには好ま
しい。

【００１７】そして、シートが備える含浸樹脂の溶融温
度とは、前記したように、表面温度を調節した熱板上に
シートを載置したときに、シートが備える含浸樹脂が溶
融する熱板の表面温度の最低温度のことを表していて、
溶融したかどうかは、目視で判断する。本発明ではシー
トが備える含浸樹脂の溶融温度よりも高い温度で加熱す
ることが、シートの残留応力が開放されるためには重要
である。また、シートを加熱する際の加熱温度が、（シ
ートが備える含浸樹脂の溶融温度＋１０℃）〜（シート
が備える含浸樹脂の溶融温度＋５０℃）の範囲内である
とより確実に、多層板を製造する際の成形による内層回
路の寸法変動バラツキを小さくできるプリプレグを得る
ことができるので好ましい。（シートが備える含浸樹脂
の溶融温度＋１０℃）よりも低い温度では、シートの残
留応力の開放が不十分となる傾向が生じ、（シートが備
える含浸樹脂の溶融温度＋５０℃）よりも高い温度で
は、シートが備える含浸樹脂の硬化が加熱中に進行し
て、プリプレグの成形性が損なわれる傾向が生じるから
である。なお、シートを加熱する際の加熱温度は、シー
トが加熱される位置における温度を表していて、熱電対
等をその位置に配設して測定される温度である。

【００１８】シートを加熱する際の加熱時間について
は、使用している熱硬化性樹脂液の種類等に応じて適宜
設定すればよいが、１０〜３０秒であることが実用的で
ある。１０秒未満ではシートの残留応力を開放が不十分
となる傾向が生じ、３０秒を越えるとシートが備える含
浸樹脂の硬化が加熱中に進行して、プリプレグの成形性
が損なわれる傾向が生じるからである。

【００１９】

【実施例】以下、具体的な実施例、比較例により本発明
をさらに説明する。

【００２０】各実施例及び比較例１において、ガラス布
１として厚さが０．１ｍｍのものを使用し、熱硬化性樹
脂液２として、エポキシ樹脂がビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂であり、硬化剤がジシアンジアミドであり、硬
化促進剤が２エチル４メチルイミダゾールであって、溶
剤を用いてワニス化したエポキシ樹脂組成物を使用し
た。そして、図１に示すように、ロール状に巻かれてい
る長尺のガラス布１を連続的に含浸槽３内に導き、熱硬
化性樹脂液２を含浸した。次いで、熱硬化性樹脂液２を
含浸したガラス布１を１６０℃に加熱されている加熱ゾ
ーン４中に連続的に導入して、５分間加熱・乾燥して、
熱硬化性樹脂液２の溶剤を除去すると共に樹脂成分を半
硬化状態にして、樹脂含浸品５を得、その樹脂含浸品５
を支持ロール６、６で挟んで支持した状態で、切断装置
７を用いて切断して、１０５０ｍｍ×１０５０ｍｍのシ
ート８を作製した。

【００２１】このシート８をさらに５００ｍｍ×５００
ｍｍの大きさに切断した。５００ｍｍ×５００ｍｍの大
きさに切断したシート８が備える含浸樹脂の溶融温度は
９０℃であった。なお、シート８が備える含浸樹脂の溶
融温度は、表面温度を調節した熱板（ホットプレート）
上にシート８を載置したときに、シート８が備える含浸
樹脂が溶融する熱板の表面温度の最低温度を溶融温度と
した。なお、溶融したかどうかは、目視で判断した。

【００２２】５００ｍｍ×５００ｍｍの大きさに切断し
たシート８を、各実施例で使用するプリプレグを作製す
るための材料として使用し、表１に示す条件で加熱し
て、プリプレグを作製した。表１中で「シートに張力を
加えることなしに加熱」としたものは、水平方向に移動
するコンベヤ（フッ素樹脂で表面をコーテングした金属
網製のコンベヤ）上に５００ｍｍ×５００ｍｍの大きさ
に切断したシート８を載置し、そのシートをコンベヤと
共に加熱ゾーンを通過させて加熱したものである。ま
た、表１中の加熱温度は、シート８が備える含浸樹脂の
溶融温度が９０℃であるので、「９０℃＋所定温度」と
いう式の形で表現で示していて、実際の加熱温度はその
式の計算結果の温度となる。そして、シートを加熱する
際の加熱温度は、加熱ゾーン中のシートが加熱される位
置における温度を表していて、熱電対をその位置に配設
して測定した温度を示している。なお、比較例１では、
５００ｍｍ×５００ｍｍの大きさに切断したシート８を
加熱することなしにそのままプリプレグとして使用し
た。

【００２３】次いで、得られたプリプレグを用いて、下
記のようにして４層の多層板を、各実施例及び比較例１
において作製した。

【００２４】絶縁基板の厚みが０．２ｍｍであり、大き
さが５００ｍｍ×５００ｍｍであるガラス布基材エポキ
シ樹脂積層板（両面銅箔張り、銅箔厚さ３５μｍ）にエ
ッチングにより内層回路を形成し、表面処理（黒化処
理）を行ったものを内層材として準備した。準備した内
層材に形成している内層回路の基準位置間の寸法（約４
５０ｍｍ）を座標測定機で測定して成形前の寸法とし
た。その後、内層材の表裏に各２枚のプリプレグを重
ね、さらにその外側に厚さ１８μｍの銅箔を各１枚重ね
たものを、成形温度：１８０℃、成形圧力：２．９４Ｍ
Ｐａ、成形時間：２時間の条件で成形して大きさ５００
ｍｍ×５００ｍｍの４層の多層板を得た。

【００２５】得られた４層の多層板について、寸法収縮
率の平均値、寸法収縮率のバラツキ、成形性を下記の方
法で評価し、得られた結果を表１に示す。なお、寸法収
縮率の平均値は、成形後に寸法が収縮している場合には
データにマイナス符号を付すようにして算出した値であ
る。

【００２６】寸法収縮率（平均値、バラツキ）の評価方
法：内層材に形成している内層回路の基準位置を、得ら
れた多層板表面の銅箔及びプリプレグの硬化物を除去し
て露出させ、次いで、露出させた内層回路の基準位置間
の寸法（約４５０ｍｍ）を座標測定機で測定して成形後
の寸法とし、前記の成形前の寸法からの寸法変化率を求
めて寸法収縮率とする。なお、成形後に寸法が収縮して
いる場合には寸法収縮率のデータにマイナス符号を付す
ようにする。２５枚の多層板について各２箇所の基準位
置間の寸法を測定し、合計５０個の寸法収縮率データを
得、その平均値とσ（標準偏差）を求める。寸法収縮率
のバラツキ（σ）については０．０１％未満であれば
○、０．０１％〜０．０２％であれば△、０．０３％を
越え場合は×と表示する。

【００２７】成形性の評価方法：得られた多層板５枚に
ついて両表面の銅箔をエッチングで除去し、ボイドの有
無を観察して評価し、ボイド無しの場合には○と表示
し、ボイド有りの場合には×と表示する。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１の結果で明かなように、本発明の各実
施例では、寸法収縮率のバラツキが比較例１より小さい
多層板が得られていることが確認された。

【００３０】

【発明の効果】請求項１〜請求項４に係る発明のプリプ
レグの製造方法では、長尺のガラス布基材に連続的に熱
硬化性樹脂液を含浸し、次いで加熱処理して得られた樹
脂含浸品を切断して、所定寸法のシートにし、そのシー
トを、シートに張力を加えることなしに、シートが備え
る含浸樹脂の溶融温度よりも高い温度で、加熱してプリ
プレグを製造するようにしているので、請求項１〜請求
項４に係る発明のプリプレグの製造方法によれば、多層
板を製造する際の成形による内層回路の寸法変動バラツ
キを小さくするのに有効なプリプレグを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を説明するための概略図で
ある。

【図２】横型の加熱ゾーンを備えるプリプレグの製造装
置を示す概略図である。

【符号の説明】

１ ガラスクロス ２ 熱硬化性樹脂液 ３ 含浸槽 ４ 乾燥ゾーン ５ 樹脂含浸品 ６ 支持ロール ７ 切断装置７ ８ シート ９ 積載装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層プリント配線板の製造に使用するプ
   リプレグの製造方法であって、長尺のガラス布基材に連
   続的に熱硬化性樹脂液を含浸し、次いで加熱処理して得
   られた樹脂含浸品を切断して、所定寸法のシートにし、
   そのシートを、シートに張力を加えることなしに、シー
   トが備える含浸樹脂の溶融温度よりも高い温度で、加熱
   してプリプレグを製造することを特徴とするプリプレグ
   の製造方法。
2. 【請求項２】 シートを加熱する際の加熱温度が、（シ
   ートが備える含浸樹脂の溶融温度＋１０℃）〜（シート
   が備える含浸樹脂の溶融温度＋５０℃）の範囲内である
   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】 シートを加熱する際の加熱時間が１０〜
   ３０秒であることを特徴とする請求項１又は請求項２記
   載のプリプレグの製造方法。
4. 【請求項４】 シートに張力を加えることなしに、シー
   トを加熱する方法が、水平方向に移動するコンベヤ上に
   シートを載置し、そのシートをコンベヤと共に加熱ゾー
   ンを通過させて加熱する方法であることを特徴とする請
   求項１〜請求項３の何れかに記載のプリプレグの製造方
   法。