JP2004050809A

JP2004050809A - 両面銅張積層板及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004050809A
Application number: JP2002370740A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Yamazaki; 山崎　一浩; Tetsuro Sato; 佐藤　哲朗
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: US20040101696A1; JP4240457B2; TWI237529B; TW200408325A

Abstract

【課題】キャパシティ層の形成に用いる銅張積層板の層間耐電圧を、より簡便に測定することのできる両面銅張積層板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】誘電体層の両面に銅箔を張り合わせた両面銅張積層板であって、当該両面銅張積層板の両面の銅箔形状が相似関係にあり、一面側の第１銅箔２のサイズが他面側の第２銅箔４のサイズより小さく、当該第１銅箔２と第２銅箔４とは誘電体層３を介して同心状に配され、当該両面銅張積層板の第１銅箔２を張り合わせた面の縁端外周部には前記誘電体層が露出した誘電体領域を備えたことを特徴とするキャパシティ層形成用の両面銅張積層板１ａ等を用いることによる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面銅張積層板及びその製造方法に関する。特に、多層プリント配線板の内層キャパシティ層を形成するのに好適な、薄い誘電体層を備え、且つ、銅張積層板の状態で、層間耐電圧の測定が可能な銅張積層板及びその連続製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から両面銅張積層板は、プリント配線板の基本材料として、両面プリント配線板及び多層プリント配線板の構成材料として広く用いられてきた。この両面銅張積層板は、誘電体層を構成することになる半硬化樹脂をガラスクロス等に含浸させたプリプレグ、半硬化の樹脂シート等の誘電体層構成材の両面に銅箔を配して、熱間プレス加工することにより製造されてきた。
【０００３】
この従来の製造方法においては、プレス成形が一組の加熱プレス板の間に、複数のデイライトを設け、そのデイライト間に複数の両面銅張積層板を構成するための銅箔と誘電体層構成材とを積層し、多段に重ねて熱間でプレスし張り合わせる等の製造方法が一般的に行われてきた。そして、このプレス時には、誘電体層構成材に半硬化樹脂が、再流動を始め、銅張積層板の端部から一定距離流れ出るようにプレス条件が設定される。これは、ガラスクロス等の骨格材と含浸させた樹脂との間に存在するエア抜きを促進し、銅箔の張り合わせ面と樹脂との濡れ性を向上させ、銅箔と誘電体層との接着強度を向上させる観点から必要となるのである。
【０００４】
このような方法では、熱間プレス加工した直後の銅張積層板の断面を観察すると、図７（ａ）に示すような模式図となる。その銅張積層板は、その後、端部をシャーリングカッター等で切断し、製品としての銅張積層板が完成する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１７７２１２公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した如き端部の処理を、キャパシティ層の形成に用いるような誘電体層の薄い銅張積層板に行うと、図面を用いて極めて模式的に示すと次のようになる。プレス加工で得られた状態の銅張積層板は、図７（ａ）に示した状態から、この銅張積層板の端部を、シャーリングカッターの刃で、上側から下側に向けて切断すると、銅自体が軟質の材料であることもあり、上側の銅箔がシャーリングカッターの刃の動きに伴い、下側の銅箔に向けて延展して引っ張られ、その先端部が下側の銅箔と接触するようになる。即ち、図７（ｂ）に示す如き状態となるのである。
【０００７】
このような状態となると、両面の銅箔層が短絡し、キャパシティ層の形成に用いる両面銅張積層板の層間耐電圧を、両面銅張積層板の段階で測定することが出来ないものとなる。従って、銅張積層板メーカーは、キャパシティ層形成用銅張積層板としての層間抵抗の検査が出来ないため、品質保証を完全に行うことが出来ないものとなる。
【０００８】
また、図７（ｂ）に示した如き状態となるのであれば、シャーリングカッターで端部を切断した後の銅張積層板の端部を、グラインダー等の研磨手段を用いて研削して、良好な端面を作り出せば良いと考えることも可能である。ところが、良好な端面を作り出しても、キャパシティ層の形成に用いる両面銅張積層板の場合は、問題が生じるのである。
【０００９】
即ち、キャパシティ層の形成に用いる両面銅張積層板は、その誘電体層が薄い点が共通する。特に、近年では誘電体層が２０μｍ程度のものまで製造されている。このように薄い誘電体層を備え、銅箔層が銅張積層板の端部にまで存在すると、図８の矢印で示した、その端部間における両面の銅箔エッジ部で放電現象を起こし、正確な耐電圧の測定が殆ど不可能な状態となるのである。特に、キャパシティ層の形成に用いる銅張積層板の層間耐電圧の検査は、５００Ｖ以上の高電圧を印可して行われるものであり、端部における銅箔エッジ部での放電現象が起こりやすいものとなるのである。
【００１０】
以上のことから、当業者間では種々の工夫を凝らして、耐電圧測定の可能な銅張積層板に関する提唱が行われてきたが、キャパシティ層の形成に用いる銅張積層板の層間耐電圧を、より簡便に銅張積層板のまま測定し、品質保証された製品を供給することが望まれてきた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、以下に説明する両面銅張積層板の構造を採用することにより、キャパシティ層の形成に用いる銅張積層板の層間耐電圧を、銅張積層板のまま測定することを可能としたのである。
【００１２】
本件発明者等の提唱する第１の両面銅張積層板に関して説明する。請求項には、「誘電体層の両面に銅箔を張り合わせた両面銅張積層板であって、当該両面銅張積層板の両面の銅箔形状が相似関係にあり、一面側の第１銅箔のサイズが他面側の第２銅箔のサイズより小さく、当該第１銅箔と第２銅箔とは誘電体層を介して同心状に配され、当該両面銅張積層板の第１銅箔を張り合わせた面の縁端外周部には前記誘電体層が露出した誘電体領域を備えたことを特徴とするキャパシティ層形成用の両面銅張積層板」としている。
【００１３】
この両面銅張積層板１ａを表したのが図１である。図１には、両面銅張積層板１ａを上面から見た図と、断面から見た形状を模式的に示している。この図１に示したように、張り合わされた第１銅箔２の外周部には、誘電体層３が露出した領域が存在した構造となっている。このような構造とすることで、第１銅箔２と第２銅箔４とのエッジ部の間隔に一定の距離を作り出すことができる。しかも、第１銅箔２に相対向する第２銅箔４の面は、誘電体層３を構成している材料で完全に被覆されている。その結果、誘電体層３が２０μｍよりも薄い両面銅張積層板１ａであっても、第１銅箔２と第２銅箔４とのエッジ部での放電を防止し、５００Ｖ以上の電圧を印可して層間の耐電圧を測定することが可能となるのである。
【００１４】
従って、誘電体層３が、第１銅箔２と重なっていない第２銅箔４の表面を被覆する形態に特段の限定はない。少なくとも、第２銅箔４のはみ出した表面を完全に被覆していればよいのである。また、第２銅箔４の当該表面が完全に被覆されていないとしても、露出した第２銅箔４と第１銅箔２との端部との最短距離が、放電を防止する事の出来る距離を保持できればよいとも言えるのである。
【００１５】
そして、厳密に言えば、第１銅箔２と第２銅箔４との層間に印可する電圧に応じて、誘電体層３が露出した領域の幅を決めることが好ましい。印可する電圧が低ければ低いほど、当該領域の幅を狭くすることが可能である。そこで、本件発明者等が、鋭意研究した結果、１Ｖあたり、１μｍの距離が必要となることが分かった。従って、５００Ｖの電圧を印可して、耐電圧測定を行う場合には、５００μｍ（０．５ｍｍ）の幅が最低限必要となるのである。
【００１６】
そこで、請求項には「誘電体領域は、耐電圧を測定する際の負荷電圧をＶボルトとしたとき、両面銅張積層板の縁端部からＶ×１μｍ以上の幅を備えたものであるキャパシティ層形成用の両面銅張積層板。」としているのである。
【００１７】
この両面銅張積層板を用いることで、キャパシティ層の要求電圧に応じた耐電圧試験を行うための、両面銅張積層板の形状設計を行うことが可能となる。この結果、不必要に誘電体領域の幅を広く採る必要もなくなり、プレス加工の終了した銅張積層板からのワークサイズ板の採取を最大効率で実施することが可能となり、材料の消費の無駄を最小限にして、トータルコストの削減が可能となるのである。
【００１８】
上述した第１の両面銅張積層板と同様の効果の得られるものとして、他の請求項には、「誘電体層の両面に銅箔を張り合わせた両面銅張積層板であって、当該両面銅張積層板の一面側の第１銅箔と他面側の第２銅箔とは略同一形状を備え、当該第１銅箔と第２銅箔とは誘電体層を介して同心状に配されており、当該誘電体層が、当該第１銅箔と第２銅箔との縁端部より突出していることを特徴とするキャパシティ層形成用の両面銅張積層板。」としている。
【００１９】
この第２の両面銅張積層板１ｂを模式的に示したのが、図２である。図２（ａ）から分かるように、上方から両面銅張積層板１ｂを観察すると、その外周部の全体に誘電体層３が突出していることが分かる。そして、図２（ｂ）に示す断面模式図から、第１銅箔２と第２銅箔４との間にある誘電体層３が飛び出した状態がより明らかに分かる。このような形状にすることで、第１銅箔２と第２銅箔４との端部同士が誘電体層３で完全に遮断される結果、第１銅箔２と第２銅箔４との間に高電圧を印可して耐電圧を測定しても、放電現象を起こすことが回避できるのである。
【００２０】
この第２の両面銅張積層板１ｂの優れた点は、次のようになる。第１は、両面に配する銅箔よりも、大きなサイズの誘電体層を構成する誘電体シートを挟み込んで、通常のプレス加工を行うことで簡単に製造することが可能な点にある。そして、第２は、第１の両面銅張積層板１ａの場合は、層間耐電圧の測定の際の印可電圧に応じて、誘電体領域の幅を考慮しなければならなかった。ところが、第２の両面銅張積層板の場合には、誘電体層の突出距離を、少なくとも２ｍｍ以上にしていれば、現行のキャパシティ層の耐電圧測定に用いられる電圧の殆どに対応できる点が大きなメリットになる。
【００２１】
誘電体層の構成樹脂には、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の種々の樹脂を用いることが可能であり、銅張積層板の製造プロセスで用いることの出来るものであれば、特に限定は要さない。そして、誘電体層に誘電体フィラーを含有させる場合は、上述した誘電体層の構成樹脂をバインダー樹脂として用いて、ここに誘電体フィラーを含有させた誘電体フィラー含有樹脂溶液を製造し、これを銅箔表面に均一に塗布して誘電層を形成し、誘電体層付銅箔とするのである。
【００２２】
この誘電体フィラーには、ＢａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＰｂＺｒ_ｘＴｉ_１−ｘ（通称ＰＺＴ）、Ｐｂ_１−ｘＬａ_ｙＺｒ_ｘＴｉ_１−ｘＯ_３（通称ＰＬＺＴ）、ＳｒＢｉ_２Ｔａ_２Ｏ_９（通称ＳＢＴ）等のペブロスカイト構造を持つ複合酸化物の誘電体粉及びその他の強誘電セラミック粉体を用いる事が出来る。
【００２３】
しかしながら、以下に述べるような粉体特性を備える誘電体フィラーとすることが望ましい。まず、粉体である誘電体フィラーの粒径が０．０５〜１．０μｍの範囲のものである必要がある。ここで言う粒径は、粉粒同士がある一定の２次凝集状態を形成しているため、レーザー回折散乱式粒度分布測定法やＢＥＴ法等の測定値から平均粒径を推測するような間接測定では精度が劣るものとなるため用いることができず、誘電体フィラーを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で直接観察し、そのＳＥＭ像を画像解析し得られる平均粒径を言うものである。本件明細書ではこの時の粒径をＤ_ＩＡと表示している。なお、本件明細書における走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察される誘電体フィラーの粉体の画像解析は、旭エンジニアリング株式会社製のＩＰ−１０００ＰＣを用いて、円度しきい値１０、重なり度２０として円形粒子解析を行い、平均粒径Ｄ_ＩＡを求めたものである。
【００２４】
更に、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量累積粒径Ｄ_５０が０．１〜２．０μｍであり、且つ、重量累積粒径Ｄ_５０と画像解析により得られる平均粒径Ｄ_ＩＡとを用いてＤ_５０／Ｄ_ＩＡで表される凝集度の値が４．５以下である略球形の形状をした誘電体粉末であることが求められる。
【００２５】
レーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量累積粒径Ｄ_５０とは、レーザー回折散乱式粒度分布測定法を用いて得られる重量累積５０％における粒径のことであり、この重量累積粒径Ｄ_５０の値が小さいほど、誘電体フィラー粉の粒径分布の中で微細な粉粒の占める割合が多いことになる。本件発明では、この値が０．１μｍ〜２．０μｍであることが求められる。即ち、重量累積粒径Ｄ_５０の値が０．１μｍ未満の場合には、どのような製造方法を採用した誘電体フィラー粉であれ、凝集の進行が著しく以下に述べる凝集度を満足するものとはならないのである。一方、重量累積粒径Ｄ_５０の値が２．０μｍを越える場合には、本件発明の目的とするところであるプリント配線板の内蔵キャパシタ層形成用の誘電体フィラーとしての使用が不可能となるのである。即ち、内蔵キャパシタ層を形成するのに用いる両面銅張積層板の誘電体層は、通常１０μｍ〜２５μｍの厚さのものであり、ここに誘電体フィラーを均一に分散させるためには２．０μｍが上限となるのである。
【００２６】
本件発明における重量累積粒径Ｄ_５０の測定は、誘電体フィラー粉をメチルエチルケトンに混合分散させ、この溶液をレーザー回折散乱式粒度分布測定装置　Ｍｉｃｒｏ　Ｔｒａｃ　ＨＲＡ　９３２０−Ｘ１００型（日機装株式会社製）の循環器に投入して測定を行った。
【００２７】
ここで凝集度という概念を用いているが、以下のような理由から採用したものである。即ち、レーザー回折散乱式粒度分布測定法を用いて得られる重量累積粒径Ｄ_５０の値は、真に粉粒の一つ一つの径を直接観察したものではないと考えられる。殆どの誘電体粉を構成する粉粒は、個々の粒子が完全に分離した、いわゆる単分散粉ではなく、複数個の粉粒が凝集して集合した状態になっているからである。レーザー回折散乱式粒度分布測定法は、凝集した粉粒を一個の粒子（凝集粒子）として捉えて、重量累積粒径を算出していると言えるからである。
【００２８】
これに対して、走査型電子顕微鏡を用いて観察される誘電体粉の観察像を画像処理することにより得られる平均粒径Ｄ_ＩＡは、ＳＥＭ観察像から直接得るものであるため、一次粒子が確実に捉えられることになり、反面には粉粒の凝集状態の存在を全く反映させていないことになる。
【００２９】
以上のように考えると、本件発明者等は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法の重量累積粒径Ｄ_５０と画像解析により得られる平均粒径Ｄ_ＩＡとを用いて、Ｄ_５０／Ｄ_ＩＡで算出される値を凝集度として捉えることとしたのである。即ち、同一ロットの銅粉においてＤ_５０とＤ_ＩＡとの値が同一精度で測定できるものと仮定して、上述した理論で考えると、凝集状態のあることを測定値に反映させるＤ_５０の値は、Ｄ_ＩＡの値よりも大きな値になると考えられる（現実の測定に置いても、同様の結果が得られる）。
【００３０】
このとき、Ｄ_５０の値は、誘電体フィラー粉の粉粒の凝集状態が全くなくなるとすれば、限りなくＤ_ＩＡの値に近づいてゆき、凝集度であるＤ_５０／Ｄ_ＩＡの値は、１に近づくことになる。凝集度が１となった段階で、粉粒の凝集状態が全く無くなった単分散粉と言えるのである。但し、現実には、凝集度が１未満の値を示す場合もある。理論的に考え真球の場合には、１未満の値にはならないのであるが、現実には、粉粒が真球ではないために１未満の凝集度の値が得られることになるようである。
【００３１】
本件発明では、この誘電体フィラー粉の凝集度が４．５以下であることが求められる。この凝集度が４．５を越えると、誘電体フィラーの粉粒同士の凝集レベルが高くなりすぎて、バインダー樹脂との均一混合が困難となるのである。
【００３２】
誘電体フィラー粉の製造方法として、アルコキシド法、水熱合成法、オキサレート法等のいずれの製造方法を採用しても、一定の凝集状態が不可避的に形成されるため、上述の凝集度を満足しない誘電体フィラー粉が発生し得るものである。特に、湿式法である水熱合成法の場合には、凝集状態の形成が起こりやすい傾向にある。そこで、この凝集した状態の粉体を、一粒一粒の粉粒に分離する解粒処理を行うことで、誘電体フィラー粉の凝集状態を、上述の凝集度の範囲とすることが可能なのである。
【００３３】
単に解粒作業を行うことを目的とするのであれば、解粒の行える手段として、高エネルギーボールミル、高速導体衝突式気流型粉砕機、衝撃式粉砕機、ゲージミル、媒体攪拌型ミル、高水圧式粉砕装置等種々の物を用いることが可能である。ところが、誘電体フィラー粉とバインダー樹脂との混合性及び分散性を確保するためには、以下に述べる誘電体フィラー含有樹脂溶液としての粘度低減を考えるべきである。誘電体フィラー含有樹脂溶液の粘度の低減を図る上では、誘電体フィラーの粉粒の比表面積が小さく、滑らかなものとすることが求められる。従って、解粒は可能であっても、解粒時に粉粒の表面に損傷を与え、その比表面積を増加させるような解粒手法であってはならないのである。
【００３４】
このような認識に基づいて、本件発明者等が鋭意研究した結果、二つの手法が有効であることが見いだされた。この二つの方法に共通することは、誘電体フィラーの粉体の粉粒が装置の内壁部、攪拌羽根、粉砕媒体等の部分と接触することを最小限に抑制し、凝集した粉粒同士の相互衝突を行わせることで、解粒が十分可能な方法という点である。即ち、装置の内壁部、攪拌羽根、粉砕媒体等の部分と接触することは粉粒の表面を傷つけ、表面粗さを増大させ、真球度を劣化させることにつながり、これを防止するのである。そして、十分な粉粒同士の衝突を起こさせることで、凝集状態にある粉粒を解粒し、同時に、粉粒同士の衝突による粉粒表面の平滑化の可能な手法を採用できるのである。
【００３５】
その一つは、凝集状態にある誘電体フィラー粉を、ジェットミルを利用して解粒処理するのである。ここで言う「ジェットミル」とは、エアの高速気流を用いて、この気流中に誘電体フィラー粉を入れ、この高速気流中で粉粒同士を相互に衝突させ、解粒作業を行うのである。
【００３６】
また、凝集状態にある誘電体フィラー粉を、そのストイキメトリを崩すことのない溶媒中に分散させたスラリーを、遠心力を利用した流体ミルを用いて解粒処理するのである。ここで言う「遠心力を利用した流体ミル」を用いることで、当該スラリーを円周軌道を描くように高速でフローさせ、このときに発生する遠心力により凝集した粉粒同士を溶媒中で相互に衝突させ、解粒作業を行うのである。このようにすることで、解粒作業の終了したスラリーを洗浄、濾過、乾燥することで解粒作業の終了した誘電体フィラー粉が得られることになるのである。以上に述べた方法で、凝集度の調整及び誘電体フィラー粉の粉体表面の平滑化を図ることができるのである。
【００３７】
以上述べたバインダー樹脂と誘電体フィラーとを混合して、プリント配線板の内蔵キャパシタ層形成用の誘電体フィラー含有樹脂とするのである。このときの、バインダー樹脂と誘電体フィラーとの配合割合は、誘電体フィラーの含有率が７５ｗｔ％〜８５ｗｔ％、残部バインダー樹脂とすることが望ましい。
【００３８】
誘電体フィラーの含有率が７５ｗｔ％未満の場合には、市場で現在要求されている比誘電率２０を満足できず、誘電体フィラーの含有率が８５ｗｔ％を越えると、バインダー樹脂の含有率が１５ｗｔ％未満となり、誘電体フィラー含有樹脂とそこに張り合わせる銅箔との密着性が損なわれ、プリント配線板製造用としての要求特性を満足する銅張積層板の製造が困難となるのである。
【００３９】
そして、この誘電体フィラーとしては、現段階に置いて、粉体としての製造精度を考慮すると、ペブロスカイト構造を持つ複合酸化物の内、チタン酸バリウムを用いることが好ましい。このときの誘電体フィラーには、仮焼したチタン酸バリウム又は未仮焼のチタン酸バリウムのいずれをも用いることが出来る。高い誘電率を得ようとする場合には仮焼したチタン酸バリウムを用いることが好ましいのであるが、プリント配線板製品の設計品質に応じて選択使用すればよいものである。
【００４０】
また更に、チタン酸バリウムの誘電体フィラーが、立方晶の結晶構造を持つものであることが最も好ましい。チタン酸バリウムのもつ結晶構造には、立方晶と正方晶とが存在するが、立方晶の構造を持つチタン酸バリウムの誘電体フィラーの方が、正方晶の構造のみを持つチタン酸バリウムの誘電体フィラーを用いた場合に比べて、最終的に得られる誘電体層の誘電率の値が安定化するのである。従って、少なくとも、立方晶と正方晶との双方の結晶構造を併有したチタン酸バリウム粉を用いる必要があると言えるのである。
【００４１】
以上に説明してきた誘電体フィラー含有樹脂を用いて、プリント配線板の内蔵キャパシタ層形成用の両面銅張積層板の誘電体層を構成すると、非常に良好な製品となる。この両面銅張積層板を用いて形成した内蔵キャパシタは、誘電体層の厚さも自在とすることができ、結果として優れた電気容量を持ち、高いキャパシタ品質を得ることが出来るのである。
【００４２】
更に、第１の両面銅張積層板で用いたと同様の、両面銅張積層板の銅箔層の縁端部から、Ｖ×１μｍ以上の誘電体層の突出距離となるようにすればよいことが、鋭意研究の結果判明してきたのである。この突出距離を長くすればするほど、耐電圧測定時の測定信頼性は増すものと考えられるが、不必要に長くすれば、原料の無駄遣いに繋がり、実用上は、原料コストの削減の観点から、必要最低限の値が採用されるものと考えられる。
【００４３】
第２の両面銅張積層板の構造を採用することで、基板の形状設計を、検査に用いる電圧に応じて変更する必要性が無くなるため、高い生産効率を達成することが可能となるのである。ただし、誘電体層３の突出した部位が存在するため、銅張積層板の取り扱い時に、その突出部位が損傷を受け易くなる。特に、硬く脆い誘電材料を用いて構成した誘電体層３の場合には注意を要する。従って、この第２の両面銅張積層板の形態は、誘電体層３を構成する材料がポリイミド樹脂を主体とした場合のように、硬化後においても、ある程度のフレキシビリティを持つもの採用することが好ましい。
【００４４】
更に、第３の両面銅張積層板として、請求項に「銅箔の接着面に予め所定厚さの誘電体層を形成した誘電体層付銅箔である第１誘電体層付銅箔と第２誘電体層付銅箔との誘電体層同士を重ね合わせて得られる両面銅張積層板であって、当該両面銅張積層板の５ｍｍ幅以上の外周縁端領域のみが、第１誘電体層付銅箔と第２誘電体層付銅箔との誘電体層同士が未接着の状態にあるキャパシティ層形成用の両面銅張積層板。」としている。
【００４５】
この両面銅張積層板１ｃを模式的に示したのが図３である。両面銅張積層板１ｃの特徴は、図３（ｂ）の断面図及びその端部の拡大図から明らかなように、当該両面銅張積層板１ｃの５ｍｍ幅以上の外周縁端領域のみが、第１誘電体層付銅箔５ａと第２誘電体層付銅箔５ｂとの誘電体層３ａ、３ｂ同士が未接着の状態にある点である。未接着の状態は、誘電体層３の中間で分離しているようになっている。
【００４６】
このように両面銅張積層板１ｃの外周縁端領域が、未接着の状態とすることで、両面に位置する銅箔層が直接接触することもなく、高電圧を印可しての耐電圧測定が可能となるのである。このような両面銅張積層板の構成は、銅張積層板のプレス加工の終了した時点で作り込まれるものであって、通常の両面銅張積層板を製造した後に特別な処理を必要とするものであってはならない。
【００４７】
従って、このような構造の両面銅張積層板１ｃを製造するための方法も限定されてくる。即ち、第３の両面銅張積層板１ｃの製造方法は、図４に示すようにして、銅箔の接着面に予め所定厚さの誘電体層を形成した同一サイズの誘電体層付銅箔を２枚用いて、第１誘電体層付銅箔５ａと第２誘電体層付銅箔５ｂとの誘電体層３ａ，３ｂ同士を重ね合わせて、両面を鏡板Ｍで挟み込み、プレス成形することにより得られるのである。
【００４８】
このとき鏡板Ｍは第１誘電体層付銅箔５ａ及び第２誘電体層付銅箔５ｂのサイズより小さなサイズのものとする。そして、第１誘電体層付銅箔５ａと第２誘電体層付銅箔５ｂとの誘電体層３ａ，３ｂ同士を重ね合わせて鏡板Ｍで挟み込んだときに、鏡板Ｍの外周端部から、重ね合わせた第１誘電体層付銅箔５ａと第２誘電体層付銅箔５ｂとの４〜６ｍｍ幅の外周縁端部が突出するようにしてプレス加工を行うのである。
【００４９】
外周縁端部の突出距離が４ｍｍ未満の場合には、プレス時の誘電体層３ａ，３ｂを構成する樹脂のレジンフローにより、外周縁端部を未接着の状態とすることはできず、反対に当該突出距離を６ｍｍを超えるものとしても、外周縁端部がむしろ接着して、第３の両面銅張積層板１ｃを効率よく製造することが困難となるのである。従って、当該突出距離は、４ｍｍ〜６ｍｍの範囲とすることが最適なのである。
【００５０】
上述してきた本件発明に係る両面銅張積層板は、誘電体層の厚さが２０μｍ以下であっても、安定した耐電圧測定が可能なものとなる。誘電体層が、３０μｍを越える厚い両面銅張積層板の場合には、上述してきた如き問題は生じにくい。両面銅張積層板を多層プリント配線板のキャパシティ層の形成に用いるようになった初期段階では、薄い両面銅張積層板を得ることが困難であり、誘電体層が５０μｍ〜３０μｍが殆どであった。
【００５１】
ところが、両面銅張積層板を用いてキャパシターを構成しようとするときには、その誘電体層を薄くして、電気容量を可能な限り大きくすることが求められる。そのためには、より誘電体層厚が薄い両面銅張積層板が求められるのである。そして、誘電体層厚を薄くした結果、上述した様な問題点が生じ、両面銅張積層板の状態で耐電圧の測定が不可能となり、両面銅張積層板の供給業者も、その両面銅張積層板の購入者も、事前の品質検査ができず、万全の品質保証のできない製品として市場を流通する結果となっていたのである。
【００５２】
即ち、本件発明に記載した両面銅張積層板１ａ，１ｂ，１ｃの構造を採用することにより、初めて３０μｍ以下の誘電体層を持つキャパシティ層形成用の両面銅張積層板の耐電圧の検査が安定して可能となり、万全の品質補償を可能とするのである。
【００５３】
以上に述べてきた両面銅張積層板の内、図１に示した第１の両面銅張積層板１ａは、通常の銅張積層板と同様の方法で製造することも可能である。しかし、非常にユニークな製造方法を採用することが可能となる。また、以下に述べる製造方法は、第１の両面銅張積層板を、連続的に量産することができ、両面銅張積層板の生産性を飛躍的に高めることも可能となる。
【００５４】
請求項に、「キャパシティ層形成用の第１両面銅張積層板１ａの製造方法であって、　半硬化状態の誘電体層を備えた誘電体層付銅箔ロール６を、誘電体層面を上向きにして長尺誘電体層付銅箔として連続的に繰り出し、当該誘電体層付銅箔の誘電体層７上に、所定の間隔を持って、当該誘電体層付銅箔の幅より狭い幅を持つ銅箔シート８若しくは誘電体層付銅箔シート８’を載置するシートサプライ工程Ｓ、　シートサプライ工程Ｓで誘電体層付銅箔ロール６から繰り出される長尺誘電体層付銅箔の誘電体層７上に載置した銅箔シート８若しくは樹脂付銅箔シート８’を、隙間無く密着させ、仮張り合わせするラミネート工程Ｌ、前記仮張り合わせした部位が硬化炉９内に入り誘電体層３を構成する樹脂の硬化を起こさせるキュア工程Ｃ、硬化の終了した後に、所定サイズに裁断することにより両面銅張積層板とするカット工程Ｋを備えたことを特徴とするキャパシティ層形成用の両面銅張積層板の製造方法。」としている。
【００５５】
この第１の両面銅張積層板１ａの製造方法のフローを示したのが図５である。この図５には、コンベアＢ上を一貫して流れる連続製造法の一例を示しているが、各工程を分離して行うものであっても、何ら問題はない。以下、図５を用いて、この製造方法について説明する。
【００５６】
シートサプライ工程Ｓで用いるのは、「半硬化状態の樹脂層を備えた誘電体層付銅箔ロール６」であり、ここから長尺誘電体層付銅箔が繰り出される。誘電体層付銅箔とは、銅箔の張り合わせ面に誘電体層を形成したものであり、近年多層プリント配線板に広く用いられている。この誘電体層は、ガラス−エポキシ基材の様に骨格材を含んでいないため、銅張積層板の誘電体層の厚さコントロールが容易であり、しかも、バイアホール形成時のレーザー穴明け加工性に優れるものとして知られている。この誘電体層の形成に用いる樹脂には、一般にエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等が用いられるが、銅張積層板の製造に用いることの出来る樹脂であれば、特に限定はない。そして、この樹脂中に、チタン酸バリウムのような誘電体フィラーを含有させるものとすることも任意にできる。
【００５７】
本件発明でも、この誘電体層付銅箔ロール６の誘電体層７を、上述した両面銅張積層板１ａの誘電体層３と同様の構成材として用いるのである。この誘電体層付銅箔ロール６の、誘電体層７上に銅箔シート８若しくは樹脂付銅箔シート８’を載置し、張り合わせれば両面銅張積層板が得られる。ところが、本件発明の場合には、上述した第１の両面銅張積層板１ａを製造するのであるから、図５中のシートサプライ工程Ｓから分かるように、連続的に巻きだした当該長尺誘電体層付銅箔の誘電体層７上に、当該長尺誘電体層付銅箔の幅より狭い幅を持つ前記シート８，８’を、所定の間隔を持って載置する事になる。
【００５８】
この銅箔シート８若しくは誘電体層付銅箔シート８’を載置する手段は、長尺誘電体層付銅箔の誘電体層７上の、予め定めた所定位置に精度良く置く事ができて、しかも、載置した状態のシート８，８’に、シワ等の発生を極力排除できるものであれば、特に、限定は要さない。例えば、図５に示したように吸着パッドを用いて所定位置に精度良く載置する、図示せぬスライドシューターを用いて所定位置に置く等の方法である。また、載置する際に、長尺誘電体層付銅箔の誘電体層７の面と前記シートとの間に噛み込むエアを除去するため押さえロールを配置する等の一定の手段を設けることが望ましい。
【００５９】
次に、シートサプライ工程Ｓで、長尺誘電体層付銅箔の誘電体層７上に載置した銅箔シート８若しくは誘電体層付銅箔シート８’は、その間に噛み込んだエアを完全に抜き、隙間無く張り合わせた状態にするためラミネート工程Ｌに入ることになる。このラミネート工程Ｌでは、いわゆるラミネーター１１と称される装置を用いて、加熱ロールの間を走行する間に、重ね合わせた長尺誘電体層付銅箔と載置した銅箔シート８若しくは誘電体層付銅箔シート８’との間の噛み込んだエアを除去し、誘電体層の構成樹脂が僅かに軟化して、前記シートとの仮張り合わせが行われるのである。このときの加熱ロールの温度は、誘電体層を構成する樹脂の種類、走行速度に応じて変更して用いられる。例えば、エポキシ系樹脂の場合よりも、ポリイミド樹脂を用いた場合には、より高いロール温度を採用しなければならない。
【００６０】
そして、ラミネート工程Ｌにて仮張り合わせが終了した部位は、キュア工程Ｃに入る事になる。このキュア工程Ｃでは、誘電体層を構成する樹脂の硬化に必要な加熱を行うため熱硬化炉を用いて、誘電体層を構成する樹脂を再流動させ硬化させるのである。従って、ここでの加熱温度も、加熱炉９内の走行時間、誘電体層を構成する樹脂の種類に応じて定められることとなる。
【００６１】
最後に、誘電体層を構成する樹脂の硬化が終了すると、カット工程Ｋに入り、一定の間隔を開けて配置したシート間の部位で、図面中に示したシェアカッター１０、ロータリーカッター等により裁断することにより、第１の両面銅張積層板１ａを得ることが出来るのである。
【００６２】
更に、カット工程の後に、カットした両面銅張積層板の両面の銅箔層に耐電圧測定用プローブを当接させ耐電圧測定する手段を備える事も好ましい。図６に示したように、カット工程Ｋとパイリングとの間に、耐電圧測定手段Ｔを設けて、カット後の両面銅張積層板の毎葉毎に、耐電圧測定用プローブ１２で挟み込み、耐電圧測定を行っていれば、両面銅張積層板の確実な耐電圧性に関する品質保証が可能となるのである。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下、本件発明に係る両面銅張積層板の実施形態に関して説明する。なお、以下に述べる誘電体層の構成に用いた材料は、全て共通するものであり、次のようにして調整した。
【００６４】
最初にバインダー樹脂溶液を製造した。このバインダー樹脂溶液を製造するにあたり、２５重量部のフェノールノボラック型エポキシ樹脂、２５重量部の溶剤に可溶な芳香族ポリアミド樹脂ポリマー、と溶剤としてのシクロペンタノンとの混合ワニスとして市販されている日本化薬株式会社製のＢＰ３２２５−５０Ｐを原料として用いた。そして、この混合ワニスに、硬化剤としてのノボラック型フェノール樹脂に明和化成株式会社製のＭＥＨ−７５００及び硬化促進剤として四国化成製の２Ｅ４ＭＺを添加して以下に示す配合割合を持つ樹脂混合物とした。
【００６５】
バインダー樹脂組成
フェノールノボラック型エポキシ樹脂　　　　　　３９重量部
芳香族ポリアミド樹脂ポリマー　　　　　　　　　３９重量部
ノボラック型フェノール樹脂　　　　　　　　　　２２重量部
硬化促進剤　　　　　　　　　　　　　　　　　０．１重量部
【００６６】
この樹脂混合物を、更にメチルエチルケトンを用いて樹脂固形分を３０重量％に調整ですることで、バインダー樹脂溶液とした。そして、このバインダー樹脂に、以下に示す粉体特性を持つ誘電体フィラーであるチタン酸バリウム粉を混合分散させ、以下の組成の誘電体フィラー含有樹脂溶液とした。
【００６７】
誘電体フィラーの粉体特性
平均粒径（Ｄ_ＩＡ）　　　　　０．２５μｍ
重量累積粒径（Ｄ_５０）　　　　０．５μｍ
凝集度（Ｄ_５０／Ｄ_ＩＡ）　　　　２．０
【００６８】
誘電体フィラー含有樹脂溶液
バインダー樹脂溶液　　　　　８３．３重量部
チタン酸バリウム粉　　　　　１００重量部
【００６９】
以上のようにして製造した誘電体フィラー含有樹脂溶液を、誘電体層の構成材料として用いたのである。
【００７０】
第１実施形態：　本実施形態では、図１に示した両面銅張積層板１ａを製造した。本実施形態では、図１の第２銅箔４の粗化面に誘電体層３を形成するため、１８μｍ厚の電解銅箔を第２銅箔４として用い、この接着面にエッジコーターを用いて、所定の厚さの誘電体フィラー含有樹脂膜を形成するように塗布し、５分間の風乾を行い、その後１４０℃の加熱雰囲気中で３分間の乾燥処理を行い、半硬化状態の２０μｍ厚さの誘電体層３を形成した。このときの第２銅箔のサイズは、５００ｍｍ×５００ｍｍとした。
【００７１】
誘電体層３の形成が終了すると、当該第２銅箔４の誘電体層３に対して、第１銅箔２（第１銅箔と同様の電解銅箔）の接着面側を当接させ、積層して１８０℃×６０分の加熱条件下で熱間プレス成形することで両面銅張積層板１ａの状態とした。このときの第１銅箔２のサイズは、４９９ｍｍ×４９９ｍｍとして、第２銅箔よりも小さなものとした。
【００７２】
以上のようにして製造した両面銅張積層板１ａを２０枚製造し、そのまま耐電圧測定を行った。耐電圧測定は、５００Ｖ、７５０Ｖ、１０００Ｖの各電圧を負荷して行った。その結果、全ての両面銅張積層板１ａが短絡現象を起こすことなく、全て良好に耐電圧測定が可能であった。
【００７３】
第２実施形態：　本実施形態では、図２に示した両面銅張積層板１ｂを製造した。本実施形態では、まず鏡面仕上げしたステンレス鋼板を用意した。そして、このステンレス鋼板上にエッジコーターを用いて、所定の厚さの誘電体フィラー含有樹脂膜を形成するように塗布し、５分間の風乾を行い、その後１４０℃の加熱雰囲気中で３分間の乾燥処理を行い、半硬化状態の２０μｍ厚さの誘電体層３を構成するためのシート状に成形した（以下、「誘電体シート」と称する。）。このときの誘電体シートのサイズは、５００ｍｍ×５００ｍｍとした。
【００７４】
誘電体シートが完成すると、その誘電体シートの両面に、４９８ｍｍ×４９８ｍｍサイズの１８μｍ厚の電解銅箔の接着面をそれぞれ当接させ、誘電体シートの外周端部が銅箔の外周端部から均等に突出するように積層して、１８０℃×６０分の加熱条件下で熱間プレス成形することで両面銅張積層板１ｂの状態とした。
【００７５】
以上のようにして製造した両面銅張積層板１ｂを２０枚製造し、そのまま耐電圧測定を行った。耐電圧測定は、５００Ｖ、７５０Ｖ、１０００Ｖの各電圧を負荷して行った。その結果、全ての両面銅張積層板１ｂが短絡現象を起こすことなく、全て良好に耐電圧測定が可能であった。
【００７６】
第３実施形態：　本実施形態では、図４に示した製造方法に従って、図３に示した両面銅張積層板１ｃを製造した。本実施形態では、図４の第１誘電体層付銅箔５ａ及び第２誘電体層付銅箔５ｂの接着面に誘電体層３を形成するため、それぞれ１８μｍ厚の電解銅箔を用い、この接着面にエッジコーターを用いて、所定の厚さの誘電体フィラー含有樹脂膜を形成するように塗布し、５分間の風乾を行い、その後１４０℃の加熱雰囲気中で３分間の乾燥処理を行い、半硬化状態の２０μｍ厚さの誘電体層３を形成した。このときの第１誘電体層付銅箔５ａ及び第２誘電体層付銅箔５ｂのサイズは、５００ｍｍ×５００ｍｍとした。
【００７７】
そして、上述のようにして得られた第１誘電体層付銅箔５ａ及び第２誘電体層付銅箔５ｂの、それぞれの誘電体層３ａ，３ｂ同士を当接させ、４９５ｍｍ×４９５ｍｍサイズの鏡板Ｍを中央部に配し、第１誘電体層付銅箔５ａと第２誘電体層付銅箔５ｂとの外周端部が均等に鏡板から突出するように挟み込んで積層し、１８０℃×６０分の加熱条件下で熱間プレス成形することで両面銅張積層板１ｃの状態とした。
【００７８】
以上のようにして製造した両面銅張積層板１ｃを２０枚製造し、そのまま耐電圧測定を行った。耐電圧測定は、５００Ｖ、７５０Ｖ、１０００Ｖの各電圧を負荷して行った。その結果、全ての両面銅張積層板１ｃが短絡現象を起こすことなく、全て良好に耐電圧測定が可能であった。
【００７９】
【発明の効果】
本件発明に係る樹脂化合物を用いて銅張積層板の層間に位置する誘電体層を構成することで、銅張積層板若しくはプリント配線板に関する耐熱性及び耐燃性の双方ともに大幅に改善し、ファインピッチ回路の形成、レーザー穴明け加工の容易な銅張積層板の提供を可能とし、更に、プリント配線板の製造工程及び使用時の安全信頼性を極めて高くすることができる。従って、家電製品、各種電子製品等の発火事故を防ぎ、プロダクト　ライアビリティの観点からも優れた製品供給を可能とするのである。しかも、本件発明に係る樹脂化合物は、ハロゲン元素を含まず、自然環境保護の観点からも望ましい物である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本件発明に係る両面銅張積層板。
【図２】本件発明に係る両面銅張積層板。
【図３】本件発明に係る両面銅張積層板。
【図４】本件発明に係る両面銅張積層板の製造方法を表す模式図。
【図５】本件発明に係る両面銅張積層板の連続製造装置のレイアウト概念を表す模式図。
【図６】本件発明に係る耐電圧測定手段を備えた両面銅張積層板の連続製造装置のレイアウト概念を表す模式図。
【図７】従来の両面銅張積層板に生じていた問題を示した模式図。
【図８】従来の両面銅張積層板に生じていた問題を示した模式図。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ　　　両面銅張積層板
２　　　　第１銅箔
３　　　　誘電体層
４　　　　第２銅箔
５　　　　誘電体層付銅箔
６　　　　誘電体層付銅箔ロール
８、８’　銅箔シート若しくは誘電体層付銅箔シート
９　　　　硬化炉
１０　　　シェアカッター
１１　　　ラミネーター
１２　　　耐電圧測定用プローブ
Ｍ　　　　鏡板
Ｓ　　　　シートサプライ工程
Ｌ　　　　ラミネート工程
Ｃ　　　　キュア工程
Ｋ　　　　カット工程
Ｔ　　　　耐電圧測定手段

Claims

誘電体層の両面に銅箔を張り合わせた両面銅張積層板であって、
当該両面銅張積層板の両面の銅箔形状が相似関係にあり、一面側の第１銅箔のサイズが他面側の第２銅箔のサイズより小さく、当該第１銅箔と第２銅箔とは誘電体層を介して同心状に配され、
当該両面銅張積層板の第１銅箔を張り合わせた面の縁端外周部には前記誘電体層が露出した誘電体領域を備えたことを特徴とするキャパシティ層形成用の両面銅張積層板。
誘電体領域は、耐電圧を測定する際の負荷電圧をＶボルトとしたとき、両面銅張積層板の縁端部からＶ×１μｍ以上の幅を備えたものである請求項１に記載のキャパシティ層形成用の両面銅張積層板。
誘電体層の両面に銅箔を張り合わせた両面銅張積層板であって、
当該両面銅張積層板の一面側の第１銅箔と他面側の第２銅箔とは略同一形状を備え、当該第１銅箔と第２銅箔とは誘電体層を介して同心状に配されており、当該誘電体層が、当該第１銅箔と第２銅箔との縁端部より突出していることを特徴とするキャパシティ層形成用の両面銅張積層板。
突出距離は、耐電圧を測定する際の負荷電圧をＶボルトとしたとき、両面銅張積層板の縁端部からＶ×１μｍ以上とした請求項３に記載のキャパシティ層形成用の両面銅張積層板。
銅箔の接着面に予め所定厚さの誘電体層を形成した誘電体層付銅箔である第１誘電体層付銅箔と第２誘電体層付銅箔との誘電体層同士を重ね合わせて得られる両面銅張積層板であって、
当該両面銅張積層板の５ｍｍ幅以上の外周縁端領域のみが、第１誘電体層付銅箔と第２誘電体層付銅箔との誘電体層同士が未接着の状態にあるキャパシティ層形成用の両面銅張積層板。
誘電体層は、その厚さが３０μｍ以下である請求項１〜請求項５のいずれかに記載のキャパシティ層形成用の両面銅張積層板。
請求項１又は請求項２に記載のキャパシティ層形成用の両面銅張積層板の製造方法であって、
半硬化状態の誘電体層を備えた誘電体層付銅箔ロールを、誘電体層面を上向きにして長尺誘電体層付銅箔として連続的に繰り出し、当該誘電体層付銅箔の誘電体層上に、所定の間隔を持って、当該誘電体層付銅箔の幅より狭い幅を持つ銅箔シート若しくは誘電体層付銅箔シートを載置するシートサプライ工程、シートサプライ工程で誘電体層付銅箔ロールから繰り出される長尺誘電体層付銅箔の誘電体層上に載置した銅箔シート若しくは樹脂付銅箔シートを、隙間無く密着させ、仮張り合わせするラミネート工程、前記仮張り合わせした部位が硬化炉内に入り誘電体層を構成する樹脂の硬化を起こさせるキュア工程、硬化の終了した後に、所定サイズに裁断することにより両面銅張積層板とするカット工程を備えたことを特徴とするキャパシティ層形成用の両面銅張積層板の製造方法。
カット工程の後に、カットした両面銅張積層板の両面の銅箔層に耐電圧測定用プローブを当接させる耐電圧測定手段を備えたものである請求項７に記載のキャパシティ層形成用の両面銅張積層板の製造方法。
銅箔の接着面に予め所定厚さの誘電体層を形成した誘電体層付銅箔である第１誘電体層付銅箔と、同様の第２誘電体層付銅箔との誘電体層同士を当接させ重ねて、鏡板で挟み込み熱間プレス成形することで張り合わせて請求項５に記載のキャパシタ層形成用の両面銅張積層板を製造する方法であって、当該鏡板は、その外周端部から、第１誘電体層付銅箔と第２誘電体層付銅箔との４〜６ｍｍ幅の外周縁端部が突出するサイズのものを用いることを特徴としたキャパシティ層形成用の両面銅張積層板。