JP2004082511A - 離型用フィルムを用いたプリント基板のプレス加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板との剥離性やプリント基板への耐汚染性に優れたプリント基板のプレス加工方法を提供する。
【解決手段】離型用フィルムを用いプリント基板をプレス加工する方法において、離型用フィルムの少なくとも片面にプリント基板に転写可能な転写層を設けてなり、該転写層を構成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇ（℃）、プレス加工後の離型用フィルム解体温度Ｔｋ（℃）、基板の間に設置された接着剤樹脂の流動開始温度Ｔｆ（℃）が式１で表される関係であることを特徴とする離型用フィルムを用いたプリント基板のプレス加工方法。
Ｔｆ　≧　Ｔｇ　≧　Ｔｋ………（式１）
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は離型用フィルムを用いたプリント基板のプレス加工方法に係り、特にプリント基板との剥離性やプリント基板への耐汚染性に優れたプレス加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板の一般的な製造方法として、エポキシ樹脂をガラス繊維布に含浸させたプリプレグ（ガラエポ）を適宜枚数重ね、更に銅箔等の金属箔を載置し、プレス加工機により加熱、加圧して一体化する方法が行われている。
【０００３】
上記プレス加工時には、プレス加工機のプレス板と基板の間や、基板同志間に離型用フィルムを介在させ、互いに引付いて作業性が悪くなることを防止している。このような離型用フィルムとして、通常、フッ素系プラスチックフィルムであるＥＴＦＥ（エチレンートリフルオロエチレン共重合体）やＰＶＦ（フッ化ビニル）が用いられているが、これらのフィルムは高価であり、また、使用後、焼却処分すると環境上問題となるガスが発生し易いという問題があった。
【０００４】
そこで、上記以外の樹脂としてシンジオタクチックポリスチレン樹脂を使用した離型フィルムが種々検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常、シンジオタクチックポリスチレン樹脂を使用したフィルムは樹脂自体の立体構造に起因した低靱性のため機械的強度が低くフィルムの割れや破れが発生し易い欠点を有している。
この欠点を改良する技術としてシンジオタクチックポリスチレン樹脂にスチレン−ブタジエンゴム等の他の熱可塑性樹脂を添加した組成物からなるフィルムが検討されている。
このようなフィルムでは、熱可塑性樹脂の添加により確かに機械的強度は向上するが、シンジオタクチックポリスチレン自身が有する特性を十分発揮できず、プリント基板のプレス加工時に使用すると下記のような問題を生じることが判明した。
【０００６】
即ち、低靱性を改良するために熱可塑性樹脂の添加量を増加させると確実に機械的物性は向上するが、本来シンジオタクチックポリスチレン自身が持っている優れたプリント基板との剥離性が低下するだけでなく、添加した熱可塑性樹脂がプリント基板成形時に熱分解してその一部がフィルム表面に出て（ブリードする）プリント基板を汚染する原因になり、この汚染物は除去が困難で後工程に問題を引き起こすことが多い。
また、上記フィルム表面にブリードする汚染物の発生を抑制させるために熱可塑性樹脂量を減らすと、必要とする機械的強度を得ることができず、たとえ機械的強度を上げるためにフィルム厚さを増したとして、シンジオタクチックポリスチレン自身の耐折強度はさほどの向上が見られない。
不具合なく使用するにはフィルム厚さをかなり厚くし、曲げ強さを向上させなければならず、この肉厚のフィルムを離型用フィルムに使用する場合には伝熱が悪くなって加工上の不具合が発生するという問題があった。
【０００７】
そこで、上記問題を解決するために、中間層をシンジオタクチックポリスチレン樹脂に添加する熱可塑性樹脂量を増やし、外層をシンジオタクチックポリスチレン樹脂単体樹脂層から構成した積層フィルムも検討されている。
このような積層フィルムにより機械的強度や汚染の問題はほぼ解消できるが、プリント基板によっては剥離性が充分でないという問題が生じた。
また、プリプレグの接着性をより強固にするために、ＩＶＨ（インターシャルバイアホール）基板では銅箔のエッチングを工夫しアンカー効果を上げることがなされており、このようなプリント基板では銅箔表面との剥離性が低下し易く、加工時に使用する離型用フィルムに上記積層フィルムを用いても、離型性が十分に対応できず剥離時にフィルム破断が発生したりするという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３４９７０３号公報
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解消できる加工方法を見出したものであって、
その要旨とするところは、
離型用フィルムを用いプリント基板をプレス加工する方法において、離型用フィルムの少なくとも片面にプリント基板に転写可能な転写層を設けてなり、該転写層を構成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇ（℃）、プレス加工後の離型用フィルム解体温度Ｔｋ（℃）、基板の間に設置された接着剤樹脂の流動開始温度Ｔｆ（℃）が式１で表される関係でり、好ましくは、式２で示す関係である。
Ｔｆ　≧　Ｔｇ　≧　Ｔｋ………（式１）
Ｔｆ−５（℃）　≧　Ｔｇ　≧　Ｔｋ＋５（℃）　………（式２）
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明で使用する離型用フィルムにおける基材フィルムには、シンジオタクチックポリスチレン樹脂からなるフィルムが好適に使用でき、シンジオタクチックポリスチレン樹脂は立体規則性がシンジオタクチック構造すなわち、炭素−炭素結合からなる形成された主鎖に対して側鎖であるフェニル基や置換フェニル基が交互に反対方向に位置する立体構造を持つものである。
また、機械的強度向上のため上記の主成分のシンジオタクチックポリスチレン樹脂にＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＳＥＢＳ（水添スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＳＥＰＳ（水素添加スチレン−イソプレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体）、ＰＥ（ポリエチレン）等の汎用のオレフィン材を必要に応じ添加しても良いし、積層化しても良い。
本発明の基材フィルムの成形法は、特に制限はなく、例えば、押出しキャスト法で製造する場合には、シンジオタクチックポリスチレン層の押出機シリンダー温度を２７０〜３５０℃に設定し、中間層に合わせ押出しラミネート法やフィードブロック、マルチマニホールドダイを使用して多層化しても良い。
なお、耐熱性等を得るためにはシンジオタクチックポリスチレン層を十分に結晶化する必要があり、公知の熱処理装置により結晶化処理を行う必要がある。
例えば、テンター装置を使用し乾燥機中にてフィルムを熱固定する等の方法や、熱処理ロールを使用し１５０〜２２０℃近辺で熱処理を行えばよい。
【００１１】
上記内容のフィルムの少なくとも片面には、プリント基板に転写可能な樹脂からなる転写層を設ける。本発明で使用する転写層には水溶性樹脂が好適に使用でき。水溶性樹脂は、天然系としてゼラチン、アルギン酸塩等、半合成系として水溶性セルロース系のメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等、合成系として、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸等が挙げられるが、原料の安定性、品質よりポリビニルアルコールやポリビニルアルコールを主成分とする前記記載の樹脂の混合物が好ましい。
【００１２】
本発明で使用される転写層を構成する水溶性樹脂は、天然系としてゼラチン、アルギン酸塩等、半合成系として水溶性セルロース系のメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等、合成系として、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸等が挙げられるが、原料の安定性、品質よりポリビニルアルコールやポリビニルアルコールを主成分とする前記記載の樹脂の混合物が好ましい。
【００１３】
また、上記転写層には無機フィラーを混合したものが好適に使用でき、無機フィラーとしてはシリカ、アルミナ、酸化チタン，酸化亜鉛，酸化鉄等の金属酸化物が挙げられ、ここに挙げた金属酸化物以外のものでも良い。特に原料の安定性、品質よりシリカやシリカを主成分とする前記記載の無機フィラーの混合物が好ましい。
【００１４】
転写層に水溶性樹脂のみをシンジオタクチックポリスチレン系フィルムに塗工させた場合、シンジオタクチックポリスチレン樹脂は濡れ性の低い材料のため、低濃度での水溶性樹脂水溶液を均一に塗布することが困難である。その場合には、必要に応じあらかじめ若干の界面活性剤を、転写層である水溶性樹脂の水溶液に添加し塗布することが好ましい。
これに使用できる界面活性剤とは、脂肪酸多価アルコールエステル、ポリオキシエチレンの非イオン系、スルホン酸、ホスフェート塩の陰イオン系、四級アンモニウム塩のカチオン系、ベタイン塩、アラニン塩の両性系が使用可能だが非イオン系界面活性剤が好適である。添加量としては０．１〜２％程度が好ましい。また、無機フィラーの分散性をアップさせるために、無機フィラーの比表面積に合った分散剤を添加してもよい
【００１５】
次に、転写層の塗布についても特に制限はないが、製膜時にスプレー塗布、グラビアロールにて溶液コートさせる方法等があり、インライン、アウトラインは問わず実施することが可能である。また、フィルムの結晶化処理と同時に塗膜乾燥を実施することも可能である。
転写層については、水溶性樹脂を使用することにより、後工程におけるプリント基板洗浄研磨工程にて、当該基板上の転写層の除去が可能である。
プリント基板に転写した転写層の除去は、プリント基板の洗浄工程（水洗、ソフトエッチング）で容易に除去が可能で、一般的な熱プレス成形後のプリント基板洗浄工程で十分に除去ができる。
洗浄工程の一般的手法としては、プレス後に水で簡単に洗浄し、その後ソフトエッチング液（硫酸−過酸化水素水混合液）にて銅表面の還元処理を実施する。
【００１６】
本発明においては上記転写層を構成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇ（℃）、プレス加工後の解体温度Ｔｋ（℃）、基板の間に設置された接着剤樹脂の流動開始温度Ｔｆ（℃）との関係が重要であり、下記式１の関係、好ましくは、式２で示す関係である。
Ｔｆ　≧　Ｔｇ　≧　Ｔｋ………（式１）
Ｔｆ−５（℃）　≧　Ｔｇ　≧　Ｔｋ＋５（℃）　………（式２）
【００１７】
ガラス転移温度ＴｇはＪＩＳ　Ｋ　７１２１で規定された方法で測定された値であり，流動開始温度Ｔｆは以下に示す方法によって測定された値である。
（株）島津製作所製のキャピラリーレオメータ（ＣＦＴ−５００Ｃ）を用い、溶融した接着剤樹脂が細管を通過する時の粘性抵抗を測定し、流動開始温度Ｔｆを決定した。
接着剤樹脂を所定のシリンダに充填し、一定の圧力を加え、昇温によって接着剤樹脂が固体域からゴム状領域を経て、流動域になる温度を流動開始温度Ｔｆと定義した。測定条件は以下の通りである。
・細管サイズ　：　φ１ｍｍ　×長さ２ｍｍ
・昇温速度　　：　３℃／分
・圧力　　　　：　４０ｋｇ／ｃｍ^２
【００１８】
転写層を構成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇが、プレス加工後の解体温度Ｔｋよりも低い場合、解体時において、転写層が軟らかく変形しやすい状態であるため、基板表面の凹凸部に転写層が入り込み（アンカー効果）、基板を密着し易い。そのため、無理に引き剥がすと離型用フィルムが破れてしまい、引き剥がしの手間がかかるという問題がある。
また、転写層を構成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇが、基板の間に設置された接着剤樹脂の流動開始温度Ｔｆよりも高い場合、プレス加工の昇温時において、転写層が硬く変形しにくい状態であるため、基板に開けられた穴部からしみ出してきた接着剤樹脂を封止することができなくなる。そのため、得られた基板の表面平滑性が失われるという問題がある。
以上のことより、転写層を構成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇ（℃）、プレス加工後の解体温度Ｔｋ（℃）、基板の間に設置された接着剤樹脂の流動開始温度Ｔｆ（℃）の関係は式１で示される関係であり、好ましくは式２で示す関係であることが好ましい。
【００１９】
ここで用いられる接着剤樹脂にはエポキシ樹脂、エポキシ樹脂が含浸されたガラス繊維、ＢＴレジンが挙げられる。また、上記に挙げた樹脂以外でも、式１もしくは式２を満足させる樹脂であれば限定されない。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
シンジオタクチックポリスチレン樹脂（出光石油化学社製「ザレック　３０Ａ」）９０質量部にＳＢＳ（旭化成工業社製「タフテック１０５２」）を１０質量部添加しマスターペレットを作製し、押出しキャスト法（シリンダー温度を２７０〜３００℃）にて５０μｍのフィルムを作製し、テンター装置を使用し乾燥機（機内温度１８０℃）中にてシートを熱固定し結晶化フィルム製作した。
次に、下記の転写層塗工用塗料をガラスビーズ入りのペイントシェーカーで作成し、グラビアロールで乾燥後、塗工厚は０．６μｍになるように上記結晶化フィルムの片面に塗工して転写層を形成し、離型用フィルムを作成した。
【００２１】
〔転写層塗工用塗料配合〕
・ポリビニルアルコール　　　　　５重量部
（日本合成化学製「ゴーセノールＧＨ１７」，　Ｔｇ＝５８℃）
・シリカ　　　　　　　　　　　　５重量部
（日本アエロジル製「アエロジル２００」）
・蒸留水　　　　　　　　１３５重量部
・エタノール　　　　　　４５重量部
【００２２】
そして、得られたフィルムを所定のサイズに裁断後、プリント基板プレス用の離型フィルムとして用いた。
次に、流動開始温度Ｔｆ：５８℃のエポキシ樹脂含浸ガラスクロス入りプリプレグを用い、下記の条件でプレス加工を行った。そして、プレス加工後の解体はプリント基板が　５８℃（＝解体温度：Ｔｋ）まで冷却された時点で行った。次に、取り出されたプリント基板の洗浄を行って、▲１▼基板の表面平滑性，▲２▼離型用フィルムの破壊状態を評価した。評価結果は表１に示す。
（プリント基板のプレス加工条件）
基板プレス加工用のプレス機を用いて、下記材料を装置内にセットし、プレス加工した。
使用材料：
クッション材／ＳＵＳ化粧板／離型用フィルム／積層成形材料（外層用銅張り積層板、内層用銅張り積層板、エポキシ樹脂含浸ガラスクロス入りプリプレグ（流動開始温度Ｔｆ：５８℃）／離型用フィルム／ＳＵＳ化粧板／クッション材プレス条件：
プレス温度　１７５℃
プレス時間　　６０分
プレス圧力　　３０ｋｇ／ｃｍ^２
解体温度　　　５８℃
【００２３】
評価項目：
▲１▼基板の表面平滑性
プレス加工時に発生するＩＶＨ等の穴周囲部の樹脂（接着剤）のはみ出しにより発生した基板の凹凸状態を目視で評価した。
○：凹凸はなく、平滑である。
△：わずかに凹凸がある程度で使用上の問題はない。
×：凹凸があり、使用上の問題がある。
【００２４】
▲２▼　離型用フィルムの破壊状態
プレス加工し、常温まで冷却した後、基板から離型用フィルムをはがした時の基材フィルムの破れの有無を評価した。
○：離型用フィルムが破れない。
△：離型用フィルムがわずかに破れたが、使用上の問題はない。
×：離型用フィルムが破れ、使用上に問題がある。
【００２５】
▲３▼総合評価　○：良好　　△：使用上問題はない。　　×：使用できない。
【００２６】
（実施例２）
実施例１で作成した離型用フィルムを用い、流動開始温度Ｔｆ：６３℃のエポキシ樹脂含浸ガラスクロス入りプリプレグ、解体温度Ｔｋを５５℃に変更した以外はすべて実施例１と同様の方法でプレス加工した。そして、得られたプリント基板を実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す。
【００２７】
（実施例３）
実施例１で作成した離型用フィルムを用い、流動開始温度Ｔｆ：６０℃のエポキシ樹脂含浸ガラスクロス入りプリプレグ解体温度Ｔｋを５３℃に変更した以外はすべて実施例１と同様の方法でプレス加工した。そして、得られたプリント基板を実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す。
【００２８】
（実施例４）
実施例１で作成した離型用フィルムを用い、流動開始温度Ｔｆ：６３℃のエポキシ樹脂含浸ガラスクロス入りプリプレグ、解体温度Ｔｋを５３℃に変更した以外はすべて実施例１と同様の方法でプレス加工した。そして、得られたプリント基板を実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す。
【００２９】
（実施例５）
実施例１で作成した離型用フィルムを用い、流動開始温度Ｔｆ：８０℃のエポキシ樹脂含浸ガラスクロス入りプリプレグ、解体温度Ｔｋを４０℃に変更した以外はすべて実施例１と同様の方法でプレス加工した。そして、得られたプリント基板を実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す。
【００３０】
（比較例１）
実施例１で作成した離型用フィルムを用い、流動開始温度Ｔｆ：５３℃のエポキシ樹脂含浸ガラスクロス入りプリプレグ、解体温度Ｔｋを５８℃に変更した以外はすべて実施例１と同様の方法でプレス加工した。そして、得られたプリント基板を実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す。
【００３１】
（比較例２）
実施例１で作成した離型用フィルムを用い、流動開始温度Ｔｆ：５８℃のエポキシ樹脂含浸ガラスクロス入りプリプレグ、解体温度Ｔｋを６０℃に変更した以外はすべて実施例１と同様の方法でプレス加工した。そして、得られたプリント基板を実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す。
【００３２】
（比較例３）
実施例１で作成した離型用フィルムを用い、流動開始温度Ｔｆ：５３℃のエポキシ樹脂含浸ガラスクロス入りプリプレグ、解体温度Ｔｋを６０℃に変更した以外はすべて実施例１と同様の方法でプレス加工した。そして、得られたプリント基板を実施例１と同様の方法で評価した。評価結果は表１に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１より、転写層のガラス転移温度Ｔｇ（℃），解体温度Ｔｋ（℃），接着剤樹脂の流動開始温度Ｔｆ（℃）をＴｆ≧Ｔｇ≧Ｔｋの関係を満たすことにより、高性能なプリント基板が得られることが分かる。
また、Ｔｆ−５（℃）≧Ｔｇ≧Ｔｋ＋５（℃）の関係を満たすことで、さらに高性能なプリント基板が得られることが分かる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のプリント基板のプレス加工方法によれば、プリント基板と離型用フィルムの剥離性やプリント基板への耐汚染性に優れていることから高性能なプリント基板が得られるという利点がある。

Claims (3)

1. 離型用フィルムを用いプリント基板をプレス加工する方法において、離型用フィルムの少なくとも片面にプリント基板に転写可能な転写層を設けてなり、該転写層を構成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇ（℃）、プレス加工後の離型用フィルム解体温度Ｔｋ（℃）、基板の間に設置された接着剤樹脂の流動開始温度Ｔｆ（℃）が式１で表される関係であることを特徴とする離型用フィルムを用いたプリント基板のプレス加工方法。
   Ｔｆ　≧　Ｔｇ　≧　Ｔｋ………（式１）
2. 離型用フィルムを用いプリント基板をプレス加工する方法において、離型用フィルムの少なくとも片面にプリント基板に転写可能な転写層を設けてなり、該転写層を構成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇ（℃）、プレス加工後の解体温度Ｔｋ（℃）、基板の間に設置された接着剤樹脂の流動開始温度Ｔｆ（℃）が式２で表される関係であることを特徴とする離型用フィルムを用いたプリント基板のプレス加工方法。
   Ｔｆ−５（℃）　≧　Ｔｇ　≧　Ｔｋ＋５（℃）………（式２）
3. 離型用フィルムがシンジオタクチックポリスチレン系樹脂を主成分とするとともに転写層が水溶性樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１又は２記載の離型用フィルムを用いたプリント基板のプレス加工方法。