JP2005340595A - 真空積層装置及びこれを用いた絶縁層の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オートピーラー等の高価な設備を導入することなく、効率的かつ品質的に安定した支持ベースフィルムの剥離が可能な積層装置及びこれを用いた絶縁層の形成方法を提供することを目的とする。
【解決手段】少なくとも支持ベースフィルムに絶縁樹脂層が形成された絶縁樹脂フィルムを配線回路基板上に所定サイズにカットして貼付するオートカットラミネーターユニット１０と、ノズルアプリケーターにて接着層を形成するローダーユニット２０と、配線回路基板上の接着層に搬送フィルムを貼付する搬送フィルム巻き出しユニット３０と、真空加圧ラミネーターユニット４０と、平面プレスユニット５０と、搬送フィルムと接着層と支持ベースフィルムとを配線回路基板から剥離する搬送フィルム巻き取りユニット６０と、絶縁層が形成された配線回路基板を収納するアンローダーユニット７０とを具備する真空積層装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線層と絶縁層とを交互に積み上げて作製する多層プリント配線板において、配線回路基板上に絶縁層を形成するための真空積層装置及びこれを用いた絶縁層の形成方法に関するものである。

従来、多層プリント配線板の製造方法として、回路形成された内層回路基板上に絶縁樹脂層としてガラスクロス基材にエポキシ樹脂を含浸して半硬化させたプリプレグシートと銅箔を積層プレスし、スルーホールによって層間導通をとる方法が知られている。しかし、この方法ではプリプレグ中の含浸樹脂を熱により再流動させて一定圧力下で硬化させるため、均一に硬化成形させるためには１．０〜１．５時間は必要である。このように製造工程が長くかかる上に、多層積層プレス及びガラスクロスプリプレグのコスト等により高コストとなっている。加えて外層にスルーホールめっきが入るため導体層が厚くなりファインパターンの形成が困難になる。回路層間の厚さがガラスクロスにより制限され多層プリント配線板全体の極薄化も困難であった。

このような問題を解決する方法として、近年内層回路基板の配線層上に絶縁層と配線層を交互に積み上げていくビルドアップ方式の多層プリント配線板の製造技術が注目されている。回路形成された内層回路基板に絶縁樹脂フィルムをラミネートし、加熱硬化後、粗化剤により表面に凹凸の粗化面を形成した絶縁層上にめっきにより配線層を形成する多層プリント配線板の製造法が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。

ビルドアップ方式による多層プリント配線板の製造方法では通常、内層回路基板に絶縁樹脂フィルムを加圧真空ラミネーターによりラミネートして絶縁層を形成する。最近は絶縁層上にファインパターンを形成する場合が多く、絶縁層の表面を平坦化する必要があることから、必要に応じて平面プレス処理を行う。このような装置では一般的に加圧真空ラミネーター部と平面プレス部が上下１対の搬送フィルムによって連結された一貫ラインとなっている。基板はオートカットラミネーターで表裏に絶縁樹脂フィルムを仮貼りされた状態で上下搬送フィルムに挟まれ、加圧真空ラミネート工程、平面プレス工程へと進み、冷却された後装置から排出される。
特開平０９−２９６１５６号公報 特開平１１−８７９２７号公報

しかしながら、上述の積層装置では加圧真空ラミネーターが真空引きを開始する際、急激な減圧の影響で上下搬送フィルムに挟まれた基板が正規の位置からずれ、この基板が次工程である平面プレスのワーク外へはみ出すことで基板の歩留まり或いは品質が低下することが起こる。また、絶縁樹脂フィルムは予め処理する基板サイズに応じてカットされ、順次１枚づつ仮貼りされてから積層されるため、積層後の支持ベースフィルムの剥離は自動化されず、ロットごとにオペレーターが手作業で行うことが一般的であり、生産性の低さと品質のばらつきが問題となっていた。

補足すれば、積層後の支持ベースフィルムは絶縁樹脂との接着が強く、粘着ロールを通
す等の簡単な方法では安定した剥離はできないばかりか、フィルムを自動剥離するオートピーラーは高価な上、現状では製造設備として採用できる信頼度の高いものが市販されておらず、積層後に支持ベースフィルムを効率的、かつ安定して剥離する方法がないことが問題となっている。

本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、支持ベースフィルムに絶縁層が形成された絶縁樹脂フィルムを配線回路基板に積層し、支持ベースフィルムを剥離して配線回路基板上に絶縁層を形成する積層装置において、オートピーラー等の高価な設備を導入することなく、効率的かつ品質的に安定した支持ベースフィルムの剥離が可能な積層装置及びこれを用いた絶縁層の形成方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を達成するために、まず請求項１においては、少なくとも支持ベースフィルムに絶縁樹脂層が形成された絶縁樹脂フィルムを配線回路基板上に所定サイズにカットして貼付するオートカットラミネーターユニット１０と、ノズルアプリケーターにて接着層を形成するローダーユニット２０と、配線回路基板上の接着層に搬送フィルムを重ね合わせる搬送フィルム巻き出しユニット３０と、真空加圧ラミネーターユニット４０と、平面プレスユニット５０と、搬送フィルムと接着層と支持ベースフィルムとを配線回路基板から剥離する搬送フィルム巻き取りユニット６０と、絶縁層が形成された配線回路基板を収納するアンローダーユニット７０とを具備することを特徴とする真空積層装置としたものである。

また、請求項２においては、請求項１に記載の真空積層装置を用いて、配線回路基板上に絶縁層を形成することを特徴とする絶縁層の形成方法としたものである。

本発明の真空積層装置を用いることにより、配線回路基板上に所定サイズにカットした絶縁樹脂フィルムを積層する際の配線回路基板の位置ズレを防止でき、かつオートピーラー等の高価な設備を導入することなく、通常の積層動作に付随した安価な方法で支持ベースフィルムの剥離をして、配線回路基板上に絶縁層を効率よく形成できる。
また、剥離された支持ベースフィルムは搬送フィルムとともに巻かれて回収されるため、占有スペースが小さく、廃棄作業の負担も軽減される。つまり、生産性と経済性に優れ、品質、歩留まり等で安定して絶縁層を形成できる。

図１は、本発明の真空積層装置の一実施例を示す模式構成図を示す。
本発明の真空積層装置は、後記する支持ベースフィルムに絶縁樹脂層が形成された絶縁樹脂フィルムを配線回路基板上に所定サイズにカットして貼付するオートカットラミネーターユニット１０と、ノズルアプリケーターにて接着層を形成する接着層形成ユニット２０と、配線回路基板上の接着層に搬送フィルムを重ね合わせる搬送フィルム巻き出しユニット３０と、真空加圧ラミネーターユニット４０と、平面プレスユニット５０と、搬送フィルムと接着層と支持ベースフィルムとを配線回路基板から剥離する搬送フィルム巻き取りユニット６０と、絶縁層が形成された配線回路基板を収納するアンローダーユニット７０とを具備したもので、特に、支持ベースフィルムに絶縁樹脂層が形成された樹脂フィルムを配線回路基板上に所定サイズにカットして貼付するオートカットラミネーターユニット１０と、配線回路基板上に貼付された樹脂フィルムの所定位置に、所定の幅でノズルアプリケーターにて接着層を形成できるローダーユニット２０と、搬送フィルムと接着層と支持ベースフィルムとを配線回路基板から剥離する搬送フィルム巻き取りユニット６０とを備えているのが特徴である。

本発明の真空積層装置は、支持ベースフィルムに絶縁樹脂層が形成された絶縁樹脂フィルムの絶縁樹脂層を予め配線層等が形成された配線回路基板上に転写して絶縁層を形成する積層装置である。
以下真空積層装置を構成する各ユニットについて説明する。
オートカットラミネーターユニット１０は、後記する支持ベースフィルムに絶縁樹脂層が形成された絶縁樹脂フィルムを所定サイズにカットして配線回路基板上の所定位置に貼付する装置である。ソマール（株）製等の市販のドライフィルム用オートカットラミネーターを使用することができる。

まず、オートカットラミネーターユニット１０で使用するための絶縁樹脂フィルムを別途作製する。ＰＥＴフィルム等からなる支持ベースフィルム１１１の一方の面に樹脂溶液をロールコート等により塗布するか、樹脂フィルムを貼付する等の方法で絶縁樹脂層１１２を形成し、保護フィルムを介してロール状に巻取り、絶縁樹脂フィルム１１０の巻取りロール１１を作製する（図２（ａ）及び（ｂ）参照）。
具体的には、市販の絶縁樹脂フィルム（ＡＢＦ−ＧＸ、味の素（株）製）が使用できる。

次に、予め配線層等が形成された有効領域１２１を有する配線回路基板１２０（図３（ａ）及び（ｂ）参照）がローラーコンベアー１５によりオートカットラミネーターユニット１０へ搬送される。
オートカットラミネーターユニット１０では、前述の支持ベースフィルム１１１に絶縁樹脂層１１２が形成された絶縁樹脂フィルム１１０の巻取りロール１１を装填し、保護フィルムが保護フィルム巻き取りロール１３にて巻き取られた後、絶縁樹脂フィルム１１０の先端がエアー吸着ロール１２に吸着される。
さらに、エアー吸着ロール１２が回転して絶縁樹脂フィルム１１０の絶縁樹脂層１１２と配線回路基板１２０が接触する。その際、配線回路基板１２０の有効領域１２１外の所定部分に絶縁樹脂層１１２の端部を加熱、圧着して仮貼りする。次に、ローラーコンベアー１５とエアー吸着ロール１２が連動して配線回路基板１２０を送り、所定の位置で絶縁樹脂フィルム１１０をカットし、所定サイズにカットされた絶縁樹脂フィルム１１０が仮貼りされた配線回路基板１２０ａを作製することができる（図４参照）。

ローダーユニット２０は、所定サイズの絶縁樹脂フィルム１１０が仮貼りされた配線回路基板１２０の有効領域１２１外の支持ベースフィルム１１１の端部に、所定の幅でノズルアプリケーター２１にて接着層１１３を形成し、配線回路基板１２０ｂを作製する（図５参照）。
接着層１１３は支持ベースフィルム１１１上どこに形成しても差支えないが、積層工程における絶縁樹脂厚への影響を考慮すると、支持ベースフィルムの全面に均一に形成するか、もしくは配線回路基板１２０の有効領域１２１外へ直線状に形成する方法があげられる。しかしながら、接着層を支持ベースフィルムの全面に均一に形成する方法はロールコーター等の高価なな設備が必要であり、接着剤を多量に使うことから製造コストが高くなり好ましくない。一方、配線回路基板１２０の有効領域１２１外へ直線状に接着層を形成する方法は、ノズルアプリケーターという比較的簡便な装置を用いると、積層工程で染み出し量の少ない高粘度の接着剤を使用できることから好ましい。

この方法によれば、搬送による配線回路基板の移動を利用して配線回路基板１２０の有効領域１２１外へ接着剤を直線状に塗布でき効率的である。また、ノズルアプリケーターは先端ノズルが小型なため塗布位置の変更について設計の自由度が高いことと、接着剤の吐出量を調整することで接着剤の広がり具合を調整し易いことから特に好ましい。本発明で用いられるノズルアプリケーターはＩＴＷダイナテック（株）、三晶（株）、ノードソン（株）製等が使用できる。取り付け位置については、図１に示すようにローラーコンベアー１５の上下両端に固定する。

また、接着層形成に用いる接着剤は、接着層を形成した直後に固化し、表面にタックの残らないホットメルト型接着剤が好ましい。なかでも、溶融粘度の高いものは接着性、機械的特性に優れ、かつ積層過程での染み出し量が少ないので特に好ましい。ホットメルト型接着剤の軟化点については、低過ぎると積層過程で圧力を加えた場合、接着剤が広がり過ぎて基板外へ染み出し、上下の搬送フィルムが接着して搬送過程で支障をきたすことから、後記する積層温度（プレス温度）に対しマイナス３０℃以上、プラス３０℃未満の範囲であることが好ましい。

ホットメルト型接着剤としては、東洋ペトロライト（株）製 Ｈ−６２９Ａ（軟化点１２０℃）、三洋化成工業（株）製 ナノスタックＡ（軟化点１１１℃）、住友スリーエム（株）製 ジェットメルトＥＣ３７６０（軟化点８１℃）、旭化学合成（株）製 アサヒメルト ＲＫ９６０（軟化点９８℃）、ダイセル化学工業（株）製 リキメルト１３５４（軟化点１００℃）、日立化成ポリマー（株）製 ハイボン９８８１Ｈ（軟化点８５℃）等の軟包装材用ホットメルト型接着剤があげられる。

接着層１１３が形成された配線回路基板１２０ｂは、ローラーコンベアー１５にて搬送フィルム巻き出しユニット３０へ送り込まれ、搬送フィルム送り出しユニット３０では、搬送フィルム送り出しロール３１より送り出された搬送フィルム１３１はガイドローラー３２にて配線回路基板１２０ｂの支持ベースフィルム１１１上の接着層１１３と重ね合わされ、搬送フィルム１３１でサンドイッチされた配線回路基板１２０ｃが作製される（図６参照）。

搬送フィルム１３１でサンドイッチされた配線回路基板１２０ｃは、ロールコンベアー１５と連動したフィルム搬送系へ移動し、加圧真空ラミネーターユニット４０、平面プレスユニット５０へ送り込まれる。
真空加圧ラミネーターユニット４０及び平面プレスユニット５０では、支持ベースフィルム１１１上の絶縁樹脂層１１２が配線回路基板１２０に所定の温度で積層され、配線回路基板１２０の両面に形成された絶縁樹脂層１１２の平滑化処理が行われ、平面プレスユニット５０より送り出された配線回路基板は数十秒間冷却ファンにより冷却され、絶縁樹脂層１１２が硬化し、搬送フィルム巻取りユニット６０に送られる。

搬送フィルム巻取りユニット６０では、搬送フィルム１３１と接着層１１３と支持ベースフィルム１１１とを配線回路基板より剥離し（図７参照）、巻取りロール６１に巻き取り、配線回路基板１２０の両面に絶縁層１１２ａが形成された配線回路基板１２０ｄ（図８参照）を得ることができ、絶縁層１１２ａが形成された配線回路基板１２０ｄはローラーコンベアにより搬送され、アンローダーユニット７０に収納される。

上記したように、接着層１１３は支持ベースフィルム１１１と搬送フィルム１３１を接着し、搬送フィルム１３１で支持ベースフィルム１１１と配線回路基板を搬送するためのもので、搬送フィルム１３１と支持ベースフィルム１１１とを配線回路基板より剥離して、配線回路基板上に絶縁層１１２ａを形成する際支持ベースフィルム１１１と絶縁樹脂層１１２の接着強度よりも搬送フィルム１３１と支持ベースフィルム１１１との接着強度が大きくなるようにすれば、接着層１１３の幅はなるべく狭くすることがコストの面から好ましい。

本発明の真空積層装置を用いた絶縁層の形成方法によれば、配線回路基板上に所定サイズにカットした絶縁樹脂フィルムを積層する際の絶縁樹脂フィルムの位置ズレを防止でき、かつオートピーラー等の高価な設備を導入することなく、通常の積層動作に付随した安価な方法で支持ベースフィルムの剥離をして、配線回路基板上に絶縁層を効率よく形成で
きる。
また、剥離された支持ベースフィルムは搬送フィルムとともに巻かれて回収されるため、占有スペースが小さく、廃棄作業の負担も軽減される。つまり、生産性と経済性に優れ、品質、歩留まり等で安定して絶縁層を形成できる。

さらに、配線回路基板１２０ｄの絶縁層１１２ａ上に配線層、ビア形成及び上記絶縁層形成を所望回数繰り返すことにより、多層配線回路基板及びインターポーザ等を容易に得ることができる。

本発明の真空積層装置の一実施例を示す模式構成図である。 （ａ）は、絶縁樹脂フィルムを巻き取った巻取りフィルムの一例を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）の斜視図をＡ−Ａ’線で切断した絶縁樹脂フィルムの模式構成断面図である。 （ａ）は、配線回路基板の一例を示す模式平面図である。（ｂ）は、（ａ）の模式平面図をＢ−Ｂ’線で切断した配線回路基板の模式構成断面図である。 配線回路基板１２０の両面に絶縁樹脂フィルム１１０を積層した配線回路基板１２０ａを示す模式構成断面図である。 配線回路基板１２０ａの支持ベースフィルム１１１上に接着層１１３を形成した配線回路基板２０ｂを示す模式構成断面図である。 配線回路基板１２０ｂの両面に搬送フィルム１３１を積層した配線回路基板１２０ｃを示す模式構成断面図である。 配線回路基板１２０ｃより搬送フィルム、接着層及び支持ベースフィルムを剥離している状態を示す説明図である。 配線回路基板１２０の両面にに絶縁層１１２ａが形成された配線回路基板１２０ｄを示す模式構成断面図である。

符号の説明

１０……オートカットラミネーターユニット
１１……絶縁樹脂フィルムの巻取りロール
１２……エアー吸着ロール
１３……保護フィルム巻取りロール
２０……ローダーユニット
２１……ノズルアプリケーター
３０……搬送フィルム送り出しユニット
３１……搬送フィルム送り出しロール
３２……ガイドロール
４０……真空加圧ラミネーターユニット
４１、５１……プレス下板
４２、５２……プレス上板
５０……平面プレスユニット
６０……搬送フィルム巻取りユニット
６１……搬送フィルム巻取りロール
６２……ニップロール
６３……搬送フィルム巻取りガイドローラー
７０……アンローダーユニット
７１……ベルトコンベア
１１０……絶縁樹脂フィルム
１１１……支持ベースフィルム
１１２……絶縁樹脂層
１１２ａ……絶縁層
１１３……接着層
１２０……配線回路基板
１２０ａ……絶縁樹脂フィルム仮貼り後の配線回路基板
１２０ｂ……接着層形成後の配線回路基板
１２０ｃ……搬送フィルム積層後の配線回路基板
１２０ｄ……絶縁層形成後の配線回路基板
２１……有効領域
３１……搬送フィルム

Claims (2)

1. 少なくとも支持ベースフィルムに絶縁樹脂層が形成された絶縁樹脂フィルムを配線回路基板上に所定サイズにカットして貼付するオートカットラミネーターユニット（１０）と、ノズルアプリケーターにてに接着層を形成するローダーユニット（２０）と、配線回路基板上の接着層に搬送フィルムを重ね合わせる搬送フィルム巻き出しユニット（３０）と、真空加圧ラミネーターユニット（４０）と、平面プレスユニット（５０）と、搬送フィルムと接着層と支持ベースフィルムとを配線回路基板から剥離する搬送フィルム巻き取りユニット（６０）と、絶縁層が形成された配線回路基板を収納するアンローダーユニット（７０）とを具備することを特徴とする真空積層装置。
2. 請求項１に記載の真空積層装置を用いて、配線回路基板上に絶縁層を形成することを特徴とする絶縁層の形成方法。

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