JP2006299189A

JP2006299189A - プリプレグシート、金属箔張積層板及び回路基板並びに回路基板の製造方法

Info

Publication number: JP2006299189A
Application number: JP2005126473A
Authority: JP
Inventors: Mare Takano; 希高野; Masami Kamiya; 雅己神谷
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2005-04-25
Publication date: 2006-11-02

Abstract

【課題】高分子フィルムとプリプレグシートの間の剥離強度を安定化して、安定して高品質の回路基板を得るためのプリプレグシート及び金属箔張積層板、並びにこれらを用いた回路基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】繊維シート及びこれに含浸した硬化性樹脂組成物を含み、硬化性樹脂組成物の硬化物の２０℃における貯蔵弾性率が１００〜２０００ＭＰａであることを特徴とするプリプレグシート。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリプレグシート、金属箔張積層板及び回路基板並びに回路基板の製造方法に関する。

近年、回路基板として、メッキスルーホールに代えて、高密度化に有利な、いわゆるインナビアホール（ＩＶＨ）構造を有する回路基板が提案されている（特許文献１）。

従来、このＩＶＨ構造を有する回路基板を製造する方法としては、例えば、離型層を有する離型性の高分子フィルムをプリプレグシートの両面に積層した積層体を貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に導電ペーストを充填してから高分子フィルムを除去した後、プリプレグシートの両面に金属箔を積層して全体を加圧及び加熱してプリプレグシートの両面における金属箔を互いに電気的に接続（ＩＶＨ接続）し、金属箔をエッチングして回路形成する方法が知られていた。
特開平６−２６８３４５号公報

しかしながら、上記のような従来の製造方法で回路基板を製造する場合、高分子フィルムを積層した積層体を長時間保存すると、高分子フィルムとプリプレグシートとの間の剥離強度が強くなりすぎて、引き剥がしてこれを除去する際に高分子フィルムが破断してしまう場合があるという問題があった。また、高分子フィルムの積層直後に導電ペーストを充填しようとすると、高分子フィルムが剥がれてしまうといった問題もあった。

そこで、本発明は、高分子フィルムとプリプレグシートの間の剥離強度を安定化して、安定して高品質の回路基板を得るためのプリプレグシート、金属箔張積層板及び回路基板並びにこれらを用いた回路基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のプリプレグシートは、繊維シート及びこれに含浸した硬化性樹脂組成物を含み、硬化性樹脂組成物の硬化物の２０℃における貯蔵弾性率が１００〜２０００ＭＰａであることを特徴とするものである。

上記のような本発明のプリプレグシートは、硬化物の貯蔵弾性率が上記特定範囲となるような硬化性樹脂組成物を含んでいることによって、後述する本発明の回路基板の製造方法等に用いたときに、高分子フィルムとプリプレグシートの間の剥離強度が安定化して、安定して高品質の回路基板が得られる。

上記硬化性樹脂組成物の硬化物は、高分子フィルムとプリプレグシートの間の剥離強度をさらに安定化するために、粘弾性を有することが好ましい。

また、硬化性樹脂組成物は、重量平均分子量が３００００以上のアクリル重合体を含有し、該アクリル重合体は、グリシジルアクリレート由来のモノマー単位を全体の２〜２０質量％含み、且つ、エポキシ価が２〜３６であることが好ましい。なお、本発明においては、エポキシ価としては、ＨＬＣ測定法により求めた値を採用することとする。

アクリル重合体の重量平均分子量が３００００未満であると、柔軟性が低下する傾向にある。また、アクリル重合体に含まれるグリシジルアクリレート由来のモノマー単位の比率が２質量％未満であると硬化物の耐熱性が不十分となる傾向にあり、２０質量％を超えると硬化物が脆くなる傾向にある。さらに、アクリル重合体のエポキシ価（重合体１００ｇ当りのエポキシ基のモル数）が２未満であると、硬化物の耐熱性が不十分となる傾向にあり、３６を超えると、硬化物が脆くなる傾向にある。

繊維シートは、１０〜２００μｍの厚みを有するガラス布であることが好ましい。これにより、得られる回路基板の機械的強度が高められるともに、回路基板が有する回路パターンの高密度化を図ることがより容易となる。

プリプレグシートの厚みは１００μｍ以下であることが好ましい。これにより、回路基板が有する回路パターンの高密度化を図ることがより容易となる。

プリプレグシートは、貫通孔が設けられ、該貫通孔に充填された導電体層を更に含んでいることが好ましい。これにより、ＩＶＨ構造を有する回路基板が容易に得られる。

本発明の金属張積層板は、上記本発明のプリプレグシートを硬化してなる絶縁性基板と、これの両面に設けられた金属箔と、を備え、絶縁性基板の両面の金属箔が、絶縁性基板を貫通する導電体層を介して互いに電気的に接続されていることを特徴とするものである。

本発明の回路基板は、上記本発明のプリプレグシートを硬化してなる絶縁性基板と、これの両面に設けられた回路パターンと、を備え、絶縁性基板の両面の回路パターンが、絶縁性基板を貫通する導電体層を介して互いに電気的に接続されていることを特徴とするものである。この回路基板は、例えば、後述する本発明の回路基板の製造方法によって、好適に得ることができる。

本発明はまた、離型層を有する離型性の高分子フィルムを上記本発明のプリプレグシートの両面に積層した積層体を貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に導電ペーストを充填してから高分子フィルムを除去した後、プリプレグシートの両面に金属箔を積層して全体を加圧及び加熱して前記プリプレグシートの両面における金属箔を互いに電気的に接続し、金属箔をエッチングして回路形成する回路基板の製造方法であって、プリプレグシートを４０℃〜９０℃に加熱しながら高分子フィルムを除去することを特徴とするものである。

このような本発明の回路基板の製造方法を採用することによって、高分子フィルムとプリプレグシートの間の剥離強度が安定化して、安定して高品質の回路基板を得ることができる。

あるいは、上記の回路基板の製造方法において、離型性の高分子フィルムに代えて、離型性を有しない高分子フィルムを用い、プリプレグシートを５０℃〜９０℃に加熱しながら高分子フィルムを除去してもよい。これにより、高分子フィルムを除去する際に破断が生じることを、より効果的に抑制できる。

上記積層体の周縁部の一部において、高分子フィルムがプリプレグシートの主面からはみ出していることが好ましい。

回路基板の製造方法において用いる高分子フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート、ポリプロプレン又はポリフェニレンオキサイドであることが好ましい。

本発明によれば、高分子フィルムとプリプレグシートの間の剥離強度を安定化して、安定して高品質の回路基板を得るためのプリプレグシート及び金属箔張積層板、並びにこれを用いた回路基板の製造方法が提供される。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

本発明のプリプレグシートは、繊維シート及びこれに含浸した硬化性樹脂組成物を含んで構成されている。このプリプレグシートは、さらに、レーザーなどで加工することにより形成された貫通孔に充填され、導電ペースト等の導電性の材料からなる導電体層を有していてもよい。

プリプレグシート中の硬化性樹脂組成物は、加熱により硬化して、２０℃における貯蔵弾性率が１００〜２０００ＭＰａで、粘弾性を有する硬化物を与えるような樹脂組成物である。ここで、この貯蔵弾性率は、硬化物について、硬化物を測定周波数１~１００Ｈｚの引張りモード（スパン間距離５〜３０ｍｍ）での動的粘弾性測定に基づいて得られた値を採用することができる。硬化物の貯蔵弾性率が２０００ＭＰａを超えると、高分子フィルムとの接着強度が不安定になる。一方、硬化物の貯蔵弾性率が１００ＭＰａを下回ると、得られる回路基板の取り扱い性等が低下したり、高温放置時の寸法安定性やはんだ耐熱性の低下を招いたりする。なお、プリプレグシート中の硬化性樹脂組成物は、実質的に未硬化の状態であってもよいし、硬化反応がある程度進行して半硬化（Ｂステージ化）された状態であってもよい。

このような硬化性樹脂組成物としては、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂及びその硬化剤を含有するものが好適である。この場合、熱硬化性樹脂、硬化剤の種類や組み合わせ、混合比率等を適宜選択することによって、硬化物の貯蔵弾性率が所望の値になるように制御することができる。あるいは、硬化性樹脂組成物中に、柔軟骨格を有するポリマー（ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＣＴＢＮ、アクリル重合体、ポリアミド、ポリアミドイミド、シリコーン変性ポリアミドイミド等）を更に加えることによって、硬化物の貯蔵弾性率を制御することもできる。

硬化性樹脂組成物中に加える上記ポリマーとしては、アクリル基を有するモノマーに由来するモノマー単位で主として構成されるアクリル重合体が好ましい。アクリル重合体の重量平均分子量は３００００以上２００００００以下であることが好ましい。また、アクリル重合体としては、グリシジルアクリレート由来のモノマー単位を全体の２〜２０質量％含み、且つ、エポキシ価が２〜３６であるものが特に好ましい。

硬化性樹脂組成物が、熱硬化性樹脂及びその硬化剤からなる硬化性成分と、アクリル重合体とを含有するものである場合、硬化性樹脂組成物において、アクリル重合体１００質量部に対して、硬化性成分が６０〜３５０質量部となるような比率であることが好ましい。硬化性成分を６０〜３５０質量部とすることにより、通常、硬化物の貯蔵弾性率を１００〜２０００ＭＰａの範囲内とすることができる。

プリプレグシート中の繊維シートは、紙、ガラス繊維織布及びガラス繊維不織布等のガラス布、アラミド不織布等の耐熱性合成繊維が挙げられる。これらのうち、ガラス繊維織布及びガラス繊維不織布が好ましく、ガラス繊維織布が特に好ましい。ガラスの材質としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス等が挙げられる。また、繊維シートとして織布を用いる場合の繊維の織り方については、例えば、平織、朱子織、綾織等が挙げられる。

繊維シートは、十分な強度を有する限り薄い方が好ましい。具体的には、繊維シートの厚みは１０〜２００μｍであることが好ましく、２０〜８０μｍであることがより好ましい。また、繊維シートは、線膨張率が小さいものが好ましい。

プリプレグシートが導電体層を有する場合、導電体層は、回路間を電気的に接続可能な程度の導電性を有する導電性材料で構成される。この導電性材料としては、例えば、Ａｇ、Ｃｕ及びこれらの合金等からなる導電性フィラーを硬化性樹脂組成物（エポキシ樹脂及びその硬化剤からなる組成物等）中に分散した導電性ペーストが挙げられる。

プリプレグシートは、例えば、硬化性樹脂組成物を繊維シートに含浸させて得ることができる。硬化性樹脂組成物を繊維シートに含浸する方法としては、例えば、樹脂組成物の溶液に繊維シートを浸漬させる方法が挙げられる。

図１は、本発明による回路基板の製造方法の一実施形態を示す断面図である。図１に示す回路基板の製造方法においては、まず、プリプレグシート１００の両面に、離型層を有する離型性の高分子フィルム１を積層して積層体を得（図１の（ａ））、この積層体を貫通する貫通孔２０を、レーザー加工法などを利用して形成する（図１の（ｂ））。

プリプレグシート１００としては上述したような本発明のプリプレグシートが用いられ、高分子フィルム１としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイト、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキサイド等を用いることができる。また、高分子フィルム１は離型層を有しないものであってもよい。

なお、上記積層体の周縁部において、高分子フィルム１に挟まれたプリプレグシート１００の一部が除去されるなどして、高分子フィルム１がプリプレグシート１００の主面からはみ出していてもよい。

続いて、積層体に形成した貫通孔２０に導電性ペーストを充填して導電体層３ａを形成し（図１の（ｃ））、プリプレグシート１００を温風３０で所定の温度に加熱しながら高分子フィルム１を剥離してこれを除去する（図１の（ｄ））。

導電性ペーストの充填は、例えば、貫通孔が形成された積層体を印刷機のテーブル上に設置し、導電性ペーストを高分子フィルムの上から印刷することで行う。このとき、高分子フィルムは印刷マスクとして機能するとともに、プリプレグシートの汚染防止の役割も果たす。

高分子フィルム１が離型層（厚みが１００オングストローム程度）を有する離型性のものである場合、プリプレグシート１００を４０〜９０℃に加熱しながら両面の高分子フィルム１を２〜２０ｍ／ｍｉｎ．程度の速度で剥離する。また、高分子フィルム１が離型性を有しないものである場合、５０〜９０℃に加熱しながら両面の高分子フィルム１を２〜２０ｍ／ｍｉｎ．程度の速度で剥離する。このときの加熱手段としては、温風に代えて、赤外線加熱やロール加熱でもよい。

高分子フィルム１を除去した後、導電体層３ａを含んだプリプレグシート１１０（図１の（ｅ））の両面に金属箔４（例えば、厚さが３５μｍ程度の銅箔）を積層して全体を加圧及び加熱することにより、金属箔４をプリプレグシート１１０の両面に接着するとともに、プリプレグシート１１０の両面における金属箔４が貫通孔に充填された導電性ペーストの硬化物からなる導電体層３ｂを介して互いに電気的的に接続された、金属箔張積層板２００が得られる（図１の（ｆ））。なお、加圧及び加熱によって、導電体層３ａを構成する導電性ペーストが硬化するとともに、プリプレグシート１００が硬化して絶縁性基板５を形成する。

さらに、両面の金属箔４を選択的にエッチングして回路パターン６ａ及び６ｂを形成することで、絶縁性基板５の両面に回路パターン６ａ，６ｂが設けられた回路基板３００が得られる。

また、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、例えば、複数の絶縁性基板及び複数の回路パターンが交互に積層され、回路パターンが導電体層を介してインナビアホール接続された多層の回路基板を製造する方法として本発明の製造方法を適用することもできる。

本発明による回路基板の製造方法の一実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１…高分子フィルム、３ａ…導電体層（硬化前）、３ｂ…導電体層（硬化後）、４…金属箔、５…絶縁性基板、６ａ，６ｂ…回路パターン、２０…貫通孔、３０…温風、１００，１１０…プリプレグシート、２００…金属箔張積層板、３００…回路基板。

Claims

繊維シート及びこれに含浸した硬化性樹脂組成物を含み、
前記硬化性樹脂組成物の硬化物の２０℃における貯蔵弾性率が１００〜２０００ＭＰａであるプリプレグシート。
前記硬化性樹脂組成物の硬化物が粘弾性を有する、請求項１記載のプリプレグシート。
前記硬化性樹脂組成物が、重量平均分子量が３００００以上のアクリル重合体を含有し、
該アクリル重合体は、グリシジルアクリレート由来のモノマー単位を全体の２〜２０質量％含み、且つ、エポキシ価が２〜３６である、請求項１又は２記載のプリプレグシート。
前記繊維シートが、１０〜２００μｍの厚みを有するガラス布である、請求項１〜３の何れか一項に記載のプリプレグシート。
厚さが１００μｍ以下である、請求項１〜４の何れか一項に記載のプリプレグシート。
貫通孔が設けられ、該貫通孔に充填された導電体層を更に含んでいる、請求項１〜５の何れか一項に記載のプリプレグシート。
請求項１〜５の何れか一項に記載のプリプレグシートを硬化してなる絶縁性基板と、これの両面に設けられた金属箔と、を備え、
前記絶縁性基板の両面の前記金属箔が、前記絶縁性基板を貫通する導電体層を介して互いに電気的に接続されている、金属箔張積層板。
請求項１〜５の何れか一項に記載のプリプレグシートを硬化してなる絶縁性基板と、これの両面に設けられた回路パターンと、を備え、
前記絶縁性基板の両面の前記回路パターンが、前記絶縁性基板を貫通する導電体層を介して互いに電気的に接続されている、回路基板。
離型層を有する離型性の高分子フィルムを請求項１〜５の何れか一項に記載のプリプレグシートの両面に積層した積層体を貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に導電ペーストを充填してから前記高分子フィルムを除去した後、前記プリプレグシートの両面に金属箔を積層して全体を加圧及び加熱して前記プリプレグシートの両面における前記金属箔を互いに電気的に接続し、前記金属箔をエッチングして回路パターンを形成する回路基板の製造方法であって、
前記プリプレグシートを４０℃〜９０℃に加熱しながら前記高分子フィルムを除去する、回路基板の製造方法。
前記離型性の高分子フィルムに代えて離型性を有しない高分子フィルムを用い、前記プリプレグシートを５０℃〜９０℃に加熱しながら前記高分子フィルムを除去する、請求項９記載の回路基板の製造方法。
前記積層体の周縁部の一部において、前記高分子フィルムが前記プリプレグシートの主面からはみ出している、請求項９又は１０記載の回路基板の製造方法。
前記高分子フィルムが、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート、ポリプロプレン又はポリフェニレンオキサイドである、請求項９〜１１の何れか一項に記載の回路基板の製造方法。