JP2006315392A - 金属箔張り積層板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特定のプリプレグを使用して、ガラスクロスの高開繊処理の度合いを適用化させ、レーザー加工性および成形性に優れた金属箔張り積層板の製造法を提供する。
【解決手段】ガラスクロスに熱硬化性樹脂組成物を含浸したプリプレグと金属箔を重ね合わせ、次いで加熱加圧してなる金属箔張り積層板の製造方法において、前記ガラスクロスの通気度が２０〜６０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓである金属箔張り積層板の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、電気・電子機器等に使用される金属箔張り積層板の製造方法に関するものである。

プリント多層配線板の材料となる金属箔張り積層板は、例えばガラスクロスの基材にエポキシ樹脂組成物等の熱硬化性樹脂組成物を含浸した後、加熱乾燥して半硬化（Ｂステージ化）させることによってプリプレグを作製し、このプリプレグを所要枚数重ねるとともに、銅箔等の金属箔をその片側又は両側に配して積層し、加熱加圧して成形を行うことによって作製される。

近年の電子機器の高機能、モバイル化により、プリント配線板は高密度化の方向へと進み、ビルドアッププリント配線板を代表とするＩＶＨ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）およびＳＶＨ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）等のプリント配線板の層間接続用の穴径も細径化が進んでいる。そのため、穴明け加工方法の一つドリル加工では、細径化には限界があり、細いドリルを使用した場合では穴位置精度、ドリル寿命が悪くなってしまう。そこで小径加工に優れたレーザー穴明け機が多く使用されるようになってきた。

しかしながら、積層板のガラスクロスのたて糸とよこ糸の交点とその間の隙間部分とではレーザー加工時の加工性に違いがあり、加工穴の形状（真円性、穴内壁粗さ）にばらつきが生じるという問題があった。

そこで、特許文献１に示されるように、ガラスクロスの開繊度を表す通気度を１０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下とすることにより、面内のガラス量が均一化され、レーザー加工性に優れた金属張り積層板が提案されている。
特開２００３−０３１９５７号公報

しかしながら、ＩＰＣ−４４１２に定められた厚み６０μｍの１０８０および１０７８スタイルに通気度が１０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下の高開繊ガラスクロスを使用した場合、レーザー加工性は優れるが、金属張り積層板に成形する際、ボイド不良の発生率が高くなることがわかった。本発明は、レーザー加工性および成形性に優れた金属箔張り積層板の製造方法を提供することにある。

前記課題を解決するために検討を重ねた結果、ガラスクロスの高開繊処理の度合いを適性化することにより、レーザー加工性および成形性に優れた金属箔張り積層板の製造方法を得られることを見い出し、本発明に至った。
本発明は以下の通りである。
（１）ガラスクロスに熱硬化性樹脂組成物を含浸したプリプレグと金属箔を重ね合わせ、次いで加熱加圧してなる金属箔張り積層板の製造方法において、前記ガラスクロスの通気度が２０〜６０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓであることを特徴とする金属箔張り積層板の製造方法。
（２）ガラスクロスの厚みが、１０μｍから１５０μｍである項（１）に記載の金属箔張り積層板の製造方法。
（３）ガラスクロスの厚みが、６０μｍである項（１）に記載の金属箔張り積層板の製造方法。

レーザー加工性および成形性に優れた金属箔張り積層板の製造方法を提供することが可能となった。

本発明に係る金属張積層板は、特定のガラスクロスに熱硬化性樹脂組成物を含浸後硬化させて得たプリプレグと金属箔を積層し加熱加圧して得られる。
なお、本発明に用いるガラスクロスの通気度は、２０〜６０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓに限定される。ガラスクロスの通気度が２０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ未満の場合は、たて糸とよこ糸の隙間のバスケットホールが小さいため、ガラスクロス内部への樹脂の含浸が不十分となり、ボイドが発生する。また、６０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓを超える場合、ガラス開繊処理による面内のガラスクロスの均一性が不十分となり、レーザー加工穴の形状にばらつきが生じてくる。

本発明に用いるガラスクロスの厚みは、特に限定しないが、１０μｍから１５０μｍが好ましく、２０μｍから１００μｍがより好ましく、３０μｍから８０μｍが特に好ましい。ガラスクロスの厚みが１０μm未満の場合はガラスクロスの製造に使用する単糸が細くなって、ガラスクロスの製造が困難になる傾向がある。また、ガラスクロスの厚みが１５０μmを超える場合、プリプレグ面内および厚み方向における均一化が困難でありレーザー加工性に劣る傾向がある。また、ＩＰＣ−４４１２に規定される１０８０または１０７８スタイルの厚み６０μｍのガラスクロスが、最も好適に使用できる。

本発明に用いられる熱硬化性樹脂組成物としては、金属箔張り積層板の製造に用いる熱硬化性樹脂組成物が適用でき、具体的にはエポキシ樹脂系、フェノール樹脂系、ポリイミド樹脂系、不飽和ポリエステル樹脂系、ポリフェニレンエーテル樹脂系等の単独、変性物、混合物のように、熱硬化性樹脂全般を用いることができる。

この熱硬化性樹脂組成物中には、熱硬化性樹脂を含有し、必要に応じてその熱硬化性樹脂の硬化剤、硬化促進剤、無機充填材及び溶剤等を含有することができる。なおエポキシ樹脂等のように自己硬化性の低い熱硬化性樹脂は、その樹脂を硬化するための硬化剤等も含有することが必要である。

なお、熱硬化性樹脂組成物が、エポキシ樹脂系の場合、電気特性及び接着性のバランスが良好であり好ましい。エポキシ樹脂系の樹脂組成物に含有するエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、及びこれらエポキシ樹脂構造体中の水素原子の一部をハロゲン化することにより難燃化したエポキシ樹脂等が挙げられる。

また、このエポキシ樹脂系の樹脂組成物に含有する硬化剤としては、例えばジシアンジアミド、脂肪族ポリアミド等のアミド系硬化剤や、アンモニア、トリエチルアミン、ジエチルアミン等のアミン系硬化剤や、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｐ−キシレン−ノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤や、酸無水物類等が挙げられる。

なお、上記熱硬化性樹脂組成物に含有することができる無機充填材としては、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク等の無機質粉末充填材や、ガラス繊維、パルプ繊維、合成繊維、セラミック繊維等の繊維質充填材が挙げられ、また、上記熱硬化性樹脂組成物に含有することができる溶剤としてはＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、エチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類等が挙げられる。

この熱硬化性樹脂組成物をガラスクロスに含浸する方法としては特に限定するものではないが、速度、温度、樹脂含浸量を調整するためのロールのギャップを制御する装置がついていることが望ましい。
なお、熱硬化性樹脂組成物をガラスクロスに含浸した後、加熱乾燥しＢステージ化した一般的にいうプリプレグを得る。

本発明に用いられる金属箔としては、銅、アルミニウム、真鍮、ニッケル等の単独、合金、複合の金属箔を用いることができ、金属箔の代わりに金属箔が積層成形された片面金属張積層板、両面金属張積層板を用いることもできる。なお、この金属箔は、金属箔張り積層板の作製のみに用いることに限定するものではなく、内層用基板とプリプレグとを積層したその積層物の片側又は両側に積層して用いてもよい。この金属箔の厚みとしては、金属箔張り積層板の作製に用いる場合０．００３〜０．０７０ｍｍが一般的である。

金属箔張り積層板を製造するときの加熱加圧する条件としては、熱硬化性樹脂組成物が硬化する条件で適宜調整して加熱加圧すればよいが、加圧の圧力が高いと導体回路の寸法収縮のばらつきが大きくなる場合があるため、成形性を満足する範囲内で、できるだけ低圧で加圧することが好ましい。なお、加熱加圧を３００Ｔｏｒｒ以下の減圧雰囲気下で行うと、ボイドなどの発生を抑制できるため好ましい。

金属箔張り積層板表面の金属箔をエッチングする方法としては特に限定するものではなく、金属箔及びそのエッチングに用いるエッチングレジストにより一般の方法が適用可能である。

（実施例１）
厚みが６０μｍで、かつ通気度が２０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓであるＩＰＣ４４１２に規定される１０７８ガラスクロスを基材とした。

熱硬化性樹脂組成物として、下記のエポキシ樹脂２種類、硬化剤、硬化促進剤及び溶剤２種類よりなるエポキシ樹脂系樹脂組成物を使用した。
・エポキシ樹脂１：テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂［東都化成社製、商品名ＹＤＢ−５００］を固形分として８７．５重量部
・エポキシ樹脂２：クレゾールノボラック型エポキシ樹脂［東都化成社製、商品名ＹＤＣＮ−２２０］を固形分として１２．５重量部
・硬化剤：ジシアンジアミドを２．８重量部
・硬化促進剤：２−エチル−４−メチルイミダゾールを０．１８重量部
・溶剤１：Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを２５重量部
・溶剤２：メチルエチルケトンを１００重量部

この樹脂組成物を、たて型塗工機を用いて、上記ガラスクロスに、乾燥後の熱硬化性樹脂組成物の量が、熱硬化性樹脂組成物及びガラスクロスの合計１００重量部に対し、６０重量部となるように調整し、含浸した後、最高温度１８５℃で乾燥して厚み０．０６５ｍｍのプリプレグを作製した。

このプリプレグの両側に厚み１２μｍの銅箔を配して積層した後、この積層物を金属プレートで挟み、最高温度１８０℃、圧力３．０ＭＰａで９０分加熱加圧成形して厚み０．０６ｍｍの両面銅張り積層板を作製した。

（実施例２）
厚みが６０μｍで、かつ通気度が６０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓであるＩＰＣ−４４１２に規定される１０７８ガラスクロスを基材とした以外は実施例１と同様にして０．０６ｍｍの両面銅張り積層板を得た。

（比較例１）
厚みが６０μｍで、かつ通気度が１５ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓであるＩＰＣ−４４１２に規定される１０７８ガラスクロスを基材とした以外は実施例１と同様にして０．０６ｍｍの両面銅張り積層板を得た。

（比較例２）
厚みが６０μｍで、かつ通気度が７０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓであるＩＰＣ−４４１２に規定される１０７８ガラスクロスを基材とした以外は実施例１と同様にして０．０６ｍｍの両面銅張り積層板を得た。

（評価、結果）
実施例１〜２及び比較例１〜２で得られた金属張積層板について成形性、レーザー加工性を評価し、下記表１に示した。成形性の評価は、金属張積層板を全面エッチング後、顕微鏡により表面を観察し、ボイド発生率を調べた。レーザー加工性の評価基準は、加工穴壁面の粗さが小さく真円性に優れる場合や、加工穴壁面の粗さが小さく真円性に問題のないレベルの場合は良好とし、加工穴壁面の粗さが大きく真円性のバラツキが大きい場合は、やや劣るとした。

結果は表１に示した通り、実施例１〜２は比較例１〜２と比べ、成形性とレーザー加工性の両立が図れることが確認された。

Claims (3)

1. ガラスクロスに熱硬化性樹脂組成物を含浸したプリプレグと金属箔を重ね合わせ、次いで加熱加圧してなる金属箔張り積層板の製造方法において、前記ガラスクロスの通気度が２０〜６０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓであることを特徴とする金属箔張り積層板の製造方法。
2. ガラスクロスの厚みが、１０μｍから１５０μｍである請求項１に記載の金属箔張り積層板の製造方法。
3. ガラスクロスの厚みが、６０μｍである請求項１に記載の金属箔張り積層板の製造方法。