JP2008031222A

JP2008031222A - プリプレグとその製造方法並びにプリント配線板

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Publication number: JP2008031222A
Application number: JP2006203713A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Abe; 智之阿部; Kamio Yonemoto; 神夫米本; Akitomo Tawara; 明知田原
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】成形した積層板、プリント配線板の反りを抑えるプリプレグを提供する。
【解決手段】長尺の基材１への樹脂ワニス３の含浸と乾燥後のプリプレグの幅方向の単位重量のバラツキが、
【数１】

で表わされる関係（３％未満）となっているプリプレグとする。
【選択図】図１

Description

本発明はプリプレグとその製造方法、並びにこれを用いたプリント配線板に関するものである。

プリント配線板の製造に使用されるプリプレグは、通常は、ガラス繊維等からなる基材に熱硬化性樹脂を含む樹脂ワニスを含浸させ、これを加熱乾燥してＢステージ状態とすることにより製造されている。

このようなプリプレグの製造に際しては、たとえば図２に示したように、長尺の基材１を連続的に搬送しながら、ディップ槽２内において樹脂ワニス３を基材１に含浸させている。基材１は、ディップ槽２内においてはディップロール４によりガイドされ、ディップ槽２より引き出された後に、一対のスクイズロール５により樹脂ワニス３のうちの余分なものが絞り取られるようにされている。

たとえば以上のようなディップ槽２内において長尺の基材１に樹脂ワニス３が含浸される従来の工程においては、ディップ槽２内の樹脂ワニスからの溶媒の揮発等によりその粘度が変化し、このことが基材１への樹脂ワニス３の含浸が十分でないという不都合が生じる場合がある。そこで従来では、図２にも矢印をもって示したように、ディップ槽２に向けて基材１の上方からの供給だけでなく、ディップ槽２の底部からも基材１の下方より樹脂ワニスを供給したり、オーバーフローした樹脂ワニスをディップ槽より回収するように方法（特許文献１）が提案されている。また、ディップ槽２内での樹脂ワニス３の流動性が低下することによって基材１への樹脂ワニス２の含浸が不均一となることを防止するために、樹脂ワニス３のディップ槽２内への供給方向とディップ槽２内からの回収方向を基材１のディップ槽２内への進行方向に沿うようにすることや、基材１の幅方向にわたって均一に樹脂ワニスが供給されるようにすること（特許文献２）が提案されてもいる。
特開２００３−３３５８７５号公報特開２００６−１２３２２１号公報

樹脂ワニスの基材への含浸についてはたとえば上記のように従来より工夫改良が進められてきているが、樹脂ワニスの含浸がプリプレグを用いた積層板やプリント配線板の反りの発生に大きな問題を生じかねないとの点についてはあまり考慮されていない。

それと言うのも、従来、反りの問題は成形工程での問題であると考えられてきたからである。しかしながら、近年のフィラーを大量に配合した積層板やプリント配線板においては、含浸された樹脂の流動性が小さく、成形工程だけでは必要とするレベルにまで反りを改善することが難しくなってきている。

本発明者らは、このような反りの抑制の問題を解決するための方策について鋭意検討し、プリプレグ製造における基材への樹脂ワニスの含浸が反りの問題に深く係わっていることを見出し、反り抑制のための手段を確立することに全力を投じてきた。

本発明は、上記のとおりの事情から、反りの少ない積層板やプリント配線板を製造することのできる新しいプリプレグとその製造方法、そしてこれを用いたプリント配線板を提供することを課題としている。

本発明のプリプレグとその製造方法は次のことを特徴としている。

第１：長尺基材への樹脂ワニスの含浸と乾燥後のプリプレグの幅方向の単位重量のバラツキが次式

で表わされる関係となっているプリプレグ。

第２：成形寸法に切断後の長さ方向の単位重量のバラツキが次式

で表わされる関係（３％未満）となっている上記のプリプレグ。

第３：長尺の基材を搬送してディップ槽内において樹脂ワニスを基材含浸させる工程を含むプリプレグの製造方法において、樹脂ワニス含浸乾燥後のプリプレグの幅方向の単位重量のバラツキが次式

で表わされる関係（３％未満）となるように、ディップ槽に対して複数箇所の樹脂ワニス供給口より樹脂ワニスを供給する。

第４：樹脂ワニス供給口をディップロールに対向してディップ槽底部に設けて樹脂ワニスをディップ槽に供給する。

第５：樹脂ワニス供給口を、基材の幅方向に等間隔で設け、各々において均等量の樹脂ワニスを供給する。

第６：基材の幅方向における樹脂ワニスの含浸時間のバラツキが次式

で表わされる関係（２０％未満）となるように含浸する。

第７：基材の幅方向左右での張力の差が５％以内となるように含浸する。

第８：成形寸法に切断後のプリプレグの長さ方向での単位重量のバラツキが次式

で表わされる関係（３％未満）となるように、樹脂ワニス供給口からの樹脂ワニスの供給量の変動を制御する。

第９：基材への樹脂ワニスの含浸時間のバラツキが、成形寸法に切断後のプリプレグの長さ方向において、次式

で表わされる関係（２０％未満）となるように、含浸する。

また、本発明は、上記の第１または第２の発明のプリプレグをもって成形されているプリント配線板をも提供する。

上記第１の発明のプリプレグによれば、含浸乾燥後の幅方向の重量のバラツキを３％未満に抑えることで、これを用いた成形後の積層板、プリント配線板においては、大量のフィラーを配合して樹脂の流動性が小さい場合であっても反りの発生を顕著に抑えることが可能になる。また、成形寸法に切断後の長さ方向（縦方向）の重量のバラツキをも３％未満に抑える第２の発明のプリプレグによれば、さらに顕著に成形後の積層板、プリント配線板の反りを抑えることが可能となる。

第３の発明によれば、成形後の積層板、プリント配線板の反りの発生を抑えることのできるプリプレグを、ディップ槽に対して複数箇所の供給口からの樹脂ワニスの供給に際して幅方向の重量のバラツキを３％未満に抑えて含浸させ乾燥させる事で製造することができる。

樹脂ワニスの供給口をディップロールに対向してディップ槽底部に複数箇所設ける第４の発明、そして基材の幅方向に等間隔で樹脂ワニス供給口を設ける第５の発明によれば、上記第５の発明の製造方法における幅方向の重量バラツキの抑制がより確実に安定して実現可能とされる。

第６の発明のように樹脂ワニスの含浸時間のバラツキの抑制、第７の発明のように張力の差の制御により、上記の効果はさらに顕著に、確実に安定して実現されることになる。

第８、第９の発明のように長さ方向（縦方向）の重量のバラツキや含浸時間のバラツキを特定範囲内に抑制することで、上記の効果はより顕著に、確実に安定して実現される。

そして、第１０の発明として成形後の反りの少ないプリント配線板が提供されることになる。

本発明のプリプレグでは、適宜な繊維質基材に対して樹脂ワニスが含浸され乾燥されて、いわゆるＢステージ状態とされているが、この際の繊維質基材としては適宜なものであってよく、たとえばガラス繊維や有機繊維の織布、不織布であってよい。樹脂ワニスもプリプレグに用いられる熱硬化性樹脂を含有する適宜な組成のものでよく、たとえば、エポキシ樹脂やＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイド）樹脂、これらの硬化剤、硬化助剤、そして無機フィラー等を含む樹脂組成物を有機溶媒で希釈して粘度調整されたものが用いられる。

本発明のプリプレグにおいては、長尺の基材への樹脂ワニスの含浸と乾燥後のプリプレグの幅方向の単位重量のバラツキが、前記の式で表わされる関係のように３％未満の範囲内に抑えられている。ここで、基材の幅方向とは、樹脂ワニスの含浸工程において搬送される長尺基材の搬送（進行）の方向つまり長さ方向に対して直交する基材の幅方向である。そして、前記の関係式においては、Ｗ_ｍａｘ、Ｗ_ｍｉｎは、基材幅方向の任意の箇所での単位重量の最大値と最小値とを示し、この両者の差が、幅方向全体の単位重量の平均値、Ｗａｖｅに対して３％未満であることを示している。ここでの単位重量は、所定のプリプレグ平面積単位での重量として考慮することができ、樹脂ワニスの含浸、乾燥後のサンプルの取得による単位重量として測定算出される。

上記の重量バラツキが３％以上である場合には、プリプレグを用いて成形した積層板、そしてプリント配線板の反りが大きなものとなり、必要とされる製品としての品質、信頼性が損われることになる。このため、本発明のプリプレグでは、上記の幅方向の重量バラツキを３％未満としている。

また、本発明のプリプレグでは、幅方向だけでなく、成形寸法に切断後のプリプレグの長さ方向、つまり、上記長尺基材の搬送（進行）方向における単位重量のバラツキも前記関係式において３％未満とされていることが反りの抑制の点でさらに望ましい。

本発明のプリプレグによれば、成型して得られる積層板のＪＩＳ静置法による反り率として、平均ｎ＝１０００で、０．３％以下のレベルとすることができる。この反り率が０．５％、さらには０．３％を超える積層板は、加工工程やビルドアップ工程、部品の表面実装工程などで不具合を引き起こすことがある。

以上のように成形後の積層板、プリント配線板の反りを効果的に抑制することのできるプリプレグは、本発明においては長尺の基材に対しての樹脂ワニスの含浸工程を特有の手段をもって実施することにより製造することができる。

図１は、本発明の製造方法の一実施形態を例示した概要斜視図である。

長尺の基材１は、ディップ槽２内へと図中矢印の進行方向に搬送され、ディップ槽２内で、基材１には樹脂ワニス３が含浸される。樹脂ワニスの含浸はディップロール４によりガイドされ、次いで長尺の基材１はディップ槽２内から引出されてスクイズロール５により過剰量の樹脂ワニスが絞り取られ、乾燥工程へと搬送される。

このような含浸、そして乾燥の工程において、たとえば図１に例示したように、ディップ槽２には、複数箇所に配設した樹脂供給口６より樹脂ワニス３が供給され、前記の関係、すなわち基材１への樹脂ワニスの含浸乾燥後のプリプレグの幅方向での単位重量のバラツキが、

で表わされる関係（３％未満）となるようにする。

そして、さらには、成形寸法に切断後のプリプレグの長さ方向、つまり基材の搬送方向での単位重量のバラツキも上記の関係で表わされる３％未満となるようにする。

幅方向での単位重量バラツキを３％未満とすることが、成形後の積層板、プリント配線板の反りを抑えることを効果的なものとし、さらには、長さ方向の単位重量のバラツキも３％未満とすることが有効である。

ＪＩＳ静置法（Ｃ６４８１５．２２Ｂ法）による反り率として、たとえば平均ｎ＝１０００において、０．３％以下のレベルとすることができる。

複数箇所の樹脂ワニス供給口６の各々の配置位置や配置箇数、そしてその各々からの樹脂ワニスの供給量、供給速度等の制御によって可能とされる。

図１に例示した実施形態では、樹脂ワニス供給口６は、ディップロール４に対向してディップ槽２の底部の複数箇所に設けている。しかも、この場合の樹脂ワニス供給口６は、基材１の幅方向に等間隔（１）で設けられており、かつ、各々の樹脂ワニス供給口６からは均等量の樹脂ワニス３を供給するようにしている。

もちろん、このような実施形態に限らずに、ディップ槽２の容積や内部形状、さらには樹脂ワニス３のディップ槽２からの排出形態、そして基材１の幅さ厚み、搬送速度等に応じて定まるディップ槽２内での樹脂ワニス３の流動状態を考慮して、樹脂ワニス供給口の配置位置や箇所、相互の間隔、その各々での樹脂ワニスの供給速度が制御されてよい。たとえば、ディップ槽２に対して、上方から樹脂ワニス３を供給するように樹脂ワニス供給口を配置することや、これを、上記の実施形態に組合わせてもよい。

また、長さ方向の重量バラツキの制御のためには、樹脂ワニス３のディップ槽２への供給に際して、脈動を抑えたポンプの作動が有効でもある。

さらに上記の実施形態では、ディップ槽２内での含浸において、基材１の幅方向における樹脂ワニスの含浸時間のバラツキが、前記のとおりの関係、すなわち、

で表わされる関係（２０％未満）となるようにし、幅方向（左右）での基材に加わる張力の差が５％以内になるようにしている。

含浸時間は、基材１のディップ槽２への搬送とディップ槽２からの引出しの速度、基材１に加わる張力等により制御されることになる。

含浸時間のバラツキが２０％を超える場合や、左右の張力の差が５％を超える場合には、積層板、プリント配線板の反りを前記のように抑えることが難しくなる。

なお、基材１の長さ方向での含浸時間や張力の差を上記のように制御することはより好ましいことである。

そこで以下に実施例、比較例を示してさらに説明する。もちろん、以下の例により本発明が限定されることはない。

図１に例示したように、ディップロール４に対向してディップ槽２の底部の複数箇所に設けた樹脂ワニス供給口６の各々から均等量の樹脂ワニス３をディップ槽２に供給するようにして、樹脂ワニス３を基材１に含浸させた。また、その際には、樹脂ワニス３供給には脈動しないようにポンプの作動を制御した。

この含浸の工程では、基材１の幅方向と長さ方向の単位重量のバラツキが３％未満であって、幅方向の含浸時間のバラツキが２０％未満、左右の張力差が５％以内となるようにした。また、比較のために、これらの範囲を超える場合についても含浸を行った。

含浸乾燥後のプリプレグを用いて成形した積層板について、ＪＩＳ静置法にて反り率を測定評価した。

その結果を表１に示した。

なお、基材としては日東紡製ガラス基材（ＩＰＣ品番２１１６）を用い、乾燥後の樹脂組成物含量５０重量％、重量２１０ｇ／ｍ²のプリプレグを製造した。成形は、１０００ｍｍ×１０００ｍｍの大きさに切断したプリプレグを８枚重ねて、１８ミクロンの銅箔を表裏に張り合わせて両面銅張積層板とし、５００×５００ｍｍに切断してＪＩＳ静置法により反り率を測定した。

実施例１〜４においては、反り率平均（ｎ＝１０００）として０．２２％以下の優れたレベルが実現されていることがわかる。

本幅方向の一実施形態を例示した概要斜視図である。従来法を示した概要断面図である。

符号の説明

１基材
２ディップ槽
３樹脂ワニス
４ディップロール
５スクイズロール
６樹脂ワニス供給口

Claims

長尺基材への樹脂ワニスの含浸と乾燥後のプリプレグの幅方向の単位重量のバラツキが次式

で表わされる関係となっていることを特徴とするプリプレグ。
請求項１に記載のプリプレグにおいて、成形寸法に切断後の長さ方向の単位重量のバラツキが次式

で表わされる関係となっていることを特徴とするプリプレグ。
長尺の基材を搬送してディップ槽内において樹脂ワニスを基材含浸させる工程を含むプリプレグの製造方法において、樹脂ワニス含浸乾燥後のプリプレグの幅方向の単位重量のバラツキが次式

で表わされる関係となるように、ディップ槽に対して複数箇所の樹脂ワニス供給口より樹脂ワニスを供給することを特徴とするプリプレグの製造方法。
樹脂ワニス供給口をディップロールに対向してディップ槽底部に設けて樹脂ワニスをディップ槽に供給することを特徴とする請求項３に記載のプリプレグの製造方法。
樹脂ワニス供給口を、基材の幅方向に等間隔で設け、各々において均等量の樹脂ワニスを供給することを特徴とする請求項３または４に記載のプリプレグの製造方法。
請求項３から５のいずれか一項に記載の製造方法において、基材の幅方向における樹脂ワニスの含浸時間のバラツキが次式

で表わされる関係となるように含浸することを特徴とするプリプレグの製造方法。
請求項３から６のいずれか一項に記載の製造方法において、基材の幅方向左右での張力の差が５％以内となるように含浸することを特徴とするプリプレグの製造方法。
請求項３から７のいずれか一項に記載の製造方法において、成形寸法に切断後のプリプレグの長さ方向での単位重量のバラツキが次式

で表わされる関係となるように、樹脂ワニス供給口からの樹脂ワニスの供給量の変動を制御することを特徴とするプリプレグの製造方法。
請求項３から８のいずれか一項に記載の製造方法において、基材への樹脂ワニスの含浸時間のバラツキが、成形寸法に切断後のプリプレグの長さ方向において、次式

で表わされる関係となるように、含浸することを特徴とするプリプレグの製造方法。
請求項１または２に記載のプリプレグをもって成形されていることを特徴とするプリント配線板。