JP2010056176A

JP2010056176A - 多層プリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JP2010056176A
Application number: JP2008217362A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Hamatsu; 力濱津
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2010-03-11

Abstract

【課題】作業効率を損なうことなく、従来よりも板厚偏差及び反りの小さい多層プリント配線板を安価に製造することができる多層プリント配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】表面に回路１を設けて形成された複数の内層材２の間に少なくとも３枚以上のプリプレグ３を介在させ、最も外側の内層材２の表面にプリプレグ３を介して金属箔４を重ねて積層し、この積層体５を加熱加圧成形することによって多層プリント配線板を製造する方法に関する。内層材２に接触しない非接触型プリプレグ３ａとして、その硬化時間が内層材２に接触する接触型プリプレグ３ｂの硬化時間よりも２０〜４０秒短いものを用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器に用いられる多層プリント配線板の製造方法に関するものである。

従来、各種電子機器に用いられる多層プリント配線板は様々な方法で製造されている（例えば、特許文献１−３参照。）。図１はその一例を示すものであり、この方法では、複数の内層材２の間にプリプレグ３を介在させ、最も外側の内層材２の表面にプリプレグ３を介して金属箔４を重ねて積層し、この積層体５を加熱加圧成形することによって、図２に示すような多層プリント配線板が製造されている。

ところが、上記のような従来の方法では、成形性を確保してボイドやカスレの発生を防止するための条件で成形した場合、複数の内層材２の間に介在するプリプレグ３の樹脂流れが大きくなり、これによって板厚偏差や反りが大きくなって品質レベルが低下し、さらには成形後の切断加工に支障を来たすという問題があった。

そこで、このような問題を解消するために、完全に硬化した積層板であって金属箔を貼り付けていないものであるアンクラッド板６が用いられている。具体的には、図４に示すように、複数の内層材２の間に複数のプリプレグ３を介在させ、さらにこれらのプリプレグ３の間にアンクラッド板６を介在させることによって、成形時の樹脂流れを低減するようにしている。

しかし、アンクラッド板６は需要が少なく汎用性がないので一般的に高価であり、また通常両面に離型フィルムが貼り付けられているので成形前に離型フィルムを剥がす作業が必要となり、さらにこのとき静電気が生じて異物が付着するおそれがあるので異物を除去する作業も場合によっては必要となり、作業効率が低下するという問題があった。
特開昭６２−５６１４１号公報特開２００３−２０４１７０号公報特開平０８−２２８０７６号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、作業効率を損なうことなく、従来よりも板厚偏差及び反りの小さい多層プリント配線板を安価に製造することができる多層プリント配線板の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る多層プリント配線板の製造方法は、表面に回路１を設けて形成された複数の内層材２の間に少なくとも３枚以上のプリプレグ３を介在させ、最も外側の内層材２の表面にプリプレグ３を介して金属箔４を重ねて積層し、この積層体５を加熱加圧成形することによって多層プリント配線板を製造する方法であって、内層材２に接触しない非接触型プリプレグ３ａとして、その硬化時間が内層材２に接触する接触型プリプレグ３ｂの硬化時間よりも２０〜４０秒短いものを用いることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１において、接触型プリプレグ３ｂの最低溶融粘度到達時の２０分前から接触型プリプレグ３ｂの最低溶融粘度到達時の１０分後までの間に成形圧力が１．９６〜２．４５ＭＰａに到達するように加圧することを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る多層プリント配線板の製造方法によれば、非接触型プリプレグの樹脂流れを低減することによって、積層体全体の樹脂流れが小さくなり、作業効率を損なうことなく、従来よりも板厚偏差及び反りの小さい多層プリント配線板を安価に製造することができるものである。

請求項２に係る発明によれば、成形性が向上し、接触型プリプレグの樹脂で回路間を隙間なく充填することができると共に、カスレの発生を防止することができるものである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、この方法では、複数の内層材２の間に少なくとも３枚以上のプリプレグ３を介在させ、最も外側の内層材２の表面にプリプレグ３を介して銅箔等の金属箔４を重ねて積層し、この積層体５を加熱加圧成形した後、サブトラクティブ法等を使用して最も外側に回路１を設けることによって、図２に示すような多層プリント配線板を製造することができる。

ここで、内層材２としては、表面に回路１を設けて形成されたものを用いることができ、具体的には、銅張積層板等の金属張積層板の片面又は両面にサブトラクティブ法等を使用して回路１を設けたものを用いることができる。

そして、プリプレグ３としては、ガラス布等の基材にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた後に加熱乾燥して半硬化状態（Ｂステージ状態）としたものを用いることができる。ただし、プリプレグ３は、内層材２に接触しないもの（非接触型プリプレグ３ａ）と内層材２に接触するもの（接触型プリプレグ３ｂ）とに分け、非接触型プリプレグ３ａの硬化時間が接触型プリプレグ３ｂの硬化時間よりも２０〜４０秒短くなるように、あらかじめ乾燥条件を調整するなどして非接触型プリプレグ３ａの硬化反応をある程度進めておくものである。そうすると、加熱加圧成形時において非接触型プリプレグ３ａの樹脂流れが低減し、積層体５全体の樹脂流れが小さくなることによって、従来よりも板厚偏差及び反りの小さい多層プリント配線板を製造することができるものである。しかも本発明ではアンクラッド板６を用いていないので、作業効率を損なうことなく、安価に多層プリント配線板を製造することができるものである。しかし、非接触型プリプレグ３ａの硬化時間と接触型プリプレグ３ｂの硬化時間との差が２０秒未満であると、板厚偏差及び反りを小さくする効果を十分に得ることができず、逆に、非接触型プリプレグ３ａの硬化時間と接触型プリプレグ３ｂの硬化時間との差が４０秒を超えると、非接触型プリプレグ３ａの樹脂流れが小さくなりすぎてカスレが発生するものである。なお、プリプレグ３の硬化時間は、ＪＩＳＣ６５２１に基づいて測定することができる。

また、積層体５を成形するにあたっては、接触型プリプレグ３ｂの最低溶融粘度到達時の２０分前から接触型プリプレグ３ｂの最低溶融粘度到達時の１０分後までの間に成形圧力が１．９６〜２．４５ＭＰａ（２０〜２５ｋｇ／ｃｍ^２）に到達するように加圧するのが好ましい。以下、接触型プリプレグ３ｂの最低溶融粘度到達時の２０分前を「所定圧力到達開始時」、接触型プリプレグ３ｂの最低溶融粘度到達時の１０分後を「所定圧力到達終了時」、所定圧力到達開始時から所定圧力到達終了時までの間を「所定圧力到達時間帯」ともいう。ここで、あらかじめ接触型プリプレグ３ｂの溶融粘度が最低となるときの温度を測定しておくと、この測定値と、実際の成形開始時の温度と、実際の成形時の昇温速度とから、接触型プリプレグ３ｂの最低溶融粘度到達時のみならず、所定圧力到達開始時及び所定圧力到達終了時、そして所定圧力到達時間帯を求めることができる。具体例を挙げると、接触型プリプレグ３ｂの溶融粘度が最低となるときの温度が１３０℃である場合、実際の成形開始時の温度を４０℃、実際の成形時の昇温速度を２．０℃／分とすると、接触型プリプレグ３ｂの最低溶融粘度到達時は成形開始時から４５分後、所定圧力到達開始時は成形開始時から２５分後、所定圧力到達終了時は成形開始時から５５分後、所定圧力到達時間帯は成形開始時から２５〜５５分後であることが分かる（図３参照）。そして、上記のように、所定圧力到達時間帯に成形圧力が１．９６〜２．４５ＭＰａ（２０〜２５ｋｇ／ｃｍ^２）に到達するように加圧すると、成形性が向上し、接触型プリプレグ３ｂの樹脂で回路１間を隙間なく充填することができると共に、カスレの発生を防止することができるものである。しかし、所定圧力到達時間帯に成形圧力が１．９６ＭＰａ（２０ｋｇ／ｃｍ^２）に到達しないと、積層体５全体にカスレが発生するおそれがあり、逆に、所定圧力到達時間帯に成形圧力が２．４５ＭＰａ（２５ｋｇ／ｃｍ^２）を超えると、接触型プリプレグ３ｂの樹脂流れのみならず、非接触型プリプレグ３ａの樹脂流れも大きくなり、これによって板厚偏差や反りが大きくなるおそれがある。

なお、図１では２枚の内層材２の間に４枚のプリプレグ３を介在させているが、これに限定されるものではない。また、図２では最も外側に回路１を設けて６層の多層プリント配線板を製造しているが、内層材２の枚数を増やすなどして６層以上の多層プリント配線板を製造するようにしてもよい。また、加熱加圧成形後、複数の内層材２の間にはプリプレグ３によって絶縁層が形成されるが、この絶縁層の厚みｔは、回路１の厚みを除いて、０．３ｍｍ以上であることが好ましい（図２参照）。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

実施例１〜５及び比較例１〜３ごとに、図２に示すような多層プリント配線板を１０ボードずつ製造した。１ボード当たり、以下のような内層材２、プリプレグ３、金属箔４を用いた。

すなわち、内層材２として、銅張積層板である松下電工（株）製「Ｒ１７６６」（厚み：０．２ｍｍ、両面の各銅箔の厚み：３５μｍ）の両面にサブトラクティブ法を使用して回路１を設けたものを２枚用いた。

また、最も外側の接触型プリプレグ（外側）３ｂとして、松下電工（株）製「Ｒ１６６１」（厚み：０．１ｍｍ、樹脂量：４８質量％、硬化時間：１２０秒）を２枚用いた。

また、２枚の内層材２の間に介在させる接触型プリプレグ（内側）３ｂとして、松下電工（株）製「Ｒ１６６１」（厚み：０．２ｍｍ、樹脂量：４５質量％、硬化時間：１２０秒）を２枚用いた。

ここで、接触型プリプレグ（外側及び内側）３ｂの溶融粘度が最低となるときの温度は１３０℃であった。

また、２枚の接触型プリプレグ（内側）３ｂの間に介在させる非接触型プリプレグ３ａとして、松下電工（株）製「Ｒ１６６１」（厚み：０．２ｍｍ、樹脂量：４５質量％）を２枚用いた。ただし、下記［表１］に示すように、比較例１を除き、あらかじめ乾燥条件を調整するなどして、硬化時間の異なる５種類の非接触型プリプレグ３ａ（硬化時間：７０秒、８０秒、１００秒、１１０秒、１２０秒）を２枚ずつ用意した。

また、金属箔４として、厚み１８μｍの銅箔を２枚用いた。

そして、図１に示すように、２枚の内層材２の間に２枚の接触型プリプレグ（内側）３ｂを介在させ、さらにこの２枚の接触型プリプレグ（内側）３ｂの間に２枚の非接触型プリプレグ３ａを介在させると共に、最も外側の内層材２の表面に接触型プリプレグ（外側）３ｂを介して金属箔４を重ねて積層した。次に、成形開始時の温度を４０℃、成形開始時の圧力（１次圧力）を０．４９ＭＰａ（５ｋｇ／ｃｍ^２）、昇温速度を２．０℃／分に設定すると共に、１次圧力から下記［表１］に示す成形圧力（２次圧力）まで昇圧して、上記積層体５を加熱加圧成形することによって、図２に示すような多層プリント配線板を製造した。なお、成形温度が１６０℃を超えたところで昇温を停止し、その後６０分以上加圧状態を保持した。また、１次圧力から２次圧力まで昇圧に要した時間は１０分間であり、成形開始時から２次圧力に到達した時間は下記［表１］に示す通りである。また、接触型プリプレグ（外側及び内側）３ｂの最低溶融粘度到達時は成形開始時から４５分後、所定圧力到達開始時は成形開始時から２５分後、所定圧力到達終了時は成形開始時から５５分後であった（図３参照）。

次に、上記のようにして得られた多層プリント配線板について、反り及び板厚偏差σの大きさ並びに成形性の良否を調べた。

具体的には、反りについては、１０ボード全ての反り量を測定し、その最大値を求めた。

また、板厚偏差σについては、１ボード当たり６箇所の板厚を測定し、その標準偏差を算出した。

また、成形性については、１０ボード全ての外側の金属箔４をエッチングにより除去して、外観及び断面を観察することによって、カスレ等の有無を確認した。

実施例１〜５の多層プリント配線板はいずれも反り及び板厚偏差が小さいことが確認された。

多層プリント配線板の製造工程の一例を示す断面図である。多層プリント配線板の一例を示す断面図である。実施例１の加熱加圧成形開始時からの成形温度及び成形圧力の一例を示すグラフである。多層プリント配線板の製造工程の他の一例を示す断面図である。

符号の説明

１回路
２内層材
３プリプレグ
３ａ非接触型プリプレグ
３ｂ接触型プリプレグ
４金属箔
５積層体

Claims

表面に回路を設けて形成された複数の内層材の間に少なくとも３枚以上のプリプレグを介在させ、最も外側の内層材の表面にプリプレグを介して金属箔を重ねて積層し、この積層体を加熱加圧成形することによって多層プリント配線板を製造する方法であって、内層材に接触しない非接触型プリプレグとして、その硬化時間が内層材に接触する接触型プリプレグの硬化時間よりも２０〜４０秒短いものを用いることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
接触型プリプレグの最低溶融粘度到達時の２０分前から接触型プリプレグの最低溶融粘度到達時の１０分後までの間に成形圧力が１．９６〜２．４５ＭＰａに到達するように加圧することを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板の製造方法。