JP2010058391A - 金属箔張積層板 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産性と歩留まりの低下がなく工業的な規模で安定したプリント配線板を製造するために、ハンドリング性を向上させた、絶縁層厚みが６０μｍ以下の金属箔張積層板を提供する
【解決手段】 厚みが６０μｍ以下である絶縁層の上下に金属箔を有する金属箔張積層板であって、該金属箔張積層板の少なくとも片面の外周部における少なくとも1組の相対する２辺に該金属箔張積層板の中央部より厚い部分を有し、該外周部の最大厚みと該中央部の最小厚みとの差が１５〜１００μｍの範囲である積層板
【選択図】 なし

Description

本発明は、プリント配線板に用いる積層板に関するものである。更に詳しくは、積層板厚みが６０μｍ以下の積層板に関するものであり、プリント配線板の製造工程における、積層板のハンドリング性の改善に関するものである。

近年、プリント配線板材料では、電子機器の小型化，薄型化，軽量化によるデザインの細密化により、電子機器内部のプリント配線板の更なる薄層化と、プリント配線板に搭載される各種部品の小型化が強く求められている。しかしながら、プリント配線板もしくは搭載される各種部品の材料に薄い積層板を用いると、製造ライン内での搬送時には破損、もしくは破損に至らずとも脱落等の搬送不良を引き起こし、機械や人の手による取り扱い(ハンドリング)時には折れ・曲がり等の破損を引き起こしていた(特許文献1〜3参照)。
特に、積層板厚みが、６０μｍ以下の積層板を用いて、プリント配線板の製造を行う場合には、ハンドリング性が極めて悪化し、製造ラインでの搬送や、取り扱い時に積層板の破損が多発し、著しい生産性と歩留まりの低下を引き起こしていた。

特開２０００−１８５８４１号公報 特開２００１−６８８２６号公報 特開２００２−３７４０５４号公報

本発明の目的は、生産性と歩留まりの低下がなく工業的な規模で安定したプリント配線板を製造するために、ハンドリング性を向上させた、絶縁層厚みが６０μｍ以下の金属箔張積層板を提供することにある。

本発明者らは、この課題を解決するため、鋭意検討した結果、本来全体的に均一な厚みであることを要求される積層板の厚みを部分的に変えることで、薄くて強度の低い積層板故に発生する反り・撓みを抑え、また、折れ・曲がりの発生を低減できることを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は、厚みが６０μｍ以下である絶縁層の上下に金属箔を有する金属箔張積層板であって、該金属箔張積層板の少なくとも片面の外周部における少なくとも1組の相対する２辺に該金属箔張積層板の中央部より厚い部分を有し、該外周部絶縁層の最大厚みと該中央部の絶縁層最小厚みとの差が１５〜１００μｍの範囲である積層板である。

本発明によれば、金属箔張積層板の外周部に、中央部に比べて厚い部分があることにより、プリント配線板の各製造工程内での取扱いに際して、絶縁層の厚みが６０μｍ以下であっても従来絶縁層厚が６０μｍを超える金属箔張積層板と同様に取扱うことが可能となり、撓みや折れの発生が抑制され、工業的規模で、安定した極薄プリント配線板の製造が可能となる。

本発明における金属箔張積層板とは、絶縁層の上下に銅やアルミニウム等からなる金属箔を張り合わせたものである。絶縁層としてはガラス繊維布、有機繊維布、ガラス繊維不織布、有機繊維不織布等のプリント配線材料用積層板に用いられる周知の基材に、任意の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等を含侵させたプリプレグや、ポリイミドを始めとする樹脂シート・フィルムが挙げられる。金属箔と絶縁層は、直接貼り合わせても、接着剤層を介して張り合わせても良い。

本発明における金属箔張積層板では外周部と中央部を有し、外周部には中央部よりも厚い部分が存在する。以下、本発明では、この部分を「縁」という。本発明における縁は、金属箔張積層板の縁の部分の絶縁層最大厚みと中央部の絶縁層最小厚みの差が１５〜１００μｍ、好ましくは、２０〜８０μｍである。縁の部分の最大厚みと中央部の最小厚みの差が１５μｍ未満では縁を形成した効果が弱く、製造工程内のハンドリング性の改善が見られず、１００μｍを超えると縁を形成することが困難となり、生産性を低下させる。縁の幅は、５〜１００ｍｍ、好ましくは、１０〜５０ｍｍである。縁の幅が５ｍｍ未満では縁を形成した効果が弱く、製造工程内のハンドリング性の改善が見られず、１００ｍｍを超えると縁は最終的に切断し、廃棄するために原単位が悪化する。

本発明において縁を形成するために用いる材料については特に限定されないが、一般的には、絶縁層と金属箔からなる。絶縁層は、生産性を考慮すれば積層板と同じ絶縁層、つまりプリプレグを使用することが望ましいが、異種積層板に使用されるプリプレグやポリイミドを始めとする樹脂シート・フィルム、接着剤等、特に限定されない。また、金属箔は、一般的には銅箔が用いられるが、ポリイミドを始めとする樹脂シート・フィルム、接着剤等を塗工した銅箔等、特に限定されない。

本発明において縁を形成するために用いられる絶縁層には、必要に応じて、ガラス繊維布、有機繊維布、ガラス繊維不織布、有機繊維不織布等のプリント配線材料用積層板に用いられる周知の基材が用いられる。基材の厚みについては、特に制限はないが通常１０〜６０μｍ程度を使用する。

本発明において縁を形成するために用いられる絶縁層の絶縁性の樹脂は、特に限定されないが、一般的には、公知の熱硬化性樹脂が使用される。具体的には、エポキシ樹脂，多官能性シアン酸エステル樹脂，多官能性マレイミド−シアン酸エステル樹脂，多官能マレイミド樹脂，不飽和基含有ポリフェニレンエーテル樹脂等が挙げられ、１種或いは２種類以上が組み合わせて使用される。プリント配線板における、耐熱性，剛性等の点からは、ガラス転移温度が１５０℃以上の熱硬化性樹脂組成物が好ましい。

本発明において縁を形成するために用いられる絶縁層には、所望に応じて種々の熱可塑性樹脂も配合することができる。また、その他、公知の有機充填剤、染料、顔料、増粘剤、滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光増感剤、難燃剤、光沢剤、重合禁止剤、チキソ性付与剤等の各種添加剤が、所望に応じて適宜組み合わせて用いられる。必要により、反応基を有する化合物が、硬化剤，触媒として適宜配合される。本発明で使用される熱硬化性樹脂組成物は、それ自体は加熱により硬化するが、硬化速度が遅く、作業性，経済性に劣るため、使用する熱硬化性樹脂に対して公知の熱硬化触媒を用いる。

本発明において縁を形成するために用いられる絶縁層には、必要に応じて、無機充填材も配合することができる。無機充填剤としては、一般に公知のものが使用できる。具体的には、天然シリカ，合成シリカ，クレー，タルク，焼成タルク、天然マイカ，合成マイカ，カオリン，酸化チタン，酸化亜鉛，酸化マグネシウム，酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム，水酸化マグネシウム，水酸化アルミニウム等が挙げられる。

本発明において使用される金属箔としては銅箔が挙げられる。銅箔としては、一般に公知のものが使用できる。好適には、厚さ３〜３５μｍの電解銅箔や圧延銅箔が使用される。

本発明の縁を形成する方法としては種々挙げられるが、1例を以下に示す。プリプレグまたは各種樹脂シートを１枚以上用意し、その外周部の少なくとも相対する１組の２辺に厚み１５〜１００μｍ、巾５〜１００ｍｍの短冊状のプリプレグまたは各種樹脂シートを１枚以上と銅箔または樹脂付銅箔を重ね合わせ、加圧加熱することで銅張積層板を得ることができる。加圧成型を行う際に、形成される縁の最大厚み部分と該中央部分の最小厚み部分との差と同程度の厚みの積層板または銅箔等をスペーサとして中央部分に配置して組み合わせ、加圧加熱成型することが好ましい。成形条件としては、通常のプリント配線材料用積層板及び多層板の製造方法が適用できる。例えば、多段プレス、多段真空プレス、オートクレーブ成型器などを使用し、温度：１００〜３００℃、圧力２〜１００ｋｇ／ｃｍ^２、加熱時間：０．０５〜５時間の範囲が一般的である。

本発明により得られた金属箔張積層板は、例えば、「プリント回路ハンドブック」(出版：近代科学社，Ｃ.Ｆ.クームズＪｒ.編，プリント回路学会監訳)等の公知のプリント配線板の製法に関する文献，書籍に提示されている方法に準じて、プリント配線板に加工される。具体的には、メカニカルドリル加工やレーザー加工等による孔あけ工程，無電解銅メッキ工程，電解銅メッキ工程，サブトラクティブ工法やセミアディティブ工法或いはアディティブ工法等によるパターン形成工程，ソルダーレジスト工程，外形加工工程，洗浄工程等を経て、プリント配線板に加工される。

本発明により得られた金属箔張積層板は、縁の無い積層板と同様の手法により搬送することが出来る。例えば水平搬送装置(有限会社ソーラーリサーチ研究所製)、吸着搬送装置(株式会社ワンウィル製)、非接触搬送装置(株式会社 プロデュース)等、制約を受けない。
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。

（実施例１）
エポキシ樹脂をガラスクロス基材に含浸させて、厚さ２５μｍ、樹脂量５０ｗｔ％（樹脂量＝樹脂重量×100／（基材重量+樹脂重量））のプリプレグを得た。該プリプレグを３３０ｍｍ角に切断し、２枚重ねたプリプレグの片面の４辺の外周部に縁を形成するために、厚み３０μｍ、巾１０ｍｍ、長さ３２０ｍｍの四角形のプリプレグを２枚重ねたものを4辺に配置し、その上下に１２μｍの電解銅箔(日鉱金属株式会社製：ＪＴＣＬＰ箔)を配置した後、縁のない中央部３１０mm角の範囲に、厚さ６０μｍで３１０mm角の銅張積層板をスペーサとして配置し、全体を厚さ1.5mmで330mm角のステンレス板により上下から挟み、圧力３０kg/cm²、温度２３０℃で、１２０分間北川精機製真空プレス機を用いて加熱加圧成形を行い、縁の絶縁層最大厚み１１４μｍ、中央部の絶縁層最小厚さ４７μｍ、縁の絶縁層最大厚みと中央部の絶縁層最小厚みの差が６７μｍの銅張積層板を得た。得られた銅張積層板の銅箔をローラー搬送式のスプレーエッチング装置にて全面エッチング除去した後、目視で観察したところ縁のみ一部欠ける破損が見られたが、製品となる中央部に破損は無かった。また得られた銅張積層板を水平な台の上に置き、銅張積層板の外周部を台の端面と平行に１５０ｍｍ空中に突き出し、銅張積層板が自重によって撓んだ長さを測定したところ６４．５ｍｍであった。

（実施例２）
実施例１において外周部の縁の形成箇所を片面の向かい合う２辺とするため、厚み３０μｍ、巾１０ｍｍ、長さ３３０ｍｍの四角形のプリプレグを２枚重ねたものを向かい合う2辺に配置し、縁の無い中央部３３０×３１０mmの範囲に、厚さ６０μｍで３３０×３１０mmの銅張積層板をスペーサとして配置し、全体を厚さ1.5mmで330mm角のステンレス板により上下から挟み、その他は実施例１と同様の条件にて加熱加圧成形して、縁の絶縁層最大厚み８８μｍ、中心部絶縁層最小厚さ４８μｍ、縁の絶縁層最大厚みと中央部絶縁層最小厚みの差が４０μｍの銅張積層板を得た。実施例１と同様に銅箔をエッチング除去（ただし搬送方向と縁のある辺を平行に処理）したところ、破損部は無く、また縁のない辺を突き出して実施例１と同様に撓みを測定したところ６６．５ｍｍであった。

（実施例３）
実施例１においてにおいて外周部の縁の幅を50ｍｍとするため、厚み３０μｍ、巾５０ｍｍ、長さ２８０ｍｍの四角形のプリプレグを２枚重ねたものを片面の４辺に配置し、縁の無い中央部２３０×２３０mmの範囲に、厚さ６０μｍで２３０×２３０mmの銅張積層板をスペーサとして配置し、その他は実施例1と同様の条件にて加熱加圧成形し、絶縁層の片面に縁を形成して、縁の絶縁層最大厚み１０９μｍ、中心部絶縁層最小厚さ４６μｍ、縁の絶縁層最大厚みと中央部絶縁層最小厚みの差が６３μｍの銅張積層板を得た。実施例１と同様に銅箔をエッチング除去したところ、破損部は無く、また撓みを測定したところ５３．０ｍｍであった。

（比較例１）
実施例1において用いたのと同じ、厚さ２５μｍ、樹脂量５０ｗｔ％の３３０ｍｍ角のプリプレグを２枚重ねたものの上下に１２μｍの電解銅箔を配置してステンレス板により上下から挟み、縁形成のためのプリプレグとスペーサを用いない以外は実施例１と同条件にて加熱加圧成形し、絶縁層厚さ４６μｍの銅張積層板を得た。実施例１と同様に銅箔をエッチング除去したところ、全面欠けや搬送ラインからの脱落による破損が発生し、また撓みを測定したところ７７．５ｍｍであり、実施例で最も撓みの大きい実施例２と比較して１６．５％も撓みが大きかった。

（比較例２）
実施例1において外周部の縁を片面の１辺のみとするため、厚み３０μｍ、巾１０ｍｍ、長さ３３０ｍｍの四角形のプリプレグを２枚重ねたものを、３３０ｍｍ角のプリプレグの1辺に配置し、縁の無い中央部３３０×３２０mmの範囲に、厚さ６０μｍで３３０×３２０mmの銅張積層板をスペーサとして配置し、全体を厚さ1.5mmで３３０mm角のステンレス板により上下から挟み、その他は実施例１と同様の条件にて加熱加圧成形し、縁の絶縁層最大厚み１１２μｍ、中心部絶縁層最小厚さ４６μｍ、縁の絶縁層最大厚みと中央部絶縁層最小厚みの差が６６μｍの銅張積層板を得た。実施例１と同様に銅箔をエッチング除去（ただし搬送方向と縁のある辺を平行に処理）したところ、全面破損し、また縁のある辺の対辺を突き出して撓みを測定したところ７４．５ｍｍであり、実施例２と比較して１２.０％も撓みが大きかった。

本発明によれば、プリント配線板の製造工程において、より小型、薄型の製品製造においても製造ライン内での搬送や、取り扱い時に折れ・曲がり等の破損を引き起こさず、電子機器の生産性を向上させることができる。
特に、製造ラインでの搬送や、取り扱い時の破損が多発し、著しい生産性と歩留まりの低下を引き起こしていた、絶縁層厚みが６０μｍ以下の積層板において、大幅な生産性の向上が可能となる。

Claims (2)

1. 厚みが６０μｍ以下である絶縁層の上下に金属箔を有する金属箔張積層板であって、該金属箔張積層板の少なくとも片面の外周部における少なくとも1組の相対する２辺に、該金属箔張積層板の中央部より厚い縁を有し、該縁の絶縁層最大厚みと該中央部の絶縁層最小厚みとの差が１５〜１００μｍの範囲である金属箔張積層板。
2. 縁の幅が５〜１００ｍｍである請求項１記載の金属箔張積層板。