JP2010147443A - 積層板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハジキを防止し、絶縁層の表面を従来よりも光沢のある平滑面に形成することができる積層板の製造方法を提供する。
【解決手段】基材１に熱硬化性樹脂組成物２を含浸させ半硬化状態にしてプリプレグ３を作製し、内層回路基板５にプリプレグ３を重ね、さらにこのプリプレグ３に保護フィルム７を仮接着する。保護フィルム７をプリプレグ３に密着させたまま加熱することによって内層回路基板５とプリプレグ３を一体化する。保護フィルム７をプリプレグ３から剥離する。保護フィルム７のプリプレグ３に重ねる面のＲａが０．３μｍ以下であり、Ｒｚが３μｍ以下であり、保護フィルム７に日東電工（株）製「ポリエステル粘着テープＮｏ．３１Ｂ」を貼り合わせて圧着したものを２３℃、６５％ＲＨの雰囲気下において２０時間放置した後に剥離速度３００ｍｍ／分の条件でＴ型剥離試験を行った場合に測定される剥離力が１００〜５０００ｍＮ／５０ｍｍである。
【選択図】図１

Description

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

従来より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１参照。）。図３はこれらの方法のうちの一例を示すものであり、この方法では、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等で形成されたフィルム基材１０にエポキシ樹脂組成物を塗布し半硬化状態にして得られたフィルム付き接着シート１５が用いられている。そしてプリント配線板を製造するにあたっては、まず図３（ａ）（ｂ）のように内層回路４が表面に形成された内層回路基板５に前記フィルム付き接着シート１５の接着シート１６の部分を重ね、これをラミネートすることによって仮接着する。次いでフィルム基材１０を接着シート１６から剥離した後、図３（ｃ）のように無加圧の状態で硬化炉１１（オーブン）で加熱することによって内層回路基板５と接着シート１６を一体化する。その後、これを図３（ｄ）のように硬化炉１１から取り出し、接着シート１６の硬化により形成された絶縁層１２に対して図３（ｅ）のようにレーザ加工による穴あけ・デスミアを行い、さらに外層の回路８を形成することによって、バイアホール１３で層間接続が行われた図３（ｆ）のような多層のプリント配線板を得ることができるものである。
特許第３８６１５３７号公報

しかしながら、図３に示すような従来の製造方法にあっては、図３（ｃ）のようにフィルム基材１０を剥離した状態で加熱しているので、接着シート１６の表面が硬化収縮したり、内層回路基板５の内層回路４の凹凸によるうねりが発生したりするなどして、接着シート１６の硬化により形成される絶縁層１２の表面が荒れてしまうという問題がある。具体的には、絶縁層１２の表面にハジキが生じ、平滑性が損なわれ、光沢が失われてしまうという問題がある。そしてこのように絶縁層１２の表面が荒れていると、ライン幅の狭いファインパターン（微細パターン）を形成するのが困難であり、またファインパターンを狭ピッチで形成した場合には絶縁性を十分に確保することができなくなる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ハジキを防止し、絶縁層の表面を従来よりも光沢のある平滑面に形成することができる積層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に係る積層板の製造方法は、基材１に熱硬化性樹脂組成物２を含浸させ半硬化状態にしてプリプレグ３を作製し、内層回路４が表面に形成された内層回路基板５又は金属箔６に前記プリプレグ３を重ね、さらにこのプリプレグ３に保護フィルム７を重ねてラミネートすることによって仮接着する工程と、保護フィルム７をプリプレグ３に密着させたまま加熱することによって内層回路基板５又は金属箔６とプリプレグ３を一体化する工程と、保護フィルム７をプリプレグ３から剥離する工程とを有すると共に、前記保護フィルム７のプリプレグ３に重ねる面の平均表面粗さ（Ｒａ）が０．３μｍ以下であり、十点平均粗さ（Ｒｚ）が３μｍ以下であり、前記保護フィルム７のプリプレグ３に重ねる面に日東電工（株）製「ポリエステル粘着テープＮｏ．３１Ｂ」を貼り合わせて圧着したものを２３℃、６５％ＲＨの雰囲気下において２０時間放置した後に剥離速度３００ｍｍ／分の条件でＴ型剥離試験を行った場合に測定される剥離力が１００〜５０００ｍＮ／５０ｍｍであ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、基材１として、無機系又は有機系の基材であって織布又は不織布であるものを用いると共に、熱硬化性樹脂組成物２として、エポキシ樹脂組成物を用いることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、保護フィルム７として、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂から選ばれるもので形成されたものを用いることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項において、保護フィルム７として、プリプレグ３に重ねる面に対してフッ素系樹脂、シリコン系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂から選ばれるものによる表面処理が施されたものを用いることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか１項において、保護フィルム７の剥離によって露出したプリプレグ３の表面に回路８を形成することを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る積層板の製造方法によれば、保護フィルムをプリプレグに密着させたまま加熱することによって、プリプレグで形成される絶縁層の表面が荒れるのを防止して、この絶縁層の表面を従来よりも光沢のある平滑面に形成することができるものである。また絶縁層には基材が含まれていることによって、熱膨張係数が低く、剛性の高い積層板を得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、積層板の耐熱性及び長期信頼性を得ることができるものである。

請求項３に係る発明によれば、保護フィルムを容易にプリプレグから剥離することができ、この剥離に伴って絶縁層の表面が荒れるのを防止することができるものである。

請求項４に係る発明によれば、保護フィルムを容易にプリプレグから剥離することができ、この剥離に伴って絶縁層の表面が荒れるのを防止することができるものである。

請求項５に係る発明によれば、絶縁層の表面が平滑で光沢を有していることによって、ファインパターンを狭ピッチで形成するのが容易であり、またこのように狭ピッチであってもファインパターン間の絶縁性を十分に確保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は本発明に係る積層板の製造方法の一例を示すものであり、この方法では、プリプレグ３、保護フィルム７、内層回路基板５（コア材）を用いる。

プリプレグ３は、基材１に熱硬化性樹脂組成物２を含浸させ、これを乾燥して半硬化状態（Ｂステージ状態）にすることによって作製することができる。

ここで、基材１としては、無機系又は有機系の基材であって織布又は不織布であるものを用いるのが好ましい。具体的には、無機系織布としては、ガラスクロスである日東紡（株）製「ＷＥＡ１１１６」（厚み０．０８ｍｍ）や「ＷＥＡ１０７８」（厚み０．０４ｍｍ）等を例示することができ、無機系不織布としては、ガラス不織布、日本バイリーン（株）製「キュムラスＥＰＭ−４０２５」等を例示することができ、有機系織布としては、アラミド織布等を例示することができ、有機系不織布としては、アラミド不織布、帝人（株）製「テクノーラＴ−３３０」等を例示することができる。このような基材１を用いると、積層板の耐熱性及び長期信頼性を得ることができるものである。

また熱硬化性樹脂組成物２としては、エポキシ樹脂組成物を用いるのが好ましい。エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤等を混合し、さらに溶媒を加えることによってエポキシ樹脂ワニスとして調製することができる。ここで、エポキシ樹脂としては、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等を用いることができ、また硬化剤としては、フェノール樹脂等を用いることができ、また硬化促進剤としては、２−エチル−４−メチルイミダゾール等を用いることができ、また溶媒としては、メチルエチルケトン等を用いることができる。さらに必要に応じてレベリング剤等を用いることができる。このような熱硬化性樹脂組成物２を用いると、積層板の耐熱性及び長期信頼性を得ることができるものである。

保護フィルム７としては、硬化炉１１による加熱時に溶融・変形等が起こらないものであり、後述する所定の剥離力を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ、ＰＶＡ）、シリコン、テフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ）等を用いることができる。中でも保護フィルム７としては、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂から選ばれるもので形成されたものを用いるのが好ましい。これにより、保護フィルム７を容易にプリプレグ３から剥離することができ、この剥離に伴って絶縁層１２の表面が荒れるのを防止することができるものである。

ただし、保護フィルム７としては、次のようなＴ型剥離試験を行った場合に測定される剥離力が１００〜５０００ｍＮ／５０ｍｍであるものを用いる。このＴ型剥離試験は、保護フィルム７（幅２５ｍｍ）のプリプレグ３に重ねる面に日東電工（株）製「ポリエステル粘着テープＮｏ．３１Ｂ」（ポリエステルフィルムにアクリル系粘着剤を設けて形成されたもの）を貼り合わせて圧着したものを２３℃、６５％ＲＨの雰囲気下において２０時間放置した後に、上記雰囲気下において剥離速度３００ｍｍ／分の条件で保護フィルム７を剥離することによって行うものである。そして上記剥離力は、保護フィルム７を１０ｍｍから３０ｍｍまで剥離している間に測定された測定値を平均化したものである。保護フィルム７の剥離力が１００ｍＮ／５０ｍｍ未満であると、加熱時において保護フィルム７がプリプレグ３から剥離するものであり、逆に保護フィルム７の剥離力が５０００ｍＮ／５０ｍｍを超えると、加熱後において保護フィルム７をプリプレグ３から剥離することができないものである。

後述のように保護フィルム７はプリプレグ３に重ねて用いるが、このとき保護フィルム７のプリプレグ３に重ねる面の平均表面粗さ（Ｒａ）は０．３μｍ以下であり、かつ十点平均粗さ（Ｒｚ）は３μｍ以下である。このようにＲａ及びＲｚを設定しておくと、より平滑性の高い面を保護フィルム７からプリプレグ３に転写することができ、絶縁層１２の表面の平滑性を高めることができるものである。しかし、Ｒａが０．３μｍを超えたり、Ｒｚが３μｍを超えたりすると、平滑性の低い面が保護フィルム７からプリプレグ３に転写され、絶縁層１２の表面の平滑性を高めることができないものである。

また保護フィルム７としては、プリプレグ３に重ねる面に対してフッ素系樹脂、シリコン系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂から選ばれるものによる表面処理（離型処理）が施されたものを用いるのが好ましい。この表面処理は、保護フィルム７のプリプレグ３に重ねる面にフッ素系樹脂、シリコン系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂から選ばれるものの溶液又は懸濁液をスプレー又はコーティングすることによって施すことができる。このように、あらかじめ表面処理が施された保護フィルム７を用いると、保護フィルム７の剥離性が高められているので、後述の保護フィルム７の剥離時（図１（ｄ）参照）において保護フィルム７を容易にプリプレグ３から剥離することができ、この剥離に伴って絶縁層１２の表面が荒れるのを防止することができるものである。この効果はまた、保護フィルム７自体を作製する場合に、保護フィルム７を形成する樹脂にフッ素系樹脂、シリコン系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂から選ばれるものを一緒に練り込んでフィルム化したり、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、アルキッド系樹脂又はポリビニルアルコール系樹脂からなるフィルムを貼り合わせたりすることによって得ることができる。また保護フィルム７のプリプレグ３に重ねる面に対しては、プリプレグ３との密着性もある程度確保するため、アクリル系、メタクリル系又はウレタン系の微粘着剤が部分的に又は微量コーティングされていてもよい。この場合、微粘着剤により形成される層の厚みは２０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましい。

内層回路基板５としては、内層回路４が表面に形成されたものであれば特に限定されるものではない。例えば、銅張積層板等の金属張積層板を用い、サブトラクティブ法等を使用して作製されたものを内層回路基板５として用いることができる。

そして積層板を製造するにあたっては、まず図１（ａ）（ｂ）のように内層回路基板５にプリプレグ３を重ね、さらにこのプリプレグ３に保護フィルム７を重ねて、真空ラミネータを用いてラミネートすることによって仮接着する。このときの温度は８０〜１６０℃、圧力は０．１〜１．０ＭＰａ、時間は１５〜１８０秒に設定することができる。なお、図１では内層回路基板５の両側にプリプレグ３を重ねるようにしているが、片側のみにプリプレグ３を重ねるようにしてもよい。

次いで、保護フィルム７をプリプレグ３に密着させたまま、図１（ｃ）のように硬化炉１１で加熱することによって内層回路基板５とプリプレグ３を一体化する。このときの加熱は、加圧の状態で行ってもよいし、無加圧の状態で行ってもよい。また、このときの温度は１５０〜２００℃、時間は２０〜１８０分に設定することができる。保護フィルム７をプリプレグ３から剥離した状態で加熱すると、プリプレグ３で形成される絶縁層１２の表面は荒れてしまうが、図１（ｃ）のように保護フィルム７をプリプレグ３に密着させたまま加熱すると、プリプレグ３で形成される絶縁層１２の表面は荒れることなく、従来よりも光沢のある平滑面に形成することができるものである。

その後、一体化された内層回路基板５とプリプレグ３を硬化炉１１から取り出し、図１（ｄ）のように保護フィルム７をプリプレグ３から剥離する。

次に、保護フィルム７の剥離によって図１（ｄ）のように露出したプリプレグ３の表面に回路８をセミアディティブ法やフルアディティブ法等を使用して形成する。すなわち、プリプレグ３の硬化により形成された絶縁層１２に対して図１（ｅ）のようにレーザ加工による穴あけ・デスミアを行い、さらに外層の回路８を形成することによって、バイアホール１３で層間接続が行われた図１（ｆ）のような多層のプリント配線板を積層板として得ることができるものである。また、このようにして得られたプリント配線板を内層回路基板５として用いると、さらに多層のプリント配線板を得ることができる。

図２は本発明に係る積層板の製造方法の他の一例を示すものであり、この方法では、既述のプリプレグ３、保護フィルム７のほか、内層回路基板５の代わりに銅箔等の金属箔６を用いる。

そして積層板を製造するにあたっては、まず図２（ａ）（ｂ）のように金属箔６にプリプレグ３を重ね、さらにこのプリプレグ３に保護フィルム７を重ねて、真空ラミネータを用いてラミネートすることによって仮接着する。このときの温度は８０〜１６０℃、圧力は０．１〜１．０ＭＰａ、時間は１５〜１８０秒に設定することができる。

次いで、保護フィルム７をプリプレグ３に密着させたまま、図２（ｃ）のように硬化炉１１で加熱することによって金属箔６とプリプレグ３を一体化する。このときの加熱は、加圧の状態で行ってもよいし、無加圧の状態で行ってもよい。また、このときの温度は１５０〜２００℃、時間は２０〜１８０分に設定することができる。保護フィルム７をプリプレグ３から剥離した状態で加熱すると、プリプレグ３で形成される絶縁層１２の表面は荒れてしまうが、図２（ｃ）のように保護フィルム７をプリプレグ３に密着させたまま加熱すると、プリプレグ３で形成される絶縁層１２の表面は荒れることなく、従来よりも光沢のある平滑面に形成することができるものである。

その後、一体化された金属箔６とプリプレグ３を硬化炉１１から取り出し、図２（ｄ）のように保護フィルム７をプリプレグ３から剥離する。

次に、保護フィルム７の剥離によって図２（ｄ）のように露出したプリプレグ３の表面及び裏面に回路８をセミアディティブ法、フルアディティブ法、サブトラクティブ法等を使用して形成する。すなわち、プリプレグ３の硬化により形成された絶縁層１２に対して図２（ｅ）のようにレーザ加工による穴あけ・デスミアを行い、さらに回路８を形成することによって、スルーホール１４で層間接続が行われた図２（ｆ）のようなプリント配線板を積層板として得ることができるものである。また、このようにして得られたプリント配線板を内層回路基板５として用いると、さらに多層のプリント配線板を得ることができる。

以上のように、本発明によれば、保護フィルム７の剥離によって露出した絶縁層１２の表面が平滑で光沢を有していることによって、この表面にファインパターンを狭ピッチで形成するのが容易であり、またこのように狭ピッチであってもファインパターン間の絶縁性を十分に確保することができるものである。具体的には、ライン幅／間隙が１０μｍ／１０μｍ程度であっても問題なくファインパターンを形成することができる。しかも絶縁層１２には基材１が含まれていることによって、熱膨張係数が低く、剛性の高い積層板を得ることができるものである。なお、レーザ加工による穴あけ後のデスミア処理で絶縁層１２の表面は荒れるが、レーザ加工前の絶縁層１２の表面の平滑性及び光沢性が十分高いので、デスミア処理による荒れはほとんど問題にならない。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

基材１として、日東紡（株）製ガラスクロス「ＷＥＡ１０７８」（厚み０．０４ｍｍ）を用いた。

熱硬化性樹脂組成物２として、エポキシ樹脂組成物を用いた。エポキシ樹脂組成物は、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂である大日本インキ化学工業（株）製「Ｎ６９０」１１質量部、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂である大日本インキ化学工業（株）製「８５０Ｓ」７４質量部、トリアジン環を有するフェノール樹脂である大日本インキ化学工業（株）製「ＬＡ３０１８」１５質量部、２−エチル−４−メチルイミダゾールである四国化成工業（株）製「２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ」０．０６質量部、レベリング剤である大日本インキ化学工業（株）製「Ｆ４７０」０．１５質量部を混合し、固形分が６５質量％となるように、さらにメチルエチルケトンを加えることによってエポキシ樹脂ワニスとして調製した。

プリプレグ３は、上記の基材１に熱硬化性樹脂組成物２を含浸させ、これを１６０℃、５分間の条件で加熱乾燥して半硬化状態（Ｂステージ状態）にすることによって作製した。

保護フィルム７として、東洋紡績（株）製「Ｋ１５７１」、東洋紡績（株）製「ＴＮ２００」、東洋紡績（株）製「ＴＸ００２」、東洋紡績（株）製「Ｅ７１６５」、住軽アルミ箔（株）製「アルミ離型シート」を用いた。下記［表１］において各実施例及び比較例で用いた保護フィルム７の欄に「○」を付けている。

内層回路基板５として、パナソニック電工（株）製「Ｒ−１５６６」を用い、サブトラクティブ法を使用して表面に内層回路４が形成されたものを用いた。

そして、実施例１、２及び比較例１〜３については、まず図１（ａ）（ｂ）のように内層回路基板５にプリプレグ３を重ね、さらにこのプリプレグ３に保護フィルム７を重ねて、ニチゴー・モートン（株）製「加圧式真空ラミネータＶ１３０」を用いてラミネートすることによって仮接着した。このときの温度は１１０℃、圧力は０．２ＭＰａ、時間は３０秒に設定した。

次いで、保護フィルム７をプリプレグ３に密着させたまま、図１（ｃ）のように無加圧の状態で硬化炉１１で加熱することによって内層回路基板５とプリプレグ３を一体化した。このときの温度は１６０℃、時間は４５分に設定した。

その後、一体化された内層回路基板５とプリプレグ３を硬化炉１１から取り出し、図１（ｄ）のように保護フィルム７をプリプレグ３から剥離して、これをサンプルとした。

一方、比較例４については、まず内層回路基板５にプリプレグ３を重ねて、ニチゴー・モートン（株）製「加圧式真空ラミネータＶ１３０」を用いてラミネートすることによって仮接着した。このときの温度は１１０℃、圧力は０．２ＭＰａ、時間は３０秒に設定した。

次いで、無加圧の状態で硬化炉１１で加熱することによって内層回路基板５とプリプレグ３を一体化した。このときの温度は１６０℃、時間は４５分に設定した。

その後、一体化された内層回路基板５とプリプレグ３を硬化炉１１から取り出して、これをサンプルとした。

そして、実施例１、２及び比較例１〜４のサンプルについて、オリンパス（株）製レーザ顕微鏡「ＯＬＳ３０００」を用い、半導体レーザ波：４０８ｎｍ、測定ピッチ：０．１μｍ、測定範囲：０．０１２ｍｍ^２（平面）の条件で、サンプルの絶縁層の平均表面粗さ（Ｒａ）及び十点平均粗さ（Ｒｚ）を測定した。その結果を下記［表１］に示す。

また、実施例１、２及び比較例１〜４のサンプルについて、目視により外観を観察した。その結果を下記［表１］に示す。なお、「○」は絶縁層１２の表面が光沢のある平滑面であるものを示し、「×」は絶縁層１２の表面にハジキがみられるものを示す。

本発明に係る積層板の製造方法の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｆ）は断面図である。 本発明に係る積層板の製造方法の他の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｆ）は断面図である。 従来の積層板の製造方法の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｆ）は断面図である。

符号の説明

１ 基材
２ 熱硬化性樹脂組成物
３ プリプレグ
４ 内層回路
５ 内層回路基板
６ 金属箔
７ 保護フィルム
８ 回路

Claims (5)

1. 基材に熱硬化性樹脂組成物を含浸させ半硬化状態にしてプリプレグを作製し、内層回路が表面に形成された内層回路基板又は金属箔に前記プリプレグを重ね、さらにこのプリプレグに保護フィルムを重ねてラミネートすることによって仮接着する工程と、保護フィルムをプリプレグに密着させたまま加熱することによって内層回路基板又は金属箔とプリプレグを一体化する工程と、保護フィルムをプリプレグから剥離する工程とを有すると共に、前記保護フィルムのプリプレグに重ねる面の平均表面粗さ（Ｒａ）が０．３μｍ以下であり、十点平均粗さ（Ｒｚ）が３μｍ以下であり、前記保護フィルムのプリプレグに重ねる面に日東電工（株）製「ポリエステル粘着テープＮｏ．３１Ｂ」を貼り合わせて圧着したものを２３℃、６５％ＲＨの雰囲気下において２０時間放置した後に剥離速度３００ｍｍ／分の条件でＴ型剥離試験を行った場合に測定される剥離力が１００〜５０００ｍＮ／５０ｍｍであることを特徴とする積層板の製造方法。
2. 基材として、無機系又は有機系の基材であって織布又は不織布であるものを用いると共に、熱硬化性樹脂組成物として、エポキシ樹脂組成物を用いることを特徴とする請求項１に記載の積層板の製造方法。
3. 保護フィルムとして、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂から選ばれるもので形成されたものを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層板の製造方法。
4. 保護フィルムとして、プリプレグに重ねる面に対してフッ素系樹脂、シリコン系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂から選ばれるものによる表面処理が施されたものを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の積層板の製造方法。
5. 保護フィルムの剥離によって露出したプリプレグの表面に回路を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の積層板の製造方法。

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