JP3011871B2 - 積層板の製造方法 - Google Patents

積層板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に電気機器、電子機
器、通信機器等に使用される印刷回路板用として好適な
積層板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】民生用電子機器の小型化、高機能化が進
み、それに用いられる印刷回路基板として、ガラス不織
布を中間層基材とし、ガラス織布を表面層基材とした構
成で、エポキシ樹脂を含浸させ加熱加圧成形した積層板
(以下、コンポジット積層板という)が使用されてい
る。最近かかるコンポジット積層板に対し、従来この分
野で使用されている紙基材フェノール積層板と同等の打
抜き加工性、低コスト化が要求されるようになってき
た。
【0003】また産業用電子機器分野においても、低コ
スト化の必要性からガラス織布を使用しないか又はその
使用量を減らしたコンポジット積層板が使用されるよう
になってきたが、性能上ガラス織布基材積層板より種々
の点で劣り、これと同等の寸法変化、反りが小さいこと
が要求されるようになってきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】コンポジット積層板に
対する上記のような種々の要求に対して、中間層基材と
してガラス不織布を使用しないで、ガラス単繊維を配合
した樹脂ワニスを使用することが検討されたが、寸法変
化や反りは改良されるものの、製造上種々の問題点があ
り、実用化には未だ至っていない。一方、低コスト化の
ために、ガラス織布や不織布の割合を小さくすることも
検討されているが、性能上あるいは製造上の制約から低
コスト化も容易ではない。このような現状から、本発明
者はコンポジット積層板としての性能を維持向上させな
がら、低コスト化を達成することを目的として種々検討
した結果、長尺の繊維基材に片面側から熱硬化性樹脂ワ
ニスを塗布する工程、前記のワニス塗布面にガラス繊維
不織布を重ね合わせ加熱乾燥してプリプレグを得る方法
を見いだした(特願平7−70084号明細書)。 しかしながら、この方法では、無溶剤ワニスの場合は問
題ないが、液状の一般的な溶剤を含むワニスを使用した
ときは、ガラス不織布を重ね合わせた後の加熱乾燥工程
において、溶剤の蒸発によるボイドがプリプレグ中の残
存し、このボイドが成形後の積層板にも残り、絶縁特性
などの電気性能に悪影響を及ぼす場合があり、この改良
が課題であった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、長尺の繊維基
材の片面側から熱硬化性樹脂ワニスを塗布する工程、ワ
ニスが塗布された繊維基材を加熱乾燥する工程、前記繊
維基材のワニス塗布面にガラス繊維不織布を重ね合わせ
る工程、これらの積層物を加熱乾燥してプリプレグを得
る工程、このプリプレグ2枚を前記不織布を内側にして
重ね合わせ加熱加圧成形する工程を有することを特徴と
する積層板の製造方法に関するものであり、製造工程が
簡単で連続成形が可能で、ボイドのない積層板を得るこ
とができ、性能上も従来のコンポジット積層板と同等以
上のものを得ることができる。本発明において、プリプ
レグを製造するまでの工程の一例(概略)を図1に示
す。
【0006】巻き出し装置から巻き出された長尺基材
(1)の上面に熱硬化性樹脂ワニス(2)をコーター
(3)により所定の膜厚になるように塗布する。この長
尺基材としては、ガラス繊維織布、ガラス繊維不織布、
合成繊維織布又は不織布、クラフト紙、リンター紙など
特に限定されないが、耐熱性の点からはガラス繊維織布
が好ましい。一方、打抜き加工性、低コスト化が特に要
求される場合はクラフト紙やリンター紙などのセルロー
ス系紙基材が好ましく使用される。
【0007】本発明に用いられる熱硬化性樹脂ワニスに
おける熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂が望ましいが、この
ほか、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール
樹脂などを用いることができる。かかる熱硬化性樹脂ワ
ニスはそのままでも使用することができるが、無機充填
材を配合することが好ましい。無機充填材を加えると、
打抜き加工性や寸法安定性を維持・向上させるととも
に、Z方向の熱膨張率が小さくなるのでスルーホール信
頼性を向上させることも可能である。かかる無機充填材
としは、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、クレ
ー、タルク、シリカ等であり、樹脂に対する配合割合は
10〜200重量%が好ましい。10重量%以下では、
スルーホール信頼性の向上効果が小さく、200重量%
を越えると無機充填材の配合が困難となる。
【0008】熱硬化性樹脂ワニスの固形分は、通常、無
機充填材を配合しない場合は60〜80重量%、無機充
填材を配合する場合は65〜90重量%(無機充填材も
固形分として計算)である。溶剤による希釈について
は、希釈前のワニスがある程度の低粘度であれば溶剤希
釈をしない無溶剤ワニスが好ましい。熱硬化性樹脂ワニ
スの塗布量は、以下の工程において、使用されるガラス
不織布の目付け量、あるいは長尺基材の下面に樹脂ワニ
スを塗布する場合はこの樹脂ワニスの塗布量によっても
変化するが、通常長尺基材1m2 あたり、ワニス固型分
600〜1400g程度であり、塗布厚み(乾燥前)は
0.2〜1.0mm程度である。
【0009】コーター3としては、コンマロールコータ
ー、ナイフコーター、ダイスコーター、リバースコータ
ー等があるが、塗工厚みが0.2〜1.0mmと厚いた
め、ワニス粘度を高粘度にする必要がある。このため高
粘度ワニスを塗工できる方式、例えばコンマロールコー
ター、ナイフコーターが好ましい。
【0010】長尺基材に前記熱硬化性樹脂ワニスを塗工
した後、乾燥装置(5)を通過させて溶剤を蒸発させ
る。加熱乾燥条件は、溶剤種やその量によって異なる
が、通常80〜160℃で、300秒〜5分程度であ
る。次に、上面よりガラス不織布(4)を重ね合わせ、
一方裏面からは以下に説明するように熱硬化性樹脂ワニ
スを塗工する。この塗工は通常ロールコーター(5)に
より行われるが、これに限定されるものではない。ガラ
ス不織布は、通常目付け量20〜150g/m2 のもの
が使用される。裏面から長尺基材に塗工される熱硬化性
樹脂ワニスは、始めに塗工された熱硬化性樹脂ワニスが
長尺基材に十分に含浸されないのを補うためのもので、
塗工・含浸される樹脂量は少なくてよく、均一に含浸さ
せるためには樹脂固形分10〜30重量%程度のものが
通常使用される。
【0011】その後、乾燥装置(7)を通して加熱乾燥
することにより、長尺基材上にガラス不織布が重ね合わ
された熱硬化性樹脂含浸プリプレグ(9)を得る。加熱
乾燥条件は、基材の全厚さが厚いので、通常よりやや強
い条件とし、120〜180℃、1〜5分間程度であ
る。その後、このプリプレグ(9)をカッター(8)に
より所定長さに切断する。あるいは、切断しないで連続
成形に供することも可能である。
【0012】このようにして得られたプリプレグは、ガ
ラス不織布側を内側にして2枚重ね合わせ加熱加圧成形
する。この成形は、通常所定長さに切断したプリプレグ
2枚を重ね合わせ多数プレスにて加熱加圧成形するが、
切断しない長尺のプリプレグ2枚を一方を上下逆向きに
して連続的に加熱加圧することもできる。樹脂がエポキ
シ樹脂の場合は通常前者の成形方法が行われ、この成形
条件は、含浸された樹脂の流動性にもよるが、通常は従
来のコンポジット積層板の場合と同様に、温度150〜
180℃、圧力20〜70kg/cm2 、時間60〜1
20分間が適当である。また、ポリエステル樹脂の場合
では、低圧成形が可能な後者の連続成形方法を採用する
ことができる。
【0013】
【作用】以上のような工程で、コンポジット積層板を得
ることができるが、本発明においては、ガラス織布等の
長尺基材に熱硬化性樹脂ワニスを塗布乾燥した後にガラ
ス不織布を重ね合わせるので、後の裏面から樹脂ワニス
を塗工する場合を含めても塗布・含浸工程が簡単であ
り、相対的にコストの高いガラス不織布の量を少なくす
ることができる。また、ガラス不織布を重ね合わせる前
に乾燥することにより溶剤によるボイドの発生を防ぐこ
とができ、成形性のよいプリプレグの製造が可能となっ
た。さらに、ガラス不織布は長尺基材とともに移動する
ので、ガラス不織布の切断も生じないし、ガラス繊維の
ピットも飛散することが少ない。従って、コンポジット
積層板製造時のトラブルが少なく、低コスト化をも達成
することができる。
【0015】
【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに具体的
に説明する。
【0016】〔実施例〕長尺基材であるガラス織布(日
東紡績製 WE−18K RB−84)を巻き出し、続い
てこれに次の配合からなるFR−4用ワニスAをナイフ
コーターにより厚さ0.9mm(乾燥前)になるように
塗工した。 (ワニスA配合) エポキシ樹脂 100重量部 (硬化剤ジシアンジアミドと硬化促進剤を含む) 無機充填材(水酸化アルミニウム) 80重量部 超微粒子シリカ 20重量部 溶剤(メチルセロソルブ) 50重量部 乾燥装置で150℃、1分間乾燥し、次いで、上面側か
ら目付け量75g/m2 のガラス不織布(日本バイリー
ン製 EP-4075)を重ね合わせ、裏面に次の配合の
ワニスBをロールコーターにより塗布した。 (ワニスB配合) エポキシ樹脂(上記と同じ) 30重量部 溶剤(メチルセロソルブ) 70重量部
【0017】続いて、上記のワニスA及びBが塗工され
た基材を、乾燥装置により160℃で3分間加熱乾燥
し、ガラス織布及びガラス不織布からなるプリプレグを
得た。これを所定長さ(2m)に切断した後、ガラス不
織布を内側にして2枚重ね合わせ、さらにその上下に厚
さ18μmの銅箔を重ね合わせ、温度165℃、圧力6
0kg/cm2 で90分間加熱加圧成形して、厚さ1.
6mmの銅張積層板を作製した。
【0018】〔比較例1〕実施例で使用したFR−4用
エポキシ樹脂を前記溶剤で樹脂固形分60重量%(0.
3ポイズ)にまで希釈してワニスとした。このワニスを
実施例で使用したガラス織布(日東紡績製 WE−18
K RB−84)にディップ方式で塗布含浸させ乾燥し
て表面層用プリプレグを作製した。そして、上記希釈し
たFR−4用エポキシ樹脂ワニスをガラス不織布(日本
バイリーン製 EP-4075)にディップ方式で塗布含
浸し乾燥して中間層用プリプレグを作製した。次いで、
中間用プリプレグを所定枚数(4枚)重ね、その上下に
表面層用プリプレグを重ね、さらにその上下に厚さ18
μm銅箔を重ね合わせ加熱加圧成形して厚さ1.6mm
の銅張積層板を作製した。
【0019】〔比較例2〕比較例1と同様にして表面層
用ガラス織布プリプレグを作製した。一方、次の配合か
らなるFR−4用ワニスCを調製した。 (ワニスC配合) エポキシ樹脂(ワニスAと同じ) 100重量部 無機充填材(水酸化アルミニウム) 80重量部 超微粒子シリカ 20重量部 溶剤(メチルセロソルブ) 65重量部 このワニスCをガラス不織布(日本バイリーン製 EP-
4075)にディップ方式で塗布含浸し乾燥して中間層
用プリプレグを作製した。次いで、中間用プリプレグを
所定枚数(3枚)重ね、その上下に表面層用プリプレグ
を重ね、さらにその上下に厚さ18μm銅箔を重ね合わ
せ加熱加圧成形して厚さ1.6mmの銅張積層板を作製
した。
【0020】以上実施例及び比較例で得られた銅張積層
板について、打抜き加工性寸法安定性反り曲げ強さ及び
Z方向熱膨張率を測定した。その結果を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】なお、製造コストについては、実施例の方
法は工程が単純であり、コストの高いガラス繊維不織布
の使用量を少なくしたので、実施例では得られた積層板
は比較例で得られたものに比べ10%程度低コスト化す
ることができた。
【0023】
【発明の効果】本発明の方法は、曲げ強度の低下がな
く、打抜き加工性が良好で、反り・寸法変化が小さい積
層板を得ることができる。そして、低コスト化の点で優
れており、製造工程も簡単であるので、工業的な積層板
の製造方法として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の製造工程において、プリプレグを作
製するまでの工程を示す概略断面図
【符号の説明】
1 長尺基材 2 ワニス 3 コーター 4 ガラス不織布 5 乾燥装置 6 ロールコーター 7 乾燥装置 8 カッター 9 プリプレグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 17/04 H05K 1/03

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長尺の繊維基材の片面側から熱硬化性樹
    脂ワニスを塗布する工程、ワニスが塗布された繊維基材
    を加熱乾燥する工程、前記繊維基材のワニス塗布面にガ
    ラス繊維不織布を重ね合わせる工程、これらの積層物を
    加熱乾燥してプリプレグを得る工程、このプリプレグ2
    枚を前記不織布を内側にして重ね合わせ加熱加圧成形す
    る工程を有することを特徴とする積層板の製造方法。
  2. 【請求項2】 熱硬化性樹脂ワニスが無機充填材を含有
    するものである請求項1記載の積層板の製造方法。
  3. 【請求項3】 ワニスを塗布した繊維基材にガラス繊維
    不織布を重ね合わせる工程に続いて、反対面から熱硬化
    性樹脂ワニスを塗布する工程を有する請求項1又は2記
    載の積層板の製造方法。
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