JP3056666B2 - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱盤プレスを使用しな
いでも表面平滑性と板厚精度に優れた多層プリント配線
板を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、多層プリント配線板を製造する場
合、回路作成された内層回路基板上にガラスクロス基材
にエポキシ樹脂を含浸してＢステージ化させたプリプレ
グシートを１枚以上重ね、更にその上に銅箔を重ね熱板
プレスにて加熱一体成形するという工程を経ている。し
かし、この工程では含浸樹脂を熱により再流動させ一定
圧力下で硬化させるため、均一に硬化成形するには１〜
１．５時間は必要である。このように製造工程が長くか
かる上に、多層積層のための熱盤プレス及びガラスクロ
スプリプレグのコスト等により高コストとなっている。
加えてガラスクロスに樹脂を含浸させる方法のため層間
厚の極薄化も困難であった。

【０００３】近年、これらの問題を解決するため、熱盤
プレスによる加熱加圧成形を行わず、層間絶縁材料にガ
ラスクロスを用いない、ビルドアップ方式による多層プ
リント配線板の技術が改めて注目されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ビルドアップ方式によ
る多層プリント配線板の製造方法において、フィルム状
の層間絶縁樹脂層を用いた場合、プリプレグで層間絶縁
樹脂層を形成する方法と比べて作業効率が著しく向上す
る。しかし、内層回路板の絶縁基板と回路との段差部分
にある空気を巻き込むことが予想され、それを防止する
ためは、減圧の環境下でラミネートを行わねばならず、
特殊な設備が必要になってくる。また、ラミネートした
絶縁層が内層回路板の絶縁基板と回路との段差に追従す
るため、表面平滑性が得られず、部品実装時に半田付け
不良等が発生したり、エッチングレジスト形成工程でレ
ジストの剥離、パターン現像度低下が発生して安定した
レジスト形成ができない等の問題がある。

【０００５】さらに、プリプレグを使用した場合も同様
であるが、内層回路パターンの銅箔残存率によって埋め
込む樹脂量が変化することから同じフィルムを使用して
も成形後の板厚が同じにならない。つまり、銅箔残存率
が大きく埋め込むべき部分が少ない場合は板厚が厚くな
り、銅箔残存率が小さく埋め込むべき部分が多い場合は
板厚が薄くなることから、銅箔残存率によってフィルム
厚も変えなければ同じ板厚を達成することができない。
また、一枚の内層回路板でも場所により銅箔残存率に差
がある場合には得られた多層プリント配線板の板厚が均
一にならない欠点が生じることになる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、内層回路板に
熱硬化型アンダーコート剤を塗工し、アンダーコート剤
をＢステージの状態にした後、熱硬化型絶縁性接着剤層
を有する銅箔をラミネートし、次いで、加熱により一体
硬化させる多層プリント配線板の製造方法であって、前
記熱硬化型絶縁性接着剤がエポキシ樹脂及びその硬化剤
からなり、エポキシ樹脂の一成分が重量平均分子量１０
０００以上のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂又はビス
フェノールＦ型エポキシ樹脂からなることを特徴とする
多層プリント配線板の製造方法に関するものである。そ
して、特にファインパターンが要求される場合、ラミネ
ート後の表面平滑性を良好にするために、前記銅箔とし
て、外層回路となる厚さ１〜５０μｍの銅箔の層とラミ
ネート後除去する厚さ１０〜２００μｍの金属層を有し
た全厚１１〜２５０μｍの２層構造の銅箔を使用する。

【０００７】即ち、スクリーン印刷、ローラーコータ
ー、カーテンコーターなどで液状のアンダーコート剤を
塗工して、内層回路板の銅箔回路間凹部を充填し、加熱
処理によってＢステージ化させる。Ｂステージ化された
アンダーコート剤は一時的に形状を保持することがで
き、その後、熱硬化型絶縁性接着剤付き銅箔を接着させ
る際に加熱された硬質ロール等を使用することにより、
該アンダーコート剤を再溶融させ内層回路板の絶縁基板
と回路との段差部分にある空気を巻き込むことなく、ま
た表面平滑性よくラミネートすることができる。そのと
き、銅箔にコートされた熱硬化型絶縁接着剤は重量平均
分子量１００００以上のエポキシ樹脂成分により形状を
維持したまま、すなわち層間厚を保った状態で接着され
るため、内層銅箔残存率に依存することなく板厚精度に
優れた多層プリント配線板を作製することができる。そ
して、ラミネート後加熱して同時一体硬化反応させるこ
とによりアンダーコート剤と熱硬化型絶縁性接着剤付き
銅箔とを一体成形させる。

【０００８】使用される銅箔はラミネート時に内層回路
板の絶縁基板と回路との段差に追従しないようにするた
めには厚い方がよい。しかし、その後の回路形成時にエ
ッチングする際、銅箔が厚いと時間が長くなる上に幅方
向のエッチングが多くなるために十分なファインパター
ンが作成しにくいという欠点が生じる。そこで、特にフ
ァインパターンが必要な場合、外層回路となる厚さ１〜
５０μｍの銅箔の層とラミネート後除去する厚さ１０〜
２００μｍの金属層（キャリア）を有した全厚１１〜２
５０μｍの２層構造の銅箔を使用することにより、ラミ
ネート時には段差に追従しないで表面平滑性を得ること
ができ、キャリアを除去した後の回路形成時には、エッ
チング時間を短縮しファインパターンを作成することが
可能となる。金属層としてはアルミニウム、銅等が用い
られ、厚みは１０μｍより薄いと段差に追従してしま
い、２００μｍより厚いとラミネート時にロールからの
熱が伝わり難く好ましくない。銅箔の厚さは５０μｍよ
り厚いと段差に追従し難くなり、ラミネート後除去する
キャリア層の必要がなくなる。

【０００９】本発明において、アンダーコート剤は内層
回路板の銅箔回路間凹部を充填し、内層回路表面を平滑
化するものであるが、その組成はエポキシ樹脂及びその
硬化剤からなる。ラミネート時に内層回路を完全に埋め
込むことが必要であるため、無溶剤系の場合液状のエポ
キシ樹脂が好ましい。具体的には、エポキシ樹脂はビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポ
キシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノー
ルノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型
エポキシ樹脂等の多価フェノール類のエポキシ樹脂の
他、多価アルコールのエポキシ化合物、脂環族エポキシ
樹脂等を用いることができる。さらには耐燃性を付与す
るために臭素化したエポキシ樹脂をも用いることができ
る。

【００１０】エポキシ樹脂硬化剤としては、アミン系硬
化剤、アミド系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、または
これらをエポキシアダクト化したものやマイクロカプセ
ル化したものなどが選択される。例えば、ジエチレント
リアミン等の脂肪族アミン、イソホロンジアミン等の脂
環族ポリアミン、ジシアンジアミド又はその誘導体、２
−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダ
ゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−
ブチルイミダゾール、２−アリルイミダゾール、２−フ
ェニル−４−メチル−５−ヒドロキシイミダゾール、２
−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール
又はこれらのシアノエチル化物、さらにイミダゾール環
中の第３級窒素をトリメリット酸で造塩したものなどが
用いられる。このような硬化剤の中で、ジシアンジアミ
ドやイミダゾール系化合物あるいはマイクロカプセル化
したイミダゾール系化合物が好ましい。かかる硬化剤の
配合量はエポキシ樹脂１００重量部に対して通常１〜１
００重量部である。１重量部より少ないと硬化が十分進
まず実用的でない。１００重量部より多いと架橋密度が
高くなり過ぎアンダーコート剤として硬く脆くなってい
まう。ジシアンジアミドやイミダゾール系化合物の場合
は、硬化性に優れているのでエポキシ樹脂１００重量部
に対して１〜５０重量部が好ましい。また、必要に応じ
て硬化促進剤を添加してもよい。

【００１１】更に、必要に応じて、グリシジル基を持つ
反応性希釈剤、溶融シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシ
ウム、水酸化アルミニウム、アルミナ、マイカ、タル
ク、ホワイトカーボン、Ｅガラス粉末などの無機充填材
を配合することができる。銅箔や内層回路板との密着性
や耐湿性を向上させるためのエポキシシランカップリン
グ剤を、ボイドを防止するための消泡剤、更に液状又は
粉末の難燃剤等を添加することもできる。

【００１２】次に、銅箔にコートする熱硬化型絶縁性接
着剤について説明する。一般に層間絶縁層である接着剤
のフィルム化や巻物化の手法としてはゴム系化合物やポ
リビニルブチラール、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹
脂などを配合しているが、これらの成分は多層プリント
配線板としての熱的性能を低下させる。このため、本発
明に用いる接着剤は前記アンダーコート剤と一体硬化さ
せる際に流動性を小さく抑えて層間厚みを保ち、且つフ
ィルム成形性を持たせるために重量平均分子量１０００
０以上のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂又はビスフェ
ノールＦ型エポキシ樹脂を配合している。かかるエポキ
シ樹脂の配合割合は全エポキシ樹脂中３０〜９０重量
％、好ましくは５０〜９０重量％である。硬化剤として
は前述のアンダーコート剤に用いたものを使用すること
ができる。

【００１３】本発明の目的を達成するための、アンダー
コート剤の塗工及び熱硬化型絶縁性接着剤付き銅箔をラ
ミネートし硬化する方法について、概要を始めに図１を
用いて説明する。

【００１４】(Ａ) 内層回路板（１）上に液状のアンダ
ーコート剤（３）をスクリーン印刷、ローラーコータ
ー、カーテンコーター等の従来のコーティング設備を使
用して内層回路（２）を覆う厚さまで塗工する。埋め込
み量が不十分であると、この後のラミネートで空気を巻
き込むことになる。その後、加熱処理によりＢステージ
状態にする。

【００１５】(Ｂ) 表面に熱硬化型絶縁性接着剤（４）
を塗工した銅箔（５）をラミネートする。ラミネーター
は表面平滑性を達成するために硬質ロール（６）を使用
するのが望ましい。ラミネート条件は、内層回路のパタ
ーンによって異なるが、通常圧力は ０.５〜６ｋｇｆ／
ｃｍ² 程度、表面温度は常温から１００℃程度、ラミネ
ートスピードは ０.１〜６ｍ／分程度で行う。このよう
な条件ではＢステージ状態のアンダーコート剤の粘度は
１〜３００ポイズとなり、硬質ロール等を用いることで
表面平滑性を達成することができる。このとき内層回路
（２）と銅箔（５）との層間厚は熱硬化型絶縁性接着剤
の厚みで達成することができる。

【００１６】(Ｃ) 次いで、加熱して同時一体硬化反応
を行うことによりアンダーコート剤（３）と銅箔にコー
トされた熱硬化型絶縁接着剤（４）とを一体成形した多
層プリント配線板を作製することができる。

【００１７】次に、図２は、銅箔として外層回路となる
銅箔の層とラミネート後除去される金属層（キャリア）
とを有した２層構造の銅箔を用いた場合である。この場
合、前記（Ａ）及び（Ｂ）の工程を経た後、（Ｃ）工程
において、アンダーコート剤（１３）と２層構造の銅箔
（１５）にコートされた熱硬化型絶縁接着剤（４）とを
一体成形させた後、２層構造の銅箔のうち外層回路を形
成しない外側のキャリアである金属箔（１７）を除去す
ることにより外層回路となる銅箔層（１６）を有する多
層プリント配線板（１９）を作製することができる。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。

【００１９】《実施例１》ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂（エポキシ当量６４００、重量平均分子量３０００
０）１００重量部とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂
（エポキシ当量１７５、大日本インキ化学工業(株)製エ
ピクロン８３０）８０重量部をＭＥＫに撹拌しながら溶
解し、そこへ硬化剤としてジシアンジアミド１５重量部
及び硬化促進剤としてマイクロカプセル化した２−イミ
ダゾール１０重量部、及びシランカップリング剤（日本
ユニカー(株)製 Ａ-１８７）５重量部を添加して熱硬化
型絶縁性接着剤ワニスを作製した。このワニスを厚さ１
８μｍの銅箔のアンカー面に乾燥後の樹脂厚さが３５μ
ｍとなるようにローラーコーターにて塗布、乾燥し熱硬
化型絶縁性接着剤付き銅箔を作製した。

【００２０】次に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（油化シェルエポキシ(株)製エピコート８２８）１００
部に、硬化剤としてジシアンジアミド１０部と硬化促進
剤２−フェニル−４−メチルイミダゾール３部を分散さ
せたものをアンダーコート剤とした。

【００２１】一方、基材厚 ０.１ｍｍ、銅箔厚３５μｍ
のガラスエポキシ両面銅張積層板をパターン加工して内
層回路板を得た。銅箔表面を黒化処理した後、上記アン
ダーコート剤をカーテンコーターにより厚さ約４０μｍ
に塗工し、エアーオーブンにて１３０℃、３０分間加熱
してＢステージ状態にした。その後、温度１００℃、圧
力２ｋｆ／ｃｍ²、ラミネートスピード０.８ｍ／分の条
件で、硬質ロールを用いて上記熱硬化型絶縁性接着剤付
き銅箔をラミネートした。次いで、１８０℃、２０分間
加熱硬化させ、多層プリント配線板を作製した。

【００２２】《実施例２》銅箔として、厚さ７０μｍの
銅キャリアと厚さ９μｍの銅箔層とからなる２層構造の
銅箔を使用すること、及び熱硬化型絶縁性接着剤付き２
層構造銅箔をアンダーコート剤を塗工された内層回路板
にラミネートし、加熱硬化させた後、銅キャリアを引き
剥すこと以外は実施例１と同様にして９μｍ外層回路用
銅箔を有する多層プリント配線板を作製した。

【００２３】《実施例３及び４》内層回路板の回路銅厚
が７０μｍ、アンダーコート剤の厚さが８０μｍとする
こと以外は実施例１及び２と同様にして多層プリント配
線板を作製した。

【００２４】《比較例１》アンダーコート剤を塗工しな
い以外は実施例１と同様にして多層プリント配線板を作
製した。

【００２５】《比較例２及び３》内層回路板の上に塗布
したアンダーコート剤を１８０℃、６０分間加熱して完
全硬化させる以外は実施例１及び２と全く同様にして多
層プリント配線板を作製した。 得られた多層プリント配線板は表１に示すような特性を
有している。

【００２６】（試験方法） 内層回路板試験片：線間１５０μｍピッチ、クリアラン
スホール１.０ｍｍφ １．表面平滑性：ＪＩＳ Ｂ ０６０１ Ｒ(max) ２．吸湿半田耐熱試験 吸湿条件：プレッシャークッカー処理、１２５℃、２.
３気圧、３０分間 試験条件：ｎ＝５で、全ての試験片が２８０℃、１２０
秒間で膨れが無かった場合を○とした。 ３．埋込み性：外層銅箔を剥離後、内層回路が埋め込ま
れているか否かを光学顕微鏡を用い目視によって判断
し、埋め込まれているものを○とした。 ４．層間絶縁層厚さ：多層プリント配線板を切断し、そ
の断面を光学顕微鏡で観察し、内層回路と表面銅箔との
層間絶縁層厚さを測定した。

【００２７】 表 １ ───────────────────────────────── 表面平滑性 吸湿半田耐熱性 埋込み性 層間絶縁層厚さ ───────────────────────────────── 実施例１ ６μｍ ○ ○ ３５μｍ 実施例２ ３ ○ ○ ３５ 実施例３ ６ ○ ○ ３５ 実施例４ ３ ○ ○ ３５ 比較例１ １２ × × ３０ 比較例２ １５ ○ ○ ４０ 比較例３ １５ ○ ○ ４０ ─────────────────────────────────

【００２８】

【発明の効果】本発明の方法に従うと、熱硬化型絶縁接
着剤付き銅箔を硬質ロール等でラミネートすることによ
り、内層回路に塗工後Ｂステージ化したアンダーコート
剤が再溶融して表面が平滑化し、銅箔にコートされた熱
硬化型絶縁接着剤が厚さを維持しているため、内層銅箔
残存率に依存することなく板厚制御に優れた多層プリン
ト配線板を作製することができる。更に、ラミネート後
加熱して同時一体硬化反応を行うことによりアンダーコ
ート剤と銅箔にコートされた熱硬化型絶縁接着剤とを一
体成形することができる。

【００２９】更に、銅箔としてキャリアとなる金属層を
有する２層構造の銅箔を使用することにより、熱硬化型
絶縁接着剤付き銅箔を硬質ロール等でラミネートする際
に、ラミネート後除去する金属層を有するため厚くなっ
ている２層構造銅箔が内層回路の段差に追従しにくく、
多層プリント回路板の表面平滑性が更に向上し、よりフ
ァインパターンの回路を形成することができる。

【００３０】また、従来のようにプリプレグと，熱盤プ
レスを用いず、またアディティブ法のようにメッキを施
すこともなく、ラミネート法により外層銅箔を有した多
層プリント配線板を製造することができるため、絶縁層
形成及び外層導電層形成に要する時間は非常に短縮化さ
れ、工程の単純化や低コスト化に貢献できる。更にガラ
スクロスを用いないため層間絶縁層を極薄にすることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の多層プリント配線板（一例）を作製
する工程を示す概略断面図

【図２】 本発明の多層プリント配線板（他の例）を作
製する工程を示す概略断面図

【符号の説明】 １ 内層回路板 ２ 内層回路 ３ アンダーコート剤 ４ 熱硬化型絶縁性接着剤 ５ 銅箔 ６，１８ 硬質ロール ７，１９ 多層プリント配線板 １５ ２層硬質銅箔 １６ 銅箔層 １７ 金属層（キャリア）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/46 B32B 15/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内層回路板に熱硬化型アンダーコート剤
   を塗工し、アンダーコート剤をＢステージの状態にした
   後、熱硬化型絶縁性接着剤層を有する銅箔をラミネート
   し、次いで、加熱により一体硬化させる多層プリント配
   線板の製造方法であって、前記熱硬化型絶縁性接着剤が
   エポキシ樹脂及びその硬化剤からなり、エポキシ樹脂の
   一成分が重量平均分子量１００００以上のビスフェノー
   ルＡ型エポキシ樹脂又はビスフェノールＦ型エポキシ樹
   脂からなることを特徴とする多層プリント配線板の製造
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記銅箔として、外
   層回路となる厚さ１〜５０μｍの銅箔の層とラミネート
   後除去する厚さ１０〜２００μｍの金属層とを有した全
   厚１１〜２５０μｍの２層構造の銅箔を使用することを
   特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記アンダーコート剤がエポキシ樹脂１
   ００重量部及びエポキシ樹脂硬化剤１〜１００重量部か
   らなる請求項１又は２記載の多層プリント配線板の製造
   方法。