JP3129652B2 - 積層板の製造方法 - Google Patents

積層板の製造方法

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JP3129652B2 JP08085457A JP8545796A JP3129652B2 JP 3129652 B2 JP3129652 B2 JP 3129652B2 JP 08085457 A JP08085457 A JP 08085457A JP 8545796 A JP8545796 A JP 8545796A JP 3129652 B2 JP3129652 B2 JP 3129652B2
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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。
【0005】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
し、ワニス塗布面にガラス繊維不織布を重ね合わせ加熱
してプリプレグを得る方法を見いだした(特願平7−7
0084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、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
の加熱工程において、溶剤の蒸発によるボイドがプリプ
レグ中に残存し、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
った。更に低コスト化する事が困難であった。
【0006】
【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する工程、前記樹脂含
浸基材のワニス塗布面に無機充填材を含有する熱硬化性
樹脂を塗布し加熱して中間段階のプリプレグを得る工
程、別に繊維基材に熱硬化性樹脂ワニスを塗布加熱して
長尺の樹脂含浸基材を作製する工程、上記で得られた樹
脂含浸基材とプリプレグとをそれぞれワニス塗布面を内
側にして重ね合わせて複合プリプレグを作製する工程、
この複合プリプレグを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、
製造工程が簡単でかつ連続成形が可能で、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。
【0007】本発明において、プリプレグを製造するま
での工程の一例について、概略を図1に示す。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。
【0008】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。溶剤による希釈につい
ては、希釈前のワニスが下記のコーターで塗布できる程
度の粘度であれば、溶剤希釈をしない無溶剤ワニスの方
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樹脂の種類、溶剤の有無、溶剤を
使用する場合その種類、量、長尺基材の目付量によって
も変化するが、通常長尺基材1m2 あたり、ワニス固形
分80〜300g程度であり、塗布厚み(加熱前)は
0.1〜0.3mm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、塗布厚みが0.1〜0.3mm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
粘度ワニスを塗布できる方式、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布
した後、加熱装置(4)を通過させて、樹脂含浸基材
(a)を得る。このとき、樹脂が繊維基材内部に浸透す
るとともに溶剤を使用した場合は溶剤が蒸発する。加熱
条件は、溶剤の有無、溶剤種やその量によって異なる
が、通常80〜160℃で60秒〜300秒程度であ
る。
【0011】次に、樹脂含浸基材(a)の上面より無機
充填材を配合した熱硬化性樹脂ワニス(5)をコーター
(6)により所定の膜厚になるように塗布する。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。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100重量部に対する配
合量は10〜200重量部が好ましい。10重量部以下
では、スルーホール信頼性の向上効果が小さく、200
重量部を越えると無機充填材の配合が困難となる。更に
好ましくは50〜200重量部である。熱硬化性樹脂ワ
ニスの固形分は、通常、無機充填材を配合する場合は6
5〜90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、使用される
樹脂、長尺基材の目付量等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500〜1600
g程度であり、塗布厚み(加熱前)は0.2〜1.6m
m程度である。なおコーターは前記と同様のものが使用
される。
【0012】 その後 加熱装置(7)を通過させて樹
脂の含浸、又は含浸及び溶剤の蒸発を行う。加熱条件
は、溶剤使用の有無、溶剤種あるいはその量によって異
なるが、通常80〜160℃で60秒〜600秒程度で
ある。このようにして無機充填材含有熱硬化性樹脂が塗
布された中間段階のプリプレグ(b)が得られる。
【0013】一方、別の巻き出し装置から巻き出された
長尺基材(8)にその上面から熱硬化性樹脂ワニス
(9)をコーター(10)により所定の膜厚になるよう
に塗布し、加熱装置(11)にて加熱して樹脂含浸基材
(c)を得る。この樹脂含浸基材(c)を前記プリプレ
グ(b)とそれぞれ樹脂塗布面を内側にして重ね合わせ
て樹脂含浸基材(d)を得る。この重ね合わせ工程のタ
イミングは、前記無機充填材が配合された熱硬化性樹脂
が熱により溶融している時が望ましい。なお、樹脂含浸
基材(c)を得るための樹脂ワニスの種類、コーターの
タイプ、塗布量、塗布厚み、加熱条件等は前記樹脂含浸
基材(a)を得る場合と同様である。
【0014】次に、重ね合わされた樹脂含浸基材(d)
は外面側から、以下に説明するように熱硬化性樹脂ワニ
スを塗布することが好ましい。この塗布は通常ロールコ
ーター(12)、(13)により行われるが、これに限
定されるものではない。塗布される熱硬化性樹脂ワニス
は、始めに塗布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場合これを補うためのもので、塗布
・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。
【0015】その後、加熱装置(14)を通して加熱す
ることにより、熱硬化性樹脂が含浸された複合プリプレ
グ(e)を得る。加熱条件は、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(e)を
カッター(15)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。
【0016】このようにして得られたプリプレグ(e)
は、加熱加圧することにより積層板に成形される。この
成形は、通常所定長さに切断したプリプレグ1枚で多段
プレスにて加熱加圧することにより行われるが、切断し
ない長尺のプリプレグを連続的に加熱加圧することもで
きる。熱硬化性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20〜70
kg/cm2 、時間60〜120分間が適当である。ま
た、この製法では、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。
【0017】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、ガラス繊維
織布等の長尺基材に熱硬化性樹脂ワニスを塗布加熱した
後にさらに熱硬化性樹脂を塗布されたガラス繊維織布を
重ね合わせるので、後の裏面から樹脂ワニスを塗布する
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なくすることができ
る。また、ガラス不織布を使用しないことにより溶剤に
よるボイドの発生を防ぐことができ、成形性のよいプリ
プレグがの製造可能となった。さらに、ガラス不織布を
使用しないため、従来問題のあった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。
【0018】
【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。
【0019】〔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0.2mm(加熱前)になるように
塗布した。 (ワニスAの配合) 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) 加熱装置で150℃、1分間加熱し、次いで、ワニスB
をナイフコーターにより厚さ1.5mm(加熱前)にな
るように塗布した。 (ワニスBの配合) 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 加熱装置で150℃、3分間乾燥して、中間のプリプレ
グを得た。別に、巻出された長尺のガラス繊維織布(日
東紡績製 WE−18K RB−84)にFR−4用ワニ
スAをナイフコーターにより厚さ0.2mm(加熱前)
になるように塗布し、加熱装置で150℃、1分間加熱
して樹脂含浸基材を得た。
【0020】次に、この樹脂含浸基材と前記中間段階の
プリプレグとをワニス塗布面が内側になるように重ね合
わせ、外面側に次の配合のワニスCをロールコーターに
より塗布した。 (ワニスCの配合) エポキシ樹脂(ワニスAと同じ) 30重量部 溶剤(メチルセロソルブ) 70重量部
【0021】続いて、160℃で3分間加熱し、ガラス
織布及びガラス不織布からなる複合プリプレグを得た。
得られた複合プリプレグを所定長さ(2m)に切断した
後、その上下に厚さ18μmの銅箔を重ね合わせ、温度
165℃、圧力60kg/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。
【0022】〔比較例1〕実施例で使用したFR−4用
エポキシ樹脂ワニスA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−18K R
B−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。
【0023】〔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Dを調製した。 (ワニスDの配合) 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D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、中間層用プリプレグ
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。
【0024】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。
【0025】
【表1】
【0026】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
の使用量をなくしたので、実施例で得られた積層板は比
較例で得られたものに比べ30%程度低コスト化するこ
とができた。
【0027】
【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 加熱装置 5 無機充填材入りワニス 6 コーター 7 加熱装置 8 長尺基材 9 ワニス 10 コーター 11 加熱装置 11、12 ロールコーター 13 加熱装置 14 カッター a 樹脂含浸基材 b 中間段階のプリプレグ c 樹脂含浸基材 d 重ね合わされた樹脂含浸基材 e 複合プリプレグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B29K 105:08 B29L 9:00 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 70/06 B32B 17/04 B32B 27/04

Claims (4)

    (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
    を加熱する工程、前記樹脂含浸基材のワニス塗布面に無
    機充填材を含有する熱硬化性樹脂を塗布し加熱して中間
    段階のプリプレグを得る工程、別に繊維基材に熱硬化性
    樹脂ワニスを塗布加熱して長尺の樹脂含浸基材を作製す
    る工程、上記で得られた樹脂含浸基材とプリプレグとを
    それぞれワニス塗布面を内側にして重ね合わせて複合プ
    リプレグを作製する工程、この複合プリプレグを加熱加
    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】 前記樹脂含浸基材とプリプレグとを重ね
    合わせる工程に続いて、外面側に熱硬化性樹脂ワニスを
    塗布する工程を有する請求項1記載の積層板の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 繊維基材がガラス繊維織布である請求項
    1又は2記載の積層板の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記無機充填材を含有する熱硬化性樹脂
    において、無機充填材が樹脂固形分100重量部に対し
    て10〜200重量部である請求項1、2又は3記載の
    積層板の製造方法。
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