JP3605917B2 - 内層回路入り積層板の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板の製造に使用される、内層回路入り積層板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、内層回路入り積層板は、回路を形成した基板を内層基板とし、その内層基板にプリプレグを積層し、さらにそのプリプレグの最外層に必要に応じて金属箔を配して積層し、この積層物を、熱板間に挟んで加熱加圧して製造されている。また、生産性の向上のために、上記積層物を、必要に応じて間に金型を介在させて複数積層し、その複数積層したものを熱板間に挟んで加熱加圧して、1度に多数の内層回路入り積層板が得られる方法も用いられている。これらの、内層回路入り積層板に用いられるプリプレグは、内層基板の表面に形成された、回路と回路の間に存在する各種形状の凹部を樹脂により埋めるために、必要な樹脂量と比べて、余裕をみて過剰に多い樹脂量のものが一般に使用されており、また凹部に気泡が残らないように、加熱したとき流動性がよいものが使用されている。
【0003】
近年の電子機器の高機能化に伴い、内層回路入り積層板に要求される板厚精度は、非常に高いものとなっている。しかし、上記のような複数の積層物を熱板間に挟んで加熱加圧成形する方法の場合、板厚のばらつきが大きく、不良となる場合があり、歩留まりを低下させ問題となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を改善するために成されたもので、その目的とするところは、回路を形成した基板と熱硬化性樹脂を基材に含浸したプリプレグを積層して積層物を形成し、その積層物を3枚以上重ねて積層体を形成し、その積層体を熱板間に挟んで加熱加圧して製造する内層回路入り積層板の製造方法において、熱板と接する位置で製造した内層回路入り積層板と、熱板と接しない位置で製造した内層回路入り積層板の板厚の差が小さい、内層回路入り積層板の製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る内層回路入り積層板の製造方法は、回路を形成した基板と、熱硬化性樹脂を基材に含浸したプリプレグを積層して積層物を形成し、その積層物を3枚以上重ねて積層体を形成し、その積層体を熱板間に挟んで加熱加圧して製造する内層回路入り積層板の製造方法において、上記積層体中の積層物のうち熱板と接する積層物に用いるプリプレグ(以下第1プリプレグと記す)の130℃における溶融粘度と、上記積層体中の積層物のうち熱板と接する積層物以外の積層物に用いるプリプレグ(以下第2プリプレグと記す)の130℃における溶融粘度の比が、1:1.2〜1.5であることを特徴とする。
【0006】
本発明の請求項2に係る内層回路入り積層板の製造方法は、請求項1記載の内層回路入り積層板の製造方法において、プリプレグが、エポキシ樹脂組成物をガラスクロスに含浸したものであることを特徴とする。
【0007】
本発明の請求項3に係る内層回路入り積層板の製造方法は、請求項2記載の内層回路入り積層板の製造方法において、第1プリプレグ及び第2プリプレグの130℃における溶融粘度が、300〜800ポイズであることを特徴とする。
【0008】
なお、本発明でいう熱板と接するとは、積層体と熱板が直接接触することだけではなく、間に金型や熱緩衝材やクッション材等を介在して接する場合も含む。
【0009】
前記課題を解決するため、発明者らは種々検討を重ねた結果、プリプレグと、熱板の位置関係(距離)の差によって、プリプレグの温度上昇速度の違いが発生し、その温度上昇速度の違いによる熱硬化性樹脂の流動性の違いが、板厚のばらつきの発生の原因の一つであることを見い出した。そのため、発明者らは温度上昇速度の違いがあっても、プリプレグの熱硬化性樹脂の流動性の差が小さくなる製造方法を見い出し課題を解決した。
【0010】
本発明によると、第1プリプレグの溶融粘度を、第2プリプレグの溶融粘度より特定の割合で小さくすることにより、第1プリプレグと第2プリプレグの樹脂流れの差を小さくし、板厚のばらつきを小さくする。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の内層回路入り積層板の製造方法は、回路を形成した基板に、熱硬化性樹脂を基材に含浸したプリプレグを積層し、さらに必要に応じてその最外層に金属箔又は離型フィルムを積層して積層物を形成し、その積層物を必要に応じて金型を介在させて3枚以上重ねて積層体を形成し、その積層体を熱板間に挟んで加熱加圧して製造する。
【0012】
積層体を熱板間に挟んで加熱するときの、各積層物の温度上昇は、熱板からの伝熱により加熱されるため、熱板との距離に応じて上昇速度のずれが発生する。この温度の上昇速度の差は、熱板と接する積層物と、その隣に接する熱板から2枚目の積層物の間で特に大きな差が発生する。なお、積層体を熱板間に挟むとは、積層体と熱板が直接接触するように挟むことだけではなく、間に温度の上昇速度の差を少しでも減らすために用いる熱緩衝材や、回路間の凹部に気泡が残らないようにクッション性を付与する紙等を挟んでいてもよい。なおこの場合も一般に熱板と接する積層物と、上記2枚目の積層物間で最も大きな上昇速度の差が発生する。
【0013】
本発明に用いるプリプレグは、熱硬化性樹脂を基材に含浸して半硬化させたものである。この半硬化させた熱硬化性樹脂は、加熱すると、いったん粘度が低下して樹脂が流れ、さらに加熱すると硬化して樹脂が流れなくなるため、積層時の取り扱いにおいては半硬化しているため扱いやすく、また、加熱加圧して成形する途中で、ある程度流動性を有するため、回路間の凹部に気泡が残りにくくなるという特徴があり一般に用いられている。この加熱時の流動性を表わす特性値のうち、130℃に加熱したときに計測される最低粘度値が、130℃における溶融粘度であり、フローテスター等を用いて測定される。また、同種の樹脂を用いた場合、溶融粘度は、熱硬化性樹脂の硬化程度も表わしており、溶融粘度が小さい樹脂は、溶融粘度が大きい樹脂と比較して、硬化程度が低く、硬化までの時間が長いことを表わしている。
【0014】
本発明に用いるプリプレグは、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と、第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比を、1:1.2〜1.5とすることで、第1プリプレグと第2プリプレグの樹脂流れの差を小さくし、板厚のばらつきを小さくする。なお、異なる溶融粘度のプリプレグを得る方法としては、プリプレグを製造するときの加熱温度や、加熱時間等を変更することにより、容易に得ることができる。
【0015】
なお、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比が1.2未満の場合は、板厚のばらつきの改良の効果が得られず、1.5を越える場合は、第1プリプレグの粘度が低くなりすぎるため、板厚のばらつきが大きくなり問題となる。
【0016】
なお、1枚の積層物中に、複数種類の溶融粘度のプリプレグを用いる場合、その複数種類のプリプレグの重量比率を掛け合わせた平均値を、その積層物の溶融粘度とする。
【0017】
本発明の基板及びプリプレグに用いる樹脂としては、エポキシ樹脂系、フェノール樹脂系、ポリイミド樹脂系、不飽和ポリエステル樹脂系、ポリフェニレンエーテル樹脂系等の単独、変性物、混合物のように、熱硬化性樹脂全般を用いることができる。なお、エポキシ樹脂組成物が、電気特性及び耐熱性に優れ好ましい。エポキシ樹脂組成物の場合、130℃における溶融粘度が、150〜2000ポイズ程度のものが一般には用いられるが、板厚の改良と、回路間の凹部に気泡が残らないようにするためには、300〜800ポイズが好ましい。また、樹脂を含浸する基材としてはガラス等の無機質繊維やポリエステル、ポリアミド、ポリアクリル、ポリイミド等の有機質繊維や、木綿等の天然繊維の織布、不織布、紙等を用いることができる。なお、ガラスクロス等の無機質繊維が耐熱性、耐湿性に優れており好ましい。上記基板の両面又は片面には、金属製の回路が形成されており、回路を形成する金属としては、銅、アルミニウム、真鍮、ニッケル等の単独、合金、複合の金属箔及び銅、ニッケル、ハンダ等のメッキによる析出金属を用いることができる。
【0018】
【実施例】
(実施例1)
エポキシ当量が500であるテトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂[ダウケミカル社製、商品名DER511]80重量部と、エポキシ当量が180であるフェノールノボラック型エポキシ樹脂[油化シェルエポキシ社製、商品名エピコート154]20重量部と、ジシアンジアミド2.5重量部と、2−メチルイミダゾールを0.1重量部配合し、混合して樹脂組成物を得た。
【0019】
次いで、得られた樹脂組成物をガラスクロス[旭シュエーベル社製、品番1550]に含浸し、次いで150℃で乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が420ポイズのプリプレグAを得た。また同じ樹脂組成物を同じガラスクロスに含浸し、次いで150℃で上記プリプレグAと乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が600ポイズのプリプレグBを得た。
【0020】
また、絶縁層厚み0.2mmの両面銅張積層板(FR−4タイプ)の銅箔(厚み35μm)をエッチングし、残銅率約50%の回路を形成した基板を得た。
【0021】
次いで、得られた基板の両側に第1プリプレグとしてプリプレグAを各2枚ずつ重ね、さらにその両外側に厚み35μmの銅箔を配して積層して積層物Yを得た。また、得られた基板の両側に第2プリプレグとしてプリプレグBを各2枚ずつ重ね、さらにその両外側に厚み35μmの銅箔を配して積層して積層物Zを得た。次いで、積層物Zを、間に1mmの金型を介在させて8枚積層し、その両外側に1mmの金型を介在させて積層物Yを積層し、10枚の積層物Y,Zよりなる積層体を形成した。
【0022】
その積層体を1mmの金型とクラフト紙を介して熱板で挟み、温度170℃、最初の30分間が0.4MPa、以降は3.9MPaの圧力で120分加熱加圧して、10枚の内層回路入り銅張積層板を得た。なおこの場合の、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と、第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比は、1:1.4となる。
【0023】
(実施例2)
乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が480ポイズのプリプレグCを得たこと、及びプリプレグAに代えて、プリプレグCを使用したこと以外は、実施例1と同様にして10枚の内層回路入り銅張積層板を得た。なおこの場合の、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と、第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比は、1:1.3となる。
【0024】
(実施例3)
乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が640ポイズのプリプレグDを得たこと、及び乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が800ポイズのプリプレグEを得たこと、及びプリプレグAに代えて、プリプレグDを使用したこと、及びプリプレグBに代えて、プリプレグEを使用したこと以外は、実施例1と同様にして10枚の内層回路入り銅張積層板を得た。なおこの場合の、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と、第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比は、1:1.3となる。
【0025】
(実施例4)
乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が800ポイズのプリプレグEを得たこと、及び乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が560ポイズのプリプレグFを得たこと、及びプリプレグAに代えて、プリプレグFを使用したこと、及びプリプレグBに代えて、プリプレグEを使用したこと以外は、実施例1と同様にして10枚の内層回路入り銅張積層板を得た。なおこの場合の、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と、第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比は、1:1.4となる。
【0026】
(実施例5)
乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が400ポイズのプリプレグGを得たこと、及び乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が500ポイズのプリプレグHを得たこと、及びプリプレグAに代えて、プリプレグGを使用したこと、及びプリプレグBに代えて、プリプレグHを使用したこと以外は、実施例1と同様にして10枚の内層回路入り銅張積層板を得た。なおこの場合の、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と、第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比は、1:1.3となる。
【0027】
(実施例6)
乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が350ポイズのプリプレグIを得たこと、及び乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が500ポイズのプリプレグHを得たこと及びプリプレグAに代えて、プリプレグIを使用したこと、及びプリプレグBに代えて、プリプレグHを使用したこと以外は、実施例1と同様にして10枚の内層回路入り銅張積層板を得た。なおこの場合の、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と、第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比は、1:1.4となる。
【0028】
(実施例7)
乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が800ポイズのプリプレグEを得たこと、及び乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が1000ポイズのプリプレグJを得たこと及びプリプレグAに代えて、プリプレグEを使用したこと、及びプリプレグBに代えて、プリプレグJを使用したこと以外は、実施例1と同様にして10枚の内層回路入り銅張積層板を得た。なおこの場合の、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と、第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比は、1:1.25となる。
【0029】
(実施例8)
乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が700ポイズのプリプレグKを得たこと、及び乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が1000ポイズのプリプレグJを得たこと及びプリプレグAに代えて、プリプレグKを使用したこと、及びプリプレグBに代えて、プリプレグJを使用したこと以外は、実施例1と同様にして10枚の内層回路入り銅張積層板を得た。なおこの場合の、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と、第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比は、1:1.4となる。
【0030】
(比較例1)
全てのプリプレグにプリプレグAを使用したこと以外は、実施例1と同様にして10枚の内層回路入り銅張積層板を得た。なおこの場合の、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と、第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比は、1:1となる。
【0031】
(比較例2)
全てのプリプレグにプリプレグBを使用したこと以外は、実施例1と同様にして10枚の内層回路入り銅張積層板を得た。なおこの場合の、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と、第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比は、1:1となる。
【0032】
(比較例3)
乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が540ポイズのプリプレグLを得たこと、及びプリプレグAに代えて、プリプレグLを使用したこと以外は、実施例1と同様にして10枚の内層回路入り銅張積層板を得た。なおこの場合の、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と、第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比は、1:1.1となる。
【0033】
(比較例4)
乾燥時間を変えて乾燥して、厚みが0.15mm、レジンコンテントが45重量%、130℃における溶融粘度が350ポイズのプリプレグIを得たこと、及びプリプレグAに代えて、プリプレグIを使用したこと以外は、実施例1と同様にして10枚の内層回路入り銅張積層板を得た。なおこの場合の、第1プリプレグの130℃における溶融粘度と、第2プリプレグの130℃における溶融粘度の比は、1:1.7となる。
(評価)
実施例1〜8及び比較例1〜4で得られた、内層回路入り銅張積層板の板厚ばらつきと、成形性を評価した。なお、板厚ばらつきは、10枚の内層回路入り銅張積層板をマイクロメーターを用いて各6点ずつ測定し、その6点の平均値を各内層回路入り銅張積層板の板厚とし、熱板と接する位置で製造した2枚と他の8枚のそれぞれ平均を求め、その差を板厚ばらつきとした。また、成形性は、各10枚の最外層の銅箔を全面エッチングし、回路間の凹部の気泡の有無を目視で評価した。
【0034】
結果は表1に示した通り、実施例1〜8は比較例1〜4と比べ板厚ばらつきが小さく良好であることが確認された。また、成形性は、130℃における溶融粘度が、300〜800ポイズの範囲である実施例1〜6が、実施例7,8と比べ良好であった。
【0035】
【表1】
【0036】
【発明の効果】
本発明の内層回路入り積層板の製造方法は、第1プリプレグと第2プリプレグの樹脂流れの差を小さくするため、本発明の内層回路入り積層板の製造方法によると、熱板と接する位置で製造した内層回路入り積層板と、熱板と接しない位置で製造した内層回路入り積層板の板厚の差が小さくなる。
【0037】
本発明の請求項3記載の内層回路入り積層板の製造方法によると、上記の効果に加え、さらに、回路間の凹部に気泡が残りにくくなる。
Claims (3)
- 回路を形成した基板と、熱硬化性樹脂を基材に含浸したプリプレグを積層して積層物を形成し、その積層物を3枚以上重ねて積層体を形成し、その積層体を熱板間に挟んで加熱加圧して製造する内層回路入り積層板の製造方法において、
上記積層体中の積層物のうち熱板と接する積層物に用いるプリプレグの130℃における溶融粘度と、上記積層体中の積層物のうち熱板と接する積層物以外の積層物に用いるプリプレグの130℃における溶融粘度の比が、1:1.2〜1.5であることを特徴とする内層回路入り積層板の製造方法。 - プリプレグが、エポキシ樹脂組成物をガラスクロスに含浸したものであることを特徴とする請求項1記載の内層回路入り積層板の製造方法。
- 熱板と接する積層物に用いるプリプレグ及び熱板と接する積層物以外の積層物に用いるプリプレグの130℃における溶融粘度が、300〜800ポイズであることを特徴とする請求項2記載の内層回路入り積層板の製造方法。
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