JP3952862B2 - 内層回路入り金属箔張り積層板の製造法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層プリント配線板の製造に供する内層回路入り金属箔張り積層板の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内層回路入り金属箔張り積層板は、コア配線基板の両側にプリプレグ層と金属箔を内側から外側へこの順序で重ねた積層構成体（これが内層回路入り金属箔張り積層板１枚に相当する）の複数組を積み重ねてプレス熱盤一段間に投入し、各積層構成体を加熱加圧成形により一体化することにより製造される。一組の積層構成体中にコア配線基板が複数枚ある構成では、当該コア配線基板同士の間にもプリプレグ層を介在させ、前記加熱加圧成形を実施する。プリプレグ中の樹脂は前記加熱加圧成形時に溶融し、積層構成体を一本化するための接着層の機能を果たす。また、溶融した樹脂は、コア配線基板のプリント配線間凹部に流入してこれを埋める。
上記加熱加圧成形においては、各積層構成体を離隔するために、積層構成体間に金属型板を介在させる。そして、積層構成体を複数組積み重ねたその最も上側と下側の金属型板とプレス熱盤との間には、それぞれクッション材を介在させる。
【０００３】
一回の加熱加圧成形で多くの製品を製造しようとする場合、内層回路入り金属張り積層板の製造サイズを大きくするか、プレス熱盤一段間に投入する積層構成体の組数を多くすることが考えられる。
【０００４】
プレス熱盤一段間に投入する積層構成体の組数を多くする方法の一つとして、各積層構成体の間に配置する金属型板の厚みを薄くする方法がある。しかし、金属型板はその厚みを薄くするに伴ってその強度が低下するので、クッション材の表面性状が、金属型板を通して積層板の表面に転写される心配がある。また、特に、内層回路入り金属箔張り積層板の製造工程においては、加熱加圧成形時にコア配線基板のプリント配線の凹凸によって金属型板が変形し、その結果、金属型板を介して隣接する内層回路入り金属箔張り積層板の表面に前記凹凸が転写される心配がある。表面に前記凹凸が転写された内層回路入り金属箔張り積層板は、プリント配線の形成のためにその表面にラミネートした感光性樹脂フィルムの密着不良や、部品実装不良を招くおそれがある。
【０００５】
上記凹凸の転写を回避するには、プレス熱盤一段間に投入した複数組の積層構成体の最も上側と下側、ならびに積み重ねた積層構成体の所定組数毎の間に厚み１mm以上の第２金属型板を配置すればよい。しかし、積層構成体、厚みの薄い金属型板ならびに厚み１mm以上の厚い第２金属型板の三者の熱膨張率が異なると、成形された内層回路入り金属箔張り積層板に応力が内包されたままになることがある。内包応力が大きい内層回路入り金属箔張り積層板は、そりや内層回路位置精度の悪化等、不具合が発生する。
【０００６】
上記の応力発生は、内層回路入り金属箔張り積層板の加熱加圧成形工程においては、積層構成体中に占めるプリプレグ（プリプレグの樹脂が溶融し硬化することが応力発生の主原因）の割合が少ないため、それほど顕著にならなかった。しかし、最近では、多層プリント配線板のコア配線基板に形成される回路厚みが多様になってきたことに加え、各層に配置された回路の面積比率が大きく異なったり、回路の配置バランスが悪くなることが増えてる。さらには、多層プリント配線板の薄形化が進むにつれてコア配線基板の厚みが削られ、前記内層回路入り金属箔張り積層板の加熱加圧成形において積層構成体中に占めるプリプレグの割合が増加してきたこともあり、内層回路入り金属張り積層板に内包する応力の問題が顕在化してきた。
内層回路入り金属箔張り積層板を効率よく製造するためには、厚み０．８mm以下の金属型板と厚み１mm以上の第２金属型板を組合せて用いることが望ましいわけであるが、通常、金属型板としては、厚み１．２mm程度のステンレス製型板を用いており、その材質上、厚みの薄い（０．８mm以下）ステンレス製型板を製造することは難しく、薄い金属型板は他の材質によるものを選択せざるを得ない。そうすると、内層回路入り金属箔張り積層板に内包する応力が大きくなるので、この応力に起因する内層回路入り金属箔張り積層板のそりや内層回路位置精度悪化の問題から、内層回路入り金属箔張り積層板の加熱加圧成形に、厚み０．８mm以下の金属型板を採用して製造効率を上げることが難しかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、内層回路入り金属箔張り積層板の加熱加圧成形において、１枚の内層回路入り金属箔張り積層板に相当する積層構成体間を離隔する金属型板に０．８mm以下の厚みのものを使用した場合にも応力の内包を少なくし、そりの抑制や内層回路位置精度が良好な内層回路入り金属箔張り積層板を製造することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る第１の製造法は、配線回路を形成したコア配線基板の両側にプリプレグ層と金属箔を内側から外側へこの順序で重ねた積層構成体の複数組を積み重ねてプレス熱盤一段間に投入し、各積層構成体を加熱加圧成形により一体化して内層回路入り金属箔張り積層板を製造する方法において、積層構成体同士の間には厚み０．８mm以下の第１金属型板を配置する。プレス熱盤一段間に積み重ねて投入した積層構成体の最上面と最下面には前記第１金属型板とその外側に厚み１mm以上の第２金属型板、さらにその外側にクッション材を配置する。且つ、第２金属型板と第１金属型板との間に第３金属型板のみを１枚以上配置し、当該第３金属型板を第１金属型板と同じ材質とする。
【０００９】
内層回路入り金属箔張り積層板のそりの原因となる内包応力は、内層回路入り金属箔張り積層板と金属型板の熱膨張率の差によって生じる。特に、材質の異なる金属型板を併用するときには、その異なる金属型板の間の熱膨張率の違いが大きく影響する。内層回路入り金属箔張り積層板の加熱加圧成形工程において、第３金属型板は、クッション材の表面性状が内層回路入り金属箔張り積層板表面に転写されることを防ぐための第２金属型板と内層回路入り金属箔張り積層板に直接当接する第１金属型板との間にあって、両者の熱膨張率差の影響を軽減する。
【００１０】
本発明に係る第２の製造法は、上記第１の製造法と同様な工程を経るが、異なる点は、第３金属型板を、第１金属型板と第２金属型板の中間の熱膨張率を有する材質とすることである。
この中間の熱膨張率を有する第３金属型板は、第１金属型板と第２金属型板の熱膨張率差を緩衝する。
【００１１】
なお、従来の製造法は、配線回路を形成したコア配線基板の両側にプリプレグ層と金属箔を内側から外側へこの順序で重ねた積層構成体の複数組を積み重ねてプレス熱盤一段間に投入し、各積層構成体を加熱加圧成形により一体化して内層回路入り金属箔張り積層板を製造する方法において、積層構成体同士の間には厚み０．８mm以下の第1金属型板を配置し、プレス熱盤一段間に積み重ねて投入した積層構成体の最上面と最下面には前記第１金属型板と同材質で厚み１mm以上の第４金属型板を配置する。
このとき、クッション材の表面性状が内層回路入り金属箔張り積層板表面に転写されることを防ぐためにその厚みを厚くした第４金属型板を、第１金属型板と同材質とすることにより、第１金属型板と第４金属型板の熱膨張率差をなくし、内層回路入り金属箔張り積層板内包応力を少なくすることができる。
【００１２】
【実施例】
本発明に係る製造法において、一組の積層構成体とは、１枚の内層回路入り金属箔張り積層板に相当する積層材料である。コア配線基板とその両側に内側から外側へ重ねたプリプレグ層と金属箔である。コア配線基板が複数枚用いられることもあり、この場合、一組の積層構成体は、プリプレグ層を介して重ねた複数枚のコア配線基板とその両側に内側から外側へ重ねたプリプレグ層と金属箔である。
【００１３】
本発明に係る製造法において使用する金属型板は、ステンレス板、アルミニウム板、アルミニウム合金板、銅板、鉄板等を適宜選択する。プリプレグに起因する凹凸が、隣合って成形される内層回路入り金属箔張り積層板の表面に金属型板を通して転写されない程度に、金属型板の引っ張り強さ、耐力を選定し、厚みについても上記限定した厚みの範囲内で適宜選定する。
【００１４】
実施例１（第１の製造法）
０．２mm厚ガラス繊維織布基材エポキシ樹脂両面銅張り積層板（銅箔厚３５μｍ）にプリント配線の回路加工を施してコア配線基板とした。このコア配線基板の一方の面の回路面積比率は９０％、他方の面の回路面積比率は５５％である。
前記コア配線基板の両側に０．２mm厚ガラス繊維織布基材エポキシ樹脂プリプレグ１枚と１８μｍ厚銅箔を内側から外側へこの順序で重ねて、内層回路入り両面銅張り積層板１枚に相当する積層構成体とした。プレス熱盤一段間に前記積層構成体を３０組投入し加熱加圧成形を経て０．７mm厚の内層回路入り両面銅張り積層板を得た。製品サイズは、５００×３３０mmとした。
上記加熱加圧成形に当たっては、図１に示すように、各積層構成体１０の間に第１金属型板１（ＪＩＳ５１８２アルミニウム合金製，０．４mm厚）を配置し、プレス熱盤２０一段間に積み重ねた３０組の積層構成体の最上面と最下面には、第１金属型板１とその外側に第２金属型板２（ステンレス製，１．２mm厚）とクッション材３０を配置する。さらに、第２金属型板２と第１金属型板１との間に第３金属型板３（ＪＩＳ５１８２アルミニウム合金製，０．４mm厚）を１枚配置した。成形した内層回路入り両面銅張り積層板のプレス熱盤からの取出しは、内層回路入り両面銅張り積層板をプレス熱盤間で加圧したまま冷却した後に行なった。
【００１５】
実施例２（第２の製造法）
実施例１において、第３金属型板３として、２．０mm厚黄銅板を採用した。そのほかは実施例１と同様とした。
【００１６】
参考例１
図２に示すように、積層構成体１０の間に厚み０．８mm以下の第1金属型板１（ＪＩＳ５１８２アルミニウム合金製，０．４mm厚）を配置し、プレス熱盤一段間に積み重ねて投入した積層構成体の最上面と最下面には、第４金属型板４（ＪＩＳ７０２５アルミニウム合金製，２．０mm厚）とクッション材３０を配置した。そのほかは実施例１と同様とした。
【００１７】
比較例１
実施例１において、第３金属型板３として、１．２mm厚ステンレス板を採用した。そのほかは実施例１と同様とした。
【００１８】
比較例２
実施例１において、第３金属型板３として、１．６mm厚銅張り積層板（ＡＮＳＩグレード ＦＲ−４相当）を採用した。そのほかは実施例１と同様とした。
【００１９】
従来例
積層構成体の間に厚み０．８mm以下の第1金属型板１（ＪＩＳ５１８２アルミニウム合金製，０．４mm厚）を配置し、プレス熱盤一段間に積み重ねて投入した積層構成体の最上面と最下面には、第２金属型板２（ステンレス製，１．２mm厚）とクッション材３０を配置する。そのほかは実施例１と同様とした。
【００２０】
表１に、上記各実施例、参考例、比較例及び従来例において使用した金属型板の種別（板厚，材質及び熱膨張率）を纏めて示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
表２に、上記各例で製造した内層回路入り両面銅張り積層板のそり、内層回路位置精度の評価結果を結果を示す。
そりは、内層回路入り両面銅張り積層板の銅箔を全面エッチングして除去し乾燥した積層板につていて測定したものである。積層板を平置きしたときの端縁浮き上がり量の最大値で示す。
内層回路位置精度は、内層回路入り両面銅張り積層板を回路加工した後における実際の内層回路位置の設計位置からのずれの最大値で示す。
【００２３】
【表２】

【００２４】
【発明の効果】
表２から明らかなように、本発明に係る方法によれば、内層回路入り金属箔張り積層板１枚に相当する積層構成体を積み重ねて加熱加圧成形するに当たり、積層構成体間に０．８mm厚以下の薄い金属型板を介在させて、一度に多数枚の内層回路入り金属箔張り積層板を効率よく成形する場合にも、そりと内層回路の位置ずれが小さい内層回路入り金属箔張り積層板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る第１ならびに第２の製造法の説明図である。
【図２】 従来の製造法の説明図である。
【符号の説明】
１は第１金属型板
２は第２金属型板
３は第３金属型板
４は第４金属型板
１０積層構成体
２０はプレス熱盤
３０はクッション材

Claims (2)

1. 配線回路を形成したコア配線基板の両側にプリプレグ層と金属箔を内側から外側へこの順序で重ねた積層構成体の複数組を積み重ねてプレス熱盤一段間に投入し、各積層構成体を加熱加圧成形により一体化して内層回路入り金属箔張り積層板を製造する方法において、
   積層構成体同士の間には厚み０．８mm以下の第1金属型板を配置し、プレス熱盤一段間に積み重ねて投入した積層構成体の最上面と最下面には前記第1金属型板とその外側に厚み１mm以上の第２金属型板、さらにその外側にクッション材を配置し、且つ、第２金属型板と第１金属型板との間に第３金属型板のみを１枚以上配置して当該第３金属型板を第１金属型板と同じ材質とすることを特徴とする内層回路入り金属張り積層板の製造法。
2. 第３金属型板を、第１金属型板と第２金属型板の中間の熱膨張率を有する材質とすることを特徴とする請求項１記載の内層回路入り金属箔張り積層板の製造法。

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