JP4078818B2

JP4078818B2 - 多層回路板の製造法

Info

Publication number: JP4078818B2
Application number: JP2001260933A
Authority: JP
Inventors: 隆尋内山; 優緒方
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2021-08-30
Also published as: JP2003069221A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐トラッキング性を有する多層回路板の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、耐トラッキング性を有する多層回路板を得る場合、無機充填材として水酸化アルミニウムを含有するエポキシ樹脂組成物を含浸したガラス繊維織布基材（プリプレグ）層と金属箔とを、内側から表面へこの順に内層回路板に重ねて加熱加圧成形し一体化している。その後、表面の金属箔を回路加工する。
【０００３】
上記内層回路板は、エポキシ樹脂組成物を保持したガラス繊維織布基材やガラス繊維不織布基材の層を絶縁層とするものであり、片面回路板や両面回路板、あるいは多層回路板である。このような内層回路板を１枚ないし複数枚重ねて、上記のように多層回路板を製造する。内層回路板を複数枚重ねる場合は、内層回路板同士の間にも適宜のプリプレグの層を介在させて、上記の一体化の成形を行なう。
【０００４】
水酸化アルミニウムを含有するエポキシ樹脂組成物を含浸したガラス繊維織布基材（プリプレグ）層は、内層回路板と表面の金属箔の間に配置する。耐トラッキング性を発現させるために、水酸化アルミニウムは樹脂固形分１００質量部に対し３０質量部以上配合するのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
無機充填材として水酸化アルミニウムを含有したエポキシ樹脂組成物をガラス繊維織布基材に含浸したプリプレグは、加熱加圧成形時の樹脂の流動性が悪い。多層回路板の製造においては、前記流動した樹脂を内層回路板表面の配線回路間凹部に充填して、この凹部を十分に埋める必要がある（回路埋め性という）が、耐トラッキング性確保のために前記プリプレグを用いるとプリプレグ樹脂の流動不足のために回路埋め性が不十分となり、多層回路板中に樹脂の存在しない空隙が発生しやすい。前記空隙は、短絡などの欠陥の原因となる。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、耐トラッキング性を維持しつつも、回路埋め性が良好な多層回路板を製造することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係る多層回路板の製造法は、無機充填材を含有しないエポキシ樹脂組成物を含浸したガラス繊維織布基材プリプレグ（第１プリプレグ）層と、無機充填材として水酸化アルミニウムを含有するエポキシ樹脂組成物を含浸したガラス繊維織布基材プリプレグ（第２プリプレグ）層と、金属箔とを、内側から表面へこの順に内層回路板に重ねて加熱加圧成形し一体化する工程を経ることを特徴とする。
【０００８】
このような方法によれば、表面には第２プリプレグにより水酸化アルミニウム含有絶縁層を構成し耐トラッキング性を発現することができる。一方、内層回路に接する絶縁層には無機充填材を含まない第１プリプレグを配置して加熱加圧成形を行なうので、成形時のプリプレグ樹脂の流動性は損なわれず、流動した樹脂を十分に内層回路板表面の配線回路間凹部に充填することができる。
【０００９】
第２プリプレグは、樹脂固形分１００質量部のうち３５質量部以上をエポキシ当量１９０以下の低分子量液状エポキシ樹脂で占める水酸化アルミニウム含有エポキシ樹脂組成物を用いて、これをガラス繊維織布基材に含浸したものとするのがよい。このような低分子量エポキシ樹脂を一部配合することにより、水酸化アルミニウムを含有するために成形時の樹脂流動性が悪い第２プリプレグの樹脂流動性を良好にすることができる。
【００１０】
回路埋め性を良好にするためには、内層回路板に接する第１プリプレグの樹脂流動性を確保するということが最重要事項であるが、加えて、成形圧力が各部に均一にかかるようにするということも重要である。第２プリプレグの樹脂流動性が悪いと、成形時にプリプレグ表面の凹凸を流動樹脂で埋められず、凹凸を平坦にできない。このことが、成形圧力を各部に均一にかける上で障害となる。上記のように第２プリプレグの樹脂流動性を良好にすることにより、成形時にそのプリプレグの表面凹凸を平坦にして、成形圧力を各部に均一にかけることができるようになるので、回路埋め性を一層良好にすることができる。
無機充填材を含まず本来樹脂流動性がよい第１プリプレグの樹脂流動性をさらに良くすることにはそれほど意味はないが、内層回路板に直接接することはない第２プリプレグではあるが、その樹脂流動性を改善することが、意外にも回路埋め性向上に寄与するのである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る方法を実施するに当たり、内層回路板については、適用するエポキシ樹脂組成物の配合組成ならびに同組成物を含浸して絶縁層を構成するための基材を特に限定するものではない。基材は、ガラス繊維織布基材やガラス繊維不織布基材、あるいはこれらの組合せである。
【００１２】
第１プリプレグを製造するために用いる無機充填材を含有しないエポキシ樹脂組成物は、難燃性を付与するために臭素化エポキシ樹脂を含有するとよい。このエポキシ樹脂組成物をガラス繊維織布基材に含浸乾燥し、プリプレグとする。プリプレグの含浸樹脂量は、通常３０〜５０質量％である。
【００１３】
第２プリプレグを製造するために用いる水酸化アルミニウム含有エポキシ樹脂組成物は、耐トラッキング性を確保するために、通常、樹脂固形分１００質量部に対し３０質量部以上の水酸化アルミニウムを含有する。他の無機充填材を適宜含有してもよい。そして、臭素化エポキシ樹脂を含有しない方が、耐トラッキング性をより良好にする上で望ましい。このエポキシ樹脂組成物をガラス繊維織布基材に含浸・乾燥し、プリプレグとする。プリプレグの含浸樹脂量（無機充填材を含浸樹脂量に含む）は、通常２０〜６０質量％である。
第２プリプレグは、樹脂固形分１００質量部のうち３５質量部以上をエポキシ当量１９０以下の低分子量液状エポキシ樹脂で占めるエポキシ樹脂組成物を用いて製造することにより、回路埋め性をより良好にすることができる。しかし、前記低分子量液状エポキシ樹脂の配合割合が多くなると、耐熱性が低下してくるので、配合の上限を５０質量部程度に抑えることが望ましい。
【００１４】
多層回路板の製造は、図１に示すように、内層回路板１に、第１プリプレグ２の層と、第２プリプレグ３の層と、金属箔４とを、この順に内側から外側へ重ね、この積層構成物を加熱加圧成形により一体化する。各プリプレグは、１枚又は２以上を重ねて用いる。
内層回路板１は、エポキシ樹脂組成物を含浸したガラス繊維織布基材やガラス繊維不織布基材の層を絶縁層とするものである。片面回路板、両面回路板、あるいは多層回路板のいずれであってもよい。このような内層回路板１を１枚ないし複数枚重ねて、上記のように多層回路板を製造する。内層回路板を複数枚重ねる場合は、内層回路板同士の間にも適宜のプリプレグの層を介在させて、上記の一体化の成形を行なう。金属箔４は、銅箔、アルミニウム箔等である。
【００１５】
【実施例】
以下に詳述する実施例では、次のように多層回路板を製造する。
まず、エポキシ樹脂組成物をガラス繊維織布基材に含浸・乾燥して製造したプリプレグ４プライの両面に銅箔を配して加熱加圧成形し、０．８mm厚のＦＲ−４タイプ銅張り積層板を得る。これに回路加工を施し内層回路板１とする。回路は、図２に示すように、幅１．０mmの銅箔ストライプを５．０mm間隔で配列したテストパターンとした。内層回路板１は、回路の銅箔厚が３５μｍ、７０μｍ、１０５μｍのものを用意した。
また、第１プリプレグ２と第２プリプレグ３を製造するために、配合質量部が表１に示す配合１〜６のエポキシ樹脂組成物を準備する。
第１プリプレグ２は、無機充填材を含有しない臭素化エポキシ樹脂組成物（配合５）をガラス繊維織布基材に含浸・乾燥し、樹脂量４２質量％としたものである。
第２プリプレグ３は、無機充填材として水酸化アルミニウムを樹脂固形分１００質量部に対し１００質量部含有するエポキシ樹脂組成物（配合１〜４）をそれぞれガラス繊維織布基材に含浸・乾燥し、水酸化アルミニウムを含む樹脂量４５質量％としたものである。
上記各回路銅箔厚の内層回路板１の両外側に第１プリプレグ２を１プライずつ、さらにその両外側に第２プリプレグ３を１プライずつ配し、最両表面には金属箔４（１８μｍ厚銅箔）を配して、これらを一体に加熱加圧成形して１．６mm厚の多層回路板用シールド板を得る。表面の金属箔４を回路加工して多層回路板とする。
【００１６】
【表１】

【００１７】
実施例１〜４、比較例１〜２、従来例１
第１プリプレグと第２プリプレグに適用するエポキシ樹脂組成物（配合１〜６）の組合せを表２に示すとおりとし、これら組合せを、回路厚が３５μｍ、７０μｍ、１０５μｍの各内層回路板に適用して、上述した工程を経て多層回路板を製造した。
【００１８】
表２には、製造した多層回路板の特性も併せて示した。
半田耐熱性は、試験片を温度２６０℃の半田槽に浮かべ、ＪＩＳ−Ｃ５０１３に準拠して測定した。
回路埋め性は、製造した多層回路板の断面観察を実施し、空隙の有無を調べた。表２には、空隙を残すことなく多層回路板を成形できる内層回路板の最大銅箔厚みを記載した。
耐トラッキング性は、ＩＥＣ電解法により測定した。
打抜き加工性は、打抜きプレスにて各例の試験片を打抜き、打抜きによる白化の少ない順に１〜６まで順位を付けて評価した。
【００１９】
【表２】

【００２０】
表２から明らかなように、本発明に係る方法によれば、耐トラッキング性を維持しており、内層回路板の銅箔を厚くしても回路埋め性が良好である。特に、第２プリプレグとして、樹脂固形分１００質量部のうち３５質量部以上をエポキシ当量１９０以下の低分子量液状エポキシ樹脂で占めるエポキシ樹脂組成物を用いて製造したプリプレグを用いることにより、回路埋め性をより良好にすることができる（実施例１、２と実施例３の対比）。
【００２１】
水酸化アルミニウムは２００℃付近から熱分解を開始するため、絶縁層中の水酸化アルミニウム含有率が多くなるにつれて、耐熱性が低下し、また、打抜き加工性も低下する。本発明においては、内層回路板に接する位置には水酸化アルミニウムが存在しないので、その分水酸化アルミニウムの含有率が少なくなり、打抜き加工性も耐熱性も優れたものとなる。
【００２２】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る方法によれば、耐トラッキング性を維持しつつも、回路埋め性が良好な多層回路板を製造することができる。加えて、打抜き加工性及び耐熱性も良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態において、多層回路板を加熱加圧成形するときの層構成を示す説明図である。
【図２】内層回路板に施す回路パターンの説明図である。
【符号の説明】
１は、内層回路板
２は、第１プリプレグ
３は、第２プリプレグ
４は、金属箔

Claims

無機充填材を含有しないエポキシ樹脂組成物を含浸したガラス繊維織布基材プリプレグ（第１プリプレグ）層と、無機充填材として水酸化アルミニウムを含有するエポキシ樹脂組成物を含浸したガラス繊維織布基材プリプレグ（第２プリプレグ）層と、金属箔とを、内側から表面へこの順に内層回路板に重ねて加熱加圧成形し一体化する工程を経ることを特徴とする多層回路板の製造法。
第２プリプレグは、樹脂固形分１００質量部のうち３５質量部以上をエポキシ当量１９０以下の低分子量液状エポキシ樹脂で占める水酸化アルミニウム含有エポキシ樹脂組成物を用いて、これをガラス繊維織布基材に含浸したものであることを特徴とする請求項１記載の多層回路板の製造法。