JP4442938B2

JP4442938B2 - 積層板のレーザー穴明け方法、及びレーザー穴明け用積層板

Info

Publication number: JP4442938B2
Application number: JP18349598A
Authority: JP
Inventors: 英作斎藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: JP2000022302A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光を用いて積層板に穴明けする、積層板のレーザー穴明け方法、及び、その方法に用いる積層板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気・電子機器等に使用されるプリント配線板の製造に、積層板が用いられている。この積層板は、ガラスクロス等の織布に熱硬化性樹脂組成物を含浸したプリプレグを所要枚数積み重ねたものの、両外側に金属箔を配して重ねて被圧着体を形成した後、この被圧着体を成形プレスに挟んで、加熱・加圧して製造されている。そして、プリント配線板を製造する場合には、ドリル加工によりその積層板に穴を形成した後、この穴にめっき等を施して、積層板の表裏の金属箔間を電気的に接続し、次いで、積層板の表裏の金属箔をエッチングして回路を形成する方法で製造されている。
【０００３】
近年のプリント配線板の高密度実装化等の進行に伴い、積層板に形成する穴の穴径は、非常に細い径が要求されている。この非常に細い径の穴をドリル加工で形成しようとすると、ドリルの機械強度が不足してドリルの折れが発生するため、ドリル交換の頻度が増え、生産性が低いという問題があった。そのため、近年、このドリルを用いる製造方法に代えて、炭酸ガスレーザー光等のレーザー光を用いて穴明けする方法が検討されている。しかし、レーザー光を用いて穴明けをした場合、ドリル用いて穴明けをした場合と比較して、穴径がばらつきやすいという問題があった。そのため、レーザー光を用いた場合であっても、穴径がばらつきにくい積層板のレーザー穴明け方法が望まれている。
【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、織布に熱硬化性樹脂組成物を含浸したプリプレグを加熱・加圧して得られた積層板に、レーザー光を用いて穴明けする積層板のレーザー穴明け方法であって、穴径がばらつきにくい積層板のレーザー穴明け方法を提供することにある。
【０００５】
また、織布に熱硬化性樹脂組成物を含浸したプリプレグを、加熱・加圧してなる積層板であって、レーザー光を用いて穴明けした場合であっても、穴径がばらつきにくいレーザー穴明け用積層板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る積層板のレーザー穴明け方法は、織布に熱硬化性樹脂組成物を含浸したプリプレグを加熱・加圧して得られた積層板に、レーザー光を用いて穴明けする積層板のレーザー穴明け方法において、織布が、縦糸と隣合う縦糸との隙間、及び、横糸と隣合う横糸との隙間の少なくとも一方がレーザー光で明けられる穴径寸法よりも小さい０〜５０μｍの織布であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項１に係る積層板のレーザー穴明け方法は、更に、上記の積層板のレーザー穴明け方法において、縦糸及び横糸の少なくとも一方が、扁平率が１５：１〜３０：１の糸であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に係るレーザー穴明け用積層板は、縦糸と隣合う縦糸との隙間、及び、横糸と隣合う横糸との隙間の少なくとも一方がレーザー光で明けられる穴径寸法よりも小さい０〜５０μｍである織布に、熱硬化性樹脂組成物を含浸したプリプレグを、加熱・加圧してなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に係るレーザー穴明け用積層板は、更に、上記のレーザー穴明け用積層板において、縦糸及び横糸の少なくとも一方が、扁平率が１５：１〜３０：１の糸であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る積層板のレーザー穴明け方法を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る積層板のレーザー穴明け方法の一実施の形態を説明する図であり、（ａ）は穴を明けた状態を説明する平面図、（ｂ）は積層板（本発明に係るレーザー穴明け用積層板）の断面を説明する正面図である。また、図２は本発明に係る積層板のレーザー穴明け方法の他の実施の形態の、穴を明けた状態を説明する平面図である。また、図３は、従来の積層板のレーザー穴明け方法を説明する図であり、（ａ）は穴を明けた状態を説明する平面図、（ｂ）は積層板の断面を説明する正面図である。
【００１１】
本発明に係る積層板のレーザー穴明け方法は、織布に熱硬化性樹脂組成物を含浸したプリプレグを加熱・加圧して得られた積層板（本発明に係るレーザー穴明け用積層板）に、レーザー光を用いて穴明けする積層板のレーザー穴明け方法である。
【００１２】
なお、織布は、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を多数収束させて形成した糸を織成して、布状に形成したものであり、この織布１０の厚みとしては０．０４〜０．３ｍｍのものが一般的に使用される。なお、ガラス繊維製の織布（ガラスクロス）を用いると、得られる積層板の耐熱性及び耐湿性が優れ好ましい。
【００１３】
なお、図１に示すように、織布１０が、縦糸１２と隣合う縦糸１２との隙間ｘ（以下、縦糸隙間ｘと記す）、及び、横糸１４と隣合う横糸１４との隙間ｙ（以下、横糸隙間ｙと記す）の少なくとも一方が０〜５０μｍの織布１０であることが重要である。縦糸隙間ｘ及び横糸隙間ｙの両方が５０μｍを越える場合、レーザー光を用いて穴明けすると、穴径がばらつきやすくなる。
【００１４】
積層板の、縦糸隙間ｘ及び横糸隙間ｙの部分は、縦糸１２や横糸１４が有る部分と比較して、熱硬化性樹脂組成物が硬化した硬化樹脂２０の比率が高くなっている。また、レーザー光を照射した場合、硬化樹脂２０の部分と、縦糸１２や横糸１４の部分とでは、熱分解温度が異なるため、同じ光量のレーザー光を照射しても、熱分解温度が低い硬化樹脂２０の部分が多く分解する。
【００１５】
そのため、図３に示すような、縦糸隙間ｘ及び横糸隙間ｙの両方が５０μｍを越える従来の織布１０を用いた積層板に、レーザー光を用いて穴３０を明けた場合、縦糸隙間ｘと横糸隙間ｙが重なった部分の硬化樹脂２０が大きく拡がって分解されやすく、穴３０の径が大きくなりやすくなる。しかし、図１に示すような、縦糸隙間ｘ及び横糸隙間ｙの少なくとも一方が０〜５０μｍの織布１０を用いた積層板の場合、糸（１２，１４）の分布がより一様になっているため、縦糸隙間ｘと横糸隙間ｙが重なった部分の面積が狭くなり、硬化樹脂２０の分解が拡がりにくくなって穴径がばらつきにくくなる。
【００１６】
なお、織布１０は、縦糸隙間ｘ及び横糸隙間ｙの少なくとも一方が０〜５０μｍの織布１０であれば良いが、図２に示すように、これらが共に０〜５０μｍの場合、レーザー光を用いて穴明けした穴の穴径が、特にばらつきにくくなり好ましい。
【００１７】
上記縦糸隙間ｘ及び横糸隙間ｙの少なくとも一方が０〜５０μｍの織布１０を製造する方法としては、例えば、縦糸隙間ｘ及び横糸隙間ｙが５０μｍ以上である一般的な織布１０を、加圧したロール間を通過させて糸を構成する繊維間を開繊する方法や、同様の一般的な織布１０の表面に、高圧の水をスプレーして糸を構成する繊維間を開繊する方法や、あらかじめ上記のような方法で繊維間を開繊した糸を用いて織成して織布１０を製造する方法等が挙げられる。
【００１８】
この開繊する程度としては、縦糸１２及び横糸１４の少なくとも一方が、扁平率が１５：１〜３０：１の糸となる程度に開繊すると、縦糸隙間ｘ及び横糸隙間ｙの少なくとも一方が０〜５０μｍの織布１０を容易に製造することができ好ましい。なお扁平率は、糸の幅：糸の厚さで表される値である。
【００１９】
なお、上記レーザー光を用いて穴３０を明けるレーザー光の照射条件としては、積層板の厚みや、縦糸１２、横糸１４及び硬化樹脂２０の材質、穴径等に応じて適宜調整して行う。このレーザー光としては、炭酸ガスレーザー光や赤外線レーザー光が挙げられる。
【００２０】
そして、上記織布１０を用いて積層板を製造する場合には、上記織布１０に熱硬化性樹脂組成物を含浸してプリプレグ製造した後、必要に応じて導体回路が形成された基板を挟みながら、そのプリプレグを所定の枚数積み重ね、更にその両外側に必要に応じて金属箔を配して重ねて被圧着体を形成した後、この被圧着体を平板で挟み、更に成形プレスに挟んで、加熱・加圧して製造する。なお、用いるプリプレグの枚数が１枚の積層板の場合、レーザー光を用いて穴明けした穴３０の穴径がばらつきにくくなる効果が特に大きく好ましい。
【００２１】
なお、上記熱硬化性樹脂組成物としては、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等の単独、変性物、混合物のように、熱硬化性樹脂組成物全般を用いることができる。この熱硬化性樹脂組成物中には、熱硬化性樹脂を必須として含有し、必要に応じてその熱硬化性樹脂の硬化剤、硬化促進剤及び無機充填材等を含有することができる。なお、熱硬化性樹脂組成物がエポキシ樹脂系の場合、電気特性及び接着性のバランスが優れた積層板が得られ好ましい。
【００２２】
織布１０に熱硬化性樹脂組成物を含浸してプリプレグを製造する方法としては、特に限定するものではなく例えば、上記熱硬化性樹脂組成物を溶剤で粘度調整したワニスに、織布１０を浸漬して含浸した後、必要に応じて加熱乾燥して半硬化して製造したり、溶剤を用いずに、熱硬化性樹脂組成物を加熱溶融させて織布１０に含浸して製造する。このプリプレグ中の樹脂量は、プリプレグの重量（熱硬化性樹脂組成物及び織布１０の合計重量）１００重量部に対し、４０〜７０重量部であると好ましい。４０重量部未満の場合は、得られる積層板の耐熱性が低下する場合があり、７０重量部を超える場合は、得られる積層板の板厚のばらつきが大きくなる場合がある。
【００２３】
また、上記金属箔としては、金属製の箔であれば特に限定するものではなく、銅、アルミニウム、真鍮、ニッケル等の単独、合金、複合の箔を用いることができる。この金属箔の厚みとしては、５〜７０μｍが一般的である。なお、金属箔を用いて得られた金属箔張りの積層板にレーザー光を用いて穴明けする場合には、あらかじめ穴明けしようとする位置の金属箔をエッチングして除去することにより、硬化樹脂２０等を露出させた後、レーザー光を照射して穴明けをする。
【００２４】
また、プリプレグを加熱・加圧する条件としては、プリプレグ中の熱硬化性樹脂組成物が硬化する条件で適宜調整して加熱・加圧すればよいが、加圧の圧力があまり低いと得られる積層板の内部に気泡が残留する場合があるため、成形性を満足する条件で加圧することが好ましい。
【００２５】
【実施例】
（実施例１）
熱硬化性樹脂組成物として、エポキシ樹脂（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［東都化成株式会社製、商品名ＹＤＢ−５００］）を固形分として８０重量部と、硬化剤（ジシアンジアミド［日本カーバイド株式会社製］）を３重量部と、硬化促進剤（２−エチル−４−メチルイミダゾール［四国化成株式会社製］）を０．２重量部配合して混合したエポキシ樹脂系熱硬化性樹脂組成物を使用した。
【００２６】
また、織布として、縦糸隙間及び横糸隙間が共に０〜５μｍのガラスクロスを用いた。なおこのガラスクロスは、縦糸隙間及び横糸隙間が共に５０μｍを越える厚み０．０６ｍｍのガラスクロス［旭シュエーベル株式会社製、商品名１０８０］を、面圧１００ｋｇ／ｃｍに加圧したロール間を通過させることにより、糸を構成する繊維間を開繊して製造した。
【００２７】
そして、溶剤を加えて粘度調整した上記熱硬化性樹脂組成物に、ガラスクロスを浸漬して含浸し、次いで、最高温度１８０℃で加熱乾燥して、樹脂量が５７重量％のプリプレグを得た。
【００２８】
次いで、そのプリプレグ１枚の両外側に厚み３５μｍの銅箔を配して重ねて被圧着体を形成した後、この被圧着体１０組を成形プレスに挟んで、最高温度１７０℃、圧力３．４ＭＰａで９０分加熱・加圧して、絶縁層の厚みが０．０７ｍｍの銅箔張りの積層板を得た。
【００２９】
（実施例２）
面圧８０ｋｇ／ｃｍに加圧したロール間を通過させることにより、糸を構成する繊維間を開繊して製造した、縦糸隙間及び横糸隙間が共に２０〜３０μｍのガラスクロスを用いたこと以外は、実施例１と同様にして銅箔張りの積層板を得た。
【００３０】
（比較例１）
開繊処理する前のガラスクロスを用いたこと以外は、実施例１と同様にして積層板を得た。
【００３１】
（評価、結果）
各実施例及び比較例１で得られた銅箔張りの積層板に、レーザー光を用いて穴明けを行い、穴径のばらつきを評価した。その方法としては、得られた銅箔張りの積層板の表面の銅箔をエッチングにより全面除去した後、下記３つの条件でレーザー光を照射して穴を２０形成した。次いで、その２０の穴の穴径を拡大鏡を用いて測定し、その最大値、最小値、最大値と最小値の差及びバラツキ（σ）を求めた。なお、穴径は、各穴の最大径を各穴の穴径とした。
【００３２】
上記レーザー光の照射条件としては、炭酸ガスレーザー［三菱電機株式会社製、商品名ＭＬ−６０５］を用いて、▲１▼照射エネルギーが２６ｍＪ／パルス、パルス長さが２８μｓ、▲２▼照射エネルギーが５５ｍＪ／パルス、パルス長さが４８μｓ、▲３▼照射エネルギーが８０ｍＪ／パルス、パルス長さが７２μｓ、の３条件で行った。
【００３３】
その結果は、表１に示したように、各実施例で得られた積層板は、いずれの照射条件の場合も、比較例１で得られた積層板と比べて、穴径のばらつきが小さい穴明けが可能であることが確認された。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る積層板のレーザー穴明け方法は、縦糸隙間及び横糸隙間の少なくとも一方がレーザー光で明けられる穴径寸法よりも小さい０〜５０μｍであり、且つ、縦糸及び横糸の少なくとも一方が、扁平率が１５：１〜３０：１の糸である織布を用いて製造した積層板にレーザー光を用いて穴明けするため、穴径がばらつきにくい穴明けが可能となる。
【００３６】
本発明の請求項２に係るレーザー穴明け用積層板は、縦糸隙間及び横糸隙間の少なくとも一方がレーザー光で明けられる穴径寸法よりも小さい０〜５０μｍであり、且つ、縦糸及び横糸の少なくとも一方が、扁平率が１５：１〜３０：１の糸である織布を用いて製造した積層板であるため、レーザー光を用いて穴明けした場合であっても、穴径がばらつきにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る積層板のレーザー穴明け方法の一実施の形態を説明する図であり、（ａ）は穴を明けた状態を説明する平面図、（ｂ）は積層板（本発明に係るレーザー穴明け用積層板）の断面を説明する正面図である。
【図２】本発明に係る積層板のレーザー穴明け方法の他の実施の形態の、穴を明けた状態を説明する平面図である。
【図３】従来の積層板のレーザー穴明け方法を説明する図であり、（ａ）は穴を明けた状態を説明する平面図、（ｂ）は積層板の断面を説明する正面図である。
【符号の説明】
１０織布
１２縦糸
１４横糸
２０硬化樹脂
３０穴
ｘ縦糸隙間（縦糸と隣合う縦糸との隙間）
ｙ横糸隙間（横糸と隣合う横糸との隙間）

Claims

織布に熱硬化性樹脂組成物を含浸したプリプレグを加熱・加圧して得られた積層板に、レーザー光を用いて穴明けする積層板のレーザー穴明け方法において、織布が、縦糸と隣合う縦糸との隙間、及び、横糸と隣合う横糸との隙間の少なくとも一方がレーザー光で明けられる穴径寸法よりも小さい０〜５０μｍの織布であり、且つ、縦糸及び横糸の少なくとも一方が、扁平率が１５：１〜３０：１の糸であることを特徴とする積層板のレーザー穴明け方法。
縦糸と隣合う縦糸との隙間、及び、横糸と隣合う横糸との隙間の少なくとも一方がレーザー光で明けられる穴径寸法よりも小さい０〜５０μｍであり、且つ、縦糸及び横糸の少なくとも一方が、扁平率が１５：１〜３０：１の糸である織布に、熱硬化性樹脂組成物を含浸したプリプレグを、加熱・加圧してなることを特徴とするレーザー穴明け用積層板。