JP4599745B2

JP4599745B2 - 金属張り積層板の製造方法

Info

Publication number: JP4599745B2
Application number: JP2001105684A
Authority: JP
Inventors: 光司佐藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: JP2002301733A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板に利用される金属張り積層板の製造方法に関し、具体的には、内層用回路基板を配したプリプレグ体を金属箔間に配置した積層体を形成し、この積層体の金属箔に給電して抵抗加熱によって加熱、加圧成形をする金属張り積層板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板に利用される多層の金属張り積層板は、内層用回路基板にプリプレグ及び外層に銅箔等の金属箔を配して形成した積層体を成形用プレートに挟み、加熱加圧してプリプレグの樹脂を硬化させ、一体化することで作製される。上記加熱加圧する方法としては、金属箔に給電して、抵抗加熱により加熱しながら加圧する方法が知られている（例えば、特表平８−５０６２８９号公報等）。この抵抗加熱は、電気抵抗を有する導電体に電流を流し、ジュール効果で発生する熱により加熱する方法である。
【０００３】
この抵抗加熱により加熱しながら加圧する方法としては、例えば、図５に示すように、金属箔２２として長尺のものを用い、この金属箔２２を複数重ね折り返し屈曲させると共に、屈曲して対向する金属箔２２間に、内層用回路基板とプリプレグを組み合せてなるプリプレグ体２３と、金属箔２２より幅広の成形用プレート２５を交互に複数配置して、被圧体２６を作製する。次いで、上記方法は、この被圧体２６をプレスして、加圧した状態で金属箔２２に給電すると、抵抗加熱によりプリプレグが加熱され、一体化する。
【０００４】
上記抵抗加熱による成形法は、金属箔２２を熱源として直接に加熱することができるため、一つの被圧体２６に多数の金属張り積層板を成形することができるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、プリント配線板の回路形成で高密度化の要望が高まっている。例えば、回路間隔は、１００μｍから５０μｍ、さらに３０μｍとすることが望まれている。当然のことながら、スルーホールに対するランド径（アニュラーリング）にあっても、１５０μｍから１００μｍ、さらに５０μｍとすることが求められている。したがって、プリント配線板の加工においては、スルーホールの加工位置精度の向上が要望されている。このスルーホールの加工位置精度は、機械加工の制度向上と共に、スルーホールをプリント配線板の所定の位置に形成された基準穴からの距離によって位置決めするので、この基準穴の位置制度の向上が必要である。上記基準穴は、予め内層用回路基板の回路パターンに対して設定された位置に形成したターゲットマークをＸ線で求め、加工を行っている。この際、複数の回路を形成した層構成からなるプリント配線板にあっては、各層のターゲットマークの位置がずれていると、加工した基準穴と各層の回路パターンにずれが生じ、その結果、スルーホールと回路パターンの位置ずれを生じることになる。この各層のターゲットマークの位置ずれは、多層の積層板を成形する際に生じたり、また、内層用回路基板の収縮により生じるものがある。
【０００６】
一方、上述の抵抗加熱による成形にあっては、成形用プレート２５は、絶縁性を必要とすると共に、上下に敷設される金属箔２２が短絡しないようにするため、金属箔２２より幅広のものが使用される。したがって、上述のような被圧体２６を形成した際に、成形用プレート２５は、その縁端部２７が、金属箔２２及びプリプレグ体２３で形成される積層体２４から突出した状態で成形される。成形用プレート２５は、成形の際に積層体２４が配置される中央部２８が高温となり、縁端部２７は中央部２８ほど温度が上昇せず、中央部２８と縁端部２７で温度差が生じる。このため、成形用プレート２５は、中央部２８と縁端部２７で異なる熱膨張を生じる。このような状態で繰り返し成形されると、成形用プレート２５は、図６に示すように、縁端部２７に波うちを生じ易い。成形用プレート２５の縁端部２７に波うちを生じると、成形圧力が均等にかからずに、得られる積層板の寸法に歪を生じるため、多層の積層板を成形する際に、各層のターゲットマークに位置ずれを生じる恐れがある。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、金属箔に給電して抵抗加熱によって成形をする金属張り積層板の製造方法にあって、成形用プレートの縁端部に波うちを生じることを抑える金属張り積層板の製造方法を提供することにある。
【０００８】
さらに、本発明の他の目的とするところは、金属箔に給電して抵抗加熱によって成形をする多層の金属張り積層板の製造方法にあって、基準となる位置決め精度が向上した金属張り積層板の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、成形の際に積層体から突出する成形用プレートの縁端部に、スリットを形成すると波うちが起きにくくなると共に、縁端部にスリットを形成した成形用プレートを用いて成形した多層の金属張り積層板は、基準となる位置決め精度が向上することを見出し、本発明の完成に至ったものである。
【００１０】
請求項１記載の金属張り積層板の製造方法は、長尺の金属箔を複数重に折り返して連ね、この金属箔の間にプリプレグ体を有して形成した積層体と、上記金属箔より幅広であって、アルミニウム板の表面に絶縁被覆を施した成形用プレートを交互に配置して被圧体を形成し、次いで、この被圧体をプレスして上記金属箔に給電することによって加熱、加圧成形する金属張り積層板の製造方法において、上記成形用プレートが、成形の際に積層体から突出する縁端部に、外側に切り欠き口を開口したスリットを形成していることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の金属張り積層板の製造方法は、請求項１記載の金属張り積層板の製造方法において、上記成形用プレートは、スリットを形成した後に、絶縁被覆処理を施したものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の金属張り積層板の製造方法は、請求項１又は請求項２記載の金属張り積層板の製造方法において、上記成形用プレートの絶縁被覆された層の厚みが、４０μｍ以上、１５０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の金属張り積層板の製造方法は、請求項１乃至請求項３いずれか記載の金属張り積層板の製造方法において、上記成形用プレートのスリットは、５０〜２００ｍｍの間隔で複数形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の金属張り積層板の製造方法は、請求項１乃至請求項４いずれか記載の金属張り積層板の製造方法において、上記成形用プレートのスリットは、開口の幅を０．５ｍｍ以上で、その成形用プレートの厚みの５倍以下とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の金属張り積層板の製造方法は、請求項１乃至請求項５いずれか記載の金属張り積層板の製造方法において、上記成形用プレートのスリットの先端と、積層体の敷設位置までの距離が、５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の金属張り積層板の製造方法は、請求項１乃至請求項６いずれか記載の金属張り積層板の製造方法において、上記プリプレグ体は、表面に回路を形成した内層用回路基板の外側にプリプレグを配したものであることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜４は、本発明に係る実施の形態の一例を示し、図１は金属張り積層板の製造方法を説明する説明図、図２（ａ）は成形用プレートの概略平面図、（ｂ）は成形用プレートの概略斜視図、図３は成形する前の組み合わせ状態を示す断面図、図４は多層の金属張り積層板の断面図である。
【００１８】
本発明の対象となる金属張り積層板は、長尺の複数重に折り返して連なった金属箔２給電して、抵抗加熱により加熱しながら成形されるものである。上記金属張り積層板は、プリプレグ体３とその外層に金属箔２を重ねた積層体４を加熱して形成される。上記金属張り積層板が、図４に示す多層の金属張り積層板の場合について説明する。
【００１９】
上記金属張り積層板の組み合わせ構成は、図３に示す如く、内層用回路基板１の外側にプリプレグ１３を配置してプリプレグ体３とし、さらにその両側外層に金属箔２を配置して積層したものである。上記内層用回路基板１は、エポキシ樹脂ガラス基材等の絶縁基板１１の表面に回路１２を形成したものであり、この絶縁基板１１の表面に、後工程の回路形成工程で必要なターゲットマークとなる回路１２ａ，１２ｂを形成している。上記プリプレグ１３は、ガラス織物あるいは不織物等のガラス基材にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させ、この樹脂をＢステージ状態に半硬化させたものである。また、上記金属箔２は、銅箔等が挙げられる。上記プリプレグ体３の外層に金属箔２を配置して形成した積層体３は、加熱及び加圧されると、プリプレグ１３の樹脂が硬化して絶縁層１３ａを形成して、多層の金属張り積層板となる。
【００２０】
上記金属張り積層板の製造方法は、一対の長尺の金属箔２、２を用い、この金属箔２、２に上記プリプレグ体３を挟んで一組の積層体４を形成すると共に金属箔２、２を複数重に折り返しながら、積層体４と成形用プレート５を交互に配置して被圧体１０を作製する。
【００２１】
上記製造方法に使用する成形用プレート５は、アルミニウム板の表面に絶縁被覆を施した電気絶縁性の板であると共に、上下に敷設される金属箔２、２が短絡しないようにするため、金属箔２、２より幅広のものである。被圧体１０を形成した際に、上記成形用プレート５は、その中央部８が金属箔２と接するように積層され、その縁端部７は、積層体４から突出する。上記成形用プレート５は、図２に示すように、その縁端部７に、外側に切り欠き口を開口したスリット６が複数形成されている。
【００２２】
上記スリット６の間隔Ａは、５０〜２００ｍｍで形成することが好適である。上記スリット６の間隔Ａが少ないと、作業中に成形用プレート５の縁端部７が折れたりして取り扱いに支障をきたす恐れがあり、上記スリット６の間隔Ａが大きいと、成形用プレート５の波うちの発生を抑える効果が減少する。また、上記スリット６の開口の幅Ｂは、０．５ｍｍ以上で、その成形用プレートの厚みの５倍以下で形成することが好適である。上記スリット６の開口の幅Ｂが広いと、上下に敷設される金属箔２、２が短絡する恐れがあり、スリット６の開口の幅Ｂが狭いと成形用プレート５の波うちの発生を抑える効果が減少する。なお、成形用プレートの厚みは、ある程度の強度を有するものであれば、特に限定しないが、例えば０．５〜３．０ｍｍ程度が挙げられる。また、上記スリット６の先端９と、積層体４の敷設位置までの距離Ｃは、５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下となるよう形成することが好適である。
【００２３】
上記成形用プレート５は、アルミニウム板に上記スリット６を形成した後に、絶縁被覆処理を施すことが好ましい。この絶縁被覆する層は、４０μｍ以上の厚みに形成することが好適であり、被覆に要する材料量や時間の点から実用的には１５０μｍ以下の厚みに形成することが好ましい。上記アルミニウム板に施す絶縁被覆処理としては、アルマイト処理が挙げられる。また、本発明でいうアルミニウム板は、アルミニウム合金からなるものも含まれるものである。
【００２４】
次いで、上記金属張り積層板の製造方法は、積層体４と成形用プレート５を交互に配置して被圧体１０を作製した後に、この被圧体１０をプレスして上記金属箔に給電する。なお、必要に応じて、被圧体１０の外側にクッション材や熱伝導調整材を配してプレスしてもよい。上記製造方法は、金属箔２に給電し、抵抗加熱により加熱しながら加圧することで、プリプレグ１３の樹脂が硬化し、多層の金属張り積層板が作製される。
【００２５】
上記金属張り積層板の成形条件は、プリプレグ１３の樹脂の種類や硬化程度によって適宜設定される。また、上記成形条件は、必要により、温度や圧力を段階的に上昇したり、冷却の際に成形用プレート５の縁端部７に冷風を当てたりしてもよい。
【００２６】
上記金属張り積層板の製造方法は、成形の際に、積層体４が配置される成形用プレート５の中央部８が高温となり、縁端部７は中央部８ほど温度が上昇せずに、成形用プレート５の中央部８と縁端部７で温度差が生じる。上記製造方法は、成形用プレート５の中央部８と縁端部７で温度差が生じて、中央部８と縁端部７で異なる熱膨張となっても、成形用プレート５にスリット６が形成されているので、上記熱膨張の差をスリット６で緩和することができる。その結果、上記金属張り積層板の製造方法は、成形用プレート５の縁端部７に波うちが発生することを抑えることができる。
【００２７】
上記金属張り積層板の製造方法は、成形用プレート５の縁端部７に波うちを発生することがないので、配置された積層体４に均等に成形圧力をかけることができる。上記製造方法は、均等に成形圧力がかかるので、得られる積層板の寸法に歪を生じることがない。上記製造方法は、多層の積層板を成形する際に、積層板の寸法に歪を生じることがないため、基準となる位置決め精度が向上する。上記金属張り積層板の製造方法は、金属張り積層板の板厚が、０．１〜1．２ｍｍ程度と薄いものを成形する際に、特に顕著な効果が現れる。
【００２８】
【実施例】
本発明の効果を確認するため、以下の実施例及び比較例を行い、多層の金属張り積層板を作製した。
【００２９】
（実施例１）
成形用プレートとして、厚さ１．２ｍｍのアルミニウム合金からなるアルミニウム板の縁端部、外側に切り欠き口を開口したスリットを複数形成した。上記スリットは、間隔（Ａ）が１２５ｍｍ、開口の幅（Ｂ）が３．０ｍｍ、長さが５０ｍｍ、スリットの先端と積層体の敷設位置までの距離（Ｃ）が１０ｍｍとなるように形成した。スリットを形成した後にアルマイト処理を施し、厚さ約７０μｍの絶縁被覆した層を形成した。
【００３０】
表面に回路を形成した内層用回路基板は、銅張り積層板（松下電工株式会社製、Ｒ１７６６）の表面の銅箔（厚さ３５μｍ）をエッチングして、両面に回路を形成した厚さ０．１ｍｍの基板を使用した。上記内層用回路基板は、回路を形成した際に、ターゲットマークとなる回路を、その間隔が４９０ｍｍのところに形成した。プリプレグは、ガラス織物にエポキシ樹脂を含浸させた厚さ０．１ｍｍ、樹脂量が５２重量％のプリプレグ（松下電工株式会社製：Ｒ１６６１）を使用した。プリプレグ体は、上記内層用回路基板の両側に上記プリプレグを各１枚配して作製した。
【００３１】
金属箔は、厚み１８μｍの長尺の銅箔を一対用いた。そして、上記一対の銅箔の間に、上記プリプレグ体を挟んで積層体を形成すると共に、上記一対の銅箔を複数重ね折り返し屈曲させながら、積層体と成形用プレートを交互に配置して、６０組の積層体を有する被圧体を作製した。また、上記積層体は、５００×５００ｍｍサイズの積層板が得られるように構成した。
【００３２】
上記被圧体をプレスして、銅箔に給電し、加熱、加圧成形した。成形温度は、５０℃から１８０℃までを５℃／分の温度上昇速度で加熱し、最高温度１８０℃で４０分保持した。成形圧力は、最初１５分間０．８ＭＰａとし、その後２．５ＭＰａに加圧した。冷却は、１８０℃から５０℃までを５℃／分の温度下降速度となるように冷却した。このようにして多層の積層板を得た。
【００３３】
（比較例１）
成形用プレートにスリットを形成することなく、厚さ１．２ｍｍのアルミニウム合金からなるアルミニウム板に、アルマイト処理し、厚さ約７０μｍの絶縁被覆した層を施した。これ以外は実施例１と同様にして成形し、多層の積層板を得た。
【００３４】
（比較例２）
成形用プレートにスリットを形成することなく、アルマイト処理せずに、厚さ１．２ｍｍのアルミニウム合金からなるアルミニウム板を用いた。これ以外は実施例１と同様にして成形したところ、銅箔がショートして、良好な成形ができなかった。
【００３５】
（実施例２）
実施例１において、成形用プレートがアルマイト処理を施し、厚さ約４０μｍの絶縁被覆した層を形成した以外は、実施例１と同様にして成形し、多層の積層板を得た。
【００３６】
（実施例３）
実施例１において、成形用プレートのスリットの間隔（Ａ）を５０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして成形し、多層の積層板を得た。
【００３７】
（実施例４）
実施例１において、成形用プレートのスリットの間隔（Ａ）を２００ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして成形し、多層の積層板を得た。
【００３８】
（実施例５）
実施例１において、成形用プレートのスリットの開口の幅（Ｂ）を０．５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして成形し、多層の積層板を得た。
【００３９】
（実施例６）
実施例１において、成形用プレートのスリットの開口の幅（Ｂ）を６．０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして成形し、多層の積層板を得た。
【００４０】
（実施例７）
実施例１において、成形用プレートのスリットの開口の幅（Ｂ）を０．３ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして成形し、多層の積層板を得た。
【００４１】
（実施例８）
実施例１において、成形用プレートとして、厚さ２．０ｍｍのものを用い、スリットの開口の幅（Ｂ）を０．５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして成形し、多層の積層板を得た。
【００４２】
（実施例９）
実施例１において、成形用プレートとして、厚さ２．０ｍｍのものを用い、スリットの開口の幅（Ｂ）を１０．０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして成形し、多層の積層板を得た。
【００４３】
（実施例１０）
実施例１において、成形用プレートのスリットの先端と積層体の敷設位置までの距離（Ｃ）が５ｍｍとなるようにした以外は、実施例１と同様にして成形し、多層の積層板を得た。
【００４４】
（実施例１１）
実施例１において、成形用プレートのスリットの先端と積層体の敷設位置までの距離（Ｃ）が１５ｍｍとなるようにした以外は、実施例１と同様にして成形し、多層の積層板を得た。
【００４５】
（実施例１２）
実施例１において、成形用プレートのスリットの先端と積層体の敷設位置までの距離（Ｃ）が２０ｍｍとなるようにした以外は、実施例１と同様にして成形し、多層の積層板を得た。
【００４６】
（成形用プレートの縁端部の波うち評価）
実施例及び比較例１で用いた成形用プレートの縁端部の波うちを測定した。成形後に、使用した全ての成形用プレートを平坦な定磐上におき、縁端部の波うち程度を測定した。最大が３ｍｍ以下を○、３ｍｍを超えて５ｍｍ以下を△、５ｍｍを超えたものを×とした。結果は、表１及び表２のとおり、比較例１は５ｍｍを超えた波うちが発生していた。また、成形用プレートのスリットの開口の幅（Ｂ）が狭い実施例７と、スリットの先端と積層体の敷設位置までの距離（Ｃ）が長い実施例１２は、波うちの発生の防止効果が弱かった。
【００４７】
（積層板の位置決め精度）
実施例及び比較例１で得られた多層の積層板のうち、各２０枚のターゲットマーク間の距離（設定４９０ｍｍ）を測定し、そのずれを算出し、最大が５０μｍ以下を○、最大が５０μｍを超えて７５μｍ以下を△、７５μｍを超えたものを×とした。結果は、表１及び表２のとおりであった。
【００４８】
【表１】

【００４９】
【表２】

【００５０】
【発明の効果】
本発明の金属張り積層板の製造方法は、成形用プレートの縁端部にスリットが形成されているので、縁端部に波うちが発生することを抑えることができる。
【００５１】
特に、多層の金属張り積層板にあっては、寸法に歪を生じることもなく、基準となる位置決め精度が向上したものを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、金属張り積層板の製造方法を説明する説明図である。
【図２】（ａ）は成形用プレートの概略平面図、（ｂ）は成形用プレートの概略斜視図である。
【図３】成形する前の組み合わせ状態を示す断面図である。
【図４】多層の金属張り積層板の断面図である。
【図５】従来の金属張り積層板の製造方法を説明する説明図である。
【図６】従来の成形用プレートの成形後の概略斜視図である。
【符号の説明】
１内層用回路基板
２金属箔
３プリプレグ体
４積層体
５成形用プレート
６スリット
７縁端部
８中央部
１０被圧体
１３プリプレグ

Claims

長尺の金属箔を複数重に折り返して連ね、この金属箔の間にプリプレグ体を有して形成した積層体と、上記金属箔より幅広であって、アルミニウム板の表面に絶縁被覆を施した成形用プレートを交互に配置して被圧体を形成し、次いで、この被圧体をプレスして上記金属箔に給電することによって加熱、加圧成形する金属張り積層板の製造方法において、上記成形用プレートが、成形の際に積層体から突出する縁端部に、外側に切り欠き口を開口したスリットを形成していることを特徴とする金属張り積層板の製造方法。
上記成形用プレートは、スリットを形成した後に、絶縁被覆処理を施したものであることを特徴とする請求項１記載の金属張り積層板の製造方法。
上記成形用プレートの絶縁被覆された層の厚みが、４０μｍ以上、１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の金属張り積層板の製造方法。
上記成形用プレートのスリットは、５０〜２００ｍｍの間隔で複数形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか記載の金属張り積層板の製造方法。
上記成形用プレートのスリットは、開口の幅を０．５ｍｍ以上で、その成形用プレートの厚みの５倍以下とすることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか記載の金属張り積層板の製造方法。
上記成形用プレートのスリットの先端と、積層体の敷設位置までの距離が、５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか記載の金属張り積層板の製造方法。
上記プリプレグ体は、表面に回路を形成した内層用回路基板の外側にプリプレグを配したものであることを特徴とする請求項１乃至請求項６いずれか記載の金属張り積層板の製造方法。