JP4894344B2 - 片面板の製造方法及び多層プリント配線板 - Google Patents

Description

本発明は、多層プリント配線板の製造に用いられる片面板（片面金属張積層板）を製造する方法、また、この片面板を用いて製造される多層プリント配線板に関するものである。

従来より、種々の方法で片面板が製造されている（例えば、特許文献１−３参照。）。図１は片面板５の一例を示すものであり、これは、プリプレグ１の一方の面に銅箔等の金属箔３を重ね合わせると共に他方の面に離型フィルム４を重ね合わせた後、これらのものを積層成形することによって製造されている。そして、この片面板５においては、前記プリプレグ１によって絶縁層１３が形成されている。なお、図１中、８はプリプレグ１中及び絶縁層１３中の基材である。

このようにして製造した片面板５を用いて多層プリント配線板を製造するにあたっては、まず片面板５から離型フィルム４を剥離した後、図５に示すように、他のプリプレグ１２を介して上記片面板５をコア材６に重ね合わせる。そして、これらのものを積層成形することによって二次成形品１０を得た後、この二次成形品１０に新たに回路を形成するなどして多層プリント配線板を製造することができる。ここで、片面板５とコア材６との間に他のプリプレグ１２を介在させるのは、片面板５の絶縁層１３はＢステージから硬化反応がある程度進んでおり、片面板５とコア材６とを直接積層成形しても十分な層間密着強度を得ることができないからである。なお、図５中、１１はコア材６に形成した回路である。
特開平５−３２９９５３号公報 特開平５−１６１６６号公報 特開平１０−１３８３９５号公報

しかしながら、上記のようにして製造される多層プリント配線板にあっては、次のような問題があった。すなわち、耐熱性に優れた多層プリント配線板を得ようとする場合には、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が１２０〜１４０℃と低いプリプレグ１を用いるよりも、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が１６０〜１８０℃と高いプリプレグ１を用いる必要があるが、このようなプリプレグ１を用いると、多層プリント配線板において片面板５の絶縁層１３と他のプリプレグ１２との層間密着強度が０．３ｋＮ／ｍ以下と弱くなってしまうという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、層間密着強度が強く、かつ耐熱性に優れた多層プリント配線板の製造に用いられる片面板を容易に製造することができる片面板の製造方法、また、層間密着強度が強く、かつ耐熱性に優れた多層プリント配線板を提供することを目的とするものである。

本発明に係る片面板の製造方法は、複数枚のプリプレグ１を積層成形して得られる積層板２の層間密着強度が０．２〜１．０ｋＮ／ｍとなり、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が１６０〜１８０℃となるプリプレグ１を用い、このプリプレグ１の一方の面に金属箔３を重ね合わせると共に他方の面に表面粗度が１〜１０μｍの離型フィルム４を重ね合わせた後、これらのものを積層成形することを特徴とするものである。

前記片面板の製造方法において、離型フィルム４としてポリプロピレンフィルムを用いることが好ましい。

前記片面板の製造方法において、金属箔３、プリプレグ１、離型フィルム４を積層成形する際に３０〜５０分の間、１６０〜２００℃の温度に加熱することが好ましい。

本発明に係る多層プリント配線板は、前記片面板の製造方法を使用して製造した片面板５をコア材６に積層して成ることを特徴とするものである。

本発明によれば、層間密着強度が強く、かつ耐熱性に優れた多層プリント配線板の製造に用いられる片面板を容易に製造することができるものである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明において片面板５を製造するにあたっては、特定のプリプレグ１を用いる。このプリプレグ１としては、エポキシ樹脂等を含有する樹脂組成物７をガラスクロス等の基材８に含浸させると共にこれを加熱乾燥して半硬化のＢステージ状態にしたものを用いることができる。ただし、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が１６０〜１８０℃と高くなるように、あらかじめ樹脂組成物７の配合を調整しておくものである。このような樹脂組成物７の一例として、フェノール系エポキシ樹脂（９０〜６０質量％）及びシリカ（１０〜４０質量％）からなるものを挙げることができる。また、図３（ａ）に示すように、基材８の厚みは５０〜１００μｍ、基材８の両側に形成される樹脂層９の厚みは５〜１０μｍに設定することができる。ところで、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が１６０〜１８０℃と高いプリプレグ１を図２に示すように複数枚重ね合わせた後、これらのものを１７０℃、３．０ＭＰａ（３０気圧）、６０分間の条件で積層成形すると、積層板２が得られる。そしてこの積層板２の層間密着強度（つまりプリプレグ１同士の密着強度）を測定すると、その値は１．０ｋＮ／ｍ以下となる。つまり、本発明においてプリプレグ１としては、複数枚のプリプレグ１を積層成形して得られる積層板２の層間密着強度が１．０ｋＮ／ｍ以下（下限は０．２ｋＮ／ｍ）となるプリプレグ１を用いるものである。上記層間密着強度が１．０ｋＮ／ｍを超えるプリプレグ１を用いる場合には、このようなプリプレグ１は硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が１２０〜１４０℃と低いものであるため、耐熱性が低下してしまう。

そして、図１に示すように、プリプレグ１の一方の面に銅箔等の金属箔３を重ね合わせると共に他方の面に表面粗度が１〜１０μｍの離型フィルム４を重ね合わせた後、これらのものを積層成形することによって、一次成形品として片面板５を製造することができる。このとき、表面粗度が１〜１０μｍの範囲を外れる離型フィルム４を用いると、多層プリント配線板において片面板５の絶縁層１３と他のプリプレグ１２との層間密着強度を高めることができない。特に表面粗度が１０μｍを超えるテドラー（登録商標）フィルム等のような離型フィルム４を用いると、たとえ硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が高いプリプレグ１を用いていたとしても、加熱により層間密着強度が低下し、耐熱性が低下するものである。

また、離型フィルム４としては、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルムを用いるのが好ましい。ポリプロピレンフィルムを用いると、他のものに比べて、多層プリント配線板の層間密着強度をさらに高めることができるものである。

また、金属箔３、プリプレグ１、離型フィルム４を積層成形する際に５０分以内（少なくとも３０分以上）の間、１６０℃以上（上限は２００℃）の温度に加熱するのが好ましい。このような条件で積層成形すると、片面板５の状態では離型フィルム４の密着性と剥離性のバランスを良好に保つことができ、また、多層プリント配線板の状態では層間密着強度をさらに高めることができるものである。しかし、加熱時間が５０分を超えると、樹脂組成物７の硬化反応が進みすぎて、多層プリント配線板の層間密着強度が低下するおそれがある。また、加熱温度が１６０℃未満であると、離型フィルム４の剥離性が低下し、片面板５から離型フィルム４をきれいに剥離することができなくなるおそれがある。

また、図４は片面板５の製造方法の他の一例を示すものであり、この方法では、表面粗度が１〜１０μｍの離型フィルム４の両側にプリプレグ１を重ね合わせ、さらにその外側に金属箔３を重ね合わせた後、これらのものを積層成形するようにしている。この方法によれば、一度に２枚の片面板５を製造することができるものである。

上記のようにして製造した片面板５を用いて多層プリント配線板を製造するにあたっては、まず片面板５から離型フィルム４を剥離した後、図５に示すように、他のプリプレグ１２を介して上記片面板５をコア材６に重ね合わせる。そして、これらのものを積層成形することによって、二次成形品１０を製造することができ、さらにこの二次成形品１０に新たに回路を形成すると共にスルーホールめっき等により層間接続を行うことによって、多層プリント配線板（図示省略）を製造することができる。ここで、片面板５とコア材６との間に介在させる他のプリプレグ１２としては、片面板５の製造に用いられるものと同じものを用いることができる。また、コア材６としては、特に限定されるものではないが、例えば、回路１１を表面に形成した各種積層板を用いることができる。また、二次成形の条件は、例えば、１６０〜２００℃、２．０〜５．０ＭＰａ、４０〜９０分間に設定することができる。

そして、上記のようにして製造した多層プリント配線板にあっては、表面粗度が１〜１０μｍの離型フィルム４によって片面板５の絶縁層１３の表面があらかじめ改質されているため、この片面板５の絶縁層１３と他のプリプレグ１２との間で強い層間密着強度を得ることができるものである。具体的には、０．６ｋＮ／ｍ以上の層間密着強度を得ることができる。しかも片面板５の絶縁層１３は、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が１６０〜１８０℃と高いものであるため、優れた耐熱性を得ることができるものである。なお、コア材６の表面に形成されている回路１１の表面にあらかじめ粗化処理を施しておけば、アンカー効果によって、他のプリプレグ１２とコア材６との間で０．８ｋＮ／ｍ以上の層間密着強度を得ることができるものである。

以上説明したように、特定のプリプレグ１及び離型フィルム４を用いた図１や図４に示す片面板５の製造方法によれば、層間密着強度が強く、かつ耐熱性に優れた多層プリント配線板の製造に用いられる片面板５を容易に製造することができるものである。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例）
プリプレグ１として、フェノール系エポキシ樹脂（９０質量％）及びシリカ（１０質量％）からなる樹脂組成物７をガラスクロスに含浸させると共にこれを加熱乾燥して半硬化のＢステージ状態にしたものを用いた。このプリプレグ１を図２に示すように２枚積層成形して得られる積層板２の層間密着強度は０．８ｋＮ／ｍであった。

また、離型フィルム４として、表面粗度が５μｍのポリプロピレンフィルムを用いた。

また、金属箔３として、厚み３５μｍの銅箔を用いた。

そして、図１に示すように、プリプレグ１の一方の面に金属箔３を重ね合わせると共に他方の面に離型フィルム４を重ね合わせた後、これらのものを積層成形することによって、一次成形品として片面板５を製造した。このときの積層成形は、１７０℃で４０分間加熱することによって行った。片面板５における基材８とその両側の樹脂層９の厚みを図３（ｂ）に示す。なお、片面板５の絶縁層１３は、基材８とその両側の樹脂層９で形成されている。

次に、上記のようにして製造した片面板５から離型フィルム４を剥離した後、図５に示すように、他のプリプレグ１２を介して上記片面板５をコア材６に重ね合わせ、これらのものを積層成形することによって、二次成形品１０を製造した。ここで、片面板５とコア材６との間に介在させる他のプリプレグ１２としては、片面板５の製造に用いたものと同じものを用いた。また、コア材６としては、回路１１を表面に形成した積層板（松下電工（株）製「Ｒ−１７６６」）を用いた。また、二次成形の条件は、１７０℃、３．０ＭＰａ、４０分間に設定した。また、二次成形品１０は３つ製造した。

（比較例）
離型フィルム４として、表面粗度が１２．７μｍのテドラー（登録商標）フィルムを用いるようにした以外は、実施例と同様にして片面板５を製造した後、二次成形品１０を製造した。

（耐熱性）
３つの二次成形品１０を１００℃の沸騰水中に２時間浸漬させた後、２８８℃の半田中に１０秒間浸漬させた。そして、半田から取り出した二次成形品１０を目視により観察し、膨れの有無によって耐熱性（煮沸半田耐熱性）を評価した。膨れ無しを「○」、膨れ有りを「×」として、結果を下記［表１］に示す。

上記［表１］にみられるように、表面粗度が１０μｍを超える離型フィルム４を用いた比較例よりも、表面粗度が１〜１０μｍの離型フィルム４を用いた実施例の方が、耐熱性に優れた二次成形品１０が得られることが確認される。

（層間密着強度）
３つの二次成形品１０（ｎ１〜ｎ３）のそれぞれについて、ＪＩＳ Ｃ ６４８１に基づいて片面板５の絶縁層１３と他のプリプレグ１２との間の層間密着強度を測定した。その結果を下記［表２］に示す。また、層間密着強度を測定した後の片面板５の絶縁層１３の表面の顕微鏡写真を図６に示す。図６（ａ）が実施例、図６（ｂ）が比較例である。

上記［表２］にみられるように、実施例では比較例の約２．６倍の層間密着強度が得られることが確認される。また、図６（ｂ）に示す比較例では基材８の表面に樹脂層９がほとんど残っていないのに対し、図６（ａ）に示す実施例では基材８の表面に樹脂層９が部分的に残っていることから、比較例よりも実施例の方がプリプレグ１同士が強固に接着されていることが確認される。

片面板の製造方法の一例を示すものであり、（ａ）（ｂ）は断面図である。 積層板の製造方法の一例を示すものであり、（ａ）（ｂ）は断面図である。 （ａ）はプリプレグの断面図、（ｂ）は片面板の断面図である。 片面板の製造方法の他の一例を示すものであり、（ａ）（ｂ）は断面図である。 二次成形品の製造方法の一例を示すものであり、（ａ）（ｂ）は断面図である。 層間密着強度を測定した後の片面板の絶縁層の表面の顕微鏡写真であり、（ａ）は実施例、（ｂ）は比較例である。

符号の説明

１ プリプレグ
２ 積層板
３ 金属箔
４ 離型フィルム
５ 片面板
６ コア材

Claims (4)

1. 複数枚のプリプレグを積層成形して得られる積層板の層間密着強度が０．２〜１．０ｋＮ／ｍとなり、硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が１６０〜１８０℃となるプリプレグを用い、このプリプレグの一方の面に金属箔を重ね合わせると共に他方の面に表面粗度が１〜１０μｍの離型フィルムを重ね合わせた後、これらのものを積層成形することを特徴とする片面板の製造方法。
2. 離型フィルムとしてポリプロピレンフィルムを用いることを特徴とする請求項１に記載の片面板の製造方法。
3. 金属箔、プリプレグ、離型フィルムを積層成形する際に３０〜５０分の間、１６０〜２００℃の温度に加熱することを特徴とする請求項１又は２に記載の片面板の製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法を使用して製造した片面板をコア材に積層して成ることを特徴とする多層プリント配線板。