JP4972825B2

JP4972825B2 - プリント配線板

Info

Publication number: JP4972825B2
Application number: JP2001107230A
Authority: JP
Inventors: 昌久尾瀬; 郁夫菅原
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2001-04-05
Filing date: 2001-04-05
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-04-05
Also published as: JP2002305374A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の小型化・高性能化に伴い、高密度化、薄型、軽量化するために、ビルドアップ配線板の採用が盛んなっている。さらに、ビルドアップ配線板の薄型化、高密度化によりビルドアップ層、つまりレーザ加工等によりビアを形成する層が従来の１層から多重化へと進んでいる。
【０００３】
図７を参照するに、例えば比較例１における従来のプリント配線板１０１は、基材１０３の両面に回路付き銅箔積層板１０５を配置した内層コア材１０７があり、この内層コア材１０７の上下に各１枚の銅箔付きフィルムＢ１０９が配置されている。この銅箔付きフィルムＢ１０９は、樹脂分を５０重量％とするワニス１１１が厚さ１８μｍの銅箔１１３の上に流延され、１５０℃で、２０分間乾燥されることにより、フィルム厚さ７０μｍとしたものである。
【０００４】
この状態で、１８０℃で、３ＭＰａにて加熱加圧され、更に回路加工が実施される。この状態で、レーザ加工機にてパルス幅を５０μｓとして直径０．１ｍｍのＳＶＨ穴あけが実施されることにより、４層ビルドアップ配線板１１５が得られる。
【０００５】
この４層ビルドアップ配線板１１５の両側に、上記と同様の銅箔付きフィルムＢ１０９が各１枚配置される。この状態で、加熱加圧され、回路加工が実施され、レーザ加工にてＳＶＨ穴あけ加工が実施されることにより、比較例１のプリント配線板１０１が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような状況において、ビルドアップ層を多重化することにより、例えば比較例１のプリント配線板１０１としての弾性が低下し、レーザ加工工程においてプリント配線板１０１のたわみが発生するために、取扱い性や実装不良が発生するという問題点があった。
【０００７】
また、このような問題を解決するためにはプリント配線板１０１の内層コア材１０７の板厚を厚くすることが挙げられるが、近年の機器の薄型化により、その厚みを厚くすることは非常に困難である。
【０００８】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、たわみの少ないビルドアップ配線板、つまりプリント配線板を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明のプリント配線板は、内層材に、所定枚数のプリプレグと２層以上の回路付き金属箔張り積層板を重ね合わせて配置すると共に少なくとも前記内層材の片側に２層以上のビルドアップ層を有するプリント配線板において、
前記ビルドアップ層のうちの１層以上がガラス補強材入りプリプレグであることを特徴とするものである。
【００１０】
したがって、片側２層以上のビルドアップ層のうちの１層以上をガラス補強材入りプリプレグにすることで、プリント配線板の弾性が向上し、加熱工程中でのたわみが低減する。
【００１１】
請求項２によるこの発明のプリント配線板は、請求項１記載のプリント配線板において、前記ビルドアップ層のうちの最表層が、ガラス補強材入りプリプレグであることを特徴とするものである。
【００１２】
したがって、ビルドアップ層のうちの最表層にガラス補強材入りプリプレグが配置されることにより、ビルドアップ層の弾性の向上は顕著となり、加熱工程中でのたわみが更に低減する。
【００１３】
請求項３によるこの発明のプリント配線板は、請求項１又は２記載のプリント配線板において、前記ガラス補強材入りプリプレグの樹脂中に、無機充填材を含有してなることを特徴とするものである。
【００１４】
したがって、ガラス補強材入りプリプレグの樹脂中に無機充填材を含有することにより強度が向上するので、たわみが更に低減する。
【００１５】
請求項４によるこの発明のプリント配線板は、請求項３記載のプリント配線板において、ガラス補強材入りプリプレグの樹脂中における無機充填材の充填率が、５０〜１５０ｗｔ％であることを特徴とするものである。
【００１６】
したがって、ガラス補強材入りプリプレグの樹脂中における無機充填材の充填率が５０ｗｔ％未満ではたわみ低減が劣る傾向にあり、１５０ｗｔ％を超えると樹脂の流動性が小さくなり、プレス時の成形性が悪化する傾向があるので、５０〜１５０ｗｔ％が有効である。
【００１７】
請求項５によるこの発明のプリント配線板は、請求項３又は４記載のプリント配線板において、前記無機充填材のうちの５０ｗｔ％以上がシリカ成分であることを特徴とするものである。
【００１８】
したがって、プリプレグ中の無機充填材としては、基材とし用いるガラス補強材と同様の硬度を有するシリカ成分が無機充填材のうちの５０ｗｔ％以上とすることが好ましい。
【００２０】
したがって、フィルム層は、樹脂中の無機充填材の充填率が３０ｗｔ％未満ではたわみ低減効果が劣る領内にあり、６０ｗｔ％を超えるとプレス時の成形性が悪化する傾向があるので、３０〜６０ｗｔ％が有効である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプリント配線板の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１を参照するに、第１の実施の形態に係わるプリント配線板１としては、図１（Ａ）に示めされているように内層材としての例えば内層コア材３の上下に各１枚のプリプレグＡ５が配置されており、前記各プリプレグＡ５の外側両側に金属箔としての例えば１８μｍの銅箔７が配置されている。この状態で、図１（Ｂ）に示されているように１８０℃、３ＭＰａにて加熱加圧され、更に回路加工が実施される。そして、レーザ加工機にてパルス幅を５０μｓとして直径０．１ｍｍのＳＶＨ穴あけが実施されることにより、４層ビルドアップ配線板Ａ９が得られる。
【００２３】
なお、上記の４層ビルドアップ配線板Ａ９は、図１（Ｃ）に示されているようにより詳しくは後述する内層コア材３に配置された２層の回路付き銅箔張り積層板１１と、また上記のように各プリプレグＡ５の外側に配置された２層の回路付き銅箔７とから、合計４層の回路付き金属箔張り積層板が配置されている。
【００２４】
この４層ビルドアップ配線板Ａ９の両側に各１枚の銅箔付きフィルムＢ１３が配置される。この銅箔付きフィルムＢ１３には図１（Ｃ）に示されているように銅箔１５が配置されている。この状態で、図１（Ｄ）に示されているように加熱加圧され、回路加工が実施され、レーザ加工にてＳＶＨ穴あけ加工が実施されることにより、第１の実施の形態のプリント配線板１が得られる。したがって、このプリント配線板１には合計６層の回路付き金属箔張り積層板が配置されている。
【００２５】
以下に、上記のプリント配線板１における内層コア材３、プリプレグＡ５、銅箔付きフィルムＢ１３について、より詳しく説明する。
【００２６】
内層コア材について
内層コア材３としては、厚さ０．２ｍｍの基材１７の両面に厚み３５μｍの銅箔を有する両面銅箔張り積層板１１が配置され、この両面銅箔張り積層板１１に回路加工が施されている。したがって、この内層コア材３には２層の回路付き金属箔張り積層板が設けられている。
【００２７】
プリプレグＡについて
プリプレグＡ５の作製過程としては、撹拌装置、コンデンサ及び温度計を備えたガラスフラスコに、メチルエチルケトンを２５重量部、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：５３０，東都化成株式会社製、ＹＤＢ一５００）１００重量部、ジシアンジアミド４重量部、２−エチル−４−メチルイミダゾール０．５重量部の割合になるように配合され、樹脂分を８０重量％とするワニス１９が作製される。
【００２８】
このワニス１９を単位面積当たりの重量が４８ｇ／ｍ^２のガラス補強材としての例えばガラス織布２１に含浸した後に、１４０℃で５分加熱乾燥されることにより、樹脂分を７０重量％とするプリプレグＡ５が得られる。
【００２９】
また、上記のプリプレグＡ５の樹脂中には、強度を向上せしめるために無機充填材が充填されており、この無機充填材の充填率は５０〜１５０ｗｔ％であれば良い。その理由としては、無機充填材の充填率が５０ｗｔ％未満ではたわみ低減が劣る傾向にあり、一方、１５０ｗｔ％を超えると樹脂の流動性が小さくなり、プレス時の成形性が悪化する傾向があるからである。
【００３０】
銅箔付きフィルムＢについて
銅箔付きフィルムＢ１３の作製としては、撹拌装置、コンデンサ及び温度計を備えたガラスフラスコに、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：１７７．５、三井石油化学工業株式会社製、エポミックＲ１４４）１００部、テロラブロモビスフェノールＡ（水酸基当量：２７３．５）１５０部Ｍ水酸化ナトリウム１部をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド３００部に溶解させ、反応系中の固形分濃度を３０重量％とする。これを１２０℃で、４時間の撹拌を続け、重量平均分子量７２，５００の高分子量エポキシ重合体のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶液が得られる。
【００３１】
この得られた高分子エポキシ重合体のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶液を３００部、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：５３０、東都化成株式会社製、ＹＤＢ−５００）１００重量部、ジシアンジアミド４重量部、２−エチル−４−メチルイミダゾール０．５重量部の割合になるように配合されることにより、樹脂分を５０重量％とするワニスＡ２３が作製される。
【００３２】
このワニスＡ２３が厚さ１８μｍの銅箔１５の上に流延され、１５０℃で、２０分間乾燥されることにより、フィルム厚さ７０μｍの銅箔付きフィルムＢ１３が得られる。
【００３３】
なお、上記の銅箔付きフィルムＢ１３の樹脂中には、前述したプリプレグＡ５の場合と同様に、強度を向上せしめるために無機充填材が充填されており、この無機充填材の充填率は無機充填材が３０〜６０ｗｔ％であれば良い。その理由としては、無機充填材の充填率が３０ｗｔ％未満ではたわみ低減効果が劣る領内にあり、一方、６０ｗｔ％を超えると、プレス時の成形性が悪化する傾向にあるからである。
【００３４】
なお、前述したプリプレグＡ５並びにフィルムＢ１３における無機充填材は特に制限はなく、例えば炭酸カルシウム、アルミナ、マイカ、炭酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、シリカガラス短繊維やホウ酸アルミニウムや炭化ケイ素等の各種ウィスカ等が用いられる。また、これらを数種類併用しても良い。
【００３５】
また、プリプレグ中の無機充填材としては、基材として用いるガラス繊錐と同様の硬度を有するシリカ成分が無機充填材のうちの５０ｗｔ％以上とすることが、プリプレグの強度を向上するという点で好ましい。
【００３６】
さらに、無機充填材の配合方法としては、従来公知の技術を用いることができ、例えば混練機を用いる方法等をとることができる。
【００３７】
本発明で用いられるプリプレグおよびフィルム層の樹脂は特に限定されず，例えばエポキシ樹脂系，ポリイミド樹脂系，トリアジン樹脂系，フェノール樹脂系，メラミン樹脂系，これらの変性系等が用いられる。また、これらの樹脂は２種類以上を併用してもよく、必要に応じて各種硬化剤、硬化促進剤等を使用し、これらを溶剤溶液として配合しても構わない。
【００３８】
また、上記の硬化剤としては、従来公知の種々のものを使用することができ、側えば樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合には、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン、無水フタル酸、無水ヒロメリット酸、フェノールノボラックやクレゾールノボラック等の多官能性フェノール等の硬化剤を挙げることができる。これら硬化剤は何種類かを併用することも可能である。
【００３９】
さらに、上記の促進剤の種類や配合量は特に制限されるのものではなく、例えばイミダゾール系化合物、有機リン系化合物、第３級アミン、策４級アンモニウム塩等が用いられ、２種類以上を併用しても良い。
【００４０】
図２を参照するに、第２の実施の形態に係わるプリント配線板２５としては、図２（Ａ）に示されているように内層コア材３の上下に各１枚の銅箔付きフィルムＢ１３が配置される。この状態で、図２（Ｂ）に示されているように１８０℃、３ＭＰａにて加熱加圧され、更に回路加工が実施される。そして、レーザ加工機にてパルス幅を５０μｓとして直径０．１ｍｍのＳＶＨ穴あけが実施されることにより、４層ビルドアップ配線板Ｂ２７が得られる。
【００４１】
なお、上記の４層ビルドアップ配線板Ｂ２７は、図２（Ｃ）に示されているように内層コア材３に配置された２層の回路付き銅箔張り積層板１１と、また上記のように各銅箔付きフィルムＢ１３に配置された２層の銅箔１５とから、合計４層の回路付き金属箔張り積層板が配置されている。
【００４２】
この４層ビルドアップ配線板Ｂ２７の両側に各１枚のプリプレグＡ５が配置されており、前記各プリプレグＡ５の外側に１８μｍの銅箔７が配置される。この状態で、図２（Ｄ）に示されているように加熱加圧され、回路加工が実施される。そして、レーザ加工にてＳＶＨ穴あけ加工が実施されることにより、第２の実施の形態のプリント配線板２５が得られる。したがって、このプリント配線板２５には合計６層の回路付き金属箔張り積層板が配置されている。
【００４３】
なお、上記のプリント配線板２５における内層コア材３、プリプレグＡ５、銅箔付きフィルムＢ１３は、前述した第１の実施の形態の場合と同様であるので、説明は省略する。
【００４４】
図３を参照するに、第３の実施の形態に係わるプリント配線板２９としては、第１の実施の形態に係わるプリント配線板１におけるプリプレグＡ５をプリプレグＢ３１に置き換えたもので、他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００４５】
プリプレグＢについて
プリプレグＢ３１の作製過程としては、撹拝装置、コンデンサ及び温度計を備えたガラスフラスコに、メチルエチルケトンを５０重量部、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：５３０，東都化成株式会社製、ＹＤＢ−５００）１００重量部、ジシアンジアミド４重量部、２−エチル−４−メチルイミダゾール０．５重量部の割合になるように配合され、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン〔商品名：Ａ−１８７、日本ユニカー（株）製〕が３部加えられて、シリカが８０重量部、タルクが４０重量部配合され、５０℃で１時間撹拌されることにより、樹脂分を８０重量％とするワニス３３が作製される。
【００４６】
このワニス３３を単位面積当たりの重量が４８ｇ／ｍ^２のガラス補強材としての例えばガラス織布２１に含浸した後、１４０℃で５分加熱乾燥されることにより、樹脂分を６５重量％とするプリプレグＢ３１が得られる。
【００４７】
なお、プリプレグＢ３１における樹脂、無機充填材及びその充填率、充填配合方法については、前述した第１の実施の形態の場合と同様である。
【００４８】
また、上記のプリント配線板２９における内層コア材３、銅箔付きフィルムＢ１３は、前述した第１の実施の形態の場合と同様であるので説明は省略する。
【００４９】
図４を参照するに、第４の実施の形態に係わるプリント配線板３５としては、第２の実施の形態に係わるプリント配線板２５におけるプリプレグＡ５をプリプレグＢ３１に置き換えたもので、他の構成は第２の実施の形態と同様である。
【００５０】
なお、上記のプリント配線板３５における内層コア材３、銅箔付きフィルムＢ１３は、前述した第２の実施の形態の場合と同様であり、また、プリプレグＢ３１は、前述した第３の実施の形態の場合と同様であるので、説明は省略する。
【００５１】
図５を参照するに、第５の実施の形態に係わるプリント配線板３７としては、第３の実施の形態に係わるプリント配線板２９における銅箔付きフィルムＢ１３を銅箔付きフィルムＡ３９に置き換えたもので、他の構成は第３の実施の形態と同様である。
【００５２】
銅箔付きフィルムＡについて
銅箔付きフィルムＡ３９の作製としては、前述した銅箔付きフィルムＢ１３の作製において調整されたワニスＡ２３に、シリカを１５０部とメチルエチルケトン１２０部が配合されることにより、固形分濃度５０重量％とするワニスＢ４１が得られる。
【００５３】
この得られたワニスＢ４１が厚さ１８μｍの銅箔１５の上に流延され、１５０℃で、２０分間乾燥されることにより、フィルム層の厚さ７０μｍの銅箔付きフィルムＡ３９が得られる。
【００５４】
なお、銅箔付きフィルムＡ３９における樹脂、無機充填材及びその充填率、充填配合方法については、前述した第１の実施の形態の場合と同様である。
【００５５】
また、上記のプリント配線板３７における内層コア材３、プリプレグＢ３１は、前述した第３の実施の形態の場合と同様であるので、説明は省略する。
【００５６】
図６を参照するに、第６の実施の形態に係わるプリント配線板４３としては、第４の実施の形態に係わるプリント配線板３５における銅箔付きフィルムＢ１３を銅箔付きフィルムＡ３９に置き換えたもので、他の構成は第４の実施の形態と同様である。
【００５７】
なお、上記のプリント配線板４３における内層コア材３、プリプレグＢ３１は、前述した第４の実施の形態の場合と同様であり、また、銅箔付きフィルムＡ３９は、前述した第５の実施の形態の場合と同様であるので、説明は省略する。
【００５８】
以上のように、本発明の実施の形態のプリント配線板におけるプリプレグは、１５０〜２００℃で、１．０〜８．０ＭＰａ程度の範囲で加熱加圧して金属箔張り積層板となるのである。また同様にして、本発明のプリント配線板は、内層コア材３と金属箔の間に所定枚数のプリプレグを配置し、加熱加圧して製造されるものである。
【００５９】
その結果、プリント配線板を構成するプリプレグやフィルム層等からなるビルドアップ層のうちの１層以上をガラス補強材入りプリプレグにすることで、プリント配線板の弾性が高くなり、加熱工程中でのたわみを低減できるものである。
【００６０】
さらに加えて、上記のビルドアップ層のうちの最表層にガラス補強材入りプリプレグが配置されることにより、ビルドアップ層の弾性の向上は顕著となり、加熱工程中でのたわみを更に低減できる。
【００６１】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００６２】
以上の第１〜第６の実施の形態のビルドアップ配線板１，２５，２９，３５，３７，４１と、従来のプリント配線板としての例えば図７に示されているような比較例１におけるプリント配線板１０１とを用い、常温でのたわみ量（荷重：２０ｇ）および各ビルドアップ層のレーザ加工性を評価したところ、表１のように本発明の実施の形態のビルドアップ配線板がいずれも顕著な効果が認められた。
【００６３】
【表１】

【００６４】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、片側２層以上のビルドアップ層のうちの１層以上をガラス補強材入りプリプレグにすることにより、プリント配線板の弾性を向上でき、加熱工程中でのたわみを低減できる。
【００６５】
請求項２の発明によれば、ビルドアップ層のうちの最表層にガラス補強材入りプリプレグが配置されることにより、ビルドアップ層の弾性をさらに向上でき、加熱工程中でのたわみを更に低減できる。
【００６６】
請求項３の発明によれば、ガラス補強材入りプリプレグの樹脂中に無機充填材を含有することにより、強度を向上できるので、たわみを更に低減できる。
【００６７】
請求項４の発明によれば、ガラス補強材入りプリプレグの樹脂中における無機充填材の充填率が５０ｗｔ％未満ではたわみ低減が劣る傾向にあり、１５０ｗｔ％を超えると樹脂の流動性が小さくなり、プレス時の成形性が悪化する傾向があるので、５０〜１５０ｗｔ％が有効である。
【００６８】
請求項５の発明によれば、プリプレグ中の無機充填材としては、基材とし用いるガラス補強材と同様の硬度を有するシリカ成分を無機充填材のうちの５０ｗｔ％以上とすることにより強度を向上できるので、たわみを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプリント配線板の要部断面図並びに加工工程の説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態におけるプリント配線板の要部断面図並びに加工工程の説明図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態におけるプリント配線板の要部断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態におけるプリント配線板の要部断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態におけるプリント配線板の要部断面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態におけるプリント配線板の要部断面図である。
【図７】従来の比較例１におけるプリント配線板の要部断面図である。
【符号の説明】
１プリント配線板
３内層コア材（内層材）
５プリプレグＡ
７銅箔（金属箔）
１１銅箔張り積層板
１３フィルムＢ
１５銅箔（金属箔）
２１ガラス織布（ガラス補強材）

Claims

内層材に、所定枚数のプリプレグと２層以上の回路付き金属箔張り積層板を重ね合わせて配置すると共に少なくとも前記内層材の片側に２層以上のビルドアップ層を有するプリント配線板において、
前記ビルドアップ層のうちの１層以上がガラス補強材入りプリプレグであり、前記ビルドアップ層のうちに無機充填材を含有する樹脂から成るフィルム層を設け、このフィルム層の樹脂中における無機充填材の充填率を３０〜６０ｗｔ％としてなることを特徴とするプリント配線板。
前記ビルドアップ層のうちの最表層が、ガラス補強材入りプリプレグであることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
前記ガラス補強材入りプリプレグの樹脂中に、無機充填材を含有してなることを特徴とする請求項１又は２記載のプリント配線板。
ガラス補強材入りプリプレグの樹脂中における無機充填材の充填率が、５０〜１５０ｗｔ％であることを特徴とする請求項３記載のプリント配線板。
前記無機充填材のうちの５０ｗｔ％以上がシリカ成分であることを特徴とする請求項３又は４記載のプリント配線板。