JP5064890B2 - プリプレグの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリプレグの製造方法に関するものである。

プリント配線板の製造に使用されるプリプレグは、通常は、ガラス繊維等からなる基材に熱硬化性樹脂を含む樹脂ワニスを含浸させ、これを加熱乾燥してＢステージ状態とすることにより製造されている。

このようなプリプレグの製造に際しては、たとえば図２に示したように、長尺の基材１を連続的に搬送しながら、ディップ槽２内において樹脂ワニス３を基材１に含浸させている。基材１は、ディップ槽２内においてはディップロール６によりガイドされ、ディップ槽２より引き出された後に、一対のスクイズロール７により樹脂ワニス３のうちの所定含有量を超える余剰なものが絞り取られるようにされている。

たとえば以上のようなディップ槽２内において長尺の基材１に樹脂ワニス３が含浸される従来の工程においては、ディップ槽２内の樹脂ワニス３からの溶媒の揮発等によりその粘度が変化し、このことが基材１への樹脂ワニス３の含浸が十分でないという不都合が生じる場合がある。そこで従来では、図２にも矢印をもって示したように、ディップ槽２に向けて基材１の上方からの供給だけでなく、ディップ槽２の底部からも基材１の下方より樹脂ワニス３を供給したり、オーバーフローした樹脂ワニスをディップ槽より回収するようにする方法（特許文献１）が提案されている。また、ディップ槽２内での樹脂ワニス３の流動性が低下することによって基材１への樹脂ワニス３の含浸が不均一となることを防止するために、樹脂ワニス３のディップ槽２内への供給方向とディップ槽２内からの回収方向を基材１のディップ槽２内への進行方向に沿うようにすることや、基材１の幅方向にわたって均一に樹脂ワニス３が供給されるようにすること（特許文献２）が提案されてもいる。
特開２００３−３３５８７５号公報 特開２００６−１２３２２１号公報

樹脂ワニスの基材への含浸についてはたとえば上記のように従来より工夫改良が進められてきているが、樹脂ワニスの含浸がプリプレグを用いた積層板やプリント配線板の反りの発生に大きな問題を生じかねないとの点についてはあまり考慮されていない。

それと言うのも、従来、反りの問題は成形工程での問題であると考えられてきたからである。しかしながら、近年のフィラーを大量に配合した積層板やプリント配線板においては、含浸された樹脂の流動性が小さく、また基材自体への樹脂ワニスの含浸性も低くなっていることから、成形工程だけでは必要とするレベルにまで反りを改善することが難しくなってきている。基材への樹脂ワニスの含浸性については、積層板の微細穴あけ加工のために基材の空隙を扁平加工や解繊加工で埋めており、このことが基材への樹脂ワニスの含浸性をますます低下させている。基材中の樹脂の流動性や基材への樹脂ワニスの含浸性が低下すると、基材の表裏の樹脂量の差が積層板やプリント配線板の反りとして顕著に現れる。

本発明者らは、反りの抑制の問題を解決するための方策について鋭意検討し、プリプレグ製造における基材への樹脂ワニスの含浸が上記のように反りの問題に深く係わっていることを見出し、反り抑制のための手段を確立することに全力を投じてきた。

本発明は、上記のとおりの事情から、反りの少ない積層板やプリント配線板を製造することのできる新しいプリプレグの製造方法を提供することを課題としている。

本発明のプリプレグの製造方法は、上記の課題を解決するものとして以下のことを特徴とする。

第１には、長尺の基材を搬送してディップ槽内において樹脂ワニスを基材に含浸させる工程を含み、基材の搬送方向と直交する方向に回転軸を形成する第１および第２のディップロールを樹脂ワニス中に配置し、第１のディップロールの上側周面を基材下面に接触させた後、第２のディップロールの下側周面を基材上面に接触させて基材に樹脂ワニスを含浸させるプリプレグの製造方法であって、
基材の幅方向における樹脂ワニスの含浸時間のバラツキが次式

で表される関係となるように含浸し、かつ、基材の幅方向左右での張力の差が３％以内となるように含浸する。

第２には、上記第１の発明のプリプレグの製造方法において、通気度１０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ以下に調整された基材を用いる。

上記第１の発明によれば、成形後の積層板やプリント配線板の反りの発生を抑えることのできるプリプレグを、樹脂ワニス含浸工程において第１のディップロールと第２のディップロールを基材に接触させて樹脂ワニスを基材に含浸させ、これを乾燥させることで製造することができる。

第２の発明によれば、上記第１の発明の効果をさらに一層確実に安定して実現することができる。

本発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下に図面に沿ってその実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態を例示した概要断面図である。

長尺の基材１は、ディップ槽２の上方からディップ槽２内へと図中矢印の進行方向に搬送され、ディップ槽２内で基材１に樹脂ワニス３が含浸される。樹脂ワニス３の含浸は、樹脂ワニス３中に配置された第１のディップロール４および第２のディップロール５によりガイドされて行われる。第１のディップロール４および第２のディップロール５を通過した長尺の基材１はディップ槽２内から引き出されるように搬送され、一対のスクイズロール７の間を通過することにより過剰量の樹脂ワニス３が絞り取られ、乾燥工程へと搬送される。乾燥工程では樹脂ワニス３中の樹脂成分をいわゆるＢステージ化してプリプレグを得る。

ディップ槽２内の樹脂ワニス３中に配置された第１のディップロール４と第２のディップロール５は、各々、基材１の搬送方向に対して直交して固定支持されており、その直交方向に対して回転軸を形成している。樹脂ワニス３中では上記第１のディップロール４および第２のディップロール５が基材１の搬送方向に対して連続して配置され、第１のディップロール４は第２のディップロール５よりも上方に位置し、まず第１のディップロール４が基材１と接触し、次いで第２のディップロール５が基材１と接触するように配置されている。

第１のディップロール４は搬送される基材１を基材１の下面から押さえつけるように基材１の下側に配置されており、第１のディップロール４の中心軸よりやや右寄りの上側周面が基材１の下面と接触している。続く第２のディップロール５は搬送される基材１を基材１の上面から押さえつけるように基材１の上側に配置されており、第２のディップロール５の下側周面が基材１の上面と接触している。

長尺の基材１は第２のディップロール５で上方に折り返されてディップ槽２から導出され、一対のスクイズロール７の間を通過する。

このようにディップ槽２内では、第１のディップロール４および第２のディップロール５の周面によって長尺の基材１がその下面および上面から交互に押さえつけられることになる。第１のディップロール４の周面で基材１の下面から基材１が押さえつけられると、基材１の下面から内部へと樹脂ワニス３が含浸し、これにともない基材１内の空気が基材１外に押し出される。続く第２のディップロール５でも同様に、その周面で基材１の上面から基材１が押さえつけられると、基材１の上面から内部へと樹脂ワニス３が含浸する。また基材１内の空気も基材１外に押し出される。このようにして、第１のディップロール４および第２のディップロール５を通過した基材１はその表裏において均一にしかも効果的に樹脂ワニス３が含浸したものとなる。したがって、上記工程を経て製造されたプリプレグの反りの発生を抑えるほか、このプリプレグを用いて成形した積層板やプリント配線板の反りを効果的に抑えることができるのである。たとえば製造されたプリプレグの反りについては、１００ｍｍ×１００ｍｍに切断したプリプレグを平面に置いた際の反り量を５％未満に抑えることができる。

以上のように、本発明は基材１の表裏において均一にしかも効果的に樹脂ワニス３を含浸させるために、第１のディップロール４および第２のディップロール５の周面で基材１の下面および上面から交互に押さえつけているものであるが、このような第１のディップロール４および第２のディップロール５の基材１への押さえつけは、たとえば乾燥時の基材１の張力が２５０〜３５０Ｎ（ニュートン）となるように押さえつけるようにすることが好ましい。２５０Ｎ未満の場合や３５０Ｎを超える場合にはいずれも基材１に均一に樹脂ワニス３を含浸させることができない場合があるため好ましくない。

この実施形態では、上記効果を確実に安定して実現させるために、ディップ槽２内での含浸において、基材１の幅方向における樹脂ワニス３の含浸時間のバラツキが、前記のとおりの関係、すなわち、

で表される関係（１０％未満）となるように含浸することが好ましく、また、幅方向（左右）での基材に加わる張力の差が５％以内になるようにしてもよい。含浸時間のバラツキが１０％を超える場合や、左右の張力の差が５％を超える場合には、積層板、プリント配線板の反りを抑えることが難しくなる。

含浸時間は、基材１のディップ槽２への搬送とディップ槽２からの引き出しの速度、基材１に加わる張力等により制御されることになる。

幅方向（左右）での基材１に加わる張力の制御は、たとえば第１のディップロール４および第２のディップロール５の軸方向の一方の端部を上下方向に移動させて、各々の回転軸に軸方向の傾きを持たせることにより実現できる。この傾きにともない、第１のディップロール４および第２のディップロール５に接触している基材１の幅方向（左右）に加わる張力が変化するので、基材１の幅方向左右での張力の差が５％以内となるように第１のディップロール４および第２のディップロール５の軸方向の一方の端部について、その上下方向の移動量を調整する。あるいは別の方法として、第１のディップロール４および第２のディップロール５における回転軸の軸径を軸方向で変化させる、つまり回転軸の軸方向左右両部の軸径を異なるものとすることでも実現できる。このような軸径の変化は、たとえば、基材１や樹脂ワニス３に影響を及ぼさない材質からなるシートを第１のディップロール４および第２のディップロール５の外周に巻き付けることで軸径を大きくし、左右両部のいずれか一方に巻き付けることで軸径を軸方向に変化させることができる。

この実施形態に用いられる基材１は、長尺の繊維質基材であり、たとえばガラス繊維や有機繊維の織布、不織布であってよい。好ましくは、扁平加工、解繊加工等により、通気度１０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ以下に調整された基材１であることが考慮される。このような基材１を用いることで、基材１の表裏において均一にしかも効果的に樹脂ワニス３を含浸させることができ、得られたプリプレグを用いて成形した積層板やプリント配線板の反りを効果的に抑えることができる。

樹脂ワニス３はプリプレグに用いられる熱硬化性樹脂を含有する適宜な組成のものでよく、たとえば、エポキシ樹脂やＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイド）樹脂、これらの硬化剤、硬化助剤、そして無機フィラー等を含む樹脂組成物を有機溶媒で希釈して粘度調整されたものが用いられる。

そこで以下に実施例を示してさらに説明する。もちろん、以下の例により本発明が限定されることはない。

＜実施例１＞
１００ｇの高分子ポリフェニレンエーテル（日本ＧＥプラスチック製）と、３．５ｇのビスフェノールＡ（フェノール性化合物）とを加熱溶融して混合した後、４．５ｇの過酸化ベンゾイル（日本油脂製のラジカル開始剤）を配合して変性フェノール生成物を調製した。この後、室温にて変性フェノール生成物に、１５０ｇの臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ（日本化薬製の「ＥＰＰＮ５０１Ｈ」）と、５５ｇのフェノールノボラック型エポキシ（旭チバ製の「ＥＰＮ１１８２」）、３ｇのジアミノジフェニルメタン（油化シェル製の「エタキュア」、硬化剤）と、１ｇの２−エチル−４−メチル−イミダゾール（四国化成製の硬化促進剤）と、３００ｇのシリカ（アドマテックス製の合成シリカ、平均粒径０．５μｍ）を配合することによってエポキシ樹脂組成物を調製した。これを図１に示す装置にて幅１０００ｍｍ、厚さ０．１０ｍｍのガラスクロス（通気度：３ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓｅｃ）に含浸させた。このとき、ガラスクロスの幅方向左右での張力の差が１．２％となるようにした。

ガラスクロスに含浸させた後は、これを乾燥してプリプレグを製造した。
＜実施例２＞
実施例１においてガラスクロスの幅方向左右での張力の差を３％となるようにした以外は、実施例１と同様である。
＜比較例＞
実施例１において図１に示す装置の代わりに図２に示す装置を用いた以外は、実施例１と同様である。
（評価方法）
製造したプリプレグを１０００ｍｍの長さで切断した。これを厚さ０．８ｍｍとなるように複数枚積層して積層体とし、さらに両面に銅箔を配してこの積層体を加熱・加圧成形して銅張積層板を得た。

得られた銅張積層板を縦、横それぞれ５００ｍｍとなるように切断し、ＪＩＳ Ｃ６４８１ ５．２２ にしたがって反り率を求めた。

結果を表１に示す。

表１の結果から、基材の搬送方向と直交する方向に回転軸を形成する第１および第２のディップロールを樹脂ワニス中に配置し、第１のディップロールの上側周面を基材下面に接触させた後、第２のディップロールの下側周面を基材上面に接触させて基材に樹脂ワニスを含浸させた場合（実施例１，２）、これによって製造したプリプレグを用いて成形した銅張積層板の反り率を小さくできることが確認された。特に基材の幅方向左右での張力の差をより小さくすることにより（実施例１と実施例２との比較）、銅張積層板の反り率をより小さくできることが確認された。一方で、ディップロールが１本である従来の装置で製造した場合（比較例）の銅張積層板の反り率は、実施例１，２と比べて大きいことが確認された。

本発明の一実施形態を例示した概要断面図である。 従来法を示した概要断面図である。

符号の説明

１ 基材
２ ディップ槽
３ 樹脂ワニス
４ 第１のディップロール
５ 第２のディップロール

Claims (2)

1. 長尺の基材を搬送してディップ槽内において樹脂ワニスを基材に含浸させる工程を含み、基材の搬送方向と直交する方向に回転軸を形成する第１および第２のディップロールを樹脂ワニス中に配置し、第１のディップロールの上側周面を基材下面に接触させた後、第２のディップロールの下側周面を基材上面に接触させて基材に樹脂ワニスを含浸させるプリプレグの製造方法であって、
   基材の幅方向における樹脂ワニスの含浸時間のバラツキが次式
   

   

   で表される関係となるように含浸し、かつ、基材の幅方向左右での張力の差が３％以内となるように含浸することを特徴とするプリプレグの製造方法。
2. 通気度１０ｃｍ ^３ ／ｃｍ ^２ ／ｓ以下に調整された基材を用いることを特徴とする請求項１に記載のプリプレグの製造方法。

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