JP6331433B2

JP6331433B2 - 金属張り積層板の製造方法及び金属張り積層板

Info

Publication number: JP6331433B2
Application number: JP2014019352A
Authority: JP
Inventors: 斉藤　猛; 猛斉藤; 智行谷田; 亮太佐々木
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2014-02-04
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2034-02-04
Also published as: JP2015145115A

Description

本発明は、金属張り積層板の製造方法及び金属張り積層板に関する。

従来、印刷配線板に使用される金属張り積層板は、繊維質基材に熱硬化性樹脂を含浸した後、熱硬化性樹脂をＢステージまで硬化して製造されるプリプレグを所定の厚みになるよう複数枚重ね、その片側或いは両側に金属箔を配置し、これら材料をステンレス製の鏡板で交互に挟み、多段成形プレスでＣステージ状態まで所定の時間、圧力と温度を掛け成形する。また、成形性改善を目的にクッション材をプリプレグ、金属箔、鏡板からなる構成品の外側に配置している（特許文献１参照）。

特開平３−１７６１４７号公報

しかし、上述の方法で、製造された金属張り積層板は、成形工程において、樹脂の軟化、溶融、硬化に伴う伸び、収縮作用が起こる。同時に鏡板やクッション材も材質特有の伸び、収縮が発生する。このとき成形圧力により、これら変形が拘束され積層板内部に歪みとなって残留する。残留歪みは、配線板加工工程でのエッチング、加熱により開放され反りとなり、搬送性、密着性、位置精度等の問題となる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、成形中の積層板の残留歪みを極少化し金属張り積層板の仕上がり反りおよび加工時反りを小さくする金属張り積層板の製造方法及び金属張り積層板を提供することを目的とする。

本発明は、次のものに関する。
（１）繊維質基材に熱硬化性樹脂のワニスを含浸し得たプリプレグと、その片側或いは両側に配置した金属箔と、をステンレス製鏡板で挟みこんでなる構成品の外側に、クッション材が配置され、加熱加圧する金属張り積層板の製造方法において、前記ステンレス製鏡板の熱膨張係数が、２０〜３００℃の範囲内で前記熱硬化性樹脂の熱膨張係数に対し±７ｐｐｍ／℃以内であり、前記クッション材と、前記ステンレス製鏡板との間には動摩擦係数が０．５以下のフッ素樹脂シートが配置されている金属張り積層板の製造方法。
（２）前記に記載の製造方法で得た金属張り積層板。

本発明により、成形中の積層板の残留歪みを極少化し金属張り積層板の仕上がり反りおよび加工時反りを小さくする金属張り積層板の製造方法及び金属張り積層板を提供することが可能となった。

本発明における金属張り積層板の製造方法において、熱盤間の材料配置を示す概略図である。

本発明の金属張り積層板の製造方法は、繊維質基材に熱硬化性樹脂のワニスを含浸し得たプリプレグと、その片側或いは両側に配置した金属箔と、をステンレス製鏡板で挟みこんでなる構成品の外側に、クッション材が配置され、加熱加圧する金属張り積層板の製造方法において、前記ステンレス製鏡板の熱膨張係数が、２０〜３００℃の範囲内で前記熱硬化性樹脂の熱膨張係数に対し±７ｐｐｍ／℃以内であり、前記クッション材と、前記ステンレス製鏡板との間には動摩擦係数が０．５以下のフッ素樹脂シートが配置されている。なお、熱膨張係数はＪＩＳＫ７１９７に準じ測定し、求めた。

本実施形態の金属張り積層板の製造方法において、積層工程では、繊維質基材に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグと金属箔をステンレス製鏡板に挟み込んで１セットの構成品とし、所定のセット数の構成品を重ね合わせ、プレスの熱盤間に挿入し加熱加圧して成形する。成形の際、熱硬化性樹脂は、軟化、溶融、硬化に伴う伸び、収縮作用が起こる。同時にステンレス製鏡板も材質特有の伸び、収縮が発生する。このとき、軟化状態にある樹脂の伸び、硬化時の収縮作用は、ステンレス製鏡板の熱膨張係数に拘束されるため、熱硬化性樹脂の熱膨張係数と略同等の熱膨張係数を有するステンレス材質を使用することで積層板に残留する歪みが少なくなり反りが小さくなる。従って、使用するステンレス製鏡板の熱膨張係数は、２０〜３００℃の範囲内でプリプレグ含有熱硬化性樹脂の熱膨張係数に対し±７ｐｐｍ／℃以内であり、±５ｐｐｍ／℃以内が好ましく、±４ｐｐｍ／℃以内がより好ましく、±３ｐｐｍ／℃以内がさらに好ましい。よって、例えば、熱硬化性樹脂の熱膨張係数が１０〜２０ｐｐｍ／℃であればＳＵＳ３０１(熱膨張係数１７ｐｐｍ／℃)、４〜１０ｐｐｍ／℃以下であればＳＵＳ４２０（熱膨張係数１２ｐｐｍ／℃）、ＳＵＳ６３０(熱膨張係数１１ｐｐｍ／℃)が好適である。

また、プレスの熱盤の凹凸回避、昇温速度の調整を目的に、プリプレグ、金属箔、ステンレス製鏡板からなる構成品の外側に、ゴム製或いは紙製クッション材を挿入するが、これらクッション材は、構成品と比較し、熱膨張係数が著しく差異があり、特に熱盤側の積層板は、このクッション材の伸び、収縮作用に拘束されるため、反りが大きくなる。クッション材による構成品の伸び、収縮作用の拘束は、クッション材とステンレス製鏡板が接触しているためであり、異なる熱膨張係数である場合は、それぞれの構成材料が、単独で作用することが必要である。本発明は、動摩擦係数の小さいフッ素樹脂シートを熱膨張係数の異なる材料すなわちクッション材とステンレス製鏡板の間に配置することで成形中の積層板の残留歪みを極少化し金属張り積層板の仕上がり反りおよび加工時反りを小さくする。フッ素樹脂シートは、作業性、強度の観点から、ガラス繊維が好ましく、ガラス繊維質基材の厚みは、１００〜３００μｍが好ましい。また、フッ素樹脂シートの動摩擦係数は、０．５以下であり、０.４以下が好ましく、０．３以下がより好ましい。さらに、フッ素樹脂シートのフッ素樹脂付着量は、５０質量％以上が好ましい。なお、フッ素樹脂シートとしては、テフロンシート（デュポン社製、「テフロン」は登録商標）等が好適である。なお、動摩擦係数は１５〜２５℃においてＪＩＳＫ７１２５にて測定し、求めた。

以下、本実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に関する材料構成の概略図である。プリプレグ及び金属箔１を、ステンレス製鏡板２で交互に挟み込んだ、複数の構成品１０と、その外側にクッション材３と、をキャリアプレート５と共にプレス熱盤６に挿入する。この際、構成品１０とクッション材３の間にフッ素樹脂シート４を配置する。更に、フッ素樹脂シート４を、クッション材３とキャリアプレート５間にも配置するのが好ましい。

本発明の金属張り積層板は、繊維質基材が無機繊維又は有機繊維の織布である。基材強度、取り扱いの点から、無機繊維としてガラス繊維が好ましく、繊維質基材の厚みは、１０〜２００μｍが好ましい。熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、シアネートエステル樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、トリアジン環を有する熱硬化性樹脂が適用できる。また、必要に応じて、水酸化アルミニウム、クレー等の無機充填材が添加される。さらに、必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲で他の化合物を配合することも可能である。

前記熱硬化性樹脂、その他の成分は、溶剤に溶解または分散させてワニスとして使用される。使用サレル溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、酢酸エチル等のエステル系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系溶剤、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド系溶剤、メタノール、エタノール等のアルコール系溶剤が挙げられ、これらは何種類かを混用して用いてもよい。熱硬化性樹脂ワニス中の固形分濃度は、５０〜８０質量％が好ましい。

繊維質基材への熱硬化性樹脂ワニスの計量方法には、特に制限はないが、スクイズロール方式、カットバー方式が一般的である。このとき、繊維質基材への熱硬化性樹脂ワニスの付着量は、熱硬化性樹脂固形分と繊維質基材の総量に対して、樹脂固形分は４０〜８０質量％が好ましい。プリプレグは、所定の寸法に裁断され、１枚または適宜任意枚数を積層してその片面或いは両面に金属箔を重ねて加熱加圧成形することにより金属張り積層板とすることができる。このときの条件としては、加熱温度が１５０〜２５０℃、圧力が２〜５ＭＰａの条件とするのが好ましく、この条件に０．５〜４．０時間さらすことが好ましい。また、多段加圧や脱圧冷却が有効である。金属箔としては、銅箔、アルミニウム箔等が使用される。金属箔の厚さは、用途にもよるが３〜１００μｍのものが好適に用いられる。

金属張り積層板の成形工程において、樹脂の軟化、溶融、硬化に伴う伸び、収縮作用が起こる。同時に鏡板やクッション材も材質特有の伸び、収縮が発生する。このとき成形圧力により、これら変形が拘束され積層板内部に歪みとなって残留する。残留歪みは、配線板加工工程でのエッチング、加熱により開放され反りとなり、搬送性、密着性、位置精度等の問題となる。本発明においては、積層板と同じ熱膨張係数の鏡板を使用すること及びクッション材をテフロン製シートで挟み込み加熱加圧成形することで反りの発生を抑制し、加工性、搬送性を改善することができる。

以下、本発明の好適な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂(エポキシ当量２０５)１００質量部、フェノールノボラック樹脂(水酸基当量：１０８)５４質量部、水酸化アルミニウム１２０質量部、２−エチル−４−メチルイミダゾール０．２質量部をメチルエチルケトンに溶解して固形分７０質量％の熱硬化性樹脂ワニスに、厚み０．１０ｍｍのガラスクロス織布で、樹脂分４５質量％のプリプレグを製造した。前記プリプレグ４枚を重ね合わせ両側に、厚さ１２μｍの銅箔を配置し、厚さ１．５ｍｍの鏡板（ＳＵＳ６３０、熱膨張係数１１ｐｐｍ／℃）に挟み、構成品とし、１５セットの前記構成品を、プレス熱板間に挿入し、多段プレスにて温度１８５℃、圧力４ＭＰａの条件下で８５分間成形し、両面銅張積層板を作製した。
熱硬化性樹脂の熱膨張係数は９ｐｐｍ／℃である。また、動摩擦係数０．３、厚み０．２４ｍｍ、樹脂分５８質量％のテフロンシートでクッション材を挟み込み、前記のテフロンシート付きクッション材を構成品（１５セット）の上下に配置した。

（実施例２）
臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂(エポキシ当量２０５)１００質量部、フェノールノボラック樹脂(水酸基当量：１０８)５４質量部、水酸化アルミニウム１５０質量部、２−エチル−４−メチルイミダゾール０．２質量部をメチルエチルケトンに溶解して固形分７０質量％の熱硬化性樹脂ワニスに、厚み０．１０ｍｍのガラスクロス織布で、樹脂分４５質量％のプリプレグを製造した。前記プリプレグ４枚を重ね合わせ両側に、厚さ１２μｍの銅箔を配置し、厚さ１．５ｍｍの鏡板（ＳＵＳ３０１、熱膨張係数１７ｐｐｍ／℃）に挟み、構成品とし、１５セットの前記構成品を、プレス熱板間に挿入し、多段プレスにて温度１８５℃、圧力４ＭＰａの条件下で８５分間成形し、両面銅張積層板を作製した。
熱硬化性樹脂の熱膨張係数は１５ｐｐｍ／℃である。また、動摩擦係数０．３、厚み０．２４ｍｍ、樹脂分５８質量％のテフロンシートでクッション材を挟み込み、前記のテフロンシート付きクッション材を構成品（１５セット）の上下に配置した。

（比較例１）
テフロンシート付きクッション材の代わりに、テフロンシートのないクッション材を使用した以外は、実施例１と同様にして、両面銅張積層板を作製した。

（比較例２）
鏡板として、ＳＵＳ６３０の代わりに、ＳＵＳ３０１を使用した以外は、実施例１と同様にして、両面銅張積層板を作製した。

実施例１、２及び比較例１、２の銅張積層板の反り量を測定した。なお、反り量とは、銅張積層板５００ｍｍ角サンプルのはね上がり量をスケールで測定した値である。その結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜２の両面銅張積層板は、比較例１〜２の両面銅張積層板と比べ、プレス熱盤側及び内側ともに、反り量が小さいことがわかる。
本発明より製造した金属張り積層板は、成形中の積層板の残留歪みを極少化し、金属張り積層板の仕上がり反りおよび加工時反りを小さくできる。

１：プリプレグ及び金属箔、２：鏡板、３：クッション材、４：テフロンシート、５：キャリアプレート、６：プレス熱盤、１０：構成品。

Claims

繊維質基材に熱硬化性樹脂のワニスを含浸し得たプリプレグと、その片側或いは両側に配置した金属箔と、をステンレス製鏡板で挟みこんでなる構成品の外側に、クッション材が配置され、加熱加圧する金属張り積層板の製造方法において、前記ステンレス製鏡板の熱膨張係数が、２０〜３００℃の範囲内で前記熱硬化性樹脂の熱膨張係数に対し±７ｐｐｍ／℃以内であり、前記クッション材を動摩擦係数が０．５以下のフッ素樹脂シートで挟み込むように配置する、金属張り積層板の製造方法。
前記フッ素樹脂シートがガラス繊維及びフッ素樹脂を含有してなり、且つ前記フッ素樹脂の付着量が５０質量％以上のフッ素樹脂シートである、請求項１に記載の金属張り積層板の製造方法。
請求項１又は２に記載の製造方法で得た金属張り積層板。