JP6796791B2 - 金属張積層板、プリント配線板、金属張積層板の製造方法及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第一実施形態に係る金属張積層板100の概略断面図である。
絶縁層10は、補強材11と、補強材11に含浸した熱硬化性樹脂組成物の硬化物12とを含む。
第一の金属層20及び第二の金属層30は、箔状の金属からなる。言い換えると、金属層20,30は、パターン化されていない面状の金属からなる。第一の金属層20と、第二の金属層30とは、同一の構成であってもよいし、互いに異なる構成であってもよい。
図2は、本発明の第二実施形態に係る金属張積層板101の概略断面図である。
第一の絶縁層40は、補強材41と、補強材41に含浸した熱硬化性樹脂組成物の硬化物42とを含む。第二の絶縁層60は、補強材61と、補強材61に含浸した熱硬化性樹脂組成物の硬化物62とを含む。第一の絶縁層40と、第二の絶縁層60とは同一の構成であってもよいし、互いに異なる構成であってもよい。
導体回路50は、パターニングされた層であり、内層導体パターン層として機能する。導体回路50としては、パターニングの他は、例えば、金属層20,30として例示したものと同様のものを用いることができる。導体回路50の厚さAは、好ましくは2〜20μmである。導体回路50のパターンは、特に限定されず、プリント配線板の使用用途に応じて適宜調整すればよい。
第一の金属層21及び第二の金属層31(以下、金属層21,31という場合がある)は、箔状の金属からなる。言い換えると、金属層21,31は、パターン化されていない面状の金属からなる。金属層21,31としては、例えば、金属層20,30として例示したものと同様のものを用いることができる。
図3は、本発明の実施形態に係るプリント配線板200の概略断面図である。図3において、図2に示した第二実施形態に係る金属張積層板101の構成部材と同一の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。
第二の導体回路22及び第三の導体回路32(以下、導体回路22,32という場合がある)は、それぞれパターニングされた層であり、ともに外層導体パターン層として機能する。第二の導体回路22と、第三の導体回路32とは、同一の構成であってもよいし、互いに異なる構成であってもよい。導体回路22,32としては、パターニングの他は、例えば、金属層20,30として例示したものと同様のものを用いることができる。導体回路22,32の厚さは、好ましくは1〜20μmである。導体回路22,32のパターンは、特に限定されず、プリント配線板の使用用途に応じて適宜調整すればよい。
図4A〜Dは、本発明の第一実施形態に係る金属張積層板101の製造方法(以下、第一実施形態に係る製造方法)の説明するための説明図である。図5は、ダブルベルトプレス装置300を示す概略図である。図4A〜Dにおいて、図2の第二実施形態に示した構成部材と同一の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。
準備工程では、図4Bに示す片面40aに導体回路50を備えたコア基板110を準備する。この準備工程は、具体的に、予備工程と、回路形成工程とを含む。予備工程では、第一の絶縁層40の第一面40aに導体回路形成用金属層50aを、第一の絶縁層40の第一面40aとは反対の面40b(以下、第二面40b)に第二の金属層31をそれぞれ備える、図4Aに示す金属張積層板110aを準備する。回路形成工程では、導体回路形成用金属層50aに配線形成処理を施して、図4Bに示すコア基板110を得る。
積層工程では、図4Cに示すように、導体回路50を備える第一面40a上にプリプレグ60a及び金属箔21をこの順に積層することで、図4Dに示す積層物101aを作製する。積層する方法は、後述する加熱加圧成形する方法に応じて適宜調整すればよい。
加熱加圧成形工程では、図5に示すように、回動する一対のエンドレスベルト310,310間に積層物101aを連続的に供給し、一対のエンドレスベルト310,310間で、積層物101aを加熱加圧成形する。これにより、金属張積層板101が得られる。
ダブルベルトプレス法では、ダブルベルトプレス装置300を用いる。ダブルベルトプレス装置300は、図5に示すように、一対のエンドレスベルト310,310と、2組の一対のドラム320,320と、熱圧装置330,330とを備える。さらに、ダブルベルトプレス装置300の材料供給側には、長尺なプリプレグ60aがコイル状に巻回された繰出機340と、長尺な金属箔21がコイル状に巻回された繰出機350と、長尺のコア基板110がコイル状に巻回された繰出機360とが設けられている。ダブルベルトプレス装置300の材料導出側には、長尺な金属張積層板101をコイル状に巻き取る巻取機370が設けられている。
図6A〜Dは、本発明の第二実施形態に係る金属張積層板の製造方法(以下、第二実施形態に係る製造方法)の説明するための説明図である。図7は、本発明の第三実施形態に係る金属張積層板102の概略断面図である。図6A〜D、図7において、図4の第一実施形態に係る製造方法に示した構成部材と同一の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。
準備工程では、図6Bに示すように、第一面40aに第一の導体回路50を備え、第二面40bに第二の導体回路51を備えたコア基板120を準備する。この準備工程は、具体的に、予備工程と、回路形成工程とを含む。予備工程では、第一の絶縁層40の第一面40aに第一の導体回路形成用金属層50aを,第二面40bに第二の導体回路形成用金属層31をそれぞれ備える、図6Aに示す金属張積層板110aを準備する。回路形成工程では、第一の導体回路形成用金属層50a及び第二の導体回路形成用金属層31にそれぞれ配線形成処理を施して、図6Bに示すコア基板120を得る。
積層工程では、図6Cに示すように、導体回路50を備える第一面40a上にプリプレグ60a及び金属箔21をこの順に積層するとともに、導体回路51を備える第二面40b上にプリプレグ70a及び金属箔31をこの順に積層することで、積層物102aを作製する。積層する方法は、後述する加熱加圧成形する方法に応じて適宜調整すればよい。
加熱加圧成形工程では、積層物102aを加熱加圧成形する。これにより、図7に示す金属張積層板102が得られる。
本実施形態に係るプリント配線板の製造方法は、上述した実施形態に係る金属張積層板の製造方法で金属張積層板101,102を製造し、金属箔21,31に配線形成処理を施す。これにより、プリント配線板が得られる。配線形成処理の方法としては、特に限定されず、例えば、サブトラクティブ法、セミアディティブ法などの公知の配線形成処理の方法などが挙げられる。
〔準備工程〕
下記の長尺なプリプレグ、長尺な下側金属箔(第二の金属層31に対応)及び長尺な上側金属箔(導体回路形成用金属層50aに対応)を用い、図5に示す製造装置を用いて、図4Aに示す構成の長尺な金属張積層板110aを得た。ダブルベルトプレス装置300における予備加熱条件は、加熱温度100℃、加熱時間30sの条件で行った。ダブルベルトプレス装置300における加熱加圧は、加熱温度300℃、加圧力40MPa及び加熱加圧時間3分の条件で行った。
パナソニック(株)製の品番「R-1410E」(板厚:12μm)を用いた。「R-1410E」は、板厚が異なっていても、エポキシ樹脂、フェノール系硬化剤及びシリカ等の無機フィラーを含有する樹脂組成物をガラスクロス(ガラス組成:Eガラス)に含浸した後、樹脂組成物を半硬化状態になるまで乾燥させて製造されたものである。無機フィラーの配合割合は、エポキシ樹脂及びフェノール系硬化剤100質量部に対して、100質量部である。
(長尺な下側金属箔)
三井金属鉱業(株)製の品番「3EC-M2S-VLP」(厚さ:12μm)を用いた。
(長尺な上側金属箔)
三井金属鉱業(株)製の品番「MicroThin Ex5」(厚さ:5μm、プリプレグ側の面とは反対の面の表面粗さ(Rzjis):2μm)を用いた。
長尺なコア基板110、下記の長尺なプリプレグ60a、長尺な金属箔(第一の金属層21に対応)を用い、図4C及び図4Dに示す製造工程により、図5に示す製造装置を用いて、図2に示す長尺な金属張積層板101を得た。ダブルベルトプレス装置300における予備加熱条件は、加熱温度230℃、加熱時間30sの条件で行った。ダブルベルトプレス装置300における加熱加圧は、昇温速度3℃/sで200℃から300℃まで加熱した後、加熱温度300℃、加圧力40MPa及び加熱加圧時間3分の条件で行った。
パナソニック(株)製の品番「R-1410E」(板厚:12μm、補強材61aの厚さ:12μm、樹脂分:54%、樹脂流れ:30%、硬化時間:150秒、揮発分:0.5%)を用いた。樹脂分、樹脂流れ、硬化時間及び揮発分の数値はカタログ値であり、以下に示す樹脂分、樹脂流れ、硬化時間及び揮発分の数値についても同様である。
三井金属鉱業(株)製の品番「3EC-M2S-VLP」(厚さ:12μm、プリプレグ側の面の表面粗さ(Rzjis):2μm)を用いた。
得られた長尺な金属張積層板101の両面の金属層21,31をエッチングで配線形成処理をして第二の配線導体層22及び第三の配線導体層32を形成し、図3に示す構成の長尺なプリント配線板200を得た。
〔積層工程・加熱加圧成形工程〕において、長尺なプリプレグ60aとして、パナソニック(株)製の品番「R-1410E」(板厚:14μm、補強材61aの厚さ:12μm、樹脂分:61%、樹脂流れ:30%、硬化時間:150秒、揮発分:0.5%)を用いた他は実施例1と同様にして、図3に示す構成のプリント配線板200を得た。
〔準備工程〕において、長尺な上側金属箔として、三井金属鉱業(株)製の品番「3EC-M2S-VLP」(厚さ:20μm、プリプレグ側の面とは反対の面の表面粗さ(Rzjis):2μm)を用い、〔積層工程・加熱加圧成形工程〕において、長尺なプリプレグ60aとして、パナソニック(株)製の品番「R-1410E」(板厚:45μm、補強材61aの厚さ:45μm、樹脂分:48%、樹脂流れ:10%、硬化時間:150秒、揮発分:0.5%)を用いた他は実施例1と同様にして、図3に示す構成のプリント配線板200を得た。
〔積層工程・加熱加圧成形工程〕において、長尺なプリプレグ60aとして、パナソニック(株)製の品番「R-1410E」(板厚:47μm、補強材61aの厚さ:45μm、樹脂分:50%、樹脂流れ:10%、硬化時間:150秒、揮発分:0.5%)を用いた他は実施例3と同様にして、図3に示す構成のプリント配線板200を得た。
下記の長尺なプリプレグ、長尺な下側金属箔(第二の金属層30に対応)及び長尺な上側金属箔(第一の金属層20に対応)を用い、図5に示す製造装置を用いて、図1に示す構成の金属張積層板100を得た。ダブルベルトプレス装置300における予備加熱条件は、加熱温度100℃、加熱時間30sの条件で行った。ダブルベルトプレス装置300における加熱加圧は、200℃から300℃まで昇温温度3℃/sで加熱した後、加熱温度300℃、加圧力40MPa及び加熱加圧時間3分の条件で行った。
パナソニック(株)製の品番「R-1410E」(板厚:12μm、補強材11に対応する補強材の厚さ:12μm、樹脂分:54%、樹脂流れ:30%、硬化時間:150秒、揮発分:0.5%)を用いた。
三井金属鉱業(株)製の品番「3EC-M2S-VLP」(厚さ:12μm、プリプレグ側の面の表面粗さ(Rzjis):2μm)を用いた。
長尺なプリプレグとして、パナソニック(株)製の品番「R-1410E」(板厚:14μm、補強材11に対応する補強材の厚さ:12μm、樹脂分:59%、樹脂流れ:30%、硬化時間:150秒、揮発分:0.5%)を用いた他は実施例5と同様にして図1に示す構成の金属張積層板100を得た。
〔準備工程〕
プリプレグ、下側金属箔(第二の金属層31に対応)及び上側金属箔(導体回路形成用金属層50aに対応)を用い、多段真空プレス法により、図4Aに示す構成の金属張積層板110aを得た。多段真空プレス法おける加熱加圧は、下記の条件で行った。
パナソニック(株)製の品番「R-1410E」(板厚:15μm、樹脂分:61%、樹脂流れ:30%、硬化時間:150秒、揮発分:0.5%秒以下)を用いた。
三井金属鉱業(株)製の品番「3EC-M2S-VLP」(厚さ:12μm)を用いた。
三井金属鉱業(株)製の品番「MicroThinEX5」(厚さ:5μm、プリプレグ側の面とは反対の面の表面粗さ(Rzjis):2μm)を用いた。
コア基板110、下記のプリプレグ60a、金属箔(第一の金属層21に対応)を用い、多段真空プレス法により、図2に示す金属張積層板101を得た。多段真空プレス法における加熱加圧条件は、下記の条件で行った。
パナソニック(株)製の品番「R-1410E」(板厚:15μm、補強材61aの厚さ:12μm、樹脂分:63%、樹脂流れ:30%、硬化時間:150秒、揮発分:0.5%)を用いた。
三井金属鉱業(株)製の品番「3EC-M2S-VLP」(厚さ:12μm、プリプレグ側の面の表面粗さ(Rzjis):2μm)を用いた。
得られた長金属張積層板101の両面の金属層21,31をエッチングで配線形成処理をして第二の配線導体層22及び第三の配線導体層32を形成し、図3に示す構成のプリント配線板200を得た。
〔積層工程・加熱加圧成形工程〕において、プリプレグ60aとして、パナソニック(株)製の品番「R-1410E」(板厚:17μm、補強材61aの厚さ:12μm、樹脂分:67%、樹脂流れ:30%、硬化時間:150秒、揮発分:0.5%)を用いた他は、比較例1と同様にしてプリント配線板200を得た。
〔準備工程〕において、上側金属箔として、三井金属鉱業(株)製の品番「3EC-M2S-VLP」(厚さ:20μm、プリプレグ側の面の表面粗さ(Rzjis):2μm)を用い、〔積層工程・加熱加圧成形工程〕において、プリプレグ60aとして、パナソニック(株)製の品番「R-1410E」(板厚:48μm、補強材61aの厚さ:45μm、樹脂分:50%、樹脂流れ:10%、硬化時間:150秒、揮発分:0.5%)を用いた他は実施例1と同様にして、図3に示す構成のプリント配線板200を得た。
〔積層工程・加熱加圧成形工程〕において、プリプレグ60aとして、パナソニック(株)製の品番「R-1410E」(板厚:55μm、補強材61aの厚さ:45μm、樹脂分:55%、樹脂流れ:10%、硬化時間:150秒、揮発分:0.5%)を用いた他は比較例3と同様にしてプリント配線板200を得た。
下記のプリプレグ、下側金属箔(第二の金属層30に対応)及び上側金属箔(第一の金属層20に対応)を用い、多段真空プレス法により、図1に示す構成の金属張積層板100を得た。多段真空プレス法おける加熱加圧は、比較例1の〔準備工程〕における加熱加圧条件と同様の条件で行った。
パナソニック(株)製の品番「R-1410E」(板厚:15μm、補強材11に対応する補強材の厚さ:12μm、樹脂分:61%、樹脂流れ:30%、硬化時間:150秒、揮発分:0.5%)を用いた。
三井金属鉱業(株)製の品番「3EC-M2S-VLP」(厚さ:12μm、プリプレグ側の面の表面粗さ(Rzjis):2μm)を用いた。
実施例1〜4及び比較例1〜4で得られた金属張積層板101において、導体回路50と第一の金属層21との層間厚さTaは、デジタルマイクロスコープ(株式会社キーエンス製の「VH-Z500」、以下同じ)で、金属張積層板101の断面観察を行い、図2に示すように、金属張積層板101の厚み方向において、第一の金属層21の第二の絶縁層60側の先端部と、導体回路50の第二の絶縁層60側の先端部との2点間の長さをデジタルマイクロスコープで2000倍に拡大し計測機能により計測して測定した。ここで、第一の金属層21の第二の絶縁層60側の先端部とは、図2に示すように、第一の金属層21の下面で、銅箔凸部3点の平均位置に直線を引き定める位置である。導体回路50の第二の絶縁層60側の先端部とは、図2に示すように、導体回路50の上面で、銅箔凸部3点の平均位置に直線を引き定める位置である。
各実施例及び比較例で得られた両面金属張積層板を試験片として、JIS C6481に準拠して、下記のようにして、はんだ耐熱性を評価した。溶融はんだの温度を200℃から開始して約10℃ずつ上昇させた。溶融はんだの温度を上昇させる段階において、各温度で60秒間、試験片を溶融はんだ浴上に放置した。その後、溶融はんだ浴から試料片を取り出し、試験片を室温まで冷やした。試験片の膨れ、層間剥離の有無を目視により確認した。膨れ、層間剥離が確認されなかったはんだの最高温度を評価結果とした。
各実施例及び比較例で得られた金属張積層板を切り出し、平面視寸法20cm×20cmの試験片を得た。この試験片の両面の金属層をエッチングによって全て除去してから、この試験片を200℃で1時間加熱した。
101a,102a 積層物
110,120 コア基板
200 プリント配線板
10,40,60,70 絶縁層
11,41,61,61a,71,71a 補強材
12,42,62,72 熱硬化性樹脂組成物の硬化物
20,21,30,31,50a 金属層
22,32,50,51 導体回路
60a,70a プリプレグ
62a,72a 熱硬化性樹脂組成物の半硬化物
Claims (6)
- 第一面及び第二面を有する絶縁層と、
前記絶縁層の前記第一面上に積層された第一の金属層と、
前記絶縁層の前記第二面上に積層された第二の金属層とを備え、
前記絶縁層は、補強材と前記補強材に含浸した熱硬化性樹脂組成物の硬化物とを含み、
前記第一の金属層と前記第二の金属層との層間厚さTa1と、前記補強材の厚さTb1との関係が、
0 ≦ Ta1−Tb1 ≦ 2μm
であり、
板厚が14〜90μmであることを特徴とする金属張積層板。 - 第一の絶縁層と、
前記第一の絶縁層上に積層された導体回路と、
前記第一の絶縁層及び前記導体回路上に積層された第二の絶縁層と、
前記第二の絶縁層上に積層された金属層とを備え、
前記第二の絶縁層は、補強材と前記補強材に含浸した熱硬化性樹脂組成物の硬化物とを含み、
前記導体回路と前記金属層との層間厚さTa2と、前記補強材の厚さTb2との関係が、
0 ≦ Ta2−Tb2 ≦ 2μm
であり、
前記補強材が、織布又は不織布であることを特徴とする金属張積層板。 - 第一の絶縁層と、
前記第一の絶縁層上に積層された第一の導体回路と、
前記第一の絶縁層及び前記第一の導体回路上に積層された第二の絶縁層と、
前記第二の絶縁層上に積層された第二の導体回路とを備え、
前記第二の絶縁層は、補強材と前記補強材に含浸した熱硬化性樹脂組成物の硬化物とを含み、
前記第一の導体回路と前記第二の導体回路との層間厚さTa3と、前記補強材の厚さTb3との関係が、
0 ≦ Ta3−Tb3 ≦ 2μm
であり、
前記補強材が、織布又は不織布であることを特徴とするプリント配線板。 - 両面又は片面に導体回路を備えたコア基板を準備する準備工程と、
前記導体回路を備える面上にプリプレグ及び金属箔をこの順に積層することで積層物を作製する積層工程と、
回動する一対のエンドレスベルト間に前記積層物を連続的に供給し、前記一対のエンドレスベルト間で、前記積層物を加熱加圧成形する加熱加圧成形工程とを含み、
前記プリプレグは、補強材と前記補強材に含浸した熱硬化性樹脂組成物とを含み、
前記加熱加圧成形工程は、前記積層物を常温から前記熱硬化性樹脂組成物の硬化温度まで、3℃/s以上の昇温速度で加熱し、
加熱加圧成形後の前記導体回路と前記金属箔との層間厚さTa4と、前記補強材の厚さTb4との関係が、
0 ≦ Ta4−Tb4 ≦ 2μm
であり、
前記補強材が、織布又は不織布であることを特徴とする金属張積層板の製造方法。 - 前記加熱加圧成形工程の前に、前記積層物を予備加熱することを特徴とする請求項4に記載の金属張積層板の製造方法。
- 請求項4又は5に記載の方法で金属張積層板を製造し、
前記金属箔に配線形成処理を施すことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
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