JPH04270657A - プリント配線板用基板の連続的製造法及び多層プリント配線板の連続的製造法 - Google Patents

プリント配線板用基板の連続的製造法及び多層プリント配線板の連続的製造法

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JPH04270657A
JPH04270657A JP3270489A JP27048991A JPH04270657A JP H04270657 A JPH04270657 A JP H04270657A JP 3270489 A JP3270489 A JP 3270489A JP 27048991 A JP27048991 A JP 27048991A JP H04270657 A JPH04270657 A JP H04270657A
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エリク ミデルマン
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Akzo NV
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板(プリ
ントワイアボード、PWB)用の平坦な基板の、繊維強
化マトリックスからの連続的工程での製造法において、
二以上の移動する強化繊維層が用いられ、繊維が少なく
とも二つの交差する方向に配置され、その後、マトリッ
クス物質を備えた糸層が二重ベルトプレスのような好ま
しくは加熱された積層化ゾーンに通され、該積層物は、
例えばエッチングにより再び部分的に除去し得る銅箔の
積層物上へのディポジットのために、その片側または両
側に、電気伝導性のトレースをディポジットするための
手段を備えられるところの方法に関する。本発明はさら
に、好ましい特性を有するプリント配線板を含む。
【0002】
【従来の技術】そのような方法は、中でも欧州特許出願
0231737 A2公報より知られている。強化繊維
糸の層のために、前記の公知の方法においては、繊維が
慣用の様式で連結され、多くの曲り及びよじれを有する
ところの布帛または不織布が用いられている。
【0003】公知の方法によってまずまずの結果が得ら
れるものの、織物または不織布の形の強化繊維の使用に
はある欠点がある。その欠点は、高い相互接続結密度及
び/または小さい厚みのプリント配線板の場合に増大す
る。特に、例えばエポキシ樹脂含浸ガラス布から成る薄
い基板上に配置されたプリント配線板を用いる場合、以
下の欠点が表れ得る:薄い布帛の製造のための高い製造
コスト、比較的多数の工程段階、低い製造速度、自動化
しにくい現行の製造プロセス、及び該基板の比較的並の
表面品質、並びに、基板平面に平行で互いに垂直な二つ
の(X‐及びY‐)方向で時々特性が変化すること。薄
い織物の慣用の基板に対する他の欠点は、比較的低い線
熱膨脹係数(linear thermal coef
ficient of expansion:TCE)
を持つ繊維物質の比較的限られた含有率である。それに
応じた、比較的高いTCEのマトリックス物質例えばエ
ポキシ樹脂の高い含有率は、そこに積載される要素のT
CEと比較して高い慣用の基板の線熱膨脹係数(TCE
‐X、Y、Z)をもたらす。その弾性率及び強度は、役
に立つほど高くなく、寸法安定性も特定の用途のために
は高くない。強化材として不織布を含有する慣用のプリ
ント配線板は通常、織物を使用した場合と同じ欠点を示
す。該不織布は、米国特許第4547421 号明細書
に記載されたタイプであり、繊維またはフィラメントは
、実質的に一つの平面でランダムによじられかつ曲がっ
て置かれ、熱的に、化学的に及び/または機械的に相互
連結される。不織布と言う語は、この記載及び特許請求
の範囲で用いられるときは常に、前記のタイプの製品を
指す。
【0004】欧州特許第0215392 B1公報は、
同様に、プリント配線板用の基板の連続的製造方法にお
いて、用いられる強化繊維は同様にエポキシ樹脂を含浸
されたガラス布帛の形である方法を記載している。
【0005】欧州特許出願第0326577 号公報(
国際特許出願88/01938号明細書)は、プリント
配線板用基板の製造のための非連続的系において、90
°で交差する強化糸の層が、平坦な方形(flat s
quare form)を用いて製造され、その上に、
それが二つの対称軸で順次回転するにつれて強化糸が紡
がれる方法を記載している。
【0006】米国特許第4587161 号明細書には
、基板が、ガラス繊維のマットまたは樹脂中に分散した
短繊維で強化されたポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂
の混合物から作られるところの、プリント配線板の製造
法が記載されている。
【0007】欧州特許出願第0374319 A1公報
は、次の工程から成る、多層プリント配線板の製造のた
めの非連続的方法を記載している:繊維テープを重ねる
ことによって複数の複合材料層を作り、該繊維テープは
樹脂でコートされ、半硬化段階に加熱された単一層であ
る。
【0008】国際特許出願89/00216号明細書に
は、垂直に交差する二つの群のヤーンの不織布層を作る
ための方法が記載されている。横糸を張力下に置き、該
層を固化し得る物質(settable materi
al) の層中に導入する。
【0009】国際特許出願83/02085号明細書に
は、織物を形成しない、垂直に交差する糸の数多くの層
から成る積層物が、熱可塑性合成物質で含浸されるとこ
ろの方法が記載されている。得られる繊維強化シートか
ら、加熱の後、種々の繊維で強化された種々の閉じた(
closed)または閉じていない最終製品を生じるこ
とができる。
【0010】欧州特許出願第0153060 A3公報
には、防水布またはふくらませうる構造物のための布帛
として、または強靭な包装材と同じ最終用途において用
いることのできる柔軟な強化シートの製法が記載されて
いる。製造方法は、いくつかの交差する糸の不織布層の
製造を含む。これらは動くコンベヤーベルト上で作られ
る結合材層中に導入される。
【0011】英国特許第1364076 号明細書には
、基準面の両側に配置した熱硬化性樹脂中の例えばガラ
ス繊維または炭素繊維の多くのUDプリプレグから成る
、構造的積層繊維強化プラスチックシート物質が記載さ
れている。重ねられたプリプレグ中において、繊維は互
いに異なった角度にある。該プリプレグパッケージは、
その外側をチタンのシートでコートされていても良い。
【0012】IBM技術開示紀要(IBM Techn
ical Disclosure Bulletin)
第22巻第5号(1979年10月)第1799頁には
、エポキシ樹脂のマトリックスが20〜200 μmの
直径及び 0.5〜2μmの壁厚を有する中空ガラス小
球の形のフィラーを含有する故に、低い比誘電率を有す
るプリント配線板用の積層品が記載されている。
【0013】英国特許第1043893 号明細書には
、不織布の製造のための連続的方法が記載されている。 第一に、“横糸”の中央二重層が配置され、次に、その
両面が“縦糸”の層でカバーされる。該不織布は次に、
接着剤浴に通される。該生成物は、テーブルナプキン、
タオル、テーブルクロス等の製造のために用いることが
でき、それら物品は使用後捨てることができる。
【0014】実際問題において、より密な電子部品を組
み立てることに対する傾向がある。このことは、高い相
互接続密度を有し、より厳しい品質要件を満たすプリン
ト配線板を製造する必要がますますあると言うことを意
味する。この傾向のためにまた、織物または不織布また
は短繊維の形の強化糸を含有する慣用の基板またはボー
ドの使用はますます上記の欠点のための困難に直面する
【0015】
【発明の構成】本発明は、前記の欠点が克服されたとこ
ろの、冒頭で述べたタイプの方法を提供する目的を有す
る。該方法は、本発明に従い、織物の形で結合しておら
ずかつ実質的に直線状に延びた互いに平行な多数の糸か
ら成る糸含有層を使用することを特徴とし、織物の形で
結合していない前記重ねられた糸層の糸は、好ましくは
90°、60°または45°の角度で交差する。本発明
に従い、糸層は、好ましくは全く結合していない分離し
た多数の強化ヤーンから成り、その上に、上記層が形成
された後、かつ積層の前にマトリックス物質が施与され
る。 あるいは、本発明に従い、自己支持性の(self−s
ustaining) 繊維強化マトリックス物質、よ
り好ましくはプリプレグの形の糸層(そこにおいて繊維
は、織物の形で結合しておらず、互いに平行かつ実質的
に直線状に延びた多数の糸から作られる)を有利に使用
することができる。 本発明に従い、織物の形で結合していない糸の前記各層
は、製造方向(0°方向と呼ばれる)に連続的に動く平
面に配置される。本発明に従い、この方法において、織
物の形で結合していない糸の前記各層は、製造方向(0
°方向)に連続的に動く輸送手段上に、より好ましくは
敷設ユニットを用いて置かれる。本発明に従い、少なく
とも3の、より好ましくは5〜7の、織物の形で結合し
ていない前記糸層を備え、一以上の層中の特定の角度方
向例えば製造方向(0°方向)における備えられるべき
強化繊維の全量が、一以上の層中の他の角度方向例えば
製造方向に対し大体直角(90°方向)方向における備
えられるべき強化繊維の全量にほぼ等しいことが好まし
い。本発明に従い、前記糸層が対称面に対して鏡像関係
に配列された場合に、好ましい基板構造が得られる。
【0016】本発明に従う方法の実際的な一態様は、3
、5、7またはより大きな奇数の、織物の形で結合して
いない前記糸層から基板が成り、該糸が交互に0°と9
0°または逆にいえば製造方向(0°方向)に相対する
角度方向で基板の片側から他に連続的に、積み重ねられ
た層中に備えられるのが好ましい。本発明に従い、織物
の形で結合していない前記各糸層中の糸は、マトリック
ス中に堅固にとじ込められる少なくとも直前に、より好
ましくは輸送要素の両側に位置してそれらと共に移動す
るニードルベルトを用いて、張力下に保たれる。その結
果、層中での糸の配向が全工程の間固定され、例えば撓
み及びよじれのような好ましくない現象が生じない。本
発明に従う各糸が、好ましくは殆どよじれていない、連
続フィラメントの束から成ることが好ましい。本発明に
従う方法の好ましい実施態様に従い、総ての糸は巻糸軸
架中の糸またはヤーンパッケージから対応する敷設ユニ
ットへと供給される。該ヤーンはパッケージから回転に
よって繰り出されても良く、また、上方のパッケージか
ら引き出されても良い。本発明に従い、該マトリックス
物質はエポキシ樹脂のような熱硬化性合成物質でも熱可
塑性もしくはエラストマー状合成物質でも良い合成物質
を含有することができ、強化繊維は以下の物質の群から
選択することができる:ガラス、炭素、芳香族ポリアミ
ド、石英、シリカ、セラミックスまたは液晶ポリマー。 あるいは、他の物質の繊維、例えばナイロン、ポリエチ
レンテレフタレートまたはレーヨンの繊維を用いること
もできる。同様に、二成分繊維または中空繊維を用いる
こともできる。また、本発明に従い、マトリックスは、
二以上の上記合成物質の組み合わせから成っていて良い
【0017】本発明に従う方法においては、糸層は、殆
どの部分について、織物の形で結合していない延ばされ
た糸またはヤーンから、織物または不織布の形の中間製
品を初めに作らずに直接作られるので特に経済的であり
、その方法によって、高い繊維含有率、すなわち70〜
35体積%のマトリックス物質と組み合わされた30〜
65体積%の繊維を有する基板またはボードを作ること
が可能である。織物の形で結合しておらず、張力下で直
線状に延びた多数の互いに平行な糸を有する糸層からの
、本発明に従う記載された構造物は、基板の最終特性に
好ましい影響を有するであろう。
【0018】本発明に従い作られた基板を伴うプリント
配線板は、次の一以上の特性を有し得る:5〜16×1
0−6/℃のオーダーのX‐及びY‐方向における低い
TCE;X‐及びY‐方向において等しいTCE(Xと
Yは互いに垂直、この二つは基板の下方の面及び上方の
面と平行である);Z‐方向(X及びYに対して垂直)
での非常に低いTCE、すなわち0〜60×10−6/
℃以下;より高い寸法安定性;改善された表面領域品質
;より低い水吸収;より低い溶剤吸収;改善された取扱
い容易性。 前記の好ましい特性は、非常に薄い基板を作る場合にも
また実現することができる。
【0019】本発明に従う、約60体積%の強化繊維含
有率を有する強化糸の特有の配列の使用についてはまた
、さらに重要な利点、すなわち、マトリックスのガラス
転移点Tg より高い温度領域での非常に低いTCE(
X‐、Y‐及びZ‐方向における)がある。マトリック
スと繊維の適当な組み合わせを選択することにより、マ
トリックスのガラス転移点よりも高い及び低い温度で、
X‐及びY‐方向において等しいTCEを有する基板を
作ることができる。その結果として、本発明に従い、実
際に用いられるハンダ付けの温度領域全体に渡って非常
に低い熱膨張を有する基板またはボードを得ることがで
きる。本発明に従い、比較的低い例えば 130℃のT
g を有する慣用のエポキシ樹脂を用いて、前記の好ま
しい特性を有する基板またはボードを作ることができる
【0020】製造工程での故障を避けるために、本発明
に従う方法は、異なる糸層のための総ての敷設ユニット
を含むサブフレームを用いて、バッファ系を使用するこ
とを好ましくは特徴としており、該サブフレームは正常
な操作の間、例えば製造速度の10%の速度で一時的に
製造方向の反対側に動いて糸層の特定のバッファ長さを
作り、故障例えば糸切れの場合には敷設ユニットが停止
し、運搬要素は動き続け、任意的にその製造速度は例え
ば正常な生産速度の10%に一時的に減ぜられ、その後
、故障が修理されると、糸層の特定のバッファ長さが再
び作られる。この方法においては、温度がかなり高い場
所例えば二重ベルトプレスの入り口ローラーのすぐ上流
での合成マトリックスの好ましくない早すぎる硬化がな
いので、製造工程の停止が避けられる。もし、合成物質
または樹脂がそこで早すぎて硬化したならば、二重ベル
トプレスのベルトは損傷するであろう。前記の問題は、
本発明に従いバッファ系を用いることによって避けるこ
とができる。
【0021】本発明はまた、多層プリント配線板の製造
のための連続的工程での特に効果的な製法を含む。該方
法は、好ましくは銅のトレースが両側に備えられたボー
ドが、移動する強化繊維層を両側に備えられ、その後に
、マトリックス物質を備えた糸層を含有する該ボードを
、任意的にその外側の一方または両方の金属箔と共に、
好ましくは加熱した積層化ゾーン例えば二重ベルトプレ
スに通す方法において、織物の形で結合しておらずかつ
実質的に直線状に延びた実質的に互いに平行な多数の糸
から成る糸含有層を用いることを特徴とする。本発明に
従い、該構成は好ましくは次の通りである;糸層の第一
の積層物が製造方向(0°方向)に連続的に動く平面上
で、例えば輸送要素上で、特に好ましくは敷設ユニット
を用いて供され、次に、両側に電気伝導性トレースを備
えたボードが糸層の第一の積層物上に配置され、引き続
いて、ボードの逆側に糸層の第二の積層物が備えられ、
その後、両側にマトリックス物質含有糸層積層物を備え
た該ボードが好ましくは加熱された積層化ゾーンに通さ
れる。
【0022】好ましい実施態様は本発明に従い、糸層の
各積層物が少なくとも三つの糸層から成り、積み重ねら
れた層からの糸は、好ましくは90°、60°または4
5°の角度で交差し、織物の形で結合していない各糸層
における糸はマトリックス中に堅固に取り込まれる少な
くとも直前に、より好ましくは運搬要素の両側に備えら
れてそれ共に動くニードルベルトの手段によって張力下
に保たれる。
【0023】本発明に従い、単一及び多層PWB用の基
板の製造において、所望により、織物の形で結合してい
ない延びた糸から成る先に述べた二以上の糸層に加え、
不織布または織物から成る一以上の層が、対称面に対し
て鏡像の関係で備えられて良い。本発明に従うそのよう
な場合において、不織布または織物から成る層は、織物
の形で結合していない延びた糸の前記層と、好ましくは
織物の形で結合していない糸層が常に外側の糸層を形成
するように交互する。そのような配置により、基板の好
ましい表面領域品質を保ちながら誘電率を所望の程度に
調節することが可能となり、また、薄層間の張力を減じ
ることができる。
【0024】本発明に従い、液状マトリックス物質は糸
に施与される前に、任意的に揮発性のまたは気体の成分
をより好ましくは真空下で除去するための処理に付され
て良い。そのような処理は基板の品質に対して有益であ
る。
【0025】本発明はさらに、マトリックス物質の施与
に先立ち、糸層積層物を織物の結合手段例えばスティチ
によって結合することを特徴とする工程を含む。
【0026】本発明に従い、積層化ゾーンの上流または
下流で、上層(それは通常基板よりも薄い)を金属箔で
コートされていない基板に有利に施与することができる
。本発明に従う好ましい実施態様に従い、使用される上
層は銅のような電気伝導性金属の析出を促進する触媒例
えばパラジウムを含有する。そのような触媒は、上層中
のみでなく、基板全体中にもまた含まれて良い。本発明
に従い、上層は架橋したポリアミンポリマー、より好ま
しくはポリエチレンイミンの少なくとも一層を含む。 そのようなものは、オランダ国特許出願第890288
6 号により詳細に記されている。上層が積層化ゾーン
の下流で施与されるならば、それは例えば浸漬、ローラ
ーコーティング等によることができる。
【0027】さらに本発明は、本発明に従い作られた繊
維強化基板から成り電気伝導性物質のトレースを備えた
プリント配線板を含み、該PWBは、マトリックス物質
で含浸された強化繊維から実質的に作られた基板が30
〜65体積%の繊維と70〜35体積%のマトリックス
物質を含有することを特徴とする。本発明はまた、基板
のマトリックスが概して発泡体から成るところのプリン
ト配線板を含む。プリント配線板の他の好ましい実施態
様は、本発明に従い、基板のマトリックスが多数の中空
粒子、より好ましくはガラスの中空球体を含有すること
を特徴とする。発泡体及び球体中の気体は非常に低い誘
電率を有するので、該基板の誘電率をこの方法によって
減じることができる。
【0028】さらに、本発明は繊維強化マトリックス物
質例えばポリマー状合成物質の基板から成るプリント配
線板を含み、該基板は少なくとも片側に電気伝導性トレ
ースの類を備え、プリント配線板に必要な要素例えば抵
抗器、コンデンサー等がこれらトレース上に備えられ、
該プリント配線板は強化繊維が少なくとも織物の形で結
合していない延びた糸の多数の層の形で存在し、積み重
ねられた層中の糸は交差し、該基板のプリント配線板平
面に平行な基板の線熱膨脹係数は0〜16×10−6/
℃、好ましくは5〜12×10−6/℃であることを特
徴とする。そのようなプリント配線板は好ましくは、本
発明に従い、基板の前記熱膨脹係数が前記要素の熱膨脹
係数から20%より大きく異ならないと言うことを特徴
とし、しかしながら、好ましくは基板のTCEは前記要
素とほぼ等しい。
【0029】本発明に従うプリント配線板はまた、織物
の形で結合していない延びた糸層の位置における基板に
おいて、前記糸は少なくとも30体積%、好ましくは5
0〜65体積%を構成することを特徴とする。
【0030】本発明に従うプリント配線板はさらに、プ
リント配線板上の基板の表面領域が平滑であることを特
徴とする。本発明に従うプリント配線板において、該基
板中の強化繊維は、織物の形で結合していない延びた糸
の前記の層により少なくともその外側が形成される。
【0031】本発明をさらに、概要図を参照して説明す
る。
【0032】図1は、本発明に従うプリント配線板用基
板の製造のための装置の見取図である。
【0033】図2は、図1に従うタイプの装置の一部の
簡略化された側面図である。
【0034】図3は、糸をニードルベルト上に敷設する
ための系の詳細な見取図である。
【0035】図4は、3層基板のための糸層の相対的な
位置を示す。
【0036】図5は、5層基板のための糸層の相対的な
位置を示す。
【0037】図6は、図1及び2のVI‐VI線に沿っ
た基板横断面の部分の高率に拡大された図である。
【0038】図7は、両側を銅箔でコートされた、完成
した基板の拡大図である。
【0039】図8は、多層プリント配線板の製造のため
の種々の層の相対的な位置を図示する。
【0040】図1は、機械の殆ど全長に渡って装置の両
側に延びる二つのフレーム梁1を示し、それに対してニ
ードルベルト3(それは矢印2の方向に回転する、図3
をまた参照せよ)の形のエンドレスの運搬要素が接して
いる。矢印2の方向はまた、製造方向(これはあるいは
、0°方向とも呼ばれる)を示す。図1に示された構成
において、初めにニードルベルト3上に90°方向すな
わち製造方向に対して直角に、糸の二重層4が備えられ
る。90°層4の糸5は、夫々、好ましくはよられてい
ない強化糸、例えばE‐ガラスのフィラメントで作られ
た300Texの太糸から成る。各糸またはヤーンは、
それ自身のヤーンパッケージ(図示されていない)から
繰り出され、該各ヤーンパッケージは他の多数のヤーン
パッケージと共に自体公知のマガジン巻糸軸架(図示さ
れていない)中に配列され、該マガジン巻糸軸架はまた
慣用のヤーンテンショナー(yarn tension
er)を含み、それにより糸はニードルベルト3上に適
当な張力にて供給される。 ヤーンガイド6を備えたビーム7により、巻糸軸架中の
パッケージから繰り出されたヤーン5が、張力の下で、
矢印の方向に往復する90°敷設ユニット8を用いてニ
ードルベルト3のニードル9を回って敷設される。この
方法において、糸層は、90°方向に延びて形成され、
直線状に延びた互いに平行な結合していない多数の糸か
ら成る。
【0041】次に、0°方向に延びる次の糸層13が、
サブフレーム10に回転自在に取り付けられた上方の糸
またはヤーンビーム11及びアイドラー12により、同
様に張力下で90°層4の上面に置かれる。同様の方法
で、0°方向に延びた第二の糸層がまた、サブフレーム
10に回転自在に取り付けられた下方の糸またはヤーン
ビーム14を経て90°層4の底面に置かれる。こうし
て、ビーム11及び14の下流に三つの糸層が形成され
、その夫々は織物の形で結合しておらず、互いに平行に
延び、かつ張力下で延ばされた多数の糸を含有する。三
つの積み重ねられた層中の糸は、下部から上部へと、0
°方向、90°方向及び0°方向に延びており、それ故
、積み重ねられた層からの糸は90°の角度で交差して
積層物を形成している。次に、任意的に乾燥して揮発成
分を除去した後、こうして生じた積層物をニードルベル
ト3の形の運搬要素によって計量ユニット15に供給し
、そこで(その方法は図示しいない)所望の量の液状熱
硬化性合成物質例えばエポキシ樹脂を硬化剤と共に積層
物に加え、積層物を含浸する。任意的に、マトリックス
物質は糸に施与されるに先立ち、真空処理に付されても
良い。計量ユニット15の下流は、赤外線予備乾燥機1
6であり、それはその全体が17で示された自体公知の
二重ベルトプレスのすぐ上流に位置する。二重ベルトプ
レスの入口の上方及び下方には、ローラー18及び19
が位置し、そこから銅箔20及び21が夫々繰り出され
る。該二重ベルトプレスは概して、上及び下の例えばス
テンレス鋼のコンベヤーベルト22、23から成り、こ
れは適当な駆動装置を備えた対応するシリンダー24、
25、26、27上を通る。
【0042】二重ベルトプレスの公知の方法における構
成は、ベルト22、23の間を通る、銅箔でコートされ
た三つの糸層から成る積層物が、圧力及び高められた温
度の下、一体化されるようなものである。この工程にお
いては、糸層は合成物質及び銅箔と共に積層され、そし
て熱硬化性合成物質が硬化される。二重ベルトプレス1
7を出ると、積層物の基板またはボードとなり、それか
らボード29が切断機(saw)28によって切り出さ
れる。任意的に、多数の切断されたボードをオーブン中
で一緒に後硬化することができる。あるいは所望により
、二重ベルトプレスの下流及び切断部の上流に後硬化ゾ
ーンを備えることにより、連続的に後硬化されても良い
。図1に従う装置を用い、夫々30及び31で示された
矢印の位置で同様の付加的な敷設ユニットを用いて付加
的な0°層及び90°層を付与することにより、五つの
糸層の基板を作ることがまた、可能である。図1は、二
つの0°層のための糸がビーム11及び14(その上に
は、多数の糸が巻いてある)から引き出されるとことの
構成を示している。しかしながら、ビームを用いること
は決して必須ではない;90°糸と同様、0°層のため
の糸またはヤーンは夫々、巻糸架軸中の独立したヤーン
パッケージから別々に引き出されて良い。
【0043】糸の切断による製造工程の重大な停滞(そ
れは希ではあるが、完全に除去することはできない)を
防ぐために、本発明に従いバッファ系を用いる。この目
的のために、種々の糸層のための総ての敷設ユニットを
含むサブフレーム10を用いる。該サブフレームはアイ
ドラー32及び適当な駆動装置(図示していない)によ
り矢印33及び34の方向によって示されるように移動
することができる。正常な操作の間、すなわち糸切れま
たは他の故障のない場合は、サブフレーム10が一時的
に製造方向の逆に矢印33により示されたように例えば
2m/分の製造速度に対して0.2m/分の速度で10
分間動くことによって、糸層の特定のバッファ長さが作
られる。前記の10分間において、糸層の2mのバッフ
ァ長さが生じる。糸切れが起こるや否や、2m/分の正
常な製造速度が 0.2m/分に減ぜられ、敷設ユニッ
トは停止する。糸切れが修理されるところの5〜10分
間の間に、前記のバッファ供給は少なくとも一部が使用
されており、サブフレーム10は 0.2m/分の減ぜ
られた製造速度で製造方向に、矢印34で示されたよう
に移動する。糸切れが修理されると、製造速度は再び増
大し、なによりも先に、次の糸切れに備えるために糸層
の新しいバッファ長さが作られる。十分なバッファ長さ
が作られるや否や、正常な製造速度が再び設定される。
【0044】先に述べたように、特定の角度方向(例え
ば0°方向)の一以上の層中に備えられるべき強化繊維
の全量は、他の角度方向(例えば90°方向)の一以上
の層中に備えられるべき強化繊維の全量に実質的に等し
くなければならない。説明のために、五つの糸層の基板
またはボードの製造工程のさらに簡略化された図が図2
に与えられている。図1と対応する部分は同じ参照番号
で示されている。図2から明らかなように、この工程に
おいては、積層物は、各層の糸が交互に0°方向または
90°方向に延びた五つの糸層から作られる。動くニー
ドルベルト3の横からかつ下方から上方へと見ると、目
的積層物は底部の一重0°層(1×0°)、二重90°
層(2×90°)、中央の二重0°層(2×0°)、二
重90°層(2×90°)、及び最上部の一重0°層(
1×0°)を含み、二重層は一重層の二倍多い糸を含有
する。一重層の量をAと設定すると、この例、すなわち
1×0°+2×90°+2×0°+2×90°+1×0
°においては、三つの0°層中の全量はA+2A+A=
4Aで、二つの90°層中のそれは2A+2A=4Aで
あり、それ故、ここに、二つの各方向での等しい特性の
設定要件が満たされた。
【0045】発明の詳細な説明及び特許請求の範囲にお
いては、一糸層は常に、糸が同じ方向を有するところの
一重または二重層のどちらかを指すと言うことに注意す
べきである。図2の例に従う糸層が対称面に関して鏡像
関係であると言うことが明白であろう。図2に従う、5
層と言う奇数の例においては、積み重ねられた層中の糸
は、基板の片側から他方へと、夫々0°及び90°すな
わち製造方向(=0°方向)に直角の交互する角度方向
で連続的に配置される。あるいは、図2に従う例におい
て、合成物質を備える糸の積層物は、二重ベルトプレス
中で、その両側を銅箔(図示されていない)でコートさ
れても良い。
【0046】図4を説明すると、これは底部の一重0°
層(1×0°)、中央の二重90°層(2×90°)及
び最上部の一重0°層(1×0°)により形成された三
つの糸層の相対的位置を図解する。
【0047】同様に、図5は底部の一重0°層(1×0
°)、二重90°層(2×90°)、中央の二重0°層
(2×0°)、二重90°層(2×90°)、及び最上
部の一重0°層(1×0°)により形成された五つの糸
層の相対的位置を図解する。
【0048】図6を説明すると、これは五つの糸層を有
し、両側を銅箔20及び21でコートされたボードのV
I‐VI線に沿った、非常に拡大された横断面図である
。糸層の積層物は全体として35で示されている。三つ
の0°層中の糸またはヤーンのバンドルは36で、二つ
の90°層中の糸またはヤーンのバンドルは37で示さ
れる。
【0049】図7は、図1及び2に示された方法に従い
作られたボード29の見取図であり、対応する要素は同
じ参照番号で示されている。実際上、銅箔20及び21
は例えば35μmの厚みを有し、エポキシ樹脂で含浸さ
れた糸層積層物35は1600μmの厚みを有し、それ
故、該ボード29は1670μmの全厚を有する。
【0050】先に述べたように、本発明はまた、多層プ
リント配線板の製造法を含む。多層プリント配線板の製
造は原則的に、図1及び2に示されたタイプの装置を用
いて(勿論、いくつかの変更を行う必要があるが)同様
に行うことができる。製造される多層プリント配線板の
構造は、図8(特定のタイプの多層プリント配線板の種
々の層の相対的位置が示されている)を参考にして説明
される。概して、最近のタイプの多層プリント配線板の
製造は、第一に両側に銅トレースを備えたプリント配線
板(該ボードの幅は、図1及び2に従うタイプの統合し
た積層物製造機に等しい)を作ることにより行うことが
できる。初めに、三つの底部糸層39、40及び41を
、前記の敷設ユニットを用いて機械に供給する必要があ
る。層39、40及び41中の強化糸は夫々、0°、9
0°及び0°方向に伸びている。最上部の糸層41上に
、銅のトレースを備えたボード(複数)38がロボット
の腕により配置される。それらボードは互いにしっかり
と連結しなければならない。次に、先に記載した敷設ユ
ニットを用い、夫々0°、90°及び0°方向にそれら
の糸を有する、三つの上部の強化糸層42、43及び4
4をボード38の上面に供給する。機械上に形成された
層38、39、40、41、42、43及び44の全パ
ッケージを予備加熱した後、それを合成物質例えばエポ
キシ樹脂及び硬化剤で含浸する。次に、層のパッケージ
は二重ベルトプレスに通され、そこで、合成物質は増大
した圧力及び高められた温度で硬化される。最後に、積
層物はボード38の元々の接合部の位置で90°方向で
切断される。サブトラクティブタイプのプリント配線板
を製造するならば、二重ベルトプレスのすぐ上流で、積
層物の最上面及び底面に追加的な銅箔を施与する必要が
ある。
【0051】プリント配線板の製造の最終段階において
、二つの異なった原理が区別されると言うことに注意す
べきである。第一の、いわゆるサブトラクティブ原理は
、プラスチックを含浸された強化繊維の基板の片側また
は両側に銅または他の良導性物質の箔を施与することを
含む。次に、該銅層はエッチングにより除かれ、プリン
ト配線板のために求められる銅トレースのパターンが残
される。第二の、いわゆるアディティブ原理においては
、銅トレースの所望のパターンが、任意的に適当な表面
処理の後に、しかし銅箔を初めに施与せずに、プラスチ
ックを含浸された強化繊維の基板上に施与される。勿論
、これらはサブトラクティブ及びアディティブ原理の簡
単な記述に過ぎない。さらに、セミアディティブ法も用
いられる。
【0052】上記より、本発明に従う方法により、サブ
トラクティブ法による、またはアディティブ及びセミア
ディティブ法による、プリント配線板の製造に適する基
板を作ることが可能となると言うことが明らかであろう
【0053】上記では、層中の強化糸は常に0°方向ま
たは90°方向に配列していたが、本発明に従う方法は
そのように限定されない。原則として、積み重ねられた
層中の糸を、他の種々の角度、例えば製造方向に対して
+45°または−45°に備えることもまた可能である
。勿論、強化ヤーンのタイプ及び線密度は、当業者によ
って、適当な方法で決定されなければならない。300
texのヤーン線密度を有するE‐ガラスまたはD‐ガ
ラスの強化ヤーンを用いた場合に、好ましい結果が期待
される。 原則として、本発明に従う方法で使用される、織物の形
で結合していない強化ヤーンは、公知の方法を用いる場
合に繊維中で使用されるそれらと、大体同じタイプであ
って良い。
【0054】本発明に従う方法はまた、プリント配線板
のための、例えば 0.1または0.3 mm厚の極薄
基板の、連続的経済的製造法に適している。強化糸及び
層の特別の配列の故に、本発明に従う方法で、特に好ま
しい特性を有する高品質の基板またはボードを作ること
が可能である。
【0055】本発明の範囲内で、種々の改変を行うこと
ができる。一般に、総ての糸層中の総ての結合していな
い糸に働く張力は、種々の方向においてほぼ等しい。任
意的に、糸層が作られるところの糸またはヤーンは、例
えば突き出したファイバー頂点を持つヤーンを用いるこ
とによって、盛り上がったすなわち嵩高くても良い。そ
のような盛り上がったまたは嵩高いヤーンまたは糸は、
外側の糸層ではなく内側の糸層に用いられるのが好まし
い。盛り上がったまたは嵩高いヤーンまたは糸から成る
糸層の使用は、異なる糸層間のより高い剪断強度をもた
らす。
【0056】ここで、基板のためのマトリックス物質と
は、その中に強化繊維が配置されてマトリックスを形成
するところの物質を意味する。そのようなマトリックス
物質は種々の物質、特に合成物質例えばエポキシ樹脂に
基づく合成物質または合成物質の混合物から作られてい
て良く、所望により、慣用に行われるように、そこに種
々の物質、例えばフィラー、中でもセラミックス粒子、
ホイスカー等、可塑剤、防炎剤、または触媒を加えるこ
とができる。
【0057】任意的に該基板はその核に、電気的及び/
または熱的に伝導性のまたは電気的及び/または熱的に
絶縁性の層、例えば銅、アンバー、モリブデンまたはア
ルミニウムの層をさらに含んで良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従うプリント配線板用基板の製造のた
めの装置の見取図である。
【図2】図1に従うタイプの装置の一部の簡略化された
側面図である。
【図3】糸をニードルベルト上に敷設するための系の見
取図である。
【図4】3層基板のための糸層の相対的な位置を示すた
めの図である。
【図5】5層基板のための糸層の相対的な位置を示すた
めの図である。
【図6】図1及び2のVI‐VI線に沿った基板横断面
の部分を高率に拡大した図である。
【図7】両側を銅箔でコートされた、完成した基板の拡
大図である。
【図8】多層プリント配線板の製造のための種々の層の
相対的位置を示すための図である。
【符号の説明】
3  ニードルベルト 4  90°層 5  ヤーン 6  ヤーンガイド 8  敷設ユニット 9  ニードル 11  上方の糸またはヤーンビーム 12  アイドラー 13  0°方向に延びる糸層 14  下方の糸またはヤーンビーム 15  計量ユニット 16  赤外線予備乾燥機 17  二重ベルトプレス 20、21  銅箔 28  切断機 29  ボード 35  糸層の積層物 36  0°層中の糸またはヤーンのバンドル37  
90°層中の糸またはヤーンのバンドル38  ボード

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  プリント配線板用の平坦な基板を繊維
    強化マトリックスから連続工程で製造する方法であって
    、強化繊維の少なくとも二つの移動する層が用いられ、
    繊維が、交差する少なくとも二つの方向に配置され、そ
    の後にマトリックス物質を備えられた糸層が加熱された
    またはされていない積層化ゾーンに通され、該積層物が
    その片側または両側に、電気伝導性トレースをディポジ
    ットするための手段を備えられるところの方法において
    、織物の形で結合しておらずかつ実質的に直線状に延び
    た互いに平行な多数の糸から成る糸含有層を用いること
    を特徴とする方法。
  2. 【請求項2】  糸層が全く結合されずに離れた多数の
    強化糸から成り、その上にマトリックス物質が、層が作
    られた後かつ積層の前に施与される、請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】  プリプレグまたはそうでない自己支持
    性の繊維強化マトリックス物質の形であり、繊維が織物
    の形で結合しておらずかつ互いに平行かつ実質的に直線
    状に延びた多数の糸から作られているところの糸層を用
    いる、請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】  織物の形で結合していない前記各糸層
    が、製造方向(0°の方向)にて連続的に動く平面に配
    置される、請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】  織物の形で結合しておらず、製造方向
    に延びていない糸を有する前記各糸層が、製造方向(0
    °の方向)にて連続的に動く運搬要素上に、敷設ユニッ
    トを用いまたは用いずに置かれる、請求項2記載の方法
  6. 【請求項6】  織物の形で結合していない前記糸層を
    少なくとも3つ備える、請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】  特定の角度方向における織物の形で結
    合していない一以上の前記糸層中に備えられるべき強化
    繊維の全量が、他の角度方向における織物の形で結合し
    ていない一以上の前記糸層中に備えられるべき強化糸の
    全量とほぼ等しい、請求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】  糸層が対称面に対して鏡像の関係にて
    配列される、請求項6記載の方法。
  9. 【請求項9】  基板が織物の形で結合していない3以
    上の奇数個の前記糸層から成り、前記糸が交互に0°と
    90°すなわち製造方向(0°の方向)に相対する角度
    方向で、基板の片側から他に連続的に、積み重ねられた
    層中に備えられる、請求項6記載の方法。
  10. 【請求項10】  織物の形で結合していない前記各糸
    層中の糸が、輸送要素の両側に位置しそれと共に動くニ
    ードルベルトを用いてまたは用いずに、マトリックス中
    に堅固にとじ込められる少なくとも直前に張力下に保た
    れる、請求項2記載の方法。
  11. 【請求項11】  各糸が連続フィラメントの、殆どよ
    られていないまたはよられた束から成る、請求項1記載
    の方法。
  12. 【請求項12】  総ての糸が巻糸軸架中の糸またはヤ
    ーンパッケージから対応する敷設ユニットに供給される
    、請求項5記載の方法。
  13. 【請求項13】  織物の形で結合していない二以上の
    前記糸層に加えて、不織布または織物から成る一以上の
    層が対称面に対して鏡像の関係にて備えられる、請求項
    1記載の方法。
  14. 【請求項14】  積層化ゾーンの上流または下流にお
    いて金属箔でコートされていない基板に上層が施与され
    、該上層が銅または他の電気伝導性金属の析出を助長す
    るパラジウムまたは他の触媒を含有し、かつ架橋したポ
    リエチレンイミンまたは他の架橋ポリアミンポリマーの
    少なくとも一つの層を含む、請求項1記載の方法。
  15. 【請求項15】  マトリックス物質が、エポキシ樹脂
    または他の熱硬化性合成物質に基づく合成物質を含有す
    る、請求項1記載の方法。
  16. 【請求項16】  異なる糸層のための総ての敷設ユニ
    ットを含むサブフレームを用い、該サブフレームは正常
    な操作の間は一時的に製造方向の逆に移動して糸層の特
    定のバッファ長さを作り、故障の場合には敷設ユニット
    が停止し、運搬要素は移動を続け、その後故障が修理さ
    れると、糸層の特定のバッファ長さが再び作られるとこ
    ろのバッファ系を使用する、請求項4または5記載の方
    法。
  17. 【請求項17】  多層プリント配線板の連続的工程で
    の製造法であって、銅のまたは他のトレースが両側に備
    えられたボードが、移動する強化繊維層を両側に備えら
    れ、その後に、マトリックス物質を備えた糸層を含有す
    る該ボードを、その外側の一方または両方上の金属箔と
    共にまたは金属箔なしで、加熱されたまたはされていな
    い積層化ゾーンに通す方法において、織物の形で結合し
    ておらずかつ実質的に直線状に延びた実質的に互いに平
    行な多数の糸から成る糸含有層を用いることを特徴とす
    る方法。
  18. 【請求項18】  糸層の第一の積層物が製造方向(0
    °方向)に連続的に動く平面上で、移動する輸送要素及
    び敷設ユニットを用いてまたは用いずに作られ、次に、
    両側に電気伝導性トレースを備えたボードを糸層の第一
    の積層物上に配置し、引き続いて、ボードの逆側に糸層
    の第二の積層物が備えられ(糸層の各積層物は少なくと
    も三つの前記糸層から成り、重ねられた層からの糸は交
    差している)、その後、両側にマトリックス物質含有糸
    層積層物を備えた該ボードを加熱されたまたはされてい
    ない積層化ゾーンに通す、請求項17記載の方法。
  19. 【請求項19】  織物の形で結合していない各糸層に
    おける糸が、輸送要素の両側に位置しそれと共に動くニ
    ードルベルトを用いてまたは用いずに、マトリックス中
    に堅固にとじ込められる少なくとも直前に張力下に保た
    れる、請求項17記載の方法。
  20. 【請求項20】  織物の形で結合していない糸から成
    る二以上の糸層に加え、不織布または織物から成る一以
    上の層が、対称面に対して鏡像の関係で備えられる、請
    求項17記載の方法。
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