JPH0687513B2 - プリント配線板用銅張り積層板の製造方法 - Google Patents

プリント配線板用銅張り積層板の製造方法

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JPH0687513B2
JPH0687513B2 JP2094039A JP9403990A JPH0687513B2 JP H0687513 B2 JPH0687513 B2 JP H0687513B2 JP 2094039 A JP2094039 A JP 2094039A JP 9403990 A JP9403990 A JP 9403990A JP H0687513 B2 JPH0687513 B2 JP H0687513B2
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亮介 和気
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋼板、絶縁樹脂、銅箔の三層構造のプリント
配線板用銅張積層板の製造方法に関し、特に高生産性
で、銅箔外観、はんだ耐熱性に優れたプリント配線板用
銅張り積層板を製造する方法を提供するものである。
〔従来の技術〕
従来において、例えば、鋼板・絶縁樹脂・銅箔よりなる
構造の積層板は加温・加圧のホットプレス法で製造され
ていた。
即ち、素材の鋼板、絶縁樹脂シート、銅箔(または絶縁
樹脂付銅箔)を積み重ねてホットプレスに挿入し、2〜
4時間加温・加圧の処理を行い、その後冷却を行ってか
らホットプレスより取り出してプリント配線板用銅張り
積層板とする。
このホットプレス法は、積層板の材料に加わる圧力が大
きいことから、積層板の表面になる銅箔面、ならびにそ
の銅箔面と接する材料の面に塵等が付着していると、そ
の塵が、ホットプレスの加圧によって銅箔面に押しつけ
られ、いわゆる押し疵(凹み疵)の発生起因となり歩留
りが低下するので、付着している塵等の除去を行い、し
かもその材料を1枚ずつの積み重ねを人手で行うことか
ら、生産性の高い製造方法とは言えない問題があった。
一方、特開昭62-139392号公報で、鋼帯に接着剤(絶縁
樹脂)を塗装して加熱乾燥後、この半硬化状態の絶縁樹
脂と銅箔帯をロールで圧着する、鋼板、絶縁樹脂、銅箔
の三層構造のプリント配線板用銅張り積層板を高生産性
で製造する方法が提案されており、樹脂はエポキシ系、
ポリアミド・イミド系、シリコーン系、アクリル系、ポ
リエステル系、ポリウレタン系を使用している。
また、特開昭62-125697号には、上記三層構造の積層帯
を適宜の寸法に剪断し、この剪断した三層構造の積層板
を加熱炉において50〜200℃に加熱し、半硬化状態の絶
縁樹脂を完全硬化させて接着強度を高める製造方法が提
案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前者の方法は、接着剤(絶縁樹脂)は鋼帯側に塗装され
た一層のみであり、かつロールによる短時間圧着である
ため鋼帯に塗装された塗膜表面の微細な凸凹の内の凸部
が、そのまま極薄の銅箔面に凸部として現れて、良好な
銅箔外観の確保が困難であった。また、加熱乾燥処理に
よって半硬化状態とする種類の樹脂を用いているため、
半硬化状態とするのに長時間を要するという問題があ
る。
後者の方法では、前者の方法で得られた三層構造の銅箔
直下の樹脂層に、上記塗膜表面の微細な凹凸の内の凹部
に起因する微細な気泡が存在するため、絶縁樹脂を完全
に硬化させる加熱により、その一部が膨張して銅箔に凸
状ふくれ部が発生し、外観不良となったり、あるいは部
品実装時、即ちはんだ時に上記気泡が膨張して、銅箔に
凸状ふくれが発生したり、銅箔が剥離したりする問題が
あった。
本発明は、上記従来方法のもつ欠点を有利に解決せんと
するものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明にかかるプリント配線板用銅張り積層板の製造方
法の特徴とするところは、片面に半硬化状態の紫外線硬
化樹脂(絶縁樹脂)を塗装した鋼帯を予熱し、この半硬
化状態の紫外線硬化樹脂と、銅箔帯の片面に塗装された
半硬化状態の絶縁樹脂とをロールで圧着させて、鋼帯、
絶縁樹脂、銅箔帯の三層構造の積層帯とし、次に適宜の
寸法に切断し、この切断した三層構造の積層板を加熱炉
内において、加熱硬化することにある。
本発明にかかるプリント配線板用銅張り積層板の製造方
法について以下に説明する。
まず、本発明にかかるプリント配線板用銅張り積層板の
製造方法において、使用する材料について説明する。
銅箔の厚さは10〜70μmが好ましく、銅箔帯に塗装した
絶縁樹脂は、はんだ耐熱性の良好な例えばエポキシ系樹
脂を使用するが、絶縁樹脂全体の厚さは要求される電気
絶縁性から決めるのがよく、後述の鋼帯に塗装した紫外
線硬化絶縁樹脂と、上記銅箔に塗装した絶縁樹脂とを合
わせて、30〜120μmとするのがよい。鋼帯は厚さ0.2〜
2.0mmの普通鋼板、珪素鋼板を使用することが望まし
く、鋼帯に前処理として例えば両面に電気亜鉛めっき
し、その上の両面にクロメート処理を施し、さらにその
上の両面に有機高分子を塗装したものを使用することが
できる。
次に、本発明にかかるプリント配線板用銅張り積層板の
製造方法を第1図に示す製造装置例により説明する。
第1図に示す鋼板コイル1より引き出された鋼帯2は、
ロールコーター3により、鋼帯の上面(銅箔に塗装した
絶縁樹脂と圧着される側)に紫外線硬化樹脂3′を塗装
し、続いて紫外線照射装置4で絶縁樹脂を半硬化(Bス
テージ)状態にする。
次に、この鋼帯を遠赤外線炉5で予熱を行った後、銅箔
6コイルから引き出された半硬化(Bステージ)状態の
絶縁樹脂付き銅箔帯7と加熱ロール8により加熱圧着さ
れて、鋼帯、絶縁樹脂、銅箔帯の三層構造9となる。
このように、鋼帯1の半硬化状態の絶縁樹脂と、銅箔帯
7の半硬化状態の絶縁樹脂とをロール8で圧着すると、
一方の絶縁樹脂表面の凸凹の凸部は、他方の半硬化状態
の柔らかな絶縁樹脂層内にもぐりこみ、銅箔表面に凸が
現れるのが防止され、良好な銅箔外観の三層構造が得ら
れる。
一方、凹部には、他方の半硬化状態の柔らかな絶縁樹脂
層より樹脂が流入して気泡として残存するのが防止され
る。このため、絶縁樹脂の完全硬化処理段階での銅箔の
凸状ふくれの発生が防止され、良好な銅箔外観が維持さ
れる。また、部品実装時、即ちはんだ時の銅箔の凸状ふ
くれの発生、銅箔剥離も防止され、優れたはんだ耐熱性
が確保される。
また、鋼帯に塗装する絶縁樹脂として紫外線硬化樹脂を
使用しているので、従来の熱硬化樹脂と比較して、1)
短時間で半硬化状態とすることができ、装置がコンパク
ト化でき、省スペース化並びに設備費の低減を図ること
ができる。2)作業環境と大気汚染の防止に貢献するこ
とができる。即ち、無溶剤塗装であるため溶剤使用に伴
う汚染がない。さらに紫外線照射ランプは電力で点灯す
るために化石燃料からエネルギーを得る熱硬化のような
燃焼ガスによる汚染がない。3)省エネルギー化が図ら
れる。即ち、必要な時のみ紫外線照射ランプが点灯すれ
ばよいため、熱乾燥型よりエネルギーが節減できる。
尚、コーターの種類として、ロールコーター、カーテン
フローコーター、ナイフコーター等があるが、塗装する
絶縁樹脂の厚さ、樹脂の粘度、鋼帯の通板速度等から選
択してよい。
紫外線照射装置は、照射後の絶縁樹脂の半硬化の度合い
から選択することが望ましい。即ち紫外線強度は、ラン
プの出力、ランプと被塗装材料との距離、さらに鋼帯の
通板速度等から決めるが、紫外線強度が不足の場合は、
照射装置をラインに直列に複数台設置してもよい。
また、加熱圧着工程のロール温度設定は、絶縁樹脂の半
硬化状態の進行度合、即ち樹脂の硬化度から決めるのが
よく、硬化が進行している時はロール温度を高めに、硬
化が進行していない場合はロール温度を低めにするとよ
い。絶縁樹脂の硬化度の尺度は、樹脂面に鉛筆の芯をこ
すり当てるいわゆる鉛筆硬度で決めてもよい。
さらに、銅箔の厚さ、絶縁樹脂の厚さが変われば、絶縁
樹脂の硬化度が同じであっても、鋼帯に塗装した紫外線
硬化樹脂と銅箔帯に塗装した絶縁樹脂の圧着界面の温度
は変化するから、圧着温度範囲を管理するために、ロー
ル温度を変化させて設定するとよい。
一方、加熱圧着工程での加熱ロール8は、鉄芯ゴム張り
または、鉄製のいずれでもよいが、鉄芯ゴム張りロール
は銅箔を含めた被ラミネート材料への均一な加圧に有利
である。
次に絶縁樹脂の完全硬化方法は、加熱圧着を行いながら
三層構造の積層板9を剪断機10で適宜の寸法に切断して
得た積層板11を、図2に示すように台12に積み重ね加熱
炉13に挿入して、圧力を加えないで自由の状態で図3に
示すように加熱炉13の内を通過させながら、半硬化状態
の絶縁樹脂を完全に硬化させる熱硬化樹脂層を形成す
る。
なお第2図において、三層構造の素材数量は2枚である
が枚数は任意でよく、14は間隔板である。
加熱炉の長さは、樹脂の硬化に必要な時間から決まり、
硬化剤の添加量、加熱炉の温度等に影響されるが、短時
間硬化樹脂を使用した場合で2時間程度、最大5時間程
度必要である。本発明において、切断後積み重ねて加熱
硬化するのは、加熱圧着と同じライン内での連続式加熱
硬化法では、加熱圧着工程の速度を1m/minとした場合
に、積層板9をそのまま(未切断)加熱炉に挿入し、硬
化を2時間行っても、加熱炉の長さは120m必要で極めて
長尺の加熱炉となり、設備費用が高く、かつ場所を多く
取る等の欠点があるからである。
即ち、積層板11を積み重ねて加熱炉に切断長さ1mで挿入
した場合に、前述のライン速度との関係で1時間に60枚
の積み重ねを行う必要があるが、鋼板の最大厚さは2mm
と薄い厚さであり、銅箔、絶縁樹脂の厚さを加えても積
み重ねの作業性、設備的に問題となる積み上げ高さでな
いと考える。加熱炉の長さは、すでに加熱炉に挿入され
た積層板は加熱炉内で停止し、1時間ごとに切断長さ分
の1m移動するから、加熱硬化の所要時間を最大5時間の
場合に5m必要で、前述した連続式に比べて短い設備で可
能である。
一方、加熱条件は150〜200℃の温度において行うが、加
熱温度が150℃未満では樹脂の硬化が不足で良好なはん
だ耐熱性が得られず、200℃を超える温度は銅箔表面を
酸化するから1C部品等の実装工程でのはんだ作業に悪い
影響を与える。
このような、本発明にかかるプリント配線板用銅張り積
層板の製造方法によれば、鋼板面および銅箔面に形成し
た柔らかい絶縁樹脂同士の圧着で銅箔の外観に凸疵のな
い、さらに、絶縁樹脂層中に気泡のない、銅箔外観、は
んだ耐熱性に優れた鋼板、絶縁樹脂層(鋼板に塗装した
紫外線硬化樹脂と銅箔に塗装された樹脂で構成)、銅箔
の三層構造のプリント配線板用銅張り積層板が高生産性
で得られる。
〔実施例1〕 鋼帯の両面に電圧亜鉛めっきし、その上の両面にクロメ
ート処理を施し、さらにその上の両面に有機高分子を塗
装した鋼帯(厚さ1.0mm、幅500mm)の上面に紫外線硬化
樹脂をロールコーターで厚さ50μm塗装し、そして紫外
線(ランプ出力80W/cm、ランプと鋼帯の間隔100mm)を
照射して半硬化状態(鉛筆硬度5H)にした。次にこの鋼
帯は、遠赤外炉温度125℃で加熱(予熱)を行った後、
あらかじめ銅箔帯にロールコーターで塗装して加熱炉で
乾燥させた半硬化状態の樹脂(厚さ30μm、硬度5H)と
の、樹脂面同士を加熱圧着(通板速度1m/min、上下ロー
ル共ゴム張りでロール直径200mm、ロール温度150℃)し
た。前述の加熱圧着を行いながら、三層構造の素材を1,
000×500mmに切断した。ついで切断した素材60枚を積み
重ねて加熱炉に挿入して、加熱炉内を通過(温度150℃
〜200℃、4時間)させながら半硬化状態の絶縁樹脂を
完全に硬化させたプリント配線板用銅張り積層板を製作
した。
〔比較例1〕 実施例1において、鋼帯への樹脂塗装厚さを80μmに変
更するとともに、樹脂塗装を施していない銅箔帯に変更
して、実施例1と同様にしてプリント配線板用銅張り積
層板を製作した。
〔比較例2〕 実施例1において、銅箔への樹脂塗装厚さを80μmに、
また樹脂塗装を施していない鋼帯に変更して、実施例1
と同様にしてプリント配線板用銅張り積層板を製作し
た。
実施例1、比較例1と2およびホットプレス法で得られ
た積層板の評価を第1表に示す。
銅箔外観 常温で24時間保管後、JIS C 6481の評価で銅箔面に凹凸
疵の発生を観察し、大きさに応じて点数を決め、その合
計点数で評価 ○:250mm角の中に25点以下 ×:250mm角の中に35点以上 はんだ後に引きはがし強さ 常温で24時間保管後、300℃のはんだ浴に20秒浮かべた
後に常温まで冷却して、JIS C 6481の引きはがし強さの
測定方法に従って評価 耐湿性 常温で24時間保管後、煮沸蒸留水に60分浸漬、引き続き
20℃の温度に保った流れる清水中で30分冷やして、銅箔
および鋼板と絶縁樹脂の界面の圧着(接着)状況を評価 ○:ふくれ、界面の剥離がなく、良好 ×:ふくれ、界面の剥離がある はんだ耐熱性 常温で24時間保管後、煮沸蒸留水に60分浸漬、引き続き
20℃の温度に保った流れる清水中で30分冷やしてから、
300℃のはんだ浴に20秒浮かべた後、常温まで冷却した
後に、JIS C 6481のはんだ耐熱性試験方法に従って評価 ○:ふくれ、界面の剥離がなく、良好 ×:ふくれ、界面の剥離がある エッチング後の樹脂の圧着性 常温で24時間保管後、塩化第二鉄液で銅箔をエッチング
後、絶縁樹脂の外観を目視観察でJIS C 6481のエッチン
グ方法に従って評価 ○:色むら、しま模様の発生がない ×:色むら、しま模様の発生がある 〔発明の効果〕 本発明によれば、優れた銅箔外観、はんだ耐熱性を確保
したプリント配線板用銅張り積層板を高い生産性で製造
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図および第3図は本発明にかかるプリント
配線板用銅張り積層板の製造方法の説明図である。 1:鋼板コイル、2:鋼帯 3:ロールコーター、4:紫外線照射装置 5:予熱炉、6:銅箔コイル 7:銅箔帯、8:加熱ロール 9:積層板(帯状)、10:剪断機 11:積層板(切断)、12:台 13:加熱炉、14:間隔板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−140837(JP,A) 特開 昭61−176195(JP,A) 特開 昭57−141994(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】片面に半硬化状態の紫外線硬化樹脂を塗装
    した鋼帯を予熱し、この半硬化状態の紫外線硬化樹脂
    と、銅箔帯の片面に塗装された半硬化状態の絶縁樹脂と
    をロールで圧着させて、鋼帯、絶縁樹脂、銅箔帯の三層
    構造の積層帯とし、この三層構造の積層帯を適宜の寸法
    に切断し、次にこの三層構造の積層板を加熱炉内におい
    て加熱し、絶縁樹脂を完全硬化させることを特徴とする
    プリント配板用銅張り積層板の製造方法。
JP2094039A 1990-04-11 1990-04-11 プリント配線板用銅張り積層板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0687513B2 (ja)

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