JPS61230916A - 積層板の成形方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、多層プリント配線板並びに銅張積層板、非銅
張積層板等の積層板をオートクレーブにて成形する方法
に関するものである。

従来の技術 従来、多層プリント配線板並びに該多層プリント配線板
に用いる銅張積層板、非銅張積層板等の積層板を成形す
る技術として、一般に、熱盤プレス方式が知られている
。

熱盤プレス方式は、被成形材を複数のプレート金型（＃
１面板ともいう）を介して熱盤間に多数枚重ね載置した
後、加熱加圧して前記被成形材におけるプリプレグの樹
脂部を一旦軟化させ、然る後。

硬化させて被成形材を接着成形するものである。

また、真空加熱加圧し成形する技術として１本出願人が
先に出願している特願昭６０−１７４５１号、特願昭６
０−２７４８０号がある。

この技術は、定盤（プラテン）２０上に、被成形材ｌを
第１０図に示すように鏡面板２３を挟んで多段に積載配
置し、その上に耐熱性があり且つ柔軟性のある真空バッ
グフィルム３０にて被覆密封して圧力容器内に収容し密
閉した後、前記真空バッグフィルム内を減圧すると共に
前記容器内に高圧蒸気を供給するか、または、高圧ガス
を供給し、該ガスを加熱して被成形材を加熱加圧し接着
硬化せしめ成形するものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前者の技術には、下記のような問題点を
抱えている。

被成形材のプリプレグは若干の水分や積層時の空気、塗
工紙布に内包されている空気および未反応の樹脂原料の
揮発性物質などが気泡として含まれたまま加熱加圧成形
されるため、積層板（被成形材）内部にボイドが発生し
、積層板の特性を著しく低下させている。

そのため、前記気泡を無くするよう加熱により軟化した
プリプレグの含浸樹脂を流動させてプリプレグに内包さ
れている気泡を外部に押し出させる手段を試みているが
、プリプレグの端部（周辺部）は放熱されており加熱温
度が低くなる。

一方、プリプレグの中央部は蓄熱されて加熱温度が高く
なり、従って、この時プリプレグの中央部では高温加熱
されるために含浸樹脂の溶融粘度が高くなっているもの
の、プリプレグの端部では加熱温度が高温でないため、
含浸樹脂の溶融粘度が低く、熱盤による高圧力（一般に
は４０ｋｇ／ｃｒｄ程度）でプリプレグの溶融樹脂が流
出して積層板端部の厚みは中央部に比べて薄くなり板厚
のばらつきが生じ製品として問題がある。

そこで、従来、特開昭５６−１２１７３４号。

特開昭５９−６２１１３号、特開昭５９−７６２５７号
等に示されているような各種の改善がなされているが、
それぞれ一長一短があり適切な改善策が切望されている
。

また、真空加熱加圧し成形する技術は１例えば。

被成形材１を加熱加圧プログラムに従い加熱し加圧した
場合、被成形材１は、一般に、４層、６層に成形したと
しても１〜２Ｍ前後と薄いものであるが１面積は３３０
ａｕ＋＋Ｘ　５００ｍｍ、　　５００ｗＸ　５００ｍｍ
、　　６００ｍｍＸ　６００ｍｍ等と広く、シかも。

加熱は熱風や蒸気を用いているため被成形材の表面より
加熱される。そのため、被成形材は第１０図に示すよう
に多段に積載された被成形材の上下面及び西側面から加
熱されるが、被成形材の積載が高くなればなるほど芯部
３２（中間部の中央部）への熱伝達が遅くなり、従って
、被成形材１の表面部３１と芯部３２とは第１１図のグ
ラフの実線と二点鎖線で示すように大きな温度差が生じ
る。

その温度差により、被成形材１のプリプレグは熱硬化性
樹脂を含浸させたものを用いているため。

その特性により被成形材の表面部３１が溶融しているに
もかかわらず、その芯部３２は未だ溶融せず、従って、
加圧による上からの押圧と減圧による横からの真空引き
を行う手段を用いても、なお。

プリプレグに内在している気泡（ガス）の押し出しがで
きず、従って、プリプレグ外部の真空中に排出させるこ
とが困難でありプリプレグ内部に気泡が残留する。

そこで、この気泡の残留をなくするため、被成形材１の
昇温速度をゆっくりにして被成形材の芯部３２と表面部
３１との温度差を少なくし気泡の残留を防止しているが
２反面、昇温が遅いため成形時間が長くなり、生産能率
を低下させるという新たな問題が生じている。

本発明は前述の各種問題点を解決することを目的として
開発したものである。

問題点を解決するための手段 本発明である積層板の成形方法は、積層板をオートクレ
ーブにて真空加熱加圧成形するにおいて。

温度制御可能に設けた発熱部材を、被成形材に適宜介在
せしめて定盤上の真空室内に積載し、前記真空室を密封
して圧力容器内に収容し密閉した後。

前記真空室内を減圧する手段と、前記圧力容器内に高圧
ガスを供給する手段と、前記供給された高圧ガスを加熱
する第１の加熱手段と、前記真空室内の発熱部材を加熱
する第２の加熱手段とを用いて、前記被成形材を加熱加
圧して接着硬化せしめ成形するものである。

実施例 以下、添付図面に従い本発明の詳細な説明する。

最初に、説明に先立ち本発明でいう積層板について説明
する。

本発明でいう積層板とは、多層プリント配線板並びに該
多層プリント配線板に用いる銅張積層板。

非銅張積層板（例えばアルミニウム張積層板）等ノ積層
板のことをいう。

被成形材とは、前記積層板を成形するための材料であり
、前記鋼張積層板、非銅張積層板を含み。

プリプレグ、銅箔などより構成したものである。

プリプレグとは９紙、ガラス布などの基材にフェノール
樹脂ワニスやエポキシ樹脂ワニスなど熱硬化性樹脂ワニ
スを含浸させて樹脂含浸シートを作成し、この樹脂含浸
シートを乾燥させてＢステージ化したものである。

銅張積層板とは、前記プリプレグを定寸法に切断し、該
プリプレグを複数枚重ねてプリプレグの片面または両面
に銅箔を貼り合わせ加熱加圧し接着硬化成形したもので
ある。

多層プリント配線板とは、１例として片面鋼張積層板、
プリプレグ、内層回路板、プリプレグ。

片面銅張積層板を順次積層し加熱加圧し接着硬化成形し
たものである。

更に２本発明で用いる特殊な用語について説明する。

ボイドとは、積層板に用いるプリプレグには若干の水分
、積層時の空気、塗工紙布に内包されている空気および
未反応の樹脂原料の揮発性物質等が気泡として含まれて
おり、その状態のまま加熱加圧成形した場合に積層板内
部に発生するガス状の物体のことをいう。そして、この
ボイドの残溜は積層板の特性を著しく低下させる。

真空バッグフィルムとは、耐熱性があり、しかも柔軟性
のあるフィルムで被成形材を外部から遮断し、真空圧に
よって被成形材に密着させるものである。そして、一般
に、ナイロン６、ナイロン６６、ポリテトラフルオロエ
チレン等のプラスチックフィルムが用いられている。

ブリーザとは、真空バッグフィルム内が減圧され、容器
内に圧力が負荷された時でも空気や反応によって発生し
たガス（気泡）を通過させ均一な圧力負荷を維持できる
ようにしたもので、一般に。

耐熱性のあるガラスクロスが用いられている。

シーラントとは、被成形材を定盤（プラテン）に対して
完全に密封し、成形中密封性を確保するもので、一般に
、粘着性のある粘土状の物体が用いられている。

定盤（プラテン）とは、被成形材を積層載置すると共に
被成形材の上面より加圧される圧力を受圧する平板状の
治具であり、一般に、加熱による歪が少なく、かつ上面
を平滑に加工した金属製の平板が用いられている。

次に、実施例の構成を説明する。

第１図、第２図に示すように、■は銅張積層板。

内層回路板、プリプレグ、銅箔などの被成形材。

２は被成形材を収容する圧力容器、３は容器２を密閉す
るための開閉用界である。

Ａは、熱交換器４を介して容器２内に収容せしめた被成
形材１を加熱する第１の加熱手段であり。

必要に応じてガスを冷却する冷却手段を備えている。

Ｂは、高圧ガス（例えば高圧チッソガス、高圧炭酸ガス
、高圧空気など）を圧力容器２内に供給する高圧ガス供
給手段である。

Ｃは、熱交換器４により加熱された加熱ガスおよび冷却
ガス（例えば冷却水により冷却された高圧チッソガス、
高圧炭酸ガス、高圧空気、空気など）を容器２内の被成
形材１に送風し循環するようにした循環手段である。

Ｄは、真空室内を減圧する減圧手段である６Ｅは、定盤
上に被成形材１を多数積載する場合。

被成形材１の間に第３図に示す発熱部材Ｆを適宜介在さ
せると共に該発熱部材を加熱する第２の加熱手段である
。

次に、各手段および各部材についてその詳細を説明する
。

第１の加熱手段Ａは、第１図、第２図に示すように容器
２の外部より内部の熱交換器４に高圧蒸気を供給するよ
うにしたもので、高圧蒸気を供給する自動弁５と冷却水
を供給する自動弁６とを容器２を貫通し熱交換器４に連
通して設け、更に。

該熱交換器の下方より容器２の下部を連通して排水用自
動弁７を設けたものである。また、高圧蒸気および熱交
換器４の替りに電気ヒータを用いてその加熱温度を制御
するよう構成してもよい。

高圧ガス供給手段Ｂは、容器２内に例えば１４ｋｇ／ｃ
ｏｔの高圧チッソガス、高圧炭酸ガス、高圧空気などの
高圧ガスを自動弁８を介して供給するよう設けたもので
、前記ガスは熱交換器４を介して加熱または冷却される
。そして、自動弁９を通じて排気される。また、容器２
内が所定の圧・力を越えた時に減圧するための安全弁１
０を設けている。

なお、第１の加熱手段の他の例として、容器２の外部で
加熱および冷却する手段を設け、その加熱ガスおよび冷
却ガスを容器２に供給するようにしてもよい。

循環手段Ｃは、容器２の内部にファン１２を設け、更に
、該ファンを駆動するモータ１３を容器２の外部に気密
を保持できるようにして設置したものである。そして、
ファン１２により送られる加熱ガスおよび冷却ガスは第
１図に示す風胴板１４の外周を通り抜け、風胴板１４と
被成形材１との間を矢印に示すようにＵターンして循環
できるよう構成している。

減圧手段りは、第１図、第２図に示すように容器２外部
に設置された真空ポンプ１６から自動弁１７を介して容
器２内部へ連通して配管したものである。そして、その
先端部は真空室Ｇ内部を減圧するため第５図に示す定盤
２０の真空路２７の配管部と着脱できるよう設けている
。

第２の加熱手段Ｅは、第３図に示すように平面状で且つ
その表面を平滑に仕上げた熱伝導性のよい平面板２１に
発熱体２２を挿入してなる発熱部材Ｆと、該発熱部材を
加熱して温度制御する制御手段Ｈとより構成している。

そして２発熱体２２として２例えばニッケルクロム線等
の電熱線やシーズヒータ等の発熱体、電磁力発熱体９発
熱塗料材、セラミックス発熱体等の発熱体があり、また
。

発熱体自体を平面板状に形成したものでもよい。

更に、制御手段Ｈとしては２例えば、電気ヒータの場合
は電圧調整器や可変抵抗器等により電圧や抵抗を調整し
て発熱体の加熱温度を制御するよう構成しており、制御
方式としては１回路を入り。

切りする簡単な二位置制御、または、多位置制御。

比例制御などが用いられる。

第４図は、制御手段Ｈの本発明の一実施例を示すブロッ
ク線図である６図に示すように、平面板２１、または鏡
面板２３．または被成形材１に挿入せしめた温度検出器
２４の値と設定値の値とを比較器にて比較し、その偏差
を増幅して駆動部に伝達し電圧調整器を作動させる。そ
して、電圧を調整して発熱部材Ｆの加熱温度を設定値に
なるよう制御するようにしたものである。

真空室Ｇは、第５図に示すように定盤２０上に積載した
被成形材１と該被成形材を適宜に挟んでいる発熱部材Ｆ
とを方形の枠より成る側圧防止部材２５にて適宜な隙間
を設けて囲い、更に、前記被成形材１を密封するため、
側圧防止部材２５の上部には被成形材１を押圧する平板
状の押え部材２６を側圧防止部材２５に上下移動可能に
嵌合わせ、シール部材２８にてシールして側圧防止部材
２５の内部を密封するよう構成したものである。

また、第１０図に示すように定盤２０上に積載した被成
形材１と該被成形材を適宜に挟んでいる発熱部材Ｆとを
真空バッグフィルム３０にて被覆し、シーラント３３に
て密封したものでもよく。

また、前記押え部材２６とシール部材２８の替りに真空
バッグフィルム３０を用いて側圧防止部材２５の上面を
覆いシーラント３３にて密封するよう構成してもよく９
本発明の実施例に限定されるものではない。

ここで１本発明において、被成形材を積層載置する状態
を説明する。

第６図に示すように定盤２０上には真空路２７を設けた
通気板３４を配置し２次いで、ｆｉ面板２３〜離型フィ
ルム３５〜＃４箔３６〜プリプレグ３７〜内層回路板３
８〜プリプレグ３７〜銅箔３６〜離型フィルム３５〜＃
ｉ面板２３〜離型フィルム３５〜銅箔３６〜プリプレグ
３７〜内層回路板３８〜プリプレグ３７〜銅箔３６〜離
型フィルム３５〜Ｍ面板２３と順次積載して一段となし
、この積重ねを複数段に重ねるが、その重ねる間に適宜
な間隔で発熱部材Ｆを挿入する。

この発熱部材Ｆの挿入は、被成形材１が厚くなる程その
個数を増やすことが好ましいが、経済性とプリプレグの
加熱温度により、一般に２０閣ないし３０ｍｍ前後毎に
１個挿入している。

更に、前記複数段に重ねられた被成形材１の表面部と芯
部とに温度検出器２４を適宜挿入し、その検出信号を外
部の制御手段に伝達できるよう配線する。

そして、前記被成形材１を真空室Ｇ内部に収容し、該真
空室Ｇを密封する。

次に、その作用を第７図に示す加熱加圧プログラムに従
い説明する。

真空室Ｇ内部に収容し密封して準備された被成形材１を
、第１図および第２図に示す台車４０の棚に載せ圧力容
器２内に搬入する０次に、定盤２０の真空路の配管部を
減圧手段りの容器２内配管部に接続し扉３を閉じ容器２
を密閉する。

次に、真空ポンプ１６と自動弁１７とを作動させて前記
真空室Ｇ内を減圧すると共に、自動弁８を作動させて容
器２内に高圧ガスを供給し被成形材１を加圧する。

次に、自動弁５を作動させて容器２内の熱交換器４に高
圧蒸気を供給して前記高圧ガスを加熱し。

続いて、モータ１３を駆動しファン１２の回転により、
前記加熱された高圧ガスは風胴板１４の外周を介し真空
室Ｇを通り循環する。

そして、被成形材１への加熱加圧が行なわれる。

次に１発熱体２２を作用させて発熱部材Ｆを加熱し制御
手段Ｈにてその加熱温度を制御し、被成形材１は内部よ
り加熱される。

このように、被成形材１は外部からの熱風と。

内部からの発熱部材Ｆの双方から加熱されるため。

被成形材１の芯部３２と表面部３１とは、はぼ均一に加
熱できると共に、プリプレグ平面上の中央部と端部（周
辺部）もほぼ均一に加熱でき、従って、前記被成形材１
の芯部３２と表面部３１との温度差が小さくなり、更に
、プリプレグ平面上の中央部と端部（周辺部）との温度
差もなくなり。

各段毎のプリプレグ平面上の中央部と端部ＣＭ辺部）と
の溶融粘度はほぼ等しくなる。

そして、積層された被成形材１の加熱が進行し。

プリプレグ樹脂部の溶融粘度が最小になると、プリプレ
グ樹脂部内に存在している気泡は、樹脂部の上方へ浮い
た状態となるが、上からの圧力と横からの真空引きによ
り、プリプレグと銅箔との間を通り、プリプレグの端部
（周辺部）へと移動し真空中へ排出される。

続いて、被成形材１の温度を更に上昇させ、規定温度に
至りてしばらくその温度を維持し、被成形材１を接着硬
化させる。

被成形材１の接着硬化が終了すると、第１図に示す自動
弁５を逆作動させて高圧蒸気の供給を止める。次に、自
動弁６を作動させて冷却水を熱交換器４に供給し、容器
２内を循環しているガスを冷却する。次に、自動弁９を
作動させて前記容器２内の圧力を徐々に低下させる。

そして、被成形材１が冷却されると、全ての作動を停止
させ、扉３を開き被成形材１を外部へ搬出し一工程が完
了する。

ここで１寸法：３３０ｍｍＸ５００ｍｒｎのプリプレグ
、銅箔および２層内層回路板を第６図に示すように鏡面
板にて挟み、順次重ねて６唾の高さにし。

その間に発熱部材を２ａＴｌ毎に２個挿入し、第７図に
示す加熱加圧プログラムの条件にて成形したところ、被
成形材１の温度は、その芯部と表面部とは第８図に示す
ように温度差が小さくなり、プリプレグの中央部と端部
（周辺部）とは９発熱部材を温度制御しているため、そ
の温度差が無くなり。

その結果、ボイドの無い均一な板厚の４層銅張積層板を
所定時間内で成形することができた。

なお９本発明で用いる加熱加圧プログラムは第７図に示
す条件以外のもの２例えば第９図に示すようなものでも
よく９本発明の実施例に限定されるものではない。

発明の効果 以上２本発明によると下記のような効果を奏する。

積層板をオートクレーブにて真空加熱加圧成形するにお
いて、温度制御可能に設けた発熱部材を。

被成形材に適宜介在せしめて定盤上の真空室内に積載し
、前記真空室を密封して圧力容器内に収容し密閉した後
、前記真空室内を減圧する手段と。

前記圧力容器内に高圧ガスを供給する手段と、前記供給
された高圧ガスを加熱する第１の加熱手段と、前記真空
室内の発熱部材を加熱する第２の加熱手段とを用いて、
前記被成形材を加熱加圧して接着硬化せしめ成形するよ
うにしたから、被成形材を外部の熱風からと内部の発熱
部材からとの双方より加熱することができるため、被成
形材を外部からのみ加熱する従来の技術に比べて被成形
材の芯部と表面部との温度差を小さくできると共に。

発熱部材を温度制御しているため、プリプレグの中央部
と端部（周辺部）との温度差が無くなり。

ボイドの無い均一な板厚の積層板を成形することができ
る。

更に、第２の加熱手段を用ているため、被成形材のみを
加熱することができ、熱効率が高く、シかも、従来の技
術に比し成形時間を大幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一実施例を示す一部破断し
た概略側面図、第２図は前記第１図に示した装置の概略
縦断面図。第３図は第２の加熱手段の一実施例を示す立
体図。第４図は制御手段Ｈの本発明の一実施例を示すブ
ロック線図。第５図は真空室の一実施例を示す正面断面
図。第６図は本発明において被成形材を積層載置する状
態を示す概略縦断面図。第７図は本発明の被成形材を成
形する加熱加圧プログラムの一実施例を示す図。 第８図は本発明の被成形材を第７図で設定した加熱加圧
プログラムに従って成形した実測値を示したものである
。第９図は本発明の被成形材を成形する加熱加圧プログ
ラムの他の実施例を示す図。 第１０図は被成形材を積載し真空バッグフィルムにて被
覆し密封せしめる従来の方法を示す概略縦断面図。第１
１図は被成形材を成形する加熱加圧プログラムの従来技
術の一実施例を示す図である。 これらの図において Ａ：第１の加熱手段、Ｂ：高圧ガス供給手段。 Ｃ：循環手段、Ｄ＝減圧手段、Ｅ：第２の加熱手段、Ｆ
：発熱部材、Ｇ：真空室、Ｈ：制御手段。 １：被成形材、２：圧力容器、３：扉、４：熱交換器、
５，６，７，８，９　：自動弁、１０：安全弁、１２：
ファン、１３：モータ、１４：風胴板。 １６：真空ポンプ、１７：自動弁、２０：定盤。 ２１：平面板、２２：発熱体、２３：鏡面板、２４：温
度検出器、２５：側圧防止部材、２６：押え部材、２７
：真空路、２８：シール部材、３０：真空バッグフィル
ム、３１：表面部、３２：芯部。 ３３ニジ−ラント、：３４通気板、３５：離型フィルム
、３６：銅箔、３７：プリプレグ、３８：内層回路板、
３９：ブリーザ、４０：台車。 第１図 第２図 第７図 第６図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 積層板をオートクレーブにて真空加熱加圧成形するにお
   いて、温度制御可能に設けた発熱部材を、被成形材に適
   宜介在せしめて定盤上の真空室内に積載し、前記真空室
   を密封して圧力容器内に収容し密閉した後、前記真空室
   内を減圧する手段と、前記圧力容器内に高圧ガスを供給
   する手段と、前記供給された高圧ガスを加熱する第１の
   加熱手段と、前記真空室内の発熱部材を加熱する第２の
   加熱手段とを用いて、前記被成形材を加熱加圧して接着
   硬化せしめ成形することを特徴とする積層板の成形方法
   。