JPS61277428A - 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、大気中で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硬化せしめ成形する
ものである。

また、被成形材を真空加熱加圧し成形する技術も知られ
ている。

この技術は、定盤（プラテン）２０上に、被成形材ｌを
鏡面板２４を挟んで多段に積載配置し。

更に、ブリーザ２８を被せ、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力スを供給し、
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、これらの技術には、下記のような問題点
を抱えている。

一般に、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、熱盤プレス方式では、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高圧力に
て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／ｌｎ以上）でプリプレグの溶融樹脂が多量
に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、更に、高圧力で加圧されている
ため、ストレスによる収縮が大きく、その結果多層回路
板の１回路線がずれ、その上１反りやねじれ等も発生し
製品として問題がある。

そこで、従来、特開昭５６−１２１７３４号。

特開昭５９−８２１１３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、被成形材は、一般に、４層、６層に成形したとして
も１層２閣前後と薄いものであるが。

面積は３３０ａｍＸ５００ｍ、５００ｍＸ５００ｍ＋。

８００ａａｓＸ６００閤等と広く、シかも、加熱は熱風
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
形材の芯部における。端部（周辺部）３５から中央部３
６への熱伝達が遅く。

従って、被成形材の端部（周辺部）３５と中央部３６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端部（周辺部）３５が溶融し
ているにもかかわらず、その中央部３６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端部（周辺部）３
５と中央部３６との温度差を少なくし気泡の残留を防止
しているが９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
。

更に、真空バッグフィルムを用いているため。

再使用が効かず不経済であり、しかも、密封の作業性も
悪く自動化への対応ができない等の問題点を抱えている
。

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。

被成形材を空隙をもたせて収容でき且っ該被成形材を上
面より加圧でき側面からの圧力は防止できるようにした
開閉可能な気密室を設け、該気密室内を減圧する減圧手
段と着脱可能に設け、前記気密室内に被成形材を収容し
密封して圧力容器内に搬入し、前記気密室を減圧手段に
接続して気密室内を減圧し２次いで、前記容器内に高圧
力スを供給して被成形材を上面より加圧すると共に、該
高圧力スを加熱し該加熱ガスを循環させて被成形材を上
下面より加熱し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鋼張積層板。

非銅張積層板（例えばアルミニウム張積層板）等の積層
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
、内層回路板を含み、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２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せしめ
成形したもので、その後、孔明け〜ホーニング〜メッキ
〜ラミネート〜焼付、現像〜２次鋼メッキ〜・・・・・
〜外形加工などの各処理工程を経て製品となるものであ
る。′ 更に１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、二の
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、１は内層回路板。

プリプレグ、鋼箔などの被成形材、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Ｍｒｊ１４
用扉である。

Ａは、前記圧力容器２内に高圧力ス（例えば高圧チッソ
ガス、高圧炭酸ガス、高圧空気など）を供給する高圧力
ス供給手段である。

Ｂは、前記容器２内に供給されたガスを熱交換器４を介
して加熱し、または、冷却する加熱冷却手段である。

Ｃは、前記加熱冷却手段により加熱または冷却されたガ
スを容器２内に搬入せしめた気密室へと送風し循環する
ようにした循環手段である。

Ｄは、被成形材を空隙をもたせて収容でき且っ該被成形
材を上面より押し圧する押圧部材を備えた気密室であり
、更に、該気密室内を減圧する減圧手段と着脱可能に設
けている。

Ｅは、前記気密室内を減圧する減圧手段である。

次に、各手段および各部材についてその詳細を説明する
。

高圧力ス供給手段Ａは、一般には、容器２内に２０ｋｇ
／ａｄ以下の高圧チッソガス、高圧炭酸ガス。

高圧空気などの高圧力スを自動弁６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７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１１を設けている。

加熱冷却手段Ｂ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８と冷却水を
供給する自動弁９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１０を設けたものである。

なお、加熱冷却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、その加熱および冷却ガス
を容器２内に供給するようにしてもよく、また、熱源も
電気ヒータ等を用いてもよい。

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または冷却ガスは第１図
に示す風胴板１４の外周を通り抜、け、該風胴板と被成
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。

気密室りは、第３図に示すように定盤２０上に積載した
被成形材１を、方形の枠より成る側圧防止部材Ｆにて適
宜な隙間を設けて囲い、定盤２０と側圧防止部材Ｆとは
シール部材Ｊにてシールし更に、前記被成形材１を密封
するため、側圧防止部材Ｆの上部には被成形材ｌを押圧
する平板状の押圧部材Ｇを側圧防止部材Ｆに上下移動可
能に設け、シール部材Ｈにてシールして側圧防止部材Ｆ
の内部を密封するように設け、被成形材１を簡単に挿入
、取り出しでき、しかも、気密室を容易に分解２組立で
きるよう構成したものである。更に。

前記定盤２０には密封室を減圧するための真空路２１を
設けて後述する減圧手段Ｅヘカブラ−２７にて着脱して
連通、遮断可能に設けている。

第４図は第３図の上面図を示したもので気密室りは被成
形材１よりやや大きい方形状を形成している。

第５図は気密室りの他の実施例を示したもので。

側圧防止部材Ｆの上面で且つ抑圧部材Ｇの外周にはシー
ル部材Ｈを介在せしめ上下移動可能に構成している。

減圧手段Ｅ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１７から自動弁１８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
先端部のカプラー２７は。

気密室り内部を減圧するため定盤２０の真空路２１の配
管部のカプラー２７と着脱できるよう設けている。

そして、前記定盤２０と押圧部材Ｇとは、被成形材１に
接する面を平面状にして且つその表面を平滑に仕上げた
熱伝導性のよい平面板を形成している。

゛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２１を設けた
通気板２６を配置し２次いで、鏡面板２４〜離型フィル
ム３１〜銅箔３２〜プリプレグ３３〜内層回路板３４〜
プリプレグ３３〜゛銅箔３２〜離型フィルム３１〜＃１
面板２４〜離型フィルム３１〜銅ｌ５３２〜プリプレグ
３３〜内層回路板３４〜プリプレグ３３〜銅Ｗｉ３２〜
離型フィルム３１〜＠面板２４と順次積載し、この積重
ねを複数段に重ねる。

そして、前記被成形材１を側圧防止部材Ｆにて囲みシー
ル部材Ｊにてシールし、更に、被成形材１の上に押圧部
材Ｇを載せ、シール部材Ｈにより被成形材ｌを密封し、
その密封状態を確認する。

なお、この密封する手段として、先に側圧防止部材Ｆ、
押圧部材Ｇ、シール部材Ｈな一体的に組合せ定盤２０上
に積載した被成形材ｌに被せるようにして密封してもよ
く、また、成形後の取り外しも前記どちらの手段を用い
てもよく手段に限定されない。

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。

気密室り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３８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Ｅの容器内配管部にカプラー２７にて接続し扉
３を閉じ容器２を密閉する。

次に、真空ポンプ１７と自動弁１８とを作動させて前記
気密室り内を減圧する０次いで、自動弁６を作動させて
容器２内に高圧力スを供給すると共に、自動弁８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、前記
高圧力スを加熱する。

次いで、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力スは風胴板１４を介し気密室を通
り循環する。

そして、被成形材ｌは上方からの加圧により押し圧され
、上下面より加熱される。

そして、被成形材ｌへの加熱加圧が行なわれる。

このように、被成形材１は上下方向より加熱され、被成
形材ｌの上下面より熱伝達が行なわれるが、気密室り内
の隙間部３７が高真空になっているため被成形材ｌの端
部（周辺部）の放熱がなく。

被成形材１のプリプレグ平面上端部（周辺部）３５と中
央部３．６とは、はぼ均一に加熱でき、従って、前記被
成形材１のプリプレグ平面上の中央部３６と端部（周辺
部）３５との温度差がなくなり、　　　　　・各段毎の
プリプレグ平面上の中央部３６と端部ＣＭ辺部）３５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。

次に、自動弁８を逆作動させて高圧蒸気の供給を止め９
次いで、自動弁９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して気密室り
内の被成形材１を冷却させる。

次に、自動弁６を逆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。

なお、冷却の際、前記気密室り内に空気を導入する手段
を用いると冷却されたガスの冷却熱は気密室〜空気〜被
成形材１へと伝達されて被成形材を短時間に冷却するこ
とができる。

ここで２寸法：３３０ｍｍＸ５００１ＩＭ１１のプリプ
レグ、銅箔および内層回路板を第６図に示すように鏡面
板にて挟み、順次重ねて６０ｍｍ程度の高さに積載する
。この時、温度検出器２７を被成形材１の端部（周辺部
）３５と中央部３６とに適宜挿入する。そして、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のプリプレグの中央部と端部（周辺部）とは
、第８図に示すように温度差が無くなり、その結果、ボ
イドの無い均一な板屡の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１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９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、被成形材を空隙をもたせて収容でき且つ該被成形
材を上面より加圧でき側面からの圧力は防止できるよう
にした開閉可能な気密室を設け、該気密室内を減圧する
減圧手段と着脱可能に設け、前記気密室内に被成形材を
収容し密封して圧力容器内に搬入し、前記気密室を減圧
手段に接続して気密室内を減圧し９次いで、前記容′器
・内に高圧力スを供給して被成形材を加圧すると共に。

該高圧力スを加熱し循環させて被成形材を加熱し接着硬
化せしめ成形するようにしたから、被成形材への加圧は
気密室の側圧防止部材により妨げられ静水圧によって被
成形材上面より均等に加圧される。

更に、被成形材への加熱は気密室内を真空にしているた
め、側面からの熱伝達は行なわれず、しかも、被成扉材
端部の放熱もなく、上下面より均等に熱伝達される。

従って、被成形材の各プリプレグの中央部と端部との温
度差が無くなり樹脂は一様な溶融状態となって流動しや
すくなるため、真空引きによりプリプレグの溶融樹脂は
中央部から端部へと均一に移動して適量流出すると共に
気泡を真空中に排出することができ、ボイドのない、し
かも、板厚の均一な積層板を所定時間内で成形すること
ができる。

また、被成形材に加圧する圧力が従来の熱盤プレス方式
に比べて低圧であるため、ストレスによる収縮が少なく
、多層回路板の回路線のずれが無くなると共に反りやね
じれも少なくなり、板厚の均一と相まって寸法安定性の
良い高品質な積層板が得られる。

また、再使用可能で且つ被成形材を簡単に挿入。

取り出しでき、る気密室を設けているから、従来の再使
用不可能な真空バッグフィルムが不要となり。

経済的であると共に作業性もよくなり自動化への対応も
期待できる。

【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図は被成形材を収容する気密室の概略縦
断面図、第４図は第３図の上面図、第５図は気密室の他
の実施例の概略縦断面図、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１１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：高圧力ス供給手段、Ｂ：加熱冷却手段、Ｃ：循環手
段、Ｄ＝気密室、Ｅ：減圧手段、Ｆ：側圧防止部材、Ｇ
：押圧部材、Ｈ：シール部材、Ｊ：シール部材、１：被
成形材、２：圧力容器、３：扉、４：熱交換器、６，７
，８，９：自動弁。 １０：安全弁、１２：ファン、１３：モータ。 １４：風胴板、１７真空ポンプ、１８，１９：自動弁、
２０：定盤、２１：真空路、２４：鏡面板、′２５：温
度検出器、２６：通気板、２７：カブラ−、２８：ブリ
ーザ、２９ニジ−ラント、３０：真空バッグフィルム、
３１：離型フィルム、３２：銅箔、３３ニブリブレグ、
３４：内層回路板、３５：被成形材の端部、３６：被成
形材の中央部。 ３７：隙間部、３８：台車。 第１図　゛ 第２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、被成形材を空隙をもたせて収容でき且つ該被成
   形材を上面より加圧でき側面からの圧力は防止できるよ
   うにした開閉可能な気密室を設け、該気密室内を減圧す
   る減圧手段と着脱可能に設け、前記気密室内に被成形材
   を収容し密封して圧力容器内に搬入し、前記気密室を減
   圧手段に接続して気密室内を減圧し、次いで、前記容器
   内に高圧ガスを供給して被成形材を加圧すると共に、該
   高圧ガスを加熱し循環させて被成形材を加熱し接着硬化
   せしめ成形することを特徴とする積層板の成形方法。