JPS6152787B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は印刷配線用積層板の新しい製造法に関
するものである。 従来印刷配線用積層板としては、ガラス繊維、
有機繊維、木材パルプ等からなる織布、不織布、
紙状物などの繊維基材にフエノール樹脂、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性
樹脂を種々に組合せて成形されたものが用いられ
てきている。たとえば、紙−フエノール、ガラス
クロスエポキシ、ガラスマツトポリエステルなど
の基板である。これらの積層板の製造法は以下の
ような方法によるのが一般的である。すなわち、
基材に溶剤で稀釈した常温液状のワニス状物を含
浸塗工し、乾燥機等で溶剤を除去すると共に後の
プレス成形に適した状態にまで反応を進めて、い
わゆるＢステージ化したプリプレグを作成し、こ
れを所定寸法に載断後、表面に銅箔を重ね鏡板に
挾んだ状態で多段の平行熱盤間で加熱加圧成形す
るものである。 この従来の製造法によるものは低粘度ワニスを
成形プレスの前にあらかじめ基材に含浸処理する
ことにより含浸性の良好なボイドのない基板、ま
た鏡板に挾み平行盤間で成形されることにより表
面の平滑な、そりの少ない基板等配線板として重
要な特性を満足する良好な基板が出来る長所があ
る。 しかし反面塗工に多量の溶剤を必要とし、その
乾燥にも多大のエネルギーを必要とし、材料、エ
ネルギーのロスが大きい。また溶剤の揮散は環境
の汚染といつた問題も惹起する。 このため無溶剤の樹脂を用いて積層板を作る方
法が種々検討されてきている。たとえばガラスチ
ヨツプドストランドに不飽和ポリエステル樹脂を
含浸させ、あらかじめ化学的に増粘したシート状
成形材料（SMC）を表面の銅箔を重ねて金型に
供給し加熱加圧成形する方法、不飽和ポリエステ
ル樹脂浴中に基材を通し含浸させたのち銅箔と共
に加熱ダイスに引込み連続的に成形する引抜き成
形方法（Insulation Circuit、November 1977）、
多数枚の基材を無溶剤樹脂浴中に導き、所定量の
樹脂を含浸塗工したのちカレンダーや加熱ロール
にて成形する方法（特開昭51−133762号公報）、
無溶剤樹脂と充てん剤の混合物を押出機にてシー
ト状に成形しＢステージ化したのち、これを芯材
層とし銅箔との界面に常法で得られるプリプレグ
等を介しベルトプレス等で成形する方法（特開昭
54−135859号公報）、など多数提案されている。
しかしSMC法ではプレス成形時の材料の流動に
伴ない基材が一緒に流れて周部配向を起しやすく
そりが大きくなりやすい。引抜き法やロールプレ
ス法では成形中に十分圧力がかけにくくボイドの
除去が困難であるとともに樹脂が流動性を保持し
ている間に基材が強く引張られるなどにより基材
の配列が乱され易く平坦なそりのない基板が作り
にくい。押出法による基板では表面に別途作成の
プリプレグ等を配さなければならない、といつた
問題も有している。これらの方法はいずれも無溶
剤樹脂を用いているが、その樹脂をあらかじめ基
材に均一に含浸処理を施し、しかる後金型、ロー
ル、熱盤等で成形するものであるが前記のような
問題も残している。 一方繊維基材にあらかじめ含浸処理を施さず、
未含浸のまゝの繊維基材を金型に引込み、無溶剤
液状樹脂を供給し熱圧することにより含浸と成形
を金型内で同時に行う方式が一般のFRP成形法
として存在する。たとえばマツチドダイ成形、コ
ールドプレス成形等である。この方法は基材にあ
らかじめ樹脂を含浸処理する工程を省いており簡
略化された成形法である。しかしこのような成形
法が印刷配線板用積層板の成形に適用された例は
なく、この一般のFRP成形法をそのまゝ要求特
性の高度な印刷配線用銅張り積層板に適用しよう
としてもボイドのないそりの少ない基板等を作る
上で不十分である。 本発明者らは以上の状況に鑑み、無溶剤型熱硬
化性樹脂を用い、あらかじめ含浸処理を施さず、
未含浸のまま基材に樹脂を供給し金型内で含浸と
成形を同時に行う方法において、含浸のよい、そ
りの少ない基板を製造する方法について鋭意検討
し本発明に至つたものである。 即ち本発明は基材として繊維基材を用い、それ
に無溶剤型の熱硬化性樹脂を部分的に供給し、必
要に応じ表面に銅箔を重ね、次いでこれを一対の
平行盤の少くとも一方の平盤の周縁部に突起を有
する金型を用いて基材がその突起部で挾持される
状態で熱圧成形をすることを特徴とする印刷配線
用積層板の製造方法である。 未含浸の基材に樹脂を供給し金型内で含浸成形
を行う点で本発明類似の方法として前記のように
一般のFRP成形法としてのマツチドダイ法、コ
ールドプレス法がある。これらの金型はオス型と
メス型とからなり型の周縁部で小さなクリアラン
スを持つてかみ合わさる構造となつている。そし
てこのかみ合い部で型からはみ出た余分の基材を
切除するとともに、このクリアランス部での樹脂
の流動抵抗で金型内製品に内圧が加わるものとな
つている。通常このかみ合い部のクリアランスは
0.1〜0.2mm程度と非常に小さくとらねば十分な内
圧を保持できないが印刷配線用に要求されるよう
な高度な要求を満足する程度に含浸性を上げ、ボ
イドを無くそうとすると、このクリアランスに更
に小さくとらねばならず、これは実質的に困難で
ある。また成形後このクリアランス部に残る樹脂
の硬化薄片は完全に除去しないと次の成形の際に
飛散したその薄片が銅箔と金型の界面に介在して
銅箔のキズや打痕の原因となり不都合を生じる等
の問題がある。 本発明者らはオス、メス型のかみ合い構造の型
でなく一対の平行盤の少くとも一方平盤の周縁部
に突起を有する金型を用いる方法で、前述のよう
な問題を解消した良好な印刷配線用積層板を成形
する条件を見出したものである。また本発明にお
いては熱圧成形に伴ない樹脂は一担溶融低粘度化
し金型周縁に向つて流動して行き、金型内を満し
て周縁部に到達した時には突起部で強く挾持され
た基材の抵抗で型外への漏れが防がれ、金型内の
樹脂の内圧が上昇して基材への樹脂の浸透が達成
される。そしてボイドのない状態まで含浸が行な
われた後、樹脂の硬化が完了し成形が終る。従つ
てボイドのない基板が得られる。 基材として各種繊維からなる織布、不織布状
物、紙状物などの種々の形態の基材が用い得る
が、特に不織布状物又は紙状物の基材を用いるの
が好適である。ガラスクロス等の織布に比べ、不
織布状物、紙状物基材は熱圧プレス時に溶融樹脂
が金型周縁に向つて流動して行く際に繊維間を均
一にまんべんなく流れ気泡を追い出し易く、また
樹脂の偏りが防がれる。さらに樹脂が金型内に充
満した後突起部で強く挾持された基材の抵抗で樹
脂の型外への流出が防がれ内圧が向上するのであ
るが、この際不織布状物、紙状物は挾持部で隙間
のない状態に締め付けやすく内圧が上りやすくボ
イドの除去に非常に有効であることである。ガラ
スエポキシ銅張り積層板で最も汎用なガラスクロ
ス織布だけを用いる場合、樹脂が層間を流れやす
く厚さ方向への拡散が不十分で偏りを起し易く、
また挾持部では強く圧しても織目の隙間を通して
樹脂が漏れやすくなり、ボイド除去に大きなプレ
ス成形圧力が必要となる。こゝで不織布状物、紙
状物基材とはガラスウールマツト、サーフエース
マツト、ガラスペーパーなどの織物でない基材で
あり、ガラス繊維以外の有機繊維、木材パルプ等
からなる同様の形態のものでも良い。また全部の
基材が不織布状物、紙状物である必要はなく、少
くともこれら基材を含むものであれば一部に織布
を組合せて用いても同様の効果を奏することが出
来る。 無溶剤型熱硬化性樹脂とはエポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂、フエノール樹脂等の非反応
性の溶剤を含まない熱硬化性樹脂である。 本発明では基材へのあらかじめの樹脂の含浸、
乾燥工程をなくしていることが一つの特長であ
る。無溶剤型熱硬化性樹脂は不飽和ポリエステル
のように架橋性モノマーを含まないものでは通常
常温で固形ないし半固形の高粘度のものが多い。
このためこれまでの無溶剤型樹脂を用いるあらか
じめ基材に樹脂を塗工含浸した後成形を行う銅張
り積層板の成形では不飽和ポリエステルを用いる
のが殆んどである。しかし不飽和ポリエステルは
耐熱性、銅箔との接着強度などが低く解決すべき
問題も多い。本法では樹脂は金型内で熱溶融し一
担低粘度化して基材に含浸されるので、常温液状
の不飽和ポリエステルはもちろん、常温固形ない
しも同形のエポキシ樹脂、フエノール樹脂等の各
種の熱硬化性樹脂も適用出来る。 樹脂は基材に部分的に供給される。樹脂は熱圧
プレス時に型内の気泡を追い出しながら周縁に向
い型内を満すことが必要なので基材全面に樹脂が
まんべんなく均等に供給されているのではなく樹
脂の全く供給されていない部分が存在するように
部分的に供給されることである。特に成形品の中
央部に相当する位置に近く過剰に供給し、樹脂が
金型中央から周縁に向つて移動するように供給す
るのがよい。樹脂は硬化剤、充てん剤等を含んで
いるものである場合にはそれらの混合は常法の各
種の混合法が用いうる。特に室温固形樹脂などで
は混合に必要な粘度まであらかじめ予熱し低粘度
化させて混合し供給する。混合装置は単純な容器
内での撹拌混合から、樹脂と硬化剤等を別の容器
に準備し衝突混合させる方法など種々の方法が可
能でこの樹脂混合物は流下、スプレー散布等の各
種の方法で基材上に供給される。 樹脂を部分的に供給された基材は必要に応じて
金型に導かれ熱圧成形されるが、金型は一対の平
盤からなり少くともその一方平盤の周縁部に突起
を有する金型である。その突起部で基材が圧縮さ
れ、緻密に挾持されることにより内圧が保持され
完全な含浸が達成される。この突起は金型平面に
対してある高さと巾を有していれば良い。套起の
高さは所望の成形品板厚から突起部で締め付けら
れる基材の所定厚さを差引いた値として設定され
る。 また巾は適宜に選択されるものであるが、突起
部での基材の締め付け状態は突起部にかゝる圧力
に左右されるので、巾が広いほど即ち突起部面積
が大きいほど単位面積当りの圧力が低下し、大き
なプレス圧力が必要となるので可及的に巾が小さ
い方が有利である。しかしあまり巾が狭いと突起
部で基材や銅箔が座屈、破断を起しやすくなる。
表面に銅箔を配する銅張り積層板の場合には、基
材、銅箔が破断を起すと破れた個所から樹脂が銅
箔と金型間に廻り込み、離形を困難にしたり、金
型の清掃に手間取つたり、銅箔表面に樹脂の皮膜
が形成されて配線板としての用途にそのまゝでは
不適当となるなどの欠点を生ずることとなる。し
たがつて、このような場合には破断を起しにくい
ように突起の先端に丸味を持たせる等、突起形状
の工夫が望ましい。 尚この突起は一対の平盤の上・下いづれか一方
の型に取付けても良く双方の型に取りつけても差
つかえない。たゞし双方の型に取付ける場合は突
起の高さは一方のみに取付ける場合の高さをそれ
ぞれ割振つた高さとなし、また突起部同志がかみ
合わず突起先端部で夫々が当接するように設けら
れる。 以上説明したように本発明の方法によれば無溶
剤熱硬化性樹脂を用いて、あらかじめ基材に樹脂
の均一な含浸塗工を施すことなく、金型内で基材
への充分な含浸が達成され、印刷配線板用として
十分適合できるボイドのない積層板が成形でき
る。寸法においては使用する樹脂の粘度、熱圧プ
レスの条件等を適宜に設定することによつてプレ
ス時の樹脂の流動をコントロールし基材の動きや
配向を極力抑え樹脂のみを流動させるような条件
を選ぶことによつてそりも非常に小さな基板を成
形することが出来る。 以下実施例に基きさらに具体的に説明する。 実施例 １ 室温固形の無溶剤型エポキシ樹脂（チバ社製商
品名アラルダイト8011）を加熱器内で110℃で溶
融液化し、別の容器に酸無水物硬化剤（日立化成
製商品名HN−2200）と促進剤（ベンジルジメチ
ルアミン）の混合物を室温液状の状態で準備し
た。この容器から樹脂100部、硬化剤33部、促進
剤1.5部となるように秤量し撹拌機で撹拌混合し
た。混合した樹脂400ｇを520mm角、坪量600ｇ/m²
の２枚のスワールマツトの上に基材の中央部の約
400mmφとなるように流延供給した。 これの両表面に厚さ35μの銅箔を重ね、これを
下金型が510mm角の平盤で上金型が510mm角平盤の
内側周縁部に高さ1.1mm巾５mmの帯状の突起を巡
らした金型にチヤージし、直ちに熱圧プレスし
た。この時の金型温度は上下とも170℃であり、
30秒間で型締めを行ない熱盤にかゝる最高圧力70
Kg/cm²で５分間成形した。得られた銅張積層板は
突起内周部で銅箔の破れが見られ、その個所から
の樹脂の廻り込みで銅箔表面に若干の樹脂の薄い
皮膜が形成された部分が見られはしたがバフかけ
で除去した。この板はボイドは皆無であり、そ
り、電気特性等の特性も良好で、印刷配線板とし
て好適に使用できるものであつた。特性を表１に
示す。

【表】 実施例 ２〜３ 実施例１において基材の種類、基材への樹脂の
供給形態のみを変えて、樹脂の種類、金型、プレ
ス条件等他の成形条件は実施例１と全く同様にし
て銅張り積層板を成形した。 成形結果を表２に示す。

【表】

【表】 芯材にスワールマツト不織布、表面層にガラス
クロス織布と組み合せて基材を用いた時、樹脂の
供給が方形（実施例２）、対角線状（実施例３）
等の部分的に行われた時いづれも良好な成形結果
が得られた。 実施例 ４ エポキシ変性不飽和ポリエステル樹脂（日立化
成商品名UPE−10）100部に硬化剤としてジクミ
ルパーオキサイド0.5部を40℃で暖めながら混合
し、樹脂液を調整した。 次に520mm角のガラスクロス（210ｇ/m²平織）
にガラスペーパー（300ｇ/m²）を重ねた基材の上
に基材の中央部約400mm角となるようにこの混合
樹脂400ｇを容器から流延供給した。続いてさら
に向上のガラスクロスを重ねた後両表面に厚さ35
μの銅箔を重ね成形型に載置して直ちに上下金型
温度160℃、金型締切り時間40秒、最高圧力50Kg/
cm²で５分間熱圧成形した。成形型は下型が510mm
角の平盤状、上型は510mm角の平盤の内側周縁部
に高さ1.1mm底辺8.5mm先端３mm巾の金型内側に向
つて傾斜を有する台形の突起を施けたものであ
る。 得られた銅張り積層板は強く挾持された突起部
での銅箔や基材の破断も全く見られず、ボイドは
皆無であり、そりの少ない表面平滑な基板であつ
た。特性を表３に示す。

【表】

【表】 以上説明したように、本法はあらかじめ繊維基
材に含浸塗工する必要がないことから、従来の塗
工方式のように塗工のための多量の溶剤を無駄に
使用する必要がなく、またこの溶剤除去のための
乾燥エネルギーを必要としないなど材料、エネル
ギーの節約に大きな効果を奏するものであり、そ
の成形法も単純かつ簡便である。又従来無溶剤型
樹脂といえば不飽和ポリエステル樹脂など室温で
液状の樹脂がもつぱら用いられてきたが本法では
室温固形の樹脂でも容易に適用でき特性的に優れ
たエポキシ、フエノール樹脂といつた広範な樹脂
が採用できる。また基材としては不織布、紙等安
価な基材の使えることと織布等との組み合せ使用
も可能なので多様化する配線板用積層板としての
要求に対応し易い等優れた効果を有している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維基材に無溶剤型の熱硬化性樹脂を部分的
   に供給し、必要に応じその表面に銅箔を重ね、次
   いでこれを一対の平行盤の少くとも一方の平盤の
   周縁部に突起を有する金型を用いて基材がその突
   起部で挾持される状態で熱圧成形することを特徴
   とする印刷配線用積層板の製造法。 ２ 繊維基材が不織布状物又は紙状物を含む繊維
   基材である特許請求の範囲第１項記載の印刷配線
   用積層板の製造法。 ３ 樹脂を成形品の中央部に相当する位置近くに
   過剰に供給する特許請求範囲第１項又は第２項記
   載の印刷配線用積層板の製造法。