JPS6319897A - 多層プリント配線板の成形方法 - 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、′重子機器部品として用いる多層プリント配
線板並びに銅張積層板、非銅張積層板等の積層板をオー
トクレーブにて真空加熱加圧して成形すや方法に関する
ものである。

従来の技術 従来、多層プリント配線板をオートクレーブにて真空加
熱加圧成形する技術として、特開昭６０−２５８９９６
号が知られている。

この技術は、多層プリント配線板の積層方法およびその
装置に関するものであり、オートクレーブにて真空加熱
加圧して成形する技術が記載されている。

そして、その概要は、剛性部分と可撓性部分の両方を有
する多層（多数）の多層プリント配線板を一体に積層す
る為に圧力容器が用いられる。圧力容器は、加熱素子お
よび冷却素子をその中に有している。

多層の剛性／可撓性回路基板が鋼板の上に置かれる。前
記鋼板はブリーダ（ｂｒｅａｔｈｅｒ）プレートの上に
置かれ、更に、前記ブリーダプレ−トは真空板の上に置
かれる。配線層はそれから他の鋼板、シート状のシリコ
ーン材、ブリーザ（ｂｒｅａｔｈｅｒ）ブランケットお
よびプラスチックの真空バッグで覆われる。

前記真空バッグは、シリコーンの封止材を用いて真空板
に気密に封止される。真空ラインは、容器の外にある真
空板から真空ポンプに連結される。

封入された回路基板は圧力容器内に挿入され圧力容器が
封止される。

そして、窒素または炭酸ガスのような不活性ガスが圧力
容器の中に導入され、所望の圧力が得られるように調整
される。それから圧力容器は適当な積層温度にまで加熱
される。部品が加熱されている間は、前記積層モジュー
ル内に発散されるいかなるガスも真空ポンプによって除
去される。

ガス抜きが完了し、圧力容器内の温度が所定値まで上げ
られた後、導入された高圧が予定の時間だけ保持される
。その後、加熱素子が消勢され、適当な冷却素子が付勢
されて、圧力が保持されている間に、多層プリント配線
板の冷却が行われる。

この後、圧力が解放され、部品を取出す為に開かれた圧
力容器からガスが追出される２ このようにして、多層プリント配線板を真空加熱加圧し
て成形している。

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。

多層の剛性／可撓性回路基板（多層プリント配線板）が
鋼板の上に置かれ、前記鋼板は空気が均等に流れる為の
通路を形成するような多数の相互に交差した溝を有する
ブリーダ（ｂ　ｒ　ｅ　ａ　ｔ　ｈ　ｅｒ）プレートの
上に置かれている。更に、前記ブリーダプレートは真空
板の上に置かれており、配線層は他の鋼板、シート状の
シリコーン材、ブリーザ（ｂｒｅａｔｈｅｒ）ブランケ
ットおよびプラスチックの真空バッグで覆われ、前記真
空バッグは、シリコーンの封止材を用いて真空板に気密
に封止されている。そのため、シート状のシリコーン材
など断熱性のシートが介在し、更に、ブリーダプレート
や真空板を加熱しなければならず、従って、熱伝達が悪
くなり、成形材である多層プリント配線板への加熱およ
び冷却時間が長くなるという問題がある。

更に、多層プリント配線板をブリーダプレートル真空板
を介し、圧力容器内の高圧ガスにて上面と全側面とより
加圧しているが、ブリーダプレートおよび真空板には溝
加工や孔加工が施されており、しかも、２００℃前後の
高温加熱により反りや応力歪などが生じ、平面度と平行
度の精度確保が難しく、その影響が多層プリント配線板
の板厚の不均一や反り、ねじれとなって表われ、精度の
確保に苦慮している。

このような状況下において、近年、半導体技術の発達に
伴い回路が高密度になり、回路幅は細く、回路間隔も狭
くなってきている。

更に、多層化の傾向とともに加工の際のドリル径の減少
、ＮＧマシンによる小型チップ部品の実装が普及してお
り、回路の高密度と相まって板厚が均一で、反りやねじ
れ少なく、多層回路板の回路板間のずれのない寸法安定
性の良好な多層プリント配線板が切望されている。

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 本発明である多層プリント配線板の成形方法は、多層プ
リント配線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、成形材を鏡面板にて挟んで積層し、次いで
、前記鏡面板をフリーザークロスにて包み、真空バッグ
にて被覆し密封すると共に、前記真空バッグに真空継手
を接合した後、前記真空バッグにて密封された成形材を
、全面より加圧可能に設けた成形材支持部材に載置し、
次いで、圧力容器内に収容し、前記真空継手を減圧手段
の圧力容景内部側に設けた真空継手に接続し真空バッグ
内を減圧すると共に圧力容器を密閉し、次いで、前記容
器内に高圧ガスを付与すると共に、該ガスを加熱し容器
内を循環させて成形材を全面より加圧加熱し接着硬化せ
しめ成形するようにしたものである。

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。

本発明でいう多層プリント配線板とは、多層の剛性プリ
ント配線板（リジットプリント配線板）および多層の可
撓性プリント配線板（フレキシブルプリント配線板）、
また、その雨音を組合せたもので、更に、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）等の積層板も含んだものである。１
例として片面銅張積層板、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次銅メッキ〜
・・・・・〜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。

成形材とは、多層プリント配線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、銅箔なとより
構成したものである。また、フレキシブルプリント配線
板ではガラス尉熱性樹脂のベースフィルムとした可撓性
の銅張板、絶縁材料としての可撓性のある薄層のオー八
フィルムなどより構成したものである。

プリプレグとは、紙、ガラス布などの基材にフェノール
樹脂ワニスやエボギ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ｔＲ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。

更に、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。また、プリプ
レグと銅箔とを積層する際、積層間に介在する空気が圧
接されて内部に空気が封入され、プリプレグが加熱によ
り溶融状態になると、その空気が気泡としてプレプレグ
内部やプリプレグと銅箔との間に残溜するガス状の物体
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。

真空バッグとは、耐熱性があり、しかも柔軟性のあるフ
ィルムで成形材を外部から遮断し、真空圧によって成形
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が、他に、アルミ
箔や薄いゴム製のシート、バッグなども考えられる。

フリーザークロスとは、真空バッグ内が減圧され、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。そして、このブリーザクロスは従来
技術公報ではブリーザブランケットに相当するものであ
る。

シーラントとは、成形材をプラテン（従来技術公報では
真空板に相当する）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が、本発明実施例では真空バッグ内
を密封するために用いている。

鏡面板とは、表面を鏡面状に仕上げ且つ板厚を均一にし
た１〜２Ｍ程度のステンレス製、アルミ合金製などの平
板であり、成形材の上下に載置して積層するものである
。

次に、実施例の構成を説明する。

本発明実施例の装置は、第１図、第２図に示すように、
真空バッグ５にて密封された成形材１を載置する成形材
支持部材Ａと、該成形材を成形材支持部材Ａとともに搬
入、搬出できるよう設けた圧力容器２と、前記容器２内
に高圧ガスを供給して成形材りを加圧する加圧手段Ｂと
、前記容器２内に供給された高圧ガスを容器２内部後方
に設置した熱交換器４を介して加熱、冷却する加熱冷却
手段Ｃと、前記加熱冷却手段Ｃにより加熱または冷却さ
れたガスを容器２内に搬入せしめた真空バッグ囚の成形
材１へと送風し循環するように設けた循環手段りと、前
記成形材１を密封した真空バッグ５内を減圧して高真空
にする減圧手段Ｅとより構成したものである。

次に、各手段および部材についてその詳細を説明する。

真空バッグ５にて密封された成形材ｌは、第７図に示す
ように、鏡面板６にて挟んで積層し、次いで、前記鏡面
板６をフリーザークロス７にて包んだものである。そし
て、真空バッグ５にて被覆し密封すると共に、前記真空
バッグ５に真空継手１２ｂの雄または雌の一方を接合し
たものである。

なお、真空バッグ内を密封する手段として、第３図に示
すように、シーラント１７にて真空バッグ５および真空
継手１２ｂと結合せしめたフレキシブルチューブ１３の
一端部をシールして密封してもよく、また、第４図に示
すように、真空バッグ５を袋状に成形し、その真空バッ
グ５の上面または下面に真空継手１２ｂを接合溶着して
もよく、本発明実施例に限定されない。

成形材支持部材Ａは、前記真空バッグ５にて密封された
成形材１を、全面より加圧可能に設けたもので、第５図
に示すように、真空バッグ５にて密封された成形材１を
複数個載置できる多段の網棚１４　（Ｗｉ棚は金網など
熱伝導率のよい材質のものが好ましい）より構成したも
のである。また、他の例として、第６図に示すように、
真空バッグ５にて密封された成形材１を四隅で支持でき
るようにした多段の枠１５でもよく、要は、真空バッグ
５にて密封された成形材１を支持すると共に圧力容器２
内で高圧ガスの静水圧加圧により上下側の全方向より加
圧できるような構造であればよく、本発明実施例に限定
されない。また、多段の網棚１４や多段の枠体１５など
を台車１８に載置して容器２内のレール１９に沿って搬
入できるように設けている。

なお、成形材支持部材Ａを逆に容器２内に設置しておき
、真空バッグ５にて密封された成形材１を成形材支持部
材Ａの多段の網棚１４や多段の枠体１５などの棚に挿入
するようにしてもよい。

加圧手段Ｂは、第１図、第２図に示すように、一般には
、容器２内に２０ｋｇ／ｃｌＴｉ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ガス（従来の銘盤
プレス式の４０ｋｇ１−以上に比べては低圧である）を
自動弁２ｏ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２１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２２を設け
ている。

加熱冷却手段Ｃは、第１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する
と共に冷却水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２３と冷却水を供給する自動弁２４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
２５を設けたものである。

なお、加熱冷却手段Ｃ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さ
れたガスを容器２内に供給するようにしてもよい。また
、加熱手段として高圧蒸気の替りに電気ヒータを用いて
もよい。但し、この場合、熱交換器４は冷却専用として
用いる。

循環手段りは、第１図に示すように、容器２の内部にフ
ァン２８を設け、更に、該ファンを駆動するモータ２９
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２８により送られる冷却ガ
スは第１図、第２図に示す風胴板３１の外周を通り抜け
、該風胴板と成形材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たものである。

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３３から自動弁３４と自動弁３
５とで分岐して容器２内部へ連通して配管したものであ
る。そして、自動弁３４の先端部は容器２の内部にて開
放されており、自動弁３５の先端部には第２図に示すよ
うに真空継手１２ａを設け、該真空継手Ｌ２ａは、真空
バッグ５内部より連通して、しかも、気密を保持して接
合せしめた真空継手１２ｂと着脱可能に設けている。そ
して、真空ポンプの作動により成形材１を被覆し密封し
た真空バッグ５内部を減圧し高真空にすることができる
。

次に、その作用を説明する６ 最初に成形材を積層載置する状態を説明する。

先ず、第７図に示すように、作業策士に真空バッグ５を
配置し、その上にフリーザークロス７を敷き、次いで、
鏡面板６〜離型フィルム８〜銅箔９〜プリプレグ１０〜
内層回路板１１〜プリプレグ１ｏ−銅箔９〜離型フイル
ム８〜鏡面板６〜離型フィルム８〜銅箔９〜プリプレグ
１０〜内層回路板１１〜プリプレグ１０−銅箔９〜離型
フィルム８〜鏡面板６と順次積載し、この積重ねを複数
段に重ねる。次いで、フリーザークロス７により全体を
包む。そして、真空バッグ５にて被覆し真空継手１２ｂ
の管部を付けてシーラント１７にて真空バッグ５内をシ
ールする。

そして、真空バッグ５にて密封された成形材１を、台車
１８上の成形材支持部材Ａの網棚１４に順次載置する。

次に、前記支持部材Ａを第１図、第２図に示す容器２内
に搬入する。そして、真空バッグ５の真空継手１２ｂを
容器内配管部の真空継手１２ａに接続した後、真空ポン
プ３３と自動弁３４と自動弁３５とを作動させて容器２
内部と真空バッグ５内部とを減圧し、容器２内部が真空
になった時点で自動弁３４を逆作動させて容器２内部へ
の減圧を停止させる。

このように、真空バッグ５内部を減圧することにより、
先ず、銅箔９とプリプレグ１０を積層する際に介在して
いる空気を真空作用により真空継手１２ｂ〜１２ａを通
じて外部へ排出する。

そして、扉３を閉じ容器２を密閉する。

次いで、第１図に示す自動弁２０を作動させて容器２内
に高圧ガスを供給すると共に、自動弁２３を作動させて
熱交換器４に高圧蒸気を付与して高圧ガスを加熱し、続
いて、循環手段りを作動させて加熱されたガスを容器２
内の風胴板３１を介して循環させる。そして、成形材１
は真空バッグ５の外方より加圧加熱される。

しかも、加圧は成形材支持部材Ａが全方向から加圧でき
る構造になっているため、成形材１は、第１図、第２図
の矢印で示すように、静水圧加圧される。即ち、成形材
支持部材Ａには成形材１、鏡面板６など真空バッグ５に
入っている重量の分しか加重されない。更に、加熱も従
来技術で用いられている真空板、ブリーダプレート、シ
リコン材など余分な部材を加熱することもなく、成形材
１へは全面より加熱することができ、成形材１への熱伝
達も従来技術より早くなる。

そして、積層された成形材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、上下からの圧力と横からの真
空引きにより、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か、または、プリプレグ樹脂部内に
拡散され消滅する。

また、成形材であるプリプレグへの熱伝達は全面より均
一に行なわれ、温度上昇につれて−様な溶融状態となり
、所定の静水圧加圧により均一な板厚を得ることができ
る。

続いて、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、成形材１を接着硬化さ
せる。

次に、自動弁２３を逆作動させて高圧蒸気の供給を止め
て加熱を停止し、続いて、自動弁２４を作動させて熱交
換器４に冷却水を供給して容器２内の高圧ガスを冷却す
ると共に、冷却された高圧ガスは循環手段りのファン２
８により送風され容器２内を循環して真空バッグ５内の
成形材１を冷却する。

次に、自動弁２１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、成形材１が冷却されると、全ての作動を停止さ
せ、扉３を開き成形材１を外部へ搬出し一工程が完了す
る。

ココテ１寸法：　３３０ｍｍＸ　５００Ｍノブリプレグ
１０、銅箔９および内層回路ｆ２１１を第７図に示すよ
うに鏡面板６にて挟み、順次重ねて３０ａ程度の高さに
積載する。そして、第８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、ボイドの無い均一な板厚の６
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、本発明で用いる加熱加圧プログラムは第８図に示
す条件以外のもの、例えば第９図に示すようなものでも
よく、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、本発明によると下記のような効果を奏する。

真空バッグにて被覆し密封された成形材を真空引きする
ことができるため、積層する際、プリプレグと銅箔との
間に介在している空気を完全に排出することができると
共に、成形材を真空状態で全面より加圧加熱して成形材
のプリプレグ樹脂部を−様な溶融状態にしているため、
プリプレグ樹脂部内に存在している気泡は、上下からの
圧力と横からの真空引きにより、プリプレグの端部（周
辺部）へと移動し真空中ｌ・排出されるか、または、プ
リプレグ樹脂部内に拡散されて消滅し、ボイドのない多
層プリント配線板が得られる。

更に、真空バッグにて密封された成形材を、全面より加
圧可能に設けた成形材支持部材に載置し圧力容器内に収
容し、前記容器内に高圧ガスを付与すると共に、該ガス
を加熱し容器内を循環させて成形材を全面より加圧加熱
するようにしているため、成形材を静水圧加圧して全面
より均等に加圧することができると共に、加熱も従来技
術で用いられている真空板、ブリーダプレート、シリコ
ン材など余分な部材を加熱することもなく、成形材へは
全面より均等に加熱する二とができ、板厚の均一な反り
、ねじれのない多層プリント配線板が得られ、成形時間
も従来の加熱、冷却ガスによる加熱冷却手段に比し短時
間ででき、生産性の向上も期待できる。

また、成形材を低圧のガスで加圧しているため。

多層の回路板間のずれも小さくなり、高密度化にも対応
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図は成形材を真空バッグにて被覆し真空
継手を付けて密封した状態を示す立体図６第４図は第３
図の他の実施例を示す立体図。第５図は成形材支持部材
を示す立体図。 第６図は成形材支持部材の他の実施例を示す立体図。第
６図は成形材を積層載置する際の積層順序を示す一部破
断した概略側面図。第８図は本発明を実施する成形材の
加熱加圧プログラムの一実施例を示す。第９図は加熱加
圧プログラムの他の実施例を示す。 これらの図において Ａ：成形材支持部材、Ｂ：加圧手段、Ｃ：加熱冷却手段
、Ｄ、循環手段、Ｅ：減圧手段、１：成形材、２．圧ツ
ノ容器、３．扉、４：熱交換器、５・真空バッグ、６：
鏡面板、７．フリーザークロス。 ８：離型フィルム、９：銅箔、１ｏ、プリプレグ。 ｌｌ：内層回路板、１２ａ、１２ｂ：真空継手。 １３：フレキシブルチューブ、１４：多段の網棚。 １５：多段の枠体、１７：シーラント、１８：台車、１
９；レール、２０，２１：自動弁、２２゜安全弁、２３
，２４，２５：自動弁、２８：ファン、２９：モータ、
３１・風胴板、３３：真空ボ第１図 第２図 第３図 第５図 第８図 第９図 手続ネｒ１７正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 多層プリント配線板の成形方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 ５、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ６、補正の内容 明細書の第２１頁第１０行目の「・・第６図は成形材を
・・・」を「・・第７図は成形材を・・・」と補正する
。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　多層プリント配線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、成形材を鏡面板にて挟んで積層し
   、次いで、前記鏡面板をフリーザークロスにて包み、真
   空バッグにて被覆し密封すると共に、前記真空バッグに
   真空継手を接合した後、前記真空バッグにて密封された
   成形材を、全面より加圧可能に設けた成形材支持部材に
   載置し、次いで、圧力容器内に収容し、前記真空継手を
   減圧手段の圧力容器内部側に設けた真空継手に接続し真
   空バッグ内を減圧すると共に圧力容器を密閉し、次いで
   、前記容器内に高圧ガスを付与すると共に、該ガスを加
   熱し容器内を循環させて成形材を全面より加圧加熱し接
   着硬化せしめ成形することを特徴とする多層プリント配
   線板の成形方法。