JPS63268610A - 多層印刷配線板の製造方法 - 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〕 本発明はドリル穴あけ加工性等に優れた多層印刷配線板
の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

コンピューターやＯＡ機器等に用いられている多層印刷
配線板は、ガラス布等の織布にエポキシ樹脂やポリイミ
ド樹脂等の熱硬化性樹脂の溶剤溶液を含浸し、溶剤を乾
燥機内で乾燥して樹脂をＢステージ化したプリプレグを
一枚あるいは複数枚重ね合わせ、さらにその上下面また
は片面に銅箔等の金属箔を重ね、これを平行熱盤間に挿
入して加熱・加圧して金属箔張り積層板を作る工程と、
この金属箔張り積層板に回路加工を施して内層回路板を
製作し、内層回粋板と外層用金属箔張り積層板間にプリ
プレグを挿入するか、内層回路板と外層用銅箔間にプリ
プレグを挿入し、これらを平行熱盤で加熱・加圧する所
謂多層化接着工程と、その後のドリル穴あけおよびスル
ーホールメッキ工程による眉間接続や外層回路加工工程
とから製造されている。内層および外層用金属箔張り積
層板製造時の加熱方法および多層化接着時の加熱方法と
しては、電気または蒸気加熱法があるが、熱圧成形時の
初期昇温か速く、安価である蒸気加熱が主に用いられて
おり、ともに工業的に容易に得られる最高温度１７０℃
程度で成形されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これら従来の方法では、多層化接着後の
ドリル穴あけ工程において切粉に含まれている微少な樹
脂が、ドリルと内層銅箔の切削面との間に侵入し、内層
銅箔の切削面上に付着する所謂スミアと呼ばれる現象が
しばしば発生し、このスミアの発生によりスルーホール
メッキと内層銅箔の接続面積が小さくなるために接続信
韻性が低下するという問題点がある。また、ガラス布と
樹脂とから製作された複合材料をドリル穴あけする場合
には、穴壁は滑らかでなく、ガラス繊維が堀りおこされ
た所謂粗れた状態となり、半田浸漬時に粗れた穴壁内の
空気が膨張してスルーホールの半田内に大きな気泡が残
存する所謂ブローホールといった現象が発生したり、穴
間距離が小さい場合は粗れた穴壁では絶縁距離が短くな
るため、電気的な信頼性が低下するといった問題点があ
った。これらの問題点のうちスミアの発生量を低減する
ための方策として、種々の方法が検討されてきた。

たとえば、スミアの発生原因がドリル穴あけ時の切削熱
によりドリルや切粉温度が上昇するために切粉中の樹脂
が軟化して内層銅箔上に融着することにあるという考え
に基いて、多層用金属箔張り積層板やプリプレグ中の樹
脂の硬化後のガラス転移温度を上昇させるべく、エポキ
シ樹脂よりもガラス転移温度の高いボイリミド樹脂やビ
スマレイミド樹脂を用いる方法がある。また、内・外層
用金属箔張り積層板はそれらが成形される時と多層化接
着時の２度にわたって加熱されて硬化反応が進むので、
積層板の成形温度を高くすることによりガラス転移温度
が上昇してスミアの発生量が低減するという考えに基い
て、エポキシ樹脂を用いる場合であっても、多層印刷配
線板の内層あるいは外層用金属箔張り積層板を製作する
ときの最高成形温度を多層化接着時の最高温度と同等な
いし同等以上で行うという方法が行われてきた。

しかし、これらの方法においても、前記問題点を充分に
解決しているとは言い難（、特に前記の方法では、高価
な樹脂を必要とする等の問題点があった。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり
、その目的は、ドリル穴あけ加工時におけるスミアの発
生率を大幅に低減することができ、かつ穴壁粗さを著し
く小きくすることができるなどドリル穴あけ加工性に優
れ、そして、スルーホールまたは接続信頼性およびマイ
グレーション等による穴間の絶縁抵抗の低下防止に対す
る信頼性が著しく向上した優れた多層印刷配線板を安定
にかつ安価に得ることができる工業上著しく有利な多層
印刷配線板の製造方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、前記問題点を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、多層化接着成形時の最高温度よりも一定温度低
い最高温度で成形した金属箔張り積層板を、内層用また
は内・外層用回路板として用いることにより、本発明の
目的を容易に達成できることを見出して、その知見に基
いて本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は金属箔張り積層板に回路加工を施し
て、内層用または内・外層用回路板を製作し、該回路板
をプリプレグを介して多層化接着する多層印刷配線板の
製造方法において、前記金属箔張り積層板として、前記
多層化接着成形時の最高温度よりも５〜１５℃低い最高
温度で成形した金属箔張り積層板を用いることを特徴と
する多層印刷配線板の製造方法に関するものである。

本発明方法において重要な点の１つは、多層印刷配線板
の製造用原材料もしくは中間材料として用いる金属箔張
り積層板として、該積層板に回路加工を施してなる内層
用または内・外層用回路板をプリプレグを介して多層化
接着成形する際の成形時の最高温度よりも５〜１５℃低
い最高温度で成形された金属箔張り積層板を用いる点で
ある。

すなわち、前記多層化接着成形時の最高温度を７ｍ℃、
内層用回路板または内層用および外層用回路板に加工さ
れる金属箔張り積層板を製造するに際しての成形時の最
高温度をｔｍ’ｃとしたときに、（Ｔｍ−１５）ｔ’≦
ｔｍ’ｃ≦（Ｔｍ−５）　”Ｃを満たす金属箔張り積層
板を用いる必要がある。

このｔｍ’ｃが（Ｔｍ−１５）’Ｃ未満であると、樹脂
の硬化が不十分で剛性が低くなるため、多層化接着時の
内層板の伸び縮みが大きくなり、寸法安定性が低下する
等の特性低下が起こることがあり、一方、ｔｍ’ｃが、
（Ｔｍ−５）’Ｃを超えると、スミアの発生に対する抑
制効果などが充分でなく、本発明の目的を満足する効果
が得られない。

本発明方法においては、前記の如（、成形最高温度（ｔ
ｍ’ｃ）の金属箔張り積層板を回路加工を、施して、内
層用回路板または内層用および外層用回路板として用い
る点板外は、特に制限はなく、公知の方法に準じて行う
ことができる。

すなわち、前記特定の成形最高温度（ｔｍ’ｃ）で成形
された金属箔張り積層板である限り、公知の様々な製造
原料、製造方法によって製造された金属箔張り積層板を
用いることができ、また、回路加工法、多層化接着成形
の方法、条件、多層化接着成形の際用いるプリプレグ、
接着剤などの製造原料の種類や製造方法なども公知のも
のからそれぞれ適宜選択して用いることができるのであ
る。

本発明方法において、好適に使用される金属箔張り積層
板は、たとえば、次のような方法によって得ることがで
きる。

すなわち、基材として、ガラス繊維やアラミツド繊維等
の無機または有機繊維の中から選ばれる１種または２種
以上を組み合わせて用いて製造した織布に、シラン処理
、ボラン処理、有機チタネート処理等の、織布と樹脂と
の接着性を向上させるための表面処理を施し、これにエ
ポキシ樹脂、ポリエステル樹脂やメラミン樹脂、ポリイ
ミド樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸して適度に硬化を進め
て得られるプリプレグを一枚または複数枚重ね合わせ、
その表面に銅箔やアルミニウム箔等の金属箔を重ねて平
行熱板間に挿入して加熱・加圧により成形して製造する
ことができる。

本発明方法においては、このようにして得られる金属箔
張り積層板のうち、前記加熱・加圧による成形の際の最
高温度（ｔｍ℃）が、前記特定の範囲になるようにして
製造されたものを、内層用金属箔張り積層板または、内
層用および外層用金属箔張り積層板として用いる。

この内層用金属箔張り積層板は、多層接着成形を施す前
に、あらかじめ所定の回路加工を施して内層用回路板と
して用いる。

本発明方法における前記多層接着成形は、通常法のよう
にして行う。

すなわち、前記内層用回路板と銅箔やアルミニウム箔等
の所定の外層用金属箔、あるいは前記内層用回路板と前
記特定の成形最高温度（ｔｍ’ｃ）で成形された外層用
金属箔張り積層板とを、適切なプリプレグを介して多層
構造を構成し、これらを蒸気加熱法、電気加熱法等によ
って加熱された平行熱盤を用いて加熱・加圧成形して多
層回路基板とする。

この加熱・加圧による成形時の最高温度（Ｔｍ℃）すな
わち前記平行熱盤の最高温度は、高温にするほど樹脂の
硬化反応が進行しやすく、成形サイクルが短縮されるの
で経済的であるが、通常、工業的に好適に利用される蒸
気加熱法で得られる最高温度、すなわち１７０℃程度に
設定するのが好適である。

また、この多層接着成形の際使用するプリプレグは、前
記金属箔張り積層板の製造に用いられたプリプレグと同
一のものであっても異なったものであっでもよいが、通
常、そのプリプレグの樹脂分やＢステージ化度が、多層
化接着用として適度に調整されているものを用いること
が望ましい。

以上のようにして得られた多層回路用基板は、ドリル穴
あけ、スルーホールメッキ工程による層間接続や外層回
路加工工程などを施されて所定の多層印刷配線板として
仕上げることができる。

〔作用〕

内層用あるいは外層用の金属箔張り積層板の成形最高温
度を多層化接着時の成形最高温度よりも５〜１５℃低く
することは、従来の同じ温度履歴を与える場合よりも多
層化接着後の硬化樹脂のガラス転移温度が低くなるため
、スミアの発生量が増加すると予測されるが、実際には
これに反し、むしろスミアの発生量が減少し、穴壁粗さ
も小さくなることを見出した。このことから、スミアの
発生には硬化樹脂のガラス転移温度以外の他の要因が大
きく影響すると考えられる。つまり、従来の同一最高温
度を加える場合には、内層あるいは内・外層用金属箔張
り積層板の樹脂の架橋反応および樹脂と基材表面の表面
処理剤との反応が急速に進みすぎて、樹脂の急速な硬化
反応に伴う収縮量が増大するために大きな内部応力が発
生し多層化接着工程で再度加熱すると、これらの内部応
力が一部緩和されることでガラスと樹脂とに必要以上の
高い接着力が発生し、このような必要以上に高い接着性
を有する多層印刷配線板をドリル穴あけした場合は、ド
リル刃の運動軌跡どおりの穴壁は形成されず、切削時の
基板にかかる応力が樹脂の界面を通じてガラス繊維に伝
達されるため、ガラス繊維が穴壁表面から掘りおこされ
た状態となり、穴壁粗さが大きくなるとともに、掘りお
こされたガラス繊維と樹脂が分離して微少な樹脂の切粉
が発生し、これがドリルと内層ｗ４箔間に侵入して′押
し付けられ、内層銅箔上に付着してスミアとなるため、
スミアの発生量が多くなるものと推察される。

これに対し、多層化接着時の成形最高温度よりも５〜１
５℃低い温度で内層用あるいは外層用の金属箔張り積層
板を製造する場合は、硬化樹脂のガラス転移温度が低く
樹脂と基材の接着反応も十分でないが、多層化接着時の
加熱工程で樹脂の硬化反応および基材と樹脂の接着反応
が進むために内部応力も発生する。このような、基材と
樹脂との接着力が内部応力によりやや低下した状態の多
層印刷配線板を穴あけする場合は、穴壁粗さが大きくな
らず穴壁から発生する微小な樹脂の切粉も少ないため、
スミアの発生が著しく少なくなるものと考えられる。

〔実施例〕

実施例１ アラルダイト８０１１　　（ブロム化ビスフェノール型
エポキシ樹脂、チバガイギー株式会社製商品名）に硬化
剤としてジシアンジアミド２重量部、溶剤としてメチル
エチルケトン及びメチルグリコールを添加したエポキシ
樹脂液を作製し、これに厚さ０．１　ｍｍのシラン処理
ガラス布（旭シェーベル社製）を浸漬し、１４０℃の乾
燥機で乾燥して樹脂分が５２％のプリプレグを得た。こ
のプリプレグを８枚重ね、更にその表面に厚さ７０μ−
の銅箔を重ねてこれを平行熱器間に挿入し、圧力３０ｋ
ｇｆ／ｃｄ、最高温度１６０℃で９０分間成形して厚さ
１．０　ｍｍの内層回路用銅張り積層板を得た。この積
層板に回路加工を施した後、その表裏に前記したプリプ
レグ３枚と１８μ厚さの銅箔を各々重ね、これを平行熱
器間に挿入して圧力３０ｋｇ／ｃｊ。

最高温度１７０℃で９０分間加熱・加圧することで多層
化接着を行い、４層板を得た。得られた４層板を３枚重
ね、直径０．９鶴の超硬ドリル（住友イゲタロイ社製、
商品名ＰＳ−０９０）を用い、回転数６０．００Ｏｒｐ
ｍ、送り２，１１００ａ／５ｈｉｎで５．０００ヒツト
穴あけを行い、スルーホールミツキを施した後注型して
断面観察を行った。

５．０００ヒント近くでの２０穴を観察したところ、平
均最高粗さは１９μｍであり、７０μｍ厚さの内層銅箔
上に付着したスミアの平均発生率は２３％であった。

比較例１ 内層回路用銅張り積層板の成形時の最高温度を１７０℃
とした他はすべて実施例１と同じ様にして４層板を作製
し、同じ条件で穴あけを行いスミアと粗さを観察した。

平均最高粗さは４２μｍであり、粗さの大きい部分はす
べて内層回路板に発生していた。また内層銅箔上に付着
したスミアの平均発生率は８０％であった。

〔発明の効果〕

本発明によると、ドリル穴あけ加工時におけるスミアの
発生率が著しく低く、かつ穴壁粗さも著しく小さいなど
ドリル穴あけ加工性に著しく優れ、そして、スルーホー
ルの接続信鯨性およびマイグレーション等による大間の
絶縁抵抗の低下防止に対する信頼性が著しく向上した優
れた多層印刷配線板を安定にかつ安価に得ることができ
る工業上著しく有利な多層印刷配線板の製造方法を提供
することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、金属箔張り積層板に回路加工を施して、内層用また
   は内・外層用回路板を製作し、該回路板をプリプレグを
   介して多層化接着する多層印刷配線板の製造方法におい
   て、前記金属箔張り積層板として、前記多層化接着成形
   時の最高温度よりも５〜１５℃低い最高温度で成形した
   金属箔張り積層板を用いることを特徴とする多層印刷配
   線板の製造方法。