JP4292946B2

JP4292946B2 - プリント配線板用基板の製造方法

Info

Publication number: JP4292946B2
Application number: JP2003364571A
Authority: JP
Inventors: 雅己神谷; 和久大塚
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd; Resonac Corp
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2023-10-24
Also published as: JP2005129774A

Description

本発明は、プリント配線板用基板の製造方法に関する。

回路形成したコア基板（内層回路板）の両側に、繊維性基材に樹脂を含浸、半硬化状態にしたプリプレグと金属箔（通常は、銅箔）とを内側からこの順序で重ねた積層構成体の複数組を積み重ねて、プレス熱盤の間に挟み込み、加圧・加熱して一体化するプリント配線板用基板の製造方法（すなわち、多段プレス機による方法）は、従来から知られている（特許文献１、２参照）。
また、多層プリント配線板は、上記方法で製造したプリント配線板用基板の表面に回路を形成し、これとプリプレグとを交互に重ね合わせ、プレス熱盤の間に挟み込み、加熱・加圧して一体化して製造する。

プレス熱盤としては、通常、（鉄等の）金属製プレートが用いられ、その金属製プレート中には、熱源となる加熱蒸気や加熱オイル等の熱媒体（あるいは、水等の冷媒体）の通路が形成されており、また、プレス熱盤間は油圧などで加圧される。
なお、熱源として加熱蒸気を用いる場合、被プレス物中の熱硬化性樹脂の種類などに応じて多少の変化はあるものの、初期（運転開始〜約1時間）の加熱では約１００〜１３０℃程度の蒸気の連続的注入が、続いて、中期（運転開始約1時間〜約２時間）及び後期（運転開始約２時間〜約３時間）の加熱では、約１８０℃前後の加圧蒸気の連続的注入によって加熱することが多い。

ところで、熱源が連続的に注入（供給）される蒸気の場合は、１００℃以下の温度における制御は不可能に近い。そのため、１００℃以下（例えば、約７０℃前後）で温度を制御する必要がある場合、通常は、熱源としては他の手段、例えば、加熱したオイルなどが使用されている。

特許第２９９０８２５号公報特許第３４２８４８０号公報

加熱蒸気を熱源とする上記方法の場合、プレス熱盤の温度、プレス熱盤間に加える圧力及び運転時間を、被プレス物中の熱硬化性樹脂の種類などに応じて適切に設定したとしても、運転開始から約１時間までの初期加熱において、被プレス物の温度を適温（約７０℃前後）に制御することは困難であり、過熱気味になりやすい。また、プリント配線板用基板の熱硬化性樹脂材料は８０℃から１３０℃前後で軟化し、物によっては溶融するものが多く、初期加熱における昇温速度が速すぎると被プレス物の温度が適温を越して過熱気味になり、溶融粘度が下がり過ぎてプリプレグ中の樹脂が溶融し、加圧と共に流れてヒズミになったり、寸法変化が生じたり等の成形不良を起こしやすい。
これらの問題を避けるためには、この初期加熱における昇温速度を低めの適温、つまり被プレス物の温度が８０℃以下の適温（約７０℃前後）になるように温度制御しなければならない。本発明の目的は、加熱蒸気を熱源としても、初期加熱における昇温速度を過熱気味にすることなく、被プレス物の温度を８０℃以下の適温（約７０℃前後）に温度制御するプリント配線板用基板の製造方法を提供することである。

上記目的を達成するため、発明者らは種々検討して、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、内層回路板の両面に、（繊維性基材に樹脂を含浸、半硬化状態とした）プリプレグと金属箔（通常は、銅箔）とを内側からこの順序で重ねた積層構成体の複数組を積み重ねて、蒸気を熱源とするプレス熱盤の間に挟みこみ、加熱・加圧して一体化する場合に、初期における加熱では、適温を越えて被プレス物を加熱しないように、１００〜１４０℃（好ましくは１２０±１０℃）の蒸気注入とその停止を繰り返す間欠的加熱とし、中期及び後期における加熱では、１５０〜２００℃（好ましくは１８０±１５℃）の蒸気の連続的注入による加熱とし、それによって、後期加熱の終半では、被プレス物に含まれる熱硬化性樹脂の硬化温度に達するまで昇温させ樹脂を完全に硬化させる、プリント配線板用基板の製造方法である。

初期加熱において、プレス熱盤に加熱蒸気を間欠的に注入（供給）することにより、過熱気味になることなく、昇温速度を緩やかに上昇させ、被プレス物を適温に加熱することができる。

本発明により、加熱蒸気を熱源としても、初期加熱における昇温速度は早すぎず（過熱気味になることなく）、被プレス物を８０℃以下の適温（約７０℃前後）に制御するプリント配線板用基板の製造方法を提供できた。これにより、プリント配線板用基板のヒズミ、寸法変化が生じたり等の成形不良を防止したプリント配線板用基板を提供することができる。
また、近年のプリント配線板用基板の材料の多様化、例えば、高機能な樹脂材料の使用や、メッキ以外の方法によるＩＶＨを有する構成などにも対応でき、プリント配線板用基板を製造することもできる。

本発明を更に詳細に説明する。
本発明のプリント配線板用基板の製造における加圧とともに行う加熱工程は、大きく、各々１時間前後の初期加熱、中期加熱及び終期加熱とからなり、その後に冷却工程が続くことになる。本発明では、上記したように、初期加熱のやり方に特徴がある。

初期加熱における蒸気注入とその停止の繰り返し回数は、被プレス物の温度が８０℃以下の適温（約７０℃前後）を越えないギリギリの高めの温度となる条件を選ぶようにする。少なくとも１回以上であり、好ましくは１〜５回であり、更に好ましくは２〜３回である。

また、初期加熱における蒸気注入の時間及び蒸気注入停止の時間は、多段プレス機の大きさや熱盤（金属製プレート）の大きさ等にも関係するが、昇温速度が速すぎずに、適温に推移（昇温）する「蒸気注入の時間」及び「蒸気注入停止の時間」を選ぶようにする。適宜、実験により決めればよいが、好ましくは、蒸気注入の時間は１〜５分、蒸気注入停止の時間は１０分〜６０分である。熱盤全体の温度が蒸気圧に相当する温度に上がる前に蒸気注入をやめることが肝要である。それによって、熱盤温度は（蒸気の連続注入よりも）緩やかに上昇させることができる。

初期加熱において２回目の蒸気注入によって熱盤温度をさらに上昇させる必要が生じたときは、相当の蒸気圧で蒸気を注入し続けるのではなく、第２回目の蒸気を注入したのち、再び蒸気注入を停止する。初期加熱における３回目の蒸気注入も同様である。

中期加熱においては、初期加熱における最後の蒸気停止のあとに、所定の蒸気圧の蒸気を注入し、そのまま注入し続けて硬化温度（成形温度）にまで上昇させる。なお、初期加熱における最後の蒸気注入と中期加熱における連続的蒸気注入のあいだに蒸気注入停止時間を挟む理由は次のとおりである。すなわち、注入した蒸気は時間とともに水となって熱盤内に残り、その後の蒸気再注入時の不安定要因となりやすい。この最後の蒸気注入のあと、蒸気注入を一旦止め、不安定要因となる熱盤内残留水を除去するのである。これにより中期加熱における連続的蒸気注入を安定して行うことができる。なお、初期加熱における最後の蒸気注入終了から中期加熱における連続的蒸気開始までの時間は、熱盤の大きさや蒸気経路の長さにもよるが、６０分を越えないように、好ましくは４０分を越えないようにする。

また、中期加熱における連続的蒸気注入によって、昇温速度が局部的に上がりすぎる場合、初期加熱における最後の蒸気注入を長めにすることにより、これを抑えることができる。また、実際に被プレス物の温度を所望の昇温カーブにするために、被プレス物とプレス熱盤の間に挟み込むクッション材の厚みや材質を選ぶとともに、プレス条件と組み合わせて最適に多段プレス機を運転することも重要である。

実施例１
被プレス物として、内層回路板（ＭＣＬ−Ｅ−６７、日立化成工業（株）製）の両面に、プリプレグ（ＧＥＡ−６７Ｎ、日立化成工業（株）製）と銅箔（電解銅箔、厚み１８μｍ）とを内側からこの順序で重ね、導体層が４層の板用材料を準備した。これを２０枚、ステンレス製の鏡面板と重ね合わせ、その上下に耐熱性クッションを配置し、プレス熱盤間に挿入し、図１に示す熱源温度のプログラム設定で加熱、加圧し、プリント配線板用基板を製造した。なお、熱源温度のプログラム設定は、図１に示す通りで、初期加熱においては、１回目の蒸気注入が３分間、その後の停止時間は３０分間、つづく２回目の蒸気注入が３分間、その後の停止時間は３０分間であり、中期加熱においては、蒸気の連続注入で、約４５分間のあいだに温度１１０℃から１８５℃へ直線的に昇温させている。また、後期加熱は約６５分間であり、約１８５℃の一定温度加熱である。
被プレス物の温度推移を図３に示した。初期加熱において、スタート時の約３０℃から約９０℃まで、ほぼ直線的に昇温していることが分かる。

実施例２
図２に示した熱源温度のプログラム設定によったほかは、上記実施例１と同様に操作で加熱・加圧し、プリント配線板用基板を製造した。なお、熱源温度のプログラム設定は、図２に示す通りで、初期加熱においては、１回目の蒸気注入が３分間、その後の停止時間は６３分間、つづく２回目の蒸気注入は、蒸気の連続注入で、約４５分間のあいだに温度１１０℃から１８５℃へ直線的に昇温させている。また、後期加熱は約６５分間であり、約１８５℃の一定温度加熱である。
被プレス品の温度推移を図３に示した。初期加熱において、スタート時の約３０℃から４０分経過時の約６０℃まで、ほぼ直線的にゆるやかに昇温しているが、中期加熱の初めの時間帯では、６０℃付近にくびれを有するように昇温している。なお、実施例１と実施例２とを比べると、実施例１の被プレス品の温度推移のほうが好ましい。

本発明の実施例１の製造方法における、熱源温度のプログラム設定値のグラフである。本発明の実施例２の製造方法における、熱源温度のプログラム設定値のグラフである。実施例１及び実施例２における被プレス物の温度推移を示すグラフである。

Claims

内層回路板の両面に、プリプレグと金属箔とを内側からこの順序で重ねた積層構成体の複数組を積み重ねて、蒸気を熱源とするプレス熱盤の間に挟みこみ、加熱・加圧して一体化する場合に、
初期における加熱は、適温を越えて被プレス物を加熱しないように、１００〜１４０℃の蒸気注入とその停止を繰り返す間欠的加熱であり、
中期及び後期における加熱は、１５０〜２００℃の蒸気の連続的注入による加熱である、プリント配線板用基板の製造方法。
蒸気注入とその停止の繰り返し回数は少なくとも１回である、請求項１のプリント配線板用基板の製造方法。