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【発明の名称】 多層配線板の製造方法
【発明者】 【氏名】濱津 力
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

【要約】 【課題】配線板とプリプレグとを積層した積層物を部分的に仮溶着した後に全体的な加熱加圧成形を行って一体成形することにより多層配線板を得るにあたって、プリプレグを構成する樹脂組成物がPPO変性エポキシ樹脂組成物等のように溶融開始温度が110℃前後であり且つ硬化開始温度が150℃前後である場合に、仮溶着時に十分な溶着強度を発揮させ、層間の位置ずれを十分に抑制することができる多層配線板の製造方法を提供する。

【解決手段】プリプレグ1が、基材と、溶融開始温度が110±15℃であり且つ硬化開始温度が150±15℃である樹脂組成物とからなり、仮溶着時における溶着用治具3による加熱温度を250〜280℃、加熱時間を40〜90秒間とする。これにより、仮溶着時には、プリプレグ1を構成する樹脂組成物が十分に流動して、隣接する配線板2に密着した後に、その硬化反応が進むこととなり、仮溶着時に優れた密着強度が得られる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の配線板と、配線板の間に介在するプリプレグとを重ねた積層物に、溶着用治具を当接させて配置し、溶着用治具にて積層物を部分的に加熱して仮溶着を行う工程と、仮溶着後の積層物を加熱加圧成形して積層一体化する工程とを含む多層配線板の製造方法において、前記プリプレグが、基材と、溶融開始温度が110±15℃であり且つ硬化開始温度が150±15℃である樹脂組成物とからなり、仮溶着時における溶着用治具による加熱温度を250〜280℃、加熱時間を40〜90秒間とすることを特徴とする多層配線板の製造方法。
【請求項2】
上記仮溶着時における、溶着用治具から積層物に対してかけられる圧力を、9.8×104〜4.9×105Paの範囲となるようにすることを特徴とする請求項1に記載の多層配線板の製造方法。
【請求項3】
上記プリプレグ中の樹脂含浸率が、50重量%以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の多層配線板の製造方法。
【請求項4】
上記配線板の、プリプレグを介して他の配線板と対向する面に、枠状の導体からなる導体枠を設け、仮溶着時に溶着用治具の積層物に対する当接面を積層物の積層方向に投影した像が、前記導体枠の内側に配置されるようにすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
【請求項5】
仮溶着時における、上記導体枠と、上記の溶着用治具の当接面を投影した像との間の隙間が、2mm以下となるようにすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
【請求項6】
仮溶着後における加熱加圧成形時での最大成形圧力が、1.47×106〜2.45×106Paの範囲となるようにすることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、多層プリント配線板の製造方法に関し、特に配線板同士の積層による多層化に際して仮溶着工程を含む多層プリント配線板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、複数枚のプリント配線板や金属箔を積層することにより多層プリント配線板を製造することが行われている。このような多層プリント配線板を製造するに当たっては、積層されるプリント配線板の間で導体配線等の導体層の位置を正確に合わせるために、ピンラミネーション工法や、ハトメ(かしめ)工法を用いたマスラミネーション工法が採用されている。しかしながら、この場合はピンやハトメとプリント配線板の孔との間にクリアランスが生じるために、クリアランスの分だけプリント配線板が動くために、層間の位置ずれが発生しやすく、高精度の導体パターンを有する多層プリント配線板を製造するのは困難であった。
【0003】
そこで、マスラミネーション工法とは異なる溶着工法で多層プリント配線板を製造することが提案されている(例えば特許文献1参照)。この溶着工法は、プリプレグを介して複数枚の内層材を重ね、加熱加圧によりプリプレグを隣接する内層材に部分的に溶着して隣り合う内層材同士を仮止めし、最外の内層材の表面に更にプリプレグを介して外層材を重ねた後、加熱加圧成形により各プリプレグを隣接する内層材及び外層材に全体的に溶着することによって内層材と外層材とを積層するものである。上記の内層材としては、両面或いは片面に導体配線等の導体層を有するプリント配線板を用いることができる。また外層材としては、銅箔等の金属箔や、両面或いは片面に導体配線等の導体層を有するプリント配線板等を用いることができる。
【0004】
そして上記の溶着工法では、プリプレグを隣接する内層材に部分的に溶着して隣り合う内層材同士を仮止めするので、各プリプレグを隣接する内層材及び外層材に全体的に溶着する際の加熱加圧成形において、内層材が面方向と平行な方向(加圧方向と直交する方向)に動きにくくすることができ、層間の位置ずれが発生しにくくなり、しかもピンやハトメを使用しないので、ピンやハトメとプリント配線板の孔との間のクリアランスに起因する層間の位置ずれも発生しないようにすることができるものである。
【0005】
上記の密着工法では、部分的に加熱されたプリプレグ中の樹脂が溶融した状態で流動して、このプリプレグと対向する配線板の表面に密着し、この状態で樹脂が硬化することで、溶着がなされる。
【0006】
ところで、近年、プリント配線板に対する高周波特性の向上の要求の高まりにより、プリント配線板の絶縁層を、誘電率の高いPPO変性エポキシ樹脂を用いた樹脂組成物にて形成する例が増えてきている。このようなPPO変性エポキシ樹脂組成物は、溶融開始温度が110℃前後であり、また硬化開始温度が150℃前後である。
【0007】
このため、このような樹脂組成物にて形成されたプリプレグを用いて仮溶着を行おうとしても、樹脂が十分に流動する前に樹脂の硬化が進んでしまうことが多く、十分な溶着強度を得ることが困難であり、仮溶着を行っても積層成形時の位置ずれを十分に抑制することができないものであった。
【特許文献1】特開2001−203453号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、配線板とプリプレグとを積層した積層物を部分的に仮溶着した後に、全体的な加熱加圧成形を行って一体成形することにより多層配線板を得るにあたって、プリプレグを構成する樹脂組成物が、PPO変性エポキシ樹脂組成物等のように溶融開始温度が110℃前後であり且つ硬化開始温度が150℃前後である場合に、仮溶着時に十分な溶着強度を発揮させ、層間の位置ずれを十分に抑制することができる多層配線板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係る多層配線板の製造方法は、複数の配線板2と、配線板2の間に介在するプリプレグ1とを重ねた積層物7に、溶着用治具3を当接させて配置し、溶着用治具3にて積層物7を部分的に加熱して仮溶着を行う工程と、仮溶着後の積層物7を加熱加圧成形して積層一体化する工程とを含む多層配線板の製造方法において、前記プリプレグ1が、基材と、溶融開始温度が110±15℃であり且つ硬化開始温度が150±15℃である樹脂組成物とからなり、仮溶着時における溶着用治具3による加熱温度を250〜280℃、加熱時間を40〜90秒間とすることを特徴とするものである。これにより、仮溶着時には、プリプレグ1を構成する樹脂組成物が十分に流動して、隣接する配線板2に密着した後に、その硬化反応が進むこととなり、仮溶着時に優れた密着強度が得られる。
【0010】
上記仮溶着時における、溶着用治具3から積層物7に対してかけられる圧力は、9.8×104〜4.9×105Paの範囲となるようにすることが好ましい。これにより、更に高い溶着強度が得られ、溶着後の加熱加圧成形における成形ずれを更に抑制することができるものである。
【0011】
また、上記プリプレグ1中の樹脂含浸率は、50重量%以上であることが好ましい。この場合、更に高い溶着強度が得られ、溶着後の加熱加圧成形における成形ずれを更に抑制することができるものである。
【0012】
また、上記配線板2の、プリプレグ1を介して他の配線板2と対向する面に、枠状の導体からなる導体枠4を設け、仮溶着時に溶着用治具3の積層物7に対する当接面3aを積層物7の積層方向に投影した像5が、前記導体枠4の内側に配置されるようにすることが好ましい。これにより、溶融した樹脂組成物が導体枠4の外側に流出することが防止されて、仮溶着のために必要な樹脂量を確保することができ、仮溶着時の密着強度を更に向上することができる。
【0013】
また、仮溶着時における、上記導体枠4と、上記の溶着用治具3の当接面3aを投影した像5との間の隙間cが、2mm以下となるようにすることが好ましい。これにより、導体枠4の内側での樹脂組成物の流動によって仮溶着のための樹脂量が不足することを防止し、仮溶着時の密着強度を更に向上することができる。
【0014】
また、仮溶着後における加熱加圧成形時での最大成形圧力が、1.47×106〜2.45×106Paの範囲となるようにすることが好ましい。これにより、加熱加圧成形時の成形ずれを更に低減する事ができるものである。
【発明の効果】
【0015】
本発明では、溶融開始温度が110±15℃であり且つ硬化開始温度が150±15℃である樹脂組成物から形成されるプリプレグ1を用いるものであっても、配線板2とプリプレグ1とを重ねた積層物7の仮溶着時に、プリプレグ1を構成する樹脂組成物が加熱されて十分に流動した後にその硬化反応が進むこととなって、積層物7を高い密着強度で仮溶着することができ、これにより、仮溶着後の積層物7を加熱加圧成形して積層一体化する際に層間の位置ずれが生じることを防止することができ、得られる多層配線板における層間の位置精度を向上することができるものである。特に溶融開始温度が110±15℃であり且つ硬化開始温度が150±15℃である樹脂組成物としてPPO変性エポキシ樹脂組成物を用いると、高周波特性の高い多層プリント配線板を得るにあたって、その成形時の層間位置ずれを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
本発明で用いるプリプレグ1は、基材に熱硬化性樹脂組成物を含浸させたものであり、従来から用いられている適宜の手法にて形成することができる。
【0017】
プリプレグを構成する基材としては、ガラス等の無機繊維、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリル、ポリイミド等の有機繊維、木綿等の天然繊維の織布、不織布、紙等を用いることができる。例えば、ガラスクロス、アラミドクロス、ポリエステルクロス、パルプ紙、リンター紙等を挙げることができる。
【0018】
プリプレグ1の作製に用いられる熱硬化性樹脂組成物は、溶融開始温度が110±15℃、硬化開始温度が150±15℃のものである。かかる特性を有する熱硬化性樹脂であれば、適宜のものを用いることができ、エポキシ樹脂系、フェノール樹脂系、ポリイミド樹脂系、不飽和ポリエステル樹脂系、ポリフェニレンエーテル系等から、適宜選択されたもの、或いはその変性物を、単独で、又は二種以上を混合して、用いることができる。
【0019】
このような熱硬化性樹脂組成物としては、特にPPO変性エポキシ樹脂組成物が用いられる。この場合、比誘電率が高いPPO変性エポキシ樹脂組成物の硬化物により絶縁層を形成することで、多層配線板の高周波特性の向上に大きく寄与するものである。
【0020】
PPO変性エポキシ樹脂としては、エポキシ樹脂のエポキシ基とポリフェニレンエーテル(ポリフェニレンオキサイド;PPO)の末端水酸基とを反応させたものと、エポキシ樹脂を、高分子量のポリフェニレンエーテルをラジカル開始剤で低分子化したものに反応させたものとが、挙げられる。
【0021】
PPO変性エポキシ樹脂組成物の一例を、以下に示す。本実施形態で用いるエポキシ樹脂は、積層板に使用されるエポキシ樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノ−ルA型エポキシ樹脂、ビスフェノ−ルF型エポキシ樹脂、ビスフェノ−ルS型エポキシ樹脂、フェノ−ルノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、及び、多官能エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独で、或いは混合して使用される。さらに、これらの樹脂を臭素化した難燃化エポキシ樹脂も使用することができる。
【0022】
これらのエポキシ樹脂の硬化剤としては、通常使用される第一級、第二級アミン等のアミン系、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のポリフェノールを含むフェノール系、酸無水物系を挙げることができる。これらは、単独あるいは複数混合して使用される。
【0023】
また、エポキシ樹脂の硬化反応には、必要に応じて例えばイミダゾール系の硬化促進剤が添加される。
【0024】
本実施形態のPPO変性エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂の架橋構造に関与するものとして、高分子量(例えば数平均分子量が10000乃至30000)のポリフェニレンエーテルとフェノール性化合物をラジカル開始剤の存在下で再分配反応させて末端にフェノール性化合物のフェノール性水酸基を有する低分子ポリフェニレンエーテルから成る変性フェノール生成物を生成し、この変性フェノール生成物のフェノール性水酸基とエポキシ化合物を反応させたPPO変性エポキシ樹脂生成物を含有する。
【0025】
ここで、ポリフェニレンエーテルとしては、代表的な一例を示すとポリ(2,6−ジメチル−1,4フェニレンオキサイド)を挙げることができる。このようなポリフェニレンエーテルは、たとえば米国特許明細書第4,059,568号に開示された合成法により製造することができる。フェノール性化合物としては、ポリフェノールのビスフェノールA、フェノ−ルノボラック、クレゾールノボラック等、フェノール性水酸基を分子内に2個以上有する多官能のフェノール類が好ましい。ラジカル開始剤としては、過酸化ベンゾイル(ベンゾイルパーオキサイド)、ジクミルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−tert−ブチルパーオキシヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5−ジ−tert−ブチルパーオキシヘキサン、α・α’−ビス(tert−ブチルパーオキシーm−イソプロピル)ベンゼン〔1,4(または1,3)−ビス(tert−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンともいう)などの過酸化物があげられる。また、開始剤としては過酸化物ではないが、市販の開始剤である日本油脂(株)製の商品名「ビスクミル」(1分半減温度330℃)を使用することもできる。
【0026】
ラジカル開始剤の存在下で高分子量のポリフェニレンエーテルとフェノール性化合物をトルエン、クロロホルム等の溶媒中で反応させると、先ず高分子量のポリフェニレンエーテルがラジカル化され、直鎖が切断された低分子量のポリフェニレンエーテルが生成する再分配反応が進行し、この活性化されたポリフェニレンエーテルとフェノール性化合物と反応して末端にフェノール性化合物のフェノール性水酸基を有する低分子ポリフェニレンエーテルから成る変性フェノール生成物が生成する。この変性フェノール生成物の数平均分子量は1000〜3000となるようにすることが好ましい。すなわち、3000を越えるとPPO変性エポキシ樹脂組成物の半硬化物の溶融粘度が増大し、また1000を下まわると積層板の機械的強度や耐熱性が低下するからである。
【0027】
なお、過酸化ベンゾイルの量はポリフェニレンエーテル100重量部に対して3〜20重量部で、フェノール性化合物の量は3〜20重量部が適量である。すなわち、過酸化ベンゾイルならびにフェノール性化合物の添加量が過剰になると、再分配反応が過度に進行し低分子のポリフェニレンエーテルの数平均分子量が低下し、その結果前述の如く機械的強度や耐熱性が低下する。また、少な過ぎると再分配反応が進行せず数平均分子量の低下が起こらない。その結果ポリフェニレンエーテルはエポキシ樹脂の硬化物を構成する架橋構造に関与せず、遊離した形態で残る。
【0028】
再分配反応はトルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒中で80〜120℃で10〜100分加熱して行う。この再分配反応を通じて生成した、末端にフェノール性化合物のフェノール性水酸基を有する低分子ポリフェニレンエーテルから成る変性フェノール生成物にエピクロルヒドリン等のエポキシ化合物を反応させると、ポリフェニレンエーテルで変性されたPPO変性エポキシ樹脂生成物が得られる。
【0029】
なお、このPPO変性エポキシ樹脂生成物の生成反応条件について述べると、エポキシ化合物は、末端にフェノール性化合物のフェノール性水酸基を有する低分子ポリフェニレンエーテルのフェノール性水酸基に対して、エポキシ基のモル数で1倍以上好ましくは2倍以上添加し、反応温度は80〜120℃に加熱し、反応時間は通常1時間〜10時間で実施され、好ましくは5〜8時間で実施される。この反応には、低分子ポリフェニレンエーテルのフェノール性水酸基と同等量の塩基性触媒、たとえば、水酸化ナトリューム、水酸化カリューム等の水溶液が用いられる。塩基性触媒の添加量はエポキシ化合物のエポキシ基に対して1当量以上、好ましくは1.2当量以上で、特に好ましくは1.5当量以上である。またこの反応は、必要に応じて再分配反応で使用した溶媒と同一の溶媒を加えて添加してもよく、さらには他の溶媒を加えて添加してもよい。
【0030】
このPPO変性エポキシ樹脂生成物の生成反応後は、生成系を冷却しメタノールの如きポリフェニレンエーテルに対して貧溶媒に注ぎ込み沈殿物として析出させて分離し、さらにこの沈殿物を水、メタノールで洗浄して未反応のエポキシ化合物及び塩基性触媒を除去する。この変性エポキシ樹脂生成物は溶融粘度が低く流動性に富み、さらには前記した各種のエポキシ樹脂との相溶性にも富み、均質なエポキシ樹脂ワニスを構成する。また、この変性エポキシ樹脂生成物は、更にポリアミンやポリカルボン酸を反応させて末端アミンのポリフェニレンエーテル、末端カルボン酸のポリフェニレンエーテルを製造する原料としても有用である。
【0031】
ここで、PPO変性エポキシ樹脂生成物の構成物質に言及すると、低分子化したポリフェニレンエーテルの末端に結合したフェノール性化合物のフェノール性水酸基を介してエポキシ化合物のエポキシ基を導入した化合物を成分とする。したがって、この化合物は前記のエポキシ樹脂の硬化剤によって架橋反応が進行し、その結果ポリフェニレンエーテルは架橋構造に関与することになる。
【0032】
さらに、無機充填材として添加される無機質の粉体は、誘電率が100以上で平均粒径が0.1〜100μmの粉体で、たとえば二酸化チタン系セラミック、チタン酸バリウム系セラミック、チタン酸鉛系セラミック、チタン酸ストロンチウム系セラミック、チタン酸カルシウム系セラミック、チタン酸ビスマス系セラミック、チタン酸マグネシウム系セラミック、ジルコン酸鉛系セラミックの1種乃至2種以上の組み合わせで添加される。この無機質の粉体の添加は、誘電率、誘電正接の改善に必須である。これらの無機質の粉体は、これまでの樹脂成分を溶媒に分散させた後に添加すると無機質の粉体の均一分散が容易である。
【0033】
配合割合について説明すると、エポキシ樹脂とこのエポキシ樹脂の硬化剤を合わせた固形分35〜95重量%に対して、高分子ポリフェニレンエーテルとフェノール性化合物をラジカル開始剤の存在下で再分配反応させて末端にフェノール性化合物のフェノール性水酸基を有する変性フェノール生成物を生成し、この変性フェノール生成物のフェノール性水酸基とエポキシ化合物を反応させたPPO変性エポキシ樹脂生成物は5〜65重量%が好ましい。
【0034】
これらの成分を含有する樹脂ワニスの調製には、トルエン、キシレン、ベンゼン、ケトン、アルコール類等の溶媒が用いられる。
【0035】
次に、前記樹脂ワニスを基材に含浸乾燥して得られるプリプレグ1は、一般的に以下のような方法で作製することができる。
【0036】
まず、樹脂ワニス中に基材を浸漬するなどして、基材にこれらの樹脂ワニスを含浸させ付着させる。プリプレグ1の樹脂含有量(樹脂量)は、特に限定されず、適宜調整されるが、50重量%以上となるようにすることが好ましい。この場合、更に高い溶着強度が得られ、溶着後の加熱加圧成形における成形ずれを更に抑制することができる。この樹脂含有量の上限は特に制限されないが、加熱加圧成形時におけるスリッピングの発生を抑制して層間の位置ずれを更に抑制するためには、上限を70重量%とすることが好ましい。すなわち、樹脂含有量が過剰であると、成形時の樹脂流れが多くなりすぎ、例えば積層物7の外面にプリプレグ1を介して金属箔9を配置し、更にその外側に成形用のプレートを配置する場合に、プレートがずれる現象(スリッピング)が発生しやすくなり、またそのために層間の位置ずれが発生するおそれがある。
【0037】
また、含浸時には、樹脂ワニスを25〜35℃に保つと樹脂ワニス中のPPO変性エポキシ樹脂生成物、エポキシ樹脂に対する硬化剤の硬化反応を阻止し、基材への含浸性を高めることができ、積層板の特性を良好にすることができる。
【0038】
樹脂ワニスを含浸後加熱乾燥するに当たっては、80〜180℃の温度が好ましい。その理由は、この加熱乾燥が不十分であると、プリプレグ1表面部分のみの乾燥に止まり溶媒が内部に残留する為にプリプレグ1の表面と内部との間で樹脂の濃度差に起因する歪が生じ、プリプレグ1表面に微細なクラックが発生する。また、過度に加熱乾燥をすると、プリプレグ1表面では乾燥過程で急激な粘度変化が起こるためにプリプレグ1表面にスジムラや樹脂タレが発生し、金属箔9とプリプレグ1との密着性にムラが生じ、その結果金属箔9の引き剥がし強さ、半田耐熱性、誘電特性に大小、強弱のムラが発生する。
【0039】
また、配線板2としては、絶縁層の片面又は両面に導体配線等の導体層6を形成したものが用いられ、一般的なプリント配線板等が適用される。この配線板2としては適宜の構成のものが用いられる。例えば上記のようなPPO変性エポキシ樹脂組成物にて形成された絶縁層を有するものを用いることもできる。
【0040】
配線板2の寸法は特に制限されないが、例えば絶縁層の厚みが0.06〜0.5mm、導体層6の厚みが12〜70μmの、片面又は両面銅張り積層板を用いることができる。
【0041】
また、必要に応じて用いられる金属箔9としては、例えば銅箔等を用いることができ、その厚みは特に制限されないが、厚み9〜70μmのものを用いることができる。
【0042】
積層物7は、複数枚の配線板2を積層して形成される。このとき、隣り合う配線板2同士は、一枚又は複数枚のプリプレグ1を介して積層される。例えば、二枚の配線板2の間に一枚又は複数枚のプリプレグを介在させて積層することで積層物7が構成される。
【0043】
積層物7を溶着用治具3にて仮溶着する様子を図1に示す。溶着用治具3は、積層物7に対して部分的に当接すると共にその当接した位置を加熱するものであり、適宜の構成のものを用いることができる。例えば電熱ヒータにより加熱するものや、超音波振動を加えることで加熱するものを用いることができる。
【0044】
溶着用治具3は、積層物7を両側から挟み込むようにして積層物7の両側の外面にそれぞれ当接させ、この状態で加熱を行うことができる。このとき溶着用治具3を積層物7の複数箇所に当接させて、積層物7の複数箇所を加熱することができる。
【0045】
この積層物7の加熱位置(溶着部8)は、積層物7の外縁部に位置させることが好ましく、例えば図3に示す例では、積層物7の四隅の各隅部と、積層物7の対向しあう二辺の各中程の位置との、計6箇所に、溶着部8が位置している。このとき溶着用治具3は、積層物7の各溶着部8において、積層物7を両側から挟み込むようにして積層物7の両側の外面にそれぞれ当接させる。
【0046】
本発明では、溶着用治具3による加熱温度(溶着用治具3の積層物7との当接面3aの温度)を250〜280℃、その加熱時間を40〜90秒間とする。このような条件で積層物7を溶着用治具3にて加熱すると、積層物7におけるプリプレグ1中の熱硬化性樹脂組成物が溶融して流動し、この溶融した熱硬化性樹脂組成物がプリプレグ1と隣接する配線板2や金属箔9と密着する。そしてこの状態で熱硬化性樹脂組成物の硬化反応が進行する。これにより、熱硬化性樹脂組成物が配線板2や金属箔9と密着した状態で硬化して、積層物7の層間の仮溶着がなされる。
【0047】
このとき、上記のように溶融開始温度が110±15℃であり且つ硬化開始温度が150±15℃である樹脂組成物からなるプリプレグ1を用いる場合において、このように溶着用治具3による加熱温度と加熱時間を上記の範囲となるように制御するため、プリプレグ1中の熱硬化性樹脂組成物は、溶融開始後、硬化するまでの間、十分に流動することが可能となり、積層物7には、溶着部8において十分に大きな密着強度が付与される。
【0048】
ここで上記の加熱温度が280℃を超えると、熱硬化性樹脂組成物が十分に流動することなく、その硬化反応が進行してしまい、この硬化した熱硬化性樹脂組成物の、配線板2や金属箔9に対する密着強度が十分には得られなくなる。またこの加熱温度が250℃に満たないと、溶着に要する時間が長くなりすぎて処理効率が低下してしまい、或いは硬化反応を十分に進行させることができずに十分な密着強度が得られなくなってしまう。また、特に好ましくは、この加熱温度範囲を260〜280℃とするものである。
【0049】
また上記の加熱時間が40秒間に満たないと熱硬化性樹脂組成物の硬化反応が十分に進行せず、十分な密着強度が得られなくなってしまい、またこの加熱時間が90秒間を超えると、樹脂が炭化し溶着強度が低下することになってしまう。また特に好ましくは、この加熱時間範囲を50〜70秒間とするものである。
【0050】
また、溶着用治具3により積層物7に局所的にかけられる圧力(溶着部8にかけられる圧力)は、9.8×104〜4.9×105Pa(1.0〜5.0kg/cm2)とすることが好ましく、このような圧力範囲に制御することで、溶着部8における優れた密着強度が維持される。このとき、この圧力が9.8×104Paに満たないと溶着強度が低下することとなり、また4.9×105Paを超えると成形品に凹凸が発生し、例えば外層の金属箔の表面にシワ、凹凸等が発生する原因となるおそれがある。また特に好ましくは、この圧力範囲を2.9×104〜4.9×105の範囲とするものである。
【0051】
上記の積層物7中でプリプレグ1に隣接する配線板2には、導体層6の一部として、プリプレグ1を介して他の配線板2と対向する面に、枠状の導体からなる導体パターン(導体枠4)を形成し、仮溶着時に溶着用治具3の積層物7に対する当接面3aを積層物7の積層方向に投影した像5が、この導体枠4の内側に配置されるようにすることが好ましい(図1及び図2参照)。
【0052】
このような導体枠4は、仮溶着時において、導体枠4の内側で溶融した熱硬化性樹脂組成物が導体枠4の外側まで流出することを防止して、この溶融した熱硬化性樹脂組成物を導体枠4の内側に保持することができる。これにより、導体枠4の内側において、溶着に必要な樹脂量を確保することができ、熱硬化性樹脂組成物の流出により溶着のための樹脂量が不足するようなことが起こらないようにすることができる。
【0053】
このとき、上記の導体枠4と、その内側の上記の像5との間の隙間cは、2.0mm以下となるようにすることが好ましい。すなわち、導体枠4の内側で溶融した樹脂組成物は導体枠4内で保持されることになるが、上記の像5と導体枠4との間の隙間cが大きいと溶融した樹脂は導体枠4の内側で大きく流動することとなって、これにより溶着のための樹脂量が不足するおそれがある。これに対し、上記隙間cを2.0mm以下とすることで、熱硬化性樹脂組成物の流出量を低減し、溶着するために十分な樹脂量を確保することができるものである。
【0054】
ここで、上記隙間cの値の下限は特に制限されず、隙間cが0mm、すなわち枠状の導電パターンの内側の領域が全て上記の像5と重なるようにしても良い。
【0055】
また、配線板2における上記導体枠4の内側は、導体を全て除去しても良いが、図2(b)に示すように適宜のパターン状の導体(分離導体10)を残存させるようにしても良い。この場合、仮溶着時には溶融した熱硬化性樹脂組成物が流動して、パターン状の分離導体10の隙間に入り込むことにより、接着強度が向上するものである。このときパターン状の分離導体10としては、例えば平面視円盤状等の適宜の形状のものを、一つの導体枠4の内側に複数個設けることができる。
【0056】
仮溶着後の積層物7は、熱盤等により全体的な加熱加圧成形が施され、これにより多層配線板が得られる。このとき必要に応じて、図4に示すように積層物7の一面又は両面に一又は複数のプリプレグ1を介して最外層に金属箔9を配置し、この状態で加熱加圧成形を行うようにしても良い。
【0057】
この加熱加圧成形の条件は、適宜設定されるが、その最大成形圧力が、1.47×106〜2.45×106Paの範囲となるようにすることが好ましく、これにより加熱加圧成形でのずれを更に低減することができる。このとき上記最大成形圧力が1.47×106Paに満たないと成形不具合(ボイド、カスレ等)が発生するおそれがあり、また2.45×106Paを超えると成形ずれが発生するおそれがある。また特にこの最大成形圧力を1.96×106〜2.45×106Paの範囲となるようにすることが好ましい。
【0058】
また、このときの加熱温度は180〜190℃、加熱加圧成形時間は前記加熱温度範囲を保持した状態で100〜150分の範囲となるようにすることが好ましい。
【0059】
このようにして得られる多層配線板は、仮溶着工程を経ることにより、その後の加熱加圧成形工程において層間の位置ずれが発生することを防止することができる。
【実施例】
【0060】
プリプレグ1としては、PPO変性エポキシ樹脂組成物をガラスクロスに含浸させたもの(松下電工株式会社製、品番「R5610」、樹脂含浸率55%、半硬化条件140℃、240秒間)を用いた。このプリプレグ1におけるPPO変性エポキシ樹脂組成物の、ソリキッドメータ(加熱加圧成形時と同じ熱をかけた場合の溶融粘度挙動を測定)で測定された溶融開始温度は110℃、硬化開始温度は155℃である。
【0061】
また配線板2としては、両面銅張積層板(松下電工株式会社製、品番「R5715J」)の両面に配線加工を施したものを用いたものであり、その平面視寸法は510mm×510mm、厚みは0.2mm、両面の各導体層6厚みは35μmである。また、銅箔としては、厚み18μmのものを用いた。
【0062】
そして、二つの配線板2を、1枚のプリプレグ1を介して積層し、積層物7を得た。
【0063】
この積層物7の外縁部分における、四隅部及び対向する二つの各辺の中程部分に、溶着部8を設定し、各溶着部8に、両側から溶着用治具3を当接して仮溶着を行った。各溶着部8の面積(溶着用治具3の当接面3aの面積)は、15mm2である。
【0064】
この仮溶着時の溶着温度(溶着用治具3の当接面3aの温度)、圧力、時間は、表1に示す通りである。
【0065】
また、表1において、導体枠4の欄に「有り」と表示されているものは、各配線板2の導体層6の一部として導体枠4を設けたものを示すものであり、またクリアランスの欄に記載された数値は、導体枠4を設けた場合における、配線板2の導体枠4と、溶着用治具3の積層物7に対する当接面3aを積層物7の積層方向に投影した像5との間の隙間cの寸法である。
【0066】
そして、仮溶着後の積層物7の両面に、それぞれ1枚のプリプレグ1を介して銅箔を配置したものを、熱盤間に配置し、加熱加圧処理を施して一体化して、多層配線板を得た。このときの加熱温度は180℃、成形処理時間は成形品の温度を180℃に保持した状態で120分とし、また成形圧力は表1に示す通りとした。
【0067】
【表1】


【0068】
以上のようにして得られた各実施例及び各比較例の多層配線板について、X線装置を用い各層の測定マークのずれ量を測定した。尚、測定マークは、各配線板の導体層の一部として予め設けておいたものである。
【0069】
その結果を表2に示す。尚、比較例7では、溶着部8が炭化して成形不良となったため、ずれ量の測定を行うことができなかった。
【0070】
【表2】


【図面の簡単な説明】
【0071】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図2】(a)は同上の一部平面図、(b)は他の例における一部平面図である。
【図3】同上の実施形態における、積層物での溶着部の配置位置の一例を示す平面図である。
【図4】同上の実施の形態における、加熱加圧工程を示す概略図である。
【符号の説明】
【0072】
1 プリプレグ
2 配線板
3 溶着用治具
3a 当接面
4 導体枠
5 像
7 積層物
【出願人】 【識別番号】000005832
【氏名又は名称】松下電工株式会社
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真1048番地
【出願日】 平成15年7月28日(2003.7.28)
【代理人】 【識別番号】100087767
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清

【識別番号】100085604
【弁理士】
【氏名又は名称】森 厚夫

【公開番号】 特開2005−51029(P2005−51029A)
【公開日】 平成17年2月24日(2005.2.24)
【出願番号】 特願2003−281228(P2003−281228)