JP2001334544A - 積層板の製造方法 - Google Patents

積層板の製造方法

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JP2001334544A
JP2001334544A JP2000156485A JP2000156485A JP2001334544A JP 2001334544 A JP2001334544 A JP 2001334544A JP 2000156485 A JP2000156485 A JP 2000156485A JP 2000156485 A JP2000156485 A JP 2000156485A JP 2001334544 A JP2001334544 A JP 2001334544A
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resin
laminate
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molding
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Eizo Tozaki
栄造 東崎
Takahisa Iida
隆久 飯田
Toyoji Okunishi
豊次 奥西
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続成形により、使用エネルギーを削減し良
好で安定した品質の積層板を低コストで得ること。 【解決手段】 シート状繊維基材に樹脂を付着させたプ
リプレグの1枚又は複数枚を垂直方向に上方から下方へ
移動させ、その両面に金属箔又はフィルムを重ね合わせ
た後、重ね合わせた両側部から吸引し重ね合わせの内部
を減圧状態にし、加熱したロール間に上方から挿入し積
層成形することを特徴とする積層板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は積層板の製造方法に
関し、特に電気機器、電子機器、通信機器等に使用され
る印刷回路板用として好適な積層板の連続的製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】プリント回路板については小型化、高機
能化の要求が強くなる反面、価格競争が激しく、特にプ
リント回路板に用いられるガラス布基材エポキシ樹脂積
層板、あるいはガラス不織布を中間層基材としガラス織
布を表面層基材とした積層板は、いずれも価格の低減が
大きな課題となっている。また、近年電気機器、電子機
器、通信機器等においては、デジタル化が進みプリント
回路板での安定したインピーダンスが要求されるように
なり、これに伴いプリント回路板の原料である銅張積層
板では板厚精度が要求されるようになってきた。
【0003】上記のようなプリント回路板に用いられる
積層板を積層成形する場合には、熱盤間に銅箔、プリプ
レグ、鏡面板等を何枚も重ねて加熱加圧成形する多段型
のバッチプレスが一般的である。しかしこのような多段
プレスでは、各積層板の熱盤内での位置により積層成形
時に各積層板にかかる熱履歴が異なるため、成形性、反
り、寸法変化率等の品質に於いて差が生じ、品質のバラ
ツキの少ない製品を供給することは困難であった。さら
に、20〜100kg/cm の高圧により積層板を
成形するため樹脂のフローにより厚み精度が不十分とな
る問題があった。
【0004】また、多段型プレスでは、熱盤、鏡面板、
クッション材等の積層板を成形するに必要な治具を加熱
冷却するために膨大な熱量が必要である。また成形性の
向上、特にボイドをなくするため、成形時にプレス装置
を真空状態にすることが行われているが、設備が大型化
し、製造工程も多くなり、近年要求されている省エネル
ギー化への対応が困難な設備である。
【0005】従来、品質バラツキの少ない積層板を得、
省エネルギー化ができる設備として横型の連続ベルトプ
レス等が開発されたが、ベルトに挟んだ時の圧力むら、
温度むらが発生しやすい問題、あるいは重力による上下
方向の差や材料の進入角の違いにより成形性(特に、ボ
イドの発生)や銅箔接着力等で表裏に差が生じたり、銅
箔や基材のテンションの違いによる反りや寸法変化が大
きい問題があった。更にこれに真空設備を付加した場
合、設備が大型化し、トラブル発生時に真空解除などの
ため迅速な対応が困難であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
多段型プレス装置では多数枚を同時に加熱することによ
る成形性、反り、寸法変化率、板厚等の品質のバラツキ
が大きく、積層板を成形するに必要な装置を加熱冷却す
るための膨大な熱量が必要の問題があった。また、従来
の横型連続プレスでは、重力による圧力差、温度のばら
つき、材料へのテンションのばらつきなどにより、成形
不良(ボイドの発生)、銅箔接着力の低下、寸法安定性
の低下、反り等の問題があった。さらには、両方式とも
成形性の向上のために真空化設備を付加すると、設備が
大型化しトラブル時の対応が困難となる問題があった。
本発明は、従来の積層板成形方法の問題点を解消し、積
層成形における内部残存応力をなくし、積層板の寸法安
定性を向上させ、さらにボイドがなく成形性が良好で、
かつ省エネルギー化による安価な積層板の製造方法を提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、シート状繊維
基材に樹脂を付着させたプリプレグの1枚又は複数枚を
垂直方向に上方から下方へ移動させ、その両面に金属箔
又はフィルムを重ね合わせた後、重ね合わせた両側部か
ら吸引し重ね合わせの内部を減圧状態にし、加熱したロ
ール間に上方から挿入し積層成形することを特徴とする
積層板の製造方法に関するものである。
【0008】本発明において、シート状繊維基材として
は、ガラスクロス、ガラス不繊布、ガラスペーパー等の
ガラス繊維基材の他、紙、合成繊維等からなる織布や不
織布、金属繊維、カーボン繊維、鉱物繊維等からなる織
布、不織布、マット類等が挙げられ、これらの基材の原
料は単独又は混合して使用してもよい。
【0009】プリプレグを製造するためにこれらのシー
ト状繊維基材に付着される樹脂としては、一般的に、熱
硬化性樹脂であり、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フ
ェノール樹脂、メラミン樹脂あるいはこれらの変性樹脂
が好ましく使用されるが、その他、熱可塑性樹脂、天然
樹脂等の樹脂も使用され、それらに限定されるものでは
ない。前記基材へ樹脂を付着させるときの樹脂の形態と
しては、通常液状、とりわけ溶剤に溶解したワニスであ
るが、粉末状の樹脂、あるいは固形樹脂を加熱溶融した
状態であってもよい。熱硬化性樹脂の場合、必要に応じ
て硬化剤、硬化促進剤を配合する。
【0010】また、樹脂中に充填材、着色剤、補強材を
配合することができる。充填材として無機充填材を加え
ると耐トラッキング性、耐熱性、熱膨張率の低下等の特
性を付与することが出来る。かかる無機充填材として
は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カ
ルシウム、タルク、ウォラストナイト、アルミナ、シリ
カ、未焼成クレー、焼成クレー、硫酸バリウム等があ
る。
【0011】次に、得られた樹脂は、シート状繊維基材
上に均一に塗布する。この時の樹脂付着量は、シート状
繊維基材の繊維材質、性状、重量(単位面積当たり)に
より異なるが、通常、シート状繊維基材の重量の40〜
60%程度である。ただし、基材の両面に付着させる場
合は、片面に前記付着量の大略半量ずつを付着させるの
が好ましい。樹脂をシート状繊維基材に付着させる方法
は、基材を樹脂ワニスに浸漬する方法、各種コーターに
よる塗布方法、スプレーによる吹き付け法等、樹脂が良
好に付着する方法であれば特に限定されない。また、殊
に樹脂が無溶剤である場合、シート状繊維基材は予め加
熱されていてもよく、この場合、シート状繊維基材に樹
脂を付着させるとき、この基材は、水平であっても垂直
であってもよい。従って、シート状繊維基材の上面又は
下面、あるいは垂直面に塗布により付着させることがで
きる。その後の加熱によりプリプレグが得られる。
【0012】以上によりに得られたプリプレグは、通常
一旦巻き取り機等により巻き取られた後巻き出され、あ
るいはそのまま1枚又は複数枚重ねられ、垂直方向に上
方から下方へ移動させ、その片面又は両面に銅箔等の金
属箔あるいはフィルムを重ね合わせる。次いで、重ね合
わされた両側部から吸引し重ね合わせ部分の内部(プリ
プレグの部分)を減圧状態にし、必要によりこれらを予
備加熱した後、加熱ロール間に上方から挿入することに
より積層板を成形する。本発明のロール成形において、
裁断されたプリプレグを使用することも可能であるが、
連続的に成形する方が好ましい。この場合、1対あるい
は複数対のロール間を通して成形する。加熱ロールの温
度は、適用可能な範囲は100〜280℃であり、例え
ば、エポキシ樹脂の場合110〜160℃、ポリイミド
樹脂の場合150〜220℃の範囲が好ましい。
【0013】両側部からの吸引による減圧状態として
は、300mmHg以上の減圧状態が好ましい。300
mmHgより低い減圧度である場合、成形性(特にボイ
ド)向上の効果が小さい。また、両側部から吸引する方
法としては、重ね合わせ部分の両側部に楔状の吸引口を
有する治具を挿入する方法、重ね合わせる金属箔あるい
はフィルムの一方の幅を狭くし、狭い側から吸引口を押
しあてて吸引する方法などがある。
【0014】また、本発明において、加熱ロール間で積
層成形する前に、プリプレグと金属箔あるいはフィルム
を重ね合わせた後に予備加熱を行うことが好ましい。予
備加熱を行うことにより、続く加熱ロールによる成形時
に加熱ロールからの熱量の不足を補い成形不良(特にボ
イド)をさらに防止することができる。予備加熱は、遠
赤外線ヒータ等により行う。上記予備加熱の温度は、例
えば、エポキシ樹脂の場合通常130〜180℃、ポリ
イミド樹脂の場合通常170〜240℃程度である。
【0015】以下、本発明の積層板の製造方法に関し、
積層成形工程を代表的な例について各工程毎に図面に基
づいて順次説明する。 (プリプレグ供給)プリプレグ供給部1からプリプレグ
2を巻き出して上方から下方へ移送しつつ加熱ロールへ
供給する。 (金属箔供給)金属箔供給部3から金属箔4を巻き出し
てプリプレグの両面(又は片面)に供給する。 (重ね合わせロール)プリプレグ2及び金属箔4を重ね
合わせロール5により重ね合わせる。重ね合わせロール
5は、常温あるいは金属箔を予め加熱するために加熱し
てもよい。 (真空化)プリプレグと金属箔の重ね合わせ体11の両
側部12より吸引治具10により吸引し、重ね合わせ体
の内部を減圧状態する。 (予備加熱)重ね合わされ体11を遠赤外線ヒータ等の
予熱機6により予備加熱し、プリプレグの樹脂を溶融し
銅箔を熱膨張させる。 (加熱ロールによる成形)上方から一対又は複数対の加
熱ロール7間を通し積層成形して積層板13を得る。 (裁断又は巻き取り)成形された積層板を、裁断機8に
より必要な長さに裁断するか、又は巻き取り機9に巻き
取る。 (アフターキュア)次いで、170〜250℃の加熱乾
燥炉でアフターキュアする。
【0016】
【実施例】以下、本発明について、実施例及び比較例に
より説明する。
【0017】(実施例1)エポキシ樹脂(油化シェルエ
ポキシ(株)製臭素化エポキシ樹脂Ep5048,エポキ
シ当量675)100重量部、硬化剤(ジシアンジアミ
ド)5重量部、硬化促進剤(2−エチル−4−メチルイ
ミダゾール)1重量部及びメチルセルソルブ100重量
部を混合しワニスを得た。得られたワニスに100g/
2 のガラスクロスを浸漬して樹脂分が固形分で100
g/m2 付着するように含浸させた後、170℃の乾燥
機で3分間乾燥し、得られたプリプレグを巻き取り機に
巻き取った。
【0018】この巻き取ったプリプレグを図1に示す様
に上方から下方に垂直に移送し、その両側部に厚さ18
μmの銅箔を供給して重ね合わせ、次いで、その両側部
から吸引した。このときの減圧度は450mmHgであ
った。続いて、両側部から遠赤外線ヒーター予熱機で1
70℃に予熱し、140℃に加熱された一対の加熱ロー
ル(間隙0.1mm)間にて加熱加圧成形した。その後
180℃で60分アフターキュアすることにより厚さ
0.1mmの両面銅張積層板を作製した。
【0019】(比較例1)プリプレグと銅箔を重ね合わ
せ後、減圧のための吸引をしないこと以外は実施例1と
同様にして加熱加圧成形し、その後180℃で60分ア
フターキュアすることにより厚さ0.1mmの両面銅張
積層板を作製した。
【0020】(比較例2)実施例1で得られたプリプレ
グを一定の長さに裁断して、その上下面に厚さ18μm
の銅箔を重ね合わせ鏡面板間に配置し、これを10組重
ね合わせ、温度165℃、圧力8kg/cm2 で90分
間加熱加圧成形して厚さ0.1mmの両面銅張積層板を
作製した。
【0021】以上のようにして得られた各銅張積層板に
ついて、外観、成形性(ボイドの有無)、板厚及び諸特
性を測定した。
【0022】
【表1】
【0023】(測定方法) 1.外観:目視により観察した。 2.成形性:銅張積層板の銅箔をエッチングして、樹脂
層及びストランド内のボイドの有無を観察した。 3.積層板厚み:500×600mmの大きさに切り出
し、マイクロメータにて42ヶ所の厚みを測定し、その
平均値、標準偏差及び最大値と最小値(R)の差を求め
た。 4.銅箔ピール強度:JIS C 6481により測定し
た。 5.半田耐熱性:50×50mmの試験片(試験片数各
3個)を、それぞれ(1)沸騰水処理2時間、及び
(2)121℃プレッシャークッカー処理1時間を行
い、次いで260℃の半田浴に30秒間浸漬し、ふくれ
の有無を観察した。○:3個ともふくれのない場合、
×:1〜3個にふくれが発生した場合 6.絶縁抵抗:JIS C 6481により測定した。試
験片は予め、吸湿処理(20℃,湿度65%にて96時
間)を行った。
【0024】表1の結果をみると、実施例1で得られた
銅張積層板はボイドが殆どなく、成形性が良好であり、
厚み精度についても優れていることがわかる。その他積
層板の諸特性についても従来の多段プレス方式の場合と
同等以上である。
【0025】
【発明の効果】本発明の方法は、プリプレグを垂直方向
に移動させながら金属箔またはフィルムを重ね合わせ重
ね合わせ部の内部を吸引により減圧状態にし、必要によ
り予備加熱工程を経て、加熱ロール間に挿入することに
より積層成形することを特徴とする。従って、成形設備
が小型化し、このことにより使用燃料が削減されるの
で、エネルギコストの削減、熱源設備からの排出ガスに
よる大気汚染の減少、及び省資源化を達成することがで
きる。更に、大がかりな減圧化設備を用いることなく減
圧状態での成形をすることができ、成形性をさらに向上
させることができる。る。また、積層板製造時におい
て、プリプレグを垂直方向に移動させることから、従来
の横方向の移動による連続成形に比べ重力の影響が無い
ためプリプレグ等のテンションが均一になり、積層板の
反りが極めて少なくなり、プリプレグと金属箔またはフ
ィルムを重ね合わせた後に予備加熱を実施し、次いで加
熱ロールにより成形することから、ボイド等の解消と極
めて安定した厚み精度を達成し、高品質の積層板を得る
ことができる。さらにロール成形では積層板を任意の長
さに裁断できるため、従来発生していた耳等の端材部分
が減少し歩留まりが向上する。このように、原材料及び
設備、工程の低コスト化の点で優れており、工業的な積
層板の製造方法として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明における積層板の製造工程を示す概略
図。
【図2】 図1において、プリプレグの流れに沿った断
面図。
【符号の説明】
1 プリプレグ供給部 2 プリプレグ 3 金属箔供給部 4 金属箔 5 重ね合わせロール 6 予熱機 7 加熱ロール 8 裁断機 9 巻き取り機 10 減圧治具 11 プリプレグと金属箔の重ね合わせ体 12 積層板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F204 AA39 AB16 AD03 AD08 AH36 FA08 FB02 FB11 FB24 FE06 FF01 FG02 FH06 FH30 FN11 FN15 FQ26 FQ32 FQ40 FW06 FW33

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シート状繊維基材に樹脂を付着させたプ
    リプレグの1枚又は複数枚を垂直方向に上方から下方へ
    移動させ、その両面に金属箔又はフィルムを重ね合わせ
    た後、重ね合わせた両側部から吸引し重ね合わせの内部
    を減圧状態にし、加熱したロール間に上方から挿入し積
    層成形することを特徴とする積層板の製造方法。
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