JP4992342B2 - Method for manufacturing printed wiring board - Google Patents
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Description
本発明は、プリント配線板及びその製造方法に関し、特に放熱性に優れたプリント配線板及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a printed wiring board and a manufacturing method thereof, and particularly to a printed wiring board excellent in heat dissipation and a manufacturing method thereof.
近年、プリント配線板は、電子部品の高密度化に伴い、放熱性の良い基板が要求されている。放熱性に優れたプリント配線板として、金属コア基板が知られており、既に実用化されている。金属コア基板は、コア材として熱伝導率の高いアルミや銅などの金属を用いることで、発熱部品からの熱を基板全体に分散し、発熱部品の温度上昇を抑えることが可能である。中でも、熱伝導率が２３６Ｗ／ｍ・Ｋで、比重が２．７ｇ／ｃｍ３と比較的軽いアルミがコア材として一般的に用いられている（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, printed circuit boards are required to have a substrate with good heat dissipation as the density of electronic components increases. A metal core substrate is known as a printed wiring board excellent in heat dissipation and has already been put into practical use. By using a metal such as aluminum or copper having high thermal conductivity as the core material, the metal core substrate can disperse heat from the heat-generating component over the entire substrate and suppress the temperature rise of the heat-generating component. Among them, aluminum having a thermal conductivity of 236 W / m · K and a specific gravity of 2.7 g / cm 3 is comparatively light and is generally used as a core material (see, for example, Patent Document 1).
また、アルミよりも低熱膨張、高強度、軽量なコア材として、炭素繊維強化プラスチック（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：以下ＣＦＲＰと略す）も検討されている（例えば、特許文献２参照）。 In addition, carbon fiber reinforced plastic (hereinafter abbreviated as CFRP) has been studied as a core material having a lower thermal expansion, higher strength, and lighter weight than aluminum (see, for example, Patent Document 2).
一般的に、炭素繊維は、熱伝導率が１４０〜８００Ｗ／ｍ・Ｋのものが市販されている。熱伝導率が６２０Ｗ／ｍ・Ｋの炭素繊維（一方向材）からなるプリプレグを０°／９０°／９０°／０°に積層したＣＦＲＰ板は、熱膨張率（面内）が約０ｐｐｍ／℃、熱伝導率が２１７Ｗ／ｍ・Ｋ、弾性率が２９０ＧＰａ、比重が１．６ｇ／ｃｍ３と、アルミと同程度の放熱性を有しながら、アルミよりも低熱膨張、高強度、軽量なコア材が得られる。従って、このＣＦＲＰを用いてコア基板を作製すれば、大型のセラミック部品を実装した場合であってもはんだ接続部にクラックを発生せず、アルミよりも高性能な、特に実装信頼性に優れた基板を得ることができる。 In general, carbon fibers having a thermal conductivity of 140 to 800 W / m · K are commercially available. A CFRP plate in which prepregs made of carbon fiber (unidirectional material) having a thermal conductivity of 620 W / m · K are laminated at 0 ° / 90 ° / 90 ° / 0 ° has a coefficient of thermal expansion (in-plane) of about 0 ppm / ° C., the thermal conductivity of 217W / m · K, the elastic modulus 290 GPa, and a specific gravity of 1.6 g / cm 3, while having a heat radiation of the same level as aluminum, low thermal expansion than aluminum, high strength, lightweight A core material is obtained. Therefore, if a core substrate is manufactured using this CFRP, even if a large ceramic component is mounted, cracks will not occur in the solder connection part, and it has higher performance than aluminum, and particularly excellent mounting reliability. A substrate can be obtained.
しかしながら、上述のコア材は、いずれも導電性であるため、コア上下の配線を接続する貫通スルーホールとコア層とは、貫通穴の穴埋め樹脂で絶縁する必要がある。貫通穴の穴埋めに従来のプリプレグを用いると、樹脂の熱伝導率は、約０．２Ｗ／ｍ・Ｋと低いため、この穴埋め樹脂部で放熱性が律速し、発熱部品からの熱がコアまで充分に伝熱されないという問題があった。 However, since the above core materials are all conductive, it is necessary to insulate the through through hole and the core layer connecting the upper and lower wirings with a resin filling the through hole. If a conventional prepreg is used to fill the through hole, the thermal conductivity of the resin is as low as about 0.2 W / m · K. Therefore, the heat dissipation is controlled by this hole filling resin part, and the heat from the heat generating component reaches the core. There was a problem that heat was not sufficiently transferred.
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、プリント配線板において、放熱性に優れたプリント配線板及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a printed wiring board excellent in heat dissipation and a method for manufacturing the printed wiring board.
本発明に係るプリント配線板の製造方法は、貫通穴が設けられた炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）材からなるコア層の両表面に、無機フィラーを含有するプリプレグを加熱圧着することにより、貫通穴内を埋め、コア層を覆うプリプレグ層を形成する工程を有するものであって、前記プリプレグ層を形成する工程が、前記貫通穴が設けられた前記コア層の両表面に、無機フィラーを含有する第一のプリプレグを加熱圧着することにより、前記貫通穴内を埋め、前記コア層を覆う第一のプリプレグ層を形成する工程と、この第一のプリプレグ層の両表面に、ガラスクロスを挟んで無機フィラーを含有する第二のプリプレグを加熱圧着することにより、前記第一のプリプレグ層と前記ガラスクロスを挟持する第二のプリプレグ層を形成する工程とを含む。
In the method for producing a printed wiring board according to the present invention, a prepreg containing an inorganic filler is thermocompression bonded to both surfaces of a core layer made of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material provided with a through hole. Padding, I Monodea comprising the step of forming the prepreg layer covering the core layer, the step of forming the prepreg layer is on both surfaces of the core layer wherein a through hole is provided, containing an inorganic filler A step of forming a first prepreg layer that fills the inside of the through hole and covers the core layer by thermocompression bonding the first prepreg, and an inorganic material sandwiching a glass cloth on both surfaces of the first prepreg layer A second prepreg layer sandwiching the first prepreg layer and the glass cloth is formed by heat-pressing a second prepreg containing a filler. And a degree.
本発明によれば、貫通穴の穴埋め樹脂部に無機フィラーを含有したプリプレグ層を用いることにより、発熱部品からの熱がスルーホールの内壁面を通して穴埋め樹脂部によりコア層まで充分に伝熱できるため、放熱性の向上を図ることができる。 According to the present invention, by using the prepreg layer containing the inorganic filler in the resin filling portion of the through hole, heat from the heat generating component can be sufficiently transferred to the core layer by the hole filling resin portion through the inner wall surface of the through hole. The heat dissipation can be improved.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は、本実施の形態におけるプリント配線板１００の構成を示す断面図である。図１に示すように、プリント配線板１００は、コア層としての金属板１の表裏両面に、第一のプリプレグ層としてのプリプレグ２ａ、２ｂ、第一のガラスクロスとしてのガラスクロス３ａ、３ｂ、第二のプリプレグ層としてのプリプレグ４ａ、４ｂを順次積層して、それぞれ絶縁層５０ａ、５０ｂが形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a printed
絶縁層５０ａ、５０ｂの表面には、第三のプリプレグ層としてのプリプレグ５ａ、５ｂ、第四のプリプレグ層としてのプリプレグ６ａ、６ｂが順次積層され、それぞれ回路層５１ａ、５１ｂが形成されている。回路層５１ａ、５１ｂには、それぞれ所定のパターンで表面に配線層７ａ、７ｂ、中面に配線層７ｃ、７ｄが形成されている。
On the surfaces of the insulating layers 50a and 50b, prepregs 5a and 5b serving as third prepreg layers and prepregs 6a and 6b serving as fourth prepreg layers are sequentially laminated to form circuit layers 51a and 51b, respectively. In the circuit layers 51a and 51b,
金属板１には、貫通穴１ａが設けられており、この貫通穴１ａの中心を通るようにプリント配線板１００を貫通するスルーホール８が設けられている。スルーホール８は、配線層７ｅにより、回路層５１ａ、５１ｂに形成されている各配線層７ａ、７ｂ、７ｃ、及び７ｄを接続し、導通する。スルーホール８の径は、貫通穴１ａより小さく、金属板１との間はプリプレグ２ａ、２ｂで埋められた穴埋め部２ｃで電気的に絶縁されている。
The
プリプレグ２ａ、２ｂ、穴埋め部２ｃ、及びプリプレグ４ａ、４ｂは、無機フィラーを含有する熱硬化性樹脂からなる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ、ビスマレイミド、シアネートエステル、ポリイミド等が挙げられる。無機フィラーとしては、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素等が挙げられ、少なくとも一つが用いられる。プリプレグ５ａ、５ｂ、及びプリプレグ６ａ、６ｂは、第二のガラスクロスとしてのガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグを用いる。 The prepregs 2a and 2b, the hole filling portion 2c, and the prepregs 4a and 4b are made of a thermosetting resin containing an inorganic filler. Examples of the thermosetting resin include epoxy, bismaleimide, cyanate ester, and polyimide. Examples of the inorganic filler include alumina, silica, magnesia, aluminum nitride, boron nitride, and silicon nitride, and at least one is used. As the prepregs 5a and 5b and the prepregs 6a and 6b, prepregs in which a glass cloth as a second glass cloth is impregnated with a thermosetting resin are used.
プリプレグ２ａ、２ｂ、及びプリプレグ４ａ、４ｂの熱硬化性樹脂に無機フィラーを充填すると、スルーホール８に接続される発熱部品（図示せず）から金属板１への放熱性が向上する。熱硬化性樹脂中の無機フィラーの充填率は、７５ｖｏｌ％以下であることが好ましい。充填率が、７５ｖｏｌ％を超えると貫通穴１ａの穴埋め性が低下する。
When the thermosetting resin of the prepregs 2a and 2b and the prepregs 4a and 4b is filled with an inorganic filler, the heat dissipation from the heat generating component (not shown) connected to the through
次に、製造方法について説明する。図２（ａ）乃至（ｅ）、及び図３（ａ）乃至（ｄ）は、本実施の形態におけるプリント配線板１００の製造工程を示す断面図である。
図２（ａ）乃至（ｅ）は、絶縁層５０ａ、５０ｂの製造工程を示し、図３（ａ）乃至（ｄ）は、回路層５１ａ、５１ｂの製造工程を示す。
Next, a manufacturing method will be described. FIGS. 2A to 2E and FIGS. 3A to 3D are cross-sectional views showing the manufacturing process of the printed
2A to 2E show a manufacturing process of the insulating layers 50a and 50b, and FIGS. 3A to 3D show a manufacturing process of the circuit layers 51a and 51b.
まず、絶縁層５０ａ、５０ｂの製造工程では、図２（ａ）に示すように、金属板１を準備し、貫通穴１ａを形成する。次に、図２（ｂ）に示すように、プリプレグ２ａ、２ｂの片面にそれぞれ離型フィルム９ａ、９ｂが貼付された樹脂シート５２ａ、５２ｂを準備し、貫通穴１ａが設けられた金属板１の表裏両面に、プリプレグ２ａ、２ｂの露出面が重なるように配置する。プリプレグ２ａ、２ｂは、半硬化状態（Ｂステージ）のものが使用される。離型フィルムには、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが用いられる。
First, in the manufacturing process of the insulating layers 50a and 50b, as shown in FIG. 2A, the
続いて、このように配置した樹脂シート５２ａ、５２ｂを、真空状態で加熱加圧する。図２（ｃ）に示すように、プリプレグ２ａ、２ｂは溶融し、貫通穴１ａをボイドや凹みなく埋めて、金属板１をラミネートする。ラミネート後、離型フィルム９ａ、９ｂを剥がす。
Subsequently, the resin sheets 52a and 52b arranged in this way are heated and pressurized in a vacuum state. As shown in FIG. 2C, the prepregs 2a and 2b are melted, and the
次に、図２（ｄ）に示すように、プリプレグ４ａ、４ｂの片面に離型フィルム１０ａ、１０ｂが貼付された樹脂シート５３ａ、５３ｂを準備し、プリプレグ２ａ、２ｂでラミネートされた金属板１の表裏両面に、それぞれガラスクロス３ａ、３ｂを挟んで、ガラスクロス３ａ、３ｂに、それぞれプリプレグ４ａ、４ｂの露出面が重なるように配置する。プリプレグ４ａ、４ｂは、半硬化状態（Ｂステージ）のものが使用される。
Next, as shown in FIG. 2 (d), resin sheets 53a and 53b having release films 10a and 10b attached to one side of the prepregs 4a and 4b are prepared, and the
続いて、このように配置した樹脂シート５３ａ、５３ｂを、真空状態で加熱加圧する。図２（ｅ）に示すように、プリプレグ４ａ、４ｂ、及びプリプレグ２ａ、２ｂは溶融し、プリプレグ２ａとプリプレグ４ａ、及びプリプレグ２ｂと４ｂを、それぞれガラスクロス３ａ、３ｂを挟んでラミネートする。さらに加熱加圧を続け、プリプレグ２ａ、２ｂ、４ａ、及び４ｂを完全硬化することにより、金属板１に絶縁層５０ａ、５０ｂが形成される。
Subsequently, the resin sheets 53a and 53b arranged in this way are heated and pressurized in a vacuum state. As shown in FIG. 2E, the prepregs 4a and 4b and the prepregs 2a and 2b are melted, and the prepreg 2a and the prepreg 4a, and the prepregs 2b and 4b are laminated with the glass cloths 3a and 3b interposed therebetween, respectively. Further, heating and pressurization is continued to completely cure the prepregs 2a, 2b, 4a, and 4b, whereby the insulating layers 50a and 50b are formed on the
次いで、回路層５１ａ、５１ｂの製造工程では、まず、図３（ａ）に示すように、絶縁層５０ａ、５０ｂを形成した金属板１から、離型フィルム１０ａ、１０ｂを剥がす。次に、図３（ｂ）に示すように、配線層７ａと７ｃ、及び配線層７ｂと７ｄを形成したプリプレグ６ａ、６ｂを準備し、絶縁層５０ａ、５０ｂの両表面に、プリプレグ５ａ、５ｂを挟んで、プリプレグ５ａ、５ｂに、それぞれプリプレグ６ａ、６ｂの配線層７ｃ、７ｄを形成した面が重なるように配置する。
Next, in the manufacturing process of the circuit layers 51a and 51b, first, as shown in FIG. 3A, the release films 10a and 10b are peeled off from the
プリプレグ５ａ、５ｂは、それぞれ半硬化状態（Ｂステージ）のものを使用する。プリプレグ６ａ、６ｂは、両面に銅箔を積層して完全硬化後、片面のみ配線層７ｃ、７ｄを所定のパターンで形成したものを用いる。ここでは、プリプレグ５ａ、５ｂ、６ａ、及び６ｂは、ガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸した通常のプリプレグを用いた。 The prepregs 5a and 5b are each in a semi-cured state (B stage). The prepregs 6a and 6b are formed by laminating copper foils on both sides and completely curing, and then forming wiring layers 7c and 7d in a predetermined pattern only on one side. Here, as the prepregs 5a, 5b, 6a, and 6b, ordinary prepregs in which a glass cloth was impregnated with a thermosetting resin were used.
続いて、このように配置したプリプレグ６ａ、６ｂを、真空状態で加熱加圧する。図３（ｃ）に示すように、プリプレグ５ａ、５ｂは溶融し、絶縁層５０ａ、５０ｂの両表面上にプリプレグ６ａ、６ｂを、それぞれの配線層７ｃ、７ｄとの段差を埋めて接着する。
さらに加熱加圧を続け、プリプレグ５ａ、５ｂ、６ａ、及び６ｂを完全硬化することにより、絶縁層５０ａ、５０ｂの両表面上に回路層５１ａ、５１ｂが形成される。
Subsequently, the prepregs 6a and 6b arranged in this way are heated and pressurized in a vacuum state. As shown in FIG. 3C, the prepregs 5a and 5b are melted, and the prepregs 6a and 6b are bonded to both surfaces of the insulating layers 50a and 50b while filling the steps with the respective wiring layers 7c and 7d.
Further, heating and pressurization are continued to completely cure the prepregs 5a, 5b, 6a, and 6b, whereby circuit layers 51a and 51b are formed on both surfaces of the insulating layers 50a and 50b.
次に、図３（ｄ）に示すように、プリプレグ２ａ、２ｂで埋められた貫通穴１ａと同軸上に、貫通穴１ａより径の小さいスルーホール８用の貫通穴８ａを設ける。この貫通穴８ａの内壁面に銅めっきを施してスルーホール８を形成後、配線層７ａ、７ｂに所定のパターニングを施し、さらに後工程として、外形加工、ソルダーレジスト塗工、ガスレベラー処理によるはんだコートを行うことで図１に示すようなプリント配線板が得られる。
Next, as shown in FIG. 3D, a through hole 8a for the through
以上のように、本実施の形態では、コア層としての金属板１をラミネートする絶縁層５０ａ、５０ｂに、無機フィラーを含有したプリプレグ２ａ、２ｂ、４ａ、４ｂを用いたので、発熱部品からの熱がスルーホールの内壁面を通して穴埋め樹脂部によりコア層まで充分に伝熱できるため、放熱性の向上を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, since the prepregs 2a, 2b, 4a, and 4b containing the inorganic filler are used for the insulating layers 50a and 50b for laminating the
また、プリプレグ２ａ、２ｂ、及び４ａ、４ｂを、多段で積層するようにしたので、コア層の貫通穴を穴埋め樹脂部でボイドなく埋めることができ、スルーホールの信頼性の向上を図ることができる。 Further, since the prepregs 2a, 2b, and 4a, 4b are laminated in multiple stages, the through hole of the core layer can be filled with a void filling resin portion without voids, thereby improving the reliability of the through hole. it can.
なお、本実施の形態では、絶縁層５０ａ、５０ｂに無機フィラーを含有したプリプレグ２ａ、２ｂ、４ａ、４ｂを用いた場合を説明したが、更にエラストマーを含有したプリプレグを使用してもよい。この場合、弾性率の低下により貫通穴周囲の穴埋め樹脂に発生するクラックを抑制でき、実装信頼性の向上を図ることができる。 In the present embodiment, the case where the prepregs 2a, 2b, 4a, and 4b containing the inorganic filler are used for the insulating layers 50a and 50b has been described. However, a prepreg that further contains an elastomer may be used. In this case, cracks generated in the hole-filling resin around the through hole due to the decrease in the elastic modulus can be suppressed, and the mounting reliability can be improved.
エラストマーとしては、相溶性の観点から、ＣＴＢＮ（Ｃａｒｂｏｘｙ−ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）、ＡＴＢＮ（Ａｍｉｎｅ−ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）等が挙げられる。 Examples of the elastomer include CTBN (Carboxy-terminated butadiene-acrylonitrile), ATBN (Amine-terminated buta-ylene) and the like from the viewpoint of compatibility.
また、プリプレグにエラストマーを含有させることにより、樹脂部の流動性を低減できることから、無機フィラーの充填量を増大でき、更に放熱性の向上を図ることができる。無機フィラーの含有率は、プリプレグ層中８０ｖｏｌ％以下が好ましく、エラストマーの含有率は、プリプレグ層の樹脂部中５０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。 Moreover, since the fluidity | liquidity of a resin part can be reduced by making an prepreg contain an elastomer, the filling amount of an inorganic filler can be increased and the improvement of heat dissipation can be aimed at. The inorganic filler content is preferably 80 vol% or less in the prepreg layer, and the elastomer content is preferably 50 vol% or less in the resin portion of the prepreg layer.
無機フィラーの充填率が８０ｖｏｌ％を超えると貫通穴１ａの穴埋め性が低下する。エラストマーの含有率が、５０ｖｏｌ％を超えるとプリプレグの接着性が低下する。 When the filling rate of the inorganic filler exceeds 80 vol%, the filling property of the through hole 1a is lowered. When the elastomer content exceeds 50 vol%, the adhesiveness of the prepreg is lowered.
また、本実施の形態では、コア層として金属板１を用いた場合を説明したが、ＣＦＲＰ板を用いてもよい。この場合、軽量化・高強度化を図ることができるだけでなく、プリプレグに無機フィラーを含有させることにより、放熱性を更に向上させることができる。また、プリプレグにエラストマーを含有させることにより、貫通穴周囲の穴埋め樹脂でのクラックの発生を抑制でき、スルーホールの信頼性の向上を図ることができる。
Moreover, although the case where the
コア層にＣＦＲＰ板を用いた場合、無機フィラーの含有率は、プリプレグ層中６０〜８０ｖｏｌ％が好ましく、エラストマーの含有率は、プリプレグ層の樹脂部中１０〜５０ｖｏｌ％であることが好ましい。 When a CFRP plate is used for the core layer, the content of the inorganic filler is preferably 60 to 80 vol% in the prepreg layer, and the content of the elastomer is preferably 10 to 50 vol% in the resin portion of the prepreg layer.
無機フィラーの充填率は、８０ｖｏｌ％を超えると貫通穴１ａの穴埋め性が低下する。エラストマーの含有率は、５０ｖｏｌ％を超えるとプリプレグの接着性が低下する。無機フィラーの充填率が６０ｖｏｌ％未満、もしくはエラストマーの含有率が１０ｖｏｌ％未満では、コア層の貫通穴周囲にクラックが発生しスルーホールの信頼性が低下する。 When the filling rate of the inorganic filler exceeds 80 vol%, the filling property of the through hole 1a is lowered. If the elastomer content exceeds 50 vol%, the adhesiveness of the prepreg is lowered. When the filling rate of the inorganic filler is less than 60 vol% or the content of the elastomer is less than 10 vol%, cracks are generated around the through hole of the core layer, and the reliability of the through hole is lowered.
また、本実施の形態では、４層の回路層５１ａ、５１ｂを積層した場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、図２（ｄ）に示す、樹脂シート５３ａ、５３ｂを真空状態で加熱加圧する工程において、ラミネート後、加熱加圧を中断し、半硬化状態（Ｂステージ）のプリプレグ４ａ、４ｂに、配線層を設けた回路層を直接、接着することもできる。図４は、配線層７ａ、７ｂを設けたプリプレグ１１ａ、１１ｂを直接、接着して２層の回路層５４ａ、５４ｂを積層したプリント配線板１０１を示す。
In the present embodiment, the case where the four circuit layers 51a and 51b are stacked has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, in the step of heating and pressurizing the resin sheets 53a and 53b in a vacuum state as shown in FIG. 2D, the heating and pressurization is interrupted after laminating, and the semi-cured (B stage) prepregs 4a and 4b are wired. It is also possible to directly bond the circuit layer provided with the layer. FIG. 4 shows a printed
さらに、例えば、予め準備した４層の回路層を、プリプレグ４ａ、４ｂにそれぞれ接着すれば、図５に示すように、８層の回路層５５ａ、５５ｂを積層したプリント配線板１０２も得られる。
Further, for example, if four previously prepared circuit layers are bonded to the prepregs 4a and 4b, respectively, as shown in FIG. 5, a printed
次に、本発明の実施例及び比較例により更に詳細に説明する。なお、実施例及び比較例において用いられた評価及び物性の測定は以下に示す方法で行った。 Next, examples and comparative examples of the present invention will be described in more detail. In addition, the evaluation used in the Example and the comparative example and the measurement of the physical property were performed by the method shown below.
（１）熱伝導率
ＡＳＴＭ−Ｅ１４６１に準拠し、熱伝導測定装置（ＬＦＡ４４７、ＮＥＴＺＳＣＨ製）を用いて測定した（単位：Ｗ／ｍ・Ｋ）。
(1) Thermal conductivity Based on ASTM-E1461, it measured using the heat conductivity measuring apparatus (LFA447, product made from NETZSCH) (unit: W / m * K).
（２）溶融粘度
プリプレグを直径１２．６ｍｍの円形に切り出したものを試験片とし、粘弾性測定装置（Ｄｙｎａｍｉｃ ＡｎａｌｙｚｅｒＲＤＡ２、Ｐｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ製）を用いて、真空プレス時の加熱加圧条件と同様の条件で測定した（単位：Ｐａ・ｓ）。
(2) Melt Viscosity A prepreg cut into a circular shape with a diameter of 12.6 mm is used as a test piece, and a viscoelasticity measuring device (Dynamic Analyzer RDA2, manufactured by Pheometrics) is used under the same conditions as the heating and pressing conditions during vacuum pressing. Measured (unit: Pa · s).
（３）穴埋め性、スルーホール信頼性、接着性
作製したプリント配線板のヒートサイクル試験を実施した後、断面を顕微鏡で観察して目視評価した。ヒートサイクル試験は、−６５℃で１５分間放置後、１２５℃で１５分間放置し、これを１サイクルとして５００サイクル繰り返した。判定基準は、下記のとおり。
・穴埋め性−○：ボイドなし、×：ボイドあり
・スルーホール信頼性−○：クラックなし、×：クラックあり
・接着性−○：剥離なし、×：剥離あり
(3) Hole filling, through-hole reliability, adhesiveness After carrying out a heat cycle test of the produced printed wiring board, the cross section was observed with a microscope and visually evaluated. The heat cycle test was allowed to stand at −65 ° C. for 15 minutes, then left at 125 ° C. for 15 minutes, and this was repeated for 500 cycles. Judgment criteria are as follows.
・ Hole filling ability-○: No void ×: With void ・ Through hole reliability-○: No crack ×: With crack ・ Adhesiveness-○: No peeling ×: With peeling
（４）粒径
ＪＩＳ Ｒ１６２０に準拠し、レーザー回折法により粒度分布測定装置（ＬＡ９２０、堀場製作所製）を用いて測定した（単位：μｍ）。
(4) Particle size Based on JIS R1620, the particle size was measured by a laser diffraction method using a particle size distribution measuring device (LA920, manufactured by Horiba, Ltd.) (unit: μm).
実施例１〜９、比較例１〜３
コア層の金属板１として、アルミニウム板（厚み：０．５ｍｍ、縦：４０５ｍｍ、横：３４０ｍｍ）を準備し、ドリルにより直径１．５ｍｍの貫通穴１ａを設けた（図２（ａ）参照）。
Examples 1-9, Comparative Examples 1-3
An aluminum plate (thickness: 0.5 mm, length: 405 mm, width: 340 mm) was prepared as the
次に、図６に示す充填率で無機フィラー含有するプリプレグ２ａ、２ｂと離型フィルム９ａ、９ｂからなる樹脂シート５２ａ、５２ｂ、及びプリプレグ４ａ、４ｂと離型フィルム１０ａ、１０ｂからなる樹脂シート５２ａ、５２ｂを準備した。無機フィラーには粒径が０．１〜５０μｍのアルミナを用い、プリプレグ２ａ、２ｂ、及びプリプレグ４ａ、４ｂは、それぞれ厚みが２４０μｍ、１２０μｍの半硬化状態（Ｂステージ）のエポキシ樹脂を用いた。
Next, resin sheets 52a and 52b made of prepregs 2a and 2b and
次に、アルミニウム板を挟んで樹脂シート５２ａ、５２ｂを配置し（図２（ｂ）参照）、プリプレグ２ａ、２ｂを真空ラミネートした（図２（ｃ）参照）。この真空ラミネートでは、１５０℃で１分間真空引きした後、更に１０ｋｇ／ｃｍ２で２分間加熱加圧した。ここで、加熱加圧したプリプレグの最低溶融粘度は、３００００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。３００００Ｐａ・ｓ以上を超えると貫通穴１ａの穴埋め性が低下する。 Next, resin sheets 52a and 52b were disposed with an aluminum plate in between (see FIG. 2 (b)), and the prepregs 2a and 2b were vacuum-laminated (see FIG. 2 (c)). In this vacuum lamination, vacuuming was performed at 150 ° C. for 1 minute, and then heating and pressing were further performed at 10 kg / cm 2 for 2 minutes. Here, the minimum melt viscosity of the heated and pressurized prepreg is preferably 30000 Pa · s or less. When it exceeds 30000 Pa · s, the filling property of the through hole 1 a is lowered.
次に、離型フィルム９ａ、９ｂを剥がし、厚み５５μｍのガラスクロス３ａ、３ｂを挟んで、樹脂シート５２ａ、５２ｂを配置し（図２（ｄ）参照）、プリプレグ４ａ、４ｂを真空ラミネートした（図２（ｅ）参照）。この真空ラミネートでは、１５０℃で２０秒間真空引きした後、更に１０ｋｇ／ｃｍ２で２０秒間加熱加圧した。続いて、昇温速度３℃／ｍｉｎで昇温し、１９０℃、３０ｋｇ／ｃｍ２で１時間加熱加圧することにより、完全硬化した絶縁層５０ａ、５０ｂを得た。
Next, the
次に、絶縁層５０ａ、５０ｂを形成したアルミニウム板に（図３（ａ）参照）、厚みが６０μｍの半硬化状態（Ｂステージ）のプリプレグ５ａ、５ｂを挟んで、厚みが７０μｍ配線層７ａ、７ｃ、及び配線層７ｂ、７ｄを設けた厚みが２００μｍのプリプレグ６ａ、６ｂを配置し（図３（ｂ）参照）、昇温速度３℃／ｍｉｎで昇温し、１８０℃、３０ｋｇ／ｃｍ２で１時間加熱加圧して積層することにより、完全硬化した回路層５１ａ、５１ｂを得た（図３（ｃ）参照）。プリプレグ５ａ、５ｂ、６ａ、及び６ｂは、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸した通常のプリプレグを用いた。
Next, an aluminum plate on which the insulating layers 50a and 50b are formed (see FIG. 3A) is sandwiched between prepregs 5a and 5b in a semi-cured state (B stage) having a thickness of 60 μm, and a wiring layer 7a having a thickness of 70 μm. 7c and prepregs 6a and 6b having a thickness of 200 μm provided with
次に、回路層５１ａ、５１ｂまで形成したアルミニウム板に、貫通穴１ａと同軸上に直径０．９ｍｍのスルーホール８用の貫通穴８ａを設けた（図３（ｄ）参照）。続いて、貫通穴８ａの内壁面に銅めっきを施してスルーホール８を形成後、配線層７ａ、７ｂに所定のパターニングを施し、さらに後工程として、外形加工、ソルダーレジスト塗工、ガスレベラー処理によるはんだコートを行うことでプリント配線板を得た（図１参照）。
Next, on the aluminum plate formed up to the circuit layers 51a and 51b, a through hole 8a for the through
実施例１〜９及び比較例１〜３に係るプリント配線板のＢステージシート化、熱伝導率、穴埋め性、スルーホール信頼性、及び接着性についての評価結果を図６に示す。図６の結果から明らかなように、無機フィラーであるアルミナを含有していない比較例１では、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋと低い値を示すのに対して、アルミナを含有した実施例１〜９では、アルミナの充填率が増加するに従い熱伝導率が向上していることがわかる。 FIG. 6 shows the evaluation results of the printed wiring boards according to Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 as B-stage sheets, thermal conductivity, hole filling properties, through-hole reliability, and adhesiveness. As is clear from the results of FIG. 6, in Comparative Example 1 not containing alumina as an inorganic filler, the thermal conductivity was as low as 0.2 W / m · K, whereas alumina was contained. In Examples 1-9, it turns out that thermal conductivity is improving as the filling rate of alumina increases.
特に、プリプレグ層中のアルミナの充填率が６５〜７５ｖｏｌ％の範囲では、３Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率が得られ、充分な放熱効果を得ることができる。８０ｖｏｌ％では穴埋め性が低下し、８５ｖｏｌ％ではＢステージシート化も困難であることがわかる。 In particular, when the alumina filling rate in the prepreg layer is in the range of 65 to 75 vol%, a thermal conductivity of 3 W / m · K or more is obtained, and a sufficient heat dissipation effect can be obtained. It can be seen that 80% by volume lowers the hole filling property and 85% by volume makes it difficult to form a B stage sheet.
実施例１０〜２１、比較例４〜１０
コア層にアルミニウム板を用い、アルミナとエラストマーを含有したプリプレグを用いて、実施例１〜９と同様の方法により、図７に示すアルミナの充填率とエラストマーの混合比で、プリント配線板を形成した。エラストマーにはＣＴＢＮを用いた。
Examples 10-21, Comparative Examples 4-10
Using an aluminum plate for the core layer and a prepreg containing alumina and an elastomer, a printed wiring board is formed by the same method as in Examples 1 to 9 with the alumina filling rate and the elastomer mixing ratio shown in FIG. did. CTBN was used as the elastomer.
実施例１０〜２１及び比較例４〜１０に係るプリント配線板の評価結果を図７に示す。ＣＴＢＮをプリプレグ層の樹脂部中５〜３０ｖｏｌ％の範囲で含有することにより、プリプレグ層中のアルミナの充填率の範囲が８０ｖｏｌ％以下まで広がり、更に熱伝導率が向上していることがわかる。ＣＴＢＮを３０ｖｏｌ％で混合した場合、アルミナの充填率が８０ｖｏｌ％で熱伝導率８Ｗ／ｍ・Ｋが得られた。 The evaluation result of the printed wiring board which concerns on Examples 10-21 and Comparative Examples 4-10 is shown in FIG. By containing CTBN in the range of 5 to 30 vol% in the resin part of the prepreg layer, it can be seen that the range of the alumina filling rate in the prepreg layer is expanded to 80 vol% or less, and the thermal conductivity is further improved. When CTBN was mixed at 30 vol%, an alumina filling rate of 80 vol% and a thermal conductivity of 8 W / m · K were obtained.
アルミナの充填率が８０ｖｏｌ％でもＣＴＢＮが１０ｖｏｌ％と少ない場合は、穴埋め性に劣る。ＣＴＢＮを３０ｖｏｌ％混合した場合であっても、アルミナの充填率が８５ｖｏｌ％になるとＢステージシート化も困難となる。アルミナの充填率が７５ｖｏｌ％でもＣＴＢＮの含有率が５０ｖｏｌ％を超えるとプリプレグの接着性が低下することがわかる。 When the filling rate of alumina is 80 vol%, if CTBN is as low as 10 vol%, the hole filling property is inferior. Even when 30 vol% of CTBN is mixed, it becomes difficult to form a B stage sheet when the alumina filling rate is 85 vol%. It can be seen that even when the alumina filling ratio is 75 vol%, the adhesiveness of the prepreg is lowered when the CTBN content exceeds 50 vol%.
実施例２２〜２４、比較例１１、１２
コア層として、アルミニウム板の替わりに、ＣＦＲＰ板（厚み：０．５ｍｍ、縦：４０５ｍｍ、横：３４０ｍｍ）を用い、アルミナを含有したプリプレグを用いて、実施例１〜９と同様の方法で、図８に示すアルミナの充填率でのプリント配線板を形成した。
Examples 22 to 24, Comparative Examples 11 and 12
As a core layer, instead of an aluminum plate, a CFRP plate (thickness: 0.5 mm, length: 405 mm, width: 340 mm) is used, and a prepreg containing alumina is used in the same manner as in Examples 1 to 9, A printed wiring board having the alumina filling rate shown in FIG. 8 was formed.
実施例２２〜２４及び比較例１１、１２に係るプリント配線板の評価結果を図８に示す。プリプレグ層中のアルミナの充填率が６０〜７０ｖｏｌ％の範囲で、実施例１〜９と同様、熱伝導率が向上しており、特に、アルミナの充填率が６５〜７０ｖｏｌ％の範囲で、３Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率が得られ、充分な放熱効果を得ることができる。この範囲外では、５０ｖｏｌ％でも、７５ｖｏｌ％でもスルーホールの信頼性に劣ることがわかる。 The evaluation results of the printed wiring boards according to Examples 22 to 24 and Comparative Examples 11 and 12 are shown in FIG. In the range of 60 to 70 vol% of the alumina filling rate in the prepreg layer, the thermal conductivity is improved in the same manner as in Examples 1 to 9, and in particular, 3 W in the range of 65 to 70 vol% alumina filling rate. / M · K or higher thermal conductivity can be obtained, and a sufficient heat dissipation effect can be obtained. Outside this range, it can be seen that the reliability of the through hole is inferior even at 50 vol% or 75 vol%.
実施例２５〜３５、比較例１３〜２０
コア層にＣＦＲＰ板を用い、アルミナとＣＴＢＮを含有したプリプレグを用いて、実施例１〜９と同様の方法により、図９に示すアルミナの充填率とＣＴＢＮの混合比で、プリント配線板を形成した。
Examples 25-35, Comparative Examples 13-20
Using a CFRP plate for the core layer and a prepreg containing alumina and CTBN, a printed wiring board is formed in the same manner as in Examples 1 to 9 with the alumina filling ratio and CTBN mixing ratio shown in FIG. did.
実施例２５〜３５及び比較例１３〜２０に係るプリント配線板の評価結果を図９に示す。ＣＴＢＮをプリプレグ層の樹脂部中１０〜３０ｖｏｌ％の範囲で含有することにより、ＣＦＰＲ板をコア層に用いた場合であっても、プリプレグ層中のアルミナの充填率の範囲が６５〜８０ｖｏｌ％の範囲で、スルーホールの信頼性の高いプリント配線板を形成できることがわかる。ＣＴＢＮを２０〜３０ｖｏｌ％で混合した場合に、アルミナの充填率が８０ｖｏｌ％で熱伝導率８Ｗ／ｍ・Ｋが得られた。 The evaluation result of the printed wiring board which concerns on Examples 25-35 and Comparative Examples 13-20 is shown in FIG. By containing CTBN in the range of 10 to 30 vol% in the resin part of the prepreg layer, even when the CFPR plate is used for the core layer, the alumina filling rate in the prepreg layer is in the range of 65 to 80 vol%. It can be seen that a printed wiring board with high through-hole reliability can be formed. When CTBN was mixed at 20 to 30 vol%, a thermal conductivity of 8 W / m · K was obtained with an alumina filling rate of 80 vol%.
ＣＴＢＮが５ｖｏｌ％と少ない場合は、アルミナの充填率が７５ｖｏｌ％でもスルーホールの信頼性が劣る。ＣＴＢＮが１０ｖｏｌ％であっても、アルミナの充填率が８０ｖｏｌ％の場合は穴埋め性に劣り、８５ｖｏｌ％ではＢステージシート化も困難となる。アルミナの充填率が７５ｖｏｌ％でもＣＴＢＮの含有率が５０ｖｏｌ％を超えるとプリプレグの接着性が低下することがわかる。 When CTBN is as small as 5 vol%, the reliability of the through hole is inferior even if the alumina filling rate is 75 vol%. Even if CTBN is 10 vol%, when the filling rate of alumina is 80 vol%, the hole filling property is inferior, and at 85 vol%, it becomes difficult to form a B stage sheet. It can be seen that even when the alumina filling ratio is 75 vol%, the adhesiveness of the prepreg is lowered when the CTBN content exceeds 50 vol%.
１ 金属板
１ａ 貫通穴
２ａ、２ｂ、２ｃ、４ａ、４ｂ、 プリプレグ
３ａ、３ｂ ガラスクロス
５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ ガラスクロスを含むプリプレグ
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈ、７ｉ 配線層
８ スルーホール
１００、１０１、１０２ プリント配線板
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記プリプレグ層を形成する工程が、前記貫通穴が設けられた前記コア層の両表面に、無機フィラーを含有する第一のプリプレグを加熱圧着することにより、前記貫通穴内を埋め、前記コア層を覆う第一のプリプレグ層を形成する工程と、この第一のプリプレグ層の両表面に、ガラスクロスを挟んで無機フィラーを含有する第二のプリプレグを加熱圧着することにより、前記第一のプリプレグ層と前記ガラスクロスを挟持する第二のプリプレグ層を形成する工程とを含むプリント配線板の製造方法。 A prepreg layer that covers the core layer by filling the inside of the through hole by heat-pressing a prepreg containing an inorganic filler on both surfaces of a core layer made of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material provided with a through hole. A method of manufacturing a printed wiring board having a step of forming,
The step of forming the prepreg layer is on both surfaces of the core layer wherein a through hole is provided, by heating bonding the first prepreg containing an inorganic filler, filling the through hole, said core layer The step of forming a first prepreg layer to be covered and the first prepreg layer by thermocompression bonding a second prepreg containing an inorganic filler with a glass cloth sandwiched between both surfaces of the first prepreg layer. the second method for producing a free Mpu printed wiring board and forming a prepreg layers sandwiching the glass cloth with.
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