JPS62154690A - Manufacture of circuit board - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は微小中空球体を含む回路基板の製造方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for manufacturing a circuit board containing micro hollow spheres.

（従来の技術） 半導体の技術進歩に伴い、プリント配線板の需要はます
ます多くなり、また高性能化が要求されてきている。プ
リント基板の性能のうち、その誘電特性は最も組型なも
ののうちの一つでおる。従来、中空球体を回路基板に導
入して誘電率の低い基板を得ることは公知である（特公
昭５７−１８３５３号公報）。又、中空球体を含む樹脂
層からなる薄板と中空球体を含まない樹脂と基材かうな
る薄板および銅箔が積層されて成る基板については特願
昭５９−２２６２８Ｎおいてすでに提案した。また、中
空球体のような比重の異なるフィラーが混合された樹脂
組成物から均一、且つ厚みのあるシートを得るには、本
発明者らが既に提案した特願昭５９−１３０８５７号お
よび特願昭６０−８７１６４＠が有用である。(Prior Art) With the advancement of semiconductor technology, the demand for printed wiring boards is increasing, and higher performance is also required. Among the properties of a printed circuit board, its dielectric properties are one of the most variable. Conventionally, it has been known to introduce hollow spheres into a circuit board to obtain a board with a low dielectric constant (Japanese Patent Publication No. 57-18353). In addition, a substrate formed by laminating a thin plate made of a resin layer containing hollow spheres, a thin plate made of resin and a base material not containing hollow spheres, and copper foil has already been proposed in Japanese Patent Application No. 59-22628N. In addition, in order to obtain a uniform and thick sheet from a resin composition in which fillers with different specific gravities such as hollow spheres are mixed, it is necessary to apply 60-87164@ is useful.

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように樹脂に中空球体を導入することにより誘電
特性の優れた基板を得ることができる。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, by introducing hollow spheres into the resin, a substrate with excellent dielectric properties can be obtained.

しかしながら、単に中空球体をフィラーとして樹脂に添
加する従来の技術では誘電特性以外の回路基板としての
性能が満足なものが得られるとは限らない。たとえば、
中空球体を含む樹脂層からなる薄板と中空球体を含まな
い樹脂と基材からなる薄板および銅箔が積層されて成る
基板の場合、厚みのある中央のシート（以俊コアシート
と呼ぶ）とそれに積層する薄板（プリプレグと呼ぶ）と
の接着性、半田耐熱性、ボイドの有無、得られる基板の
厚さの均一性などの特性である。However, the conventional technique of simply adding hollow spheres as fillers to resin does not necessarily provide a circuit board with satisfactory performance other than dielectric properties. for example,
In the case of a board consisting of a thin plate made of a resin layer containing hollow spheres, a thin plate made of resin and a base material not containing hollow spheres, and a laminated copper foil, a thick center sheet (called Ishun core sheet) and These characteristics include adhesion with thin plates to be laminated (called prepreg), solder heat resistance, presence or absence of voids, and uniformity of the thickness of the resulting substrate.

コアシートとプリプレグの両方がＢステージの場合には
その間の接着性は良好となる長所はあるが、他方、得ら
れる積層板の厚みの均一性の制御は難しい。When both the core sheet and the prepreg are in the B stage, there is an advantage that the adhesion between them is good, but on the other hand, it is difficult to control the uniformity of the thickness of the resulting laminate.

コアシートの樹脂とプリプレグの樹脂が異なることを特
徴とする回路基板についてはすでに提案した（特願昭６
０−１８５９０１＠）。厚みのある中央のコアシートを
つくるには常温で液体、且つ、粘度のできるだけ低い非
溶剤系の付加タイプの樹脂を用いるのが好ましい。これ
は硬化反応によって気体が発生せず、中空球体の混合、
おるいは混合物の脱泡、移送、押し出しなどの操作を容
易にするからである。一方、コアシートと積層するプリ
プレグにおいては、溶剤の除去は比較的容易なので溶剤
タイプの樹脂を用いた方が有利な場合が多い。理由はプ
リプレグの樹脂含浸量の制御が容易なことおよび積層板
に用いる樹脂の改質に選択の自由度が大きいことである
。We have already proposed a circuit board characterized by the fact that the resin of the core sheet and the resin of the prepreg are different.
0-185901@). In order to produce a thick center core sheet, it is preferable to use a non-solvent addition type resin that is liquid at room temperature and has as low a viscosity as possible. This is because no gas is generated by the curing reaction, and the mixing of hollow spheres,
This is because the sieve facilitates operations such as defoaming, transporting, and extruding the mixture. On the other hand, in the prepreg to be laminated with the core sheet, it is often advantageous to use a solvent-type resin because the solvent is relatively easy to remove. The reason is that it is easy to control the amount of resin impregnated into the prepreg, and there is a large degree of freedom in selecting the modification of the resin used for the laminate.

本発明者らはエポキシ樹脂を例に上述の積層板の検討中
、すなわち、コアシート用の硬化剤として酸無水物を用
い、プリプレグ用の硬化剤としてアミン類を用いるとコ
アシート／プリプレグの間の接着性が必まり良くないこ
とを見出した。常温では充分に接着しているが加熱する
と剥離しやすくなるという結果を得た。The present inventors are currently investigating the above-mentioned laminate using epoxy resin as an example. It was found that the adhesion of the adhesive was not always good. The results showed that the adhesive was sufficient at room temperature, but it became easy to peel off when heated.

（問題を解決するための手段および作用〉以上のように
中空球体を含む回路基板を作るには従来の技術の上にさ
らに厚みの均一性および加熱時の接着性の問題を解決し
なければならない。(Means and actions for solving the problem) As described above, in order to make a circuit board containing hollow spheres, it is necessary to solve the problems of uniformity of thickness and adhesion during heating in addition to the conventional technology. .

われわれはこれらの問題について鋭意検討して下記の方
法を見出した。We have thoroughly studied these problems and found the following method.

すなわち本発明は下記の構成からなる。That is, the present invention consists of the following configuration.

［微小中空球体を含む熱硬化性樹脂層からなる平板と、
微小中空球体を含まない熱硬化性樹脂と基材から成る薄
板を積層して基板を作製する際、前者の樹脂を充分に熱
硬化させた後、Ｂステージの後者の薄板、みよび銅箔を
積層して、加熱加圧することを特徴とする回路基板の製
造方法。」微小中空球体としては、アルミナ、シリカ、
ジルコニア、ガラス、シラス、炭素などの無機物からな
るもの、およびフェノール樹脂からなるものがあげられ
る。たとえば、商品名では、“：フィライト″（日本フ
ィライト）、゛シラスバル−ン″（三典工業）、″エコ
スフイア”　　ＣＥＭＥＲ３ＯＮ　　＆　　ＧＩＪＭＩ
ＮＧ　　ＩＮＣ，）、゛フェノールバルーン”　　（Ｕ
ＮＩＯＮ　　ＣＡＲＢ■ＤＥ＞、“グラスバブルス”（
３Ｍ社）、などが該当する。[A flat plate made of a thermosetting resin layer containing micro hollow spheres,
When producing a board by laminating thin plates made of a thermosetting resin that does not contain micro hollow spheres and a base material, after the former resin is sufficiently thermoset, the latter thin plate, Miyo, and copper foil of the B stage are laminated. A method for manufacturing a circuit board, which comprises laminating layers and applying heat and pressure. ” Microscopic hollow spheres include alumina, silica,
Examples include those made of inorganic substances such as zirconia, glass, shirasu, and carbon, and those made of phenolic resin. For example, product names include ":Fillite" (Nippon Philite), "Shirasu Balloon" (Sannori Kogyo), and "Ecosphere" CEMER3ON & GIJMI
NG INC,), “Phenol Balloon” (U
NION CARB■DE>, “Glass Bubbles” (
3M), etc.

中空球体の特性としては、その強度および誘電率から１
０〜２００μｍの直径の大きざのもの、また、嵩比重が
０．１〜０．８の範囲のものが用いられる。The properties of the hollow sphere are 1 due to its strength and dielectric constant.
Those having a diameter of 0 to 200 μm and those having a bulk specific gravity of 0.1 to 0.8 are used.

本発明で用いられるコアシート用樹脂としては、フェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、キシレン樹脂、アルキド樹脂、スルホンアミ
ド樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる
。Examples of the resin for the core sheet used in the present invention include thermosetting resins such as phenol resins, epoxy resins, furan resins, unsaturated polyester resins, xylene resins, alkyd resins, sulfonamide resins, and melamine resins.

コアシートは前述の特願昭５９−１３０８５７号および
特願昭６０−８７１６４号を参考にして均一なものを作
製することができる。その時の硬化条件としてはいわゆ
るＣステージになるように温度、時間を設定しなければ
ならない。プリプレグ用樹脂としても上記コアシート用
樹脂の中から選択される。樹脂はコアシートとプリプレ
グの間で同じでも異なってもよい。プリプレグはいわゆ
るＢステージの半硬化状態のちとを用いる。A uniform core sheet can be prepared by referring to the above-mentioned Japanese Patent Application No. 59-130857 and Japanese Patent Application No. 60-87164. As for the curing conditions at that time, the temperature and time must be set so that the so-called C stage is reached. The prepreg resin is also selected from the above core sheet resins. The resin may be the same or different between the core sheet and prepreg. The prepreg is used in a so-called B stage semi-cured state.

銅箔は厚ざ９，１８，３５，７０μｍのものがよく用い
られる。Copper foils with thicknesses of 9, 18, 35, and 70 μm are often used.

本発明の効果として大きく分（プて下記の２つが挙げら
れる。The following two main effects of the present invention can be mentioned.

一つは厚みの均一性である。コアシート、プリプレグお
よび銅箔を積層する方法にも依存するがコアシートがＢ
ステージでおるとその厚みが均一であるとしても加熱加
圧時、流動しやすく微小な圧力変動、温度変動によって
も厚みが変動しやすい。その点コアシートをＣステージ
にしておくことにより流動は厚みの小さいプリプレグだ
けによるので得られる基板の厚み変動は少なく抑えられ
る。一方プリプレグはＢステージにしておかないとコア
シートおよび銅箔との接着が困難となる。One is the uniformity of thickness. It depends on the method of laminating the core sheet, prepreg, and copper foil, but the core sheet is B.
Even if the thickness is uniform on the stage, it tends to flow when heated and pressurized, and the thickness tends to fluctuate due to minute pressure fluctuations and temperature fluctuations. In this respect, by setting the core sheet to the C stage, the flow is caused only by the thin prepreg, so that variations in the thickness of the resulting substrate can be suppressed to a small level. On the other hand, if the prepreg is not brought to the B stage, it will be difficult to bond it to the core sheet and copper foil.

他の一つはコアシートとプリプレグとの接着性の改良効
果である。例えば、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を
選び、コアシートに酸無水物硬化剤、プリプレグにアミ
ン硬化剤を用いる場合を考える。もしコアシートもＢス
テージ、プリプレグもＢステージであるとすると、これ
らを接触させ加熱加圧することにより未反応の酸無水物
および未反応のアミンが界面で反応して低分子反応物が
生成して接廿を阻害することは充分おり得ることである
。事実この場合には接着が悪くなる。Another is the effect of improving the adhesion between the core sheet and the prepreg. For example, consider a case where an epoxy resin is selected as the thermosetting resin, an acid anhydride curing agent is used for the core sheet, and an amine curing agent is used for the prepreg. If the core sheet is also B-stage and the prepreg is also B-stage, by bringing them into contact and heating and pressurizing them, unreacted acid anhydride and unreacted amine will react at the interface to produce a low-molecular reactant. It is quite possible that this will hinder marriage. In fact, in this case the adhesion becomes poor.

本発明のようにコアシートをＣステージ、すなわち、充
分に硬化させておくと硬化剤はほとんど全て反応し終え
ているので、その後Ｂステージのプリプレグと接触して
もその硬化剤との反応は生じ難いと考えられる。As in the present invention, when the core sheet is at the C stage, that is, when it is sufficiently cured, almost all of the curing agent has finished reacting, so even if it comes into contact with the B stage prepreg afterwards, there will be no reaction with the curing agent. It is considered difficult.

（実施例〉 エポキシ樹脂（″エピコート”８２８、油化シェル製）
、硬化剤（“エピクロン”８６５０、大日本インキ製）
、触媒（ジメチルベンジルアミン）（いずれも常温で液
体）をそれぞれ１００．８６１部の割合で混合して樹脂
成分として樹脂成分として、この樹脂成分と平均直径６
０μｍ、比重０゜３８の中空球体（“グラスバブルス”
Ｂ３８／４０００．３Ｍ社製）を容積比４０／６０にな
る様に混合した。この混合物を真空脱泡した１多、特願
昭５９−１３０８５７号の第１図に示す鉛直型ダブルベ
ルト装置を用いて、回転ベルト間にスリットから押し出
した。そして鉛直方向に走行させながら、ベルト温度１
５０℃、時間は３０分で硬化させて１．５ｍｍのクリア
ランスのダブルベルト間から平板をひき取り、厚さ１．
５ｍｍの樹脂シートを得た。このものは１３０度に加熱
しても流動性は全くなくＣステージの状態にあった。(Example) Epoxy resin (“Epicote” 828, manufactured by Yuka Shell)
, hardening agent (“Epicron” 8650, manufactured by Dainippon Ink)
, a catalyst (dimethylbenzylamine) (both liquid at room temperature) are mixed in a ratio of 100.861 parts each to form a resin component, and this resin component and an average diameter of 6
Hollow spheres with a diameter of 0 μm and a specific gravity of 0°38 (“Glass Bubbles”)
B38/4000.3M) were mixed at a volume ratio of 40/60. This mixture was vacuum degassed and extruded through a slit between rotating belts using a vertical double belt device shown in FIG. 1 of Japanese Patent Application No. 130857/1982. Then, while running in the vertical direction, the belt temperature
After curing at 50°C for 30 minutes, a flat plate was removed from between the double belts with a clearance of 1.5mm to a thickness of 1.5mm.
A 5 mm resin sheet was obtained. Even when this product was heated to 130 degrees, it had no fluidity and was in a C-stage state.

ついで、“エピコート”１０４５（臭素化エポキシ樹脂
、常温で固体）、゛′エピコート”１４５（フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、常温で液体）、ジシアンジ
アミド（ＤＩＣＹ＞、メチルセロソルブをそれぞれ８０
，２０，４，１００部の割合で混合し、これをガラスク
ロス（ＷＥ１１６Ｆ　日本電工製）に常法により含浸さ
せＢステージのプリプレグを作成した。Next, 80% each of "Epicoat" 1045 (brominated epoxy resin, solid at room temperature), "Epicoat" 145 (phenol novolak type epoxy resin, liquid at room temperature), dicyandiamide (DICY>, and methyl cellosolve) was added.
, 20, 4,100 parts, and a glass cloth (WE116F manufactured by Nippon Denko) was impregnated with this by a conventional method to prepare a B-stage prepreg.

樹脂シートを中央にしてプリプレグ２枚、銅箔を２枚を
重ねて、温度１６０’Ｃ１圧力３５にワ／扇で３０分間
、加熱プレスし第１図の断面をもつ基板を作った。厚さ
は’１．６ｍｍであった。得られた基板は厚み斑なく、
２６０’Ｃの半田浴に浸漬けて剥離や膨れは全く見られ
なかった。Two sheets of prepreg and two sheets of copper foil were stacked with the resin sheet in the center, and heated and pressed at a temperature of 160'C and a pressure of 35 minutes using a w/fan for 30 minutes to produce a substrate having the cross section shown in FIG. The thickness was 1.6 mm. The obtained substrate has no uneven thickness,
No peeling or blistering was observed when immersed in a 260'C solder bath.

（比較例） 実施例と同じ樹脂、同じ装置を用いてコアシートを作製
した（厚み１．５ｍｍ＞。但し、温度１３ｏ　’ｃ　、
時間１５分間でキュアしたのでＢステージのものでめっ
た。(Comparative example) A core sheet was produced using the same resin and the same apparatus as in the example (thickness 1.5 mm>. However, the temperature was 13 o'c,
It cured in 15 minutes, so it was a B-stage item.

プリプレグは実施例で得られたものをそのまま用いた。The prepreg obtained in the example was used as it was.

基板の構成および条件は実施例と全く同じで基板を加熱
プレスにより作製した。The structure and conditions of the substrate were exactly the same as in the examples, and the substrate was produced by hot pressing.

得られた基板は実施例のものに比較して厚み斑も大きく
、また厚みも１．５ｍで小さかった。これを２６０’Ｃ
の半田浴に浸漬するとコアシートとプリプレグの間でほ
ぼ瞬間的に剥離した。The obtained substrate had greater thickness unevenness than that of the example, and the thickness was also small at 1.5 m. This is 260'C
When immersed in a solder bath, the core sheet and prepreg peeled off almost instantly.

（発明の効果） 本発明は、微小中空球体を含む熱硬化性樹脂からなるコ
アシートと、微小中空球体を含まない熱硬化性樹脂と基
材から成るプリプレグを積層して基板を作製する際、回
路基板として極めて組型な厚み精度、剥離強度の値を満
足させる基板の製造法を提供する。特にコアシートの樹
脂とプリプレグの樹脂が異なる場合にこれらの間の接着
性が悪くなるので効果を発揮する。(Effects of the Invention) The present invention provides a method for producing a substrate by laminating a core sheet made of a thermosetting resin containing minute hollow spheres and a prepreg consisting of a thermosetting resin and a base material not containing minute hollow spheres. Provided is a method for manufacturing a circuit board that satisfies extremely high assembly thickness accuracy and peel strength values. This is especially effective when the resin of the core sheet and the resin of the prepreg are different, since the adhesiveness between them is poor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図に本発明に係わる回路基板の一例を示ず。 その構成は銅箔１、樹脂２、基材３、樹脂４、中空球体
５でおる。FIG. 1 does not show an example of a circuit board according to the present invention. Its structure includes a copper foil 1, a resin 2, a base material 3, a resin 4, and a hollow sphere 5.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）微小中空球体を含む熱硬化性樹脂層からなる平板
と、微小中空球体を含まない熱硬化性樹脂と基材から成
る薄板を積層して基板を作製する際、前者の樹脂を充分
に熱硬化させた後、Ｂステージの後者の薄板、および銅
箔を積層して、加熱加圧することを特徴とする回路基板
の製造方法。(1) When producing a substrate by laminating a flat plate made of a thermosetting resin layer containing microscopic hollow spheres and a thin plate consisting of a thermosetting resin and base material that do not contain microscopic hollow spheres, make sure that the former resin is 1. A method for manufacturing a circuit board, characterized in that, after thermosetting, the latter thin plate of B stage and copper foil are laminated and heated and pressurized.