(57)【要約】      （修正有）【課題】  樹脂粉や繊維くず等の異物の発生が十分に抑制された多層基板の製造方法及びこれに好適に用いることのできるプリプレグシートを提供する。【解決手段】  繊維シート及びこれに含浸した硬化性樹脂組成物を含み、硬化性樹脂組成物の硬化物の２５℃における貯蔵弾性率が１００〜２０００ＭＰａであるプリプレグシート。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維シート及びこれに含浸した硬化性樹脂組成物を含み、
前記硬化性樹脂組成物の硬化物の２５℃における貯蔵弾性率が１００〜２０００ＭＰａであるプリプレグシート。
【請求項２】
前記硬化性樹脂組成物の硬化物が粘弾性を有する、請求項１に記載のプリプレグシート。
【請求項３】
前記硬化性樹脂組成物が、重量平均分子量が３００００以上のアクリル重合体を含有し、
該アルキル重合体は、グリシジルアクリレート由来のモノマー単位を全体の２〜２０質量％含み、且つ、エポキシ価が２〜３６である、請求項１又は２に記載のプリプレグシート。
【請求項４】
前記繊維シートが、１０〜２００μｍの厚みを有するガラス布である、請求項１〜３の何れか１項に記載のプリプレグシート。
【請求項５】
厚さが１００μｍ以下である、請求項１〜４の何れか１項に記載のプリプレグシート。
【請求項６】
貫通孔が設けられ、該貫通孔に充填された導電体層を更に含んでいる、請求項１〜５の何れか１項に記載のプリプレグシート。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載のプリプレグシート及び両面回路基板それぞれの所定枚数を、最外層に前記プリプレグシートが位置するように交互に積層した積層体を得る積層工程と、
前記積層体の最外層に位置する前記プリプレグシートに対して保護シートを介在させながら発熱体を押し当てて前記プリプレグシートの一部分における前記硬化性樹脂組成物を硬化することにより、前記両面回路基板及び前記プリプレグシートを互いに仮固定する第１の硬化工程と、
前記積層体の両面に金属箔を載置してから全体を加圧するとともに加熱して、前記プリプレグシートの全体における前記硬化性樹脂組成物を硬化する第２の硬化工程と、
前記金属箔の一部を除去して所定の回路パターンを形成する回路パターン形成工程と、を備える多層基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６の何れか一項に記載のプリプレグシート及び両面回路基板それぞれの所定枚数を、最外層に前記両面回路基板が位置するように交互に積層した積層体を得る積層工程と、
前記積層体の最外層に位置する前記プリプレグシートに対して保護シートを介在させながら発熱体を押し当てて前記プリプレグシートの一部分における前記硬化性樹脂組成物を硬化することにより、前記両面回路基板及び前記プリプレグシートを互いに仮固定する第１の硬化工程と、
前記積層体を加圧するとともに加熱して、前記プリプレグシートの全体における前記硬化性樹脂組成物を硬化する第２の硬化工程と、を備える多層基板の製造方法。
【請求項９】
前記両面回路基板が、請求項１〜６の何れか一項に記載のプリプレグシートを所定枚数積層してから前記プリプレグシート中の硬化性樹脂組成物を硬化してなる基板の両面に、金属箔からなる回路パターンが設けられた両面回路基板である、請求項７又は８に記載の多層基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリプレグシート、並びにこれを用いた複数層の回路パターンを互いに接続してなる多層基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多層基板の製造方法として、図３に示すような方法が知られていた。
【０００３】
図３に示す製造方法では、まず、図３の（ａ）に示すように、プリプレグシート２ｃ、両面回路基板３ｃ及びプリプレグシート２ｃを、この順で、それぞれに予め空けておいた貫通孔に位置決めピン４を通しながら重ねて積層体を得る。
【０００４】
次に、図３の（ｂ）に示すように、積層体の最外層に位置するプリプレグシート２ｃの所定の位置に、所定の温度に加熱された棒状のヒーターチップ６を押し当てることにより、プリプレグシート２ｃの一部分における硬化性樹脂組成物を硬化させて、プリプレグシート２ｃと両面回路基板３ｃとを仮固定する。
【０００５】
仮固定後、図３の（ｃ）に示すように、押し当てていたヒーターチップ６を解放する。ヒーターチップ６を積層体から解放するときに、プリプレグシート２ｃに含まれていた硬化性樹脂組成物の硬化物の一部４０が、ヒーターチップ６の先端に付着しながら脱落する。
【０００６】
続いて、位置決めピン４から積層体を抜き取り（図３の（ｄ））、積層体の両面に金属箔９を重ねた後（図３の（ｅ））、全体を熱プレスで加熱及び加圧することにより、図３の（ｆ）に示すような両面に金属箔９が接着された積層体を得る。このとき、両面回路基板３ｃの両面に設けられていた回路パターン３２は、導電体層２１を介して金属箔４とインナビアホール接続される。一般に、上記のような熱プレスによる加熱及び加圧の工程はバッチ式であり、回路基板に用いられるプリプレグシートの硬化時間は１〜３時間と長時間となる。したがって、生産性を高めるためには、１回のプレスでの回路基板の処理数を多くするとともにプレス前後の作業性の効率化を図ることが重要となる。
【０００７】
さらに、金属箔９を選択的にエッチングすることにより回路パターン２３を形成して、４層の回路パターンを有する多層基板１ｃが得られる。
【特許文献１】特開平６−２６８３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の多層基板の製造方法においては、プリプレグシートと両面回路基板とを仮固定する際に、ヒーターチップ等の発熱体をプリプレグシート又は両面回路基板と直接接触させながら加熱するため、仮固定後、ヒーターチップを解放する際に、プリプレグシート中の繊維シートや硬化性樹脂組成物に由来する繊維くずや樹脂粉などの異物の脱落を生じやすいという問題があった。脱落したこれら異物が積層体に付着すると、熱プレスで積層体を加圧する際の圧力がばらつきやすくなったり、得られる多層基板の厚みばらつきが大きくなったりして、多層基板の歩留まりが低下する。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、樹脂粉や繊維くず等の異物の発生が十分に抑制された多層基板の製造方法及びこれに好適に用いることのできるプリプレグシート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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明のプリプレグシートは、繊維シート及びこれに含浸した硬化性樹脂組成物を含み、硬化性樹脂組成物の硬化物の２５℃における貯蔵弾性率が１００〜２０００ＭＰａであることを特徴とするものである。
【００１１】
上記のような本発明のプリプレグシートは、硬化物の貯蔵弾性率が上記特定範囲となるような硬化性樹脂組成物を含んでいることによって、後述する本発明の多層基板の製造方法等に用いたときに、樹脂粉や繊維くず等の異物の発生が十分に抑制される。
【００１２】
上記プリプレグシートにおいて、繊維シートの体積に対する硬化性樹脂組成物の体積の比は、０．３〜０．９であることが好ましい。上記の比が、０．３未満であると、繊維シートの凹凸が反映されて積層体の表面平滑性が低下する傾向にあり、０．９を超えると、高温放置等の耐熱性試験において基板に歪みが発生するなど、得られる多層基板の寸法安定性が低下する傾向にある。
【００１３】
上記硬化性樹脂組成物の硬化物は、樹脂粉や繊維くずなどの異物の発生をさらに効果的抑制するために、粘弾性を有することが好ましい。
【００１４】
また、硬化性樹脂組成物は、重量平均分子量が３００００以上のアクリル重合体を含有し、該アルキル重合体は、グリシジルアクリレート由来のモノマー単位を全体の２〜２０質量％含み、且つ、エポキシ価が２〜３６であることが好ましい。なお、本発明においては、エポキシ価としては、ＨＬＣ測定法により求めた値を採用することとする。
【００１５】
アクリル重合体の重量平均分子量が３００００未満であると、柔軟性が低下する傾向にある。また、アクリル重合体に含まれるグリシジルアクリレート由来のモノマー単位の比率が２質量％未満であると硬化物の耐熱性が不十分となる傾向にあり、２０質量％を超えると硬化物の貯蔵弾性率が上昇して樹脂粉又は繊維の発生を抑制する効果が減少する傾向にある。さらに、アクリル重合体のエポキシ価（重合体１００ｇ当りのエポキシ基のモル数）が２未満であると、硬化物の耐熱性が不十分となる傾向にあり、３６を超えると、硬化物の貯蔵弾性率が上昇して樹脂粉又は繊維の発生を抑制する効果が減少する傾向にある。
【００１６】
繊維シートは、１０〜２００μｍの厚みを有するガラス布であることが好ましい。これにより、得られる多層基板の機械的強度が高められるともに、多層基板が有する回路パターンの高密度化を図ることがより容易となる。
【００１７】
プリプレグシートの厚みは１００μｍ以下であることが好ましい。これにより、多層基板が有する回路パターンの高密度化を図ることがより容易となる。
【００１８】
上記プリプレグシートは、貫通孔が設けられ、該貫通孔に充填された導電体層を更に含んでいることが好ましい。これにより、いわゆるＩＶＨ構造を有する多層基板を高い生産効率で得ることができる。
【００１９】
本発明の多層基板の製造方法は、上記本発明のプリプレグシート及び両面回路基板それぞれの所定枚数を、最外層にプリプレグシートが位置するように交互に積層した積層体を得る積層工程と、積層体の最外層に位置するプリプレグシートに対して保護シートを介在させながら発熱体を押し当ててプリプレグシートの一部分における硬化性樹脂組成物を硬化することにより、両面回路基板及びプリプレグシートを互いに仮固定する第１の硬化工程と、積層体の両面に金属箔を載置してから全体を加圧するとともに加熱して、プリプレグシートの全体における硬化性樹脂組成物を硬化する第２の硬化工程と、金属箔の一部を除去して所定の回路パターンを形成する回路パターン形成工程と、を備えることを特徴とするものである。
【００２０】
あるいは、本発明の多層基板の製造方法は、上記本発明のプリプレグシート及び両面回路基板それぞれの所定枚数を、最外層に両面回路基板が位置するように交互に積層した積層体を得る積層工程と、積層体の最外層に位置するプリプレグシートに対して保護シートを介在させながら発熱体を押し当ててプリプレグシートの一部分における硬化性樹脂組成物を硬化することにより、両面回路基板及びプリプレグシートを互いに仮固定する第１の硬化工程と、積層体を加圧するとともに加熱して、プリプレグシートの全体における硬化性樹脂組成物を硬化する第２の硬化工程と、を備えることを特徴とするものである。
【００２１】
上記のような本発明の多層基板の製造方法によれば、第１の硬化工程においてプリプレグシート又は両面回路基板と発熱体との間に保護シートを介在させ、さらに、硬化物の貯蔵弾性率が上述の特定範囲となるような硬化性樹脂組成物を用いていることによって、樹脂粉や繊維くず等の異物の発生が十分に抑制される。
【００２２】
上記両面回路基板は、上記本発明のプリプレグシートを所定枚数積層してからプリプレグシート中の硬化性樹脂組成物を硬化してなる基板の両面に、金属箔からなる回路パターンが設けられた両面回路基板であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、樹脂粉や繊維くず等の異物の発生が十分に抑制された多層基板の製造方法及びこれに好適に用いることのできるプリプレグシートが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明による多層基板の製造方法の第一実施形態を示す工程図である。第一実施形態においては、まず、図１の（ａ）に示すように、プリプレグシート２ａ、両面回路基板３ａ及びプリプレグシート２ａを、この順で、それぞれに予め空けられた位置決め孔に位置決めピン４を通しながら重ねて積層体を得る（積層工程）。
【００２６】
プリプレグシート２ａは繊維シート及びこれに含浸した硬化性樹脂組成物を含んで構成されている。プリプレグシート２ａは、さらに、レーザーなどで加工することとにより形成された貫通孔に充填され、導電ペースト等の導電性の材料からなる導電体層２１を有する。
【００２７】
プリプレグシート２ａ中の硬化性樹脂組成物は、加熱により硬化して、２５℃における貯蔵弾性率が１００〜２０００ＭＰａで、粘弾性を有する硬化物を与えるような樹脂組成物である。ここで、この貯蔵弾性率は、硬化物について、測定周波数１〜１００Ｈｚの曲げモード（スパン間距離５〜３０ｍｍ）での動的粘弾性測定により得られる値とする。硬化物の貯蔵弾性率が２０００ＭＰａを超えると、樹脂が脆くなって、樹脂粉や繊維くずの脱落を生じる。一方、硬化物の貯蔵弾性率が１００ＭＰａを下回ると、多層基板等の取り扱い性が低下したり、高温放置時の寸法安定性やはんだ耐熱性の低下を招いたりする。なお、プリプレグシート２ａ中の硬化性樹脂組成物は、実質的に未硬化の状態であってもよいし、硬化反応がある程度進行して半硬化（Ｂステージ化）された状態であってもよい。
【００２８】
このような硬化性樹脂組成物としては、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂及びその硬化剤を含有するものが好適である。この場合、熱硬化性樹脂、硬化剤の種類や組み合わせ、混合比率等を適宜選択することによって、硬化物の貯蔵弾性率が所望の値になるように制御することができる。あるいは、硬化性樹脂組成物中に、柔軟骨格を有するポリマー（ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＣＴＢＮ、アクリル重合体、ポリアミド、ポリアミドイミド、シリコーン変性ポリアミドイミド等）を更に加えることによって、硬化物の貯蔵弾性率を制御することもできる。
【００２９】
硬化性樹脂組成物中に加える上記ポリマーとしては、アクリル基を有するモノマーに由来するモノマー単位で主として構成されるアクリル重合体が好ましい。アクリル重合体の重量平均分子量は３００００以上１００００００以下であることが好ましい。また、アクリル重合体としては、グリシジルアクリレート由来のモノマー単位を全体の２〜２０質量％含み、且つ、エポキシ価が２〜３６であるものが特に好ましい。
【００３０】
硬化性樹脂組成物が、熱硬化性樹脂及びその硬化剤からなる硬化性成分と、アクリル重合体とを含有するものである場合、硬化性樹脂組成物において、アクリル重合体１００質量部に対して、硬化性成分が６０〜３５０質量部となるような比率であることが好ましい。硬化性成分を６０〜３５０質量部とすることにより、通常、硬化物の貯蔵弾性率を１００〜２０００ＭＰａの範囲内とすることができる。
【００３１】
プリプレグシート２ａ中の繊維シートは、紙、ガラス繊維織布及びガラス繊維不織布等のガラス布、アラミド不織布等の耐熱性合成繊維が挙げられる。これらのうち、ガラス繊維織布及びガラス繊維不織布が好ましく、ガラス繊維織布が特に好ましい。ガラスの材質としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス等が挙げられる。また、繊維シートとして織布を用いる場合の繊維の織り方については、例えば、平織、朱子織、綾織等が挙げられる。
【００３２】
繊維シートは、十分な強度を有する限り薄い方が好ましい。具体的には、繊維シートの厚みは１０〜２００μｍであることが好ましく、１５〜８０μｍであることがより好ましい。また、繊維シートは、線膨張率が小さいものが好ましい。
【００３３】
導電体層２１は、回路間を電気的に接続可能な程度の導電性を有する導電性材料で構成される。この導電性材料としては、例えば、Ａｇ、Ｃｕ及びこれらの合金等からなる導電性フィラーを硬化性樹脂組成物（エポキシ樹脂及びその硬化剤からなる組成物等）中に分散した導電性ペーストが挙げられる。
【００３４】
プリプレグ２ａは、例えば、硬化性樹脂組成物を繊維シートに含浸させた後、所定の位置にレーザー加工等によって貫通孔を形成し、貫通孔に導電性ペーストを充填する方法で得ることができる。硬化性樹脂組成物を繊維シートに含浸する方法としては、例えば、樹脂組成物の溶液に繊維シートを浸漬させる方法等が挙げられる。
【００３５】
両面回路基板３ａは、繊維シート及びこれに含浸した硬化性樹脂組成物の硬化物からなる基板３０と、基板３０の両面に設けられた回路パターン３２と、基板３０を貫通する貫通孔に充填された導体層３１と、で構成される。そして、基板３０の両面に設けられた回路パターン３２は、導電体層３１を介して互いに電気的に接続されている。導電体層３１は、例えば、上述した導電性ペーストの硬化物で形成されている。
【００３６】
両面回路基板３ａは、例えば、プリプレグ２ａと同様の構成のプリプレグを１枚又は複数枚積層した積層体の両面に金属箔を載せ、これを加熱及び加圧してプリプレグ中の硬化性樹脂組成物を硬化し、さらに、金属箔の一部を除去して回路パターン３２を形成する方法で、得ることができる。
【００３７】
プリプレグシート２ａ及び両面回路基板３ａには、所定の位置に孔径３ｍｍ程度の位置決め孔がそれぞれの１枚につき２箇所設けられてる。この位置決め孔に孔径３ｍｍ程度の位置決めピン４を通すことで、プリプレグシート２ａ及び両面回路基板３ａを精度よく位置決めしながら積層できる。なお、位置決めピン４が取り付けられた位置決めプレート５には、導電体層２１を構成する導電ペーストが付着しないように凹みが設けられている。
【００３８】
次に、第１の硬化工程において、積層体の最外層に位置するプリプレグシート２ａに対して、片面につき２箇所ずつにおいて、所定の温度（通常は３００〜３５０℃程度）に加熱された棒状のヒーターチップ６を保護シート７を介在させながら押し当てて、プリプレグシート２ａの一部分における硬化性樹脂組成物を硬化する。このように硬化性樹脂組成物の一部が硬化することにより、互いに隣接する両面回路基板及びプリプレグシートが互いに固着（仮固定）される。なお、このとき、プリプレグシート２ａのうち、ヒーターチップ６直下及びその近傍の部分における硬化性樹脂組成物が硬化する。
【００３９】
保護シート７としては、ヒーターチップ６の温度に耐える程度の耐熱性を有するシートであればよいが、例えば、耐熱性及び離型性に優れる点から、テフロン（登録商標）シート又はアルミシートが好適に用いられる。保護シート７の厚みは特に制限はないが、通常は５０μｍ程度のものであればよい。
【００４０】
ヒーターチップ６を押し当てる時間は、通常、数秒間程度で十分である。また、ヒーターチップ６を押し当てる圧力は０．５ＭＰａ程度がよい。
【００４１】
仮固定後、図１の（ｃ）に示すように、押し当てていたヒーターチップ６を積層体から解放し、さらに、仮固定された積層体を位置決めピン６から抜き取る（図１の（ｄ））。第１の硬化工程において保護シート７を介在させていたことによって、ヒーターチップ６を容易に積層体表面から離すことができる。また、仮固定後の積層体における層間の剥離強度は、保護シート７を介在させない場合と比較して安定したものとなる。
【００４２】
複数の積層体に対して連続して第１の硬化工程を行う場合、保護シート７を新しいものに入れ替えながら行うことが好ましい。このために、例えば、保護シート７として長尺のものを用い、一回の加熱を行う度に、保護シート７をヒータチップの幅以上だけ搬送するのがよい。
【００４３】
続いて、第２の硬化工程において、積層体の両面に金属箔９を重ねた後、熱プレス等を用いて、例えば、５ＭＰａ程度で加熱しながら２００℃程度で１時間加熱することにより、プリプレグシート２ａ全体における硬化性樹脂組成物を硬化する。なお、このとき、導電体層２１を形成する導電ペーストが硬化性樹脂組成物を含む場合、この導電ペースト中の硬化性樹脂組成物も硬化する。
【００４４】
第２の硬化工程の後、図１の（ｆ）に示すように、プリプレグシート２ａ、両面回路基板３ａ及び金属箔９が互いに接着する。このとき、両面回路基板３ａが有していた回路パターン３２は、導電体層２１を介して金属箔９とインナビアホール接続される。
【００４５】
そして、図１の（ｇ）に示すように、両面の金属箔９を選択的にエッチングすることにより回路パターン２３を形成して、４層の回路パターンを有する多層基板１ａが得られる。なお、多層基板４ａを上記両面回路基板３ａに代えて用いて上述したような工程を繰り返すことで、４層以上の回路パターンを有する多層基板を得ることができる。あるいは、複数枚の回路基板とプリプレグシートとを交互に重ね合わせて積層体を得、これから上述と同様にして４層以上の回路パターンを有する多層基板を直接得ることもできる。
【００４６】
図２は、本発明による多層基板の製造方法の第二実施形態を示す工程図である。なお、図２中、プリプレグシート２ｂは上述のプリプレグシート２ａと、両面回路基板３ｂは上述の両面回路基板３ａと、それぞれ同様のものである。
【００４７】
図２に示す製造方法では、まず、積層工程において、作業ステージ１０上で、両面回路基板３ｂ、プリプレグシート２ｂ、両面回路基板３ｂ、プリプレグシート２b及び両面回路基板３ｂを、この順で積層して積層体を形成する。このとき、積層体を吸着加圧プレート１１で吸着しながら、各回路パターンを画像認識するなどして位置決めしながら重ねる。また、得られる積層体は、作業ステージ１０から所定の幅ではみ出した状態となっている。これは、この後の第１の硬化工程において、積層体周縁部にヒーターチップ６を配設するスペースを確保するためである。
【００４８】
次に、図２の（ｂ）に示すように、第１の硬化工程において、積層体の最外層に位置する両面回路基板３ｂに対して、片面につき２箇所ずつに、所定の温度（通常は３００〜３５０℃程度）に加熱された棒状のヒーターチップ６を保護シート７を介在させながら押し当てて、プリプレグシート２ｂの一部分における硬化性樹脂組成物を硬化する。硬化性樹脂組成物の一部が硬化することにより、互いに隣接する両面回路基板３ｂ及びプリプレグシート２ｂが硬化物によって互いに固着（仮固定）される。なお、この工程は、吸着加圧プレート１１によって約２ＭＰａ程度で加圧して積層体を作業ステージ１０に対して固定させた状態で行う。
【００４９】
保護シート７としては、上記のように積層体の最外層が両面回路基板３ｂである場合、アルミシートが好ましい。また、ヒーターチップの温度、押し当てる時間等の条件は、上述の第一実施形態と同様の条件で行うことができる。
【００５０】
ここで、ヒーターチップ６による加熱の際に保護シート７を介在させたことにより、ヒーターチップ６に付着している金属酸化物（図示せず）などの汚れが両面回路基板に付着することもなく、回路パターン３２等に傷を付けずに加熱することができる。また、ヒーターチップ６の温度により基板３０中の硬化物が分解したとしても、分解物は保護シート７に付着して除去されるため、ヒーターチップ７が分解物で汚染されることもなく、熱伝導が安定して、仮固定後の各層間の接着強度が安定する。
【００５１】
続いて、積層体を作業ステージ１０から取り出し、第２の硬化工程において、上述の第一実施形態におけるのと同様の条件で加熱及び加圧して、各層間及び最外層に位置する６層の回路パターンが互いにインナビアホール接続された多層基板１ｂが得られる。 
【００５２】
なお、上記第二実施形態では６層の回路パターンを有する６層基板の場合の例について説明したが、両面回路基板及びプリプレグシートの枚数を適宜変えることで、これ以外の層数の多層基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による多層基板の製造方法の第一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明による多層基板の製造方法の第二実施形態を示す断面図である。
【図３】従来の多層基板の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ａ，１ｂ，１ｃ…多層基板、２ａ，２ｂ，２ｃ…プリプレグシート、３ａ，３ｂ，３ｃ…両面回路基板、４…位置決めポール、５…位置決めプレート、６…ヒーターチップ、７…保護シート、８…位置決め孔、９…金属箔、１０…作業ステージ、１１…加圧吸着プレート、２１，３１…導電体層、２２，２３，３２…回路パターン、３０…基板、４０…硬化物。
【図１】
2006179716.tif 000003
【図２】
2006179716.tif 000004
【図３】
2006179716.tif 000005