(57)【要約】【課題】  プリント基板の製造工程の一つであるキュア工程（熱間プレス工程）において使用する最適な離型フィルム及びクッション材の特性を規定する。【解決手段】  離型フィルムとしては、重量平均分子量が１×１０４ 以上５×１０４ 以下のもの、線膨張係数が０．３×１０−５以上１０×１０−５(ｃｍ／ｃｍ・℃）以下  のもの、常温ヤング率が４０ＭＰａ以上のもの、ビカット軟化点が１２０℃以上のもの、ビカット軟化点が（熱プレス温度−３０）℃よりも高いものを使用し、クッション材としては、収縮率が１％以下であるもの、引張強さが８０Ｎ／ｍｍ２ 以上であるものを使用する。材質としては、熱可塑性樹脂、ＰＥＴ樹脂、フッ素樹脂等が利用できる。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、重量平均分子量が１×１０４ 以上５×１０４ 以下である離型フィルムを使用して熱プレスすることを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項２】
少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、線膨張係数が０．３×１０−５(ｃｍ／ｃｍ・℃）以上１０×１０−５(ｃｍ／ｃｍ・℃）以下である離型フィルムを使用して熱プレスすることを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項３】
少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、常温ヤング率が３０ＭＰａ以上である離型フィルムを使用して熱プレスすることを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項４】
少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、高温ヤング率が５ＭＰａ以上である離型フィルムを使用して熱プレスすることを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項５】
少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、ビカット軟化点が１２０℃以上である離型フィルムを使用して熱プレスすることを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項６】
少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、ビカット軟化点が（熱プレス温度−３０）℃よりも高い離型フィルムを使用して熱プレスすることを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項７】
少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、収縮率が１％以下であるクッション材を使用して熱プレスすることを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項８】
少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、引張強さが８０Ｎ／ｍｍ２ 以上であるクッション材を使用して熱プレスすることを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のプリント基板の製造方法により得られたプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、 プリント基板の製造方法に係わり、特に寸法変化量の少ないプリント基板の製造方法に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型化・高密度化に伴って、電子部品を搭載する回路基板も従来の片面基板から両面、多層基板の採用が進み、より多くの回路を基板上に集積可能な高密度回路基板の開発が行われている。また、回路の設計ルールの微細化に伴い、回路を形成する金属箔の厚みを薄くして、微細な配線パターンの形成をし易くしたり、携帯機器への適用に伴って回路基板の重量を軽くすることが重要となっている。特に多層の回路基板においては、従来の回路基板の比較して回路の設計ルールは微細なものとなり、より微細な回路を形成する加工技術や、層間の回路あるいはスルホールおよびビアホールの位置合わせ技術さらには微細な接続ピッチで層間を接続する技術の開発が続けられている。
【０００３】
一般にプリント基板は基板形成用の熱間プレス装置を使用して、「キュア」と呼ばれる熱プレス工程を経て形成される。図１に熱間プレス装置によるプリント基板の製造方法の積層構造の一例を示す。図１においては同時に２枚のプリント基板を製造する方法の例を示している。図に示すように、回路形成を行った銅張積層基板（ Copper Claded Laminate ：ＣＣＬ）１及びカバーレイフィルム２を配置し、その両側を離型フィルム４，４で覆い、このような積層構造体２組を一対の金属板５，５で挟持して一対のプレス用熱板６，７の間に配置する。各金属板５，５とプレス用熱板６，７との間には、クッション部材３，３が配置されている。また２組の積層構造体の間にもクッション部材３が配置してある。
このような積層構造をプレス用熱板を介して各種構成材料を加熱加圧することによってカバーレイフィルムの接着層を溶融し、カバーレイフィルムを銅張積層基板に熱圧着してプリント基板を形成している。また、多層板の場合には、各層の間に層間接着材等を配置して、複数層の積層基板を得ている。
クッション部材３は、プリント基板１の厚さを均一にしバラツキを少なくして、表面を平坦化するために使用するものである。
離型フィルム４は、成形されたプリント基板１の剥離を容易にするために使用するものである。
また金属板５は、積層体際上部と最下部のプレス用熱板内にのみ加熱ヒーターがあるので、プレスされる対象物内の温度分布のバラツキを低減するため、熱伝導性の良い金属板で挟んでいる。
【０００４】
従来、クッション材及び離型フィルムとしては熱可塑性樹脂、ＰＥＴフィルム、フッ素樹脂などが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等参照。）。
また、寸法変化や変形の少ないクッション材としてステンレス板、真鍮板、あるいはフッ素樹脂なども知られている（例えば、特許文献４参照。）。クッション材として厚さ３ｍｍのシリコンラバーを使用することも提案されている（例えば、特許文献５参照。）。
さらに、タック性に優れたクッション材も提案されている（例えば、特許文献６参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３２４２７５号公報
【特許文献２】特開２００４−０４７７９６号公報
【特許文献３】特開２００４−０７９８９８号公報
【特許文献４】特開２００３−１１０２４０号公報
【特許文献５】特開２００１−１１０８２０号公報
【特許文献６】特開２００１−０１８２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、プレス用熱板から金属板へと熱を伝達させて金属板を加熱して接着剤層を溶融すると樹脂が急激に溶融され、プレス用熱板外部に樹脂が流出して形成されたプリント基板の周囲に余剰な樹脂が付着したり、所望の厚さのプリント基板を形成することができないことがある。さらに、表面が完全に平坦化した厚みのバラツキが小さいプリント基板が得られないという問題がある。
このようなプリント基板を実際の回路形成に適用すると、絶縁層としての厚さが異なり、電気特性やビア形成における誤差が大きくなってしまう。厚みバラツキの少ない部分はプレス装置の中央部付近で形成された領域になるが、この部分のみを使用するとすると、周囲の材料は切り捨てることになり、パターン形成可能な領域の歩留りが悪くなる。また、このような基板中央部付近においてさえも、未だ満足しうる精度が得られているとはいえなかった。
【０００６】
前述のように、従来技術ではプリント基板の製造時に使用するクッション材や離型フィルムについて材種は開示されているものの、すべて定性的な説明であり、定量的に最適なクッション材や離型フィルムについて定量的に数値限定したものは見当たらない。
使用するクッション材や離型フィルムの特性によってキュア工程時や積層キュア工程時のプリント基板の密着状態や表面状態は大きく異なってくるが、これら変化について言及したものは見当たらない。同じ材料でもその特性は幅広い広がりを有しているので、すべての材料が離型フィルム及びクッション材として適しているわけではない。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の実状に鑑みなされたものであって、プリント基板の製造工程の一つであるキュア工程（熱間プレス工程）において使用する、最適な離型フィルム及びクッション材の特性を規定することによって、良好な表面性を有するプリント基板を得ようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明のプリント基板の製造方法は、少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、重量平均分子量が１×１０４ 以上５×１０４ 以下である離型フィルムを使用して熱プレスする方法を採用した。
また、本発明のプリント基板の製造方法は、少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、線膨張係数が０．３×１０−５(ｃｍ／ｃｍ・℃）以上１０×１０−５(ｃｍ／ｃｍ・℃）以下である離型フィルムを使用して熱プレスする方法とした。
また、本発明のプリント基板の製造方法は、少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、常温ヤング率が３０ＭＰａ以上である離型フィルムを使用して熱プレスする方法とした。
また、本発明のプリント基板の製造方法は、少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、高温ヤング率が５ＭＰａ以上である離型フィルムを使用して熱プレスする方法とした。
【０００９】
また、本発明のプリント基板の製造方法は、少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、ビカット軟化点が１２０℃である離型フィルムを使用して熱プレスする製造方法を採用した。
また、本発明のプリント基板の製造方法は、少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、ビカット軟化点が（熱プレス温度−３０）℃よりも高い離型フィルムを使用して熱プレスする製造方法とした。
少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、収縮率が１％以下であるクッション材を使用して熱プレスすることを特徴とするプリント基板の製造方法。
また、本発明のプリント基板の製造方法は、少なくともプリント基板材料である銅張積層板やカバーレイフィルムを熱プレスするに際し、引張強さが８０Ｎ／ｍｍ２ 以上であるクッション材を使用して熱プレスするプリント基板の製造方法とした。
さらに、本発明のプリント基板は、上記に記載したいずれかの方法により得られたプリント基板である。
【発明の効果】
【００１０】
これらの方法によりプリント基板を製造すれば、電子機器内で用いられるプリント基板であって、良好な表面性を有するプリント基板が得られ、この基板を使用することにより信頼性の高いプリント回路配線板を得ることか可能となるので、電子機器の性能を一層高めるのに寄与することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
プリント基板を製造する際のキュア工程時に重要なことは、寸法変化量、レジスト材料の回路充填性、プリント基板との離型性、回路表面性、各種信頼性、加工性、加工コスト、作業性、作業効率など様々なものがあるが、ここでは特に寸法変化量、レジスト材料の回路充填性、プリント基板との離型性の３点を取り上げる。
「寸法変化量」について
一般にプリント基板は銅箔、ポリイミド樹脂、接着剤、カバーレイヤーフィルム、ソルダーレジストなどをはじめとする複数の材料で構成されている。また、製造工程中ではドライフィルムのような感光性材料が用いられたり、露光、現像、エッチング、メッキ等の工程で、化学反応を伴う温度変化や、バフ研磨やキュアに伴う外力が加わることが知られている。従って構成材料毎に弾性率や線膨張係数が異なるため、プリント基板に温度や応力が加わると、寸法が変化したり歪みが残ったりすることになる。その結果基板が変形したり反ってしまう場合があり、現実的に使用できない不良品となってしまう。また、プリント基板の寸法変化が大きい場合、櫛歯回路やピア、スルーホールの位置ずれ等が大きくなってしまい、相対的に位置間隔を広げないと使用できないことになる。従って、高密度回路の作成ができないという問題が発生する。即ち、寸法変化はできるだけ小さい方が好ましく、０．０１％以下に抑えることが望ましい。
【００１２】
「レジスト材料の回路充填性」について
一般にプリント基板では銅箔の部分に電気回路が形成される。そして銅箔が存在する部分と存在しない部分があるため、プリント基板表面には凹凸が存在する。この凹凸が存在するという構造は、サブトラクティブ法やアディティブ法といった製法に依存するものではない。さらに電気回路の絶縁性銅箔の酸化や腐食防止、あるいは対外傷性からの保護などを目的として、通常はプラスチック材料等を用いて銅箔部分を露出させない方法が行われている。カバーレイヤーフィルムやソルダーレジストなどはその代表例であり、主に最外層の表面部分に用いられている。多層板の場合には、層間接着剤が用いられる場合もある。
ここで重要なのは、レジスト材料の回路充填性である。即ち、凹凸のある部分にレジスト材料を隙間無く充填しなければならない。隙間があると温度変化の際に気体部分が膨れたり、材料間の密着力が低下したりする。その結果、絶縁性が低下したり、銅箔が酸化したり腐食する場合がある。
一般にプリント基板にはヒートサイクル試験、衝撃試験、吸湿リフロー試験などがおこなわれており、その試験条件は様々である。隙間があるとその空間部分が湿度によって体積変化する場合がある。よって基板が膨れたり反ったりして変形することになり、上記試験に合格しない場合がある。
即ち、レジスト材料の回路充填性は、凹凸の空間がすべて充填されている必要がある。
【００１３】
「プリント基板との離型性」について
キュアにはカバーレイヤー（ＣＬ）フィルムを貼り合わせるＣＬキュアや、多層板を張り合わせる積層キュアなどがある。また、１枚（もしくは１セット分）の基板をキュアするのは非能率であり、複数枚（もしくは複数セット）重ねて組み込んで（多段化して）キュアするのが一般的である。キュア時にはプリント基板と接触している材料が必ず必要となる。この材料として使用されるのが離型フィルムである。
キュア終了後にこの離型フィルムを剥がすことにより、プリント基板ができあがることになるが、相当な温度と圧力がかかっていたので離型フィルム自身が寸法変化を起こしていたり、変形あるいは変成する場合がある。ここで離型フィルムを剥がす際に容易に剥がれずにプリント基板側に残ったり成分の一部がプリント基板側に転写されたりする。そうなると以後の工程では異物や残渣となり、電気特性、絶縁特性、温度特性等が悪化して問題となる。
即ち、プリント基板との離型性は、離型性が良いもの、離型フィルムを容易に剥がし易く、転写等が起こらないものが好ましい。
【００１４】
このような観点から先ず離型フィルムの種類を種々変えてプリント基板の寸法変化量を測定し、最適な離型フィルムを選定する実験を行った。
プリント基板等の工業製品に対する寸法測定方法としては、通称測長機と呼ばれる自動３次元座標測定器を使用して精密測定するのが一般的である。従って本実験においても全てソキア社製３次元座標測定器、ＡＭＩＣ−７１１型を使用して測定した。
離型フィルムとしては３種類の熱可塑性樹脂である三井化学製のＴＰＸシリーズ（Ｘ−２２ＢＬ、Ｘ−４４Ｂ、Ｘ−６６Ｙ，Ｘ−８８Ｂ、Ｘ−２２ＢＭＴ４、ＣＲ−１０１１）、旭硝子株式会社製アフレックスシリーズ及びデユポン社製テドラーシリーズを使用して、種々の特性のものを使用した。
【００１５】
図１に示すような積層体を構成し、プリント基板にはニッカン工業製、型番：Ｆ３０Ｖを銅張積層板として使用し、カバーレイフィルムとして（株）有沢製作所製、型番：ＣＸＡ１０２５ＫＡを使用した。金属板には厚さ１ｍｍのＳＵＳ板を使用した。また、クッション材としては住友ベークライト社製のＣＥＬ−Ｅ９５０Ｂを使用した。
熱プレス装置には名機製作所製のホットプレス装置９５０Ｂを使用した。ホットプレス（キュア）条件は、１５０℃、１時間、圧力４０ｋｇ／ｃｍ２    とした。
特性の異なる種々の材質の離型フィルムのみを変えてプリント基板を作成した後、カバーレイヤーフィルムの寸法変化量を測定した。これらの結果を図２から図６に示す。但し、図中のＡ，Ｂ，Ｃは、それぞれ上述のＴＰＸシリーズ、アフレックスシリーズ、テドラーシリーズを意味する。なお、常温ヤング率は２５℃における測定結果、高温ヤング率は８０℃における測定結果、ビカット軟化点はJIS Ｋ  ７２０６に基づいて測定した値である。
【００１６】
次に、上記のようにして作成したプリント基板についてリフロー試験を実施した。これはプリント基板を高温のリフロー炉内を通過させてその耐熱性を評価する試験である。試験はJIS  Ｃ  ５０２２「電子部品の耐熱性試験方法」に準拠して行った。リフロー炉には、タムラ製作所製のＴＮＲ２５−５３７ＰＨを使用した。その結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
2006120839.tif 000002
【００１８】
さらにこのプリント基板につきキュア後の離型性の評価を実施した。その内容は離型フィルムを剥がす際に、転写の有無、異物や残渣の残りを目視と顕微鏡観察により評価した。その結果を表２に示す。
【００１９】
【表２】
2006120839.tif 000003
【００２０】
図２の結果から、離型フィルムの幅広い平均重量分子量領域において寸法変化量はおおむね０．０１％以下となっている。しかし、平均重量分子量が１×１０４    以下になると寸  法変化量が大きくなってくることが判る。これは分子量の低下に伴う弾性率の低下が原因していると推定される。従って、プリント基板の寸法変化量を０．０１％未満に抑えるには、離型フィルムの平均重量分子量は１×１０４    以上であることが好ましい。
また、表１よりリフロー試験で不合格と判定されるのは、レジスト材料の回路充填性が不十分であり、気泡などが残留しているものと考えられる。すなわち、プリント基板のレジスト材料回路充填性を満足するためには、離型フィルムの平均重量分子量は５×１０４      以下であることが好ましい。
すなわち、好ましい離型フィルムの平均重量分子量は１×１０４    以上５×１０４    以下に設定することとした。
【００２１】
次に、図３より離型フィルムの線膨張率が１０×１０−５(ｃｍ／ｃｍ・℃）以上であると、寸法変化量が大きくなっていることが判る。これはキュア時の体積変化が影響しているものと推定される。従って、プリント基板の寸法変化量を低減させるには、離型フィルムの線膨張係数は１０×１０−５(ｃｍ／ｃｍ・℃）以下であることが好ましい。
また、表１よりリフロー試験に合格するためには、離型フィルムの線膨張係数は０．３×１０−５(ｃｍ／ｃｍ・℃）以上であることが好ましい。
すなわち、離型フィルムの膨張係数は．３×１０−５(ｃｍ／ｃｍ・℃）以上１０×１０−５(ｃｍ／ｃｍ・℃）以下に設定することとした。
【００２２】
図４，図５から離型フィルムの常温ヤング率が３０ＭＰａ以下、高温ヤング率が５ＭＰａ以下であると寸法変化量が大きくなっていることが判る。これはキュア時の離型フィルムの硬さが影響しているものと推定される。
また、表２からプリント基板との離型性を満足させるためには、離型フィルムの常温ヤング率は２０ＭＰａ以上で、高温ヤング率は２ＭＰａ以上であることが好ましい。
従って、プリント基板の寸法変化量を低減させるには、離型フィルムの常温ヤング率は３０ＭＰａ以上、高温ヤング率は５ＭＰａ以上とすることが適当である。
【００２３】
図６より離型フィルムのビカット（Vicaｔ）軟化点が１２０℃以下だと寸法変化量が大きくなっていることが判る。これはキュア時の温度に対して離型フィルムのビカット軟化点も同等以上の温度、すなわち３０℃以内の温度差が必要であることを意味しているものと推定される。従って、プリント基板の寸法変化量を低減させるには、離型フィルムのビカット軟化点は１２０℃以上、もしくは（キュア温度−３０℃）より高いことが好ましい。
【００２４】
次に、クッション材を３種類変えてプリント基板を作成し、寸法変化量を測定した。使用したクッション材は、Ａ；住友ベークライト社製、ＣＥＬ−Ｅ９５０Ｂ、Ｂ；東洋ファイバー社製、ＦＫ−１９０、Ｃ；積水化学社製、ＦＵセパの３種類である。離型フィルムは三井化学社製のＸ−６６Ｙ１種のみとした。金属板、熱プレス装置、カバーレイフィルム及びプリント基板等は前記と同様である。キュア条件も前記と同様である。その結果を図７，図８に示す。
【００２５】
図７よりクッション材の収縮率が１％以上になると寸法変化量が大きくなっていることが判る。これはキュア時のクッション材の体積変化がそのままプリント基板の寸法変化に影響しているものと推定される。従って、プリント基板の寸法変化量を低減させるには、クッション材の収縮率は１％以下に設定することとした。
図８よりクッション材の引張強さが８０Ｎ／ｍｍ２    以上になると寸法変化量が大きくな  っていることが判る。従って、プリント基板の寸法変化量を低減させるには、クッション材の引張強さは８０Ｎ／ｍｍ２  以上に設定することとした。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】プリント基板の製造方法の積層構造の一例を示す図である。
【図２】重量平均分子量と寸法変化量との関係を示す図である。
【図３】線膨張係数と法変化量との関係を示す図である。
【図４】常温ヤング率と法変化量との関係を示す図である。
【図５】高温ヤング率と法変化量との関係を示す図を示す図である。
【図６】ビカット軟化点と法変化量との関係を示す図である。
【図７】収縮率と法変化量との関係を示す図を示す図である。
【図８】引張強さと法変化量との関係を示す図を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・・・プリント基板、２・・・・・カバーレイヤーフィルム、３・・・・・クッション材、４・・・・・離型フィルム、５・・・・・金属板、６，７・・・・・・プレス用熱板
【図１】
2006120839.tif 000004
【図２】
2006120839.tif 000005
【図３】
2006120839.tif 000006
【図４】
2006120839.tif 000007
【図５】
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【図６】
2006120839.tif 000009
【図７】
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【図８】
2006120839.tif 000011