(57)【要約】【課題】次の課題を解決する積層板成形用型板を提供する。（１）プレス熱盤間に挿入可能な積層構成体の組数を増やし生産性向上。（２）成形した積層板の表面にうねりが発生したり銅箔にしわが発生するのを抑制。（３）型板に耐久性を付与し、繰返し使用可能回数増。【解決手段】アルミニウム板を型板とし、その構成を次のとおりとする。アルミニウム板の素材をビッカース硬度ＨＶ８０以上のアルミニウム又はアルミニウム合金とし、板厚を０．４〜０．８ｍｍとする。その両表面には３μｍ以上、好ましくは５μｍ〜１５μｍ厚の陽極酸化皮膜層を付与する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬度がＨＶ８０以上のアルミニウム又はアルミニウム合金からなり、
板厚が０．４ｍｍ〜０．８ｍｍであり、
両表面に厚さ３μｍ以上の陽極酸化皮膜層を有することを特徴とする積層板成形用型板。
【請求項２】
陽極酸化皮膜層の厚さが５μｍ〜１５μｍ以下である請求項１項記載の積層板成形用型板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層板成形用型板に関する。ここで、積層板とは、以下のようなものを包含する。そして、本発明に係る型板は、以下のような各種積層板の加熱加圧成形に好適に使用される。
（１）シート状繊維基材（セルロース繊維などの天然繊維、ガラス繊維などの無機繊維、アラミド繊維などの有機繊維を用い構成される紙、織布、不織布）に、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリイミドなど熱硬化性樹脂を含浸し保持させたプリプレグの層を加熱加圧成形したもの。
（２）前記（１）において、プリプレグ層の片面又は両面に銅箔を重ねて加熱加圧成形により一体化した銅張り積層板。
（３）前記銅張り積層板を常法に従って回路加工したプリント配線板又はその他のプリント配線板にプリプレグ層を介して銅箔を重ね、これらを加熱加圧成形により一体化した内層回路入り銅張り積層板（プリント配線板を２枚以上重ね、そのプリント配線板同士の間にプリプレグ層を介在させる場合を含む）。
【０００２】
【従来の技術】
上記各種積層板は、その積層板１枚を製造するのに必要な構成材料を積み重ねた積層構成体を型板で挟み、その複数組を積み上げて最外側にクラフトペーパなどで構成されたクッション材を配置し、これらをまとめてプレス熱盤間に挿入して加熱加圧成形により製造する。前記積層構成体を挟む型板には、ステンレス板が多用されているが、鉄板、アルミニウム板（以下「アルミ板」と称す）などが使用される場合もある。
【０００３】
昨今、電子機器の発展はめざましく、小型化、軽量化、高機能化が進展している。それとともに、電子機器に使用される多層プリント配線板、フレキシブルプリント配線板にも軽薄短小化が求められ、プリント配線板の板厚は、１．６ｍｍから１．０ｍｍ、０．６ｍｍへ、さらには、０．１ｍｍ、０．０６ｍｍへと薄形化している。配線密度も高くなり、細線パターンを形成する必要があることから、使用銅箔は薄くなる一方で、これまで、３５μｍ厚、１８μｍ厚が主流であったが、１２μｍ厚、９μｍ厚へと移行しつつある。
【０００４】
プリント配線板、銅箔の急激な薄形化の中で、上記各種積層板を製造するに際し次のような問題が起こりつつある。
銅箔が薄くなり、かつ、積層板が薄くなると、積層成形時に銅箔に発生するしわが顕著になり、極度に製造歩留りが悪くなる。また、積層板が薄くなった分、プレス熱盤間に挿入する積層構成体の組数を増やし生産性の向上を図ろうとしても、例えば、積層板の板厚０．１ｍｍに対し、通常使用する型板のステンレス板は１ｍｍ〜２ｍｍの厚さがあるので、このままでは、プレス熱盤間に挿入する積層構成体組数増加の効果は少ない。また、ステンレスは熱を伝えにくいので、そのような型板を多数枚使用する加熱加圧成形は困難である。
【０００５】
アルミ板を型板として使用する場合には、その熱伝導性の良さから、プレス熱盤間に挿入する積層構成体の組数を飛躍的に増やすことができ、積層成形時に銅箔に発生するしわもほぼ完全になくせる。しかし、アルミ板が柔らかいために型板としての機能は不十分で、成形した積層板表面にはうねりが発生する。特に、内層回路入り銅張り積層板を成形する場合には、積層構成体が、表面にプリント配線による凹凸をもったプリント配線板を内層に配置したものであるため、これを積層成形すると、成形した積層板表面に内層プリント配線の凹凸が浮き出てうねりが極度に目立つ。このうねりは、表面の銅箔を回路加工し多層プリント配線板として完成するための配線パターンの形成を困難にする。特に、表面銅箔の厚さが１２μｍ、９μｍといった積層板の成形では表面のうねりが大きくなるため、このようなうねりある表面に対しては高密度配線パターンの形成が不可能となる。
また、アルミ板は硬度が低いため表面が傷がつきやすく、高密度配線パターン形成が必須の内層回路入り銅張り積層板を成形する型板として何回も繰返し使用することには適さない。
【０００６】
表１は、１．２ｍｍ厚ステンレス板（ＳＵＳ−６３０，ＳＵＳ−３０１）ならびに０．４ｍｍ厚アルミ板を型板として使用し、エポキシ樹脂両面銅張り積層板を成形した結果を示したものである。このエポキシ樹脂両面銅張り積層板は、ＪＩＳＣ６４８６多層プリント配線板用相当品（板厚：０．１ｍｍ，銅箔厚：１８μｍ）である。
【０００７】
【表１】
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【０００８】
表１から分かるように、ステンレス板を型板とした場合には、その熱伝導性が悪く、厚さも厚いことから、プレス熱盤間に挿入可能な積層構成体の組数が少なく生産性に劣り、熱膨張係数が銅箔とマッチングせず成形した積層板の銅箔表面にしわが発生することがある。また、アルミ板を型板とした場合には、その硬度が低いので、加熱加圧成形に型板として繰返し使用できる使用可能回数が少なく耐久性に劣り、成形後の積層板表面（銅箔表面）のうねりが大きくなることが分かる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の点に鑑み、本発明は、次の課題を解決する積層板成形用型板を提供するものである。
（１）熱伝導性を維持しながら、プレス熱盤間に挿入可能な積層構成体の組数を増やし生産性を上げる。
（２）成形した積層板の表面にうねりが発生したり銅箔にしわが発生するのを抑える。
（３）型板に耐久性を付与し、その繰返し使用可能回数を増やす。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者らは、各種要因を解析し、鋭意研究した結果、本課題を解決する手段を見出した。
すなわち、本発明に係る積層板成形用型板は、硬度がＨＶ８０以上のアルミニウム又はアルミニウム合金からなり、板厚が０．４ｍｍ〜０．８ｍｍであり、両表面に厚さ３μｍ以上の陽極酸化皮膜層を有することを特徴とする。ＨＶはビッカース硬度を表す。
陽極酸化皮膜層の厚さは、好ましくは、５μｍ〜１５μｍである。
【００１１】
アルミ板は、ステンレスや鉄鋼に比べて熱膨張が大きく、これを型板として使用することにより銅箔のしわ発生を抑えることができる。また、熱伝導度が大であるので、プレス熱盤間に挿入する積層構成体の組数を増やしても熱伝導性を維持することができ、生産性を上げることが可能となる。
アルミニウム又はアルミニウム合金の硬度がＨＶ８０未満であると、型板としての機能が不十分で、特に、内層回路入り銅張り積層板の成形に適用する場合、成形後の銅箔表面のうねりが大きくなってしまう。
また、アルミ板の厚さは、成形した積層板表面（銅箔表面）のうねりを抑えるために０．４ｍｍ以上とし、プレス熱盤間に挿入する積層構成体の組数を増やすことと各積層構成体への熱伝導性を低下させず生産性を上げるために０．８ｍｍ以下とする。
さらに、アルミ板は、上記のように硬度を規定してもまだ柔らかいので、表面に傷がつくのを抑え耐久性を上げるために、両表面に３μｍ厚以上の陽極酸化皮膜層を形成する。前記３μｍは、ピンホールのない被膜層を安定して形成できる厚さである。陽極酸化皮膜層の厚さが１５μｍを越えると、加熱加圧成形の繰返し使用で受ける加熱−冷却により、陽極酸化皮膜層にひび割れが発生しやすくなる。このひび割れは微細であり、直ちに、積層板成形用型板としての機能に悪影響を与えるものではない。しかし、加熱−冷却を繰返すと、前記ひび割れは次第に大きくなり、陽極酸化皮膜層が剥れやすくなる。従って、陽極酸化皮膜層の厚さを好ましくは１５μｍ以下にすることにより、より耐久性を上げることができる。
【００１２】
アルミ板の素材硬度を決定するための検討結果を以下に示す。
ＪＩＳ　Ｃ６４８６多層プリント配線板用のエポキシ樹脂両面銅張り積層板（板厚：１．０ｍｍ，銅箔厚：３５μｍ）を準備し、その両面に印刷・エッチングの技術によりプリント配線を形成し、通常の接着前処理（黒化処理）を施し、内層用プリント配線板とする。図１に示すように、内層用プリント配線板１の両側にＪＩＳ　Ｃ６４８４相当プリプレグ２（０．２ｍｍ厚）を１枚ずつ配置し、その外側に１８μｍの銅箔３を配置して、各種硬度の素材からなるアルミ板（０．５ｍｍ厚，陽極酸化皮膜層なし）の型板４で挟む。この積層構成体を２０組重ねてプレス熱盤６間にクッション材５（クラフトペーパ層）を介して挿入し、温度１８０℃、圧力３ＭＰａで加熱加圧成形して１．６ｍｍ厚の内層回路入り銅張り積層板とする。
表２に、素材硬度が異なり、そのほかは同一条件で用いた型板の評価結果を示す。これから、硬度ＨＶ８０以上で、型板の使用可能回数を増やせることを理解できる。しかし、型板の絶対的な使用可能回数は少なく、成形後の銅箔表面うねりを抑えることも未だ不十分であり、後述する陽極酸化皮膜層の付与が必要となる。
【００１３】
【表２】
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【００１４】
アルミ板の型板厚さを決定するための検討結果を以下に示す。
アルミ板の素材（硬度ＨＶ８０）を一定にして、板厚を、０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、１，２ｍｍに変えた型板を使用して、ＪＩＳ　Ｃ６４８６多層プリント配線板用のエポキシ樹脂両面銅張り積層板（板厚：０．２ｍｍ，銅箔厚：１８μｍ）を加熱加圧成形した。この成形では、型板の板厚を変えた場合にも、プレス熱盤間に挿入した積層構成体の昇温速度がほぼ一定になるように、プレス熱盤間に挿入する積層構成体の組数を増減した。
表３に、型板の板厚を変えたときの評価結果を示す。これから、型板厚０．４ｍｍ以上で、型板の使用可能回数を増やせ、成形後の銅箔表面うねりを小さく抑えられることを理解できる。また、型板厚０．８ｍｍ以下で、プレス熱盤間に挿入する積層構成体の組数を多く確保できることを理解できる。
【００１５】
【表３】
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【００１６】
アルミ板表面に付与する陽極酸化皮膜層の厚さを決定するための検討結果を以下に示す。
アルミ板の素材（硬度ＨＶ９０）と板厚（０．５ｍｍ）を一定にし、ＪＩＳ　Ｈ８６１０陽極酸化処理の作業管理指針　附属書２に従って前処理を行なったアルミ板の両表面に、次に示す条件の硫酸法により陽極酸化処理を行ない、陽極酸化皮膜層の厚さを、３μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍとした型板を準備した。
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電解時間　：付与する陽極酸化皮膜層の厚さに応じ時間を調整
ＪＩＳ　Ｃ６４８６多層プリント配線板用のエポキシ樹脂両面銅張り積層板（板厚：１．０ｍｍ，銅箔厚：３５μｍ）を準備し、その両面に印刷・エッチングの技術によりプリント配線を形成し、通常の接着前処理（黒化処理）を施し、内層用プリント配線板とする。図１に示すように、内層用プリント配線板１の両側にＪＩＳ　Ｃ６４８４相当プリプレグ２（０．２ｍｍ厚）を１枚ずつ配置し、その外側に１２μｍの銅箔３を配置して、上記陽極酸化皮膜層の厚さを変えた各種アルミ板の型板４で挟む。この積層構成体を２０組重ねてプレス熱盤６間にクッション材５（クラフトペーパ層）を介して挿入し、温度１８０℃、圧力３ＭＰａで加熱加圧成形して１．６ｍｍ厚の内層回路入り銅張り積層板とする。
表４に、陽極酸化皮膜層の厚さが異なり、そのほかは同一条件で用いた型板の評価結果を示す。これから、アルミ板の表面に陽極酸化皮膜層を形成した型板を用いることにより、表面を傷つきにくくし型板の使用可能回数を増やせることを理解できる。特に、陽極酸化皮膜層の厚さを５〜１５μｍとすることにより耐久性は一層顕著になる。一方、陽極酸化皮膜層の厚さが５μｍより薄い場合と１５μｍより厚い場合には、耐久性は多少低くなる。薄い場合には表面が傷つきやすいためであり、厚い場合には表面に微細なひび割れが発生し、やがてはひび割れが大きくなって陽極酸化皮膜層が剥れやすくなるからである。
図２は、２４０℃−２０分間加熱と自然冷却を繰返したときの陽極酸化皮膜層の表面状態を示す写真である。陽極酸化皮膜層の厚さが、５μｍ、１０μｍ、１５μｍでは表面状態に変化はないが、２０μｍではひび割れが発生している。尚、図２は、光の投射と写真を撮る角度を工夫してひび割れが目立つようにしてある。
【００１７】
【表４】
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【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明を実施するに当たり、アルミ板の素材は、例えば、ＪＩＳに定める５０００番台の合金（Ａｌ−Ｍｇ系合金で、Ｍｇは５質量％以下、好ましくは、２質量％〜５質量％）を用いる。素材のビッカース硬度ＨＶ８０以上のアルミ板を用い陽極酸化皮膜層を形成すると、その表面はビッカース硬度ＨＶ１５０以上となる。
【００１９】
エポキシ樹脂系の積層板を製造する場合の成形温度は１７０℃〜２００℃、ポリイミド系の積層板を製造する場合の成形温度は１８０℃〜２４０℃が一般的であり、本発明に係る型板を使用することにより、積層板成形後の銅箔表面のうねりを十分に小さくできる。陽極酸化皮膜層の厚さが１５μｍを越え２０μｍになると、型板を加熱加圧成形に供した後、その表面に微細ひび割れが発生しやすくなる。特に、積層構成体をプレス熱盤間で加熱加圧成形した後、熱盤に冷媒を通して加圧したまま冷却を実施するような型板の使用形態では、型板が加圧状態であること、型板の冷却速度が速いことに起因して、陽極酸化皮膜層のひび割れが促進され大きくなりやすいので、陽極酸化皮膜層の厚さは好ましくは１５μｍ以下にする。
【００２０】
【実施例】
アルミ板（素材：ＪＩＳ　Ａ５１８２，ＨＶ１１０，０．５ｍｍ厚）の両表面に陽極酸化処理を施し、陽極酸化皮膜層の厚さを３μｍ、９μｍ、１５μｍとした型板を準備した。また、アルミ板（素材：ＪＩＳ　Ａ５０５２，ＨＶ７０，０．５ｍｍ厚）の両表面に陽極酸化処理を施し、各種厚さの陽極酸化皮膜層を形成した型板を準備した。これら各型板を、上記と同様１．６ｍｍ厚の内層回路入り銅張り積層板の加熱加圧成形（積層構成体を２０組重ねてプレス熱盤間に挿入）に繰り返し供して、耐久性の確認を行なった。
尚、加熱加圧成形後の冷却は、加圧状態を保ったまま熱盤に冷却水を通して実施した。
【００２１】
その結果を表５に示す。表５から、本発明の実施例に係る型板は耐久性に優れ、特に、陽極酸化被膜層の厚さを５μｍ〜１５μｍとすることにより、耐久性が顕著であることが分かる（実施例２〜４）。比較例２は、所定の陽極酸化被膜層を有していても、型板素材硬度が低いと所期の課題を達成できないことを示している。
【００２２】
【表５】
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【００２３】
【発明の効果】
本発明に係る積層板成形用型板を用いることにより、従来のステンレス板、アルミ板による型板を用いる場合に比較し、製造した積層板の品質、積層板の生産性において、数段向上させることができる。
具体的には、
（１）銅張り積層板の表面銅箔の成形後の表面しわ発生を抑制できる。
（２）特に、内層回路入り銅張り積層板の成形において、成形後の銅箔うねりを小さく抑えて、その後のプリント配線板への加工時の歩留まり向上を図ることができる。
（３）通常のアルミ板を型板として用いる場合に比較して、繰り返し使用の耐久性を飛躍的に増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】積層構成体の複数組をプレス熱盤間で加熱加圧成形するときの構成を示す説明図である。
【図２】型板表面の加熱によるひび割れの状況を示す説明写真である。
【符号の説明】
１は内層用プリント配線板
２はプリプレグ
３は銅箔
４は型板
５はクッション材
６はプレス熱盤
【図１】
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【図２】
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