(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱加圧成形後の積層板が移動する通路の上下に、ロール間隙（Ｘ）を前記積層板の厚み寸法（Ｙ）以上に設定した少なくとも一対の加熱ロールを、積層板移動方向におけるロールの軸間距離（Ｚ）が、５０＜Ｚ≦１００ｍｍとなるよう配置し、前記積層板を該ロール間に通し該積層板に圧力が作用しないように上下のロールに順次接触させることを特徴とする積層板の製造方法。
【請求項２】
ロールに接触させる積層板の移動方向を、積層板基材の縦糸方向、又は、基材の縦糸方向と直交する横糸方向、あるいはこれらの組み合わせとすることを特徴とする請求項１記載の積層板の製造方法。
【請求項３】
ロールに接触させる前に、積層板を予熱することを特徴とする請求項１または２に記載の積層板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部歪みの少ない積層板の製造方法に関するものである。本発明の製造方法は特に、寸法変化率の小さなガラス織布基材エポキシ樹脂銅張積層板あるいはガラス織布／ガラス不織布基材エポキシ樹脂銅張積層板の製造に好適に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
積層板は、プリント配線板用、構造用、重電機器用などに用いられており、特にプリント配線板は、家庭用民生機器から高機能産業用機器に至るまで非常に広範な分野の電気製品に使用されている。一般にプリント配線板材料として用いられる積層板は、熱硬化性樹脂、硬化剤を主成分とする樹脂組成物を、ガラス繊維織布等の基材に含浸・乾燥させて得られるプリプレグを銅箔などの金属箔とともに積層し、加熱加圧して製造される。これらは使用される基材や熱硬化性樹脂の種類などによって様々なグレードが存在し、用途によって使い分けが行われている。
【０００３】
産業用分野において主に用いられるプリント配線板材料はガラス織布基材エポキシ樹脂銅張積層板あるいはガラス織布／ガラス不織布基材エポキシ樹脂銅張積層板であるが、コンピュータや携帯電話などの搭載機器の普及と高機能化により、製品の小型化、高密度化が進んでいるため、プリント配線板の加工工程における寸法安定性の向上が要求され、回路加工時や部品実装時の位置ずれを小さく抑えられるような、内部歪みの少ない材料が求められている。
【０００４】
上記のようなプリント配線板に用いられる積層板を積層成形する場合には、熱盤間に銅箔、プリプレグ、鏡面板等を複数枚積層し加熱加圧成形する多段型のバッチプレスを使用するのが一般的である。しかし、積層成型時に積層板に作用する応力や、プリプレグに用いられている基材、樹脂に起因する歪み、あるいは金属箔と積層板との熱膨張係数差による影響など、成形後の積層板には様々な要因による歪みが残留している。しかも、このような多段プレスでは、熱盤間あるいは多段プレス内での位置により、積層成形時に各積層板に作用する熱や応力の履歴が異なるため、積層板内部の残留歪みにもバラツキを生じる。従って、これらの内部歪みに起因する反り、寸法変化率などの特性をバラツキを抑えかつ良好なものにするために、内部歪みを低減させる手段が必要になる。
【０００５】
このような積層板の内部歪みを低減させるために、従来から様々な手法が試みられてきた。まず積層成形工程における手法として、成形工程中での加圧圧力解放、あるいは一旦成形を終えた積層板を再度低圧で加熱加圧・冷却する２回加圧法などが挙げられる。しかし前者は、積層成形に用いる鏡面板と積層板とが密着したままの状態であることや、積層板が自重による応力から解放されていない状態であることなどから、歪み低減効果は充分でなく、後者は、それに加えて生産性が大きく低下するという問題点があった。
【０００６】
また、積層成形後に積層板を処理する方法としては、熱風方式による加熱、ベルトプレス、ロールプレス等により再加熱を行うものなどが挙げられる。しかし、熱風方式による加熱では、気相伝熱に依存するため処理時間が長くかかり、また、処理設備内部全体を加温する必要があるため熱効率が低いという問題点があった。また、ベルトプレス、ロールプレスによる方式では、熱効率は改善されるものの、積層板の厚み寸法のバラツキ等に起因する作用効果のバラツキが発生すること、積層板表面に打痕等外観上の欠点を生ずることなどの問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、金属箔張積層板の特性や外観に影響を与えることなく、残留している内部歪みを効率よく低減する方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本特許は、（１）加熱加圧成形後の積層板が移動する通路の上下に、ロール間隙（Ｘ）を前記積層板の厚み寸法（Ｙ）以上に設定した少なくとも一対の加熱ロールを、積層板移動方向におけるロールの軸間距離（Ｚ）が、５０＜Ｚ≦１００ｍｍとなるよう配置し、前記積層板を該ロール間に通し該積層板に圧力が作用しないように上下のロールに順次接触させることを特徴とする積層板の製造方法、（２）ロールに接触させる積層板の移動方向を、積層板基材の縦糸方向、又は、基材の縦糸方向と直交する横糸方向、あるいはこれらの組み合わせとすることを特徴とする請求項１記載の積層板の製造方法、（３）ロールに接触させる前に、積層板を予熱することを特徴とする請求項１または２に記載の積層板の製造方法、である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、積層板の通路の上下に配した１対以上の熱ロールを設置し、この熱ロール間に積層板を通し、上下熱ロール表面に連続的に接触させて積層板を加熱することを特徴とする。
【００１０】
積層板の内部歪みは、その製造工程において積層板に種々の熱や応力が作用し、これらによる歪みがその状態のまま冷却され保持されていることに起因する。従って、この歪みを低減させるためには、積層板に用いている樹脂のガラス転移温度や軟化温度付近もしくはそれ以上に積層板の温度を上げることが必要であり、この操作により歪みが解放され、積層板としての内部歪を低減させることが出来る。
【００１１】
本発明においては、熱ロールと積層板を接触させることにより伝熱を行い、積層板を昇温する。この方法では、熱風加熱による気相伝熱と比較し、数十倍もしくはそれ以上の速度で昇温が可能であるが、熱ロールと積層板の接触面積は小さく、接触時間も短いので、必要な温度に昇温させるためには、２対以上の熱ロールを用いることが好ましい。熱ロールの温度については、積層板に用いている基材、樹脂等の種類や、必要とされる歪の低減度により適宜設定すればよい。一例を挙げると、エポキシ樹脂積層板を処理する場合は８０〜２３０℃であり、ポリイミド樹脂積層板の場合は１３０〜２８０℃が好ましい。
【００１２】
熱ロール表面と積層板との温度差は、３０〜２００℃とすることが好ましい。温度差は大きい方が積層板の昇温速度は速いが、２００℃を越えると、金属箔表面の変質や急激な温度上昇による積層板の変形等が起こることがある。また、温度差が３０℃未満では昇温速度が小さく実用的でない。従って、積層板温度に対して段階的に熱ロールの温度や温度差を設定することにより効率的な昇温が可能となり、この点でも複数対の熱ロールを用いることが好ましい。
【００１３】
また、積層板を熱ロールで加熱する直前に予熱し、積層板を適当な温度まで昇温することもできる。積層板を予熱することにより、歪みの低減に必要な熱ロールの数を減らすことができる。予熱方法としては、熱風あるいは遠赤外線等の電熱ヒーターを用いるのが一般的である。予熱工程の有無については特に限定せず、設備能力、処理枚数、積層板の特性、設備の設置スペース等を勘案した上で適宜選択すればよい。
【００１４】
また、複数対の熱ロールを用いる場合、熱ロール間で積層板からの熱放出が起こり熱効率が低下することがあるので、熱ロールが設置された部位を断熱素材で囲むなどして外部への熱放散を防いだり、熱ロール間で熱風や遠赤外線ヒーターなどを用いて積層板を補助的に加温することもできる。
【００１５】
本発明において用いられる熱ロールの間隙（Ｘ）は、処理する積層板の厚み寸法（Ｙ）以上に設定する。熱ロールの間隙（Ｘ）が積層板の厚み寸法（Ｙ）より小さいと、処理時に積層板に圧力が作用し、内部歪みの低減を行うことが難しくなるばかりでなく、新たな歪みを積層板に加えることになる場合があり、積層板表面の外観にも悪影響を及ぼす。一方、熱ロールの間隙（Ｘ）を大きくしすぎると、積層板の上下表面から伝熱するタイミングのズレが大きくなる。このため、２本の熱ロールの水平方向の軸間距離（Ｚ）は０＜Ｚ≦２００ｍｍであることが好ましい。２００ｍｍを越えると、特に積層板の厚み寸法（Ｙ）が小さい場合には、片側面接触直後に積層板の形状が変形しやすくなるため、積層板を上下の熱ロール表面に確実に接触させることが難しくなる場合がある。より好ましくは５０ｍｍ≦Ｚ≦１００ｍｍである。
【００１６】
本発明においては、熱ロール間隙（Ｘ）を積層板の厚み寸法（Ｙ）以上に設定し、熱ロールに接触させることで積層板を加熱するため、この処理時に積層板に二次的な歪みを生ずることなく、内部歪みを低減させることが出来る。同時に、積層板表面に過圧が作用することがないので、加熱により外観を悪化させることがない。なお、積層板の厚み寸法（Ｙ）のバラツキや、積層板に反りなどの変形がある場合は、積層板を熱ロールに確実に接触させる機能を有する補助的なロール等を熱ロールの前後に設け、伝熱が効率よく行われるようにすればよい。
【００１７】
本発明の製造方法では通常、積層板を１枚ずつ連続的に処理する。処理速度については特に限定しないが、積層板の種類や要求される歪みの低減度、設備の処理能力等を勘案し、かつ積層板が熱ロールから安定した伝熱を受けられるような速度に設定すればよい。
【００１８】
本発明の製造方法により、積層板は表裏両側より熱ロールから伝熱され、歪みが開放される。加熱後の積層板は取り扱いが可能な温度まで冷却する必要があるが、冷却方法としては、自然放冷、強制冷却のいずれの方法を用いてもよい。ただし、加温後の積層板は剛性が低下しているため、変形等が起こらないように積層板を保持するなどしながら冷却することが好ましい。
【００１９】
本発明で用いる熱ロールの材質は特に限定しないが、熱容量、伝熱速度、耐摩耗性、耐腐食性等を考慮すると、ステンレスのような金属を用いるのが好ましい。また、加熱に用いる熱媒としては、熱媒油、蒸気、加圧水などが挙げられるが、熱容量が大きく熱ロール表面温度を均一に保ちやすい、漏洩しにくい、などの点で、熱媒油を用いるのが好ましい。熱ロールの径寸法についても特に限定しないが、熱ロール径は大きい方が積層板とのみかけの接触面積は大きくとれるものの、設備が大型化すること等を考慮すると、３０〜５００ｍｍのものがよく、好ましくは２００〜３００ｍｍである。
【００２０】
本発明における積層板の加熱処理においては、熱ロールに接触させる積層板の方向を任意に選択し、あるいは組み合わせることができる。本発明の処理においては、ある一方向について処理を行うと、熱ロールと積層板との接触線方向において顕著に内部歪みが低減する。従って、積層板全体の内部歪みを低減させる場合は、一方向について処理を行った後、その直交方向で同様に処理を行うとよい。また、方向によって歪みの低減具合を変えたい場合などは、処理を一方向のみ行うか、あるいは処理方向によって熱ロールの数、処理速度、温度条件を変更するなどによって対応することができる。
【００２１】
本発明において用いられる積層板基材としては、ガラス等の無機繊維、パルプやポリエステル等の有機繊維からなる織布または不織布が挙げられる。樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂いずれも使用可能であるが、プリント配線板用としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂が主に用いられる。これらの樹脂に、硬化剤、硬化促進剤、溶剤、その他必要に応じて無機充填材、着色剤等を配合して用いる。これらの樹脂組成物を基材に含浸または塗工し、乾燥してプリプレグとし、このプリプレグの１枚ないし複数枚を、必要に応じて金属箔と重ね合わせて加熱加圧成形することで積層板が得られる。
【００２２】
次に、本発明の製造方法の一例について、図を用いて説明する。図１は本発明の主要部であり、１は上側熱ロール、２は下側熱ロール、３と４はそれぞれに付随した補助ロール、５は積層板搬送装置である。積層板６は、７の方向から前側補助ロール３の作用により上側熱ロール１に接触し、上側熱ロール１から積層板上面８に伝熱を受ける。この後上下の熱ロールの間を経て、次いで同様に加温された下側熱ロール２から積層板下面９に伝熱を受ける。当該設備において、熱ロールの間隙（Ｘ）が積層板の厚み寸法（Ｙ）以上に設定されていることが必要であり、さらには、２本の熱ロールの水平方向の軸間距離（Ｚ）が上述した適切な値になっていることが好ましい。図１は本発明に係る製造設備の１ユニットであり、前述したように、このユニットを複数設置して処理してもよい。
【００２３】
また、図２は、本発明の製造方法を適用した設備の一例の全体概要図である。１０は積層板供給設備、１１は予熱設備、１２，１３は図１に示した装置の各１ユニットであり、１４は冷却設備、１５は積層板搬出設備である。積層板は、積層板供給設備１０、予熱設備１１を経て、前記ユニットの熱ロールを通過して加熱された後、冷却設備１４を経て、積層板搬出設備１５により一定単位毎に積載される。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
【００２５】
＜積層板（１）の作成＞
エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ株式会社製・臭素化エポキシ樹脂エピコート５０４８／７０重量％メチルエチルケトン溶液）を固形分として１００重量部、硬化剤（ジシアンジアミド）５重量部、硬化促進剤（２−エチル−４−メチルイミダゾール）１重量部の比率で混合したものにメチルセルソルブ６３重量部を加え、樹脂ワニスを得た。このワニスに２００ｇ／ｍ2 のガラス織布（日東紡製７６２８）を浸漬・含浸させた後、１７０℃の乾燥機で４分間乾燥し、３５０ｇ／ｍ2 のプリプレグＡを得た。これを８枚重ね、この両側に電解銅箔（日本電解株式会社製  ＦＧＨ−１８μ）を重ね合わせ、１７０℃で１２０分間、４０ｋｇ／ｃｍ2 で加熱加圧成形し、厚さ１．６ｍｍのガラス織布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板を作製し、１０２０×１０２０ｍｍに裁断した。
【００２６】
＜積層板（２）の作成＞
エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ株式会社製・臭素化エポキシ樹脂エピコート５０４８／７０重量％メチルエチルケトン溶液）を固形分として１００重量部、硬化剤（ジシアンジアミド）５重量部、硬化促進剤（２−エチル−４−メチルイミダゾール）１重量部の比率で混合したものにメチルセルソルブ６３重量部を加え、樹脂ワニスを得た。このワニスに２００ｇ／ｍ2 のガラス織布（日東紡製７６２８）を浸漬・含浸させた後、１７０℃の乾燥機で３分間乾燥し、３５０ｇ／ｍ2 のプリプレグＢを得た。
これとは別に、前記ワニスの固形分１００重量部に対して、無機充填材として水酸化アルミニウム１００重量部と、コロイダルシリカ５重量部を加えて均一分散したワニスに、７５ｇ／ｍ2 のガラス不織布（キュムラス株式会社製  ＥＰＭ−４０７５）を浸漬・含浸させた後、１７０℃の乾燥機で６分間乾燥し、１４００ｇ／ｍ2 のプリプレグＣを得た。このプリプレグＣを３枚重ね、これを２枚のプリプレグＢではさみ、更に、この両側に電解銅箔（日本電解株式会社製  ＦＧＨ−１８μ）を重ね合わせ、１７０℃で１２０分間、４０ｋｇ／ｃｍ2 で加熱加圧成形し、厚さ１．６ｍｍのガラス織布／ガラス不織布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板を作製し、１０２０×１０２０ｍｍに裁断した。
【００２７】
これらの積層板を用いて、それぞれ以下に示す条件で加熱処理を行った。実施例及び比較例で示す処理条件は以下の通りである。
（処理条件）
（１）積層板の予熱：積層板の表裏両面から、１５０℃の熱風で５分間行った。
（２）熱ロールＡ：径３００ｍｍ、長さ１３５０ｍｍ、表面材質がステンレスであり、内部から熱媒油により１６０℃に温度調節されているものを上下に１本ずつ配置して使用した。
（３）熱ロールＢ：熱ロールＡと同様のものを２００℃に温度調節して使用した。
（４）熱ロールＣ：熱ロールＡと同様のものを２３０℃に温度調節して使用した。
（５）熱ロール間隙（Ｘ）：熱ロールＡ、Ｂ、Ｃいずれも１０ｍｍに設定した。
（６）熱ロールの水平方向の軸間距離（Ｚ）：熱ロールＡ、Ｂ、Ｃいずれも、７１．７ｍｍである。
【００２８】
＜実施例１＞
積層板（１）を用い、積層板の予熱処理は行わず、積層板基材方向（基材の縦糸方向）に０．４ｍ／分の速度で熱ロールＡ、Ｂ、Ｃに順次接触させて加熱処理を行った。その後、積層板基材方向と直交方向に同様に処理を行った。
＜実施例２＞
積層板（１）を用い、予熱処理を行ったのち、積層板基材方向に０．４ｍ／分の速度で熱ロールＢ、Ｃに順次接触させて処理を行った。その後、積層板基材方向と直交方向に同様に処理を行った。
＜実施例３＞
積層板（２）を用いた以外は、実施例１と同様の処理を行った。
＜実施例４＞
積層板（２）を用いた以外は、実施例２と同様の処理を行った。
【００２９】
次に、比較のために積層板に以下の処理を行った。比較例３と比較例６は処理をしない場合である。
＜比較例１＞
積層板（１）を用い、積層板の予熱処理は行わず、積層板基材方向に０．４ｍ／分の速度で熱ロールＡ、Ｂ、Ｃに順次接触させて処理を行った。各熱ロールの上下間隙（Ｘ）は全て１．５ｍｍに設定した。処理後、積層板基材方向と直交方向に同様に処理を行った。
＜比較例２＞
積層板（１）を用い、熱風乾燥機で処理を行った。
熱風乾燥機処理条件：熱風乾燥機で、横置き型ラックに１枚ずつのせた積層板を処理した。処理条件は１６０℃４０分間である。
＜比較例３＞
積層板（１）を用い、処理を行わずに評価した。
＜比較例４＞
積層板（２）を用いた以外は、比較例１と同様の処理を行った。
＜比較例５＞
積層板（２）を用い、熱風乾燥機で処理を行った。処理条件は比較例２と同じである。
＜比較例６＞
積層板（２）を用い、処理を行わずに評価した。
【００３０】
以上のようにして得られた各銅張積層板について、表１の各項目について評価を行った。結果を表１に示す。
【表１】
0004238484.tif 000002
【００３１】
（測定方法）
（ａ）銅箔表面の外観：目視により観察し、打痕の有無を確認した。
○：打痕なし    ×：打痕あり
（ｂ）成形性：銅張積層板の両面銅箔を全面エッチングして、樹脂層／基材層間の剥がれの有無を目視で確認した。
○：剥がれなし  ×：剥がれあり
（ｃ）積層板反り（最大）：１０２０ｍｍ×１０２０ｍｍの積層板を定盤上に置き、１辺について８０ｍｍピッチで１２点で定盤から積層板下面までの高さを測定し、これを４辺について同様に行い、合計４８点の値の最大値を求めた。
（ｄ）積層板反り（平均）：上記で測定した反り値の平均値を求めた。
（ｅ）寸法変化率（１）：処理後の積層板を３４０×３４０ｍｍに裁断し、９枚の試料を作成した。この各々について、３００ｍｍ×３００ｍｍの正方形の４角部に相当する点に１．０ｍｍφの穴をドリルであけ、基材方向側の２辺について２点間距離を測定した。次に、この積層板の銅箔を両面全面エッチング除去し、１７０℃の熱風乾燥機で３０分間処理を行なった後、２点間距離を再度測定し、初期値に対する変化率（％）を求め、この値の平均値（９枚×２辺＝１８）を算出した。測定には、５００ｍｍ×５００ｍｍまで測定可能で最小目盛が０．００５ｍｍの二次元座標測定装置を用いた。
（ｆ）寸法変化率（２）：寸法変化率（１）と同様に、基材直交側方向について実施した。
（ｇ）銅箔引き剥がし強さ：ＪＩＳ  Ｃ  ６４８１  に準じて測定した。
（ｈ）半田耐熱性：５０×５０ｍｍの試験片を、片面全面エッチングした試料（表裏面について各々用意した）を、それぞれ（１）沸騰水処理２時間、（２）１２１℃プレッシャークッカー処理１時間、を行い、次いで２６０℃の半田浴に３０秒間浸漬し、ふくれの有無を観察した。
○：ふくれなし  ×：ふくれあり
【００３２】
表１の結果より、積層板１を用いた場合では、３対の熱ロールを使用した実施例１，積層板の予熱を行い２対の熱ロールを使用した実施例２のいずれにおいても、未処理の比較例３と比較して、他の特性に影響を与えることなく寸法変化率が小さくなっており、内部歪みの低減が認められた。比較例２は、熱ロールのかわりに熱風乾燥機を用いて処理を行ったが、寸法変化率に低減効果はみられたものの反り値が増加した。一方、比較例１は実施例１と同様に３対の熱ロールを使用しているが、熱ロールの間隙を積層板の厚みより小さく設定しているため、積層板外観、反りにおいて悪化する結果となった。また、実施例３，４及び比較例４，５，６は、積層板２を用いたが、ほとんど同様の効果・傾向が確認された。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、積層板の内部歪みを低減させるために、積層板を上下の熱ロールに連続的に接触させることにより、積層板の特性や外観に影響を与えることなく、積層板に残留する内部歪みを効率よく低減することができる。従って、本発明は、寸法変化率の小さなガラス織布基材エポキシ樹脂銅張積層板及びガラス織布／ガラス不織布基材エポキシ樹脂銅張積層板の製造に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明における要部の概略断面図。
【図２】  本発明を適用した工程の概略断面図。
【符号の説明】
Ｘ  熱ロールの間隙
Ｙ  積層板の厚み寸法
Ｚ  熱ロールの水平方向の軸間距離
１  上側熱ロール
２  下側熱ロール
３  補助ロール
４  補助ロール
５  積層板搬送装置
６  積層板
７  積層板の搬入方向
８  積層板上面
９  積層板下面
１０  積層板供給設備
１１  積層板予熱設備
１２  図１の装置ユニット（１）
１３  図１の装置ユニット（２）
１４  積層板冷却設備
１５  積層板搬出設備
【図１】
0004238484.tif 000003
【図２】
0004238484.tif 000004