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発明の名称 積層板の製造法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−166381
公開日 平成10年(1998)6月23日
出願番号 特願平8−335282
出願日 平成8年(1996)12月16日
代理人
発明者 御堂河内 稔 / 鎌田 満利 / 川崎 治次 / 山口 朗 / 下村 正和 / 吉田 勝彦 / 内山 隆尋
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】シート状基材に含浸した熱硬化性樹脂をBステージまで硬化させたプリプレグの層を熱盤の間に挟み加熱加圧して板状に成形する積層板の製造において、成形開始時の熱盤を予め加熱しておくことを特徴とする積層板の製造法。
【請求項2】加熱工程終了後、積層板を構成する熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上で成形圧力を解放し、成形した積層板を取り出すことを特徴とする請求項1記載の積層板の製造法。
【請求項3】成形圧力を解放するガラス転移温度以上の温度が、加熱工程終了直後の温度であることを特徴とする請求項2記載の積層板の製造法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層板の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】積層板は、シート状基材に含浸した熱硬化性樹脂をBステージまで硬化させたプリプレグの層を熱源となる熱盤間に挟み加熱加圧して板状に成形することにより製造される。プリプレグの層は、温度が室温の熱盤間に投入され、圧力と共にこの熱盤の温度を上げて所定熱量を加えられる(通常は、所定温度で所定時間以上加熱加圧と表す)。通常、加熱加圧成形後に、加圧したまま所定温度(通常、成形した積層板温度が100℃前後)まで冷却され、その後圧力を解放して取り出される。積層板は、前記のように積層板を構成している熱硬化性樹脂のガラス転移温度より低い温度で取り出される場合のほかに、積層板を構成する熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上で取り出される場合もある。後者の場合、積層板の成形時に内部に蓄積されたひずみが取り除かれ、その後に積層板を加工する工程で積層板の寸法変化が小さくなることを期待できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】積層板を成形するためには所定温度以上で所定時間加熱する必要がある。そのためには、熱源となる熱盤は加熱工程時所定温度以上でなければならない。上記従来の製造法では、成形開始時、熱盤温度は室温であるため、成形開始と同時に、まず熱盤温度を上げるエネルギと時間を要する。また、従来の製造法では積層板は、印刷回路基板等に加工する工程で加熱処理を受けると、寸法変化(収縮)を起こし、用途によっては未だ満足な寸法安定性を保持するには至っていない。
【0004】本発明が解決しようとする第一の課題は、積層板の成形時間を短縮し生産効率を向上することである。第二の課題は、上記第一の課題に加えて、成形後の加工工程で加熱を受けても収縮が小さく、寸法安定性に優れた積層板を製造することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明に係る積層板の製造法は、シート状基材に含浸した熱硬化性樹脂をBステージまで硬化させたプリプレグの層を熱源となる熱盤間に挟み加熱加圧して板状に成形するに当たり、成形開始時の熱盤を予め加熱しておく。積層板の成形時間の中で、プリプレグの層を加熱する時間と別に、熱源となる熱盤の加熱・冷却にかかる時間も無視できない。本発明に係る方法によれば、成形開始時の熱盤を予め加熱してあるので、熱盤自体の温度を所定温度迄上げる時間を短縮できる。直前に終了した成形工程から次の成形工程の間に、熱盤の温度を室温にまで下げる必要もなくなるので、時間短縮の効果は顕著になる。このように成形開始時の熱盤を予め加熱しておいても、成形した積層板の特性には悪影響がないことを確認した。
【0006】上記製造法において、加熱工程終了後に成形圧力を解放し、成形した積層板を熱盤から取り出して個々に分離する(解体)作業の温度を特に限定するものではない。しかし、第二の課題を解決するためには、加熱工程終了後に、積層板を構成する熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上で成形圧力解放し、解体作業を行う。前記ガラス転移温度以上の温度は、好ましくは加熱工程終了直後の温度である。成形した積層板がその後に加熱を受けると収縮するのは、積層板に次の二つのひずみが残留しておりこれが解放されるからである。その一つは、積層板成形時の加熱で発生する熱硬化性樹脂の硬化収縮ひずみである。他の一つは、成形後に積層板を加圧したまま所定温度まで冷却するため、冷却に伴う積層板の自由な収縮が拘束されることに起因する熱収縮ひずみである。積層板を構成する熱硬化樹脂のガラス転移温度以上ないしは、加熱終了直後の温度で成形圧力を解放し解体作業を行うと、硬化収縮ひずみは解消され、冷却に伴う積層板の自由な収縮を拘束するものが少なくなるので、寸法安定性に優れた積層板を製造することができる。また、冷却工程の時間が短縮されるか、あるいはなくなるので、成形時間短縮の効果が一層顕著になる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明を実施するに当たり、熱硬化性樹脂を含浸するシート状基材は、天然繊維、有機合成繊維、無機繊維等の織布、不織布やマット、紙であり、特に限定しない。また、熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル、ポリイミド等であり、特に限定しない。積層板の製造に当たっては、上記シート状基材に熱硬化性樹脂を含浸し乾燥して、熱硬化性樹脂の硬化をBステージ(半硬化)まで進めたプリプレグを用意する。そして、1枚又は複数枚からなるプリプレグの層を加熱加圧成形して積層板を製造する(プリプレグ1枚からなる板状体も積層板の概念に含む)。プリプレグの層の片面又は両面には、必要に応じて銅箔等の金属箔を配置して一体に成形することもできる。積層板の成形は、プリプレグの層や金属箔からなる構成物をステンレス製の鏡面板に挟んで行なう。場合によっては、鏡面板を使用せず、離型フィルムに挟んだだけで成形を行なうこともある。また、成形開始時の熱盤は予め加熱しておくが、熱盤温度は、成形中の積層板自体の最高温度以上が好ましいが、100℃以上であれば時間短縮の効果が得られる。積層板の加熱加圧成形において、熱盤を予め加熱しておくことで、加熱工程中の熱盤昇温に必要な時間とエネルギを低減できる。
【0008】また、加熱終了後、積層板を構成する熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上、または、加熱終了直後の温度で成形圧力を解放して積層板を取り出すことにより、冷却時間の短縮ができ、かつ、何れもガラス転移温度以上での圧力解放となるため硬化収縮ひずみが解放される。また、前記成形圧力の解放により、積層板成形後の冷却過程で冷却に伴う積層板の自由な収縮を拘束するものは、鏡面板の自重による鏡面板と積層板の間のわずかな摩擦や熱硬化性樹脂と金属箔や離型フィルムといった積層板を構成する材料との間の膨張率差が主たるものとなり、これらに起因して積層板に残るひずみは小さいものである。加熱終了直後の温度で成形圧力を解放すれば、その後に積層板を取り出す温度の高低が違っても、積層板の寸法安定性に与える影響は小さい。
【0009】
【実施例】
実施例1〜4ビスフェノールA型エポキシ樹脂100重量部に対し、ジシアンジアミド3重量部を配合した固形分60wt%のワニスをガラス織布(215g/m2)に含浸乾燥し、樹脂付着量43wt%のプリプレグIを用意した。また、ビスフェノールA型エポキシ樹脂100重量部に対し、無機充填材(水酸化アルミニウム)80重量部を配合した固形分80wt%のワニスをガラス不織布(100g/m2)に含浸乾燥し、無機充填材を含む樹脂付着量90wt%のプリプレグIIを用意した。芯層としてプリプレグIIを2枚配置し、その両表面層としてプリプレグIを1枚ずつ配置し、さらにその両表面に18μm厚の銅箔を配置して、この構成物をステンレス製鏡面板に挟む。これを、予め165℃に加熱したプレス熱盤間に投入し、圧力80kg/cm2、熱盤温度165℃の条件で加熱加圧成形し、成形物(積層板)が150℃以上の温度に20分保持されるようにした。加熱加圧成形後、成形圧力を保持したまま冷却を開始し、成形圧力を解放する温度ならびに積層板をプレス熱盤から取り出す温度を、100℃(実施例1)、140℃(実施例2)、150℃(実施例3)、及び160℃(実施例4)とした。そして、鏡面板を積層板から離型する。尚、加熱終了直後の積層板温度は160℃であるので、実施例4は加熱終了直後に成形圧力を解放する。成形した銅張り積層板の板厚は1.6mmであり、これら積層板のガラス転移温度は140℃である。
【0010】従来例上記実施例1において、成形開始時のプレス熱盤温度を室温としたこと以外は同様とした。
【0011】上記実施例と従来例の成形時間を計測し、また、製造した各積層板の寸法収縮率を測定し、その結果を表1に示した。寸法収縮率は、510×340mmの試験片の四隅に1mmの穴を開け、該試験片の銅箔を全面エッチングした後、150℃で30分間加熱処理し、試験片の加熱処理前後の穴間の寸法変化率を測定したものである。
【0012】
【表1】

【0013】
【発明の効果】表1から明らかなように、本発明によれば、予め熱盤を加熱しておくことで成形時間は短縮される。通常、成形は繰り返し行なうので、熱盤を室温まで冷却しない分、加熱エネルギの低減にも有効である。また、加熱工程終了後、高温で成形圧力解放し積層板を取り出すことにより成形時間をさらに短縮できる。かつ、成形した積層板のその後の加熱処理による寸法収縮を小さく抑えることができる。このような積層板は、寸法安定性がよいので、微細な回路加工を行なう高密度印刷回路基板として有用なもである。




 

 


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