JP4170781B2

JP4170781B2 - Substrate manufacturing method

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Publication number: JP4170781B2
Application number: JP2003009445A
Authority: JP
Inventors: 邦雄岸本; 敏昭竹中; 幸弘平石
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2023-01-17
Also published as: JP2004265890A; CN1698403B; CN1698403A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面の基板または複数層の回路パターンを接続してなる多層の基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、高密度化に伴い、産業用にとどまらず民生用の分野においても多層基板が強く要望されるようになってきた。特に多層基板の高密度化は回路パターンの微細化が進み、より複数層の回路パターンの積層精度がその性能を左右するため、積層精度と同時に生産性の高い積層方法が望まれている。
【０００３】
以下従来の多層基板、ここでは４層の基板の製造方法について説明する。
【０００４】
まず、多層基板のベースとなる両面（２層）基板の製造方法を説明する。
【０００５】
図５（ａ）〜（ｆ）は従来の両面基板の製造方法の工程断面図である。
【０００６】
図５（ａ）において、５１は４００ｍｍ角、厚さ１５０μｍの不織布の芳香族ポリアミド繊維に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させた複合材からなるアラミド−エポキシシートとしてのプリプレグ、５２はレーザーなどによって加工した貫通穴に印刷などの手段を用いて導電性ペーストを充填したビアである。
【０００７】
図５（ｂ）において、５３ａは銅箔、５４ａ，５４ｂは先端がφ１０ｍｍのヒーターポンチ、５５はフッ素樹脂などを材料とした離型シート、５６は位置決めステージである。
【０００８】
位置決めステージ５６上に静置された銅箔５３ａの上に、プリプレグ５１を位置決め用のビア（図示せず）をＣＣＤなどの認識装置（図示せず）で認識位置決めして積層した後、離型シート５５を介して約３００℃に加熱したヒーターポンチ５４ａ，５４ｂで任意の位置を圧力０．１Ｍｐａにて３秒間加熱加圧してプリプレグ５１の熱硬化性エポキシ樹脂を溶融させて銅箔５３ａに接着固定する。
【０００９】
次に図５（ｃ）に示すように、ヒーターポンチ５４ａ，５４ｂの加熱加圧を解除し離型シート５５も剥離する。
【００１０】
次に図５（ｄ）に示すように、プリプレグ５１を銅箔５３ａとで挟み込む様に銅箔５３ｂを積層し、再度約１００℃に熱せられたヒーターポンチ５４ａ，５４ｂで任意の部分を圧力０．１Ｍｐａにて３秒間加熱加圧して接着固定することで上下の銅箔５３ａ，５３ｂとプリプレグ５１は接着固定される。この時加圧する箇所は先に加圧した箇所とは異なるところにしないと銅箔との圧着は完成しない。
【００１１】
次に、熱プレスで全面を温度２００℃、圧力５Ｍｐａで約２時間加熱加圧することでプリプレグ５１に含まれた熱硬化性エポキシ樹脂を溶融硬化させて上下の銅箔をプリプレグ５１の全面に接着させ端部の余分な銅箔を切り落とすことで図５（ｅ）に示す２層の銅張積層板５７が形成される。この時、プリプレグ５１に配置された導電性ペーストを充填したビア５２によって上下銅箔５３ａ，５３ｂの電気的接合が行われている。
【００１２】
そして、図５（ｆ）に示すようにエッチングなどにより銅張積層板５７の表面銅箔の任意の部分を選択的に除去することで回路パターン５８を形成することで基板５９が完成する。
【００１３】
次に多層化する場合の従来の実施例を図６（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。
【００１４】
図６は、従来の実施例である多層基板の製造方法を示す工程断面図であり、４層基板を例として示している。
【００１５】
図６（ａ）において、図５の（ａ）〜（ｂ）と同じ工程を経て位置決めステージ５６上に銅箔５３ａとプリプレグ５１ａを載置する。
【００１６】
その上に既述の基板５９を内層用コア基板として積層する。
【００１７】
プリプレグ５１ａ上への基板５９の積層にあたっては、基板５９に形成された位置決め用パターン（図示せず）と、プリプレグ５１ａに形成した位置決め用ビア（図示せず）をＣＣＤなどの認識装置（図示せず）などを用いて位置決めして積層を行う。
【００１８】
その後、任意の部分を約３００℃に加熱されたヒーターポンチ５４ａ，５４ｂで離型シート５５を介して３秒間加熱加圧することで銅箔５３ａ、プリプレグ５１ａ、基板５９を接着固定する。
【００１９】
次に、図６（ｂ）に示すように、プリプレグ５１ｂの位置決め用ビア（図示せず）をＣＣＤなどの認識装置を用いて認識し、既に位置決めステージ上に位置決め固定されている基板５９の位置決め用パターンと位置決めを行い載置・積層する。
【００２０】
そして任意の部分を約３００℃に加熱したヒーターポンチ５４ａ，５４ｂで離型シート５５を介して３秒間加熱加圧することで基板５９とプリプレグ５１ｂが接着固定される。
【００２１】
次に図６（ｃ）に示すように、プリプレグ５１ｂの上から銅箔５３ｂを積層し任意の位置を約３００℃に加熱したヒーターポンチ５４ａ，５４ｂで３秒間加熱加圧することで下の銅箔５３ａ、下のプリプレグ５１ａ、基板５９、上のプリプレグ５１ｂ、上の銅箔５３ｂの接着固定を行う。
【００２２】
その後に、熱プレスで温度２００℃、圧力５Ｍｐａで約２時間で全面を加熱加圧して上下プリプレグの熱硬化性エポキシ樹脂を溶融させて上下銅箔、上下プリプレグ、２層基板を熱硬化性エポキシ樹脂で接着固定させることで図６（ｄ）に示すような４層銅張り板６０ができあがる。
【００２３】
さらに、図６（ｅ）に示すように、４層銅張り板６０の表面銅箔をエッチングなどで選択的に除去することで回路パターン６１を形成し４層の多層基板６２が完成する。
【００２４】
さらに多層化する場合には４層基板をコア基板として上記工程を繰り返せばよい。
【００２５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【００２６】
【特許文献１】
特開平７−２８３５３４号公報
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術における課題について以下説明する。
【００２８】
図７は、従来の技術における課題を示す図である。
【００２９】
離型シート５５を介することでヒーターポンチ５４を汚さずにプリプレグ５１の任意の位置を加熱加圧することができプリプレグ５１に含まれる樹脂を完全硬化させてプリプレグ５１と銅箔等とを接着させている。
【００３０】
このときプリプレグ５１の加熱加圧された部分はまだ高温状態であるためプリプレグ５１に含まれる熱硬化性エポキシ樹脂６２は溶融状態であるため離型シート５５と融着しているので剥離時に離型シート５５に取られる。
【００３１】
さらに高温で加熱加圧された部分６３は樹脂が溶融流出して少なくなっているので凹状にへこみプリプレグ５１の芯材が露出する。
【００３２】
つまり、この場合ヒーターポンチ５４で加熱加圧された部分６３は高熱で樹脂が溶融し加圧されたことで樹脂が押し出され樹脂がほとんどなくなっている。
【００３３】
また押し出された樹脂は離型シート５５に付着した状態で樹脂６２が除去されるためヒーターポンチ５４で加熱加圧された部分６３は樹脂不足になりかつ残りの樹脂も完全に硬化しているため、この後の熱プレス工程で周囲からの樹脂流れもなく基板になってもヒーターポンチ５４で加熱加圧された部分６３はポーラスな状態になりエッチング液などが浸入しやすい状態にあった。
【００３４】
すなわち従来の製造方法においては、プリプレグ５１を銅箔やコア基板に積層し接着固定する場合に高温でプリプレグ５１を加熱加圧していたため加圧された部分の樹脂は流出し完全硬化するためプリプレグ５１の芯材が露出しポーラスな状態になる。
【００３５】
その部分に回路パターンの形成工程でエッチング液が入り込み、エッチング液の残渣が次工程に持ち出され工程汚染の要因になるという問題点を有していた。
【００３６】
本発明は上記従来の問題を解決するもので、積層時にプリプレグ樹脂を完全硬化させることなく精度が高く、生産性に優れた多層基板を実現するための多層基板の製造方法を提供するものである。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、不織布または織布の芯材にＢステージ状態の熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させた複合材からなるプリプレグを少なくとも被積層物として用いて金属箔上もしくは内層用コア基板上に重ね合わせる積層工程と、金属箔上もしくは内層用コア基板上に積層された前記プリプレグの任意の部位を離型シートを介して加熱加圧する工程と、加熱加圧を解除する工程と、前記プリプレグを冷却した後前記離型シートを片側より残る片側に向かって順次剥離する工程と、前記プリプレグ上に金属箔を積層し加熱加圧して銅張積層板を形成する工程と、銅張積層板の表面金属箔をエッチング液で選択的に除去し回路パターンを形成し、基板とする工程とを備え、前記加熱加圧する工程は、Ｂステージ状態の熱硬化性エポキシ樹脂を軟化もしくは溶融させ、かつ硬化させることなくＢステージ状態を保持し、前記プリプレグと前記離型シートとが溶着しない条件で加熱加圧することを特徴とする基板の製造方法を用いて、両面または多層の基板を提供するものである。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明は、加熱したヒーターポンチで離型シートを介して前記プリプレグの任意の部位を加熱加圧する事で前記プリプレグに含浸されたＢステージ状態の樹脂を軟化もしくは溶融させて接着剤として利用し構成材料どうしを固定し、さらに加熱加圧が完了し前記ヒーターポンチが加熱加圧を解除しかつ、前記プリプレグの温度が冷えてから前記プリプレグより前記離型シートを剥離する構成を有しており、これにより両面の基板あるいは多層基板を高精度に積層できるという効果を有する。
【００３９】
また本発明は、特にヒーターポンチの温度をプリプレグに含浸されたＢステージ樹脂の軟化点以上でかつＢステージ状態を維持できる温度であり、これにより接着固定後もプリプレグに含浸された樹脂がＢステージ状態を保つことができるという効果を有する。
【００４０】
また本発明は、特にヒーターポンチとプリプレグ間に介在させる離型シートが耐熱性と離型性を兼ね備える構成を有しており、これによりヒーターポンチの熱によって溶けることなくさらにプリプレグに接着しないという効果を有する。
【００４１】
また本発明は、耐熱性と離型性を兼ね備えている離型シートをフッ素樹脂とする構成を有しており、これにより耐熱性と離型性を兼ね備え、かつヒーターポンチの熱によって溶けることなくさらにプリプレグに接着しないという効果を有する。
【００４２】
また本発明は、特に耐熱性と離型性を兼ね備えている離型シートが離型処理を施したポリフェニレンサルファイドからなる構成を有しており、これにより安価に耐熱性と離型性を備え、かつヒーターポンチの熱によって溶けることなくさらにプリプレグに接着しないという効果を有する。
【００４３】
また本発明は、特に耐熱性と離型性を兼ね備えている離型シートが離型処理を施したポリエチレン樹脂からなる構成を有しており、これにより安価に耐熱性と離型性を備え、かつヒーターポンチの熱によって溶けることなくさらにプリプレグに接着しないという効果を有する。
【００４４】
また本発明は、特に離型処理が離型シートにシリコンコーティングする構成を有しており安価に離型性を付加し、かつヒーターポンチの熱によって溶けることなくさらにプリプレグに接着しないという効果を有する。
【００４５】
また本発明は、特に離型処理が離型シートに熱硬化性樹脂をコーティングし完全硬化する構成を有しており、これにより安価で被接着物にコーティング材を転写する可能性を抑制でき、かつヒーターポンチの熱によって溶けることなくさらにプリプレグに接着しないという効果を有する。
【００４６】
また本発明は、特にプリプレグから離型シートを剥離する方法を離型シートの片側より残る片側に向かって順次剥離する構成を有しており、これによりスムーズにプリプレグより離型シートを剥離できるという効果を有する。
【００４７】
また本発明は、特にプリプレグおよび、もしくは少なくとも２層以上の回路パターンを有する多層基板が織布あるいは不織布と熱硬化性樹脂との複合材である構成を有しており、これにより完成した基板は高強度を得ることができる。
【００４８】
また本発明は、特に任意の部分を加熱加圧する加熱手段は常時加熱ヒーターである構成を有しており、これにより安価な加熱手段を手に入れることができるという効果を有する。
【００４９】
また本発明は、特に任意の一部を部分的に加熱加圧する加熱手段はパルスヒーターあるいは超音波とする構成を有しており、これにより加熱後の冷却が速やかに行えるという効果を有する。
【００５０】
以下本発明の実施の形態における多層基板の製造方法について説明する。
【００５１】
（実施の形態１）
まず、多層基板のベースとなる２層基板の製造方法について説明を行う。
【００５２】
図１（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第１の実施の形態である多層基板の内層用コア基板となる両面の（２層）基板の製造方法を示す工程断面図である。
【００５３】
図１（ａ）において、１は４００ｍｍ角、厚さ１５０μｍの不織布の芳香族ポリアミド（アラミド）繊維に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させた複合材からなるアラミド−エポキシシートとしてのプリプレグであり、２はレーザーなどによって加工した貫通穴に印刷などの手段を用いて導電性ペーストを充填したビアである。
【００５４】
図１（ｂ）において、３ａは銅箔、４ａ，４ｂは先端がφ１０ｍｍの加熱手段としてのヒーターポンチ、５は離型シートである。
【００５５】
離型シート５は、厚さ７５μｍのポリフェニレンサルファイドにシリコンを塗布して離型性を高めており、圧着時には離型処理側がプリプレグ１と接触するようにしてある。
【００５６】
６は位置決めステージであり、位置決めステージ６上に静置された銅箔３ａの上に、プリプレグ１を位置決め用のビア（図示せず）をＣＣＤなどの認識装置（図示せず）で認識位置決めして銅箔３ａ上に積層した後、離型シート５を介して約１００℃に加熱したヒーターポンチ４ａ，４ｂで任意の位置を圧力０．１Ｍｐａにて３秒間加熱加圧してプリプレグ１の熱硬化性エポキシ樹脂を軟化もしくは溶融させて銅箔３ａに接着固定する。
【００５７】
次に図１（ｃ）に示すように、一旦ヒーターポンチ４ａ，４ｂの加熱加圧の解除だけを行い、離型シート５はプリプレグ１上に静置した状態にしておく。
【００５８】
このときプリプレグ１の軟化点より僅かに高い程度の温度で加熱加圧されていたため、プリプレグ１に含浸された熱硬化性エポキシ樹脂は加圧されても押し出されず流出や硬化することなくＢステージ状態を保持している。
【００５９】
次に図１（ｄ）に示すように、プリプレグ１の加熱加圧された部分の温度が下がってから離型シート５の片側より残る片側に向かって順次、徐々に剥離することで、離型シート５はプリプレグ１から軽く剥がすことができる（プリプレグ１に含浸された熱硬化性エポキシ樹脂の軟化点以下になるとさらに剥がし易くなる。）。
【００６０】
離型シート５の材質としてはポリエチレン樹脂表面にエポキシ樹脂を塗布し硬化させて耐熱性と離型性を向上させたものや、フッ素樹脂などを用いても同様の効果が得られる。
【００６１】
次に図１（ｅ）に示すように、プリプレグ１を銅箔３ａとで挟み込む様に銅箔３ｂを積層し再度約１００℃に熱せられたヒーターポンチ４ａ，４ｂで任意の部分を圧力０．１Ｍｐａにて３秒間加熱加圧して接着固定することで上下銅箔３ａ，３ｂとプリプレグ１は接着固定される。
【００６２】
次に、熱プレスで全面を温度２００℃、圧力５Ｍｐａで約２時間加熱加圧することでプリプレグ１に含まれた熱硬化性エポキシ樹脂を溶融硬化させて上下の銅箔３ａ，３ｂをプリプレグ１の全面に接着させ端部の余分な銅箔を切り落とすことで図１（ｆ）に示す２層銅張積層板７が形成される。この工程により、プリプレグ１に配置された導電性ペーストを充填したビア２によって上下銅箔３ａ，３ｂの電気的接合が行われている。
【００６３】
そして、図１（ｇ）に示すようにエッチングなどにより２層の銅張積層板７の銅箔を選択的に除去し回路パターン８を形成することで２層の基板９が完成する。
【００６４】
この時、ヒーターポンチ４ａ，４ｂによって加熱加圧されていた部分はＢステージ状態であるにもかかわらず、プレス時の流動による基板の芯材が露出状態とならず、エッチング液の染み込みもないので次工程へのエッチング液残渣の持ち出しを抑制することができる。
【００６５】
図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施の形態である多層基板の製造方法を示す工程断面図であり、４層の基板を例として示している。
【００６６】
図２（ａ）において、図１の（ａ）〜（ｄ）と同じ工程を経て位置決めステージ６上に銅箔３ａとプリプレグ１ａを載置する。
【００６７】
その上に前述の２層の基板９を内層用コア基板として積層する。
【００６８】
プリプレグ１ａ上への基板９の積層にあたっては、基板９に形成された位置決め用パターン（図示せず）と、プリプレグ１ａに形成した位置決め用ビア（図示せず）をＣＣＤなどの認識装置（図示せず）などを用いて位置決めをして積層を行う。
【００６９】
その後、任意の部分を約１００℃に加熱されたヒーターポンチ４ａ，４ｂで離型シート５を介して３秒間加熱加圧することで銅箔３ａ、プリプレグ１ａ、２層基板９を接着固定する。
【００７０】
この場合の離型シート５の使用目的はヒーターポンチ４ａ，４ｂで直接内層基板を加圧しない様に内層基板の汚染防止を目的としており離型シート５と２層基板９は溶着することはないので加熱加圧完了後は速やかに離型シート５を剥離しても問題ない。
【００７１】
次に、図２（ｂ）に示すように、位置決めステージ６上に位置決め固定されている基板９の位置決め用パターンと、プリプレグ１ｂの位置決め用ビア（図示せず）をＣＣＤなどの認識装置を用いて認識して位置決めを行い積層する。
【００７２】
そして、任意の部分を約１００℃に加熱したヒーターポンチ４ａ，４ｂで離型シート５を介して３秒間加熱加圧することで２層基板９とプリプレグ１ｂが接着固定される。
【００７３】
次に図２（ｃ）に示すように、ヒーターポンチ４ａ，４ｂの加熱加圧完了後、プリプレグ１ｂの加熱された部分が冷えてから離型シート５を片側より残る片側に向かって順次、徐々に剥離を行うことで積層した基板のずれが抑制できる（プリプレグ１ｂに含浸された熱硬化性エポキシ樹脂の軟化点以下になるとさらに剥がし易くなりずれも抑制できる。）。
【００７４】
次に、図２（ｄ）に示すように、プリプレグ１ｂの上から銅箔３ｂを積層し任意の位置を約１００℃に加熱したヒーターポンチ４ａ，４ｂで３秒間加熱加圧することで、その下に位置する銅箔３ａ、プリプレグ１ａ、基板９、プリプレグ１ｂ、及び銅箔３ｂの接着固定を行う。
【００７５】
その後、熱プレスで温度２００℃、圧力５Ｍｐａで約２時間で全面を加熱加圧して上下プリプレグ１ａ，１ｂの熱硬化性エポキシ樹脂を溶融させて銅箔３ａ，３ｂ、プリプレグ１ａ，１ｂ、及び基板９を熱硬化性エポキシ樹脂で接着固定させることで図２（ｅ）に示すような４層の銅張積層板１０を形成する。
【００７６】
さらに、図２（ｆ）に示すように、４層の銅張積層板１０の表面銅箔をエッチングなどで選択的に除去することで回路パターン１１を形成し４層の多層基板１２が完成する。
【００７７】
完成した多層基板のヒーターポンチ４ａ，４ｂで加熱加圧された部分は、熱プレス前にＢステージ状態を保てていたため熱プレスによって樹脂流動が発生し基板表面は平坦性を保ち基板芯材であるアラミドが表面に露出しておらず良好な状態になっている。
【００７８】
４層以上の多層基板を得ようとすれば上記の製造方法で製造した多層基板を基板９の代わりに内層用のコア基板に用い、図２で説明した工程を同様に繰り返せばよい。
【００７９】
なお本実施の形態においては、位置決めステージ上にまず銅箔を載置し、プリプレグ、コア基板、プリプレグ、銅箔と順次積層する工程について述べたが、コア基板を中心にその両側にプリプレグを配置した状態で上下同時に接着固定を行う方法や、最外層がプリプレグになるように複数枚のコア基板とプリプレグを交互に重ね合わせる積層方法においても応用することができる。
【００８０】
すなわち、本発明の製造方法であるプリプレグとヒーターポンチの間に離型シートを介在させて固着し、離型シートを剥離した後に、銅箔を張り合わせ熱プレスで加熱し一括にて多層基板を得る場合も同様の効果が得られている。
【００８１】
また、今回は芯材をアラミド不織布にて説明を行ったが芯材がガラスエポキシの織布でも同様の効果が得られている。
【００８２】
従来の積層工程においては、熱プレス前の銅箔とプリプレグと多層基板との位置決め・固定の方法は、プリプレグの樹脂を高温で完全硬化させて固着させていた。
【００８３】
このとき加熱加圧部の樹脂が流動・流出してプリプレグの芯材が露出しないようにするため、ヒーターポンチの温度を比較的低温（軟化点以上）として接着固定し、プリプレグ中の樹脂がＢステージ状態を保ちつつ、かつ一定の接着（固着）強度を得る必要があった。
【００８４】
しかしながら従来の製造方法においては、ヒーターポンチの温度を低温に設定しても圧着直後は、プリプレグ中の樹脂は溶融状態になっていた。
【００８５】
したがって離型シートはプリプレグと溶着しており、離型シートを剥離する際に、離型シートに樹脂が付着してプリプレグ中の樹脂が取られるため、プリプレグは樹脂不足になる恐れがあった。
【００８６】
また２次的な不具合としては、離型シートと密着したプリプレグが引っ張られ、これにより積層した材料どうし位置がずれる可能性もあった。
【００８７】
本発明は以上の従来の製造方法における課題に着目し、離型シートの剥離性と剥離の条件を実験の結果見出した。
【００８８】
これにより、ヒーターポンチを高温に設定することはないので、プリプレグ中の樹脂が流動・流出せず、さらに硬化することもないので、離型シートの剥離の際に離型シートへ樹脂が取られるという不具合が解消した。
【００８９】
また、離型シートにプリプレグが引っ張られることも無くなったので積層位置がずれることも無くなり接着強度を確保することができた。
【００９０】
本発明の製造方法と従来の製造方法で製造された基板の表面の凹凸状態を（表１）に示し、比較しながら説明する。
【００９１】
【表１】

【００９２】
まず本発明および従来の製造方法ともに、加熱加圧前はプリプレグの芯材形状が表面に顕れ、約Ｒａ＝２．０μｍ程度の表面粗さになっている。
【００９３】
この状態のものを加熱加圧した場合、従来の製造方法においては、ヒーターポンチで押し出された樹脂がヒーターポンチの周囲に樹脂溜まりを形成し、加熱加圧された部分はプリプレグの芯材が露出して表面粗さＲａ＝８．１μｍになっている。
【００９４】
これに対し本発明の製造方法では、表面粗さＲａ＝４．２μｍと大きくなっているが樹脂の状態はまだＢステージを保っている。
【００９５】
以上の状態のプリプレグを熱プレスで加熱加圧すると、従来の製造方法では樹脂が既に硬化しかけているので十分に樹脂が流れず先に形成された凹凸がプレス後にも影響を及ぼしており、表面粗さＲａ＝２．２μｍとはっきりプリプレグの芯材が露出していることが分かる。
【００９６】
一方本発明の製造方法では、加熱加圧時には若干面が荒れているように見えていたが樹脂がＢステージ状態でプリプレグ表面に残っていたためプレス後には表面粗さＲａ＝０．９μｍと平坦にすることができている。
【００９７】
この結果、エッチング液の次工程への持ち出しも抑制でき、さらに基板として使用できる範囲が従来より広がるので材料の使用効率も向上させることができる。
【００９８】
そして、従来での加熱温度３００℃と異なり、比較的低温で行えるので、ヒーターポンチの使用電力の節電、およびヒーターポンチの寿命の向上を図ることができ、基板の品質、生産性が向上した。
【００９９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の基板を製造するために用いる製造装置を示す斜視図である。
【０１００】
４ａ，４ｂは加熱手段としてのヒーターポンチ、６は位置決めステージでありヒーターポンチ４ａが下から基板の下面を押さえられるように任意の位置に加圧用穴２４が配置されている。
【０１０１】
２２は、位置決めステージ６の一辺の任意の位置に配置されたテープ状の離型シートをプラスチックのコアなどに巻き付けたものが取り付けられる離型シート５の供給リールであり、供給リール２２から巻き出された離型シート５はガイドロール２５ａを通過して位置決めステージ６上の任意の位置に配置された加圧用穴の上をヒーターポンチ４ａ，４ｂを上下に分けるように通過させ対面に配置したガイドロール２５ｂを通過後、離型シートの巻き取りリール２３で離型シート５を巻き取る構造となっている。
【０１０２】
また離型シート５の配置を図３のようにすれば一度に４箇所の接着固定が可能となる。
【０１０３】
また離型シート５が通過している任意の部分に加圧用穴を増設することで下層用プリプレグと上層用プリプレグの加圧を分けることができる。
【０１０４】
これによりプリプレグの同じ場所を複数回加圧することを避けることができる。この場合ヒーターポンチを増設するか、もしくはスライドベアリングなどで位置移動させて使用することも可能である。
【０１０５】
以上述べたように、本発明で使用する製造装置は、効率よく基板を製造するための装置であり、これにより生産性に優れ安定して基板を提供することができるものである。
【０１０６】
（実施の形態３）
次に本発明である基板の製造に用いるために製造装置の詳細な動きを図４を用いて説明する。
【０１０７】
図４は、本発明である多層基板の製造装置の動作を示した模式図である。
【０１０８】
本実施の形態では、銅箔上にプリプレグ１を積層してからの圧着動作、及び離型シート５の剥離動作について説明する。
【０１０９】
図４（ａ）は、位置決めステージ６の上に銅箔３ａを載せさらにその上にプリプレグ１を位置決めして静置した状態となっている。
【０１１０】
その上に離型シート５があり、離型シート５の供給リール２２から巻き出されガイドロール２５ａを通過してさらにガイドロール２５ｂを通過して離型シート５の巻き取りリール２３に巻き取られるようになっている。
【０１１１】
離型シート５の供給リール２２及び離型シート５の巻き取りリール２３は、テンション調整機能が備わっている。
【０１１２】
図４（ｂ）では、ヒーターポンチ４ａ，４ｂによる加熱加圧の手順を示している。ヒーターポンチ４ａ，４ｂが加圧するときに、ほぼ同時に供給リール２２、ガイドロール２５ａ，２５ｂ、離型シート５、巻き取りリール２３（以上をまとめて離型シートユニットと称する。）が降下し、さらに供給リール２２、巻き取りリール２３間にかかっていたテンションが解除され、それぞれ離型シート５がガイドロール２５ａ，２５ｂから外れ、弛んだ状態で銅箔３ａとプリプレグ１の圧着を行う。
【０１１３】
次に図４（ｃ）に示すように、ヒーターポンチ４ａ，４ｂが加圧を解除した時に同時に離型シートユニットも上昇する。このとき離型シート５は弛ませていたのでプリプレグ１の上に接着された状態になっている。
【０１１４】
したがって図４（ｂ）において、離型シート５を弛ませる量は、離型シートユニットが上昇してもまだテンションがかからない状態になるようにしておく必要がある。
【０１１５】
その後プリプレグ１が軟化点まで冷えてから、供給リール２２はそのままの状態とし、巻き取りリール２３だけを巻き取り動作を行うと、離型シート５は片側からのみ巻き上げられ、同時に片側から残る片側へ向かって順次、徐々に剥離され、スムーズに剥離をすることができる。
【０１１６】
さらに巻き上げることで図４（ｄ）に示すように巻き出し側に近い圧着部分も順次剥離していくことが可能である。
【０１１７】
図４（ｅ）は銅箔とプリプレグの圧着と離型シート５の剥離が完了した状態である。
【０１１８】
【発明の効果】
以上のように本発明は、プリプレグ表面をヒーターポンチで離型シートを介して加熱加圧して銅箔やコア基板と接着する場合に、加熱温度をプリプレグに含まれる樹脂の軟化点以上でかつ樹脂のＢステージ状態を保つ温度にすることができる。
【０１１９】
さらに離型シートをプリプレグ表面から剥がす際には離型シートの一方から順次、徐々に剥離することで離型シートへプリプレグ中の樹脂が取られていくことを防止できる。
【０１２０】
これにより基板として成型されたときに圧着した部分のプリプレグ芯材が露出することがなくなるので回路形成の際におけるエッチング液の染み込みも防止できるため、基板の品質向上を図ることができ、積層工程の安定化も実現でき、さらに生産性に優れた基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における基板の製造方法を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１における多層基板の製造方法を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態２における多層基板の製造装置を示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態３における多層基板の製造装置の動作を示す図
【図５】従来の基板の製造方法を示す断面図
【図６】従来の多層基板の製造方法を示す断面図
【図７】従来の基板の製造方法における課題を示す図
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂプリプレグ
２ビア
３ａ，３ｂ銅箔
４ａ，４ｂヒーターポンチ
５離型シート
６位置決めステージ
７２層銅張積層板
８回路パターン
９２層基板
１０４層銅張積層板
１１回路パターン
１２４層基板
２２供給リール
２３巻き取りリール
２４加圧用穴
２５ａ，２５ｂガイドロール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a multilayer substrate formed by connecting substrates on both sides or a plurality of circuit patterns.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the miniaturization and high density of electronic devices, there has been a strong demand for multilayer substrates not only for industrial use but also for consumer use. In particular, as the density of multilayer substrates increases, circuit patterns become finer, and the accuracy of stacking multiple circuit patterns affects the performance. Therefore, a stacking method with high productivity as well as stacking accuracy is desired.
[0003]
Hereinafter, a method for manufacturing a conventional multilayer substrate, here, a four-layer substrate will be described.
[0004]
First, a method for manufacturing a double-sided (two-layer) substrate that serves as a base of a multilayer substrate will be described.
[0005]
5A to 5F are process cross-sectional views of a conventional method for manufacturing a double-sided substrate.
[0006]
In FIG. 5A, 51 is a prepreg as an aramid-epoxy sheet made of a composite material in which a 400 mm square and 150 μm thick non-woven aromatic polyamide fiber is impregnated with a thermosetting epoxy resin , and 52 is processed by a laser or the like. The via is filled with a conductive paste using printing or the like in the through hole.
[0007]
In FIG. 5B, 53a is a copper foil, 54a and 54b are heater punches having a tip of 10 mm, 55 is a release sheet made of a fluororesin or the like, and 56 is a positioning stage.
[0008]
After the prepreg 51 is positioned and stacked on a copper foil 53a placed on the positioning stage 56, a positioning via (not shown) is recognized and positioned by a recognition device (not shown) such as a CCD, and then released. The thermosetting epoxy resin of the prepreg 51 is melted and bonded to the copper foil 53a by heating and pressing at any position with a heater punch 54a, 54b heated to about 300 ° C. through the sheet 55 at a pressure of 0.1 Mpa for 3 seconds. Fix it.
[0009]
Next, as shown in FIG. 5C, the heating and pressurization of the heater punches 54a and 54b is released, and the release sheet 55 is also peeled off.
[0010]
Next, as shown in FIG. 5 (d), the copper foil 53b is laminated so that the prepreg 51 is sandwiched between the copper foil 53a, and an arbitrary portion is applied with a pressure of 0 with the heater punches 54a and 54b heated to about 100 ° C. again. The upper and lower copper foils 53a and 53b and the prepreg 51 are bonded and fixed by heating and pressurizing at 1 Mpa for 3 seconds and bonding and fixing. At this time, if the location to be pressurized is not different from the location previously pressurized, the crimping with the copper foil is not completed.
[0011]
Next, the entire surface of the prepreg 51 is melt-cured by heat-pressing the entire surface at a temperature of 200 ° C. and a pressure of 5 MPa for about 2 hours by hot pressing, and the upper and lower copper foils are bonded to the entire surface of the prepreg 51. Then, the two-layer copper-clad laminate 57 shown in FIG. 5E is formed by cutting off the excess copper foil at the end. At this time, the upper and lower copper foils 53a and 53b are electrically joined by the via 52 filled with the conductive paste disposed in the prepreg 51.
[0012]
Then, as shown in FIG. 5 (f), a substrate 59 is completed by forming a circuit pattern 58 by selectively removing an arbitrary portion of the surface copper foil of the copper clad laminate 57 by etching or the like.
[0013]
Next, a conventional example in the case of multi-layering will be described with reference to FIGS.
[0014]
FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a multilayer substrate according to a conventional example, and illustrates a four-layer substrate as an example.
[0015]
6A, the copper foil 53a and the prepreg 51a are placed on the positioning stage 56 through the same steps as in FIGS.
[0016]
On top of this, the above-described substrate 59 is laminated as an inner layer core substrate.
[0017]
In stacking the substrate 59 on the prepreg 51a, a positioning pattern (not shown) formed on the substrate 59 and a positioning via (not shown) formed on the prepreg 51a are recognized by a recognition device (not shown) such as a CCD. Z)) is used for positioning and lamination.
[0018]
Thereafter, the copper foil 53a, the prepreg 51a, and the substrate 59 are bonded and fixed by heating and pressing an arbitrary portion with the heater punches 54a and 54b heated to about 300 ° C. through the release sheet 55 for 3 seconds.
[0019]
Next, as shown in FIG. 6B, the positioning via (not shown) of the prepreg 51b is recognized using a recognition device such as a CCD, and the substrate 59 already positioned and fixed on the positioning stage is positioned. Place and stack with positioning pattern.
[0020]
Then, the substrate 59 and the prepreg 51b are bonded and fixed by heating and pressurizing an arbitrary portion with the heater punches 54a and 54b heated to about 300 ° C. through the release sheet 55 for 3 seconds.
[0021]
Next, as shown in FIG. 6 (c), the copper foil 53b is laminated from above the prepreg 51b, and the lower copper foil is heated and pressed by the heater punches 54a and 54b heated at about 300 ° C. for 3 seconds. 53a, the lower prepreg 51a, the substrate 59, the upper prepreg 51b, and the upper copper foil 53b are bonded and fixed.
[0022]
After that, the entire surface is heated and pressed by a hot press at a temperature of 200 ° C. and a pressure of 5 MPa for about 2 hours to melt the thermosetting epoxy resin of the upper and lower prepregs, and the upper and lower copper foils, the upper and lower prepregs are thermoset epoxy. By bonding and fixing with resin, a four-layer copper-clad plate 60 as shown in FIG. 6D is completed.
[0023]
Further, as shown in FIG. 6E, the circuit pattern 61 is formed by selectively removing the surface copper foil of the four-layer copper-clad plate 60 by etching or the like, and the four-layer multilayer substrate 62 is completed.
[0024]
In the case of further multilayering, the above process may be repeated using a four-layer substrate as a core substrate.
[0025]
As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
[0026]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-283534
[Problems to be solved by the invention]
The problems in the above conventional technique will be described below.
[0028]
FIG. 7 is a diagram illustrating a problem in the conventional technique.
[0029]
By passing through the release sheet 55, any position of the prepreg 51 can be heated and pressurized without soiling the heater punch 54, and the resin contained in the prepreg 51 is completely cured to bond the prepreg 51 and copper foil or the like. Yes.
[0030]
At this time, since the heated and pressurized portion of the prepreg 51 is still in a high temperature state, the thermosetting epoxy resin 62 contained in the prepreg 51 is in a molten state and is thus fused to the release sheet 55, so that it is released during peeling. The sheet 55 is taken.
[0031]
Further, since the resin 63 melts and flows out in the portion 63 heated and pressurized at a high temperature, it is recessed and the core of the prepreg 51 is exposed.
[0032]
In other words, in this case, the portion 63 heated and pressurized by the heater punch 54 is melted and pressurized with high heat, so that the resin is pushed out and almost no resin is left.
[0033]
Further, since the resin 62 is removed while the extruded resin is attached to the release sheet 55, the portion 63 heated and pressurized by the heater punch 54 is short of resin and the remaining resin is completely cured. Even if the substrate does not flow from the surroundings in the subsequent hot pressing step, the portion 63 heated and pressurized by the heater punch 54 is in a porous state and is in a state in which an etching solution or the like easily enters.
[0034]
That is, in the conventional manufacturing method, when the prepreg 51 is laminated on a copper foil or a core substrate and bonded and fixed, the prepreg 51 is heated and pressurized at a high temperature. The core material is exposed and becomes porous.
[0035]
There is a problem in that the etching solution enters the portion in the circuit pattern forming process, and the residue of the etching solution is taken out to the next process and causes contamination of the process.
[0036]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a method for producing a multilayer substrate for realizing a multilayer substrate with high accuracy and excellent productivity without completely curing the prepreg resin during lamination. .
[0037]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a core substrate for metal foil or inner layer using at least a prepreg made of a composite material in which a core material of a nonwoven fabric or a woven fabric is impregnated with a thermosetting epoxy resin in a B-stage state is used as a laminate. A step of superimposing, a step of heating and pressurizing any part of the prepreg laminated on the metal foil or the core substrate for the inner layer through a release sheet, a step of releasing the heating and pressurization, A step of sequentially peeling the release sheet from one side to the remaining one side after cooling the prepreg, a step of laminating a metal foil on the prepreg and heating and pressing to form a copper-clad laminate, and a copper-clad laminate the surface metal foil to form a selectively removing the circuit pattern in etchant, and a step of the substrate, the step of applying said heat and pressure, the heat curable epoxy resin in B-stage Softened or melted, and retaining the B-stage state without curing, using the method of manufacturing a substrate with the prepreg and the release sheet wherein the pressurized heated condition without welding, double-sided or multilayer A substrate is provided.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is configured to use as an adhesive by softening or melting the B-stage resin impregnated in the prepreg by heating and pressurizing any part of the prepreg through a release sheet with a heated heater punch. Fixing materials, further heating and pressurization is completed, the heater punch releases the heating and pressurization, and after the temperature of the prepreg cools, the release sheet is peeled off from the prepreg, This has the effect that a double-sided substrate or a multilayer substrate can be laminated with high accuracy.
[0039]
In addition, the present invention is a temperature at which the temperature of the heater punch is not less than the softening point of the B-stage resin impregnated in the prepreg and can maintain the B-stage state. The effect is that the state can be maintained.
[0040]
In addition, the present invention has a structure in which the release sheet interposed between the heater punch and the prepreg has both heat resistance and releasability, thereby not being melted by the heat of the heater punch and not being further adhered to the prepreg. Have
[0041]
In addition, the present invention has a structure in which a release sheet having both heat resistance and releasability is made of a fluororesin, thereby having both heat resistance and releasability, and without being melted by the heat of the heater punch. Furthermore, it has the effect of not adhering to the prepreg.
[0042]
In addition, the present invention has a structure in which the release sheet having both heat resistance and releasability is composed of polyphenylene sulfide which has been subjected to a release treatment, thereby providing heat resistance and releasability at low cost. And it has the effect that it does not adhere to the prepreg without being melted by the heat of the heater punch.
[0043]
In addition, the present invention has a configuration in which the release sheet having both heat resistance and releasability is composed of a polyethylene resin subjected to release treatment, thereby providing heat resistance and releasability at low cost. And it has the effect that it does not adhere to the prepreg without being melted by the heat of the heater punch.
[0044]
In addition, the present invention has an effect that the release treatment has a structure in which the release sheet is silicon-coated, and the release property is added at a low cost, and it does not melt by the heat of the heater punch and does not further adhere to the prepreg. .
[0045]
In addition, the present invention particularly has a structure in which the release treatment is completely cured by coating the release sheet with a thermosetting resin, thereby suppressing the possibility of transferring the coating material to the adherend at a low cost, And it has the effect that it does not adhere to the prepreg without being melted by the heat of the heater punch.
[0046]
In addition, the present invention has a configuration in which the method of peeling the release sheet from the prepreg is sequentially peeled from the one side of the release sheet toward the remaining one side, and thereby the release sheet can be smoothly peeled from the prepreg. Has an effect.
[0047]
Further, the present invention has a configuration in which the prepreg and / or the multilayer substrate having a circuit pattern of at least two layers is a composite material of a woven fabric or a nonwoven fabric and a thermosetting resin, and the substrate thus completed is High strength can be obtained.
[0048]
In addition, the present invention has a configuration in which the heating means for heating and pressurizing an arbitrary portion is always a heating heater, whereby an inexpensive heating means can be obtained.
[0049]
In addition, the present invention has an effect that the heating means for partially heating and pressurizing a part of an arbitrary part is a pulse heater or an ultrasonic wave, so that cooling after heating can be performed quickly.
[0050]
Hereinafter, a method for manufacturing a multilayer substrate according to an embodiment of the present invention will be described.
[0051]
(Embodiment 1)
First, a method for manufacturing a two-layer substrate serving as a base of the multilayer substrate will be described.
[0052]
FIGS. 1A to 1G are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a double-sided (two-layer) substrate that is a core substrate for an inner layer of a multilayer substrate according to the first embodiment of the present invention.
[0053]
In FIG. 1 (a), 1 is 400mm square, aramid made of a composite material impregnated with a thickness of 150μm nonwoven aromatic polyamide (aramid) thermosetting epoxy resin to the fiber - a prepreg of epoxy sheet, Reference numeral 2 denotes a via in which a through-hole processed by a laser or the like is filled with a conductive paste using means such as printing.
[0054]
In FIG. 1 (b), 3a is a copper foil, 4a and 4b are heater punches as heating means having a tip of φ10 mm, and 5 is a release sheet.
[0055]
In the release sheet 5, silicon is applied to 75 μm thick polyphenylene sulfide to improve the releasability, and the release treatment side is in contact with the prepreg 1 during press bonding.
[0056]
A positioning stage 6 recognizes and positions a positioning via (not shown) for positioning the prepreg 1 on a copper foil 3a placed on the positioning stage 6 with a recognition device (not shown) such as a CCD. After being laminated on the copper foil 3a, the thermosetting of the prepreg 1 is performed by heating and pressurizing at a pressure of 0.1 Mpa for 3 seconds with the heater punches 4a and 4b heated to about 100 ° C. through the release sheet 5. The adhesive epoxy resin is softened or melted and fixed to the copper foil 3a.
[0057]
Next, as shown in FIG. 1 (c), the heating punches 4 a and 4 b are only released once, and the release sheet 5 is left standing on the prepreg 1.
[0058]
At this time, since the thermosetting epoxy resin impregnated in the prepreg 1 was heated and pressurized at a temperature slightly higher than the softening point of the prepreg 1, the thermosetting epoxy resin impregnated in the prepreg 1 was not extruded and did not flow out or harden even when pressed. Holding.
[0059]
Next, as shown in FIG. 1 (d), after the temperature of the heated and pressurized portion of the prepreg 1 is lowered, the release sheet 5 is gradually peeled from the one side to the remaining one side, thereby releasing the mold. The sheet 5 can be peeled lightly from the prepreg 1 (when the temperature becomes below the softening point of the thermosetting epoxy resin impregnated in the prepreg 1, it becomes easier to peel off).
[0060]
As the material of the release sheet 5, the same effect can be obtained by using an epoxy resin coated on the surface of a polyethylene resin and cured to improve heat resistance and release properties, or a fluororesin.
[0061]
Next, as shown in FIG. 1 (e), a copper foil 3b is laminated so that the prepreg 1 is sandwiched between the copper foils 3a, and any portion is heated to about 100 ° C. by heating punches 4a and 4b. The upper and lower copper foils 3a and 3b and the prepreg 1 are bonded and fixed by heating and pressurizing at 1 Mpa for 3 seconds to be bonded and fixed.
[0062]
Next, the entire surface is heated and pressed at a temperature of 200 ° C. and a pressure of 5 Mpa for about 2 hours by hot pressing to melt and cure the thermosetting epoxy resin contained in the prepreg 1, so that the upper and lower copper foils 3 a and 3 b are formed on the prepreg 1. The two-layer copper-clad laminate 7 shown in FIG. 1 (f) is formed by bonding to the entire surface and cutting off the excess copper foil at the end. By this process, the upper and lower copper foils 3a and 3b are electrically joined by the via 2 filled with the conductive paste disposed in the prepreg 1.
[0063]
Then, as shown in FIG. 1G, the two-layer substrate 9 is completed by selectively removing the copper foil of the two-layer copper-clad laminate 7 by etching or the like to form a circuit pattern 8.
[0064]
At this time, although the portions heated and pressed by the heater punches 4a and 4b are in the B stage state, the core material of the substrate due to the flow during pressing is not exposed, and the etching solution does not penetrate. It is possible to suppress the removal of the etching solution residue to the next process.
[0065]
2A to 2F are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a multilayer substrate according to the first embodiment of the present invention, and illustrate a four-layer substrate as an example.
[0066]
2A, the copper foil 3a and the prepreg 1a are placed on the positioning stage 6 through the same steps as in FIGS.
[0067]
On top of this, the above-mentioned two-layer substrate 9 is laminated as an inner-layer core substrate.
[0068]
In stacking the substrate 9 on the prepreg 1a, a positioning pattern (not shown) formed on the substrate 9 and a positioning via (not shown) formed on the prepreg 1a are recognized by a recognition device (not shown) such as a CCD. Z)) is used for positioning and lamination.
[0069]
Thereafter, the copper foil 3a, the prepreg 1a, and the two-layer substrate 9 are bonded and fixed by heating and pressing an arbitrary portion for 3 seconds with the heater punches 4a and 4b heated to about 100 ° C. through the release sheet 5.
[0070]
The purpose of use of the release sheet 5 in this case is to prevent contamination of the inner layer substrate so that the inner layer substrate is not directly pressed by the heater punches 4a and 4b, and the release sheet 5 and the two-layer substrate 9 are not welded. Therefore, there is no problem even if the release sheet 5 is peeled off immediately after completion of heating and pressing.
[0071]
Next, as shown in FIG. 2B, the positioning pattern of the substrate 9 positioned and fixed on the positioning stage 6 and the positioning via (not shown) of the prepreg 1b are used with a recognition device such as a CCD. Recognize and position and stack.
[0072]
Then, the two-layer substrate 9 and the prepreg 1b are bonded and fixed by heating and pressurizing an arbitrary portion with heater punches 4a and 4b heated to about 100 ° C. through the release sheet 5 for 3 seconds.
[0073]
Next, as shown in FIG. 2 (c), after the heating and pressurization of the heater punches 4a and 4b is completed, after the heated portion of the prepreg 1b has cooled, the release sheet 5 is gradually and gradually moved from one side toward the remaining side. The separation of the laminated substrates can be suppressed by peeling off the substrate (when the temperature becomes below the softening point of the thermosetting epoxy resin impregnated in the prepreg 1b, the separation can be further facilitated and the displacement can be suppressed).
[0074]
Next, as shown in FIG. 2 (d), the copper foil 3b is laminated from above the prepreg 1b and heated and pressurized for 3 seconds with the heater punches 4a and 4b heated at about 100 ° C. The copper foil 3a, the prepreg 1a, the substrate 9, the prepreg 1b, and the copper foil 3b, which are located in FIG.
[0075]
Thereafter, the entire surface is heated and pressed by a hot press at a temperature of 200 ° C. and a pressure of 5 MPa for about 2 hours to melt the thermosetting epoxy resins of the upper and lower prepregs 1a and 1b, and the copper foils 3a and 3b, the prepregs 1a and 1b, and the substrate. 9 is bonded and fixed with a thermosetting epoxy resin to form a four-layer copper-clad laminate 10 as shown in FIG.
[0076]
Further, as shown in FIG. 2F, the circuit pattern 11 is formed by selectively removing the surface copper foil of the four-layer copper-clad laminate 10 by etching or the like, and the four-layer multilayer substrate 12 is completed. .
[0077]
The parts heated and pressed by the heater punches 4a and 4b of the completed multilayer substrate were kept in the B stage state before the hot press, so that the resin flow was generated by the hot press and the substrate surface was kept flat with the substrate core material. A certain aramid is not exposed on the surface and is in good condition.
[0078]
In order to obtain a multilayer substrate having four or more layers, the multilayer substrate manufactured by the above-described manufacturing method may be used as the core substrate for the inner layer instead of the substrate 9, and the steps described in FIG.
[0079]
In this embodiment, the copper foil is first placed on the positioning stage, and the prepreg, the core substrate, the prepreg, and the copper foil are sequentially laminated. However, the prepreg is arranged on both sides of the core substrate. In this state, the method can be applied to a method in which adhesive fixing is performed simultaneously at the top and bottom, and a lamination method in which a plurality of core substrates and prepregs are alternately overlapped so that the outermost layer is a prepreg.
[0080]
That is, a release sheet is interposed between the prepreg and the heater punch, which is the manufacturing method of the present invention, and the release sheet is peeled off, and then the copper foil is laminated and heated by a hot press to obtain a multilayer substrate in a lump. In this case, the same effect is obtained.
[0081]
In addition, although the core material has been described as an aramid nonwoven fabric this time, the same effect is obtained even when the core material is a glass epoxy woven fabric.
[0082]
In the conventional laminating process, the method of positioning and fixing the copper foil, the prepreg, and the multilayer substrate before hot pressing is performed by completely curing and fixing the prepreg resin at a high temperature.
[0083]
At this time, in order to prevent the resin in the heating and pressurizing portion from flowing and flowing out to expose the core material of the prepreg, the heater punch is bonded and fixed at a relatively low temperature (above the softening point), and the resin in the prepreg is B It was necessary to obtain a certain bonding (fixing) strength while maintaining the stage state.
[0084]
However, in the conventional manufacturing method, even if the temperature of the heater punch is set to a low temperature, the resin in the prepreg is in a molten state immediately after the pressure bonding.
[0085]
Therefore, the release sheet is welded to the prepreg, and when the release sheet is peeled off, the resin adheres to the release sheet and the resin in the prepreg is taken out, so that the prepreg may be short of the resin.
[0086]
In addition, as a secondary problem, the prepreg in close contact with the release sheet is pulled, and there is a possibility that the positions of the laminated materials are shifted.
[0087]
The present invention pays attention to the problems in the conventional manufacturing method described above, and has found the peelability and release conditions of the release sheet as a result of experiments.
[0088]
Thereby, since the heater punch is not set to a high temperature, the resin in the prepreg does not flow and flow out, and further does not harden, so that the resin is taken to the release sheet when the release sheet is peeled off. The problem was solved.
[0089]
Further, since the prepreg was not pulled on the release sheet, the lamination position was not shifted, and the adhesive strength could be secured.
[0090]
The uneven state of the surface of the substrate manufactured by the manufacturing method of the present invention and the conventional manufacturing method is shown in (Table 1) and will be described while comparing.
[0091]
[Table 1]

[0092]
First, in both the present invention and the conventional manufacturing method, the shape of the core material of the prepreg appears on the surface before heating and pressing, and the surface roughness is about Ra = 2.0 μm.
[0093]
When a product in this state is heated and pressurized, in the conventional manufacturing method, the resin extruded by the heater punch forms a resin pool around the heater punch, and the core material of the prepreg is exposed in the heated and pressurized portion. Thus, the surface roughness Ra = 8.1 μm.
[0094]
In contrast, in the manufacturing method of the present invention, the surface roughness Ra is as large as 4.2 μm, but the state of the resin still maintains the B stage.
[0095]
When the prepreg in the above state is heated and pressed with a hot press, the resin has already been cured in the conventional manufacturing method, so the resin does not flow sufficiently and the irregularities formed earlier have an effect even after pressing, and the surface It can be seen that the core material of the prepreg is clearly exposed with a roughness Ra = 2.2 μm.
[0096]
On the other hand, in the manufacturing method of the present invention, the surface seemed to be slightly rough at the time of heating and pressurization, but the resin remained on the prepreg surface in the B stage state, so that the surface roughness Ra = 0.9 μm was flat after pressing. Have been able to.
[0097]
As a result, the carry-out of the etching solution to the next process can be suppressed, and further, the range of use as a substrate is wider than before, so that the use efficiency of materials can be improved.
[0098]
Unlike the conventional heating temperature of 300 ° C., it can be performed at a relatively low temperature, so that the power consumption of the heater punch can be saved and the life of the heater punch can be improved, and the quality and productivity of the substrate have been improved.
[0099]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a perspective view showing a manufacturing apparatus used for manufacturing the substrate of the present invention.
[0100]
4a and 4b are heater punches as heating means, and 6 is a positioning stage. A pressurizing hole 24 is arranged at an arbitrary position so that the heater punch 4a can hold the lower surface of the substrate from below.
[0101]
Reference numeral 22 denotes a supply reel of the release sheet 5 to which a tape-like release sheet disposed at an arbitrary position on one side of the positioning stage 6 is wound around a plastic core or the like. The released release sheet 5 passes through the guide roll 25a and passes over the pressurizing hole arranged at an arbitrary position on the positioning stage 6 so as to divide the heater punches 4a and 4b into upper and lower parts, and is arranged on the opposite side. After passing through the roll 25b, the release sheet 5 is wound up by the release sheet take-up reel 23.
[0102]
Further, if the release sheet 5 is arranged as shown in FIG. 3, it is possible to bond and fix four places at a time.
[0103]
Moreover, the pressurization of the lower layer prepreg and the upper layer prepreg can be separated by adding a pressurization hole to an arbitrary portion through which the release sheet 5 passes.
[0104]
This can avoid pressurizing the same location of the prepreg multiple times. In this case, it is possible to add a heater punch or move the position with a slide bearing.
[0105]
As described above, the manufacturing apparatus used in the present invention is an apparatus for efficiently manufacturing a substrate, and can thereby provide a substrate with excellent productivity and stability.
[0106]
(Embodiment 3)
Next, the detailed movement of the manufacturing apparatus for use in manufacturing the substrate according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0107]
FIG. 4 is a schematic diagram showing the operation of the multilayer substrate manufacturing apparatus according to the present invention.
[0108]
In the present embodiment, a crimping operation after laminating the prepreg 1 on a copper foil and a peeling operation of the release sheet 5 will be described.
[0109]
FIG. 4A shows a state in which the copper foil 3a is placed on the positioning stage 6 and the prepreg 1 is positioned on the copper foil 3a and left still.
[0110]
There is a release sheet 5, which is unwound from the supply reel 22 of the release sheet 5, passes through the guide roll 25 a, further passes through the guide roll 25 b, and is taken up on the take-up reel 23 of the release sheet 5. It is like that.
[0111]
The supply reel 22 of the release sheet 5 and the take-up reel 23 of the release sheet 5 have a tension adjustment function.
[0112]
FIG. 4B shows a heating and pressing procedure by the heater punches 4a and 4b. When the heater punches 4a and 4b are pressurized, the supply reel 22, the guide rolls 25a and 25b, the release sheet 5, and the take-up reel 23 (collectively referred to as a release sheet unit) are lowered, and further. The tension applied between the supply reel 22 and the take-up reel 23 is released, and the release sheet 5 is detached from the guide rolls 25a and 25b, and the copper foil 3a and the prepreg 1 are pressure-bonded in a relaxed state.
[0113]
Next, as shown in FIG. 4C, when the heater punches 4a and 4b release the pressurization, the release sheet unit also rises simultaneously. At this time, the release sheet 5 has been loosened, so that it is adhered to the prepreg 1.
[0114]
Therefore, in FIG. 4B, the amount by which the release sheet 5 is loosened must be such that no tension is applied even when the release sheet unit is raised.
[0115]
Then, after the prepreg 1 is cooled to the softening point, the supply reel 22 is left as it is, and when only the take-up reel 23 is taken up, the release sheet 5 is wound up from only one side and simultaneously from one side to the remaining side. Sequentially and gradually peeled off, and can be peeled off smoothly.
[0116]
By further winding up, as shown in FIG. 4 (d), it is possible to sequentially peel the crimped portion near the unwinding side.
[0117]
FIG. 4E shows a state in which the pressure bonding between the copper foil and the prepreg and the release sheet 5 have been completed.
[0118]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, when the surface of the prepreg is heated and pressed with a heater punch through a release sheet and bonded to a copper foil or a core substrate, the heating temperature is equal to or higher than the softening point of the resin contained in the prepreg. The temperature can be maintained at the B stage state.
[0119]
Furthermore, when the release sheet is peeled off from the prepreg surface, the resin in the prepreg can be prevented from being taken onto the release sheet by gradually peeling the release sheet sequentially from one of the release sheets.
[0120]
This prevents the exposed portion of the prepreg core material from being pressed when it is molded as a substrate, so that it is possible to prevent the penetration of the etchant during circuit formation, thereby improving the quality of the substrate and Stabilization can also be realized, and a method for manufacturing a substrate with excellent productivity can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a substrate in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a multilayer substrate in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing an apparatus for manufacturing a multilayer substrate in Embodiment 2. FIG. 4 is a diagram showing an operation of the apparatus for manufacturing a multilayer substrate in Embodiment 3 of the present invention. 6 is a cross-sectional view showing a conventional multilayer substrate manufacturing method. FIG. 7 is a diagram showing a problem in a conventional substrate manufacturing method.
1, 1a, 1b Prepreg 2 Via 3a, 3b Copper foil 4a, 4b Heater punch 5 Release sheet 6 Positioning stage 7 Two-layer copper-clad laminate 8 Circuit pattern 9 Two-layer substrate 10 Four-layer copper-clad laminate 11 Circuit pattern 12 Four-layer substrate 22 Supply reel 23 Take-up reel 24 Pressure holes 25a and 25b Guide rolls

Claims

A laminating step in which a prepreg made of a composite material in which a non-woven fabric or a woven fabric core material is impregnated with a thermosetting epoxy resin in a B-stage state is used as a laminate, and is laminated on a metal foil or an inner layer core substrate;
Heating and pressurizing any part of the prepreg laminated on the metal foil or the core substrate for the inner layer through a release sheet;
Releasing the heat and pressure;
A step of sequentially peeling the release sheet from one side to the remaining one side after cooling the prepreg ;
Laminating a metal foil on the prepreg and heating and pressing to form a copper clad laminate; and
A step of selectively removing the surface metal foil of the copper-clad laminate with an etching solution to form a circuit pattern and forming a substrate,
In the heating and pressing step, the thermosetting epoxy resin in the B-stage state is softened or melted, and the B-stage state is maintained without being cured, and the heat-pressing is performed under the condition that the prepreg and the release sheet are not welded. A method for manufacturing a substrate, comprising:

The method for manufacturing a substrate according to claim 1, wherein the step of heating and pressing includes a condition in which the thermosetting epoxy resin in a B-stage state is not extruded and does not flow out.