JP3783682B2

JP3783682B2 - Prepreg and method for manufacturing printed wiring board using this prepreg

Info

Publication number: JP3783682B2
Application number: JP2002373190A
Authority: JP
Inventors: 智之藤木; 明憲日比野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP2004059896A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビアホールが形成されたプリント配線板の製造に好適に用いられるプリプレグ及びこのプリプレグを用いたプリント配線板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パソコン、携帯電話、デジタルカメラ等の小型、軽量、多機能化等の理由によりプリント配線板に高密度化の要求が高まっており、このため任意の層間でインナービアホール接続が可能なプリント配線板が求められている。
【０００３】
このようなプリント配線板の製造方法としては、特許文献１、特許文献２等に開示されているように、多孔質で加圧時の収縮性（被圧縮性）が高いアラミド不織布に熱硬化性樹脂を含浸させて半硬化状態にしたプリプレグの両面に、離型性フィルムをラミネートし、層間接続用の孔加工をおこない、その孔に導電性ペーストを充填後、離型性フィルムを剥離して接着シートを形成し、この接着シートの表裏両面に金属箔を重ねて圧縮成型し、写真法で回路形成を施す方法が提案されている。またこのようにして得られたプリント配線板をコア材とし、これに上記と同様の接着シートを重ねて成形することにより多層化する方法も知られている。
【０００４】
このような工法において用いられる導電性ペーストは、良好な孔埋め性を確保するために室温でも充分な流動性を保有するものが用いられる。このような導電性ペーストは、ベースである熱硬化性樹脂からなるバインダー樹脂と、金属粒子とからなり（特許文献３，特許文献４等参照）、このバインダー樹脂は通常は加熱時の硬化反応の進行が速く、導電性ペーストが充填されたプリプレグを熱プレス工程において加熱加圧する際、プリプレグに用いられている含浸樹脂の溶融が開始する時点では、導電性ペーストの硬化反応がかなりの程度進行してしまう。このため、導電性ペーストが溶融・硬化した後に、プリプレグの含浸樹脂が溶融・硬化することとなって、導電性ペーストのバインダー樹脂が周囲のプリプレグの含浸樹脂に阻害されて充分に流動できず、金属粒子間の充分な圧縮、接合を確保しにくい現象が発生する。さらには、導電性ペーストの硬化反応とプリプレグの含浸樹脂の硬化反応とが別個に生じ、導電性ペーストの硬化物と含浸樹脂の硬化物の界面における結合力が低くなってしまい、熱サイクルや吸湿サイクル時に導電性ペーストの硬化物と含浸樹脂の硬化物の間に剥離が生じやすくなって、接続信頼性が低下するという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１４７４６４号公報
【特許文献２】
特開平７−１７００４６号公報
【特許文献３】
特開平７−１７６８４６号公報
【特許文献４】
特開２０００−３０５３３公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、プリプレグに層間接続用の孔加工と、この層間接続用の孔への導電性ペーストの充填とを行った後に、成形加工を施すことによりプリント配線板を得るにあたり、層間接続信頼性を向上することができるプリプレグ、及びこのプリプレグを用いたプリント配線板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るプリプレグ１は、基材にエポキシ樹脂組成物を含浸させ、加熱乾燥してエポキシ樹脂組成物をＢステージ化してなるプリプレグ１において、Ｂステージ状態のエポキシ樹脂組成物の樹脂軟化温度が、５５〜７５℃であり、プリプレグ１中のＢステージ化されたエポキシ樹脂組成物の９０℃での溶融粘度が、１０００Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、基材にエポキシ樹脂組成物を含浸させ、加熱乾燥してエポキシ樹脂組成物をＢステージ化してなるプリプレグ１において、Ｂステージ状態のエポキシ樹脂組成物の樹脂軟化温度が、５５〜７５℃であり、基材に含浸させるエポキシ樹脂組成物として、２５℃での粘度が３００００ｍＰａ・ｓ以下の液状エポキシ樹脂成分を５〜４０ｐｈｒ含有するものを用いることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項３の発明は、基材にエポキシ樹脂組成物を含浸させ、加熱乾燥してエポキシ樹脂組成物をＢステージ化してなるプリプレグにおいて、Ｂステージ状態のエポキシ樹脂組成物の樹脂軟化温度が、５５〜７５℃であり、プリプレグ中のＢステージ化されたエポキシ樹脂組成物の９０℃での溶融粘度が、１０００Ｐａ・ｓ以下であり、基材に含浸させるエポキシ樹脂組成物として、２５℃での粘度が３００００ｍＰａ・ｓ以下の液状エポキシ樹脂成分を５〜４０ｐｈｒ含有するものを用いて成ることを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項４の発明は、基材としてガラス布を用いて成ることを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項５の発明は、基材として有機繊維不織布を用いて成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項６に係るプリント配線板の製造方法は、請求項１乃至５のいずれかに記載のプリプレグ１に層間接続用の孔２加工を施し、この孔２に導電性ペースト３を充填した後、プリプレグ１の一面又は両面に金属箔４又は回路形成を施したコア材のいずれかを配置し、加熱加圧成形することにより、プリプレグ１中の樹脂成分と導電性ペースト３とが共に溶融している状態を経由させて、プリプレグ１中の樹脂成分と導電性ペースト３とを硬化させることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
プリプレグ１は、基材に対してエポキシ樹脂組成物を含浸させ、加熱乾燥することによりエポキシ樹脂組成物を半硬化（Ｂステージ状態）させることにより得られる。
【００１５】
基材としては、配線板用途のプリプレグ１の作製に用いられる適宜のものを採用でき、例えばガラス織布、ガラス不織布、有機繊維織布、有機繊維不織布等が用いられる。
【００１６】
エポキシ樹脂組成物中に配合されるエポキシ樹脂としては、特に制限されず、配線板用途のプリプレグ１を形成するために一般的に用いられるものを適用することができる。
【００１７】
また、このエポキシ樹脂組成物には、エポキシ樹脂として、特に２５℃での粘度が３００００ｍＰａ・ｓ以下の液状エポキシ樹脂を５〜４０ｐｈｒ含有させることが好ましい。ここで、液状エポキシ樹脂の割合（ｐｈｒ）は、液状エポキシ樹脂を除く組成物中のエポキシ樹脂の樹脂量（樹脂固形分量）と硬化剤の固形分量との総量に対する、液状エポキシ樹脂の重量百分率で表される。この液状エポキシ樹脂の粘度の下限は特に設定する必要性はないが、既存の液状エポキシ樹脂では１００ｍＰａ・ｓ程度が実質的な下限である。このような液状エポキシ樹脂としては、例えば分子中に２個以上のエポキシ基を有する重合度１〜２のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等の一般的なエポキシ樹脂が使用可能であり、その他にもｔ−ブチルカテコール型エポキシ樹脂、含核ポリオール型エポキシ樹脂、ダイマー酸グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂肪族ポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、さらに近年プリント配線板の熱膨張係数の低減要求の高まりにつれて使用が広がっている２官能のナフタレン型エポキシ樹脂等のようなものを挙げることができる。
【００１８】
エポキシ樹脂として、上記のような液状エポキシ樹脂を配合する場合にも、他のエポキシ樹脂としては特に制約はなく、任意の品質目的に応じて選択可能であり、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、更には難燃性を付与する目的で臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、もしくは近年環境対応で使用が拡大している種々のリン変性エポキシ樹脂等を、本発明の目的を達成する範囲内であれば、特に制限なく使用することができるものである。
【００１９】
また、このとき硬化剤としてはフェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂のようなノボラック型硬化剤、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンのようなアミン型硬化剤等から任意に選択可能であり、混合して使用することも可能である。
【００２０】
ここで、特に近年の鉛フリー半田対応等によるプリント配線板の耐熱性要求の高まりにより、ノボラック型硬化剤の使用が拡大している。しかしこのノボラック型硬化剤は分子量が大きく軟化点が高いため、その結果プリプレグに含浸されたＢ−ステージ樹脂の軟化温度が高くなってしまい本発明の目的とする硬化とは相反する方向に作用する。しかしエポキシ樹脂側に上記の液状エポキシ樹脂を配合することにより、ノボラック型硬化剤を用いる場合であっても、効果的に樹脂全体の軟化温度を低減することができる。
【００２１】
また、硬化促進剤としては特に限定するものではないが、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン等の三級アミン類、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類等が使用可能である。
【００２２】
尚、上記エポキシ樹脂、硬化剤の配合比率としてはエポキシ基１当量に対し、ノボラック系硬化剤であれば水酸基当量０．５〜１．２が好ましく、またアミン系硬化剤であればエポキシ基１当量に対し、アミノ基当量０．２〜１．２が好ましく、この配合比率は、耐熱性、Ｔｇ、吸湿性等の設計バランスにより任意に調整可能である。
【００２３】
また硬化促進剤は、プリプレグ化する際の生産性の設計、プリプレグの硬化時間と樹脂流れ性のバランス管理、ひいては熱成型後の成形性確保等様々な寄与をもたらすものであり、添加量としては、エポキシ樹脂に対し０．０１〜１．０ｐｈｒ程度の範囲で任意に配合量を調整することが好ましい。この硬化促進剤の配合量（ｐｈｒ）は、組成物中のエポキシ樹脂の樹脂分（樹脂固形分量）の総量に対する、硬化促進剤の配合量の重量百分率で表される。
【００２４】
また積層板の熱膨張係数のコントロール、比誘電率調整、若しく半田耐熱性の品質向上等の目的で、必要に応じ別途１０〜２００ｐｈｒ程度の無機充填材を添加することも可能である。無機充填材としては、例えばアルミナ、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、クレー、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム等が挙げられる。
【００２５】
プリプレグ１を作製するにあたっては、熱硬化性樹脂組成物を有機溶剤に分散・溶解させてワニスを調製し、このワニスを基材に含浸させ、加熱乾燥させて溶剤を除去するとともに、含浸している熱硬化性樹脂組成物を半硬化状態すなわちＢステージ化する。
【００２６】
このようにしてプリプレグ１を得るにあたっては、プリプレグ１を構成するＢステージ状態のエポキシ樹脂組成物の、樹脂軟化温度が、５５〜７５℃の範囲となるようにするものであり、更に好ましくはプリプレグ中のＢステージ化されたエポキシ樹脂組成物の９０℃での溶融粘度が、１０００Ｐａ・ｓ以下となるようにする。
【００２７】
この樹脂軟化温度及び溶融粘度は、主には樹脂ワニスを構成する原材料の軟化点に大きな影響を受けるものであるが、例えばプリプレグ１の作製の際に乾燥工程で与える熱量を調節することによっても、適宜調整することができる。
【００２８】
このように作製されるプリプレグ１には、積層成形に先だって、層間接続用の孔あけ加工と、この孔２への導電性ペースト３の充填とが行われる。この工程の一例を、図１を示して説明すると、まずプリプレグ１の両面にポリエチレンテレフタレートフィルム等の離型フィルム７を圧着する。この離型フィルム７は、スクリーン印刷法による導電性ペースト３の充填時におけるマスキング材となる。次いで、レーザ光を照射してマスキング材ごとプリプレグ１に孔あけ加工を施す。レーザ光としては、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等の適宜のものを使用することができ、加工するプリプレグ１の厚みや形成する孔２の径によって最適なものを選択すれば良い。次いで、図１（ａ）に示すように、プリプレグ１の孔２内に導電性ペースト３を、スクリーン印刷法等により離型フィルム７を貼着した側から充填した後、フィルムを剥離し、導電性ペースト３が充填されたプリプレグ１を得ることができる。このとき、導電性ペースト３は、プリプレグ１の両面において、離型フィルム７の厚み分だけ孔２から突出した状態となる。
【００２９】
ここで使用する導電性ペースト３は熱硬化性の樹脂組成物（ペースト樹脂）と、導電粒子とが混合されたものを用いることができ、配線板製造時にビアホール６の孔埋め用として一般的に用いられるものより選択、適用することができるが、成分中に溶剤を配合しないものを用いることが好ましく、またビアホール６の充填作業を容易に行うために、室温での粘度が２０００Ｐａ・ｓ以下のものを用いることが好ましい。
【００３０】
また、この導電性ペースト３としては、室温から１〜６℃／分程度の昇温速度で温度上昇させた際に、５０〜８０℃の範囲で最低粘度値に達した後に、硬化反応の進行により粘度が上昇するものを用いることが好ましい。このような温度特性は、無溶剤の孔埋め用導電性ペースト３が一般に備える性能であり、導電性ペースト３の組成を適宜調整することにより、このような温度特性を導電性ペースト３に容易に付与することができる。
【００３１】
導電性ペースト３の具体的な組成を挙げると、導電粒子としては、銀、銅、ニッケル、パラジウム等の適宜の金属粉を用いることができ、その粒径は０．５〜２０μｍ程度のものを用いることが好ましい。また、この導電粒子の配合量は、導電性ペースト３全量に対して３０〜７０体積％の範囲とすることが好ましい。
【００３２】
またペースト樹脂中の樹脂成分としては、適宜の熱硬化性樹脂を用いることができるが、導電性ペースト３の粘度を上記のように維持するために、低粘度のものを配合することが好ましく、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のような分子中に２個以上のエポキシ基を有する低粘度の液状エポキシ樹脂を用いることができる。
【００３３】
また硬化剤としては、樹脂成分と反応して硬化反応を進行させるものであれば特に制限されずに用いることができるが、例えば芳香族アミン等のアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、フェノールノボラック樹脂等を用いることができる。
【００３４】
また、必要に応じて、一般的に常用される他の適宜の添加物を配合することができる。
【００３５】
このような樹脂成分及び硬化剤の組合せにおいては、プリプレグ１を構成する熱硬化性のエポキシ樹脂組成物（含浸樹脂）との反応性に優れ、ペースト樹脂と含浸樹脂の界面を強固に密着させることが可能である。
【００３６】
このように導電性ペースト３が充填されたプリプレグ１を絶縁層５の形成用の部材として用い、このプリプレグ１の一面又は両面に金属箔４又は回路形成を施したコア材のいずれかを配置し、加熱加圧成形することにより、プリント配線板が製造される。
【００３７】
例えば図１（ｂ）（ｃ）に示すように、このプリプレグ１の両面に銅箔等の金属箔４を配置して、加熱加圧成形を施すことにより積層一体化して両面金属箔張り積層板を得る。このときプリプレグ１は加熱硬化により絶縁層５として形成され、このプリプレグ１中の導電性ペースト３が充填された孔２では、導電性ペースト３の樹脂が加熱硬化されて、層間接続用のビアホール６が形成される。そしてこの積層板の両面の金属箔４に必要に応じて写真法等を利用して回路成形を施すことにより、両面に導体回路が形成されると共にこの導体回路がビアホール６にて接続された配線板（プリント配線板）が得られる。
【００３８】
また、上記のように形成されたプリント配線板をコア材とし、導電性ペースト３が充填されたプリプレグ１を用いて更に多層の配線板を作製することもできる。例えば導電性ペースト３が充填されたプリプレグ１の一面に上記のように形成されたコア材を、コア材上の回路の所定位置と導電性ペースト３が充填された孔２の開口とが重なるように配置し、プリプレグ１の他面に同様にしてコア材を積層するか、あるいは銅箔等の金属箔４を配置して、加熱加圧成形を施すものである。このとき、前記の場合と同様に、プリプレグ１は加熱硬化により絶縁層５として形成され、このプリプレグ１中の導電性ペースト３が充填された孔２では、導電性ペースト３の樹脂が加熱硬化されて、層間接続用のビアホール６が形成される。そして更に、外層に回路形成がなされていない金属箔４が配置されている場合には、必要に応じて写真法等にて回路形成を施す。
【００３９】
また、同様にして、導電性ペースト３が充填されたプリプレグ１の一面又は両面に、回路形成が施された単層又は多層の絶縁層５を有するコア材と、金属箔４とのいずれかを配置し、加熱加圧成形して積層一体化し、更に必要に応じて最外層に回路形成を施すことによって、ビアホール６を有する配線板（プリント配線板）を得ることができる。
【００４０】
また、単層又は多層の絶縁層５を有するコア材と、導電性ペースト３が充填されたプリプレグ１とを複数用い、これらのコア材とプリプレグ１とを交互に配置して、加熱加圧成形により積層一体化することにより、ビアホール６を有する多層の配線板を得ることもできる。
【００４１】
上記の加熱加圧条件は、使用するプリプレグ１中の樹脂や導電性ペースト３の組成、或いは積層する部材の寸法等により適宜設定されるが、例えば０．９８Ｍｐａ(１０ｋｇ／ｃｍ^２)〜４．９０ＭＰａ(５０ｋｇ／ｃｍ^２)の圧力で加圧した状態で、室温から１〜６℃／分程度の昇温速度で温度上昇させ、所定の保持温度まで到達させ、この状態で所定時間保持する。この保持温度は、プリプレグ１及び導電性ペースト３中の樹脂組成により適宜設定されるが、エポキシ樹脂系の樹脂組成の場合には、１７０〜２１０℃の範囲とすることが好ましい。
【００４２】
この加熱加圧過程においては、プリプレグ１中の含浸樹脂は軟化温度に到達した後に、軟化溶融と硬化の進行が競争し、また導電性ペースト３のペースト樹脂も軟化溶融と硬化の進行が競争するが、上記のようにプリプレグ１を構成するＢステージ状態のエポキシ樹脂組成物（含浸樹脂）の樹脂軟化温度が５５〜７５℃と低い値であることから、ペースト樹脂が硬化しきる前に含浸樹脂が軟化溶融し、含浸樹脂とペースト樹脂とが共にその粘度が軟化溶融している状態を経由することとなる。このとき含浸樹脂とペースト樹脂の粘度が共に１０００Ｐａ・ｓ以下となっている状態を経由するように、含浸樹脂とペースト樹脂の組み合わせを適宜設定しておくことが好ましい。特に、プリプレグ１中のＢステージ化されたエポキシ樹脂組成物の９０℃での溶融粘度が、１０００Ｐａ・ｓ以下となるようにし、導電性ペースト３として上記のような特性を有するものを用いると、加熱加圧過程において加熱温度が９０℃となった時点で含浸樹脂とペースト樹脂の粘度が共に１０００Ｐａ・ｓ以下となって共に軟化溶融している状態を経由することとなる。
【００４３】
このように、含浸樹脂とペースト樹脂とが共にその粘度が軟化溶融している状態を経由することから、導電性ペースト３のバインダー樹脂の流動を周囲のプリプレグ１の樹脂が阻害することなく、金属粒子間の充分な圧縮、接合が確保でき、さらには、加熱加圧過程中に含浸樹脂とペースト樹脂との反応が促進されて、導電性ペースト３の硬化物と含浸樹脂の硬化物との間に強固な結合力が生じる。このため、得られたプリント配線板は熱サイクルや吸湿サイクル時においても導電性ペースト３の硬化物と含浸樹脂の硬化物との界面に剥離が生じにくくなり、優れた接続信頼性を有するプリント配線板を得ることができるものである。
【００４４】
また、プリプレグ１を作製するための基材として特にアラミド不織布等の有機繊維不織布を用いている場合には、圧力がかけられた場合の基材の圧縮性が高いことから、上記の加熱加圧過程においてプリプレグ１が圧縮され、それに伴って導電性ペースト３が圧縮されることにより、導電性ペースト３内の導電粒子が密充填されることとなってビアホール６における導電性が向上すると共に、導電性ペースト３の硬化物と含浸樹脂の硬化物との間の密着性が更に高くなる。
【００４５】
但し、プリプレグ１を作製するための基材としてガラス布を用いる場合でも、有機繊維不織布に比べて加熱加圧過程におけるプリプレグ１の圧縮性は低くなるものの、上記のように加熱加圧過程において含浸樹脂とペースト樹脂とが共にその粘度が軟化溶融している状態を経由して、加熱加圧過程中に含浸樹脂とペースト樹脂との反応が促進されることから、導電性ペースト３の硬化物と含浸樹脂の硬化物との間には、充分に高い密着性が得られる。
【００４６】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって詳述する。
【００４７】
（プリプレグ作製）
表１に示す配合組成にて原材料を混合し、２時間撹拌して、配合Ａ〜Ｅのエポキシ樹脂ワニスを調製した。尚、表１に示す各成分の詳細は、表２に示す通りである。
【００４８】
また、導電性ペースト３としては表３に示すものを、基材としては表４に示すものを使用した。ここで、導電性ペースト３の２５℃粘度は、Ｂ型粘度計（東機産業株式会社製）による２ｒｐｍでの測定値である。
【００４９】
そして、各実施例及び比較例について、表５，６に示すエポキシ樹脂ワニス、導電性ペースト３及び基材の組み合わせにて、導電性ペースト３が充填されたプリプレグ１を作製した。
【００５０】
ここで、導電性ペースト３の９０℃での粘度（溶融粘度）は、導電性ペースト３をパラレルプレートにセットし、粘弾性測定解析装置（株式会社ユーピーエム製、「ＭＲ−３００」）にて、１℃／分でサンプルを昇温し、９０℃での複素粘性率η^＊を観測した。
【００５１】
プリプレグ１の作製は、基材にエポキシ樹脂を含浸させ、乾燥機にて表５，６に示す加熱温度と加熱時間にて加熱処理を行い、溶剤を揮発させると共に、含浸した樹脂をＢステージ化することにより行った。
【００５２】
表５，６に示すプリプレグ１の樹脂分は、トリーターのギャップ調整により行ったものである。
【００５３】
また、硬化時間はプリプレグ１より樹脂を抽出（もみ出し）し、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０−２．３．１８に準拠して、１７１℃での樹脂のゲル化時間を測定することにより行った。
【００５４】
また、９０℃での粘度（溶融粘度）は、プリプレグ１より樹脂を抽出（もみ出し）し、この樹脂粉のタブレットを作製し、これを固体測定用具治具（パラレルプレート）にセットし、粘弾性測定解析装置（株式会社ユーピーエム製、「ＭＲ−３００」）にて、１℃／分でサンプルを昇温し、９０℃での複素粘性率η^＊を観測した。
【００５５】
また、樹脂軟化温度測定は以下のようにして行った。
プリプレグ１より樹脂を抽出（もみ出し）し、顕微鏡用加熱冷却装置（ジャパンハイテック株式会社製、「ＬＫ−６００ＰＨ」）を用いて、ヒーター板上に硬質硝子製試料設置板を載せ、その上に樹脂粉を１０ｍｇ乗せてさらに上から硬質硝子製カバーグラスを重ねた。ヒーター板を１±０.１℃／分の昇温速度で加熱すると共に顕微鏡観察にて樹脂が軟化したポイントを確認することによって測定した。
【００５６】
樹脂が軟化したことの判定は、樹脂粉の白色度が失われ始めた時と定義し、その時の温度をモニターしてその温度を軟化温度とした。
【００５７】
また、プリプレグくっつき有無（プリプレグ表面のタック性＝べとつき）は、プリプレグ１を１００枚重ね、これをアルミニウム製の袋にて、減圧包装し、この包装直後に開封したものについて、プリプレグ１間のくっつきの有無を確認することにより行った。
【００５８】
そして、このような平面視３３０ｍｍ×５００ｍｍの寸法のプリプレグ１の表裏両面に、厚み２５μｍのフッ素系離型フィルム７（旭硝子製、「アフレックス２５Ｎ」）を温度１０５℃、圧力１．４７Ｍｐａ（１５ｋｇ／ｃｍ^２）、加熱加圧時間３分間の条件で熱圧着させた後に、炭酸ガスレーザ加工機（三菱電機製、「ＭＬ６０５ＧＴＸ−５１００Ｕ」）にて、エネルギー密度３０ｍＪ／Ｐ、パルス幅１５μｓｅｃ、１ショット加工にて、プリプレグ１と離型フィルム７とを貫通する２００μｍ径の孔２を形成した。次いで、プリプレグ１の一面側からゴム製スキージを用いて導電性ペースト３を孔２内に押し込むと共に他面側から孔２内を減圧吸引法にて吸引することにより、孔２内に導電性ペースト３を充填した後、両面の離型フィルム７を剥離した。
【００５９】
（評価用基板作製）
各実施例及び比較例につき、一枚のプリプレグ１の表裏両面に厚み１８μｍの片面粗化銅箔（古河電工株式会社製、「ＧＴＳ１８μ」）を、粗面がプリプレグ１と対向するように配置し、２．９４ＭＰａ（３０ｋｇ／ｃｍ^２）の圧力下で、１．０℃／分の昇温速度で１７０℃まで昇温した後、この状態を４０分間保持して加熱加圧成形を施した。
【００６０】
次いで、表裏の銅箔に対してエッチング処理を施すことにより、１０００穴直列抵抗値測定用パターンを２０ブロック分形成した。
【００６１】
（接続抵抗値測定）
初期値：２０ブロックの各１０００穴直列抵抗値測定用パターンごとに、１０００ビアの直列電気抵抗値を四端子法にて測定し、配線抵抗分を差引いた上で１ビア当りの電気抵抗値を算出した。そして２０ブロックの各１ビア当りの電気抵抗値の平均値を導出した。
【００６２】
冷熱サイクル試験後：評価用基板を５５℃の雰囲気下で３０分間保持した後、１２５℃の雰囲気下で３０分保持する冷熱サイクルを１０００サイクル繰り返し行った。そして、処理後の評価用基板について、２０ブロックの各１０００穴直列抵抗値測定用パターンごとに、１０００ビアの直列電気抵抗値を四端子法にて測定し、断線により導通不良が生じたものの個数を調査すると共に、導通不良が生じなかったものについては、初期値の測定の場合と同様にして各１ビア当りの電気抵抗値の平均値を導出した。
【００６３】
オイルディップ試験後：評価用基板を２６０℃の油浴中に３０秒間保持した後、２５℃の雰囲気下で１５秒保持する動作を１サイクルとして、これを１００サイクル繰り返し行った。そして、処理後の評価用基板について、２０ブロックの各１０００穴直列抵抗値測定用パターンごとに、１０００ビアの直列電気抵抗値を四端子法にて測定し、断線により導通不良が生じたものの個数を調査すると共に、導通不良が生じなかったものについては、初期値の測定の場合と同様にして各１ビア当りの電気抵抗値の平均値を導出した。
【００６４】
以上の結果を表５，６に示す。
【００６５】
【表１】

【００６６】
【表２】

【００６７】
【表３】

【００６８】
【表４】

【００６９】
【表５】

【００７０】
【表６】

【００７１】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１乃至３に係るプリプレグは、基材にエポキシ樹脂組成物を含浸させ、加熱乾燥してエポキシ樹脂組成物をＢステージ化してなるプリプレグにおいて、Ｂステージ状態のエポキシ樹脂組成物の樹脂軟化温度が、５５〜７５℃であるため、このプリプレグに層間接続用の孔加工を施し、この孔に導電性ペーストを充填した後、プリプレグの一面又は両面に金属箔又は回路形成を施したコア材のいずれかを配置し、加熱加圧成形すると、プリプレグ中の樹脂成分と導電性ペーストとが共に溶融している状態を経由させた後に、プリプレグ中の樹脂成分と導電性ペーストとを硬化させることができて、導電性ペーストのバインダー樹脂の流動を周囲のプリプレグの樹脂が阻害することなく、金属粒子間の充分な圧縮、接合が確保できる。さらには、加熱加圧過程中にプリプレグ中の樹脂成分と導電性ペースト中の樹脂成分との反応が促進されて、導電性ペーストの硬化物とプリプレグ中の樹脂成分の硬化物との間に強固な結合力を生じさせることができるものであり、このため、得られたプリント配線板は熱サイクルや吸湿サイクル時においても導電性ペーストの硬化物とプリプレグ中の樹脂成分の硬化物との界面に剥離が生じにくくなり、ビアホールにおける優れた接続信頼性を有するプリント配線板を得ることができるものである。
【００７２】
請求項１及び３に係る発明は、プリプレグ中のＢステージ化されたエポキシ樹脂組成物の９０℃での溶融粘度が、１０００Ｐａ・ｓ以下であるため、プリント配線板製造時の加熱加圧成形過程においては、プリプレグ中の樹脂成分と導電性ペーストとが共に溶融している状態を確実に経由させることができ、ビアホールにおける接続信頼性が更に向上したプリント配線板を得ることができるものである。
【００７３】
また請求項２及び３に係る発明は、基材に含浸させるエポキシ樹脂組成物として、２５℃での粘度が３００００ｍＰａ・ｓ以下の液状エポキシ樹脂成分を５〜４０ｐｈｒ含有するものを用いるため、軟化温度の高いノボラック系の樹脂を硬化剤に用いた場合でも効果的にプリプレグ中の含浸樹脂の軟化温度を目標の範囲に入れることが可能となるものである。
【００７４】
また請求項４の発明は、基材としてガラス布を用いるため、このプリプレグを用いたプリント配線板製造時の加熱加圧過程において、プリプレグの圧縮性は有機繊維不織布に比べて低くなるものの、加熱加圧過程においてプリプレグ中の樹脂成分とペースト樹脂とが共にその粘度が軟化溶融している状態を経由して、導電性ペーストのバインダー樹脂の流動を周囲のプリプレグの樹脂が阻害することなく、金属粒子間の充分な圧縮、接合が確保できる。さらには、加熱加圧過程中にプリプレグ中の樹脂成分と導電性ペースト中の樹脂成分との反応が促進されることから、導電性ペーストの硬化物とプリプレグ中の樹脂成分の硬化物との間には、充分に高い密着性が得られるものである。
【００７５】
また請求項５の発明は、基材として有機繊維不織布を用いるため、このプリプレグを用いたプリント配線板製造時の加熱加圧過程におけるプリプレグの圧縮性が高くなり、加熱加圧過程においてプリプレグが圧縮され、それに伴って導電性ペーストが圧縮され、導電性ペースト内の導電粒子が密充填されてビアホールにおける導電性が向上すると共に、導電性ペーストの硬化物とプリプレグ中の樹脂成分の硬化物との間の密着性が更に高くなるものである。
【００７６】
また請求項６に係るプリント配線板の製造方法は、請求項１乃至４のいずれかに記載のプリプレグに層間接続用の孔加工を施し、この孔に導電性ペーストを充填した後、プリプレグの一面又は両面に金属箔又は回路形成を施したコア材のいずれかを配置し、加熱加圧成形することにより、プリプレグ中の樹脂成分と導電性ペーストとが共に溶融している状態を経由させて、プリプレグ中の樹脂成分と導電性ペーストとを硬化させるため、導電性ペーストのバインダー樹脂の流動を周囲のプリプレグの樹脂が阻害することなく、金属粒子間の充分な圧縮、接合が確保できる。さらには、加熱加圧過程中にプリプレグ中の樹脂成分と導電性ペースト中の樹脂成分との反応が促進されて、導電性ペーストの硬化物とプリプレグ中の樹脂成分の硬化物との間に強固な結合力が生じさせることができるものであり、このため、得られたプリント配線板は熱サイクルや吸湿サイクル時においても導電性ペーストの硬化物とプリプレグ中の樹脂成分の硬化物との界面に剥離が生じにくくなり、ビアホールにおける優れた接続信頼性を有するプリント配線板を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ断面図である。
【符号の説明】
１プリプレグ
２孔
３導電性ペースト
４金属箔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a prepreg suitably used for manufacturing a printed wiring board in which via holes are formed, and a method for manufacturing a printed wiring board using the prepreg.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been an increasing demand for higher density printed circuit boards due to the small size, light weight, multi-functionality, etc. of PCs, mobile phones, digital cameras, etc. A board is sought.
[0003]
As a method for producing such a printed wiring board, as disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, etc., it is thermosetting to an aramid nonwoven fabric that is porous and has high shrinkability (compressibility) when pressurized. A release film is laminated on both sides of the prepreg that has been impregnated with a resin, and a hole is made for interlayer connection. After filling the hole with a conductive paste, the release film is peeled off. There has been proposed a method in which an adhesive sheet is formed, a metal foil is superimposed on both front and back surfaces of the adhesive sheet, compression molding is performed, and a circuit is formed by a photographic method. There is also known a method of multilayering by using the printed wiring board thus obtained as a core material and forming an adhesive sheet similar to the above on the core material.
[0004]
As the conductive paste used in such a construction method, a paste having sufficient fluidity even at room temperature is used in order to ensure good hole filling properties. Such a conductive paste is composed of a binder resin composed of a thermosetting resin as a base and metal particles (see Patent Document 3, Patent Document 4, etc.), and this binder resin usually undergoes a curing reaction during heating. When the prepreg filled with the conductive paste is heated and pressed in the hot press process, the curing reaction of the conductive paste proceeds to a considerable extent when the impregnating resin used in the prepreg starts to melt. End up. For this reason, after the conductive paste is melted and cured, the impregnating resin of the prepreg is melted and cured, and the binder resin of the conductive paste is hindered by the impregnating resin of the surrounding prepreg and cannot sufficiently flow. A phenomenon occurs in which it is difficult to ensure sufficient compression and bonding between metal particles. Furthermore, the curing reaction of the conductive paste and the curing reaction of the impregnating resin of the prepreg occur separately, and the bonding force at the interface between the cured product of the conductive paste and the cured product of the impregnating resin is reduced, resulting in thermal cycling and moisture absorption. There is a problem that peeling is likely to occur between the cured product of the conductive paste and the cured product of the impregnating resin during the cycle, resulting in a decrease in connection reliability.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-7-147464
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-170046
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-176846
[Patent Document 4]
JP 2000-30533 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points, and after forming a hole for interlayer connection in the prepreg and filling the hole for interlayer connection with a conductive paste, a molding process is performed. Therefore, it is an object of the present invention to provide a prepreg capable of improving interlayer connection reliability and a method for manufacturing a printed wiring board using the prepreg.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The prepreg 1 according to claim 1 is a prepreg 1 obtained by impregnating a base material with an epoxy resin composition, drying by heating, and converting the epoxy resin composition into a B-stage, and a resin softening temperature of the epoxy resin composition in a B-stage state Is 55 to 75 ° C. The melt viscosity at 90 ° C. of the B-staged epoxy resin composition in the prepreg 1 is 1000 Pa · s or less. It is characterized by that.
[0008]
The invention of claim 2 In a prepreg 1 formed by impregnating a base material with an epoxy resin composition and drying by heating to form a B-stage, the resin softening temperature of the B-stage epoxy resin composition is 55 to 75 ° C. As an epoxy resin composition to be impregnated into a base material, one containing 5 to 40 phr of a liquid epoxy resin component having a viscosity at 25 ° C. of 30000 mPa · s or less is used. It is characterized by this.
[0009]
The invention of claim 3 In a prepreg obtained by impregnating a base material with an epoxy resin composition and drying by heating to form a B-stage, the resin softening temperature of the B-stage epoxy resin composition is 55 to 75 ° C., and the prepreg The melt viscosity at 90 ° C. of the B-staged epoxy resin composition is 1000 Pa · s or less, The epoxy resin composition impregnated into the base material is characterized by using a liquid epoxy resin component having a viscosity at 25 ° C. of 30000 mPa · s or less containing 5 to 40 phr.
[0010]
The invention of claim 4 is characterized in that a glass cloth is used as a base material.
[0011]
The invention of claim 5 is characterized in that an organic fiber nonwoven fabric is used as a base material.
[0012]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a printed wiring board, wherein the prepreg 1 according to any one of the first to fifth aspects is processed with holes 2 for interlayer connection, and the holes 2 are filled with the conductive paste 3. The resin component in the prepreg 1 and the conductive paste 3 are melted together by placing either the metal foil 4 or the core material on which the circuit is formed on one side or both sides of the prepreg 1 and heating and pressing. The resin component in the prepreg 1 and the conductive paste 3 are cured through the above-described state.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0014]
The prepreg 1 is obtained by impregnating a base material with an epoxy resin composition and heat-drying the epoxy resin composition to be semi-cured (B stage state).
[0015]
As a base material, the appropriate thing used for preparation of the prepreg 1 for wiring board uses is employable, For example, a glass woven fabric, a glass nonwoven fabric, an organic fiber woven fabric, an organic fiber nonwoven fabric etc. are used.
[0016]
It does not restrict | limit especially as an epoxy resin mix | blended in an epoxy resin composition, What is generally used in order to form the prepreg 1 for a wiring board use can be applied.
[0017]
The epoxy resin composition preferably contains 5 to 40 phr of a liquid epoxy resin having a viscosity at 25 ° C. of 30000 mPa · s or less, particularly as an epoxy resin. Here, the ratio (phr) of the liquid epoxy resin is the weight percentage of the liquid epoxy resin with respect to the total amount of the resin amount of the epoxy resin (resin solid content) and the solid content of the curing agent in the composition excluding the liquid epoxy resin. expressed. The lower limit of the viscosity of the liquid epoxy resin is not particularly required to be set, but about 100 mPa · s is a practical lower limit in the existing liquid epoxy resin. As such a liquid epoxy resin, for example, a general epoxy resin such as a bisphenol A type epoxy resin having a degree of polymerization of 1 to 2 having two or more epoxy groups in the molecule and a bisphenol F type epoxy resin can be used. In addition, t-butylcatechol type epoxy resin, nucleated polyol type epoxy resin, dimer acid glycidyl ester type epoxy resin, aliphatic polyglycidyl ether type epoxy resin, and recently there has been an increasing demand for reduction of thermal expansion coefficient of printed wiring board. Examples thereof include bifunctional naphthalene-type epoxy resins whose use is expanding.
[0018]
Even when the above liquid epoxy resin is blended as the epoxy resin, there is no particular limitation on the other epoxy resin, and it can be selected according to any quality purpose, such as a phenol novolac type epoxy resin and a cresol novolac type. Epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, and brominated bisphenol A type epoxy resin, brominated phenol novolac type epoxy resin for the purpose of imparting flame retardancy, or recently expanded to be environmentally friendly Various phosphorus-modified epoxy resins and the like can be used without particular limitation as long as the object of the present invention is achieved.
[0019]
Further, at this time, the curing agent can be arbitrarily selected from a novolak type curing agent such as phenol novolac resin and bisphenol A novolak resin, an amine type curing agent such as dicyandiamide, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone. Can also be used.
[0020]
Here, the use of novolac-type hardeners is expanding due to the recent increase in heat resistance requirements of printed wiring boards due to the recent correspondence to lead-free solder. However, since this novolak type curing agent has a large molecular weight and a high softening point, the resulting softening temperature of the B-stage resin impregnated in the prepreg becomes high and acts in a direction opposite to the intended curing of the present invention. . However, by blending the above liquid epoxy resin on the epoxy resin side, the softening temperature of the entire resin can be effectively reduced even when a novolac type curing agent is used.
[0021]
Further, the curing accelerator is not particularly limited, but imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole and 2-phenylimidazole, and tertiary amines such as triethylenediamine and benzyldimethylamine. Organic phosphines such as tributylphosphine and triphenylphosphine can be used.
[0022]
The mixing ratio of the epoxy resin and the curing agent is preferably a hydroxyl group equivalent of 0.5 to 1.2 if it is a novolak curing agent with respect to 1 equivalent of the epoxy group, and epoxy group 1 if it is an amine curing agent. An amino group equivalent of 0.2 to 1.2 is preferable with respect to the equivalent, and the blending ratio can be arbitrarily adjusted by a design balance such as heat resistance, Tg, and hygroscopicity.
[0023]
In addition, the curing accelerator brings various contributions such as design of productivity when prepreging, balance management of prepreg curing time and resin flowability, and ensuring moldability after thermoforming. It is preferable to adjust the blending amount arbitrarily within a range of about 0.01 to 1.0 phr with respect to the epoxy resin. The blending amount (phr) of the curing accelerator is expressed as a weight percentage of the blending amount of the curing accelerator with respect to the total amount of the resin component (resin solid content) of the epoxy resin in the composition.
[0024]
In addition, an inorganic filler of about 10 to 200 phr can be added as necessary for the purpose of controlling the thermal expansion coefficient of the laminate, adjusting the relative dielectric constant, and improving the quality of solder heat resistance. Examples of the inorganic filler include alumina, silica, calcium carbonate, talc, clay, barium sulfate, and aluminum hydroxide.
[0025]
In preparing the prepreg 1, a thermosetting resin composition is dispersed and dissolved in an organic solvent to prepare a varnish, the varnish is impregnated into a base material, heated and dried to remove the solvent, and impregnated. The thermosetting resin composition is semi-cured, that is, B-staged.
[0026]
In obtaining prepreg 1 in this way, the resin softening temperature of the epoxy resin composition in the B stage state constituting prepreg 1 is in the range of 55 to 75 ° C., more preferably prepreg. The melt viscosity at 90 ° C. of the B-staged epoxy resin composition is set to 1000 Pa · s or less.
[0027]
The resin softening temperature and melt viscosity are largely influenced by the softening point of the raw material constituting the resin varnish, but for example, by adjusting the amount of heat applied in the drying process when the prepreg 1 is produced. Can be adjusted as appropriate.
[0028]
The prepreg 1 manufactured in this way is subjected to drilling for interlayer connection and filling of the conductive paste 3 into the holes 2 prior to the lamination molding. An example of this process will be described with reference to FIG. 1. First, a release film 7 such as a polyethylene terephthalate film is pressure-bonded to both surfaces of the prepreg 1. This release film 7 serves as a masking material when the conductive paste 3 is filled by screen printing. Next, the prepreg 1 is punched together with the masking material by irradiating laser light. As the laser beam, an appropriate one such as a carbon dioxide laser, an excimer laser, a YAG laser or the like can be used, and an optimum one may be selected depending on the thickness of the prepreg 1 to be processed and the diameter of the hole 2 to be formed. Next, as shown in FIG. 1 (a), the conductive paste 3 is filled in the holes 2 of the prepreg 1 from the side where the release film 7 is pasted by a screen printing method or the like, and then the film is peeled off. The prepreg 1 filled with the conductive paste 3 can be obtained. At this time, the conductive paste 3 protrudes from the hole 2 by the thickness of the release film 7 on both surfaces of the prepreg 1.
[0029]
As the conductive paste 3 used here, a mixture of a thermosetting resin composition (paste resin) and conductive particles can be used, and is generally used for filling a via hole 6 when manufacturing a wiring board. Although it can be selected and applied from those used, it is preferable to use a component that does not contain a solvent in the component, and in order to facilitate filling of the via hole 6, the viscosity at room temperature is 2000 Pa · s or less. It is preferable to use one.
[0030]
Moreover, as this electrically conductive paste 3, when it raises temperature from room temperature with the temperature increase rate of about 1-6 degreeC / min, after reaching a minimum viscosity value in the range of 50-80 degreeC, progress of hardening reaction It is preferable to use a material whose viscosity increases due to the above. Such a temperature characteristic is a performance generally provided in the solvent-free conductive paste 3 for filling a hole. By appropriately adjusting the composition of the conductive paste 3, such a temperature characteristic can be easily applied to the conductive paste 3. Can be granted.
[0031]
When the specific composition of the conductive paste 3 is given, as the conductive particles, an appropriate metal powder such as silver, copper, nickel, palladium or the like can be used, and the particle size thereof is about 0.5 to 20 μm. It is preferable to use it. Moreover, it is preferable that the compounding quantity of this electroconductive particle shall be the range of 30-70 volume% with respect to the electroconductive paste 3 whole quantity.
[0032]
Further, as the resin component in the paste resin, an appropriate thermosetting resin can be used, but in order to maintain the viscosity of the conductive paste 3 as described above, it is preferable to blend a low-viscosity one, For example, a low-viscosity liquid epoxy resin having two or more epoxy groups in the molecule, such as a bisphenol A type epoxy resin and a bisphenol F type epoxy resin, can be used.
[0033]
The curing agent can be used without particular limitation as long as it reacts with the resin component to advance the curing reaction. For example, amine-based curing agents such as aromatic amines, acid anhydride-based curing agents, Imidazole-based curing agents, phenol novolac resins, and the like can be used.
[0034]
Moreover, the other appropriate additive generally used can be mix | blended as needed.
[0035]
In such a combination of a resin component and a curing agent, it is excellent in reactivity with the thermosetting epoxy resin composition (impregnating resin) constituting the prepreg 1 and firmly adheres to the interface between the paste resin and the impregnating resin. Is possible.
[0036]
Thus, the prepreg 1 filled with the conductive paste 3 is used as a member for forming the insulating layer 5, and either the metal foil 4 or the core material on which the circuit is formed is disposed on one or both surfaces of the prepreg 1. A printed wiring board is manufactured by heat and pressure molding.
[0037]
For example, as shown in FIGS. 1B and 1C, metal foils 4 such as copper foils are arranged on both surfaces of the prepreg 1 and are laminated and integrated by applying heat and pressure to laminate the double-sided metal foil-clad laminate. Get. At this time, the prepreg 1 is formed as an insulating layer 5 by heat curing. In the hole 2 filled with the conductive paste 3 in the prepreg 1, the resin of the conductive paste 3 is heat-cured and the via hole 6 for interlayer connection is formed. Is formed. Then, if necessary, the conductor foil is formed on both surfaces of the metal foil 4 on both sides of the laminate by using a photographic method to form a conductor circuit and the conductor circuit is connected to the via hole 6. A board (printed wiring board) is obtained.
[0038]
Further, a multilayer wiring board can be produced using the prepreg 1 filled with the conductive paste 3 using the printed wiring board formed as described above as a core material. For example, the core material formed as described above on one surface of the prepreg 1 filled with the conductive paste 3 is overlapped with a predetermined position of the circuit on the core material and the opening of the hole 2 filled with the conductive paste 3. The core material is laminated on the other surface of the prepreg 1 in the same manner, or a metal foil 4 such as a copper foil is disposed and subjected to heat and pressure molding. At this time, as in the case described above, the prepreg 1 is formed as the insulating layer 5 by heat curing, and the resin of the conductive paste 3 is heat-cured in the holes 2 filled with the conductive paste 3 in the prepreg 1. Thus, via holes 6 for interlayer connection are formed. Further, when the metal foil 4 on which the circuit is not formed is disposed on the outer layer, the circuit is formed by a photographic method or the like as necessary.
[0039]
Similarly, either a core material having a single-layer or multi-layer insulating layer 5 formed with a circuit on one surface or both surfaces of the prepreg 1 filled with the conductive paste 3, and the metal foil 4. A wiring board having a via hole 6 (printed wiring board) can be obtained by arranging, heat-pressing and laminating and integrating, and if necessary, forming a circuit on the outermost layer.
[0040]
Further, a plurality of core materials having a single-layer or multi-layer insulating layer 5 and a plurality of prepregs 1 filled with the conductive paste 3 are used, and these core materials and the prepregs 1 are alternately arranged to be heated and pressed. A multilayer wiring board having via holes 6 can also be obtained by stacking and integrating.
[0041]
The heating and pressing conditions are appropriately set depending on the composition of the resin and conductive paste 3 in the prepreg 1 to be used, the dimensions of the members to be laminated, and the like. For example, 0.98 Mpa (10 kg / cm ² ) To 4.90 MPa (50 kg / cm ² ) At a temperature rising rate of about 1 to 6 ° C./min from room temperature to reach a predetermined holding temperature, and held in this state for a predetermined time. The holding temperature is appropriately set depending on the resin composition in the prepreg 1 and the conductive paste 3, but in the case of an epoxy resin-based resin composition, the holding temperature is preferably in the range of 170 to 210 ° C.
[0042]
In this heating and pressurizing process, after the impregnating resin in the prepreg 1 reaches the softening temperature, the progress of softening and melting competes, and the paste resin of the conductive paste 3 also competes for softening and melting and hardening. However, since the resin softening temperature of the epoxy resin composition (impregnated resin) in the B-stage state constituting the prepreg 1 as described above is a low value of 55 to 75 ° C., the impregnated resin is removed before the paste resin is completely cured. It softens and melts, and both the impregnating resin and the paste resin go through a state where the viscosity is softened and melted. At this time, it is preferable to appropriately set the combination of the impregnating resin and the paste resin so as to pass through the state where the viscosity of the impregnating resin and the paste resin is both 1000 Pa · s or less. In particular, when the melt viscosity at 90 ° C. of the B-staged epoxy resin composition in the prepreg 1 is 1000 Pa · s or less, and the conductive paste 3 having the above characteristics is used, In the heating and pressurizing process, when the heating temperature becomes 90 ° C., both the impregnating resin and the paste resin have a viscosity of 1000 Pa · s or less, and both pass through a softened and melted state.
[0043]
As described above, since both the impregnating resin and the paste resin pass through a state in which the viscosity is softened and melted, the flow of the binder resin of the conductive paste 3 is not disturbed by the resin of the surrounding prepreg 1 and the metal Sufficient compression and bonding between the particles can be ensured, and further, the reaction between the impregnating resin and the paste resin is promoted during the heating and pressurizing process, so that the cured product of the conductive paste 3 and the cured product of the impregnating resin are used. Produces a strong bonding force. For this reason, the obtained printed wiring board is less likely to be peeled off at the interface between the cured product of the conductive paste 3 and the cured product of the impregnating resin even during a heat cycle or a moisture absorption cycle, and has excellent connection reliability. A board can be obtained.
[0044]
In addition, when an organic fiber nonwoven fabric such as an aramid nonwoven fabric is used as a base material for producing the prepreg 1, the above-mentioned heating and pressurization is performed because the base material has high compressibility when pressure is applied. In the process, the prepreg 1 is compressed, and the conductive paste 3 is compressed accordingly. As a result, the conductive particles in the conductive paste 3 are closely packed, so that the conductivity in the via hole 6 is improved. The adhesion between the cured product of the conductive paste 3 and the cured product of the impregnating resin is further increased.
[0045]
However, even when a glass cloth is used as a base material for producing the prepreg 1, the compressibility of the prepreg 1 in the heating and pressing process is lower than that of the organic fiber nonwoven fabric, but impregnation in the heating and pressing process as described above. Since the reaction between the impregnating resin and the paste resin is promoted during the heating and pressing process through the state where the viscosity of both the resin and the paste resin is softened and melted, the cured product of the conductive paste 3 and Adequately high adhesion is obtained between the cured impregnated resin.
[0046]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
[0047]
(Prepreg production)
Raw materials were mixed in the composition shown in Table 1 and stirred for 2 hours to prepare epoxy resin varnishes of Formulations A to E. Details of each component shown in Table 1 are as shown in Table 2.
[0048]
Moreover, what was shown in Table 3 was used as the electrically conductive paste 3, and what was shown in Table 4 was used as a base material. Here, the 25 degreeC viscosity of the electrically conductive paste 3 is a measured value at 2 rpm with a B-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
[0049]
And about each Example and the comparative example, the prepreg 1 with which the electrically conductive paste 3 was filled with the combination of the epoxy resin varnish shown in Table 5, 6 and the electrically conductive paste 3 and a base material was produced.
[0050]
Here, the viscosity (melt viscosity) at 90 ° C. of the conductive paste 3 is set by setting the conductive paste 3 on a parallel plate, and using a viscoelasticity analyzer (“MR-300” manufactured by UPM Co., Ltd.) The sample was heated at 1 ° C / min, and the complex viscosity η at 90 ° C ^* Was observed.
[0051]
Preparation of the prepreg 1 is carried out by impregnating the base material with an epoxy resin, and performing a heat treatment at a heating temperature and a heating time shown in Tables 5 and 6 in a dryer to volatilize the solvent and making the impregnated resin into a B-stage It was done by doing.
[0052]
The resin content of the prepreg 1 shown in Tables 5 and 6 is obtained by adjusting the gap of the treater.
[0053]
The curing time was determined by extracting (extruding) the resin from the prepreg 1 and measuring the gelation time of the resin at 171 ° C. according to IPC-TM-650-2.3.18.
[0054]
The viscosity at 90 ° C. (melt viscosity) is obtained by extracting (extruding) the resin from the prepreg 1 to produce a tablet of this resin powder, and setting this on a solid measurement tool jig (parallel plate). The sample was heated at 1 ° C./min with an elastic measurement analyzer (“MR-300” manufactured by UPM Co., Ltd.), and the complex viscosity η at 90 ° C. ^* Was observed.
[0055]
The resin softening temperature was measured as follows.
The resin is extracted (extruded) from the prepreg 1, and a hard glass sample setting plate is placed on the heater plate using a microscope heating / cooling device (“LK-600PH” manufactured by Japan High-Tech Co., Ltd.). 10 mg of resin powder was placed thereon, and a hard glass cover glass was further stacked from above. The measurement was performed by heating the heater plate at a temperature increase rate of 1 ± 0.1 ° C./min and confirming the point where the resin was softened by microscopic observation.
[0056]
The determination that the resin was softened was defined as the time when the whiteness of the resin powder began to be lost, and the temperature at that time was monitored and the temperature was defined as the softening temperature.
[0057]
Also, the presence or absence of prepreg sticking (tackiness of the prepreg surface = stickiness) is determined by sticking between prepregs 1 for 100 sheets of prepreg 1 which are packaged under reduced pressure in an aluminum bag and opened immediately after packaging. This was done by checking the presence or absence of.
[0058]
Then, a fluorine-based release film 7 having a thickness of 25 μm (“Aflex 25N”, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) is applied to both the front and back surfaces of the prepreg 1 having a size of 330 mm × 500 mm in plan view. / Cm ² ) After thermocompression bonding under conditions of heating and pressurizing time of 3 minutes, energy density 30 mJ / P, pulse width 15 μsec, 1 shot processing with carbon dioxide laser processing machine (Mitsubishi Electric, “ML605GTX-5100U”) A hole 2 having a diameter of 200 μm passing through the prepreg 1 and the release film 7 was formed. Next, the conductive paste 3 is pushed into the hole 2 from one side of the prepreg 1 using a rubber squeegee, and the inside of the hole 2 is sucked from the other side by a vacuum suction method to thereby form the conductive paste in the hole 2. 3 was filled, the release film 7 on both sides was peeled off.
[0059]
(Production of evaluation substrate)
For each of the examples and comparative examples, a single-side roughened copper foil (Furukawa Electric Co., Ltd., “GTS18μ”) having a thickness of 18 μm is arranged on both the front and back surfaces of one prepreg 1 so that the rough surface faces the prepreg 1. 2.94 MPa (30 kg / cm ² The temperature was raised to 170 ° C. at a temperature raising rate of 1.0 ° C./min under the pressure of), and this state was maintained for 40 minutes to perform heat and pressure molding.
[0060]
Next, etching was performed on the copper foils on the front and back sides to form 1000-hole series resistance measurement patterns for 20 blocks.
[0061]
(Measurement of connection resistance)
Initial value: For each 1000-hole series resistance value measurement pattern of 20 blocks, measure the series electrical resistance value of 1000 vias by the four-terminal method, subtract the wiring resistance, and calculate the electrical resistance value per via Calculated. And the average value of the electrical resistance value per via | veer of 20 blocks was derived | led-out.
[0062]
After the thermal cycle test: After the evaluation substrate was held for 30 minutes in an atmosphere at 55 ° C., the thermal cycle for 30 minutes in an atmosphere at 125 ° C. was repeated 1000 cycles. And about the board | substrate for evaluation after a process, for every 1000 holes serial resistance value measurement pattern of 20 blocks, the serial electrical resistance value of 1000 vias was measured by the four-terminal method, and the number of the thing with which conduction defect produced by disconnection In the case where no conduction failure occurred, the average value of the electrical resistance value per via was derived in the same manner as the initial value measurement.
[0063]
After the oil dip test: The operation of holding the evaluation substrate in an oil bath at 260 ° C. for 30 seconds and then holding it for 15 seconds in an atmosphere at 25 ° C. was repeated 100 cycles. And about the board | substrate for evaluation after a process, for every 1000 holes serial resistance value measurement pattern of 20 blocks, the serial electrical resistance value of 1000 vias was measured by the four-terminal method, and the number of the thing with which conduction defect produced by disconnection In the case where no conduction failure occurred, the average value of the electrical resistance value per via was derived in the same manner as the initial value measurement.
[0064]
The above results are shown in Tables 5 and 6.
[0065]
[Table 1]

[0066]
[Table 2]

[0067]
[Table 3]

[0068]
[Table 4]

[0069]
[Table 5]

[0070]
[Table 6]

[0071]
【The invention's effect】
As described above, claim 1 of the present invention. Thru 3 The prepreg according to the present invention is a prepreg obtained by impregnating a base material with an epoxy resin composition and drying by heating to make the epoxy resin composition into a B stage. The resin softening temperature of the epoxy resin composition in the B stage state is 55 to 75. Since it is at ° C., this prepreg is subjected to hole processing for interlayer connection, and after filling this hole with a conductive paste, either one or both sides of the prepreg is placed with a metal foil or a core material with circuit formation. When heated and pressed, the resin component and the conductive paste in the prepreg can be cured after passing through the state where the resin component and the conductive paste in the prepreg are melted together, and the conductive Sufficient compression and joining between metal particles can be ensured without the surrounding prepreg resin hindering the flow of the binder resin of the paste. Furthermore, the reaction between the resin component in the prepreg and the resin component in the conductive paste is promoted during the heating and pressurizing process, and the cured product of the conductive paste and the cured product of the resin component in the prepreg are strongly fixed. For this reason, the printed circuit board obtained can be found at the interface between the cured product of the conductive paste and the cured product of the resin component in the prepreg even during a thermal cycle or moisture absorption cycle. Peeling hardly occurs, and a printed wiring board having excellent connection reliability in a via hole can be obtained.
[0072]
Claim According to 1 and 3 Since the melt viscosity at 90 ° C. of the B-staged epoxy resin composition in the prepreg is 1000 Pa · s or less, the invention includes a resin in the prepreg in the heat and pressure molding process during the production of a printed wiring board. A state where both the component and the conductive paste are melted can be surely passed through, and a printed wiring board with further improved connection reliability in the via hole can be obtained.
[0073]
And claims According to 2 and 3 Since the invention uses an epoxy resin composition impregnated in a substrate containing 5 to 40 phr of a liquid epoxy resin component having a viscosity at 25 ° C. of 30000 mPa · s or less, a novolak resin having a high softening temperature is cured. Even when used as an agent, the softening temperature of the impregnating resin in the prepreg can be effectively within the target range.
[0074]
The invention of claim 4 uses a glass cloth as the base material, so that in the heating and pressurizing process at the time of manufacturing a printed wiring board using this prepreg, the compressibility of the prepreg is lower than that of the organic fiber nonwoven fabric. In the pressurization process, the resin component in the prepreg and the paste resin both pass through the state where the viscosity is softened and melted, and the flow of the binder resin in the conductive paste is not hindered by the surrounding prepreg resin, and the metal Sufficient compression and bonding between particles can be secured. Furthermore, since the reaction between the resin component in the prepreg and the resin component in the conductive paste is promoted during the heating and pressurizing process, the cured product of the conductive paste and the cured resin component in the prepreg In this case, sufficiently high adhesion can be obtained.
[0075]
The invention of claim 5 uses an organic fiber non-woven fabric as a base material, so that the compressibility of the prepreg in the heating and pressurizing process at the time of manufacturing a printed wiring board using this prepreg is increased, and the prepreg is compressed in the heating and pressurizing process. Along with this, the conductive paste is compressed, the conductive particles in the conductive paste are densely packed to improve the conductivity in the via hole, and the cured product of the conductive paste and the cured product of the resin component in the prepreg The adhesion between them is further increased.
[0076]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a printed wiring board manufacturing method comprising: forming a hole for interlayer connection in the prepreg according to any one of the first to fourth aspects; and filling the hole with a conductive paste; Or by placing either the metal foil or the core material subjected to circuit formation on both sides, by heating and pressing, the resin component in the prepreg and the conductive paste are both in a molten state, Since the resin component and the conductive paste in the prepreg are cured, sufficient compression and bonding between the metal particles can be ensured without the surrounding prepreg resin inhibiting the flow of the binder resin of the conductive paste. Furthermore, the reaction between the resin component in the prepreg and the resin component in the conductive paste is promoted during the heating and pressurizing process, and the cured product of the conductive paste and the cured product of the resin component in the prepreg are strongly fixed. For this reason, the obtained printed wiring board is formed at the interface between the cured product of the conductive paste and the cured product of the resin component in the prepreg even during a thermal cycle or a moisture absorption cycle. Peeling hardly occurs, and a printed wiring board having excellent connection reliability in a via hole can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention, and (a) to (c) are cross-sectional views, respectively.
[Explanation of symbols]
1 prepreg
2 holes
3 Conductive paste
4 Metal foil

Claims

Impregnated with epoxy resin composition to a substrate, the heated and dried prepreg formed by B-staged epoxy resin composition, the resin softening temperature of the epoxy resin composition in a B-stage state, Ri 55 to 75 ° C. der, melt viscosity at 90 ° C. of B-staged epoxy resin composition in the prepreg is a prepreg characterized by less der Rukoto 1000 Pa · s.

In a prepreg obtained by impregnating a base material with an epoxy resin composition and drying by heating to form a B-stage, the resin softening temperature of the B-stage epoxy resin composition is 55 to 75 ° C. as the epoxy resin composition impregnated in the wood, characteristics and to pulp prepreg to be used as the viscosity at 25 ° C. containing 5~40phr the following liquid epoxy resin component 30000 mPa · s.

In a prepreg obtained by impregnating a base material with an epoxy resin composition and drying by heating to form a B-stage, the resin softening temperature of the B-stage epoxy resin composition is 55 to 75 ° C., and the prepreg The melt viscosity at 90 ° C. of the B-staged epoxy resin composition is 1000 Pa · s or less, and the epoxy resin composition impregnated into the substrate is a liquid having a viscosity at 25 ° C. of 30000 mPa · s or less. features and to pulp prepreg by comprising using those 5~40phr containing epoxy resin component.

The prepreg according to any one of claims 1 to 3, wherein a glass cloth is used as a substrate.

The prepreg according to any one of claims 1 to 3, wherein an organic fiber nonwoven fabric is used as a substrate.

A core material in which a hole for interlayer connection is applied to the prepreg according to claim 1 and a conductive paste is filled in the hole, and then a metal foil or a circuit is formed on one or both sides of the prepreg. By placing one of them and heat-press molding, the resin component in the prepreg and the conductive paste are cured through the state where the resin component in the prepreg and the conductive paste are melted together. A method for producing a printed wiring board characterized by the above.