专利名称：粘接薄膜的真空层叠方法
技术领域：
本发明涉及在交替层积导体电路层和绝缘层的建造(build up)方式的多层印刷电路板的制造方法中将薄膜状粘接剂真空层叠在内层电路图形上的方法。
以往，作为多层印刷电路板的制造方法，已知在形成电路的内层电路板上，在作为绝缘粘接层的玻璃纤维布上浸渍环氧树脂，通过数片B阶化的预浸处理板进行层叠模压，利用通孔获得层间导通的方法。但是，在该方法中，除了在层叠模压中需要进行加热、加压成形的大规模设备和占用长时间，使成本升高，在预浸处理板中因使用介电常数比较高的玻璃纤维布层间厚度的变薄受限制，此外，还有因CAF造成的绝缘性不稳定等问题。
作为解决这种问题的方法，近年来，在内层电路板的导体层上交替层积有机绝缘层的建造方式的多层印刷电路板制造技术正引人注目。在特开平8-64960中披露了涂敷涂底粘接剂，伪干燥后粘接薄膜状附加粘接剂并加热固化，用碱性氧化剂使其粗糙化，通过电镀形成导体层，从而制造多层印刷电路板的方法。此外，在特开平7-202418中披露了将由高分子量环氧树脂和液态环氧树脂构成的粘接剂层形成在铜箔上，将带有粘接剂的铜箔粘接在内层电路板上，从而制造多层印刷电路板的方法。另一方面，本发明人还在特开平11-97927中披露了可以同时成批进行内层电路图形的覆盖和表面插孔和/或通孔内的树脂填充的多层印刷电路板的层间粘接膜，以及采用该膜的生产率高的多层印刷电路板的制造方法。在加热、加压条件下真空层叠这些粘接膜的情况下，粘接剂有热流动性的特性方面，存在从该粘接膜端部产生粘接剂渗出，污染模压面和叠片轧辊的问题。
鉴于上述问题，本发明人在将膜状粘接剂真空层叠在内层电路图形上的方法中，开发了消除因粘接剂的渗出物造成的模压面和叠片轧辊污染的方法并可使进行被层叠的薄膜平滑化。
本发明的第一方案为粘接薄膜的真空层叠方法，该方法在构图加工的电路基板的至少单面上，在加热、加压条件下真空层叠由支撑底膜和在其表面上层叠的有热流动性的常温固态树脂组成物构成的粘接膜的该树脂组成物，其特征在于，该方法包括1)在电路基板的单面或双面上各个部分被粘接的状态下，将与电路基板相同尺寸或尺寸较小的粘接薄膜的树脂组成物面单片化的伪粘接工艺，2)而且在伪粘接于电路基板上的该粘接薄膜上，将比该粘接薄膜面积大的保护薄膜按粘接薄膜与保护薄膜的两薄膜的中心大致处于相同位置那样配置后，在加热、加压条件下真空层叠该保护薄膜的工艺。再有，本发明的第二方案为方案1所述的粘接薄膜的真空层叠方法，该方法有在按支撑底膜/树脂组成物/电路基板的顺序真空层叠由支撑底膜和在其表面上层叠的有热流动性的常温固态树脂组成物构成的粘接薄膜的支撑底膜上，还可以使用模压金属板或层压金属轧辊夹住比该粘接薄膜面积大的保护薄膜进行加热、加压，使该粘接薄膜平滑的后续工艺。
图1表示在真空层叠粘接薄膜的该电路基板上，在将比该粘接薄膜大的保护薄膜夹在模压金属板之间的状态下进行加热、加压，使粘接薄膜平滑化的简单模式图。
图2在真空层叠粘接薄膜的该电路基板上，在将比该粘接薄膜大的保护薄膜夹在层压金属轧辊之间的状态下进行加热、加压，使粘接薄膜平滑化的简单模式图。
图3表示测定的动态粘弹性率，是使用(株)コ-·ビ-·エム社制型号Rhesol-G3000测定的曲线，动态粘弹性率上限的曲线(1)表示平均干燥温度在100℃下10分钟处理的树脂组成物的物性，同一下限的曲线(2)表示平均干燥温度100℃下5分钟处理的树脂组成物的物性。测定条件为升温速度为5℃/分、开始温度为60℃、测定温度间隔2.5℃、振动1Hz/deg。
作为本发明的常温固态树脂组成物，以热固化性树脂和/或高分子为主要成分，通过加热进行软化，并且是有薄膜形成能力的树脂组成物，而且不限定组成物，只要通过热固化，具有满足耐热性、电气特性等层间绝缘材料的要求特性的组成物就行。例如，可列举出环氧树脂系、丙烯酸树脂系、聚酰亚胺树脂系、聚酰胺酰亚胺树脂系、聚氰酸酯树脂系、聚酯树脂系、热固化型聚苯醚树脂系等，可以将这些树脂系组合两种以上使用，也可以形成有多层结构的粘接薄膜层。其中，作为层间绝缘材料，在可靠性和成本都良好的环氧树脂系中，特愿平11-87927所述的环氧树脂组成物较好。
粘接薄膜可以按众所周知的方法来制作，就是以底膜作为支撑体，在涂敷溶解于预定的有机溶剂中的树脂清漆后，通过加热和/或喷吹热风使溶剂干燥，成为常温固态树脂组成物。作为支撑底膜可列举出聚乙烯、聚氯乙烯等的聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯等的聚酯、聚碳酸酯、以及脱模纸和铜箔、铝箔那样的金属箔等。作为支撑底膜的厚度，一般为10～150μm。再有，在支撑膜上，除涂浆处理、电晕放电处理外，也可以实施脱模处理。常温固态树脂组成物的厚度在叠片化的内层电路基板的导体厚度以上，一般在导体厚度+(10～120)μm的范围。由常温固态树脂组成物和支撑底膜构成的本发明的粘接薄膜按原样或在树脂组成物的另一面上又层叠脱模膜，被卷成轧辊状贮藏。
在将与电路基板相同尺寸或尺寸较小的粘接薄膜的树脂组成物面各个部分地粘接在电路基板的单面或双面上的状态下，作为进行单片化的伪粘接工艺，可以使用市场销售的干燥膜的自动切割叠片机。用自动切割叠片机仅加热、加压有基板宽度以下宽度的轧辊状的该粘接薄膜的伪粘接部分，在温度、压力不施加的状态下，在叠片轧辊上，按期望的尺寸进行切割。
该树脂组成物的优选物性是测定动态粘弹性率，可以用该温度与熔融粘度的关系来表示，在本说明书附图中，图1的斜线区域S是该树脂组成物的优选范围。可使用(株)コ-·ビ-·エム社制型号Rhesol-G3000进行动态粘弹性率测定。动态粘弹性率测定曲线的上限表示在平均干燥温度100℃下进行10分钟处理的树脂组成物的物性，同样，动态粘弹性率下限曲线表示在平均干燥温度100℃下进行5分钟处理的树脂组成物的物性。在被实验性的该曲线包围的区域，并且熔融粘度在10万Poise以下和熔融温度在140℃以下的区域显示本发明实施中优先使用的树脂组成物层的物性。在熔融粘度为10万Poise以上时，树脂组成物层变硬，在实施本发明的粘接薄膜的真空层叠方法情况下，电路基板上的图形与该树脂组成物层的粘接性差。如果在140℃以上的温度下制造，那么得到的层叠电路板容易因高温受到损伤，因而不好。
而且，在电路基板上伪粘接的该粘接薄膜上，在将比该粘接薄膜面积大的保护薄膜按使粘接薄膜与保护薄膜的两薄膜中心大致处于相同位置进行配置后，在加热、加压条件下真空层叠该保护薄膜时，可以使用(株)名机制作所制真空模压机和大成ラミネ-タ-(株)制真空叠片机等市场销售的真空层叠机。在进行层叠时，在有比轧辊状的该粘接薄膜宽度宽的保护薄膜安装在基体轧辊上的状态下，投入使粘接薄膜单片化的电路基板，从保护薄膜和支撑底膜侧加热、加压常温固态的树脂组成物，进行叠片化。在叠片化时的树脂流动在内层电路导体厚度以上的条件下，通过进行叠片化，可良好地进行内层电路图形的覆盖，但此时产生来自粘接薄膜端部的粘接剂渗出。但是，利用比粘接薄膜大的保护薄膜，可以防止在模压面和叠片轧辊上附着渗出树脂，可以连续地进行清洁的真空层叠。作为保护薄膜，可列举出聚丙烯等的聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯等的聚酯、聚碳酸酯、以及脱模纸和铝箔那样的金属箔等。作为保护薄膜的厚度，可以在5～100μm的范围内。再有，在保护薄膜上也可以实施涂浆(mud)处理和脱模处理。
尽管真空层叠的树脂组成物层与电路基板粘接，但仍有该树脂组成物层与支撑底膜的接触面的表面平滑性被损伤的情况。为了解决该问题，在将比该粘接薄膜面积大的保护薄膜夹在模压金属板和/或叠片金属轧辊之间的状态下，加热、加压真空层叠粘接薄膜的该电路基板，使粘接薄膜平滑化。作为机械设备，可以使用热盘式模压机和加热加压式叠片机等市场销售的层叠机。图1表示使用金属板的简单模式图，图2表示使用金属轧辊的简单模式图。在进行平滑化时，在真空层叠粘接薄膜上从电路基板的保护薄膜和支撑底膜侧加热、加压常温固态树脂组成物。通过在真空层叠下的条件和同等的以上加热、加压条件下进行模压和/或叠片化，可以使该树脂组成物层与支撑底膜的接触面平滑化。
保护薄膜可列举出聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯等的聚酯、聚碳酸酯、以及脱模纸和铝箔那样的金属箔等。由于使用保护薄膜的目的在于防止金属板和/或金属轧辊被异物划伤，同时防止被粘接剂的渗出物污染，所以其厚度可以在5～100μm的范围内。
本发明的粘接薄膜的真空层叠方法包括1)通过耐热橡胶从支撑底膜侧进行加热、加压、真空层叠的第一工艺，和2)在真空层叠粘接薄膜的该电路基板上，在把比该粘接薄膜面积大的保护薄膜夹在模压金属板和/或叠片金属轧辊之间的状态下进行加热、加压，使粘接薄膜平滑化的第二工艺，可以在第一工艺的原有真空状态下进行第二工艺。此外，也有将真空层叠粘接薄膜的该电路基板在第一工艺和第二工艺之间暂时暴露在大气中。在这种情况下，在第二工艺中，再次进入真空状态进行该工艺，也可以不在真空状态下就在大气状态下进行该工艺。这些情况下，有涂浆处理和/或压纹加工的支撑底膜或/和保护薄膜都有效。在支撑底膜和保护薄膜的接触面内，如果至少其中一方进行涂浆处理和/或压纹加工，那么保护薄膜和支撑底膜之间的空气抽取良好，使平滑化工艺的生产率提高。此外，保护薄膜也可以多片重叠使用。
在构图加工的电路基板上真空层叠本发明的粘接薄膜的方法不限于使用建造层间粘接薄膜的情况，不言而喻，也可以用于有热流动性的整个粘接薄膜，例如用于焊料抗蚀剂等的干燥膜。下面，具体地说明以下实施例表示的本发明，但本发明不限于这些实施例。将液状双酚A型环氧树脂(油化シエルエポキシ(株)制エビコ-ト828EL)20份、溴化双酚A型环氧树脂(东都化成(株)制YDB-500)2()份、甲酚酚醛型环氧树脂(还氧当量215，软化点78℃，大日本インキ化学(株)制エビクロンN-673)20份、末端环氧化聚丁二烯橡胶(ナガセ化成工业(株)制デナレフクスR-45EPT)15份在MEK中一边搅拌一边加热溶解，向其中添加溴化苯酚树脂清漆(不挥发部分为40wt％，溴含量为25wt％，溶剂组成为二甲苯∶甲氧丙醇∶丁酮＝5∶2∶8，东都化成(株)制YPB-40-PXM40)50份、作为环氧固化剂的2、4-二氨基-6-(2-甲基-1-咪唑啉乙基)-1、3、5-三氮杂苯·三聚异氰酸加成物4份、以及微粉碎硅石2份、三氧化锑4份、碳酸钙5份，制作树脂组成物清漆。在厚度38μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜上，为了使干燥后的树脂厚度达到70μm，用压模涂料器涂敷该清漆，在80～120℃下进行干燥后，按宽度507mm切开，获得轧辊状粘接薄膜。例如使用(株)コ-·ビ-·エム社制型号Rhesol-G300可以测定上述粘接薄膜的树脂组成物层的动态粘弹性率测定。图1是测定出的动态粘弹性率曲线，其测定曲线的上限表示在平均干燥温度100℃下进行10分钟处理的树脂组成物的物性，同样，下限曲线表示在平均干燥温度100℃下进行5分钟处理的树脂组成物的物性。在构图加工的510×340mm的玻璃环氧树脂内层电路基板上(导体厚度18μm)，使用ソマ-ル(株)制自动切割薄膜机将由制造例获得的轧辊状粘接薄膜按宽度507×336mm的尺寸在基板两面上进行单片化。条件是伪粘接部分的温度为70℃、5秒压接，在室温、在无负荷下进行叠片辊轧。接着，利用モ-トン·インタ-ナシヨナル·インコ-ポレ-テイド制真空涂布机725，在温度80℃、6秒模压下两面同时进行叠片化时，来自薄膜端面的树脂渗出物附着在模压面上，如果连续地反复层叠，那么会产生树脂粉附着在层叠基板上的不良情况。在冷却至室温附近后，剥离聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，在用(株)东京精密制表面粗糙度测定器测定行/间隙＝320/320μm上的粘接剂表面时，最大高度为8μm。将由制造例得到的轧辊状粘接薄膜设定在(株)名机制作所制真空模压机MVLP的两基体材料轧辊上，横长地投入构图加工的510×340mm的玻璃环氧树脂内层电路基板(导体厚度18μm)，在温度70℃、压力3kg、6秒模压下，两面同时进行叠片化。其结果，来自薄膜侧面的树脂渗出物附着在模压面上，如果连续地反复层叠，那么会产生树脂粉附着在层叠基板上的不良情况。将由制造例得到的轧辊状粘接薄膜设定在大成ラミネ-タ-(株)制真空叠片机的两基体材料轧辊上，横长地投入构图加工的510×340mm的玻璃环氧树脂内层电路基板(导体厚度18μm)，在温度120℃、压力3kg、30cm/分下，两面同时进行叠片化。其结果，来自薄膜侧面的树脂渗出物附着在叠片轧辊上，如果连续地反复层叠，那么会产生树脂粉附着在层叠基板上的不良情况。在切割粘接薄膜后，剥离聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，在用表面粗糙度测定器测定行/间隙＝320/320μm上的粘接剂表面时，最大高度为6μm。与比较实施例1同样，在构图加工的510×340mm的玻璃环氧树脂内层电路基板上(导体厚度18μm)，按宽度507×336mm的尺寸在基板两面上单片化由制造例获得的轧辊状粘接薄膜。接着，在(株)名机制作所制真空模压机MVLP的两基体材料轧辊上，在设定作为保护薄膜的宽度为600mm、厚度为30μm的聚丙烯薄膜的状态下，从保护薄膜的中央附近投入该基板，在温度70℃、压力3kg、6秒模压下，两面同时进行叠片化。其结果，尽管叠片化时的树脂渗出物附着在保护薄膜上，但模压面未被污染，可以进行真空层叠。而且，由于保护薄膜被连续地传送，所以可以进行清洁状态下的连续层叠。与比较实施例1同样，在构图加工的510×340mm的玻璃环氧树脂内层电路基板上(导体厚度18μm)，按宽度507×336mm的尺寸在基板两面上单片化由制造例获得的轧辊状粘接薄膜。接着，在大成ラミネ-タ-(株)制真空叠片机的两基体材料轧辊上，在设定作为保护薄膜的宽度为600mm、厚度为25μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的状态下，从保护薄膜的中央附近投入该基板，在温度120℃、压力3kg、30cm/分下，两面同时进行叠片化。其结果，尽管叠片化时的树脂渗出物附着在保护薄膜上，但叠片轧辊未被污染，可以进行真空层叠。而且，由于保护薄膜被连续地传送，所以可以进行清洁状态下的连续层叠。与比较实施例1完全相同，在构图加工的510×340mm的玻璃环氧树脂内层电路基板上(导体厚度35μm)，将粘接薄膜叠片化。然后，用热盘式模压机在两金属面上，在设定作为保护薄膜的宽度为600mm、厚度为15μm的双面涂浆处理聚丙烯薄膜(最大高度3.5μm)的状态下，在模压金属面的中央附近投入该基板，进行温度90℃、压力5kg/cm2、20秒模压。在冷却至室温附近后，剥离聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，在用表面粗糙度测定器测定行/间隙＝320/320μm上的粘接剂表面时，最大高度不足2μm。与比较实施例2完全相同，在构图加工的510×340mm的玻璃环氧树脂内层电路基板上(导体厚度35μm)，将粘接薄膜叠片化。然后，在镀铬金属轧辊式叠片机的两基体材料轧辊上，在设定作为保护薄膜的宽度为600mm、厚度为25μm的双面涂浆处理聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(最大高度5μm)的状态下，从保护薄膜的中央附近投入该基板，在温度135℃、压力3kg/cm、50cm/分下进行平滑化处理。在冷却至室温附近后，剥离聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，在用表面粗糙度测定器测定行/间隙＝320/320μm上的粘接剂表面时，最大高度不足2μm。
根据比较实施例1至3的结果，在使用市场销售的真空层叠机，按以往方式层叠粘接薄膜的情况下，因粘接剂的渗出会污染模压面和叠片轧辊。由实施例1、2的结果可知，按照本发明的方法，可以在清洁的状态下连续层叠有热流动性的粘接薄膜。根据比较实施例1至2的结果，在使用市场销售的真空层叠机，按以往方式层叠粘接薄膜的情况下，在粘接剂的表面平滑性上有限度。由实施例3、4的结果可知，按照本发明的方法，可以按非常平滑的状态层叠有热流动性的粘接薄膜。
根据比较实施例1至3的结果，在使用市场销售的真空层叠机，按以往方式层叠粘接薄膜的情况下，因粘接剂的渗出会污染模压面和叠片轧辊。由实施例1、2的结果可知，按照本发明的方法，可以在清洁的状态下连续层叠有热流动性的粘接薄膜。根据比较实施例1至2的结果，在使用市场销售的真空层、叠机，按以往方式层叠粘接薄膜的情况下，在粘接剂的表面平滑性上有限度。由实施例1、2的结果可知，按照本发明的方法，可以按非常平滑的状态层叠有热流动性的粘接薄膜。
按照本发明的方法，不会使具有热流动性的粘接薄膜因粘接剂的渗出物产生模压面和叠片轧辊的污染，可以简便地进行层叠。按照本方法，可以在清洁的状态下高生产率地进行真空层叠。而且，如果采用本发明第二后工艺，那么可以获得粘接薄膜的平滑性。
权利要求
1.一种粘接薄膜的真空层叠方法，在构图加工的电路基板上的至少单面上，在加热、加压条件下真空层叠由支撑底膜和在其表面上层叠的有热流动性的常温固态树脂构成的粘接膜的该树脂组成物，其特征在于，该方法包括1)在电路基板的单面或双面上各个部分被粘接的状态下，将与电路基板相同尺寸或尺寸较小的粘接薄膜的树脂组成物面单片化的伪粘接工艺，2)而且在伪粘接于电路基板上的该粘接薄膜上，将比该粘接薄膜面积大的保护薄膜按粘接薄膜与保护薄膜的两薄膜的中心大致处于相同位置那样配置后，在加热、加压条件下真空层叠该保护薄膜的工艺。
2.如权利要求1所述的粘接薄膜的真空层叠方法，该方法有在按支撑底膜/树脂组成物/电路基板的顺序真空层叠由支撑底膜和在其表面上层叠的有热流动性的常温固态树脂组成物构成的粘接薄膜的支撑底膜上，还可以使用模压金属板或层压金属轧辊夹住比该粘接薄膜面积大的保护薄膜进行加热、加压，使该粘接薄膜平滑的后续工艺。
3.如权利要求2所述的粘接薄膜的真空层叠方法，在由支撑底膜和在其表面上层叠的有热流动性的常温固态树脂组成物构成的粘接薄膜的支撑底膜与保护薄膜接触面内，至少其中一方的薄膜面进行涂浆处理和/或压纹加工。
4.如权利要求1至3任一项所述的粘接薄膜的真空层叠方法，树脂组成物在温度与熔融粘度的关系上有图3斜线区域S的物性的热流动性，有常温固态。
全文摘要
粘接薄膜的真空层叠方法,该方法是在构图加工的电路基板上的至少单面上,在加热、加压和不污染条件下真空层叠由支撑底膜和在其表面上层叠的有热流动性的常温固态树脂构成的粘接膜的该树脂组成物,其中包括:1)在电路基板的单面或双面上各部分粘接状态下,将与电路基板相同或较小尺寸的粘接薄膜的树脂组成物面单片化的伪粘接工艺,2)在伪粘接于电路基板上的该粘接薄膜上,将比该粘接薄膜面积大的保护薄膜按粘接薄膜与保护薄膜的两薄膜的中心大致处于相同位置那样配置后,在加热、加压条件下真空层叠该保护薄膜的工艺。
文档编号H05K3/46GK1257402SQ99127138
公开日2000年6月21日 申请日期1999年11月22日 优先权日1998年12月2日
发明者中村茂雄, 古田清敬 申请人:味之素株式会社