JPH01295478A - 金属ベース基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱放散性にすぐれた金属ベース基板の製造方
法に関する。

（従来の技術） 従来、プリント配線板として用いられる基板は、紙基材
フェノール樹脂積層板、ガラス布基材エポキシ樹脂積層
板、あるいはガラス布基材ポリイミド樹脂積層板などの
プラスチック系基板が用いられてきた。ところが近年、
電子機器の高密度化、高出力化の進歩はめざましく、そ
れに伴なってプリント配線板に用いられる基板材料にも
種々の特性の改善が強く求められるようになってきてい
る。

その中でも、プリント配線板に組込まれた電子部品から
発生する熱をいかに効率よく放散するかということは特
に大きな問題である。このことから、基板には熱放散性
すなわち、熱伝導性にすぐれたものが要求されるように
なってきている。

このような用途には、従来のプラスチック系基板では熱
伝導性が極めて低いために金属ベース基板が使用される
。金属ベース基板とは、−ｉ的にはアルミニウム、銅、
鉄などの金属板の表面にガラス布基材エポキシ樹脂、ガ
ラス布基材ポリイミド樹脂などの絶縁層を形成し、その
上に銅箔からなる導体層を形成したものである。このよ
うな構造にすると絶縁層を介して熱伝導性のよい金属層
が存在するために基板の熱伝導性は従来のプラスチック
系基板よりすぐれる。

しかし、このような構成の金属ベース基板においては、
熱が金属板に伝わるには熱伝導性の低いプラスチックを
主体とする絶縁層を通過しなければならない。したがっ
て、基板全体の熱伝導性はこの絶縁層で著しく低下し、
金属板の高熱伝導性を有効に生かしているとはいい難い
。

このようなことから、金属ベース基板の絶縁層としてこ
れまでのプラスチック系からセラミック系で形成しよう
とする考え方があり、古くから検討されている。すなわ
ち、金属板の表面にアルミナなどのセラミックを溶射し
てセラミックの絶縁層を形成する方法である。このよう
にすると、絶縁層もプラスチック系に比べて高熱伝導性
のために金属ベースの高熱伝導性を有効に生かすことが
できる。この方式の基板において導体層の形成は、セラ
ミック溶射層の上にさらに銅を溶射する、あるいはセラ
ミック溶射層の表面に銅をめっきするなどの方法が考え
られている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このようなセラミック溶射を利用した金属ベ
ース基板には大きな問題点がある。セラミック溶射層に
本質的に存在する気孔の問題である。

セラミック溶射とは、その方式によりガス溶射法、プラ
ズマ溶射法などがあるが、原理はセラミック粉末を高温
で溶融状態にし、高速で被溶射体に衝突させて固化、た
い積させるものである。

したがって、本質的に気孔が存在するもので減圧下での
溶射などにより多少少なくはなるものの依然として存在
する。このような気孔を有するセラミック溶射層を絶縁
層として利用すると、特に吸湿時の絶縁特性の低下が太
き（信鎖性の高い基板は得られない、したがって、封孔
処理が必要である。

封孔方法としては、セラミシフ溶射層に樹脂を含浸する
方法が一般的である。すなわち、フェノール樹脂、エポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂
をスプレー、はけ塗り、浸漬などの方法で塗布して含浸
させて硬化するものである。しかし、この封孔法には次
に述べる二つの問題点がある。

第一は、セラミック溶射層の気孔の量は溶射条件によっ
て左右され、少ない熱伝導性、耐熱性、密着性などの特
性がすぐれることから気孔の量は少ない方が好ましい、
ところが、セラミック溶射層の気孔の量が少なくなり微
密になると樹脂の含浸性が悪くなる。したがって、含浸
用の樹脂は低粘度であることが必要となるが、上記のよ
うな樹脂はそのままでは粘度が高すぎるために溶剤で希
釈して用いられることが多い、溶剤で希釈して用いると
樹脂を硬化するために加熱した際に発泡しやすくこれを
避けるためには溶剤で希釈した樹脂を何度かに分けて塗
布する、あるいは低温で長時間放置して溶剤を揮散、除
去してから樹脂を硬化する等の対策があるが、工程が煩
雑となり、量産性の面からみると好ましい方法ではない
。

第２の問題点は、これらの封孔樹脂はセラミック溶射層
に含浸後、硬化するためには長時間、あるいは高温雰囲
気での処理を必要とする点である。

したがってこれも量産性を損なう原因となる。

本発明は、これらの問題点を解決し、量産性にすぐれた
セラミック溶射層の封孔法を提供し、すなわち、量産性
にすぐれた高熱放散性の金属ベース基板の製造方法を提
供するものである。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明は金属板にセラミツを溶射してこれを
絶縁層とする金属ベース基板の製造法において、セラミ
ック層の気孔を封孔するのに樹脂としてシアノアクリレ
ート樹脂を用い、このシアノアクリレート樹脂をセラミ
ック溶射層に塗布、含浸、硬化することを特徴とするも
のである。

シアノアクリレート樹脂は瞬間接着剤として広く用いら
れているが、硬化前は非常に低粘度であり、しかもこの
硬化速度は極めて速い、したがってセラミック溶射層の
気孔を封孔するのにシアノアクリレート樹脂を用いると
、樹脂が低粘度であるために溶剤で希釈せずにそのまま
で容易にセラミック溶射層の気孔に含浸する。しかも、
含浸した後瞬時に硬化するために従来の樹脂のような高
温での長時間処理は必要ない。

シアノアクリレート樹脂をセラミック溶射層に塗布する
には、浸漬、ドクターブレード法、ハケ塗り等によるこ
とができる。

金属板としては、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、
４２合金、インバー合金などが用いられ、セラミック溶
射層のセラミックは溶射のしやすさ、電気絶縁性の点か
らアルミナが好適であるが、その他にムライト、スピネ
ルなどの電気絶縁性のセラミックが用いられる。

また、シアノアクリレート樹脂により封孔したセラミッ
ク溶射層の表面には樹脂層が形成されるため、そのまま
でその上に銅層を形成すると樹脂層で熱伝導性が大きく
損なわれる。したがって、表面の樹脂層は研磨すること
によって除去してはじめて熱伝導性のよい基板が得られ
るのである。

さらに、セラミック溶射層の表面に形成される導体層は
、一つに銅を溶射することによってｗ４溶射層を形成す
る方法が考えられるが、溶射によって形成される銅層は
気孔が存在するために電気抵抗が高い欠点を有する。し
たがって、無電解銅めっきによって銅めっき層を形成す
るのが最もよい方法である。

（作用） 従来、金属板の表面に電気絶縁性のセラミック溶射層を
形成して絶縁層とする金属ベース基板において、絶縁特
性を改良するためのセラミック溶射層の封孔は作業性、
量産性に問題であるものであった。

ところが、本発明のように封孔用の樹脂してシアノアク
リレート樹脂を用いると低粘度であるために溶射層への
含浸性が極めてすぐれており、しかも速硬化性であるた
めに含浸後、瞬時に硬化することができる。したがって
、従来のセラミック溶射層の封孔の作業性、量産性を著
しく改善できるものである。

（実施例） 本発明の実施例を以下説明する。

厚さ１鶴のアルミニウム板の片面をサンドブラスト処理
して粗面化した後、その粗化面にプラズマ溶射装置（プ
ラズマダイン３６００−８０Ｒ型：米国プラズマダイン
社製）を用いてアルミナ（９９，６％アルミナ、昭和電
工型）を溶射して厚さ１００μｍのアルミナ溶射層を形
成した。

このようにして得たアルミナ溶射層をもつアルミニウム
板のアルミナ溶射層にシアノアクリレート樹脂（アロン
アルファ：東亜合成化学型）を塗布した。塗布したシア
ノアクリレート樹脂は瞬時にアルミナ溶射層に含浸し、
その気孔は封孔され、約５分でシアノアクリレート樹脂
は完全に硬化した。このようにして封孔したアルミナ溶
射層の表面を表面研磨機で研磨することによって表面の
樹脂層を除去した後、その表面に無電解銅めっきにより
銅めっき層を形成した。

このようにして得た金属ベース基板は銅めっき層とアル
ミニウム板の間にアルミナ溶射層からなる絶縁層を有す
るため、高い熱放散性を示した。

また、アルミナ溶射層の気孔はシアノアクリレート樹脂
で封孔されているため吸湿もなく、絶縁特性も十分なも
のであった。

（発明の効果） 本発明は、従来のセラミック溶射を利用した金属ベース
基板の製造において最も問題であった溶射層の気孔を封
孔する方法に極めて量産性にすぐれた方法を提供するも
のである。この方法によれば熱放散性、耐熱性にすぐれ
、しかも信鯨性の高い金属ベース基板を容易に得ること
ができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．金属板に電気絶縁性のセラミックを溶射してセラミ
   ック層を形成する第１工程、該セラミック層にシアノア
   クリレート樹脂を含浸、硬化する第２工程、シアノアク
   リレート樹脂を含浸したセラミック層の表面を研磨して
   表面の樹脂層を除去する第３工程、セラミック層の表面
   に無電解銅めっきを施して銅めっき層を形成する第４工
   程からなることを特徴とする金属ベース基板の製造方法
   。
2. ２．電気絶縁性のセラミックが、アルミナを主成分とす
   るものである請求項１記載の金属ベース基板の製造方法
   。