JPH03203285A - プリント配線板の製造方法 - 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】 ［概要］ プリント配線板の製造法に関し、 プリント板に要求される電気的絶縁性と放熱効率とを両
立させるダイヤモンド原種基板を用い、その上への配線
形成方法を提供することを目的とし、 気相成長法により形成したダイヤモンド膜をエネルギー
ビームにより局所的に加熱し、グラファイト化すること
により、前記グラファイトからなる配線を前記ダイヤモ
ンド膜の面内に形成するように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、プリント配線板の製造法に関するものである
。さらに詳しく述べるならば、本発明は放熱性のよいダ
イヤモンドを絶縁膜として利用したプリント板において
導電性の配線を形成する方法を改良したプリント配線板
の製造方法に関する。

ダイヤモンドは絶縁体でありながら、熱伝導率はあらゆ
る物質の内で最も高い。従って発熱による特性劣化が問
題になる電子デバイスのヒートシンクとしてのダイヤモ
ンドの応用が注目されている。ヒートシンクの適用形態
としてプリント板が考えられる。ダイヤモンドのみでプ
リント板を形成するのは、技術的にも価格的にも不可能
であるが、Ｓｉ等、熱伝導率の高い材料の上に絶縁体で
あるダイヤモンド膜をコートしたものは比較的安価に製
造でき、放熱性が良好であるのでヒートシンクとして実
用性がある。

［従来の技術］ 一般には、熱的不良導体である合成樹脂がプリント基板
に使われているため、放熱性は悪く、実装密度増大に伴
う熱的ダメージの問題は深刻になってきている。このた
め発熱の大きな素子を搭載するプリント板には、金属基
板が用いられてきている。具体的には、アルミニウム板
の表面に絶縁体の陽極酸化皮膜（アルマイト）を形成し
たものなどが使われている。しかし、アルマイトは熱的
に不良導体であるため、放熱効果は不充分である。

［発明が解決しようとする課題］ この点ダイヤモンド膜を熱的良導体の上に設けたものは
、ヒートシンクとしての効果は大きい。

だが、ダイヤモンド膜の上に密着性の良い金属膜を形成
するのが容易でないので、配線層形成のための一般的手
段である金属の蒸着、スパッタ等は使用できないという
問題がある。

したがって、本発明は、プリント板に要求される電気的
絶縁性と放熱効率とを両立させるダイヤモンド原種基板
を用い、その上への配線形成方法を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明により、気相成長法により形成したダイヤモンド
膜をエネルギービームにより局所的に加熱し、グラファ
イト化することにより、前記グラフ）イトからなる配線
を前記ダイヤモンド膜の面内に形成することを特徴とす
るプリント配線板の製造方法が提供される。

ダイヤモンド形成法には、高圧合成法と気相成長法とが
あるが、本発明のダイヤモンドコーティングには、成膜
に適した気相成長法を用いる。この場合、通常８００〜
１０００℃の高温でダイヤモンド膜形成を行うので、熱
膨張係数がダイヤモンドと大幅に異なる基板を用いると
皮膜が割れ、良好なダイヤモンド皮膜を成長させること
はできない。

この点でシリコン上にはダイヤモンド成長が可能であり
、熱伝導率が高いので、基板相別としてはシリコンが好
ましい。

酸素の含まれる雰囲気中でエネルギービームを照射する
と、ダイヤモンドが燃えて二酸化炭素に変化する割合が
多く、グラファイトとしてダイヤモンド表面に残るのは
、ごく一部である。真空または不活性ガス中であれば、
高温になったダイヤモンドは全てグラフディトに変化し
、グラファイトの量が多いため抵抗も下がる。したがっ
て、レーザおよび電子線の走査は真空もしくは不活性ガ
ス雰囲気中で行うことが好ましい。電子ビームは不活性
ガスをイオン化するので、真空中で使用することがより
好ましい（？）。

実際の回路配線の際には、第２図に示すように、ガルバ
ノミラ−６、シャッタ７およびギヤ８を計算機９で制御
することにより、レーザビーム５の走査やオン・オフを
行い、配線描画を行うことになる。

ダイヤモンド膜の膜厚、配線の幅などには制限なく、微
細な配線層が高集積度で形成されるように定められる。

トランジスタなどの素子は配線層上に導電性接着剤によ
り接着される。

［作用コ 熱的良導体でありながら電気的絶縁体であるダイヤモン
ドの膜を熱的良導体の上にコーティングすることにより
放熱性に優れたプリント基板を形成することができる。

だが、上述のように基板表面層を構成するダイヤモンド
の上には、密着力の良い金属膜のコーティングが容易で
ないので、ダイヤモンドを配線する部分のみ局所的に高
温度にすることにより、グラファイトに転移させ、これ
を配線に用いようというものである。具体的には、レー
ザもしくは電子線走査等を用いることにより、簡単に配
線形成が可能となる。

以下、第１図を参照として実施例により本発明を説明す
る。

［実施例］ メタン（ＣＨ４）と水素（Ｈ２）とを原料ガスとするＤ
Ｃプラズマジェット法により厚み０．５ｍｍのＳｉ基板
１の上にダイヤモンドの膜２を５０μｍの厚さに形成し
た。このときのガス流量は、Ｈ，５０ｆ２／ｍｉｎ％Ｃ
Ｈ４０，７℃／ｗｉｎ、チャンバー内ガス圧は５０　Ｔ
ｏｒｒ、アーク電圧は１１０■、アーク電流は３０Ａ、
ノズル・基板間距離は２０ｍｍ、製膜速度は６０μｍ／
ｈ、製膜時間は５０分、基板温度は８００℃であった。

このようにして得られたダイヤモンド膜２は、表面の凹
凸の大きなものであった。そこでダイヤモンド砥石によ
り、表面が平滑になるまで研磨した。このようにして得
られたダイヤモンドコートプリント基板３の表面を１０
ＬＬｍφに絞ったレーザビーム５を５　ｃｍ／ｓｅｃの
速度で走査した。

ビームをダイヤモンド膜２に当て、この時、ダイヤモン
ドコートプリント基板３は５　ｃｍ／ｓｅｃの速度で移
動させた。レーザには５Ｗの出力をもつＡｒレーザを用
いた。レーザ走査部は幅が約１０μｍで若干黒っぽく変
色しており、グラファイト４が形成されていると推察で
きた。実際に抵抗を測定したところ３Ω／ｃｍ程度の抵
抗値であった。

従って、回路配線に充分に適用できる。

また、プリント基板の断面を顕微鏡で観察したところ、
グラファイトに転換された部分の下側には厚み３５μｍ
〜４５μｍでダイヤモンドが残存していることが確認さ
れた。従って、基板が若干の導電性をもつ場合でも、回
路配線は相互に導通しないように形成することができる
。

本発明は上記実施例に限定されるものではない。ダイヤ
モンドコーテイング膜形成法も、上記のＤＣプラズマジ
ェット法に限定されるものではなくマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法をはじめ、他のダイヤモンド膜形成法も適用可
能である。

さらに、エネルギービームも上記のレーザビームに限定
されるものではなく電子ビーム等も適用可能である。こ
の場合は雰囲気を真空にする必要がある。

［発明の効果コ 以上説明したように、ダイヤモンドは熱伝導率があらゆ
る物質の中で最も高いため、ダイヤモンドのみでプリン
ト基板を形成すれば、放熱効果は最高に良いが技術的に
も値段的にも現実的でないので、次善の策として、熱伝
導率の高い基板にダイヤモンドをコーティングする方法
が考えられる。一般に絶縁体は熱伝導率が悪いが、ダイ
ヤモンドは絶縁体でありながら熱伝導率が良いので、プ
リント基板表面を絶縁体にするコーティング材料に最適
である。通常、プリント板表面には導体配線を行うが、
ダイヤモンド表面に密着性良く金属配線を形成するのは
容易でないので、本発明ではダイヤモンドを高温に熱す
るとグラファイト化すＪという現象を利用して配線を行
いたい部分のみ局所的に高温に熱し、導体のグラファイ
トに変えるという手法を用いている。レーザ等のエネル
ギービーム走査を用いれば、直接基板に配線が描画でき
、非常に簡便に配線形成が可能となる。このように本発
明はダイヤモンド薄膜の性質を巧みに利用してプリント
配線基板を提供するものである。このため、本発明によ
ると、熱伝導性、絶縁性、配線の密着性、配線形成の容
易性などプリント配線基板に要求される性質が極めて高
いレベルで満足される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーザ走査によりダイヤモンドコーテ
ィングを局部的にグラファイト化する方法の説明図であ
り、 第２図は第１図の方法を回路配線形成に応用する方法の
一実施例を示す図である。 １一基板、２−ダイヤモンド膜、３−ダイヤモンドコー
トプリント基板、４−グラファイト、レーザ”ビニム４ 悔ｐ危の４列 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．気相成長法により形成したダイヤモンド膜をエネル
   ギービームにより局所的に加熱し、グラファイト化する
   ことにより、前記グラファイトからなる配線を前記ダイ
   ヤモンド膜の面内に形成することを特徴とするプリント
   配線板の製造方法。