JPH0426239B2 - - Google Patents

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JPH0426239B2
JPH0426239B2 JP59127657A JP12765784A JPH0426239B2 JP H0426239 B2 JPH0426239 B2 JP H0426239B2 JP 59127657 A JP59127657 A JP 59127657A JP 12765784 A JP12765784 A JP 12765784A JP H0426239 B2 JPH0426239 B2 JP H0426239B2
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intermediate carrier
carrier
layer
circuit
metal
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Amuburosu Peeteru
Budeitsuhi Uaruteru
Uesuterumaieru Gizera
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Puree Erekutorofuainmekanitsushe Ueruke Yakobu Puree Natsuhafuorugeru Unto Co GmbH
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、暫定的な基板として使用される金
属性の中間担体に、必要とあればこの担体の付着
面を高輝度研磨した後、所望のレイアウトの回路
を印刷し、印刷した中間担体の付着面を圧力と熱
を利用して永久的な回路担体として使用される基
板上に積層し、次いでこの中間担体を剥ぎとり永
久的な回路担体の基板上に反転積層させた印刷回
路を露出させ、その場合、印刷する前に酸化ガス
雰囲気中で金属表面を熱処理して金属面には付着
するが、中間担体の金属から容易に除去できる薄
い分離層を前記中間担体の付着面上に形成し、こ
の分離層が反転積層法で形成された薄層の中で中
間担体の金属に対するよりも、永久的な回路担体
に対してより強く付着する、場合によつて集積さ
れた抵抗や接触個所を有する印刷回路の製造方法
に関する。
〔従来の技術〕
印刷回路および単純な回路板とエツチング基板
から可撓性のある回路基板を経由して多層回路基
板への変遷は、今日の技術で無視することができ
ない。基本的に、これ等の印刷回路は所望のレイ
アウトに応じて導電性の金属パターン導体を付け
た電気絶縁性の基盤ないしは担体板で形成されて
いる。これ等のパターン導体は種々の層内にあ
る。その場合、これ等のパターン導体は所謂スル
ーホールを介して互いに接続されている。パター
ン導体を作製するには種々の方法がある。重要な
ものは、付加法、除去法および付加加法である。
どの方法にも共通することは、結局のところパタ
ーン導体が基板に多数あることである。印刷回路
を利用する場合、例えば開閉器あるいはポテンシ
ヨンメータは上記の高集積化を妨げている。何故
なら、摺動子は何時も高さの相違を克服する必要
があり、破損が早いからである。そこで、パター
ン導体と抵抗のパターンを所謂反転積層法で基板
中に埋め込むことへ移行している。
反転積層法の原理は、既に西独特許第738414号
明細書により公知である。抵抗層を作製する時、
重力のためのパターン導体が未だ液体の層で硬化
する前に基板に析出するが、表面部では導体の粒
子が不足することが知られている。それ故、比抵
抗と電流分布は全断面にわたつて均一でない。こ
の不均一は抵抗層をポテンシヨンメータに使用す
る時、この抵抗層の雑音特性に影響を与える。パ
ターン導体の最大密度が直接表面で生じ、密度が
深さと共に減少する抵抗層を見出す努力がされて
いる。これには流動状態の抵抗素子を先ず一時的
に下地、つまり中間担体に付けることが提案され
ている。重力の作用で導体の粒子は下地の下向き
に沈む。抵抗素材を硬化させた後、この層は中間
担体から除去され、導体の粒子の含有量が少ない
側面で最終基板に固定される。中間担体として
は、充分研磨された物体、例えばガラスが使用さ
れる。抵抗層の表面状態もこの表面の粗さに依存
する。この公知の方法は多層の抵抗層を重ねて付
着させた時にも利用される。この方法では、機械
的な段差が生じない。充分厚い膜厚と段差の広が
りがある場合には、導電性の粒子の密度が急激に
低下し、この面は絶縁体として作用する。最終基
板として熱伝導の良い金属板を使用できる。
西独特許第3031751号明細書には、反転積層法
が開示されている。この方法では、中間担体とし
て、例えばアルミニユームないしは銅のようなエ
ツチング可能な材料の金属箔が使用される。この
中間担体は合成樹脂の層でも良く、また陽極酸化
したアルミニユームあるいはガラス製である。こ
こでは、抵抗材料を付ける中間担体の面が充分研
磨されていることが基本的に大切である。抵抗材
料をスクリーン印刷法で所望のレイアウトに付着
させた後、硬化させる。導電層を最終基板に移す
には、直接あるいは接着剤の中間層を用いて行わ
れる。移し換えが終了すると、例えばエツチング
または中間担体を水に溶かして、あるいはガラス
の場合、剥ぎ取ることによつて除去される。摺動
子を段なしで移し換えるため、接着剤で抵抗層を
固めた後に抵抗層とこの層に付属するパターン導
体の間にある空間を充填する。
反転積層法を用いて銅被覆積層体を作製する他
の方法は、西独特許第3131688号に明細書により
公知である。ここでは、アルミニユーム支持板は
分離材として働く材料で被覆されている。この材
料は銅に対してかなり弱く付着する傾向がある。
材料としては、二酸化珪素、一酸化珪素あるいは
ソーダガラスが使用される。付着はスパツタリン
グ、CVDあるいは電子ビーム蒸着法によつて行
われる。この物質でアルミニユーム担体を被覆し
た後、スパツタリングあるいは他の蒸着法で銅被
膜を付着させる。次いで、銅の層を粗い表面する
ため、電解処理を施す。次いで、この表面を錫で
メツキ被覆する。積層工程はこのように処理した
担体をガラスエポキシ樹脂の含浸する導体材料で
プレスして行われる。最後に、担体は機械的に剥
離によつて除去される。分離剤が担体に残つてい
るので、積層体の金属表面が剥き出しになる。
西独特許第3135554号明細書には、別な印刷回
路を製造する他の方法が開示されている。この回
路は集積された電気抵抗体、開閉器の接点および
付属パターン導体を含む。ここでも、反転積層法
を用いて処理され、中間担体上には抵抗、開閉器
の接点およびパターン導体が所望のレイアウトに
して付けてある。次いで、硬化が行われる。その
後、基板上に付着させた面を有する形成体がエポ
キシ樹脂の接着剤を用いて積層される。最終工程
で中間担体は最後にエツチングされる。
〔発明の課題〕
この発明の課題は、積層されている印刷回路を
早く、確実に露出させることを保証し、その場
合、中間担体の金属層を殆んどエツチングする必
要がなく、金属の中間担体を全面的に剥ぎとり再
利用できる形にして回収し、酸化分離層を作製す
るため、この中間担体は予め250℃程度の比較的
高温で、ガス状酸化処理をする場合でも、再利用
する形にして回収できる、冒頭に述べた様式の反
転積層法で印刷回路を作製する方法を提供するこ
とにある。
〔課題を解決する手段〕
上記の課題は、この発明により、冒頭に述べた
種類の印刷回路を作製する方法の場合、 −中間担体１，１１，２１，３１が一体で機械的
に自己支持されるように形成され、 −中間担体が製造工程の熱処理温度に対して再利
用できる形状にして残る銅合金で構成され、 −この金属性の中間担体１，１１，２１，３１を
積層体から再利用可能な形状にして機械的に容
易に剥離でき、積層体の表面に残つた分離層
２，１２，２２，３２が反転積層された印刷回
路を露出させるためエツチングで除去される、 ことによつて解決されている。
この発明の他の有利な構成は、実施態様項に記
載されている。
〔発明の効果〕
この発明の基本思想によれば、一体で機械的に
自己支持するように形成された中間担体を利用し
て、中間担体の初期処理や、特に反転積層法の剥
離に対して著しい単純化が行える。この発明はこ
れに関連して、更に次の認識に基づいている。即
ち、銅合金、主に銅錫合金（青銅）製の一体中間
担体を作製する場合、中間担体が積層体から大面
積の剥離によつて機械的に簡単に剥離でき、その
時、非常に平滑でしかも平坦な表面を有する直接
再利用できる形にして回収できる点にある。金属
中間担体を表面酸化によつて最初に生じる分離層
は剥離する時、非常に薄い分離層の被覆として反
転積層体に付着していて、簡単な短時間のエツチ
ング工程で除去できる。中間担体の金属の大部分
をエツチングで除去することは必要でない。中間
担体の分離とそれに続く印刷回路の露出は、比較
的時間のかかる中間担体の全ての金属層をエツチ
ングで徹底的に除去すること（西独特許第
3031751号明細書および西独特許第3135554号明細
書）や、中間担体として二層連結体を利用するこ
と（米国特許第3181986号明細書）に比べて、最
も短時間に行える。結局、この発明により、種々
の理由から（特に、最適評価条件に関して）望ま
しい大量生産用の金属中間担体を利用が実用化さ
れる。
特に、中間担体として銅錫合金（青銅）を使用
することが適している。
上に述べた方法での銅錫合金製のこの発明によ
る中間担体は、高温に対して安定ため、反転積層
体の最終的な剥離性と直接再利用できる形にして
回復することに関しても、影響を受けない。それ
故、有利な実施例によれば、分離層を付け、回路
のレイアウトを印刷した中間担体には、印刷回路
の抵抗物質を硬化させるため、高温で熱処理を施
すことができる。
〔実施例〕
以下に、図面に基づきこの発明の実施例を説明
する。
ここでは、第１図により印刷回路の作製方式を
説明する。先ず、金属、主に銅錫合金（青銅）製
の中間担体１から出発する。この中間担体は非常
に平滑に研磨した表面を有する必要がある。研磨
した後で洗浄し、次いで乾燥させる。炉の熱作用
によりこの表面上に薄い金属酸化被膜が分離層と
して形成する。この酸化被膜は、酸素の作用によ
り、中間担体の金属から生じる。また、この酸化
被膜は取扱い易い酸、例えば硫酸ナトリユームで
エツチングできることが重要である。炉が温度と
しては、250±10℃を選ぶことができる。約30分
後には、薄い酸化被膜２が形成する。この時間に
対する温度の比率は経済上の理由から有利にであ
ることが明らかになつている。低い温度でも良い
が、炉に滞在する時間が長くなる。
酸化被膜を付けた中間担体上には、適当な導電
率の一種またはそれ以上の抵抗ペーストによるス
クリーン印刷法で、鏡面反転のレイアウトが印刷
される。これ等の抵抗ペーストは、通常主に5μ
ｍ以下の導電性粒子の分散充填剤を有するバイン
ダー、例えばメラミンフオルムアルデヒドおよ
び／またはアルキド樹脂で形成されている。導電
性の粒子としては、グラフアイトおよび／または
カーボン・ブラツクおよび／または銀および／ま
たはニツケルの粒子を使用できる。また、所謂耐
熱高分子も使用できる。これは、耐熱性粒子、例
えば酸化アルミニユーム、酸化珪素、酸化チタ
ン、酸化鉄あるいはこれ等の混合物もしくは炭素
を被覆した合金で形成されている。湿度の作用
で、抵抗層を硬化させる。硬化温度と硬化時間を
かなり自由に選択できるので、各被覆を最適に調
節できる。
第１図ｃでは、記号３を付けた抵抗層が、重な
つた導電性の銀ペーストと共に接続領域５に印刷
される。その外、この抵抗層は固定抵抗、ポテン
シヨメータの抵抗路として、あるいはキーボード
の接点としても使用できる。同じ銀ペーストから
パターン導体４も作製すると効果的である。
第１図ｄから明らかなように、このように被覆
した中間担体１の上にプリプレグ箔６を置く。こ
の箔はエポキシ樹脂を含浸させたポリエステル製
のフリースである。この箔の上に第１図ｅのよう
に、積層合成樹脂あるいは熱硬化性樹脂の最終基
板７を載せる。金属板も使用することができる。
これ等の場合、プレプラグ箔が厚いので、仕上が
り状態で被覆された中間担体の最高位置と基板と
の間には充分厚い絶縁層が存在する。
第１図ｅに示す構造体を温度作用と圧力の下で
積層させる。温度は100〜200℃、主に120℃であ
る。圧力は１〜5N／mm2である。この積層処理は
20分〜３時間内で行われる。上記積層工程では、
加熱され流動性を有するプルプレグ箔６の材料が
抵抗層とパターン導体、あるいは、必要であれ
ば、中間担体上に他の突出部との間に充填され
る。このように作製された形成物は第１図ｆに示
してある。
上記積層工程の後、中間担体１を機械的に剥ぎ
とる（第１図ｇ）。次いで、未だ残つている酸化
被膜をエツチングで除去する。薄い酸化被膜を除
去した後、最終表面が現れる。この層は、極めて
平滑で重なつた多くの層を付けても、段が付いて
いない。第１図ｃでは、ただ一層の付着工程が示
してある。当然、絶縁層を中間接続して多数の付
着層を付着させることもできる。
初めの表面を反転積層工程によつて、新しい最
終基板に埋める。こうして、前記抵抗層とパター
ン導体が、下にも横にも確実に固定され、例えば
湿気の作用に対して保護される。
以下では、第２図に基づきこの発明の他の実施
例を説明する。第２図ａ〜ｇは印刷回路の製造工
程を種々の段階に分けて示してある。工程２ａ〜
２ｃは第１図の工程１ａ〜１ｃに相当する。中間
担体に記号１１を付ける。記号１２は酸化金属被
膜を表す。この酸化金属被膜を付けた中間担体に
は、抵抗層１３、接続領域15およびパターン導体
１４を、好ましくはスクリーン印刷法で塗布す
る。第２図ｄの工程では、付着して硬化させた中
間担体の上に積層樹脂を溶かし込み、抵抗層や接
続領域およびパターン導体の間の〓間を充填す
る。積層樹脂としては、エポキシ、フエノール、
ポリエステル樹脂あるいはそれ等の混合物を用い
ると有利である。硬化後、第２図に記号１６で示
す中間層が生じる。第２図ｅによれば、形成物の
上に最終基板を置き、既に説明した積層工程でプ
レスする。中間担体と金属酸化被膜の除去に関す
る以下の工程２ｆと２ｇは、第１図の１ｇおよび
１ｈの工程に相当する。
製造方法の他の例を第３図に示す。第２図の方
法と異なり、ここでは積層樹脂を付着させた中間
担体上でなく、最終基板上に溶かし込む。第３図
ｄにこの状況を示す。他の工程を既に説明した工
程と同じで、記号も対応させてある。即ち、記号
２１は中間担体を、記号２２は酸化金属被膜を意
味する。付着させたものは、抵抗層２３、接続領
域25およびパターン導体２４で構成される。積層
樹脂の中間層には、記号２６が付けてある。最終
基板には記号２７が付けてある。
他の実施例は第４図に示してある。工程４ａ〜
４ｃは上記の諸実施例の工程と同じである。第４
図ｄによれば、付着させ硬化させた酸化被膜付き
中間担体３１は、中間層で被覆されている。この
中間層は同時に最終基板であつて、プレス、射出
成形あるいは射出加圧成形法で作成される。この
材料としては、熱硬化性樹脂、好ましくはポリフ
エノールおよび／またはポリエステルを用いる。
第４図ｅとｆの中間担体と酸化金属被膜の除去
は、他の方法で、既に説明した。記号も同じよう
に選んである。記号３１は中間担体、記号３２は
酸化金属被膜を示し、付着層は抵抗層３３、接続
領域35およびパターン導体３４から成る。ここで
は、本来の中間層を省ける。基板には、記号３７
が付けてある。
第１図〜第４図では、簡単のため、基板の一方
の面にのみ印刷回路を作製した。しかし、基板の
両面にも、場合によつては、多層構造にも電気回
路を形成できる。その場合、異なる面の回路ある
いは基板の両面の回路はスルーホール接続によつ
て電気的に相互接続される。
集積される抵抗層、ポテンシヨメータの抵抗路
あるいは開閉器の接点はそれぞれ適当な導電率の
抵抗ペーストのみ印刷して作製される。異なる抵
抗値は対応する幾何学形態によつて与えられる。
あるいは、種々の抵抗値を与えるため、導電率の
異なる種々の抵抗ペーストを印刷することもでき
る。
次に、この発明による方法と、この方法で得ら
れた結果を示す幾つかの具体例を示す。
具体例 １ 厚さ0.5mmの青銅板の中間担体を研磨装置で高
輝度研磨し、洗浄した後、フレオンガス設備中で
乾燥させる。次いで、この中間担体を炉中で温度
250℃、30分間処理して薄い酸化被膜を付ける。
これに続く処理では、中間担体にスクリーン印
刷法により、スクリーン印刷ペーストを必要なレ
イアウトにして印刷し、230℃で１時間硬化させ
る。このスクリーン印刷ペーストはメラミンフオ
ルムアルデヒドとバイダンとしてのアルキド樹脂
と、耐湿性で炭素に被覆された粒径5μｍ以下の
分散粒子を重量比でバインダ１対充填材１にして
作製されている。
品質FR−４のラミネート布地をブラシ掛けし
て洗浄し、次いで140℃で３時間乾燥させて調質
する。
次に、エポキシ基材の積層樹脂を含浸させたポ
リエステル・フリースで作製した２層のプリプレ
グ層によつてプレス体を形成するので、以下の配
置が生じる。
１ 積層するための層を有する金属中間担体 ２ プリプレグ層 ３ 品質FR−４のラミネート布地 ４ プリプレグ層 第４番目のプリプレグ層は基板の湾曲を防止す
るためにのみ使用される。
このプレス集合体は多層プレス中で120℃で20
分間、1.5M／mm2の圧力で加圧される。次いで、
プレス体を分離し、中間担体も除去する。層、例
えば抵抗層は、最終的なガラス硬質布地の担体上
に積層される。抵抗層の表層には、薄い酸化被膜
が残つているが、次の工程で過硫酸ナトリユーム
を用いて除去する。次いで、仕上がつた製品を最
終形状に裁断する。
具体例 ２ 具体例１と同じ方法であるが、最終基板はエポ
キシ基材の積層樹脂をＢ状態で付着させた品質
FR−３の硬質紙である点で異なる。プリプレグ
層は省いている。
具体例 ３ 具体例１と２に同じ方法で、カーボン・ブラツ
クを含む抵抗層を有する中間担体の面に、更にＢ
状態のポリフエノール基材の積層樹脂の層を付け
ている。最終基板は品質FR−２の硬質紙である。
具体例 ４ 具体例１の中間担体を射出成形機の工具に入れ
る。中間担体のところの層にポリエステル注入材
を押出成形する。この熱硬化性合成樹脂が本来の
基板を形成する。
具体例 ５ 具体例１の中間担体を射出成形機の工具に入
れ、ポリフエノール樹脂で押出成形し、この熱硬
化性樹脂が本来の基板を形成する。
具体例 ６ 具体例１、４と５のような中間担体を熱硬化プ
レスの工具に入れ、予備重合させたジアルフタレ
ート樹脂でプレスする。
具体例４、５と６の方法は、例えばポテンシヨ
メータや開閉器等のような延びの少ない製品を製
造するのに利用すると有利である。
【図面の簡単な説明】
第１図、集積した受動部品を有する印刷回路を
反転積層法で製造する種々の工程を作業順に示し
た模式断面図。第２図、印刷回路を製造する他の
例を示す模式断面図。第３図、印刷回路を製造す
る更に別な例を示す模式断面図。第４図、印刷回
路を製造する更に別な例を示す模式断面図。 図中参照記号：１，１１，２１，３１……中間
担体、２，１２，２２，３２……分離層、３，１
３，２３，３３……抵抗層、４，１４，２４，３
４……パターン導体、５，１５，２５，３５……
接続領域、６，１６，２６……中間層（プリプレ
グ層）、７，１７，２７，３７……基板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 暫定的な基板として使用される金属性の中間
    担体に、必要とあればこの担体の付着面を高輝度
    研磨した後、所望のレイアウトの回路を印刷し、
    印刷した中間担体の付着面を圧力と熱を利用して
    永久的な回路担体として使用される基板上に積層
    し、次いでこの中間担体を剥ぎとり永久的な回路
    担体の基板上に反転積層させた印刷回路を露出さ
    せ、その場合、印刷する前に酸化ガス雰囲気中で
    金属表面を熱処理して金属面には付着するが、中
    間担体の金属から容易に除去できる薄い分離層を
    前記中間担体の付着面上に形成し、この分離層が
    反転積層法で形成された薄層の中で中間担体の金
    属に対するよりも、永久的な回路担体に対してよ
    り強く付着する、場合によつて集積された抵抗や
    接触個所を有する印刷回路を製造する方法におい
    て、 −中間担体１，１１，２１，３１が一体で機械的
    に自己支持されるように形成され、 −中間担体が製造工程の熱処理温度に対して再利
    用できる形状にして残る銅合金で構成され、 −この金属性の中間担体１，１１，２１，３１を
    積層体から再利用可能な形状にして機械的に容
    易に剥離でき、積層体の表面に残つた分離層
    ２，１２，２２，３２が反転積層された印刷回
    路を露出させるためエツチングで除去される、 ことを特徴とする方法。 ２ 中間担体１，１１，２１，３１として、銅錫
    合金が使用されることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項に記載の方法。 ３ 中間担体の金属表面の酸化処理は、金属酸化
    分離層２，１２，２２，３２を形成するため、
    250℃±10℃の温度で半時間行われることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載
    の方法。 ４ 中間担体は、分離層を形成する前に、フレオ
    ン装置中で乾燥処理を受けることを特徴とする特
    許請求の範囲第１〜３項の何れか１項に記載の方
    法。 ５ 分離層を有し、回路のレイアウトを印刷した
    中間担体は、この印刷回路の抵抗素材を硬化させ
    るため、昇温状態で熱処理されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１〜４項の何れか１項に記載
    の方法。 ６ 永久的な回路担体３７は積層体と共にプレ
    ス、押出成形、あるいは射出成形法でその場で作
    製されることを特徴とする特許請求の範囲第１〜
    ５項の何れか１項に記載の方法。 ７ その場で作製される永久的な回路担体３７と
    しては、熱硬化性樹脂、好ましくはポリフエノー
    ルおよび／またはポリエステルが使用されること
    を特徴とする特許請求の範囲第１〜６項の何れか
    １項に記載の方法。
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