JPH0654833B2 - 絶縁基板の製造方法 - Google Patents
絶縁基板の製造方法Info
- Publication number
- JPH0654833B2 JPH0654833B2 JP9413986A JP9413986A JPH0654833B2 JP H0654833 B2 JPH0654833 B2 JP H0654833B2 JP 9413986 A JP9413986 A JP 9413986A JP 9413986 A JP9413986 A JP 9413986A JP H0654833 B2 JPH0654833 B2 JP H0654833B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- layer
- metal plate
- insulating substrate
- sprayed
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- Laminated Bodies (AREA)
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱伝導性にすぐれ、耐熱性のあるメタルコア絶
縁基板の製造方法に関する。
縁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はフェノール樹脂積層板、
エポキシ樹脂積層板が多く用いられてきた。しかし、最
近、電子機器の高性能化、小型化に伴い、部品の高密度
実装化が望まれ、それによって生ずる熱の高密度発生を
いかに処理するかということが問題になってきた。
エポキシ樹脂積層板が多く用いられてきた。しかし、最
近、電子機器の高性能化、小型化に伴い、部品の高密度
実装化が望まれ、それによって生ずる熱の高密度発生を
いかに処理するかということが問題になってきた。
これに対して、従来の有機質系基板は熱伝導性が悪いた
め、熱放散性に欠け、また耐熱性に乏しいなどのため
に、高密度実装化は困難であった。そのため、熱伝導性
にすぐれた基板として、アルミナ、窒化アルミ、炭化ケ
イ素などのセラミック基板、あるいは金属板を芯として
その表面に絶縁層を設けたメタルコア基板などが注目さ
れている。特にメタルコア基板は、セラミック基板に比
べて安価であり、加工性にもすぐれ、さらに熱伝導率の
大きなアルミなどの金属を芯としているので、熱放散性
が大きいことなどから注目されており、盛んに用いられ
るようになってきた。そのための性能向上の研究開発も
活発に行われている。
め、熱放散性に欠け、また耐熱性に乏しいなどのため
に、高密度実装化は困難であった。そのため、熱伝導性
にすぐれた基板として、アルミナ、窒化アルミ、炭化ケ
イ素などのセラミック基板、あるいは金属板を芯として
その表面に絶縁層を設けたメタルコア基板などが注目さ
れている。特にメタルコア基板は、セラミック基板に比
べて安価であり、加工性にもすぐれ、さらに熱伝導率の
大きなアルミなどの金属を芯としているので、熱放散性
が大きいことなどから注目されており、盛んに用いられ
るようになってきた。そのための性能向上の研究開発も
活発に行われている。
（発明が解決しようとする問題点） 一般的なメタルコア基板は、アルミなどの金属板の表面
に５０μ〜１００μの厚さのガラス／エポキシ樹脂層の
絶縁層を設け、さらにその上に回路を形成する銅箔を張
りつけたものである。すなわち、回路と直接に接してい
るのは熱伝導性の悪い樹脂層である。したがって回路に
発生した熱は、熱伝導性の悪い樹脂層を介して芯である
金属板に伝わることになる。そのために、金属芯の熱伝
導性を十分に活かすことができず、十分な熱放散性は得
られない。
に５０μ〜１００μの厚さのガラス／エポキシ樹脂層の
絶縁層を設け、さらにその上に回路を形成する銅箔を張
りつけたものである。すなわち、回路と直接に接してい
るのは熱伝導性の悪い樹脂層である。したがって回路に
発生した熱は、熱伝導性の悪い樹脂層を介して芯である
金属板に伝わることになる。そのために、金属芯の熱伝
導性を十分に活かすことができず、十分な熱放散性は得
られない。
このようなことからこれを改良するために樹脂層を用い
ずに、芯となる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設けようとする考え
方がある。このようにすると、熱の伝導は樹脂に比べて
十分に熱伝導率の高いセラミック層を通して金属芯に伝
わるため、大きな熱放散効果が得られる。しかし、この
ような基板においては次のような欠点がある。
ずに、芯となる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設けようとする考え
方がある。このようにすると、熱の伝導は樹脂に比べて
十分に熱伝導率の高いセラミック層を通して金属芯に伝
わるため、大きな熱放散効果が得られる。しかし、この
ような基板においては次のような欠点がある。
第１は溶射により得られたセラミック層には気孔が存在
し、絶縁層の耐電圧特性が不十分である点である。すな
わち、セラミック絶縁層の耐電圧が劣り、しかもその下
は導電性の金属であるためである。第２はセラミック層
と金属芯の密着性の問題である。金属にセラミックを溶
射した場合、その密着、結合はセラミックの溶融粉が高
速で金属粗面に突きささる、いわゆるアンカー効果によ
るものである。したがって化学的な結合力は得られず、
さらに金属とセラミックは熱膨張率も異なるために、熱
衝撃に耐え得るような密着力は得られにくい。
し、絶縁層の耐電圧特性が不十分である点である。すな
わち、セラミック絶縁層の耐電圧が劣り、しかもその下
は導電性の金属であるためである。第２はセラミック層
と金属芯の密着性の問題である。金属にセラミックを溶
射した場合、その密着、結合はセラミックの溶融粉が高
速で金属粗面に突きささる、いわゆるアンカー効果によ
るものである。したがって化学的な結合力は得られず、
さらに金属とセラミックは熱膨張率も異なるために、熱
衝撃に耐え得るような密着力は得られにくい。
これらの欠点については、セラミック溶射後、セラミッ
ク層に樹脂を浸透させて気孔を封孔するなどの方法が考
えられているが、十分な効果は得られず、また、工程も
煩雑なものとなってしまう。
ク層に樹脂を浸透させて気孔を封孔するなどの方法が考
えられているが、十分な効果は得られず、また、工程も
煩雑なものとなってしまう。
本発明は、これらの欠点を改良し、熱放散性にすぐれ、
しかも特性、量産性にすぐれたメタルコア基板の製造方
法を提供するものである。
しかも特性、量産性にすぐれたメタルコア基板の製造方
法を提供するものである。
（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明は金属板Ａにセラミックを溶射して絶
縁層を形成し、該セラミック層と金属板Ｂを接着剤層を
介して一体化後、金属板Ａをセラミック層から剥離する
ことを特徴とするものである。
縁層を形成し、該セラミック層と金属板Ｂを接着剤層を
介して一体化後、金属板Ａをセラミック層から剥離する
ことを特徴とするものである。
本発明においてセラミックを溶射する金属板Ａとして
は、鉄、銅、アルミ、ニッケル、ステンレスなどの金属
板を用いることができる。
は、鉄、銅、アルミ、ニッケル、ステンレスなどの金属
板を用いることができる。
また、セラミックはその電気絶縁性、熱伝導率、溶射の
容易さなどからアルミナが最適であるが、その他に電気
絶縁性を有するスピネル、ムライト、ベリリア、ジルコ
ニア等を用いることができる。このセラミック層の厚み
は、３０μ以上５００μ以下の範囲にすることが好まし
い。３０μ未満では溶射層が不均一になりやすく、熱放
散効果が十分でなく、５００μ以上にするとコストアッ
プになるとともに、溶射層にクラック等の欠陥が発生し
やすくなるためである。
容易さなどからアルミナが最適であるが、その他に電気
絶縁性を有するスピネル、ムライト、ベリリア、ジルコ
ニア等を用いることができる。このセラミック層の厚み
は、３０μ以上５００μ以下の範囲にすることが好まし
い。３０μ未満では溶射層が不均一になりやすく、熱放
散効果が十分でなく、５００μ以上にするとコストアッ
プになるとともに、溶射層にクラック等の欠陥が発生し
やすくなるためである。
溶射法としてはガラス溶射、プラズマ溶射、水プラズマ
溶射、減圧プラズマ溶射法などが適用できる。
溶射、減圧プラズマ溶射法などが適用できる。
セラミック溶射層と芯となる金属板２を一体化するため
の接着剤層としては、接着剤層の均一な厚みの確保およ
び接着強度の信頼性の点から、ガラス繊維あるいはケブ
ラー繊維にエポキシ樹脂またはポリイミド樹脂を含浸さ
せたプリプレグを用い、熱圧成形することにより接着す
ることが望ましい。このようにすることによって電気絶
縁性にすぐれ、しかも均一な厚みをもった接着剤層を介
してセラミック層と芯となる金属板を一体化することが
できるために、従来のセラミック溶射基板では問題であ
った耐電圧など信頼のできるものを得ることができるの
である。
の接着剤層としては、接着剤層の均一な厚みの確保およ
び接着強度の信頼性の点から、ガラス繊維あるいはケブ
ラー繊維にエポキシ樹脂またはポリイミド樹脂を含浸さ
せたプリプレグを用い、熱圧成形することにより接着す
ることが望ましい。このようにすることによって電気絶
縁性にすぐれ、しかも均一な厚みをもった接着剤層を介
してセラミック層と芯となる金属板を一体化することが
できるために、従来のセラミック溶射基板では問題であ
った耐電圧など信頼のできるものを得ることができるの
である。
なお、セラミック溶射層と接着剤層との密着性は、セラ
ミック溶射層の表面が粗面でしかも気孔が存在すること
により接着面積が大きいことから、極めて強固であり、
それに比べてセラミック溶射層と金属板Ａとの密着性
は、低いため、接着作業後に金属板Ａをセラミック溶射
層から剥離することは、容易に可能である。さらに剥離
を容易にするためには、金属板Ａの溶射前のサンドブラ
スト処理などの粗面化処理を行わないか、またはごく軽
く行うか、あるいは離型処理を施す等の手段が可能であ
る。
ミック溶射層の表面が粗面でしかも気孔が存在すること
により接着面積が大きいことから、極めて強固であり、
それに比べてセラミック溶射層と金属板Ａとの密着性
は、低いため、接着作業後に金属板Ａをセラミック溶射
層から剥離することは、容易に可能である。さらに剥離
を容易にするためには、金属板Ａの溶射前のサンドブラ
スト処理などの粗面化処理を行わないか、またはごく軽
く行うか、あるいは離型処理を施す等の手段が可能であ
る。
このように金属板Ａを剥離した側のセラミック層表面
は、金属板Ａの表面状態を転写した面であるために、平
滑性にすぐれ、そのままメッキ、印刷法などにより導体
回路を形成することが可能である。
は、金属板Ａの表面状態を転写した面であるために、平
滑性にすぐれ、そのままメッキ、印刷法などにより導体
回路を形成することが可能である。
なお、芯となる金属板Ｂは、アルミ、鉄、銅、ステンレ
ス、ニッケルなどを用いることができる。
ス、ニッケルなどを用いることができる。
（作用） 本発明では、従来の溶射基板のように芯となる金属板に
直接セラミックを溶射するのではなく、セラミック溶射
層と芯となる金属板を接着剤層を用いて接着することに
より、強固な密着性を得ることができる。さらにセラミ
ック溶射層の表面は粗面であり、しかも気孔が存在する
ために、接着面積が大きく、接着剤層が溶射層の内部ま
で浸透していくためにいっそう密着性が高まるのであ
る。
直接セラミックを溶射するのではなく、セラミック溶射
層と芯となる金属板を接着剤層を用いて接着することに
より、強固な密着性を得ることができる。さらにセラミ
ック溶射層の表面は粗面であり、しかも気孔が存在する
ために、接着面積が大きく、接着剤層が溶射層の内部ま
で浸透していくためにいっそう密着性が高まるのであ
る。
また、このようにして得たメタルコア基板の表面は最初
の工程でセラミックを溶射する金属板Ａの表面を転写し
たものであるために、従来の方法で得られる溶射基板に
比べて、非常に平滑な面となる。そのためにメッキ、あ
るいは印刷法などにより、そのままで微細な導体回路パ
ターンを形成することが可能である。
の工程でセラミックを溶射する金属板Ａの表面を転写し
たものであるために、従来の方法で得られる溶射基板に
比べて、非常に平滑な面となる。そのためにメッキ、あ
るいは印刷法などにより、そのままで微細な導体回路パ
ターンを形成することが可能である。
このようにして得られたメタルコア基板は、導体回路の
下は熱伝導性にすぐれたセラミック層であるために、熱
放散性、耐熱性にすぐれたものである。
下は熱伝導性にすぐれたセラミック層であるために、熱
放散性、耐熱性にすぐれたものである。
（実施例） 厚さ２mmのステンレス板１の片面に、プラズマ溶射装置
を用いてアルミナを溶射して、厚さ約１００μのアルミ
ナ溶射層２を形成した。次に第１図のごとく、アルミナ
溶射層２を形成したステンレス板１のアルミナ溶射層２
と厚さ１mmのアルミ板４の間にエポキシ樹脂含浸ガラス
クロスプリプレグ３（成形時厚み５０μ）を配置し、こ
れを熱圧成形して一体化した。
を用いてアルミナを溶射して、厚さ約１００μのアルミ
ナ溶射層２を形成した。次に第１図のごとく、アルミナ
溶射層２を形成したステンレス板１のアルミナ溶射層２
と厚さ１mmのアルミ板４の間にエポキシ樹脂含浸ガラス
クロスプリプレグ３（成形時厚み５０μ）を配置し、こ
れを熱圧成形して一体化した。
樹脂硬化完了後、これを冷却し、ステンレス板１をアル
ミナ溶射層２から引きはがした。アルミナ溶射層２はエ
ポキシ樹脂によりアルミ板４と強固に接着しているた
め、ステンレス板１は鋼べらでこじあけることにより簡
単に引きはがすことができた。
ミナ溶射層２から引きはがした。アルミナ溶射層２はエ
ポキシ樹脂によりアルミ板４と強固に接着しているた
め、ステンレス板１は鋼べらでこじあけることにより簡
単に引きはがすことができた。
このようにして得た基板は、第２図のようにアルミナ溶
射層２の表面が最初にアルミナを溶射したステンレス板
１の表面状態を転写しているため、平滑であり、このま
まの状態で無電解銅メッキ→エッチング処理により回路
の形成が可能であった。また、回路の真下は従来のメタ
ルコア基板とは異なり、熱伝導性にすぐれたアルミナ溶
射層２であるため、その熱放散性は非常にすぐれたもの
であった。さらにアルミナ溶射層２は、ガラスエポキシ
樹脂接着層５により芯となるアルミ板４と強固に接着し
ているため、耐熱性、耐熱衝撃性も良好であり、中間に
耐電圧にすぐれたガラスエポキシ層が存在するために、
耐電圧特性も良好なものであった。
射層２の表面が最初にアルミナを溶射したステンレス板
１の表面状態を転写しているため、平滑であり、このま
まの状態で無電解銅メッキ→エッチング処理により回路
の形成が可能であった。また、回路の真下は従来のメタ
ルコア基板とは異なり、熱伝導性にすぐれたアルミナ溶
射層２であるため、その熱放散性は非常にすぐれたもの
であった。さらにアルミナ溶射層２は、ガラスエポキシ
樹脂接着層５により芯となるアルミ板４と強固に接着し
ているため、耐熱性、耐熱衝撃性も良好であり、中間に
耐電圧にすぐれたガラスエポキシ層が存在するために、
耐電圧特性も良好なものであった。
（発明の効果） 本発明の方法によれば、熱放散性、耐熱性にすぐれ、し
かも信頼性の高いメタルコア基板を簡単な工程で安価に
量産することができる。これによって、さらに部品の基
板への高密度実装化が可能となり、電子部品の小型化へ
の効果は、極めて大きなものである。
かも信頼性の高いメタルコア基板を簡単な工程で安価に
量産することができる。これによって、さらに部品の基
板への高密度実装化が可能となり、電子部品の小型化へ
の効果は、極めて大きなものである。
第１図は本発明の実施例の接着層形成時の積層構成図、
第２図は得られたメタルコア絶縁基板の断面模式図であ
る。 符号の説明 １……ステンレス板、２……アルミナ溶射層 ３……ガラス／エポキシ樹脂プリプレグ、４……アルミ
板 ５……ガラス／エポキシ樹脂接着層
第２図は得られたメタルコア絶縁基板の断面模式図であ
る。 符号の説明 １……ステンレス板、２……アルミナ溶射層 ３……ガラス／エポキシ樹脂プリプレグ、４……アルミ
板 ５……ガラス／エポキシ樹脂接着層
Claims (4)
- 【請求項１】金属板の表面にセラミックからなる絶縁層
を設けた絶縁基板の製造において、 ａ．金属板Ａに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、 ｂ．該セラミック層と基板の芯となる金属板Ｂとの間に
接着剤層を介在させ、これらを一体化する第２工程、 ｃ．第１工程においてセラミックを溶射した金属板Ａを
セラミック層から剥離する第３工程、 からなることを特徴とする絶縁基板の製造方法。 - 【請求項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特許請求の範囲第１項記載の絶縁基
板の製造方法。 - 【請求項３】接着剤層がガラス繊維またはケブラー繊維
にエポキシ樹脂を含浸したものである特許請求の範囲第
１項記載の絶縁基板の製造方法。 - 【請求項４】接着剤層がガラス繊維またはケプラー繊維
にポリイミド樹脂を含浸したものである特許請求の範囲
第１項記載の絶縁基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9413986A JPH0654833B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 絶縁基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9413986A JPH0654833B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 絶縁基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62250689A JPS62250689A (ja) | 1987-10-31 |
| JPH0654833B2 true JPH0654833B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=14102052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9413986A Expired - Lifetime JPH0654833B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 絶縁基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654833B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1035164A (ja) * | 1996-04-25 | 1998-02-10 | Samsung Aerospace Ind Ltd | Ｉｃカード及びその製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5231751A (en) * | 1991-10-29 | 1993-08-03 | International Business Machines Corporation | Process for thin film interconnect |
-
1986
- 1986-04-23 JP JP9413986A patent/JPH0654833B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1035164A (ja) * | 1996-04-25 | 1998-02-10 | Samsung Aerospace Ind Ltd | Ｉｃカード及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62250689A (ja) | 1987-10-31 |
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