JPH0685467B2 - 金属芯プリント配線板の製造方法 - Google Patents

金属芯プリント配線板の製造方法

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JPH0685467B2
JPH0685467B2 JP60068631A JP6863185A JPH0685467B2 JP H0685467 B2 JPH0685467 B2 JP H0685467B2 JP 60068631 A JP60068631 A JP 60068631A JP 6863185 A JP6863185 A JP 6863185A JP H0685467 B2 JPH0685467 B2 JP H0685467B2
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  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属芯プリント配線板の製造方法、特にスルー
ホールを有する金属芯プリント配線板の製造方法に関す
るものである。
〔従来の技術〕
プリント配線板は、ガラスクロス基材を含有するエポキ
シ樹脂からなる絶縁層を設けた銅張積層板が産業用とし
て一般に用いられているが、電子部品の高積化に伴って
放熱性の優れたプリント配線板が望まれるようになっ
た。この要望に応えるものとしてアルミニウム、銅、鉄
などの金属を芯としてその上に絶縁層を形成し、さらに
その上に金属メッキ層を形成した金属芯プリント配線板
が開発されるに至った。この種の配線板は寸法安定性、
機械的強度、および折り曲げ性に優れ、難燃性であると
ともに筐体として使用でき、かつ重量部品が搭載できる
などの利点を有している。そして近年、金属板の所定位
置に多数のスルーホール(貫通孔)を設け、絶縁層およ
びアディティブ法により金属メッキ層をスルーホール内
壁にも設けた配線板も出現している。これによれば、配
線板の表裏をスルーホールを介して連結した回路の形成
が可能となるし、スルーホール部を部品の差込口として
利用でき高密度実装に適する。
このような金属芯プリント配線板を製造する方法として
は、水性塗料を用いた電着塗装や粉末塗装により、スル
ーホール付金属板に直接一定膜厚の絶縁を施した後、ア
ディティブ法により回路を形成する方法、あるいはスル
ーホール付金属板をプリプレグおよび銅箔とともに加熱
プレスすることにより、プリプレグに含有された樹脂を
金属板のスルーホール部に流し込んで穴埋めを行い、加
熱硬化後金属板に形成された穴と同じ位置に、元の穴よ
りも小さいスルーホールを形成することにより、プリプ
レグに含有している樹脂をスルーホール絶縁用として利
用する方法などがある。いずれにおいてもスルーホール
部の絶縁をいかに形成するかが金属芯プリント配線板を
製造する上での鍵となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
これらの方法のうち電着塗装や粉末塗装により絶縁を施
す方法は、スルーホール部の内壁を均一に絶縁する優れ
た方法として脚光をあびているが、 (1)電着塗装、粉末塗装が従来のプレスによる積層方
式と異なるため新しく設備を導入しなければならない。
(2)電着塗装、粉末塗装用の塗料が限定される。
(3)回路を形成するためにはアディティブメッキを施
す必要がある。
など、これまでのプリント配線板製造プロセスとは異質
の工程が入るため直ちに実用化しにくい欠点がある。
また、プレプレグに含有している樹脂をスルーホール部
の絶縁に利用する方法では、金属板のスルーホール部を
完全に埋めるだけの樹脂をプリプレグから供給しなけれ
ばならないが、通常プリント配線板製造用に使用されて
いるプリプレグでは樹脂含有量が50%程度であり、スル
ーホール部を完全に埋めるには樹脂の絶対量が不足する
ため、形成されたスルーホール部の絶縁層に気泡が混入
し、信頼性の高いスルーホール部絶縁層が得られない。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためのもの
で、従来のプリント配線板製造工程を大きく変えること
なく、気泡が混入せずかつ信頼性の高いスルーホール部
絶縁層を有する金属芯入りのプリント配線板を製造する
ことが可能な金属芯プリント配線板の製造方法を提供す
ることを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明の金属芯プリント配線板の製造方法は、スルーホ
ールを形成した金属板に、無機充填剤を含み、かつガラ
ス転移温度が35℃以上で、120℃における溶融粘度が5
×103〜106センチポイズの範囲にあるBステージ状の樹
脂シートを介してプリプレグおよび銅箔または銅張積層
板を積層し、真空脱気した状態で熱プレスすることによ
り、Bステージ状の樹脂をスルーホールに充填し、余分
の樹脂を周辺部から押出すとともに、充填されたBステ
ージ状の樹脂およびプリプレグを加熱硬化して絶縁物を
形成する工程と、得られた積層板に前記スルーホールよ
り小さいスルーホールを同位置に形成する工程と、形成
されたスルーホール部をメッキする工程と、回路を形成
する工程とからなる。
ここで用いられる金属板としては、アルミニウム、鉄、
銅、ニッケルまたはこれの合金等のいずれでもよい。金
属板のスルーホールはNCドリル、プレス等による一括打
ち抜き、ユニパンチプレスによる分割打ち抜き、ケミカ
ルミーリングなどによって形成でき、穿孔法は制限され
ない。スルーホールのエッジ部分はバリ取り、サンドブ
ラスト等によるトリミングまたはエッチング等により加
工を施してもよい。スルーホールの数、大きさ等は制限
されない。またスルーホール部へBステージ状の樹脂が
流入する際に気泡を巻き込みにくくするためには、金属
板の表面平滑性が優れている必要があり、最大表面荒さ
±200μm以内が望ましい。
金属板に積層するBステージ状の樹脂シートは金属板の
スルーホールを埋めるためのものである。Bステージ状
の樹脂としてはエポキシ樹脂、フェニール樹脂、ポリエ
ステル樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるもの
ではない。
本発明では使用されるステージ状の樹脂シートの特性が
最終製品の特性に大きく影響を及ぼすため、樹脂シート
の製造に当っては細心の注意を必要とする。シートは最
終製品の電気的、機械的性質に影響を及ぼす大きさ(直
径20μm程度以上)の気泡や異物を含有してはならない
だけではなく、Bステージ状の樹脂シートのガラス転移
温度は35℃以上とするのが望ましい。樹脂シートのガラ
ス転移温度が35℃よりも低い場合には、作業温度(20〜
25℃)においてべたつきや変形が生じ、作業性が著しく
低下する。一方金属板の穴埋めに使用されない余分の樹
脂は熱プレス時に金属板の外周へ押出されることにな
る。従ってこの時の樹脂シートの溶融粘度は十分に管理
されていなければならない。溶融粘度は例えば120℃の
場合、5×103〜106センチポイズの範囲にあることが望
ましい。この粘度未満であると流動しすぎてスルーホー
ル部に気泡を巻き込みやすくなり、この粘度を越えると
流動が不十分で金属板表面に樹脂が残存するため、得ら
れた積層物の厚みが増大する。
樹脂シートに混入する無機充填剤としては、例えばアル
ミナ、溶融シリカ、酸化マグネシウム、ガラス粉、ガラ
スチップ、炭酸カルシウム、タルク、スピネル、カオリ
ン、雲母、ジルコニア、ステアタイト、チタンホワイト
等が挙げられ、これらを単独で、あるいは二種類以上の
混合粉末で用いてもさしつかえない。好ましい無機充填
剤としてはガラスチップ単独またはこれと他の無機充填
剤との組合せからなるものがあげられる。このような無
機充填剤を樹脂に混入することにより、樹脂の硬化に伴
う体積収縮や硬化物の温度変化に伴う体積の変化を小さ
くすることができ、これにより、樹脂シートの硬化物の
特性として金属板との密着性、耐クラック性、さらには
スルーホールメッキとの密着性などが良好になる。
樹脂シートは金属板の厚み以上の厚みとすることによ
り、金属板に形成されたスル−ホールの数やスルーホー
ル体積に関係なく気泡を巻き込まないようにすることが
できる。
上記樹脂シートの上に積層するプリプレグは従来と同様
のもの、例えばガラス布入エポキシ樹脂プリプレグなど
が使用できる。さらに上に積層される銅箔または銅張積
層板も従来と同様のものが使用できる。
本発明の製造方法は、まずスルーホールを形成した金属
板に、無機充填剤を含むBステージ状の樹脂シートと、
プリプレグと、銅箔または銅張積層板とを上記順序で積
層し、熱プレスする。上記の積層は片側のみでもよい
が、両側に行うことができ、また金属板、樹脂シートお
よびプリプレグは多層の内層板を介して複数層に積層す
ることができる。
熱プレスはBステージ状の樹脂をスルーホールに充填
し、余分の樹脂を周辺部から押出すとともに、充填され
たBステージ状の樹脂およびプリプレグを加熱硬化して
絶縁物を形成するためのもので、その手段は限定されな
いが、真空プレス金型を用いて加熱真空下で積層物を真
空脱気した状態で加圧すると、表面平滑性の悪い金属板
を用いた場合でも、気泡の入らない樹脂層を得ることが
できる。
次いで、上記により得られた積層板に、金属板のスルー
ホールと同じ位置に、元のスルーホールより小さいスル
ーホールを形成し、スルーホール部をメッキした後回路
を形成する。
スルーホールメッキとスルーホール部絶縁層(上記樹脂
シートにより形成された層)の密着性を上げるには通
常、メッキの前処理としてスルーホール部壁面へ酸エッ
チング処理やプラズマエッチッグ処理を施すのが望まし
い。この場合にはエッチング処理により繊維状物質がス
ルーホール部壁面から一部露出すると、それがスルーホ
ールメッキ層へ投錨効果を発揮し、メッキ層と絶縁層の
密着性が著しく増大することになる。そのためには樹脂
シートに混入する無機充填剤としてガラスチップ(例え
ば旭ガラス社製、MF-A、MF-T-10)のような繊維状充填
剤を単独使用するか、あるいは他の無機充填剤と併用す
ると良い。
〔作用〕
上記積層物を熱プレスすると、Bステージ状樹脂が金属
板のスルーホールに充填され、このBステージ状樹脂お
よびプリプレグが硬化して絶縁層が形成され、積層物全
体は硬化物となる。その後Bステージ状樹脂が硬化した
部分に元のスルーホールより小さいスルーホールを形成
し、メッキ後回路を形成することにより金属芯プリント
配線板が製造される。
Bステージ状樹脂シートは金属板の厚み以上の厚みを有
するためスルーホールは完全に埋まり、気泡が混入せ
ず、信頼性の高いスルーホール部絶縁層が形成される。
〔実施例〕
以下この発明の実施例による金属芯プリント配線板の製
造方法について図に基づいて説明する。
第1図は両面プリント配線板を製造する場合の実施例の
構成および工程を示す。第1図(A)はプレス前の状態
を示し、(B)はプレス後の状態を示し、(C)はスル
ーホールメッキ形成して完成した状態を示している。図
において、(1)は銅箔または片面銅張積層板、(2)
はプリプレグ、(3)はBステージ状の樹脂シート、
(4)はスルーホール付金属板、(5)はプリプレグ硬
化絶縁層、(6)は樹脂シート硬化絶縁層である。
製造方法はまず第1図(A)のように、スルーホール
(4a)を有する金属板(4)の上に樹脂シート(3)を
積層し、これらの両側にプリプレグ(2)を積層し、さ
らにこれらの両側に銅箔または片面銅張積層板(1)を
積層する。そしてこのように構成された材料を熱プレス
することにより、第1図(B)の硬化した積層板(7)
が得られる。その後上記積層板(7)に、金属板(4)
のスルーホール(4a)と同じ位置にもとの孔よりも小さ
いスルーホール(7a)を形成した後、メッキ層(7b)を
形成して、一般のプリント配線板の製造と同じ工程をへ
て、第1図(C)のスルーホール付金属芯両面配線板
(8)を得る。
第2図はこの発明を多層用プリント配線板を製造する場
合の実施例の構成を示している。図において、(9)は
多層内層板を示している。製造方法は、金属板(4)の
上に樹脂シート(3)を積層し、その両側にプリプレグ
(2)を積層した積層物を、多層内層板(9)を介して
積層し、これらの外側に銅箔または片面銅張積層板
(1)を積層する。そして第1図の場合と同様に熱プレ
ス後、スルーホールを形成し、さらにメッキを施して回
路を形成し、多層用プリント配線板を得る。
なお、上記実施例は両面配線板および多層配線板を製造
する場合について説明したが、使用する金属板の厚み、
枚数、位置等は特に限定されない。
〔発明の効果〕
この発明によれば、スルーホールを形成した金属板に特
定のBステージ状樹脂シートを介してプリプレグおよび
銅箔または銅張積層板を積層して、真空脱気した状態で
熱プレスしスルーホールを形成するようにしたので、金
属板のスルーホールにBステージ状の樹脂を充填して穴
埋めを行うとともに、余分の樹脂を押出し、これにより
従来のプリント配線板製造工程を大きく変えることな
く、気泡が混入せずかつ信頼性の高いスルーホール部絶
縁層を有する金属芯プリント配線板を製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A),(B),(C)はそれぞれこの発明の一
実施例による金属芯プリント配線板の製造方法の各工程
を示す断面図、第2図は他の実施例の一工程を示す断面
図である。 各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、(1)
は銅箔または片面銅張積層板、(2)はプリプレグ、
(3)はBステージ状の樹脂シート、(4)は金属板、
(5)はプリプレグ硬化絶縁層、(6)は樹脂シート硬
化絶縁層、(9)は多層内層板である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−178595(JP,A) 特開 昭57−162498(JP,A) 特開 昭60−127782(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スルーホールを形成した金属板に、無機充
    填剤を含み、かつガラス転移温度が35℃以上で、120℃
    における溶融粘度が5×103〜106センチポイズの範囲に
    あるBステージ状の樹脂シートを介してプリプレグおよ
    び銅箔または銅張積層板を積層し、真空脱気した状態で
    熱プレスすることにより、Bステージ状の樹脂をスルー
    ホールに充填し、余分の樹脂を周辺部から押出すととも
    に、充填されたBステージ状の樹脂およびプリプレグを
    加熱硬化して絶縁物を形成する工程と、得られた積層板
    に前記スルーホールより小さいスルーホールを同位置に
    形成する工程と、形成されたスルーホール部をメッキす
    る工程と、回路を形成する工程とからなることを特徴と
    する金属芯プリント配線板の製造方法。
  2. 【請求項2】無機充填剤はガラスチップ単独または他の
    無機充填剤との組合せからなることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の金属芯プリント配線板の製造方
    法。
JP60068631A 1985-04-01 1985-04-01 金属芯プリント配線板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0685467B2 (ja)

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