JPH0711078B2

JPH0711078B2 - プリント回路基板用基材の製造方法

Info

Publication number: JPH0711078B2
Application number: JP1002397A
Authority: JP
Inventors: 正裕倉田; 郁夫小原; 義孝広前
Original assignee: スカイアルミニウム株式会社
Priority date: 1989-01-09
Filing date: 1989-01-09
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPH02182900A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、電子機器、例えばテレビ、オーディオ、ビデ
オレコーダー等の家庭用電気器具、計算機、通信機、事
務用機器、自動車等に使用される放熱性の良いアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金（以下、両者をアルミニウ
ムという。）をベースとし、これに樹脂層を介して金属
箔を貼付したプリント配線基板用基材の製造方法に関す
るものである。

［従来の技術］プリント配線基板は、一枚の絶縁板上の片面又は両面に
銅箔を貼着し、それをエッチングして配線路を形成し、
これに電子部品を取り付けて機器を構成している。近年
は電子機器の小型化、軽量化と共に、これとは相容れな
い要求である高性能化、高集積化された多層プリント配
線基板、高密度実装化が行なわれている。このためプリ
ント配線基板自体の放熱が重視され、伝熱性の低い絶縁
板に代わり、アルミニウム板をベースとした基板が使わ
れるようになってきた。

このアルミニウム板をベースとしたプリント配線基板
は、アルミニウム板およびアルミニウム箔（以下、両者
をアルミニウム板という。）にエポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等からなる樹脂層
を介して、銅箔等の金属箔を貼着させることによって形
成される。

しかしながら、このアルミニウム板と樹脂層とは、銅箔
と樹脂層との間の接着力が強固であるのに比して、接着
力が極めて低く、電子機器の使用中に剥れてしまう危険
があり、この改善のため多くの提案がなされてきた。

すなわち、アルミニウム板の表面処理としては、機械的
に粗面化する方法（特公昭56-17227号）、アルカリ溶液
中に浸漬してエッチング処理をする化学的エッチング処
理（特公昭55-12754号）、酸性溶液中で陽極酸化処理し
て、多孔性の酸化皮膜を設ける方法（特公昭63-44059
号）、酸性溶液中での電解処理によりマイクロポアを形
成する方法（特開昭59-51593号）、あるいはこれらを組
み合わせた方法（特公昭60-49593号、特開昭62-216727
号等）等がある。

［発明が解決しようとする課題］しかし、上述の多くの提案は一長一短があって、実用化
に問題がある。

先ず、機械的粗面化方法によるときは凹凸があるため絶
縁性樹脂層に局部的に薄い部分を生じ、絶縁不良を生じ
易い。このほか、ソリ、ユガミが生じ易く、寸法精度も
低く、FPC（フレキシブルプリント基板）用アルミニウ
ム板の場合には傷や凹みなどを生じ易く生産性にも問題
がある。

また、化学的エッチング処理法は、処理時間が長く、生
産性が劣ることのほか、均一なエッチングが行なわれ難
いため、接着力の劣る表面層が残り、またエッチング処
理中に表面にスマット等の溶解残渣が生成するため、樹
脂層との接着力、とりわけ半田耐熱性に劣り、回路部品
の半田付時にふくれが生ずる危険性があることが分かっ
た。

次に陽極酸化処理法は、この方法も処理時間が長く生産
性に劣ることのほかに、得られる酸化処理皮膜が硬いた
め、折り曲げ、打ち抜き等の加工時にヒビ割れを生じ、
高温での密着性不良を招いている。また、この酸化皮膜
は伝熱性が低く、折角のアルミニウムの特性を損ない、
放熱性を低下させ、アルミニウム−プリント配線基板の
特性を失わせるものである。

更に、酸性溶液中での電解処理法は、前処理または後処
理工程が必要であり、複雑であって生産性に問題があ
り、消費電力も大きく、得られたアルミニウム板にポア
が形成されるため、ボイド（空隙）を生じ樹脂層の密着
性が不十分となる危険がある。

また、これらを組み合わせた方法も電力消費、生産性、
表面皮膜が硬いための加工性の低下、低熱伝導性などい
くつかの問題点があり、まだ実用化には改良すべき点が
残っている。

本発明者らは、生産性が良く樹脂層との接着性に優れた
アルミニウム板の表面処理法を研究してこれらの問題点
を刈除した本発明を完成した。

［課題を解決するための手段］本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金板の表
面をpH9〜13のアルカリ金属ケイ酸塩溶液以外のアルカ
リ性浴中で、４〜30A/dm²の電流密度で、アノード電気
量が10〜400C/dm²の電気量となるように、交流または直
流アノード電解処理することを特徴とする伝熱性の高い
プリント回路基板用基材の製造方法を開発することに成
功した。本発明の目的は、接着性を低下させる圧延油等
の油類の脱脂と同時に圧延中に生成した酸化物層を除去
し、化学反応性に富んだアルミニウム新生面を出現さ
せ、アルミニウム板表面にピット等の凹凸を作らず、ま
た硬質の酸化皮膜等を設けずに絶縁性樹脂との接着性を
向上させることにより、絶縁性を維持し、加工性（折り
曲げ、打ち抜き等）の改善されたアルミニウム板と絶縁
樹脂との耐熱接着性に富むプリント回路基板用基材を製
造することにある。

この場合、電解液として使用するアルカリ性溶液は、リ
ン酸ソーダ、リン酸水素カリウム、ピロリン酸ソーダ、
ピロリン酸カリウム、メタリン酸ソーダ等のリン酸塩、
炭酸ソーダ、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム等の炭
酸塩、苛性ソーダ、水酸化カリウム等のアルカリ金属水
酸化物、水酸化アンモニウム水溶液あるいはこれらの混
合物の水溶液であり、場合によってはこれに界面活性剤
を添加したものを用いることができる。なお、下に記す
ようにpH範囲を一定にする必要があるのでこの観点から
pHのバッファ能のあるリン酸ソーダ系を用いることが好
ましい。

但し、溶液中にアルカリ金属ケイ酸塩などのケイ酸化合
物が存在すると、電解処理中にケイ酸塩が被処理物表面
に析出し、接着力を低下させるために好ましくない。

濃度はアルカリ性化合物の種類により異なるが、水素イ
オン濃度指数としてpH9〜13、好ましくは9.5〜12であ
る。pHが９より小さいと、電解電圧が高くなりすぎ脱脂
力が劣るばかりでなく、安定した処理が困難となる。ま
たpHが13より大きいときは、エッチング作用が強すぎ、
電解処理により多量のスマットを生じるため、樹脂層と
の接着力が低下する。

電解処理温度は、30℃〜80℃、好ましくは40〜70℃であ
る。30℃未満の処理では脱脂力が劣るだけでなく、得ら
れた基板の樹脂との接着力が低い結果となる。また、80
℃以上ではエッチング作用が強く、アルミニウム表面に
多量のスマットを生じ、これも樹脂との接着力を阻害す
る。

電流密度は４〜30A/dm²である。4A/dm²以下では処理時
間が長くなり、生産性も低くなるだけでなく、酸化物層
の除去作用が弱く、その結果樹脂との十分な接着力も得
られない。

電解量（電気量）としては10〜400C/dm²、好ましくは40
〜400c/dm²の範囲にあり、これ以下では脱脂効果不充
分、酸化物層の除去も不充分となる。又、この範囲以上
の電気量での処理は、特に効果の向上が認められず、処
理時間が長く生産性が低下するので好ましくない。

電解処理時間は、電流密度と電気量が定まれば決まるも
のであるが、生産性を考慮して５〜60秒程度に定め、こ
れから電流密度、電気量を定めることになろう。

酸性としては、直流カソードでは溶解作用はなく、気泡
による清浄作用のみなので、交流あるいは直流アノード
が好ましい。

本発明方法によるときは、脱脂処理も同時に行なえるの
で、特に有機溶剤等による前処理は必要ない。

また、本方法では電解処理によるスマット等の汚れを生
じないので後処理は水洗で十分である。

［作用］本発明による電解処理によっては、陽極酸化処理に見ら
れるような多孔性の酸化皮膜を形成しない。したがっ
て、アルミニウム板表面は平坦なので絶縁樹脂層には局
部的に薄い部分が生成せず、絶縁性樹脂層の薄くしても
良好な絶縁性が維持でき、誘電率の低下も起こりにく
い。

また、陽極酸化皮膜は硬質なので、折り曲げ、打ち抜き
等の加工時にヒビ割れを生じ、絶縁性樹脂との接着不良
の原因となるが、本法ではこのような欠陥を生じない。

また、陽極酸化皮膜は熱伝導性が悪いので、アルミニウ
ムプリント基板の放熱性を低下させるが、本法では熱伝
導性を損なうこともない。

一方、化学エッチングとの比較においては、不均一なエ
ッチングでは接着力の劣る表面層が残存するための密着
力低下がなく、エッチング量が0.1〜2g/m²と少なく（化
学エッチングでは５〜20g/m²）、アルミニウム板表面に
スマット等の汚れの付着がないので接着力の低下がな
く、さらにスマット除去等の後処理を必要としないた
め、工程が簡単化でき、更に板成分の溶出による電解液
組成の変質、劣化も起こりにくいので液更新の頻度、廃
液処理量も少なくて済み、生産性を高く維持できる。特
に、処理時間が短いので単位時間当りの生産量を上げる
ことが可能でありコストダウンが図れる。

又、本発明方法によるときは、前記条件からも分かるよ
うにエッチング量が少なく、ピットの形成がないため、
薄いアルミニウム箔においても同様の処理が可能であ
る。

このことは、酸性溶液中での電解処理の如くピットが貫
通したり、化学エッチング処理や陽極酸化処理のように
電解処理時間を厳しく制限する必要がないので、これら
の方法とは異なって、本発明の方法は安定した操業を行
なうことができ、強度の低下等もないので優れた製品を
安定して得ることができる。

電解処理をしたアルミニウム板は、水洗、乾燥により製
品の基材とすることができ、電解の前処理として機械的
研摩は必要でないので、残留応力もなく、寸法精度の高
い基材である。もちろん要求品質によっては機械的研摩
処理を前処理として施しても良いが、この場合にはその
後ストレッチャー等の矯正処理の併用が必要となる。

［実施例］（実施例１〜３、比較例１）純アルミ系アルミニウム合金圧延板（JIS A 1100-H24
板厚1.0mm）を第１表に示す条件で電解処理した後乾燥
し、エポキシ樹脂を40μの厚さに塗布し、厚さ35μの電
解銅箔を積層し、ホットプレスにて165℃、90分間加熱
圧着してプリント回路基板とした。

この基板を55mm×25mmの大きさのサンプルに切断し、オ
ートクレーブ中で121℃、16時間吸湿処理した後、サン
プルを260℃の半田浴上にて30秒間フロートして耐熱接
着強度を試験した。結果を第１表に示す。

（実施例４〜６、比較例２〜４）電解液のpHの影響を見るために行なった結果を第２表に
示す。

サンプルの調整は実施例１に準じた。

（実施例７〜８、比較例５〜６）電解浴の温度の影響を見るために行なった結果を第３表
に示す。

サンプルの調整は実施例１に準じた。

（実施例９〜12、比較例７〜８）電流密度、および電気量の影響を見るために行なった結
果を第４表に示す。

サンプルの調整は実施例１に準じた。

［効果］本発明のプリント回路基板用基材の製造方法は、従来数
多く提案されているアルミニウム板の表面処理法と比較
して格別異なった方法ではないが、それら多数の方法で
解決できなかったか、不充分な解決しか出来なかったア
ルミニウム板と絶縁樹脂との耐熱接着性を本発明によっ
て選ばれた条件下でアルミニウム板の処理をすることに
より改善できたことは誠に驚くべきことである。

本発明方法は、前処理が不要で処理時間、電解液の劣化
などが少ないため生産性を高く維持できるだけでなく、
ポアやピットの生成がないので薄いアルミニウム箔であ
っても容易に処理できる等極めて優れた方法である。

本発明方法によって得られる基材を用いるときは、耐熱
接着性の良い後加工（折り曲げ、打ち抜き等）の容易な
プリント回路基板用基材が得られるので、安定した電子
機器の製造に使用できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム又はアルミニウム合金板の表
面をpH9〜13のアルカリ金属ケイ酸塩を含まないアルカ
リ性浴中で、４〜30A/dm²の電流密度で、アノード電気
量が10〜400C/dm²の電気量となるように、交流または直
流アノード電解処理することを特徴とする伝熱性の高い
プリント回路基板用基材の製造方法。