JPH0720685B2

JPH0720685B2 - セラミツクコ−ト積層板の製造方法

Info

Publication number: JPH0720685B2
Application number: JP961387A
Authority: JP
Inventors: 寛士長谷川; 光弘井上; 憲次塚西; 舜哉横澤
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1987-01-19
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPS63178042A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はプリント配線板用の積層板の製造方法に関す
る。

（従来の技術）従来、プリント基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、高密度実装化
が望まれ、基板材料にも高熱伝導率、高耐熱性、低熱膨
張係数、高寸法安定性などの特性が強く要求されるよう
になってきた。

これに対し、従来のフェノール樹脂、エポキシ樹脂など
の有機質系基板は熱伝導性が悪いために熱放散性に欠け
る、熱膨張係数が大きく寸法安定性が悪い、耐熱性に乏
しいなどのためにこのような用途には用いられない。そ
のため、アルミナなどのセラミック基板、あるいは金属
板を芯材としてその表面を絶縁層で覆ったメタルベー
ス、メタルコア基板などが注目されている。また、耐熱
性の点からは従来のフェノール樹脂、エポキシ樹脂系基
板に代わり、ポリイミド樹脂あるいはポリエーテルエー
テルケトン、ポリサルフォンなどの耐熱性熱可塑性樹脂
を用いた基板も開発されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、これらの基板についてみると種々の問題点があ
る。すなわち、アルミナなどのセラミック基板は有機質
系基板に比較すると、熱伝導性、耐熱性、熱膨張係数の
点ではすぐれるが、製造工程が複雑であり、焼結時の収
縮が大きいため寸法精度が出しにくい、ドリル加工が不
可能である等加工性が悪い、もろい、基板の大きさに制
限があり大型の基板が得られない。高価であるなどの欠
点がある。また、金属板を芯材としたメタルベース基
板、メタルコア基板は回路となる導体部と接しているの
は樹脂からなる絶縁層であるために金属芯の高熱伝導性
を十分に生かしきれず、また、表面の耐熱性も十分とは
いえない。また、芯材が導電性の金属板であるためスル
ーホールの形成は難しく、スルーホールを形成するには
非常に複雑な製造工程を必要とする。また、耐熱性樹脂
基板は耐熱性は従来品に比べて向上しているものの、熱
伝導率は変わらないため、熱放散効果は望めない。

本発明はこれらの欠点を改良し、従来のセラミック基板
と有機質系基板との長所をとり入れ、しかもこれらの短
所を改善した、従来の有機質系基板と同様の製造、加工
方法が可能で、しかも熱伝導性、耐熱性にすぐれ、体熱
膨張係数の基板を安価に得る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）本発明は銅箔にセラミックを溶射してセラミック層を形
成し、該セラミック層の気孔に未硬化の熱硬化性樹脂を
含浸させて、その後、該銅箔のセラミック層側と接する
ようにプリプレグを積層して熱圧成形して一体化し、銅
箔と有機質基板の間に気孔を樹脂で封孔したセラミック
溶射層を設けることを特徴とするものである。

銅箔へのセラミック層の形成を溶射により行うのは、他
にセラミックのコーティング法はCVD、PVD、ゾルゲル法
などがあるが、これらの中で溶射が最も成膜速度が早く
高生産性で、しかも溶射面積の制約がなく大面積へのセ
ラミックコーティングが可能であるためである。セラミ
ックの溶射はガス溶射法、プラズマ溶射法、減圧プラズ
マ溶射法、水プラズマ溶射法などが適用できる。

このようにして得たセラミック溶射層に未硬化の熱硬化
性樹脂を含浸するのはセラミック溶射層中に存在する気
孔を封入するためである。セラミック溶射層は焼結体と
異なり、一般に５〜15vol％の気孔が存在する。そのた
めにこの気孔を封孔せずにそのままプリプレグとともに
熱圧成形するとどうしてもセラミック溶射層中に気孔が
残り、給水率が大きい、したがって吸湿時の絶縁抵抗、
誘電特性、耐はんだ耐熱性などの特性低下が大きい。し
たがってセラミック溶射層中の気孔は封孔する必要があ
るのである。封孔法としては低粘度の未硬化の熱硬化性
樹脂を銅箔上のセラミック溶射層にはけ塗り、スプレー
法、ドクターブレード法などにより塗布して浸透させ、
その後、プリプレグと熱圧成形する時に加圧によりさら
に完全に含浸、封孔せしめ、硬化させる方法が最適であ
る。なお、セラミック溶射層を樹脂によって封孔するこ
とにより銅箔とセラミック層の密着性も大きく向上す
る。セラミック溶射の金属への密着性はプラスト等の前
処理条件の影響もあるが、金属の種類によって異なり、
銅あるいは銅合金への密着強度は最も低いといわれてい
る。したがってセラミック層は樹脂によって封孔しない
場合は銅箔のセラミック層との密着性は十分な値が得ら
れない。ところが樹脂により封孔すると樹脂が銅箔の表
面まで浸透するため、これが銅箔と接着して密着性を大
きく向上するのである。

セラミック溶射層を封孔する熱硬化樹脂としてはエポキ
シ樹脂、フェノール樹脂、ポリミド樹脂、メラミン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂など
を用いることができるが、プリプレグと最も大きな接着
力を得るためにはプリプレグの樹脂と同種類の樹脂を用
いるのが好ましい。これらの樹脂は封孔という目的から
浸透性が要求されるために低粘度のものが望ましく、場
合によっては溶剤で希釈して用いられる。また、生産性
からは、これらの樹脂が封孔後、べたついたりすると取
扱い性が悪くなり、溶剤で希釈した場合は残留溶剤がプ
レス時に問題となるので、加熱処理をして乾燥、Ｂステ
ージ化して常温でべたつかないようにした方がよい。し
かし、加熱により完全に硬化させてしまうとプリプレグ
との接着性が低下するため、これは避けなければならな
い。

本発明において銅箔に溶射するセラミックとしては、セ
ラミック基板として最も広く用いられているアルミナが
好適であるが、その他にスピネル、ムライト、ベリリ
ア、炭化ケイ素、ジルコニア、窒化アルミニウムなどの
電気絶縁性のセラミックが用いられる。

プリプレグの樹脂は電気特性、成形加工性の点からエポ
キシ樹脂、ポリイミド樹脂が好適であるが、その他にフ
ェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹
脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂、あるいは
ポリサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエ
ーテルサルフォン、ポリエーテルイミドなどの熱可塑性
樹脂を用いることができる。また、繊維としては一般に
用いられるガラス繊維の他にケプラー繊維、紙、SiC繊
維、シリカ繊維などを用いることができる。

（作用）本発明の方法により得られる積層板は有機質基板の表面
にセラミック層を有するために熱放散性、耐熱性、表面
硬度などにすぐれた熱熱膨張係数も小さい。さらにセラ
ミック層の気孔は樹脂によって封孔されているので吸水
率も従来の有機質基板より低く、吸温時の電気特性、機
械的特性も良好であり、銅箔とセラミック層間の密着性
も十分である。

また、回路の形成は、従来の銅張積層板と同様に銅箔に
レジスト層を形成してエッチング処理することにより容
易に形成することができ、ドリルにより穴あけが可能で
あるため、スルーホールの形成も容易である。

以下、実施例を挙げて本発明を説明する。

（実施例）第１図は樹脂により封孔処理したセラミック溶射銅箔と
プリプレグの積層構成図、第２図は得られた積層板の断
面模式図である。

厚さ35μの銅箔１にプラズマ溶射法によってアルミナを
約100μの厚さに溶射してアルミナ溶射層２を形成し
た。このアルミナ溶射銅箔のアルミナ溶射層に積層に用
いるプリプレグと同じエポキシ樹脂を溶剤で希釈した液
をスプレーしてアルミナ溶射層に浸透、含浸した。その
後、170℃で２分間加熱処理して溶剤を除去するととも
に樹脂をＢステージ化し、封孔処理したアルミナ溶射銅
箔を得た。

この封孔処理したアルミナ溶射銅箔とガラスクロス／エ
ポキシ樹脂含浸プリプレグ４を第１図の積層構成に積み
重ね、熱圧成形して第２図に示し構成の積層板を得た。

このようにして得た積層板は、ガラス繊維基材エポキシ
樹脂５の表面にアルミナ層を有し、さらにその上に銅箔
層を有するものである。

この積層板のJISC6481の銅箔引きはがし強さは1.5kg/c
m、給紙率は0.04％であった。この積層板は一般のガラ
ス繊維基材エポキシ樹脂銅張積層板と同様の方法でエッ
チングによる回路形成、ドリル穴あけ、スルーホールの
形成が可能であった。

また、回路に接して熱伝導性のよいアルミナ層が存在す
るために熱放散性にすぐれ、耐熱性、表面硬度も大き
く、アルミナが低熱膨張であるため熱膨張係数も従来の
ものに比べて小さくすることができた。

（比較例）実施例と同様な方法によりアルミナ溶射層の樹脂による
封孔処理を行わずに、他は同条件で積層板を作製した。
得られた積層板のJISC6481の銅箔引きはがし強さは0.1k
g/cmと極端に低く、吸水率は0.35％で吸水時の絶縁抵抗
の低下は著しいものであった。

（発明の効果）本発明の方法により、従来の有機質基板のベースとして
その表面にセラミック層を有する積層板を容易にしかも
安価に製造することができる。本発明により得られる積
層板は、特性的にもすぐれたもので、回路形成、スルー
ホールの形成なども従来の有機質基板と同様の方法で行
うことができ、従来の有機質基板、セラミック基板、メ
タルベース、メタルコア基板の問題点を解決し得るもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は樹脂により封孔処理したセラミック溶射銅箔と
プリプレグの積層構成図、第２図は本発明により得られ
た積層板の断面模式図である。符号の説明１…銅箔、２…アルミナ溶射層３…封孔処理した樹脂、４…プリプレグ５…ガラス繊維基材エポキシ樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銅箔にセラミックを溶射してセラミック層
を形成し、該セラミック層の気孔に未硬化の熱硬化性樹
脂を含浸させて、しかる後、該銅箔のセラミック層側と
接するようにプリプレグを積層して熱圧成形することを
特徴とするセラミックコート積層板の製造方法。
【請求項２】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項記載の積層板の製造方法。
【請求項３】銅箔上に形成されたセラミック層に含浸さ
せる樹脂は積層に用いるプリプレグの樹脂と同種類の樹
脂を主成分とするものである特許請求の範囲第１項記載
の積層板の製造方法。
【請求項４】プリプレグの樹脂がエポキシ樹脂である特
許請求の範囲第１項記載の積層板の製造方法。
【請求項５】プリプレグの樹脂がポリイミド樹脂である
特許請求の範囲第１項記載の積層板の製造方法。
【請求項６】プリプレグの繊維がガラス繊維である特許
請求の範囲第１項記載の積層板の製造方法。