JPS58165391A - 印刷回路用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱放散性、電気絶縁性、耐熱性等に優れた印刷
回路用基板に関する。

電子機器の小型化、薄型化の傾向に伴ない、プリント配
線板への部品実装は高密度化の傾向を深めている。

このため熱放散性、寸法安定性等の特性に関して従来以
上の厳しい要請があり、特に高密度実装に際しては熱放
散性が問題になる外、使用目的によっては基板表面の耐
湿性、平滑性に特に優れているものが要求される。耐湿
性が悪いと基板上に装着された部品間の絶縁層表面に吸
着された水分により、部品間の絶縁抵抗が低下するから
である。

従来、金属板をベースにした熱放散性基板としてＡ／板
等の表面に合成樹脂層を設け、その層中に熱伝導のよい
無機充填剤を分散させたものが知られている。しかしこ
の構造のものは樹脂層が薄い場合−は耐電圧が十分でな
く、反面厚くすると熱放散性、寸法安定性が悪くなる欠
点をもっている。

また樹脂層の表面部分において無機充填剤と樹脂との界
面が湿分の影響を受は易く、電気抵抗低下の原因となる
。このため充填剤の耐水化処理も行なわれるが、これで
も十分ではない。

またＡＩ！板等の上にガラスクロスを熱硬化性樹脂で接
着したものもあり、その場合ガラスクロスと一諸に無機
充填剤の粉末を併用したものもある。

これらは前記のものに比べて寸法安定性はよいが、ガラ
スクロスは長繊維束を織ったものであるのでこれに熱硬
化性樹脂を塗工する段階で繊維束内に空気及び溶剤の巻
き込みがあり、Ａ／板に接着する工程ですべての空気及
び溶剤を取り除くことが出来ず電気絶縁性が完全でない
事が起り、不良品発生頻度が高くなる。そのため接着剤
層を２枚合せる方法や熱硬化性樹脂の付着量を多くして
前記絶縁性の問題の解決を図ろうとする方法もあるが、
熱伝導性の面より考えると望ましい事ではない。

電気絶縁性を完全に保つだけなら熱可塑性樹脂のフィル
ムを用いて熱圧接着して絶縁層を作製する事も可能であ
る。　しかし、これは絶縁性は良好であるが耐熱性が悪
く、プリント回路板加工後の部品実装工程（ハンダ品工
程、ボンデング工程など）、高温加工工程に計いて接着
層が劣化破壊１−１１１１゜ する。この場合、熱可塑性樹脂フィルムに代えて耐熱性
のある熱硬化性樹脂・・５：）ルムを用いれば接着層の
劣化の問題はなくなるが、熱圧接着することができない
ので、フィルムの両面にペース金属板及びプリント回路
用金属箔を接着する為の熱硬化性樹脂層を設ける必要が
ある。そして実際の工業的生産においては生産性を上げ
るためかなり大きなものを作製しなければならず、その
すべての面に無接着層が存在しないように接着するには
樹脂層の厚みはある程度以上必要となる。その結果は熱
伝導性が劣ることになる。

本発明はこの様な事情に鑑みてなされたもので、その目
的は熱放散性、耐熱性がよ、いばかりでなく、特に耐湿
性が高く電気絶縁性に優れた印刷回路用基板を提供する
ことにある。

この目的のため本発明の基板は金属板の少なくとも一方
の面に無機充填剤を含む合成樹脂層、耐熱性樹脂フィル
ム層、合成樹脂層を順次積層した構造としたものである
。

し 以下、本発明の一例である図面を参考にしなか一゛１１ ら本発明の詳細な説明する。

第１図、第２晶″け本発明に係る基板の断面図で） ある。　図において１は金属板、２は合成樹脂層でその
中に無機充填剤２１を含んでいる。４は耐熱性樹脂フィ
ルムで、その上に合成樹脂層３が設けられている。５は
金属箔である。

金属板１はｋｌ　、　Ｃｕ　、　Ｆｅ等及びこれらを含
む合金が使用可能であるが、朝駆にして熱伝導性のよい
ＡＪ？が実用上は最も適する。金属板の厚さは使用目的
によって決定されるが一般には０５〜２５胴である。

金属板は樹脂層との接着性をよくするため表面粗化して
おくことが好ましいが、金属板の種類によっては表面粗
化しなくてもよい。表面粗化は最大表面粗さく　Ｒｍ　
ａ　ｘ　）で５μ〜４０μの範囲が適当である。表面粗
化の方法は機械的方法でも化学的方法でもよい。

合成樹脂層２の樹脂としてはエポキシ、フェノール、ポ
リイミド、不飽和ポリエステル、ＢＴレジン等の熱硬化
性樹脂が好ましいが、熱可塑性でも耐熱性のある変性ポ
リエチレン、ポリスルホン酸、ポリスエニレンサルファ
イド等は使用可能である。

この樹脂層２には無機充填剤２１が含まれている。無機
充填剤としてけ　ＡＩ！２０３．５ｉ０２　、ＺｒＯ２
゜ＴｉＣ２，ＢｅＯ等の金属酸化物、ＢＮ、Ｓｉ３Ｎ４
゜ＡＪＮ　等の窒化物、ＳｉＣ，ＴｉＣ，ＺｒＣ等の炭
化物、不織のガラス短繊維、同鉱物繊維等の無機繊維の
外、ここで使用される無機充填剤の目的は熱伝導性を高
めるためであり、電気絶縁性は次に述べる耐熱性樹脂フ
ィルムで持たせであるので、Ｆｅ。

ＡＪ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属あるいけ合金の粉末、
炭素粉末、さらには不織の金属短繊維、同炭素繊維等も
使用可能であり、本発明でいう図２１の無機充填剤には
これらも含む。

また無機充填剤の樹脂との密着性を向上させ、かつプリ
ント基板としての耐湿性を向上させる目的で表面処理を
行なって樹脂に混入させることができ、同様の効果を樹
脂の中に表面処理剤を入れても得ることができる。

無機充填剤は粒状粉末の場合は３０μ以下がよい。粉末
は通常粒度分布を有するので、この場合の３０μ以下と
は通常全体の枠子の中で９０％以上が３０μ以下からな
っている。３０μを越えると樹脂層が厚くなり、熱放散
性の効果が少なくなる他、貼り合せ作業がやりにくくな
る。しかし、アルミ粉末等ではフレーク状になる場合が
あり、フレーク状のものは樹脂中で層状に重なるので、
３０μを越えるような大きなものも使用可能である。

樹脂と無機充填剤の混合割合は熱放散性の効果と貼り合
せの作業性によって決まるが、容積比で樹脂１００部に
対し、無機充填剤１０〜３００部の範囲が適当である。

無機充填剤がこの範囲未満接着強度が得られなくなる。

無機充填剤を含む合成樹脂層２の厚さは貼り合せの接着
強度、熱放散性、作業性等を考慮し、１０〜６０μの範
囲が適当である二１ 合成樹脂層２の上には耐熱佳の樹脂フィルムが、、・□
；１、 接着されている。基板は部品実□“装に際し、通常ハン
ダ付工程を伴なうので、このフィルムはその温疫に耐え
ることが必要である。また印刷回路は使用中その目的に
よってはかなり高温になる。これらのため樹脂フィルム
はポリイミド、ポリ／シラノくン酸などの耐熱性フィル
ムが望ましい。しかしハンダ付も低温ハンダが開発され
ており、また印刷回路も使用目的によってあまり高温に
ならないこともあるので、そのような場合はポリエステ
ルフィルムなど熱可塑性フィルムなども使用できる。

フィルムの厚さはボイドの発生がなく耐電圧を保持でき
る範囲で薄い方がよいが、製造上の問題もあり、一般に
は１０〜３０μの範囲が好適である。

フィルムの上には、樹脂層３が設けられている。

この層はその上に接着される金属箔あるいは金属メッキ
との接着強度を、低下させないためある程度の厚みは必
要であるが、無機充填剤のような熱伝導性のよいものが
含ま：１れてぃないので、厚過ぎる・□・、：ｊ： と熱伝導性を阻害すａｌｌ’１．これらの点より樹脂層
。

の厚さは７〜４０μのｉ囲が適当である。そして樹脂層
には充填剤が含まれていないので耐湿性は極めて良好で
ある。

樹脂層３の樹脂の種類としては、基板を第２図に示すよ
うに予め金属箔５を接着した構成とする場合は、耐熱性
であればよく、他は特に制限されない。例えばエポキシ
、フェノール、ポリイミド、不飽和ポリエステル、ＢＴ
レジン等の樹脂が使用できる。　基板を第１図に示すよ
うな構成とし、樹脂層３の上にメッキ等により回路を構
成する場合はメッキ金属と樹脂との密着性がよいことが
必要である。このだめ樹脂層表面に粗面化処理が通常施
される。樹脂の種類はとの粗面化処理のし易いものを選
ぶことが好ましい。

第２図に示すものは樹脂層３に金属箔５が接着されてお
り、そのままプリント配線加工に供することができる。

金属箔は通常使用されている銅、アルミ、ニッケル、錫
等で厚さは０．００５〜０．３胴のものである。

このような構成からなる基板は例えばフィルムの片面に
無機充填剤を含す樹脂液を塗布し、その而と金属板とを
貼り合せ、さらにフィルム面に樹脂液を塗布し、金属箔
を貼り合せ、熱圧着し、樹脂を硬化させることにより製
作することができる。

第１図に示すものはフィルムの片面に金属板を上記同様
に接着し、゛他面に樹脂液を塗布し、これらを硬化させ
て一体化する。最後に樹脂層表面を化学液等により処理
し、表面粗化して製品とする。

図示のものは金属板の片面に絶縁層を設けた場合である
が、全く同様に両面に設けることも可能である。

本発明による印刷回路用基板は電気絶縁性のよいフィル
ムを用いているので耐電圧が高く、またフィルムと金属
板との間には熱伝導性のよい充填剤が入っているので、
熱放散性が改良されており、さらにフィルムの上面の樹
脂層には充填剤が含まれないので、耐湿性が高く、特に
使用上耐湿性が要求されるところには本発明の基板は好
適である。

尚、本発明によってフィルムを接着層に用いる事は電卓
などの薄型化に伴ないプリント回路板自体をシボリ加工
することによって外形を作製する事が容易に出来、ガラ
スクロスを接着層に用いた場合に比べ・−ナ一部を鋭角
に作製出来１嘔その部分の電気的なリークも起らない。

又この事はプリント回路板の形態も平板使用のみでなく
曲面使用や折り曲げて使用する事も可能である。

次に本発明の態様を明確にするため実施例と比較例を示
し説明する。

ここに示す実施例はあくまでも１例であってこれにより
本発明の範囲を限定するものではない。

実施例　１ 下記のエポキシ樹脂ワニス（配合例　ｌ）をポリイミド
フィルム厚さ２５μ　の片面に２５μの厚さに転写によ
り塗工し１６０℃に加熱乾燥して貼合せ機により厚さ３
５μ　の銅箔を貼り合わせる。　又配合例１のエポキシ
樹脂ワニス中に平均粒度４μ全体が１５μ以下のα−ア
ルミナ（Ａ／２０３）を１００重量％加えてよく攪拌し
前述のポリイミドフィルムの逆面に厚さ４’　０μにな
るよう転写に１：・ より塗工し１６０℃で加熱乾燥してセミキュアー■１１
１ 状態の接着層を作製する。飄 一方２■厚のアルミ板の一方表面を塩酸で処理し活性化
させその面に前述のシートを加熱貼り合せ機により貼り
合わせアルミベース銅張板を作製した。

樹脂ワニス配合（配合例１） （１）エポキシ樹脂（ＡＥＲ−６６１Ｌ、無化成■製）
　　１００部（２）ジシアンジアミド　　　　　　　　
　　　　４部（３）ジメチルホルムアミド　　　　　　
　　　２０部（４）　　ベンジルジメチルアミン　　　
　　　　　０３部（５）メチルエチルケトン　　　　　
　　　　１００部実施例　２゜ 下記の不飽和ポリエステル樹脂ワニス（配合例２）をポ
リイミドフィルム厚さ２５μの片面に２゛０μの厚さに
転写により塗工し、１６０℃に加熱乾燥して貼り合せ機
により厚さ７０μの銅箔を貼り合わせる。　冬、配合例
２の不飽和ポリエステル樹脂ワニス中５平均粒度８μ全
体が２５μ以下１１１１ ０′□＞＋付且、２．ブト（ＢＮ）ｔ−３０重１１平均
粒度６μ全体が２０μ以下のシリカ（Ｓｉ　Ｏ□）を１
００重量％加えてよく攪拌し前述のポリイミドフィルム
の逆面に厚さ４０μになる様転写により塗工し１６０℃
で加熱乾燥してセミキュアー状態の接着層を作製する。

一方１．５■厚のアルミ板の一方表面をサンドブラスト
処理を行ない深さ１５μの凹凸面を作製しその面に前述
のシートを載置して約１６０℃　約４０ｋｇ／ｃｍ２で
熱圧接着させ、アルミベースの銅張板を作製した。

樹脂ワニス配合（配合例　２） （１）不飽和ポリエステル樹脂（ポリマール、　　　１
ｏｏｇＸ−３９２，武田薬品■製） （２）ターシャルブチルパーベンゾエイト　　　　１部
実施例　３８ 下記の無溶剤エポキシワニス（配合例　３）を温度調整
しポリパラバン酸フィルム厚さ２５μの又同配合例３の
無溶剤エポキシワニス中に平均粒度８μ全体が２５μ以
下のα−アルミナ（Ａ１２％）を１００重量％加えてよ
く攪拌しポリパラバン酸フィルムの逆面に厚さ４０μの
接着層を塗工し一方表面を塩酸で活性化させ、さらにア
ルマイト層を９μ付けたＡｆ版板上引き出し加熱ロール
で熱圧着させアルミベースーり板を作製した。

樹脂ワニス配合（配合例　３） （１）　　エポキシ樹脂（エビクロン８５０．　　　　
１００部大日本インキ■製） （２）硬化剤（ＨＮ−２２００泪立化肉株製）　　　７
９部（３）硬化促進剤（２Ｅ４［、四国化虜慟製）０．
５部実施例　４ 配合例１のエポキシ樹脂ワニスに、アクリルニトリルゴ
ム（商品名ハイカー１０７２）を３０部加えて、無電解
メッキ密着用ワニスを作製する。

これにさらにＭＥＫ（メチルエチルケトン）を加°　え
て所定の粘度としてポリイミドフィルム厚さ２５μの片
面に１５μの厚さになる様塗工し１３０℃に加熱乾燥し
離型フィルムとしてポリプロピレンフィルムを一時的に
貼り合わせる。

又、配合例１のエポキシ樹脂ワニス中に平均１０μ　の
Ａ／粉を８０重量％加えてよく攪拌し前記のポリイミド
フィルムの逆面に厚さ５０μ　になる様塗工し、１６０
℃で加熱しセミキュア状態の接着層を作製する。

一方２ｆ＋ｔｌｌｌ厚のアルミ板の一方表面を塩酸で処
理して活性化させ、その上に前述のシートを重ね熱プレ
スを行ないアルミ板に絶縁層を作製前記の離型フィルム
を引きはがし、アデイテブプロセスのアルミベース基板
を作製した。

比較例　１ 配合例１のエポキシ樹脂ワニスをメチルエチルケトンで
適正粘度に調整しガラスクロス（日東紡製　ＷＥ−１０
０ＢＺ−２）に含浸させ約１６０℃にて加熱乾燥させて
、４厚さ１１０μのセミキュリタ゛ 子状態の史−トを作製する。一方２■厚のアルミ板の一
方表面を塩酸で処理し活性化させその上に前述のシート
を重ね厚さ３５−の銅箔を重ね　約１： １６０°Ｃ約４０　ｋｇ　／　ｃｍ２で熱圧、接着させ
アルミベース銅張板を作製した。

比較例　２ 配合例１のエポキシ樹脂ワニスをポリイミドフィルム厚
さ２５μの両面に厚さ４０μになる様塗工し、１６０℃
にて加熱乾燥してセミキュア状態の接着層をもつシート
を作製した。

一方、１．５謹厚のアルミ板の一方表面を塩酸で処理し
活性化させその上に前述のシートを重ね厚さ７０／ｊの
銅箔を重ね約１６０℃約４０　ｋｇ　／　ｃｍ２で熱圧
接着させ、アルミベース銅張板を作製した。

比較例　３ ポリエチレンフィルム５０μを塩酸で活性化させた１、
　５１１１１１厚のアルミ板の上に載置しさらにその上
に厚さ３５μの銅箔を重ね加熱圧着ロールにより溶融接
着させアルミベース銅張板を作製した。

比較例　４ 配合例１のエポキシ樹脂ワニスに平均粒度４μのα−ア
ルミナ（ＡＪｔＯｓ　）を１００重量％加えてよく攪拌
し厚さ３５伸銅箔面に８０μの厚さになる様に塗工し接
着層を作製し、塩酸で活性化させた１、５■厚のアルミ
板に載置して加熱ロールで熱圧着させアルミベース銅張
板を作製した。

試験結果 上記実施例および比較例について各特性を試験した結果
を表に示す。

□□□■ 試験方法はＪＩＳ　　Ｃ−６４８１に基づき試験した。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の印刷回路用基板の断面図であ
る。 １・・・金属板、　２．吐・・樹脂層、　２１・・・無
機充填剤、　　４・・・耐熱性樹脂フィルム、５・・・
金属箔。 特許出願人　昭和電工株式会社 ニツカン工業株式会社 代理人　弁理士菊地精−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属板の少なくとも一方の面に無機充填剤を含む
   合成樹脂層を介して耐熱性樹脂フィルムを貼着し、該フ
   ィルム面上に合成樹脂層を設けてなる印刷回路用基板
2. （２）金属板の少なくとも一方の面に無機充填剤を含む
   合成樹脂層を介して耐熱性樹脂フィルムを貼着し、該フ
   ィルム面に合成樹脂層を介して金属箔を貼着してなる印
   刷回路用基板。