JPS6017987A - プリント基板 - 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】 本発明はプリント基板に係り、特に機械的、熱的特性に
すぐれたプリント基板に関する。

従来、ＩＣ，Ｔ、ＳＴ、パワートランジスタなどの電子
′）ｆＡ利用プリント基板としては通常アルミナ基板や
エポキシ・ガラス基板が用いられている。しかしアルミ
ナ基板は小さく、かつ機械的強度が弱く、またエポキシ
・ガラス樹脂では導電材料を焼付ける際に耐熱性が劣る
という欠点がある。

最近のＴＣ，ＬＳＩ基板では集積度の向上が図られ、犬
容″―化とナツプサイズの増大の方向にあり、このよう
な高集積密度化と大容量化はり１位面積当りの発熱と、
チップ１個当りの消費電力の増大を招き、放熱が悪いと
Ｔ、８１本来の機能を失い、更にナツプサイズの増大の
結果は発熱に電力う熱膨張量の増加をもたらｌ、　Ｌ　
Ｓ　Ｔを支持している基板と熱膨張が整合しないと短期
間の使用で両者の接合部分が疲労破断するという問題が
あった。

とれらの従来のプリント基板の欠点を解消する目的で最
近はうろう鋼板を用いてプリント基板を構成する方法が
研究され、特開昭５６−３６７３、特開昭５６−６２３
Ｆ１９、特開昭５６−８８３４４、特開昭５７−１０９
９４等に開示されている。これらのＦ’Ｊうろう鋼板を
用いたプリント基板は機械的、熱的特性がすぐれている
ほか、はうろう焼成前に任意の形状に加工できる等のす
ぐれた長所を有している。

しかし従来のほうろう鋼板を用いたＩＣ，Ｔ、ＳＴ基板
Ｃ［、一般にほうろう層上に直接導電性や抵抗性のイン
クを印刷して焼成するのであるが、これらの高温焼成処
理のために基板の密着性が低下し、遂には剥離に至ると
いう問題がしばしば起つでいる。

とれらの欠点を避けるためＬＳＩチップや導体インクの
熱膨張係数に合わせて熱膨張係数の小さいほうろうを使
用すると素地鋼板との良好な密着性が得られないという
問題がｐ・つだ。かくの如くほうろうりｌｌ１１板を用
いた基板においても、近年のＩＣ１ＬＳＴ基板の製作上
上記の如き欠点のほかに、放熱や熱膨張においてもなお
満足できない現状に鑑み、根本的に改善を図ったプリン
ト基板の出現が期待されていた。

本発明の目的は、はうろう鋼板を用いた従来のプリント
基板の上記欠点を解消し、機械的熱的特性のすぐれたプ
リント基板を提供するにある。

本発明の７ｆｆ旨とするととろけ次の如くである５す々
わち、鋼板−ヒに被覆されたフォルステライト被膜層と
、前記フォルステライト被膜上に被〜されだほうろう層
と、前記はうろう層−上に形成された導電パターンと、
を有ｌ〜で成ることを特徴とするプリント基板である。

本発明者らは先に鋼板とほうろう被覆層との密着性を顕
著に向上さ仕るほうろう鋼板どして、鋼板表面に薄いフ
ォルステライＦ　（２Ｍ　ｙ　Ｏ、Ｓ　＋　０２　）下
地被膜と、更にこのフォルステライト被膜上に形成され
たほうろう層より成るほうろう鋼板を発明し、而して該
素地鋼板としてＳ　＋　：　ｔ、Ｏ〜４５重−肝％を含
有するけい素鋼板が最適であることを見出し、既に［゛
はうろう鋼板、１として開示した。本発明はかかるほう
ろう鋼板−Ｈに形成された導電パターンを有するプリン
ト基板である。

フォルステライト被膜は従来Ｓｉ　：３〜４％を含む一
方向性けい素鋼板の２次丙結晶焼鈍およびこれに引続い
て行なわれる純化焼鈍過程で固相反応により鋼板表面上
に形成される（　２　Ｍ　ｙ　Ｏ、Ｓ　＋　０２　）な
るセラミック物質で緻密で密着性、均一性にすぐれた耐
熱性絶縁被膜として知られている。本発明は上記フォル
ステライト被膜上にほうろう層を形成し、更にそのほう
ろう層上に導電パターンを形成させたプリント基板であ
って、密着性、耐熱性および機械的強度の良好なＩＣ％
ＬＳＩ基板としてきわめて安定した製造工程で生産され
ることを見出し本発明を完成したものである。

本発明の実施例を、従来のほうろう基板上に形成された
プリント基板およびアルミナ基板上に形成されたプリン
ト基板と対比して説明する。

第１図で示される本発明によるプリント基板は、Ｓ＋＋
１．０〜４゜５％を含有する鋼板上にＭ、０の焼鈍分離
剤を塗布し１、Ｎ２ガス中で１１００℃で３０分間焼鈍
して鋼板表面にフォルステライト層を形成し、その上に
直接はうろう掛けしプリント配線基板としたもので、従
って鋼板２人上に形成されたフォルステライト層４と、
更にフォルステライト層４上に形成されたほうろう層６
と、最上層に形成された導電パターン８とにより構成さ
れる。

次に第２図で示されたものは従来のほうろう基板であっ
て、先ず鋼板を酸洗し、次いでＮｉ浸漬処理した後はう
ろう掛けしたものである。第１、第２図で示きれたほう
ろうは導電パターンを印刷するだめのインクとの密着性
やイスンマイグｌ／　−ジョンによる絶縁抵抗の低下と
、導電インクの変質を避けるため、いずれもほうろう釉
薬中に含有されるアルカリ金属酸化物を極力少くし７た
ほうろうを使用し、更に印刷パターンを印刷後、焼付け
る際にほうろうｊ−が溶融するのを避けるために’Ｉ’
ｉ、ＰＪｙ、Ｂａの酸化物など結晶化し易い酸化物を含
んだ結晶質はうろうを用いた。

更に第２図で示された従来のほうろう処理では前処理と
して酸洗、Ｎ＋フラッシング処理を行なうのでその構成
は素地鋼板２Ｂ−ヒに形成されるＮｉミツラッシング１
０と、その」二に形成されるはうろう層６と、最上層に
形成される導電パターン８より構成される。その結果、
従来のほうろう処理では酸洗、Ｎｉミツラッシング理後
？−６うるう層６中に気泡１２が発生し、耐電圧性の低
下を来たした、これに対し、本発明に、する第１図のフ
ォルステライト被膜４」二にほうろう相けし７た場合に
は良好な密着性が得られ、才だ気泡１２の発生も全く存
在しない健全なｅ−９うろう層６であった。

−！＋た第１図および第２図の基板用に用いられるほう
ろう層６は上記の如くいずれもアルカリ金属酸化物を極
力少＜Ｌ／Ｌので、８１￥２図の従来（・１うろうにお
いてはほうろう焼成時の鋼板との濡れ性が不［蔓で、そ
のため良好外密着性が得難かったのに対し、第１図に示
される本発明によるフォルステライト被１１４’ｐ、　
４−１−にほうろう掛けした場合には、はうろう焼成時
に鋼板２Ａとの間にフォルステライト被膜４が存在する
ので濡わ２件が大幅に改善されるために密着性がきわめ
て良好となるものと考えられる。

＋た、本発明によるフォルステライト被膜４を有する鋼
板を用いる場合には、従来の如き酸洗やＮｉ浸漬処ｆＩ
Ｉを必要としブｒいので、通常酸洗時に形成きれるスマ
ットが存在せず、その結果気泡の発生もなく安定１−７
たｌｉｉ、Ｉ電圧性を有するほうろう層６が得られ、す
ぐれたプリント基板となり得るものである。

一ブハ第３図にて示されるアルミナの上に導電パターン
を印刷した基板では、一般に小さくて壊れ易く、壕だ放
熱性が悪い欠点がある。この欠点を防止するために本比
較試験ではアルミナ基板に４２％Ｎｉを含有するステン
レス鋼板を接着したが、本発明による基板に比較すると
未だ放熱性において劣ることが判明した。従ってこの比
較試験に用いたアルミナ基板の構成は４２％Ｎｉを含有
するステンレス鋼板２Ｃ上に塗布された接着剤１４を介
して゛アルミナ層１６と、アルミナ１６」二に形成され
た導電パターン８より成るものである。

上記第１〜３図によって、それぞれ本発明に５１：るプ
リント基板、従来のほうろう基板およびアルミナ基板の
構成と作用を目ｉシ載したが、第２図にて示した従来の
ｅｌつ／）う基板１よ耐熱性および機械的強度が犬であ
るが、ｔｌうるう施工前に酸洗、Ｎｉ浸漬処理を行なう
関係でほうろう層６中に気泡１２を生じる結果素地鋼板
２Ｂとの密着性が悪い大きな欠点を有している。一方、
アルミナ基板ｃ、ｉ小さくて壊れ易く、ステンレス鋼板
２Ｃを接着してもなお放熱性において劣る欠点がある。

これに対し第１図にで示す本発明によるプリン）　７＋
＋ｈ板は密着性、耐熱性、機械的強度ともすべて良好で
すぐれたプリント基板であることが判明した。特にＳ　
＋　：　１．０〜４５％含むけい素鋼板を素地鋼板２人
と１７で使用した本発明によるプリント基板はすぐれた
性能を有している。

−に記実施例より明らかなとおり、本発明は鋼板上に７
オルステライト下地被膜を形成し、その上表面にほうろ
う層を形成し、更にその上に導電パターンを形成したプ
リント基板であって次の如きすぐれた効果を有している
。

（イ）機械的、熱的特性において著しくすぐれているの
で集積度の向上、大容量化に対しても十分対応できる。

（ロ）はうろう焼成前に任意の形状に加工できる。

（ハ）はうろう層上に直接導電性もし２〈は抵抗性のイ
ンクを印刷した後高温焼成しても基板の密着性が低下す
ることが々いので、すぐれたＩＣ１ＬＳＩ基板としてき
わめて安定した生産が可能である。

に）はうろう処１１１！前に素地鋼板の酸洗や、Ｎｉフ
ラッシング処理は不要であるので、はうろう層中に気泡
を発生することも々く、耐電圧性の低下を来だすととも
々い。

（ホ）はうろう焼成時の鋼板との濡れ性が大幅に改善さ
れるのでほうろうの密着性はきわめて良好である１、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプリント基板の構成を示す拡大断面図
、第２図は従来のほうろう基板を示す拡大断面図、第３
図は従来のアルミナ基板を示す拡大断面図である。 ２人・・・けい素鋼板、４・・・フォルステライト層、
６・・・はうろう層、８・・・導電パターン。 代理人　弁理士　中　路　武　雄 手続補正書 １．事件の表示 昭和５８年特許願第１２６３２９号 ２　発明の名称 プリント基板 ３、　補正なする者 事件との関係　特許出願人 住　所　兵庫県神戸市中央区北本町通−丁目１番２８号
名称（１２５）川崎製鉄株式会社 代表者八木　端　浩 ４、代理人〒１８７ ７、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄および発明の詳細な説明の
欄 ８、補正の内容 （１）％許請求の範囲を別紙のとおシ改める。 （２）　明細書第９頁第６行の「・・・・・・・・・性
能を有している。」の次に次の文章を加える。 「しかし、本発明によるプリント基板に使用し得る鋼板
は前記けい素鋼板に限らす８ｉ：１．０〜４．５チな含
有する条件を満足すればステンレス鋼もしくはその他の
鋼種も使用可能である。Ｓｉ含有量を１．０〜４．５チ
に限定する理由は、Ｓｉ含有量が１．０％未満の場合に
は密着性が低下するほか、ＳＩＯ□を含むサブスケール
生成量が少く好適なフォルステライト被膜が形成されな
く、またＳｌ含有量は４．５チを越えて過多となるとき
も密着性を不良とし、かつ８１０２を含むフォルステラ
イト被膜が過多とな如適切なフォルステライト被膜が形
成されないためでおる。 かくの如く、本発明に使用する鋼板は８１：１．０〜４
．５チを含有することが望ましいが、これは本発明者ら
の次の比較試験結果よシ得られたものである。すなわち
、本発明者らはＳｉ含有量が０，７％、３．１％、５．
２％と異なる３種の鋼板上に同一条件でＭｆＯを主成分
とする焼鈍分離剤を塗布し、Ｎ！ガス中１．０５０℃で
１時間焼鈍してそれぞれｏｍ板表面上にフォルステライ
ト層を形成させ、その上に通常の方法でほうろう掛けを
行ない、更にその上に導電パターンを形成し、かくして
得られた３種のプリント基板の絶縁被膜の地鉄への密着
性および導電パターンの密着性を比較した。結果は第１
表に示すとおシである。 第１表よシ明らかな如く、ｓ＋：ｏ、７チおよび５．２
チを含有する場合は導電ノ（ターンとほうろう層との密
着性は、いずれも良好であるが、地鉄とフォルステライ
ト絶縁被膜との密着性はいずれも不良であるのに対し、
８１３．１％を含有する場合は絶縁被膜、導　、＜ター
ンのいずれの密着性も良好であった。」 特許請求の範囲 （１）鋼板」二に被覆された７オルステライト被膜層と
、前記フォルステライト被膜上に被覆されたほうろう層
と、前記はうろう層上に形成された導電パターンと、を
有して成ることを特徴とするプリント基板。 （２）前記銅板はＳｉ：ｌ、Ｑ〜４．５重量％を含有す
る鋼板である特許請求の範囲の第１項に記載のプリント
基板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板上に核種されたフォルステライト被膜層と、
   前記フォルステライト被膜上に被覆知れ、覧はうろう層
   と、前記Ｖ今うるう層上に形成された導電パターンと、
   を有して成ることを特徴とするプリント基板。
2. （２）前記鋼板はＳ　Ｉ　：　１，０〜４．０重量％を
   含有するけい素鋼板である特許請求の範囲の第１項に記
   載のプリント基板。