JPS6173397A - プリント基板の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプリント基板の製造方法に係り、特に密着性、
導電性の極めてすぐれ、かつ機械的、熱的特性および平
滑性にもすぐれたプリント基板の製造方法に関し、ＩＣ
，ＬＥＥ等の電子材料に広（利用される。

〔従来の技術〕

近来、ＩＣ，ＬＳＩ、パワートランジスターなどの電子
材料の発展に伴ない種々のプリント基板が開発されて来
た。プリント基板は通常フェノール、エポキシ、コンポ
ジットを主とする硬ａ基板と、屈曲性を特徴とするフレ
キシブル基板に区分される。しかしフレキシブル基板に
ついては現在のところ末だコスト高であり、使用も困錐
であるという稚魚がある。

最近では、電子材料のより一層の小型化、高密度化、集
積化が求められ大容量化とチップサイズの増大の方向に
ある。かくの如き高集留化と大容量化に伴ない電子部品
および電子回路から発生する熱を如何にして放散させる
かが重要な問題となって来た。この問題を解決するため
に金属板を芯にしたいわゆるメタルコア゛プリント基板
が開発され、特に最近ではは５ろ５ｆ１板を用いてプリ
ント基板を構成する方法が研究されており、例えば特開
昭５６−３６７３、特開昭５６−６２３８９、特開昭５
６−８８３４４、特開昭５７−１０９９４等に開示され
ている。これらのほうろう鋼板を用いたプリント基板は
機械的、熱的特注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。

本発明者らは、従来のプリント基板の欠点を解消するた
めに、鋼板上に薄いフォルステライト（２Ｍ、ｐＯ，５
ｉ０２）下地被膜を形成し、このフォルステライト被膜
上にほうろう層を形成し、このほうろう層上に導電パタ
ーンを接着形成したプリント基板を発明し、特願昭５８
−１２６３２９にて開示した。而してこのプリント基板
は使用鋼板としてＳｉ１．Ｏ〜４．５係を含む場合に特
にすぐれていることを見出した。このように素地鋼板と
してＳｉを含有する鋼板を用い、その上にフォルステラ
イト被膜を形成させ、更にその上にほうろう層を設ける
ことによって被覆各層の密着性を向上させるという技術
思想は全く新規のものであり注目されるべきである。

更に本発明者らは鋼板上に被覆されたフォルステライト
被膜層上にりん酸塩とコロイダルシリカを主成分とする
コーティング処理液の塗布焼付げにより形成された絶縁
被膜層と、該絶縁被膜層上に接着形成された導電パター
ンと、を有して成る新規のプリント基板を発明し、特願
昭５８−２５１７４６にて開示した。

本発明者らが特願昭５８−２５１７４６にて開示したプ
リント基板の製造方法は、′最終工程で絶縁被膜上に導
電パターンを数回接着した後、焼鈍する方法を採ってい
るが、焼鈍しても鋼板と絶縁被膜との密着性が良好であ
ることが製造上の重要条件であるので、焼鈍温度範囲を
３００〜９００℃に限定することにより、この条件を満
足させることができた。

その後、本発明者らは９００℃を越す高温焼鈍によって
も鋼板と絶縁被膜との密着性を劣化しない方法について
多くの実験を重ねた結果、フォルステライト被膜上に被
覆されるコロイダルシリカとりん酸塩を主成分とする絶
縁被膜層の熱膨張係数を可能な限り大きくして素地鋼板
の熱膨張係数に近付けることにより、この問題を解決す
ることができることを見出し特願昭５９−７０６６８に
て開示した。

この方法は、フォルステライト被膜上に被覆されたＮａ
、に、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｚｎを含有する
りん酸化合物の如き比較的熱膨張係数の犬なるりん酸化
合物の１種または２種以上と、コロイダルシリカを主成
分とし、かつりん酸塩の濃度を２５〜６０Ｍ量チと限定
したコーティング処理液を塗布した後焼付けして熱膨張
性の犬なる絶縁被膜層を形成することにより、導電パタ
ーン接着後の焼鈍温度を９００℃を越え１，０５０℃未
満の高温焼鈍によって素地鋼板との密着性のより良好な
プリント基板の製造が可能となった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かくの如く、本発明者らが開示したプリント基板は、い
ずれもプリント基板として要求される緒特性を兼備しき
わめてすぐれたものであり、素地鋼板に対する被覆層の
密着性についても一応の成功を収めた。しかしかがる新
しいプリント基板の製造上の最重要要件は素地鋼板とフ
ォルステライト被膜層の密着性を更に向上させることで
ある。

すなわち、密着性のすぐれたプリント基板は機械加工性
、熱的特性および導電性においてもきわめて有利となり
、プリント基板の用途の増大が期待できる。

本発明の目的は、本発明者らが先に開示した鋼板上に形
成されたフォルステライト被膜層と、該フォルステライ
ト被膜層上に形成された絶縁被膜層と、更にこの絶縁被
膜層上に接着された導電パターンを有して成るプリント
基板において、素地鋼板とフォルステライト被膜層等と
の密着性を更に一段と向上し得るプリント基板の効果的
な製造方法を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の要旨とするところは次の如くである。

すなわち、鋼板上にＭ　ｇ　Ｏを主成分とする焼鈍分離
剤を塗布した後焼鈍してフォルステライト層を形成する
工程と、前記フォルステライト層上にりん酸塩とコロイ
ダルシリカを主成分とするコーティング処理液を塗布し
た後焼付して絶縁被膜層を形成する工程と、前記絶縁被
膜層上に導電パターンを接着した後焼鈍する工程と、を
有して成るプリント基板の製造方法において、前記導電
パターン接着後の焼鈍温度を３００〜１，０５０℃の温
度域とし、かつ該焼鈍時の昇温および降温速度をいずれ
も１〜１００°Ｃ／　ｍ　ｉ　ｎとすることを特徴とす
るプリント基板の製造方法、である。

本発明者らは、導電パターン接着後の焼鈍において、昇
温および降温速度を変えることにより絶縁被膜と導電パ
ターンの密着性が変化することを見出し、焼鈍時の加熱
、冷却速度を規制することにより、絶縁被膜と導電パタ
ーンの密着性がより良好なプリント基板の製造が可能で
あろうとの予想より多くの実験を重ねた結果本発明を完
成するに至ったものである。

本発明の詳細な説明者らの実験に基いて説明する。

先ず３．０チのＳ！を含有する０、　２５　ｍｍ厚の冷
延板を湿水素中で焼鈍し、銅板表面に５ｉ０２を主成分
とするサブスケールを形成させた。次に該≦（・１板表
面上にＭ、０を主成分とする焼鈍分離剤を、その！ｎ布
量が１０Ｉ／ゴになるようにスラリー状に塗布した後、
Ｎ２ガス中１．１００°Ｃで３時間焼鈍して鋼板表面に
フォルステライト被膜を形成した。その後膣フォルステ
ライト被覆鋼板表面に、りん酸塩とコロイダルシリカを
主成分とするコーティング処理液を塗布し焼付けして絶
縁被膜層を形成し、その上面に導電パターンを接着し、
これを供試材とした。

かくの如くして製作した供試材をＡｒ中で・焼鈍するに
当り、昇温速度を０．２°（：、　／　ｍ　ｉ　ｎから
１，０００°Ｃ／　ｍ　ｉ　ｎまで種々変化せしめた後
、いずれも８００℃で５分間焼鈍した後、１０°Ｃ／　
ｍ　ｉ　ｎの降温速度で常温まで冷却してプリント基板
とし、各昇温速度でのプリント基板の導電パターンの鋼
板への密着性を比較した。密着性は各供試材を１８０度
屈曲して剥離しない最小直径（朋）で示した。結果を第
１図に示すとおりである。第１図から明らかな如く、導
電パターン接着後の焼鈍において、供試材の昇温速度が
１℃／　ｍ　ｉ　ｎから１００　’Ｃ／ｍｉｎの範囲で
は良好な密着性が確保されるが、１°Ｃ／ｍｉｎ未満お
よび１００℃／ｍｉｎを越すと、密着性が急に劣化する
ことが判明した。従って本発明では昇温速度を１〜１０
０°（：、／　ｍ　ｉ　ｎの範囲に限定した。

次に上記と同一導電パターンを接着した供試材を３０℃
／　ｍ　ｉ　ｎの同一昇温速度にて８００℃まで昇温し
、８００℃で５分間大気中、Ｎ２ガス中、Ａｒガス中お
よびＮｚ＋Ｈ２ガス中で焼鈍した後、同一降温速度３０
℃／　ｍ　ｉ　ｎにて冷却し、導電パターンの鋼板への
密着性に及ぼす焼鈍雰囲気ガスの影響を調査した結果は
第２図に示すとおりである。

第２図より明らかな如く、大気中における焼鈍は密着性
を阻害し、特に５００　’Ｃ以上の高温焼鈍に際しては
、Ｎ２ガス中、Ａｒガス中、Ｎｚ＋Ｈ２ガス中等の如く
非酸化性雰囲気で処理すべきであることが判明した。

更に導電パターンを接着させた上記同一供試材をいずれ
も３０　’Ｃ／ｍｉｎの同一昇温速度で８００℃まで加
熱し、８００°Ｃで５分間Ａｒガス中で焼鈍し、降温速
度を０．２℃／　ｍ　ｉ　ｎから１，０００°Ｃ／ｍｉ
ｎまで種々変えて常温まで冷却した時の密着性に及ぼす
降温速度の影響について試験した結果は第３図に示すと
おりである。第３図より明らかな如く、焼鈍後の降温に
際し降温速度が１〜ｂであるが、１℃／　ｍ　ｉ　ｎ未
満および１００°Ｃ／　ｍ　ｉ　ｎを越す降温速度によ
ると密着性が急激に劣化することが判明した。従って本
発明では降温速度も昇温速度と同様に１〜１００°Ｃ／
　ｍ　ｉ　ｎの範囲に限定した。

次に本発明に使用する素地鋼板については本発明者らが
既に特願昭５８−１２６３２９にて開示したようにＳｉ
：１．０〜４．５重　％を含有する鋼板であることが望
ましい。鋼板表面にフォルステライト被膜を形成させる
ためには、Ｓｉ：１．０〜４．５チを含有する０、１〜
１．０　ｍｍ厚の冷延鋼板を６００〜９００℃の湿水素
雰囲気で脱炭および１次再結晶焼鈍を行って表面に８ｉ
０２を主成分とするサブスケールを形成し、その上にＭ
２Ｏを主成分とする焼鈍分離剤を塗布した後焼鈍するこ
とにより、鋼板上に薄いフォルステライ）　（２ＭｐＯ
・５ｉＯｚ）下地被膜を形成する方法をとるものである
が、鋼板中のＳｉ含有量が１．０％未満の場合には、密
着性が低下するほか、８１０２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Ｓｉ含有量が４．５チを越し過多となるときも密着
性を不良とし、かつＳｉｎ、を含むサブスケールの生成
量が過多となり良好なフォルステライト被膜を形成しな
いからである。素地鋼板としては、かくの如＜Ｓｉ：１
．０〜４．５チを含有する条件を満足すれば、けい素鋼
板に限らずステンレス鋼もしくはその他の鋼種でも使用
可能である。

〔実施例〕

実施例１ ８ｉを２．７％含有するけい素鋼冷延板を２００℃の湿
水素中で３分間焼鈍を施した後、鋼板表面にＭＩＩ０９
５ｅＩ、、Ｔｉｅ、５％を含有するスラリー状の焼鈍分
離剤を１２ｇ７．（の割合で塗布した後、Ｎ２ガス中１
．１００℃で３時間焼鈍してフォルステライト被膜を形
成させた。このフォルステライト被膜上にりん酸カルシ
ウム１３チ水溶液８０ｄとコロイダルシリカ３０％水分
散液６０ｍ１から成るコーティング処理液を塗布して焼
付けし、絶縁被膜層を形成し、この絶縁被膜層上に導電
パターンを接着した。この多周波ＭＲを有する鍔板を焼
鈍するに当り、Ａｒガス雰囲気中で６０℃／　ｍ　ｉ　
ｎの昇温速度で加熱して８５０℃とし、８５０℃で１０
分間保持した後、１０℃／　ｍ　ｉ　ｎの降温速度で常
温まで冷却してプリント基板とした。得られたプリント
基板は１８０度曲げても剥離しない最小直径で示す密着
性の曲げ試験結果は１５朋と良好であって、その他の熱
的、機械的特性もすぐれ表面の平滑性も良好であった。

実施例２ Ｓｉを３０％含有するけい素鋼冷延板を８００℃の湿水
素中で３分間焼鈍を施した後、鋼板表面にＭｐ０９０チ
、蛇紋岩７％、Ｔｉ０．３％を含有するスラリー状の焼
鈍分離剤を１５１１／ｄの割合で塗布した後、Ｎ２ガス
中で３時間焼鈍して７オルステライト被膜を形成させた
。このフォルステライト被膜上にりん酸カリウム５５チ
水溶液１０ｄとりん酸バリウム２５％水溶液３０プおよ
びコロイダルシリカ２０％水分散液８０Ｔｎｌから成る
コーティング処理液を塗布、焼付けして絶縁被膜層を形
成し、この絶縁被膜層上に導電パターンを接着した後焼
鈍した。この焼鈍は窒素雰囲気中で１５°（：、／　ｍ
　ｉ　ｎの昇温速度で６００℃まで加熱し、６００℃で
５分間保持した後１０℃／　ｍ　ｉ　ｎの降温速度で常
温まで冷却する方法をとりプリント基板を得た。

得られたプリント基板の密着性を示す曲げ試験は１０１
ｉ１と極めて良好であり、その他の機械的強度もすぐれ
、表面の平滑性も良好で美しい光沢のものであった。

実施例３ Ｓｉを３．０チ含有するけい素鋼冷延板を８００℃の湿
水素中で３分間焼鈍を施した後、鋼板表面に、Ｍ９０９
０％、蛇紋岩５チ、Ｔｉｅ、４％、Ｍｎ０１％を含有す
るスラリー状の焼鈍分離剤を１４．９／ぜの割合で塗布
した後、Ｎ２ガス中１．１００℃で３時間焼鈍してフォ
ルステライト被膜を形成させた。

このフォルステライト被膜１忙りん酸亜鉛５５チ水溶液
４０ｍｊと、りん酸ナトリウム５０チ水溶液１０ａｆお
よびコロイダルシリカ２０％水分散液８０ｔｕｌから成
るコーティング処理液を塗布した後焼付けて絶縁被膜層
を形成し、この被膜上に導電パターンを接着した後Ｈ２
＋Ｎ、ガス雰囲気中で焼鈍した。この焼鈍に際し、６０
℃／　ｍ　ｉ　ｎの昇温速度で加熱して７５０℃とし、
７５０℃の最高温度で１０分間保持した後、５０℃／　
ｍ　ｉ　ｎの降温速度で常温まで冷却して最終プリント
基板を得た。

得られたプリント基板の密着性を示す曲げ試験による最
小直径は２０罰と良好であり、かつ熱的、機械的特性も
すぐれ表面も美麗であった。

実施例４ Ｓｉを２．９％含有するけい素鋼冷延板を８００℃の湿
水素中で３分間焼鈍を施した後、鋼板表面にＭｇ０６５
　％、蛇紋岩２５％、　Ｍｎ、　０３１０％を含有する
スラリー状の焼鈍分離剤を１４ＩＩ／７Ｆ１″の割合で
塗布した後、Ｎ２ガス中１，１００℃で３時間焼鈍して
フォルステライト被膜を形成させた。

このフォルステライト被膜上に、りん酸カルシウム２５
％水溶液８０Ｉ！７！とコロイダルシリカ２０チ水分散
液６０ｍ７から成るコーティング処理液を塗布した後焼
付けて絶縁被膜層を形成し、この被膜上に導電パターン
を接着した後Ｎ２雰囲気中で焼鈍した。

この焼鈍に当り、昇温速度５０℃／　ｍ　ｉ　ｎにて９
８０℃まで加熱し、９８０℃の最高温度で１０分間保持
した後３０’Ｃ／ｍｉｎの降温速度で常温まで冷却して
プリント基板とした。

得られたプリント基板の密着性を示す曲げ試験では最小
直径１５羽を示し、極めて良好であり、かつ機械的強度
にもすぐれ表面性状も良好であった。

〔発明の効果〕

本発明は好適にはＳｉ：１．０〜４，５重ｆＦｒ、％を
含有する鋼板上にＪ＋０を主成分とする焼鈍分離剤を塗
布した後焼鈍して７オルステライト被膜を形成させ、そ
の被膜上にりん酸塩とコロイダルシリカを主成分とする
コーティング処理液を塗布した後焼付して絶縁被膜層を
形成し、この絶縁被膜層上に導電パターンを接着した後
焼鈍してプリント基板を得る製造工程において、最終焼
鈍工程を３００〜１，０５０℃の限定温度で行い、かつ
昇温加熱時の昇温速度および最高焼鈍温度からの降温冷
却時の降温速度をいずれも１〜１００　’Ｃ／ｍｉｎの
限定範囲内に規制することにより、従来よりも安定した
すぐれた密着性を得ることができるほか、その熱的、機
械的特性にもすぐれ、かつ表面性状も良好なプリント基
板を得ることが可能となった。なお、最終焼鈍時の雰囲
気を非酸化性とすることにより本発明の効果が一層向上
し、特に５００　℃以上の高温焼鈍は非酸化性雰囲気で
行うことによりプリント基板の密着性の効果を著しく向
上できる。

更に素地鋼板としてはＳｉ：１．ｏ〜４．５チ含有する
鍔板を使用することにより本発明の効果を一層向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプリント基板製品の密着性に及ぼす最終焼鈍時
の昇温速度の影響の実験例を示す線図、第２図はプリン
ト基板製造時の絶縁被膜層上に導゛這パターン接着後の
焼鈍工程における雰囲気差によるプリント基板の密着性
に及ぼす影響例を示す線図、第３図はプリント基板製品
の密着性に及ぼす最終焼鈍時の降温速度の影響の実験例
を示す線図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板上にＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布
   した後焼鈍してフォルステライト層を形成する工程と、
   前記フォルステライト層上にりん酸塩とコロイダルシリ
   カを主成分とするコーティング処理液を塗布した後焼付
   して絶縁被膜層を形成する工程と、前記絶縁被膜層上に
   導電パターンを接着した後焼鈍する工程とを有して成る
   プリント基板の製造方法において、前記導電パターン接
   着後の焼鈍温度を３００〜１，０５０℃の温度域とし、
   かつ該焼鈍時の昇温および降温速度をいずれも１〜１０
   ０℃／ｍｉｎとすることを特徴とするプリント基板の製
   造方法。
2. （２）前記絶縁被膜層上に導電パターンを接着した後の
   焼鈍は非酸化性雰囲気中で処理する特許請求の範囲の第
   １項に記載のプリント基板の製造方法。