JPS6213836B2 - - Google Patents

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JPS6213836B2
JPS6213836B2 JP53029807A JP2980778A JPS6213836B2 JP S6213836 B2 JPS6213836 B2 JP S6213836B2 JP 53029807 A JP53029807 A JP 53029807A JP 2980778 A JP2980778 A JP 2980778A JP S6213836 B2 JPS6213836 B2 JP S6213836B2
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JP
Japan
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conductor
resin
printed wiring
crossover
wiring board
Prior art date
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JP53029807A
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English (en)
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JPS54122866A (en
Inventor
Haruyori Tanaka
Akira Iwazawa
Shigeo Sugihara
Katsuhide Onose
Hisao Tabei
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NTT Inc
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Paints Or Removers (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は各種電子機器に利用される耐熱性、放
熱性の優れた多層化金属コア印刷配線板の製造方
法に関する。 現在実用されている印刷配線板の基板は、主に
ガラス基材エポキシ樹脂積層板及びAl2O3等無機
セラミツク基板が用いられているが、熱伝導が低
く放熱性が悪い。いづれの基板の場合も電子回路
及び搭載する回路素子部品から発生する熱を除去
するために莫大な冷却装置費を必要としているの
が現状である。ところで一方上記の欠点を解決す
る基板として金属コア印刷配線板があるが、公知
の金属コア印刷配線板は金属板に電着塗装法、流
動浸漬塗装法、静電粉体塗装法等の各種の方法で
絶縁樹脂層を形成し、その上に印刷回路導体を形
成したものである。ところがこの印刷配線板はト
ランク回路又はスイツチ回路に利用されているも
ので、パターンは粗く、多層化が困難であるため
LSI等の高発熱部品を直接基板に搭載することが
できない欠点がある。現在ハイブリツドICある
いはLSI配線基板に使用される微小回路用基板に
おいて導体を交叉させる空気絶縁クロスオーバー
による多層化がある。しかしこの技術を金属コア
印刷配線板に応用する場合には以下の2つの欠点
がある。 (1) 工程数が多く経済化が困難である。その例と
して現在技術の代表的な製作工程を各工程の製
品の概略断面図として第1図に示す。第1図A
は下層導体1,2,3を有する絶縁基板4を示
したものである。下層導体中1は中間導体を示
す。この中間導体1をはさんでいる下層導体2
及び3をクロスオーバーにより電気的にかつ機
械的に接続する場合、下層導体1,2,3が形
成された絶縁基板4は次に第1図Bに示すよう
に、真空蒸着又はスパツタリング法等により、
後工程の電着時に下地となる電着用導体層5と
して例えば銅が被着される。次に第1図Cに示
す空隙作成用の充填材料層6として例えば銅が
10〜40μmの厚さで電着される。続いてポジタ
イプの感光性樹脂7例えばAZ―1350(シツプ
レー社製)等で所望の範囲にマスキングした
後、第1図Dに示すように下層導体2,3の接
続部上、すなわちクロスオーバーのピラー部に
相当する部分の充填材料層6を部分的にエツチ
ングする。次いでクロスオーバー部分の感光性
樹脂を所定の方法で除去し(第1図D)中間導
体1上に橋状の導体となるクロスオーバー導体
8として金の電着を行ない(第1図E)感光性
樹脂を除去し、充填材料層6のみをいわゆる選
択エツチングすることにより第1図Fに示すよ
うな空気絶縁クロスオーバー導体を得る。 (2) クロスオーバー導体が基板から浮いた状態に
おかれ機械的強度に劣る。これを解決するため
下層導体1の上に合成樹脂又は低融点ガラスの
絶縁層を形成し、その上にクロスオーバー用導
体を形成する方法がある。しかし高密度に配線
された導体の一部分だけを精度よく絶縁化する
必要があり、又電気的特性から絶縁層を厚くす
る必要がある。導体の上に精度よく絶縁層を形
成する方法には合成樹脂を電気泳動により導体
表面に付着させる方法があるが、絶縁層を厚く
できない、樹脂の誘電率が高い、耐熱性が劣る
などの欠点があつた。 本発明は前記の欠点を解決するためになされた
もので、その目的は信頼性が高く、又製造工程数
の少い多層化金属コア印刷配線板の製造方法を提
供することである。 本発明の構成について説明すると、本発明は金
属コア印刷配線板の回路導体の所定の部分に粉体
電着塗装により誘電率の低い純脂層を形成し、次
いでその上にクロスオーバー導体を形成すること
を特徴とする多層化金属コア印刷配線板の製造方
法に関する。 次に本発明を図面を参照して更に詳細に説明す
る。 第2図は周知の技術で得られる金属コア印刷配
線板の断面図を示す。スルーホール12を有する
金属板9を合成樹脂10で絶縁化した後、その上
に所望の回路導体11を形成したもので、回路導
体11がクロスオーバー多層化する場合の下層導
体となる。第3図Aはその下層導体の表面に粉体
電着塗装法により電着樹脂13を選択的に形成し
た平面図を示す。斜線部分は電着樹脂13で絶縁
化された部分である。そこに至るまでの工程を第
3図A中のX―X′線における断面図で説明す
る。導体11のスルーホール部12とクロスオー
バーにより接続する部分はレジスト14でマスク
をする(第3図B)。そしてそれを粉体電着液の
中に浸漬し、対電極であるカーボンと導体11の
間に電流を通ずることにより、マスクされていな
い導体の表面に電着樹脂13が付着する。樹脂を
焼付け硬化した後、レジストを溶剤剥離する(第
3図C)。次にクロスオーバー導体を所定の位置
に形成するために電着樹脂層が設けられた下層導
体11の上にクロスオーバー導体形成を行なう工
程を第3図A中のY―Y′線における断面図及び
平面図で説明する。まず第3図A中のY―Y′線
における断面図を第4図Aに示す。下層導体11
の中間にある中間導体11′の上に電着樹脂層1
3が形成されており、これは焼付け時の樹脂流れ
によりカマボコ形状となる。次いでグルタミン酸
銀塩感光膜15を塗布し、光ビーム16を走査し
て所望のところに化学メツキ核となる銀粒子17
を析出させる工程図を第4図B,B′に示す。第4
図B′は平面図である。図中18は集光レンズであ
る。第4図及び第4図B′は光ビーム16で走査し
た状態を示し、第4図B及びB′に示された感光膜
15中×印(銀粒子を示す)を付した部分まで光
ビームが照射される。次いで光ビームで照射され
なかつた部分のグルタミン酸銀塩感光膜15をア
ンモニア水溶液で除去し、析出した銀粒子17だ
けが基板上に残存する。その基板を化学銅メツキ
液に浸漬し、銀粒子の上に化学銅19を厚く付着
した状態を第4図C及びC′に示す。第4図C′は
平面図である。第4図C及びC′中19が本発明
の製造方法で得られるクロスオーバー導体であ
る。金属コア印刷配線板は両面三層シールド板で
あり、この両面にクロスオーバー導体を形成した
ものは五層シールド板となりクロスオーバー導体
の上に更にクロスオーバー導体を形成すれば多層
金属コア印刷配線板が得られる。 次に本発明の粉体電着塗装の樹脂について説明
する。粉体電着塗装は金属板上に厚い電着樹脂層
(100μm以上)を得ることができる技術で、これ
は樹脂の粉末を水中に分散させた液中に金属板を
カーボン電極とともに入れ電流を通ずることによ
り金属板上に樹脂粉末が電着して被膜を形成す
る。このときの極性は金属板が負でカーボンが正
となるいわゆるカチオン系電着である。電着後該
被膜を焼付け硬化することにより塗膜となる。こ
の塗膜の特性は水に分散された樹脂の粉末の性質
で決定される。樹脂としてはエポキシ系、ポリエ
ステル系樹脂が使用されるが、一般に樹脂粉末組
成物は樹脂としてエポキシ樹脂、フイラーとして
SiO2、TiO2等の無機物を用い、そして顔料、硬
化剤を加えて混練りしたのち粉砕することにより
得られている。しかし本発明においては電気的特
性から誘電率の低い塗膜が必要なため、フイラー
として耐熱性に優れた誘電率の低いポリ四フツ化
エチレンを用いることが望ましい。 エポキシ樹脂1004(シエル石油社製)100部に
対してポリ四フツ化エチレン(ダイキン社製商品
名ルブロン)を加えその量とその粉末から得られ
た塗膜の誘電率の関係を次表に示す。
【表】 前記の表から明らかなように一般に用いられて
いる電着塗膜の誘電率が5〜8であることから、
フイラーにポリ四フツ化エチレンを用いれば低誘
電率化できる。本発明の好ましい配合はエポキシ
樹脂100部に対し、ポリ四フツ化エチレンの20部
〜120部である。20部以下の場合、被膜の焼付け
時に樹脂流れが大きく、第4図Aに示す中間導体
11′の上の樹脂層で導体の肩部分の膜厚が極度
に薄くなる欠点がある。一方120部以上の場合、
樹脂の流れが小さくなり電着時のガラス穴を完全
に除去できずに硬化し、樹脂層にピンホールが発
生する。次に粉体電着時の電圧と膜厚との関係に
ついて説明すると、第6図にその関係を示すよう
に、電圧が高くなる程膜厚は薄くなる。電気的特
性及び配線の高密度化の度合に応じ、膜厚は電圧
により制御することが可能である。 本発明における回路形成は前述のように有機酸
銀塩例えばグルタミン酸銀塩感光膜上に導体パタ
ーンに応じて光ビームを走査し、その部分に化学
銅メツキを行なつて、クロスオーバー導体を容易
に形成することができる特徴を有する。そして特
に、光量の調節された光ビームを用いることによ
り、従来困難とされていた凹凸面のある基板上に
もクロスオーバー導体を高精度で得ることができ
るという利点がある。さらに光ビームについて説
明すると、電流容量の大きなクロスオーバー導体
が必要な場合紫外線ビームが有利であり。高密度
細線のクロスオーバー導体が必要な場合にはアル
ゴンレーザー等のレーザービームが有利である。
導体幅でいえば、紫外線ビームを用いた場合は
200〜500μmであり、レーザービームをいた場合
は50〜200μmが可能である。 基板の凹凸面をできるだけ小さくし、光ビーム
を用いないでパターンのネガフイルムを通して一
括露光を可能にするには、第5図に示ように金属
コアプリント板の表面に凹凸をつけ、凹のところ
に下層導体となる回路を形成すればよい。第5図
の基板では0.5mm以上の導体幅であるクロスオー
バー導体回路の形成が可能である。 次に本発明を実施例につき説明するが、本発明
はこれによりなんら限定されるものではない。 実施例 周知の方法で得られた金属コア印刷配線板の導
体のスルーホール部と所定の位置とをフイルムレ
ジストラミナーHS(ダイナケム社製)でマスク
し、エポキシ樹脂#1004 100部に対し、ポリ四フ
ツ化エチレン100部の割合で配合した組成物の粉
末を分散した電着液中に浸漬し、カーボン電極と
導体間に50Vを印加して、導体表面に厚さ150μ
mの樹脂被膜を電着した。電着液から基板をとり
出し水洗し余分の樹脂を洗つた後、100℃で30分
乾燥しその後200℃で20分焼付け硬化を行なつ
た。次いで電着塗膜とその上に形成されるクロス
オーバー導体との間に密着力を付与するためクロ
ム酸・硫酸混液(比率1:1)により30℃で3分
間塗膜表面を粗化した。初めに形成したレジスト
はこの粗化工程の後に塩化メチレン中で除去し
た。次いで基板を5%グルタミン酸銀―エタノー
ル―水混合液中に浸漬し乾燥することにより、基
板表面に約0.5μmのグルタミン酸銀塩膜を形成
した。次いで紫外線ビームをクロスオーバーする
所定部分に走査した。露光条件を以下に示す。超
高圧水銀灯をピンホールで200μmのピーム径に
しぼり光強度50mW/cm2、ビーム走査速度900
mm/minで行なつた。その後10%アンモニア水溶
液中に20分間基板を浸漬し、ビーム露光されない
部分の銀塩膜を除去した。次いでその基板を化学
メツキ液(シツプレイ社製)に2時間浸漬し、ビ
ーム露光した部分を導体化した。 以上の説明から明らかなように本発明によるク
ロスオーバー多層化は空隙層を設けず低誘電率の
樹脂の上にクロスオーバー導体が形成されるため
信頼性が高く、又製造工程が簡略化される。又本
発明による多層化金属コア印刷配線板にはLSI等
の高発熱部品を高密度に直接搭載することができ
るという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図A,B,C,D,E,Fは従来の空気絶
縁クロスオーバー導体の形成法を工程順に示した
拡大断面図、第2図は金属コア印刷配線板の断面
図、第3図Aは導体を選択的に絶縁化した平面
図、第3図B,Cは絶縁化工程を示した断面図、
第4図A,B,C及びB′,C′はクロスオーバー
導体形成工程を工程順に示した断面図及び平面図
である。5図は凹凸の小さなクロスオーバー導体
の断面図、第6図は電着電圧と膜厚の関係を示し
たグラフである。 1,2,3…下層導体、4…絶縁基板、5…電
着導体層、6…充填材料層、7…ポジタイプ感光
性樹脂、8…クロスオーバー導体、、9…金属
板、10…合成樹脂、11,11′…回路導体、
12…スルーホール、13…電着樹脂、14…レ
ジスト、15…グルタミン酸銀塩感光膜、16…
光ビーム、17…銀粒子、18…集光レンズ、1
9…化学銅。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 金属コア印刷配線板の回路導体の所定の部分
    に粉体電着塗装法により樹脂層を形成し、次いで
    その上にクロスオーバ導体を形成する印刷配線板
    の方法において、回路導体上にフオトレジストの
    マスクを形成したのち、エポキシ樹脂100重量部
    及びポリ四フツ化エチレン60〜120重量部よりな
    る粉体を用いて粉末電着塗装により樹脂層を形成
    し回路導体を選択的に絶縁化する工程を含むこと
    を特徴とする多層化金属コア印刷配線板の製造方
    法。
JP2980778A 1978-03-17 1978-03-17 Method of producing printed circuit board multiilaminated metal core printed circuit board Granted JPS54122866A (en)

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