JPS63246893A - 応力緩衝層付き回路基板の製造法 - 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〕 本発明は応力緩衝層付き回路基板の製造法に関し、さら
に詳しくは、高耐熱性と高放熱性を兼ね備えた半導体素
子搭載用回路板等として好適に用いることができる応力
緩衝層付き回路基板の製造法に関するものである。

〔従来の技術〕

これまでにも、シリコーンゴム属など硬化後柔軟性を有
する層すなわち応力緩衝層を介して金属箔と金属板やセ
ラミック板、樹脂含浸ガラス布シートなどを積層一体化
して回路基板を製造する方法として、特開昭５３−１２
０７９３号公報、特開昭５３−１２８７７４号公報、特
開昭６０−５５９５号公報などの方法が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これら従来の方法は、金属板やセラミック板など液状ゴ
ムを塗布後、半硬化し、金属箔等を積層する方法、ある
いはあらかじめ半硬化ゴムシートを作製しておき、これ
を介して金属板等と金属箔等を加圧積層する方法である
。

しかし、前者の場合、ゴム膜厚の不均一性や膜厚の管理
、作業性などに問題があり、また、後者の場合半硬化ゴ
ムシート、特に膜厚１００μｍ以下のような薄いシート
の作業性が、その粘着性などのために著しく悪いなどの
問題点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、その目的は、前記問題を解消し、ゴム膜厚の均一性に
優れるなどの優れた応力緩衝層を有し、かつ回路基板と
しての基本特性に優れるなどの高品質の製品を得ること
ができ、ゴムシートおよびその膜厚の管理が容易であり
、作業性に優れるなどの品質管理上および製造上に優れ
た利点を有する応力緩衝層付き回路基板の製造法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、前記問題点を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、応力緩衝層付き回路基板を製造するにあたり、
液状シリコーンゴムを、離型フィルムを用いて片面離型
フィルム付き半硬化シリコーンゴムとし、これを積層材
料基板に、加圧ロールを用い接着し、離型フィルムを除
去した後、これを回路形成用の金属箔や多層回路シート
に加圧ロールを用いて接着積層化するという接着積層工
程によって目的の回路基板を得る方法あるいは、該接着
積層化を行った後の時点において、金型を用いて加熱プ
レスする工程を用いて目的の回路基板を得るなどの、前
記接着積層工程を含む製造法が、本発明の目的達成に極
めて有効であることを見出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、離型フィルム上に液状シリコーン
ゴムをコートした後、加熱により作製した片面離型フィ
ルム付き半硬化シリコーンゴムシートのゴム面を積層材
料基板に加圧ロールを用いて接着した後、離型フィルム
を剥甜して現われたゴム面に回路形成用金属箱または多
層回路シートを加圧ロールを用いて接着積層化する接着
積層工程を含む方法を用いることを特徴とする応力緩衝
層付き回路基板の製造法である。

前記離型フィルム（Ａ）としては、片面離型フィルム付
き半硬化シリコーンゴムシートの形成が可能であって、
かつ、使用する接着材料基板に加圧ロールを用いて接着
後剥離可能なものであれば特に制限はないが、通常、た
とえば、テフロンフィルム、ポリプロピレンフィルムな
どが好適に使用できる。

用いる離型フィルムの膜厚は、液状シリコーンゴムの塗
布、加圧ロール、上記接着後の剥離などのそれぞれの工
程の作業性を好適に保つ範囲内に適宜設定すれよいので
あるが、通常５０〜２００μｍの膜厚のものが好適に用
いられる。

前記液状シリコ−ンゴム（Ｂ）としては、用いる積層材
料基板および金属箔または多層回路シートに対して十分
な接着効果を有する半硬化ゴムシートを形成できるもの
であれば、公知のものなどの様々な種類、組成のものを
１種または２種以上を組み合せて使用可能であるが、中
でも、実質的に溶媒を含まないものが好ましく、特に無
溶剤系の付加反応型液状シリコーンゴムなどが好ましく
、さらに、あらかじめ脱泡処理が施されているものが好
ましい。

このような無溶剤系付加反応型液状シリコーンゴム等の
無溶剤系液状シリコーンゴムを用いることによって、積
層材料間の密着、接着性を高めることができ、脱泡処理
を施したものでは、さらにその効果を高めることができ
る。

また、この液状シリコーンゴムもしくは、その半硬化ゴ
ムシートは、放熱フィラーを含有するものであってもよ
く、適切な放熱フィラーを適切量含有するものを用いる
ことによって、接着性、密着性を損なうことなく、応力
緩衝層の放熱性を向上させることができる。

そのような放熱フィラーとしては、従来の液状シリコー
ンゴム等の応力緩衝層に使用されうるちのなど本発明の
目的に支障のないものであれば特に制限なく用いること
ができるが、通常、好適に用いられるものとして、たと
えば、アルミナフィラー、窒化アルミニウムフィラー、
窒化ホウ素フィラーなどを挙げることができる。

なお、これらの放熱フィラーは、１種単独で使用しても
よく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

また、これらの放熱フィラーは、通常用いる液状シリコ
ーンゴムにあらかじめ配合して用いることが、作業性、
フィラーの配合均一性などの点から好ましい。

前記積層材料基板（Ｃ）および前記金属箔、多層回路シ
ート〔以下、金属箔または多層回路シートを（Ｄ）で表
すことがある。〕の種類、表面材質は、それぞれ、前記
液状シリコーンゴムの半硬化ゴムシートと十分な接着効
果を有し、かつ目的とする回路基板の積層材料としての
特性を満足するものであれば、特に制限なく用いること
ができるが、接着性の向上の点から前記（Ｃ）および前
記（Ｄ）は、それぞれの半硬化シリコーンゴムシートと
接着させる面が、適当な程度に粗化されているものを用
いることが好ましい。

前記（Ｃ）の具体例を限定ではなく単に例示の目的で示
すと、たとえば、金属板、セラミックス板、樹脂板、祇
シート、布シート、ガラス繊維入り樹脂板、あるいはこ
れらの１部もしくは全面に金属張りを施した基板などの
様々な積層材料基板を挙げるこができる。

なお、これらは、単層構造を有するものであっても、そ
れ自体が積層構造を有するものであってもよい、そして
、前記（Ｃ）として積層構造を有する基板を用いる場合
には、該積層構造を有する基板の種類、製造法には、該
基板が前記したように前記（Ｃ）としての特性を満足す
るものとして用いることができるものであれば特に制限
はなく、金型を用いる加熱プレス法、加圧ロールを用い
る方法、これらを併用した方法などにより積層化されて
得られるもの、さらに、それ自体が、シリコーンゴムシ
ートや液状シリコーンゴムから得られるゴムシートを中
間層として有するものであってもよ（、回路形成用の金
属を有するものであってもよい。

本発明方法において用いる前記（Ｂ）を半硬化して得ら
れる半硬化シリコーンゴムシート、前記（Ｃ）および前
記（Ｄ）のそれぞれの積層材料の厚さは、目的に応じて
適宜選択して用いることができるのであるが、前記半硬
化シリコーンゴムシートの膜厚としては、通常少なくと
も１０μｍ以上、特に５０〜３００μｍとなるように使
用するのが好ましい。この半硬化ゴムシートの膜厚が、
小さすぎると、応力緩衝能力や耐電性などの特性が低下
したり、作業性が低下することがあり、一方、大きすぎ
ると放熱性が低下したり、回路基板としての厚さが必要
以上に厚くなることがある。

本発明方法において重要な点の１つは、少なくとも次の
ような接着積層工程を含む方法を用いる点である。

すなわち、その接着積層工程とは、前記（Ａ）の離型フ
ィルム上に、前記（Ｂ）の液状シリコーンゴムをコーテ
ィングした後、適度な加熱により半硬化して片面離型フ
ィルム付き粘着性半硬化シリコーンゴムシートとし、こ
のゴム面と前記（Ｃ）の積層材料基板の接着させるべき
面とを加圧ロール〔以下、この過程で用いる加圧を加圧
ロール（Ｉ）と呼ぶことがある。〕を用いて密着、接着
したのち、該離型フィルムを半硬化シリコーンゴムシー
トから剥離除去し、現れた粘着性ゴム面と、前記（Ｄ）
の回路形成用金属箔また多層回路シートの接着すべき面
とを加圧ロール〔以下この過程で用いる加圧ロール（ｎ
）と呼ぶことがある。

〕を用いて接着積層化するという工程である。

この発明方法においては、前記（Ｃ）と前記（Ｄ）とを
前記（Ｂ）を半硬化して得られる半硬化シリコーンゴム
シート膜を中間層となるように接着剤として用いて接着
積層化し、少なくとも１枚の液状シリコーンゴム硬化層
を中間層として有する応力緩衝層付き回路基板を得る。

ここで、前記（Ｂ）の前記（Ａ）へのコーティングの方
法としては、本発明の目的を満足するものであれば特に
制限はなく通常、の塗布法、ロールなどによる転写法等
、様々な方法を用いることができ、特にバーコータ等を
用いる方法が好適に用いられる。この際、コーティング
した液状の厚みが、その半硬化の膜厚が前記した範囲に
なるように、かつ実際的に均一になるように行うことが
望ましい。

離型フィルム上にコーティングした液状シリコーンゴム
は適度な加熱により離型フィルム付きの粘着性の半硬化
シリコーンゴムシートとするが、この加熱の条件は、ゴ
ム面の接着性を十分に保ち、かつ、作業性に支障がない
程度に半硬化すべく、適宜設定すればよいのであるが、
加熱温度、加熱時間を通常、７０〜１２０℃、３〜９０
分程度程度囲から適宜選択して行う方法が好適に使用で
きる。

前記加圧ロール（１）および加圧ロール（ＩＩ）を用い
るに際して、接着させるべきゴム面ともう一方の面との
間に空気が残留しないように、空気を押し出しながらロ
ール加圧し、密着し、しっかりと接着して積層化するこ
とが望ましい。

なお、この加圧ロール（１）または、加圧ロール（ＩＩ
）を用いて接着するに際して、接着すべき面に、液状シ
リコーンゴムを薄く塗布して接着する方法も有効である
、かかる方法を用いる場合には後述のような金型を用い
る加熱プレスを用いて仕上げる方法を用いることが望ま
しい。

前記加圧ロール（１）および加圧ロール（ＩＩ）は、そ
れぞれ常温で用いることも可能であるが、それぞれの温
度を適宜設定して用いることが望ましく、通常、加熱加
圧ロールが好適に用いられる。

この加熱加圧ロールの温度は、用いる各材料の種類など
の他の条件によって異なるので一様に規定することがで
きないが、たとえば、通常１２０〜１８０℃程度とすれ
ばよい。

この加熱加圧ロールを用いることによって接着積層化さ
れた基板のシリコーンゴム中間層を実質的に硬化を完了
した応力緩衝層として仕上げることも可能であり、その
ようにして行った場合には必ずしも金型プレス処理等の
別の積層化処理を施すことなく目的とする応力緩衝層付
き回路基板を得ることも可能である。

一方、この発明の方法においては、前記加圧ロール（Ｉ
Ｉ＞を用いて接着積層化して得られた積層基板は、必要
に応じてさらに別の積層化処理を施して目的とする応力
緩衝層付き回路基板として仕上げることも可能であり、
通常そのようにして行う方法が好適に用いられる。その
ような別の積層化処理としては、本発明の目的を満足す
るものであれば特に限定なく、たとえば、前記加熱加圧
ロールを用いる方法、金型を用いる加熱プレスによる方
法、あるいは、これらを組み合わせた方法などを挙げる
ことができ、中でも、金型を用いる加熱プレスによる方
法が好適である。

この金型を用いる加熱プレスによる方法とじては、従来
の方法などの様々な方法の中から適宜選択、調整された
方法を用いればよいのであるが、中でも、金型としてプ
レスすべき積Ｎ基板の滑り止めを有する金型を用いる加
熱プレス法などが特に好適に用いることができる。

この金型を用いる加熱プレスを行うに際しての条件とし
ては、目的とする回路基板を得るべく適宜設定された様
々の条件で行うことが可能であり、その具体的な条件は
、プレスすべき積層基板の種類、とくに、中間層のシリ
コーンゴム層の硬化度などによって異なるので一様に規
定できないが、用いる金型の温度として、たとえば、１
２０〜１８０℃程度、プレス時間として２０〜９０分程
度と程度、ことが好ましい。

なお、前記加圧ロール（ｎ）を用いて得た積層基板を、
前記側の加熱加圧ロールおよび／または金型を用いる加
熱プレス処理を施す場合には、該加熱加圧ロール、加熱
プレス処理に先がけて、中間層のシリコーンゴムの高度
な加熱による半硬化処理もしくは硬化処置を施してもよ
く、あるいは、この半硬化処理は、該加熱加圧ロール処
理、該加熱プレス処理を兼ねて行うこともでき、通常、
その硬化処理を加熱プレス処理を兼ねる方法などが特に
好適に用いることができる。

以上のようにして、少なくとも１層のシリコーンゴム硬
化層を応力緩衝層として中間層に有する目的とする応力
緩衝層付き回路基板を得ることができる。すなわち、本
発明方法によれば、シリコーンゴム硬化層によってしっ
かりと密着、接着されており、その膜厚が実質的に均一
になるようによく管理されているなどの優れた品質を有
し、また、シリコーンゴム硬化層の放熱性、耐電性、応
力緩衝能力の優れるとともに、回路基板としての基本特
性にも優れるなどの優れた応力緩衝層付き回路基板を得
ることができる。得られた回路基板は、電子、電機製品
の部品などとして、様々な分野に好適に用いることがで
きる。

本発明方法においては、液状シリコーンゴムもしくはそ
の半硬化層を接着剤として用いる過程において、離型フ
ィルムを用い、かつ加圧ロールを用いて接着、積層化す
るという特定の方法を用いているので、その作業性が著
しく向上しており、また、シリコーンゴム層の厚膜の均
一性が高く、その管理が容易であり、さらに積層接着に
際して、特定のカンプリング剤などを必ずしも用いるこ
となく様々な材質の積層材料、金属箔、多層回路シート
を効率よく接着することができるなどの製造上、工程管
理上の様々の利点を有する工業上著しく優れた応力緩衝
層付き回路基板の製造法である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。

実施例１ 離型フィルムとしてテフロンフィルムを用い、該テフロ
ンフィルム上にシリコーンゴム液（商品名　ＴＳＥ−３
２２、東芝シリコーン社製）を約１００μｍの厚みに塗
布した後、１００℃で２０分間加熱し、テフロン製離型
フィルムの付いた粘着性を有する半硬化ゴムシートを得
た。片面を１２００番のサンドペーパーで粗面化した厚
さ１１ｍのアルミニウム板を積層材料基板として用い、
該アルミニウム板の粗化面に前記半硬化ゴム面が接着す
るようにして、テフロンフィルム上をロール加圧し、ゴ
ムシートを接着積層した。つづいて、ゴムシート上のテ
フロンフィルムを剥離して、回路形成用片面粗化銅箔を
粗化面をゴム面が接着するように、銅箔上をロール加圧
しながら接着積層しシリコーンゴム層を中間層として有
する積層体を得た。

なお、上記のロール加圧を実施する際の途中の様子を概
念的に示したものが、第１図および第２図である。第１
図は、離型フィルム（テフロンフィルム）２が付いた粘
着性の半硬化シリコーンゴムシート３を、積層材料基板
（アルミニウム）４に、加圧ロール１を用いて接着・積
層化している途中の様子をその断面図によって概念的に
示したものである。

第２図は、積層材料基板４に接着・積層した半硬化シリ
コーンゴムシート３に、回路形成用金属箔（銅箔）５を
加圧ロール１を用いて接着・積層化している途中の様子
をその断面図によって概念的に示したものである。

次に、この積層体を１５０℃、２０〜５０ｋｇ、；’ｃ
ｕｔで１時間プレスすることで一体化し、基板を得た。

このようにして得られた基板のアルミニウム板とゴムシ
ートおよびゴムンシートと銅箔のビール強度は、共に１
ｋｇｆ／ａｍ以上であった。また、この基板を用いて作
製した回路板に１辺の長さ約２ＯＮのアルミナセラミッ
クチップキャリア型の半導体素子を搭載し、−１２５℃
、３０分＝６５℃、３０分の熱衝撃試験を行ったところ
、１０００サイクルを経過しても半田接続部に亀裂は入
らなかった。

〔発明の効果〕

本発明によると、離型フィルム、加圧ロールを用いてい
るという特定の積層工程を含む製造工程を用いているの
で、シリコーンゴム層の膜厚の均一性・管理性に優れ、
放熱性、耐熱性、応力緩衝能力に優れるとともに、回路
基板としての基本特性に優れるなどの優れた品質の応力
緩衝層付き回路基板を、作業性よく、品質・工程管理を
容易にして効率よく製造することができる工業上著しく
有利な応力緩衝層付き回路基板の製造法を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、離型フィルム付き半硬化シリコーンゴムシー
トの加圧ロール積層の様子を示す断面図である。 第２図は、金属箔の加圧ロール積層の様子を示す断面図
である。 符号の説明

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、離型フィルム上に液状シリコーンゴムをコートした
   後、加熱により作製した片面離型フィルム付き半硬化シ
   リコーンゴムシートのゴム面を積層材料基板に加圧ロー
   ルを用いて接着した後、離型フィルムを剥離して現われ
   たゴム面に回路形成用金属箱または多層回路シートを加
   圧ロールを用いて接着積層化する接着積層工程を含む方
   法を用いることを特徴とする応力緩衝層付き回路基板の
   製造法。 ２、回路形成用金属箔または多層回路シートの加圧ロー
   ルが加熱加圧ロールである特許請求の範囲第１項記載の
   応力緩衝層付き回路基板の製造法。 ３、液状シリコーンゴムが溶剤を含まず、かつ付加反応
   型シリコンーンゴムである特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の応力緩衝層付き回路基板の製造法。 ４、液状シリコーンゴムもしくは前記半硬化ゴムシート
   が放熱フィラーを含むものである特許請求の範囲第１項
   、第２項、または第３項記載の応力緩衝層付き回路基板
   の製造法。 ５、前記接着積層工程を含む方法が前記接着積層工程に
   よって応力緩衝層付き回路基板を得る方法である特許請
   求の範囲第１項〜第４項いずれか記載の応力緩衝層付き
   回路基板の製造法。 ６、前記接着積層工程を含む方法が、前記接着積層工程
   の後に、金型を用いる加熱プレス工程を施す方法である
   特許請求の範囲第１項〜第４項いずれか記載の応力緩衝
   層付き回路基板の製造法。 ７、前記金型が、基板の滑り止めを有する金型である特
   許請求の範囲第６項記載の応力緩衝層付き回路基板の製
   造法。