JPS58202591A - 印刷配線板の製造方法 - 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】 〔発明技術分野〕 本発明は高熱伝導性を有する金属コア印刷配線板の製造
方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

電子機器の機能の著しい緻密化と装置規模の大型化に伴
ない該機器に使用する回路と機構の電子部品の形状は更
に小型化し、素子の集積度は高まシ、該部品を実装する
印刷配線板の配線パターンも稠密となる傾向にある。そ
の結果、個々の部品からの発熱量及び高集積化による発
熱密度の増大のために高放熱性を持つ印刷配線板への要
求が高まっている。

ところで、高放熱性を持つ基板材料としては、従来から
ぺＩＪ　ＩＪア基板やアルミナ基板が知られている。し
かしながら、前者は有毒性のためにごく一部の用途にし
か用いられていない。また後者は、熱伝導性、絶縁性が
優れていることから、混成集積回路用基板として広く用
いられているが、高価であるとともに、機械的強度が弱
く、大型基板が得られないという欠点があるため、民生
用にはあまり普及していない。

最近注目されてきた低コスト高放熱基板としては鉄板ホ
ーロー基板、東京ＩＣから出されているＩＭＳＴ基板等
がある。しかしながら、ホーロー基板は回路構成に必要
なペーストシステムの確立が完全ではなく、応用例とし
てはＧ、Ｅ、社のフラッシュバルブ用回路基板があるだ
けで、その他の実用例はまだ発表されていない。東京Ｉ
Ｃによシ発表きれたＩＭＳＴ基板は金属アルミニウム基
材に陽極酸化処理を施し、絶縁性接着剤で鋼箔を熱プレ
スで張り合せたものである。こうした基板から印刷配線
板を製造するには次のような方法が採用されている。

まず、アルミニウム基材１の表面を陽極酸化処理して酸
化アルミニウム層２を形成し、この酸化アルミニウム層
２の表面にゾリフレグ等の絶縁性接着層３を介して銅箔
４を熱プレスによシ張ル合せてＩＭＳＴ基板５を作製す
る（第１図０）図示）。つづいて、ＩＭＳＴ基板５の銅
箔４上にスクリーン印刷法によ膜形成すべき配線・ｆタ
ーンと同ノｊターンのレジスト／ｌターン６を作る（第
１図（ｂ）図示）。次いで、レジスト／ｌターン６をマ
スクとして銅箔を選択的にエツチング除去して配線パシ
ーンクを形成しく第１図（ａ）図示）、その後レジスト
／ｌターン６を剥離して印刷配線板を製造する。しかし
ながら、かかる印刷配線板の製造方法にあっては、エツ
チング液やレジスト剥離液の管理が必要であるばかシが
、廃液処理等のだめの高価々公害防止設備が必要となシ
、更に製造プロセスも複雑となシ製品コストの高騰化を
招くという欠点があった。

一方、エツチングを用いないアディティブ法による印刷
配線の製造方法として、導体インク（銅ペースト）を直
接ガラスエポキシ樹脂基板等の絶縁基板上に印刷して形
成する方法が提案されている。しかしながら、かかる方
法によれば絶縁基板への導体インクの密着性が劣ると共
に導体インクへの半田濡れ性が著しく劣るという問題が
あった。しかも基板が絶縁性であるため、放熱性の点で
も問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は下地に対し密着性が良好で半田濡れ性の良好な
配線パターンを有すると共に、高放熱性の印刷配線板を
安価に製造し得る方法を提供できるものである。

工発明の概要〕 以下、本発明の詳細な説明する。

まず、金属板の表面に絶縁性樹脂層を形成する。ここに
用いる金属板としては、例えばアルミニウム板、鉄板、
ニッケル板、銅、板等を挙げることができるが、加工法
、低価格という点から鉄板或いはアルミニウム板を使用
することが望ましい。また、絶縁性樹脂としては、例え
ばエポキシ、樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂
或いはこれら樹脂と金属酸化物との混合物等を挙げるこ
とができる。特に、耐熱性を必要とする場合はポリイミ
ド樹脂、ビスマレイミドトソアジン樹脂、エポキシノボ
ラック樹脂、ビスフェノール樹脂等を用いることが望ま
しい。

こうした絶縁性樹脂の膜形成手段としては、例えば通常
のスクリーン印刷法、静電塗装法、スプレー法、ディッ
ピング法、粉体塗装法、電着法等を採用し得る。

次いで、絶縁性樹脂層を硬化させる。この工程での硬化
温度は後記工程での銅ペーストの焼５− 成温度より低く設定する。これは、該工程で絶縁性樹脂
層を未硬化（もしくは半硬化）の状態に留め、銅ペース
トの焼成特に完全硬化させることによシ、絶縁性樹脂層
に対する銅（−スト（配線ハターン）の密着力を高める
ためである。

絶縁性樹脂層の硬化温度を銅ペーストの焼成温度よりも
高く設定すると、第２図に示す如く、絶縁性樹脂層に対
する銅ペースト（配線ｉ４ターン）の密着力が低下する
。

次いで、絶縁性樹脂層上に銅粉末９０〜９５重量％及び
熱硬化性樹脂を含む銅ペーストを印刷した後、焼成して
配線パターンを形成する。ここで、銅ペースト中の銅粉
末量を限定した理由は該銅粉末量を９０重ｔＳ未滴にす
ると、半田濡れ性の良好な配線ノ４ターンの形成が困難
となシ、かといって９５重量％を越えると、ペースト状
態に保持するのが困難となシ、印刷性が悪化するからで
ある。このように、多量の銅粉末の配合を可能にするに
は、熱硬化性樹脂として平均分子量が１００００以上の
ものを、銅粉末６− として８０チ以上の粉末粒径が１０μｍ以下のものを、
夫々用いることが望ましい。ここに用いる熱硬化性樹脂
としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェ
ノキシ樹脂、ポリイミド樹脂等を挙げることができる。

次いで、配線ノ４？ターンの一部もしくは全面に半田コ
ートを施す。なお、必要に応じて半田コートに先立って
抵抗ノｆターン等を印刷法等により形成してもよい。な
お、半田コート手段としては、例えば半田ディ、プ法、
噴流半田法、クリーム半田を印刷するリフロー法等を採
用し得る。最後に部品搭載箇所以外の半田コート面に保
護膜をコートとして印刷配線板を製造する。

しかして、本発明方法によれば、銅ペーストを金属板上
の絶縁性樹脂層に印刷して配線ノ（ターンを形成するた
め、簡単に印刷配線板を製造できる。　　　　　　　　
′） また、未硬化ないし半硬化の状態の絶縁性樹脂層上に銅
ペースト全印刷した後、該樹脂層の硬化温度より高い温
度で焼成することによって、絶縁性樹脂層の完全硬化と
銅ペーストの焼成とが同時に進行するため、絶縁性樹脂
層に対して密着強度の高い配線ノ４ターンを形成できる
。しかも、銅ペーストとして銅粉末を９０〜９５重量％
含有するものを用いるため、半田濡れ性の良好な配線ノ
ｆターンの形成が可能となる。したがって、こうした配
線ノ４ターンに半田層を介して電気部品を搭載した場合
、総合的々密着力が高いため、高信頼性の電気回路を得
ることができる。

更に、基板のペースが金属板からなるため、高放熱性の
印刷配線板を得ることができる。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の実施例を第３図（ａ）〜（ｓ）を参照し
て説明する。

まず、寸法が２５０　ｔＸ８０ｗＸ１ｔ■のアルミニウ
ム板１１の表面をトリクレンで超音波洗浄し、この洗浄
面にＢＴレジ７５０重量部、エポキシ樹脂３０重量部及
び平均粒径１０μｍのアルミナ粉末７０重量部からなる
第１の絶縁ペーストをステンレススクリーン（２００メ
ツシユ、乳剤厚３０μｍ）’を用いて印刷し、１８０℃
で５分間乾燥させた後、ＢＴレジン５ｏ重量部、エポキ
シ樹脂３０重量部及びエアロジル３重量部からナル第２
（７）絶縁（−ストを同ステンレススクリーンを用いて
印刷し１８０℃、３０分間硬化させて半硬化状態の絶縁
性樹脂層１２を形成した（第３図（ａ）図示）。

次いで、絶縁性樹脂層１２上に平均分子量１４０００の
７工ノキシ樹脂１０重量部及び全体の９０％以上が粒径
１０μｍ以下である銅粉末９０重量部からなる銅ペース
トをステンレススクリーン（２５０メツシユ、乳剤厚２
０μｍ）を用イテ印刷し、１５０℃で５分間乾燥させて
銅（−ス）　ｉＪ？ターン１３を形成した（第３図（ｂ
）図示）。

次いで、銅ペーストパターン１３の所望箇所に抵抗ペー
スト（東芝ケミカベ株虜商品名；ＣＴ−２００）？スク
リーン印刷し、２００１：：で１時間焼成した。この時
、半硬化状態の絶縁９− 性樹脂層が完全硬化状態の樹脂層１２／となると共に、
銅ペーストパターン１３が焼成されて絶縁性樹脂層１２
′に対して強固に密着した配線・母ターン１４が形成さ
れた。その後、焼成された抵抗ペーストをサンドプラト
リマーでトリミングして所定の抵抗値を有する抵抗体１
５・・・を形成した（第３図（ｃ）図示）。

次いで、抵抗体１５・・・上に保護材（タムラ化研（株
）裏向品名；５Ｒ−７０Ｇ）を印刷し、１００℃で４０
分間硬化させて保護膜１６を形成した。

つづいて、露出、・シている配線ノリーン１４上に　　
　　、ステンレススクリーンを用いて半田クリームを印
刷して半田層１７を形成し印刷配線板を製造した（第３
図（ｄ）図示）。この後、印刷配線板に一気部品１８を
その端子が半田層１７に接触するように接着剤（図示せ
ず）で固定し、１５０℃、２分間予備加熱して接着剤を
硬化させた後、２２０℃で１分間処理して半田層１７を
リフローさせ電気部品１８の端子を配線パターン１４に
接続して電気回路を造った（第３図（・）図示）。

１０− 得られた印刷配線板は配線ｔ＋ターン１４が絶縁性樹脂
層１２’に対して強固に密着していると共に、半田濡れ
性も良好であった。事実、この配線Ａ？ターン１４に半
田を介して０．８霞φの銅ワイヤを接続し、インストロ
ン引張試験器（ＭＯＤＥＬ　１１３０　）を用いて引張
シ速度０．５４ｍ１ｎで絶縁性樹脂層１２′と配線ノ４
ターン１４間及び配線ノ臂ターン１４と銅ワイヤ間の密
着力を測定した。同様に、紙フェノール積層板に銅ペー
スト（アサヒ化学（株）製部品名：　ＡＣＰ　−０３０
）を直接印刷し、焼成して形成した配線・母ターンに銅
ワイヤを半田を介して接続し、密着力を測定した。その
結果、従来の印刷配線板の配線パターンは５００１／／
ｍ２という低い・密着力であったのに対し、本発明の印
刷配線の配線ノ臂ターンは１、２　ｋｐ／■２という約
２倍以上の密着力を有していた。　　　　　　　　　　
、１゜ また、得られた印刷配線板はアルミニウム板１１がベー
スとなっているため、高放熱性を有していた。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明によれば金属板上の絶縁性樹
脂層に対して良好に密着し、かつ半田濡れ性の良好な配
線／４ターンを形成でき、もって高信頼性、高放熱性を
有し、各種の電気回路やパイプリッド回路ぬ好適表印刷
配線板を著しく安価に製造し得る方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は従来のＩＭＳＴ基板から印刷配
線板を製造する工程を示す断面図、第２図は銅ペースト
の焼成温度に対する絶縁性樹脂の硬化温度との関係によ
る配線ノ母ターン（銅ペーストの焼成物）の密着強度の
変化を示す特性図、第３図（、）〜（・）は本発明の実
施例における電気回路の製造工程を示す断面図である。 １１・・・アルミニウム板、１２１・・・完全硬化した
絶縁性樹脂層、１４・・・配線パターン、１５・・・抵
抗体、１６・・・保＊膳、Ｊ６・・・半田層、１８・・
・電気部品。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属板の表面に絶縁性樹脂層を形成し、これを硬化する
   工程と、この樹脂層上に銅粉末９０〜９５重量％及び熱
   硬化性樹脂を含む銅ペーストを印刷した後焼成して配線
   パターンを形成する工程と、この配線パターンの一部も
   しくは全面に半田コートを施す工程とを具備した印刷配
   線板の製造にあたり、前記絶縁性樹脂層の硬化温度を前
   記銅ペーストの焼成温度よシ低く設定することを特徴と
   する印刷配線板の製造方法。