JPS62147795A - 電気回路板の製法 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、電子材料として使用される、放熱性の良い、
セラミックス配線回路板の製法に関するものである。具
体的には、放熱性を付与するための厚い銅回路をセラミ
ックス基板上に形成する方法に関するものである。

［背景技術］ 近年の省工ぶルギ技術の発達は、進行するマイクロエレ
クトロニクス技術を応用して、インバータ回路を形成し
、より効率的な電気の使用を可能にしている。

インバータ回路は、エヤコンデショニングに主として用
いられているが、今後は冷蔵庫、などの家電商品にとど
まらず、自動車、ゴルフカート、産業用機器など更に広
汎な用途に適用されるものと予想される。

この回路には、制御用のパワー■Ｃが搭載されており、
大電流を流すために、従来例として示した第２図にも示
すように、厚い導体（一般には銅を主体とする）７と、
放熱板８とが、基板と一体化されている。こう言った、
大電流用回路基板の製法としては、従来、次のようなも
のがある。

■　Ｗ（タングステン）やＭｏ（モリブデン）の金属導
体ペーストをセラミック基板上に回路にそって、印刷焼
付けした上に、メッキ法により金属（主として銅）を厚
付はメッキする方法。

この方法では、回路パターンの島の部分に、電気を供給
する工夫を施さな（ではならない。そのために、島と島
との間にブリフジを形成し、厚付はメッキの後、そのブ
リ・フジを研削などの方法で除去しなければならない。

従って、この方法はかなりの手間がかかり、コストアッ
プの原因になっている。

■　銅板のダイレクトポンド法。

これは、所望の形状（回路状）に（打抜き）加工した銅
板（２００μｍ前後）をセラミ・ツク基板上に乗せ、微
量の酸素を含む窒素雰囲気の中で熱圧着する（ｌ　ＯＯ
０℃強の温度）方法である。

この方法では、セラミックスと銅との強固な密着が得ら
れ、銅とセラミ・ノクスとの界面に、余分な接着剤を介
在させていないため、熱の伝導が防げられず、特定の目
的には有効な方法となっている。

しかしながら、回路が複雑になり、かつ高精度のものが
要求されてくると、銅板をセラミック基板上にのせると
いうこの方法では、精度が悪いと言う欠点が生じる。

［発明の目的］ 本発明は、以上のことに鑑みなされたものであり、たと
えばインバータ回路などに応用できる、大電流用のセラ
ミック回路板を提供するものである。具体的には、厚い
レジストを用いてセミアディティブ方式で厚い銅メツキ
回路を形成することを目的とする。

［発明の開示］ 本発明は、薄い銅メッキを施したセラミック基板上に、
ホントメルト型接着剤層を設け、かつ所定の電気回路に
対応する切欠部を設けた、プラスチック板を熱圧着して
貼り付けた後、厚付はメッキを施す工程と、加熱して該
プラスチック板を剥離する工程と、剥離した後、残存す
ることのある前記接着剤を溶剤で除去するか、または除
去することなく、エツチングにより薄い銅メッキ層を除
去する工程を含むことを特徴とする電気回路板の製法を
提供するものである。

以下、　本発明を、具体例として示した電気回路板の製
造プロセスを示した第１図に従って説明する。

■　まず、セラミックス基板を準備する。基板としては
、アルミナ系が望ましいが、それ以外の絶縁性セラミッ
ク基板（例えば、ステアタイト、フォルステライト、ベ
リリヤ、炭化う−イ素、窒化アルミなど）でも使用でき
る。

■　つぎに、これらの基板表面を酸、アルカリなどでエ
ツチング処理し、後工程での銅の密着率を上げるために
、セラミックスの基板表面を微細に粗化する。

■　基板表面にパラジウムなどの植付はメッキを施こし
、その後、無電解メッキ法により、薄い（０，１〜３μ
程度）銅メッキ３をｈ１１！こす。もつとも同様の機能
を果たす限り、銅に限定するものではなく、他の導電性
の金属でも良い。

この時点では、基板表面は、薄い銅メッキ層が形成され
ていることになる。この基板をセミアディティブセラミ
ック基板（Ｓ　Ａ　ＣＳ）と呼ぶこととする。

次に、所望の回路パターンにそって、厚い銅層をつける
プロセスについて説明する。もつとも同様の機能を果た
す限り、銅に限定するものではなく、他の導電性の金属
でも良い。

所望の回路パターンにそって、所望の厚さの銅（例えば
２００μ）をメッキする場合、従来のレジストのように
高々５０μ程度にまでしか、厚みを確保できないような
場合、厚い銅をメ・ツキして行くと、レジストの端部に
、銅が盛り上がり、いわゆるオ′−バーハング現象をき
たし、所望の回路形状に仕上げるのが困難となる。この
発明では、このような欠点を回避することが出来る。

すなわち、 ■　所望の銅厚みより厚いプラスチックプレート１を準
備し、その片面に、ホットメルト型の接着剤Ｍ２を形成
する。このためには、たとえば熱圧着シートを融着させ
るか又は、バルサムなどの熱熔融タイプの樹脂を塗布す
る。

プラスチックプレート１の材質は、特に限定するもので
はないが、熱圧着シートまたは、熱溶融タイプの樹脂の
軟化温度より、高い耐熱性を持ち、フっ、メッキ浴の中
に浸漬しても、メ・ツキ液で浸されに（いものが、望ま
しく、このようなプラスチックスとしては、ポリエステ
ル、ポリアミド、フェノール樹脂等が用いられる。

ホットメルト型の接着剤層２を形成するための熱圧着シ
ートとしては、市販のものを利用すれば良いが、熱融着
温度が、銅メッキ浴の温度より高く、プラスチックプレ
ート１の耐熱温度より低いものが望ましく、ポリウレタ
ン系、ＥＶＡ系、ポリエステル系のシートが用いられる
。

熱熔融タイプの樹脂としては１．バルサムを用いるのが
良い。バルサムとは天然樹脂の総称であり、松ヤニ、カ
ナダバルサム、トルーバルサム、ペルーバルサムなど、
樹木や生産地に関した名称でよばれているが、ここで用
いるバルサムとしては精油の成分を蒸溜などにより除去
したものが良い。すなわち軟化温度が、銅メッキの温度
より高いものが望ましい。

これらの目的には顕微鏡観察のために、セラミックスな
どを埋め込む樹脂として、市販されている”バルサム”
を用いれば良い。

■　前記■で準備したプラスチックプレートをレジスｌ
−１の形状、すなわち所望の電気回路の形状が孔（ネガ
）となるように、打抜き加工（又は切断加工）する。

■　前記■で準備したプラスチックレジスト１を■で準
備した５ＡＣ３の上に設置し、熱をかけながらプレスし
て、接着させる。

■　レジストを接着させた、５ＡＣ３に電気メッキを施
し、所望の電気回路形成相の金属（種類、厚みは任意で
ある）　５を析出させる。

■　レジストｌを剥離する。その際、上記基板を加熱し
、ホットメルトシート又はバルサムの融着？ｍｔ度以上
にして、剥離を容易にする。

■　バルサムを接着層として用いたレジストは、剥離し
ても残部が、５ＡＣ３表面に残っていることが多いので
、バルサムを溶かす溶剤の中に浸漬し、完全に除去する
のが好ましい。溶剤としては、トリクレン、Ｍ　ＥＫ　
、アルコール類、アセトン等を用いる。

［相］、レジストを接着させておいた部分の薄い銅メツ
キ部分３を酸で、クイックエツチングすることにより除
去する。酸としては、塩化銅又は塩化鉄の溶液を用いる
。

以下に実施例を記述する。

（実施例１） 市販の９６％純度アルミナ基板を熱リン酸（３００°Ｃ
）により３分間エツチング処理し、水洗の後、センシー
アクチ法によりパラジウムの鋭敏化・活性化処理を行い
、化学銅メ・ツキ膜を全面に２μｍ程度の厚みに形成し
た。

一方、ポリエステルフィルム（ｌｉ−さ３００μ）に、
熱圧着シー１−ＥＶＡ系（日本マタイ（４ｍ製エルファ
ンー０Ｈ５０６融点１００℃）を接着した。

接着シート厚みは０．０５　　ｍ／ｍ　、接着条件は圧
カフｋｇ／ｃ己、１５０℃、５分である。

このフィルムをレジスト膨軟（回路とはネガの形状）に
打抜き加工した。

洞メッキしたアルミナ基板のｔに、打抜いたフィルムを
置き、圧力５ｋｇ／ｃれ　１５０℃５分の条件で接着さ
せた。

これを、硫酸銅のメッキ浴の中で（２５°Ｃ〜３０℃）
電解銅メッキを行ない、銅厚み１５０μ〜２００μを得
た。

このメッキ基板を１２０℃の乾燥機の中に入れ、５分後
にとり出し、す速く、レジスト部を剥離した。

その後、塩化１１４の１０％水溶液に２分浸漬し、回路
として不要な薄い銅層をエツチング除去した（クイック
エツチング）。このようにして、大電流用のセラミック
回路板を得た。

（実施例２） 実施例１に用いた熱圧着シートの代りに、バルサムを用
いて、レジストを作成し、同様のプロセス・条件で、セ
ラミック回路板を得た。用いたバルサムは、顕微鏡観察
のための試料を（ＬＩＦ磨加工する時に用いる埋め込み
用の樹脂として市販されているものをそのまま用いた。

メッキを施こした後、レジスト部を剥離した。

この際、パルサムが基板に付着残存していたので、トリ
クレンにより洗浄除去した像、クイックエ・７チング処
理し、回路として不要な薄い銅層を除去した。

（実施例３） 実施例１で用いた熱圧着シート（エルファン−〇Ｈ３Ｏ
６）の代りにウレタン系のエルファン−ＵＨ２０１を用
いた。接着シート厚み５０μ、融点８０℃、温度１５０
°Ｃ１圧力３１ｇ　／　ｃれ時間１分の条件で、ポリエ
ステルフィルム上に接着させた。他の条件、プロセスは
、実施例１と同様である。このようにして、大電流用の
セラミック回路板を得た。

く比較例〉 実施例１で準備した薄い銅メッキ付きアルミナ基板の上
に、市販のメソキレシストを印刷（厚み３５μ）し硬化
させて、電解銅メッキを施した（１５０μ〜２００μ）
、レジストを剥離した後実施例１と同様に塩化銅水溶液
でクイックエツチングし、薄い銅層を除去した。このよ
うにして出来上がった銅回路は、レジスト厚みが、銅メ
ッキ厚みより薄いために、メッキ銅がレジスト部までせ
り上がった状態で形成されており、（オーバーハングの
状！３）回路精度が著しく恕＜、使用することが出来な
い。

［発明の効果］ 以上に説明した本発明によれば、１００μ以上の銅の厚
付はメブキによる回路形成が簡単なプロセスで、コスト
安で得られる。この厚付は銅回路基板は、パワーＩＣを
搭載できる放熱性基板として応用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はひの発明に係る製法の具体例を示す工程図、第
２図（Ａ）は従来の電気回路板を示す斜視図、第２図（
Ｂ）は従来の電気回路用基板を示す斜視図である。 ｌはプラスチックスプレートによるレジスト２はホノメ
ルト型接着剤層 ３は薄付はメッキ層 ４はセラミックス基板 ５は厚付はメッキ層 ６は電気回路 ７は厚い導体 ８は放熱板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄い銅メッキを施したセラミック基板上に、ホッ
   トメルト型接着剤層を設け、かつ所定の電気回路に対応
   する切欠部を設けた、プラスチック板を熱圧着して貼り
   付けた後、厚付けメッキを施す工程と、加熱して該プラ
   スチック板を剥離する工程と、剥離した後、残存するこ
   とのある前記接着剤を溶剤で除去するか、または除去す
   ることなく、エッチングにより薄い銅メッキ層を除去す
   る工程を含むことを特徴とする電気回路板の製法。