JP2006328530A - クラッド材およびプリント配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】熱膨張係数が低くかつ加工性に優れたクラッド材を提供をする。
【解決手段】 芯材(11)とその両面にクラッドされた皮材(12)からなるクラッド材(1)であって、前記芯材(11)が、Ｓｉ：５〜３０質量％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金により構成され、前記皮材(12)が、Ａｌ：９８質量％以上を含有し、残部が不純物からなるアルミニウムまたはアルミニウム合金により構成されている。
【選択図】 図２

Description

この発明は、クラッド材、特に加工性に優れたクラッド材およびその製造方法、ならびにこのクラッド材を基板に用いたプリント配線基板に関する。

図１に示すように、プリント配線基板(1)は、アルミニウム基板(2)上に絶縁層(3)を積層し、この絶縁層(3)上に通電層(4)を所要回路形状に積層したものであり、前記通電層(4)に電子部品(5)がハンダ(6)で接合される。一般に、このようなプリント配線基板(1)では、基板(2)の材料として熱伝導性に優れたＪＩＳ １０００系の純アルミニウムが用いられ、通電層(4)として銅箔が用いられる。

しかしながら、後掲の表１に示すように、銅箔(4)の熱膨張係数が約１７×１０^-6／Ｋ、アルミニウム基板(2)の熱膨張係数が約２４×１０^-6／Ｋと両者の熱膨張係数に差があるため、通電による加熱と冷却とを繰り返すと、熱膨張係数差によってプリント配線基板(1)に逆方向の反りが繰り返し発生する。また、電子部品(5)の熱膨張係数は２×１０^-6〜８×１０^-6／Ｋであり、銅(4)、アルミニウム基板(2)のいずれとも差があるため、プリント配線基板(1)が反りを繰り返すと、その応力によりハンダ(6)にクラックが生じるという問題があった。

このような問題を解消するために、アルミニウム基板(2)として、ＪＩＳ １０００系アルミニウムよりも熱膨張係数の低いＡｌ−Ｓｉ系合金からなる圧延板を用いることが提案されている（特許文献１，２、３参照）。

また、低熱膨張部材の他の製造方法として、熱膨張係数の低いＡｌ−ＳｉＣ合金を粉末冶金法によって板状に成型する方法や、金型内にＡｌ−ＳｉＣ合金粉末を充填し、Ａｌ溶湯またはＳｉ含有のＡｌ溶湯を高圧注入する鋳造法が提案されている（特許文献４参照）。

さらに、絶縁層として用いられる樹脂を低弾性化することによってクラックの発生を抑制することも試みられたが、基板としての信頼性を十分に満足するものではなかった。
特開平６−４１６６７号公報 特開平２−６１０２５号公報 特開２００１−３３５８７２号公報 特開２００４−１２８４５１号公報

しかしながら、特許文献１、２、３記載された圧延板については、Ａｌ−Ｓｉ合金の加工性が悪いために、薄板に圧延すると耳割れし、銅張り基板に要求される大サイズの基板製作が困難であった。

また、粉末冶金や特許文献４に記載された鋳造を組み合わせた方法では、大サイズの薄板の製作が困難であり、生産性も悪くコスト高となる。また非常に硬く切断加工が困難であるため、プリント配線基板には適さない。

本発明は、上述した技術背景に鑑み、プリント配線基板に好適で、熱膨張係数が低くかつ加工性に優れたクラッド材およびその製造方法、ならびにクラッド材を用いたプリント配線基板の提供を目的とする。

即ち、本発明のクラッド材は下記〔１〕〜〔９〕に記載の構成を有する。

〔１〕 芯材とその両面にクラッドされた皮材からなるクラッド材であって、
前記芯材が、Ｓｉ：５〜３０質量％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金により構成され、前記皮材が、Ａｌ：９８質量％以上を含有し、残部が不純物からなる、アルミニウムまたはアルミニウム合金により構成されていることを特徴とするクラッド材。

〔２〕 前記芯材を構成するアルミニウム合金中のＦｅ濃度が１質量％以下、Ｎｉ濃度が１質量％以下である前項１に記載のクラッド材。

〔３〕 前記芯材を構成するアルミニウム合金中のＣｕ濃度が０．５質量％以下、Ｔｉ濃度が０．３質量％以下、Ｃｒ濃度が０．３質量％以下、Ｐ濃度が０．１質量％以下、Ｂ濃度が０．０５質量％以下である前項１または２に記載のクラッド材。

〔４〕 前記芯材を構成するアルミニウム合金中のＭｎ濃度が０．２質量％以下、Ｍｇ濃度が０．２質量％以下、Ｚｎ濃度が０．２質量％以下である前項１〜３のいずれか１項に記載のクラッド材。

〔５〕 前記皮材を構成するアルミニウムまたはアルミニウム合金中のＳｉ濃度が１質量％以下、Ｆｅ濃度が１質量％以下、Ｃｕ濃度が０．５質量％以下、Ｍｎ濃度が２質量％以下である前項１〜４のいずれか１項に記載のクラッド材。

〔６〕 前記Ｍｎ濃度が０．００２〜１．２質量％である前項５に記載のクラッド材。

〔７〕 前記皮材を構成するアルミニウムまたはアルミニウム合金中のＺｎ濃度が０．５質量％以下であり、ＡｌおよびＺｎ以外の元素の合計が０．３質量％以下である前項５に記載のクラッド材。

〔８〕 前記皮材のクラッド率が片面につき１〜１５％である前項１〜７のいずれか１項に記載のクラッド材。

〔９〕 前記クラッド材の厚さが０．１〜５ｍｍである前項１〜８のいずれか１項に記載のクラッド材。

また、本発明のクラッド材の製造方法は下記〔１０〕に記載の構成を有する。

〔１０〕 Ｓｉ：５〜３０質量％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金からなる板の両面に、Ａｌ濃度が９８質量％以上のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる板を重ね合わせ、これらをクラッド圧延して圧着させることを特徴とするクラッド材の製造方法。

または、本発明のプリント配線基板は下記〔１１〕〜〔１３〕に記載の構成を有する。

〔１１〕 前項１〜９のいずれか１項に記載されたクラッド材をアルミニウム基板とし、このアルミニウム基板上に絶縁層が積層され、さらにこの絶縁層上に通電層として銅が積層されていることを特徴とするプリント配線基板。

〔１２〕 前記絶縁層は、絶縁性樹脂または前記絶縁性樹脂に熱伝導性フィラーを配合した絶縁性樹脂組成物を含む、前項１１に記載のプリント配線基板。

〔１３〕 前記アルミニウム基板の表面に陽極酸化皮膜を有する前項１１または１２に記載のプリント配線基板。

〔１〕の発明に係るクラッド材は、芯材の両面に延性の高い皮材がクラッドされたものであるから、加工性が良く、クラッド材として低い熱膨張係数は芯材によって確保しつつ、薄板に圧延することができる。また、皮材によって良好な表面処理性も得られる。

〔２〕の発明によれば、クラッド材の低熱膨張係数がさらに確実なものとなる。

〔３〕の発明によれば、芯材の結晶粒が微細化される。

〔４〕の発明によれば、クラッド材の良好な加工性がさらに確実なものとなる。

〔５〕の発明によれば、クラッド材の良好な加工性がさらに確実なものとなる。

〔６〕の発明によれば、クラッド材の優れた表面処理性が得られる。

〔７〕の発明によれば、クラッド材の加工性がさらに確実なものとなる。

〔８〕の発明によれば、クラッド材の良好な加工性と低熱膨張係数がさらに確実なものとなる。

〔９〕の発明に係るクラッド材は、プリント配線板のアルミニウム基板等の熱膨張によって不具合を生じる部材材料として適している。

〔１０〕の発明に係るクラッド材の製造方法によれば、上記〔１〕〜〔９〕に記載のクラッド材を製造することができる。

〔１１〕の発明に係るプリント配線基板は、アルミニウム基板として、上記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載されたクラッド材を用いたものであるから、アルミニウム基板と通電層との熱膨張係数差が少なく加熱と冷却を繰り返しても反りが少ない。ひいては電子部品を取り付けるためのハンダにおけるクラック発生が抑制される。

〔１２〕の発明によれば、絶縁層とアルミニウム基板との接合性、絶縁層と通電層との接合性が良好である。

〔１３〕の発明によれば、アルミニウム基板と絶縁層の密着性が良い。

図２に本発明のクラッド材(10)の断面図を示す。

クラッド材(10)は、芯材(11)として熱膨張係数の低いＡｌ−Ｓｉ合金を用い、単独では加工性の低い芯材(11)の両面に、芯材(11)よりも延性の高い皮材(12)をクラッドすることによりクラッド材として良好な加工性を得、低熱膨張係数と良好な加工性の両方を具備するものである。

本発明において、前記芯材(11)を構成するアルミニウム合金における不純物とはＳｉおよびＡｌ以外の元素であり、芯材の特性向上を目的として添加される元素、芯材の特性を特性を損なわない範囲で含有が許容される元素、および製造上不可避的に含有される元素を含むものである。同様に、前記皮材を構成するアルミニウムまたはアルミニウム合金における不純物とは、Ａｌ以外に含有される元素であり、皮材の特性向上を目的として添加される元素、皮材の特性を特性を損なわない範囲で含有が許容される元素および製造上不可避的に含有される元素を含むものである。

芯材(11)を構成するアルミニウム合金において、Ｓｉの含有意義および濃度の限定理由は以下の通りである。

Ｓｉはアルミニウム合金の熱膨張係数を低くするために必要な元素である。後掲の表１に参照されるように、Ｓｉ濃度が高くなるほど熱膨張係数が低くなり、本発明においてはＳｉ濃度が５〜３０質量％のアルミニウム合金を用いる。５質量％未満では所期する低い熱膨張係数を得ることができず、３０質量％を超えると熱膨張係数はさらに低くなるが、延性が低下するためである。芯材(11)の延性が過度に低下すると、皮材(12)をクラッドしてもなお薄板への圧延が困難となるばかりか、クラッド圧延後においても切削、穴あけ、切断等の加工が困難となる。また、Ｓｉ濃度が高くなると熱伝導率が低下するため、プリント配線基板等の放熱性が要求される用途には適さない。熱膨張係数と製造または後加工の容易性の両者を勘案すると、好ましいＳｉ濃度は１５〜２７質量％である。表１から、１５〜２７質量％を含有するアルミニウム合金の熱膨張係数は１９．６×１０^-6／Ｋ〜１７．０×１０^-6／Ｋであるが、銅の熱膨張係数の１７．０×１０^-6／Ｋに近似しており、本発明のクラッド材(10)をプリント配線基板(1)の基板として用いた場合に銅箔(4)との熱膨張係数の差を可及的に小さくすることができる。

また、前記アルミニウム合金(11)中の不純物元素として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｐ、Ｂ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎを挙げることができる。

ＦｅおよびＮｉは、少量であれば合金の熱膨張係数を小さくする効果のある元素である。しかし、これらの元素を多量に含有すると加工性が低下してクラッド圧延および圧延後の加工が困難となるおそれがあるため、Ｆｅ濃度は１質量％以下、Ｎｉ濃度は１％以下が好ましい。特に好ましいＦｅ濃度は０．５質量％以下であり、特に好ましいＮｉ濃度は０．５質量％以下である。

Ｃｕ、Ｃｒは機械的特性を向上させる元素である。Ｔｉ、Ｂは少量であれば合金の結晶粒を微細化する元素である。Ｐは、特にＳｉ濃度が１０質量％以上の場合にＳｉ粒の球状化および微細化に効果があり、Ｐ単独もしくはＣｕとＰの化合物として添加される。これらの元素のうち、Ｃｕを多量に含有すると加工性が低下してクラッド圧延および圧延後の加工が困難となるおそれがあり、また熱伝導性が低下するおそれがあるため、Ｃｕ濃度は０．５質量％以下が好ましい。特に好ましいＣｕ濃度は０．２質量％以下である。特にプリント配線基板のように放熱性を要求される用途では、熱伝導性を確保するためにも上記Ｃｕ濃度が好ましい。また、ＴｉおよびＣｒを多量に含有すると加工性が低下してクラッド圧延および圧延後の加工が困難となるおそれがあるため、Ｔｉ濃度は０．３質量％以下、Ｃｒ濃度は０．３質量％以下が好ましい。特に好ましいＴｉ濃度は０．２質量％以下であり、特に好ましいＣｒ濃度は０．２質量％以下である。また、Ｐ濃度は０．１質量％を超えるとＳｉ粒に対する上記効果が飽和し、経済的効果も薄くなるため、０．１質量％以下が好ましい。特に好ましいＰ濃度は０．０００１〜０．１質量％（１〜１０００質量ｐｐｍ）であり、さらに好ましいＰ濃度は０．０００３〜０．０１質量％（３〜１００質量ｐｐｍ）である。また、Ｂを多量の含有するとクラッド材の切削性および切断性が悪くなるおそれがあるため、Ｂ濃度は０．０５質量％以下が好ましい。特に好ましいＢ濃度は０．０３質量％以下である。

Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎは、多量に含有すると加工性が低下してクラッド圧延および圧延後の加工が困難となるおそれがある。また、ＭｎおよびＭｇは熱伝導性を低下させるおそれもあるため、Ｍｎ濃度が０．２質量％以下、Ｍｇ濃度が０．２質量％以下であることが好ましい。特に好ましいＭｎ濃度は０．１質量％以下であり、特に好ましいＭｇ濃度は０．１質量％である。また、Ｚｎは耐食性を低下させるおそれもあるため、Ｚｎ濃度が０．２質量％以下であることが好ましい。特に好ましいＺｎ濃度は０．１質量％以下である。

上述した芯材(11)中の不純物元素、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｐ、Ｂ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎは、いずれも不可避的に含まれる場合がある。

一方、皮材(12)は、それ自体が高い延性を有するものであって、クラッド材としての延性を確保するものである。クラッド圧延時の耳割れを防止または軽減するために、Ａｌ濃度が９８質量％上のアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いる必要がある。Ａｌ濃度が９８質量％未満では延性が不足しクラッド圧延時に耳割れが発生しやすくなる。皮材の好ましいＡｌ濃度は９９質量％以上である。また、Ａｌ濃度が９８質量％以上であればＡｌ−Ｓｉ合金よりも表面処理性が優れているため、皮材(12)をクラッドすることによって芯材(11)よりも表面処理性が改善される。

前記皮材(12)の延性を阻害するおそれのある元素としてＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎを挙示でき、それぞれ、Ｓｉ濃度が１質量％以下、Ｆｅ濃度が１質量％以下、Ｃｕ濃度が０．５質量％以下、Ｍｎ濃度が２質量％以下であることが好ましい。特に好ましいＳｉ濃度は０．６質量％以下、特に好ましいＦｅ濃度は０．７質量％以下、特に好ましいＣｕ濃度は０．２質量％以下、特に好ましいＭｎ濃度は１．２質量％以下である。

さらに、前記皮材の延性を阻害するおそれのある元素としてＺｎを挙示でき、Ｚｎ濃度が０．５質量％以下であることが好ましい。また、ＡｌおよびＺｎ以外の不純物元素、例えばＣｒ、Ｔｉ等は合計で０．３質量％以下であることが好ましい。特に好ましいＺｎ濃度は０．１質量％以下、特に好ましいＡｌおよびＺｎ以外の元素の合計は０．１５質量％以下である。

なお、上記元素のうち、Ｍｎは比較的多量に含有する場合においてもクラッド材の陽極酸化処理や化成処理等の表面処理性を犠牲にすることなく、圧延後の耐疵つき性（疵つきにくさ）を向上させる効果がある。延性確保のためにはＭｎ量が少ない方が好ましいが、クラッド圧延を阻害しない範囲、具体的にはＭｎ濃度が０．００２〜１．２質量％の範囲においても上記効果を付与することができる。皮材の延性のみを考慮するとＭｎ濃度は０．０５質量％以下が好ましく、表面の耐疵つき性向上を優先させる場合は、０．３〜１．２質量％が好ましい。

本発明のクラッド材において、皮材のクラッド率は、クラッド率（％）＝（皮材の厚さ／クラッド材）×１００で表される。前記クラッド率は限定されないが、片面について１〜１５％とすることが好ましい。クラッド率が１％未満ではクラッド材としての加工性が不十分であり、クラッド圧延時の耳割れを防止する効果が乏しい。一方、クラッド率が１５％であれば十分に加工性を高めることができるため、１５％を越えるクラッド率に設定するメリットは乏しい。また、皮材は芯材よりも熱膨張係数が大きいため、クラッド率が１５％を越えるとクラッド材としての熱膨張係数も高くなる。特に好ましいクラッド率は片面につき５〜１０％である。

また、クラッド材の厚さは限定されないが、皮材をクラッドしたことで加工性が改善されるため、０．１〜５ｍｍの薄板に加工することができる。前記厚さの薄板は、プリント配線板のアルミニウム基板、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等のパワーデバイスの熱衝撃緩和材、発熱する各種電子部品を搭載する筐体やシャーシ等の構造部材、その他の熱膨張による不具合を緩和する部品や部材等の各種用途に広く使用できる。基板としての用途において、特に好ましい厚さは０．５〜４ｍｍである。

また、皮材によって芯材よりも表面処理性が高められているため、陽極酸化皮膜や化成皮膜との密着性にも優れている。このため、上記用途においても必要に応じて表面処理を施すことができる。

本発明のクラッド材の製造方法は限定されず、周知のクラッド材と同様の方法で製造することができる。例えば、鋳造、圧延、押出等の任意の方法で所定組成の芯材用素板および皮材用素板を製作し、これらを重ねてクラッド圧延して圧着し、要すればさらに、所要の厚さまで圧延する。圧延による製造であるから、大きなサイズのクラッド材の製作が可能である。また、芯材材料と皮材材料とをクラッド押出により圧着させ、あるいはクラッド鋳造により芯材を鋳造しながら別途製作したシート状の皮材を融着させ、要すればさらに所要の厚さまで圧延することによっても製造することができる。

本発明のプリント配線基板は、図１に参照されるように、上述した本発明のクラッド材を基板(10)とし、このアルミニウム基板(10)上に絶縁層(3)を積層し、さらにこの絶縁層(3)上に所要回路形状の通電層(4)として銅箔が積層されたものである。プリント配線基板(1)においては、アルミニウム基板(10)の熱膨張係数が低いため、通電層(4)との熱膨張係数差が小さい。このため、通電層(4)上に取り付けられた電子部品(5)から発生する熱によって加熱と冷却が繰り返されても、反りが少なく、ハンダ(6)におけるクラック発生が抑制される。

絶縁層(3)は、クラッド材(10)に直接または間接的に接合可能な絶縁材料で構成される。具体的には、絶縁性樹脂または前記絶縁性樹脂に熱伝導性フィラーを配合した絶縁性樹脂組成物を推奨できる。これらの樹脂ベースの絶縁層は、アルミニウム基板および通電層との接合性が良く、かつセラミックに比べて割れにくく、大面積の基板の製作が可能である。なお、本発明において絶縁層(3)は前記絶縁性樹脂または絶縁性樹脂組成物に限定されるものではなく、セラミックも用いることができる。セラミックの場合は、例えば接着剤によりクラッド材(10)に接合する。

前記絶縁性樹脂としては、耐熱性が優れて熱膨張率が小さく、クラッド材(10)に密着して接着性の優れているものが好ましい。これらの条件を満たす樹脂として、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂を推奨できる。さらに、エポキシ樹脂は、特に銅箔との接着性が良く、吸湿性が少なく、かつ安価である点でも推奨できる。ポリイミド樹脂は、耐薬品性が優れるとともに厚さ方向の熱膨張率が小さく、変形が抑制される点でも推奨できる。

また、前記絶縁性樹脂に熱伝導性フィラーを配合した絶縁性樹脂組成物を用いることによって、絶縁層の熱伝導性を高め、ひいては放熱性能を高めることができる。熱伝導性フィラーは絶縁体であって高熱伝導率を有するものが好ましく、金属酸化物または金属窒化物が好ましく、具体的にはＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＢｅＯ、ＭｇＯ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＢＮ、ＡｌＮを例示できる。これらの熱伝導性フィラーは単独で使用しても任意の複数種を併用しても良い。熱伝導性フィラーは、樹脂組成物中の濃度が多くなるほど絶縁層(3)の熱伝導率が高くなり、４０〜９０容量％が好ましい。４０容量％未満では熱伝導率向上効果が乏しく、９０容量％を越えると扁平チューブとの密着性が低下して放熱性能が低下する。特に好ましい濃度は６０〜８０容量％である。また、熱伝導性フィラーの粒径は１０〜４０μｍが好ましい。

絶縁層(3)の厚さは、上記の２種類のいずれの場合も０．０１〜０．５ｍｍが好ましい。

上述したクラッド材(10)、絶縁層(3)、通電層(4)の接合は、ホットプレス等の周知の方法により適宜行う。

例えば、絶縁層(3)の絶縁性樹脂として熱硬化性樹脂を用いた場合を例に挙げて説明すると、通電層(4)、絶縁層(3)、クラッド材(10)を重ね合わせ、上下をステンレス鋼板で挟み、さらにクッション材を介して押圧し、加熱する。このホットプレスにより、絶縁層(3)が硬化するとともにクラッド材(10)と通電層(4)に接合され、これらが一体化される。また、絶縁層(3)の一部に通電層(4)を接合する場合は、位置合わせシートおよび当て板を用いて接合を行う。即ち、位置合わせシートに通電層(4)を張り付け、通電層(4)に対応する位置に孔をあけた当て板を介して絶縁層(3)上に配置し、クラッド材(10)に重ねる。これらをステンレス鋼板で挟み、さらにクッション材を介して押圧して加熱する。これにより、絶縁層(3)の所定位置に通電層(4)が接合される。通電層に用いられる銅は、銅板、銅箔、銅メッキ層等がある。

また、前記クラッド材(10)と絶縁層(3)との接着力を向上させるために、クラッド材(10)の表面に陽極酸化皮膜を形成することも好ましい。陽極酸化皮膜のポア内に絶縁性樹脂が入り込み、アンカー効果による高い接着力を得ることができる。皮膜の種類は限定されず、リン酸による皮膜、硫酸による皮膜等を適宜用いることができる。本発明のクラッド材は、皮材によって表面処理性が高められているため、陽極酸化皮膜との密着性に優れている。

表１に示したＡｌ−Ｓｉ合金のうちのＢ〜Ｊの残部組成を表２に示す。これらのＡｌ−Ｓｉ合金Ｂ〜Ｊを芯材材料とし、後掲の表３に示す組成の皮材材料を用い、表４の実施例１〜２３および表５の比較例１〜７に示すクラッド材を製作した。

芯材材料は、ブックモールド法により鋳塊を製作し、４９０±１０℃で１０時間加熱保持後空冷する均熱処理を施し、さらに面削により厚さ１５ｍｍとし、これを芯材用素板を用いた。皮材材料は、鋳塊を圧延して皮材用素板を製作した。皮材用素板の厚さは、クラッド率を変化させるために、２ｍｍ（クラッド率１０．５％）、１．５ｍｍ（クラッド率８．３％）、０．５ｍｍ（クラッド率３．１％）の３種類とした。

そして、前記芯材用素板の両面に皮材用素板を重ね、５００℃で２時間の加熱を行い、板厚９ｍｍまでは約２〜１０％の圧下率で圧延し、さらに板厚３ｍｍまでは１０〜２０％の圧下率でクラッド圧延した。さらに厚さ１ｍｍまで冷間圧延して図２に示すようなクラッド材(10)を製作した。表４および表５に芯材および皮材の合金記号を示すとともに、片面のクラッド率を示す。

また比較例８〜１２においては芯材を単独で厚さ１ｍｍに圧延した。

各クラッド材について熱膨張係数および熱伝導率を測定するともに、芯材単独の場合と比較した。なお、表４、５における芯材単独の熱膨張係数および熱伝導率は表１から引用した。

各クラッド材の加工性および表面処理性について、下記の方法で試験し評価した。評価結果を表４および表５に併せて示す。
（加工性）
クラッド圧延時に、クラッド材の幅方向の側縁に発生した耳割れの長さ（側端からの耳割れ長さ）により次の基準で評価した。
◎：２ｍｍ未満
○：２ｍｍ以上４ｍｍ未満
△：４ｍｍ以上７ｍｍ未満
×：７ｍｍ以上
（表面処理性−陽極酸化処理）
クラッド材に対し、２０℃、１５Ｖ／Ｖ％の硫酸浴中、電流密度１．５Ａ／ｄｍ²で陽極酸化処理を施し、膜厚１μｍの皮膜を形成した。そして、形成した陽極酸化皮膜を光学顕微鏡で１００倍に拡大し、１０ｍｍ角の視野内のピット数を計数した。ピット数が少ないほど表面処理性が優れていると評価できる。
◎：３個以下
○：４〜１０個
×：１１個以上

表４の結果より、各実施例のクラッド材は芯材単独よりも加工性が高まって薄板を製作することができる。しかも、芯材の有する低い熱膨張係数はほぼ維持されており、低熱膨張のアルミニウム板である。また、芯材中の不純物量が規制されていることで熱伝導率も高いものであった。また、比較例８〜１２と比較すると、皮材をクラッドしたことで芯材単独よりも表面処理性が向上した。

一方、比較例１は芯材の熱膨張係数が高いために低熱膨張のクラッド材とはなり得ない。比較例２は芯材中のＳｉ量が過剰であるため、皮材をクラッドしてもなお加工性が不十分であった。また、比較例８〜１２が示すように、実施例と同じ芯材であっても、芯材単独では薄板への圧延時に耳割れが発生した。また、比較例３〜７が示すように、皮材としてＡｌ濃度が９８質量％未満のアルミニウムを用いた場合でもクラッド材としての加工性が不足し、良好なクラッド材を製作することができなかった。

本発明のクラッド材は、低熱膨張で加工性が良好であることから薄板製作が可能であり、プリント配線基板のアルミニウム基板等の熱膨張によって不具合を生じる部材材料として広く利用することができる。

プリント配線基板の断面図である。 本発明にかかるクラッド材の断面図である。

符号の説明

１…プリント配線基板
２…アルミニウム基板
３…絶縁層
４…通電層（銅箔）
10…クラッド材
11…芯材
12…皮材

Claims (13)

1. 芯材とその両面にクラッドされた皮材からなるクラッド材であって、
   前記芯材が、Ｓｉ：５〜３０質量％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金により構成され、前記皮材が、Ａｌ：９８質量％以上を含有し、残部が不純物からなる、アルミニウムまたはアルミニウム合金により構成されていることを特徴とするクラッド材。
2. 前記芯材を構成するアルミニウム合金中のＦｅ濃度が１質量％以下、Ｎｉ濃度が１質量％以下である請求項１に記載のクラッド材。
3. 前記芯材を構成するアルミニウム合金中のＣｕ濃度が０．５質量％以下、Ｔｉ濃度が０．３質量％以下、Ｃｒ濃度が０．３質量％以下、Ｐ濃度が０．１質量％以下、Ｂ濃度が０．０５質量％以下である請求項１または２に記載のクラッド材。
4. 前記芯材を構成するアルミニウム合金中のＭｎ濃度が０．２質量％以下、Ｍｇ濃度が０．２質量％以下、Ｚｎ濃度が０．２質量％以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載のクラッド材。
5. 前記皮材を構成するアルミニウムまたはアルミニウム合金中のＳｉ濃度が１質量％以下、Ｆｅ濃度が１質量％以下、Ｃｕ濃度が０．５質量％以下、Ｍｎ濃度が２質量％以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載のクラッド材。
6. 前記Ｍｎ濃度が０．００２〜１．２質量％である請求項５に記載のクラッド材。
7. 前記皮材を構成するアルミニウムまたはアルミニウム合金中のＺｎ濃度が０．５質量％以下であり、ＡｌおよびＺｎ以外の元素の合計が０．３質量％以下である請求項５に記載のクラッド材。
8. 前記皮材のクラッド率が片面につき１〜１５％である請求項１〜７のいずれか１項に記載のクラッド材。
9. 前記クラッド材の厚さが０．１〜５ｍｍである請求項１〜８のいずれか１項に記載のクラッド材。
10. Ｓｉ：５〜３０質量％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金からなる板の両面に、Ａｌ濃度が９８質量％以上であり、残部が不純物からなるアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる板を重ね合わせ、これらをクラッド圧延して圧着させることを特徴とするクラッド材の製造方法。
11. 請求項１〜９のいずれか１項に記載されたクラッド材をアルミニウム基板とし、このアルミニウム基板上に絶縁層が積層され、さらにこの絶縁層上に通電層として銅が積層されていることを特徴とするプリント配線基板。
12. 前記絶縁層は、絶縁性樹脂または前記絶縁性樹脂に熱伝導性フィラーを配合した絶縁性樹脂組成物を含む、請求項１１に記載のプリント配線基板。
13. 前記アルミニウム基板の表面に陽極酸化皮膜を有する請求項１１または１２に記載のプリント配線基板。
    

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