JP2011171687A - Insulated substrate, manufacturing method thereof, and forming method of wiring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子に用いられる絶縁基板に関し、詳しくは発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）に用いられる絶縁基板に関する。 The present invention relates to an insulating substrate used for a light emitting element, and more particularly to an insulating substrate used for a light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”).
一般的に、ＬＥＤは、蛍光灯と比較して、電力使用量が１／１００、寿命が４０倍（４００００時間）と言われている。このような省電力かつ長寿命という特徴が、環境重視の流れの中でＬＥＤが採用される重要な要素となっている。
特に白色ＬＥＤは、演色性に優れ、蛍光灯に比べて電源回路が簡便であるというメリットもあることから、照明用光源としての期待が高まっている。
近年、照明用光源として要求される発光効率の高い白色ＬＥＤ（３０〜１５０ｌｍ／Ｗ）も続々と登場し、実用時における光の利用効率の点では、蛍光灯（２０〜１１０ｌｍ／Ｗ）を逆転している。
これにより、蛍光灯にかわり白色ＬＥＤの実用化の流れが一気に高まり、液晶表示装置のバックライトや照明用光源として白色ＬＥＤが採用されるケースも増えつつある。
In general, LEDs are said to have a power consumption of 1/100 and a lifespan of 40 times (40000 hours) compared to fluorescent lamps. Such a feature of power saving and long life is an important factor in adopting LEDs in an environment-oriented flow.
In particular, white LEDs are excellent in color rendering properties and have a merit that a power supply circuit is simpler than fluorescent lamps, and therefore, expectations for light sources for illumination are increasing.
In recent years, white LEDs (30 to 150 lm / W) with high luminous efficiency, which are required as a light source for illumination, have appeared one after another, and the fluorescent lamp (20 to 110 lm / W) has been reversed in terms of light use efficiency in practical use. is doing.
As a result, the flow of practical use of white LEDs instead of fluorescent lamps is rapidly increasing, and the number of cases in which white LEDs are employed as backlights or illumination light sources for liquid crystal display devices is increasing.
ところで、高輝度化を達成するためにＬＥＤチップに電流を大量に流すと、発熱量が増大して波長変換用蛍光体担持樹脂材料の経時劣化を促進し、その結果、長寿命という特徴が犠牲になるという問題点が指摘されている。
実際、従来のＬＥＤにおいては、長時間駆動させたり発光輝度を高めるために高電流駆動させたりすると、ＬＥＤチップが著しく発熱して高温状態となり、熱劣化が生じている。
By the way, if a large amount of current is passed through the LED chip in order to achieve high brightness, the amount of generated heat increases, and the deterioration of the wavelength-supporting phosphor-supporting resin material is promoted over time. The problem of becoming.
In fact, in the conventional LED, when the LED is driven for a long time or driven at a high current in order to increase the light emission luminance, the LED chip generates a large amount of heat and becomes a high temperature state, resulting in thermal degradation.
このような問題を解消するため、アルミニウム基板の表面を陽極酸化皮膜で被覆した絶縁基板が提案されている（例えば、特許文献１〜７を参照）。この場合、陽極酸化皮膜が絶縁性を有するとともに、アルミニウム基板が高い熱伝導性を有するため、良好な放熱性が得られる。 In order to solve such a problem, an insulating substrate in which the surface of an aluminum substrate is coated with an anodized film has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 7). In this case, since the anodized film has insulating properties and the aluminum substrate has high thermal conductivity, good heat dissipation can be obtained.
本発明者は、特許文献１〜７に記載の絶縁基板についてさらに検討を行った。その結果、陽極酸化皮膜を得るための陽極酸化処理の条件や使用するアルミニウム基板によっては良好な絶縁性が得られないことが明らかとなった。
そこで、本発明の目的は、優れた放熱性を維持しつつ良好な絶縁性が得られる絶縁基板を提供することである。
The inventor further studied the insulating substrates described in Patent Documents 1-7. As a result, it became clear that good insulation could not be obtained depending on the conditions of the anodizing treatment for obtaining the anodized film and the aluminum substrate used.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an insulating substrate capable of obtaining good insulating properties while maintaining excellent heat dissipation.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、陽極酸化皮膜中の円相当直径１μｍ以上の金属間化合物が２０００個／ｍｍ3以下である場合に、良好な絶縁性が得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（１６）を提供する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor can obtain good insulating properties when the number of intermetallic compounds having an equivalent circle diameter of 1 μm or more in the anodized film is 2000 pieces / mm 3 or less. As a result, the present invention has been completed.
That is, the present invention provides the following (1) to (16).
（１）アルミニウム基板と、上記アルミニウム基板の全面を被覆する陽極酸化皮膜と、を備え、上記陽極酸化皮膜中において、円相当直径１μｍ以上の金属間化合物が２０００個／ｍｍ3以下である絶縁基板。 (1) An insulating substrate comprising an aluminum substrate and an anodic oxide film covering the entire surface of the aluminum substrate, wherein the number of intermetallic compounds having an equivalent circle diameter of 1 μm or more is 2000 / mm 3 or less in the anodic oxide film .
（２）さらに、上記アルミニウム基板の厚さ方向に貫通形成されたスルーホールを備え、上記スルーホールの内壁面が上記陽極酸化皮膜で被覆されている、上記（１）に記載の絶縁基板。 (2) The insulating substrate according to (1), further including a through hole formed through the aluminum substrate in a thickness direction, wherein an inner wall surface of the through hole is covered with the anodized film.
（３）上記アルミニウム基板のアルミニウム純度が９９．９５質量％以上である、上記（１）または（２）に記載の絶縁基板。 (3) The insulating substrate according to (1) or (2), wherein the aluminum purity of the aluminum substrate is 99.95% by mass or more.
（４）ＬＥＤ用絶縁基板である、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の絶縁基板。 (4) The insulating substrate according to any one of (1) to (3), which is an insulating substrate for LED.
（５）上記（１）に記載の絶縁基板を得る絶縁基板の製造方法であって、アルミニウム基板に対して陽極酸化処理を施す陽極酸化処理工程を備え、上記アルミニウム基板の全面を被覆する陽極酸化皮膜中において円相当直径１μｍ以上の金属間化合物が２０００個／ｍｍ3以下である絶縁基板を得る絶縁基板の製造方法。 (5) An insulating substrate manufacturing method for obtaining the insulating substrate according to (1) above, comprising an anodizing treatment step for anodizing the aluminum substrate, and covering the entire surface of the aluminum substrate. manufacturing method of the insulating substrate circle between equivalent diameter 1μm or more metal compounds to obtain an insulating substrate is 2,000 / mm 3 or less during the film.
（６）上記（２）に記載の絶縁基板を得る絶縁基板の製造方法であって、上記陽極酸化処理工程の前に、上記アルミニウム基板の厚さ方向にスルーホールを貫通形成するスルーホール形成工程を備える、上記（５）に記載の絶縁基板の製造方法。 (6) A method for manufacturing an insulating substrate as described in (2) above, wherein a through-hole forming step for forming a through-hole in the thickness direction of the aluminum substrate before the anodizing step The manufacturing method of the insulated substrate as described in said (5) provided with.
（７）上記陽極酸化処理工程の前に、上記アルミニウム基板に対して３５０〜６００℃での焼鈍処理を施す焼鈍処理工程を備える、上記（５）または（６）に記載の絶縁基板の製造方法。 (7) The method for manufacturing an insulating substrate according to (5) or (6), further including an annealing treatment step of performing an annealing treatment at 350 to 600 ° C. on the aluminum substrate before the anodizing treatment step. .
（８）上記陽極酸化処理工程では、硫酸電解液を用いる、上記（５）〜（７）のいずれかに記載の絶縁基板の製造方法。 (8) The method for manufacturing an insulating substrate according to any one of (5) to (7), wherein a sulfuric acid electrolyte is used in the anodizing treatment step.
（９）上記硫酸電解液の硫酸濃度が、１０〜６０ｇ／ｌである、上記（８）に記載の絶縁基板の製造方法。 (9) The method for manufacturing an insulating substrate according to (8), wherein the sulfuric acid electrolyte has a sulfuric acid concentration of 10 to 60 g / l.
（１０）上記アルミニウム基板のアルミニウム純度が９９．９５質量％以上である、上記（５）〜（９）のいずれかに記載の絶縁基板の製造方法。 (10) The method for manufacturing an insulating substrate according to any one of (5) to (9), wherein the aluminum purity of the aluminum substrate is 99.95% by mass or more.
（１１）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の絶縁基板が備える上記陽極酸化皮膜上の所望部位に配線を形成する配線の形成方法であって、上記所望部位にのみ上記配線となる導体金属を選択的に供給する供給工程を備える、配線の形成方法。 (11) A wiring forming method for forming a wiring at a desired site on the anodic oxide film provided in the insulating substrate according to any one of (1) to (3), wherein the wiring is formed only at the desired site. A method of forming a wiring, comprising a supply step of selectively supplying a conductive metal.
（１２）上記供給工程が、上記所望部位に上記導体金属を含む金属インクをインクジェット印刷法により供給する工程である、上記（１１）に記載の配線の形成方法。 (12) The wiring forming method according to (11), wherein the supplying step is a step of supplying a metal ink containing the conductive metal to the desired portion by an ink jet printing method.
（１３）上記供給工程が、上記所望部位に上記導体金属を含む金属インクをスクリーン印刷法により供給する工程である、上記（１１）に記載の配線の形成方法。 (13) The wiring forming method according to (11), wherein the supplying step is a step of supplying a metal ink containing the conductive metal to the desired portion by a screen printing method.
（１４）上記供給工程が、上記陽極酸化皮膜上の上記所望部位以外の部位にレジストを形成させた上記絶縁基板に対して、上記導体金属のイオンを含有する処理液を用いて無電解めっき処理および／または電解めっき処理を施す工程である、上記（１１）に記載の配線の形成方法。 (14) In the supplying step, an electroless plating treatment is performed on the insulating substrate in which a resist is formed on a portion other than the desired portion on the anodized film, using a treatment liquid containing ions of the conductor metal. And / or the method of forming a wiring according to (11) above, which is a step of performing an electrolytic plating treatment.
（１５）上記供給工程が、上記所望部位に金属還元能を有する金属還元層を形成し、形成された上記金属還元層に対して上記導体金属のイオンを含有する処理液を接触させる工程である、上記（１１）に記載の配線の形成方法。 (15) The supplying step is a step of forming a metal reducing layer having a metal reducing ability at the desired site, and bringing the treatment liquid containing ions of the conductor metal into contact with the formed metal reducing layer. The method for forming a wiring according to (11) above.
（１６）上記所望部位が上記絶縁基板の表裏両側に位置している、上記（１１）〜（１５）のいずれかに記載の配線の形成方法。 (16) The wiring forming method according to any one of (11) to (15), wherein the desired portions are located on both front and back sides of the insulating substrate.
本発明によれば、優れた放熱性を維持しつつ良好な絶縁性が得られる絶縁基板を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the insulated substrate which can obtain favorable insulation while maintaining the outstanding heat dissipation can be provided.
＜絶縁基板＞
以下に、本発明の絶縁基板について詳細に説明する。
本発明の絶縁基板は、アルミニウム基板と、上記アルミニウム基板の全面を被覆する陽極酸化皮膜と、を備え、上記陽極酸化皮膜中において、円相当直径１μｍ以上の金属間化合物が２０００個／ｍｍ3以下である絶縁基板である。
次に、本発明の絶縁基板の構成について、図１を用いて説明する。
<Insulating substrate>
Hereinafter, the insulating substrate of the present invention will be described in detail.
The insulating substrate of the present invention comprises an aluminum substrate and an anodic oxide film covering the entire surface of the aluminum substrate, and in the anodic oxide film, 2000 intermetallic compounds having a circle-equivalent diameter of 1 μm or more are 2000 / mm 3 or less. This is an insulating substrate.
Next, the structure of the insulating substrate of the present invention will be described with reference to FIG.
図１は、本発明の絶縁基板の好適な実施形態の一例を示す模式図であり、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は断面図を示す。
図１に示すように、本発明の絶縁基板１は、アルミニウム基板２を主体に構成されている。アルミニウム基板２の全面は、陽極酸化皮膜３によって被覆されている。
1A and 1B are schematic views showing an example of a preferred embodiment of an insulating substrate of the present invention, where FIG. 1A shows a plan view and FIG. 1B shows a cross-sectional view.
As shown in FIG. 1, the insulating substrate 1 of the present invention is mainly composed of an aluminum substrate 2. The entire surface of the aluminum substrate 2 is covered with an anodized film 3.
ここで、アルミニウム基板２の「全面」とは、アルミニウム基板２において外部雰囲気と接する全ての露出面をいい、図１に示すように、アルミニウム基板２が平板状である場合には、アルミニウム基板２の表裏面はもとより、アルミニウム基板の厚さを規定する面をも含む概念である。 Here, the “entire surface” of the aluminum substrate 2 refers to all exposed surfaces in contact with the external atmosphere in the aluminum substrate 2, and when the aluminum substrate 2 is flat as shown in FIG. 1, the aluminum substrate 2 The concept includes not only the front and back surfaces but also the surface defining the thickness of the aluminum substrate.
また、図１に示すように、アルミニウム基板２には、その厚さ方向に貫通させて、スルーホール４が形成されていてもよい。アルミニウム基板２の全面が陽極酸化皮膜３によって被覆されているため、スルーホール４の内壁面も同様に、陽極酸化皮膜３によって被覆されている。 Further, as shown in FIG. 1, a through hole 4 may be formed in the aluminum substrate 2 so as to penetrate in the thickness direction. Since the entire surface of the aluminum substrate 2 is covered with the anodic oxide film 3, the inner wall surface of the through hole 4 is similarly covered with the anodic oxide film 3.
本発明の絶縁基板１では、陽極酸化皮膜３が絶縁層となる。そのため、絶縁基板１の表面に配置されるＬＥＤチップ（図示せず）に対して、絶縁基板１の裏面側から絶縁基板１の外周の陽極酸化皮膜３を沿わせて、電力供給のための配線（図示せず）を形成することができる。
また、スルーホール４の内壁面も陽極酸化皮膜３によって被覆されているため、スルーホール４を通過させて、絶縁基板１の裏面側から表面側に向けて配線を形成することもできる。
ＬＥＤチップを絶縁基板に表面実装する場合、電力供給のための配線を絶縁基板の裏面側から表面側に向けて形成する必要があるが、本発明の絶縁基板１によれば、これが可能となる。
なお、配線は、例えば、後述するように、金属インクをインクジェット印刷法、スクリーン印刷法等により印刷し焼成する方法等によって形成することができる。
このとき、アルミニウム基板２が高い熱伝導性を有するため、ＬＥＤチップが熱を帯びたとしても、優れた放熱性が得られる。
In the insulating substrate 1 of the present invention, the anodic oxide film 3 becomes an insulating layer. Therefore, wiring for power supply is provided along the anodic oxide film 3 on the outer periphery of the insulating substrate 1 from the back surface side of the insulating substrate 1 to the LED chip (not shown) arranged on the surface of the insulating substrate 1. (Not shown) can be formed.
Further, since the inner wall surface of the through hole 4 is also covered with the anodized film 3, the wiring can be formed from the back surface side to the front surface side of the insulating substrate 1 through the through hole 4.
When the LED chip is surface-mounted on the insulating substrate, it is necessary to form wiring for supplying power from the back side to the front side of the insulating substrate. However, according to the insulating substrate 1 of the present invention, this is possible. .
The wiring can be formed by, for example, a method of printing and baking a metal ink by an ink jet printing method, a screen printing method, or the like, as will be described later.
At this time, since the aluminum substrate 2 has high thermal conductivity, even if the LED chip is heated, excellent heat dissipation is obtained.
以下に、本発明の絶縁基板を構成するアルミニウム基板、陽極酸化皮膜、スルーホール等について詳述する。 Below, the aluminum substrate, the anodic oxide film, the through hole, etc. which comprise the insulated substrate of this invention are explained in full detail.
（アルミニウム基板）
上記アルミニウム基板としては、公知のアルミニウム基板を用いることができ、純アルミニウム基板のほか、アルミニウムを主成分とし微量の異元素を含む合金板；低純度のアルミニウム（例えば、リサイクル材料）に高純度アルミニウムを蒸着させた基板；シリコンウエハー、石英、ガラス等の表面に蒸着、スパッタ等の方法により高純度アルミニウムを被覆させた基板；アルミニウムをラミネートした樹脂基板；等を用いることもできる。
(Aluminum substrate)
As the aluminum substrate, a known aluminum substrate can be used. In addition to a pure aluminum substrate, an alloy plate containing aluminum as a main component and containing a small amount of foreign elements; low-purity aluminum (for example, recycled material) and high-purity aluminum It is also possible to use a substrate obtained by depositing high purity aluminum on the surface of a silicon wafer, quartz, glass or the like; a resin substrate laminated with aluminum; or the like.
上記アルミニウム基板の厚さは、特に限定されないが、実装部品の低背化の観点から、０．２〜０．５ｍｍであるのが好ましい。なお、アルミニウム基板２を、所望の形状に加工することで、設計変更等にも柔軟に対応できる。 The thickness of the aluminum substrate is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 0.5 mm from the viewpoint of reducing the height of the mounted component. In addition, it can respond flexibly to a design change etc. by processing the aluminum substrate 2 into a desired shape.
上記アルミニウム基板のアルミニウム純度は、高い方が好ましい。具体的には、アルミニウム純度が、９９．９５質量％以上であるのが好ましく、９９．９９質量％以上であるのがより好ましい。
アルミニウム純度が上記範囲であると、上記アルミニウム基板中のＳｉ、Ｆｅ等の不純物が極めて微量となり、後述する陽極酸化処理を施して形成される陽極酸化皮膜中に残存する金属間化合物の個数が低減する。
The higher aluminum purity of the aluminum substrate is preferable. Specifically, the aluminum purity is preferably 99.95% by mass or more, and more preferably 99.99% by mass or more.
When the aluminum purity is in the above range, impurities such as Si and Fe in the aluminum substrate become extremely small, and the number of intermetallic compounds remaining in the anodized film formed by performing anodizing treatment described later is reduced. To do.
また、上記アルミニウム基板に対して後述する陽極酸化処理を施す場合、陽極酸化処理を施す面は、あらかじめ脱脂処理および鏡面仕上げ処理が施されるのが好ましい。
脱脂処理は、酸、アルカリ、有機溶剤等を用いて、アルミニウム基板に付着した、ほこり、脂、樹脂等の有機成分等を溶解させて除去することを目的として行われる。脱脂処理には、従来公知の脱脂剤を用いることができる。具体的には、例えば、市販されている各種脱脂剤を所定の方法で用いることにより行うことができる。
鏡面仕上げ処理は、アルミニウム基板の面の凹凸、例えば、アルミニウム基板の圧延時に発生した圧延筋等をなくすために行われる。鏡面仕上げ処理は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。例えば、機械研磨、化学研磨、電解研磨が挙げられる。
Moreover, when performing the anodizing process mentioned later with respect to the said aluminum substrate, it is preferable that the surface which anodizes is previously degreased and mirror-finished.
The degreasing treatment is performed for the purpose of dissolving and removing organic components such as dust, fat, and resin attached to the aluminum substrate using an acid, an alkali, an organic solvent, or the like. A conventionally known degreasing agent can be used for the degreasing treatment. Specifically, for example, various commercially available degreasing agents can be used by a predetermined method.
The mirror finish processing is performed to eliminate unevenness on the surface of the aluminum substrate, for example, rolling streaks generated during the rolling of the aluminum substrate. The mirror finishing process is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. Examples thereof include mechanical polishing, chemical polishing, and electrolytic polishing.
（陽極酸化皮膜）
上記陽極酸化皮膜は、存在する円相当直径１μｍ以上の金属間化合物の個数が２０００個／ｍｍ3以下である酸化アルミニウム皮膜である。
上記陽極酸化皮膜は、例えば、上記アルミニウム基板に対して後述する陽極酸化処理を施すことにより、上記アルミニウム基板の全面に形成される。
上記陽極酸化皮膜の厚さは、絶縁性の観点から、５〜７５μｍであるのが好ましく、１０〜５０μｍであるのがより好ましい。
(Anodized film)
The anodic oxide film is an aluminum oxide film in which the number of existing intermetallic compounds having an equivalent circle diameter of 1 μm or more is 2000 pieces / mm 3 or less.
The anodic oxide film is formed on the entire surface of the aluminum substrate, for example, by subjecting the aluminum substrate to an anodic oxidation treatment described later.
The thickness of the anodic oxide film is preferably 5 to 75 μm, more preferably 10 to 50 μm from the viewpoint of insulation.
ここで、金属間化合物について説明する。
本発明において、金属間化合物とは、上記アルミニウム基板中のアルミニウムとＳｉ、Ｆｅ等の不純物とによって構成される化合物である。後述する陽極酸化処理によって、一部の金属間化合物はアルミニウムとともに酸化され、別の一部の金属間化合物は残存すると言われている。
本発明においては、上記陽極酸化皮膜中において、円相当直径１μｍ以上の金属間化合物が２０００個／ｍｍ3以下であり、１０００個／ｍｍ3以下が好ましく、８００個／ｍｍ3以下がより好ましく、２００個／ｍｍ3以下がさらに好ましい。
また、金属間化合物の個数は次のように測定した。まず、陽極酸化皮膜の外面と断面とを、加速電圧２ｋＶ、観察倍率１００００倍で、測定面積が０．０１ｍｍ２となるように、複数視野をＦＥ−ＳＥＭ（日立製作所社製、Ｓ−４０００）で観察した。この観察結果から、陽極酸化皮膜外面の金属間化合物の存在確率Ｐｓ（個／ｍｍ２）と、陽極酸化皮膜断面の金属間化合物の存在確率Ｐｃ（個／ｍｍ２）とを求め、計算式｛（Ｐｓ×Ｐｃ）＾（３／４）｝から、有効数字を２桁として、陽極酸化皮膜中の金属間化合物の個数を、算術的に求めた。
円相当直径とは、ＳＥＭ写真における金属間化合物の面積と同じ面積を有する円の直径として換算した値である。
Here, the intermetallic compound will be described.
In the present invention, the intermetallic compound is a compound composed of aluminum in the aluminum substrate and impurities such as Si and Fe. It is said that a part of intermetallic compounds are oxidized together with aluminum by an anodic oxidation process described later, and another part of intermetallic compounds remains.
In the present invention, in the anodic oxide film, the intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 1 μm or more is 2000 pieces / mm 3 or less, preferably 1000 pieces / mm 3 or less, more preferably 800 pieces / mm 3 or less, More preferably 200 pieces / mm 3 or less.
The number of intermetallic compounds was measured as follows. First, the FE-SEM (manufactured by Hitachi, Ltd., S-4000) is used so that the outer surface and the cross section of the anodized film have an acceleration voltage of 2 kV, an observation magnification of 10,000 times, and a measurement area of 0.01 mm 2. Observed with. From this observation result, the existence probability Ps (pieces / mm 2 ) of the intermetallic compound on the outer surface of the anodic oxide film and the existence probability Pc (pieces / mm 2 ) of the intermetallic compound in the cross section of the anodic oxide film are obtained, and the calculation formula { From (Ps × Pc) ^ (3/4)}, the number of intermetallic compounds in the anodic oxide film was arithmetically determined with two significant digits.
The equivalent circle diameter is a value converted as the diameter of a circle having the same area as the area of the intermetallic compound in the SEM photograph.
上記陽極酸化皮膜中の金属間化合物の個数が上記範囲であると、本発明の絶縁基板は、絶縁性に優れる。
これは、上記陽極酸化皮膜中に残存している金属間化合物は絶縁破壊等の起点になると考えられるところ、本発明によれば、上記陽極酸化皮膜中の金属間化合物の絶対数が低く抑えられるため、絶縁破壊等が起こりにくくなるからであると考えられる。
When the number of intermetallic compounds in the anodic oxide film is within the above range, the insulating substrate of the present invention is excellent in insulating properties.
This is because the intermetallic compound remaining in the anodic oxide film is considered to be a starting point for dielectric breakdown or the like. According to the present invention, the absolute number of intermetallic compounds in the anodic oxide film can be kept low. Therefore, it is considered that dielectric breakdown or the like hardly occurs.
なお、本発明者は、金属間化合物がアルミニウム基板の芯部分で増えることを明らかにした。これは、アルミニウムの鋳造工程に起因すると推定される。
したがって、アルミニウム基板の芯部分の面についても陽極酸化皮膜を形成する場合、この陽極酸化皮膜と他の位置の陽極酸化皮膜とでは、金属間化合物の個数に差異が生じ、絶縁性等の特性にも差異が生じやすいと考えられる。
しかし、本発明においては、金属間化合物の個数が全体的に低減されているため、陽極酸化皮膜の位置の違いによる絶縁性等の特性の差異も生じにくくなると考えられる。
In addition, this inventor clarified that an intermetallic compound increases in the core part of an aluminum substrate. This is presumed to be due to the aluminum casting process.
Therefore, when an anodized film is also formed on the surface of the core portion of the aluminum substrate, there is a difference in the number of intermetallic compounds between this anodized film and the anodized film at other positions, resulting in characteristics such as insulation. The difference is likely to occur.
However, in the present invention, since the number of intermetallic compounds is reduced as a whole, it is considered that a difference in characteristics such as insulation due to a difference in position of the anodized film hardly occurs.
（スルーホール）
所望により形成する上記スルーホールは、後述する陽極酸化処理によって上記陽極酸化皮膜が形成される前に、上記アルミニウム基板の厚さ方向に貫通形成される。これにより、上記スルーホールの内壁面も上記陽極酸化皮膜で被覆される。
上記スルーホールの形状は、特に限定されないが、後述する陽極酸化処理が施される際の上記アルミニウム基板の体積膨張を考慮して、目的のホール径よりもわずかに大径に形成されることが好ましい。
また、上記スルーホールが形成される個数は、実施態様に応じて変更されるため、特に限定されないが、例えば、個片化された上記アルミニウム基板に対して２個である。
(Through hole)
The through hole formed as desired is formed so as to penetrate in the thickness direction of the aluminum substrate before the anodic oxide film is formed by an anodic oxidation process described later. Thereby, the inner wall surface of the through hole is also covered with the anodized film.
The shape of the through hole is not particularly limited, but may be formed slightly larger than the target hole diameter in consideration of the volume expansion of the aluminum substrate when the anodizing process described later is performed. preferable.
In addition, the number of through holes formed is not particularly limited because it is changed according to the embodiment. For example, the number of through holes is two for the aluminum substrate divided into pieces.
＜絶縁基板の製造方法＞
以下に、本発明の絶縁基板の製造方法について詳細に説明する。
本発明の絶縁基板の製造方法は、上述した本発明の絶縁基板を得る絶縁基板の製造方法であって、アルミニウム基板に対して陽極酸化処理を施す陽極酸化処理工程を備え、上述した本発明の絶縁基板を得る絶縁基板の製造方法である。
<Insulating substrate manufacturing method>
Below, the manufacturing method of the insulated substrate of this invention is demonstrated in detail.
An insulating substrate manufacturing method according to the present invention is an insulating substrate manufacturing method for obtaining the above-described insulating substrate according to the present invention, and includes an anodizing treatment step of anodizing the aluminum substrate. An insulating substrate manufacturing method for obtaining an insulating substrate.
次に、本発明の絶縁基板の製造方法が備える各工程について、図２に基づいて説明する。図２は、本発明の絶縁基板の好適な実施形態の一例を示すフローチャートである。 Next, each process with which the manufacturing method of the insulated substrate of this invention is provided is demonstrated based on FIG. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a preferred embodiment of the insulating substrate of the present invention.
（陽極酸化処理工程）
陽極酸化処理工程は、上記アルミニウム基板に対して陽極酸化処理を施して、上記アルミニウム基板の全面を被覆する上記陽極酸化皮膜を形成する工程である。
(Anodizing process)
The anodizing treatment step is a step of forming the anodized film that covers the entire surface of the aluminum substrate by anodizing the aluminum substrate.
陽極酸化処理工程における陽極酸化処理は、平版印刷版用支持体の製造等で行われている従来の方法で陽極酸化処理を施すことができる。
具体的には、陽極酸化処理に用いられる溶液としては、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸、アミドスルホン酸、マロン酸、クエン酸、酒石酸、ホウ酸等を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができ、中でも硫酸、ホウ酸を用いることが好ましい。
The anodizing treatment in the anodizing treatment step can be carried out by a conventional method performed in the production of a lithographic printing plate support.
Specifically, sulfuric acid, phosphoric acid, chromic acid, oxalic acid, sulfamic acid, benzenesulfonic acid, amidosulfonic acid, malonic acid, citric acid, tartaric acid, boric acid, etc. are used alone as the solution used for the anodizing treatment. Or two or more types can be used in combination, and among these, sulfuric acid and boric acid are preferably used.
硫酸電解液を用いる場合、その硫酸濃度は、１０〜６０ｇ／ｌであることが好ましく、２０〜４０ｇ／ｌであることがより好ましい。硫酸濃度がこの範囲であると、陽極酸化皮膜に残存する金属間化合物の個数が低減するため、本発明の絶縁基板は、絶縁性により優れる。 When using a sulfuric acid electrolyte, the sulfuric acid concentration is preferably 10 to 60 g / l, and more preferably 20 to 40 g / l. When the sulfuric acid concentration is within this range, the number of intermetallic compounds remaining in the anodized film is reduced, so that the insulating substrate of the present invention is more excellent in insulation.
この際、少なくともアルミニウム基板、電極、水道水、地下水等に通常含まれる成分が電解液中に含まれていても構わない。更には、第２、第３の成分が添加されていても構わない。ここでいう第２、第３の成分としては、例えば、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属のイオン；アンモニウムイオン等の陽イオン；硝酸イオン、炭酸イオン、塩化物イオン、リン酸イオン、フッ化物イオン、亜硫酸イオン、チタン酸イオン、ケイ酸イオン、ホウ酸イオン等の陰イオンが挙げられ、０〜１００００ｐｐｍ程度の濃度で含まれていてもよい。 At this time, at least a component usually contained in an aluminum substrate, an electrode, tap water, ground water, or the like may be contained in the electrolytic solution. Furthermore, the 2nd, 3rd component may be added. Examples of the second and third components herein include metal ions such as Na, K, Mg, Li, Ca, Ti, Al, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Zn; Cation such as ammonium ion; anion such as nitrate ion, carbonate ion, chloride ion, phosphate ion, fluoride ion, sulfite ion, titanate ion, silicate ion, borate ion, etc., 0 to 10,000 ppm It may be contained at a concentration of about.
また、陽極酸化処理工程における陽極酸化処理の条件は、使用される電解液によって種々変化するので一概に決定され得ないが、一般的には電解液濃度１〜８０質量％、液温５〜７０℃、電流密度０．５〜６０Ａ／ｄｍ2、電圧１〜１００Ｖ、電解時間１５秒〜５０分であるのが適当であり、所望の陽極酸化皮膜量となるように調整される。 In addition, the conditions of the anodizing treatment in the anodizing treatment step vary depending on the electrolyte used, and thus cannot be determined unconditionally. In general, however, the electrolyte concentration is 1 to 80% by mass, and the solution temperature is 5 to 70. It is appropriate that the temperature is 0 ° C., the current density is 0.5 to 60 A / dm 2 , the voltage is 1 to 100 V, and the electrolysis time is 15 seconds to 50 minutes.
陽極酸化処理工程においては、硫酸を含有する電解液中で陽極酸化処理を行う場合には、アルミニウム基板と対極との間に直流を印加してもよく、交流を印加してもよい。
アルミニウム基板に直流を印加する場合、電流密度は１〜６０Ａ／ｄｍ2であるのが好ましく、５〜４０Ａ／ｄｍ2であるのがより好ましい。
In the anodizing treatment step, when anodizing is performed in an electrolytic solution containing sulfuric acid, direct current may be applied between the aluminum substrate and the counter electrode, or alternating current may be applied.
When a direct current is applied to the aluminum substrate, the current density is preferably from 1 to 60 A / dm 2, and more preferably 5 to 40 A / dm 2.
また、陽極酸化処理工程における陽極酸化処理を連続的に施す場合には、アルミニウム基板の一部に電流が集中していわゆる「焼け」が生じないように、陽極酸化処理の開始当初は、５〜１０Ａ／ｄｍ2の低電流密度で電流を流し、陽極酸化処理が進行するにつれ、３０〜５０Ａ／ｄｍ2またはそれ以上に電流密度を増加させるのが好ましい。連続的に陽極酸化処理を行う場合には、アルミニウム基板に、電解液を介して給電する液給電方式により行うのが好ましい。 In addition, when the anodizing treatment in the anodizing treatment step is continuously performed, the initial anodizing treatment is performed so that current is concentrated on a part of the aluminum substrate and so-called “burning” does not occur. It is preferable to increase the current density to 30 to 50 A / dm 2 or higher as the anodic oxidation process proceeds with a current flowing at a low current density of 10 A / dm 2 . In the case where the anodizing process is continuously performed, it is preferable that the anodizing process is performed by a liquid power feeding method in which power is supplied to the aluminum substrate through an electrolytic solution.
また、陽極酸化処理工程における陽極酸化処理は、ある１つの処理条件で単独処理されてもよいが、２つ以上の条件の異なる陽極酸化処理を順次組み合わせて処理してもよい。 In addition, the anodizing treatment in the anodizing treatment step may be carried out independently under one certain treatment condition, but may be carried out by sequentially combining two or more different anodizing treatments.
例えば、硫酸電解液を用いた陽極酸処理の後に、ホウ酸およびホウ酸ナトリウムを含有する電解液を用いて陽極酸化処理（追加ホウ酸処理）を施してもよい。これにより、得られる絶縁基板について、陽極酸化皮膜中の金属間化合物の個数がより低減される。
追加ホウ酸処理の条件は、特に限定されないが、ホウ酸濃度は、０．１〜１Ｍが好ましく、０．３〜０．６Ｍがより好ましい。また、ホウ酸ナトリウム濃度は、０．０１〜０．１Ｍが好ましく、０．０３〜０．０６Ｍがより好ましい。さらに、電圧は、２００〜６００Ｖが好ましく、液温は、２０〜６０℃が好ましい。
For example, after the anodic acid treatment using a sulfuric acid electrolytic solution, an anodic oxidation treatment (additional boric acid treatment) may be performed using an electrolytic solution containing boric acid and sodium borate. Thereby, the number of intermetallic compounds in the anodic oxide film is further reduced in the obtained insulating substrate.
The conditions for the additional boric acid treatment are not particularly limited, but the boric acid concentration is preferably 0.1 to 1M, and more preferably 0.3 to 0.6M. Moreover, 0.01-0.1M is preferable and the sodium borate density | concentration has more preferable 0.03-0.06M. Furthermore, the voltage is preferably 200 to 600 V, and the liquid temperature is preferably 20 to 60 ° C.
（スルーホール形成工程）
本発明の絶縁基板の製造方法は、スルーホール形成工程を備えていてもよい。スルーホール形成工程は、上記陽極酸化処理工程の前に、上記アルミニウム基板の厚さ方向に上記スルーホールを貫通形成する工程である。
上記スルーホールの形成に際しては、従来公知の方法を採用することができ、例えば、ドリル加工、レーザー加工、金型よる打ち抜き加工等を用いることができる。
また、上述したように、上記スルーホールの形成に際しては、陽極酸化処理による上記アルミニウム基板の体積膨張を考慮して、目的のホール径よりもわずかに大径に形成することが好ましい。
(Through hole forming process)
The method for manufacturing an insulating substrate of the present invention may include a through hole forming step. The through hole forming step is a step of penetrating and forming the through hole in the thickness direction of the aluminum substrate before the anodizing step.
In forming the through-hole, a conventionally known method can be employed. For example, drilling, laser processing, punching with a mold, or the like can be used.
Further, as described above, when forming the through hole, it is preferable to form the through hole slightly larger than the target hole diameter in consideration of the volume expansion of the aluminum substrate due to the anodizing treatment.
（個片化工程）
本発明の絶縁基板の製造方法は、個片化工程を備えていてもよい。個片化工程は、上記陽極酸化処理工程の前（上記スルーホール形成工程を備える場合には、上記スルーホール形成工程の後、または、上記スルーホール形成工程と同時）に、上記アルミニウム基板を所望の形状で個片化可能にする工程である。この際、従来公知の方法を採用することができ、例えば、金型による内抜き加工、ドリルやレーザを用いたルーティング加工等を採用することができる。
(Individualization process)
The method for manufacturing an insulating substrate according to the present invention may include an individualization step. In the singulation process, the aluminum substrate is desired before the anodizing process (when the through-hole forming process is provided, after the through-hole forming process or simultaneously with the through-hole forming process). It is the process which makes it possible to separate into pieces with the shape of At this time, a conventionally known method can be employed, and for example, a hollow process using a mold, a routing process using a drill or a laser, and the like can be employed.
［ルーティング加工］
ここで、図５に基いて、ルーティング加工について説明する。ルーティング加工は、板状のアルミニウム基板２（図５（Ａ１）参照）から、複数個のアルミニウム基板であるチップ４１（図５（Ａ２）参照）を得るために行われる。
ルーティング加工では、各々のチップ４１の周囲に、アルミニウム基板２を貫通する切欠部４３が形成される（図５（Ａ２）参照）。このとき、異なるチップ４１同士またはチップ４１とアルミニウム基板２とを連結する連結部４２を残しておくことは、チップ４１がアルミニウム基板２から切り離されてバラバラとならず、チップ４１をアルミニウム基板２と一体に扱うことができるため、好ましい。
そして、ルーティング加工の後、上述した陽極酸化処理を施し（図５（Ａ３）参照）、連結部４２を切り離すことで、絶縁基板としてのチップ４１が得られる（図５（Ａ４）参照）。
ところで、連結部４２を切り離した後のチップ４１の側面には、陽極酸化されていないアルミニウム部分である切離跡４５が出現することになる（図５（Ａ４）参照）。このような切離跡４５は、陽極酸化されていないため、切離跡４５を有する絶縁基板としてのチップ４１の絶縁性は、不十分となるおそれがある。
[Routing processing]
Here, the routing process will be described with reference to FIG. Routing processing is performed to obtain a plurality of chips 41 (see FIG. 5 (A2)) which are a plurality of aluminum substrates from the plate-like aluminum substrate 2 (see FIG. 5 (A1)).
In the routing process, a notch 43 that penetrates the aluminum substrate 2 is formed around each chip 41 (see FIG. 5A2). At this time, leaving the connecting portions 42 that connect the different chips 41 to each other or the chip 41 and the aluminum substrate 2 does not cause the chips 41 to be separated from the aluminum substrate 2, and the chips 41 are not separated from the aluminum substrate 2. Since it can handle integrally, it is preferable.
Then, after the routing process, the above-described anodic oxidation process is performed (see FIG. 5A3), and the connecting portion 42 is cut off to obtain a chip 41 as an insulating substrate (see FIG. 5A4).
By the way, on the side surface of the chip 41 after the coupling portion 42 is cut off, a separation mark 45 that is an aluminum portion that has not been anodized appears (see FIG. 5 (A4)). Since such a separation trace 45 is not anodized, the insulating property of the chip 41 as an insulating substrate having the separation trace 45 may be insufficient.
そこで、本発明においては、図６に示すように、ルーティング加工の際に、連結部４２を、チップ４１よりも薄く形成する（図６（Ｂ１）参照）。具体的には、連結部４２の厚さを、陽極酸化処理によって形成される陽極酸化皮膜３の厚さの２倍以下にすることで、連結部４２における全ての部分を陽極酸化皮膜３が占めるようにする（図６（Ｂ２）参照）。
そうすると、連結部４２におけるアルミニウム部分は全く無くなるため、連結部４２を切り離しても、絶縁基板であるチップ４１の切離跡４５は出現しない（図６（Ｂ３）参照）。このようにして得られた絶縁基板としてのチップ４１の絶縁性は、十分なものとなる。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 6, the connecting portion 42 is formed thinner than the chip 41 during the routing process (see FIG. 6 (B1)). Specifically, the anodic oxide film 3 occupies all the portions in the connecting portion 42 by making the thickness of the connecting portion 42 equal to or less than twice the thickness of the anodized film 3 formed by the anodizing treatment. (See FIG. 6B2).
Then, since the aluminum portion in the connecting portion 42 is completely eliminated, even if the connecting portion 42 is cut off, the separation trace 45 of the chip 41 which is an insulating substrate does not appear (see FIG. 6 (B3)). The insulating property of the chip 41 as an insulating substrate obtained in this way is sufficient.
なお、連結部４２をチップ４１よりも薄く形成するといっても、図７に示すように、連結部４２の厚さを、陽極酸化処理によって形成される陽極酸化皮膜３の厚さの２倍超にしてしまうと、連結部４２にアルミニウム部分が残ってしまう（図７（Ｃ２）参照）。この場合、連結部４２の切り離しにより、チップ４１の側面には切離跡４５が僅かに出現してしまい（図７（Ｃ３）参照）、絶縁性は不十分となる。 Even if the connecting portion 42 is formed thinner than the chip 41, as shown in FIG. 7, the thickness of the connecting portion 42 is more than twice the thickness of the anodized film 3 formed by anodizing treatment. If it does, an aluminum part will remain in the connection part 42 (refer FIG. 7 (C2)). In this case, a separation mark 45 slightly appears on the side surface of the chip 41 due to the disconnection of the connecting portion 42 (see FIG. 7 (C3)), and the insulation becomes insufficient.
（焼鈍処理工程）
本発明の絶縁基板の製造方法は、焼鈍処理工程を備えていてもよい。焼鈍処理工程は、上記陽極酸化処理工程の前（上記スルーホール形成工程を備える場合は、上記スルーホール形成工程の前）に、上記アルミニウム基板に対して、焼鈍処理を施す工程である。
焼鈍処理を施す場合は、３５０〜６００℃で施すのが好ましく、４００〜５００℃で施すのがより好ましい。また、１０〜１００時間施すのが好ましい。具体的には、例えば、アルミニウム基板を焼鈍炉に入れる方法等が挙げられる。
このような焼鈍処理を施すことにより、アルミニウム基板中の不純物を、その元素種にもよるが、基板中に固溶させることができるので、陽極酸化処理を施して形成される上記陽極酸化皮膜中の金属間化合物の個数が低減して、本発明の絶縁基板における絶縁性が、より良好になる。
また、焼鈍処理後のアルミニウム基板は、急速に冷却するのが好ましい。冷却する方法としては、例えば、水等に直接投入する方法等が挙げられる。
(Annealing process)
The method for manufacturing an insulating substrate of the present invention may include an annealing process. The annealing treatment step is a step of performing an annealing treatment on the aluminum substrate before the anodizing treatment step (when the through hole forming step is provided, before the through hole forming step).
When performing an annealing process, it is preferable to apply at 350-600 degreeC, and it is more preferable to apply at 400-500 degreeC. Moreover, it is preferable to apply for 10 to 100 hours. Specifically, for example, a method of putting an aluminum substrate in an annealing furnace can be mentioned.
By performing such an annealing treatment, the impurities in the aluminum substrate can be dissolved in the substrate, depending on the element type, but in the anodic oxidation film formed by anodizing treatment. As a result, the number of intermetallic compounds decreases, and the insulating properties of the insulating substrate of the present invention become better.
Moreover, it is preferable that the annealed aluminum substrate is rapidly cooled. As a method for cooling, for example, a method of directly putting it into water or the like can be mentioned.
（その他の工程）
本発明の絶縁基板の製造方法は、上記陽極酸化処理工程の前（上記スルーホール形成工程または上記個片化工程を備える場合には、これらの工程の後）に、上記アルミニウム基板に対して、バリ、加工油分等の除去を目的としたエッチング処理を施すエッチング処理工程を備えることが好ましい。
エッチング処理は、酸性の処理液でもアルカリ性の処理液でも用いることができ、例えば、リン酸、水酸化ナトリウム溶液等を用いることができる。この際、有機溶剤系の洗浄剤を併用してもよい。
さらに、本発明の絶縁基板の製造方法は、上記エッチング処理工程の後であって上記陽極酸化処理工程の前に、陽極酸化処理時の均一性を確保する目的で、上記アルミニウム基板の全面を十分水洗する水洗工程を備えることが好ましい。そして、水洗後、陽極酸化処理までは、自然酸化皮膜の形成および空気中の不純物の付着を抑制するため、上記アルミニウム基板の全面を、空気中に暴露しないことが好ましい。
(Other processes)
The method for manufacturing an insulating substrate of the present invention is performed on the aluminum substrate before the anodizing treatment step (after the through-hole forming step or the individualizing step, after these steps), It is preferable to provide an etching process step for performing an etching process for the purpose of removing burrs and processing oil.
For the etching treatment, either an acidic treatment solution or an alkaline treatment solution can be used. For example, phosphoric acid, a sodium hydroxide solution, or the like can be used. At this time, an organic solvent-based cleaning agent may be used in combination.
Furthermore, the method for manufacturing an insulating substrate of the present invention is sufficient to ensure the uniformity of the entire surface of the aluminum substrate for the purpose of ensuring uniformity during the anodizing process after the etching process and before the anodizing process. It is preferable to provide a water washing step of washing with water. And after washing with water, it is preferable not to expose the entire surface of the aluminum substrate to the air in order to suppress the formation of a natural oxide film and the adhesion of impurities in the air until the anodizing treatment.
＜配線の形成方法＞
以下に、本発明の配線の形成方法について詳細に説明する。
本発明の配線の形成方法は、上述した本発明の絶縁基板が備える上記陽極酸化皮膜上の所望部位に配線を形成する配線の形成方法であって、上記所望部位にのみ上記配線となる導体金属を選択的に供給する供給工程を備える配線の形成方法である。
<Method for forming wiring>
The wiring forming method of the present invention will be described in detail below.
The wiring forming method of the present invention is a wiring forming method of forming a wiring at a desired site on the anodized film provided in the above-described insulating substrate of the present invention, and is a conductor metal that becomes the wiring only at the desired site. A method for forming a wiring, comprising a supply step of selectively supplying.
図８は、絶縁基板への配線を説明するための断面模式図である。絶縁基板１が備える陽極酸化皮膜３上の所望部位に配線を形成する方法としては、図８（Ａ）に示すように、まず、陽極酸化皮膜３の全面に、接着剤を用いて導体金属１１の貼付（銅貼り）を行い、その後、所望部位以外の不要部１１ｂをエッチング処理等で除去し、残った残部１１ａを配線とする方法が考えられる。
しかしながら、この方法を採用する場合、不要部１１ｂをエッチング処理等で除去する工程が必須となる；使用される接着剤が絶縁基板の放熱性を悪化させる；等の問題が生じてしまう。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining wiring to the insulating substrate. As a method of forming a wiring at a desired site on the anodic oxide film 3 provided in the insulating substrate 1, first, as shown in FIG. 8A, the conductor metal 11 is applied to the entire surface of the anodic oxide film 3 using an adhesive. A method is conceivable in which the unnecessary portion 11b other than the desired portion is removed by etching or the like, and the remaining portion 11a is used as a wiring.
However, when this method is employed, a step of removing the unnecessary portion 11b by an etching process or the like is indispensable; the problem is that the adhesive used deteriorates the heat dissipation of the insulating substrate.
これに対し、本発明の配線の形成方法によれば、図８（Ｂ）に示すように、当初から所望部位にのみ導体金属１１が選択的に供給されるため、不要部１１ｂをエッチング処理等で除去すること等を必要とせずに所望部位に配線を形成することが可能となる。
そして、本発明の配線の形成方法によって得られた配線については、陽極酸化皮膜３の全面に導体金属１１を供給して得られた配線と同様な導通性を有し、特に、後述する第１〜第４態様の配線の形成方法を採用することによって、接着剤が不要となり、絶縁基板の放熱性が維持される。
On the other hand, according to the wiring forming method of the present invention, as shown in FIG. 8B, the conductive metal 11 is selectively supplied only to a desired portion from the beginning, so that the unnecessary portion 11b is etched. Wiring can be formed at a desired site without the need for removal at the step.
And about the wiring obtained by the formation method of the wiring of this invention, it has the same electroconductivity as the wiring obtained by supplying the conductor metal 11 to the whole surface of the anodic oxide film 3, and especially the 1st mentioned later. By adopting the wiring formation method of the fourth aspect, no adhesive is required, and the heat dissipation of the insulating substrate is maintained.
図９は、導体金属の供給を説明するための模式図である。図９に基いて、導体金属を供給する場合について説明する。
図９（Ａ）に示すように、絶縁基板１の形状が、段差のない平板状である場合には、本発明の配線の形成方法を用いることなく、絶縁基板１の陽極酸化皮膜（図９では図示せず）上に導体金属である金属箔層１２を配置することができる。
しかしながら、図９（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、絶縁基板１の形状が、一面側に凹凸を有する形状（キャビティ形状）；チップ４１同士を連結部４２が連結している形状（プラモデル形状）；チップ４１にスルーホール４が形成されている形状（スルーホール形状）；等の段差を有する形状である場合には、金属箔層１２をその形状に沿って配置することは困難である。
そこで、絶縁基板１が段差を有する形状である場合には、所望部位にのみ導体金属１１が選択的に供給される本発明の配線の形成方法を採用することにより、段差形状を有する絶縁基板１に対しても部分的に導体金属１１を供給し配線とすることができる。このとき、図９（Ｄ）に示すように、配線が形成されることを所望する部位が絶縁基板１の表裏両側に位置していてもよい。
なお、スルーホール形状の絶縁基板１に対しては、スルーホール４の内壁面にも導体金属１１を供給する観点から、後述する第３態様または第４態様の配線の形成方法を採用することが好ましい。
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the supply of the conductor metal. The case where a conductor metal is supplied will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 9A, when the shape of the insulating substrate 1 is a flat plate without a step, the anodic oxide film (FIG. 9) of the insulating substrate 1 is used without using the wiring forming method of the present invention. The metal foil layer 12 which is a conductor metal can be arrange | positioned on (not shown in figure).
However, as shown in FIGS. 9B to 9D, the shape of the insulating substrate 1 is a shape having an unevenness on one side (cavity shape); a shape in which the connecting portions 42 connect the chips 41 to each other (plastic model) Shape); shape in which the through-hole 4 is formed in the chip 41 (through-hole shape); or the like having a step such as it is difficult to arrange the metal foil layer 12 along the shape. .
Therefore, when the insulating substrate 1 has a stepped shape, the insulating substrate 1 having the stepped shape is adopted by adopting the wiring forming method of the present invention in which the conductor metal 11 is selectively supplied only to a desired portion. Alternatively, the conductor metal 11 can be partially supplied to form a wiring. At this time, as shown in FIG. 9D, the portions where wiring is desired to be formed may be located on both the front and back sides of the insulating substrate 1.
For the through-hole-shaped insulating substrate 1, from the viewpoint of supplying the conductor metal 11 also to the inner wall surface of the through-hole 4, it is possible to adopt the wiring formation method of the third aspect or the fourth aspect described later. preferable.
次に、本発明の配線の形成方法として、第１〜第４態様の配線の形成方法について説明する。
（第１態様）
第１態様の配線の形成方法における上記供給工程は、上記陽極酸化皮膜上の所望部位に導体金属を含む金属インクをインクジェット印刷法により供給する工程である。第１態様によれば、金属インクが配線パターンを形成し、この配線パターンがその後焼成されて配線となる。
そして、本発明の絶縁基板のように、端面（側面）まで陽極酸化皮膜が形成されている絶縁基板に対しては、第１態様の配線の形成方法を採用することで、金属インクを供給しやすいという効果が期待できる。
Next, as a method for forming a wiring according to the present invention, a method for forming a wiring according to first to fourth aspects will be described.
(First aspect)
The supply step in the wiring formation method of the first aspect is a step of supplying a metal ink containing a conductive metal to a desired portion on the anodized film by an ink jet printing method. According to the first aspect, the metal ink forms a wiring pattern, and this wiring pattern is then baked to form a wiring.
Then, the metal ink is supplied to the insulating substrate on which the anodized film is formed up to the end surface (side surface) like the insulating substrate of the present invention by adopting the wiring formation method of the first aspect. The effect that it is easy can be expected.
インクジェット印刷法に用いる機構としては、特に限定されず、従来公知の機構を用いることができる。
金属インクとしては、例えば、バインダー、界面活性剤などを含む溶媒に導体金属の微粒子を均一分散させたもの等が挙げられる。この場合、溶媒は、導体金属に対する親和性と揮発性とを兼ね備えたものであることが必要である。
The mechanism used in the ink jet printing method is not particularly limited, and a conventionally known mechanism can be used.
Examples of the metal ink include those obtained by uniformly dispersing fine particles of a conductive metal in a solvent containing a binder, a surfactant, and the like. In this case, the solvent needs to have both affinity for the conductive metal and volatility.
金属インクに含まれる導体金属としては、銀、銅、金、白金、ニッケル、アルミニウム、鉄、パラジウム、クロム、モリブデン、タングステンなどの金属の微粒子；酸化銀、酸化コバルト、酸化鉄、酸化ルテニウムなどの金属酸化物の微粒子；Ｃｒ−Ｃｏ−Ｍｎ−Ｆｅ、Ｃｒ−Ｃｕ、Ｃｒ−Ｃｕ−Ｍｎ、Ｍｎ−Ｆｅ−Ｃｕ、Ｃｒ−Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｍｎ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅなどの複合合金の微粒子；銀メッキ銅などのメッキ複合体の微粒子；等が挙げられ、これらを１種単独で用いても２種以上を併用してもよい。
これらのうち、金属の微粒子が好ましく、銀、銅、金がより好ましく、耐酸化性に優れて高絶縁性酸化物を生成しにくく、低コストであり、配線パターンの焼成後における導電性が向上するという理由から、特に銀が好ましい。
Conductive metals contained in the metal ink include fine particles of metals such as silver, copper, gold, platinum, nickel, aluminum, iron, palladium, chromium, molybdenum, tungsten; silver oxide, cobalt oxide, iron oxide, ruthenium oxide, etc. Metal oxide fine particles; Cr—Co—Mn—Fe, Cr—Cu, Cr—Cu—Mn, Mn—Fe—Cu, Cr—Co—Fe, Co—Mn—Fe, Co—Ni—Cr—Fe, etc. Fine particles of a composite alloy of the above; fine particles of a plated composite such as silver-plated copper; and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, metal fine particles are preferable, silver, copper, and gold are more preferable, oxidation resistance is excellent, it is difficult to form a high-insulation oxide, and the cost is low, and the conductivity after firing the wiring pattern is improved. For this reason, silver is particularly preferable.
微粒子である導体金属の形状としては、特に限定されず、例えば、球状、粒状、鱗片状等が挙げられるが、微粒子同士の接触面積を大きくして導電性を向上させるという観点から、鱗片状が好ましい。 The shape of the conductive metal that is a fine particle is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a granular shape, a scale shape, and the like. From the viewpoint of increasing the contact area between the fine particles and improving the conductivity, the scale shape is preferable.
金属インクに含まれる導体金属の平均サイズは、金属インクにより形成される配線パターン中の充填率を高めて導電性を向上させるという観点、本発明の絶縁基板が備える上記陽極酸化皮膜への供給という観点から、１〜２０ｎｍが好ましく、５〜１０ｎｍがより好ましい。 The average size of the conductor metal contained in the metal ink is that the filling rate in the wiring pattern formed with the metal ink is increased to improve conductivity, and the supply to the anodic oxide film provided in the insulating substrate of the present invention. From the viewpoint, 1 to 20 nm is preferable, and 5 to 10 nm is more preferable.
（第２態様）
第２態様の配線の形成方法における上記供給工程は、上記陽極酸化皮膜上の所望部位に導体金属を含む金属インクをスクリーン印刷法により供給する工程である。第１態様と同様に、第２態様によれば、金属インクが配線パターンを形成し、この配線パターンがその後焼成されて配線となる。
スクリーン印刷法による金属インクの供給は、配線パターンに従った透過部分をスクリーンに設け、金属インクをこの透過部分からスキージングすることにより行うことができる。
導体金属を含む金属インクとしては、上述したインクジェット印刷法で用いたものを用いることができる。
(Second embodiment)
The supplying step in the wiring forming method of the second aspect is a step of supplying a metal ink containing a conductive metal to a desired portion on the anodized film by a screen printing method. Similar to the first aspect, according to the second aspect, the metal ink forms a wiring pattern, and this wiring pattern is then fired to form a wiring.
The supply of the metallic ink by the screen printing method can be performed by providing a transmissive portion according to the wiring pattern on the screen and squeezing the metallic ink from the transmissive portion.
As a metal ink containing a conductor metal, what was used by the inkjet printing method mentioned above can be used.
（第３態様）
第３態様の配線の形成方法における上記供給工程は、上記陽極酸化皮膜上の所望部位以外の部位にレジストを形成させた本発明の絶縁基板に対して、導体金属のイオンを含有する処理液を用いて無電解めっき処理および／または電解めっき処理を施す工程である。第３態様によれば、レジストが形成されていない上記陽極酸化皮膜上の所望部位にのみ導体金属を析出させて配線とすることができる。
(Third aspect)
In the method for forming a wiring according to the third aspect, the supplying step includes applying a treatment liquid containing conductive metal ions to the insulating substrate of the present invention in which a resist is formed at a site other than the desired site on the anodized film. This is a step of performing electroless plating treatment and / or electrolytic plating treatment. According to the 3rd aspect, a conductor metal can be deposited only in the desired site | part on the said anodic oxide film in which the resist is not formed, and it can be set as wiring.
上記陽極酸化皮膜上にレジストを形成する方法としては、特に限定されず、例えば、レジスト液に浸漬させた本発明の絶縁基板を乾燥させて上記陽極酸化皮膜の全面にレジストを形成させ、配線パターンに従ってレジストを露光し、現像処理を行って不要なレジストを除去する方法等の従来公知の方法を用いることができる。 The method for forming a resist on the anodic oxide film is not particularly limited. For example, the insulating substrate of the present invention immersed in a resist solution is dried to form a resist on the entire surface of the anodic oxide film, and a wiring pattern is formed. A conventionally known method such as a method of exposing the resist in accordance with the above and performing development treatment to remove unnecessary resist can be used.
レジストとしては、上記陽極酸化皮膜を被覆することができるものであれば特に限定されず、従来公知のレジストを用いることができる。なお、フィルムタイプのレジストを用いることは、本発明の絶縁基板が上記スルーホールを備える等により段差を有する場合には、好ましくない。
また、レジストは、本発明の絶縁基板を使用する際には、除去されていても残存していてもよい。レジストを残存させる場合には、本発明の絶縁基板の放熱性を損なわせないために、アルミナ、シリカ、チタニアなどの酸化物フィラーをレジストに含有させることが好ましい。
The resist is not particularly limited as long as it can cover the anodic oxide film, and a conventionally known resist can be used. In addition, it is not preferable to use a film-type resist when the insulating substrate of the present invention has a step due to the provision of the through hole.
Further, the resist may be removed or remain when the insulating substrate of the present invention is used. When the resist is left, it is preferable to contain an oxide filler such as alumina, silica or titania in the resist so as not to impair the heat dissipation of the insulating substrate of the present invention.
無電解めっき処理で用いる処理液としては、例えば、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ等の導体金属のイオンを含有する処理液が挙げられ、中でも、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕイオンを含有する処理液が好ましい。
電解めっき処理で用いる処理液としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ等の導体金属のイオンを含有する処理液が挙げられ、中でも、Ｃｕイオンを含有する処理液が好ましい。
無電解めっき処理および／または電解めっき処理の条件としては、析出する導体金属が電気伝導可能な膜厚となるまで成長すれば特に限定されず、本発明の絶縁基板を無電解めっき処理液に長時間浸漬させて導体金属が所望膜厚となるまで無電解めっき処理のみを施してもよいし、無電解めっき処理を施して導体金属を一定膜厚まで成長させた後に電解めっき処理を施してこの導体金属をさらに成長させてもよい。
Examples of the treatment liquid used in the electroless plating treatment include a treatment liquid containing conductive metal ions such as Ni, Au, Cu, and Pd. Among them, a treatment liquid containing Cu, Ni, and Au ions is preferable. .
Examples of the treatment liquid used in the electrolytic plating treatment include a treatment liquid containing conductive metal ions such as Cu, Ni, and Au, and among them, a treatment liquid containing Cu ions is preferable.
The conditions for the electroless plating treatment and / or the electrolytic plating treatment are not particularly limited as long as the deposited conductive metal grows to a film thickness that allows electrical conduction, and the insulating substrate of the present invention can be used as an electroless plating solution. The electroless plating treatment may be performed only until the conductor metal has a desired film thickness by immersing for a time, or after the electroless plating process is performed to grow the conductor metal to a certain film thickness, the electroplating treatment is performed. A conductive metal may be further grown.
（第４態様）
第４態様の配線の形成方法における上記供給工程は、上記陽極酸化皮膜上の所望部位に金属還元能を有する金属還元層を形成し、形成された上記金属還元層に対して導体金属のイオンを含有する処理液を接触させる工程である。第４態様によれば、金属還元層が形成された所望部位にだけ導体金属を析出させて配線とすることができる。
(4th aspect)
The supplying step in the wiring forming method of the fourth aspect includes forming a metal reducing layer having a metal reducing ability at a desired site on the anodized film, and applying conductive metal ions to the formed metal reducing layer. This is a step of contacting the contained processing liquid. According to the 4th aspect, a conductor metal can be deposited only in the desired site | part in which the metal reduction layer was formed, and it can be set as wiring.
上記金属還元層は、例えば、金属捕捉能を有する官能基を含有するカップリング剤に金属還元能を有する金属をあらかじめ補足させて得られる処理液を、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法を用いて、上記陽極酸化皮膜上の所望部位に印刷し、乾燥させることで形成される。
上記カップリング剤としては、上記陽極酸化皮膜上の水酸基と反応する官能基を有していればよく、反応性の高いシラノール基を生成し得るシランカップリング剤が好ましい。
上記カップリング剤が含有する金属捕捉能を有する官能基としては、メルカプト基、カルボキシ基、２−ヒドロキシフェニル基、３−ヒドロキシフェニル基、４−ヒドロキシフェニル基、エステル基、アミド基、イミダゾール基、エーテル基等が挙げられ、中でも、金属捕捉能により優れるという理由から、メルカプト基が好ましい。
このような上記カップリング剤としては、例えば、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン［（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6ＳＨ］等が挙げられる。
上記カップリング剤に捕捉される金属還元能を有する金属としては、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ等が挙げられ、中でも、金属還元能により優れるという理由から、Ｐｄ（パラジウム）が好ましい。
The metal reduction layer is obtained by, for example, a printing method such as an ink jet printing method or a screen printing method using a treatment liquid obtained by previously capturing a metal having a metal reducing ability into a coupling agent containing a functional group having a metal capturing ability. It is formed by printing on a desired site on the anodic oxide film and drying.
As said coupling agent, what is necessary is just to have the functional group which reacts with the hydroxyl group on the said anodic oxide film, and the silane coupling agent which can produce | generate a highly reactive silanol group is preferable.
Examples of the functional group having a metal capturing ability contained in the coupling agent include a mercapto group, a carboxy group, a 2-hydroxyphenyl group, a 3-hydroxyphenyl group, a 4-hydroxyphenyl group, an ester group, an amide group, an imidazole group, Examples include an ether group, and among them, a mercapto group is preferable because of its superior metal capturing ability.
Examples of such a coupling agent include γ-mercaptopropyltrimethoxysilane [(CH 3 O) 3 SiC 3 H 6 SH].
Examples of the metal having a metal reducing ability trapped by the coupling agent include Pd, Ag, Au, etc. Among them, Pd (palladium) is preferable because it is more excellent in metal reducing ability.
上記金属還元層に対して接触させる処理液に含有される導体金属のイオンとしては、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属イオンが挙げられ、中でも、Ｃｕが好ましい。
このような処理液としては、上述した無電解めっき処理で用いる処理液を好ましく用いることができる。
Examples of the conductor metal ions contained in the treatment liquid brought into contact with the metal reduction layer include metal ions such as Ag, Ni, Au, Cu, and Pd. Among these, Cu is preferable.
As such a treatment solution, a treatment solution used in the above-described electroless plating treatment can be preferably used.
以下に、実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.
＜実施例１＞
アルミニウム純度９９．９５質量％のアルミニウム基板（日本軽金属社製、厚さ０．４ｍｍ）について、ドリル加工によりスルーホール（ホール径０．２ｍｍφ）を形成し、ルーティング加工によって個片化可能とした。
次に、このアルミニウム基板について、硫酸電解液（硫酸濃度５０ｇ／ｌ）を用いて、電圧２５Ｖ、液温度１５℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で１時間陽極酸化処理を施して、厚さ１０μｍの均一な陽極酸化皮膜で全面が被覆された絶縁基板を得た。
<Example 1>
With respect to an aluminum substrate (made by Nippon Light Metal Co., Ltd., thickness 0.4 mm) having an aluminum purity of 99.95% by mass, through holes (hole diameter 0.2 mmφ) were formed by drilling, and individualization was possible by routing processing.
Next, this aluminum substrate was anodized for 1 hour using a sulfuric acid electrolyte (sulfuric acid concentration 50 g / l) under the conditions of a voltage of 25 V, a liquid temperature of 15 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min. An insulating substrate whose entire surface was coated with a uniform anodic oxide film having a thickness of 10 μm was obtained.
＜実施例２＞
アルミニウム純度９９．９９質量％のアルミニウム基板（日本軽金属社製、厚さ０．４ｍｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、絶縁基板を得た。
<Example 2>
An insulating substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that an aluminum substrate having an aluminum purity of 99.99 mass% (manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd., thickness: 0.4 mm) was used.
＜実施例３＞
実施例１と同じアルミニウム基板について、まず、焼鈍処理を施した。具体的には、焼鈍炉において４００℃で１２時間施し、その後、水に直接投入して急冷させた。
そして、焼鈍処理後のアルミニウム基板について、実施例１と同様にして、スルーホールを形成し、ルーティング加工によって個片化可能とした。
その後の陽極酸化処理についても実施例１と同様にして、絶縁基板を得た。
<Example 3>
The same aluminum substrate as in Example 1 was first annealed. Specifically, it was applied at 400 ° C. for 12 hours in an annealing furnace, and then directly put into water to be rapidly cooled.
And about the aluminum substrate after an annealing process, it carried out similarly to Example 1, and formed the through hole and enabled it to singulate by the routing process.
The subsequent anodic oxidation treatment was performed in the same manner as in Example 1 to obtain an insulating substrate.
＜実施例４＞
陽極酸化処理に用いる硫酸電解液の硫酸濃度を３０ｇ／ｌとした以外は、実施例２と同様にして、絶縁基板を得た。
<Example 4>
An insulating substrate was obtained in the same manner as in Example 2 except that the sulfuric acid concentration of the sulfuric acid electrolyte used for anodizing treatment was set to 30 g / l.
＜実施例５＞
得られた実施例４の絶縁基板に対して、０．５Ｍホウ酸および０．０５Ｍホウ酸ナトリウムを含む電解液を用いて、陽極酸化皮膜のポア内部のみを１μｍ深さだけ充填し、電圧４００Ｖ、液温４０℃にて、陽極酸化処理を１０分間さらに施して、実施例５とした。
<Example 5>
The obtained insulating substrate of Example 4 was filled with 1 μm depth only inside the pores of the anodized film using an electrolytic solution containing 0.5 M boric acid and 0.05 M sodium borate, and a voltage of 400 V An anodizing treatment was further performed for 10 minutes at a liquid temperature of 40 ° C., and Example 5 was obtained.
＜比較例１＞
実施例１と同じアルミニウム基板について、まず、実施例１と同様にして、陽極酸化処理を施した。その後、実施例１と同様にして、スルーホール（ホール径０．２ｍｍφ）を形成し、ルーティング加工によって個片化可能とした。
図３は、比較例１の絶縁基板を示す模式図であり、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は断面図を示す。比較例１の絶縁基板１については、陽極酸化処理を施した後にスルーホール４が形成されるため、図３に示すように、スルーホール４の内壁面は陽極酸化皮膜３で被覆されていない。
<Comparative Example 1>
The same aluminum substrate as in Example 1 was first anodized in the same manner as in Example 1. Thereafter, in the same manner as in Example 1, through holes (hole diameter 0.2 mmφ) were formed, and individualization was possible by routing processing.
3A and 3B are schematic views showing an insulating substrate of Comparative Example 1, wherein FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a cross-sectional view. As for the insulating substrate 1 of Comparative Example 1, since the through hole 4 is formed after the anodizing treatment, the inner wall surface of the through hole 4 is not covered with the anodized film 3 as shown in FIG.
＜比較例２＞
陽極酸化処理に用いる硫酸電解液の硫酸濃度を３００ｇ／ｌとした以外は、実施例１と同様にして、絶縁基板を得た。
<Comparative example 2>
An insulating substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the sulfuric acid concentration of the sulfuric acid electrolyte used for anodizing treatment was set to 300 g / l.
（金属間化合物の個数測定）
各例の絶縁基板について、上述したＦＥ−ＳＥＭの観察による方法によって、陽極酸化皮膜中に存在する円相当直径１μｍ以上の金属間化合物の個数（個／ｍｍ3）を測定した。結果を第１表に示す。
(Counting the number of intermetallic compounds)
With respect to the insulating substrate of each example, the number of intermetallic compounds having a circle-equivalent diameter of 1 μm or more (pieces / mm 3 ) present in the anodized film was measured by the above-described method by FE-SEM observation. The results are shown in Table 1.
（耐電圧）
各例の絶縁基板について、ＪＩＳ Ｃ２１１０−１９９４の手法に従い、耐電圧を計測した。結果を第１表に示す。
(Withstand voltage)
With respect to the insulating substrate of each example, the withstand voltage was measured according to the method of JIS C2110-1994. The results are shown in Table 1.
（導通試験）
図４は、導通試験の状態を示す模式図であり、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は断面図を示す。各例の絶縁基板１について、図４に示すようにして、一対のスルーホール４に銅配線５を充填し、これに絶縁抵抗計（メガー）の電極６を接触させ、電圧を負荷した状態で導通を確認した。結果を第１表に示す。
最大２５０Ｖの電圧を負荷しても絶縁破壊がなく、他電極へのリークも観察されなかった場合には「○」を記載し、電圧負荷により絶縁が保てずに導通してしまった場合には「×」を記載した。
(Continuity test)
4A and 4B are schematic views showing the state of the continuity test, where FIG. 4A shows a plan view and FIG. 4B shows a cross-sectional view. With respect to the insulating substrate 1 of each example, as shown in FIG. 4, a pair of through-holes 4 are filled with copper wiring 5, and an electrode 6 of an insulation resistance meter (Megger) is brought into contact with this to load a voltage. Confirmed continuity. The results are shown in Table 1.
If there is no dielectric breakdown even when a voltage of up to 250 V is applied and no leakage to other electrodes is observed, “○” is indicated. Indicates "x".
第１表に示す結果から、陽極酸化皮膜中に存在する円相当直径１μｍ以上の金属間化合物が２０００個／ｍｍ3以下である実施例１〜５の絶縁基板は、耐電圧が高く、良好な絶縁性を有することが分かった。
また、アルミニウム基板のアルミニウム純度を９９．９９質量％とした実施例２は、アルミニウム純度が９９．９５質量％である実施例１と比較して、金属間化合物の個数が減少して、耐電圧が上昇し、より良好な絶縁性を得られることが分かった。
また、アルミニウム基板に対して焼鈍処理を施した実施例３は、焼鈍処理を施さない実施例１と比較して、金属間化合物の個数が減少して、耐電圧が上昇し、より良好な絶縁性を得られることが分かった。
また、陽極酸化処理で用いる電解液の硫酸濃度を３０ｇ／ｌとした実施例４は、硫酸濃度が５０ｇ／ｌである実施例２と比較して、金属間化合物の個数が減少して、耐電圧が上昇し、より良好な絶縁性を得られることが分かった。
また、追加ホウ酸処理を施した実施例５は、当該処理を施さない実施例４と比較して金属間化合物の個数が低減して、耐電圧が上昇し、より良好な絶縁性が得られることが分かった。
From the results shown in Table 1, the insulating substrates of Examples 1 to 5 in which the number of intermetallic compounds having an equivalent circle diameter of 1 μm or more present in the anodized film is 2000 pieces / mm 3 or less have a high withstand voltage and are excellent. It was found to have insulating properties.
Further, in Example 2 in which the aluminum purity of the aluminum substrate was 99.99% by mass, the number of intermetallic compounds was reduced compared to Example 1 in which the aluminum purity was 99.95% by mass, and the withstand voltage was increased. It was found that better insulation could be obtained.
Further, in Example 3 in which the annealing treatment was performed on the aluminum substrate, the number of intermetallic compounds was decreased, the withstand voltage was increased, and better insulation was achieved as compared with Example 1 in which the annealing treatment was not performed. It turns out that it is possible to obtain sex.
Further, in Example 4 in which the sulfuric acid concentration of the electrolytic solution used in the anodizing treatment was 30 g / l, compared to Example 2 in which the sulfuric acid concentration was 50 g / l, the number of intermetallic compounds was decreased, and It was found that the voltage increased and better insulation was obtained.
Moreover, Example 5 which performed additional boric acid treatment reduces the number of intermetallic compounds compared with Example 4 which does not perform the said process, a withstand voltage rises, and more favorable insulation is obtained. I understood that.
これに対して、スルーホールの内壁面が陽極酸化皮膜で被覆されていない比較例１は、導通試験により絶縁破壊が生じてしまい、絶縁性が担保されていないことが分かった。
また、陽極酸化皮膜中に存在する円相当直径１μｍ以上の金属間化合物が３２００個／ｍｍ3である比較例２は、耐電圧が低く、絶縁性に劣ることが分かった。
On the other hand, it was found that in Comparative Example 1 in which the inner wall surface of the through hole was not covered with the anodized film, dielectric breakdown occurred due to the continuity test, and insulation was not ensured.
Further, it was found that Comparative Example 2 in which the number of intermetallic compounds having an equivalent circle diameter of 1 μm or more present in the anodized film was 3200 / mm 3 had a low withstand voltage and was inferior in insulation.
次に、実施例２の絶縁基板に、上述した第１〜第４態様の配線の形成方法によって、図１０に示す配線パターンに従った配線を形成した。図１０は、配線パターンを示す模式図であり、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は底面図を示す。図１０中、５１が配線パターンである。 Next, wiring according to the wiring pattern shown in FIG. 10 was formed on the insulating substrate of Example 2 by the wiring forming method of the first to fourth aspects described above. FIG. 10 is a schematic diagram showing a wiring pattern, where (A) shows a plan view and (B) shows a bottom view. In FIG. 10, 51 is a wiring pattern.
＜実施例６＞
Ａｕナノ粒子（ナノテック、シーアイ化成社製）５０ｇをキシレン５０ｇに加えた後に８時間常温で撹拌を行うことにより、安定したＡｕインク分散液を得た。当該インク分散液を固形粉分析したところ、金の含有量は２６．８質量％であった。そして、上記インク分散液の２質量％のシランカップリング剤（ＫＢＭ６０３、信越ポリマー社製）を、当該インク分散液に追加混合することにより、金属インクを調製した。調製された金属インクの粘度は、１０ｃｐｓであった。
次に、調製された金属インクを、ダイマティックス・マテリアルプリンター ＤＭＰ−２８３１（富士フイルムダイマティックス社製）を用いて、図１０に示す配線パターンに従って、実施例２の絶縁基板にインクジェット印刷法により供給し、１６０℃に設定された熱風乾燥機により約５分間熱風乾燥し、Ａｕ金属配線を得た。
<Example 6>
A stable Au ink dispersion was obtained by adding 50 g of Au nanoparticles (Nanotech, manufactured by C-I Kasei Co., Ltd.) to 50 g of xylene and stirring for 8 hours at room temperature. When the ink dispersion was analyzed for solid powder, the gold content was 26.8% by mass. A metal ink was prepared by additionally mixing 2% by mass of the silane coupling agent (KBM603, manufactured by Shin-Etsu Polymer Co., Ltd.) with the ink dispersion. The viscosity of the prepared metal ink was 10 cps.
Next, the prepared metal ink was subjected to an inkjet printing method on an insulating substrate of Example 2 in accordance with the wiring pattern shown in FIG. 10 using a Dimatics Material Printer DMP-2831 (manufactured by Fujifilm Dimatics). And dried with hot air by a hot air dryer set at 160 ° C. for about 5 minutes to obtain Au metal wiring.
＜実施例７＞
実施例６と同様にして調製された金属インクを、スクリーン印刷機（ＴＵ２０３０−Ｂ、セリテック社製）を用いて、図１０に示す配線パターンに従って、実施例２の絶縁基板にスクリーン印刷法により供給し、１６０℃に設定された熱風乾燥機により約５分間熱風乾燥し、Ａｕ金属配線を得た。
<Example 7>
The metal ink prepared in the same manner as in Example 6 is supplied to the insulating substrate of Example 2 by screen printing according to the wiring pattern shown in FIG. 10 using a screen printer (TU2030-B, manufactured by Celitec). Then, it was dried with hot air by a hot air dryer set at 160 ° C. for about 5 minutes to obtain Au metal wiring.
＜実施例８＞
実施例２の絶縁基板を、レジスト液（ＤＳＲ３３０Ｐ、タムラ化研社製）に２５℃で５分間浸漬し、８０℃で１０分間乾燥し、露光装置（ＦＬ−３Ｓ、ウシオライティング社製）と図１０に示す配線パターンを形成したマスクとを用いて露光を行い、１質量％炭酸ナトリウム水溶液を用いて３０℃で９０秒間現像処理を行って不要なレジストを除去した。
次に、不要なレジストが除去された絶縁基板を、銅の無電解めっき処理液（ＭＫ−４６０ノーシアン厚付け無電解銅めっき液、室町化学社製）に２０分間浸漬し、配線を得た。
<Example 8>
The insulating substrate of Example 2 was immersed in a resist solution (DSR330P, manufactured by Tamura Kaken Co., Ltd.) at 25 ° C. for 5 minutes, dried at 80 ° C. for 10 minutes, and exposed to light (FL-3S, manufactured by Ushio Lighting Co., Ltd.). Exposure was performed using a mask on which the wiring pattern shown in FIG. 10 was formed, and development was performed at 30 ° C. for 90 seconds using a 1% by mass aqueous sodium carbonate solution to remove unnecessary resist.
Next, the insulating substrate from which the unnecessary resist was removed was immersed in a copper electroless plating solution (MK-460 nocyan thickened electroless copper plating solution, manufactured by Muromachi Chemical Co., Ltd.) for 20 minutes to obtain a wiring.
＜実施例９＞
シランカップリング剤としてのγ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ８０３、信越化学工業社製）１０ｇをメタノール８０ｇで希釈させたものに、塩化パラジウム（８０７１１００００１、メルク社製）１ｇを滴下して、シランカップリング剤のメルカプト基にＰｄを捕捉させ、８時間放置したものをインク（処理液）として得た。
得られたインクを、ダイマティックス・マテリアルプリンター ＤＭＰ−２８３１（富士フイルムダイマティックス社製）を用いて、図１０に示す配線パターンに従って、実施例２の絶縁基板にインクジェット印刷法により供給し、１６０℃に設定された熱風乾燥機により約５分間熱風乾燥し、金属還元層を形成させた。
次に、金属還元層が形成された絶縁基板を、銅の無電解めっき処理液（ＭＫ−４６０ノーシアン厚付け無電解銅めっき液、室町化学社製）に２０分間浸漬し、配線を得た。
<Example 9>
1 g of palladium chloride (8071100001, manufactured by Merck & Co.) was added dropwise to 10 g of γ-mercaptopropyltrimethoxysilane (KBM803, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) diluted with 80 g of methanol as a silane coupling agent. Pd was captured by the mercapto group of the ring agent and left for 8 hours to obtain an ink (treatment liquid).
The obtained ink was supplied to the insulating substrate of Example 2 by the ink jet printing method according to the wiring pattern shown in FIG. 10 using the Dimatics Material Printer DMP-2831 (manufactured by Fujifilm Dimatics). The metal reduction layer was formed by hot-air drying for about 5 minutes with a hot-air dryer set at 160 ° C.
Next, the insulating substrate on which the metal reduction layer was formed was immersed in a copper electroless plating solution (MK-460 non-cyanide thick electroless copper plating solution, manufactured by Muromachi Chemical Co., Ltd.) for 20 minutes to obtain a wiring.
実施例６〜９について、得られた配線に絶縁抵抗計の電極を接触させて、３Ｖの電圧を負荷したところ、導通が確認され、十分な実用性を有することが分かった。 About Examples 6-9, when the electrode of an insulation resistance meter was made to contact the obtained wiring and the voltage of 3V was loaded, conduction | electrical_connection was confirmed and it turned out that it has sufficient practicality.
１ ：絶縁基板
２ ：アルミニウム基板
３ ：陽極酸化皮膜
４ ：スルーホール
５ ：銅配線
６ ：電極
１１ ：導体金属
１１ａ：残部
１１ｂ：不要部
１２ ：金属箔層
４１ ：チップ
４２ ：連結部
４３ ：切欠部
４５ ：切離跡
５１ ：配線パターン
1: Insulating substrate 2: Aluminum substrate 3: Anodized film 4: Through hole 5: Copper wiring 6: Electrode 11: Conductive metal 11a: Remaining portion 11b: Unnecessary portion 12: Metal foil layer 41: Chip 42: Connection portion 43: Notch Part 45: separation trace 51: wiring pattern
Claims (16)
前記アルミニウム基板の全面を被覆する陽極酸化皮膜と、を備え、
前記陽極酸化皮膜中において、円相当直径１μｍ以上の金属間化合物が２０００個／ｍｍ3以下である絶縁基板。 An aluminum substrate;
An anodic oxide film covering the entire surface of the aluminum substrate,
In the anodic oxide film in an insulating substrate circle between equivalent diameter 1μm or more metal compound is 2,000 / mm 3 or less.
前記スルーホールの内壁面が前記陽極酸化皮膜で被覆されている、請求項１に記載の絶縁基板。 Furthermore, it has a through hole formed through in the thickness direction of the aluminum substrate,
The insulating substrate according to claim 1, wherein an inner wall surface of the through hole is covered with the anodized film.
アルミニウム基板に対して陽極酸化処理を施す陽極酸化処理工程を備え、前記アルミニウム基板の全面を被覆する陽極酸化皮膜中において円相当直径１μｍ以上の金属間化合物が２０００個／ｍｍ3以下である絶縁基板を得る絶縁基板の製造方法。 An insulating substrate manufacturing method for obtaining the insulating substrate according to claim 1,
An insulating substrate comprising an anodizing step for anodizing an aluminum substrate, wherein an intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 1 μm or more is 2000 pieces / mm 3 or less in the anodized film covering the entire surface of the aluminum substrate A method of manufacturing an insulating substrate.
前記陽極酸化処理工程の前に、前記アルミニウム基板の厚さ方向にスルーホールを貫通形成するスルーホール形成工程を備える、請求項５に記載の絶縁基板の製造方法。 An insulating substrate manufacturing method for obtaining the insulating substrate according to claim 2,
The manufacturing method of the insulated substrate of Claim 5 provided with the through-hole formation process which penetrates and forms a through hole in the thickness direction of the said aluminum substrate before the said anodizing process process.
The wiring forming method according to claim 11, wherein the desired portions are located on both front and back sides of the insulating substrate.
Priority Applications (6)
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