JP2015508571A - 金属印刷回路基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明による金属印刷回路基板の製造方法は、離型フィルム上に回路パターンを印刷する段階と、前記回路パターン上に熱伝導性絶縁層を塗布する段階と、前記熱伝導性絶縁層上に熱伝導性ベース層を位置させた後、熱圧着する段階と、前記離型フィルムを除去する段階と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
Description
本発明は、金属印刷回路基板の製造方法に関し、より詳細には、離型フィルム上に回路パターン及び熱伝導性絶縁層を印刷方式で形成し、これを熱伝導性ベース層と熱圧着（Ｈｏｔ ｐｒｅｓｓ）して製造する、金属印刷回路基板の製造方法に関する。
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、以下、ＬＥＤという）は、点光源形態であって、多様な色の単純な表示素子として用いられることから始まったが、光効率性や長寿命などの長所により、ラップトップ又はデスクトップコンピュータのモニタ及び大面積表示装置などの多様な分野で用いられている。特に、最近は、照明及びＬＣＤ ＴＶのバックライト分野へと、その使用範囲が益々拡大している状況である。
ＬＣＤ ＴＶのバックライト及びＬＥＤ照明の場合、高い輝度（単位面積あたりの明るさ）及び平面発光などの理由から、複数個の発光素子で基板にアレイを構成して用いる。このようなアレイ構成により、ＬＥＤで発生する熱を基板に効果的に放出することは、ＬＥＤの寿命及び品質維持において重要な要素である。
ＬＥＤアレイ基板は、円滑な放熱のために、従来のＰＣＢに用いられる銅張積層板（ＣＣＬ）に代えて、ＭＣＰＣＢ（ｍｅｔａｌ ｃｏｒｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）を用いる。通常、このＭＣＰＣＢは、金属ベース層と、誘電層と、銅箔との３層構造を有する。
上記誘電層として、熱伝導性を増大させるために熱伝導性粒子を充填したエポキシ樹脂を用いることがある。電極回路の形成は、従来の印刷回路基板（ＰＣＢ）と同様に、リソグラフィ技術などを用いてレジストパターンを形成し、エッチングして製造する。しかし、このような電極回路の形成のためのエッチング工程は、製造工程が非常に複雑であり、工程中に多量のエッチング廃水が発生するという問題がある。また、ＭＣＰＣＢを基盤としたＬＥＤ基板は、エポキシ誘電層により放熱性能が大きく制限されるという欠点がある。
韓国実用新案第２０‐０４０４２３７号には、ＭＣＰＣＢを用い、エッチングで電極回路を形成し、ＬＥＤが装着される部位に絶縁層までの開口部を形成し、それにヒートシンクスラグを付着し、その上部に他のＬＥＤ部材を搭載することが開示されている。しかし、接着された絶縁層をきれいに取り外すことは難しいだけでなく、これは、上記のような組み立て方式の傾向に逆行するものであって、経済的に実現可能性の低い技術である。
また、韓国登録特許第６９６０６３号（特許文献１）には、パッケージングされたＬＥＤを用いず、ＬＥＤチップのみを抽出して、凹の装着部、絶縁層、ボンディングダイ、反射板、電極が構成される別の基板に装着するＬＥＤアレイ基板が開示されている。しかし、この基板は、その特徴上、規格が統一されず、機械加工、多様な層の形成、パターンの形成、基板への直接モールディングなどの複雑な加工を伴う。また、これも組み立て方式の傾向に逆行するものであって、経済的に実現可能性の低い技術である。
本発明の目的は、熱伝導性ベース層上に絶縁層を塗布し、さらに絶縁層上に電極回路を印刷する方式で製造するため、電気的特性及びそれぞれの素材間の密着力が低下していた従来の方式と異なって、離型フィルム上に回路パターン及び熱伝導性絶縁層を印刷方式で形成し、これを熱伝導性ベース層と熱圧着（Ｈｏｔ ｐｒｅｓｓ）することで、電気的特性及び密着力に優れた金属印刷回路基板の製造方法を提供することにある。
本発明は、離型フィルム上に回路パターンを印刷する段階と、前記回路パターン上に熱伝導性絶縁層を塗布する段階と、前記熱伝導性絶縁層上に熱伝導性ベース層を位置させた後、熱加圧する段階と、前記離型フィルムを除去する段階と、を含むことを特徴とする金属印刷回路基板の製造方法を提供する。
本発明によれば、離型フィルム上に回路パターン及び熱伝導性絶縁層を印刷方式で形成し、これを熱伝導性ベース層と熱圧着（Ｈｏｔ ｐｒｅｓｓ）することで、電気的特性及び密着力に優れた金属印刷回路基板の製造方法が提供される。具体的に、本発明によれば、回路パターンの形成時に硬化された金属ペーストの高い伝導性を維持した状態で絶縁層を形成することができ、高効率の伝導度（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を維持するとともに、高い密着力を提供することができるだけでなく、従来の個別硬化による離型材質間の熱膨張によるクラック（ｃｒａｃｋ）などのダメージ（Ｄａｍａｇｅ）を最小化することができる金属印刷回路基板が提供される。
本発明による金属印刷回路基板の製造方法は、離型フィルム上に回路パターンを印刷する段階と、前記回路パターン上に熱伝導性絶縁層を塗布する段階と、前記熱伝導性絶縁層上に熱伝導性ベース層を位置させた後、熱圧着する段階と、前記離型フィルムを除去する段階と、を含むことを特徴とする。例えば、図１に図示されたように、離型フィルム上に回路パターンを印刷し、その上部に熱伝導性絶縁層を塗布した後、その上部に熱伝導性ベース層を積層して熱加圧した後、離型フィルムを除去することで、本発明による金属印刷回路基板を製造することができる。
前記離型フィルムとしては、離型力を調節した離型コートフィルムを用いることができる。ここで、離型コートフィルムは、耐熱性フィルム上に離型剤を塗布して製造することができる。
前記耐熱性フィルムは、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、またはアルミニウム（Ａｌ）からなるフィルムであることができ、これに限定されず、当分野で公知された多様な材質の耐熱性フィルムを用いてもよい。
前記離型剤としては、シリコンまたはアクリル系離型剤を用いることができる。前記シリコン離型剤は、熱圧着工程中に激しく収縮されない耐熱特性を有し、離型力を調節しやすいという長所がある。その他にも、当分野で公知された多様な種類の離型剤を用いてもよい。
前記離型剤は、マイクログラビア、グラビア、スロットダイ（ｓｌｏｔ ｄｉｅ）、リバースキス（ｒｅｖｅｒｓｅ ｋｉｓｓ）、またはロータリースクリーンコーティング法で塗布することができる。その他にも、当分野で離型剤を塗布するために用いられる多様な方法が適用され得る。
前記回路パターンは、金属ペーストを印刷法により印刷して形成した伝導性印刷回路パターンであって、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、ロータリースクリーン印刷法、またはインクジェット印刷法により印刷することができるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、当分野で用いられる多様な方法により印刷することができる。
前記回路パターンは、金属ペーストで形成されることができる。より具体的には、電気伝導性に優れた銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、銀／銅（Ａｇ／Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、銀／銅／亜鉛（Ａｇ／Ｃｕ／Ｚｎ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属または前記金属のドーピング（ｄｏｐｉｎｇ）、コーティングまたは合金などで製造したインクで形成されることができる。
具体的な一例として、銀（Ａｇ）透明電子インクである銀錯体（Ａｇ ｃｏｍｐｌｅｘ）、銀塩（Ａｇ ｓａｌｔｓ）、銀−酸／塩基錯体（Ａｇ‐ａｃｉｄ／ｂａｓｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）などを用いて回路パターンを印刷し、熱処理して形成してもよい。他の例として、銀ナノペースト（Ａｇ Ｎａｎｏ ｐａｓｔｅ）、銀フレークペースト（Ａｇ Ｆｌａｋｅ ｐａｓｔｅ）、銀顆粒ペースト（Ａｇ Ｇｒａｎｕｌｅ ｐａｓｔｅ）を用いて回路パターンを印刷し、熱処理して形成してもよい。ここで、熱処理による硬化の他にも、ＵＶ硬化または電子線（ｅ‐ｂｅａｍ）を用いてもよい。
前記回路パターンを形成するためのインクは、上述の例に限定されず、本発明が属する技術分野において、伝導性を有し、且つ印刷法で印刷可能なものであれば全て適用可能である。
前記回路パターンを形成するさらに他の例として、一次回路パターンを印刷する一次印刷段階と、前記一次回路パターン上に二次回路パターンを印刷する二次印刷段階と、を含む方法で、位置を制御しながら回路パターンを印刷してもよい。具体的に、一次、二次回路パターンを順に印刷することで、より高精度にパターンを具現することができる。
前記回路パターンは、上述の方法の他に、マスクパターンを用いて、電気伝導性金属であるＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉなどを蒸着やスパッタリング法で形成してもよい。
一方、前記回路パターンを印刷する段階と、前記回路パターン上に前記熱伝導性絶縁層を塗布する段階との間に、前記回路パターン上にめっきを行う段階をさらに含むことができる。前記めっき段階では、電解めっきまたは無電解めっきを行うことができる。
前記回路パターンは、上述のように、回路パターン単独で用いてもよく、印加される電流量に応じて銅のめっき厚さに調節することができるため、シード層（ｓｅｅｄ ｌａｙｅｒ）の特性を維持するようにするだけでもよい。
ここで、パラジウムコロイド（Ｐｄ ｃｏｌｌｏｉｄ）、塩化パラジウム（ＰｄＣｌ２）などの触媒が含有されたインクを前記回路パターンに応じて印刷した後、無電解銅めっきやニッケルめっきすることで、印刷回路基板回路を製作してもよい。また、電流消費量の多い高容量ＬＥＤを用いる場合には、電流消費量に応じて、適しためっき厚さとなるように銅電気めっきを行うことができる。
上述のように、めっき方法として、無電解めっき、電気めっき、ディップコーティング（ｄｉｐ ｃｏａｔ）などを用いて電気伝導度を高めることができ、めっきに用いられる金属としては、制限されるものではないが、銅が好ましい。ディップコーティング（ｄｉｐ ｃｏａｔ）方法は、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）などを処理する際に好ましい。銅（Ｃｕ）の他にも、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、及び金（Ａｕ）などが多様に適用され得る。
前記熱伝導性絶縁層は、熱硬化性コーティング樹脂インクとして熱伝導性絶縁層コーティング液を用いて形成されることができる。ここで、熱硬化性樹脂の他にも、ＵＶコーティング樹脂を用いてＵＶ硬化してもよく、その他に、多様な架橋反応が可能であって、樹脂組成は制限されない。但し、耐熱性及び耐候性を有することが好ましい。また、電気伝導性の高い金属フレーク（Ｍｅｔａｌ ｆｌａｋｅ）を用いる場合、表面処理により電気絶縁性を付与し、熱伝導性のみを有するようにすることが好ましい。
例えば、熱伝導性絶縁層に用いられる樹脂としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂などを用いることができ、必ずしもこれに限定されるものではないが、熱架橋型樹脂を用いることが好ましい。
また、ＵＶ硬化型樹脂やラジカル重合型樹脂を用いてもよく、耐熱性及び耐候性に優れた樹脂であれば全て使用可能であって、これら樹脂の変性物から選択される１種以上で熱伝導性絶縁層が形成されることができる。
前記熱伝導性絶縁層は、前記樹脂とともに、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、Ａｌフレーク（ｆｌａｋｅ）、Ａｇフレーク（ｆｌａｋｅ）、酸化グラフェン、酸化黒鉛、酸化カーボンナノチューブ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、及び酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から選択されるフィラーをさらに含むことが好ましい。ここで、ＡｌまたはＡｇフレークは、絶縁樹脂がコーティングされたものが好ましい。しかし、フィラーがこれに限定されるものではない。
前記熱伝導性絶縁層コーティング液は、一例として、ビスフェノールＡ型変性エポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、ヘキサヒドロフタル酸無水物、４級アンモニウム塩、アルミナ、分散剤、溶媒（ＭＥＫ）を混合分散して製造することができるが、この組成に限定されるものではない。
前記熱伝導性絶縁層は、Ｓ‐ｋｎｉｆｅ、グラビア、フレキソ、スクリーン、ロータリースクリーン、スロットダイ、またはマイクログラビアコーティング法で塗布することができる。
ここで、熱伝導性絶縁層は、単一層で形成してもよく、一次及び二次に分けて形成してもよい。
具体的に、前記熱伝導性絶縁層は、前記回路パターン上に一次熱伝導性絶縁層を塗布する一次塗布段階と、前記一次熱伝導性絶縁層上に二次熱伝導性絶縁層を塗布する二次塗布段階と、を含んで形成することができる。
ここで、一次塗布段階では、マイクログラビア、Ｓ‐ｋｎｉｆｅ、グラビア、フレキソ、スクリーン、及びロータリースクリーンから選択される方法で塗布することができる。
また、二次塗布段階では、スロットダイ、Ｓ‐ｋｎｉｆｅ、及びマイクログラビアから選択される方法で塗布することができる。しかし、必ずしもこれに限定されるものではない。
具体的に、一次塗布段階では、マイクログラビア、フレキソ、スクリーン、ロータリースクリーン等の印刷法を用いて、全面塗布することができる。また、銅めっきされた印刷回路基板の場合、表面の段差が大きく発生するため、二次塗布段階でスロットダイコータやＳ‐ｋｎｉｆｅコータ（ｃｏａｔｅｒ）を用いることが、表面の粗さを均一にすることができるため好ましい。ここで、熱伝導性絶縁層を一次塗布しても表面の均一性が確保されない場合や熱伝導性絶縁層の厚さを厚くしなければならない場合には、熱伝導性絶縁層を二次塗布する際に、スロットダイ、Ｓ‐ｋｎｉｆｅ、マイクログラビア方法などを用いることが好ましい。また、放熱性及び絶縁特性を最適化するためには、上述のように、塗布を２段階にわたって行うことが好ましい。
前記熱伝導性ベース層としては、熱延鋼板、冷延鋼板、アルミニウム板、亜鉛めっき板、銅板、ステンレス板、スズめっき板、黄銅板、または樹脂コーティング鋼板を用いることができるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、本発明が属する分野で用いられる多様な材質の放熱板を適用することができる。
例えば、アルミニウム板（Ａｌ ｐｌａｔｅ）などの熱伝導性ベース層とラミネートするためには、前記熱伝導性絶縁層を半硬化状態（Ｂ‐ｓｔａｇｅ）にした後に前記熱伝導性ベース層とラミネートすることが好ましい。
前記熱伝導性絶縁層上に前記熱伝導性ベース層を積層した後、熱圧着する段階は、１２０〜２００℃の温度条件で行うことができ、１４０〜１７５℃の温度条件で行うことが好ましい。
一方、上述の本発明による金属印刷回路基板の製造方法の各段階は、ロールツーロール（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ）連続工程で行うことができる。この場合、生産速度が増加して、生産効率が増大されるため好ましい。
以下では、実施例及び比較例を挙げて本発明についてより具体的に説明するが、本発明の範囲が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耐熱シリコン離型コートフィルム（ＢＩＳＩＯＮ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ＭＲ‐５０）上に、Ａｇペースト（インクテック、ＴＥＣ‐ＰＦ‐０２１）をスクリーン印刷法（東海精機株式会社、ＳＦＡ‐ＲＲ３５０）により印刷した後、１５０℃で５分間乾燥することで、厚さ１μｍの回路パターンを形成した。
離型フィルムとして耐熱シリコン離型コートフィルム（ＢＩＳＩＯＮ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ＭＲ‐５０）上に、Ａｇペースト（インクテック、ＴＥＣ‐ＰＦ‐０２１）をスクリーン印刷法（東海精機株式会社、ＳＦＡ‐ＲＲ３５０）により印刷した後、１５０℃で５分間乾燥することで、厚さ１μｍの回路パターンを形成した。
スロットダイコータ（Ｐａｃｔｉｖｅ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いて、回路パターン上に、熱硬化性コーティング樹脂インクとして熱伝導性絶縁層コーティング液（表１）を乾燥後の厚さが５０μｍとなるように塗布して、熱伝導性絶縁層を形成した。
ここで、熱伝導性絶縁層コーティング液の組成は表１のとおりである。
熱伝導性絶縁層上に、熱伝導性ベース層として厚さ１．５ｍｍのアルミニウム板（Ｓｅｊｏｎｇ Ｍｅｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，ＬＴＤ、ＡＬ５０５２）を積層し、１７０℃の温度で６０分間ホットプレス（ｈｏｔ ｐｒｅｓｓ）で熱圧着した後、耐熱シリコン離型コートフィルムを除去して、金属印刷回路基板を製造した。
＜実施例２＞
離型フィルムとして耐熱シリコン離型コートフィルム（ＢＩＳＩＯＮ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ＭＲ‐５０）上に、Ａｇペースト（インクテック、ＴＥＣ‐ＰＦ‐０２１）をスクリーン印刷法（東海精機株式会社、ＳＦＡ‐ＲＲ３５０）により印刷した後、１５０℃で５分間乾燥することで、厚さ１μｍの回路パターンを形成した。
離型フィルムとして耐熱シリコン離型コートフィルム（ＢＩＳＩＯＮ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ＭＲ‐５０）上に、Ａｇペースト（インクテック、ＴＥＣ‐ＰＦ‐０２１）をスクリーン印刷法（東海精機株式会社、ＳＦＡ‐ＲＲ３５０）により印刷した後、１５０℃で５分間乾燥することで、厚さ１μｍの回路パターンを形成した。
スロットダイコータ（Ｐａｃｔｉｖｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いて、回路パターン上に、熱硬化性コーティング樹脂インクとして熱伝導性絶縁層コーティング液（表１）を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布して、熱伝導性絶縁層を形成した。熱伝導性絶縁層上に、熱伝導性ベース層として厚さ１．５ｍｍのアルミニウム板（Ｓｅｊｏｎｇ Ｍｅｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，ＬＴＤ、ＡＬ５０５２）を積層し、１７０℃の温度で９０分間ホットプレス（ｈｏｔ ｐｒｅｓｓ）で熱圧着した後、耐熱シリコン離型コートフィルムを除去して、金属印刷回路基板を製造した。
＜実施例３＞
離型フィルムとして耐熱シリコン離型コートフィルム（ＢＩＳＩＯＮ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ＭＲ‐５０）上に、Ａｇペースト（インクテック、ＴＥＣ‐ＰＦ‐０２１）をスクリーン印刷法（東海精機株式会社、ＳＦＡ‐ＲＲ３５０）により印刷した後、１５０℃で５分間乾燥することで、厚さ２μｍの回路パターンを形成した。
離型フィルムとして耐熱シリコン離型コートフィルム（ＢＩＳＩＯＮ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ＭＲ‐５０）上に、Ａｇペースト（インクテック、ＴＥＣ‐ＰＦ‐０２１）をスクリーン印刷法（東海精機株式会社、ＳＦＡ‐ＲＲ３５０）により印刷した後、１５０℃で５分間乾燥することで、厚さ２μｍの回路パターンを形成した。
スロットダイコータ（Ｐａｃｔｉｖｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いて、回路パターン上に、熱硬化性コーティング樹脂インクとして熱伝導性絶縁層コーティング液（表１）を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布して、熱伝導性絶縁層を形成した。
熱伝導性絶縁層上に、熱伝導性ベース層として厚さ１．５ｍｍのアルミニウム板（Ｓｅｊｏｎｇ Ｍｅｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，ＬＴＤ、ＡＬ５０５２）を積層し、１７０℃の温度で９０分間ホットプレス（ｈｏｔ ｐｒｅｓｓ）で熱圧着した後、耐熱シリコン離型コートフィルムを除去して、金属印刷回路基板を製造した。
＜比較例１＞
スロットダイコータ（Ｐａｃｔｉｖｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いて、熱伝導性ベース層として厚さ１．５ｍｍのアルミニウム板（Ｓｅｊｏｎｇ Ｍｅｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，ＬＴＤ、ＡＬ５０５２）上に、熱硬化性コーティング樹脂インクとして熱伝導性絶縁層コーティング液（表１）を乾燥後の厚さが５０μｍとなるように塗布して、熱伝導性絶縁層を形成した。
スロットダイコータ（Ｐａｃｔｉｖｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いて、熱伝導性ベース層として厚さ１．５ｍｍのアルミニウム板（Ｓｅｊｏｎｇ Ｍｅｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，ＬＴＤ、ＡＬ５０５２）上に、熱硬化性コーティング樹脂インクとして熱伝導性絶縁層コーティング液（表１）を乾燥後の厚さが５０μｍとなるように塗布して、熱伝導性絶縁層を形成した。
次に、Ａｇペースト（インクテック、ＴＥＣ‐ＰＦ‐０２１）をスクリーン印刷法（東海精機株式会社、ＳＦＡ‐ＲＲ３５０）により印刷した後、１５０℃で５分間乾燥することで、厚さ１μｍの回路パターンを形成した。離型フィルムとして耐熱シリコン離型コートフィルム（ＢＩＳＩＯＮ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ＭＲ‐５０）を積層し、１７０℃の温度で６０分間ホットプレス（ｈｏｔ ｐｒｅｓｓ）で熱圧着した後、耐熱シリコン離型コートフィルムを除去して、金属印刷回路基板を製造した。
＜比較例２＞
スロットダイコータ（Ｐａｃｔｉｖｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いて、熱伝導性ベース層として厚さ１．５ｍｍのアルミニウム板（Ｓｅｊｏｎｇ Ｍｅｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，ＬＴＤ、ＡＬ５０５２）上に、熱硬化性コーティング樹脂インクとして熱伝導性絶縁層コーティング液（表１）を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布して、熱伝導性絶縁層を形成した。
スロットダイコータ（Ｐａｃｔｉｖｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いて、熱伝導性ベース層として厚さ１．５ｍｍのアルミニウム板（Ｓｅｊｏｎｇ Ｍｅｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，ＬＴＤ、ＡＬ５０５２）上に、熱硬化性コーティング樹脂インクとして熱伝導性絶縁層コーティング液（表１）を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布して、熱伝導性絶縁層を形成した。
次に、Ａｇペースト（インクテック、ＴＥＣ‐ＰＦ‐０２１）をスクリーン印刷法（東海精機株式会社、ＳＦＡ‐ＲＲ３５０）により印刷した後、１５０℃で２０分間乾燥することで、厚さ２μｍの回路パターンを形成した。離型フィルムとして耐熱シリコン離型コートフィルム（ＢＩＳＩＯＮ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ＭＲ‐５０）を積層し、１７０℃の温度で９０分間ホットプレス（ｈｏｔ ｐｒｅｓｓ）で熱圧着した後、耐熱シリコン離型コートフィルムを除去して、金属印刷回路基板を製造した。
＜実験例＞
１）測定方法
実施例及び比較例により製造された金属印刷回路基板において、非接触三次元測定機（ＮＡＮＯ ＳＹＳＴＥＭ社、ＮＶ‐Ｐ１０１０）を用いて回路パターン及び熱伝導性絶縁層の乾燥後の厚さを測定した。また、面抵抗測定機（ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＥＣＨ社、Ｌａｒｅｓｔａ‐ＧＰ ＭＣＰ‐６１０（４ ｐｒｏｂｅ Ｔｙｐｅ））を用いて伝導度を測定し、その平均値を算出して示した。また、横断機（Ｃｒｏｓｓ‐Ｃｕｔｔｅｒ）（ＹＯＳＨＩＭＩＴＳＵ社、ＭＲ‐ＹＣＣ１）を用いて１００ＥＡ／１ｃｍ２に切断（Ｃｕｔｔｉｎｇ）した後、接着テープ（３Ｍ社、８１０）を用いて、接着テープに取られる量を測定する方法で付着力を測定し、その結果を表２に示した。
１）測定方法
実施例及び比較例により製造された金属印刷回路基板において、非接触三次元測定機（ＮＡＮＯ ＳＹＳＴＥＭ社、ＮＶ‐Ｐ１０１０）を用いて回路パターン及び熱伝導性絶縁層の乾燥後の厚さを測定した。また、面抵抗測定機（ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＥＣＨ社、Ｌａｒｅｓｔａ‐ＧＰ ＭＣＰ‐６１０（４ ｐｒｏｂｅ Ｔｙｐｅ））を用いて伝導度を測定し、その平均値を算出して示した。また、横断機（Ｃｒｏｓｓ‐Ｃｕｔｔｅｒ）（ＹＯＳＨＩＭＩＴＳＵ社、ＭＲ‐ＹＣＣ１）を用いて１００ＥＡ／１ｃｍ２に切断（Ｃｕｔｔｉｎｇ）した後、接着テープ（３Ｍ社、８１０）を用いて、接着テープに取られる量を測定する方法で付着力を測定し、その結果を表２に示した。
２）測定結果
前記表２に示すように、比較例１、２により製造する場合、電極形成液の熱伝導性絶縁層への含浸により効率が約７５％減少した。しかし、本発明のように、離型フィルム上に回路パターン及び熱伝導性絶縁層を印刷方式で形成し、これを熱伝導性ベース層と熱圧着（Ｈｏｔ ｐｒｅｓｓ）して製造する場合、電極回路の基本電気的特性を９０％以上維持し、高い密着力を確保することができる。
上記のように、本発明によれば、離型フィルム上に回路パターン及び熱伝導性絶縁層を印刷方式で形成し、これを熱伝導性ベース層と熱圧着（Ｈｏｔ ｐｒｅｓｓ）することで、電気的特性及び密着力に優れた金属印刷回路基板を提供することができる。より具体的に、本発明によれば、回路パターンの形成時に硬化された金属ペーストの高い伝導性を維持した状態で絶縁層を形成することができ、高効率の伝導度（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を維持するとともに、高い密着力を提供することができるだけでなく、従来の個別硬化による離型材質間の熱膨張によるクラック（ｃｒａｃｋ）などのダメージ（Ｄａｍａｇｅ）を最小化することができる金属印刷回路基板が提供される。
Claims (10)
- 離型フィルム上に回路パターンを印刷する段階と、
前記回路パターン上に熱伝導性絶縁層を塗布する段階と、
前記熱伝導性絶縁層上に熱伝導性ベース層を位置させた後、熱圧着する段階と、
前記離型フィルムを除去する段階と、を含むことを特徴とする金属印刷回路基板の製造方法。 - 前記回路パターンは、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、ロータリースクリーン印刷法、またはインクジェット印刷法により印刷することを特徴とする、請求項１に記載の金属印刷回路基板の製造方法。
- 前記回路パターンは、金属ペーストで形成することを特徴とする、請求項１に記載の金属印刷回路基板の製造方法。
- 前記回路パターンを印刷する段階と前記回路パターン上に前記熱伝導性絶縁層を塗布する段階との間に、前記回路パターン上にめっきを行う段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の金属印刷回路基板の製造方法。
- 前記めっき段階で、電解めっきまたは無電解めっきを行うことを特徴とする、請求項４に記載の金属印刷回路基板の製造方法。
- 前記熱伝導性絶縁層は、樹脂として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、またはポリフェニレンスルフィド樹脂を含むことを特徴とする、請求項１に記載の金属印刷回路基板の製造方法。
- 前記熱伝導性絶縁層は、フィラーとして、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、Ａｌフレーク（ｆｌａｋｅ）、Ａｇフレーク（ｆｌａｋｅ）、酸化グラフェン、酸化黒鉛、酸化カーボンナノチューブ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、及び酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から選択される１種または２種以上のフィラーを含むことを特徴とする、請求項１に記載の金属印刷回路基板の製造方法。
- 前記熱伝導性絶縁層は、Ｓ‐ｋｎｉｆｅ、グラビア、フレキソ、スクリーン、ロータリースクリーン、スロットダイ、またはマイクログラビアコーティング法で塗布することを特徴とする、請求項１に記載の金属印刷回路基板の製造方法。
- 前記熱伝導性ベース層として、熱延鋼板、冷延鋼板、アルミニウム板、亜鉛めっき板、銅板、ステンレス板、スズめっき板、黄銅板、または樹脂コーティング鋼板を用いることを特徴とする、請求項１に記載の金属印刷回路基板の製造方法。
- 前記熱伝導性絶縁層上に前記熱伝導性ベース層を積層した後、熱圧着する段階は、１２０〜２００℃の温度条件で行うことを特徴とする、請求項１に記載の金属印刷回路基板の製造方法。
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