JP2016143775A - 金属ベース回路基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属ベース基板11と、第一の回路パターン13と、前記金属ベース基板と前記第一の回路パターンとの間に第一の絶縁層12を具備する金属ベース回路基板10であって、前記第一の絶縁層は、前記第一の回路パターンのうち、前記金属ベース基板と向き合った下面13bと、前記第一の回路パターンの側面のうち少なくとも前記下面と隣接した領域13aとを被覆している金属ベース回路基板。
【選択図】図2
Description
第一の絶縁層は、第一の回路パターンのうち、上記金属ベース基板と向き合った下面と、第一の回路パターンの側面のうち少なくとも上記下面と隣接した領域とを被覆している金属ベース回路基板。
未硬化の第一の絶縁層に第一の回路パターンを圧着することにより、第一の回路パターンのうち、上記金属ベース基板と向き合った下面と、第一の回路パターンの側面のうち少なくとも上記下面と隣接した領域とを未硬化の第一の絶縁層により被覆すること、及び
未硬化の第一の絶縁層を加熱により硬化すること
を含む、金属ベース回路基板の製造方法。
未硬化の第一の絶縁層に第一の回路パターンを圧着することにより、第一の回路パターンのうち、上記金属ベース基板と向き合った下面と、第一の回路パターンの側面のうち少なくとも上記下面と隣接した領域とを未硬化の第一の絶縁層により被覆すること、及び
未硬化の第一の絶縁層を加熱により硬化すること
を含む、金属ベース回路基板の製造方法。
未硬化の第一の絶縁層に第一の回路パターンを圧着することにより、第一の回路パターンのうち、上記金属ベース基板と向き合った下面と、第一の回路パターンの側面のうち少なくとも上記下面と隣接した領域とを未硬化の第一の絶縁層により被覆すること、
未硬化の第二の絶縁層に第二の回路パターンを圧着することにより、第二の回路パターンのうち、上記金属ベース基板と向き合った下面と、第二の回路パターンの側面のうち少なくとも上記下面と隣接した領域とを未硬化の第二の絶縁層により被覆すること、及び
未硬化の第一の絶縁層及び未硬化の第二の絶縁層を加熱により硬化すること
を含む、金属ベース回路基板の製造方法。
<第一の実施形態>
本発明の金属ベース回路基板の一形態を図1及び図2を用いて説明する。金属ベース回路基板10は、金属ベース基板11と、金属ベース基板11上に形成され、一方向(Y)に延在した第一の絶縁層12と、第一の絶縁層12上に形成され、一方向(Y)に延在した第一の回路パターン13とを備える。ここで、第一の絶縁層12は、第一の回路パターン13の接着層として、第一の回路パターン13の下で一方向(Y)に延在しているが、これに限定されるものではなく、例えば、金属ベース基板11の一面(XY方向)を覆っていてもよい。なお、図1及び図2、並びに後述する図3〜図6において、X及びY方向は金属ベース基板11の主面に平行であり且つ互いに直交する方向であり、Z方向はX及びY方向に対して垂直な厚さ方向である。
上述した態様1により、第一の回路パターン13の一方の面に、未硬化の第一の絶縁層12’を配置した場合には、未硬化の第一の絶縁層12’を備えた第一の回路パターン13を、未硬化の第一の絶縁層12’が間に配置されるように金属ベース基板11に圧着し、第一の回路パターン13の端部に未硬化の絶縁層によるフィレット形状を形成する。
上述の通り、第一の回路パターンの側面の少なくとも端面における第一の絶縁層による被覆は、未硬化の第一の絶縁層に第一の回路パターンを圧着することにより形成される。また、未硬化の第一の絶縁層の加熱硬化工程では、加圧する必要がない。そのため樹脂には、圧着により第一の回路パターンの端部にフィレット形状を形成しやすく、且つ、無加圧での加熱硬化においてボイドレス接着が可能となるような性能が求められる。
金属ベース基板11は、可撓性を有していてもよく、可撓性を有していなくてもよい。金属ベース基板11の厚さは、例えば、0.2〜5mmの範囲内にある。
本発明の金属ベース回路基板の他の形態を図3及び図4を用いて説明する。金属ベース回路基板20は、金属ベース基板21と、金属ベース基板21の回路面となる一方の面上(XY方向)に形成された第二の絶縁層24と、第二の絶縁層24上に形成され、一方向(Y)に延在した第二の回路パターン25と、第二の回路パターン25上に形成され、一方向(Y)に延在した第一の絶縁層22と、第一の絶縁層22上に形成され、一方向(Y)に延在した第一の回路パターン23とを備える。ここで、第一の絶縁層22は、第一の回路パターン23の接着層として、第一の回路パターン23の下で一方向(Y)に延在しているが、これに限定されるものではなく、例えば、第二の回路パターン25の一面(XY方向)を覆っていてもよい。
<工程(b1)>
金属ベース基板21と、金属ベース基板21の上に形成された第二の絶縁層24と、第二の絶縁層24の上に形成された第二の回路パターン25からなる単層の金属ベース回路基板を製造する(工程(b1))。この単層の金属ベース回路基板は、公知の方法により製造することができる。
予め回路形状に加工された第一の回路パターン23の一方の面に、未硬化の第一の絶縁層22’を配置する(工程(b2))。
工程(b2)で形成した未硬化の第一の絶縁層22’と、第一の回路パターン23とを圧着する(工程(b3))。
上述した態様3により、第一の回路パターン23の一方の面に、未硬化の第一の絶縁層22’を配置した場合には、未硬化の第一の絶縁層22’を備えた第一の回路パターン23を、未硬化の第一の絶縁層22’が間に配置されるように第二の回路パターン25に圧着し、第一の回路パターン23の端部に未硬化の絶縁層によるフィレット形状を形成する。
次いで、未硬化の第一の絶縁層22’を加熱硬化させる(工程(b4))。これにより、第一の回路パターン23の端部が、図3及び図4に示されるようなフィレット形状の第一の絶縁層22により被覆された金属ベース回路基板20が得られる。なお、加熱工程(b4)では、加圧しなくてもよい。
本発明の金属ベース回路基板の更なる他の形態を図5及び図6を用いて説明する。金属ベース回路基板30は、金属ベース基板31と、金属ベース基板31の回路面となる一方の面上に一方向(Y)に延在した第二の絶縁層34と、第二の絶縁層34上に形成され、一方向(Y)に延在した第二の回路パターン35と、第二の回路パターン35上に形成され、一方向(Y)に延在した第一の絶縁層32と、第一の絶縁層32上に形成され、一方向(Y)に延在した第一の回路パターン33とを備える。ここで、第一の絶縁層32は、第一の回路パターン33の接着層として、第一の回路パターン33の下で一方向(Y)に延在しているが、これに限定されるものではなく、例えば、第二の回路パターン35の一面(XY方向)を覆っていてもよい。同様に、第二の絶縁層34は、金属ベース基板31の一面(XY方面)を覆っていてもよい。
予め回路形状に加工された第一の回路パターン33の一方の面に、未硬化の第一の絶縁層32’を配置する(工程(c1−1))。この手法は特に限定されるものではなく、上述した金属ベース回路基板10の製造方法において説明した態様1又は態様2に準拠して行うことができる。
工程(c1−1)で形成した未硬化の第一の絶縁層32’と、第一の回路パターン33とを圧着する(工程(c1−2))。例えば、金属ベース回路基板10の製造方法において説明した工程(a2)に準拠した手法により、未硬化の第一の絶縁層32’を間に挟む形で、第一の回路パターン33と予め回路形状に加工された第二の回路パターン35とを圧着することにより、第一の回路パターン33の端部に未硬化の絶縁層32’によるフィレット形状が形成される。
予め回路形状に加工された第二の回路パターン35の一方の面に、未硬化の第二の絶縁層34’を配置する(工程(c2−1))。この手法は特に限定されるものではなく、上述した金属ベース回路基板10の製造方法において説明した態様1又は態様2に準拠して行うことができる。
工程(c2−1)で形成した未硬化の第二の絶縁層34’と、第二の回路パターン35とを圧着する(工程(c2−2))。例えば、金属ベース回路基板10の製造方法において説明した工程(a2)に準拠した手法により、未硬化の第二の絶縁層34’を間に挟む形で、第二の回路パターン35と金属ベース基板31とを圧着することにより、第二の回路パターン35の端部に未硬化の絶縁層34’によるフィレット形状が形成される。
未硬化の2層の絶縁層を加熱により硬化させる(工程c3)。未硬化の第二の絶縁層32’を加熱硬化する工程と、未硬化の第二の絶縁層34’を加熱硬化する工程は、同時に行ってもよいし、別々に行ってもよいが、同時に行うことは、熱履歴が一定になる観点から好ましい。
[絶縁性樹脂組成物の調製]
後掲の表1に示す樹脂の合計体積に対して充填率が60体積%となるよう球状シリカを添加し、次いで遊星式撹拌器にて混合し樹脂溶液を作製した。得られた樹脂溶液を25℃、1kPaで減圧脱泡し、絶縁性樹脂組成物を得た。なお、表1に示すTgは、以下に示す方法により求めた各絶縁樹脂組成物のガラス転移点である。
・Tgの測定方法
各絶縁樹脂組成物を、離型処理された厚さ2mmの銅板で挟み、これを200℃で硬化させ、厚さ約200μmのシートを作製した。このシートから3×50mmの短冊状に切り出した試料を、DMA測定用サンプルとし、tanδのピークからTgを求めた。
任意の回路形状に加工された厚み1.0mmの回路銅板の片面に、圧着硬化後の厚みが100μmになるように上掲で調製した絶縁性樹脂組成物を塗布し、未硬化状態の絶縁層を形成した。次いで、これを厚み1.0mmのベース銅板上に、未硬化状態の上記絶縁層を間に挟むように載せて圧着した。次いで、回路銅板が圧着されたベース銅板をオーブンで加熱して絶縁層を硬化させ、金属ベース回路基板を得た。
加熱加圧後の厚みが100μmになるように各絶縁性樹脂組成物を銅板の片面に塗布し、流動性が無くなる程度まで半硬化させることによりプリプレグ付き銅板を作製した。このプリプレグ付き銅板から任意の回路形状に加工された厚み1.0mmの回路銅板を、厚み1.0mmのベース銅板上に半硬化状態の上記絶縁層を間に挟むように載せて加熱加圧にて接着し、被覆率0%の比較用金属回路ベース基板を得た。
[耐電圧]
三菱電線工業株式会社社製B010を用い、試験電圧0.5kVからスタートし、クリアするごとに0.5kVずつ上げていき、絶縁破壊した時点の電圧を耐電圧(絶縁破壊電圧)(BDV)とした。測定条件は試験電圧までの昇圧時間25秒、保持時間5秒、降圧時間15秒とした。結果を表2に示す。
はんだ耐熱性は、電子部品を回路基板に実装する際のリフロー処理を想定した試験であり、280℃のはんだ浴に金属ベース回路基板を5分間浮かべ、その後、耐電圧の上記測定条件に従いBDVを測定する。BDVが2kVよりも低い場合は×、BDVが2.0kV以上3.0kV未満の場合は△、BDVが3.0kV以上の場合を○とした。結果を表2に示す。結果を表2に示す。
吸湿はんだ耐熱性は、電子部品を回路基板に実装する際のリフロー処理を想定した試験であり、金属ベース回路基板を40℃、湿度98%の条件下で3時間吸湿させる。次いで、280℃のはんだ浴に金属ベース回路基板を5分間浮かべ、その後、耐電圧の上記測定条件に従いBDVを測定する。BDVが2kVよりも低い場合は×、BDVが2.0kV以上3.0kV未満の場合は△、BDVが3.0kV以上の場合を○とした。結果を表2に示す。結果を表2に示す。
Claims (18)
- 金属ベース基板と、第一の回路パターンと、前記金属ベース基板と前記第一の回路パターンとの間に第一の絶縁層を具備する金属ベース回路基板であって、
前記第一の絶縁層は、前記第一の回路パターンのうち、前記金属ベース基板と向き合った下面と、前記第一の回路パターンの側面のうち少なくとも前記下面と隣接した領域とを被覆している金属ベース回路基板。 - 前記第一の絶縁層の厚みが30〜200μmである請求項1に記載の金属ベース回路基板。
- 前記第一の絶縁層による前記第一の回路パターンの側面の被覆率が5〜100%である請求項1又は2に記載の金属ベース回路基板。
- 前記第一の絶縁層が樹脂と無機充填材を含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の金属ベース回路基板。
- 前記第一の絶縁層が前記樹脂として少なくともビスフェノールE型シアネート樹脂を含有する請求項4に記載の金属ベース回路基板。
- 前記第一の絶縁層に含有される前記ビスフェノールE型シアネート樹脂の割合が、前記樹脂の合計質量を基準として50質量%以上である請求項5に記載の金属ベース回路基板。
- 前記第一の絶縁層に含有される前記無機充填材の割合が、前記樹脂の合計体積を基準として70体積%以下である請求項4〜6のいずれか1項に記載の金属ベース回路基板。
- 前記金属ベース基板と前記第一の絶縁層との間に、前記金属ベース基板上に形成された第二の絶縁層と、前記第二の絶縁層上に形成された第二の回路パターンとを具備する請求項1〜7のいずれか1項に記載の金属ベース回路基板。
- 前記第二の絶縁層は、前記第二の回路パターンのうち、前記金属ベース基板と向き合った下面と、前記第二の回路パターンの側面のうち少なくとも前記下面と隣接した領域とを被覆している請求項8に記載の金属ベース回路基板。
- 前記第二の絶縁層の厚みが30〜200μmである請求項9に記載の金属ベース回路基板。
- 前記第二の絶縁層による前記第二の回路パターンの側面の被覆率が5〜100%である請求項9又は10に記載の金属ベース回路基板。
- 前記第二の絶縁層が樹脂と無機充填材を含有する請求項8〜11のいずれか1項に記載の金属ベース回路基板。
- 前記第二の絶縁層が前記樹脂として少なくともビスフェノールE型シアネート樹脂を含有する請求項12に記載の金属ベース回路基板。
- 前記第二の絶縁層に含有される前記ビスフェノールE型シアネート樹脂の割合が、前記樹脂の合計質量を基準として50質量%以上である請求項13に記載の金属ベース回路基板。
- 前記第二の絶縁層に含有される前記無機充填材の割合が、前記樹脂の合計体積を基準として70体積%以下である請求項12〜14のいずれか1項に記載の金属ベース回路基板。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の金属ベース回路基板の製造方法であり、
未硬化の前記第一の絶縁層に前記第一の回路パターンを圧着することにより、前記第一の回路パターンのうち、前記金属ベース基板と向き合った下面と、前記第一の回路パターンの側面のうち少なくとも前記下面と隣接した領域とを未硬化の前記第一の絶縁層により被覆すること、及び
未硬化の前記第一の絶縁層を加熱により硬化すること
を含む、金属ベース回路基板の製造方法。 - 請求項8に記載の金属ベース回路基板の製造方法であり、
未硬化の前記第一の絶縁層に前記第一の回路パターンを圧着することにより、前記第一の回路パターンのうち、前記金属ベース基板と向き合った下面と、前記第一の回路パターンの側面のうち少なくとも前記下面と隣接した領域とを未硬化の前記第一の絶縁層により被覆すること、及び
未硬化の前記第一の絶縁層を加熱により硬化すること
を含む、金属ベース回路基板の製造方法。 - 請求項9〜15のいずれか1項に記載の金属ベース回路基板の製造方法であり、
未硬化の前記第一の絶縁層に前記第一の回路パターンを圧着することにより、前記第一の回路パターンのうち、前記金属ベース基板と向き合った下面と、前記第一の回路パターンの側面のうち少なくとも前記下面と隣接した領域とを未硬化の前記第一の絶縁層により被覆すること、
未硬化の前記第二の絶縁層に前記第二の回路パターンを圧着することにより、前記第二の回路パターンのうち、前記金属ベース基板と向き合った下面と、前記第二の回路パターンの側面のうち少なくとも前記下面と隣接した領域とを未硬化の前記第二の絶縁層により被覆すること、及び
未硬化の前記第一の絶縁層及び未硬化の前記第二の絶縁層を加熱により硬化すること
を含む、金属ベース回路基板の製造方法。
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