JP2598931B2 - メタル・コアプリント基板及びその製造方法 - Google Patents
メタル・コアプリント基板及びその製造方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はメタル・コアプリント基板及びその製造方法
に関し、特に、放熱性にすぐれ、各種電子機器プリント
回路基板に適したメタル・コアプリント基板及びその製
造方法に関する。
に関し、特に、放熱性にすぐれ、各種電子機器プリント
回路基板に適したメタル・コアプリント基板及びその製
造方法に関する。
（従来の技術） 従来、使用されている代表的なメタル・コアプリント
基板は、Al、低炭素鋼板、42合金、コバール等の芯材上
に絶縁層が形成され、その上にCu箔が被覆されている。
特にメタル基板は、耐熱性、放熱性、電磁遮蔽性に優れ
ていることから、高密度実装化が達成されたコンピュー
タや自動車用制御回路基板など使用環境の厳しいところ
に使われる。メタル・コアプリント基板の特徴は、次の
ようである。
基板は、Al、低炭素鋼板、42合金、コバール等の芯材上
に絶縁層が形成され、その上にCu箔が被覆されている。
特にメタル基板は、耐熱性、放熱性、電磁遮蔽性に優れ
ていることから、高密度実装化が達成されたコンピュー
タや自動車用制御回路基板など使用環境の厳しいところ
に使われる。メタル・コアプリント基板の特徴は、次の
ようである。
（１）金属基板の熱伝導性が良好なため放熱性に優れて
いる。
いる。
（２）熱膨脹係数を任意に設定することが可能である。
例えばクラッド技術の応用により構成材料を適正に選定
して総合的に設定することができる。
例えばクラッド技術の応用により構成材料を適正に選定
して総合的に設定することができる。
（３）機械加工性が良い。
（４）機械的強度が高い。
（５）大型寸法のものが容易に作製可能である。
（６）電磁遮蔽効果がある。
（７）製造コストが高い。
このメタル・コアプリント基板の代表的な作成方法の
例としてAlを芯材とする基板の場合について第３図にし
たがって説明する。
例としてAlを芯材とする基板の場合について第３図にし
たがって説明する。
金属基板としては１〜2mmのAl基板９を用い、その表
面に絶縁層としてアルマイト層10を硫酸陽極酸化法で20
〜30μｍの厚み程度に形成し、封孔処理をしたあと、エ
ポキシ系の接着剤11でCu箔12を150〜170℃で熱圧着して
形成する。ここでアルマイト層10を省略しているものも
ある。
面に絶縁層としてアルマイト層10を硫酸陽極酸化法で20
〜30μｍの厚み程度に形成し、封孔処理をしたあと、エ
ポキシ系の接着剤11でCu箔12を150〜170℃で熱圧着して
形成する。ここでアルマイト層10を省略しているものも
ある。
以上のようにして形成されたメタル・コアプリント基
板は必ずAl基板９と絶縁被覆層との接合が要求される
が、Alと樹脂系接着剤の接着強度が充分に得られないこ
とが問題である。接着強度は通常2Kgf/cm2以上必要であ
るが、脱脂した金属表面に直接接着剤を塗布したもの
は、この強度が得られない。そこでアルマイト層10を介
して接着剤をつけ密着力を得ている。アルマイト層10は
表面に凹凸ができ表面積が増加して密着力が増加するか
らである。金属基板がAl以外の場合は、メタル表面をブ
ラシ研磨や砥石又は研磨紙によって研磨し、表面粗度を
上げて接着剤との密着力を高めている。しかし、このよ
うな手段を施してもなお充分な密着力を得ているとは言
い難い。
板は必ずAl基板９と絶縁被覆層との接合が要求される
が、Alと樹脂系接着剤の接着強度が充分に得られないこ
とが問題である。接着強度は通常2Kgf/cm2以上必要であ
るが、脱脂した金属表面に直接接着剤を塗布したもの
は、この強度が得られない。そこでアルマイト層10を介
して接着剤をつけ密着力を得ている。アルマイト層10は
表面に凹凸ができ表面積が増加して密着力が増加するか
らである。金属基板がAl以外の場合は、メタル表面をブ
ラシ研磨や砥石又は研磨紙によって研磨し、表面粗度を
上げて接着剤との密着力を高めている。しかし、このよ
うな手段を施してもなお充分な密着力を得ているとは言
い難い。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記の問題点を解決し、通常のセラミックプ
リント基板と同等の耐熱性を有し、より放熱性の優れ、
かつ、金属基板と絶縁被覆層との密着性に優れたメタル
・コアプリント基板及びその製造方法を提供することに
ある。
リント基板と同等の耐熱性を有し、より放熱性の優れ、
かつ、金属基板と絶縁被覆層との密着性に優れたメタル
・コアプリント基板及びその製造方法を提供することに
ある。
（問題点を解決するための手段） すなわち、Alを含有する鋼よりなる金属基板または表
面にAlをメッキした金属よりなる金属基板上にアルミナ
ウイスカーよりなる絶縁層を設け、該絶縁層の上にエポ
キシ樹脂よりなる絶縁被覆層を形成し、絶縁被覆層上に
Cu箔を貼着させたことを特徴とするメタル・コアプリン
ト基板である。
面にAlをメッキした金属よりなる金属基板上にアルミナ
ウイスカーよりなる絶縁層を設け、該絶縁層の上にエポ
キシ樹脂よりなる絶縁被覆層を形成し、絶縁被覆層上に
Cu箔を貼着させたことを特徴とするメタル・コアプリン
ト基板である。
本発明において使用する金属基板とは、例えば18Cr−
3Al,20Cr−5AlなどのAl含有ステンレス鋼、若しくはフ
ェライト系ステンレス鋼（例えばSUS430,409,410,44
4）、オーステナイト系ステンレス鋼（例えばSUS304,30
1,316,309,310）などのような金属の表面にAlメッキを
施した金属である。
3Al,20Cr−5AlなどのAl含有ステンレス鋼、若しくはフ
ェライト系ステンレス鋼（例えばSUS430,409,410,44
4）、オーステナイト系ステンレス鋼（例えばSUS304,30
1,316,309,310）などのような金属の表面にAlメッキを
施した金属である。
また、本発明はAlを含有する鋼よりなる金属基板を真
空中、若しくは非酸化性ガスの雰囲気下で加熱したの
ち、空気中で加熱することによりアルミナウイスカーを
生成させて絶縁層を形成し、しかる後、該絶縁層の上に
エポキシ樹脂を塗布して絶縁被覆層を形成し、該絶縁被
覆層上にCu箔を貼着させたことを特徴とするメタル・コ
アプリント基板の製造方法であり、更に本発明は表面に
Alをメッキした金属よりなる金属基板を真空中、若しく
は非酸化性ガスの雰囲気下で加熱してAlを金属内部に拡
散させて、表面をAl含有状態としたのち、空気中で加熱
することによりアルミナウイスカーを生成させて絶縁層
を形成し、しかる後、該絶縁層の上にエポキシ樹脂を塗
布して絶縁被覆層を形成し、該絶縁被覆層上にCu箔を貼
着させたことを特徴とするメタル・コアプリント基板の
製造方法である。
空中、若しくは非酸化性ガスの雰囲気下で加熱したの
ち、空気中で加熱することによりアルミナウイスカーを
生成させて絶縁層を形成し、しかる後、該絶縁層の上に
エポキシ樹脂を塗布して絶縁被覆層を形成し、該絶縁被
覆層上にCu箔を貼着させたことを特徴とするメタル・コ
アプリント基板の製造方法であり、更に本発明は表面に
Alをメッキした金属よりなる金属基板を真空中、若しく
は非酸化性ガスの雰囲気下で加熱してAlを金属内部に拡
散させて、表面をAl含有状態としたのち、空気中で加熱
することによりアルミナウイスカーを生成させて絶縁層
を形成し、しかる後、該絶縁層の上にエポキシ樹脂を塗
布して絶縁被覆層を形成し、該絶縁被覆層上にCu箔を貼
着させたことを特徴とするメタル・コアプリント基板の
製造方法である。
本発明のメタル・コアプリント基板の製造方法におけ
るAlを金属内部に拡散させて、表面をAl含有状態とする
ための条件及びアルミナ前駆体を生成させる条件として
は温度700〜1100℃の真空中、減圧中または非酸化性ガ
ス中で熱処理を行い、又、アルミナウイスカーの生成条
件として前記熱処理を行って表面をAl含有状態したもの
を酸化性雰囲気下で800〜950℃、好ましくは850〜930℃
の温度範囲に加熱してアルミナウイスカーを生成させる
のである。
るAlを金属内部に拡散させて、表面をAl含有状態とする
ための条件及びアルミナ前駆体を生成させる条件として
は温度700〜1100℃の真空中、減圧中または非酸化性ガ
ス中で熱処理を行い、又、アルミナウイスカーの生成条
件として前記熱処理を行って表面をAl含有状態したもの
を酸化性雰囲気下で800〜950℃、好ましくは850〜930℃
の温度範囲に加熱してアルミナウイスカーを生成させる
のである。
このようにした生成されたアルミナウイスカーの上に
エポキシ系接着剤を塗布し、更にその上にCu箔などの電
気伝導度の良好な回路形成導体を接着してメタル・コア
プリント基板とするのである。しかして、本発明ではAl
含有鋼又は表面にAlをメッキした金属基板を拡散熱処理
して、表面のAl濃度の高めたものにアルミナウィスカー
を生成させ、所謂アンカー効果によりエポキシ系接着剤
との密着力を高めるのである。
エポキシ系接着剤を塗布し、更にその上にCu箔などの電
気伝導度の良好な回路形成導体を接着してメタル・コア
プリント基板とするのである。しかして、本発明ではAl
含有鋼又は表面にAlをメッキした金属基板を拡散熱処理
して、表面のAl濃度の高めたものにアルミナウィスカー
を生成させ、所謂アンカー効果によりエポキシ系接着剤
との密着力を高めるのである。
次に実施例をもって本発明を詳細に説明する。
（実施例１） 本発明は実施例について図を用いて説明する。第１図
は本発明に基くメタル・コアプリント基板の一実施例を
示す部分断面図である。
は本発明に基くメタル・コアプリント基板の一実施例を
示す部分断面図である。
本実施例においては、金属基板１としてAl含有鋼の20
Cr−5Al−Fe合金を用いた。アルミナウイスカーを生成
させるためには、まず20Cr−5Al−Fe合金を900℃×３分
間、５×10-5Torr真空中で熱処理し、アルミナ前駆体を
表面に生成させた。次に大気中で920℃×16時間加熱し
てアルミナウイスカー２を生成させた。これを写真１に
示す。アルミナウイスカーの生成温度範囲としては800
℃〜950℃が適当であることが判った。この上にエポキ
シ系の接着剤でCu箔４を150〜170℃で熱圧着してメタ
ル、コア−プリント基板を形成する。このエポキシ系の
接着剤は絶縁被覆層３を形成する。
Cr−5Al−Fe合金を用いた。アルミナウイスカーを生成
させるためには、まず20Cr−5Al−Fe合金を900℃×３分
間、５×10-5Torr真空中で熱処理し、アルミナ前駆体を
表面に生成させた。次に大気中で920℃×16時間加熱し
てアルミナウイスカー２を生成させた。これを写真１に
示す。アルミナウイスカーの生成温度範囲としては800
℃〜950℃が適当であることが判った。この上にエポキ
シ系の接着剤でCu箔４を150〜170℃で熱圧着してメタ
ル、コア−プリント基板を形成する。このエポキシ系の
接着剤は絶縁被覆層３を形成する。
（実施例２） 本発明の他の実施例として表面にAlメッキをした金属
基板の場合を第２図を用いて説明する。本実施例におい
ては、金属基板５としてSUS430にAlをメッキした材料を
採用する。
基板の場合を第２図を用いて説明する。本実施例におい
ては、金属基板５としてSUS430にAlをメッキした材料を
採用する。
まず、金属基板５の表面上にAlよりなるワイヤーブラ
シで研磨して該基板面上にAlメッキ層を形成し、次にAl
を該基板中に拡散させることと、アルミナ前駆体を形成
させることを兼ねた熱処理を実施する。熱処理条件とし
ては900℃×10分間、５×10-5Torr真空中で行なった。
次に900℃×16時間大気中で加熱してアルミナウイスカ
ー６生成させた。アルミナウイスカー６の生成温度範囲
としては800℃〜950℃が適当であることが判った。生成
したアルミナウイスカー６は写真１に示したものと同様
である。該アルミナウイスカー６を絶縁被覆層７とし、
この上にエポキシ系接着剤でCu箔８を150〜170℃で熱圧
着してメタルコアプリント基板を作製する。このエポキ
シ系接着剤は絶縁被覆層７の働きをする。なお、接着剤
はアルミナウイスカー６のアンカー効果により強固に接
着する。また、アルミナウイスカー６は、金属基板５よ
り生成したものであるから密着性に優れ、広い温度範囲
で剥離することはない。
シで研磨して該基板面上にAlメッキ層を形成し、次にAl
を該基板中に拡散させることと、アルミナ前駆体を形成
させることを兼ねた熱処理を実施する。熱処理条件とし
ては900℃×10分間、５×10-5Torr真空中で行なった。
次に900℃×16時間大気中で加熱してアルミナウイスカ
ー６生成させた。アルミナウイスカー６の生成温度範囲
としては800℃〜950℃が適当であることが判った。生成
したアルミナウイスカー６は写真１に示したものと同様
である。該アルミナウイスカー６を絶縁被覆層７とし、
この上にエポキシ系接着剤でCu箔８を150〜170℃で熱圧
着してメタルコアプリント基板を作製する。このエポキ
シ系接着剤は絶縁被覆層７の働きをする。なお、接着剤
はアルミナウイスカー６のアンカー効果により強固に接
着する。また、アルミナウイスカー６は、金属基板５よ
り生成したものであるから密着性に優れ、広い温度範囲
で剥離することはない。
（発明の効果） 以上述べたように本発明は金属基板よりアルミナウイ
スカーを生成させたので剥離することもなく、また、製
造コストも低く、メタル・コアプリント基板及びメタル
・コアプリント基板を容易に製造することが出来るとと
もに熱処理を施してをアルミナウイスカーとなし、これ
にエポキシ樹脂からなる絶縁被覆層を塗布形成するので
あって、アルミナウイスカーがアンカー効果を呈して絶
縁被覆層との接着強度が大となり、従来のものに比して
剥離等の問題を解消することができた。
スカーを生成させたので剥離することもなく、また、製
造コストも低く、メタル・コアプリント基板及びメタル
・コアプリント基板を容易に製造することが出来るとと
もに熱処理を施してをアルミナウイスカーとなし、これ
にエポキシ樹脂からなる絶縁被覆層を塗布形成するので
あって、アルミナウイスカーがアンカー効果を呈して絶
縁被覆層との接着強度が大となり、従来のものに比して
剥離等の問題を解消することができた。
第１図及び第２図は本発明に係るメタル・コアプリント
基板の層構成を示した説明図、第３図は従来のメタル・
コアプリント基板の層構成を示した説明図、第４図は生
成されたアルミナウイスカーの写真である。 １……金属基板（20Cr−5Al−Fe）、2,6……アルミナウ
イスカー、3,7,11……絶縁被覆層（エポキシ樹脂）、4,
8,12……Cu箔、５……金属基板（SUS430）、９……Al基
板、10……アルマイト層
基板の層構成を示した説明図、第３図は従来のメタル・
コアプリント基板の層構成を示した説明図、第４図は生
成されたアルミナウイスカーの写真である。 １……金属基板（20Cr−5Al−Fe）、2,6……アルミナウ
イスカー、3,7,11……絶縁被覆層（エポキシ樹脂）、4,
8,12……Cu箔、５……金属基板（SUS430）、９……Al基
板、10……アルマイト層
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−122152（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−117350（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−126193（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−189789（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】Alを含有する鋼よりなる金属基板または表
面にAlをメッキした金属よりなる金属基板上にアルミナ
ウイスカーよりなる絶縁層を設け、該絶縁層の上にエポ
キシ樹脂よりなる絶縁被覆層を形成し、絶縁被覆層上に
Cu箔を貼着させたことを特徴とするメタル・コアプリン
ト基板。 - 【請求項２】Alを含有する鋼よりなる金属基板を真空
中、若しくは非酸化性ガスの雰囲気下で加熱したのち、
空気中で加熱することによりアルミナウイスカーを生成
させて絶縁層を形成し、しかる後、該絶縁層の上にエポ
キシ樹脂を塗布して絶縁被覆層を形成し、該絶縁被覆層
上にCu箔を貼着させたことを特徴とするメタル・コアプ
リント基板の製造方法。 - 【請求項３】表面にAlをメッキした金属よりなる金属基
板を真空中、若しくは非酸化性ガスの雰囲気下で加熱し
てAlを金属内部に拡散させて、表面をAl含有状態とした
のち、空気中で加熱することによりアルミナウイスカー
を生成させて絶縁層を形成し、しかる後、該絶縁層の上
にエポキシ樹脂を塗布して絶縁被覆層を形成し、該絶縁
被覆層上にCu箔を貼着させたことを特徴とするメタル・
コアプリント基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29971387A JP2598931B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | メタル・コアプリント基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29971387A JP2598931B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | メタル・コアプリント基板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01143287A JPH01143287A (ja) | 1989-06-05 |
| JP2598931B2 true JP2598931B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=17876066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29971387A Expired - Fee Related JP2598931B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | メタル・コアプリント基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2598931B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1035164A (ja) * | 1996-04-25 | 1998-02-10 | Samsung Aerospace Ind Ltd | Ｉｃカード及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP29971387A patent/JP2598931B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1035164A (ja) * | 1996-04-25 | 1998-02-10 | Samsung Aerospace Ind Ltd | Ｉｃカード及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01143287A (ja) | 1989-06-05 |
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