JP3514669B2 - 金属ベースプリント配線板および金属ベース多層プリント配線板並びにその製造方法 - Google Patents

金属ベースプリント配線板および金属ベース多層プリント配線板並びにその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、金属ベースプリ
ント配線基板、金属ベース多層プリント配線板およびそ
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】金属ベースプリント配線板として、アル
ミニウム、鉄、銅、亜鉛などの金属ベース(基材または
コア)の片面または両面に、絶縁層を介して導体箔を重
ねて接着一体化し、導体箔をエッチングしてプリント回
路を形成したものが知られている。
【0003】金属ベースプリント配線板は、金属ベース
の特性によって耐熱性、難燃性、シールド効果、機械的
強度などが優れたものであり、特に熱放散性が良好であ
るという特性を有する。すなわち、金属ベースプリント
配線板は、ベースの金属が高い熱伝導率を有することか
ら、伝導による熱分散性が良く、基板温度の局部的な上
昇が抑えられ、放熱効果が高いものである。
【0004】ところで、金属ベースプリント配線板の絶
縁層を形成する素材としては、アルミナなどの放熱性の
良いフィラーを含有したエポキシ樹脂が一般的である。
【0005】しかしながら、プレス前の半硬化状態のエ
ポキシプリプレグの保存安定性の問題や、プレスに2時
間程度の長時間を要するなど、作業性の面で不具合があ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の課
題は上記した問題点を解決し、ハンダ耐熱性を有する熱
可塑性の絶縁層を用いて導体箔および金属ベースに対し
て比較的低温で短時間で熱融着することができ、しかも
確実に接着一体化された金属ベースプリント配線板また
は金属ベース多層プリント配線板にすることである。
【0007】また、本願の製造方法に係る発明の課題と
しては、導体箔および金属ベースとを熱可塑性の絶縁層
で簡単な工程で確実に熱融着して金属ベース多層プリン
ト配線板を効率良く製造することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願の金属ベースプリン
ト配線板に係る発明においては、上記の課題を解決する
ために、金属板の片面または両面に熱可塑性樹脂組成物
からなる絶縁層を介して導体箔を熱融着し、この導体箔
でプリント回路を形成した金属ベースプリント配線板に
おいて、前記絶縁層が、結晶融解ピーク温度260℃以
上のポリアリールケトン樹脂65〜35重量%と、非晶
性ポリエーテルイミド樹脂35〜65重量%とを含有す
る熱可塑性樹脂組成物からなり、この熱可塑性樹脂組成
物は、示差走査熱量測定で昇温した時に測定されるガラ
ス転移温度が150〜230℃、結晶融解熱量ΔHmと
昇温中の結晶化により発生する結晶化熱量ΔHcとの関
係が下記の式(A) で示される関係を満たす特性のものを
下記の式(B) で示される関係を満たすように熱融着した
ものであることを特徴とする金属ベースプリント配線板
としたのである。
【0009】 式(A): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.5 式(B): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≧0.7 前記導体箔としては、表面粗化されている導体箔を採用
することが好ましく、前記金属板としては、表面粗化さ
れている金属板を採用することが好ましい。
【0010】また、本願の金属ベース多層プリント配線
板に係る発明においては、前記の課題を解決するため
に、熱可塑性樹脂組成物からなるフィルム状絶縁体に両
面貫通孔を形成すると共に貫通孔内に導電性ペーストを
充填して積層電気回路の層間接続用熱融着性フィルムを
設け、この層間接続用熱融着用フィルムの両面に導体箔
を熱融着しかつ回路形成してフィルム状配線基板を設
け、金属板の片面または両面に前記熱可塑性樹脂組成物
からなる絶縁層を介してフィルム状配線基板を熱融着し
た金属ベース多層プリント配線板において、前記熱融着
された絶縁層および熱融着されたフィルム状配線基板を
構成する熱可塑性樹脂組成物が、結晶融解ピーク温度2
60℃以上のポリアリールケトン樹脂65〜35重量%
と、非晶性ポリエーテルイミド樹脂35〜65重量%と
を含有し、この熱可塑性樹脂組成物は、示差走査熱量測
定で昇温した時に測定されるガラス転移温度が150〜
230℃、結晶融解熱量ΔHmと昇温中の結晶化により
発生する結晶化熱量ΔHcとの関係が下記の式(A) で示
される関係を満たす特性のものを加熱して下記の式(B)
で示される関係を満たすように熱融着されたものである
ことを特徴とする金属ベースプリント配線板としたので
ある。
【0011】 式(A): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.5 式(B): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≧0.7 前記導体箔としては、表面粗化されている導体箔を採用
することが好ましく、前記金属板としては、表面粗化さ
れている金属板を採用することが好ましい。
【0012】上記したように構成されるこの発明の金属
ベースプリント配線板または金属ベース多層プリント配
線板は、結晶性のポリアリールケトン樹脂と非晶性のポ
リエーテルイミド樹脂を所定量配合した絶縁層を有す
る。
【0013】絶縁層は、ガラス転移温度が150〜23
0℃のものであり、かつ結晶融解熱量ΔHmと昇温中の
結晶化により発生する結晶化熱量ΔHcとの関係が前記
式(A) で示される関係を満たすものを所定条件で加熱
し、熱融着後に前記式(B) で示される関係を満たすよう
にしたものであって、熱融着時の加熱によりポリアリー
ルケトン樹脂の結晶性が適当に進行しているので、26
0℃に耐えるハンダ耐熱性を確実に有する絶縁層にな
り、機械的強度および電気的絶縁性にも優れたものであ
る。
【0014】そして、この絶縁層は、導体箔との接着強
度も大きく、導体箔をエッチングして形成した電気回路
は絶縁層に強固に接着して剥離し難い。通常、表面が粗
化されている導体箔もしくは表面粗化されている金属板
を採用するか、または何れも粗化された導体箔および金
属板を使用して接着強度をより大きくする。
【0015】また、フィルム状絶縁体と導体箔の接着
は、層間にエポキシ樹脂などの接着剤を介在させないで
熱融着するので、金属ベースプリント配線板または金属
ベース多層プリント配線板の耐熱性、耐薬品性、電気特
性などの諸特性は接着剤の特性に支配されることがな
く、絶縁層の優れた諸特性が充分に活かされる。
【0016】なお、積層電気回路の層間接続用熱融着性
フィルムは、絶縁性の前記熱可塑性樹脂成物で形成され
ており、両面貫通孔内の導電性ペーストによって両面貫
通孔の開口部が電気的接点となって、フィルムの片面ま
たは両面に配置形成された電気回路の要所を層厚方向に
導通する。
【0017】本願の金属ベース多層プリント配線板の製
造方法に係る発明においては、前記の課題を解決するた
め、結晶融解ピーク温度260℃以上のポリアリールケ
トン樹脂65〜35重量%と、非晶性ポリエーテルイミ
ド樹脂35〜65重量%とを含有し、示差走査熱量測定
で昇温した時に測定されるガラス転移温度が150〜2
30℃、結晶融解熱量ΔHmと昇温中の結晶化により発
生する結晶化熱量ΔHcとの関係が下記の式(I) で示さ
れる関係を満たす熱可塑性樹脂組成物からなるフィルム
状絶縁体を形成し、このフィルム状絶縁体に両面貫通孔
を形成すると共に貫通孔内に導電性ペーストを充填して
積層電気回路の層間接続用熱融着性フィルムを形成し、
この層間接続用熱融着性フィルムの両面に導体箔を重ね
て前記熱可塑性樹脂組成物が下記の式(II)で示される関
係を満たすように熱融着した後、前記導体箔に回路を形
成してフィルム状配線基板を設け、金属板の片面または
両面に前記フィルム状絶縁体を介して前記フィルム状配
線基板を重ね、各層を構成する熱可塑性樹脂組成物が下
記の(III) で示される関係を満たすように熱融着するこ
とからなる金属ベース多層プリント配線板の製造方法と
したのである。
【0018】 式(I): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.35 式(II): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.5 式(III): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≧0.7 上記多層プリント配線板の製造方法においては、層間接
続用熱融着性フィルムの両面に導体箔を重ねて熱融着す
る際に、熱可塑性樹脂組成物の熱融着後の結晶融解熱量
ΔHmと昇温中の結晶化により発生する結晶化熱量ΔH
cとの関係が前記式(II)で示される関係を満たすように
熱融着する。
【0019】そして、金属板の片面または両面にフィル
ム状絶縁体を重ね、その上に前述した層間接続用熱融着
性フィルムの両面に導体箔で回路形成したフィルム状配
線基板を重ね、前記式(II)で示される関係を有する熱可
塑性樹脂組成物が前記式(III) で示される関係を満たす
ように熱融着する。
【0020】このようにすると、熱融着後の熱可塑性樹
脂組成物は、ポリアリールケトン樹脂の結晶性が適当に
進行し、260℃に耐えるハンダ耐熱性を確実に有する
絶縁層になり、かつ導体箔との接着強度も大きくなる。
【0021】そして、加熱加圧による熱融着を行なう時
には熱可塑性樹脂が導体箔との接着温度領域で弾性率が
低下し、微細な配線ピッチにも適当な低粘度の熱可塑性
樹脂が確実に充填されて、内層回路の埋め込み性、すな
わち絶縁の信頼性が極めて高い良好な金属ベース多層プ
リント配線板を製造できる。
【0022】なお、フィルム状絶縁体と導体箔の接着
は、層間にエポキシ樹脂などの接着剤を介在させずに熱
融着するため、耐熱性、耐薬品性、電気特性などの諸特
性は接着剤の特性に支配されることがなく、絶縁層の優
れた諸特性が充分に生かされる。また、製造工程中に接
着剤その他の液状積層材料の塗布・乾燥の工程がないの
で、製造効率の良い多層プリント配線板の製造方法とな
る。
【0023】
【発明の実施の形態】この発明の金属ベースプリント配
線板、金属ベース多層プリント配線板およびその製造方
法の実施形態を、以下に添付図面に基づいて説明する。
【0024】図1に示す第1実施形態は、金属ベースプ
リント配線板に関し、表面粗化されているアルミニウム
板などの金属板1の片面に結晶融解ピーク温度260℃
以上のポリアリールケトン樹脂65〜35重量%と非晶
性ポリエーテルイミド樹脂35〜65重量%とを含有す
る熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁層2を介して粗化銅
箔等の表面粗化されている導体箔を熱融着し、この導体
箔をサブトラクティブ法によってプリント回路3を形成
した金属ベースプリント配線板であり、プリント回路3
を接着固定している熱融着後の絶縁層2は、示差走査熱
量測定で昇温した時に測定されるガラス転移温度が15
0〜230℃、結晶融解熱量ΔHmと昇温中の結晶化に
より発生する結晶化熱量ΔHcとの関係が下記の式(A)
で示される関係を満たす特性のものを加熱して下記の式
(B) で示される関係を満たすように熱融着されたもので
ある。
【0025】 式(A): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.5 式(B): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≧0.7 図1の鎖線に示すように、金属ベースプリント配線板
は、例えば1.0〜1.6mm程度の厚さの金属板1の
両面に対して、熱可塑性樹脂組成物からなる25〜50
μm厚の絶縁層2を介して導体箔を熱融着し、この導体
箔でプリント回路3を形成した2層(両面)構造の金属
ベースプリント配線板であってもよい。
【0026】図2(c)の実線に示す第2実施形態は、
金属板4の片面に熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁層5
を介してフィルム状配線基板6を熱融着した金属ベース
多層プリント配線板である。
【0027】図2(a)、(b)に示すように、層間接
続用熱融着性フィルム10は、熱可塑性樹脂組成物から
なるフィルム状絶縁体7の両面貫通孔8に導電性ペース
ト9を充填したものであり、その両面に導体箔を熱融着
しかつサブトラクティブ法によってプリント回路11を
形成したものがフィルム状配線基板6である。
【0028】第2実施形態の金属ベース多層プリント配
線板の製造方法を詳細に説明すると、先ず、前記した所
定組成および熱特性の熱可塑性樹脂組成物からなるフィ
ルム状絶縁体7に、レーザー加工により両面貫通孔8を
形成し、この内部に導電性ペースト9を充填して積層電
気回路の層間接続用熱融着性フィルム10を形成し、さ
らにこの層間接続用熱融着性フィルム10の両面に粗化
銅箔等の導体箔を真空熱プレス機で熱融着し、これをサ
ブトラクティブ法によって不要部分を除いてプリント回
路11を形成し、金属板の片面(または図2(c)の鎖
線に示すように両面)にフィルム状絶縁体7を介してフ
ィルム状配線基板6を重ね、熱融着により積層一体化し
て得られる。
【0029】絶縁層5の材料となるフィルム状絶縁体7
を製造するには、ポリアリールケトン樹脂と、非晶性ポ
リエーテルイミド樹脂とを配合し、式(I) で示される所
定の結晶性のものを後述する手法で調製する。
【0030】 式(I): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.35 フィルム状絶縁体7に導体箔を熱融着する際には、熱可
塑性樹脂組成物のガラス転移点(Tg ) は越えるが、結
晶融解ピーク温度(Tc ) は越えず、すなわち非晶性が
維持される所定温度範囲に加熱し、好ましくは熱可塑性
樹脂組成物が前記式(II)で示される特性を維持する導体
箔が熱融着されたフィルム状基板を作製する。
【0031】 式(II): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.5 導体箔に対する導電性回路の形成方法は、周知のサブト
ラクティブ法を採用できるが、アディティブ法を採用す
ることもできる。因みに、サブトラクティブ法の具体例
としては、銅箔に紫外線硬化性樹脂からなるドライフィ
ルムをラミネートし、次に導電性回路の切り抜き型を形
成したパターンフィルムをドライフィルムに密着させた
状態で紫外線に露光させ、その後、パターンフィルムお
よび未硬化のドライフィルムを取り除いて塩化第二鉄溶
液でエッチングを行ない、導電性回路の不要部分の銅箔
を除去し、次に、水酸化ナトリム溶液に浸漬して残った
銅箔上のドライフィルムを除去して導電性回路を形成す
る。
【0032】金属板4の片面または両面に絶縁層5(フ
ィルム状絶縁体7)を重ね、さらにフィルム状配線基板
6を重ねて一括して熱融着する際には、各層を構成する
熱可塑性樹脂組成物の結晶融解熱量ΔHmと昇温中の結
晶化により発生する結晶化熱量ΔHcとの関係が式(II
I) で示される関係を満たすように熱融着する。
【0033】 式(III): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≧0.7 このようにすると、熱可塑性樹脂組成物の結晶融解ピー
ク温度(Tc ) 付近(例えば230〜250℃)まで加
熱することになって、確実な熱融着が可能になると共に
熱可塑性樹脂組成物の結晶化が進み、ハンダ耐熱性に優
れた金属ベース多層プリント配線板を製造できる。
【0034】この発明においてフィルム状絶縁体を構成
する第1の成分であるポリアリールケトン樹脂は、その
構造単位に芳香核結合、エーテル結合およびケトン結合
を含む熱可塑性樹脂であり、すなわち、フェニルケトン
とフェニルエーテルの組み合わせ構造からなる耐熱性の
結晶性高分子である。
【0035】ポリアリールケトン樹脂の代表例として
は、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリエーテルケトンケトンなどがあるが、この発明
においては、下記の化1の式に示されるポリエーテルエ
ーテルケトンが好適なものとして使用できる。
【0036】
【化1】
【0037】フィルム状絶縁体を構成する第2の成分で
ある非晶性ポリエーテルイミド樹脂は、その構造単位に
芳香核結合、エーテル結合およびイミド結合を含む非晶
性熱可塑性樹脂であり、この発明においては、下記の化
2の式に示されるポリエーテルイミド樹脂を適用でき
る。
【0038】
【化2】
【0039】そして、この発明に用いるフィルム状絶縁
体は、上記した2種類の耐熱性樹脂を所定の割合でブレ
ンドした組成物からなり、すなわち、熱可塑性樹脂組成
物は、結晶融解ピーク温度260℃以上のポリアリール
ケトン樹脂65〜35重量%と非晶性ポリエーテルイミ
ド樹脂35〜65重量%とからなり、示差走査熱量測定
で昇温した時に測定されるガラス転移温度が150〜2
30℃のものである。
【0040】上記配合割合を限定する理由は、ポリアリ
ールケトン樹脂が65重量%を越えて多量に配合された
り、ポリエーテルイミド樹脂の配合割合が35重量%未
満の少量の配合割合では、組成物の結晶化速度が速くな
り過ぎてその結晶性が高くなりすぎ、熱融着による基板
の多層化が困難になったり、結晶化に伴う体積収縮(寸
法変化)が大きくなって回路基板の信頼性が低下するか
らである。
【0041】また、結晶性ポリアリルエーテルケトン樹
脂が35重量%未満であったり、非晶性ポリエーテルイ
ミド樹脂が65重量%を超えると、組成物の結晶化速度
が遅くなりすぎてその結晶性が低くなり、たとえ結晶融
解ピーク温度が260℃以上であってもハンダ耐熱性が
低下するので、好ましくない。
【0042】この発明における重要な制御因子であるフ
ィルム状絶縁体の熱融着前の熱特性は、結晶融解熱量Δ
Hmと昇温中の結晶化により発生する結晶化熱量ΔHc
との関係が下記の式(I) で示される関係を満たすことで
ある。
【0043】 式(I): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.35 (ΔHm−ΔHc)/ΔHmで示される熱特性は、JI
S K 7121、JIS K7122に準じた示差走
査熱量測定で昇温したときのDSC曲線に現れる2つの
転移熱の測定値、結晶融解熱量ΔHm(J/g)と結晶
化熱量ΔHc(J/g)の値から算出される。
【0044】(ΔHm−ΔHc)/ΔHmで示される式
の値は、原料ポリマーの種類や分子量、組成物の配合比
率にも依存しているが、フィルム状絶縁体の成形・加工
条件に大きく影響する。すなわち、フィルム状に製膜す
る際に、原料ポリマーを溶融させた後、速やかに冷却す
ることにより、前記式の値を小さくすることができる。
また、これらの数値は、各工程でかかる熱履歴を調整す
ることにより、制御することができる。ここでいう熱履
歴とは、フィルム状絶縁体の温度と、その温度になって
いた時間を指し、温度が高いほど、この数値は大きくな
る傾向がある。
【0045】導体箔と熱融着前のフィルム状絶縁体の熱
特性については、前記式(I) で示される値ができるだけ
小さいほうが好ましい。導体箔との熱融着前に0.35
を越えていると、すでに結晶性が高く、多層化の熱融着
時には結晶化がさらに進行して接着強度が低下するので
好ましくない。
【0046】前記式(II)で示される関係は、多層プリン
ト配線板を製造する過程において、フィルム状絶縁体の
表面に導体箔を熱融着した銅張積層基板における熱融着
後の測定に基づくものである。
【0047】前記式(II)で示される値が、0.5を越え
ると、すでに結晶性が高く、多層化の熱融着時に結晶化
がさらに進行して接着強度が低下する。また、導体箔と
の熱融着を高温で行なう必要があり製造効率の面からも
好ましくない。
【0048】そして、多層化後の熱融着後のフィルム状
絶縁体の熱特性は、下記式(III) の関係を満たすことに
なる。
【0049】 式(III): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≧0.7 なぜなら、上記式(III) の値が、0.7未満の低い値で
は、絶縁層の結晶化が不充分であり、ハンダ耐熱性(通
常260℃)を保てないからである。
【0050】この発明に用いるフィルム状絶縁体は、通
常25〜300μmの膜厚のものであり、その製造方法
は、例えばTダイを用いた押出キャスト法やカレンダー
法などの周知の製膜方法を採用すればよく、特に限定さ
れた製造方法を採る必要はない。なお、製膜性や安定生
産性の面からTダイを用いた押出キャスト法を採用する
ことが好ましい。押出キャスト法の成形温度は、組成物
の流動特性や製膜特性によって適宜に調節するが、概ね
組成物の融点以上、430℃以下である。
【0051】この発明に用いるフィルム状絶縁体を構成
する樹脂組成物には、この発明の効果を阻害しない程度
に、他の樹脂その他の添加剤を配合してもよく、その具
体例としては、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、着
色剤、滑剤、難燃剤、無機フィラーなどが挙げられる。
また、フィルム状絶縁体の表面に、ハンドリング性改良
等のためのエンボス化工やコロナ処理などを施してもよ
い。
【0052】この発明に用いる金属板としては、金属ベ
ースプリント配線板または金属ベース多層プリント配線
板の熱放散性や機械的強度の向上などの目的に応じて選
択される周知の金属板であり、例えばアルミニウム、
鉄、銅、亜鉛等が挙げられる。板厚は、0.1〜3.0
mm程度のものが好適に使用でき、通例1.0〜1.6
mmである。
【0053】また、金属板として、表面粗化された金属
板を使用する場合の粗化(粗面化)の方法としては、サ
ンドブラスト法、ショットブラスト法、ドライホーニン
グ法、化学エッチング法、電解エッチング法等の方法が
例示できる。
【0054】この発明に用いる導体箔としては、例えば
銅、金、銀、アルミニウム、ニッケル、錫などのように
厚さ8〜70μm程度の金属箔が挙げられる。このう
ち、適用される金属箔としては、その表面を黒色酸化処
理などの化成処理した銅箔が特に好ましい。導体箔は、
接着効果を高めるために、フィルム状絶縁体との接触面
(重ねる面)側を予め化学的または機械的に粗化したも
のを用いることが好ましい。粗化方法は、前述の金属板
の場合と同様であり、表面粗化処理された導体箔の具体
例としては、電解銅箔を製造する際に電気化学的に処理
された粗化銅箔などが挙げられる。
【0055】導体箔をフィルム状絶縁体の片面または両
面に重ねて加熱・加圧条件で熱融着する際には、例えば
熱プレス法もしくは熱ラミネートロール法またはこれら
を組み合わせた方法、その他の周知の加熱圧着方法を採
用することができる。
【0056】
【実施例および比較例】まず、この発明のフィルム状絶
縁体の条件を満足するフィルム状絶縁体の製造例1〜3
およびこれに対比する参考例1、2の製造方法およびこ
れらの物性について以下に説明する。
【0057】〔フィルム状絶縁体の製造例1〕ポリエー
テルエーテルケトン樹脂(ビクトレックス社製:PEE
K381G)(以下の文中または表1、2において、P
EEKと略記する。)60重量%と、ポリエーテルイミ
ド樹脂(ゼネラルエレクトリック社製:Ultem−1
000)(以下の文中または表1、2において、PEI
と略記する。)40重量%を溶融混合した。この混合組
成物を押出成形し、厚さ25μmのフィルム状絶縁体を
製造した。
【0058】〔フィルム状絶縁体の製造例2〕製造例1
において、混合組成物の配合割合をPEEK40重量
%、PEI60重量%としたこと以外は、同様にしてフ
ィルム状絶縁体を製造した。
【0059】〔フィルム状絶縁体の製造例3〕製造例1
において、混合組成物の配合割合をPEEK30重量
%、PEI70重量%としたこと以外は、同様にしてフ
ィルム状絶縁体を製造した。
【0060】〔フィルム状絶縁体の参考例1、2〕製造
例1において、混合組成物の配合割合をPEEK100
重量%(参考例1)、またはPEI100重量%(参考
例2)としたこと以外は、同様にしてそれぞれのフィル
ム状絶縁体を製造した。
【0061】上記製造例および参考例で得られたフィル
ム状絶縁体の物性を調べるため、以下の(1) および(2)
に示す項目を測定または測定値から計算値を算出した。
これらの結果は、表1にまとめて示した。
【0062】(1) ガラス転移温度(℃)、結晶化温度
(℃)、結晶融解ピーク温度(℃) JIS K7121に準じ、試料10mgを使用し、パ
ーキンエルマー社製:DSC−7を用いて加熱速度を1
0℃/分で昇温した時の上記各温度をサーモグラムから
求めた。
【0063】(2) (ΔHm−ΔHc)/ΔHm JIS K7122に準じ、試料10mgを使用し、パ
ーキンエルマー社製:DSC−7を用いて加熱速度を1
0℃/分で昇温した時のサーモグラムから結晶融解熱量
ΔHm(J/g)と結晶化熱量ΔHc(J/g)を求
め、上記式の値を算出した。
【0064】
【表1】
【0065】〔実施例1〕製造例1で得られた厚さ25
μmのフィルム状絶縁体に、レーザーでインナーバイア
ホール(inner via hole) 用の孔開け加工を施し、スク
リーン印刷機を用いて孔内に導電性ペースト剤を充填し
た。この導電性ペーストを充分に乾燥させた後、フィル
ム状絶縁体の両面に厚さ12μmの電気化学的に表面を
粗面化した電解銅箔を積層し、真空雰囲気下760mm
Hgでプレス温度200℃、プレス圧力30kg/cm
2 、プレス時間10分の条件で熱融着させ両面銅張積層
板を作製した。
【0066】作製した両面銅張積層板のフィルム状絶縁
体に対し、前記 (2)(ΔHm−ΔHc)/ΔHmの測定
試験を前記同じ方法で行ない、式値を表2に示した。
【0067】また、上記得られた両面銅張積層板に対し
て、後述する(3) の方法で接着強度を調べ、この結果を
表2中に併記した。
【0068】上記得られた両面銅張積層板にサブトラク
ティブ法によって回路パターンを形成し、導電性回路を
エッチングにより形成した配線基板を2枚製造した。そ
して、2枚の配線基板の間に製造例1で得られた厚さ2
5μmのフィルム状絶縁体を2枚挟んでさらに芯板とし
て5052系(JISH−0012)のアルミニウム板
(厚さ1.5mm)を図2(c)に示す状態に積み重
ね、真空雰囲気下760mmHgでプレス温度220
℃、プレス圧力30kg/cm2 、プレス時間20分の
条件でピンラミネーション方式によって熱融着し、4層
の多層プリント配線板を製造した。
【0069】得られたアルミニウムベース多層プリント
配線板に対して前記 (2)(ΔHm−ΔHc)/ΔHmの
測定試験を行なうと共に、室温における銅箔回路とフィ
ルム状絶縁体との接着強度を以下の(3) の試験方法で調
べ、さらに層間剥離の有無を走査型電子顕微鏡(下記の
(5) の方法)で観察し、ハンダ耐熱性を下記の(4) の試
験方法で調べ、これらの結果を表2中に示した。
【0070】(3) 接着強度 JIS C6481の常態の引き剥がし強さに準拠し
て、銅箔の引き剥がし強さを測定し、その平均値をkg
f/cmで示した。
【0071】(4) ハンダ耐熱性 JIS C6481の常態のハンダ耐熱性に準拠し、2
60℃のハンダ浴に試験片の銅箔側がハンダ浴に接触す
る状態で10秒間浮かべた後、浴から取り出して室温ま
で放冷し、その膨れや剥がれ箇所の有無を目視観察し、
その良否を評価した。
【0072】(5) 多層プリント配線板をエポキシ樹脂
に包埋し、精密切断機で断面観察用サンプルを作製し、
走査型電子顕微鏡(SEM)で切断面を観察し、フィル
ム状絶縁体と銅箔製の導電性回路との層間剥離の有無を
評価した。
【0073】
【表2】
【0074】〔実施例2〕実施例1において、フィルム
状絶縁体として製造例2を使用し、両面銅張積層板を作
製する際のプレス温度を225℃、4層基板を作製する
際の熱プレス条件を温度240℃、ブレス時間を30分
に変更したこと以外は実施例1と同様にして4層のプリ
ント配線板を作製し、試験(3) 〜(5) の評価を表2中に
併記した。
【0075】〔比較例1〕実施例1において、両面銅張
積層板を作製する際のプレス温度を215℃としたこと
以外は実施例1と同様にして4層の多層プリント配線板
を作製し、これに対する試験(3) 〜(5) の評価を表2中
に併記した。
【0076】〔比較例2〕実施例2において、4層の多
層プリント配線板のプレス温度を230℃、プレス時間
を10分に変更したこと以外は実施例2と同様にして4
層の多層プリント配線板を作製し、試験(3) 〜(5) の評
価を表2中に併記した。
【0077】〔比較例3〕実施例1において、フィルム
状絶縁体として製造例3を使用し、両面銅張積層板を作
製する際のプレス温度を240℃、プレス時間を20分
に変更したこと以外は実施例1と同様にして4層の多層
プリント配線板を作製し、これに対する試験(3) 〜(5)
の評価を表2中に併記した。
【0078】表2の結果からも明らかなように、実施例
1の両面銅張積層板の接着強度は、0.7kgf/10
cmという良好な値であり、(ΔHm−ΔHc)/ΔH
mの値も0.31と適正値であった。また、4層の多層
プリント配線板積層時の(ΔHm−ΔHc)/ΔHmの
値も0.96と適正値であり、接着強度は、1.5kg
f/10cmという良好な値であった。また、ハンダ耐
熱性試験の結果は基板に膨れや剥がれが一切観察され
ず、また4層の多層プリント配線板のSEM観察でも層
間剥離は全く観察されず、回路パターン近傍への樹脂の
回り込み(充填量)は良好でありボイドの発生は全く見
受けられなかった。
【0079】実施例2の両面銅張積層板の接着強度も
1.3kgf/10cmという良好な値であり、ハンダ
耐熱性試験の結果も良好であり、また4層熱融着後のS
EM観察でも層間剥離は全く観察されず、回路パターン
近傍への樹脂の回り込みも良好であった。
【0080】これに対して、比較例1の4層プリント配
線板は、層間の密着性が不十分であり、ハンダ耐熱性も
膨れや剥がれが観察されて不良であった。
【0081】また、比較例2の4層プリント配線板は、
層間の密着性はあったが、ハンダ耐熱性は不良であっ
た。
【0082】また、比較例3は、両面銅張積層板の銅箔
とフィルムの接着強度は0.2kgf/10cmという
低い値であり、エッチング工程において回路が剥離し
た。
【0083】
【発明の効果】この発明の金属ベースプリント配線板
は、以上説明したように、金属板の片面または両面に所
定の熱特性を有する熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁層
を介して導体箔を熱融着し、この導体箔でプリント回路
を形成したので、導体箔および金属ベースに対して比較
的低温で熱融着することができ、しかも確実に接着一体
化されかつハンダ耐熱性を有する金属ベースプリント配
線基板であるという利点がある。
【0084】また、この発明の金属ベース多層プリント
配線板は、所定の熱的特性の結晶性熱可塑性樹脂組成物
を絶縁層とするフィルム状配線基板を形成し、金属板の
片面または両面に前記熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁
層を介して前記フィルム状配線基板を熱融着により一体
化したものであるので、各層の熱可塑性樹脂成物は優れ
た接着強度を発揮し、4層以上の金属ベース多層プリン
ト配線板でも層間の剥離がなく、所要のハンダ耐熱性を
示すものになる。
【0085】また、各層の熱融着時に微細な配線ピッチ
間にも絶縁性材料が充填され、高配線密度に形成された
内層回路の絶縁性が良好な金属ベース多層プリント配線
板となる。
【0086】この発明の多層プリント配線板の製造方法
は、所定の熱特性を有する結晶性熱可塑性樹脂からなる
フィルム状絶縁体を用いた金属ベース多層プリント配線
板の製造方法であるので、絶縁材料の高配線密度の内層
回路に対する埋め込み性が良好になって回路の絶縁信頼
性が高いものが製造でき、しかも絶縁層を介して多層に
重ねた導体箔および金属ベースとを一度の加熱加圧工程
で確実に熱融着により積層一体化できるので、効率のよ
い製造方法であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属ベースプリント配線板の要部の拡大断面図
【図2】金属ベース多層プリント配線板の製造工程を示
す要部の拡大断面図
【符号の説明】
1、4 金属板 2、5 絶縁層 3、11 プリント回路 6 フィルム状配線基板 7 フィルム状絶縁体 8 両面貫通孔 9 導電性ペースト 10 層間接続用熱融着性フィルム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H05K 3/46 H05K 3/46 K T U (72)発明者 谷口 浩一郎 滋賀県長浜市三ッ矢町5番8号 三菱樹 脂株式会社長浜工場内 (72)発明者 三宅 敏広 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式 会社デンソー内 (72)発明者 戸谷 眞 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式 会社デンソー内 (56)参考文献 特開 平3−215987(JP,A) 特開 平8−148781(JP,A) 特開 平2−269765(JP,A) 特開 平5−310951(JP,A) 特開2000−38464(JP,A) 特開2001−15933(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 1/03 H05K 1/05 H05K 3/00 H05K 3/22 H05K 3/28 H05K 3/44 H05K 3/46 C08J 5/18 C08L 71/10 C08L 73/00 C08L 79/08

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属板の片面または両面に熱可塑性樹脂
    組成物からなる絶縁層を介して導体箔を熱融着し、この
    導体箔でプリント回路を形成した金属ベースプリント配
    線板において、 前記絶縁層が、結晶融解ピーク温度260℃以上のポリ
    アリールケトン樹脂65〜35重量%と、非晶性ポリエ
    ーテルイミド樹脂35〜65重量%とを含有する熱可塑
    性樹脂組成物からなり、この熱可塑性樹脂組成物は、示
    差走査熱量測定で昇温した時に測定されるガラス転移温
    度が150〜230℃、結晶融解熱量ΔHmと昇温中の
    結晶化により発生する結晶化熱量ΔHcとの関係が下記
    の式(A)で示される関係を満たす特性のものを下記の式
    (B) で示される関係を満たすように熱融着したものであ
    ることを特徴とする金属ベースプリント配線板。 式(A): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.5 式(B): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≧0.7
  2. 【請求項2】 導体箔が、表面粗化されている導体箔で
    ある請求項1記載の金属ベースプリント配線板。
  3. 【請求項3】 金属板が、表面粗化されている金属板で
    ある請求項1または2に記載の金属ベースプリント配線
    板。
  4. 【請求項4】 熱可塑性樹脂組成物からなるフィルム状
    絶縁体に両面貫通孔を形成すると共に貫通孔内に導電性
    ペーストを充填して積層電気回路の層間接続用熱融着性
    フィルムを設け、この層間接続用熱融着用フィルムの両
    面に導体箔を熱融着しかつ回路形成してフィルム状配線
    基板を設け、金属板の片面または両面に前記熱可塑性樹
    脂組成物からなる絶縁層を介してフィルム状配線基板を
    熱融着した金属ベース多層プリント配線板において、 前記熱融着された絶縁層および熱融着されたフィルム状
    配線基板を構成する熱可塑性樹脂組成物が、結晶融解ピ
    ーク温度260℃以上のポリアリールケトン樹脂65〜
    35重量%と、非晶性ポリエーテルイミド樹脂35〜6
    5重量%とを含有し、この熱可塑性樹脂組成物は、示差
    走査熱量測定で昇温した時に測定されるガラス転移温度
    が150〜230℃、結晶融解熱量ΔHmと昇温中の結
    晶化により発生する結晶化熱量ΔHcとの関係が下記の
    式(A) で示される関係を満たす特性のものを加熱して下
    記の式(B) で示される関係を満たすように熱融着された
    ものであることを特徴とする金属ベース多層プリント配
    線板。 式(A): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.5 式(B): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≧0.7
  5. 【請求項5】 導体箔が、表面粗化されている導体箔で
    ある請求項4記載の金属ベース多層プリント配線板。
  6. 【請求項6】 金属板が、表面粗化されている金属板で
    ある請求項4または5に記載の金属ベース多層プリント
    配線板。
  7. 【請求項7】 結晶融解ピーク温度260℃以上のポリ
    アリールケトン樹脂65〜35重量%と、非晶性ポリエ
    ーテルイミド樹脂35〜65重量%とを含有し、示差走
    査熱量測定で昇温した時に測定されるガラス転移温度が
    150〜230℃、結晶融解熱量ΔHmと昇温中の結晶
    化により発生する結晶化熱量ΔHcとの関係が下記の式
    (I) で示される関係を満たす熱可塑性樹脂組成物からな
    るフィルム状絶縁体を形成し、このフィルム状絶縁体に
    両面貫通孔を形成すると共に貫通孔内に導電性ペースト
    を充填して積層電気回路の層間接続用熱融着性フィルム
    を形成し、この層間接続用熱融着性フィルムの両面に導
    体箔を重ねて前記熱可塑性樹脂組成物が下記の式(II)で
    示される関係を満たすように熱融着した後、前記導体箔
    に回路を形成してフィルム状配線基板を設け、金属板の
    片面または両面に前記フィルム状絶縁体を介して前記フ
    ィルム状配線基板を重ね、各層を構成する熱可塑性樹脂
    組成物が下記の(III) で示される関係を満たすように熱
    融着することからなる金属ベース多層プリント配線板の
    製造方法。 式(I): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.35 式(II): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.5 式(III): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≧0.7
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