JP4104461B2 - Ｃａｃ部品の腐食防止 - Google Patents

Description

本発明は一般的にプリント配線板に関し、特に、プリント配線板およびその他の製品の製造に使用する部品に関する。

アメリカ特許５，１５３，０５０号、５，６７４，５９６号および５，９４２，３１５号にはプリント配線板などの製品の製造に使用する部品が開示されている。部品は、プリント配線板に組み込まれたとき、配線板の機能要素、すなわち導体回路を構成する少なくとも１枚の銅箔で構成される。部品のその他の要素は、完成したプリント配線板の廃棄可能要素を構成するアルミニウムシートである。銅シートおよびアルミニウムシートそれぞれの１つの面は本質的に汚染されておらず、界面において互いに他の面と係合可能である。

フレキシブル接着剤の帯で汚染されていないシートの面はその境界で互いに接合され、シートの縁の内部にほぼ汚染されていない、かつ界面で接合されていない中央領域が形成される。アルミニウム基板によって銅箔に剛性が付与され、取り扱いがはるかに容易になる。

部品は、完成したプリント配線板でそれぞれ別の配線板の機能要素を構成する２枚の銅箔シートと、廃棄可能要素を構成する１枚のアルミニウムシートとで構成される。それぞれの銅箔シートの内側面とアルミニウムシートの両面は本質的に汚染されていなく、アルミニウムシートのそれぞれの界面で互いに係合可能である。

上述の種類の部品はプリント配線板の製造において有利に適用されるが、積層工程によってはアルミニウムと銅の間で反応が生じ、その結果銅が汚れて変色する。銅の汚れの原因は電食の結果であるか、またはアルミニウムの酸化と引続き起こる銅との反応の結果であると考えられる。いずれにせよ、この銅の汚れにより積層品によっては使用できない積層品となる。
アメリカ特許５，１５３，０５０号 アメリカ特許５，６７４，５９６号 アメリカ特許５，９４２，３１５号

本発明は基板のアルミニウムシートと、積層工程の間に生じる銅箔の汚れおよび変色を防止するための基板シート上の塗膜とを含むＣＡＣ型部品を提供する。

本発明によると、プリント配線板などの製品の製造に使用する部品が提供される。部品は、完成したプリント配線板で機能要素を構成する銅箔シートと、廃棄可能要素を構成する基板のアルミニウムシートとから構成される。アルミニウムの面には塗膜がある。銅シートの１つの面と基板のアルミニウムシートの塗膜とは本質的に汚染されていなく、かつ界面で互いに係合可能である。フレキシブル接着剤によって、汚染されていないシート面がその境界で互いに接合され、シートの縁の内部にはほぼ汚染されていない、かつ界面で接合されていない中央領域が形成される。

銅の汚れおよび／または腐食に対して影響を受け難い銅／アルミニウム／銅の部品を提供するのが本発明の目的である。
また、前記汚れおよび／または腐食問題を防止するため塗布されたアルミニウム支持基板を有する前記の銅／アルミニウム／銅の部品を提供するのが本発明の目的である。

さらに、アルミニウム支持基板を銅から分離したときに、アルミニウム上の塗膜が望ましくは銅に移ったり、銅を汚したり、銅上に残るようなことのない、前記の銅／アルミニウム／銅の部品を提供するのが本発明の目的である。

これらのまたその他の目的は付帯する図面および特許請求の範囲とともに望ましい実施の形態についての次の記載によって明らかとなる。
図面を参照するに際して、図面は発明の望ましい実施の形態を図解する目的のためだけのものであり、発明を図１の断面に示す部品１０（銅／アルミニウム／銅の頭文字であるＣＡＣとしても知られている）に限定する目的のためではない。部品１０は保護膜１４が適用される面１２_ｉを有する金属基板１２で構成される。面１２_ｉはほぼ汚染されていない。金属基板１２は約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）と約０．０２０インチ（０．５０ｍｍ）の間の厚さとし市販グレードのアルミニウムで形成するのが望ましい。金属基板１２は最終用途に基づき約０．００１インチ（０．０２５ｍｍ）と約０．１２５インチ（３．１７５ｍｍ）の間の厚さのアルミニウムから作ることもできる。

本発明によると、アルミニウム基板１２の汚染されていない面１２_ｉは、積層前と積層中の工程において銅箔１６とアルミニウム基板１２の面１２_ｉとの間で生じる相互作用を防止するために、保護膜１４を塗布するのが望ましい。アルミニウム面１２_ｉはクロム、銅、ニッケル、銀、金またはそれらの合金などの金属保護膜１４で塗布される。金属保護膜１４は種々の異なる付着工程によって付着できる。これら付着工程は限定しないが、例えば、アークスプレイなどの熱付着工程、燃焼化学蒸着工程、電解工程、非電解工程または、スパッタリングあるいは化学蒸着などの真空蒸着工程がある。金属保護膜１４の最小膜厚は前述した汚れ問題を防止するのに必要な膜厚とするのが望ましい。汚れを生じさせない最小膜厚は約２０オングストロームであるとされている。したがって、金属保護膜１４は少なくとも約２０オングストロームの膜厚とする。

本発明の１つの態様によれば、アメリカ特許５，６２２，７８２号および５，６１４，３２４号に開示されるように、保護膜１４は不活性シランなどの無機材料で形成されるが、参考に開示内容も記載する。不活性シラン材料は浸漬、スプレイ、プラズマ付着またはブレード塗り工程によって塗布される。不活性シラン化合物は前記アメリカ特許に開示されている。保護膜１４を形成する望ましい不活性シラン化合物はプロピルトリメトキシシラン（ＰＴＭＯ）である。約２．５μｇ／ｄｍ^２（平方デシメートル当たりマイクログラム）膜厚のプロピルトリメトキシシラン（ＰＴＭＯ）の保護膜１４が満足する結果となった。

銅箔１６は塗布されたアルミニウム基板１２に付着される。本発明で使用される銅箔は２つの技術のいずれか１つを使用して作られる。鍛錬または圧延された銅箔は銅または銅合金の帯またはインゴットを圧延などの工程によって機械的に減厚して作られる。電着箔は回転する陰極ドラム上に銅原子を電解付着することによって生成される。本発明では電着銅箔が有利に適用される。

銅箔の公称厚さは典型的には約０．０００２インチ（０．００５ｍｍ）から約０．０２インチ（０．５ｍｍ）の範囲である。銅箔の厚さはときには重量の用語で表現され、本発明の箔は典型的には平方フィート当たり約１／８から１４オンス（ｏｚ／ｆｔ^２）（０．０３８から４．２７ｋｇ／ｍ^２）の範囲の重量あるいは厚さである。プリント配線板を形成するのに特に有用なのは１／３、１／２、１または２ｏｚ／ｆｔ^２（０．１１７，０．１５２，０．３０５または０．６１０ｋｇ／ｍ^２）の銅箔である。

電着工程によって作られた銅箔は平滑なあるいは艶のある（ドラム）面と、粗いあるいは艶のない（銅付着生長前面）面とがあり、従来「基準箔」と呼ばれている。基準銅箔を処理して銅箔の艶のない面に微小な瘤状凹凸を作ることは公知である。このように処理された箔は「処理銅箔」と呼ばれる。従来、用語「反対面処理銅箔」は銅箔の艶のある面に微小な瘤状凹凸を作るように処理された銅箔を指すよう使われている。「両面処理銅箔」は箔の両面に微小な瘤状凹凸を作るように処理された銅箔である。本発明ではこれらすべての種類の箔が有利に適用される。

本発明の望ましい実施の形態では、銅箔１６は箔の平方フィート当たりの銅重量が１／２オンスを意味する１／２オンス（０．１５ｋｇ／ｍ^２）の基準銅箔である。これは約０．０００７インチ（０．０１７８ｍｍ）に相当する。一般的には、１／２オンス（０．１５ｋｇ／ｍ^２）の銅箔はＰＣ板に対する現在の工業標準である。上述したように銅箔１６の他の種類と重量のものも使用でき、依然本発明の範囲に属する。

銅箔１６は外面１６_ｏを有し、この面はＰＣ板を作る工程で接着されるプリプレグに容易に接着できるように粗くなっている。銅箔１６の内面１６_ｉは清浄で汚染されていなく、しばしば「処女」と呼ばれる。完成したプリント配線板で、内面１６_ｉは機能要素を構成し、所望の導体回路の形状を作るためにエッチングされる。保護膜１４および内面１６_ｉに係合するアルミニウム基板１２の面１２_ｉも本質的に汚染されていない。

アルミニウム基板１２の底の面には保護膜１４および第２の銅箔シート１６があり、銅箔シート１６は図２には示していないが酸化された外面１６ｏと「処女」すなわち汚染されていない内面１６ｉがある。アルミニウム基板１２の下部の係合面も保護膜１４とともに可能なかぎり清浄で汚染されていない。

図３に本発明の別の実施の形態を示す。図３はアルミニウム基板１２の１つの面にのみある銅箔シート１６を示す。発明のこの実施の形態は配線板製造者のデザインと完成した配線板の要求仕様に応じて使用される。銅箔１６の層が１つであることを除いて、図１の実施の形態と同じである。銅箔１６は完成したプリント配線板の機能要素を構成し、アルミニウム基板１２は廃棄可能要素を構成する。

次に図４に、銅箔１６の面１６_ｏを上面とし、１つの角でこの面をめくり上げた状態の積層部品１０すなわちＣＡＣを示す。
図４に示す部品１０には約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）から約０．０１５インチ（０．３８ｍｍ）までの厚さで市販グレードのアルミニウムからなるアルミニウム基板が含まれる。アルミニウム基板１２のオーバーレイは保護膜１４である。保護膜１４上に、例えば１／２オンス（０．１５ｋｇ／ｍ^２）、すなわち約０．０００７インチ（０．０１８ｍｍ）厚さの銅箔シート１６がある。めくり上げた角には銅箔１６と保護膜１４を有する金属基板１２の内面すなわち「処女」面が露出する。

実施の形態に示すように、銅とアルミニウムの汚染されていない面１６_ｉと１２_ｉを境界で互いに接合するために、フレキシブル接着剤２０の帯をアルミニウム基板１２の境界または境界付近で部品１０の周りに設ける。もちろん、アルミニウム基板１２と銅箔１６の周縁を接着剤以外の方法で接合できることは当業者には知られているが、本発明による適用には有利な点が見出せる。界面は「処女」あるいは少なくとも実際に可能な限り清浄にされているので、接着剤２０によりシートの縁の内部にほぼ汚染されていない中央領域ＣＺができあがる。中央領域では界面は接合されていない。

フレキシブル接着剤２０の帯は点線２２で定められた部品ＣＡＣの縁の接着剤適用領域に配置される。領域の幅は、最終製品の要求仕様および使用されるアルミニウムシートと銅シートの寸法に応じて約０．１０インチ（２．５４ｍｍ）から１．０インチ（２５．４ｍｍ）とされる。積層されるシートの寸法に応じて幅は約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）から０．５００インチ（１２．７ｍｍ）とし、厚さは約０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）から約０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）とすることもできるが、接着剤の帯あるいはストリップの幅は約０．０６０インチ（１．５２ｍｍ）から０．０９０インチ（２．２８ｍｍ）にする方が満足できることがわかった。また厚さは０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）から０．００２インチ（０．０５０８ｍｍ）にする方が満足できることがわかった。図面では中央領域ＣＺは接着剤適用領域線２２より内側に寄った境界線２４で形成される。

このように、フレキシブル接着剤２０の帯２６によって、製造前と製造中の工程においてプリプレグの塵埃または空気中にある微粒子、指紋、油しみなどが原因となるその他の汚染物の侵入に対して銅とアルミニウムの層を封止する。

ＣＡＣ部品の構成はアルミニウム基板１２の片面に１枚の銅箔シート１６があるものに関して記載したが、発明は図１および２に示す実施の形態にも同じように適用できる。すなわち、銅箔１６はアルミニウム基板の対向する両面に付着される。完成した製品では、両銅箔１６は別々のＰＣ板の機能要素を構成し、一枚のアルミニウム基板は廃棄可能要素を構成する。

図１の構成では、各銅箔１６の片面とアルミニウム基板１２の両面は本質的に「処女」であり汚染されていない。銅箔１６の汚染されていない面１６_ｉはアルミニウム基板１２の汚染されていない面１２_ｉと対向するので、アルミニウム基板１２の両側のシートの縁の内部にほぼ汚染されていない２つの中央領域が形成される。アルミニウム基板１２にバリアあるいは保護膜を塗布することによって、積層前および積層中の工程においてアルミニウム基板１２が銅箔１６を汚すことに考慮を払うことなく、いかなる種類の銅箔１６もアルミニウム基板１２に付着される。

以上に記載したものは本発明の特定の実施の形態である。この実施の形態は説明のためにのみ記載されたものであり、発明の精神と範囲から逸脱することなく当業者には様々な変更や修正が可能である。このようなすべての修正および変更は特許請求の範囲に記載されまたはそれと同等であるかぎり発明の範囲内に含まれるものである。

本発明の特徴を例示するプリント配線板の製造に使用する部品の実施の形態の１つを拡大した概略的な断面図である。 図１とは別の実施の形態である。 いずれかの実施の形態により作られた部品の概略図である。 いずれかの実施の形態により作られた部品の平面図である。

Claims (21)

1. 完成したプリント配線板において機能要素を構成して第１の面を有する銅箔シートと、
   廃棄可能要素を構成するアルミニウムの基板シートと、
   前記アルミニウムの基板シート面の保護塗膜であって、銅箔シートの第１の面および前記アルミニウムの基板シートの塗膜は互いに接触し、アルミニウムの基板シートと銅箔シートの界面は、アルミニウムの基板シートと銅箔シートのそれぞれの縁から内部へ中央領域が形成され、それらのそれぞれの縁で互いに接合され、前記アルミニウムの基板シートと銅箔シートは中央領域では接合されず、
   前記塗膜は、シラン、クロム、銅、ニッケル、銀、金、ならびにクロム、銅、ニッケル、銀および金の合金からなる群から選択された材料から構成される、
   プリント配線板の製造に使用する部品。
2. 前記塗膜は、クロム、銅、ニッケル、銀、金、ならびにクロム、銅、ニッケル、銀および金の合金からなる群から選択された金属から構成され、少なくとも２０オングストロームの膜厚を有する、請求項１に記載の部品。
3. 前記基板シートは前記銅箔シートにフレキシブル接着剤で接合される、請求項１に記載の部品。
4. 前記シランはプロピルトリメトキシシランである、請求項１に記載の部品。
5. 前記銅箔シートは圧延銅箔である、請求項４に記載の部品。
6. 前記銅箔シートは電着銅箔である、請求項４に記載の部品。
7. 前記銅箔シートは基準銅箔、処理銅箔、反対面処理銅箔および両面処理銅箔からなる群から選択された、請求項６に記載の部品。
8. 少なくとも第１の側面に塗膜を有するアルミニウムシートであって、前記アルミニウムシートは廃棄可能要素を構成し、前記第１の側面は第１の面を有し、
   前記塗膜は、シラン、クロム、銅、ニッケル、銀、金、ならびにクロム、銅、ニッケル、銀および金の合金からなる群から選択された材料から構成され、
   第１の面を有する銅箔シートであって、前記銅箔シートの第１の面を前記アルミニウムシートに対向して隣接配置され、フレキシブル接着剤は銅箔シートとアルミニウムシートのそれぞれの縁に塗布し、アルミニウムシートの前記塗膜に接触する前記銅箔シートを保護するのに用いられる、プリント配線板の製造に使用する部品。
9. 前記塗膜は、クロム、銅、ニッケル、銀、金、ならびにクロム、銅、ニッケル、銀および金の合金からなる群から選択された金属から構成され、前記金属は、少なくとも２０オングストロームの膜厚を有する、請求項８に記載の部品。
10. 前記シランはプロピルトリメトキシシランである、請求項８に記載の部品。
11. 前記フレキシブル接着剤は前記アルミニウムシートの前記塗膜と前記銅箔シートとの間に配置される、請求項１０に記載の部品。
12. 前記銅箔シートは圧延銅箔である、請求項１０に記載の部品。
13. 前記銅箔シートは電着銅箔である、請求項１０に記載の部品。
14. 前記銅箔シートは基準銅箔、処理銅箔、反対面処理銅箔および両面処理銅箔からなる群から選択された、請求項１３に記載の部品。
15. プリント配線板の製造に使用する部品において、部品はアルミニウムシートの第１の面に対向する銅箔シートの第１の面を有し、前記銅箔シートとアルミニウムシートの前記第１の面は銅箔シートとアルミニウムシートはそれぞれの縁から内部へ中央領域を形成する領域で互いに付着しないで接触し、
    前記中央領域で前記銅箔シートを汚さないようにするため前記アルミニウムシートの前記第１の面にシラン塗布をし、前記銅箔シートと前記アルミニウムシートとは前記中央領域の外部でフレキシブル接着剤によって接合される改善が行われた部品。
16. 前記シラン塗布はプロピルトリメトキシシランである、請求項１５に記載の部品。
17. 前記アルミニウムシートと前記銅箔シートとは、前記アルミニウムシートおよび前記銅箔シートのそれぞれの縁から内部へ前記中央領域を形成するためそれぞれの縁で互いに接合される、請求項１６に記載の部品。
18. シランで塗布されたアルミニウム分離シート面が銅箔シートに隣接配置され、プロピルトリメトキシシランで塗布された面を有する、プリント配線板の部品の製造に使用するアルミニウム分離シート。
19. それぞれが面を有する２枚の銅箔シートと、
    ２枚の銅箔シートの間に配置されたアルミニウムシートであって、前記アルミニウムシートは２枚の銅箔シートの面に隣接配置されそれぞれ第１および第２の面を有する、アルミニウムシートと、
    銅箔シートの縁から内部へ中央領域を形成する領域で銅箔シートの汚れを防止するため、アルミニウムシートの第１および第２の面の少なくとも１つの面上にあり、シラン、クロム、銅、ニッケル、銀、金、ならびにクロム、銅、ニッケル、銀および金の合金からなる群から選択された材料からなる保護塗膜と、
    アルミニウムシートを少なくとも１枚の銅箔シートに隣接保持するため、少なくとも１枚の銅箔シート上のフレキシブル接着剤とから構成される、プリント配線板の製造に使用する部品。
20. 前記シランはプロピルトリメトキシシランである、請求項１９に記載の部品。
21. 前記フレキシブル接着剤は前記アルミニウムシートと前記２枚の銅箔シートのそれぞれの間に配置される、請求項１９に記載の部品。

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