JPH02122588A - 金属板ベースプリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、リードピンによる実装が可能な金属板ベー
スプリント配線板に関するものである。

［従来の技術］ 従来、プリント配線板どして紙フエノールやガラスエポ
キシ板上に銅箔を強固に貼着し、これにエツチング処理
を施して所定の回路を形成したものや、或いはこれらを
多層に積層して高密度化したものが使用されていた。こ
のようなプリント配線板は、量産できるので比較的経済
性に優れている面を有しているが、他面では樹脂を基板
材料としているため、伝熱性、放熱性に乏しいという欠
点も持っている。

このため、高密度の表面実装によって部品を搭載したプ
リント配線板では、熱管理上の許容限界に達している場
合が多く、特に、比較的大きい電力を使用する電の回路
やパワーエレクトロニクス回路においては早急に解決を
要する問題となっている。

以上の問題の対応策として、伝熱性の大きいアルミナ等
のセラミックを基板に採用したプリント配線板を使用す
ることは公知である。しかしながらこのようなセラミッ
ク基板は、前述の樹脂を用いたプリント配線板に比べて
２〜３倍の高い製造コストとなり、しかもその製造に特
殊な工程を必要とする問題がある。またセラミック基板
の場合、基板の加熱焼成時に寸法変化が起きると共に、
その変形を回避することができないため、基板の形状に
ついての制約が大きいという問題がある。

一方、金属の放熱性と樹脂の経済性、電気絶縁性を生か
すべく、アルミニウム、鉄等の金属板に絶縁層を介して
銅箔を貼着し、銅箔にエツチング処理を施してプリント
配線板を形成したものも知られている。しかしこの種の
プリント配線板の場合、多くは一層の片面プリント配線
板であるため、設計の自由度が低く、高密度実装にも充
分に対応できないという問題が残されている。

こうした中で、金属板ベースプリント配線板の回路を多
層構成とする一つの方法（１）として、スルーホールに
よるものがある。即ち第５図の如く、予め透孔１０３を
設けたアルミニウムからなる金属板１０４の両面に絶縁
層１０５を介して銅箔１１０を積層しく同図ａ、ｂ）、
次に前記透孔１０３の部分に銅箔を貫くスルーホール１
０１をあけ（同図Ｃ）、以下該スルーポール内を化学メ
ツキ又は電気メツキにより金属メツキ層を形成させ導通
させるものである。

又他の方法（１１）として、第６図の如く、金属板２０
４上に絶縁層２０５を介して、例えばフレキシブル絶縁
フィルムを用いてスルーポール回路を含む２層回路を形
成した回路層２０２を貼着し、適宜表面にソルダーレジ
スト２０６を塗布した構造のものがある。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記のような従来の金属板を用いたプリント配
線板のうち、（Ｉ）の方法のものでは、金属板を用いた
本来の狙いが達成されない。即ちこの方法は、金属板に
穿設された透孔を各層の積層時に絶縁層を構成する絶縁
物（樹脂）によって充填するものであるので、金属板の
両面には必ずかなり厚い絶縁層を設ける必要があり、こ
れにより金属板の優れた放熱性が損なわれるという問題
点があった。

又、大きな透孔では充填が不可能であるので、各スルー
ホール毎に金属板に透孔を穿設する必要があり、加工が
繁雑で孔あけ位置精度も非常に厳密に制御しなければな
らない上、金属板が厚い場合等には透孔の充填が完全に
行なわれず、スルーホールメツキの接続信頼性や透孔部
の絶縁信傾性の低下を招くという問題点も有していた。

一方、上記（１１）の方法のように金属板の片面に多層
構成の回路層を貼着した金属板ベース多層プリント配線
板は、上記（１）の放熱性の問題は解決出来るが、完全
な表面実装となるため、リードビン部品を全く実装出来
ず、通用範囲がかなり制限されるという問題があった。

なお、上記（＋）の場合についてはり−ドピン部品の実
装は可能であるが、前述したように金属板の両面に回路
層を設けることを基本としているので、リードビン部品
の実装可能な一層プリント配線板を得ることはできない
。

さらに、金属板ベースプリント配線板にあっては、金属
板と導体回路とのアース接続が要求される場合があるが
、従来の（Ｎおよび（Ｉ＋）の方法では、アース接続が
容易に出来ないという問題もあった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、放熱性
に優れるとともに、リードビン部品の実装が可能であり
、かつ、金属板と導体回路との絶縁及び導通や回路層の
構成を自由に選択できる金属板ヘースプリント配線板を
提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段コ 本発明では、金属板の少なくとも一方の面に、絶縁層を
介して所定の回路層を形成した金属板ベースプリント配
線板において、金属板の所定の箇所に透孔を穿設すると
ともに、この透孔に金属板とほぼ同じ厚さの絶縁物を嵌
合し、かつ金属板の少なくとも絶縁物嵌合部に、絶縁物
と回路層を貫通する貫通孔であフて金属板に穿設した透
孔より孔径の小さい貫通孔を設けたことによって、上記
の課題を達成している。

なお、本発明にかかる金属板ベースプリント配線板にお
いて、金属板と回路層をアース接続するには、金属板の
絶縁物嵌合部以外に金属板と回路層を貫通する貫通孔を
設け、実装される電子部品のリードビンや貫通孔内壁に
形成したメツキ層（スルホールメツキ）によって金属板
と回路層を導通すれば良い。

［作用］ この発明においては、所定の箇所に透孔を穿設するとと
もに、透孔に絶縁物を嵌合した金属板を用いているので
、絶縁物嵌合部に貫通孔を設けることにより、金属板と
絶縁されたリードピン挿入孔を容易に得ることができ、
又絶縁物嵌合部以外（即ち、透孔を穿設しなかりた金属
部分）に貫通孔を設けることにより金属板と回路層のア
ース接続を容易に行なうことができる。また、本発明に
おける透孔は軟化した樹脂等で充填されるものではない
ので、１つの透孔の大きさをある程度大きくして複数の
貫通孔を対応させ、製造工程を容易なものとすることが
できる。

ここで、本発明において金属板の透孔に嵌合される絶縁
物は、金属板とほぼ同じ厚さの絶縁物であれば特に限定
されるものではなく、ガラスエポキシ板、アルミナ！ａ
維エポキシ板、ベータ板、ポリイミド板等の他、ガラス
繊維等にエポキシ樹脂等を含浸させて半硬化状態とした
プリプレグ等（この場合、例えば積層工程での加熱で硬
化させる）も用いることができる。また、絶縁物の厚さ
は厳密に金属板と同じである必要はなく、嵌合された際
に強固に金属板と一体化している必要もない。なぜなら
ば、絶縁層を介して回路層を金属板に貼設する際に、絶
縁層の一部が金属板の隙間に入り込んで厚さバラツキを
緩和するとともに絶縁物と金属板を強固に一体化するか
らである。なお、本発明において回路層を金属板に貼設
する方法は特に限定されるものではないが、絶縁物嵌合
部に微細な隙間があってもこれを充填しやすいという点
で、真空プレスが望ましい。

次に、本発明で用いられる金属板はアルミニウム、銅、
銅にニッケルメッキを施したもの等種々のものを使用す
ることができるが、絶縁物嵌合部以外に設けたアース接
続用の貫通孔にスルホールメツキを施さない場合は安価
なアルミニウム板が好ましい。また、アース接続用の貫
通孔にスルホールメツキを施す場合は、貫通孔内壁に露
出した金属板とスルホールメツキの接続信顆性の点から
銅板を用いることが好ましい。

［実施例］ 第１図ａ）〜ｅ）は、本発明実施例による金属板ベース
プリント配線板の製造工程を説明する斜視図及び断面図
である。まず、金属板４の所定の箇所に透孔３を穿設し
く図ａ　）　、次に金属板４とほぼ同じ厚さでかつ透孔
３とほぼ同じ形状の板状の絶縁物７を透孔３に嵌合した
（図す、ｃ）。その後、金属板４の片面に接着性の絶縁
層５を介して銅箔１０を貼設しく図ｄ）、この銅箔ｌＯ
をエツチングすることにより回路層２を形成するととも
に、絶縁物７嵌合部に複数の貫通孔１ａを設け（回路層
２の形成は貫通孔１ａの穿設前でも後でも良い）、図ｅ
に示されるような金属板ベース片面−層プリント配線板
を得た。

次に、第２図ａ）〜ｆ）は、本発明の別の実施例にかか
る金属板ベースプリント配線板の製造工程を示す断面図
である。　２５０ｍｍ　ｘ　２５０ｍｍ　、厚さ１ｍｍ
の銅からなる金属板４に２０ｍｍｘ　２０ｍｍの大きさ
の透孔（角孔）３を打抜ぎ、絶縁層（後述）との密着性
を高めるために金属板４全面に黒化処理を施した（図ａ
）。

次に、別に用意した２０ｍｍｘ　２０ｍｍ、厚さ１ｎｏ
ａのガラスエポキシ板からなる絶縁物７を金属板４の透
孔３に嵌合しく図ｂ）、金属板４の両面に厚さ１００μ
ｍのガラスエポキシプリプレグを介して厚さ１８μｍの
銅箔を真空加圧加熱プレスによって貼設した（図Ｃ）。

その後、金属板４の絶縁物７を嵌合した部分と、透孔３
を穿設しなかワた部分にそれぞれ１．０ｍｍφの貫通孔
１ａ、ｌｂを設け（図６１図では貫通孔の数を省略して
おり、便宜上透孔３の大きさに比して貫通孔１ａ、１ｂ
の孔径を実際より大きくしている）、前処理として触媒
活性化を行なった後、貫通孔１ａ、Ｉｂの内壁を含む積
層板全面に銅メツキ（メツキ層８）を施した（図ｅ　）
　ｏメツキ後の両面（回路形成部分）の総銅厚は３５μ
ｍでありた。

しかる後、ドライフィルムを用いたテンティング法によ
り、両面の銅層（銅箔＋メツキ層）をエツチングして回
路層２を形成した（図ｆ）。

上記のようにして製造したスルーホール付きの金属板ベ
ース両面−層プリント配線板は、貫通孔１ａによる表裏
の回路層２の導通、及び貫通孔１ｂによる金属板４と回
路層２の導通（アース接続）ともに良好な状態であった
。

なお、前述したように本発明において金属板に嵌合する
絶縁物は特に限定されるものではないが、この実施例の
ように絶縁物を貫通する貫通孔にスルホールメツキを施
す場合には、スルーホール回路を含むプリント配線板の
材料として実績のあるガラスエポキシ板を用いることが
接続信頼性の点から好ましい。

次に第３図及び第４図はそれぞれさらに別の実施例を示
す断面図である。第３図の実施例のものはスルホールメ
ツキなしの金属板ベース両面−層プリント配線板で、第
２図の実施例と同様に絶縁物７を嵌合した金属板４の両
面に絶縁層５を介して銅箔を貼設し、貫通孔１ａ、ｌｂ
を設けるとともに銅箔をエツチングして回路層２を形成
することにより得ることができる。この実施例のように
、貫通孔にスルホールメツキが施されていなくとも、貫
通孔１ｂにリードビン部品を挿入するような場合には、
リードビン自体によって回路層２と金属板４をアース接
続することかできる。

また、第４図に示されたものは、金属板４の両面に設け
られた回路層２がスルホールを含む二層構成となってい
る金属板ベース両面二層プリント配線板であり、貫通孔
１ａにもスルホールメツキが施されている。この場合に
は、スルホールおよび金属板に貼設する側の回路を形成
した二層プリント配線板を回路層２として別に用意して
おき、これを絶縁物を嵌合した金属板４に接着・性の絶
縁層５を介して貼設し、その後、貫通孔１ａを穿設し、
積層板全面（貫通孔１ａ内壁を含む）にメツキ層８を形
成し、最後に回路層２の外層にエツチングによって回路
形成することにより、製造することができる。

［発明の効果］ この発明は、所定の箇所に透孔を穿設して絶縁物を嵌合
した金属板を用い、金属板の金属部（透孔を穿設しなか
った部分）又は絶縁物嵌合部と回路層を貫通する貫通孔
を設けたことにより、放熱性に優れるとともに、電子部
品の表面実装及びリードビンを挿入する形式の実装の両
方が可能で、かつ金属板と回路層のアース接続も容易で
あるという優れた効果を有している。

また、本発明による金属板ベースプリント配線板は、金
属板に設ける透孔の大きさを自由に設定できるとともに
、回路層の構成も特に限定されないので、設計の自由度
が高く、製造も容易であるという利点も有している。

以上のような優れた効果を有する金属板ベースプリント
配線板は、高密度実装を実現する上て極めて有益である
。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ）〜ｅ）は本発明実施例の製造工程を示す斜視
図及び部分断面図、第２図８）〜ｆ）は本発明の別の実
施例の製造工程を示す部分断面図、第３図及び第４図は
それぞれ本発明のざらに別の実施例を示す部分断面図、
第５図及び第６図は従来例を説明する部分断面図である
。 ［主要部分の符号の説明］ ｌａ、ｌｂ・・・貫通孔 ２・・・回路層 ３・・・透孔 ４・・・金属板 ５・・・絶縁層 ・・・絶縁物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属板の少なくとも一方の面に、絶縁層を介して
   所定の回路層を設けた金属板ベースプリント配線板にお
   いて、前記金属板の所定の箇所に透孔を穿設するととも
   に、該透孔に金属板とほぼ同じ厚さの絶縁物を嵌合し、
   かつ金属板の少なくとも前記絶縁物嵌合部に、絶縁物と
   前記回路層を貫通する貫通孔であって金属板に穿設した
   透孔より孔径の小さい貫通孔を設けたことを特徴とする
   金属板ベースプリント配線板。
2. （２）前記金属板の絶縁物嵌合部以外に、金属板と前記
   回路層を貫通する貫通孔を設けたことを特徴とする請求
   項１記載の金属板ベースプリント配線板。
3. （３）前記回路層を前記金属板の両面に設けるとともに
   、少なくとも前記絶縁物と回路層を貫通する貫通孔の内
   壁に両面の回路層を導通するためのメッキ層を形成した
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の金属板ベースプ
   リント配線板。