JPH02182900A - プリント回路基板用基材の製造方法 - 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〕 本発明は、電子機器、例えばテレビ、オーディオ、ビデ
オレコーダー等の家庭用電気器具、計算機１通信機、事
務用機器、自動車等に使用される放熱性の良いアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金（以下、両者をアルミニウ
ムという、）をベースとし、これに樹脂層を介して金属
箔を貼付したプリント配線基板用基材の製造方法に関す
るものである。

［従来の技術］ プリント配線基板は、−枚の絶縁板上の片面又は両面に
銅箔を貼着し、それをエツチングして配線路を形成し、
これに電子部品を取り付けて機器を構成している。近年
は電子機器の小型化、軽量化と共に、これとは相客れな
い要求である高性能化、高集積化された多層プリント配
線基板、高密度実装化が行なわれている。このためプリ
ント配線基板自体の放熱が重視され、伝熱性の低い絶縁
板に代わり、アルミニウム板をベースとした基板が使わ
れるようになってきた。

このアルミニウム板をベースとしたプリント配線基板は
、アルミニウム板およびアルミニウム箔（以下１両者を
アルミニウム板という、）にエポキシ樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、ビニルエステル樹脂等からなる樹脂層を
介して、銅箔等の金属箔を貼着させることによって形成
される。

しかしながら、このアルミニウム板と樹脂層とは、銅箔
と樹脂層との間の接着力が強固であるのに比して、接着
力が極めて低く、電子機器の使用中に剥れてしまう危険
があり、この改善のため多くの提案がなされてきた。

すなわち、アルミニウム板の表面処理とじては、機械的
に粗面化する方法（特公昭５６−１７２２７号）、アル
カリ溶液中に浸漬してエツチング処理をする化学的エツ
チング処理（特公昭５５−１２７５４号）、酸性溶液中
で陽極酸化処理して、多孔性の酸化皮膜を設ける方法（
特公昭６３−４４０５９号）、酸性溶液中での電解処理
によりマイクロポアを形成する方法（特開昭５９−５１
５９３号）、あるいはこれらを組み合わせた方法（特公
昭６０−４９５９３号、特開昭６２−２１６７２７号等
）等がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述の多くの提案は一長一短があって、実用化
に問題がある。

先ず１機械的粗面化方法によるときは凹凸があるため絶
縁性樹脂層に局部的に薄い部分を生じ、絶縁不良を生じ
易い、このほか、ソリ、ユガミが生じ易く、寸法精度も
低く、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）用アルミニ
ウム板の場合には傷や凹みなどを生じ易く生産性にも問
題がある。

また、化学的エツチング処理法は、処理時間が長（、生
産性が劣ることのほか、均一なエツチングが行なわれ難
いため、接着力の劣る表面層が残り、またエツチング処
理中に表面にスマット等の溶解残渣が生成するため、樹
脂層との接着力、とりわけ半田耐熱性に劣り、回路部品
の半田付時にふくれが生ずる危険性があることが分かっ
た。

次に陽極酸化処理法は、この方法も処理時間が長く生産
性に劣ることのほかに、得られる酸化処理皮膜が硬いた
め、折り曲げ、打ち抜き等の加工時にヒビ割れを生じ、
高温での密着性不良を招いている。また、この酸化皮膜
は伝熱性が低く、折角のアルミニウムの特性を損ない、
放熱性を低下させ、アルミニウムープリント配線基板の
特性を失わせるものである。

更に、酸性溶液中での電解処理法は、前処理または後処
理工程が必要であり、複雑であって生産性に問題があり
、消費電力も大きく、得られたアルミニウム板にボアが
形成されるため、ボイド（空隙）を生じ樹脂層の密着性
が不十分となる危険がある。

また、これらを組み合わせた方法も電力消費、生産性１
表面皮膜が硬いための加工性の低下、低熱伝導性などい
くつかの問題点があり、まだ実用化には改良すべき点が
残っている。

本発明者らは、生産性が良く樹脂層との接着性に優れた
アルミニウム板の表面処理法を研究してこれらの問題点
を刈除した本発明を完成した。

［課題を解決するための手段Ｊ 本発明は、アルミニウム板の表面をアルカリ性溶液中で
電解処理、好ましくは交流又は直流アノードの電解処理
をすることにより接着性を低下させる圧延油等の油類の
脱脂と同時に圧延中に生成した酸化物層を除去し、化学
反応性に富んだアルミニウム新生面を出現させ、アルミ
ニウム扱表面にビット等の凹凸を作らず、また硬質の酸
化皮膜等を設けずに絶縁性樹脂との接着性を向上させる
ことにより、絶縁性を維持し、加工性（折り曲げ、打ち
抜き等）の改善されたアルミニウム板と絶縁樹脂との耐
熱接着性に富むプリント回路基板用基材を製造すること
にある。

この場合、電解液として使用するアルカリ性溶液は、リ
ン酸ソーダ、リン酸水素カリウム、ビロリン酸ソーダ、
ビロリン酸カリウム、メタリン酸ソーダ等のリン酸塩、
炭酸ソーダ、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム等の炭
酸塩、苛性ソーダ、水酸化カリウム等のアルカリ金属水
酸化物、水酸化アンモニウム水溶液あるいはこれらの混
合物の水溶液であり、場合によってはこれに界面活性剤
を添加したものを用いることができる。なお、下に記す
ようにｐ）Ｉ範囲を一定にする必要があるのでこの観点
からｐＨのバッファ能のあるリン酸ソーダ系を用いるこ
とが好ましい。

濃度はアルカリ性化合物の種類により異なるが、水素イ
オン濃度指数としてｐＨ９〜１３．好ましくは９．５〜
１２である。ｐＨが９より小さいと、電解電圧が高くな
りすぎ脱脂力が劣るばかりでなく、安定した処理が困難
となる。またｐＨが１３より大きいときは、エツチング
作用が強すぎ、電解処理により多量のスマットを生じる
ため、樹脂層との接着力が低下する。

電解処理温度は、３０℃〜８０℃、好ましくは４０℃〜
７０℃である。３０℃未満の処理では脱脂力が劣るだけ
でなく、得られた基板の樹脂との接着力が低い結果とな
る。また、８０℃以上ではエツチング作用が強く、アル
ミニウム表面に多量のスマットを生じ、これも樹脂との
接着力を阻害する。

電流密度は２〜３０Ａ／ｄｍ”、好ましくは４〜２０　
Ａ　／　ｄ　ｍ　”である、２Ａ／ｄｍ”以下では処理
時間が長くなり、生産性も低くなるだけでなく、酸化物
層の除去作用が弱（、その結果樹脂との十分な接着力も
得られない。

電解量（電気Ｎ）としでは３〜４００ｃ／ｄｍ”の範囲
にあり、これ以下では脱脂効果不充分、酸化物層の除去
も不充分となる。叉、この範囲以上の電気量での処理は
、特に効果の向上が認められず、処理時間が長く生産性
が低下するので好ましくない。

電解処理時間は、電流密度と電気量が定まれば決まるも
のであるが、生産性を考慮して５〜６０秒程度に定め、
これから電流密度、電気量を定めることになろう。

極性としては、直流カソードでは溶解作用はなく、気泡
による清浄作用のみなので、交流あるいは直流アノード
が好ましい。

本発明方法によるときは、脱脂処理も同時に行なえるの
で、特に有機溶剤等による前処理は必要ない。

また１本方法では電解処理によるスマット等の汚れを生
じないので後処理は水洗で十分である。

［作　用］ 本発明による電解処理によっては、陽極酸化処理に見ら
れるような多孔性の酸化皮膜を形成しない、したがって
、アルミニウム板表面は平坦なので絶縁樹脂層には局部
的に薄い部分が生成せず。

絶縁性樹脂層を薄くしても良好な絶縁性が維持でき、誘
電率の低下も起こりにくい。

また、陽極酸化皮膜は硬質なので、折り曲げ、打ら抜き
等の加工時にヒビ割れを生じ、絶縁性樹脂との接着不良
の原因となるが、本誌ではこのような欠陥を生じない。

また、陽極酸化皮膜は熱伝導性が悪いので、アルミニウ
ムプリント基鈑の放熱性を低下させるが、本誌では熱伝
導性を損なうこともない。

一方、化学エツチングとの比較においては、不均一なエ
ツチングでは接着力の劣る表面層が残存するための密着
力低下がなく、エツチング量か００３〜２ｇ／ｍ”と少
なく（化学エツチングでは５〜２０ｇ／ｍ”）、アルミ
ニウム板表面にスマット等の汚れの付着がないので接着
力の低下がな（、さらにスマット除去等の後処理を必要
としないため、工程が簡単化でき、更に板成分の溶出に
よる電解液組成の変質、劣化も起こりにくいので液更新
の頻度、廃液処理］も少なくて済み、生産性を高く維持
できる。特に、処理時間が短いので単位時間当りの生産
量を上げることが可能でありコストダウンが図れる。

又、本発明方法によるときは、前記条件からも分かるよ
うにエツチング量が少なく、ビットの形成がないため、
薄いアルミニウム箔においても同様の処理が可能である
。

このことは、酸性溶液中での電解処理の如くピットが貫
通したり、化学エツチング処理や陽極酸化処理のように
電解処理時間を廠しく制限する必要がないので、これら
の方法とは異なって１本発明の方法は安定した操業を行
なうことができ。

強度の低下等もないので優れた製品を安定して得ること
ができる。

電解処理をしたアルミニウム板け、水洗、乾燥により製
品の基材とすることができ、電解の前処理として機械的
研摩は必要でないので、残留応力もなく、寸法精度の高
い基材である。もちろん要求品質によっては機械的研摩
処理を前処理として施しても良いが、この場合にはその
後ストレッチャー等の矯正処理の併用が必要となる。

［実施例］ （実施例１〜３．比較例１） 純アルミ系アルミニウム合金圧延１（ＪＩＳ＾１１Ｏ（
Ｊ−Ｈ２４板厚１．０ｍｍ）を第１表に示す条件で電解
処理した後乾燥し、エポキシ樹脂を４０μの厚さに塗布
し、厚さ３５μの電解銅箔を積層し、ホットプレスにて
１６５℃、９０分間加熱圧着してプリント回路基板とし
た。

この基板を５５ｍｍＸ２５ｍｍの大きさのサンプル片に
切断し、オートクレーブ中で１２１”ｃ、１６時間吸湿
処理した後、サンプルを２６０℃の半田浴上にて３０秒
間フロートして耐熱接着強度を試験した。結果を第１表
に示す。

（実施例４〜６．比較例２〜４） 電解液のｐＨの影響を見るために行なった結果を第２表
に示す。

サンプルの調整は実施例口に準じた。

（実施例７〜８．比較例５〜６） 電解浴の温度の影響を見るために行なった結果を第３表
に示す。

サンプルの調整は実施例１に準じた。

Ｃ実施例９〜１２、比較例７〜８） 電流密度、および電気量の影響を見るために行なった結
果を第４表に示す。

サンプルの調整は実施例Ｉ　Ｇ、：準じた。

第３表 ａ温の影響 ［効　果１ 本発明のプリント回路基鈑用基材の製造方法は、従来数
多く提案されているアルミニウム板の表面処理法と比較
して格別異なった方法ではないが、それら多数の方法で
解決できなかったか、不充分な解決しか出来なかったア
ルミニウム板と絶＆１樹脂との耐熱接着性を本発明によ
って選ばれた条件下でアルミニウム板の処理をすること
により改通できたことは誠に驚くべきことである。

本発明方法は、前処理か不要で処理時間、電解液の劣化
などが少ないため生産性を高く維持できるだけでなく、
ボアやピットの生成がないので薄いアルミニウム箔であ
っても容易に処理できる等極めて優れた方法である。

本発明方法によって得られる基材を用いるときは、耐熱
接着性の良い後加工（折り曲げ、打ち抜き等）の容易な
プリント回路？！−叛用基材が得られるので、安定した
電子機器の製造に使用できる。

特許出願人　　スカイアルミニウム株式会社代　理　人
　　弁理士　菊　地　　精

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム又はアルミニウム合金板の表面をア
   ルカリ性溶液中で電解処理することを特徴とするプリン
   ト回路基板用基材の製造方法。