JPH04252091A - プリント配線板およびその製法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱伝導性にすぐれ高
放熱性であって、絶縁性が高く、しかも耐熱性もある絶
縁層付き金属基板、およびこの絶縁層付き金属基板を製
造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板の基板としては、
紙・フェノール樹脂積層板や、ガラス・エポキシ樹脂積
層板等の樹脂基板が多く用いられてきた。しかし、最近
、電子機器の高性能化、小型化、高密度化に伴い、それ
によって生じる熱の高密度発生をいかに処理するかが課
題になってきたため、従来のこれらの樹脂基板では、こ
のような課題に対処することができない。すなわち、こ
れらの樹脂基板は、熱伝導性が低くて熱放散性が悪く、
特に大電流を流すように設計された集積回路では、その
熱によってコンデンサーやトランジスタ等を破損する恐
れがあり、また、破損しないまでも電気特性が大きく変
化する欠点があったからである。

【０００３】このような樹脂基板の欠点を克服するため
、近年、樹脂基板に代えて、アルミニウム等の熱伝導性
のよい金属板を用い、その表面にエポキシ樹脂等の有機
系絶縁層を設けて、その上に銅箔などを貼付け、回路を
形成するようにする構造の金属プリント板が使われるよ
うになってきた。しかし、このような構造では、回路と
金属板との間に熱伝導性の低い樹脂層が未だ存在するた
め、金属板の高熱伝導性を十分に活かすことが出来ない
。

【０００４】このようなことから、金属基板表面に設け
る絶縁層を、熱伝導性の良好なアルミナ等のセラミック
溶射で形成する方法が考えられている。この方法によれ
ば、回路と金属板の間が熱伝導性の低い樹脂層で完全に
遮断されるというようなことがないため、プリント配線
板の熱伝導性が大いに向上する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、溶射により形
成されるセラミック絶縁層には気孔が存在し、耐電圧、
吸湿時の絶縁特性が低下する欠点がある。そこで、この
ような欠点を解消するため、特公昭５７−３９００７公
報記載の技術では、前記セラミック絶縁層にプレポリマ
ーやモノマーを含浸して、前記気孔を塞ぐようにしてい
る。

【０００６】しかし、そのために、折角向上させた熱伝
導性が落ちてしまい、かつ、耐熱性を低下するという問
題が生じる。そこで、この発明は、前記セラミック絶縁
層の長所を損なうことなく、その気孔を防ぐことができ
て、高絶縁性と高熱伝導性の両立を可能にする絶縁層付
き金属基板およびその製造方法を提供することを課題と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するために、セラミック絶縁層に対し無機絶縁材を
含浸するようにする。すなわち、この発明にかかる絶縁
層付き金属基板は、金属基板表面にセラミック溶射によ
る絶縁層が形成され、このセラミック絶縁層に無機絶縁
材が含浸されてなる絶縁層付き金属基板であり、また、
この発明にかかる絶縁層付き金属基板の製造方法は、金
属基板の表面にセラミックを溶射して絶縁層を形成する
ようにする絶縁層付き金属基板の製法において、セラミ
ック溶射により形成された前記セラミック絶縁層に対し
無機絶縁材を含浸するようにする工程を含むことを特徴
とする。

【０００８】このように、この発明では、セラミック溶
射により表面にセラミック絶縁層が形成された金属基板
の、前記セラミック絶縁層に対し無機絶縁材を含浸する
ようにするのであるが、このようなセラミック絶縁層付
き金属基板は、次のようにして準備する。図１にみるよ
うに、まず、金属基板１の表面を粗面化１ａしたのち、
この表面にプラズマ溶射等により溶射セラミック層（セ
ラミック絶縁層）２を形成する。この場合、金属基板の
材料としては、アルミニウム、銅、鉄、ステンレススチ
ール、アルミニウム合金、銅合金その他がある。また、
溶射セラミック層を形成するセラミック粉としては、例
えば１〜１００μｍ　の粒径のもので熱伝導性が良く、
絶縁性の有るものが用いられる。セラミック粉の材料と
しては、例えば、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、
窒化アルミニウム、窒化ホウ素などがある。窒化物を用
いる場合は溶射条件が特殊になることがある。

【０００９】前記粗面化は、例えば金属基板の表面にサ
ンドブラストを行う等により実施される。この粗面化は
必須ではないが、このような粗面化により、表面積を拡
大すると同時にブランク面とし、結晶格子構造を部分的
に破壊して結合力を高めることができるので、溶射セラ
ミック層と金属基板の密着を良くすることができる。他
に密着を良くする方法としては、表面をプラズマエッチ
ングする方法や、化学処理による表面処理を行う方法等
がある。

【００１０】前述のような材料からなる金属基板の表面
に、前述のようなセラミック粉を用いてプラズマ溶射等
でセラミック絶縁層を形成するのであるが、この場合の
条件としては、例えば、２０〜２００ｋＶの出力でセラ
ミック粉を溶射し、厚み３０〜３００μｍ　程度の溶射
セラミック絶縁層を形成するようにする。このようにし
て得られたセラミック絶縁層付き金属基板の前記セラミ
ック絶縁層２に対し無機絶縁材を含浸するのであるが、
この含浸を真空含浸により行い、気孔中の空気を予め除
いておくようにすると特に効果が大きい。このとき、付
着水があれば、加熱する等してこれを除いておくのが良
い。 無機材料としては例えば金属アルコキシレート系のもの
、水ガラス系のもの、低融点ガラス等がある。この含浸
処理に際しては、絶縁材とセラミックとの濡れ性が悪け
れば、前処理としてセラミック絶縁層にカップリング剤
等を含浸する処理を施しても良い。含浸後には必要に応
じて絶縁材に対し硬化処理を施す。

【００１１】このようにして表面に無機絶縁材含浸絶縁
層３を備えた金属基板１を得て、この無機絶縁材含浸絶
縁層３上に、図１にみるように、通常のとおりの回路４
が形成される。この回路形成は、一般的な方法、例えば
銅ペースト印刷する方法や、銅箔圧着、化学銅めっき、
金属蒸着等を行ってからエッチングする方法等がある。 この発明にかかる絶縁層付き金属基板は、このような金
属箔付きのものや、回路形成後のものを含む。

【００１２】

【作用】この発明では、セラミック絶縁層に無機絶縁材
を含浸して気孔を防いでいるため、耐電圧特性や吸湿時
の絶縁特性低下が起きず、しかも、含浸するものが無機
物質であるため、熱伝導性の低下や耐熱性の低下が起き
ない。

【００１３】

【実施例】以下に、この発明の実施例を比較例と併せて
説明するが、この発明の範囲は、これらの実施例に限定
されない。 −実施例１− 板厚３ｍｍのアルミニウム板の表面に対し、密着力を上
げるために♯３２０（３２０番）のサンドブラスト処理
を行った。次に、このアルミ板の表面に、粒径１０〜３
０μｍ　のアルミナを使って、プラズマ溶射により、厚
み１００μｍ　の絶縁層を形成した。プラズマ溶射条件
は３０ｋＷであった。

【００１４】そして、このセラミック絶縁層付きアルミ
基板の絶縁層に対し、金属アルコキシ系の無機絶縁材を
真空含浸した。含浸条件は真空度１０Ｔｏｒｒ、含浸時
間約３時間であった。その後、２００°Ｃで１２時間、
硬化処理を行った。 −実施例２− 実施例１において作製された絶縁層付き金属基板に、ア
ルミナ含有エポキシ樹脂系の高放熱性接着剤を１０μｍ
　塗布し、厚み３５μｍ　の銅箔を熱圧着して、前記絶
縁層に含浸しておいた金属アルコキシ系の無機絶縁材に
対してアルミナ含有エポキシ樹脂系の高放熱性接着剤を
結合させた。

【００１５】−比較例１− 樹脂系絶縁層（厚み４０μｍ　）を備えた金属基板（松
下電工株式会社製Ｒ０７１１）を比較例とした。 −比較例２− 実施例１において、無機絶縁材の代わりに、エポキシ樹
脂を含浸させ、厚み３５μｍ　の銅箔を張った。

【００１６】以上のようにして製造された実施例、比較
例の絶縁層付き金属基板の耐電圧と熱抵抗と半田耐熱性
を測定し、表１に表した。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、この発明の方法により得られた絶縁層付き金属
基板は、耐電圧、吸湿時の絶縁特性に優れ、しかも、高
放熱性と高絶縁性を兼ね備えている。そのため、この絶
縁層付き基板を用いれば、高出力回路を形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を工程順に示す説明図。

【符号の説明】

１　　金属基板 ２　　セラミック絶縁層 ３　　無機絶縁材含浸セラミック絶縁層４　　回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　金属基板表面にセラミック溶射による
   絶縁層が形成され、このセラミック絶縁層に無機絶縁材
   が含浸されてなる絶縁層付き金属基板。
2. 【請求項２】　　金属基板の表面にセラミックを溶射し
   て絶縁層を形成するようにする絶縁層付き金属基板の製
   法において、セラミック溶射により形成された前記セラ
   ミック絶縁層に対し無機絶縁材を含浸するようにする工
   程を含むことを特徴とする絶縁層付き金属基板の製法。