JPH0455558B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、プリント配線板およびその製造方
法に関する。

〔背景技術〕

最近、電子部品の小型化に伴つて、プリント配
線板上への高密度実装化が進められている。

LEDやトランジスタが搭載された電子部品が
高密度で実装されていると、電子部品により局所
的に大きな熱の発生がある。そこで、プリント配
線板には、この熱を効率良く吸収し、しかも、吸
収した熱を素早く放熱する必要性が生じる。すな
わち、熱伝導放熱性に優れたものである必要があ
る。

たとえば、プリント配線板の放熱性を高めるた
めの構造として、放熱性の高い金属を基板に用い
ることが考えられる。すなわち、アルミニウム、
鉄などからなる金属基板に絶縁樹脂層（接着剤
層）を介して電路を形成するようにするのであ
る。

しかし、このプリント配線板は、電路が一層の
みであるので、単位面積あたりの電路数に制限が
あり、チツプ部品を高密度に実装することができ
なかつた。また、裏面に電路を設けてジヤンパ線
で接続しようとしても、基板が金属であるため貫
通孔側面の絶縁処理が必要で高密度化が難しかつ
た。

他方、ガラスエポキシや紙エポキシ等の有機物
質を基板とした多層プリント配線板があるが、こ
れは、基板が有機物質であるため、放熱性が悪い
という欠点があつた。そして、LED、トランジ
スタなどの比較的発熱の大きい電子部品を多数個
実装する必要が生じた場合は、アルミニウム等か
らなる放熱板を後付けするなど、何らかの放熱手
段を設ける必要があつた。そのため、工程、部品
点数が増え、コストアツプを招いていた。

なお、実開昭52−29451号公報（前者）や特開
昭60−247992号公報（後者）には、放熱構造を備
えた放熱用基板と多層電路を備えた配線板があ
る。

しかしながら、前者のプリント配線板の放熱用
基板も本願発明のように金属基板とは言いえず、
十分な放熱性を有しない。しかも、サブトラクト
法による電路付き配線基板を作り、これを複数枚
積層して放熱用基板に取り付けており、配線基板
の絶縁層はあまり薄く出来ず、十分な熱伝導性が
期待出来ない。後者のプリント配線板には良熱伝
導性金属棒を隅に通してあるが、金属棒から離れ
た所で発生する熱に対して効果は薄く、十分な熱
伝導性を確保できない。勿論、極めて多数の金属
棒を立てれば熱伝導放熱性は高まるけれど、電路
形成部分が減り大幅なコスト上昇を招くなどのた
め現実性は薄い。また、サブトラクト法による電
路付き配線基板を複数枚積層する場合も、上下電
路間の接続は非常に手間がかかり難しくて製造は
容易でなく、実用性が低い。

後者のプリント配線板の放熱用基板は金属基板
でなくセラミツク基板であるため十分な放熱性が
なく、多電路の間も厚いセラミツクがあつて回路
側で発生した熱が放熱用基板側に伝わり難く、十
分な放熱性を有しない。それに、電路用金属板と
セラミツク板が加熱加圧一体化されているため、
金属板間の接続をとるのは非常に難しく手間がか
かり、製造は容易でなく、実用性が低い。

〔発明の目的〕

以上の事情に鑑みて、この発明は、多層電路構
成であつても、放熱性が極めて良く、しかも、容
易に製造できる高密度実装に適したプリント配線
板を提供することを第１の目的とし、多層電路構
成であつても、放熱性が極めて良く、しかも、高
密度実装に適したプリント配線板を容易に得るこ
との出来る方法を提供することを第２の目的とす
る。

〔発明の開示〕

前記第１の目的を解決するため、請求項１記載
の発明にかかるプリント配線板は、裏面に放熱フ
インからなる放熱構造を備えるとともに表面に化
成処理皮膜層および電着塗料層を介して絶縁樹脂
層を有する金属基板上の所望部分に２層以上の電
路がそれぞれ絶縁樹脂層を介して積み重ねられ、
前記各電路がアデイテイブ法により形成された構
成をとる。

さらに、前記第２の目的を達成するため、請求
項２記載の発明にかかるプリント配線板の製造方
法では、裏面に放熱フインからなる放熱構造を備
えた金属基板の表面に化成処理皮膜層を形成し、
この化成処理皮膜層の上に電着塗料層を形成する
工程と、この電着塗料層の上に接着剤を塗布して
第１絶縁樹脂層を形成する工程と、前記第１絶縁
樹脂層の表面を粗面化した後、無電解めつき（お
よび必要に応じて加えて電気めつきと）により第
１電路を形成する工程と、第１電路の一部を除い
て接着剤を塗布して第２絶縁樹脂層を形成する工
程と、前記第２絶縁樹脂層を粗面化した後、前記
第１電路の一部および第２絶縁樹脂層の上に無電
解めつき（および必要に応じて加えて電気めつき
と）により第２電路を形成する工程を有する構成
をとつている。

多層電路構成の場合、上下電路間の接続をとる
ことが難しいのであるが、電路形成がアデイテイ
ブ法による場合は、上の電路形成と同時に上下の
電路間の接続がとれるため、手間がかからす簡単
で製造は極めて容易である。

〔作用〕

この発明におけるプリント配線板は、放熱用基
板が放熱フインからなる放熱構造を備えた金属基
板であつて高い放熱性を持ち、多層電路構成部分
がアデイテイブ法で直に放熱用基板の上に形成さ
れていて絶縁層が極く薄くて、回路側で発生した
熱を前記高い放熱性を持つ金属基板側へ迅速に移
し速やかに放熱させられるため、極めて優れた熱
伝導放熱性を有するようになつた。そのため、高
密度実装適応性が極めて良くなる。

特に、絶縁層が、化成処理皮膜層、電着塗料層
および絶縁樹脂層の３層を組み合わせて構成され
ているため、絶縁性および耐熱性に優れ、しか
も、放熱性にも優れたものとなる。

すなわち、化成処理皮膜層は、金属基板の表面
に強固な絶縁膜を形成することができ、確実な絶
縁距離を得ることができる。また、化成処理皮膜
層は、その表面が微細な粗面になつているため、
その上に形成される層を強固に接合することがで
きる。但し、化成処理皮膜層は、脆く、熱衝撃に
よつてクラツクが入り易いこと、および、多孔質
であるため、この多孔質部分で絶縁性が低下する
可能性がある。

そこで、化成処理皮膜層の上に電着塗料層を形
成すれば、微細な孔部分にも良好に浸入できる電
着塗料が、化成処理皮膜層の細孔を埋めて、絶縁
性を高めることができる。但し、この電着塗料層
も、比較的薄く脆い性質を有しているため、化成
処理皮膜層と同様にクラツクが入り易い。

そこで、この発明では、電着塗料層の上に、通
常の塗布などで形成される絶縁樹脂層を形成す
る。絶縁樹脂層は、比較的柔軟であるため、熱衝
撃による応力を吸収することができる。化成処理
皮膜層や電着塗料層にクラツクが発生しても、そ
の上を絶縁樹脂層で覆つていれば、全体の絶縁性
は十分に確保できる。

なお、この絶縁樹脂層は、材料自体の絶縁性
は、前記化成処理皮膜層や電着塗料層に比べて劣
るので、絶縁樹脂層のみで、十分な絶縁性を確保
しようとすると、極めて分厚い絶縁樹脂層を形成
しなけれがならない。絶縁樹脂層は、金属に比べ
れば熱伝導性に劣るから、絶縁樹脂層が分厚くな
ると、電路から金属基板への熱伝達が十分に行え
ず、放熱性が低下してしまう。しかし、この発明
では、薄くても絶縁性に優れた化成処理皮膜層お
よび電着塗料層を組み合わせるので、絶縁樹脂層
の厚みは、それほど分厚くしておく必要がない。
すなわち、化成処理皮膜層、電着塗料層および絶
縁樹脂層からなる絶縁層全体の厚みは薄くても、
十分な絶縁性と耐熱性および良好な放熱性の全て
を兼ね備えた絶縁層を構成できるのである。

〔実施例〕

以下、この発明をより具体的に説明する。

第１図は、この発明にかかるプリント配線板の
一実施例をあらわす。

図にみるように、このプリント配線板は、アル
ミニウムや鉄からなる金属基板１の表面に、化成
処理皮膜層１３、電着塗料層１４および第１絶縁
樹脂層（第１接着剤層）２が、この順番に形成さ
れている。

化成処理皮膜層１３は、金属基板１表面に化成
処理を施すことにより形成されている。化成処理
としては、陽極酸化、燐酸塩皮膜処理などがある
が、金属基板１がアルミニウム、チタン、アルミ
ニウム合金、チタン合金などからなる場合は、基
板を陽極酸化して陽極酸化層を形成し、金属基板
１が鉄などからなる場合は、基板を燐酸塩皮膜処
理して燐酸塩皮膜層を形成するようにする。

電着塗料層１４は、化成処理皮膜層１３表面に
電着塗装を施すことにより形成される。電着塗料
としては、アクリルメラミン、エポキシ系電着塗
料などを用いる。

化成処理皮膜層１３と電着塗料層１４の厚み
は、合計で100μm以下にすることが好ましい。

このように、金属基板１と第１絶縁樹脂層２と
の間に化成皮膜処理層１３および電着塗料層１４
を設けるようにすると、まず、化成処理皮膜層１
３の表面が微細な粗面となつているため、金属基
板１と化成処理皮膜層１３の上に形成される電着
塗料層１４および第１絶縁樹脂層２との密着力を
高めることができる。また、電着塗料層１４が、
多孔質である化成処理皮膜層１３を封孔すること
により、耐電圧特性が向上する。電着塗料層１４
は、化成処理皮膜層１３の微細な孔を埋めるよう
に薄く形成されるので、表面には化成処理皮膜層
１３の粗面がそのまま残り、この粗面に第１絶縁
樹脂層２が強固に接合される。

第１絶縁樹脂層２の上の所望部分には、第１電
路３および第２電路４が、第２絶縁樹脂層（第２
接着剤層）５を介して積み重ねられている。第１
電路３および第２電路４は、アデイテイブ法によ
り形成されている。第１電路３と第２電路４との
間の一部には、第２絶縁樹脂層５が設けられてお
らず、その部分で第１電路３と第２電路４とが導
通されている。金属基板１の裏面には、放熱用フ
イン６が形成されている。すなわち、金属基板１
は、この放熱用フイン６による放熱構造を備えて
いる。

以上にみるように、このプリント配線板は、電
路が多層構造になつているため、配線密度を上げ
ることができ、高密度実装が可能である。また、
基板が金属からなつているため、熱の伝導性が良
い。そのため、このプリント配線板は、実装され
た電子部品により発生した熱を効率良く放散する
ことができる。しかも、金属基板１裏面に放熱用
フイン６が形成され、放熱面積が大きくなつてい
るため、吸収した熱を素早く外部へ放熱すること
ができる。したがつて、このプリント配線板は、
放熱性が極めて良いものになつていて、高密度実
装に適しているのである。

絶縁樹脂層となる接着剤としては、熱硬化性樹
脂あるいはゴムを含有する熱硬化性樹脂系のも
の、たとえば、アルミナ、マグネシア、シリカな
どの無機充填剤およびアクリロニトリルゴムを含
むエポキシ系接着剤やシリコーン系変形エポキシ
接着剤などを用いるのが好ましい。このような接
着剤は、密着力が高く、耐熱性に優れ、熱伝導性
が良いからである。電路を形成する導電体として
は、銅、ニツケル、金などの金属等を用いる。第
１絶縁樹脂層の厚みは100μm以下、第２絶縁樹脂
層の厚みは80μm以下にすることが好ましい。

上記のようなプリント配線板を得るには、つぎ
のようにする。

まず、裏面に放熱用フイン６が形成された金
属基板１を用意する。

金属基板１の表面に、化成処理皮膜層１３、
および、電着塗料層１４を順次形成する。

化成処理皮膜層１３および電着塗料層１４の
上に、接着剤を塗布し、第１絶縁樹脂層２を形
成する。

第１絶縁樹脂層２の上に、アデイテイブ法で
第１電路３を形成する。

アデイテイブ法による電路の形成はつぎのよう
に行う。

(a) 液体ホーニングで、第１絶縁樹脂層２の表面
を粗面化したのち、センシタイジング−アクチ
ベーシヨンを行い、Pd触媒を付与する。これ
を無電解めつき浴に浸漬して、第１絶縁樹脂層
２の上に無電解めつき層を形成する。

(b) この無電解めつき層の上に、第１電路となる
部分を除いて、めつきレジスト膜を印刷し、こ
れを電気めつき浴に浸漬して、めつきレジスト
膜に覆われていない部分に電気めつき層を形成
する。

(c) その後、めつきレジスト膜を除去し、全面に
ライトエツチングを施して、第１電路３を形成
する。

第１電路３の一部を除いて接着剤を塗布し、
第２絶縁樹脂層５を形成する。

第２絶縁樹脂層５と、第１電路３の露出部分
の上に、アデイテイブ法で第２電路４を形成す
る。

アデイテイブ法による電路の形成は、前記第１
電路３の場合と同様に、(a)〜(c)の工程が行われ
る。

以上に示したプリント配線板の製法において、
電路の形成は、アデイテイブ法のうち、いわゆる
セミアデイテイブ法で行われているが、他のアデ
イテイブ法、たとえば、無電解めつきのみを用い
る、いわゆる、フルアデイテイブ法で行われてよ
い。

つぎに別の実施例を示す。

第２図にみるプリント配線板は、金属基板１の
全面、すなわち、電路を形成する面だけでなく、
放熱用フインの表面を含めた全面に、化成処理皮
膜層１３および電着塗料層１４が設けられてい
る。その他は、前記実施例と同じである。このよ
うになつていると、金属基板１の全面が電着塗料
層１４で保護されるため、耐薬品性が高く、無電
解めつき工程や電気めつき工程において処理液に
金属基板中の金属が溶解しなくなる。

以下に、より具体的な実施例について詳しく説
明する。

（実施例） 裏面に放熱用フインが形成されたアルミニウム
基板を15％希硫酸中で処理し、全面に厚み10μm
のアルマイト層（陽極酸化層）を形成した。

電着塗料としてアクリルメラミン電着塗料（関
西ペイント社製エレクロンNo.3500R、固形分濃度
８％）を用い、アルマイト層上に直流180V，５
分間、液温21℃の条件で電着塗装を施してアルマ
イト層全面に厚み10μmのアクリルメラミン電着
塗料層を形成した。

アルミニウム基板表面のアクリルメラミン電着
塗料層上に下記のような組成の接着剤を厚み
40μmとなるように塗布し、第１絶縁樹脂層を形
成した。

液体ホーニングで絶縁樹脂表面を粗面化した
後、センシタイジング−アクチベーシヨンを行
い、Pd触媒を付与した。これを無電解銅めつき
浴に浸漬して、第１絶縁樹脂層上に無電解銅めつ
き層（厚み1μm）を形成した。無電解銅めつき層
上の第１電路となる部分を除いてめつきレジスト
膜を印刷した。これを電気銅めつき浴に浸漬し
て、めつきレジスト膜に覆われていない部分に電
気銅めつき層（厚み30μm）を形成した。この後、
めつきレジスト膜を除去し、全面にライトエツチ
ングを施して、厚み30μmの第１電路を形成した。

第１電路の一部を除いて接着剤を塗布し、厚み
40μmの第２絶縁樹脂層を形成した。

液体ホーニングで第２絶縁樹脂層の表面を粗面
化したのち、センチタイジング−アクチベーシヨ
ンを行い、Pd触媒を付与した。これを無電解銅
めつき浴に浸漬して、第１電路の一部および第２
絶縁樹脂層上に無電解銅めつき層（厚み1μm）を
形成した。第２電路となる部分を除いて無電解銅
めつき層上にめつきレジスト膜を印刷した。これ
を電気銅めつき浴に浸漬して、めつきレジスト膜
に覆われていない部分に電気銅めつき層（厚み
30μm）を形成した。この後、めつきレジスト膜
を除去し、全面にライトエツチングを施して、厚
み30μmの第２電路を形成し、プリント配線板を
得た。

〔接着剤組成〕

◎ シルコーン変性エポキシ樹脂 100重量部 ◎ NBR（日本ゼオン株式会社製NIPOL1072）
100重量部 ◎ アルミナ微粉末 100重量部 ◎ 硬化剤（DDS＋BF₃ピペリジン） 適量 ◎ 溶剤（アセトン、トルエン、ブチルセロソル
ブ） 適量 上記プリント配線板に、LED、トランジスタ
などの発熱の大きい電子部品を高密度に実装し、
それら電子部品を長時間使用したが、各電子部品
に異常はなかつた。

この発明にかかるプリント配線板およびその製
造方法は、前記実施例に限定されない。アデイテ
イブ法による電路形成と部分絶縁を重ねることに
より、さらに、多層化されてもよい。

〔発明の効果〕

以上にみてきたように、この発明にかかるプリ
ント配線板は、裏面に放熱フインからなる放熱構
造を備えるとともに表面に化成処理皮膜層および
電着塗料層を介して絶縁樹脂層を有する金属基板
上の所望部分に２層以上の電路がそれぞれ絶縁樹
脂層を介して積み重ねられ、前記各電路がアデイ
テイブ法により形成されているため、熱伝導放熱
性が良く、高密度実装に適しており、しかも製造
が容易である。

また、この発明にかかる製造方法によれば、上
記の熱伝導放熱性が極めて良く、高密度実装に適
したプリント配線板を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるプリント配線板の一
実施例をあらわす断面図、第２図は別の実施例を
あらわす断面図である。 １……金属基板、２……第１絶縁樹脂層、３…
…第１電路、４……第２電路、５……第２絶縁樹
脂層、６……放熱用フイン、１３……化成処理皮
膜層、１４……電着塗料層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 裏面に放熱用フインからなる放熱構造を備え
   るとともに表面に化成処理皮膜層および電着塗料
   層を介して絶縁樹脂層を有する金属基板上の所望
   部分に２層以上の電路がそれぞれ絶縁樹脂層を介
   して積み重ねられ、前記各電路がアデイテイブ法
   により形成されたプリント配線板。 ２ 裏面に放熱用フインからなる放熱構造を備え
   た金属基板の表面に化成処理皮膜層を形成し、こ
   の化成処理皮膜層の上に電着塗料層を形成する工
   程と、この電着塗料層の上に接着剤を塗布して第
   １絶縁樹脂層を形成する工程と、前記第１絶縁樹
   脂層の表面を粗面化した後、無電解めつき（およ
   び必要に応じて加えて電気めつきと）により第１
   電路を形成する工程と、第１電路の一部を除いて
   接着剤を塗布して第２絶縁樹脂層を形成する工程
   と、前記第２絶縁樹脂層を粗面化した後、前記第
   １電路の一部および第２絶縁樹脂層の上に無電解
   めつき（および必要に応じて加えて電気めつき
   と）により第２電路を形成する工程を有するプリ
   ント配線板の製造方法。