JPH0461195A - 金属ベース配線基板の製造方法 - 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、金属ベース配線基板の製造方法に関する。具
体的にいえば、本発明は、アディティブ法（セミアブイ
ブイブ法及びフルアブイブイブ法）による金属ベース配
線基板の製造方法じ関づる。

１背景技１ホ１ヨ 近年、電子機器の軽量、薄形、高密度化が進み、これに
使用される電子部品の高密度化じ′伴って、単位面積当
りの発熱量は、著［、＜増大しでいる。

そのため、こｔｌらの電子部品を実装する配線基板も、
耐熱性及び放熱性に優れたものが要求されている。これ
らの要求を満足するものとし、て、最近では、鉄、銅、
アルミニウム等の高熱伝導相を塙する金属板をベースと
したプリント配線板が、用いられるようになっている。

従来の金属ベース配線基板の製造方法どしでは、金属ベ
ースの表面に接着された銅箔な必要部分のみ選択的（ご
残し、他の部分なエツチングにより溶解除去する、いわ
ゆるサブトラクブイブ法が一般的であった。サブトラク
ティブ法によれば、接着剤によって金属ベースの表面に
銅箔な接着させているので、銅箔の剥離強度は強いが、
エッヂレグ時における銅箔のサイドエツチングがあるた
め、量産ベースで高密度化パターン回路を製作するのが
難Ｉ７かった。、マた、ザブトラク・ｙイブ法によれＩ
Ａ′、エツチング液もＬ＜ば洗浄水を冬目に使用するた
め、排水処理の間覇があった。

そこで、必要な部分に選択的に金属を析出させて導体Ｉ
Ｄ回路な作成するアディティブ法が、高密度回路基板作
成、方法と１．で用いられるよウレこなってきた。この
アディティブ法としては、金属ベースの表面に形成され
た絶縁層の土に無電解メッキのみで導体Ｉｕｌ路を形成
するフルアデイティブ法と、金属ベースの表面に形成、
された絶縁層の−に−に無電解メッキを施Ｌ５、さらに
その上に電解メッキを施して導体回路の厚みを得るセミ
アＹイΣイブ法どかある。−１−記絶縁層としては、い
ずれのアディティブ法においでも、熱硬化性樹脂と熱可
塑性樹脂のうちいずれでも使用Ｅ１能であるが、−船釣
には、塗布作業か容易で、汎用性及び耐熱性のあるエポ
キシ樹脂か使用されている。

Ｌ発明が解決１．ようとする課題］ 上記アディライブ法は、量産性にすぐれており、微細配
線が可能で、高密度実装用の金属ベース配線基板を製作
することができ゛る３゜ しかし、導体回路は、無電解メッキ（・、゛より絶縁層
の表面に定着させられるため、その剥離強度は絶縁層の
材質により強い影響を受ける。つまり、無電解メッキ前
の粗化処理で粗化された絶縁層の表面粗化処理により無
電解メッキ層の付着状態が大ぎく変化する。特に、エポ
キシ樹脂は、表面粗化しにくいので、エポキシ樹脂の絶
縁層の場合（こは、絶縁層表面に無電解メッキが付着し
しコ＜＜、このため、ザブトラクデイブ法番こ比較する
と導体回路の剥離強度が弱いという欠点かあった。

従って、導体回路の剥離強度なサブトラクデイブ法と同
程度に高めることが、アブイブイブ法による金属ベース
配線基板の製造方法の重要な課題となっていた。

本発明は、斜上の従来例の欠点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、アディティブ法による
金属ベース配線基板の製造方法において、無電解メッキ
層とエポキシ樹脂絶縁層との接着強度を高め、導電体層
の剥離強度を向上させるごとげある。

［Ｘ課題な解決するだめの手段」 このため、本発明の金属ベース配線基板の製造方法は、
金属ベースの表面に絶縁層を形成し、この絶縁層の１−
．に導電体層を形成した金属ベース配線基板の製造方法
てあって、ガラスｍ維パウダーを５重量％以Ｊ１．４．
０重１％の割合で含有するエポキシ樹脂系オイ料を金属
ベースの上に塗布して絶縁層な形成した後、絶縁層の表
面に粗化処理を施し、この絶縁層の表面（、τ無電解メ
ッキ層を形成し、ついで、必要に応じて無電解メッキ層
の土に電解メッキ層を形成することにより導電体層を設
けることな特徴としτいる。

［作用］ 本発明じあっては、絶縁層を形成するためのエポキシ樹
脂系絶縁材料にガラス繊維パウダーを含有させているの
で、強酸等な用いて絶縁層に表面粗化処理を施すと、絶
縁層内のガラス繊維パウダーが溶解して絶縁層に空孔が
生じ、あるいは絶縁層の表面にガラス繊維パウダーが析
出し、絶縁層の表面が粗化される。この結果、無電解メ
ッキを施すと、絶縁層の表面に析出したカラス繊維パウ
ダーあるいは空孔によるアンカー効果のため、無電解メ
ッキ層の付着力が犬き・くなり、導電体層の剥離強度か
大きくなる。

さらｔこ、絶縁層内にガラス繊維パウダーが含まれてい
るので、絶縁層ひいては金属ベース配線基板の耐熱性及
び耐アーク性が向上する。

なお、ガラス繊維パウダーの添加量は、ガラス繊維パウ
ダーの添加量が、５重量％未満では剥離強度が小さく、
４０重量％を超過するとエポキシ樹脂系材料の金属ベー
スへの塗布が困難に九り、剥離強度も小さくなる。従っ
て、この添加量としては、５重量％以上４０重量％以下
が、好ましい。

［実施例−］ 以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。

第１図（ａ）〜（ｄ）に示すものは、フルアデイティブ
法による金属ベース配線基板１の製造プロセスである。

このプロセスにおいては、まず第１１’ｍ（ａ）に小す
ように、金属ベース２の表面にエボλ゛−シ樹脂を主剤
とする絶縁層材１′１を塗布し、エポキシ樹脂系の絶縁
層３か形成される。ここで、金属・・、−ス２の材質は
、特（こ限定されず、鉄、銅なとでも、１、いが、軽量
て加工の容易なアルミニウムが望ましい。

絶縁層：３に用いるエポキシ樹脂の種類は、特に限定さ
れないが、例えばビスツユ−ノールノル型グリシジルニ
ーデル類、クレゾールノボラック類、）１ノールノボラ
ツク類が望ましい。エポキシ樹脂の硬化剤としては、生
前にその種類は限定されないか、例えばアミン系、酔態
水物系、潜在性硬化剤などを使用することができ′る。

エポキシ樹脂は、普通、塗布作業を容易にするためゲト
ン類、芳香族炭化水素等の有機溶剤で４７釈して用いら
才Ｉ、このエポキシ樹脂には、カラス繊維パウダーが７
を填さ才ビＣいる。カラス繊維パウダーは、Ｅガラス、
Ｃガラス、Ｓガラス等のいずれでも差し支えない。この
ガラス繊維パウダーの添加量は、５　ｔｉ、Ｍｘ；以上
４［］重量％以下が適しており、特に２０重量％の添加
量が最適である。第１３図のグラフ１コ、ガラス繊維パ
ウダーの添力［１量（重量り、；）ど絶縁層の］−（５
−レ・ルアデイプイブ法で形成された無電解メッキ層の
ｆｆ１１１１強度（ｋｇｆ／′ｃｍ２）との関係を調べ
た結果を；、Ｙ”：　Ｌでいる。このグラフよりカラス
繊維パウダ〜の添加量が、２（）重量％の時に、最も剥
離強度が太き・くなり、５重量％未満では剥離強度か小
さくなり過きることが分かる。また、４０車量％以］−
では、ｊボキシ樹脂の絶縁層＋１判が高粘度（・、−な
り、金属・＼−スパ＼の塗布か困Ｘｔｔ　＋＝なり、五
〇離強度も小さくなる。

従って、添加量は、５重曹％　Ｕ）、十４０］ｊ　ｍ：
　ｓｇ以１・゛か好ましい。、また、カラス繊維パウダ
ーとし、では、繊維径５〜司（］訓、繊維Ｎ３０へ２０
０１９のものか好ましい。第・４区を５−示すものは、
力ンス繊維パウターの繊維径が５〜ｌ　［’ｌ　（ＪＩ
ｌ］で、その添加量が２０１１鮎の湯治における、モ均
カラス繊維長（ｕＪｎ　）ど剥離強度（ｋｇｆ／＋・ｍ
　２　）との関係を調べたものである。このグラフより
、繊維長か３０　Ｂｍ以千゛では、剥離強度が弱くなる
ことが分かる。また、繊維長が２００訓よりも長くなる
と、エポキシ樹脂が硬化するまでにガラス繊維が沈降し
５、無電解メッキ層の剥離強度が低−十する恐れかある
。従−つで、繊維長は、１記のように、；３０〜２０（
］訓か適１７でいた。

１）いで、無電解メッキを選択的に所出させるため、第
１図（ｂ）に示すように、絶縁層３の十にしジス）・イ
ンキをスクリーン印刷し、１００°Ｃ’７７’　］０分
間加熱硬化させ、回路パターンと同しパターンの開り、
１５を石するレジスト膜４を形成する。このレジストイ
ンキとしては、特に限定し２、ないが、Ｗｌ細加工ので
きる一九性しシスト材料が適し、ており、液状、フィル
ム状、またネガ型１、ポジ型とちらでも差１．支えない
。この後、絶縁層：３のし・ミ、スト膜４から露出１７
でいる部分を有機溶剤やその蒸気、で膨潤させ、さらに
り「〕ム酸などの強力な醇化剤を用いて絶縁層３の露出
部分の表面を・粗化処理し、回路パターンに合わせて絶
縁層３の表面を粗化させる。このとぎ、エポキシ樹脂中
に分散しているガラス繊維パウダーが、絶縁層３の表面
に析出し５たり、溶解して空孔な発生させたりし、絶縁
層の表面が粗イヒさね易くなる。

ごうＩ、て絶縁層３３の表面を粗化させた後、Ｐｉ′１
−３ｎ系アクチベーターで絶縁層３の露出部分な活性化
させ、ついで、クエン酸３０ｇ、濃塩酸２８０ｍＱを溶
解させてＩＱの溶液とり、たｌ）ｄ脱離ｉｌｌ　ｋこ２
０°Ｃで５分間浸漬させ、水洗Ｉ７でし・シスト膜４−
、、ＴｈのＰｄを除去する０、この後、第１図（（・）
に示すように、無電解銅メッキな行ない、導体回路７に
必要な膜厚（２量訓以上）が得られるまで鉋１を析出さ
せ、無電解メッキ層６を形成する。

ついで、水洗乾燥後、第１２図（ｄ）に示すように、）
・リフＩＴＩ　ｒｉｉ２エタンにてし・シスト膜４を除
去ｔ５、回路パターンの導体回路７を得る。

第２図（？１）〜（ｆ）に示すものは、本発明の別な実
施例であり、セミアデイティブ法による金属ベース配線
基板２１の製造方法である。

このプロセスにおいては、まず第２図（ａ）に示すよう
に、金属ベース２２の表面にガラス繊維パウダーな含有
したエポキシ樹脂を塗布り、て絶縁層２３を形成する。

この工程は、フルアブイブイブ法の第１図（ａ、）の工
程と同様にして行なわれる。

次いで、絶縁Ｊ−２３の表面全体を冶機溶剤やイの蒸気
で膨潤させ、さらにクロム酸などの強力な酸化剤な７Ｖ
７いて絶縁層２３の表面を粗ｆヒさせる５、このとぎも
、エポキシ樹脂中に分散しているガラス繊維パウダーが
、絶縁層２３の表面に析Ｈ］シ、たり、溶解して絶縁層
２３に空孔を発生させたりし、粗化処理か容易になり、
絶縁１１２３の表面粗度が太き・くなる。絶縁層２３の
表面粗化後、Ｐｄ−３ｎ系アクヂベーターで絶縁層２３
の表面を活性化させた後、第２図（ｂ）に示すよう（、
−１無電解銅メツギあるいは無電解ユ・ソケルメッキに
より膜厚］、　ｉｆｆ以下に無電解メッキ層２４を析出
させる。

この後、電解メッキを選択的に析出させるため、第２図
（０）に示すように、無電解メッキ層２４の十にレジス
）・インキを印刷し１、回路パターンと同じパターンの
開［］２６を有する厚さ３５Ｆのレジスト膜２５を形成
する３゜ 次に、第２図（ｄ）に示すように、電解銅メッキを施し
、無電解メッキ層２４のレジスト膜２５から露出ｌ、た
表面に銅の電解メッキ層２７を析出させ、導体回路２８
に必要な１ザゐを得た（な、第２区（ｅ）に示ずように
レジスト膜２５）を剥離さセ゛、電解メッキ層２７から
露出した無電解メッキ層２４をエツチングによすて除去
１７、第２図（ｆ）に示すように、絶縁層２３の上に無
電解メッキ、層２４と電解メッキ層２７の２層からなる
回路パターンの導体回路２８を得る。

上記のように、フルアディブイフ゛法にあっても、セミ
アブイブイブ法にあっても、エポキシ樹脂内にカラス繊
維バラタ−を分散させてあ６と、柁］縁層の表面が粗化
され易くなるので、絶縁層の表面に無電解メッキ層を形
成した時に、無電解メッキ層と絶縁層の間のアンカー効
果が強くなり、導体回路の剥離強度を高くすることがで
とる。また、絶縁層内にガラス繊維パウダーが、分散さ
せられていると、金属ベース配線基板の耐熱性や耐熱衝
撃性、耐アーク性等の特性も向上する。

なお、上記実施例では、金属ベース配線基板の片面のみ
に導体回路を形成したが、金属ベース配線基板の両面に
導体回路を設けてもよいのはもちろんである。

以下、本発明のより具体的な実施例な２つの従来例と比
較ｔ、で説明する９、 （実施例） 厚さ］、　ｍｍの７′ルミニウム基板をトリクロロエタ
ンで脱脂１５た後、第１表のような組成を有するエポキ
シ樹脂組成物をドクターブレード法によりアルミニウム
基板の表面に塗布し、室温で乾燥させた後、さら（・こ
１６０°Ｃで５時間加熱硬化させ、絶縁１−を形成した
。

次に、絶縁層を形成されたアルミニウム基板を４５°Ｃ
に加温したクロム−硫酸溶液中（こ５分間浸漬［、て表
面粗化させた後、水洗１２、ぞの後希塩酔中に浸漬した
。ついで、第２表の条件で活性化■及び活性化■の処理
をＴｈｌ、た。

第　　２　　表 第　　１　　表 （以］余白） さらに、第２３表のよ・うな条件下て、無電解銅メッキ
を行ない、絶縁層の上に０．２ｕηの庫みの銅薄膜（無
電解メッキ層）を得た。

第　　３３ 表 この後、銅薄膜の」、に溶剤子１］離櫂１ドジ、イ、ノ
イルムをうよネート［１、ドライフィルムの導体回路に
相当する部分に紫外線を照射１１、もバタ・〜・ンを焼
ぎ付けた（な、トリクＩＪＩコエタ゛／（こよリノイル
ムを現像［７、しジストパターシを形成し、た３、：ｊ
り（パ、第・１表に示ずような賀彪′銅メッギ条件で銅
薄８Ｑのｔ−に電解メッキを藤［５、必要な膜厚の導体
回路も・得た後、ジクしｌ［１メタ）によりし・シスト
膜を’ｆ、ｌｌ離させた。

第　　４　　表 （以下余白） 最後ニ、ｉＩＩ度２０　ｇ／Ｑの過硫酸アンモ：−ウム
溶液中に数分間浸漬し、電解銅メッキから露出した部分
の無電解メッキを剥離させて金属ベース配線基板な得た
。

（従来例Ｉ） 厚さ］、　ｍｍのアルミニウム基板に第５表に示すよう
な組成からなる接着剤をトクターブＩ７・−ド法で塗布
ｌ、て絶縁層を形成し、この溶剤を蒸発乾燥させた後、
１８０°Ｃで２時間加熱して硬化させた１、ついで、実
施例と同様のセミアデイティブ法により所望パターンの
導体回路を得た。

第５表 ブ［／−１・法で塗布し、溶剤を乾燥させて絶縁層を形
成した後、３５ｍｍ厚の銅箔を絶縁層に重ね、５ｋｇ　
ｆ／　ｃｍ”の圧力でＪ８０’Ｃ２２時間力ｆｌ熱圧着
させ、銅張り金属ベース配線基板を得た。この後、塩化
鉄（・こよる■エツチングに上り１ＩＩｉｌ箔をエツチ
ングし、サブトラクｔイブ法で回路パターンを得た。

（実施例、従来例１及び従来例２の比較）上記のように
して実施例、従来例］２及び従来例２の金属ベース配線
基板を得た後、それぞれの金属ベース配線基板について
、導体回路の剥離強度、耐アーク性、および」′田耐熱
性を測定し２、比較した。結果な次の第６表に示す。

第　　Ｏ表 （従来例２） 厚さ］、、　ｍｍのアルミニウド、基板に従来例１と同
じく第５表のような組成からなる接着剤なドクターなお
、導体回路の剥離強度の測定法は、ＪＩＳＣ６４８１５
，７項に従った。つまり、アルミニウム基板の表面（・
こ絶縁層を介して導体の層を形成し、たｒジ］、アルミ
ニウム基板の両／Ｊｌ１１部において、ノ”イフ切断ま
たはエッチシフにより導体を除ｆ二し、第５図に示すよ
・）じ、アルミニウム基オル３１（長さＬ＝　１．００
　ｍｍ、幅Ｗ＞２５ｍｍ）の中す一部むこ幅Ｗ］、Ｏｍ
ｍの導体３２を残してサンプル３３を用意し、引張試験
機によって導体３２をアルミニウム基板３１と直角な方
向に引き剥かした時の単位幅当たりの最低荷重Ｆを測定
した。また、耐アーク性は、高電圧アーク発火試験（Ｕ
　１．、−７４７６　）に準じて行−〕た１、すなわち
、第６図に示ずよう（こ、アルミニウノ、基板４１の十
に絶縁層４２を形成１７たサンプル４３を用意、し、絶
縁層４２の表面にθ（＝３０”　）の角度で一対の電極
４４．４．５を先端ｉ巨離Ｓが６．３５ｃｍ　（０，２
５１ｎｃｈ）となるように対向させ、画電極４．４．，
４．５間に５．２ｋＶの開放電圧を印加し、電極４４．
４５間かショートするまでの時間を測定した。さらに、
半田耐熱性は、半田槽内の溶融した（この場も、２６０
’＋Ｔ　）半田液中に金属ベース配線基枦を浸漬［５、
アルミニ・クム基板と絶縁層の剥離が生じたり、！：ｆ
ｈ縁層のエポキシ樹ｎｈにクラックか発生４るまでの時
朋を測定したものである６、 −Ｆ記第Ｏ表から分かるよう（・こ、実施例の十［］１
耐熱性は、同じくアラ゛イテイブ法による従来例１と同
様に、サフ）・ラクデイブ注による従来例２と１．ヒ較
して２倍も（７くは２倍以１−の耐熱時間を有［７てい
る。

また、導体剥離強度は、ザブトラクチイブ法（こよる従
来例２か最も高い。Ｌ、かし、同し′クアデイティブ法
による実施例と従来例１とな比軸すると実施例では、従
来例］の５倍強の剥離強度が得られており、ガラス繊維
パウダ′−を絶縁層に混入したことに、Ｌす、従来例２
に近い剥離強度か得られた。さらに、実施例の金属ベー
ス配線基板の耐アーク性については、従来例］及び２の
それぞれの耐久時間の３倍強の値を示しており、ガラス
繊維パウダーな分散させたことにより、高い耐アーク性
が得られた。

従って、絶縁層内にガラス繊維パウダーを分散させるこ
とにより、優れた特性の金層・＼−ノ配線基板を得るこ
とができた。

［［発明の効果］ 本発明によれば、絶縁層に含有されているカラス繊維パ
ウダーのために、絶縁層の表面が粗化され易くなり、絶
縁層表面の粗度が犬ぎくなることにより、無電解メッキ
層の絶縁層表面への付着強度が大とくなり、この結果、
導電体層の剥離強度を大ぎくすることができる。さらに
、絶縁層に含まれているガラス繊維パウダーのために、
金属ベース配線基板の耐熱性や耐アーク性等の特性も向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）は本発明の一実
施例の製造工程を示す断面図、第２図（ａ）　（ｂ）　
（ｃ）　（ｄ）　（ｅ）　（ｆ）は本発明の別な実施例
の製造工程を示す断面図、第３図はガラス繊維パウダー
の添加量とＭｌｌ　４強度との関係な示すグラフ、第４
図はガラス繊維パウダーの平灼ガラス繊維長と剥離強度
との関係を示すグラフ、第５図は導体回路の剥離強度計
ｊ定方性を説明するだめの斜視図、第６図は耐アーク性
を測定するための方法を説明する止面し１である。 ２２２・・金属−１−ス ３．２３・・・絶縁層 ６．２４・・無電解メッキ層 ２７・・・電解メッキ層 ７．２８・・溝体回路 特許用願人　株式会社　村田製作所 代理人　　弁理士　中　野　雅　房 （ｂ） （’Ｃ） 第 図 （ａ） とｂノ 第 図 ３埼峯（重量％つ 第 図 千１勺力゛ラス紅へ」通］長（μｍ （ｄ） 、２７．．２５ （ｅ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属ベースの表面に絶縁層を形成し、この絶縁層
   の上に導電体層を形成した金属ベース配線基板の製造方
   法であって、 ガラス繊維パウダーを５重量％以上４０重量％以下の割
   合で含有するエポキシ樹脂系材料を金属ベースの上に塗
   布して絶縁層を形成した後、絶縁層の表面に粗化処理を
   施し、 この絶縁層の表面に無電解メッキ層を形成し、ついで、
   必要に応じて無電解メッキ層の上に電解メッキ層を形成
   することにより導電体層を設けることを特徴とする金属
   ベース配線基板の製造方法。