JPH0461196A - 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】 「産業上の利用分野コ 本発明は、金属ベース配線基板の製造ツノ法（こ関する
。具体的にいえば、本発明は、アディティブ法（セミア
デイティブ法及びフルアデイティブ法）（こよる金属ベ
ース配線基板の製造方法）こ関する。

（−背景技術１ 近年、電イ機器の軽思、薄形、高密度化が進み、これに
使用される電１部品の高密度化に伴って、単位面積当り
の発熱量は、著しく増大して（Ｘる。

イのため、これ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。：、第
１らの要求を満犀するものとして、最近では、鉄、銅、
アルミニウム等の高熱伝導性な有する金属板をベースと
したプリント配線板力ｔ、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ブフ法としては、金属
ベースの表（２）に接着された銅箔な必要部分のみ選択
的に残し、他の部分を工・ソグングにより溶解除去する
、いわゆるサブトラクティブ法か一般的であった。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
表面に銅箔を接着しているので、導電回路の剥離強度は
強いが、エツチング時における銅箔のサイｌ−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
作するのが難しか−、）た１、また、ザブトラクディブ
法によれば、エツチング時もり、　＜は洗浄水を多蓋（
・こ使用−４−るため、排水処理の問題かぁ−〕だ。

そこで、必要な部分に選択的に金属を析出させて導体回
路を作成するアｆイディブ法が、高密度回路基板作成方
法どして用いられるようにな−、〕てぎだ。このアディ
ｉ゛イブ法としては、金属ベースの表面に形成された絶
縁層の士に無電解メッキのみで導体回路な形成するフル
アディブイフ法と、金属ベースの表面に形成された絶縁
層の上に無電解メッキを施し、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ディ・γイブ法
とがある。上記絶縁層とし′Ｃは、いずれのアディティ
ブ法においても、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂のうちい
ずれでも使用可能であるが、−船釣には、塗布作業が容
易で、汎用性及び耐熱性のあるエポキシ樹脂が使用され
でいる、。

［発明か解決しようとする課題］ 上記アア゛イフ゛イフ層去は、量産［生（・、−ずくれ
゛ており、微細配線か可能Ｃ１高密度実装用の金属ベ−
ス配線基板を製作することかできる。

しか（７、絶縁層ど１．てエボギ′：、、樹脂が用いら
れている場合（こは、絶駈イ層表面＆？、無電解メッキ
が付着しにくく、このため、アテ゛イディフ゛、・去て
ば、＋ノブトラク″ｊ−イブ法に比較すると導体回路の
剥離強度が弱いという欠点かあ−〕た。

従って、導体回路の剥離強度を倶ブトヲ・り）イブ法と
同程度に高めることが、アディティブ法による金属へ〜
ス配線基板の製造方法の重要な課題どなっていた１、 本発明は、叙−］−１の従来例の欠点番ご鑑みてなさ才
またもの°Ｃあり、その目的とするところは、ア・Σイ
ティブ法による金属ベース配線基板の製造ブラ法におい
て、無電解メッキ層とエポキシ樹脂絶縁層どの密着性を
良好にし２、導電体層の剥離強度を強くすることじある
。

［課題を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Ｆに
導電体層を形成し、た金属・・・−ス配線基板の製造方
法であって、アミノ基を有する界面活性剤によって表面
処理を施された無機顔料もしくはガラス繊維パウダーの
うち少なくとも一方を含有するエポキシ樹脂系材料、な
いしは無機顔料もしくはガラス繊維パウダーのうち少な
くとも一方とアミノ基を有する界面活性剤とが共存して
いるエポキシ樹脂系材料のいずれかを金属ベースの表面
に塗布して絶縁層を形成した後、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
層を殺げることを特徴としている。

［作用コ 導電体層は、無電解メッキにより絶縁層の表面に定着さ
せられるので、無電解メッキ前に粗化処理な施された絶
縁層の表面の粗化状態により、導電体層のＴｊｊ離強度
が大ぎく変化づると考えられている。しかしながら、絶
縁層ど【、２てエポキシ樹脂系材料を用いる場合番こは
、エポキシ樹脂自体の強度や無電解メッキ材料との密着
１生も剥離強度に大ぎな影響を与λている。

本発明にあっては、エポキシ樹脂中Ｇこｉ聞合されてい
る無機顔料もしくはカラス繊維パウダーか、アミノ基を
含有する界面活性剤によって予め表面改質されている。

あるいは、無機顔料も！、＜はガラス繊維パウダーか、
エポキシ樹脂中に共存しているアミノ基を含有した界面
活性剤によって、表面改質される。このようにして、エ
ポキシ樹脂中に分散されている無機顔料もり、　＜はカ
ラス繊維パウダーが、表面改質されると、エポキシ樹脂
の強度が強くなると共に銅やニッケル等の無電解メッキ
材料との密着性も向上する。この結果、エポキシ樹脂の
絶縁層の上に形成される導電体層と絶縁層との密着性が
良好となり、導電体層の剥離強度が向」ニする。

また、絶縁層内に無機顔料もしくはガラス繊維パウダー
が分散させら才１でいるのて、金属べ、−ス配線基枦の
耐熱性も向上する。

［、実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図（・こ基づいて訂、述す
る。

第１図（ａ）〜（ｄ）に請ずものは、＝ツルア１イテイ
ブ法による金属・＼、−メ配線に、板１の製造フ１■？
セスである。

このブＣ１セス（・こおいては１、まず第１図（ａ）（
こツ］へずように、金属ベース２の表面にエポキシ樹脂
を主剤とする絶縁層材料を塗布［７、エポキシ樹脂系の
絶縁層３が形成される１、ここで、金属／＼−ス２の刺
質は、特に限定されず、鉄、銅なと′でもよいが、軽量
で加工の容易なン′ルミニウムが望まＬい。

絶縁層３に用いるエポキシ樹脂の種類は、特（こ限定さ
れないが、例えばビスフェノールＡ型りリシジルエーデ
ル類、クレゾールノボラック類、フッノールノボラック
類が望ましい。エポキシ樹脂の硬化剤としては、特にそ
の種類は限定さ第１ないが、例えばアミノ系、酸無水物
系、潜在性硬化剤など不・便用するごどか′こぎる。ゴ
ーボキシ樹脂は、台通、塗布作笑を容易（こするためり
（・ン類、芳香族炭化水素等のイ１機溶剤で希釈し、て
用いられる。

さら（こ、ご゛の一ボキンオろ（月’ｉｉ　＆、二は、
ノ′ミ２ｚ基をイ４するＷｉ′ｉ′ｉ′Ｉ活閉剤によ−
）で表面９ｊ１理シ赫された無機顔料もり、　＜はガラ
ス繊維パウダ′−が充填１〜ねでいる。あるいは、無機
類ｔｒｉもし、くけガラス繊維パウダーとアミノ基を有
するＷ面７−１性剤とが、エポキシ樹脂中に共存させら
れている。無機顔料としでは、＃４に限定されるもので
はないか、例えばＴｉ０２−ＡＱ２０３．　ＳｉＯ２，
ＺｎＯ，Ｙ２Ｏ３，Ｆｅ２０ａ等の酸化物、窒化物、炭
化物のうち１５種も］、＜は２挿具１−のものを用いる
ことができる。また、無機顔料どしては、中心粉径か２
０ｔｈ以下の粉体が望ましく、＄Ｉｉ７径が２０ｕ１１
よりも犬永くなると、溝体回路の条１離強度が低）する
。さらζ・こ、無機顔料の添加量としては、３０〜７５
重量％が適当であり、３０重量％未満では剥離強度を高
める効果が少なく、７５重量％を越えると高粘度（・ご
なり、使布しにくくなる（特に、８０重ｔ％を越えるど
、塗布が不可能になる。）。ガラス繊維パウダーも、Ｅ
ガラス、Ｃガラス、Ｓガラス等いずれの組成でも差１．
　ｉえない。

また、ガラス繊維の寸法も、エポキシ樹脂中に均一に分
散できるものであれば、差し支えないが、取り扱い易さ
からＬえば、繊維径５へ１０胡）、繊維長３０〜２００
１．ｆｆＴｌのものが適している。繊維長が３０ｕＪＴ
ｌよりも短いと、剥離強度を高める効果が小さく、２０
０訓より長いと、エポキシ樹脂が硬化するまで（こガラ
ス繊維が沈降する恐れがあり、沈降により剥離強度を犬
とくすることかできなくなる。アミノ基を有する界面活
性剤は、分子内に少なくともｌ　（！］以十のアミノ基
を有する界面活性剤であれば、特にその種類は限定され
ず、例えば、シラン系、チタン系、アルミニウム系など
の界面活性剤を用いることかできる。

無機顔料もしくはガラス繊維パウダーの処理方法の１つ
は、０゜５〜２．０重量％程度の適当な界面活性剤を溶
剤中に溶かして充分に溶解させ、この界面活性剤の溶液
中に無機顔料もしくはガラス繊維パウダーを浸漬させた
後、溶剤を蒸発させ、アミノ基を塙する界面活性剤で表
面処理された無機顔料もしくはガラス繊維パウダーを用
意、し、これをエポキシ樹脂内に滉合させる方法である
。この方法では、予め表面改質さ才ｔた無機顔料もしく
はカラス繊、維パウターをエポキシ樹脂中（こ分散させ
ることになる。別な方法（よ、無機顔料もＩ、＜はガラ
ス繊維パウダーを０．１〜２．０重量％の界面活性剤と
一緒にエポキシ樹脂中に添加する方法である。この方法
番、゛、よ才１ば、無機顔料もしくはガラス繊維パウダ
ーは、エポキシ樹脂内に話力［ｊさねてから、界面活性
剤によって表面処理され、表面改質されることになる。

この両方法の表面改質効果を比較すると、溶剤中で処理
する前者の方法のほうが、効果が高い。

ついで、無電解メッキな選択的に析出させるため、第１
図（ｂ）に示すように、絶縁層３の１．にし・シストイ
ンキをスクリーン印刷し、ｌ　ＯＯ’Ｃで１０分間加熱
硬化させ、回路パターンと同じパターンの開口５を有す
るレジスト膜４を形成する。このレジス）・インキとし
ては、特に限定しないか、微細加］の−きる感光性りし
゛・ス）・材料か適１１、ており、液状、フィルム状、
またネガ型、ポジ型と゛ちらでも差）、寺えない１、こ
の後、絶縁層；３のＬ・・ジスＩ・膜４から露出シーコ
いイ）部分を冶機溶剤やゼ（７）蒸気で膨潤させ、さら
（・こり（ｉム酊なとの強力な酔什剤を用いて絶縁層３
の露出部分の表面を粗化処理し、回路パターン（・こ合
わせで絶縁層３０表面を粗化させる。このどき・、エポ
キシ樹脂中に分散（、ているガラス繊維パウダーか、絶
縁層８の表面（・、゛析出したり、治産′ｌ１．て空孔
を・発生させたε゛）シ、絶縁層の表面が粗化され易く
なる。、 こうして絶縁層３の表面を・粗化させた（シ・、Ｐｄ−
８ｆ１系アクチベーターで絶絹層３の露出部分を活性化
させ、ついで、）７コ一ン酊３０ｇ、濃塩＾巧２８０ｍ
Ｑを溶解させてＩＱの溶液と１７たＰｄ脱離液に２０℃
で５分間浸漬させ、水洗してレジスト膜４七のＰｄを除
去する１、この後、第１図（ｃ２）に示すよ・うに、無
電解銅メッキを行ない、導体回路７番ご必要な膜厚（２
０劇以上〕が得られるまで銅を析出させ、無電解メッキ
層６を形成する。

−）いで、ア）（ｉ先軒燥後、第１１λ１（ｄ）ｔ、、
二手・すよ）に、）・す）、’）　Ｌｔ　Ｄ　Ｉ−夕〉
にでＩ５シスト膜・１を除去１５、回路、バター　、の
導体回路７を得る、 第２　Ｚ　（ａ）−（ｆ）＋、−示すものは、′４４発
町１の別な実施例であり、モミアミイブイブ法による金
属ベース配線基仇２１の製造方法である。

このゾｌ’Ｘトセスにおいては、まＶ第２１￥Ｉ（ａ）
に示すよう（・：’、金属ベース２２の表面にガラス繊
維パウダーを・含イ４’　ｌ−たＪボキシ樹１’ｌｉｉ
を塗存し、−ご紹・縁層２３をＩＦ？成５１′る。、こ
の」−程は、ツルア’　７”’　４　フイフ法の第１図
（ａ＞の］二稈と同様（こして彷なわ才りる４゜次いで
、絶縁層２３の表面全体台・有機溶剤やイの蒸気゛こ膨
潤させ、さらにりＬ１１１ム酔なと”の強力な醇化剤を
用いて絶縁層２３の表面を粗化させる。

このとぎも、エポキシ植１脂中（・こ分散【、′Ｔいる
ガラス繊組［パウダーか、絶縁層２３０表面に析出しま
たり、溶解して絶縁層２３Ｄこ空孔を発４させたりし、
粗化処理が容易になり、絶縁層２３の表面ネ１１度が大
きくなる。絶縁層２３の表面粗化後、Ｐｄ−３ｎ系アク
ヂヘーターで絶縁層２．３の表面を活性化させた後、第
２図（ｌ〕）に示すように、無電解銅メッキあるいは無
電解−ツクルメッキにより膜厚１　跋＋以下に無電解メ
ッキ層２４を析出させる１、この後、電解メッキを選択
的に析出させるため、第２図（（□）（・こ示ずように
、無電解メッキ層２・↓のトにし、ジスＩ・インへ−を
印刷し、回路パターンと同じパターンの開し］２６を廟
する厚さ３５ｗ■１のレシス）・膜２５を形成する。

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がら露出した表
面に銅の電解メッキ層２７を析出させ、導体回路２８に
必要な厚みを得た後、第２図（ｅ）に示すようにレジス
ト膜２５を剥離させ、電解メッキ層２７から露出［２，
た無電解メッキ層２４をエツチングによって除去し、第
２図（ｆ）に示すように、絶縁層２３のトに無電解メッ
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。

上記のよう番こ、フルアブイブイブ法ばあっても、セミ
アデイティブ法にあっても、アミノ基を有するＷ面活剛
剤によって表面改質された無機顔料もしくけガラス繊維
パウダーか、エポキシ樹脂内（５層分散されていると、
絶縁層を形成しでいる、ゴーボキシ樹脂の強冷か強くな
ると共（こ絶縁層ど銅やニラグル等の無電解メッキ材料
どの密着性か向トさせられ、導体回路の剥離強度が高く
なる１、また、絶縁層内じ、無機顔料やガラス繊組バウ
ター・が、分散させられていると、金属ベース配線基板
の耐熱性等の特性も向上する。

なお、１．記実施例ては、金属ベース配線基数の片面の
み番ご導体回路を形成、し、だが、金属ベース配線基根
の両面じ導体回路を設けでもよいのはもちろんである。

１ 以下、本発明のより具体的な実施例を２つの従来例と比
較［、て説明する。

（実施例） 厚さｌ　ｍｍのアルミニウム基板をトリク「７［コ１タ
ンで脱脂（７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１、室温で乾燥させた後、さらにＩ
　Ｂ　Ｏｌ：で５時間り１」熱硬化させ、絶縁層を形成
した。

第　　１ 表 ４５°Ｃに加温したりＤムー硫酔溶ｉイ々中に５分間浸
漬１７で表面粗什させた後、水洗し、その後希塩酸中に
浸漬ｌ、た。ついで、第２表の条件で籠、性化■及び活
性化■の処理を謁した９、 第　　２　　表 ここで用いたガラス繊維パウダーは、エタノール溶媒に
Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミツブ１１ピルトリメト
キンシラン、信州化学制Ｋ　Ｂ　Ｍ　６０３な］重量％
添加した溶液に、室温で］０分間ど漬した後、室温でエ
タノール溶媒を蒸発乾燥させ、さらに５０’Ｃで３時間
乾燥させたものである。

次に、絶縁層を形成されたアルミニウム基板を・（以下
余白） さらに、第：３表のような条件１で、無電解銅、メッキ
を行ない、絶縁層の上に０　、２１，１１″ｎＯ）　Ｉ
’ｆみの銅薄膜（無電解メッキ層〕な得た。

第　　ｒ３ 表 状態・種類 添加量・処理条件 この後、銅薄膜の上に溶剤剥離型ドライフィルムをラミ
ネートシ、トライフィルムの導体回路に＋ｂ当する部分
に紫外線を照射してパターンを焼き（−１けた後、トリ
クロロエタンをこよりフィルムを現像し、し・シストパ
ターンを形成した。次に、第４表に示すような電解銅メ
ッキ条件で銅薄膜の上に電解メッキを施し、必要な膜厚
の導体回路を得た後、ジクＫ１１ｌロメタンによりレジ
７）・膜を剥離させた。

第　　４　　表 （以下余白） Ｉｆｊ、後に、濃度２０ｇ／Ｑの過硫酸アンモニウム溶
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４１基板を得
た。

（従来例１） 厚さ１　＋ｒ＋ｎ＋のアルミニウム基板に第５表に示す
ような組成かもなる接着剤なドクターブレード法で塗布
し、て絶縁層を形成し、この溶剤を蒸発乾燥させた後、
］　８０　’Ｃで２時間加熱して乾燥させた。

ついで、実施例と同様のセミアデイティブ法により所望
バターじの導体回路を得た。

第　　５　　表 ブし・−１・法で塗布ｌ７、溶剤を乾燥させて絶縁層を
形成１７ム・後、３５　ｍｍ　ｌ−の鉋１箔を・絶縁層
に重ね、５ｋｇ　ｆ／　ｃｍ　２のＥ力てＪ　８０　’
Ｃ２２時間加熱ＢＥ　着８せ、銅張り金属べ、−ス配線
基板を得た。この後、塩化鉄（こよる工・ンチシクによ
り１１司箔をゴ７・・ノチンクＩ７、ザブトラクアイブ
法で回路パターンを得た。

（実施例、従来例１及び従来例２σ）比較）上２の３１
′：うにして実施例、ｉカ来例１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
じついて、導体回路の剥離強度、および半田耐熱性を測
定（７，比較した。結果？次の第６表を、′示す、。

第　　６　　表 （従来例２） 厚さ１　ｍｍのアルｑ：ｌ−ウム基板に従来例１と同じ
く第５表のような組成からなる接着剤をドクターなお、
導体回路の剥離強度の測定法は、Ｊ　Ｉ　ＳＣ６４８１
５，７項に従った。つまり、アルミニウム基板の表面に
絶縁層を介して導体の層な形成した後、アルミニウム基
板の両側部において、ナイフ切断またはエツチングによ
り導体を除去１７、第３図（こ示ずように、アルミニラ
１１基根３］　（長さＬ＝１００ｍｍ、幅Ｗ≧２５ｍｍ
）の中央部に幅Ｗ１、Ｏｍｍ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と直角な方向に引ぎ剥がした時の単位幅
当たりの最低荷重Ｆを測定した。また、半田耐熱性は、
半田槽内の溶融した（この場合、２６０°Ｃ）半田液中
に金属ベース配線基板を浸漬し、アルミニウム基板と絶
縁層の剥離が生じたり、絶縁層のエポキシ樹脂にクラッ
クが発生するまでの時間を測定したものである。

上記第６表から分かるように、実施例の半田耐熱性は、
同じくアディティブ法による従来例１と同様に、ザブト
ラクディブ法による従来例２と比較して２倍もしくは２
倍以上の耐熱時間を有している。

また、導体剥離強度は、サブトラクディブ法による従来
例２が最も高い。しかし、同じくアテイディフ法（こよ
る実施例と従来例１とを比較すると、実施例では、従来
例１の６倍の剥離強度が得られており、表面改質された
無機顔料もしくはカラス繊維パウダーを絶縁層に混入し
たことにより、従来例２に近い剥離強度か得られた。。

［発明の効果］ 本発明によれば、絶縁層に含有されている表面改質され
た無機顔料もしくはガラス繊維パウダーのために、絶縁
層のエポキシ樹脂の凝簗力が強くなり、さらに無電解メ
ッキＨ料の絶縁層表面への密着強度が大きくなり、この
結果、導電体層の剥離強度を大きくすることかできる。

さらに、絶縁層に含まれでいる無機顔料やカラス繊維パ
ウダーのために、金属ベース配線基板の面イ熱性等の特
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、）　０））
　（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図は導体回路の剥離強
度測定方法を説明するだめの斜視図である。 ２．２２・・・金属ベース ３．２３・・絶縁層 ６．２４・・・無電解メッキ層 ２７・・・電解メッキ層 ７．２８・・・導体回路 とｂノ 特許出願人　株式会社　月田製作所 代理人　　弁理士　中　野　雅　房 とＣノ ・今１−５−ス 第 （ａ） （ｄ） ２Ｌ、−２５ 「−− （ｂ） （ｅ） −，−２４

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、 アミノ基を有する界面活性剤によって表面処理を施され
   た無機顔料もしくはガラス繊維パウダーのうち少なくと
   も一方を含有するエポキシ樹脂系材料、ないしは無機顔
   料もしくはガラス繊維パウダーのうち少なくとも一方と
   アミノ基を有する界面活性剤とが共存しているエポキシ
   樹脂系材料のいずれかを金属ベースの表面に塗布して絶
   縁層を形成した後、 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。