JPH047115B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の技術分野］ 本発明は、回路用金属基板に関し、詳しくは密
着性、電気絶縁性、半田耐熱性に優れるとともに
放熱性にも改善された新規な電気絶縁層を有する
回路用金属基板に関する。 ［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に、アルミニウムや鉄等の金属板をベース
にした合成樹脂積層成形体は、放熱性、電気特性
および機械的強度等に優れているため、一般回路
用基板や混成集積回路用基板として使用されてい
る。この成形体のうち、接着剤を裏面に塗布した
銅箔を金属板上に積層接着して、銅箔に塗布した
接着剤層を電気絶縁層とした回路用基板（以下
「塗布基板」という）や、熱硬化性樹脂を含浸し
たガラス紙布を介して、金属箔を金属板上に積層
接着して、硬化した含浸ガラス紙布を電気絶縁層
とした回路用基板（以下「プリプレグ」基板とい
う）が知られ、採用されている。 しかしながら、塗布基板は、電気絶縁層が薄く
放熱性の面で有利であるが、回路用基板の製造時
に接着剤の厚さを高精度に均一に、かつ任意の厚
さに調整することが困難で、厚さが均一でない場
合にはピンホールが発生するなど絶縁特性に劣る
欠点がある。 一方、プリプレグ基板は、電気絶縁層が熱硬化
性樹脂を含浸させたガラスクロスやガラスペーパ
ーで構成されるため、表面が平滑にならず、また
その厚さはクロスやペーパーの厚さによつて限定
されるため、前述の塗布基板に比較して厚くな
る。従つて絶縁特性は有利になるものの放熱性に
劣るという欠点がある。更にガラスクロスやガラ
スペーパーは、熱硬化性樹脂の含浸性が悪く、ま
た熱硬化性樹脂との密着性や金属板との接着性に
劣り、機械的強度も低下する欠点があつた。 ［発明の目的］ 本発明の目的は、上記の欠点を解消するために
なされたもので、電気絶縁層の厚さが薄くかつ均
一で、放熱性、電気絶縁性、密着性、半田耐熱
性、機械的特性に優れた高信頼性の回路用金属基
板を提供しようとするものである。 ［発明の概要］ 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意
研究を重ねた結果、パルプ状粒子と繊維とを特定
率で混抄した芳香族ポリアミドシート又は芳香族
ポリアミドイミドシートを用いることによつて上
記目的が達成されることを見いだし本発明を完成
するに至つたものである。 即ち本発明は、金属板の少なくとも片面に、芳
香族ポリアミド系、芳香族ポリアミドイミド系な
ど主鎖に芳香族基を有する芳香族重合体のパルプ
状粒子と上記芳香族重合体の繊維とが重量％で
70：30〜10：90の割合に実質的に構成される抄紙
体のシートと合成樹脂とからなる電気絶縁層を介
して、金属箔を積層接着一体化してなる回路用金
属基板である。 本発明に用いる金属板としては、材質が金属で
あればよいが、一般的には、アルミニウム板、各
種耐蝕アルミニウム板、銅板、鋼板、ステンレス
板、真鍮板、珪素鋼板等が使用される。金属板の
厚さについては特に限定はしないが、一般的な厚
さは0.5〜2.5mm程度で、その使用目的によつて選
択される。この金属板は、電気絶縁層との接着性
をよくするため、表面を粗化することが望ましい
が、金属板の種類によつて接着性が高い場合は表
面粗化をしなくてもよい。表面粗化の方法は、機
械的方法、化学的方法およびその他の方法のいず
れでもよい。 本発明に用いる芳香族重合体は、(1)芳香族ポリ
アミド、(2)芳香族ポリアミドイミド等の主鎖に芳
香族基を有するもので、例えば15μｍという程度
の極めて細い繊維に紡糸することができる。 (1) 芳香族ポリアミドは、次の一般式(A)及び／又
は(B)に示される単位から構成されるところのも
のである。 −NH−Ar₁−NH−CO−Ar₂−CO− ……(A) −NH−Ar₃−CO ……(B) （ただし、Ar₁、Ar₂、Ar₃は２価の芳香族基で
あつて、同一であつても異なつていてもよい） このような芳香族ポリアミドの代表的な例と
しては、ポリ（ｍ−フエニレンイソフタルアミ
ド）、ポリ（ｍ−フエニレンテレフタルアミ
ド）、ポリ（ｐ−フエニレンイソフタルアミ
ド）、ポリ（ｐ−フエニレンテレフタルアミ
ド）、ポリ（４，4′−オキシジフエニレンイソ
フタルアミド）、ポリ（４，4′−オキシジフエ
ニレンテレフタルアミド）、ポリ（ｍ−ベンズ
アミド）、ポリ（ｐ−ベンズアミド）などが挙
げられるが、これらのコポリマーであつてもよ
いし、また少量の芳香族基以外の部分、例えば
ピペラジン、シクロヘキサンジカルボン酸等の
成分を含んだものであつてもよい。 (2) 芳香族ポリアミドイミドは、次の一般式(C)で
示される単位を有するポリアミドイミドであ
る。 （ただし、Ｒは

【式】又は

【式】 であり、Ｘは −Ｏ−、−SO−、−CO−又は低級アルキレン
基である） 芳香族重合体シートは、上記芳香族重合体の抄
紙体様のシートであり、特に好適には芳香族重
合体のパルプ状粒子と芳香族重合体の繊維から
構成される抄紙体である。この芳香族重合体の
抄紙体様シートは、電気絶縁層の厚さを薄くし
かも厚さを均一に保持することができる。 パルプ状粒子は、抄紙機を用いて紙に似た構造
物を作ることができる多数の突起を有する繊維
状、薄膜状又はリボン状構造の粒子をいう。この
パルプ状粒子は、芳香族重合体の溶液を沈澱剤中
に導入して、微細な粒子として沈澱させることに
よつて得られる。例えば特公昭37−5732号公報に
はその製法の例があるが、該製法に限定されるも
のではなく、湿紙形成能を有する前記重合体粒子
であればよい。パルプ状粒子と繊維の構成割合
は、重量％で70：30〜10：90であることが好まし
く、さらに20：80〜50：50であることがより好ま
しい。パルプ状粒子が70重量％を超えるとシート
の構造が密になり合成樹脂の含浸が不均一となり
好ましくない。また10重量％未満の場合は、合成
樹脂の含浸性がよいもののシートの機械的強度が
弱く実用的でない。こうして芳香族重合体シート
は、芳香族重合体のパルプ状粒子と繊維との構成
割合によつて機械的特性、電気絶縁性、合成樹脂
の含浸性等の特性をコントロールすることが可能
であり、その構成割合は、使用目的によつて適宜
選択される。よつて上記範囲を選択することによ
り電気絶縁性、機械的強度、半田耐熱性、密着性
に優れた回路用金属基板を得ることができる。更
に必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲に
おいて、ガラス繊維、ロツクウール、アルミナ繊
維、セラミツク繊維等の無機繊維を混入すること
もできる。 本発明に用いる合成樹脂としては、熱硬化性ポ
リエステルアミド樹脂、エポキシ樹脂、フエノー
ル樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げ
られ、これらは単独もしくは２種以上混合して用
いる。これらの熱硬化性樹脂には、さらに接着性
をよくするために、ポリビニルブチラール樹脂、
耐熱性エラストマー、フエノキシ樹脂等を含むこ
とができ、また放熱性をよりよくするために、無
機質充填剤を含めたものを使用することができ
る。金属板上に電気絶縁層を固着したのみで回路
用金属基板とする第一発明の場合には、電気絶縁
層上にメツキ等により導体回路を形成する必要が
あるため、電気絶縁層の樹脂に粗面化等前処理を
しなければならない。従つて、こうした前処理に
適した合成樹脂の種類を選択するのがよい。この
電気絶縁層を介して金属箔を金属板上に積層接着
して回路用金属基板とする第二発明の場合には、
合成樹脂は、耐熱性、接着性のよいものであれば
よい。また合成樹脂の放熱性をよくするために混
入する前記無機質充填剤は、アルミナ、シリカ、
マグネシア、ジルコニア、窒化ほう素等の無機粉
末で、それを２〜50重量％混入するのがよい。 これらの合成樹脂の中でも、特にエポキシ樹脂
と熱硬化性ポリエステルアミド樹脂が密着性に優
れており有効である。熱硬化性ポリエステルアミ
ド樹脂は、２，2′−（１，３−フエニレン）ビス
（２−オキサゾリン）と二塩基性有機酸とを加熱
反応させてなるもので、次の２つの反応が進み硬
化する。 (1) 線状ポリエステルアミドの生成（重合反応） (2) アミド結合へのオキサゾリン環の開環付加
（架橋反応） 第二発明に用いる金属箔としては、特に限定さ
れるものではないが、一般的には回路形成工程で
エツチングがしやすいこと、電気伝導性がよいこ
と、メツキが可能であることを考慮し、銅箔、ア
ルミニウム箔が用いられる。この金属箔は、電気
絶縁層との密着性改良のため、裏面粗化銅箔、化
成処理銅箔等も必要に応じて使用することができ
る。金属箔の厚さは、回路形成時のエツチング精
度を考慮し、150μｍ以下が望ましく、一般的に
18μｍ、35μｍ、70μｍのものが用いられる。 ［発明の実施例］ 次に本発明を実施例によつて説明するが、本発
明はこの実施例によつて限定されるものではな
い。 実施例 １ 厚さ0.5mmの珪素鋼板の片面を、サンドペーパ
ー＃100によつて研磨・粗化した。一方、芳香族
ポリアミドのパルプ状粒子25重量％、芳香族ポリ
アミド繊維75重量％を含むアラミド紙（日本アロ
マ社製）に、２，2′−（１，３−フエニレン）ビ
ス（２−オキサゾリン）と二塩基酸を反応させて
なる熱硬化性ポリエステルアミド樹脂としてCP
レジン（武田薬品工業社製、商品名）を塗布・含
浸し、130〜160℃で加熱半硬化させてプリプレグ
を得、このプリプレグを前記珪素鋼板の粗面上に
重ねた。更にプリプレグの上に厚さ35μｍの銅箔
を重ね、常法によつて加熱・加圧成形して金属基
板を製造した。この金属基板について引剥がし強
さ、半田耐熱性、絶縁破壊電圧を試験したとこ
ろ、第１表にみるように、いずれも優れた特性を
示し、本発明の顕著な効果を示した。 参考例 １ 厚さ1.2mmのアルミニウム板の片面を、＃200の
砥粒を用いた液体ホーニングで研磨・粗化した。
一方、芳香族重合体シートとして芳香族ポリアミ
ドのパルプ状粒子を50重量％、芳香族ポリアミド
繊維50重量％を含むアラミド紙（前出）に、エポ
キシ樹脂としてエピコート1001（油化シエル社製、
商品名）100重量部、ジシアンジアミド６重量部、
ベンジルジメチルアミン0.4重量部およびメチル
エチルケトン（溶剤）からなるエポキシ樹脂のワ
ニスを塗布・含浸し、半硬化させてプリプレグを
得、このプリプレグを前記アルミニウム板の粗面
上に重ねた。このプリプレグのゲル化時間は170
℃で150秒である。さらにプリプレグの上に、厚
さ35μｍの銅箔を重ね、常法によつて加熱・加圧
成形して金属基板を製造した。この金属基板につ
いて実施例１と同様に試験したところ、第１表に
みられるような顕著な結果を得た。 参考例 ２ 厚さ1.2mmのアルミニウム板の片面を、＃200の
砥粒を用いた液体ホーニングで研磨・粗化した。
一方、実施例１で用いたアラミド紙にエピコート
1001（前出）、フエノール樹脂TOC−１（住友デユ
レツ社製、商品名）、ジシアンジアミド、アクリ
ロニトリルゴム、ハイカー1072（グツドリツチ社
製、商品名）および微粉末酸化珪素からなる合成
樹脂ワニスを塗布・含浸し、次いで乾燥半硬化し
てプリプレグを得、このプリプレグを前記アルミ
ニウム板の粗面上に重ね、更にその上に離型用ポ
リプロピレンフイルムを重ね、常法によつて加
熱・加圧成形一体化して、アデイテイブ用金属基
板を製造した。得られた金属基板について実施例
１と同様に試験したところ第１表にみられるよう
な顕著な結果を得た。 比較例 １ 厚さ1.2mmのアルミニウム板の片面を、サンド
ペーパー＃100によつて研磨・粗化した。この粗
面上に、セラミツク紙にエポキシ樹脂エピコート
1001（前出）100重量部、ジシアンジアミド６重量
部、ベンジルジメチルアミン0.4重量部およびメ
チルエチルケトン（溶剤）からなるエポキシ樹脂
ワニスを塗布、含浸、半硬化させて得たプリプレ
グを重ね、更にプリプレグの上に厚さ35μｍの銅
箔を重ね、常法によつて加熱・加圧成形して金属
基板を製造した。この金属基板について実施例１
と同一の試験を行つた。その結果も第１表に示し
た。 比較例 ２ 比較例１において用いたセラミツク紙の代わり
にガラスペーパーを用いた以外は、すべて比較例
１と同一にして金属基板を製造した。また、実施
例１と同様にして試験を行つたので、その結果も
第１表に示した。

【表】 ＊３：イソライト工業社製、セラミツク紙カオ
ウール
［発明の効果］ 以上の説明および第１表から明らかなように、
本発明の回路用金属基板は、芳香族重合体シート
を用いることによつて、電気絶縁層の厚さが薄く
かつ均一となり、また放熱性も良好となつた。ま
たシートには合成樹脂がよく含浸して、薄くなつ
たにもかかわらず電気絶縁性の欠陥が生ぜず、機
械的強度にも優れており、金属板又は合成樹脂と
の密着性に優れるなど高信頼性の回路用金属基板
を製造することができ、工業上極めて有益なもの
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属板の少なくとも片面に、芳香族ポリアミ
   ド系、芳香族ポリアミドイミド系など主鎖に芳香
   族基を有する芳香族重合体のパルプ状粒子と上記
   芳香族重合体の繊維とが重量％で70：30〜10：90
   の割合に実質的に構成される抄紙体のシートと合
   成樹脂とからなる電気絶縁層を介して、金属箔を
   積層接着一体化してなる回路用金属基板。