JPH0482294A - 回路基板の製造方法 - 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 本発明は印刷配線を施された回路基板の製造方法に関す
ム 従来の技術 従来の厚膜ハイブリッドＩＣやプリント回路基板にはア
ルミナ基板やガラスエポキシ基板が用いられていた　ま
た最近は金属基材にガラス質層を被覆したいわゆるホー
ロ絶縁基板が開発されていも 発明が解決しようとする課題 しかしなが収　これら従来の回路基板には一長一短があ
り、用途　使用環境により使い分けられてい九　アルミ
ナ基板を用いた回路基板は耐熱性に優れる力丈　機械的
強度が弱く、かつ大面積の回路基板の製造が困難であも
　−人　ガラスエポキシ基板を用いた回路基板は安価で
大量生産に向いている力（耐熱性に問題があり、回路形
成に用いられる材料（回路形成用厚膜ペーストの焼成温
度は８００〜９００℃の材料が多い）が低温用に限られ
ること、また製品使用環境か４００℃以下という制限か
あａ　　ホーロ回路基板は上記欠点を解決する回路基板
として着目されている力（ホーロの表面張力のため端部
や透孔（スルーホール）のエツジで突出部（メニスカス
）を形成する欠点があり、印刷配線をこの上に形成する
と突出部の個所で薄くなったり、印刷されなかったりし
て断線不良の原因となっていた この突出部を除去する方法として、　（１）特開昭５９
−１６５４９０号公報のように全周部が突出した弧状と
なっているスルーホールとする方法（２）特開昭５８−
１１７８７７号公報のようにホーロとの濡れ性の悪い材
料でホーロ基板を両面から挟み込み再加熱する方法　（
３）ホーロ基板の表面をラッピングする方法などかあも
　しかしなが収　１番目の方法はホーロ基板の板厚が厚
い場合は効果的である力＼　板厚が比較的薄い場合は不
十分である。２番目の方法は工程か複雑で、かつ歩留ま
りも悪く、ホーロの材質もアモルファスに限られ　好ま
しくな賎　また　３番目の方法は大面積の基板が難しく
、かつコスト高となり好ましくなしも また　ホーロ基板はホーロと基板の接着力が弱いためパ
ンチングにより透孔を形成することができなかっ九 本発明はこのような従来の課題を解決するもので、端部
や透孔のエツジに突出部がなく、パンチングにより透孔
の形成できる量産性のある回路基板の製造方法の提供を
目的とすム 課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明の回路基板の製造方
法（よ　金属基体上に結晶化ガラス質層を形成し　パン
チングにより複数個の透孔を形成し前記結晶化ガラス質
層上に印刷配線する力＼　金属基体上に結晶化ガラス質
層を形成し　その結晶化ガラス質層上に印刷配線し　そ
の後パンチングにより複数個の透孔を形成する。

作用 本発明は上記した構成によって金属基体と結晶化ガラス
質層の接着力が強くなりパンチングにより透孔が形成で
きも 実施例 以下、本発明の具体的な実施例についてのべも第１図お
よび第２図はそれぞれ本発明の回路基板の製造方法の工
程図であり、これについて詳述する。

（ａ）金属基体および前処理 本発明に使用される回路基板の金属基体はホーロ用＊ｉ
　　ステンレス鋼板　珪素鋼板、ニッケルークロム−跣
　ニッケルー鉄、コバール、インバーなどの各積台へ　
クラツド材などであムこれら金属基体は結晶化ガラス質
層との密着性を向上させる目的で、表面脱脂された後ニ
ッケル、コバルトなどの各種メツキを施したり、熱酸化
処理によって酸化被覆層を形成したりする。

（ｂ）結晶化ガラス質層の被覆・乾燥・焼成工程 結晶化ガラス質層は電気絶縁性、耐熱法　密着性の観点
か技　無アルカリ結晶化ガラス（焼成によって少なくと
に２ＭｇＯ・Ｂ２０？の結晶相を析出）で構成されるも
のが好ましい。そのガラス組成１よ　例えば ｉＯ２ ｇＯ ａＯ ａＯ ｒＯ２ Ｌａｐ’ｓ の組成であ４ さらに　上記結晶化ガラス質層を金属基体上に被覆する
方法として、通常のスプレー法　粉末静電塗装広　電気
泳動電着法などかあム　被膜のち密九　電気絶縁性など
の観点から電気泳動電着法７〜２ １０〜３ １６〜５ ０〜２ ０〜５ ０〜５ ０〜５ ０〜４ ３重量％ ４重量％ ０重量％ ０重量％ ０重量％ 重量％ 重量％ ０重量％ が最も好ましい。

この方法は結晶化ガラス質の粉末とアルコールおよび少
量の水を入れてボールミル中で約２０時間粉砕、混合し
　結晶化ガラス質の平均粒径を１〜５μｍ程度にする。

得られたスラリーを電解槽に入れて液を循環すａ　工程
（ａ）で準備された金属基体をこのスラリー中に浸漬Ｌ
　１００〜４００Ｖで陰分極させることにより、金属基
体表面にガラス粒子を析出させも　これを乾燥後、　８
５０〜９００℃で１０分〜１時間焼成すも　これによっ
て、結晶化ガラス質層が得られる。

この結晶化ガラス質層は焼成によって、少なくとｉ　　
ＭｇＯ系の結晶相を析出する必要があムその理由は第３
図の熱膨張曲線に示すように　上記組成であってもガラ
ス状態（アモルファス状態）の（イ）の場合６００〜７
００℃で屈伏点を有すも　しかしこれを熱処理（焼成）
Ｌ、、少なくともＭｇＯ系の結晶相を析出させると（ロ
）のように屈伏点が９００℃以上となり耐熱性が向上す
ム（ｃ）回路の形成工程 上記結晶化ガラス質層の上に回路を形成する。

この工程Ｉｔ　　ａ　　銀−パラジウな　銀−白値　へ
銅などの比較的比抵抗の小さな材料をメツキ法溶射広　
スクリーン印刷法などで形成する力＼　結晶化ガラス質
層と前記導電体材料との密着性の観点からスクリーン印
刷法が好ましい。この方法は所望のパターン形状のメツ
シュスクリーンで導電体インクを印駅　焼成することに
より回路が形成され４　回路は通常５００〜８５０℃の
焼成炉で焼成されるので結晶化ガラス質層には耐熱性が
要求されも　また　回路には時として微細パターンが要
求されるので、結晶化ガラス質層の表面性は重要であり
、印刷歩留まりに影響を与えも（ｄ）パンチング工程 パンチング工程は第１図に示すように結晶化ガラス質層
形成後力＼　第２図に示すように回路形成後に行う。

パンチングはコインパンチ、金型プレスなどの機械的手
法で行われも　特にここで重要なのはパンチングの際の
金属基体と結晶化ガラス質層の密着性であａ　この密着
性に影響を及ぼす因子として、結晶化ガラス質層と金属
基体の密着性およびパンチング時の結晶化ガラス質層へ
の応力歪の強さがある。

前者は結晶化ガラス質層の熱膨張率に関係し理想的には
金属基体のそれと整合する必要がある。

これは材料組成によって決定される。

後者はパンチング時の結晶化ガラス質層に加わる力に関
係すム　最も大きな因子としては金属基体の板厚であ４
　金属基体の板厚が１．５ｍｍを超える厚さではパンチ
ング時に結晶化ガラス質層に加わる力は犬となり、結晶
化ガラス質層にクラックや剥離現象が現れ好ましくなｌ
、％ 次に具体的な実施例について述べも 実施例１ 第１−１表〜第１−３表に示すような結晶化ガラスを合
成し　前述の工程に従い５Ｏ５４３０基体（３００ｍ＋
ｎｘ　３００　ｍｍｘ　０．５ｍｍ）の表面に　厚さ！
００μｍの結晶化ガラス質層を電気泳動電着Ｌ８８０℃
で１０分焼成し　サンプルの表面粗度、うねり性、耐熱
性、印刷精度、密着性などの諸特性を測定しその結果も
同表に示し九 な耘　表面粗度はタリサーフ表面粗さ計で測定し表面中
心線平均粗さＲａで示し　うねり性はタリサーフ表面粗
さ計で得られた山と谷の差Ｒｍａｘで表わしｔも 耐熱性はサンプルを８５０℃の電気炉中に１０分入れ　
炉から取り出し３０分間自然放冷するサイクルを繰り返
すスポーリングテストを行ってサンプルのクラックや剥
離の状態を調べ總　クラックは赤インク中に浸漬し　そ
の後表面を拭き取って、目視観察によってその有無を調
べ九　表中の０Δ　×１ヨ　　○が１０サイクル以上行
っても異常が認められないもへ　△は５〜９サイクルで
発生したちへ　Ｘは４サイクル以下で発生したものを示
す。

印刷精度の評価はサンプルにスクリーン印刷法で３００
μｍ幅の銀電極パターンを形成し九　〇は導通があり電
極機能を果たしたちへ　×は電極が断線しているものを
示す。

密着性の評価はＰＥＩ試験法で行賊　ガラス層の残存率
が９０％以上をＱ　　８０〜９０％をΔ８０％以下を×
で表しへ （以下余白） 以上の評価にもとずき総合評価　行（＼　その結果を０
　Δ　×で示しｔ＝　　Ｎ　ｏ　１〜５は他の成分を一
定としてＳ　ｉ　Ｏａ（！：Ｂａ５ｓを変化させたちへ
Ｎｏ６〜１２は５ｉｆｔ／Ｂｅ○２をほぼ一定にＬＭｇ
Ｏ量を変化させたも東　Ｎｏ１３〜１６は同じ＜ＣａＯ
量を変化させたちへ　Ｎｏ１７〜２１は同じ＜　ＢａＯ
量を変化させたちへ　Ｎ０２２〜２６は同じ＜ＬａａＯ
ｓ量を変化させたもへ　Ｎ。

２７〜４１はそれぞｔｚＺｒｏｔ、Ｔｉ１ｔ、ＳｎＯａ
Ｓ　Ｐｒｏｓ、ＺｎＯの影響を示す。

同表から明らかなよう！Ｑ　　Ｓ　１０ｘを増加してい
けば耐熱性は向上する力丈　表面性が悪くなり、微細印
刷に適さなくなも　また　密着性も低下傾向を示す。逆
４１：、、ＢｔＱｓ量を増加していけばたしかに表面性
は向上する力丈　耐熱性は低下すム　したがって、本発
明では５ｉｎｓ　　７〜２３重量に　Ｂｔｏ３１０〜３
４重量％の範囲内が好ましくｔＭｇＯ量は結晶性と相関
があり、　１６重量％未満では結晶析出が不十分で、耐
熱性に劣も　また５０重量％を超えると、結晶析出しや
すく、ガラス溶融時に簡単に結晶化し　均質なガラスを
得ることが難しい点と表面粗度が大きくなり、かつ微細
パターンの印刷性が悪くなム ＣａＯ量は２０重量％を超えると表面法　印刷性が悪く
なり好ましくな（′Ｉ。

ＢａＯ量は５０重量％超えると耐熱性が劣化し好ましく
な（ち Ｌａ＊Ｏ−量は４０重量％超えると耐熱性が劣化し好ま
しくなｔ− その他の添加可能な成分はＺｒ０ｗ、ＴｉＣ）２、Ｓｎ
○２、Ｐ２Ｏ５、Ｚｎ○などが挙げられる力丈　５重量
％以下までなら添加可能であム また　第４図は本実施例で製造した回路基板の断面図で
あり、金属基体Ｉの上に結晶化ガラス質層２が形成され
　パンチングにより複数個の透孔４が形成され　結晶化
ガラス質層２の上に印刷配線３が施されていも 実施例２ ＳＵＳ　４３０　（１００ｍｍｘ　１００ｍｍｘ０．５
ｍｍ）基体表面に実施例１．Ｎｏ３組成の結晶化ガラス
を用いて、電気泳動電着法　スプレィ法　粉体静電法で
１００μｍの膜厚に形磁　焼成した基体を作製した　こ
の基体をコインパンチで径１ｍｍの透孔を開けたサンプ
ルを試作した　これらの透孔周辺部の絶縁性を絶縁針圧
計を用いて、　１ｍＡブレクダウン電圧値を測定した　
その結果を第２表に示す。

同表より明らかなよう＆へ　電気泳動電着法が電気絶縁
性にすぐれていム 第２表 実施例３ ＳＵＳ４３０　（３００ｍｍｘ３００ｍｍ）（７）板厚
を０．２〜３．０＋ａｍまで変化させた基体を用いてそ
の表面に　実施例１、Ｎｏ３組成の結晶化ガラスで実施
例２と同様の方法で結晶化ガラス質層を形成しその結晶
化ガラス質層表面に銀−パラジウムペーストをスクリー
ン印刷し　焼成炉で６００℃２０分加熱し回路を形成し
た　その時の結晶化ガラス質層の状態を観察しへ　また
その時のメニスカスについても観察した　その結果を第
３表に示す。

この結果から明らかなように　本発明の製造方法では突
出部を完全に除去できる力（基体板厚によっては　結晶
化ガラス質層にダメージを与えるので本発明の方法では
基体板厚は１．５ｍｍ以下が好ましＩＸ。

発明の効果 以上のように本発明の回路基板の製造方法によれは　端
熾　透孔周辺に突出部のない回路基板を製造することが
できも

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の回路基板の製造方法の工
程医　第３図は結晶化ガラス質層とガラス質層の熱膨張
曲線図　第４図は本発明の製造方法による回路基板の断
面図であも

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属基体上に結晶化ガラス質層を形成し、パンチ
   ングにより複数個の透孔を形成し、前記結晶化ガラス質
   層上に印刷配線することを特徴とする回路基板の製造方
   法。
2. （２）金属基体上に結晶化ガラス質層を形成し、その結
   晶化ガラス質層上に印刷配線し、その後パンチングによ
   り複数個の透孔を形成することを特徴とする回路基板の
   製造方法。
3. （３）結晶化ガラス質層の主成分が重量％で、ＭｇＯ；
   １６〜５０％、ＢａＯ；０〜５０％、ＣａＯ；０〜２０
   ％、Ｌａ＿２Ｏ＿３；０〜４０％、Ｂ＿２Ｏ＿３；１０
   〜３４％、ＳｉＯ＿２；７〜２３％、ＭＯ＿２（ＭはＺ
   ｒ、Ｔｉ、Ｓｎの１種以上）；０〜５％Ｐ＿２Ｏ＿５；
   ０〜５％であることを特徴とする請求項１または２記載
   の回路基板の製造方法。
4. （４）結晶化ガラス質層が金属基体上に電気泳動電着法
   で形成され焼成されることを特徴とする請求項１または
   ２記載の回路基板の製造方法。
5. （５）金属基体の板厚が１．５ｍｍ以下であることを特
   徴とする請求項１または２記載の回路基板の製造方法。