JPH0491497A

JPH0491497A - セラミック―樹脂複合体よりなる配線板の製造方法

Info

Publication number: JPH0491497A
Application number: JP20630490A
Authority: JP
Inventors: Michinori Tanaka; 田中　道則; Susumu Miyazaki; 進宮崎; Tatsuo Tateno; 舘野　辰男
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-08-02
Filing date: 1990-08-02
Publication date: 1992-03-24

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）本発明は熱伝導性に優れ、熱膨張率が小さく、機械加工
が容易で曲げ強度が大きなセラミック−樹脂複合体より
なる配線板の製造法に関するものである。

（従来の技術）従来、電気回路用配線板、例えばガラスエポキシ基板’
（ＪＩＳ　Ｃ６８４０およびＪＩＳ　Ｃ６４８４に規定
）はガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸して予備乾燥し
て得たプリプレグを銅箔とともに一体成形した銅張り積
層板で最も多く製造され使用されている基板である。高
性能で小型の電子機器が普及し、電子部品の高集積化、
高密度実装化がますます進展する中で、基板の熱伝導性
に優れ、基板の平面方向および断面方向の熱膨張率の少
ない寸法安定性に優れた基板が要求されている。

（発明が解決しようとする課題）ＪＩＳ　Ｃ６８４０およびＣ６４８４に規定されている
印刷回路用銅張積層板では、基板の熱伝導率が小さく放
熱性が悪い、そのため基板の温度上昇も大きくなる。ま
た基板の熱による線膨張率もＸＹ（平面）方向テ１５Ｘ
　１０−６／　’Ｃ１Ｚ（断面）方向テ５０〜６ｏ×１
０−’／’Ｃと搭載部品の熱膨張の差による温度上昇時
の応力や基板の断面歪みによる信頼性の低下が問題とな
る。したがって、上記の基板を高密度実装する基板に使
用する場合、使用範囲がかなり限定されるという問題点
があり、このような実情から、熱伝導性に優れた、熱膨
張の少ない高密度実装用の配線板の開発が大きな課題で
あった。

本発明の目的は上記の課題を解決する配線板の製造法を
を提供することにある。

（課題を解決するための手段）すなわち、本発明はセラミック粉末と熱硬化性樹脂を混
合し、次いで該混合物を金型中で加圧、加熱成形して該
熱硬化性樹脂を半硬化せしめることにより板状のプリプ
レグを作製し、該プリプレグ板の片面または両面に金属
箔を貼合し、該貼合板を加熱および加圧して樹脂を硬化
せしめることを特徴とするセラミック−樹脂複合体より
なる配線板の製造方法を提供することにある。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明に使用のセラミック粉末としては熱伝導性に優れ
、熱膨張の少ないものがよく、例えばアルミナ、窒化ア
ルミニウム、窒化ケイ素等の粉末が挙げられる。これら
の粉末の粒径は、特に限定されないが、通常平均粒径で
１〜１００μｍ１好ましくは１０〜６０μｍの範囲が好
ましく使用される。

また、セラミック粉末はこのままでも使用可能であるが
、予め公知のシランカップリング剤、チタネートカップ
リング剤等のカップリング剤で表面処理が施されたもの
が得られる配線板の曲げ強度が向上するので好ましく使
用される。

また、セラミック粉末の他にガラス繊維、アルミナ、窒
化硼素繊維等の無機繊維、芳香族ポリアミド、芳香族ポ
リエステル繊維等の有機繊維を加えてもよい。これらの
繊維の形状は通常径が約２〜２０μｍ１平均長さ約２０
〜２０００μｍでアスペクト比が１０以上のものが使用
される。

繊維の配合量は余り多過ぎると得られる配線板の熱伝導
度が低下するのでセラミック粉末に対して３０体積％以
下が好ましい。なお、これら繊維も樹脂との接着をよく
するため前記のカップリング剤等で表面処理されたもの
が好ましい。

また、バインダー樹脂として使用される熱硬化性樹脂と
してはセラミック粉末と接着性がよく、耐熱性、耐湿性
が良好な樹脂がよく、公知のフェノールノボラック樹脂
、エポキシ樹脂等が一般に使用されるが、銅箔等の金属
箔との接着性が良好なエポキシ樹脂が一般的である。エ
ポキシ樹脂としてはビスフェノール系、フェノールノボ
ラック系、アミノグリシジル系、アミノグリシジルエー
テル系のエポキシ樹脂等が例示されるが、好ましくは６
０℃、より好ましくは常温付近において液状のものが混
線操作が容易であるので好ましい。

また、エポキシ樹脂の硬化剤としては公知のアミン系、
酸無水物系の硬化剤が使用される。

また、三酸化アンチモン、リン化合物、ブロム化エポキ
シ化合物等の難燃化剤を加えてもよい。

セラミック粉末と熱硬化性樹脂の混合割合は得られる基
板中にセラミック粉末が好ましくは２０〜７０体積％、
より好ましくは３０〜６０体積％含まれる範囲である。

セラミック粉末が２０体積％未満の場合、得られる配線
板の熱伝導度の向上効果が少なく、７０体積％を越える
と配線板の強度が低下するので好ましくない。

セラミック粉末と熱硬化性樹脂を混練した後、混線物を
板状の金型に入れて加熱・加圧して予備成形するが、そ
の前に混線物を脱気して気泡を除いておくのが好ましい
。

プレス状態の板の厚みは通常０．１〜２ｍｍの範囲であ
る。プレス圧は５０〜１５０　ｋｇ／ａｍ２が好ましい
。

セラミック粒子のまわりが樹脂で濡れ覆われている状態
を、高圧でプレスすることにより、セラミック粒子間が
狭くなり余分な樹脂は取り除かれ、セラミック粒子と粒
子の接触が増大し、熱伝導などの特性のよいものができ
る。プレス状態で加熱し、熱硬化性樹脂を予備硬化せし
めてプリプレグをつ（る。加熱温度および時間は樹脂の
種類により適宜法めることができる。

このプリプレグの片面あるいは両面に金属箔を張り、再
度プレスしながら樹脂が硬化するまで適宜の温度・時間
を加えて配線板を作る。

金属箔としては導電性のよい金属が用いられ、一般に銅
箔が用いられる。銅箔の酸化や気泡を防ぐため真空また
は窒素などの雰囲気内で加熱するのが好ましい。

以上のようにしてセラミック樹脂複合体よりなる配線板
を作成できる。

また発明のセラミック樹脂複合体よりなる配線板を用い
て多層回路配線板を作成する場合は、前述の片面および
両面に金属箔を張り合わせた配線板の金属箔をエツチン
グして所望の電気回路を形成した回路付き配線板を複数
枚作成しておき、各配線板の間に、厚みが０．１〜０．
５　ｍｍ程度の上記のプリプレグの板をはさみ、積み重
ねて加熱プレスし、必要に応じてさらに加熱硬化するこ
とによって多層配線板を作ることもできる。

（発明の効果）以上説明した通り、本発明により熱伝導性に優れ、熱膨
張の小さい、曲げ強度の大きい高密度実装が可能な配線
板を提供することができる。

（実施例）以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

実施例１セラミック粉末として平均粒径４０μｍのアルミナ（Ａ
Ｌ−４０，住人化学工業■製）１６１重量部、バインダ
ー樹脂としてエポキシ樹脂（スミエポキシ■ＥＬＭ−１
００住人化学工業■製）４４重量部、硬化剤（脂環式酸
無水物であるＨＮ３５００日立化成工業■製）７０重量
部を十分混練した後、混線物の中に含まれる気体を除去
するため真空脱気を行った。

次いで直径が７５ｍｍの金型に混練物を１８ｇ入れ、圧
力１３０ｋｇ／ｃｍ２でプレスした後、予備硬化（１５
０℃、８分間）させプリプレグを作った。

プリプレグの両面に銅箔（ＪＴＣ，３５μｍ厚、日本鉱
業■）を重ね合わせてプレス（１８０℃、３０分間、１
３０Ｋｇ／ｃｍ’　）　した。プレスして得られた板を
さらに１５０℃、４時間オーブンの中で樹脂を完全に硬
化させ、厚みが１．７ｍｍの配線板を作製した。

このようにして作製した配線板の熱抵抗（５０×５０ｍ
ｍのベース基板上に１０１０Ｘ１４の銅箔を残し、その
銅箔上にトランジスタを実装して発熱させ、そのときの
印加電力と温度上昇との比率より算出）は６．０°Ｃ／
Ｗとガラスエポキシ配線板の約１／３であり、熱伝導性
に優れていた。

ＪＩＳ　Ｃ−６４８１に規定されている測定方法により
曲げ強度を測定したところ、曲げ強度は１３Ｋｇ／ｍｍ
”であった。

実施例２セラミック粉末として平均粒径４０μｍのアルミナ（Ａ
Ｌ−４０、住人化学工業■製）１６１重量部、バインダ
ー樹脂としてエポキシ樹脂（スミエポキシ■ＥＬＭ−１
００住人化学工業■製）６３重量部、硬化剤（脂環式酸
無水物であるＨＮ３５００日立化成工業■製）１００重
量部、アミノシランカップリング剤で処理したガラス繊
維（平均繊維径：約１０μｍ、アスペクト比：約１０）
１０重量部十分混練した後、混線物の中に含まれる気体
を除去するため真空脱気を行った。

次いで金型に混練物を入れ圧力１３０ｋｇ／ｃｍ２でプ
レスした後、予備硬化（１５０℃、８分間）させプリプ
レグを作った。

プリプレグの両面に銅箔（ＪＴＣ１３５μｍ厚、日本鉱
業■）を重ね合わせてプレス（１８０℃、３０分間、１
３０Ｋｇ／ｃｍ２）　した。プレスして得られた板をさ
らニ１５０℃、４時間オーブンの中で樹脂を完全に硬化
させ、配線板を作った。

このように作製した配線板のレーザーフラッシュ法によ
り測定した熱伝導率は２．０Ｗ／ｍ・にと通常のガラス
エポキシ配線板より約１０倍大きかった。

また熱抵抗は６．０°Ｃ／Ｗとガラスエポキシ配線板の
約１７３であり、熱伝導性に優れていた。

この配線板の線熱膨張率（理学電子■製、Ｔｈｅｒｍｏ
ｆｌｅｘ　ＴＡＳ２００　ＴＭＡ８１４０Ｃにより測定
）はＸＹ力方向面方向）とＺ方向（厚み方向）とも、１
２Ｘ　１０−’／℃であった。

ガラス繊維を入れることにより、曲げ強度は４０Ｋｇ／
ｍｍ”と入れない場合より約３倍の強度になった。

実施例３一　ｌ　〇　− セラミック粉末として平均粒径４０μｍのアルミナ（Ａ
Ｌ−４０、住人化学工業■製）をエポキシシラン化合物
で処理したもの１６１重量部、バインダー樹脂としてエ
ポキシ樹脂（スミエポキシ■ＥＬＭ−１００住友化学工
業■製）４４重量部、硬化剤（脂環式酸無水物硬化剤：
ＨＮ３５００日立化成工業■製）７０重量部を使用した
以外は実施例１と同様にして配線板を作製して評価した
。

得られた配線板の熱伝導率は２．２０Ｗ／ｍ−にと通常
のガラスエポキシ配線板より約１０倍大きかった。

また熱抵抗は６．０°Ｃ／Ｗとガラスエポキシ配線板の
約１／３であり、熱伝導性に優れていた。

また、この配線板の線熱膨張率はＸＹ力方向面方向）と
Ｚ方向（厚み方向）とも１２Ｘ１０−’／’Ｃでり、曲
げ強度は２１Ｋｇ／ｍｍ２であった。

ｌ叡

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セラミック粉末と熱硬化性樹脂を混合し、次いで
該混合物を金型中で加圧、加熱成形して該熱硬化性樹脂
を予備硬化せしめることにより板状のプリプレグを作製
し、該プリプレグ板の片面または両面に金属箔を貼合し
、該貼合板を加熱および加圧して樹脂を硬化せしめるこ
とを特徴とするセラミック−樹脂複合体よりなる配線板
の製造方法。
（２）セラミック粉末が予めカップリング剤で表面処理
されたものであることを特徴とする請求項（１）の製造
方法。
（３）セラミック粉末と熱硬化性樹脂に加えて繊維を混
合することを特徴とする請求項（１）または（２）の製
造方法。