JPH05136537A - 金属芯基板およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属芯と絶縁層との密着性がよく、スルーホ
ール部分の貫通孔を熱膨張率の小さい樹脂組成物で充填
絶縁した、スルーホールの接続信頼性、放熱性の高い金
属芯基板およびその製法を提供する。 【構成】 硫酸クロム酸処理またはリン酸アルマイト処
理が施されたアルミニウム板を用い、該アルミニウム板
をシリカ粒子が混入されたフェノール硬化エポキシ樹脂
に埋設し、外部絶縁層にセラミックペーパを使用した。
また、樹脂組成物にアルミニウム板を埋設する行程を独
立させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属芯基板およびその製
法に関する。さらに詳しくは、熱放散性に優れた高密度
実装用の金属芯基板およびその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属芯両面基板は、貫通孔を有する金属
板を芯材とし、前記芯材の両側に絶縁層を有し、さらに
その外側に導体層を有するものであり、放熱性に優れて
いる。従来、このような金属芯両面基板は、貫通孔を有
する金属板を芯材とし、ガラス織布に樹脂が含浸された
プリプレグを絶縁層として金属板の両面に配置し、その
外側に銅箔などの導体層を重ねて加熱加圧成形し、前記
プリプレグ中の樹脂を金属板の孔部に充填して硬化させ
ることにより製造されている（特公昭56-37720号公報参
照）。

【０００３】しかしながら、前記製法には金属板が厚く
なると孔部に樹脂を充填しにくくなるという欠点があ
る。

【０００４】そこで前記製法を改良したものとして、ス
ルーホール形成用の貫通孔を有する金属板の両面に、ガ
ラス不織布に樹脂が含浸された絶縁層を介して金属箔を
積層して硬化させる方法が提案されている（特開昭61-4
6092号公報参照）。しかしながら、これらの方法におい
て貫通孔に充填される樹脂は熱膨張が大きく、金属芯ま
たはスルーホール部分の導体層との熱膨張の不整合によ
り樹脂が金属芯からはがれたり、スルーホール部分の導
体層にクラックなどが生じたりする。そして硬化時の樹
脂の収縮、熱膨張率の差のため、貫通孔部分のへこみ
（リンプル）が大きくなり、配線パターン形成の際の感
光性ドライフィルムとの密着性が低下したり、ファイン
パターン化に問題が生じたりする。

【０００５】そして、金属芯の絶縁層が熱伝導率の低い
ガラスとエポキシ樹脂で構成されるため、基板の放熱
性、すなわち熱伝導率がわるい基板材料となる。

【０００６】また、金属芯として高剛性であることや軽
量であることなどの理由からアルミニウム（Ａｌ）が用
いられているが、アルミニウム板に樹脂との接着力を付
与するために、その表面を研磨などの物理的な方法によ
り粗化したり、硫酸アルマイト処理を施したりしてい
る。

【０００７】このようなアルミニウム板を芯材とする従
来の金属芯基板は、アルミニウムと樹脂の熱膨張率のミ
スマッチによる応力発生があること、アルミニウム板と
樹脂との密着性が低いこと、絶縁層の熱伝導率が低いこ
とのため近年の過酷な使用条件下においては、サーマル
サイクル時の信頼性、放熱性など種々の要求特性を充分
に満足するものとはいえず、より一層の改良が望まれて
いる。

【０００８】また、高密度実装基板では前記基板は多層
基板として用いられ、その実装方法も表面実装が主流に
なり、表面絶縁層の熱伝導率が重要になっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
金属芯基板には、スルーホール部分の貫通孔の充填絶縁
の信頼性、金属芯と絶縁層の密着性、スルーホールの接
続信頼性、放熱性などが低いなどの問題点があった。

【００１０】本発明は前記のような実状に鑑みてなされ
たものであり、金属芯と絶縁層との密着性が良く、スル
ーホール部分の貫通孔を熱膨張率の小さい樹脂組成物で
充填絶縁した、スルーホールの接続信頼性、放熱性の高
い金属芯基板およびその製法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、エ
ポキシ樹脂とフェノール樹脂の合計量100部（重量部、
以下同様）に対し、平均粒径４〜25μｍのシリカ粒子が
50〜200部配合されてなる樹脂組成物の硬化物中に、ケ
ミカルエッチングののち、硫酸クロム酸処理またはリン
酸アルマイト処理が施された貫通孔を有するアルミニウ
ム板が埋設されたアルミニウム基板と、外層銅箔とが、
繊維径が５μｍ以下で繊維長が５〜500μｍの分布を有
するセラミック短繊維を原料としたセラミックペーパに
樹脂が含浸されたペーパプリプレグにより、積層成形さ
れ、スルーホールが設けられた金属芯基板ならびに
（ａ）エポキシ樹脂およびフェノール樹脂とシリカ粒子
とを混合した樹脂組成物を、アプリケーターを用いて離
型フィルムに塗布する工程、（ｂ）離型フィルムに塗布
された前記樹脂組成物上に、貫通孔を有するアルミニウ
ム板を置き、さらに前記アルミニウム板上に離型フィル
ムをかぶせ、加熱ローラーを用いてアルミニウム板を樹
脂組成物中に埋設させる工程、（ｃ）アルミニウム板が
埋設された前記樹脂組成物を加熱して熱硬化させる工
程、（ｄ）離型フィルムを除去してえられた基板と外層
銅箔とを、セラミックペーパに樹脂が含浸されたペーパ
プリプレグを用いて積層成形する工程および（ｅ）前記
アルミニウム板の貫通孔の中心部に、貫通孔より小径の
スルーホールを形成し、スルーホール内面と外層銅箔と
をメッキして導体層を形成して表裏の導体の接続を行な
ったのち、導体層をエッチングして導体回路を形成する
工程からなる金属芯基板の製法に関する。

【００１２】

【作用】本発明の金属芯基板は、表面処理が施されたア
ルミニウム板を用いたので、樹脂とアルミニウム板との
接着性が優れており、アルミニウム板が熱膨張率の小さ
いシリカ粒子が混入された樹脂に埋設されているので、
熱膨張率のマッチングが良好であり、スルーホールの接
続信頼性が高く、貫通孔の部分のリンプルが小さい。

【００１３】また、外層絶縁層に熱伝導率の高いセラミ
ックペーパを使用しているので、放熱性がよい。

【００１４】また、本発明の金属芯基板の製法は、樹脂
組成物にアルミニウム板を埋設する工程が独立している
ので、ボイドの存在しない絶縁の信頼性の高い、放熱性
の良好な金属芯基板を製造することができる。

【００１５】

【実施例】本発明の金属芯基板は、たとえば図１に示す
ようにアルミニウム板１に樹脂組成物の硬化物２ｂが充
填・付着せしめられたアルミニウム基板と、外層銅箔４
とが、セラミックペーパに樹脂が含浸されたペーパプリ
プレグ３により、積層成形され、スルーホール５が設け
られたものである。

【００１６】前記アルミニウム基板は、エポキシ樹脂と
フェノール樹脂の合計量100部に対し、平均粒径４〜25
μｍのシリカ粒子が50〜200部配合されてなる樹脂組成
物の硬化物中に、ケミカルエッチングののち、硫酸クロ
ム酸処理またはリン酸アルマイト処理が施された貫通孔
を有するアルミニウム板が埋設された基板である。

【００１７】前記アルミニウム板は、寸法安定性、放熱
性、機械的強度などの点から厚さ0.3〜1.5mmであるのが
好ましい。前記貫通孔の孔径などはとくに限定されず、
通常の金属芯基板におけるものと同程度でよい。

【００１８】前記ケミカルエッチングはアルミニウム板
の表面を化学的に粗面化するために施される処理であ
り、たとえば水／塩酸／塩化第二鉄＝５／１〜３／0.5
〜２（容量比）による処理などがあげられる。前記処理
は10〜35℃、0.5〜２分間の条件で行なわれるのが好ま
しい。

【００１９】前記硫酸クロム酸処理またはリン酸アルマ
イト処理は、ケミカルエッチングが施されて粗面化した
アルミニウム板の表面にアルマイトの薄い皮膜を形成し
て樹脂組成物の硬化物との接着性を向上させるために施
される処理である。

【００２０】硫酸クロム酸処理は、通常、重クロム酸ナ
トリウム（10〜50ｇ／Ｌ）／硫酸（150〜400ｇ／Ｌ）の
処理液を用い、60〜65℃、４〜10分間の処理条件で行な
われる。リン酸アルマイト処理は、通常、リン酸（80〜
200ｇ／Ｌ）の水溶液にアルミニウム板を浸漬し、15〜2
0Ｖ、10〜30分間の処理条件で行なわれる。

【００２１】前記処理によって形成されるアルマイト層
の厚さは、すでにケミカルエッチングによってアルミニ
ウム板表面が充分化学的に粗面化されているので0.05〜
１μｍで充分であり、この程度の厚さで接着性が改善さ
れる。アルマイト層の厚さが５μｍよりも厚くなると、
アルマイト層にクラックが入り接着性が低下する傾向が
ある。

【００２２】前記樹脂組成物に用いられる樹脂としてエ
ポキシ樹脂およびフェノール樹脂、なかでも無溶剤系の
ものが好ましく用いられるのは、アルミニウム板との接
着性、耐熱性、吸水性などに優れ、軟化温度が20〜40℃
で、室温で粘着性が小さく、硬化物が脆くないという利
点を有するからである。前記樹脂組成物には、さらにシ
リカ粒子が配合され、その他、通常エポキシ樹脂の硬化
触媒、シランカップリング剤なども配合される。

【００２３】前記エポキシ樹脂としては、離型フィルム
に塗布する際の流動性の点から室温での粒度が1000ポイ
ズ程度以下のビスフェノールＡ型低粘度エポキシ樹脂が
好ましい。このようなエポキシ樹脂の具体例としては、
たとえば油化シェルエポキシ（株）製のエピコート＃82
8、エピコート＃834などがあげられる。また、エポキシ
樹脂成分として、可撓性を向上させるために、たとえば
同社製のエピコート＃1001、エピコート＃1004などのエ
ポキシ樹脂を全樹脂成分中20％（重量％、以下同様）程
度以下配合してもよく、耐熱性を向上させ、軟化温度を
調節するために、たとえば日本化薬（株）製のEOCNなど
のクレゾールノボラック系エポキシ樹脂をビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂に対して20％程度以下配合してもよ
く、難燃性を付与するために、たとえばブロム化エポキ
シ樹脂を全エポキシ樹脂中20％程度以下配合してもよ
い。

【００２４】硬化剤である前記フェノール樹脂として
は、フェノール、クレゾール、アルキルフェノールなど
から誘導された、軟化温度が80℃以上の多官能フェノー
ルノボラック樹脂が好ましい。軟化温度が80℃未満のも
のでは、硬化樹脂が脆くなる傾向がある。

【００２５】前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合
割合は、エポキシ基／フェノール性水酸基が1.0/1.2〜
1.0/0.8になる割合が好ましい。

【００２６】前記硬化触媒としては、通常のアミン類、
トリフェニルホスフェートなどのリン系化合物、イミダ
ゾール系化合物などが用いられる。これらのなかでは、
ポットライフ、反応性などの点からイミダゾール系化合
物が好ましい。硬化触媒の配合割合は、エポキシ樹脂成
分とフェノール樹脂の合計量100部に対して0.01〜5.0部
であるのが好ましい。

【００２７】前記シリカ粒子は、硬化樹脂の熱膨張率を
調整してアルミニウムの熱膨張率に近くするための成分
であり、その平均粒径は、４〜25μｍ、好ましくは６〜
20μｍである。シリカの平均粒径が４μｍ未満では、シ
リカ粒子添加後の樹脂組成物の粘度上昇が大きく、充填
率が高くならず、25μｍをこえると充填後のシリカ粒子
の沈降がおこりアルミニウム板の貫通孔に均一に充填す
ることが困難になる。前記シリカ粒子に、粘度調整のた
め平均粒径が0.3〜1.0μｍの微粒子を前記シリカ粒子に
対し20％まで加えることもできる。

【００２８】前記シリカ粒子の配合割合は、エポキシ樹
脂とフェノール樹脂の合計量100部に対して50〜200部、
好ましくは80〜150部である。該割合が50部未満では熱
膨張に寄与する程度が小さくなり、200部をこえると樹
脂組成物の粘度が高くなりすぎて無溶剤系として使用し
にくくなる。

【００２９】前記シランカップリング剤の具体例として
は、たとえば信越化学工業（株）製のKBM-403などがあ
げられ、その配合割合は、シリカ粒子100部に対して0.1
〜５部が好ましい。

【００３０】樹脂組成物には、さらに難燃性を付与する
ために酸化アンチモンなどを配合してもよい。

【００３１】本発明に用いられる樹脂組成物は、通常、
真空加熱混合器などを用い、まずエポキシ樹脂とフェノ
ール樹脂とを90〜100℃で加熱溶解し、ついでシリカ粒
子、シランカップリング剤を添加して均一に混合したの
ち、硬化触媒を加えて真空で脱泡混合するなどの方法で
調製することができる。

【００３２】前記樹脂組成物の硬化物上にアルミニウム
板が埋設されたアルミニウム基板とは、図１に示すよう
にアルミニウム板１の貫通孔に樹脂組成物の硬化物２ｂ
が充填され、表面と裏面とに厚さ20〜300μｍ程度、好
ましくは20〜100μｍ程度の樹脂組成物の硬化物２ｂが
付着せしめられた基板である。表面または裏面の樹脂組
成物の硬化物の厚さを20μｍ未満にすることは製造上困
難であり、300μｍをこえると金属芯基板の絶縁層が厚
くなり好ましくない。

【００３３】前記外層銅箔としては、従来から金属芯基
板に用いられているものと同様の15〜100μｍ程度の厚
さの銅箔が用いられる。シリコンチップを直接基板に搭
載するばあいには、アルミニウム／銅のクラッド材を用
いても支障はない。

【００３４】前記樹脂組成物中に埋設された前記アルミ
ニウム基板と外層銅箔とは、セラミックペーパに樹脂が
含浸されたペーパプリプレグ３により、積層成形されて
いる。

【００３５】前記ペーパプリプレグに使用するセラミッ
クペーパは、繊維径が５μｍ以下、好ましくは１〜４μ
ｍで、繊維長が５〜500μｍ、好ましくは20〜300μｍの
分布を有するセラミック短繊維を主原料とするが、必要
によっては熱伝導率の高い粒子を加えて混抄ペーパとし
てもよい。

【００３６】前記セラミック短繊維の具体例としては、
たとえばアルミナ繊維、アルミナシリケート繊維、ベリ
リア繊維、チッ化ボロン繊維、チッ化ケイ素繊維、チッ
化アルミニウム繊維などがあげられる。

【００３７】熱伝導率の高い粒子の具体例としては、た
とえばアルミナ粒子、アルミナシリケート粒子、ベリリ
ア粒子、チッ化ボロン粒子、チッ化ケイ素粒子、チッ化
アルミニウム粒子、酸化マグネシウム粒子などがあげら
れ、その平均粒子径は４〜10μｍが好ましい。

【００３８】前記セラミックペーパは、セラミック短繊
維、必要によってはセラミック粒子などを所定濃度で水
中に分散させ、セラミック短繊維を結合させる有機バイ
ンダーとして、たとえばミクロフィブリル化されたセル
ロース繊維またはポリビニルアルコール繊維もしくは樹
脂、アクリル樹脂などを、セラミック短繊維100部に対
して３〜10部の範囲で添加し、必要によっては凝集剤を
添加したのち、均一に混合したものを抄紙原液とし、こ
れを通常の方法で抄紙して、加熱乾燥することによりえ
られたものである。

【００３９】前記ペーパプリプレグは、前記セラミック
ペーパにたとえばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂などを含浸させて乾燥することによりえられ
る。前記ペーパプリプレグは放熱性の点から薄いものが
好ましく、0.1〜0.3mmであるのが好ましい。

【００４０】前記スルーホールは、金属芯基板の表面と
裏面にある導体の層をつなぐために前記樹脂が充填され
た貫通孔の中心部に貫通孔よりも小さい孔径で設けられ
たものである。

【００４１】このような構成の本発明の金属芯基板は、
スルーホールが設けられたのち、たとえば図２や図３に
示すように外層銅箔４およびスルーホール５の内面がメ
ッキされてメッキ層７が形成され、外層銅箔４とメッキ
層７がエッチングされることにより導体回路が形成さ
れ、実際に使用される。

【００４２】本発明の金属芯基板の構造は、図１に示す
構造の他、たとえば図４に示すように２個の前記アルミ
ニウム基板のあいだに前記ペーパプリプレグまたは接着
絶縁プリプレグ10を介して内層基板６を挟む構造などと
することもできる。内層基板としては、通常の多層基板
製造用の内層基板が用いられる。前記接着絶縁プリプレ
グにはとくに限定はなく、従来から通常の多層基板製造
に用いられているガラス布エポキシプリプレグ、ガラス
布ポリイミドプリプレグなどが用いられる。前記接着絶
縁プリプレグは放熱性の点から薄いものが好ましく、0.
05〜0.3mmの厚さのものが好ましい。

【００４３】本発明の金属芯基板は、アルミニウム板の
表面が、ケミカルエッチングののち、硫酸クロム酸処理
またはリン酸アルマイト処理されているので、アルミニ
ウム板と樹脂組成物の硬化物との接着性が優れており、
アルミニウム板の表面の貫通孔が熱膨張率の小さいシリ
カ粒子が混入された樹脂組成物の硬化物（フェノール硬
化エポキシ樹脂）で充填されているので、アルミニウム
板やスルーホールとの熱膨張のマッチングが良好であ
り、貫通孔の部分のリンプルが小さく、さらに外層絶縁
層に熱伝導率の高いセラミックペーパを使用しているの
で、放熱性がよい。

【００４４】つぎに本発明の金属芯基板の製法について
図５〜図９を用いて説明する。本発明の金属芯基板の製
法は、次の各工程からなる。

【００４５】すなわち、まず図５に示すように離型フィ
ルム８上にアプリケータを用いて前記樹脂組成物２ａが
塗布される（工程（ａ））。

【００４６】前記離型フィルムとしては、たとえばポリ
フッ化ビニリデン（デュポン社製のテドラー）、エチレ
ン・テトラフルオロエチレン共重合体（旭硝子（株）製
のアフレックス）、ポリプロピレンなどが耐熱性の点か
ら好ましい。

【００４７】塗布方法としては、たとえば樹脂組成物を
80〜90℃の温度に保ち、アプリケータとして80〜100℃
に加熱されたドクターナイフまたは隙間が調節されたノ
ズルを用いて離型フィルム上に塗布する方法があげられ
る。塗布される樹脂組成物の厚さは、0.5〜1.5mmである
のが好ましい。この工程（ａ）の終了後、連続してつぎ
の工程（ｂ）に移ってもよく、バッチで行なってもよ
い。

【００４８】つぎに、図６に示すように離型フィルム８
に塗布された樹脂組成物２ａ上に前記処理が施されたア
ルミニウム板１を置き、さらにアルミニウム板１上に離
型フィルム８をかぶせ、加熱ローラ９を用いて樹脂組成
物２ａが離型フィルム８に挟まれた形でアルミニウム板
１を樹脂組成物２ａ中に埋設させ、アルミニウム板の裏
表および貫通孔に樹脂組成物を付着・充填させる（工程
（ｂ））。前記加熱ローラの温度は100〜120℃であるの
が好ましい。

【００４９】樹脂組成物２ａは軟化温度が20〜40℃であ
り室温で固形状であるので、未硬化の状態で貫通孔のボ
イドの有無をチェックすることができ、ボイドなどが検
出されたばあいは、工程（ｂ）を繰り返すことによっ
て、ボイドのない状態にすることができる。

【００５０】ついで、アルミニウム板１が埋設された前
記樹脂組成物を加熱して熱硬化させ、図７に示すような
基板を形成する（工程（ｃ））。

【００５１】前記加熱方法はとくに限定されず、離型フ
ィルム８に挟まれた形で樹脂組成物が貫通孔に充填され
ており、ボイドなどが含まれていないのでそのままオー
ブン中で加熱硬化させてもよく、加圧しながら加熱硬化
させてもよい。加熱条件としては、シリカ粒子の沈降を
防止する、硬化後の樹脂の収縮による貫通孔のリンプル
（へこみ）を小さくするという点から、70〜110℃の低
温で２〜24時間保持して樹脂をゲル化させたのち、150
〜170℃で１〜２時間加熱して硬化させるという条件が
好ましい。また、加圧下で硬化させるばあいには、樹脂
組成物中に埋設されたアルミニウム板を40〜50℃でゲル
化に達しない程度にエージングすることにより、シリカ
粒子の沈降を防止することができる。

【００５２】ついで、離型フィルムを除去して、前記ア
ルミニウム基板と外層銅箔４とを基準孔（図示せず）に
より位置合わせし、セラミックペーパに樹脂を含浸した
ペーパプリプレグ３を用いて図８に示すように積層成形
する（工程（ｄ））。

【００５３】前記積層成形方法はとくに限定されず、た
とえば両面基板を製造するばあいには外層銅箔、ペーパ
プリプレグ、アルミニウム基板、ペーパプリプレグ、外
層銅箔の順に積層し、多層基板を製造するばあいには外
層銅箔、ペーパプリプレグ、アルミニウム基板、プリプ
レグ、内層基板、プリプレグ、内層基板、プリプレグ、
アルミニウム基板、ペーパプリプレグ、外層銅箔の順に
積層するなどし、加熱加圧することにより成形すること
ができる。

【００５４】ついで、前記アルミニウム板の貫通孔の中
心部に、図９に示すように貫通孔より小径のスルーホー
ル５を形成し、スルーホール５内面と外層銅箔４とをメ
ッキして導体層を形成して表裏の導体の接続を行なった
のち、導体層をエッチングして導体回路を形成する（工
程（ｅ））。

【００５５】前記スルーホール５成形方法はとくに限定
されず、たとえばドリルを用いるなど、通常の金属芯基
板を製造する際に使用される方法と同様の方法が用いら
れる。

【００５６】前記メッキの方法、条件もとくに限定され
ず、通常の方法、条件が用いられ、銅などからなる厚さ
10〜50μｍ程度のメッキ層が形成される。

【００５７】前記導体層のエッチング方法などもとくに
限定されず、通常の方法、条件で行なわれる。

【００５８】本発明の金属芯基板の製法は、樹脂組成物
をアルミニウム板の貫通孔に予め充填する工程を独立し
て行なうので、ボイドの存在しない状態にすることがで
き、冷熱サイクルなどに対する信頼性の高い放熱性の良
好な金属芯基板をうることができる。

【００５９】つぎに本発明を実施例によってさらに具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるもの
ではない。

【００６０】［実施例１］孔径2.0mmの貫通孔を有する
厚さ1.0mmおよび0.6mmの２枚のアルミニウム板（180mm
×230mm）の表面を脱脂したのち、水／濃塩酸／塩化第
二鉄（重量比）＝５／２／１の塩化第二鉄水溶液に常温
で５分間浸漬してケミカルエッチングした。ついで、前
記アルミニウム板を希硝酸水溶液、希水酸化ナトリウム
水溶液でスマット除去後、硫酸300ｇ／Ｌおよび重クロ
ム酸ナトリウム30ｇ／Ｌの硫酸クロム酸溶液に60℃で５
分間浸漬して水洗し、そののち乾燥機を用いて50〜60℃
で15分間乾燥し、表面処理済みアルミニウム板をえた。

【００６１】つぎに、エポキシ樹脂（油化シェルエポキ
シ（株）製のエピコート＃828）64.85部およびフェノー
ル樹脂（郡栄化学工業（株）製のPSM-4327）35.15部を
ガラスビーカに入れてマントルヒータで100℃に加熱し
て溶解し、球状シリカ粒子（新日鉄化学工業（株）製の
M2150、平均粒径15μｍ）130部、球状シリカ粒子（新日
鉄化学工業（株）製のM2010、平均粒径１μｍ）10部お
よびシランカップリング剤（信越化学工業（株）製のKB
M-403）0.42部を添加して均一に分散させたのち、2-エ
チル-4-メチルイミダゾール0.15部を加えて真空脱泡
し、樹脂組成物を調製した。

【００６２】ついで100℃のポットプレート上に厚さ25
μｍのポリフッ化ビニリデンフィルム（デュポン社製の
テドラー）を敷き、アプリケーターで前記樹脂組成物を
塗布し、厚さ１mmの樹脂組成物シートを形成した。つぎ
にその上に前記アルミニウム板、ポリフッ化ビニリデン
フィルムを順に重ね、110℃に加熱したロールの間を通
して、アルミニウム板を樹脂組成物中に埋設した。つい
でこれを金型に挟んで５ｋｇの重りをのせ、オーブン中
で70℃で15時間加熱し、つづいて150℃で２時間加熱し
て硬化させてアルミニウム基板をえた。硬化後、樹脂に
ボイドがないか調べたところ、貫通孔の部分の樹脂にボ
イドはみられなかった。

【００６３】つぎに、繊維径３μｍ、繊維長が20〜300
μｍの範囲に調整したアルミナ短繊維（三菱化成（株）
製）100部と、有機バインダーとしてミクロフィブリル
化セルローズ（ダイセル化学（株）製のMFC）８部を混
合し、繊維分が３％の分散液とした。前記水分散液に、
平均粒径７μｍのアルミナ粒子（日本研磨剤工業（株）
製）300部、凝集剤（栗田工業（株）製のクリフイック
ス）0.1部を加えて調製した液から、通常の方法により
秤量200ｇ／ｍ²のセラミックスペーパをえた。該セラミ
ックスペーパの引張強度は、0.80kg／15mmであった。

【００６４】前記セラミックスペーパに、下記表１に示
したエポキシ樹脂溶液を含浸させ、140℃で10分間乾燥
させてペーパプリプレグをえた。

【００６５】

【表１】 該ペーパプリプレグを２枚重ね、圧力40kg/cm²、温度17
0℃で２時間成形した積層板の熱伝導率は、1.35kcal/m.
hr.℃の優れた値であった。

【００６６】つぎに厚さ18μｍの銅箔、前記ペーパプリ
プレグ２枚、アルミニウム基板（アルミニウム板の厚さ
が1.0mmのもの）、厚さ0.1mmのプリプレグ（三菱瓦斯化
学（株）製のGEPL-170、以下同様）２枚、厚さ0.2mmの
内層基板（銅の厚さ35μｍ、以下同様）、厚さ0.1mmの
プリプレグ２枚、厚さ0.2mmの内層基板、厚さ0.1mmのプ
リプレグ２枚、アルミニウム基板（アルミニウム板の厚
さが0.6mmのもの）、前記ペーパプリプレグ２枚、厚さ1
8μｍの銅箔をこの順に基準孔で位置決めして積層し、
圧力40kg/cm²、温度180℃で１時間加熱加圧して積層体
をえた。

【００６７】ついで前記積層体の貫通孔の中心部に直径
0.92mmのドリルでスルーホールをあけ、つづいてスルー
ホール内面および銅箔の表面に厚さ40μｍの銅メッキ層
を形成し、ついで基板表面を通常の方法でパターニング
して所望の導体回路を有する金属芯基板をえた。

【００６８】えられた金属芯基板の特性をつぎに示す方
法によって評価した。評価結果を表２に示す。 （貫通孔ボイド）目視検査によりボイドが認められない
ものを○、認められたものを×とした。 （貫通孔リンプル）スルーホールをあける前のへこみの
深さを測定した。 （ヒートサイクル耐性）125℃の高温下に15分間、室温
下に２分間、−65℃の低温下に15分間、室温下に２分間
放置する操作を１サイクルとして、前記操作を300サイ
クル繰り返したのち、アルミニウム板からの樹脂のハガ
レおよびスルーホールの導体層にクラックがないかどう
かを透過光を用いた目視検査により調べた。ハガレやク
ラックが認められないものを○、認められたものを×と
した。 （ホットオイル耐衝撃性）260℃のホットオイル中に３
〜５秒間浸漬し、室温のトリクロルエチレン中に20秒間
浸漬する操作を１サイクルとして、前記操作を10サイク
ル繰り返したのち、アルミニウム板からの樹脂のハガレ
およびスルーホールの導体層のクラックを断面の顕微鏡
観察により調べた。ハガレやクラックが認められないも
のを○、認められたものを×とした。 （ハンダ耐熱衝撃性）260℃のハンダ中に10秒間浸漬
し、室温下で５分間放置する操作を１サイクルとして、
前記操作を５サイクル繰り返したのち、アルミニウム板
からの樹脂のハガレおよびスルーホールの導体層のクラ
ックを調べた。ハガレやクラックが認められないものを
○、認められたものを×とした。

【００６９】［実施例２］シリカ粒子として球状シリカ
（新日鉄化学工業（株）製のM2120、平均粒径12μｍ）1
10部、シランカップリング剤として信越化学工業（株）
製のKBM-403 0.36部を用いたほかは実施例１と同様にし
て金属芯基板を製造し、実施例１と同様の評価を行なっ
た。結果を表２に示す。

【００７０】［実施例３］硫酸クロム酸処理のかわり
に、リン酸120ｇ／Ｌの水溶液に浸漬して電圧15Ｖで10
分間のリン酸アルマイト処理をし、水洗、乾燥したほか
は実施例１と同様にして表面処理済みアルミニウム板を
えた。つぎに、シリカ粒子として破砕シリカ粒子（龍森
（株）製のヒューズレックスE-2、平均粒径７μｍ）80
部、シランカップリング剤として信越化学工業（株）製
のKBM-403 0.24部を用いたほかは実施例１と同様にして
樹脂組成物を調製した。

【００７１】ついで実施例１と同様にしてアルミニウム
板を樹脂組成物中に埋設したのち、圧力10kg/cm²、温度
110℃で１時間、その後同じ圧力、温度170℃で１時間加
熱して硬化させ、ついで実施例１と同様にして金属芯基
板を製造し、実施例１と同様に評価を行なった。結果を
表２に示す。

【００７２】［比較例１］エポキシ樹脂（油化シェルエ
ポキシ（株）製のエピコート＃828）40部、エポキシ樹
脂（油化シェルエポキシ（株）製のエピコート＃1004）
30部およびエポキシ樹脂（ダウケミカル社製のDEN431）
30部をガラスビーカに入れて100℃で加熱溶解したの
ち、ｄｉｃｙ（チバガイギー社製の変性HT-2844）５
部、ベンジルジメチルアミン0.2部を加えて均一に溶解
混合脱泡して樹脂組成物を調製した。

【００７３】ついで実施例１で用いたものと同じアルミ
ニウム板を、えられた樹脂組成物中に実施例１同様にし
て埋設したのち、圧力10kg/cm²、温度110℃で１時間、
その後同じ圧力、温度170℃で１時間加熱して硬化さ
せ、ついで実施例１で用いたペーパプリプレグ２枚を、
厚さ0.1mmのプリプレグ２枚に変えた以外は、実施例１
と同様にして金属芯基板を製造し、実施例１と同様に評
価を行なった。結果を表２に示す。

【００７４】ついで厚さ0.1mmのプリプレグを２枚重
ね、圧力40kg/cm²、温度170℃で２時間成形した積層板
の熱伝導率は、0.31kcal/m.hr.℃で、ペーパプリプレグ
でえた熱伝導率1.35kcal/m.hr.℃より劣っていた。

【００７５】［比較例２］実施例１における硫酸クロム
酸処理のかわりに硫酸150ｇ／Ｌの溶液に浸漬し、２Ａ
／dm²の条件で20分間硫酸アルマイト処理をした他は実
施例１と同様にして表面処理済みアルミニウム板をえ
た。ついで比較例１と同様にして金属芯基板を製造し、
実施例１と同様に評価を行なった。結果を表２に示す。

【００７６】［比較例３］実施例１で用いたものと同じ
アルミニウム板を、液体ホーニングで機械的に表面粗化
し、表面処理済みアルミニウム板をえた。

【００７７】つぎに、エポキシ樹脂（油化シェルエポキ
シ（株）製のエピコート＃5046-B80）125部、ｄｉｃｙ
３部、ジメチルベンジルアミン0.2部をメチルセロソル
ブ40部に溶解し、この溶液に厚さ0.1mmのガラス布を浸
漬したのち、130℃で15分間乾燥して樹脂重量が全体の6
5％の孔埋め用プリプレグをえた。

【００７８】ついで前記方法による表面処理アルミニウ
ム板の裏表両面に接着絶縁プリプレグをそれぞれ３枚ず
つ積層し、圧力40kg/cm²、温度170℃で硬化させ、アル
ミニウム基板をえた。しかしこの基板の貫通孔の部分に
はボイドがみられた。えられたアルミニウム基板を用い
た他は比較例１と同様にして金属芯基板を製造し、実施
例１と同様の評価を行なった。結果を表２に示す。

【００７９】

【表２】

【００８０】

【発明の効果】本発明の金属芯基板は、硫酸クロム酸処
理またはリン酸アルマイト処理が施されたアルミニウム
板を用いたので、樹脂組成物とアルミニウム板との接着
性が優れており、アルミニウム板が熱膨張率の小さいシ
リカ粒子が混入された樹脂組成物に埋設されているの
で、アルミニウム板やスルーホール内面に設けられたメ
ッキ層との熱膨張率のマッチングが良好であり、スルー
ホールの接続信頼性が高く、貫通孔の部分のリンプルが
小さく、さらに外層絶縁層に熱伝導率の高いセラミック
ペーパを使用しているので、放熱性がよい。

【００８１】また、本発明の金属芯基板の製法は、樹脂
組成物にアルミニウム板を埋設する工程が独立している
ので、ボイドの存在しない絶縁の信頼性の高い、放熱性
の良好な金属芯基板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属芯基板の一例を示す断面図であ
る。

【図２】メッキ処理され、導体回路が形成された本発明
の金属芯基板の一例を示す断面図である。

【図３】メッキ処理され、導体回路が形成された本発明
の金属芯基板の一例を示す断面図である。

【図４】本発明の金属芯基板の一例を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の金属芯基板の製法の一工程を示す断面
図である。

【図６】本発明の金属芯基板の製法の一工程を示す断面
図である。

【図７】本発明の金属芯基板の製法の一工程を示す断面
図である。

【図８】本発明の金属芯基板の製法の一工程を示す断面
図である。

【図９】本発明の金属芯基板の製法の一工程を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ アルミニウム板 ２ａ 樹脂組成物 ２ｂ 樹脂組成物の硬化物 ３ ペーパプリプレグ ４ 外層銅箔 ５ スルーホール ６ 内層基板 ７ メッキ層 ８ 離型フィルム ９ 加熱ローラ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６８】えられた金属芯基板の特性をつぎに示す方
法によって評価した。評価結果を表２に示す。 （貫通孔ボイド）目視検査によりボイドが認められない
ものを○、認められたものを×とした。 （貫通孔リンプル）スルーホールをあける前のへこみの
深さを測定した。 （ヒートサイクル耐性）125℃の高温下に15分間、室温
下に２分間、−65℃の低温下に15分間、室温下に２分間
放置する操作を１サイクルとして、前記操作を300サイ
クル繰り返したのち、アルミニウム板からの樹脂のハガ
レおよびスルーホールの導体層にクラックがないかどう
かを目視検査により調べた。ハガレやクラックが認めら
れないものを○、認められたものを×とした。 （ホットオイル耐衝撃性）260℃のホットオイル中に３
〜５秒間浸漬し、室温のトリクロルエチレン中に20秒間
浸漬する操作を１サイクルとして、前記操作を10サイク
ル繰り返したのち、アルミニウム板からの樹脂のハガレ
およびスルーホールの導体層のクラックを断面の顕微鏡
観察により調べた。ハガレやクラックが認められないも
のを○、認められたものを×とした。 （ハンダ耐熱衝撃性）260℃のハンダ中に10秒間浸漬
し、室温下で５分間放置する操作を１サイクルとして、
前記操作を５サイクル繰り返したのち、アルミニウム板
からの樹脂のハガレおよびスルーホールの導体層のクラ
ックを調べた。ハガレやクラックが認められないものを
○、認められたものを×とした。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７２】［比較例１］エポキシ樹脂（油化シェルエ
ポキシ（株）製のエピコート＃828）40部、エポキシ樹
脂（油化シェルエポキシ（株）製のエピコート＃1004）
30部およびエポキシ樹脂（ダウケミカル社製のDEN431）
30部をガラスビーカに入れて100℃で加熱溶解したの
ち、変性ｄｉｃｙ（チバガイギー社製のHT-2844）５
部、ベンジルジメチルアミン0.2部を加えて均一に溶解
混合脱泡して樹脂組成物を調製した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エポキシ樹脂とフェノール樹脂の合計量
   100重量部に対し、平均粒径４〜25μｍのシリカ粒子が5
   0〜200重量部配合されてなる樹脂組成物の硬化物中に、
   ケミカルエッチングののち、硫酸クロム酸処理またはリ
   ン酸アルマイト処理が施された貫通孔を有するアルミニ
   ウム板が埋設されたアルミニウム基板と、外層銅箔と
   が、繊維径が５μｍ以下で繊維長が５〜500μｍの分布
   を有するセラミック短繊維を原料としたセラミックペー
   パに樹脂が含浸されたペーパプリプレグにより、積層成
   形され、スルーホールが設けられた金属芯基板。
2. 【請求項２】 （ａ）エポキシ樹脂およびフェノール樹
   脂とシリカ粒子とを混合した樹脂組成物を、アプリケー
   ターを用いて離型フィルムに塗布する工程、 （ｂ）離型フィルムに塗布された前記樹脂組成物上に、
   貫通孔を有するアルミニウム板を置き、さらに前記アル
   ミニウム板上に離型フィルムをかぶせ、加熱ローラーを
   用いてアルミニウム板を樹脂組成物中に埋設させる工
   程、 （ｃ）アルミニウム板が埋設された前記樹脂組成物を加
   熱して熱硬化させる工程、 （ｄ）離型フィルムを除去してえられた基板と外層銅箔
   とを、セラミックペーパに樹脂が含浸されたペーパプリ
   プレグを用いて積層成形する工程および （ｅ）前記アルミニウム板の貫通孔の中心部に、貫通孔
   より小径のスルーホールを形成し、スルーホール内面と
   外層銅箔とをメッキして導体層を形成して表裏の導体の
   接続を行なったのち、導体層をエッチングして導体回路
   を形成する工程からなる金属芯基板の製法。