JPH05291749A

JPH05291749A - 金属芯入り印刷配線用基板の製造方法

Info

Publication number: JPH05291749A
Application number: JP9434692A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kuritani; 弘之栗谷; Shinsuke Hagiwara; 伸介萩原
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1992-04-14
Filing date: 1992-04-14
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】放熱性、耐熱性に優れかつスルーホール等の
穴明け工程が不要である金属芯入り印刷配線用基板を提
供すること。【構成】平板状のキャビティを有し所定位置にスルー
ホール等の貫通孔を形成するための突起を設けた成形金
型に、芯材となる金属板を配置し、次いで熱硬化性樹脂
組成物を注入して硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に放熱性を必要とす
る電子機器等に用いられる印刷配線用基板の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子機器等に用いられる印刷配線
用基板は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を含浸させ
た紙やガラス布等（プリプレグ）と金属箔を積層しプレ
スにより加熱、加圧成形して得られる。このような紙や
ガラス布と樹脂からなる基板は熱伝導率が低く、発熱量
の多い大電力半導体素子等が直接搭載できず、別途放熱
板等に搭載する必要がある。一方、放熱性を付与した配
線板としては金属芯配線板があり、これは金属板表面に
樹脂を塗布して絶縁層を形成し金属箔を接着して得られ
る。このような金属芯基板では、表裏両面の回路形成は
可能であるがこれらを電気的に接続するスルーホールの
形成は金属板が電気的に導体であるため困難である。こ
れに対し、金属板にあけた孔に絶縁樹脂を充填してから
プリプレグと積層する方法（例えば特開昭59-105216号
公報）や、金属板にあけた孔にプリプレグの過剰の樹脂
を充填するような方法（例えば特開昭59-213431号公
報、特開昭59-213432号公報）が提案されている。しか
し、これらの方法ではプリプレグを使用しているため、
孔中に充填された樹脂には基材が含まれず、熱膨張率等
の物性が絶縁層部分とは異なり、スルーホール部の電気
的信頼性に不安が残る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のようなプリプレ
グを用いた基板では、スルーホール等の貫通孔を形成す
るためにドリル加工やルーター加工等の工程が必要とな
る。この加工工程は多大な時間と労力を必要とし、コス
ト的にも大きな割合を占めている。特に基材にガラスク
ロスを用いた場合、加工用の刃が摩耗しやすく問題とな
っている。このような問題に対し、成形材料を用いて金
属芯入り基板を成形する方法があるが、一般の成形基板
に主に用いられている熱可塑性樹脂、例えばポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリエー
テルイミド等は、成形温度が３００℃前後と非常に高く
寸法安定性等に問題がある。また、溶融粘度が高いた
め、成形中に金属芯が成形圧で移動、変形しやすい。さ
らに、耐熱性が良好な樹脂は価格が高い。これに対し、
熱硬化性樹脂は成形温度を低くでき寸法安定性が良好で
ある。また、耐熱性が良好でありながら価格が低い。本
発明はかかる状況に鑑みなされたもので、放熱性、耐熱
性に優れかつスルーホール等の穴明け工程が不要である
金属芯入り印刷配線用基板を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明方法は、平板状の
キャビティを有し所定位置にスルーホール等の貫通孔を
形成するための突起を設けた成形金型に、芯材となる金
属板を配置し、次いで熱硬化性樹脂組成物を注入して硬
化させることを特徴とする。以下、本発明を詳細に説明
する。図１に本発明で用いられる金型に芯材となる金属
板を配置したものの例の断面図を示す。成形金型の上型
１及び／または下型２には突起３が設けてある。この突
起により基板にスルーホール等の貫通孔を形成する。突
起は上下型のどちらに設けてあってもよいし両方に設け
てあってもよいが、型締めをしたときにこれらの突起は
接しなければならない。また、このような突起は金型に
固定されていてもよいし、可動でもよい。成形後の型開
きに連動して引っ込むような可動のピン等を用いると、
成形した基板を金型から取り出し易くなる。突起の形状
は必要に応じてどのようなものでもよいが、成形した基
板を取り出す際に基板に割れや欠けを生じにくい形状が
好ましい。例えば、先が細くなっているテーパー状の円
柱状が挙げられる。

【０００５】このような成形金型に芯材となる金属板４
を配置するが、金属板は１枚でもよいし複数を用いても
よい。金属板の材質は、それぞれ異なってもよいし同一
であってもよく、銅、アルミニウム、鉄等の金属、また
はステンレス等の合金や、亜鉛や錫、ニッケル等のめっ
きを施したもの等どのようなものでもよいが、放熱性の
必要な部分では熱伝導率の高いものが好ましい。金属板
の形状は必要に応じてどのようなものでもよく、それぞ
れ異なってもよいし同一であってもよい。また、基板内
でのこれらの金属板の配置関係は、平面上に配置されて
いてもよいし厚さ方向で一部または全部が重なっていて
もよく、また入れ子になっていてもよい。隣あう２枚の
金属板同士は、溶接やはんだ付け等で接合されたりはめ
込み等で固定されて接触していてもよいが、絶縁が必要
な場合は一定間隔で離れていてもよい。また、これらの
金属芯の表面には脱脂や粗化、カップリング剤処理等を
行なうことができ、樹脂との接着性を向上することがで
きる。スルーホール等の貫通孔を形成する部分の金属板
には、貫通孔より大きな貫通孔や切り欠きを設けてある
ことが好ましい。このことにより任意の位置にスルーホ
ール等を形成でき、金属板と絶縁樹脂を介して絶縁性に
優れたスルーホール等を得ることができる。

【０００６】上記金型と金属板との間には回路となる金
属箔を配置することができ、成形により一体成形でき
る。金属箔は特に限定するものではなく用途に応じてど
のようなものでもよいが、はんだ付け性や回路形成性、
価格等から考えて一般の印刷配線用基板に使用されてい
る銅箔が好ましい。また、金属箔の厚みは用途に応じて
適宜選択できる。このような金属箔に前述の金型の凸部
が入るような１個以上の透孔を設けることにより、成形
時の金属箔のしわや切れ等の不良を防ぐことができる。
また、金属箔の樹脂と接する面は、粗化したりカップリ
ング剤や接着剤等の処理を施すことにより、樹脂との接
着性を向上することができる。

【０００７】絶縁層となる熱硬化性樹脂としては、フェ
ノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、トリアジン樹脂等どのようなものでも
よく、何種類か併用してもよい。特に、エポキシ樹脂に
硬化剤としてフェノール樹脂を配合した系では耐熱性、
電気特性等に優れている。また、これらの樹脂には硬化
反応を促進する硬化促進剤や難燃性を付与する難燃助
剤、着色剤、離型剤などの添加剤を適宜適量配合するこ
とができる。

【０００８】このような樹脂系には種々の充填剤を配合
することにより、熱伝導率を向上したり熱膨張係数を芯
材に整合することができる。例えば溶融シリカ、結晶シ
リカ、アルミナ、窒化珪素等の無機物や、シリコーン、
テフロン等の有機物の粉末等が使用でき、単独または何
種か併用してもよいが、本発明の目的からは熱伝導率の
高いものが好ましい。充填剤の粒径は成形金型のゲート
に詰まらない程度の大きさ以下であればよく、またその
形状はどのようなものでもよい。充填剤の配合量は特に
限定するものではないが、樹脂組成物の溶融粘度や硬化
物の熱伝導率、熱膨張係数等から２０〜８０体積％の範
囲が好ましい。充填剤を配合する場合、樹脂との接着性
を高めるためシラン系カップリング剤に代表されるよう
な表面処理剤を添加してもよい。

【０００９】成形方法については注型、移送成形、射出
成形、圧縮成形等一般の成形材料の成形方法を用いるこ
とができ、必要に応じて加熱、加圧してもよい。回路形
成方法については、無電解めっきを用いるアディティブ
法など公知の方法が使用できる。また、成形時に回路と
なる金属箔を一体成形した場合は、エッチング等の一般
の方法がしようできる。

【００１０】

【作用】スルーホール等の貫通孔を形成するための凸部
を設けた金型を用いて、芯材となる金属板を熱硬化性樹
脂組成物で成形することにより、放熱性、耐熱性に優れ
かつスルーホール等の穴明け加工が不要である印刷配線
用基板を得ることができる。すなわち、金属板を芯材と
して基板に内挿するため優れた放熱性が得られ、かつ熱
硬化性樹脂を用いて成形するため優れた耐熱性が得られ
る。更に、スルーホール等の貫通孔を成形時に形成でき
るため、印刷配線板を製造する際の多大な時間や労力を
必要とするドリル加工やルーター加工等の工程不要とな
り、安価な印刷配線板を得ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明するが、
本発明はこの実施例に限定されるものではない。

【００１２】実施例１ＥＳＣＮ−１９５（住友化学(株)製オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、商品名）：１００重量部ＨＰ−８００Ｎ（日立化成工業(株)製フェノールノボラック樹脂、商品名）：５０重量部アルミナ粉：９５０重量部エポキシシランカップリング剤：３重量部トリフェニルホスフィン：５重量部カーボンブラック着色剤：１重量部上記化合物を充分混練した後、厚さ１mmの銅板３枚を図
１に示すように金型の凸部以外の位置に配置し、移送プ
レスにより１７５℃、９０秒で成形したものを１７５
℃、５時間後硬化し、厚さ１．６mm、１００mm角の金属
芯入り基板を得た。

【００１３】実施例２金型の凸部の位置に合わせて直径１．５mmの貫通孔を明
けた厚さ１mmの銅板１枚を用いたこと以外は実施例１と
同じ方法で作製し、金属芯入り基板を得た。

【００１４】比較例１ジシアンジアミド硬化系エポキシ樹脂ワニスを厚さ０．
２mmのガラス布に含浸させた後、乾燥させプリプレグを
得た。これを８枚積層し両面に厚さ３５μm の銅箔を配
置し、プレスにより１７０℃、９０分加熱、加圧成形し
て厚さ１．６７mmの銅張積層板を得た。

【００１５】比較例２ジシアンジアミド硬化系エポキシ樹脂ワニスを厚さ０．
１mmのガラス布に含浸させた後、乾燥させプリプレグを
得た。厚さ１．５mmのアルミ板の片面にこのプリプレグ
１枚と比較例１で用いた銅箔１枚を配置し、比較例１と
同様に成形して厚さ１．６４mmのアルミベース銅張り積
層板を得た。

【００１６】比較例３凸部の無い平板状のキャビティを有する金型を用いたこ
と以外は実施例２と同じ方法で作製し、金属芯入り基板
を得た。

【００１７】以上のようにして得られた基板を用いて、
熱伝導率、はんだ耐熱性、スルーホール形成性を評価し
た。熱伝導率の測定は、銅箔を除去した１００mm角の基
板を、平面プローブを用いた熱線法による熱伝導率計
（ＱＴＭＤ３：京都電子工業(株)製）で行なった。はん
だ耐熱性の測定は、基板を２５mm角に切断し、８５℃、
８５％ＲＨの恒湿高温槽内で５０時間加湿し、３００℃
のはんだ浴に５分間浮かべた後のふくれの有無を目視観
察した。スルーホール形成性の評価は、実施例１及び２
はそのままで比較例１〜３はドリルを用いて孔明けした
内面に無電解銅めっきを施してめっきスルーホールを形
成し、断面を顕微鏡観察した。結果を表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１から明らかなように、本発明の方法で
製造した実施例１、２及び比較例２、３は熱伝導率が比
較例１に比べ高く、放熱性が良好であった。また、実施
例１及び２ではスルーホール形成のためのドリル加工が
不要であり、直ちにめっき処理を行なうことができた。
更に、スルーホール部にはボイド、未充填の発生がな
く、絶縁性も良好であった。特に実施例２では、予め金
属芯に設けた貫通孔の位置であればどこでもめっきスル
ーホールが成形可能であった。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
方法の金属芯入り基板は従来の金属ベース基板と同等以
上の放熱性を有し、かつ耐熱性に優れ、スルーホール形
成のためのドリル加工等の工程が不要であり、その産業
的価値は高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法で用いられる金型に、芯材となる金
属板を配置したもの断面図。

【符号の説明】

１…上型、２…下型、３…スルーホール等形成用突起、
４…金属芯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状のキャビティを有し所定位置にス
ルーホール等の貫通孔を形成するための突起を設けた成
形金型に、芯材となる金属板を配置し、次いで熱硬化性
樹脂組成物を注入して硬化させることを特徴とする金属
芯入り印刷配線用基板の製造方法。
【請求項２】予めスルーホール等の孔径より大きな貫
通孔または切り欠きを設けてある金属板を芯材として用
いることを特徴とする請求項１に記載の金属芯入り印刷
配線用基板の製造方法。