JPS58163645A - 銅張り積層板の製造方法 - 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】 種々の電子装置の出現で、これらの装置用の回路板の使
用が過去数年間に亘って著しく増大した。

回路板はプラスチック紙、織布などのごとき合成または
天然産の支持体に結合された金属から成り。

付加プロセスまたはフィルムの接着作用によって金属を
支持体に結合させる接着フィルムの付加のいづれかによ
って金属を支持体に結合することによって製造された。

金属の支持体への付加プロセスを行う１つの方法は、金
属の付加還元／酸化沈着を利用するかめるいはこの付加
沈着を利用した後つづいて電解法を行って電解浴中で支
持体の表面上の付加的に沈着した金属の上に銅のごとき
金属を電気メッキすることによる。支持体の表面上に金
属を沈着する電解法は、必然的に１金属の電極と電解液
を利用する。支持体上の金属沈着層の厚さは、時間、温
度、電解液濃度などのごとき種々のファクターによって
速かに制御せねばならない。多くの場合、このプロセス
の欠点は、比較的長い時間に亘って金属ｘ、ｒシスチン
シーの均一な沈着を得ることが困難なことである。また
、重合体表面上の付加的に沈着した金属の結合強さは他
の技術の金属被着に勢しくなかった。同様に、接着フィ
ルムを用いて支持体の表面に金属を結合する時は、比較
的精密な条件を用いることが必要である。例えば、金属
とポリスルホンとの間にゾレゾレグまたはＢ段階におけ
るエポキシ接着フィルムを用いる時は、使用される圧は
比較的狭い範囲内で制御せねばならない。このことは、
余り高過ぎる王を用いると重合体支持体を亀裂させる傾
向がるると言う事実に依る。米国特許第３，９３９，０
２４号は、金属張り積層板の１部分から成る金属シート
を清浄にし、熱可塑性また熱硬化性の接着剤を下塗りし
、その後加熱及び加圧下で熱可塑性の支持体に積層する
方法を記載している。次に、この特許は、熱硬化性接着
剤を使用すると金属上で早期硬化すると述べている。逆
に、熱可塑性物質が粘着性の時は接着剤を使用する必要
はない。しかしながら、このことは使用し得る熱可塑性
支持体の種類を限定する。

米国特許第３，１４６，１４６号は、金属と支持体との
間の結合が支持体を溶融状態において結合されるべき、
金属と接触させながら、例えばガンマ線、φ粒子、電子
及び陽子のごとき高エネルギーの電離性放射線で照射す
ることによって改良される所の重合体−金属積層板の結
合の強さを増大する方法を記載している。米国特許第３
，９３２．２５０号は、支持体または積層板として樹脂
含浸したガラス織物、ガラスマット、ガラス紙、ガラス
−セルロース紙、セルロース紙並に合成及び天然繊維織
物を用いて、金属ホイルまたはプラスチックフィルム張
りした積層板の製造方法を教示している。

この積層板は２つのプレストブレードの間に金属または
シラスナックフィルムと積層板をおくことによってふち
に沿ってシールされる。このプレストブレードは剥離フ
ィルムとして用いられる光沢アルミニウムホイルで被わ
れ、他の側は銅のごとき異なる金属によって被われてい
る。また米国特許第３，５１４，３０８号は、固体重合
体のポリオレフィンと金属を界面においてポリオレフィ
ンを実質的に完全に融解する温度において、酸素含有雰
囲気中で接触させることによるポリオレフィンを金属支
持体に結合する方法を開示している。しかしながらこの
特許は所望の反応を行うには酸素含有気の存在を必要と
するように思われる。同様に、米！特許第３，２７４＋
３２８号は誘電体または支持体が２つの重合体、すなわ
ちポリスチレンとポリスチレンのブレンドから成る回路
板またはストリ。

ツブライン用の誘電体の製造方法を開示し７ている。

この支持体金銅張りする処理から生じる回路板は４５０
″Ｆ（２３２℃）で４５秒間のはんだ浸漬抵抗を含む若
干の特徴を有する。後に詳しく記載するように、今や銅
を、低圧において少くとも１７０℃のガラス転移温度を
有し比較的短いサイクルを有する固体の多金属支持体に
直接結合して、所望Ｑ特徴を有し先行技術の複合体が上
記特徴を欠いているため適当でなかった任意の作用に利
用される銅張り積層板を形成し得ることが発見された。

本発明は金属張り積層板の製造方法に関する。

詳しくは、本発明は時間、温度及び圧の比較的温和な操
作条件を利用して、ある特徴を有する高ブー　ロフィル
鋼と熱可塑性樹脂との間の直接結合を得るための７方法
に°関する。積層板の金属部分が仕上り製品の一面また
は両面のいづれがＫある銅張り積層板は回路板の製造に
用いられる。この方法によって得られる回路板は種々の
電子装置に用いられ、特に比較的高周波を含む装置にお
ける使用に適する。例えば１本発明の方法によって製造
される回、踏板はレーダー、高度計、距離測定装置のご
ときマイクロウェーブ装置及び周波数が、ジガヘルツま
たはジガビット（ジガは１ｏ・）で測定されるコンヒユ
ーターのごとき高速デジタル装置に使用される。

従って、本発明の目的は銅張り積層板の製造方法を提供
することでるる。

さらに本発明の目的は熱可塑性樹脂のごとき支持体を導
電性金属に直接結合する方法を提供することでるる。

１つの態様において、本発明の具体例は、少くとも１枚
の高プロフィル鋼と少くとも１７０℃のガラス転移温度
を有する１枚の熱可塑性樹脂とか°ら複合体を形成し、
蚊複合体に該銅を該樹脂に直接結合するに充分な時間約
１７０〜３００’Ｃの範囲の温度において高圧を加え、
得られた約６．５ＬＢＳ／ＩＮＣＨ以上の剥離強さを有
する高プロフィル鋼張り積層板を面取することがら成る
銅張り積層板の製造方法にるる。

本発明の特定の具体例は、少くとも１枚の高プロフィル
鋼と１枚のポリスルホンとから成る複合体を形成し、該
複合体に約１０〜２０分の範囲の時間約１７０〜３００
℃の範囲の温度において約７５〜３５０　ＪＳ／ＩＮ鵞
の圧を加え、得られた約６．５ＬＢＳ／ＩＮＣＨ以上の
剥離強さを有する高プロフィル銅張りポリスルホンを回
収することから成る銅張り積層板の製造方法にある。

その他の目的及び具体例は以下の詳細な記載に見出され
る。

本発明は銅張り積層板の製造方法、詳しくは、後に詳記
する種類の熱可塑性樹脂から成る支持体を積層板の高プ
ロフィル鋼の部分に直接結合する方法に関する。得られ
た銅張し積層板は各種の目的に使用できる所望の特性を
有する。ここに蟻高プロフィル銅〃と言う用語Ｆｉ１面
がなめらかで他面が粗い銅ホイルまたはシートとして定
義される。

銅ホイルまたはシートの１面の粗さは従来の方法で処理
した銅ホイルまたはシート上に見られるものよりもより
密及び／′ｔたＦｉｌｔ−法が長いヌードルから成る。

高プロフィル型で々い通常の銅ホイルは、本発明の方法
によって製造される銅張り積層板によって与えられる剥
離強さを達しない。同様に、本発明の方法界よって製造
される銅張抄積層板もまた普通の方法で製造した積層板
が有するよりも大きいはんだ浸漬抵抗を有する。例えば
、本発明の積層板のはんだ浸漬抵抗は少くとも２６０℃
の温［において少くとも４５秒である。これは２３２℃
で４５秒のはんだ抵抗を開示している米国特許第３，２
７４，３２８号に示される金属張り積層板のはんだ抵抗
と対照される。２６０℃において４５秒間はんだ浸漬に
抵抗する５能力はより完全なはんだがより高温で達せら
れるので有利である。

積層板の銅部分に対する熱可塑性樹脂の直接結合は少く
とも１７０℃のガラス転位温度を有しかつ予め定められ
次厚さを有する熱可塑性樹脂のシートが少くとも１枚の
銅のシートと接触して支持体として作用する複合体を形
成することによって行われる。その後、この複合体に、
予め定められた時間樹脂のガラス転°位温度以上の温度
において高ＥＥを加える。熱可塑性樹脂は銅に直接結合
され、かくして、支持体と銅との間の結合を行う接着フ
ィルムの必要を解消する。本発明の方法に用いられる操
作）ξラメーターは、約７５〜８５０　ＬＢ８／ＩＮｔ
（ＰＳＩ）の範囲の圧、前記のごとく使用される特定の
熱可塑性樹脂のガラス転位温度に依る温度、通常的１７
０〜３００℃の範囲にある温度、並に約１０〜２０分の
時間サイクルを含む。

〜約４０２　（０，００５６インチ）またはそれ以上の
厚さの範囲忙ある高プロフィル鋼から成る。本発明の積
層板の第２成分を形成する熱可塑性樹脂の例は、少くと
も１７０℃のガラス転位温度を有するものから成り、結
晶形融点が１７０〜１８１℃の範囲のアセタール類、１
７０〜２３０℃の範囲の結晶形融点を有するセルロース
樹脂、結晶形融点が１７０〜３２７℃の範囲のフルオロ
プラスチック、２１６〜２６５℃の番０範囲の結晶形融
点を有するナイロン−６，１９５℃の結晶形融点を有す
るナイロン−１１，１７５℃の結晶形融点を有するナイ
ロン−１２％　２３２〜２６７℃の範囲の結晶形融点を
有する熱可塑性ポリエステル類、２９０℃の結晶形一点
を有するポリフェニレンチルファイド、２７５℃の無定
形融点を有するポリアミド、１９０℃の無定形融点を有
するポリアリールエステル樹脂、３１０〜３６５℃の範
囲の無定形融点を有する／リイミド樹脂、１９３〜２３
０℃の範囲の無定形融点を有するポリスルホン、などの
ごとき樹脂を包含する。上記の導電性金属と熱可塑性樹
脂は使用する材料の代表例でろって、本発明はこれに限
定されるものでは表い。

熱可塑性樹脂が積層板の銅部分に直接結合されて−る所
望の鋼張り積層板はでマツチ式ま、たけ連続式操作のい
づれでも製造される。例えば、ノ々ツテ式操作を使用す
る時は、複合体は熱可塑性樹脂支持体のシートを鋼のシ
ート上におくか、あるいは上記積層板の両面に鋼を含む
積層板が望ましい場合性鋼の２枚のシートの間におくこ
とによって形成される。完成し九積層板がその両面上に
銅のシ−トを含む場合においては、単独または幾つかの
複合体を一緒におくことによってこれらの積層板を形成
することが可能である。本発明の好ましい具体例におい
ては、誘電体の厚さに依って１〜約２０個の積層板が１
つの複合体を他の複合体の上におくことによってこれら
の複合体から形成できる。積層装置の簡単化においては
、上と下の当て板が必要であるだけで当て板を積層板の
間におくことは不必要で６体。もしそうすることが望ま
しいならば、熱可塑性樹脂のシートと銅のシートは、シ
ート上にまたはシートの中に存在するかも知れない湿気
を追い出すに充分な時間空気循還オーブン中で高温で乾
燥することができる。複合体を所望の位置においた後、
予め定められた時間前記の範囲の加圧を施す。所望の積
層板の形成が行われる温度は、前記のごとく、積層板の
支持体部材として用いられる特定の熱可塑性樹脂の融解
温度に依る。複合体を適当な時間所望の温度と圧を施し
た後、その圧を維持しながら温度を約５０℃に下げる。

次に、積層板は田を除くことによってプレスから取り出
す。

所望の銅張り積層板を連続操作法で製造することも本発
明の範囲内にある。所望の製造を行う方法の１つは、熱
可塑性樹脂のフィラーを含む銅のシー）１６る装置に連
続的に供給し、その装置において、その装置を熱可塑性
樹脂の融解温度以上の温度に維持しながらシート上所望
の圧の下におくことである。複合体または積層板の装置
中の通過は所望の時間にあるように調整し、予め定めら
れた時間装置を通った後、このように形成したシート状
の銅張り積層板を連続的に取り出し、冷却域に通しその
後に回収する。

次の実施例は本発明の方法を具体的に説明するためのも
のである。しかしながら、これらの例は説明のためのも
のでろって、本発明がこれに限定されるものではない。

実施例１ 高プロフィル鋼とポリスルホンのシートを空気循還オー
ブン中で約９０〜１０５℃の温度で２時間予備焼きして
存在する湿分を追い出すことによって製造した。これに
続いて、銅のシー）ｔステンレススチールの当て板上に
おき、ポリスルホ／のシート上この銅の上においた。そ
の後、もう１枚の銅のシー）ｋこの２リスルホンの上に
おいてポリスルホンの両面に銅のシート會有する複合体
を形成°した。このようにして１つの複合体が他の複合
体の上におかれた同様の複合体６個以上を作・つた。複
合体と複合体の間には当て板はおかなかった。第２のス
テンレススチールの当て板を複合体の上におき、次に、
複合体ｔ１２５ＰｓＩの圧の下で２３２℃の温度に維持
したホットプレスに入れた。複合体を接着剤層において
ホットプレスに３０秒〜３分間維持した。この間に、ポ
リスルホンは溶融しその両側の２枚の銅のシートへの直
接結合を形成した。この時間の終りに、このように形成
した銅張り積層板は循還冷却水によって約５０℃の温度
に冷却し続いて王を除きプレスから引き出した。

このようにして形成した積層板に種々の物理的テストを
行って次の結果が得られた： テスト　　　　　　　　　　　　結果 剥離強さくＬＢ／ＩＮＣＨ：０ｕｌｏｚ）　　平均８．
５〜９．０總膨張係数（″ＸＮ／丁Ｎ／１）（Ｚ一方向
）　　　４．５ｘｌｏ°５ガラス転位温ＩＩ（℃）　　
　　　　　　　１９２水吸収（チ）’　　　　　　　　
　　　０．２９はんだぶくれ（２６０℃で２０秒）　　
　合格各種の物理的テストの他に、積層板はなお電気的
データを得るためのテス）を行つ次。ＭＩＴによるＧＨ
，Ｌ誘電測定は短い共軸ラインにおける定常技法を用い
て１〜２４ＧＨｚ　　の範囲において行われた。測定器
具はセントラル　リサーチ　ラデラトリーズマイクロウ
エーブダイエレクトロメーター（Ｃｅｎｔｒａｌ　’Ｒ
ｅ５ｅａｒｃｈ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ　Ｍｉｃｒ
ｏｗａ−ｖｅ　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｒｎｅｔｅｒ　）で
あった。温度試験に対して、各導体は分離ヒーターを具
えた。サンプルの長さの変化は深さゲージで制御し念。

一般技榊はｘ−、ＡｙヒｙピＡ、　（Ａ、ｖａｎ　Ｈｉ
ｐｐｅｌ　）　ｌ！輯のグイエレクトリックスアンドウ
エーブス（Ｄｉａｌ−ｅｃｔｒｉｃ＠ａｎｄ　Ｗａｖｅ
ｓ　）及びダイエレクトリックマテリアルスアンドアッ
プリケーションズ（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｍａｔｅｒ
ｉａｌｓ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉ番ｊｓ）、ＡＳ
ＴＭ　　Ｄ　　２５２．０−７０に論じられている。

計算方法は、アメリ、力合衆国農務省アグリカルチュラ
ル　リサーチサービス（Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｒ
ｅ５ｅ−ａｒｃｈ　５ｅｒｖｉｃｅ　）のニス、オー、
ネルソン（ｓ、ｏ。

Ｎｅ１ｓｏｎ）、シー、ダブリュ、シュラツホフ（Ｃ，
Ｗ。

８ｃｈｌａｐｈｏｆｆ）及びエル、イー、ステットソン
（Ｌ　、　Ｅ　、　８ｔｅｔｓｏｎ）によって〃短絡し
友導波管測定から低または高損失物質の誘電特性を計算
するためのコンピュータープログラム（Ｃｏｍｐｕｔｅ
ｒ　Ｐｒｏｇ−ｒａｍ　　ｆａ丁　Ｏ４ｃｌｃｕｌａｔ
ｉｎｇ　　Ｄｉｅｌｅｃｔｉｉｂ　　　Ｐｒｏｐｅｒｔ
ｉｅｓ　　　ｏｆＬｏｗ　ｏｒ　Ｈｉｇｈ−Ｌｏｓｓ　
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｆｒｏｍ　５ｈｏｒｔ−Ｃｉｒ−
ｃｕｉｔｅｄ　　Ｗａｖｅｇｍｉｄｅ　Ｍｅａｓｕｒｅ
ｍｅｎｔｓ　）　’、ＡＩ’ＬＳ−ＮＯ−４，１９７２
年１１月に論じられている。

周波数が１〜２４ジガヘルツの範囲で、温度が２３℃か
ら１７５℃そしてまた２３℃にわたるこのテストの結果
は次の表に示した。ただし、表において、Ｋは一電率、
Ｚは誘電正接である。

周波数、ＧＨｚ 温度＋℃１　　　　　２．４５　　　　　３　　　　　
　５Ｚ　　　、００３５２　　．００４３１　　．００
４５６　　．００８．５　　　　　１４　　　　　　２
４上記の表から、本発明の方法によって製造した直接結
合積層板は、誘電常数及び消失ファクターが温度及び周
波数の広い範囲にわたって可成り均一である電気的デー
タを与え、かくして高周波を含む装置に使用できること
がわかる。

実施例２ ２枚の高プロフィル銅のシートの間にサンドイッチした
ポリフェニルサルファイド、ポリアミドまたはポリイミ
ドの支持体から成る複合体を形成しそれぞれ約２９５℃
、２８０℃及び３１５℃の温度において約１５０ＰＳＩ
の高い圧を施して。

支持体が銅のシートに直接結合される積層板を形成する
ことによって他の積層板を製造した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少くとも１枚の銅板と少くとも１７０℃のガラス転位温
   度を有する１枚の熱可塑性樹脂のシートとから成る複合
   体を形成し、該複合体に該銅板が該樹脂のシートに直接
   結合するに充分な時間約１７０〜３００℃の範囲の温度
   において高圧を加え、得られた約６．５　Ｌ　Ｂ　Ｓ／
   Ｉ　ＮＯＨ以上の剥離強さを有する高プロフィル銅張り
   積層板を回収することから成る銅張り積層板の製造方法
   。