JPS5821437B2 - プリントカイロバンオヨビソノセイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱硬化性樹脂積層板上に、強い密着強。

度をもった電気伝導性金属薄膜を形成させたプリント回
路板の製造方法に関するものである。

その主たる目的とするところは、熱硬化性樹脂積層板上
に従来不可能であった金属極薄膜の形成を可能にする事
により打抜き等の加工性などが優れ又回路の高密度化を
可能にすると共に電気的性能特に高周波特性のすぐれた
プリント回路板の工程の短縮された簡便な製造方法を提
供しようとするものである。

従来熱硬化性樹脂プリント回路板は、紙、布、ガラス布
などの基材に、熱硬化性樹脂を塗布、含浸、乾燥して得
た素材の数枚と通常３５〜７０μの電解銅箔を重ね合せ
、熱プレスで加熱、加圧して得たプリント回路基板に回
路を印刷し、エツチングにより不要な部分の銅を除く事
により得ていた。

この方法によれば薄い金属箔の取扱いが困難なことから
１０μ程度以下の薄因電気伝導膜を有したプリント回路
板の作成は非常に困難であり、工業的には事実上不可能
であった。

従って従来のプリント回路板では数１０μの回路中をも
ったサーキットは、エツチング時のサイドエッチ効果に
より得る事が出来なかった。

又いったん成形し回路を作成したプリント板を中心層と
し、上下層に新しい層を形成する多層プリント板では、
中心層回路の銅箔が厚い程、回路のコーナーに空気が残
り第２段目の層の形成が困難であった。

更にその製造方法はまずプリント基板を作成し、その後
エツチングにより回路を作成するという煩雑な工程を含
んでいた。

更にエツチングの工程は一般には塩化第二鉄々どを使用
する為その排水が近年公害問題として大きな問題となっ
ている。

本発明者らは従来のプリント回路基板のこれらの欠点を
解決するため、鋭意研究を進めた結果、熱硬化性樹脂積
層板に特殊な物理的手段を適用することにより、熱硬化
性樹脂積層板上に強い密着強度をもった電気伝導性金属
薄膜の回路を直接形成させたプリント回路板の製造方法
を見い出し、更に種々研究を進めて本発明を完成するに
至ったものである。

次に本発明の詳細な説明 一例に従い説明する。

本発明に使用する装置の一例を第１図及び第２図に示し
た。

まず蒸着室３内をＩＸ１０＝ＴｏｒｒからＩＸＩＯ
”Ｔｏｒｒの真空に保ち、赤熱したルツボヒーター８と
蒸着しようとする金属を入れだルツボ１２の間に０．Ｉ
ＫＶ〜ＩＯＫＶの直流電圧をルツボ側をプラスとして印
加し、０．１〜ＩＯＡの電流を流し、１５００〜２５０
０℃に加熱するこの場合、ルツボの加熱方法としては、
電子衝撃による方法以外に、抵抗加熱や誘導加熱による
方法でもよく又これらを組合せた加熱方法でもかまわな
い。

ルツボは蒸着しようとする金属が十分に蒸発する温度に
まで加熱されればよく、蒸発しようとする金属の種類に
よつでは１５００℃以下でもよく、ルツボとルツボヒー
ター間に消費される電力はこの温度を保つのに十分でな
くてはならない。

ルツボ温度が高くなり、ルツボ内の金属蒸気圧が高まる
と、金属蒸気はルツボ上部の小孔から上方に噴射される
。

噴射された金属蒸気はルツボ内外の圧力差により急冷さ
れ、噴射方向以外の方向への運動エネルギーを失い、フ
ァンデルワールスの力によりクラスター（塊状の原子集
団）となる。

ルツボの形状は円筒、パイプ状、箱型等いずれの形状で
もよいが、例えば同筒形の場合にはルツボ小孔の直径は
ルツボ内径の１係から３０係であるが、より好ましくは
５〜２０ヂである。

これは／ト孔の直径がルツボ内径に比して犬なる場合は
、ルツボ。

内外の圧力差が小さくなＶクラスターの発生率が小さく
なり、小孔の直径がルツボ内径に比して小なる場合は、
蒸着速度が小さくなるためである。

次に生成されたクラスターは赤熱したイオン化ヒータ１
０とイオン化陽極９との間にイオン化陽１極をプラスに
して直流電圧を印加することにより発生する電子との衝
突によりイオン化され、基板電極５、及び引出し電極１
１とイオン化陽極の間に印加された電圧により加速され
基板の熱硬化性樹脂積層板７に堆積する。

この場合イオン化のた４めイオン化ヒーターとイオン化
陽極に印加される直流電圧は１０〜ＩＯＯＯＶであシ、
イオン化のだめの電子電流は例えばＩＸＩＯ ’Ｔｏ
ｒｒの金属蒸気圧に対して１０〜１０００ｍＡでよいが
、熱硬化性樹脂積層板に対しては１０〜３００ｍＡが好
ましく、さらに金属蒸気圧が高くなった場合はこの電流
を増す必要がある。

又基板電極及び引出し電極の間に印加される電圧は、１
０〜ＩＯＯＯＯＶであるが、熱硬化性樹脂積層板に対し
ては１０〜３ ０ ０ ０Ｖが好ましい。

イオン化のだめの電子電流及び加速のだめの引出し電圧
があまり犬なる場合は、基板の熱硬化性樹脂積層板表面
の温度を上昇させることにより密着強度を低下させるた
め好ましくない。

この様にして基板の熱硬化性樹脂積層板上に金属薄膜を
蒸着させる際、基板フィルムの表面にマスキングするこ
とにより部分的な蒸着を行い、所要のパターンを賦与さ
せたプリント回路板を直接得ることが出来る。

ここで用いられるマスキングの方法の一例としては、必
要な回路部分をエツチングにより除去して得だ、所要の
回路と逆パターンの金属薄板を基板の蒸着面に密着させ
る方法、基板にあらかじめ所要の回路の逆パターンをイ
ンク又は写真にて印刷しておき、蒸着終了後インク又は
写真印刷上に賦与された蒸着金属を機械的又は化学的な
方法により除去する方法などがある。

基板の熱硬化性樹脂積層板は供給部１から回収部２へと
ガイドチェーン上を移動するが、蒸着時は蒸着室上部に
取りつけてあるマスク１４上で静止し、おさえ５により
おさえられマスクとの密着性を保つ様にする。

この場合基板とマスクを同速度で移動させながら回路を
蒸着させる事も勿論可能である。

上記手法において蒸着室内の真空度を１×ＩＣＴｏｒｒ
からＩＸＩＯ ’Ｔｏｒｒと高くする理由は、ルツボ
からの輻射熱を減少させるだめルツボと基板との距離を
大きくした場合でも、ルツボと基板との距離以上の平均
自由行程をとり、膜質の良い金属膜を得るだめである。

又ルツボ上部の小孔から金属蒸気を噴出させることによ
り金属クラスターを生成すると同時に蒸発蒸気及びクラ
スターの空間分布をせばめ金属の基板へ到達する割合を
犬にする効果がある。

なお噴射された金属蒸気及び金属クラスターをイオン化
し加速する理由は、金属蒸気及び金属クラスターに数１
０ｅＶから数１ ０ ０ ０ ｅＶのエネルギーを与え
、基板表面に金属原子及びクラスターを埋めこませ強す
密着強度を得るためである。

ここで金属蒸気を発生させるだめに用いられる金属物質
は、電気伝導性をもち、１×１Ｏ−５Ｔｏｒｒの蒸気圧
になる温度が２５００℃以下であればよい。

例えばＡＩ 、ＣｕｔＰｂ、Ｃｒ＋Ｎｉ＋Ｆｅなどがあ
るが特にこれに限ることは無い。

しかしながらあまりルツボ温度が高くなることは、ルツ
ボからの輻射熱により熱硬化性樹脂積層板を損なう危険
があるので好ましくなめ。

基板として用いられる熱硬化性樹脂積層板は、通常の製
法で得られるものでよく、その樹脂、基材の種類などは
いかなるものでもよい。

例えば、紙基材、布基材、ガラス布基材のエポキシ樹脂
積層板、紙基材、布基材、ガラス布基材フェノール積層
板、ガラス布基材ポリイミド樹脂積層板、ガラス布基材
ポリブタジェン積層板などがあげられる。

これら基板の厚さには特に制限はないが、本発明には０
．１ ｖａｎから１０−程度の積層板が好ましい。

金属膜の厚みも用途に応じあらゆる厚さが成膜可能であ
り、その厚みは用途により定められるが、本発明の目的
のためには一般には数Ｘ〜数１０μまでの厚みが適して
いる。

この様にして作成されたプリント回路板は従来のプリン
ト回路板に適用される加工方法即ち、パンチング、ドリ
ル加工などの方法を用い、電気機器、電子機器など広い
用途に用いることが出来る。

本発明により作成したプリント回路板は従来のプリント
回路板に比し多くの優れた特徴をもっている。

即ち、（１）熱硬化性樹脂積層板上にピンホールの無い
均質な電気伝導性薄膜が強い密着強度をもって賦与され
ている。

ビール強度（ＪＩＳＣ−６４８１準処）は一般に１．０
〜１．２ ｋｇ／ｃｍ以上と良好である。

（２）従来のプリント回路板に比し、金属膜を薄膜にす
る事が可能な為、微細回路の作成が可能で回路の高密度
化が可能である。

（３）高真空中にて蒸着物質に高い運動エネルギーを与
える事により膜を形成するため、膜の結晶性が良く、従
って電気伝導性が良好である。

これは回路設計において有利となる。

（４）金属膜を薄膜にする事が可能な為、ドリル加工、
パンチング加工なども容易に精度よく加工出来る。

（５）金属膜が薄く又金属膜の形成が従来法の様に熱プ
レスによる加熱、加圧の工程を経ていない為、反りが少
ない。

（６）多層板の中村として用いた場合、回路を形成する
金属膜が薄いため、加工時残留空気が無くなり、ボイド
を防ぐと共に密着性を向上する。

（７）基板上に直接回路を形成させ、エツチング工程が
省略出来るため、製造工程を簡略化してコシ ストダウ
ンをはかることが出来る。

又エツチングに際して生ずる排水などによる公害問題の
心配が無く又エツチング液、金属などが節約出来るなど
、無公害、省資源、低コストの製造方法である。

以上述べた様に本発明により作成したプリント回路板は
多くの優れた特徴を有しており、又その製造方法も簡便
にしてしかも精度の高い無公害、省資源の工業的にきわ
めて有効な方法である。

実施例 １ 基板材料として１．６ ｉ１１厚の紙基材フェノール樹
脂積層板を用い、第１図及び第２図の装置を用い銅を蒸
着した。

ルツボは内径３０ ｒｎ、ｍ、高さ３０ｍｘで中央に３
昧φの孔１個を有し、カーボン製である。

蒸着の条件は第１表の通りで、ステンレス製のマスクを
通して５μの膜厚の銅を蒸着し、所要のパターンの回路
を有した回路板を得だ。

この様にして作成したプリント回路板はピンホールのな
い均質な銅膜の回路を有しており、密着強度も１．２
ｋｇ／Ｃｍ以上を示しだ。

さらにこの回路板の最小回路幅は２０μであった。

この様にして作成したプリント回路板には全く反りがみ
られな・かった。

その他、・・ンダ耐熱性、耐薬品性などもすぐれており
、十分に実用可能なプリント回路板であった。

実施例 ２ ポリイミド樹脂積層板に実施例１０条件と全く同じ条件
で銅を３μ蒸着した。

この時マスクとしては０．０５ｍ厚のクロム製薄板を用
い、回路は最小回路幅２０μを有したＩＣ回路であった
。

この様にして得られたプリント回路板は、密着強度も強
く、ハンダ耐熱性、電気特性、耐薬品性などにすぐれて
おり、全く反りのない、非常に高級なプリント回路板を
得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する装置の概要を、第２図は蒸着
室の概要を示した。 図中１は積層板供給部、２は積層板回収部、３は蒸着室
、４はクラスターイオンビーム発生部、５は基板電極を
かねた押え、６はガイドチェーン、７は積層板、８はル
ツボヒーター、９はイオン化陽極、１０はイオンヒータ
ー、１１は引出し電極、１２はルツボ、１３は蒸着に用
いる金属、１４はマスクを示す。 尚、第２図のＡｌ−Ａｌ’、Ａ２−Ａ２’ 、Ｂ １−
Ｂ １’、Ｂ２−Ｂ２’は接続されていることを示して
いる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 排気された室内にて、１組又は数組の小孔を有した
   金属蒸気発生炉を加熱し、小孔から金属クラスター（塊
   状の原子集団）を発生させ、この金属クラスターを室内
   に設けた電子発生装置から発生する電子にて衝撃するこ
   とによりイオン化し、発生した金属クラスターイオンを
   非イオン化金属クラスターの混在する雰囲気中で加速し
   、連続的に移動する金属膜の付着を行うべき熱硬化性樹
   脂積層板にプリント回路を作成するためのマスクを通し
   照射することによりプリント回路板を製造する方法。