JPS6120395A - ホ−ロ回路基板の製造法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ホーロ基板に金属薄帯からなる導電パターン
を形成する方法に関するもので、特に高精度で大電流を
微小電流を通過する必要のある回路パターンをホーロ基
板上に効率的に形成するホーロ回路基板の製造法に関す
るものである。

従来例の構成とその問題点 従来、市販されている代表的な回路基板としては、紙・
フェノール樹脂、ガラス拳エポキシ樹脂を用いたものが
ある。これらの基板は熱放散性が悪く、特に大きな電流
を流すように設計された抵抗体や電力用トランジスタを
組み込んだ集積回路では、発熱が非常に多いため、その
熱によってコンデンサ等の熱に弱い周辺部品や、抵抗体
、トランジスタ自身をも破損する恐れがあった。また、
破損しないまでも電気的特性が大きく変化する欠点があ
った。

このような樹脂基板の欠点を克服するため、近年、基板
としてアルミナ、ベリリアなどが注目されているが、価
格が高いこと、大きな基板の作成が困難なこと、機稼的
なストレスで破壊しやすいことなどにより、使用が限定
されている。

これに対して、基材として金属基板を用いたものが脚光
を浴び始めている。金属基板を用いたものとしては、エ
ポキシ樹脂で被覆したもの、ホーロ層を設けたもの、ま
た、アルミニウム上にエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を
設けたものなどがある。

特に、ホーロ基板は、機械的強度が強く、耐熱性や熱放
散性に優れていることや、また、電磁シールド効果があ
ることから、大電力用の回路基板として有効とされてい
る。

しかしながら、ホーロ基板を用いた回路の形成は、Ａｕ
、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ等の粉末を有機樹脂と混合してペー
スト状にし、これをスクリーン印刷で回路を形成したも
のがほとんどで、このようなペーストを用いた回路の電
気抵抗が高く、かつ回路抵抗誤差も大きいことから、大
電流や微小電流を通電する回路では、回路の発熱や誤差
動等の問題が生じてしまう。

したがって、ホーロ基板を高密度、高精度の回路用基板
に応用したい要請があるが、回路形成に問題があるため
、実用化されていない。

発明の目的 本発明は、ホーロ基板上に比較的大電流や微小電流を高
精度で通電可能な導電箔回路パターンを形成することを
目的とするものである。

発明の構成 本発明の製造法は、銅箔の片面に有機樹脂を被を除去す
るとともにホーロ表面に回路パターンを結合する工程と
を含む。

実施例の説明 第１図〜第３図は、本発明による各工程の構成を示す断
面図である。

第１図ａ及びｂは、銅箔の片面に有機樹脂膜を被覆する
工程を示す。第１図ａにおいて１は銅箔、２は有機樹脂
膜でアクリル系樹脂からなる。第１図すは他の例であり
、銅箔１に接着剤３を介して有機樹脂膜２を被覆したも
のである。

第２図に示すように、第１図の有機樹脂を被覆した銅箔
を、エツチングあるいは打抜きで回路パターン１ａに形
成する。

次に第３図とあるいはｂに示すように、第２図の回路パ
ターン形成した銅箔をホーロ基板上に設置する。４は金
属基材、６はホーロ層である。第３図ａの場合は、ホー
ロ基板上に直接鋼箔回路パターン１ｂの側が設置されて
いる。第３図すは、ホーロ基板上に有機樹脂被覆層２の
側を向けて設置した場合を示す。

次に第４図に示すように、第３図の構成のものを非酸化
性雰囲気で焼成して有機樹脂被覆層を除去するとともに
回路パターン１ａをホーロ層５に結合させてホーロ回路
基板として完成させる。

第６図は、ホーロ基板として片面ホーロ基板を用いたホ
ーロ回路基板を示し、５′がホーロ層である。第４図の
構成のホーロ基板と比較して、熱放散性に優れ、コスト
が安価であるなどの特徴を有している。

次に本発明の製造法および各構成要素について詳しく述
べる。

本発明の製造工程を第６図に示す。先ず銅箔のシートに
有機樹脂を被覆する。この被覆方法は、樹脂液をスプレ
ーやスクリーン印刷で形成する方法や樹脂のフィルムを
ラミネートする方法がある。

次にこの有機樹脂を被覆した銅箔を回路パターンに形成
する。回路パターンの形成は、エツチングおよび打抜き
で行うことができる。エツチングはコスト高となるが高
密度の回路パターンの形成に適している。打抜き方法は
量産性に適しておりそれぞれ目的とする回路パターンに
より選択する。

次に、ホーロ基板の製造法について述べる。ホーロ基板
の製造法については後で詳しく述べるが先ず金属（鋼板
、アルミニウム、ステンレス等）を脱脂や酸洗などの前
処理をする。これに、ガラス粉末をスリップにしたもの
を、スプレー等により片面、あるいは両面に塗布する。

これを乾燥後７００〜８５０℃で焼成を行い、ホーロ基
板とする。

このホーロ基板上に、前述した有機樹脂被覆した銅箔の
回路パターンを設置する。この設置に際しては、有機樹
脂被覆層をホーロ表面に水等のノくインダーにより一時
的に固定する。次に、これを非酸化性雰囲気中で、ホー
ロのガラス粉末の軟化点よりも高い温度で焼成する。ガ
ラス粉末の軟化点よりも低い温度では、銅箔が熱溶着さ
れず、密着が悪い。非酸化性雰囲気としてはＮ２．Ｎ２
．Ａｒ中か、またはこれらの混合ガス雰囲気を用いる。

この非酸化性雰囲気中で焼成することにより、有機樹脂
は除去され、銅箔の回路パターンがホーロ層に熱溶着し
、ホーロ回路基板を得ることができる。

次に本発明の各構成要素について更に詳述する。

■　銅箔 本発明に用いる銅箔は、電解銅箔、圧延銅箔および片面
を表面処理した圧延銅箔で、３５〜１００μｍの銅箔が
好ましい。

■　有機樹脂 本発明に用いる有機樹脂の役割は、銅箔の回路パターン
を形成するだめの固定として用いるもので、有機樹脂を
被覆した銅箔回路パターンをホーロ基板へ設置後は、焼
成によっ′て、有機樹脂が除去される。従って、本発明
に用いる有機樹脂は、燃焼性に富み、かつホーロ層や銅
箔に悪影響を及ぼさないものでなければならない。

本発明に用いる有機樹脂は、アクリル系樹脂。

ビニール系樹脂が最も好ましい。これらの樹脂は、ポリ
エステルやポリイミドあるいはエポキシ樹脂といった通
常プリント基板の材料に用いられているものに比べ、熱
収縮が小さく、燃焼性に富んでいるので、銅箔回路パタ
ーンを高精度に、ホーロ基板上へ形成させることができ
る。

アクリル系樹脂およびビニール系樹脂を、適当を溶剤で
粘度を調整し、スプレーまたは印刷法で銅箔に被覆する
か、あるいは、これらのフィルムを用いて銅箔とラミネ
ートして被覆することもできる。

■　ホーロ基板 ホーロ基板に用いる金属基材は、アルミニウムアルミナ
イズド鋼板、低炭素鋼、ホーロ用銅板。

ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムアルミ鋼、、　　あ
るいはステンレス鋼等が使用され、その選択に当たって
は使用条件、使用目的、使用温度、経済性。

基材の形状、加工性より決定される。

次にホーロ被覆層は、前述のように金属基材の片面ある
いは両面に被覆する。

ここで用いられるホーロ被覆層は、電気絶縁性に優れた
ものが要求される。従って、ホーロ被覆層を構成するガ
ラスフリットは電気絶縁性の優れた低アルカリガラスが
好ましい。第１表に本発明に最適なガラス組成と以下の
実施例で用いた組成を示す。

第　　　１　　　表 また、ホーロ被覆層を形成するためのスリップ組成は、
第２表に示すように、通常の一般ボーロ被覆層を形成す
るときのスリップ組成とは異なり、溶媒として有機溶剤
を用い、スリップ安定剤としてエチルセルロースを用い
ている。これは、通常用いられている粘土や亜硝酸ソー
ダ等を添加すると、ホーロ被覆層の電気絶縁性が劣化す
るだめである。

第　　　２　　　表 フリット　　　　　　　１００重量部 有機溶剤（ヘンシルアルコール）　　　ＳＯＳコロイド
９１　（エチルセルロース）２１なお、第２表の有機溶
剤はベンジルアルコールの他に、イソホロン、シクロヘ
キサノール、カルピトール、エチレングリコール等も用
いることが可能である。また、コロイド安定剤として有
機溶剤に可溶で、１５０〜３５０℃で酸化燃焼する増粘
剤を少量用いることが可能である。

さらには、ホーロ被覆層の電気絶縁性をさらに高めるた
めに、５ｔ０２．Ａ７２０３．ＭｇＯ，ＺｒＯ２やこれ
らの化合物をミル添加剤として用いることも可能である
。

次に、ホーロ被覆層の形成に際しては、第２表のスリッ
プ組成を調合し、ボールミル等で混合し行うが、時間が
短かい場合は温度を高くし、長時間で焼成する場合は温
度を低くすることができる。

また、ホーロ被覆層の膜厚は、表面状態や電気絶縁性か
ら１００〜ＳＯＯμｍが好ましい。

ここでは、スプレー法によるホーロ基板の製造法につい
て記述したが、第１表のガラス組成のものをマイクロカ
プセル化して粉体静電施釉方法や電気泳動施釉方法によ
ってもホーロ基板を製造することができる。

実施例１ ホーロを被覆させる金属基材として、５ＵＳ４３Ｑ（１
１０ｍｍＸ　１１０ｍＸ０　、８ｍ＋　）を用い、これ
に前処理としてサンドプラス処理を施こした。次に第２
表のスリップを膜厚が約１５０μｍになるようにスプレ
ーして、乾燥後８２０℃で１０分間焼成を行い、ホーロ
基板の試料とした。

次に、電解鋼箔（厚み、６０μｍ）の片面に、アクリル
系樹脂（三菱レイヨン■製ＬＲ−７５８Ｎ）をスクリー
ン印刷により塗布し１００℃で乾燥させた。比較例とし
て、市販されているポリエステルフィルム基材銅張基板
、ポリイミドフィルム基材銅張基板を用いた。

これらの銅箔に、エツチングにより第７図のパターンを
形成させた。

次に、前記ホーロ基板上に、上記樹脂被覆された銅箔パ
ターンをそれぞれ設置しく設置方法は第３図ａと同じ）
Ｎ２＋Ｈ２（９５％　＋６％）雰囲気中の電気炉で、７
８０’Ｃの温度で１０分間焼成を行った。

その結果、アクリル系で被覆した銅箔パターンは、銅箔
の表面に酸化膜はなく、ホーロ被覆層にも異常はなかっ
た。比較例として行ったポリエステルフィルム、ポリイ
ミドフィルムを用いたものは、銅箔の一部がホーロ被覆
層と溶着せず、また、銅箔の表面やホーロ被覆層表面に
未燃焼物が残り、ホーロ被覆層にキレンが生じた。

また、アクリル系樹脂を用いた銅箔パターンをＮ２＋Ｈ
２雰囲気中の電気炉で６５０℃、７００℃。

７５０℃の各温度で焼成した比較を行った。６６０１：
、７００℃で焼成したものはホーロと銅箔が接着されな
かった。７５０℃で焼成したものはホーロ被覆層に銅箔
が溶着され、密着性も強かった。

実施例２ 次に電子式カメラの回路基板への応用について述べる。

従来、この種の回路基板には電解銅箔（厚み６〜１５μ
ｍ）を用いたプリント基板が用いられていたが、エツチ
ング時のオーバーハング効果のため回路抵抗が一定の範
囲に入らず、バラツキが大であり、大電力を流すことは
不可能であった０ 本発明の実施例では、５０μｍ厚の延銅箔に、アクリル
系樹脂（三菱レイヨン■製ＬＲ−７５８Ｎ）をスクリー
ン印刷し、１００℃で乾燥させ、第８図の回路パターン
を打抜きにより形成させた。

これを、前記の実施例の方法でステンレス基材にホーロ
被覆したホーロ基板に設置し、Ｎ２＋Ｈ２（９５％＝６
％）雰囲気中の電気炉で、８００℃の温度で６分間焼成
し、電子カメラ用ホーロ回路基板を得た。

この電子カメラ用ホーロ回路基板は、極めて回路抵抗の
安定した、また、大電流に対しても、微小電流に対して
も回路誤差を生じることなく極めて安定したものであっ
た。

さらに、このホーロ回路基板は、電子回路から発生する
種々の電界や磁界の訪客に対してもシールド効果を奏し
、電子カメラ用基板として顕著な効果を示した。

発明の効果 本発明のホーロ回路基板の製造法により、厚膜の銅箔が
使用可能となるため、微小電流と瞬時大電流９回路配線
ができ、また、極めて誤差の少ない高精度の電子回路が
可能となる。さらに、電界や磁界に対してもシールド効
果が可能となる新機能を付加した回路基板が実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図ｄ及びｂは本発明の実施例の工程における銅箔に
有機樹脂を被覆したものの断面図、第２図は同実施例に
おける回路パターンを形成した状態を示す断面図、第３
図ａ及びｂは同実施例における、ホーロ基板上に有機樹
脂を被覆した銅箔回路パターンを設置した状態を示す断
面図、第４及び第６図は本発明の製造法の実施例により
作製されたホーロ回路基板の構成を示す断面図、第６図
は本発明の一実施例における製造工程を示す製造工程図
、第７図は本発明の実施例で用いた銅箔パターンの平面
図、第８図は本発明の実施例で用いた電子カメラ用回路
パターンの平面図である。 １・・・・・・銅箔、１ａ・・・・・回路パターン、２
・・・・・有機樹脂被徨層、３・・・・・・接着剤層、
４・・・・金属基材、６・・・・・・ホーロ被覆層。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ＭＪ
図 （久） ５・・２図 第３図 （υ） 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）銅箔の片面に有機樹脂を被覆する工程と、この銅
   箔を回路パターンに形成する工程と、これをホーロ被覆
   層表面に設置し焼成する過程で前記有機樹脂分を焼成除
   去するとともに前記回路パターンを前記ホーロ被覆層に
   結合させる工程とを含むことを特徴とするホーロ回路基
   板の製造法。
2. （２）有機樹脂としてアクリル系、ビニール系のいずれ
   か１種を用い特許請求の範囲第１項記載のホーロ回路基
   板の製造法。
3. （３）焼成を、ホーロ被覆層を構成するガラスの軟化点
   以上の温度で行うことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のホーロ回路基板の製造法。