JPS61226998A - 金属芯プリント配線板の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属芯プリント配線板の製造方法、特にスルー
ホールを有する金属芯プリント配線板の製造方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

プリント配線板は、ガラスクロス基材を含有するエポキ
シ樹脂からなる絶縁層を設けた銅張積層板が産業用とし
て一般に用いられているが、電子部品の高積化に伴って
放熱性の優れたプリント配線板が望まれるようになった
。この要望に応えるものとしてアルミニウム、銅、鉄な
どの金属を芯としてその上に絶縁層を形成し、さらにそ
の上に金属メッキ層を形成した金属芯プリント配線板が
開発されるに至った。この種の配線板は寸法安定性、機
械的強度、および折り曲げ性に優れ、難燃性であるとと
もに筐体として使用でき、かつ重量部品が搭載できるな
どの利点を有している。そして近年、金属板の所定位置
に多数のスルーホール（貫通孔）を設け、絶縁層および
アディティブ法により金属メッキ層をスルーホール内壁
にも設けた配線板も出現している。これによれば、配線
板の表裏をスルーホールを介して連結した回路の形成が
可能となるし、スルーホール部を部品の差込口として利
用でき高密度実装に適する。

このような金属芯プリント配線板を製造する方法として
は、水性塗料を用いた電着塗装や粉末塗装により、スル
ーホール付金属□板に直接一定膜厚の絶縁を施した後、
アディティブ法により回路を形成する方法、あるいはス
ルーホール付金属板をプリプレグおよび銅箔とともに加
熱プレスすることにより、プリプレグに含有された樹脂
を金属板のスルーホール部に流し込んで穴埋めを行い、
加熱硬化後金属板に形成された穴と同じ位置に１元の穴
よりも小さいスルーホールを形成することにより、プリ
プレグに含有している樹脂をスルーホール絶縁用として
利用する方法などがある。いずれにおいてもスルーホー
ル部の絶縁をいかに形成するかが金属芯プリント配線板
を製造する上での鍵となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらの方法のうち電着塗装や粉末塗装により絶縁を施
す方法は、スルーホール部の内壁を均一に絶縁する優れ
た方法として脚光をあびているが、（１）電着塗装、粉
末塗装が従来のプレスによる積層方式と異なるため新し
く設備を導入しなければならない。

（２）電着塗装、粉末塗装用の塗料が限定される。

（３）回路を形成するためにはアディティブメッキを施
す必要がある。

など、これまでのプリント配線板製造プロセスとは異質
の工程が入るため直ちに実用化しにくい欠点がある。

また、プレプレグに含有している樹脂をスルーホール部
の絶縁に利用する方法では、金属板のスルーホール部を
完全に埋めるだけの樹脂をプリプレグから供給しなけれ
ばならないが、通常プリント配線板製造用に使用されて
いるプリプレグでは樹脂含有量が５０％程度であり、ス
ルーホール部を完全に埋めるには樹脂の絶対量が不足す
るため、形成されたスルーホール部の絶縁層に気泡が混
入し、信頼性の高いスルーホール部絶縁層が得られない
。

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためのもので
、従来のプリント配線板製造工程を大きく変えることな
く、気泡が混入せずかつ信頼性の高いスルーホール部絶
縁層を有する金属芯入りのプリント配線板を製造するこ
とが可能な金属芯プリント配線板の製造方法を提供する
ことを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の金属芯プリント配線板の製造方法は、スルーホ
ールを形成した金属板に、無機充填剤を含むＢステージ
状の樹脂シートを介してプリプレグおよび銅箔または銅
張積層板を積層し熱プレスする工程と、得られた積層板
に前記スルーホールより小さいスルーホールを同位置に
形成する工程と、形成されたスルーホール部をメッキす
る工程と、回路を形成する工程とからなる。

ここで用いられる金属板としては、アルミニウム、鉄、
銅、ニッケルまたはこれの合金等のいずれでもよい。金
属板のスルーホールはＮＣドリル、プレス等による一括
打ち抜き、ユニパンチプレスによる分割打ち抜き、ケミ
カルミーリングなどによって形成でき、穿孔法は制限さ
れない。スルーホールのエツジ部分はパリ取り、サンド
ブラスト等によるトリミングまたはエツチング等により
加工を施してもよい。スルーホールの数、大きさ等は制
限されない。またスルーホール部へＢステージ状の樹脂
が流入する際に気泡を巻き込みにくくするためには、金
属板の表面平滑性が優れている必要があり、最大表面荒
さ±２００μｍ以内が望ましい。

金属板に積層するＢステージ状の樹脂シートは金属板の
スルーホールを埋めるためのものである。

Ｂステージ状の樹脂としてはエポキシ樹脂、フェノール
樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられるが。

これらに限定されるものではない。

本発明では使用されるステージ状の樹脂シートの特性が
最終製品の特性に大きく影響を及ぼすため、樹脂シート
の製造に当っては細心の注意を必要とする。シートは最
終製品の電気的、機械的性質に影響を及ぼす大きさく直
径２０μｍ程度以上）の気泡や異物を含有してはならな
いだけではなく、Ｂステージ状の樹脂シートのガラス転
移温度は３５℃以上とするのが望ましい。樹脂シートの
ガラス転移温度が３５℃よりも低い場合には、作業温度
（２０〜２５℃）においてべたつきゃ変形が生じ、作業
性が著しく低下する。一方金属板の穴埋めに使用されな
い余分の樹脂は熱プレス時に金属板の外周へ押出される
ことになる。従ってこの時の樹脂シートの溶融粘度は十
分に管理されていなければならない。溶融粘度は例えば
１２０’Ｃの場合、５Ｘ１０３〜１０’センチポイズの
範囲にあることが望ましい。この粘度未満であると流動
しすぎてスルーホール部に気泡を巻き込みやすくなり、
この粘度を超えると流動が不十分で金属板表面に樹脂が
残存するため、得られた積層物の厚みが増大する。

樹脂シートに混入する無機充填剤としては、例えばアル
ミナ、溶融シリカ、酸化マグネシウム、ガラス粉、ガラ
スチップ、炭酸カルシウム、タルク、スピネル、カオリ
ン、雲母、ジルコニア、ステアタイト、チタンホワイト
等が挙げられ、これらを単独で、あるいは二種類以上の
混合粉末で用いてもさしつかえない。好ましい無機充填
剤としてはガラスチップ単独またはこれと他の無機充填
剤との組合せからなるものがあげられる。このような無
機充填剤を樹脂に混入することにより、樹脂の硬化に伴
う体積収縮や硬化物の温度変化に伴う体積の変化を小さ
くすることができ、これにより、樹脂シートの硬化物の
特性として金属板との密着性、耐クラツク性、さらには
スルーホールメッキとの密着性などが良好になる。

樹脂シートは金属板の厚み以上の厚みとするこ一７＝ とにより、金属板に形成されたスルーホールの数やスル
ーホール体積に関係なく気泡を巻き込まないようにする
ことができる。

上記樹脂シートの上に積層するプリプレグは従来と同様
のもの１例えばガラス重大エポキシ樹脂プリプレグなど
が使用できる。さらに上に積層される銅箔または銅張積
層板も従来と同様のものが使用できる。

本発明の製造方法は、まずスルーホールを形成した金属
板に、無機充填剤を含むＢステージ状の樹脂シートと、
プリプレグと、銅箔または銅張積層板とを上記順序で積
層し、熱プレスする。上記の積層は片側のみでもよいが
、両側に行うことができ、また金属板、樹脂シートおよ
びプリプレグは多層の内層板を介して複数層に積層する
ことができる。

熱プレスはＢステージ状の樹脂をスルーホールに充填し
、余分の樹脂を周辺部から押出すとともに、充填された
Ｂステージ状の樹脂およびプリプレグを加熱硬化して絶
縁物を形成するためのもの＝８− で、その手段は限定されないが、真空プレス金型を用い
て加熱真空下で積層物を真空脱気した状態で加圧すると
、表面平滑性の悪い金属板を用いた場合でも、気泡の入
らない樹脂層を得ることができる。

次いで、上記により得られた積層板に、金属板のスルー
ホールと同じ位置に、元のスルーホールより小さいスル
ーホールを形成し、スルーホール部をメッキした後回路
を形成する。

スルーホールメッキとスルーホール部絶縁層（上記樹脂
シートにより形成された層）の密着性を上げるには通常
、メッキの前処理としてスルーホール部壁面へ酸エツチ
ング処理やプラズマエツチング処理を施すのが望ましい
にの場合にはエツチング処理により繊維状物質がスルー
ホール部壁面から一部露出すると、それがスルーホール
メッキ層へ投錨効果を発揮し、メッキ層と絶縁層の密着
性が著しく増大することになる。そのためには樹脂シー
トに混入する無機充填剤としてガラスチップ（例えば旭
ガラス社製、肝−Ａ、　ＭＦ−Ｔ−１０）のような繊維
状充填剤を単独使用するか、あるいは他の無機充填剤と
併用すると良い。

〔作　用〕

」二記積層物を熱プレスすると、Ｂステージ状樹脂が金
属板のスルーホールに充填され、このＢステージ状樹脂
およびプリプレグが硬化して絶縁層が形成され、積層物
全体は硬化物となる。その後Ｂステージ状樹脂が硬化し
た部分に元のスルーホールより小さいスルーホールを形
成し、メッキ後回路を形成することにより金属芯プリン
ト配線板が製造される。

Ｂステージ状樹脂シートは金属板の厚み以上の厚みを有
するためスルーホールは完全に埋まり。

気泡が混入せず、信頼性の高いスルーホール部絶縁層が
形成される。

〔実施例〕

以下この発明の実施例による金属芯プリント配線板の製
造方法について図に基づいて説明する。

第１−図は両面プリント配線板を製造する場合の実施例
の構成および工程を示す。第１図（Ａ）はプレス前の状
態を示し、（Ｂ）はプレス後の状態を示し、（Ｃ）はス
ルーホールメッキ形成して完成した状態を示している。

図において、（１）は銅箔または片面銅張積層板、（２
）はプリプレグ、（３）はＢステージ状の樹脂シート、
（４）はスルーホール付金属板、（５）はプリプレグ硬
化絶縁層、（６）は樹脂シート硬化絶縁層である。

製造方法はまず第１図（Ａ）のように、スルーホール（
４ａ）を有する金属板（４）の」二に樹脂シー１〜（３
）を積層し、これらの両側にプリプレグ（２）を積層し
、さらにこれらの両側に銅箔または片面銅張積層板（１
）を積層する。そしてこのように構成された材料を熱プ
レスすることにより、第１図（Ｉ（）の硬化した積層板
（７）が得られる。その後上記積層板（７）に、金属板
（４）のスルーホール（４ａ）と同じ位置にもとの孔よ
りも小さいスルーホール（７ａ）を形成した後、メッキ
＼層（７ｂ）を形成して、一般のプリント配線板の製造
と同じ工程をへて、第１−図（Ｃ）のスルーホール付金
属芯両面配線板（８）を得る。

第２図はこの発明を多層用プリン１へ配線板を製造する
場合の実施例の構成を示している。図において、（９）
は多層内層板を示している。製造方法は、金属板（４）
の上に樹脂シート（３）を積層し、その両側にプリプレ
グ（２）を積層した積層物を、多層内層板（９）を介し
て積層し、これらの外側に銅箔または片面鋼張積層板（
１）を積層する。そして第１図の場合と同様に熱プレス
後、スルーホールを形成し、さらにメッキを施して回路
を形成し、多層用プリント配線板を得る。

なお、上記実施例は両面配線板および多層配線板を製造
する場合について説明したが、使用する金属板の厚み、
枚数、位置等は特に限定されない。

〔発明の効果〕

この発明によれば、スルーホールを形成した金属板にＢ
ステージ状樹脂シートを介してプリプレグおよび銅箔ま
たは銅張積層板を積層して熱プレスしスルーホールを形
成するようにしたので、金属板のスルーホールにＢステ
ージ状の樹脂を充填して穴埋めを行い、これにより従来
のプリント配線板製造工程を大きく変えることなく、気
泡が混−１２＝ 人せずかつ信頼性の高いスルーホール部絶縁層を有する
金属芯プリント配線板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）はそれぞれこの
発明の一実施例による金属芯プリント配線板の製造方法
の各工程を示す断面図、第２図は他の実施例の一工程を
示す断面図である。 各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、（１）
は銅箔または片面銅張積層板、（２）はプリプレグ、（
３）はＢステージ状の樹脂シート、（４）は金属板、（
５）はプリプレグ硬化絶縁層、（６）は樹脂シート硬化
絶縁層、（９）は多層内層板である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）スルーホールを形成した金属板に、無機充填剤を
   含むＢステージ状の樹脂シートを介してプレプレグおよ
   び銅箔または銅張積層板を積層し熱プレスする工程と、
   得られた積層板に前記スルーホールより小さいスルーホ
   ールを同位置に形成する工程と、形成されたスルーホー
   ル部をメッキする工程と、回路を形成する工程とからな
   ることを特徴とする金属芯プリント配線板の製造方法。
2. （２）無機充填剤はガラスチップ単独または他の無機充
   填剤との組合せからなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の金属芯プリント配線板の製造方法。
3. （３）Ｂステージ状の樹脂シートはガラス転移温度が３
   ５℃以上で、かつ１２０℃における溶融粘度が５×１０
   ＾３〜１０＾６センチポイズの範囲にあることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項記載の金属芯プ
   リント配線板の製造方法。
4. （４）熱プレスが真空脱気した状態で加圧するものであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項
   のいずれかに記載の金属芯プリント配線板の製造方法。