JPS62193296A - プリント回路用基板およびその製造法 - 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 本発明はアルミニラＪ１ないしはアルミニウム合金（以
下、単にアルミニウムと称す）をベースとし、接着性に
優れた表面を有するプリント回路用積層基板およびその
製造法に関する。

従来の技術 アルミニウムをベースとするプリント回路用積層基板は
、近年電子回路の高密度実装化に伴う放熱特性の改善な
らびに外界からの、あるいは外界への電磁波の影響を軽
減でき、益々広く用いられるようになって来ている。更
に、電子回路の高密度実装化において、ＩＣ等の部品の
高密度実装と共に、回路基板の高密度実装化も求められ
ており限られた空間に高密度回路を構成するのに、アル
ミニウム基板は、その１σれた加工性と機械的強度の故
に非常に優れている。

プリント回路用基板は、通常アルミニウム表面を機械的
にｍ血止、陽極酸化、化成処理、電気化学的処理あるい
は化学的エツチング等の単独あるいはこれらを知合せた
処理法によって下地処理を行ない、しかる後に絶縁層と
してエポキシ樹脂。

フェノール樹脂あるいはポリイミド樹脂等を介して、回
路を構成する銅箔を貼り合せたｆｊｔ層構造となってい
る。

近年、益々これら基板に要求される加工性能が厳しくな
って来ており、前述したアルミニウムの通常の表面処理
では、アルミニウムと合成樹脂絶縁層との接着において
密着力が不足する場合が生しつつある。金属体と絶縁層
との接着力を向上させるため、絶縁層を形成する樹脂の
改良（特開昭５９−１５９５２５）が一方で進められて
いるがアルミニウム表面の接着性を更に改善することが
好ましい。

従来、アルミニウムの表面処理法としては、接着表面を
増すために通常は機械的に表面に凸凹をつける通常目立
てと称せられる方法が行われている。これら機械的な目
立て方法の代表例としては、例えば玉研ぎがある。玉研
ぎは粗面化しようとするアルミニウム板を平らな表面を
持つ浅い箱の底面に置き、通常は磁製ボールと少量の水
を含ますた研磨相を」二に賎ぜ、箱に前後左台の）辰動
を機械的に！ｊえ、囁性ホールに生ずる転り運動と研磨
柑の相互作用によって、アルミニウム板の表面に機械的
に傷を作る方法である。この方法で得られたアルミニウ
ム板は印刷回路用基板の製造に現在多用されており、樹
脂との接着性においても、かなり良好であることが知ら
れている。一方、玉研ぎの欠点は生産性の低さにある。

即ち、処理はバッチ処理であり、しかも接着に適当な表
面■ざを与えるのに１平方メートル当り数分ないし十数
分の処理時間が必要で、大量生産には適していない。

一方、アルミニウムを化学的ないし電気化学的に処理す
る方法としては、例えば特開昭６０−４９５９３があり
、化学的エツチングにより表面を粗面化した後、リン酸
ないし・硫酸浴中て、２〜３μｍ厚程度の陽極酸化皮膜
を形成し、皮膜孔の内側にまで接着用樹脂を侵入させて
樹脂層とアルミニウム基板とを接着させるものであり、
またアルミニウム板に２０μｍ程度の厚さの硫酸陽極酸
化皮膜を形成せしめたもの（商品名ＩＭｓＴ、東京三洋
（抹））が市販されているが、これらはいずれも酸化皮
膜の硬さに１゛１１う脆弱性により、変形を伴うという
加工上の難点がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明者らは、既存の印刷用回路基板の持つ固有の欠点
を改善すべく種々研究を重ねる中で、大量生産に適し、
しかも樹脂との接着性に優れ、かつ成形性に優れたプリ
ント回路用アルミニウム基板およびその製造法を開発し
た。

問題点を解決するための手段 本発明に係るプリント回路用基板は、アルミニウムない
しはアルミニウム合金板をベースとするプリント回路用
基板であって、アルミニウムないしはアルミニウム合金
板をリン酸を主成分とする電解浴中で陽極酸化処理を施
して形成した膜ｊゾ１００八以上の陽極酸化皮膜を有す
ることを特徴とするものであり、かかる基板は、 アルミニウムないしはアルミニウム合金をへ一スとする
プリント回路用基板であって、アルミニウムないしはア
ルミニウム合金板に、リン酸を主成分とし、リン酸昭度
が５〜２０重量％、温度４０〜７０℃の電解浴中て、商
用交流ないしは直流３０Ｖ以上で、処理時間１分以下の
陽極酸化処理を施して膜厚１００λ以上の酸化皮膜を形
成することを特徴とするプリント回路用基板の製造法に
よって得られる。

このようにして得られる皮膜は、膜厚が１００Ａ以上、
好ましくは１００〜３０００Ａで、皮膜の構造は第１図
に示すように、微細な無数の絨毛状の突起からなる平行
な襞でてきており、リン酸ないしは硫酸浴で通常の電解
条件で形成される膜厚１〜２μｍ以上で、いわゆる細孔
を持ったセル構造の陽極酸化皮膜とは全く異なり、本発
明基板は樹脂との接着性が極めて優れている。

本発明基板の製造方法において、アルミニウム基板の脱
脂は商用交流電解の陽極酸化では必ずしも必要ではない
が、直流電解の場合には、良好な接着性を保つためには
脱脂処理をするのが好ましい。

リン酸濃度は５〜２０重量％の範ｌとする必要があり、
；；　ｉｊ　−、ｉｉｊ　％以−Ｆ　Ｆは電解電圧が上
冒し過ぎて均一で安定しｊこ皮膜を形成するのが難しく
、また２０重が％以りでは、に解消への皮膜の溶解速度
が大きくなり、１）ｑ肥厚さの皮膜を１１成させるため
には電流１【αを上９７させなりれはならず、経済的で
なくなる。また、電解浴の浴温は４０℃〜７０℃の範囲
内で還ぷ必要があり、ｚ：１．０　’Ｃ以下では電圧が
上Ｆニジ電解時間が長くなり、７０℃以」−では浴への
皮膜の溶解速度が増大し、電流１１αを上ｌｒ、させな
Ｃｊれはならず、１そ済的でなべなる。電解電圧は３０
〜ｉ〜６０Ｖの範ＵｉＪが好ましく、３０Ｖ以下では皮
膜生成速度が低下し・、６ＵＶ以１ｍ−Ｃは電圧のコン
トロールが困難となるからである。

電解電流は直流、交流またはこれらを合成した交直重畳
電流ないし矩形波交流電流の回れでも良いが、特に直流
電解では、電解時の脱脂作用がＵｔ＋待てきないので、
脱脂を行うことが好ましい。

一方、交流電解では脱脂作用があるのＣ特に脱脂」二程
を設けることなく上記ｔ１１１１重で陽極酸化処理を行
うが、良好な接着性をアルミニウム基板にト１与するた
めには、酸濃度と浴温度及び電解時間の矧み合わせに注
意することが好ましく、生１７Ｍ　シた皮膜の浴への溶
解速度の大きな、高めの濃度でかつ高めの温度のリン酸
浴中では短時間の電解が良く、反対に低めの濃度で低め
の温度の浴中ては電解時間を長くした方が良好な結果が
得られる。

また、電解浴は必ずしもリン酸浴単独浴とする必要はな
く、例えば、硫酸等の皮膜生成能力のある酸であれば、
リン酸特有の皮膜形成形態を損なわない範囲で存在させ
ても良く、硫酸の場合、その濃度はリン酸の濃度の５分
の１以下とすることが好ましい。＠酸等の強酸を添加す
る場合はＴｔＩ流が流れ易く、従って単位時間当たりの
皮膜生成量が大きくなるので、最適膜厚を得るためには
電解電圧を低めにすることが好ましい。

電解時間を長くすれば、生成ずろ皮膜は一般に厚くなる
傾向を示すが、この傾向が成立するのは温度並びに酸の
濃度等に依存する。すなわち、生成した皮膜は一方で液
中に溶解して行くが、皮膜生成に伴う表面積の増大が溶
解速度を結果的に増太し、皮膜の生成速度と溶解速度が
等しくなった所で定常膜厚に達することとなる。従って
、この定常膜厚に達する迄の時間は、皮膜の溶解速度の
大きい条１′ト、例えば高い温度、高い酸濃度では短く
なる。−例として濃度ｌｏ重量％Ｈ：；ＰＯａ、温度５
５℃では約２０秒であり、最終膜厚は例えばＡＣ４０Ｖ
ではｔ４ｏｏＡ程度である。温度が低く　４０　℃程度
では上記の一定膜厚に達する迄の時間は長くなって１分
程度となり、最終膜厚も、３０００八に達する。

このようにしてアルミニウム板に陽極酸化皮膜を形成さ
せるが、皮膜厚はｌｏｏ八以へとする必要があり、１０
０λ以下では樹脂との接着力が弱く、一方、３０００人
以」−８しても接着力の向上はなく、経済的では無い。

電解終了後、アルミニラＪ、板を直ちに電解浴中から取
り出し、水道水による洗浄を２段、続いて純水による洗
浄を行った後、常温乾燥を行えば良い。

実ｊＡ！例 以下、本発明を実施例、比較例により、さらに具体的に
説明する。

これらの実施例、比較例で得られたアルミニウム基板に
ついて、以下に記載する２通りの評価試験を実施した。

１つは、得られたアルミニウム基板と樹脂との接着性の
評価試験であり、アルミニウム基板とうしを樹脂で接着
した試片につき、ＪＩＳ　Ｋ　６８５４に記載の′ｒ型
剥離試験に従って行った。

２つは、得られたアルミニウム基板のプリント回路用基
板としての加工性の評価試験であり、樹脂を用いてアル
ミニウム基板と銅箔を貼り会わせ、銅箔が外側になるよ
うな曲げ半径９０”外曲げ試験に拠った。

これらの５１価に用いた樹脂は１液型の加熱硬化型エポ
キシ接着剤（三井石油化学く株〉製、商品名Ａｌ１−　
＋２３Ｘ）である。先ず、樹脂をバーコーターを用いて
、アルミニウム基板の貼り会わせ面に４０μｍ厚に塗４
ｉ　Ｌ／、これに同じアルミニウム基板ないしは銅箔を
ゴＪ、ローラを用いて密着した後、ｌ２０℃の空気中で
４０分間加熱処理を施して樹脂を硬化接着させた。

Ｔ型？ＡＩ＋離試験は、常温でアルミニラ１１基板を内
側にして半径１ｒｎｍて、９０°曲げて、その時の銅箔
のＩｎ　（ｕ状態により評価した。

実施例　１〜３ アルミニウム板として、Ａ　ｌ０５０１１２４を用い、
長さ１５０ｒｎｍ、幅ＩＱＱｍｍ、厚さ０．５ｍｍのも
のについて、直流電解処理のときは通常方法によって脱
脂処理した後、また商用交流電解処理の場合は脱脂処理
することなく、極間距離７ｃｍとして電解条件を種々設
定して陽極酸化処理を施した。

上記処理後、水道水で２段洗浄、純水で１段洗ｌ争した
のち、常温で放置乾燥し、前記方法で本アルミニウム基
板どうし、並びに本アルミニウム基板と銅箔を接着した
のち、前者については′「型剥離試験、後者については
外曲げ試験を行った。電解実施条件および試験結果を第
１表に示す。

比較例　ｌ 実り鋼例１と同一のアルミニウム板について、通常の方
法で脱脂、アルカリエツチンクしたのら、硫酸浴中て陽
極酸化処理を施し、実施例と同じ方）去でｉ先ン争、乾
；呈し、アルミニラ１１Ｊみ板とうし、並びにアルミニ
ウム甚仮と銅箔を接着させ、前者て′ｒ型剥離試験、後
者では外曲げ試験を実施した。

電解条件および試験結果を第１表に掲げる。

比較例　２ 実施例と同し・材質のアルミニウム板で、長さ３０　ｃ
　ｍ、　１Ｉｌｉｉｉ３０　ｃ　ｒｎ、厚さ０　、５　
ｍ　ｔｒｉの板を、ゴムシートを底に貼った研磨箱の中
に置き、その上に直径１５ｒｎｍのアルミナ製の磁製ボ
ールと粒度＃１８０の研訂祠を入れ、更に水を適量加え
て約１５分間研磨箱に機械的振動を与えてアルミニウム
板の表面を研石（玉研ぎ）した。

研廚後、アルミニウム板を充分水洗し、常温乾燥した。

表面粗さはＲ７８８て７μｍであった。このアルミニウ
ム板を用い、実施例と同し方法て′「型剥離試験および
外曲げ試験を実施した。結果を同じく第１表に示す。

第　　１　　表 発明の効果 上記第１表に示されるように、本発明方法により得られ
たアルミニウム板は、樹脂との優れた接着性を示し、か
つ、外曲げ試験で示されるように、硫酸浴と異なり、加
工性も良好である。さらに従来の玉研ぎ法と異なり、陽
極酸化処理によるため、量産に好都合であり、本発明は
プリント回路用基板に対する優れた工業的発明と言える
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプリント回路用基板の表面に形成
された陽極酸化皮膜の電子顕微鏡写真である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウムないしはアルミニウム合金をベース
   とするプリント回路用基板であって、アルミニウムない
   しはアルミニウム合金板をリン酸を主成分とする電解浴
   中で陽極酸化処理を施して形成した膜厚１００Å以上の
   陽極酸化皮膜を有することを特徴とするプリント回路用
   基板。
2. （２）アルミニウムないしはアルミニウム合金をベース
   とするプリント回路用基板であって、アルミニウムない
   しはアルミニウム合金板に、リン酸を主成分とし、リン
   酸濃度が５〜２０重量％、温度４０〜７０℃の電解浴中
   で、商用交流ないしは直流３０Ｖ以上で、処理時間１分
   以下の陽極酸化処理を施して膜厚１００Å以上の酸化皮
   膜を形成することを特徴とするプリント回路用基板の製
   造法。