JPS62263881A - プリント回路基板の製造方法 - 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】 この発明は、印刷回路のための誘電体基板に関するもの
であり、特に、熱膨張係数が低く１回路パッケージング
の用途に適した基板とするために誘電体層を生成するた
め、後に表面処理を行う金属基板を製作する方法に関す
るものである。

Ｂ、従来技術 米国特許第４４２７９９３号明細書には、熱および電気
的インピーダンスが低く、第１および第２の表面を有す
るプレート状のアルミニウムからなる熱膨張整合エレメ
ントが開示されている。第１の表面は、熱および電気を
伝えるハウジングと接続するためのものであり、第２の
表面は、熱膨張係数を変化させた鉄ニツケル合金材料の
格子を有する。

米国特許第４０８９７０９号明細書には、アルミニウム
を酸化して薄い非晶質のアルミナを形成させることによ
りパシベートされたアルミニウム層が開示されている。

ＩＢＭテクニカル・ディスクロジャ・ブレティン　（丁
ＢＭ　　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ
　　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ）、　Ｖ　ｏｌ、。

１０、Ｎα２．１９６７年７月、ｐ、１６０には、二酸
化シリコン皮膜上のアルミニウム層の酸化が開示されて
いる。

米国特許第４４２７９９３号明細書では、膨張率の低い
材料をニッケル・メッキした後、その材料に半導体を直
接取付けた、穴をあけたマトリックスが使用されている
。他の従来技術では、導電性を与えるために用いるアル
ミニウムをスパッタリング、メッキ、その他の方法で付
着させている。

回路の製造工程では、銅をクラッドした鋼合金が用いら
れている。このような材料は高価でしかも重く、強化材
として用いられるが、部品を直接取付けるには適当では
ない。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 この発明の目的は、熱膨張率が小さく、表面に部品を取
付けることができる、印刷回路用の基板として用いるの
に適した複合体基板を提供することにある。

Ｄ０問題点を解決するための手段 この発明によれば、複合体基板の熱膨張係数を低くする
ために、クラッド材料と、その上の誘電体層を形成する
方法が提供される。この特徴により、基板と、その上に
取付けられる半導体デバイスの熱的不整合が補償される
。この方法は１合金上にアルミニウムのストリップを積
層し、この複合構造を熱処理して、アルミニウムを合金
中に拡散させることからなる。得られたクラッド材料は
。

回路板の基板として用いるのに適している。

Ｅ、実施例 第１図はこの発明の方法の略図で、ニッケル４２％、鉄
５８％の合金であるアロイ４２等の合金のストリップま
たはシートを、アルミニウムのストリップまたはシート
でクラッドする方法を示す。

材料はすべて工程１０に示すように表面処理しなければ
ならない。アルミニウムに合金を挟んだ複合構造を、工
程２０に示すように、好ましくはホット・ロールをかけ
て、クラツド材を形成する。

得られたクラッド構造を、工程３０に示すように。

アニールを行う。

表面処理工程１０の目的は、酸化物、油、ごみその他の
汚染物質の無い粗面を得ることにある。

″金属の熱処理、洗浄および仕上げ（ＨｅａｔＴｒｅａ
ｔｉｎｇ−Ｃｌｅａｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｆｉｎｉｓｈｉ
ｎｇ　Ｍｅｔａｌｓ）”。

米国金属学会（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｍｅｔａｌｓ　５ｏ
ｃｉｅｔｙ）第８版、１９７４年等の金属仕上げハンド
ブックの゛′非鉄金属の洗浄および仕−ヒげ（Ｃｌｅａ
ｎｉｎｇ　ａｎｄＦｉｎｉｓｈｉｎｇ　Ｎｏｎ　−Ｆｅ
ｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌｓ）”の章に記載されているい
くつかの化学的もしくは機械的、またはこれら両方を用
いた処理方法等の、従来技術を使用することかできる。

好ましい処理には、両材料表面をサンド・プラストした
後、ｐＨが好ましくは１０ないし１２の、か性溶液で、
３ないし５分間、Ｌ４０’Ｆ　（６０℃）ないし１６０
’Ｆ　（７１゜１℃）の温度で洗浄することが含まれる
。材料を脱酸剤溶液、好ましくは、硝酸約５容量％、硫
酸約１０容量％、残部は水の混合物で処理する。次に、
好ましくは３段階処理で水洗し、最後に材料を空気乾燥
する。

第２図は、第１図の工程２０で、好ましくは熱膨張係数
の低い合金５０を２枚のアルミニウム４０でサンドイッ
チした、３枚のストリップまたはシートの複合構造をホ
ット・ロールをかけて形成したクラッド材料を示す。ホ
ット・ロール工程は。

アルミニウムと合金を積層するのに用い、好ましくは還
元性雰囲気中で、約６００”Ｆ　（３１５，６℃）ない
し約９００”Ｆ　（４８２，２℃）の温度に加熱したス
テンレス鋼のローラを用いて行う。ローリング圧力は、
使用するアルミニウムの降伏強度の関数として選択する
。この実施例では、アロイ１１００を用い、約３０００
ｐｓｉの圧力を必要とした。第１図の手順３０のアニー
リングは、好ましくは約５００″Ｆ　（２６０℃）ない
し７００’Ｆ（３７１，１℃）の温度で、１ないし５分
間行う。

次に得られたクラッド材料を室温の空気で冷却する。

第２図に断面図で示す得られた材料は、合金５０の厚み
は約５００ないし７５０μｍ、合金５０にクラットした
アルミニウム４０の厚みは約１２５ないし２５０μｍで
ある。

第２図に示す構造を印刷回路に使用する場合は。

複合材料のコア材料５０により、電子パッケージと基板
との間の熱的整合が得られる。アルミニウムのクラツド
材４０は、複合材料が印刷回路の基板として用いられる
場合の熱管理問題の制御を助ける。

印刷回路にこのような基板を使用する利点は、熱膨張が
制御できること、および熱伝導が良好になることである
。この特性により、表面上に取付けた部品への熱応力が
減少し、信頼性が向上する。

また、α粒子の放射がなく、この基板に取付けた記憶素
子の信頼性も改善される。基板の製作工程は簡単で、そ
のため固有のコストが低減される。

さらに、ヒート・シンクおよび接地面が内蔵された形と
なる。

この発明の方法は、種々の幅の、熱膨張係数の低い合金
のストリップ５０を用い、これに厚み５ないし１０ミル
のアルミニウム４０を、ホット・ロールにより積層する
ことを意図したものである。

積層基板の製作には、コア材料合金のシートと。

アルミニウムのストリップではなくシートを用いて複合
材料とする。必要とする基板寸法により、ストリップも
シートも用いられている。その後の熱処理により、アル
ミニウムが膨張係数の低い合金中に拡散する。しかし、
アルミニウムの積層品は、電気分解法や、酸素雰囲気中
における放電など、他の方法を用いると、アルミナに変
換することができる。

得られた構造を印刷回路基板に使用すると、アルミナ合
金４２とシリコンの熱膨張係数が比較的近いので有利で
ある。動作温度では、シリコンの熱膨張係数は２．３な
いし３ｐｐ■であり、アルミナ合金４２の熱膨張係数は
４ないし６　ｐｐｍである。

第１図に示すこの発明の方法により形成した第２図に示
す材料は、各種の回路作製に用いることができる。ハイ
ブリッド用途には、第３図に示す４工程を用いて、第１
図に示す方法により作製した基板を回路とする。第３図
に示す工程は、本質的に従来からの方法である。ブロッ
ク６０は、誘電体層の酸化アルミニウムを形成するため
、複合構造中のアルミニウム層の酸化の必要性を示す。

この層に、スクリーニング等の方法により、導電性材料
を付着させる。この工程をブロック６４で示す。次に、
従来法により、はんだまたは接着剤を塗布する。この操
作はブロック６８で示す。最後にブロック７２で、部品
を取付ける。

第４図は、可撓性の回路および重合体の塗布を必要とす
る場合に使用する方法を示す。ブロック８０は、第２図
に示すクラッド材料の表面処理の必要性を示す。次にブ
ロック５４に示すように、少くとも１面に銅を積層する
。この銅の上に、ブロック８８で重合体層を付着させる
。その後、ブロック９２でエツチングを行い、基板−１
−に導電性ラインを形成させる。ブロック９６で、スク
リーニング等によりはんだを塗布し、部品を従来の方法
により取付ける。

Ｆ６発明の効果 以上に説明したように、この発明によれば、複合材料の
熱膨張係数を低くするため、クラッド材料およびその上
に誘電体層を形成する方法が与えられる。この特長によ
り、基板と、基板上に取付けた半導体素子との熱的不整
合が補償される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法を示す工程のブロック図、第
２図は、この発明の方法により作製した材料の断面図、
第３図は、この発明の方法により作製した基板に部品を
取付ける工程を示す図、第４図は、この発明の方法によ
り作製した基板に部品を取付ける別の工程を示す図であ
る６４０・・・・アルミニウム、５０・・・・合金。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　山　　本　　仁　　朗（外１名） 工程図 第１図 工程−図 第３図 蔦板のＩＦｒ面口 第２区

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）熱膨張率の小さい合金を表面処理し、 （ｂ）上記合金をアルミニウムからなる平らな部材で挟
   んで重層することにより複合構造を形成し、 （ｃ）上記複合構造を熱処理することによりアルミニウ
   ムを上記合金中に拡散させ、 （ｄ）上記複合構造をアニールする工程を含む、プリン
   ト回路基板の製造方法。
2. （２）上記熱膨張率の小さい合金が約５００ないし７５
   ０μｍの厚さ範囲のニッケル鉄合金である特許請求の範
   囲第（１）項記載の方法。
3. （３）上記アルミニウムの部材が約１２５ないし２５０
   μｍの厚さ範囲をもつ特許請求の範囲第（１）項または
   第（２）項に記載の方法。
4. （４）上記複合構造の重層工程が、ホット・ロール工程
   を含む特許請求の範囲第（１）項または第（２）項に記
   載の方法。