JPS63270132A - 金属ベ−ス基板 - 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】 皮栗上皇■几分団 本発明は、各種の電子装置や電気機器に使用する絶縁基
板に関する。

ｌ米■肢歪 最近の電子装置の小型化に伴い各種材料、部品を混成し
て一つの基板上に設置し、電子的性能を実現しようとす
る所謂ハイブリッドＩＣが使用されつつある。

ハイブリッドＩＣ用の基板は、その上に設置された各種
材料、部品が稼動中に発生する熱を効率よく逃がす作用
をなすものであり、その材料としては、従来上としてセ
ラミック基板が使用されていた。しかしながら該基板は
割れやすいために大サイズの基板が製造し難い、製造コ
ストが高い、などの理由からそれに代わって金属ベース
基板が、特に軽量化を考慮して、主としてアルミニウム
が使用されつつある。

アルミニウムベース基板は、アルミニウム基板の上に絶
縁層を形成し、さらに該絶縁層の上に銅、ニッケルなど
の導電性金属を接着した構造となっている。

”を　すべきい　占 しかしアルミニウムは、一般に通常の接着剤に対する接
着力が弱く、ハイブリッドＩＣ製造時における半田付は
工程などで高温度に加熱された際、アルミニウム板層と
絶縁層間で剥離が生じ易い問題がある。

現在使用されているアルミニウム用の接着剤は接着力が
不充分であったり、あるいは高接着力を示すが極めて高
価であったりして未だアルミニウムベース基板の商業生
産レベルで採用し得るほどのものとはいい難い。

一方、アルミニウムの接着性を向上させるためにアルミ
ニウムの表面をアルマイト処理することが提案されてい
るが、この場合アルマイト層にピンホールやクラックが
発生しやすく、このためアルマイト層上に形成された絶
縁層は絶縁耐圧が一般に低い問題がある。

ｉＪ　　ウを７ンするための手段 上記した事情を考慮して、本発明は半田付は工程などで
窩温度に加熱されてもアルミニウムなどの基板層と絶縁
層との間ので？ＩＩ　１ｌｉｌ１問題が生じ難い新規な
金属ベース基板を提供しようとするものである。

すなわち本発明は、熱伝導性金属基板の上に黒色粗面を
有すクロムメッキ層を有し、該クロムメッキ層の黒色粗
面上に絶縁性有機高分子層を形成し、さらに該絶縁性有
機高分子層の上に導電性金属箔を貼りあわせてなること
を特徴とする金属ベース基板である。

詐月貞甲≠目輯← クロムは、アルミニウムに限らず、各種金属材を光沢仕
上げするメッキ材として従来周知であったが、本発明者
らの実験によればクロムメッキの表面は、特に黒色粗面
を存すクロムメッキの該黒色粗面は、予想外にも通常の
接着剤に対して常温。

においては勿論のこと、半田付は工程などで高温度に加
熱されても良好な接着性を示す、さらにまた電着塗装法
によりクロムメッキの表面上に接着剤を用いることなく
直接電着ワニスを塗布し次いでその析出層を焼付けた時
、得られた焼付層もクロムメッキ表面と極めて良好な接
着性を示す。

ところで基板材料としてよく用いられるアルミニウム、
電気回路用金属として用いられるニッケルなどは白色で
あり、銅は淡い赤色であるが光沢のあるものほど白色に
近い色を呈する。このように多くの金層ベース基板用金
属材料は、いずれも白色に近い淡い色を有しているため
、その間に介在せしめられる絶縁層が透明である場合に
は基板の色が透視されることとなってそれとほぼ同色の
電気回路の形状が非常に識別し難くなる問題がある。し
かしながら、本発明において用いられる基板は、その構
成材料の種類を問わずその表面が電気回路金属層の表面
色に対して対比効果の高い黒色であるので、この黒色を
バックにして電気回路金属層が浮かび上がることとなり
、微細な電気回路の形状を迅速に且つ正確に認識するこ
とが可能となる。

天」１舛 第１図乃至第３図は、いずれも本発明の実施例の断面図
である。

第１図および第２図において、１はニッケルからなる熱
伝導性金属基板、２は黒色粗面２１を有すクロムメッキ
層である。ニッケルは、クロムメッキが容易であるので
第１図に示すようにその表面に直接クロムメッキを施し
ても強固に結合した同メッキ層が得られる。３は絶縁層
、４は電気回路金属層、４１は該電気回路金属層のエツ
ジ部、５は接着剤層である。

第１図においては、ポリイミドなどの有機高分子の透明
フィルムからなる絶縁層３は、接着剤層５によりクロム
メッキ層の黒色粗面２１上に接着されており、第２図に
おいては電着塗装により塗布−焼付して形成された絶縁
層３は接着剤を用いることなくクロムメッキ層の黒色粗
面２１上に直接形成されている。

第３図において、１はアルミニウムからなる熱伝導性金
属基板、１１は銅メッキ層、１２はニッケル層、２はニ
ッケルＩＪ１２上に形成された黒色粗面２１を有するク
ロムメッキ層である。アルミニウムの直上に強固なりロ
ムメッキ層を形成することは一般に困難であるので、該
メッキ層２は銅−ニッケル層を介して形成されている。

３は有機裔分子の透明フィルムからなる絶縁層、４は電
気回路金属層、４１は該電気回路金属層のエツジ部、５
は接着剤層である。

本発明においては、アルミニウムの場合と同様に所望の
熱伝導性金属基板の上に必要に応じて強固なりロムメッ
キ層を形成するために効果的となる他の金属メッキ層を
１層乃至多層形成し、その上にクロムメッキ層を形成す
ることが好ましい。

黒色粗面２１を有するクロムメッキ層２は、たとえばア
ルミニウム表面をジンケート処理または陽極酸化により
表面処理後、銅メッキ層さらにニッケルメッキ層を形成
したのち通常のクロムメッキ浴を用いて直流電解エツチ
ングする方法などにより形成することができる。

熱伝導性金属基板の構成材料としては、アルミニウムの
他ではたとえばニッケル、銅、鉄などの熱伝導性金属か
らなる厚さ５璽■以下の薄肉板材が用いられるが、特に
０．５〜３鶴の厚さのもの、就中アルミニウムが好まし
い、１に気回路金属層４の構成材料としては、ニッケル
の他ではたとえば銅、銀、錫、あるいは銅−アルミニウ
ムなどのクラツド材、その他各種メッキ金属導体などが
用いられる。

絶縁層３としては、たとえばポリイミド、ポリアミド、
ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ
スルホン、ポリエステル等の耐熱性有機高分子、特にそ
の薄い、たとえば厚さ１０〜１００μ−のフィルムが好
ましく用いられる。

そのようなフィルムを用いるとき、好ましい接着剤とし
てたとえばエポキシ樹脂あるいはエポキシ樹脂をアクリ
ル用脂、ゴム、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂などで
変性したもの、さらにはポリイミド系樹脂を使用した接
着剤などが使用でき、市販品ではたとえばＥＰＯＸ−Ａ
Ｈ３３３（三片石油化学社製）　、０ＸＯ３５（東し社
製）などの接着剤が例示できる。

クロムメッキ層上に電着塗装法によっても絶縁層３を形
成できること前記した通りであるが、この電着塗装も周
知の方法、たとえば特公昭４１−１４９６７号公報に記
載された方法にて行って良く電着ワニスとしては、アニ
オン系、カチオン系のいずれのものであっても良い、特
に特公昭５２−６７４５号公報に記載された非水系の耐
熱性電着ワニスに対して著しい効果を示す。

以下、実施例および比較例により本発明を一層詳細に説
明する。

比較例１ 厚さ３．０ｍの純アルミニウム板をトリクロルエチレン
蒸気で脱脂処理後乾燥して清浄化したのち、直ちにその
一方の表面上に両面に接着剤層（ＥＰＯＸ　ＡＨ−３３
３、三片石油化学社製）を有するポリイミドフィルム（
２５μ−厚のＫａｐｔｏｎフィルム、ＤｕＰｏｎ’　を
社製）および銅箔（３５μｌｌ厚の電解銅箔）を重ね、
４０Ｋｇ／ｃｓ”、１７０℃×４０分の条件で熱プレス
を行い片面銅張アルミニウムヘース基板を得た。

比較例２ 厚さ３．０鶴−純アルミニウム板をクリクロルエチレン
蒸気で脱脂処理乾燥して清浄化した後、直ちにその片面
にマスキングテープを貼合わせ、もう一方の片面に陽極
酸化後ピロリン酸銅メッキを使用し、厚さ５μ−の銅メ
ッキ層を、その上に通常のニッケルメッキ浴を使用し厚
さ５μ−のニッケルメッキ層を、さらに”その上に通常
のクロムメッキ浴を使用し厚さ１μ請の光沢表面を有す
るクロムメッキ層を形成した。ついで該クロムメッキ層
上に両面に接着剤層（ＥＰＯＸ　Ａｌ１−３３３　、三
片石油化学社製）を有するポリイミドフィルム（２５μ
鋤厚の）［ａｐｔｏｎフィルム、ＤｕＰｏｎ’　を社製
）および銅箔（３５μ鋤厚の電解銅箔）を重ね、４０Ｋ
ｇ／ｃｍ”、１７０℃Ｘ４０分の条件で熱プレスを行い
片面銅張アルミニウムベース基板を得た。

実施例１ 比較例１とは純アルミニウム板の片面に銅メソキ層、ニ
ッケルメッキ層、さらにその上にクロムメッキ浴を使用
して電流密度１５Ａ／ｄｍ”、課電時間８分（この間に
５回瞬間的な電流切断を行った）の条件で直流電解エツ
チングを行い、黒色粗面２１を有するクロムメッキ層（
凹成と凸頂間の最大距ｊｉｌ：約１μ閣、平面距離１０
０μ−間に存在する凹凸個数：平均５個）を形成した点
においてのみ異なる片面銅張アルミニウムベース基板を
得た。

実施例２ 実施例１と同様にアルミニウムの片面に銅メッキ層、ニ
ッケルメッキ層、さらにその上に実施例１と同様の直流
電解エツチング（但し、課電時間８分の間に１００回瞬
的な電流切断を行った）の方法により黒色粗面２１を有
するクロムメッキ層（凹成と凸頂間の最大距離：約１μ
−１平面距離１００μ−間に存在する凹凸個数：平均１
０個）を形成した以外は実施例１と同様の片面銅張アル
ミニウムベース基板を得た。

実施例３ 実施例２で得たクロムメッキ処理アルミニウムを使用し
、接着剤としてＥＰＯＸ　ＡＨ−３６６（三片石油化学
社製）を用い圧力２０に＋ｒ／ａ（，１８０℃×３０分
の条件で熱プレスし、片面銅張アルミニウムベース基板
を得た。

実施例４ 実施例２を得たクロムメッキ処理アルミニウムを使用し
、接着剤としてポリアミド変性エポキシ樹脂を使用し、
圧力２５　ｋｇ／ａＪ、　１７０℃Ｘ４０分の条件で熱
プレスし、片面銅張アルミニウムベース基板を得た。

比較例１〜２および実施例１〜４の各片面銅張アルミニ
ウムベース基板につき、アルミニウムと接着剤間の接着
力をＪＩＳ　Ｃ６４８１−５，７の「引き剥がし強さ」
に規定される方法で測定し、下表に示す結果を得た。

〔以下、余白〕

比較例３ 純アルミニウム板をトリクロルエチレンの蒸気で脱脂処
理乾燥して清浄化したのち、直ちにその片面にマスキン
グテープを貼り合わせ、もう一方の片面に該アルミニウ
ム板を陽極とし電着ワニスとして下記のエマルジョン組
成物を使用し、１５０Ｖの電圧で４０秒通電し、ついで
１２０℃×３０分および２００℃×３０分の条件で加熱
して絶縁厚４０μ鋼の絶縁アルミニウムベース基板を得
た。

〔エマルジョン組成物〕　：芳香族ポリアミドイミドポ
リマーＴｏｒｌｏｎ　４０００Ｔ　（三菱化成社製）１
００重量部をＮ−メチル−ピロリドン１９００ｇに溶解
して５重量％のポリマー溶液を得り後、これをアセトン
２０００ｇ中に滴下し、濃度２．５重量％のエマルジョ
ンとしたもの。

実施例５ 実施例１で得た黒色粗面を有するクロムメッキ層付き純
アルミニウム板を用い、その黒色粗面上に比較例３と同
様にして電着塗装して絶縁層厚み４０μｍの絶縁アルミ
ニウムベース基板を得た。

゛比較例３および実施例５のそれぞれにつき２６０℃で
２０分加熱後、ＪＩＳ　Ｋ　５４００−６．１５に示さ
れた基盤目試験方法でアルミニウムと絶縁層間の密着性
を評価した結果、比較例３では評価点数が４、実施例５
では評価点数１０であった。

殖果 本発明の金属ベース基板は、その熱伝導性金属基板の少
なくとも片面に黒色粗面を有するクロムメッキ層を有し
、該黒色粗面が良好な接着性を示すので、通常の接着剤
を用いて、あるいは電着塗装法などにより容易に、かつ
強固に接着した絶縁層をその上に形成することができる
。したがって本発明の金属ベース基板は、ハイブリッド
ＩＣを製造する場合において半田付工程などで高温度に
加熱されても熱伝導性金属基板と絶縁層間で剥離が生じ
る問題から解放される。

また、本発明において用いられる熱伝導性金属基板は、
その構成材料の種類を問わずその表面が電気回路金属層
の表面色に対して対比効果の高い黒色であるので、この
黒色をバンクにして電気回路金属層が浮かび上がること
となる。このために微細な電気回路の形状を迅速に且つ
正確に認識すること可能となり、この結果ワイヤボンデ
ィング作業の能率が向上し、しかもワイヤボンディング
のミス発生率も減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、いずれも本発明の実施例の断面図
である。 第１図および第２図において、ｌはニッケルからなる熱
伝導性金属基板、２は黒色粗面２１を有すクロムメッキ
層、３は絶縁層、４は電気回路金属層１，４１は該電気
回路金属層のエツジ部、５は接着剤層である。 第３図において、１はアルミニウムからなる熱伝導性金
属基板、１１は銅メッキ層、１２はニッケル層、２はニ
ッケル層１２上に形成された黒色粗面２１を有するクロ
ムメンキ層、３は有機高分子の透明フィルムからなる絶
縁層、４は電気回路金属層、４１は該電気回路金属層の
エツジ部、５は接着剤Ｉ―である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱伝導性金属基板の上に黒色粗面を有すクロムメッ
   キ層を有し、該クロムメッキ層の黒色粗面上に絶縁性有
   機高分子層を形成し、さらに該絶縁性有機高分子層の上
   に導電性金属箔を貼りあわせてなることを特徴とする金
   属ベース基板。 ２、熱伝導性金属基板がアルミニウムである特許請求の
   範囲第１項に記載の金属ベース基板。 ３、絶縁性有機高分子層がポリイミドフィルムであり、
   該フィルムが接着剤によりクロムメッキ層の黒色粗面上
   に接着されてなる特許請求の範囲第１項または第２項の
   いずれかに記載の金属ベース基板。 ４、アルミニウム基板の上に順次銅メッキ層、ニッケル
   メッキ層を有し、さらにその上にクロムメッキ層を有す
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の
   金属ベース基板。