JPS648405B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の属する技術分野〕 本発明は、印刷回路板その他の電気材料に適す
る金属箔張り無機物複合体の製造方法に関する。 〔従来技術の説明〕 従来、印刷回路板に用いられる金属箔張りの有
機系複合材料は、接着剤に熱硬化性樹脂を使用
し、ガラス織物、ガラス不織布、ポリエステル織
布、コツトンリンタ紙等の基材に含浸乾燥して、
半硬化状態のプリプレグをつくる。このプリプレ
グを所定枚数重ね、この片面または両面に接着剤
付きまたは接着剤の付かない厚さ５〜200μｍの
金属箔を重ね合わせ、さらにその両側を厚さ0.5
〜5.0mmの表面が平滑なステンレススチール製の
プレス板に挾込んで熱圧成型して印刷回路板用の
金属箔張りの有機系複合材料を作製している。 しかしこの種の有機系複合材料は、接着剤など
の有機質部分が耐熱性に劣り、高温での絶縁抵抗
および優れた誘電特性が得られず、また湿度の影
響を受けやすいことなどから高温度下で長期に使
用することができない欠点があつた。 また無機系のアルミナ磁器、ジルコニウム磁器
等の一般にセラミツク基板と称されるものは、高
温で焼成されて作製されることから、金属箔を焼
成前に張り合わせても結成温度が金属箔の融点以
上になるため、片面または両面に金属箔を張り合
わせた焼結体を作製することはできなかつた。そ
のため無機系の基板に金属回路を形成するには、
この焼成工程以降の工程で無電解メツキや導電性
ペーストなどにより行つているが、工程数が多く
なり、しかも無機系の基板は機械加工性が悪い欠
点があつた。 〔発明の目的〕 本発明は、上記欠点を解消するもので、 (イ) 耐熱性があり機械加工性に優れた、 (ロ) 低温で焼結体になり得る、 (ハ) 製造コストの安価な、 金属箔張り無機物複合体の製造方法を提供するこ
とを目的とする。 〔発明の要旨〕 本発明は、ガラス状無機物とこのガラス状無機
物の軟化温度では溶融しない針状無機物または繊
維状無機物とを含む混合物を混練する混練工程
と、この混合物を所定形状に成型する成型工程
と、この成型された混合物に金属箔を重ね合わせ
る重ね合わせ工程と、この混合物に重ね合わせた
金属箔をこの混合物に仮圧着する仮圧着工程と、
この金属箔を仮圧着した混合物を上記ガラス状無
機物の軟化温度以上であつて上記針状無機物また
は繊維状無機物の溶融しない温度で焼成して上記
金属箔を上記混合物に完全接着させる焼成工程と
を含むことを特徴とする。 なお上記針状無機物はメタケイ酸カルシウムで
あることが好ましい。 また上記繊維状無機物はチタン酸カリウム系繊
維またはケイ酸マグネシウム系繊維であることが
好ましい。 また上記混練工程で混練される混合物には、針
状無機物、繊維状無機物、およびガラス状無機物
以外のこの混合物の成型性または焼結性を向上さ
せ、あるいは無機物複合体の誘電率を変更する第
三の添加物を含ませることもできる。 さらに上記金属箔は、銅、ニツケル、アルミニ
ウム、鉄、およびこれらの合金等の一般に使用さ
れる金属箔であつて、その表面が化学的または物
理的方法で活性化され、厚さが５〜200μｍの清
浄無塵化されたものが好ましい。 〔補足説明〕 本発明をさらに補足説明すると、針状無機物は
天然産のメタケイ酸カルシウムに代表される無機
物である。このメタケイ酸カルシウムは、化学式
CaSiO₃を主成分とする針状性の物質で、径に対
する長さの比が10倍以上であり、明るい白色の針
状の結晶形状を有する無機物である。特に耐熱性
に優れその融点は約1500℃であり、天然物である
ことからガラスパウダと同程度以下の低価格であ
る。天然針状性のメタケイ酸カルシウムとしてウ
オラストナイト（wollastonite、NYCO製）が一
例として挙げられる。 また繊維状無機物はチタン酸カリウム系繊維ま
たはケイ酸マグネシウム系繊維に代表される無機
物である。このチタン酸カリウム系繊維は、化学
式K₂O・nTiO₂あるいはK₂O・nTiO₂・mH₂Oで
表わされ、径に対する長さの比が10倍以上の上記
針状無機物より細径の繊維形状を有する。ただし
上記ｎ、ｍは必ずしも整数でなくてもよい。この
種のチタン酸カリウム系繊維は、近年安価に量産
される製法が開発され、繊維径に対する繊維長の
比が1000以上もあるものも容易に得られるように
なつている。上記チタン酸カリウム系繊維には、
チタン酸カリウム繊維を酸処理して得られる水和
酸化チタン繊維（TiO₂・mH₂O）およびこれを
焼成して得られる二酸化チタン繊維（TiO₂）も
チタン酸カリウム繊維誘導体として含まれる。こ
の水和チタン酸カリウム繊維はもとより水和酸化
チタン繊維においても、水分子が焼成段階で取除
かれ安定した無機物となる。 さらに上記以外のチタン酸カリウム繊維誘導体
としては、チタン酸カリウム繊維を出発原料とし
てこのチタン酸カリウム繊維とバリウム、ストロ
ンチウム等とを反応させて合成される繊維状のチ
タン酸バリウムあるいはチタン酸ストロンチウム
等がある。 上記チタン酸カリウム系繊維は、特に耐熱性と
機械的強度に優れその融点は約1300℃であり、そ
の引張強度はガラス繊維の約３倍にも及ぶ性質が
ある。 またケイ酸マグネシウム系繊維は、一般に石綿
と呼ばれるが、この石綿は天然針状および繊維状
ケイ酸鉱物の総称である。この石綿の中で本発明
に特に重要なものはケイ酸マグネシウム系の温石
綿（H₄Mg₃Si₂O₉）である。この温石綿は径に対
する長さの比が10倍以上あり、長いものでは５cm
に及ぶ。また温石綿は約500℃で構造水を失い始
め、800℃でも繊維構造を保持する灰白色の低価
格の鉱物である。 上記針状、繊維状無機物としては、メタケイ酸
カルシウム、チタン酸カリウム系繊維、およびケ
イ酸マグネシウム系繊維に限らず、アルミナ
（Al₂O₃）、炭化ケイ素（SiC）、窒化ケイ素
（Si₃N₄）、窒化ホウ素（BN）等の耐熱性に優れ
た無機物が挙げられる。また針状、繊維状の結晶
形状には、これらの形状に類似する細管状、短ざ
く状の結晶形状も含まれる。また針状無機物には
天然産に限らず人工的に製造される無機物も含ま
れる。 上述の針状無機物および繊維状無機物は、耐熱
性に優れ強度が高い特長があるが、それぞれ単独
で成型物になり得る温度が高く、この高い温度で
それぞれ焼成すると、針状あるいは繊維形態が崩
れ、一般的な無機質焼結物と同様に機械加工性等
が劣るようになる。 またガラス状無機物としては、一般ガラスが全
て考えられるが、代表的なガラス状無機物として
第１表に示されるものがある。これらの各種ガラ
ス状無機物は、第２表に示す特性を有する。 このガラス状無機物の選択は、以下に述べる無
機物複合体の用途によりなされる。

【表】

【表】

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、 (イ) 成型された混合物の片面または両面に重ね合
わせた金属箔を焼成時に完全接着することによ
り、密着性に優れ、かつ製造工数が節減され安
価に製造し得る、 (ロ) また針状無機物または繊維状無機物が最終製
品中に溶融されずに混在することにより、切削
加工、ドリルにより穴明け加工等の機械加工が
可能となり、かつ設計寸法に対する最終製品の
寸法精度が高く、 (ハ) また出発原料の無機物の混合比を変えること
により、上記機械加工性および電気特性を製品
用途に応じて可変に選定することができ、 (ニ) またガラス状無機物のみ結晶化することによ
り、焼成温度以上の温度に対しても耐熱性があ
り、機械的強度が高く、しかも温湿度に対して
電気特性が安定し得る。 (ホ) また焼成前に所望の形状を決められることに
より、複雑な形態にも製造することができ、 (ヘ) さらに低温焼成により、省エネルギーで耐熱
設備を簡素化して製造し得る 優れた効果がある。 〔実施例による説明〕 以下本発明の態様を明確にするために、実施例
を示してさらに具体的に説明するが、ここに示す
例はあくまでも一例であつてこれにより本発明の
範囲を限定するものではない。 実施例 １ 出発原料として、平均径0.1μｍ、平均長80μｍ
のチタン酸カリウム繊維（K₂O・6TiO₂）と第２
表に示したＥガラスパウダと成型性を良くするた
めのメチルアルコールとを３対６対１の重量比で
配合し、混合機を用いて各原料が均一に混合する
まで常温常圧下で混練する。 次にこの混練した混合物を押出成型機のホツパ
に入れてダイより厚さ２mmの平板状に押出成型し
て25cm×25cmの大きさの平板を得る。次にこの平
板中に含有されるメチルアルコールを常温常圧下
で10分間放置して揮発させる。 次に半乾きの状態の平板の表面に広く用いられ
ているラミネータにより、接着面がCu₂Oの亜酸
化処理の施された厚さ35μｍの銅箔をシワおよび
異物が入らないように重ね合わせる。 次にこの銅箔を重ね合わせた平板を250℃に加
熱した加圧圧縮機の上に載置して、この平板の両
面から600Kg/cm²の圧力で数秒間プレスし、銅箔を
仮圧着する。 次にこの銅箔が仮圧着された平板を窒素と水素
の混合した還元雰囲気状態の焼成炉に入れ、焼成
温度700℃で１時間常圧下で焼成し、銅張り無機
物複合体を得た。 実施例 ２ 出発原料として、平均径8.2μｍ、平均長110μｍ
のメタケイ酸カルシウム（ウオラストナイト）と
第２表に示したＡガラスパウダと製品の誘電率を
変更するためのホウ酸（H₃BO₃）を３対６対１
の重量比で配合し、実施例１と同様に混練する。 次にこの混練した混合物を金型に入れ、150℃
に加熱し20Kg/cm²に加圧圧縮して厚さ２mmの25cm
×25cmの大きさの平板を得る。次にこの平板の表
面に、片面が表面処理された厚さ50μｍのニツケ
ル箔を実施例１と同様に重ね合わせる。 次にこのニツケル箔を重ね合わせた平板を加圧
圧縮機の上に載置して、この平板の両面から100
Kg／cm²の圧力を加え、温度を700℃まで昇温させ、
100Kg/cm²、700℃で１時間保持した後、自然冷却
してニツケル箔張り無機物複合体を得た。 実施例 ３ 出発原料として、平均径0.2μｍ、平均長80μｍ
のチタン酸バリウム繊維（BaTiO₃）と第２表に
示したＥガラスパウダと成型性をよくするための
スチレンとを２対７対１の重量比で配合し、実施
例１と同様に混練する。 次にこの混練した混合物を射出成型機のホツパ
に入れ、射出部を150℃に加熱して厚さ２mmの15
cm×15cmの大きさの平板を得る。次にこの平板を
常圧下、200℃で１時間再加熱してスチレンを逸
散させた後、この平板の表面の厚さ40μｍのアル
ミニウム箔を実施例１と同様に重ね合わせる。 次にこのアルミニウム箔を重ね合わせた平板を
250℃に加熱した加圧圧縮機の上に載置して、こ
の平板の両面から500Kg/cm²の圧力で数秒間プレス
し、アルミニウム箔を仮圧着する。 次にこのアルミニウム箔が仮圧着された平板を
窒素と水素の混合した還元雰囲気状態の焼成炉に
入れ、焼成温度600℃で１時間半常圧下で焼成し、
アルミニウム箔張り無機物複合体を得た。 （実施例の各特性） 上述した実施例１〜３の金属箔張り無機物複合
体の各特性を調べたところ、第３表の結果が得ら
れた。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラス状無機物とこのガラス状無機物の軟化
   温度では溶融しない針状無機物または繊維状無機
   物とを含む混合物を混練する混練工程と、 この混合物を所定形状に成型する成型工程と、 この成型された混合物に金属箔を重ね合わせる
   重ね合わせ工程と、 この混合物に重ね合わせた金属箔をこの混合物
   に仮圧着する仮圧着工程と、 この金属箔を仮圧着した混合物を上記ガラス状
   無機物の軟化温度以上であつて上記針状無機物ま
   たは繊維状無機物の溶融しない温度で焼成して上
   記金属箔を上記混合物に完全接着させる焼成工程
   と を含む金属箔張り無機物複合体の製造方法。 ２ 金属箔の材質は、銅、ニツケル、アルミニウ
   ム、または鉄ニツケルコバルト合金の中から選ば
   れた金属である特許請求の範囲第１項記載の金属
   箔張り無機物複合体の製造方法。 ３ 針状無機物はメタケイ酸カルシウムである特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の金属箔張
   り無機物複合体の製造方法。 ４ 繊維状無機物はチタン酸カリウム系繊維また
   はケイ酸マグネシウム系繊維である特許請求の範
   囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の金属箔
   張り無機物複合体の製造方法。 ５ 混練工程で混練される混合物には、針状無機
   物、繊維状無機物、およびガラス状無機物以外の
   この混合物の成型性または焼結性を向上させある
   いは無機物複合体の誘電率を変更する第三の添加
   物が含まれる特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれかに記載の金属箔張り無機物複合体の製
   造方法。