(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の回路が形成されるべき側とは反対側の面に化成処理を施し、この化成処理面に樹脂組成物からなる、第１の層とその上に形成された第２の層から構成される樹脂被覆層を形成し、前記第２の層には潤滑性を有する有機系骨材が含有されていることを特徴とするプリント基板用金属板材。
【請求項２】
金属板の両面に化成処理を施し、回路が形成されるべき側の化成処理面にエポキシ系樹脂を含有するガラス転移温度１００℃以上の樹脂組成物からなる樹脂被覆層を形成し、金属板の回路が形成されるべき側とは反対側の化成処理面に樹脂組成物からなる、第１の層とその上に形成された第２の層から構成される樹脂被覆層を形成し、前記第２の層には潤滑性を有する有機系骨材が含有されていることを特徴とするプリント基板用金属板材。
【請求項３】
回路が形成されるべき側の面に形成される前記樹脂被覆層の厚みが５μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント基板用金属板材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載のプリント基板用金属板材に、絶縁樹脂層を積層し、この絶縁樹脂層上に導体回路を形成してなることを特徴とする金属ベースプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板用金属板材およびそれを用いた金属ベースプリント基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板としては、金属ベース、セラミックベース、プラスチックベース等、種々のものが用いられているが、金属ベースとしては、アルミニウムまたはアルミニウム合金が主流となっている。
【０００３】
アルミニウムまたはアルミニウムをベースとするプリント基板は、図４に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金板２１を所定の寸法に切断し、その両面をアルマイト処理してアルマイト被覆２２ａ、２２ｂを形成し、一方の面に絶縁樹脂層兼接着剤層２３を形成し、その上に銅箔２４を貼り合わせる。その後、銅箔２４のエッチングにより回路を形成して、プリント基板が得られる。
【０００４】
このような構造のプリント基板は、特開昭５９−２０４２９６号、特開平６−３３４２８７号に示されている。
【０００５】
図４に示す従来のプリント基板では、銅箔２４のエッチングに際し、アルミニウムまたはアルミニウム合金板２１の溶解を防止するために、アルマイト皮膜２２ａ、２２ｂを１０μｍ以上に厚くしている。
【０００６】
しかし、近年、高容量化が進み、実使用時の発熱量が増大しつつある中では、現行のアルマイト皮膜では熱抵抗が大きく、基板温度が上昇しすぎてしまい、十分な機能を果たすことができない。また、アルマイト皮膜を薄くすると、熱抵抗は下がるが、今度はエッチング時のアルミニウムまたはアルミニウム合金板の溶解を防止することができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情の下になされ、熱抵抗が小さく、かつ、金属ベースプリント基板に加工する際に回路が形成されるべき面側に設けられる絶縁樹脂層との密着性が良好なプリント基板用金属板材を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の他の目的は、耐エッチング性に優れたプリント基板用金属板材を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、上記プリント基板用金属板材を用いて、製造効率に優れた金属ベースプリント基板を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、金属板の回路が形成されるべき側とは反対側の面に化成処理を施し、この化成処理面に樹脂組成物からなる、第１の層とその上に形成された第２の層から構成される樹脂被覆層を形成し、前記第２の層には潤滑性を有する有機系骨材が含有されていることを特徴とするプリント基板用金属板材を提供する。
【００１３】
また、本発明は、金属板の両面に化成処理を施し、回路が形成されるべき側の化成処理面にエポキシ系樹脂を含有するガラス転移温度１００℃以上の樹脂組成物からなる樹脂被覆層を形成し、金属板の回路が形成されるべき側とは反対側の化成処理面に樹脂組成物からなる、第１の層とその上に形成された第２の層から構成される樹脂被覆層を形成し、前記第２の層には潤滑性を有する有機系骨材が含有されていることを特徴とするプリント基板用金属板材を提供する。
【００１４】
さらに、本発明は、以上のプリント基板用金属板材に、絶縁樹脂層を積層し、この絶縁樹脂層上に導体回路を形成してなる、金属ベースプリント基板を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
本発明のプリント基板用金属板材は、金属板の回路が形成されるべき側の面に化成処理を施し、この化成処理面にエポキシ系樹脂を含有するガラス転移温度１００℃以上の樹脂組成物からなる樹脂被覆層を形成したことを特徴とする。
【００１７】
金属板としては、アルミニウム、鋼、鉄、銅、亜鉛、ニッケル等の単独、合金、複合版を用いることができ、放熱性、コスト等の点でアルミニウムが好ましい。
【００１８】
金属板面に施される化成処理としては、クロメート、ノンクロメートの反応型または塗布型処理等が挙げられる。
【００１９】
金属板の化成処理面に形成される樹脂被覆層は、エポキシ系樹脂を含有するガラス転移温度１００℃以上の樹脂組成物からなる。樹脂組成物の樹脂成分としては、エポキシ系樹脂の他、エポキシ系樹脂とポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、およびアクリル系樹脂等との混合物を用いることができる。エポキシ系樹脂が含有されていると、エポキシ系樹脂が接着剤の役割を果たし、プリント基板に加工した時に金属板材の回路が形成されるべき側の面に形成される絶縁樹脂層との接着性が向上する。また、樹脂の種類や配合割合を調整して樹脂組成物のガラス転移温度を１００℃以上とすることによって、絶縁樹脂層の熱圧着時に生じるフクレ、剥がれの発生を大幅に抑制し、絶縁樹脂層との接着性が良好なプリント基板用金属板材となる。熱圧着後の接着強度向上の点では樹脂組成物のガラス転移温度は１２０〜１５０℃がより好ましい。
【００２０】
樹脂被覆層にはレベリング剤を配合すると、ハジキの発生を抑制し、均一に塗布しやすくなる。レベリング剤としては、アクリル系、シリコーン系などが挙げられるが、絶縁層との接着性の点でアクリル系のレベリング剤がより好ましい。また、その配合量は、樹脂被覆層の０．１〜０．５重量％とすると、絶縁樹脂層との接着性がより良好となり好ましい。
【００２１】
また、回路形成面側の樹脂被覆層の厚みは５μｍ以下が好ましい。樹脂被覆層の厚みを５μｍ以下とすることにより熱抵抗の小さなプリント基板用金属板材を得ることができる。特に高度な放熱性が求められる場合には２μｍ以下とするのがより好ましい。
【００２２】
また、本発明のプリント基板用金属板材は、回路が形成されるべき側とは反対側の面（裏面）に化成処理を施し、この化成処理面に樹脂被覆層を形成することによって、耐傷付き性、耐エッチング性が向上したものとなる。
【００２３】
プリント基板への加工時のエッチング処理工程において、金属板材の裏面側の樹脂被覆層に傷があるとその部分から金属板へエッチング液が浸入して金属板を侵すことがあるので、金属板材に傷がつかないよう十分に注意して取り扱う必要があるが、裏側面側に形成される樹脂被覆層を第１の層と第２の層で構成し、搬送路などに接する第２層に骨材を含有させることにより、プリント基板用金属板材裏面が粗面化されて搬送路等との接触部分が小さくなり、より傷がつきにくくなる。
【００２４】
第２の層に配合する骨材としては、ナイロン、アクリル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、シリコーンビーズ等の有機系骨材、シリカ、アルミナ、ガラスビーズ等の無機系骨材が挙げられる。
【００２５】
プリント基板用として用いられる金属板材は基板への加工時に加熱されるが、熱によって骨材が変形してしまうと耐傷付き性向上の効果が低下するので、熱で変形しにくい無機系骨材を特に用いるようにするとよい。また、有機系骨材を配合するとプリント基板用金属板材裏面の摩擦係数が小さくなって潤滑性が高まり、傷の程度を大幅に和らげることができる。もちろん無機系骨材と有機系骨材両方を用いるようにしてもよい。
【００２６】
骨材の配合量は、無機系骨材の場合は第２の層を構成する樹脂組成物の６０重量％程度まで、有機系骨材の場合は４０重量％程度までとするのが適当である。
【００２７】
裏面側に形成される樹脂被覆層を構成する樹脂成分は特に限定されず、耐エッチング性、耐傷付き性を考慮して選択すればよい。例えば、回路形成面側に設ける樹脂被覆層と同じような樹脂成分を用いることができる。
【００２８】
また、第１の樹脂被覆層の厚みは１〜７μｍ、第２の樹脂被覆層の厚みは骨材の種類、大きさ等にもよるが、１〜８μｍ程度が好ましい。また、熱抵抗を考慮すると、第１の層と第２の層を合わせて１５μｍ以下とするのが適当である。
【００２９】
本発明の金属ベースプリント基板は、以上説明したプリント基板用金属板材上に、絶縁樹脂層を介して導体回路を形成してなることを特徴とする。
【００３０】
絶縁樹脂層を構成する樹脂成分としては、例えばエポキシ系樹脂が挙げられ、導体回路は、金属箔、例えば銅箔に、上述した絶縁樹脂層を形成したものを、絶縁樹脂層が金属板の側になるように、金属板上の樹脂被覆層に貼り付け、金属箔を所望のパターンにエッチングすることにより得られる。
【００３１】
以上のように構成される金属ベース配線板では、プリント基板用金属板と絶縁樹脂層との接着性がよいので、熱圧着時にフクレや剥がれを生じる不良を大幅に低減でき、金属ベースプリント基板を効率的に製造することができる。また、金属板の裏面側の最外層に骨材が含有されているプリント基板用金属板材を用いると、傷がつきにくいため取り扱いが容易で、より効率的に金属ベースプリント基板を製造することができる。
【００３２】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【００３３】
実施例１
図１〜図３は、本発明の一実施例に係わるプリント基板の製造工程を示す断面図である。
【００３４】
まず、厚み１．５ｍｍのアルミニウム合金板（材質：ＪＩＳＡ１１００）１の表面に、市販のアルミニウム用脱脂剤により脱脂処理を施した。水洗した後、市販の処理液により下地処理を行い、燐酸クロメート皮膜２ａ，２ｂを形成した。
【００３５】
次いで、図２に示すように、このクロメート皮膜２ａ，２ｂ上に、下記表１に示す合成樹脂塗料を、下記表２に示す条件で、ロールコーターにより塗布し、銅箔側樹脂被覆層３ａおよび裏面側樹脂被覆層３ｂを形成し、９種のプリント基板用樹脂被覆金属材（金属材試料Ｎｏ．１〜９）を得た。また、銅箔側樹脂被覆層３ａのみを形成し、外側樹脂被覆層３ｂを形成しないプリント基板用樹脂被覆アルミニウム板材を金属材試料Ｎｏ．１０とした。
【００３６】
なお、従来例として、図４に示すように、厚み１．５ｍｍのアルミニウム合金板（材質：ＪＩＳＡ１１００）２１の表面をアルマイト処理して、厚さ２０μｍのアルマイト層２２ａ，２２ｂを形成した金属材試料Ｎｏ．１１を作成した。
【００３７】
【表１】
0003615968.tif 000002
【００３８】
【表２】
0003615968.tif 000003
【００３９】
このようにして得たプリント基板用樹脂被覆アルミニウム板材（金属材試料Ｎｏ．１〜１０）の銅箔側樹脂被覆層３ａ上、および、アルマイト処理アルミニウム板材試料Ｎｏ．１１の一方のアルマイト層２２ａ上に、絶縁樹脂層４（２３）と銅箔５（２４）からなる絶縁樹脂層付き銅箔６（２５）を載置し、ホットプレスにて熱圧着し、積層体試料Ｎｏ．１〜１１を作成した。
【００４０】
以上のようにして得た積層体試料Ｎｏ．１〜１１に対し、以下に示す、高温処理後接着性、耐エッチング性および熱抵抗の評価を行った。
【００４１】
（１）高温処理後接着性
積層体試料を２００℃で６時間加熱処理した後、アルミニウム板材と銅箔との剥がれ、フクレのないものについて、積層体試料より銅箔部を１ｃｍ幅で板に垂直方向に毎分５０ｍｍの速さで約５０ｍｍ引き剥がし、その時の引剥強さを求め、下記の基準で接着性を評価した。
【００４２】
◎：アルミニウム板材と銅箔との剥がれ、フクレなし、かつ引剥強さ２．０ｋｇ／ｃｍ以上
○：アルミニウム板材と銅箔との剥がれ、フクレなし、かつ引剥強さ１．６ｋｇ／ｃｍ以上２．０ｋｇ／ｃｍ未満
×：アルミニウム板材と銅箔との剥がれ、フクレ有り、または引剥強さ１．５ｋｇ／ｃｍ未満
（２）耐エッチング性
積層体試料を６０℃の塩化第二鉄４０ｗｔ％水溶液に３分間浸漬し、素地の溶解の有無を下記の基準で評価した。
【００４３】
○：変化なし
×：素地が溶解
（３）熱抵抗
銅箔に１０ｍｍ×１０ｍｍのトランジスター搭載パッドを形成し、このパッド上にトランジスターが半田付けされた銅箔パッドと同一サイズのヒートシンクを半田付けして、熱抵抗測定試料を作成した後、トランジスターを動作させ、銅箔部と基板下面の温度差を測定し、熱抵抗を下記の基準で評価した。
【００４４】
◎：２．２℃／Ｗ以下
○：２．６℃／Ｗ以下
△：２．８℃／Ｗ以下
×：３．０℃／Ｗ以上
以上の評価結果を、下記表３に示す。
【００４５】
【表３】
0003615968.tif 000004
【００４６】
上記表３から明らかなように、本発明である積層体試料Ｎｏ．１〜７は、いずれも接着性、耐エッチング性が良好であり、かつ熱抵抗が小さく、プリント基板として好適に使用することができる。積層体試料Ｎｏ．９は、接着性、耐エッチング性が良好であるが、回路形成面側の樹脂被覆層の膜厚が厚すぎるために熱抵抗が若干劣る。積層体試料Ｎｏ．１〜９は、回路形成面とは反対側の面に外側樹脂被覆層３ｂが形成されているので、耐エッチング性が良好である。
【００４７】
これに対し、積層体試料Ｎｏ．８は、エポキシ樹脂を含有する樹脂層のＴｇが低すぎるために、高温処理後に剥れが発生し接着性が劣る。また、従来例である積層体試料Ｎｏ．１１は、厚さ２０μｍのアルマイト層が形成されているために耐エッチング性は良好であるが熱抵抗が大きい。
【００４８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によると、プリント基板に加工した時に、回路が形成される側の面に形成される絶縁樹脂層との接着性が良好な、プリント基板用として優れた金属板材を得ることができる。
【００４９】
さらに、搬送時の耐傷付き性に優れ、回路形成時の耐エッチング性に優れたプリント基板用金属板材を得ることができる。
【００５０】
また、本発明の金属ベースプリント基板は、上記プリント基板用金属板材上に絶縁樹脂層を介して導体回路が形成されたものであるため、製造効率が非常に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施例に係る金属ベースプリント基板の製造工程を示す断面図。
【図２】本発明の実施例に係る金属ベースプリント基板の製造工程を示す断面図。
【図３】本発明の実施例に係る金属ベースプリント基板の製造工程を示す断面図。
【図４】従来の金属ベースプリント基板を示す断面図。
【符号の説明】
１  アルミニウム合金板
２１  アルミニウムまたはアルミニウム合金板
２ａ，２ｂ  クロメート皮膜
３ａ，３ｂ  樹脂被覆層
４  絶縁樹脂層
２３  絶縁樹脂層兼接着剤層
５，２４  銅箔
２２ａ，２２ｂ  アルマイト皮膜
【図１】
0003615968.tif 000005
【図２】
0003615968.tif 000006
【図３】
0003615968.tif 000007
【図４】
0003615968.tif 000008