(57)【要約】【課題】  金属繊維織布に塗布したプリプレグ用いて、積層前に予め穴あけ加工を行い、積層後、その部分に貫通スルーホール加工が行えて内層メタルコア作成工程を大幅に省略することができる、生産性に優れ、信頼性も高いメタルコアプリント配線板の製造方法を提供すること。【解決手段】  熱硬化性樹脂を金属繊維織布に塗布したプリプレグを使用し、かつ該プリプレグを積層前に予め穴あけ加工を行うことを特徴とするメタルコアプリント配線板の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂を金属繊維織布に塗布したプリプレグを使用することを特徴とするメタルコアプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のプリプレグを積層前に予め穴あけ加工を行うことを特徴とするメタルコアプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタルコアプリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップ等の電子部品はその集積密度が非常に高くなって来ており、そのためこれを実装するプリント配線板も配線間隔や接続穴間隔の狭小化により高密度化が行われている。そのため実装部品の密度が高まると同時に部品の発熱密度も高くなる。この発生した熱は部品自体だけでは十分な放熱が行えなくなってしまうため、別に熱放散を行う必要がある。
その熱拡散の手段としては、部品に放熱器を取り付け放熱面積を拡大する方法や装置にファンを付け強制的に空冷するなど直接部品を冷やす方法がある。また、実装を行う基板の熱拡散，熱容量を高くするため、実装部に熱伝導を目的としたサーマルビアを設置して基板全体に熱拡散する方法（非特許文献１）や基板に金属コア層を配したメタルコア基板も適用されている。
【０００３】
メタルコア基板では内層に金属コア層があるため、そのままスルーホール加工を行うと金属コア層で導通してしまう。そのため予め大き目の穴を開け、絶縁材で穴埋め後多層化プレスし小径のスルーホール加工を行う方法（特許文献１及び２）が行われている。しかしこの方法では樹脂―金属間の密着性向上処理工程，穴埋め工程など工程が増え、煩雑になってしまう。
【０００４】
また、使用される絶縁材料は有機材料が加工性，作業性が良好なのでよく使用されるが、有機材料は金属に比較して熱膨張率がとても大きい。そのため部品実装などの加熱処理工程では、絶縁材料と金属との間に熱膨張量の差が発生する。この熱膨張量の差により、金属−絶縁材料界面に引張応力がかかりバレルクラックなどが発生し、信頼性低下の原因となる（非特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４１６２３号公報
【特許文献２】特開平１０−１２９８２号公報
【０００６】
【非特許文献１】電子材料，No９，P37-43，1994
【非特許文献２】電子機器の熱対策設計，伊藤・国峰，P136-137，1992
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明においては、金属繊維織布に塗布したプリプレグを使用し、さらに積層前に予め穴あけ加工を行い、多層化時にその穴を付着している絶縁樹脂で埋めてしまうことによりそのまま貫通スルーホール加工ができるため製造工程を省略できる。また、金属繊維織布と樹脂の複合体のため、熱膨張率は金属単体より大きい。そのため加熱時に発生する熱膨張量の差が金属単体を使用したときより小さくなり信頼性が高くなる。このように本発明は、生産性に優れ、信頼性も高いメタルコアプリント配線板の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、次の発明に関する。
<１>  熱硬化性樹脂を金属繊維織布に塗布したプリプレグを使用することを特徴とするメタルコアプリント配線板の製造方法。
<２>  <１>に記載のプリプレグを積層前に予め穴あけ加工を行うことを特徴とするメタルコアプリント配線板の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、金属繊維織布に塗布したプリプレグを使用することにより内層メタルコア作成工程を大幅に省略することができる。また、熱膨張率も熱硬化性樹脂に近いためメタルコア部−絶縁樹脂間の加熱時の熱膨張量差を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の詳細を説明する。
樹脂シートの樹脂としては、任意の温度領域で、樹脂の溶融粘度を樹脂の硬化度により変えることができる熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えばフェノール樹脂,尿素樹脂,フラン樹脂,エポキシ樹脂などが挙げられる。特に加工性,取り扱い性,価格の点でエポキシ樹脂が良好である。エポキシ樹脂の種類としては、２官能以上のエポキシ樹脂が用いられる。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、多官能フェノールのジグリジルエーテル化物、これらの水素添加物等があり、何種類かを併用することもできる。
【００１１】
硬化剤としてはアミン化合物、例えばトリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミンなどの脂肪族アミンやメタフェニレンジアミン、４，４‘−ジアミノジフェニルメタンなどの芳香族アミン。酸無水物、例えば無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などや、３フッ化ホウ素モノエチルアミン、イソシアネート、ジシアンジアミド、レゾール型フェノール樹脂、ユリア樹脂などがありこれらの硬化剤は単独でも併用でもよく配合量は、エポキシ樹脂のエポキシ当量１に対して、硬化剤の反応基当量比が０．３〜１．５当量が樹脂の塗布、乾燥時の樹脂硬化度制御に良好である。
【００１２】
硬化促進剤としては、イミダゾール化合物、有機リン化合物、第３級アミン、第４級アンモニウム塩、などが使用されるが、第２級アミノ基をアクリロニトリル、イソシアネート、メラミン、アクリレートなどでマスク化して潜在性を持たしたイミダゾール化合物を用いてもよい。ここで用いられるイミダゾール化合物としてイミダゾール、２−メチルイミダゾール、４−エチル−２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、４，５−ジフェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾリン、２−エチル−４−メチルイミダゾリン、２−ウンデシルイミダゾリン、２−フェニル−４−メチルイミダゾリン、などがある。これらの硬化剤は単独でも併用でもよく、配合量はエポキシ樹脂100重量部に対して0.01〜６重量部が好ましい。0.01以下では効果が小さく、6以上ではワニスの保存性が悪化するためである。
【００１３】
上記の材料を溶解する溶剤としては、アセトン、ブタノン、トルエン、キシレン、４メチル２ペンタノン,酢酸エチル，エチレングリコールモノエチルエーテル、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、エタノール等があり、単独もしくは併用して使用してよい。また粉末状にした上記材料を鹸濁化などによる水溶液化でもよい。
上記成分以外でも必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲で他の化合物を混合することも可能である。
【００１４】
さらに、本発明の樹脂組成物には、樹脂軟化時の粘度や流動性の制御，熱伝導率の向上するために充填剤を使用可能である。例えば、シリカ粉、水酸化アルミニウム等である。これらの充填剤は、予めカップリング剤処理をしておくと樹脂の粘度と流動性のバランスを調整することができる。これらの充填剤は、単独でも併用でもよく、また充填剤の形状、サイズも任意である。配合量はワニス固形分全量に対して20〜80wt%が好ましい。20wt%以下で熱伝導に及ぼす影響が小さく、80wt%以上では、樹脂流動が著しく悪化するためである。
上記、配合で得られたワニスを金属繊維織布に塗布し必要量の樹脂量に調製後、60〜200℃の範囲で溶剤除去,熱硬化を行い、金属繊維基材プリプレグを得る。
【００１５】
ここで言う金属繊維基材とは、銅，ステンレス，真鍮，鉄，銀，金，アルミニウム，コバルト，タングステン及びこれら金属の合金からなる金属繊維からなる織布を言う。プリプレグの硬化物中の金属繊維体積は５０〜２０vol％ものが良い。これ以上の体積率では加工した穴を樹脂で埋めることに難が発生し、これ以下の体積では熱伝導性が悪化するためである。
【実施例】
【００１６】
以下，本発明の実施例およびその比較例によって本発明をさらに具体的に説明するが，本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【００１７】
実施例１
以下を用いてワニスを配合した。
フェノールノボラック型エポキシ樹脂(エピクロンN-865:大日本インキ(株)製商品名)100重量部、ノボラック型フェノール樹脂(HP-850N;日立化成工業(株)製商品名)60重量部、１−シアノ−２−エチル−４−メチルイミダゾール(2E4MZ-CN) (四国化成(株)製商品名0.7重量部、シリカ（トクシールGU-N;徳山曹達(株)商品名）40重量部、ブタノン1２0重量部をもちいて溶解しワニスとした。
このワニスを，ステンレス繊維織布（SN150-065：メッシュ工業製、商品名）に乾燥硬化後に樹脂分が４４ｗｔ％になるように塗布した。乾燥（１１０℃で３分１６０℃で４分）硬化し、金属繊維プリプレグを作製した。このプリプレグの必要部にΦ２mmの穴あけ加工を行った。厚み０．２ｍｍのFR-4基材（ＭＣＬ−Ｅ−６７;日立化成工業(株)製商品名)（銅箔１８μm）を内層回路処理(残銅率５０％)した。上から銅箔：６０ミクロンプリプレグ（ＧＥＡ−６７Ｎ;日立化成工業(株)製商品名)内層回路基板：６０ミクロンプリプレグ：金属繊維プリプレグ2枚：６０ミクロンプリプレグ：内層回路基板：６０ミクロンプリプレグ：銅箔の構成で積層し、中心に金属層を有した２コア6層シール板を作製した。積層条件は、真空プレスにて加熱、加圧し加熱条件は製品温度100±５℃で10分保持後、２℃/分で１８０℃に昇温し、６０分保持後冷却した。加圧は製品温度が100±５℃までは１ＭＰａ以下の接触圧で保持し、温度が到達後１ＭＰa／分の速度で加圧し、２．５ＭＰaでプレス終了まで保持した。金属繊維プリプレグを予め穴あけ加工を行った部分に貫通穴あけ加工を行い、デスミア−銅めっき−外層回路加工を行い、6層メタルコア配線板を作製した。
【００１８】
比較例1
0.3mmの銅板にエッチングレジスト(フォテックHK-9025:日立化成工業製商品名)を貼り、穴あけ部を窓明けしたネガで感光し、現像−エッチング−剥離を行い、穴あけ加工を行った。この銅板に化学的粗化−防錆処理(ＣＺ処理：メック（株）製;商品名)行ない、絶縁樹脂IR-1（山栄工業（株）製商品名）を穴埋め印刷し、硬化−研磨後再度化学的粗化−防錆処理を行い内層メタルコアとした。
この内層メタルコアを実施例１の金属繊維プリプレグに変えて構成し、２コア6層シール板を作製した。
【００１９】
実施例１と比較例１のメタルコア６層シールド板製造工程を比較して表１に示した。内層メタルコア作製工程が実施例は３工程に対し比較例は６工程であり３工程省略できる。
【００２０】
【表１】
2006005059.tif 000002
【００２１】
実施例１と比較例１の内層メタルコア部厚み方向熱膨張率差（20-260℃）を比較して表２に示した。実施例１はFR-4プリプレグに対して比較例１より熱膨張量差が小さい。
【００２２】
【表２】
2006005059.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の、実施例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１：銅箔
２：金属繊維プリプレグ
３：内層コア材
４：プリプレグ
５：鏡板
６：クッション
７：キャリアプレート
【図１】
2006005059.tif 000004