(57)【要約】【課題】  強度を向上させることができ、例えスルーホール接続する場合でも製法の簡素化を図ることのできる安価な放熱性に優れる配線板の製造方法を提供する。【解決手段】  所定の成形材料１を使用して絶縁基板３を圧縮成形し、圧縮成形した絶縁基板３の両面のうち少なくとも表面に銅箔層を積層し、銅箔層をエッチングしてパターン層を形成する。成形材料１を、少なくとも粉末の熱可塑性樹脂と大量の熱伝導フィラーとを用いて調製する。粉末化された熱可塑性樹脂と熱伝導フィラーの材料選択により、配線板の強度を向上させ、使用時の損傷を有効に防止することができる。また、加熱で軟化して塑性を示す熱可塑性樹脂を使用するので、生産性や取扱性の向上を図ることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料を使用して絶縁基板を圧縮成形し、この圧縮成形した絶縁基板の両面のうち少なくとも片面に導電層を設け、この導電層を加工してパターン層を形成する放熱性に優れる配線板の製造方法であって、
成形材料を、少なくとも粉末の熱可塑性樹脂と熱伝導フィラーとを用いて調製することを特徴とする放熱性に優れる配線板の製造方法。
【請求項２】
絶縁基板の両面に導電層をそれぞれ設け、各導電層を加工してパターン層を形成し、絶縁基板に設けた貫通孔の内部にパターン層と導通するスルーホールメッキを施す請求項１記載の放熱性に優れる配線板の製造方法。
【請求項３】
成形材料の熱可塑性樹脂を液晶ポリマーとし、成形材料の熱伝導フィラーをアルミナ、窒化アルミ、窒化ボロン、及び又はシリコンカーバイトとする請求項１又は２記載の放熱性に優れる配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、液晶テレビ、コンピュータ、携帯電話等に使用される放熱性に優れる配線板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車のエンジンルーム、大型の液晶テレビ、コンピュータのマザーボード、あるいは電源等に配線板を使用する場合には、電気特性や信頼性の他、実装部品の発熱拡散等の観点から高い放熱性が要求される（特許文献１、２参照）。
【０００３】
この種の配線板を製造する従来の製造方法としては、（１）導体基板上に絶縁層を積層するとともに、この絶縁層上に銅箔層を積層し、この銅箔層を加工してパターン層を形成する方法、（２）セラミックからなる放熱性の絶縁基板に銅箔層を積層し、この銅箔層を加工してパターン層を形成する方法があげられる。（１）の導体基板はアルミニウムや銅を使用して形成され、絶縁層は熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂と熱伝導フィラーとを使用して形成される。
【特許文献１】特開２００４‐８３９６４号公報
【特許文献２】特開２００２‐２８０５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来における配線板は、以上のように製造されているが、（１）の場合には、実用上の強度が低く、損傷しやすいという問題がある。また、スルーホール接続するときには、導体基板に貫通孔を設けてその内部に絶縁性の被覆層を形成し、この被覆層にパターン層と導通するスルーホールメッキを施さなければならないので、製造方法の煩雑化や複雑化を招いたり、コスト削減を図ることのできないおそれが少なくない。さらに、（２）の場合には、セラミックからなる絶縁基板が非常に高価なので、経済的に問題がある。
【０００５】
本発明は上記に鑑みなされたもので、強度を向上させることができ、例えスルーホール接続する場合でも製法の簡素化を図ることのできる安価な放熱性に優れる配線板の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明においては上記課題を解決するため、成形材料を使用して絶縁基板を圧縮成形し、この圧縮成形した絶縁基板の両面のうち少なくとも片面に導電層を設け、この導電層を加工してパターン層を形成する放熱性に優れる配線板の製造方法であって、
成形材料を、少なくとも粉末の熱可塑性樹脂と熱伝導フィラーとを用いて調製することを特徴としている。
【０００７】
なお、絶縁基板の両面に導電層をそれぞれ設け、各導電層を加工してパターン層を形成し、絶縁基板に設けた貫通孔の内部にパターン層と導通するスルーホールメッキを施すことができる。
また、成形材料の熱可塑性樹脂を液晶ポリマーとし、成形材料の熱伝導フィラーをアルミナ、窒化アルミ、窒化ボロン、及び又はシリコンカーバイトとすることができる。
【０００８】
また、金型に成形材料を投入して絶縁基板を圧縮成形する際、金型をバンピングすることができる。
また、成形材料を使用して貫通孔付きの絶縁基板を圧縮成形することができる。
また、絶縁基板の両面に導電層をそれぞれ設け、各導電層を加工してパターン層を形成し、絶縁基板に貫通孔を設けてその内部にパターン層と導通するスルーホールメッキを施すこともできる。
【０００９】
さらに、絶縁基板の両面に導電層をそれぞれ設けるとともに、絶縁基板の厚さ方向に貫通孔を設け、各導電層を加工してパターン層を形成し、貫通孔の内部には、パターン層と導通するスルーホールメッキを施すこともできる。
【００１０】
ここで、特許請求の範囲における成形材料には、粉末の熱可塑性樹脂、熱伝導フィラー、及び顔料等を含有させることができる。この成形材料の熱可塑性樹脂は、ポリイミド、ポリアミドイミド等とすることができる。また、導電層は、例えば圧延銅箔や電解銅箔等が使用され、絶縁基板の表面、裏面、表裏両面に設けることができる。貫通孔は、単数複数を特に問うものではない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、強度を向上させることができる安価な放熱性に優れる配線板を提供することができるという効果がある。また、成形材料を圧縮成形するので、成形材料の配向による不具合を抑制することができ、しかも、反りの少ない配線板を従来よりも容易に得ることができる。
【００１２】
また、絶縁基板の両面に導電層をそれぞれ設けて各導電層を加工することによりパターン層を形成し、絶縁基板に設けた貫通孔の内部にパターン層と導通するスルーホールメッキを施すようにすれば、貫通孔の内部に絶縁性の被覆層を別に形成する必要がない。
さらに、成形材料の熱可塑性樹脂を液晶ポリマーとすれば、高熱伝導率、高強度、高剛性、低収縮率、高速固化、低バリ性の配線板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における放熱性に優れる配線板の製造方法は、図１ないし図４に示すように、調製した所定の成形材料１を金型２に投入して絶縁基板３を圧縮成形し、この圧縮成形した絶縁基板３の表裏両面のうち少なくとも表面に銅箔層４を積層し、この銅箔層４をエッチングして配線用のパターン層５を形成するようにしている。
【００１４】
成形材料１は、粉末化された熱可塑性樹脂と大量の熱伝導フィラーとを用いて調製され、必要に応じて粉末の顔料が添加される。粉末の熱可塑性樹脂としては、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、耐熱性に優れるポリイミド、ポリアミドイミド、ＥＰＳ等があげられ、取扱性の観点から５〜９０μｍの範囲、好ましくは６〜８０μｍの範囲の粒径が良い。これらの中では、機械的強度や熱伝導性に優れ、熱伝導フィラーの効果を向上させる液晶ポリマーの選択が好ましい。
【００１５】
粉末の熱伝導フィラーとしては、アルミナ、窒化アルミ、窒化ボロン、又はシリコンカーバイト等があげられ、１０〜８５μｍの範囲の粒径が好ましい。これらの中では、機械的強度や熱伝導性に優れる硬質で安価なアルミナの選択が好ましい。熱伝導フィラーとしてアルミナを使用する場合には、粒径の異なる複数のタイプ（例えば、１０μｍタイプと８５μｍタイプ）を使用して充填率等を向上させても良い。
【００１６】
このような成形材料１は、液晶ポリマーとアルミナが使用される場合、優れた放熱性を向上させる観点から、例えば５０：５０の体積比で配合され、図示しない混合機により混合・分散された状態で圧縮成形用の金型２に投入される。
【００１７】
上記において、放熱性に優れる配線板を製造する場合には、先ず、粉末化された熱可塑性樹脂に粉末の熱伝導フィラーを大量に加えて均一に混合・分散させることにより、粉体の成形材料１を調製し、この成形材料１を分散させて金型２の雌型に投入（図１参照）し、金型２の雄型を型締めして熱可塑性樹脂の融点以上の温度で加熱加圧（図２参照）し、０．５〜１ｍｍ程度の厚さを有するシート状の絶縁基板３を圧縮成形する。
【００１８】
粉末化された熱可塑性樹脂と熱伝導フィラーとは、市販の粉末品を購入しても良いし、そうでなくても良い。これらの混合には、例えばタンブラー式の混合機等が使用される。また、圧縮成形の際、金型２の雄型を複数回僅かに型開き（バンピング）してエアやガスを抜き、再度型締めすれば、絶縁基板３の成形不良を有効に防止することができる（図２の点線参照）。
【００１９】
こうして絶縁基板３を圧縮成形したら、冷却水により金型２を強制冷却して絶縁基板３を短時間で硬化させ、金型２を型開きして絶縁基板３を脱型し、この取り出した絶縁基板３の全表面に薄い銅箔層４をエポキシ系の接着剤により積層接着したり、融着する（図３参照）。そして、銅箔層４の不要領域をエッチング液によりエッチングして所定形状のパターン層５を形成すれば、放熱性に優れ、実装する電子部品を傷めることのない配線板を製造することができる（図４参照）。
【００２０】
上記方法によれば、粉末化された熱可塑性樹脂と熱伝導フィラーの材料選択により、ガラスクロス等を使用することなく配線板の強度を著しく向上させ、使用時の損傷をきわめて有効に防止することができる。また、焼成により製造されたセラミック製の高価な絶縁基板を使用しないので、安価に製造することができる。また、他の熱可塑性樹脂よりも高い熱伝導性の液晶ポリマーを選択すれば、放熱性をさらに向上させることができる。また、液状のエポキシ樹脂等からなる脆い熱硬化性樹脂ではなく、加熱で軟化して塑性を示す熱可塑性樹脂を使用するので、強度、生産性、取扱性の大幅な向上を図ることが可能になる。
【００２１】
さらに、絶縁基板３を射出成形するのではなく、粉末の成形材料１を用いて圧縮成形するので、成形材料１が特定の方向に優先的に配列する配向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）による不具合を確実に防止することができ、しかも、反りのないフラットで熱の逃げやすい厚肉の絶縁基板３をきわめて容易に得ることが可能になる。この反りの抑制防止は、電子部品の実装の観点からきわめて有意義な効果である。
【００２２】
次に、図５ないし図７は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、圧縮成形した絶縁基板３の表裏両面に薄い銅箔層４をそれぞれ積層接着し、各銅箔層４の不要領域をエッチングして所定形状のパターン層５を形成し、絶縁基板３の厚さ方向に複数の貫通孔１０を必要数ドリルで穿孔して各貫通孔１０の内周面には一対のパターン層５のスルーホールランドと導通するスルーホールメッキ１１を施すようにしている。
【００２３】
スルーホールメッキ１１は、各種の金属メッキ、例えば銅メッキ等からなり、一対のパターン層５間を相互に導通するよう機能する。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００２４】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、貫通孔１０の内周面に絶縁性の被覆層を形成した後、この被覆層にスルーホールメッキ処理を施すのではなく、穿孔した貫通孔１０の内周面にスルーホールメッキ１１を直接施せば良いので、製造方法の煩雑化や複雑化を防止したり、被覆材料の省略を通じて大幅なコスト削減を図ることができるのは明らかである。
【００２５】
なお、上記実施形態では粉末の熱伝導フィラーとして、アルミナ、窒化アルミ、窒化ボロン、又はシリコンカーバイトを単に使用したが、何らこれに限定されるものではなく、これらを混合して使用しても良い。また、平坦な銅箔層４を表面処理して凹凸に形成し、この凸凹の銅箔層４の粗面を絶縁基板３に積層してアンカー効果により固定しても良い。
【００２６】
さらに、圧縮成形した絶縁基板３の表裏両面に銅箔層４をそれぞれ積層接着した後、絶縁基板３の厚さ方向に必要数の貫通孔１０をドリルで穿孔して各貫通孔１０の内周面には銅箔層４と導通するスルーホールメッキ１１を施し、各銅箔層４の不要領域をエッチングして所定形状のパターン層５を形成しても良い。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明に係る放熱性に優れる配線板の製造方法の実施例を比較例と共に説明する。
実施例１
粉末化された液晶ポリマーと複数のアルミナとをタンブラー式の混合機により均一に混合・分散させることにより、粉体の成形材料を調製し、この成形材料をシート成形用の加熱プレス成形機の金型に投入し、金型を型締めして加熱加圧し、厚さ１．０ｍｍのシートを圧縮成形した。
【００２８】
液晶ポリマーとしては、平均粒径が６μｍのＥ６ＭＰ〔住友化学製：商品名〕１００重量部を使用した。複数のアルミナとしては、平均粒径が８５μｍのＡ１２Ｃ〔昭和電工製：商品名〕２００重量部、平均粒径が３８μｍのＡＳ１０〔昭和電工製：商品名〕１００重量部を用いた。また、加熱プレス成形機の加熱加圧は、加熱４００℃、加圧５８０ｋｇｆ／ｃｍ2の条件で実施した。
【００２９】
実施例２
基本的には、実施例１と同様だが、液晶ポリマーとして、平均粒径が７０μｍのＥ６ＭＰ〔住友化学製：商品名〕１００重量部を使用した。複数のアルミナとして、平均粒径が８５μｍのＡ１２Ｃ〔昭和電工製：商品名〕２００重量部、平均粒径が３８μｍのＡＳ１０〔昭和電工製：商品名〕１００重量部を用いた。
【００３０】
実施例３
基本的には、実施例１と同様だが、液晶ポリマーとして、平均粒径が６μｍのＥ６ＭＰ〔住友化学製：商品名〕１００重量部を使用した。また、アルミナを１種類に減じ、平均粒径が８５μｍのＡ１２Ｃ〔昭和電工製：商品名〕２００重量部のみを用いた。
【００３１】
実施例４
基本的には、実施例１と同様だが、アルミナを１種類に減じ、平均粒径が８５μｍのＡ１２Ｃ〔昭和電工製：商品名〕３００重量部を用いた。
【００３２】
比較例１
粉末化された液晶ポリマーとアルミナとをタンブラー式の混合機により均一に混合・分散させることにより、粉体の成形材料を調製し、この成形材料をシート成形用の金型に投入し、金型を型締めして射出成形し、厚さ２．０ｍｍのシートを成形した。
【００３３】
液晶ポリマーは、平均粒径が６μｍのＥ６ＭＰ〔住友化学製：商品名〕１００重量部を使用した。アルミナは、平均粒径が８５μｍのＡ１２Ｃ〔昭和電工製：商品名〕２００重量部を用いた。また、射出成形は、温度４００℃、射出圧４９５ｋｇｆ／ｃｍ2の条件で実施した。
【００３４】
比較例２
アルミナとして、平均粒径が８５μｍのＡ１２Ｃ〔昭和電工製：商品名〕３００重量部を用い、比較例１と同様に射出成形しようとしたが、成形材料を射出することができず、厚さ２．０ｍｍのシートを成形することができなかった。
【００３５】
実施例、比較例のシートをそれぞれ成形したら、各シートの加工性、曲げ強度、熱伝導率をそれぞれ測定してその結果を表１、２、３にまとめた。表１、２、３から明らかなように、実施例のシートの場合には、きわめて良好、あるいは実用に支障のない良好な結果を得ることができたが、比較例のシートの場合には、不十分な結果しか得ることができなかった。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
【表２】
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【００３８】
【表３】
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【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る放熱性に優れる配線板の製造方法の実施形態における成形材料を分散させて金型に投入する状態を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明に係る放熱性に優れる配線板の製造方法の実施形態における絶縁基板を圧縮成形する状態を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明に係る放熱性に優れる配線板の製造方法の実施形態における絶縁基板の全表面に銅箔層を積層した状態を模式的に示す説明図である。
【図４】図３の銅箔層の不要領域をエッチングしてパターン層を形成した状態を模式的に示す説明図である。
【図５】本発明に係る放熱性に優れる配線板の製造方法の第２の実施形態における絶縁基板の表裏両面に銅箔層をそれぞれ積層する状態を模式的に示す説明図である。
【図６】図５の絶縁基板の厚さ方向に複数の貫通孔を穿孔した状態を模式的に示す断面説明図である。
【図７】図６の各貫通孔の内周面にスルーホールメッキを施した状態を模式的に示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１        成形材料
２        金型
３        絶縁基板
４        銅箔層（導電層）
５        パターン層
１０      貫通孔
１１      スルーホールメッキ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008034725.tif 000008
【図４】
2008034725.tif 000009
【図５】
2008034725.tif 000010
【図６】
2008034725.tif 000011
【図７】
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