(57)【要約】【課題】金属板とプリント配線板を接着剤を用いて貼り合わせる金属基板において、接着剤の基板からのはみ出しや接着不良を防止すると共に、導電性と高放熱性が要求される部分の接着剤の厚みを薄くする。【解決手段】まず、金属板１に接着剤２ａを印刷塗布すると共に、プリント配線板３に接着剤２ｂを塗布する。ここで、プリント配線板３への接着剤２ｂの塗布は、プリント配線板３の導体パターン４を除いた部分６にのみスクリーン印刷により塗布する。また、塗布する接着剤２ｂの厚みは導体パターン４の高さより大きく、導体パターン４と接着剤２ｂの間には空隙が出来るようにする。そして、接着剤２ａが塗布された金属板１と、接着剤２ｂが塗布されたプリント配線板３とを貼り合わせる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させる金属基板の製造方法において、
導体パターンを除いた凹部に接着剤を印刷したプリント配線板と、一主面又は両主面の全面に接着剤を印刷した金属板とを貼り合わせたことを特徴とする金属基板の製造方法。
【請求項２】
金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させる金属基板の製造方法において、
上記プリント配線板に形成された導体パターンの放熱部分および金属板との導通部分を除いた面をレジストで被覆し、上記プリント配線板の放熱部分および金属板との導通部分に接着剤を印刷し、上記放熱部分および金属板との導通部分に接着剤を印刷したプリント配線板と全面に接着剤を印刷した金属板とを貼り合わせたことを特徴とする金属基板の製造方法。
【請求項３】
上記プリント配線板の導体パターンを除いた凹部に、導体パターンより高さが高く、かつ導体パターンと接着剤の間に空隙が出来るように接着剤を印刷し、導体パターンより突出した接着剤の体積が上記空隙の体積と同体積になるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の金属基板の製造方法。
【請求項４】
金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させた金属基板において、
上記プリント配線板の導体パターンを除いた凹部と上記金属板の間に非導電接着剤を、上記プリント配線板の導体パターンと上記金属板との間に導電性接着剤を形成したことを特徴とする金属基板。
【請求項５】
金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させる金属基板の製造方法において、
導体パターンを除いた凹面に非導電接着剤を印刷したプリント配線板と、上記非導電性接着剤に対向する部分を除いた全面に導電性接着剤を印刷した金属板とを貼り合わせたことを特徴とする金属基板の製造方法。
【請求項６】
金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させた金属基板において、
上記プリント配線板の導体パターンを除いた凹部と上記金属板の間に高熱伝導性接着剤を、上記プリント配線板の導体パターンと上記金属板との間に導電性接着剤を形成したことを特徴とする金属基板。
【請求項７】
金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させる金属基板の製造方法において、
導体パターンを除いた凹面に高熱伝導性接着剤を印刷したプリント配線板と、上記高熱伝導性接着剤に対向する部分を除いた全面に導電性接着剤を印刷した金属板とを貼り合わせたことを特徴とする金属基板の製造方法。
【請求項８】
金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させた金属基板において、
プリント配線板に設けるスルーホールピッチを、内部回路から発生する電磁波の波長λの１／４以下のピッチで形成したことを特徴とする金属基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属板とプリント配線板を接着剤により貼り合わせた金属基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属板とプリント配線板を接着する方法として、例えば特開平０５−２５９６５０号広報に示されているように、金属板とプリント配線板の間に接着剤シートを挟み、加熱・加圧することにより貼り合わる技術が広く知られている。このような金属基板は、図７に示すように、金属板１と導電パターン４及びスルーホール５を有するプリント配線板３との間に、半硬化性の接着剤シート（プリプレグ）等を挟み、加熱・加圧することにより形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の金属基板の製造方法では、プリント配線板３の表面の凹凸やそりを吸収するために、厚めの接着剤層２が必要となり、加熱・加圧時に接着剤がプリント配線板３に設けられたスルーホール５を通って裏面（図７の２０ａ）に到達して、導体パターン４を汚染するという問題があった。また、金属基板の端面から接着剤がはみ出してしまい（図７の２０ｂ）、外形サイズにバラツキが生じるという問題もあった。
【０００４】
また、金属基板が高周波用途に使用される場合、接着剤に導電性および高放熱性が要求され、プリント配線板３の導体パターン４と金属板１との間の接着層２を薄くする必要があり、プリント配線板３のそり、凹凸を吸収することができず、凹部内へ接着剤が充分流れ込まず、凹部〜金属板間で未接着となる等の問題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、金属板とプリント配線板を貼り合わせる接着剤の基板からのはみ出しや接着不良を防止すると共に、導電性と高放熱性が要求される部分の接着剤の厚みを薄くすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させる金属基板の製造方法において、導体パターンを除いた凹部に接着剤を印刷したプリント配線板と、一主面又は両主面の全面に接着剤を印刷した金属板とを貼り合わせたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させる金属基板の製造方法において、プリント配線板に形成された導体パターンの放熱部分および金属板との導通部分を除いた面をレジストで被覆し、プリント配線板の放熱部分および金属板との導通部分に接着剤を印刷し、放熱部分および金属板との導通部分に接着剤を印刷したプリント配線板と全面に接着剤を印刷した金属板とを貼り合わせたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、プリント配線板の導体パターンを除いた凹部に、導体パターンより高さが高く、かつ導体パターンと接着剤の間に空隙が出来るように接着剤を印刷し、導体パターンより突出した接着剤の体積が上記空隙の体積と同体積になるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させた金属基板において、プリント配線板の導体パターンを除いた凹部と金属板の間に非導電接着剤を、プリント配線板の導体パターンと金属板との間に導電性接着剤を形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させる金属基板の製造方法において、導体パターンを除いた凹面に非導電接着剤を印刷したプリント配線板と、非導電性接着剤に対向する部分を除いた全面に導電性接着剤を印刷した金属板とを貼り合わせたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させた金属基板において、プリント配線板の導体パターンを除いた凹部と金属板の間に高熱伝導性接着剤を、プリント配線板の導体パターンと金属板との間に導電性接着剤を形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させる金属基板の製造方法において、導体パターンを除いた凹面に高熱伝導性接着剤を印刷したプリント配線板と、高熱伝導性接着剤に対向する部分を除いた全面に導電性接着剤を印刷した金属板とを貼り合わせたことを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、金属板と、この金属板の一主面又は両主面に配置されたプリント配線板を接着剤により一体化させた金属基板において、プリント配線板に設けるスルーホールピッチを、内部回路から発生する電磁波の波長λの１／４以下のピッチで形成したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による金属基板の製造工程を示す断面図であり、以下、図１に基づいて、金属板とプリント配線板を接着剤で貼り付ける方法について説明する。
【００１５】
まず、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、金属板１に接着剤２ａを印刷塗布する。ここで、金属板１への接着剤２ａの塗布は、後述するプリント配線板３の導体パターン４から金属板１への熱抵抗を考慮した厚み、例えば１０〜５０μｍの厚みを持つようにスクリーン印刷により形成する。
【００１６】
一方、図１（ｃ）に示すように、プリント配線板３にはその表裏面に導体パターン４が形成されている。また、プリント配線板３が例えば高周波基板の場合、高周波特性確保のために導体パターン４にはアースに接続するためのスルーホール５が多数形成されている。また、構成部品のはんだ接続のため、導体パターン４の最表層には、金めっきが施されている。
【００１７】
図１（ｄ）は上記プリント配線板３に接着剤２ｂを塗布した図を示し、ここでの接着剤２ｂは、プリント配線板３の導体パターン４を除いた部分６にのみスクリーン印刷により塗布する。この時、塗布する接着剤２ｂの厚みは導体パターン４の高さより大きく、また導体パターン４と接着剤２ｂの間には、空隙が出来るように印刷する。
【００１８】
次に、図１（ｅ）に示すように、接着剤２ａが塗布された金属板１と、接着剤２ｂが塗布されたプリント配線板３とを貼り合わせ、図１（ｆ）に示すように、錘７により０．１ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重を接着剤２に与え、室温〜１７５℃で１時間〜１２時間程度、接着剤硬化を行う。
【００１９】
以上のように実施の形態１によれば、金属板１とプリント配線板３の間の全面の接着面圧がほぼ一様となって、接着剤２がプリント配線板３の端面より部分的にはみ出すことが無くなり、また接着剤２がスルーホール５を通ってプリント配線板３表面の導体パターン４を短絡させることを防止し、また、プリント配線板３の導体パターン４を除いた部分６で未接着が発生することも防止できる。
【００２０】
なお、接着面圧力による僅かな量の接着剤２のはみ出しは、導体パターン４と接着剤２との空隙に退避できるため、上記はみ出しによる弊害を防止することが出来る。通常、導体パターン４は最表層が金めっきのため、接着剤２との密着性に劣るが、導体パターン４を除いた部分６と接着していることにより、全体として良好な密着性が確保できる。
【００２１】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による金属基板の製造工程を示す断面図であり、以下、図２に基づいて、金属板とプリント配線板を接着剤で貼り付ける方法について説明する。
【００２２】
まず、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、金属板１に接着剤２ａを印刷塗布する。ここで、金属板１への接着剤２ａの塗布は、後述するプリント配線板３の導体パターン４から金属板１への熱抵抗を考慮した厚み、例えば１０〜５０μｍの厚みを持つようにスクリーン印刷により形成する。
【００２３】
一方、図２（ｃ）に示すように、プリント配線板３にはその表裏面に導体パターン４が形成されており、プリント配線板３が例えば高周波基板の場合、高周波特性確保のために導体パターン４にはアースに接続するためのスルーホール５が多数形成されている。また、導体パターン４の放熱／導通部分９以外の部分をレジスト８で被覆し、導体パターン４の放熱／導通部分９のみに金めっきが施されている。
【００２４】
そして、図２（ｄ）に示すように、導体パターン４の放熱／導通部分９にのみスクリーン印刷により接着剤２を印刷する。その際、接着剤２の厚みはレジスト８の高さより大きく、またレジスト８と接着剤２の間には、空隙が出来るように印刷する。
【００２５】
その後は、図２（ｅ）及び（ｆ）に示すように、接着剤２ａが塗布された金属板１と、接着剤２ｂが塗布されたプリント配線板３とを貼り合わせ、錘７により０．１ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重を接着剤２に与え、室温〜１７５℃で１時間〜１２時間程度、接着剤硬化を行う。
【００２６】
以上のように実施の形態２によれば、金属板１とプリント配線板３の間の全面の接着面圧がほぼ一様となって、接着剤２が部分的にはみ出すことが無くなり、接着剤２がスルーホール５を通ってプリント配線板３表面の導体パターン４を短絡させることを防止し、また、プリント配線板３の放熱／導通部分９と金属板１の間で未接着が発生することを防止できる。
【００２７】
なお、接着面圧力による僅かな量の接着剤２はみ出しは、レジスト８と接着剤２ｂの空隙に退避できるため、上記はみ出しによる弊害を防止することが出来る。通常、放熱／導通部分９は最表層が金めっきのため、接着剤２との密着性が劣るが、レジスト８と接着していることにより、全体として良好な密着性が確保できる。
【００２８】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３による金属基板の製造工程を示す断面図であり、以下、図３に基づいて、金属板とプリント配線板を接着剤で貼り付ける方法について説明する。
【００２９】
まず、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、金属板１に接着剤２ａを印刷塗布する。その後、図３（ｃ）に示すように、金属板１の接着剤２ａ上に、例えばテフロン基板（テフロンは登録商標）に代表される接着剤２ａが付着しにくい抑え板１０を載せ、その上に錘１１を搭載して接着剤２ａの表面を平坦化する。
【００３０】
一方、図３（ｄ）及び（ｅ）に示すように、プリント配線板３の導体パターン４を除いた部分６にスクリーン印刷により接着剤２ｂを塗布する。この時、塗布する接着剤２ｂの厚みは導体パターン４の高さより大きく、また導体パターン４と接着剤２ｂの間には、空隙が出来るように印刷する。
【００３１】
次に、図３（ｆ）に示すように、プリント配線板３に形成した接着剤２ｂ上に、例えばテフロン基板（テフロンは登録商標）に代表される接着剤２ｂが付着しにくい抑え板１０を載せ、その上に錘１１を搭載して接着剤２ｂの表面を平坦化する。この時、図３（ｉ）に示すように、プリント配線板３の接着剤２ｂの導体パターン４から突出した部分１２の体積が、導体パターン４と接着剤２ｂとの境界に設けられた空隙１３の体積とほぼ同じになる様に接着剤２ｂの高さを錘１１の重量により調節する。
【００３２】
その後は、図３（ｇ）及び（ｈ）に示すように、接着剤２ａが塗布された金属板１と、接着剤２ｂが塗布されたプリント配線板３とを貼り合わせ、錘７により０．１ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重を接着剤２に与え、室温〜１７５℃で１時間〜１２時間程度、接着剤硬化を行う。
【００３３】
以上のように実施の形態３によれば、金属板１とプリント配線板３との間の接着面圧力による僅かな量の接着剤２のはみ出しは、導体パターン４と接着剤２との境界に設けられた空隙に退避できるため、上記はみ出しによる弊害をより高精度に防止することが出来る。
【００３４】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４による金属基板の製造工程を示す断面図であり、以下、図４に基づいて、金属板とプリント配線板を接着剤で貼り付ける方法について説明する。
【００３５】
図４（ｃ）及び（ｄ）に示すように、プリント配線板３の導体パターン４を除いた部分６にスクリーン印刷により非導電性接着剤１４を塗布する。この時、塗布する接着剤１４の厚みは導体パターン４の高さより大きく、また導体パターン４と接着剤１４の間には、空隙が出来るように印刷する。
【００３６】
一方、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、金属板１に、プリント配線板３に印刷された非導電性接着剤１４と対向する部分を除いた全面に導電性接着剤１６を印刷する。
【００３７】
その後は、図２（ｅ）及び（ｆ）に示すように、導電性接着剤１６が塗布された金属板１と、非導電性接着剤１４が塗布されたプリント配線板３とを貼り合わせ、錘７による荷重を双方の接着剤に与えて貼り付ける。
【００３８】
以上のように実施の形態４によれば、プリント配線板３の導体パターン４と金属板１との間に導電性接着剤１６を介在させることにより放熱性と導電性を確保することができる。また、導電性接着剤１６に比べて密着性に優れる非導電性接着剤１４を導体パターン４を除いた部分６と金属板１の間に介在させることにより密着性を向上させることができる。更に、非導電性接着剤１４の使用により、接着剤コストを低減できる。
【００３９】
実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５による、金属板とプリント配線板を貼り合わせた金属基板を示す断面図である。
【００４０】
本実施の形態では、プリント配線板３の導体パターン４を除いた部分６にスクリーン印刷により高熱伝導性接着剤１７を塗布する。この時、塗布する接着剤１７の厚みは導体パターン４の高さより大きく、また導体パターン４と接着剤１７の間には、空隙が出来るように印刷する。一方、金属板１には、プリント配線板３に印刷された高熱伝導性接着剤１７と対向する部分を除いた全面に導電性接着剤１６を印刷する。そして、導電性接着剤１６が塗布された金属板１と、高熱伝導性接着剤１７が塗布されたプリント配線板３とを貼り合わせ、錘７による荷重を双方の接着剤に与えて貼り付ける。
【００４１】
以上のように本実施の形態によれば、プリント配線板３の導体パターン４を除いた部分６にのみ高熱伝導性接着剤１７を、金属板１に導電性接着剤１６を印刷して貼り合わせたので、導電性接着剤１６のみで接着した場合に比べ、放熱性および密着性が向上する。
【００４２】
実施の形態６．
図６はこの発明の実施の形態６による、金属板とプリント配線板を貼り合わせた金属基板を示す断面図である。
【００４３】
図において、金属板１と、導電パターン４及びスルーホール５が形成されたプリント配線板３とは、双方に印刷された接着剤２により貼り合わされている。プリント配線板３と接着剤層２は、スルーホール３の位置では、最表面がＡｕ等のめっきが施された導体パターン４と接着されているため、密着性が乏しいが、スルーホール３間では、導体パターン４を除いた凹部６と樹脂同士等の強固な接着がなされている。そして、このプリント配線板３に配設するスルーホール５間のピッチを、内外層に配線された高周波回路から発生する電磁波の波長（λ）の１／４以下でかつ最大になるようにする。また、各スルーホール５間に可能な限り導体パターン４を除いた部分６を設ける。
【００４４】
本実施の形態によれば、高周波回路から発生する電磁波の漏れをシールドすることができ、他の回路に悪影響を与えることがない。その結果、高周波特性に優れかつプリント配線板と金属板との密着性に優れた金属基板を提供することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、以下に述べる効果を達成する。
【００４６】
請求項１の発明によれば、プリント配線板の導体パターンを除いた凹部と金属板と間の接着が、プリント配線板側に印刷した接着剤により確実になされるため、金属板とプリント配線板の導体パターンとの接着剤膜厚を最小限にすることができる。その結果、例えば高周波プリント配線板に要求される放熱性、導電性を満足すると共に、金属基板端面からの接着剤のはみ出しやプリント配線板の導体パターンに設けられたスルーホールからの接着剤のしみ出しを防止することができる。また、プリント配線板の導体パターンは部品のはんだ付のため、通常、最表面が金めっきが施されており、一般に接着剤との密着性に劣るが、導体パターンを除いた凹部と金属板が接着されているため、全体として良好な密着性を確保することができる。
【００４７】
請求項２の発明によれば、プリント配線板の導体パターンは部品のはんだ付のため、最表面が金めっきされており、一般に接着剤との密着性に劣るが、被覆されたレジストと金属板が接着されているため、全体として良好な密着性を確保することができる。また、導体パターンを分断することなく、接着がなされるため、強固なアースを設けることができ、高周波特性に優れる。
【００４８】
請求項３の発明によれば、接着剤のはみ出し量をより高精度に制御することができる。
【００４９】
請求項４及び請求項５の発明において、プリント配線板の導体パターンと金属板とは放熱およびアースを取るために導電性接着剤を使うが、プリント配線板の導体パターン以外の面はアースを取る必要もなく、非導電性接着剤を使用してもかまわない。一般的に非導電性接着剤は導電性接着剤に比べて接着力が強いためこのようにすることにより、接合強度を大きくすることが出来る。
【００５０】
請求項６及び請求項７の発明によれば、プリント配線板の導体パターンと金属板とは放熱およびアースを取るために導電性接着剤を使うが、プリント配線板の導体パターン以外の面はアースを取る必要もなく、非導電性接着剤を使用してもかまわないが、搭載素子の発熱が大きい場合は、高熱伝導性接着剤を用いることにより、接着性を確保しつつ放熱性を高めることが出来る。
【００５１】
請求項８の発明によれば、内部の高周波回路から発生する電磁波をシールドすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による金属基板の製造工程を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態２による金属基板の製造工程を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態３による金属基板の製造工程を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態４による金属基板の製造工程を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態５による金属基板を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態６による金属基板を示す断面図である。
【図７】従来の金属基板を示す断面図である。
【符号の説明】
１　金属板、２，２ａ，２ｂ　接着剤、３　プリント配線板、４　導体パターン、５　スルーホール、６　凹部、７　錘、８　レジスト、１０　抑え板、１１錘、１４　非導電性接着剤、１６　導電性接着剤、１７　高熱伝導性接着剤。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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