(57)【要約】【課題】複数種の部品の特性に対応する異種の絶縁性を有する基板を備えた回路基板を提供する。【解決手段】導電性の銅箔（金属箔）１２と、前記銅箔１２の少なくとも片面に、絶縁性を有し、熱硬化性樹脂よりなるシート（基板）１とを備え、前記銅箔１２と接する前記シート１の平面方向に異なる前記シート１を設けたことを特徴とする回路基板を構成する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の金属箔と、前記金属箔の少なくとも片面に、絶縁性を有し熱硬化性樹脂よりなる基板とを備え、前記金属箔と接する前記基板の平面方向に異なる前記基板を設けたことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
無機フィラーと熱硬化性樹脂との混練物からなる複数の種類のシートを組み合わせて構成された基板と、前記基板に接着した金属箔の不要部分を除去して形成した前記基板の片面に設けた導電パターンとを備えた請求項１記載の回路基板。
【請求項３】
無機フィラーと熱硬化性樹脂の混練物からなる複数の種類のシートを組み合わせて構成された基板と、前記基板の表裏両面にそれぞれ設けた導電パターンと、前記基板の表裏両面の導電パターンを電気的に接続したスルーホールを備え、前記導電パターンは前記基板の表裏両面に接着した金属箔の不要部分を除去して形成した請求項１記載の回路基板。
【請求項４】
無機フィラーと熱硬化性樹脂とプレゲル化剤との混練物からなる複数の種類のシートを組み合わせて構成された基板と、前記基板の表裏両面にそれぞれ設けた導電パターンと、前記基板を貫通して表裏両面の導電パターンを電気的に接続したスルーホールとを備え、前記導電パターンは前記基板の表裏両面に接着した金属箔の不要部分を除去して形成した請求項１記載の回路基板。
【請求項５】
金属箔を銅箔とした請求項１記載の回路基板。
【請求項６】
無機フィラーと熱硬化性樹脂との混練物からなる複数の種類のシートを組み合わせて基板を形成し、前記基板の片面に金属箔を接着し、その後、前記基板を加熱して硬化させ、前記金属箔の不要部分を除去して導電パターンを形成する回路基板の製造方法。
【請求項７】
無機フィラーと熱硬化性樹脂の混練物からなる複数の種類のシートを組み合わせて基板を形成し、前記基板の表裏両面に金属箔を接着し、その後、前記基板を熱硬化性樹脂の硬化温度まで加熱し、前記基板の表裏両面を貫通する貫通孔を形成し、前記貫通孔内に前記基板の表裏両面の金属箔と電気的に接続された導電路を形成する請求項６記載の回路基板の製造方法。
【請求項８】
無機フィラーと熱硬化性樹脂とプレゲル化剤の混練物から複数の種類のシートを組み合わせて基板を形成し、前記基板の表裏両面に金属箔を接着し、その後、前記基板をプレゲル化剤の硬化温度まで加熱し、前記基板の表裏両面を貫通する貫通孔を形成し、前記基板を熱硬化性樹脂の硬化温度まで加熱し、前記貫通孔内に基板の表裏両面の金属箔と電気的に接続された導電路を形成する請求項６記載の回路基板の製造方法。
【請求項９】
基板の片面あるいは両面に金属箔を接着し、この基板の外周に枠状のスペーサーを設けた後、この基板の上下を熱盤ではさんで加圧と加熱を行う請求項６記載の回路基板の製造方法。
【請求項１０】
フィルム上に離型剤を介してシートを形成し、第１のシートの一部を取り除き、そこに異種の無機フィラーを混練された第２のシートを切り取り、前記第２のシートを前記第１のシートにはめ込んだ基板を用いた請求項６記載の回路基板の製造方法。
【請求項１１】
異種の無機フィラーを混練された第２のシートを切り取り、第１のシートにはめ込んだ基板を、所定時間後、前記基板のフィルムとは反対側面に金属箔を重ね、前記フィルムを前記基板から剥離させることを特徴とする請求項６記載の回路基板の製造方法。
【請求項１２】
異種の無機フィラーを混練された第２のシートを切り取り、第１のシートにはめ込んだ基板を、所定時間後、前記基板のフィルムとは反対側面に金属箔を重ね、前記フィルムを前記基板から剥離させ、その後、所定時間後に金属箔を重ねることを特徴とする請求項６記載の回路基板の製造方法。
【請求項１３】
金属箔を重ねる基板表面を粗面にした請求項６記載の回路基板の製造方法。
【請求項１４】
無機フィラーと熱硬化性樹脂、あるいはそれらとプレゲル化剤との混練物が、ドクターブレード法、コーター法、押出成形法、圧延法から選ばれる少なくとも一つの方法でシート化されている請求項６記載の回路基板の製造方法。
【請求項１５】
混練物に、分散剤、着色剤、カップリング剤、および離型剤から選ばれる少なくとも一つの添加剤を含む請求項６記載の回路基板の製造方法。
【請求項１６】
少なくとも２つの異なるシートを同一のフィルムにシート状に形成し、前記異なるシートを同時に金属箔に対し加圧し、貼合せることを特徴とする請求項６記載の回路基板の製造方法。
【請求項１７】
少なくとも２つの異なるシートを同一のフィルムに同時に形成することを特徴とする請求項６記載の回路基板の製造方法。
【請求項１８】
フィルムの搬送方向に対し平行方向に、少なくとも２つの異なるシートを形成する請求項１６記載の回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の高性能化、小型化の要求に従い、回路部品の高密度、高機能化が一層叫ばれている。そのため、回路部品の高密度化、高機能化に対応した回路基板が要求されている。その結果、回路基板の放熱を高める方法が重要になってきている。また、高周波対応の重要性から、誘電率を下げることも重要になってきている。あるいは熱膨張率を実装部品にあわせるということも重要視されてきている。これらに対し、従来の回路基板は、無機フィラーの種類と混合量を調節して要求される基板の特性に近づけた構成となっていた。
【０００３】
尚、この出願の発明に関連する先行技術文献情報として、次のものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−４６０４９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の回路基板では、例えば高い熱伝導性と低い誘電率を同時に満足する基板が要求された場合、対応できないという問題があった。つまり、複数種類の無機フィラーの混合によって、高熱伝導性と低誘電率の双方の所定の機能を満足させることは困難であった。例えば熱伝導率を上げるためにはＡｌ２Ｏ３を高充填するのが一般的であるが、そうすると誘電率は上がってしまうというような場合が往々にしてあった。
【０００６】
本発明は上記従来の問題を解決するために、高機能の回路基板とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そしてこの目的を達成するための手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、導電性の金属箔と、前記金属箔の少なくとも片面に、絶縁性を有し熱硬化性樹脂よりなる基板とを備え、前記金属箔と接する前記基板の平面方向に異なる前記基板を設けたことを特徴とする回路基板であり、回路基板上に実装される複数の部品特性に応じて、それらの部品特性を最大限に発揮される絶縁層となる基板を有する回路基板を実現することができるという作用効果を奏する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、無機フィラーと熱硬化性樹脂との混練物からなる複数の種類のシートを組み合わせて構成された基板と、前記基板に接着した金属箔の不要部分を除去して形成した前記基板の片面に設けた導電パターンを備えた請求項１記載の片面回路基板であって、それぞれ熱伝導性や誘電率などの必要な特性に応じた材料で各部分が構成されているため、回路設計上、基板に要求された機能を満足させることができる。
【０００９】
次に請求項３に記載の発明は、無機フィラーと熱硬化性樹脂の混練物からなる複数の種類のシートを組み合わせて構成された基板と、前記基板の表裏両面にそれぞれ設けた導電パターンと、前記基板の表裏両面の導電パターンを電気的に接続したスルーホール等を備え、前記導電パターンは前記基板の表裏両面に接着した金属箔の不要部分を除去して形成した請求項１記載の両面回路基板であって、それぞれ熱伝導性や誘電率などの必要な特性に応じた材料で各部分が構成されているため、回路設計上、基板に要求された機能を満足させることができる。
【００１０】
次に請求項４に記載の発明は、無機フィラーと熱硬化性樹脂とプレゲル化剤との混練物からなる複数の種類のシートを組み合わせて構成された基板と、前記基板の表裏両面にそれぞれ設けた導電パターンと、前記基板を貫通して表裏両面の導電パターンを電気的に接続したスルーホール等を備え、前記導電パターンは前記基板の表裏両面に接着した金属箔の不要部分を除去して形成した請求項１記載の両面回路基板であって、それぞれ熱伝導性や誘電率などの必要な特性に応じた材料で各部分が構成されているため、基板に要求された機能を満足させることができる。
【００１１】
次に請求項５に記載の発明は、金属箔を銅箔とした請求項１記載の回路基板であって、銅箔を用いることにより電気抵抗の低い回路パターンを得ることができる。
【００１２】
次に請求項６に記載の発明は、無機フィラーと熱硬化性樹脂との混練物からなる複数の種類のシートを組み合わせて基板を形成し、前記基板の片面に金属箔を接着し、その後、前記基板を加熱して硬化させて、前記金属箔をエッチング等で不要部分を除去して導電パターンを形成する回路基板の製造方法であって、複数の種類の混練物をシート状にしたものを組み合わせることによって、片面回路基板における特性の違う領域を容易につくりだすことができる。
【００１３】
次に請求項７に記載の発明は、無機フィラーと熱硬化性樹脂の混練物から複数の種類のシートを組み合わせて基板を形成し、前記基板の表裏両面に金属箔を接着し、その後、前記基板を熱硬化性樹脂の硬化温度まで加熱し、次に前記基板の表裏両面を貫通する貫通孔を形成し、前記貫通孔内に前記基板の表裏両面の金属箔と電気的に接続された導電路を形成する請求項６記載の両面回路基板の製造方法であって、複数の種類の混練物をシート状にしたものを組み合わせることによって基板における特性の違う領域を容易につくりだすことができる。
【００１４】
次に請求項８に記載の発明は、無機フィラーと熱硬化性樹脂とプレゲル化剤の混練物から複数の種類のシートを組み合わせて基板を形成し、前記基板の表裏両面に金属箔を接着し、その後、前記基板をプレゲル化剤の硬化温度まで加熱し、前記基板の表裏両面を貫通する貫通孔を形成し、前記基板を熱硬化性樹脂の硬化温度まで加熱し、前記貫通孔内に基板の表裏両面の金属箔と電気的に接続された導電路を形成する請求項６記載の両面回路基板の製造方法であって、複数の種類の混練物をシート状にしたものを組み合わせることによって基板における特性の違う領域を容易につくりだすことができる。また、プレゲル化剤の硬化温度まで加熱することにより半硬化状態を得ることができ、基板の硬度が低いため、より簡単に貫通孔形成ができる。
【００１５】
次に請求項９に記載の発明は、基板の片面あるいは両面に金属箔を接着し、この基板の外周に枠状のスペーサーを設けた後、この基板の上下を熱盤ではさんで加圧と加熱を行う請求項６記載の回路基板の製造方法であって、上下の熱盤の加圧、加熱時にスペーサーにより基板の厚さが整えられる。
【００１６】
次に請求項１０に記載の発明は、フィルム上に離型剤を介して層を形成することでシートを形成し、母体となる第１のシートの一部を取り除き、そこに別の種類の無機フィラーを混練された第２のシートを切り取り、前記第２のシートを前記第１のシートにはめ込んだ基板を用いた請求項６記載の回路基板の製造方法であって、基板における各特性の領域をより正確にすみ分けした基板をつくることができる。また、離型剤を塗ったフィルムは密着性の高いシートを一時的にストックあるいは供給するのに都合がよい。
【００１７】
次に請求項１１に記載の発明は、別の種類の無機フィラーを混練された第２のシートを切り取り、第１のシートにはめ込んだ基板を、所定時間後、前記基板のフィルムとは反対側面に金属箔を重ね、前記フィルムを前記基板から剥離させることを特徴とする請求項６記載の回路基板の製造方法であって、所定時間置くことによって、異種の混練物同士が濡れ性により密着し、境目がなくなる。これにより、金属箔を貼合せるときに均一な基板上面のため、気泡をかむことがなく貼合せることができる。
【００１８】
次に請求項１２に記載の発明は、別の種類の無機フィラーを混練された第２のシートを切り取り、第１のシートにはめ込んだ基板を、所定時間後、前記基板のフィルムとは反対側面に金属箔を重ね、前記フィルムを前記基板から剥離させ、その後、所定時間後に金属箔を重ねることを特徴とする請求項６記載の回路基板の製造方法であって、所定時間置くことによって、異種の混練物同士が濡れ性により密着し、境目がなくなる。これにより、金属箔を貼合せるときに均一な基板上面のため、気泡をかむことがなく貼合せることができる。
【００１９】
次に請求項１３に記載の発明は、金属箔の基板側面を粗面とした請求項６記載の回路基板の製造方法であって、粗化することによって密着強度をより高めることができる。
【００２０】
次に請求項１４に記載の発明は、無機フィラーと熱硬化性樹脂あるいはそれらとプレゲル化剤との混練物が、ドクターブレード法、コーター法、押出成形法、圧延法から選ばれる少なくとも一つの方法でシート化されている請求項６記載の回路基板の製造方法であって、上記混練物がシート化によってハンドリングが容易になるからである。
【００２１】
次に請求項１５に記載の発明は、混練物は、分散剤、着色剤、カップリング剤、および離型剤から選ばれる少なくとも一つの添加剤を含む請求項６記載の回路基板の製造方法であって、分散剤によって熱硬化性樹脂中の無機フィラーを均一性よく分散させることができる。着色剤によって前記混練物を着色することができるため、基板の放熱性を良くすることができる。カップリング剤によって熱硬化性樹脂と無機フィラーとの接着強度を高くすることができるため、電気絶縁性封止剤の絶縁性を向上できる。離型剤によって、金型と混練物との離型性を向上できるため、生産性を向上できる。
【００２２】
請求項１６に記載の発明は、少なくとも２つの異なるシートを同一のフィルムにシート状に形成し、前記異なるシートを同時に金属箔に対し加圧し、貼合せることを特徴とする請求項６記載の回路基板の製造方法であり、複数種のシートを容易に金属箔に重ね合せて貼合せることができ、複数種のシートの金属箔との間に空気層を残存させることなく、接合強度の高い回路基板を形成することができるという作用効果を奏する。
【００２３】
請求項１７に記載の発明は、少なくとも２つの異なるシートを同一のフィルムに同時に形成することを特徴とする請求項６記載の回路基板の製造方法であり、異なるシートを高速にフィルム上に形成でき、また、異なるシート間の境界部分に空気層を残存させずに、他のシート平面と同一の厚さで均一にでき、ほぼ同一種のシートと同様に形成して取り扱え、金属箔との貼合せも作業性よく、接合強度も高くなるという作用効果を奏する。
【００２４】
請求項１８に記載の発明は、フィルムの搬送方向に対し平行方向に、少なくとも２つの異なるシートを形成する請求項１６記載の回路基板の製造方法であり、異なるシートを高速に、また、均一に形成でき、生産性及び品質を向上させることができるという作用効果を奏する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を、図面を用いて説明する。
【００２６】
図１１に示すごとく本実施形態の回路基板は、例えば金属酸化物微粉としてＡｌ２Ｏ３８７ｗｔ％と、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂１０ｗｔ％と、プレゲル化剤３ｗｔ％との混練物からなる絶縁性を有するシート１と、このシート１の表、裏面にそれぞれ設けた導電パターン２と、前記シート１の貫通孔３を通して表、裏面の導電パターン２を電気的に接続したスルーホール４とを備えている。前記導電パターン２は、シート１の表、裏面に接着した金属箔の不要部分を除去して形成したものである。図１１の回路基板は、図１〜図１０及びその後の工程により製造される。
【００２７】
先ず図１（ａ）のごとく前記金属酸化物微粉と熱硬化性樹脂とプレゲル化剤との混合物を、押出成形機５からフィルム６上にフィルム６の搬送方向に対し連続的に均一な厚さで押出してシート１を形成する。尚フィルム６はローラー７，８間にかけられたベルトコンベア９上を前記シート１の押出しスピードと同じスピードで移動するようになっている。またこのフィルム６の上面には、フィルムを剥がしやすくするために、離型剤が塗布されてる。尚、シートの密着力が低い場合は、この離型剤は必ずしも必要ではない。図１（ｂ）に示すように同一のフィルム６上に、フィルム６の搬送方向に対し平行方向に異なるシート１ａ，１ｂを形成してもよい。
【００２８】
次に図２において、図２（ａ）の１は、Ａｌ２Ｏ３をフィラーの主成分とした第１のシートとなる熱伝導性の高いシートである。図２（ｂ）の１０は、ＳｉＯ２をフィラーの主成分とした第２のシートとなる誘電率の低いシートである。いずれも６はフィルムであり、フィルム上には離型剤が塗布されている。図２（ａ）においてシート１の一部を除去し、前記シート１の除去部分と同じ大きさになる図２（ｂ）のシート１０を切り取り、シート１の除去部分のフィルム６上にシート１０を配置し、平面方向に異なるシートを設けるようにシート１に組み合わせた基板が図２（ｃ）の状態である。この図２（ｃ）の状態のまま４〜５時間室温で放置し、シート１とシート１０が十分になじんでその境界部分が消え去るのを待つ。
【００２９】
尚、第１のシートと第２のシートを同一のフィルム６上に同時に形成するために、複数の押出成形機を使用したり、複数種のシートを押出成形できる装置を使っても、同等以上のシートを形成する効果を奏する。
【００３０】
その後、図２（ｃ）のごとく一体化されたフィルム６、シート１、シート１０を図３のごとく、台１１上に配置し、金属箔の一例となる銅箔１２上にローラー１３で加圧し、空気がシート１と銅箔１２間に介在しないようにして貼合せる。
【００３１】
次にこの貼合せた状態のまま４〜５時間室温で放置し、その後図４のごとくフィルム６をシート１から剥離させる。尚この銅箔１２の貼合せ面となる上面側は粗面としているので、上記放置により銅箔１２とシート１は結合し、よってフィルム６の剥離時にシート１が銅箔１２から剥離することはない。
【００３２】
次に図５のごとく、シート１の外周の銅箔１２上に枠状のスペーサー１４を設け、その後シート１の上面に銅箔１５を同じくローラー１３で加圧しながら接着させる。尚スペーサー１４はシート１よりも薄いので、銅箔１５をシート１に接着させる際の問題にはならない。尚、スペーサー１４は、必ずしも銅箔１２と１５の間にある必要はなく、それらの外側に設けても良い。その場合、スペーサー１４の厚みは、加圧後のシート１の厚みに銅箔１２と１５の厚みを加えたものとなる。
【００３３】
次にこのようにシート１の上下に銅箔１５，１２を接着したものを図６のごとく、それらの間にステンレス板１６を介在させ、キャリアプレート１７、押え板１８間に複数枚重ね、これをさらに図７のごとく熱盤１９間に挟み、加圧と１２０℃の加熱を行う。すると各シート１はスペーサー１４の厚さまで加圧されるとともに、その内部に混在しているプレゲル化剤が硬化し、これによりシート１が定形化され所定の形状に保たれることになる。
【００３４】
次にスペーサー１４を外し、その後図８のごとく、台１１上にてロータリーカッター２０で、外周部の余分な部分１ａ部を切断する。なおこの時シート１はまずプレゲル化剤が硬化しただけの状態であるので、所定の形状を保ってはいるもののそれ程硬度は高くなく、よってこの切断時にもロータリーカッター２０が損傷することがない。
【００３５】
次に図９のごとく、シート１を保持具（図示せず）によりステージ２１上にＸ，Ｙ方向に可動自在に配置し、次にパンチ２２により必要部分に貫通孔３を設ける。パンチ２２は基板押え２４でシート１を押えた状態で、圧縮エアー２３によりパンチ針２５をダイ２６に向けて加工させることにより貫通孔３を形成するものである。なおこの時もシート１はまだ本格的な硬化が行われていないので、パンチ針２５が損傷することはない。
【００３６】
次にこのようにして貫通孔３が形成されたシート１を、図１０のごとく、複数枚、熱風炉２７内の台２８上に置き、１７０℃で加熱する。するとシート１に含まれるエポキシ樹脂が硬化し、シート１としての最終強度が確保されるように最終硬化する。
【００３７】
そして、次はこのシート１の貫通孔３内に図１１のごとく導電物質４ａをめっきあるいは充填により形成し、スルーホールを形成する。そしてそれ以降は上下の銅箔１５，１２を、マスク等を用いた従来のエッチング工程を利用して導電パターン２を形成するのである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明は、Ａｌ２Ｏ３をフィラーとする熱伝導の高い基板の中にＳｉＯ２をフィラーとする誘電率の低い領域をもつ両面基板であり、発熱の大きい電子部品は熱伝導の高い基板の領域に配置し、高周波部品は誘電率の低い領域に配置することによって、基板全体として高い放熱特性と低いノイズ特性の複合特性を得ることができる。つまり、フィラーの異なる樹脂シートを複数組み合わせることによって、回路特性を高レベルで安定化させることのできる基板を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるシート形成工程を示す正面模式図
【図２】本発明の一実施形態におけるシート一体化工程を示す概略斜視図
【図３】本発明の一実施形態における金属箔貼合せ工程を示す正面模式図
【図４】本発明の一実施形態におけるフィルム剥離工程を示す正面模式図
【図５】本発明の一実施形態における他の金属箔貼合せ工程を示す正面模式図
【図６】本発明の一実施形態におけるシート重ね工程を示す正面模式図
【図７】本発明の一実施形態におけるシート定形化工程を示す正面模式図
【図８】本発明の一実施形態におけるシート切断工程を示す正面模式図
【図９】本発明の一実施形態における貫通孔形成工程を示す断面模式図
【図１０】本発明の一実施形態における硬化工程を示す断面模式図
【図１１】本発明の一実施形態における回路基板の断面模式図
【符号の説明】
１　シート
２　導電パターン
３　貫通孔
４　スルーホール
５　押出成形機
６　フィルム
７　ローラー
８　ローラー
９　ベルトコンベア
１０　シート
１１　台
１２　銅箔
１３　ローラー
１４　スペーサー
１５　銅箔
１６　ステンレス板
１７　キャリアプレート
１８　押え板
１９　熱盤
２０　ロータリーカッター
２１　ステージ
２２　パンチ
２３　圧縮エアー
２４　基板押え
２５　パンチ針
２６　ダイ
２７　熱風炉
２８　台
【図１】
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【図２】
2004103897.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004103897.tif 000008
【図７】
2004103897.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004103897.tif 000011
【図１０】
2004103897.tif 000012
【図１１】
2004103897.tif 000013