(57)【要約】【課題】  大電流に対応できると共に、軽量化及び高放熱性を実現できるプリント配線板、及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  電子部品などを実装するための回路パターン２（アルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａ、銅パターン１７Ａ）が導体に形成されるプリント配線板１０であって、導体としてのアルミニウム板１１、１２が、絶縁機能を含む接着剤であるプリプレグ１３にて相互に接着されて積層され、このアルミニウム板の表面にアルミニウム表面処理が施されて、亜鉛置換皮膜、ニッケルメッキ皮膜及び銅メッキ皮膜の積層皮膜６が形成され、この銅メッキ皮膜上に前処理及び化学銅メッキを経て電気銅メッキ皮膜１７、スルーホールメッキ２０が形成され、この電気銅メッキ皮膜１７、上記積層皮膜６及び上記アルミニウム板１１、１２に前記回路パターン２が形成されたものである。【選択図】            図１
2007027618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品などを実装するための回路パターンが導体に形成されるプリント配線板であって、
導体または/及び放熱体としてのアルミニウム板が、絶縁機能を含む接着剤にて相互に接着され積層されたことを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
上記導体であるアルミニウム板の表面にアルミニウム表面処理が施されて、亜鉛置換皮膜、ニッケルメッキ皮膜及び銅メッキ皮膜の積層皮膜が形成され、
この銅メッキ皮膜上に前処理及び化学銅メッキを経て電気銅メッキ皮膜が形成され、
この電気銅メッキ皮膜、上記積層皮膜及び上記アルミニウム板に回路パターンが形成されたことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
上記導体である複数枚のアルミニウム板が、絶縁機能を含む接着剤にて接着され、これらのアルミニウム板にスルーホールが形成される場合、
このスルーホール内表面にアルミニウム表面処理が施されて、このスルーホール内表面に亜鉛置換皮膜、ニッケルメッキ皮膜及び銅メッキ皮膜の積層皮膜が形成され、
上記銅メッキ皮膜及びスルーホール内の絶縁機能を含む接着剤側面上に、前処理及び化学銅メッキを経て電気銅メッキ皮膜がスルーホールメッキとして形成されて、導体である複数枚の上記アルミニウム板が電気的に接続されたことを特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
上記導体である複数枚のアルミニウム板が、絶縁機能を含む接着剤にて接着され、これらのアルミニウム板にスルーホールが形成される場合、
このスルーホール内表面にアルミニウム表面処理が施されて、このスルーホール内表面に亜鉛置換皮膜、ニッケルメッキ皮膜及び銅メッキ皮膜の積層皮膜が形成され、
このスルーホール内表面に導電性樹脂が充填されて、導体である複数枚の上記アルミニウム板が電気的に接続されたことを特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線板。
【請求項５】
導体としてのアルミニウム板に、放熱体としてのアルミニウム板が、絶縁機能を含む接着剤にて接着され積層されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項６】
導体としての複数枚のアルミニウム板間に、放熱体としてのアルミニウム板が、絶縁機能を含む接着剤にて接着されて積層され、これらのアルミニウム板を貫通するスルーホールにより電気的接続穴及び絶縁穴が形成される場合、
上記絶縁穴を形成する上記スルーホールの内表面の全域、または上記スルーホールの内表面のうち放熱体としてのアルミニウム板部分に絶縁樹脂が施され、
この絶縁樹脂上にスルーホールメッキが形成されて、導体としての上記アルミニウム板が電気的に接続されたことを特徴とする請求項５に記載のプリント配線板。
【請求項７】
導体としての複数枚のアルミニウム板間に、放熱体としてのアルミニウム板が、絶縁機能を含む接着剤にて接着され積層され、これらのアルミニウム板を貫通するスルーホールにより電気的接続穴及び絶縁穴が形成される場合、
上記絶縁穴を形成する上記スルーホールの内表面の全域、または上記スルーホールの内表面のうち放熱体としてのアルミニウム板部分に絶縁樹脂が施され、
このスルーホール内に導電性樹脂が充填されて、導体としての上記アルミニウム板が電気的に接続されたことを特徴とする請求項５に記載のプリント配線板。
【請求項８】
導体または放熱体としてのアルミニウム板を接着する接着剤に、無機系フィラーが含有されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項９】
上記絶縁穴を形成するためのスルーホールに施される絶縁樹脂に無機系フィラーが含有されたことを特徴とする請求項６または７に記載のプリント配線板。
【請求項１０】
アルミニウム板の表面にアルミニウム表面処理を施して亜鉛置換皮膜、ニッケルメッキ皮膜及び銅メッキ皮膜の積層皮膜を形成し、
この銅メッキ皮膜上に前処理及び化学銅メッキを経て電気銅メッキ皮膜を形成し、
主導体としての上記アルミニウム板と、副導体としての上記積層皮膜及び上記電気銅メッキ皮膜とに回路パターンを形成して、プリント配線板を製造するプリント配線板の製造方法であって、
上記副導体と上記主導体とにそれぞれ適したエッチング液を用いて、これらの副導体と主導体とを別々に順次選択してエッチングし、上記回路パターンを形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項１１】
上記回路パターンを形成するために副導体をエッチングするエッチング液として、主導体にエッチング作用を及ぼすことがない過酸化水素―硫酸系のエッチング液を用いることを特徴とする請求項１０に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項１２】
上記回路パターンを形成するために主導体をエッチングするエッチング液として、副導体にエッチング作用を及ぼすことがない塩化第２鉄系、塩化第２銅系またはリン酸系のエッチング液を用いることを特徴とする請求項１０または１１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項１３】
上記副導体に、レジストパターンが形成された副導体用エッチングレジストを用いて回路パターンを形成した後、この副導体用エッチングレジストを除去し、
この副導体用エッチングレジストのレジストパターンにおけるパターン幅よりも、主導体の厚さに対応して広く設定されたパターン幅を有するレジストパターンを備えた主導体用エッチングレジストを用いて、上記主導体にエッチングを施し、この主導体に回路パターンを形成することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項１４】
上記副導体をエッチングし、主導体をエッチングして回路パターンを形成した後、副導体の回路パターンが主導体の回路パターンよりも幅方向に突出した部分を、副導体に適したエッチング液を用いてバックエッチ処理することを特徴とする請求項１３に記載の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、アルミニウムを導体としたプリント配線板、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム板を使用したプリント配線板には、アルミニウム板上に、一般の片側または両側に導体層を有するプリント配線板を接着して積層したメタルベースプリント配線板や、アルミニウム板を両側の導体層の間に接着して積層した３層構造のメタルコアプリント配線板(特許文献１)が実用化されている。これらのプリント配線板は、放熱の目的でアルミニウム板を用いているが、導体としては銅が使用されている。また、最近では、アルミニウムと銅のクラッド材料を用いたメタルベースプリント配線板が提案されているが高価格である。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１８１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プリント配線板の主導体材料は何十年も前から銅箔に限られてきた。最近、大電流・高放熱が要求されるプリント配線板の主導体として、２００〜５００μmの厚銅板が用いられたものがある。しかし、厚銅を主導体としたプリント配線板は高重量となり、特に軽量化が要求されるハイブリット自動車や燃料電池自動車等ではプリント配線板の軽量化が望まれている。また、放熱のために用いられたアルミニウム板は、高温環境下では、主導体である銅板との線膨張係数の違いから接着のための絶縁層で剥離が生じ、十分な信頼性が確保できないのが現状である。
【０００５】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、大電流に対応できると共に、軽量化及び高放熱性を実現できるプリント配線板、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明に係るプリント配線板は、電子部品などを実装するための回路パターンが導体に形成されるプリント配線板であって、導体または/及び放熱体としてのアルミニウム板が、絶縁機能を含む接着剤にて相互に接着され積層されたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明に係るプリント配線板は、請求項１に記載の発明において、上記導体であるアルミニウム板の表面にアルミニウム表面処理が施されて、亜鉛置換皮膜、ニッケルメッキ皮膜及び銅メッキ皮膜の積層皮膜が形成され、この銅メッキ皮膜上に前処理及び化学銅メッキを経て電気銅メッキ皮膜が形成され、この電気銅メッキ皮膜、上記積層皮膜及び上記アルミニウム板に回路パターンが形成されたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明に係るプリント配線板は、請求項１または２に記載の発明において、上記導体である複数枚のアルミニウム板が、絶縁機能を含む接着剤にて接着され、これらのアルミニウム板にスルーホールが形成される場合、このスルーホール内表面にアルミニウム表面処理が施されて、このスルーホール内表面に亜鉛置換皮膜、ニッケルメッキ皮膜及び銅メッキ皮膜の積層皮膜が形成され、上記銅メッキ皮膜及びスルーホール内の絶縁機能を含む接着剤側面上に、前処理及び化学銅メッキを経て電気銅メッキ皮膜がスルーホールメッキとして形成されて、導体である複数枚の上記アルミニウム板が電気的に接続されたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明に係るプリント配線板は、請求項１または２に記載の発明において、上記導体である複数枚のアルミニウム板が、絶縁機能を含む接着剤にて接着され、これらのアルミニウム板にスルーホールが形成される場合、このスルーホール内表面にアルミニウム表面処理が施されて、このスルーホール内表面に亜鉛置換皮膜、ニッケルメッキ皮膜及び銅メッキ皮膜の積層皮膜が形成され、このスルーホール内表面に導電性樹脂が充填されて、導体である複数枚の上記アルミニウム板が電気的に接続されたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明に係るプリント配線板は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、導体としてのアルミニウム板に、放熱体としてのアルミニウム板が、絶縁機能を含む接着剤にて接着され積層されたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項６に記載の発明に係るプリント配線板は、請求項５に記載の発明において、導体としての複数枚のアルミニウム板間に、放熱体としてのアルミニウム板が、絶縁機能を含む接着剤にて接着されて積層され、これらのアルミニウム板を貫通するスルーホールにより電気的接続穴及び絶縁穴が形成される場合、上記絶縁穴を形成する上記スルーホールの内表面の全域、または上記スルーホールの内表面のうち放熱体としてのアルミニウム板部分に絶縁樹脂が施され、この絶縁樹脂上にスルーホールメッキが形成されて、導体としての上記アルミニウム板が電気的に接続されたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項７に記載の発明に係るプリント配線板は、請求項５に記載の発明において、導体としての複数枚のアルミニウム板間に、放熱体としてのアルミニウム板が、絶縁機能を含む接着剤にて接着され積層され、これらのアルミニウム板を貫通するスルーホールにより電気的接続穴及び絶縁穴が形成される場合、上記絶縁穴を形成する上記スルーホールの内表面の全域、または上記スルーホールの内表面のうち放熱体としてのアルミニウム板部分に絶縁樹脂が施され、このスルーホール内に導電性樹脂が充填されて、導体としての上記アルミニウム板が電気的に接続されたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項８に記載の発明に係るプリント配線板は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、導体または放熱体としてのアルミニウム板を接着する接着剤に、無機系フィラーが含有されたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項９に記載の発明に係るプリント配線板は、請求項６または７に記載の発明において、上記絶縁穴を形成するためのスルーホールに施される絶縁樹脂に無機系フィラーが含有されたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項１０に記載の発明に係るプリント配線板の製造方法は、アルミニウム板の表面にアルミニウム表面処理を施して亜鉛置換皮膜、ニッケルメッキ皮膜及び銅メッキ皮膜の積層皮膜を形成し、この銅メッキ皮膜上に前処理及び化学銅メッキを経て電気銅メッキ皮膜を形成し、主導体としての上記アルミニウム板と、副導体としての上記積層皮膜及び上記電気銅メッキ皮膜とに回路パターンを形成して、プリント配線板を製造するプリント配線板の製造方法であって、上記副導体と上記主導体とにそれぞれ適したエッチング液を用いて、これらの副導体と主導体とを別々に順次選択してエッチングし、上記回路パターンを形成することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１１に記載の発明に係るプリント配線板の製造方法は、請求項１０に記載の発明において、上記回路パターンを形成するために副導体をエッチングするエッチング液として、主導体にエッチング作用を及ぼすことがない過酸化水素―硫酸系のエッチング液を用いることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１２に記載の発明に係るプリント配線板の製造方法は、請求項１０または１１に記載の発明において、上記回路パターンを形成するために主導体をエッチングするエッチング液として、副導体にエッチング作用を及ぼすことがない塩化第２鉄系、塩化第２銅系またはリン酸系のエッチング液を用いることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１３に記載の発明に係るプリント配線板の製造方法は、請求項１０乃至１３のいずれかに記載の発明において、上記副導体に、レジストパターンが形成された副導体用エッチングレジストを用いて回路パターンを形成した後、この副導体用エッチングレジストを除去し、この副導体用エッチングレジストのレジストパターンにおけるパターン幅よりも、主導体の厚さに対応して広く設定されたパターン幅を有するレジストパターンを備えた主導体用エッチングレジストを用いて、上記主導体にエッチングを施し、この主導体に回路パターンを形成することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１４に記載の発明に係るプリント配線板の製造方法は、請求項１３に記載の発明において、上記副導体をエッチングし、主導体をエッチングして回路パターンを形成した後、副導体の回路パターンが主導体の回路パターンよりも幅方向に突出した部分を、副導体に適したエッチング液を用いてバックエッチ処理することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の発明によれば、導体としてアルミニウム板が用いられたことから、導体として銅が用いられる場合に比べ、プリント配線板の軽量化及び高放熱性を実現できる。
【００２１】
また、導体または放熱体としてのアルミニウム板が接着剤にて相互に接着されて積層され、その際、接着剤に接着されるアルミニウム板の表面を鏡面状態に維持できる。高周波領域での電気信号は、主に、導体の中心部ではなく、その表面に伝播するので、鏡面状態のアルミニウム板の表面を高速で伝播できる。この結果、高周波領域の信号を良好に高速伝播できる。
【００２２】
また、導体または放熱体として、同一材料のアルミニウム板が接着剤により接着されることから、接着剤を介して接着される両部材が、線膨張係数の相違から接着剤に対し剥離することを防止できるので、プリント配線板の信頼性を確保できる。
【００２３】
更に、アルミニウム板が導体として構成されたことから、アルミニウム線を導体に直接ボンディングすることができる。同様に、アルミニウム板が導体として構成されたことから、この導体の表面をアルミニウムの酸化膜により保護でき、導体表面の劣化を防止できる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、アルミニウム板の表面に亜鉛置換皮膜、ニッケルメッキ皮膜及び銅メッキ皮膜の積層皮膜が形成され、この銅メッキ皮膜上に前処理及び化学銅メッキを経て電気銅メッキ皮膜が形成されたことから、アルミニウム板を主導体、上記積層皮膜及び電気銅メッキ皮膜を副導体とする導体構造のプリント配線板を実現することができる。
【００２５】
また、主導体であるアルミニウム板上に副導体である積層皮膜及び電気銅メッキ皮膜が配置されたため、平面配線部の表面金属をアルミニウムまたは銅に選択できる。このため、平面配線部のハンダ付け実装部は表面に銅を露出させ、ボンディング実装部は表面にアルミニウムを露出させることで、実装方法の選択幅を拡大できる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、導体である複数枚のアルミニウム板が、絶縁機能を含む接着剤にて接着され、これらのアルミニウム板にスルーホールが形成される場合にも、このスルーホール内表面の接着剤上に電気銅メッキ皮膜を施すことができる。このため、この電気銅メッキ皮膜により構成されるスルーホールメッキによって、導体である複数枚のアルミニウム板を電気的に接続することができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、アルミニウム表面処理を施したスルーホール内表面に導電性樹脂を充填することで、スルーホールメッキに代えて、上記導電性樹脂により、導体である複数枚のアルミニウム板を電気的に接続することができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、導体としてのアルミニウム板が回路パターン形成のためにエッチングされてその表面積が減少し、その放熱特性が低下する場合にも、この導体としてのアルミニウム板に、放熱体としてのアルミニウム板が積層されることで、プリント配線板の放熱性能を向上させることができる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、絶縁穴を形成するスルーホールの内表面の全域、またはスルーホールの内表面のうち放熱体としてのアルミニウム板部分に絶縁樹脂が施され、この絶縁樹脂上にスルーホールメッキが形成されたことから、導体としてのアルミニウム板がスルーホールメッキにより電気的に接続されると共に、放熱体としてのアルミニウム板を導体としてのアルミニウム板に対し絶縁状態に保持することができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、絶縁穴を形成するスルーホールの内表面の全域、またはスルーホールの内表面のうち放熱体としてのアルミニウム板部分に絶縁樹脂が施され、このスルーホール内に導電性樹脂が充填されたことから、導体としてのアルミニウム板がこの導電性樹脂により電気的に接続されると共に、放熱体としてのアルミニウム板を導体としてのアルミニウム板に対し絶縁状態に保持することができる。
【００３１】
請求項８に記載の発明によれば、導体または放熱体としてのアルミニウム板を接着する接着剤に無機系フィラーが含有されたことから、この無機系フィラーによってアルミニウム板間の熱伝導率が良好となり、プリント配線板の放熱特性を向上させることができる。
【００３２】
請求項９に記載の発明によれば、絶縁穴を形成するためのスルーホールに施される絶縁樹脂に無機系フィラーが含有されたことから、この無機系フィラーによって、当該無機系フィラーを含有する絶縁樹脂と放熱体としてのアルミニウム板との間の熱伝導率が向上し、プリント配線板の放熱特性を向上させることができる。
【００３３】
請求項１０、１１または１２に記載の発明によれば、主導体としてのアルミニウム板と、副導体としての亜鉛置換皮膜、ニッケルメッキ皮膜、銅メッキ皮膜及び電気銅メッキ皮膜とにそれぞれ適したエッチング液を用いて、これらの副導体と主導体とを別々に順次選択してエッチングし、回路パターンを形成することから、これらの主導体及び副導体に高精度な回路パターンを形成することができる。
【００３４】
請求項１３に記載の発明によれば、主導体にエッチングを施して、この主導体に回路パターンを形成する際に、主導体用エッチングレジストのレジストパターンにおけるパターン幅が、副導体用エッチングレジストのレジストパターンにおけるパターン幅よりも、主導体の厚さに対応して広く設定されたことから、主導体(アルミニウム板)のエッチング時におけるサイドエッチ量を低減できる。この結果、主導体及び副導体からなり、回路パターンが形成された導体表面の機械的強度及び安定性を確保することができる。
【００３５】
請求項１４に記載の発明によれば、副導体をエッチングした後、主導体をエッチングして回路パターンを形成すると、主導体のサイドエッチのために、副導体の回路パターンが主導体の回路パターンよりも幅方向に突出するが、この突出した部分をバックエッチ処理することで、回路パターンを含む導体表面の機械的強度及び安定性を更に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
【００３７】
［Ａ］第１の実施の形態（図１〜図７）
図１は、本発明に係るプリント配線板における第１の実施の形態を示す断面図である。この図１に示すプリント配線板１０は、図示しない電子部品などを実装するための回路パターン２（後述のアルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａ及び銅パターン１７Ａ）を有し、このアルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａが主導体であるアルミニウム板１１、１２にそれぞれ形成され、銅パターン17Ａが副導体４である亜鉛置換皮膜１４（図２）、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７に形成されたものである。
【００３８】
ここで、上記亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５及び銅メッキ皮膜１６は、後述のアルミニウム表面処理にてアルミニウム板１１、１２の表面に形成された積層皮膜６である。この積層皮膜６及びスルーホール内の絶縁機能を含む接着剤側面上に、後述の前処理、化学銅メッキ（無電解銅メッキ）などを経て電気銅メッキ皮膜１７が形成される。
【００３９】
上記アルミニウム板１１及び１２は、導体及び放熱体として機能し、絶縁機能を有する接着剤としてのプリプレグ１３により相互に接着されて積層される。これらのアルミニウム板１１、１２及びプリプレグ１３を貫通するスルーホール５内のアルミニウム板１１、１２表面にも、上記亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５及び銅メッキ皮膜１６が前述と同様にして順次形成される。さらに、スルーホール５内のアルミニウム板１１、１２表面及び絶縁機能を含む接着剤（プリプレグ１３）の側面に電気銅メッキ１７が形成され、この電気銅メッキ皮膜１７によりスルーホールメッキ２０が構成される。このスルーホールメッキ２０により、プリプレグ１３の両側のアルミニウム板１１とアルミニウム板１２とが電気的に接続される。
【００４０】
上記アルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａ、銅パターン１７Ａ及びスルーホールメッキ２０はソルダーレジスト絶縁皮膜１９により被覆されて保護されるが、このうちスルーホールメッキ２０を除く平面配線部２３には、ソルダーレジスト絶縁皮膜１９が部分的に除去されたアルミニウム露出部２１、銅露出部２２が設けられる。アルミニウム露出部２１は、アルミニウム線を直接ボンディングするためのボンディング実装部となり、銅露出部２２は、電子部品等をハンダなどにより実装するためのハンダ付け実装部となる。尚、ソルダーレジスト絶縁皮膜１９の部分的除去は、例えばソルダーレジスト絶縁皮膜１９がネガ型の露光現像型の場合には、光を照射し現像することで実施される。
【００４１】
ところで、アルミニウム材料には、純アルミニウム系、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系がある。どの種類を選ぶかは製品の必要とする特性と使用する目的に合わせ選択するのが一般的である。
【００４２】
本実施形態では、低抵抗の導体であること、放熱性が優れること、積層板とした場合に接着樹脂との接着性に優れること、アルミニウムの表面処理が容易であること、回路パターン形成のエッチングにバラツキが少ないこと、などの特性を有するアルミニウムをアルミニウム板１１及び１２として選択する必要がある。
【００４３】
アルミニウムは、高強度合金としてはＪＩＳ５０５２などのＡｌ−Ｍｇ系が知られているが、熱伝導性、電気伝導性が求められる用途には不向きである。本実施形態では、アルミニウムはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系熱処理合金、例えば昭和アルミニウム株式会社製の特殊合金箔を使用する。このアルミニウム板１１及び１２を構成するアルミニウムは、図１６に示すように、ＪＩＳ５０５２と同等の引張り強度を有し、熱伝導性も最も優れる純アルミニウムに匹敵し、アルマイト処理も可能な材料である。
【００４４】
また、一般のアルミニウム板（箔）の表面粗さＲａは、圧延方向が０．５〜０．８μｍ、幅方向が０．１〜０．３μｍである。本実施形態で使用されるアルミニウム板１１及び１２の表面粗さＲａは、圧延後に研磨することにより、圧延方向および幅方向とも０．０３〜０．０５μｍである。
【００４５】
また、絶縁機能を有する接着剤には、ガラス基布材にエポキシ樹脂を含浸したガラスエポキシ樹脂プリプレグ、エポキシ樹脂接着シート、イミド変性エポキシ樹脂接着シートなどがある。本実施形態では、プリント配線板１０の両側にアルミニウム板１１、１２がそれぞれ配置された場合、これらのアルミニウム板１１、１２への回路パターン２(アルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａ)形成後のプリント配線板１０の強度を確保するために、松下電工株式会社製のガラス布基材エポキシ樹脂多層プリント配線板Ｒ−１６６１ＪＭタイプの厚さ０．１８ｍｍプリプレグ１３を３枚使用する。また、当該絶縁機能を有する接着剤として、シリカまたはアルミナ等の無機系フィラーをエポキシ樹脂に混入して、アルミニウム板１１と１２間の熱伝導率を高め、放熱特性を高めてもよい。
【００４６】
次に、アルミニウム導体プリント配線板の製造方法を、図７及び図２〜図６を用いて説明する。
【００４７】
図２(Ａ)に示すように、アルミニウム板１１、１２の材料となる厚さ０．５ｍｍの特殊合金箔２枚と、厚さ０．１８ｍｍのプリプレグ１３を３枚準備し、これら３枚のプリプレグ１３を重ね合せ、その両側にアルミニウム板１１、１２をそれぞれ接触させ、熱プレスにより積層接着を行なって、アルミニウム導体積層板２４を形成する(図７のＳ１)。
【００４８】
次に、図２(Ｂ)に示すように、スルーホール接続が必要な部位に穴明け加工を行ない(Ｓ２)、その後、アルミニウムの表面処理を行なう(Ｓ３)。このアルミニウムの表面処理方法としては、一般的であるアルカリ脱脂、ソフトエッチング、酸浸漬、２重亜鉛置換の前処理を行なって、まず０．１μｍの亜鉛置換皮膜１４をアルミニウム板１１、１２上に形成する。その後、この亜鉛置換皮膜１４上にニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６を順次積層メッキする。
【００４９】
この金属皮膜１５、１６の形成方法としては、まず、電気ニッケルのスルファミン酸ストライク浴により、ピンホールの無い、厚さ０．１５〜０．２５μｍの均一で薄いニッケルメッキ皮膜１５を形成する。そして、このニッケルメッキ皮膜１５の表面に、ピロリン酸銅浴より浴管理や公害対策が容易で、析出物の結晶が緻密で伸びが大きく、内部応力が小さく、均一な電着性のある硫酸銅浴による電気メッキにて、厚さ３〜５μｍの銅メッキ皮膜１６を形成する。
【００５０】
次に、図３(Ａ)に示すように、亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６が形成されたアルミニウム板１１、１２及びスルーホール内の絶縁機能を含む接着剤側面（プリプレグ１３）上に電気銅メッキ皮膜１７及びスルーホールメッキ２０を施し(Ｓ４)、ドライフイルム１８にドライフイルムレジストパターン１８Ａを形成し(Ｓ５)、選択エッチングを行なって銅パターン１７Ａを形成する(Ｓ６)。
【００５１】
上記電気銅メッキ皮膜１７及びスルーホールメッキ２０は、銅メッキ皮膜１６の酸化膜を除去する前処理、触媒活性化処理、化学銅メッキ(無電解銅メッキ)を順次実施した後に、硫酸銅浴による電気メッキにて、厚さ３０〜３５μｍの銅の皮膜として形成される。
【００５２】
この電気銅メッキ皮膜１７の表面をバフ研磨し、８０℃で１０分間乾燥し、この電気銅メッキ皮膜１７の表面にドライフィルム１８、例えば東京応化工業株式会社製のドライフイルム  オーディルＡＦ２５０を厚さ５０μｍ、温度１０５℃でラミネートする。そして、このドライフィルム１８を、ネガフイルム(不図示)を介して、３ＫＷの紫外線硬化炉において紫外線量９０ｍＪ／ｃｍ２で露光し、３０℃、１％の炭酸ソーダで現像し、ベーキングを１５０℃で３０分間行なって、導体エッチング用のドライフイルムレジストパターン１８Ａをドライフィルム１８に形成する。
【００５３】
上記選択エッチングは、副導体４（亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７）と、主導体３（アルミニウム板１１及び１２）とを、それぞれに適する異なったエッチング液を使用して別々に順次選択して、銅パターン１７Ａ、アルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａを形成するエッチングである。図７のステップＳ６では、ドライフイルムレジストパターン１８Ａを用いて、アルミニウム板１１、１２上の亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７を選択的にエッチングする。
【００５４】
アルミニウム板１１、１２をエッチングすることなく、亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７を選択的にエッチングするために適するエッチング液としては、過酸化水素と硫酸との混合液である過酸化水素―硫酸系のエッチング液を使用する。このエッチング液の銅に対するエッチングスピードは、塩化第二鉄系の２０μｍ／分と比較して５μｍ／分と遅いが、安定であり最適である。純水６０ｗ％、３５％の過酸化水素１６ｗ％、６２．５％の硫酸２２．２ｗ％、過酸化水素の安定化添加剤１ｗ％の組成のエッチング液を作成する。ドライフイルムレジストパターン１８Ａが形成されたドライフイルム１８をマスクにし、液温３０℃の上記エッチング液を用い、８分間のスプレイエッチングによって銅パターン１７Ａを形成する。
【００５５】
上述の亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７の選択エッチング後に、アルミニウム板１１及び１２を選択エッチングして、図３(Ｂ)に示すように、アルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａを形成する(Ｓ７)。
【００５６】
副導体４（亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７）をエッチングすることなく、主導体３（アルミニウム板１１及び１２）を選択的にエッチングするに適したエッチング液として、低濃度塩化第２鉄系、低濃度塩化第２銅系、またはリン酸系のエッチング液を使用する。上記低濃度は５０％以下の濃度であり、この低濃度塩化第２鉄系または低濃度塩化第２銅系のエッチング液を用いることで、銅に対するエッチング速度を大幅に低下させて、アルミニウムを選択的にエッチングできる。
【００５７】
図１７は、アルミニウムをエッチングするためのエッチング液として４０Ｂｅ塩化第２鉄を用い、液量２０リットル、初期の液温度３９℃で、スプレイ型の実験装置を用い、寸法２５ｃｍ×３３ｃｍで、アルミニウム板１１及び１２の板厚０．５ｍｍ、アルミニウム残存面積７３％のアルミニウム導体積層板２４をエッチングした結果である。この図１７から、４０Ｂｅ塩化第２鉄を用いる場合には、濃度５０％のものが好適であることがわかる。
【００５８】
次に、図４及び図７に示すように、ドライフイルム１８を剥離し(Ｓ８)、ソルダーレジスト絶縁皮膜１９を形成する(Ｓ９)。
【００５９】
ドライフイルム１８は、例えば４％の水酸化ナトリウム（液温４０℃）を２分間スプレイして剥離する。
【００６０】
ソルダーレジスト絶縁皮膜１９の形成は、例えばサンワ化学工業株式会社製の紫外線後硬化型一液性ソルダーレジストＳＰＳＲ−７００Ｃ−１緑色、粘度１３０ｐｓ（ａｔ２５℃）を、目標４５μｍの膜厚で２回スプレイコーティングし、その後に８０℃で６０分間予備乾燥する。この予備乾燥したソルダーレジストを紫外線量７００ｍＪ／ｃｍ２で露光し、３０℃、１％の炭酸ソーダ液で現像し、超高圧水銀ランプ８０Ｗ／ｃｍ×３本、２．５ｍ／分で紫外線ベーキングを行なって、ソルダーレジスト絶縁皮膜１９を形成する。
【００６１】
膜厚４５μｍのソルダーレジストのコーティングを２回行なうことにより、予備乾燥前の平均膜厚が８７μｍであり、紫外線ベーキング後の膜厚は、導体表面２８が平均５１μｍ、樹脂表面２９が平均７３μｍ、エッジ面２５が最小９μｍ、導体側面３０が最小で１５μｍのソルダーレジスト絶縁皮膜１９を形成する。
【００６２】
ところで、図７のステップＳ６で銅パターン１７Ａを形成する際に用いたドライフィルム１８を使用して、ステップＳ７のアルミニウムパターン１１Ａ及び１２Ａを形成すると、図６に詳細に示すように、主導体３であるアルミニウム導体（アルミニウム板１１及び１２）がサイドエッチによりテパー状になり、副導体４であるニッケルー銅導体（亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜）の両端が少し浮きアンダーカット状態になってしまう。このサイドエッチ量は図１８(実施例１参照)に示すように、アルミニウム板１１及び１２の厚さの約７５〜８２％である。また、上記ニッケルー銅導体のアンダーカット量は、図１８に示すように０．１〜０．３ｍｍ発生している。このアルミニウム板１１及び１２のサイドエッチによる上記ニッケルー銅導体のアンダーカットのために、プリント配線板１０の導体表面に機械的な強度および安定性を得ることができない恐れがある。また、ソルダーレジスト絶縁皮膜１９のコーティングにおいて、電気的絶縁性を保つための膜厚が、特にエッジ面２５(図４)で確保できない恐れがある。
【００６３】
そこで、図３（Ａ）に示す亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７（つまり、副導体４；ニッケル-銅導体）を選択エッチングして銅パターン１７Ａを形成した後、この副導体用エッチングレジストであるドライフィルム１８を剥離する（図７のＳ６‐１）。そして、再度ドライフィルムをラミネートし、図３（Ａ）のドライフィルム１８の加工方法で、図５（Ａ）に示すように、ドライフィルムレジストパターン２６Ａを備えたドライフィルム２６を形成する。（図７のＳ６‐２）。
【００６４】
このとき、露光に使用されるネガフィルム（不図示）のパターン幅は、アルミニウム板１１、１２の板厚分広く設定されたものを用いて露光し現像する。従って、主導体用エッチングレジストであるドライフィルム２６のドライフィルムレジストパターン２６Ａは、銅パターン１７Ａを形成するための前記ドライフィルム１８のドライフィルムレジストパターン１８Ａにおけるパターン幅１８Ｂ（図６）よりも、アルミニウム板１１及び１２の板厚ｔだけ両側に広く設定されたパターン幅２６Ｂを有する。
【００６５】
次に、図５（Ｂ）に示すように、図３（Ｂ）と同様な方法でアルミニウム板１１及び１２を選択エッチングして、アルミニウムパターン１１Ａ及び１２Ａを形成する（図７のＳ７）。このときのアルミニウム板１１及び１２のサイドエッチ量は、図１８(実施例２、４参照)に示すように、アルミニウム板１１及び１２の板厚（アルミニウム導体厚さ）の約３０〜３４％に低減される。
【００６６】
このアルミニウムパターン１１Ａ及び１２Ａの形成後、図５(Ｂ)及び（Ｃ）に示すように、亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７（つまりニッケル‐銅導体）に形成された銅パターン１７Ａが、アルミニウム板１１及び１２に形成されたアルミニウムパターン１１Ａ及び１２Ａよりも幅方向に突出したアンダーカット部分２７をバックエッチ処理によって取り除く（図７のＳ７‐１）。このバックエッチ処理は、図３（Ａ）のニッケル‐銅導体の選択エッチングと同様な方法で実施する。その後、図５（Ｄ）に示すように、ドライフィルム２６を剥離し（図７のＳ８）、ソルダーレジスト絶縁皮膜１９を形成して（図７のＳ９）プリント配線板１０を完成する。
【００６７】
上述のようなバックエッチ処理を行なうことにより、図１８(実施例３、５、６参照)に示すように、副導体４であるニッケルー銅導体（亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７）のアンダーカット量を０．０１ｍｍとすることができ、回路パターン２が形成されるプリント配線板１０の導体表面の機械的な強度および安定性を、実用上問題がないレベルに確保することができる。
【００６８】
また、スプレイコーティングによるソルダーレジスト絶縁皮膜１９の絶縁皮膜形成厚さは、上述のサイドエッチ対策加工(図５(Ａ)及び(Ｂ))並びにバックエッチ処理(図５(Ｃ))を施さない場合には、図４に示す導体表面２８が最大５１μｍ、樹脂表面２９が最大７３μｍ、エッジ面２５が最小１１μｍ、導体側面３０が最小で３８μｍであった。これに対し、アルミニウム導体(アルミニウム板１１及び１２)の上記サイドエッチ対策加工、及び上記バックエッチ処理を行なうことにより、予備乾燥前の平均膜厚は８５μｍであり、紫外線ベーキング後のソルダーレジスト絶縁皮膜１９の膜厚は、導体表面２８が平均４６μｍ、樹脂表面２９が平均６８μｍ、エッジ面２５が最小２１μｍ、導体側面３０が最小で３８μｍとなり、ソルダーレジスト絶縁皮膜１９による絶縁性に優れたアルミニウム導体プリント配線板１０が得られる。
【００６９】
以上のように構成されたことから、上記実施の形態によれば、次の効果（１〜（１１）を奏する。
【００７０】
(１)導体としてアルミニウム板１１及び１２が用いられたことから、導体として銅が用いられる場合に比べ、プリント配線板１０の軽量化及び高放熱性を実現できる。例えば、導体としてのアルミニウム板１１及び１２に、電流の通電による温度上昇が銅箔または銅板と同等な許容電流を通電するには、アルミニウム板１１及び１２の断面積を銅箔または銅板に比べ１．６倍にする必要がある。このように導体の断面積を１．６倍にしても、導体の重量は、銅箔または銅板を導体とした場合の０．４８倍と半分以下となり、軽量化を図ることができる。
【００７１】
(２)導体または放熱体としてのアルミニウム板１１及び１２がプリプレグ１３にて相互に接着されて積層され、その際、プリプレグ１３に接着されるアルミニウム板１１及び１２の表面を鏡面状態(表面の凹凸が０．０５μｍ以下)に維持できる。高周波領域での電気信号は、主に、導体の中心部ではなく、その表面から約１μｍの深さまでの表面付近を伝播するので、鏡面状態のアルミニウム板１１及び１２の表面を高速で伝播できる。この結果、高周波領域の信号を良好に高速伝播できる。
【００７２】
(３)導体または放熱体として、同一材料のアルミニウム板１１及び１２がプリプレグ１３により接着されることから、プリプレグ１３を介して接着される両部材が、線膨張係数の相違からプリプレグ１３に対し剥離することを防止できるので、プリント配線板１０の信頼性を確保できる。
【００７３】
(４)アルミニウム板１１及び１２が導体として構成されたことから、アルミニウム線を導体としてのアルミニウム板１１及び１２に直接ボンディングすることができる。同様に、アルミニウム板１１及び１２が導体として構成されたことから、この導体の表面をアルミニウムの酸化膜により保護でき、導体表面の劣化を防止できる。
【００７４】
(５)アルミニウム板１１及び１２の表面に亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５及び銅メッキ皮膜１６の積層皮膜６が形成され、この銅メッキ皮膜１６及びスルーホール内の絶縁機能を含む接着剤側面（プリプレグ１３）上に、銅メッキ皮膜１６の酸化膜除去処理、触媒活性化処理、無電解銅メッキを経て電気銅メッキ皮膜１７が形成されたことから、アルミニウム板１１及び１２を主導体３、上記積層皮膜６及び電気銅メッキ皮膜１７を副導体４とする導体構造のプリント配線板１０を実現することができる。
【００７５】
(６)主導体３であるアルミニウム板１１及び１２上に副導体４である積層皮膜６及び電気銅メッキ皮膜１７が配置されたため、平面配線部２３の表面金属をアルミニウムまたは銅に選択できる。このため、平面配置部２３のハンダ付け実装部は表面に銅を露出させた銅露出部２２となり、ボンディング実装部は表面にアルミニウムを露出させたアルミニウム露出部２１となることで、実装方法の選択幅を拡大できる。
【００７６】
(７)導体であるアルミニウム板１１及び１２が、絶縁機能を含むプリプレグ１３にて接着され、これらのアルミニウム板１１及び１２にスルーホール５が形成される場合にも、上記(５)のようにして電気銅メッキ皮膜１７を形成することで、このスルーホール内表面のプリプレグ１３上に電気銅メッキ皮膜１７を施すことができる。このため、この電気銅メッキ皮膜１７により構成されるスルーホールメッキ２０によって、プリント配線板１０の両側に存在する導体であるアルミニウム板１１及び１２を電気的に接続することができる。
【００７７】
(８)導体及び放熱体としてのアルミニウム板１１及び１２を接着するプリプレグ１３に無機系フィラーが含有された場合には、この無機系フィラーによってアルミニウム板１１及び１２間の熱伝導率が良好となり、プリント配線板１０の放熱特性を向上させることができる。
【００７８】
(９)主導体３(アルミニウム導体)としてのアルミニウム板１１及び１２と、副導体４(ニッケル-銅導体)としての亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７とにそれぞれ適したエッチング液を用いて、これらの副導体４と主導体３とを別々に順次選択してエッチングし、回路パターン２(アルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａ、及び銅パターン１７Ａ)を形成することから、これらの主導体３及び副導体４に高精度な回路パターン２を形成することができる。
【００７９】
(１０)主導体３であるアルミニウム板１１及び１２にエッチングを施して、この主導体３にアルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａを形成する際に、主導体用エッチングレジストであるドライフィルム２６のドライフィルムレジストパターン２６Ａにおけるパターン幅２６Ｂが、副導体用エッチングレジストであるドライフィルム１８のドライフィルムレジストパターン１８Ａにおけるパターン幅１８Ｂよりも、アルミニウム板１１及び１２の厚さｔだけパターンの両側に広く設定されたことから、主導体３(アルミニウム板１１及び１２)のエッチング時におけるサイドエッチ量を低減できる。この結果、プリント配線板１０において、回路パターン２(アルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａ、及び銅パターン１７Ａ)が形成された導体表面の機械的強度及び安定性を確保することができる。
【００８０】
(１１)副導体４であるニッケル-銅導体(亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７)をエッチングした後、主導体３であるアルミニウム導体(アルミニウム板１１及び１２)をエッチングして回路パターン２(アルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａ、及び銅パターン１７Ａ)を形成すると、主導体３のサイドエッチのために、副導体４の銅パターン１７Ａが主導体３のアルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａよりも幅方向に突出するが、この突出したアンダーカット部分２７をバックエッチ処理することで、プリント配線板１０において、回路パターン２を含む導体表面の機械的強度及び安定性を更に確保することができる。
【００８１】
［Ｂ］第２の実施の形態（図８）
図８は、本発明に係るプリント配線板における第２の実施の形態の製造工程の一部を示す断面図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００８２】
この第２実施形態のプリント配線板では、図２(Ａ)と同様な方法で、アルミニウム板１１及び１２を、プリプレグ１３を用いて積層接着してアルミニウム導体積層板４１を形成し、その後に、図２(Ｂ)と同様な方法でスルーホール接続が必要な部位に穴明け加工を行なう。この穴明け加工後のアルミニウムの表面処理において、亜鉛置換膜１４及びニッケルメッキ皮膜１５を図２(Ｂ)と同様な方法で形成する。その後の硫酸銅浴による電気メッキにて、厚さ３〜５μｍの銅メッキ皮膜１６に代えて、厚さ３０〜３５μｍの銅メッキ皮膜４２を形成し、次に、図７のステップＳ５〜Ｓ８の工程によりプリント配線板を製造する。このうち、ステップ６において、銅パターンは亜鉛置換膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５及び銅メッキ皮膜４２に形成される。
【００８３】
次に、図８(Ｂ)に示すように、アルミニウム導体積層板４１の銅メッキ皮膜４２の表面の酸化膜をソフトエッチングにより除去し、スルーホール４３内に導電性樹脂４４、例えば太陽インキ製造株式会社製の導電ペーストＥＭＣ−１００ＡＦ４８０８、粘度２００ｐｓを１００メッシュのテトロンスクリーンを用いて穴埋め印刷する。この導電性樹脂４４を、熱風乾燥炉を用い１５０℃の熱風により３０分間で硬化する。その後、Ｓ９の工程によりプリント配線板を製造する。本実施の形態においては、導電性樹脂４４の充填により、アルミニウム板１１及び１２が電気的に接続されるものであり、電気銅メッキ皮膜により構成されるスルーホールメッキを行う必要がない。
【００８４】
［Ｃ］第３の実施の形態（図９〜図１２）
図９、図１０及び図１１は、本発明に係るプリント配線板の第３の実施の形態における各製造工程を示す断面図である。この第３の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００８５】
このプリント配線板５０(図１１)は、３層構造のアルミニウム導体プリント配線板である。図９(Ａ)に示すように、アルミニウム板１１とアルミニウム板１２との中間にアルミニウム板５１が配置され、このアルミニウム板５１もアルミニウム板１１及び１２と同様に、例えば前記の昭和アルミニウム株式会社製の特殊合金箔が用いられる。
【００８６】
アルミニウム板１１、５１及び１２を接着して積層させるには、絶縁機能を含む接着剤である接着シート５２及び５３を用いる。アルミニウム板１１とアルミニウム板５１との間に接着シート５２である、例えば株式会社日本理化工業所の低弾性エポキシ樹脂シートＮＲＡ−Ｅ６．５の厚さ０．２ｍｍが一枚使用され、アルミニウム板５１とアルミニウム板１２との間に接着シート５３である、例えば高熱伝導イミド変性エポキシ樹脂シートＮＲＡ−Ｘ６．５の厚さ０．２ｍｍが一枚使用される。
【００８７】
そして、これらのアルミニウム板１１、接着シート５２、アルミニウム板５１、接着シート５３、アルミニウム板１２を温度１８０℃、圧力２５ｋｇ／ｃｍ２、１００分間の条件で熱プレスして積層接着し、３層構造のアルミニウム導体積層板５４を作成する(図１２のＳ２１)。尚、接着シート５２及び５３も、プリプレグ１３と同様に、無機フィラー系を混入して、放熱特性を向上させてもよい。
【００８８】
次に、図９(Ｂ)に示すように、図２(Ｂ)と同様な方法でアルミニウム導体積層板５４を穴明け加工し(Ｓ２２)、その後にアルミニウム表面処理を行って、アルミニウム板１１及び１２の表面に、亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５及び銅メッキ皮膜１６の積層皮膜６を形成する(Ｓ２３)。
【００８９】
図１０(Ａ)は、表裏面のアルミニウム板１１及び１２を導体層、中間のアルミニウム板５１を放熱体層としたアルミニウム導体積層板５４の断面図である。表面及び裏面のアルミニウム板１１及び１２と中間のアルミニウム板５１とを電気的に接続する電気的接続穴５５以外の、上記アルミニウム板１１及び１２と上記アルミニウム板５１とを電気的に絶縁する絶縁穴５６に対し、絶縁樹脂５７を絶縁穴５６内に充填し研磨する(Ｓ２４)。この穴埋め用の絶縁樹脂５７は、エポキシ樹脂剤または、放熱性を高めるための無機フィラー系入りエポキシ樹脂剤である。本実施形態では、穴埋め用の絶縁樹脂５７は、例えば太陽インク製造株式会社製の熱硬化型一液性永久穴埋めインキＴＨＰ−１００ＤＸ１白色、粘度８００ｐｓを使用する。この絶縁樹脂５７は、熱硬化による収縮が小さく、銅メッキ皮膜１６に対する密着性にも優れる特徴がある。
【００９０】
絶縁樹脂５７による穴埋め工程は、まず、３層構造のアルミニウム導体積層板５４の銅メッキ皮膜１６の表面の酸化膜をソフトエッチングにより除去し、１００メッシュのテトロンスクリーンを用い印刷法で、絶縁樹脂５７(穴埋めインキ)を絶縁穴５６内に充填する。仮硬化として熱風乾燥炉を用い、１００℃の熱風を２０分間吹き付け、その後に１３０℃の熱風を４５分間吹き付ける条件で絶縁樹脂５７を硬化する。その後、＃３２０のバフ研磨機を使用し、絶縁穴５６からはみ出した凸状の余剰の絶縁樹脂５７を除去し、更に熱風乾燥炉を用いて、１５０℃の熱風を６０分間吹き付けて絶縁樹脂５７を硬化する。
【００９１】
このようにして絶縁穴５６内に充填された絶縁樹脂５７に対し、表裏面のアルミニウム板１１及び１２を電気的に接続するための穴明け加工を行なって(Ｓ２５)、絶縁穴５６をスルーホールとして形成する。尚、電気的接続穴５５もスルーホールとして形成されている。
【００９２】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、図３（Ａ）と同様な方法で、電気銅メッキ皮膜１７及びスルーホールメッキ２０を形成し（Ｓ２６）、ドライフィルムレジストパターン１８Ａを形成し（Ｓ２７）、副導体４であるニッケル‐銅導体（亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７）を選択エッチングして銅パターン１７Ａを形成する（Ｓ２８）。ここで、上記スルーホールメッキ２０は、絶縁穴５６の絶縁樹脂５７の全域に形成されて、主導体３としてのアルミニウム板１１及び１２を接続する。その後、図１１（Ａ）に示すように、図３（Ｂ）と同様な方法で、アルミニウム板１１及び１２を選択エッチングしてアルミニウムパターン１１Ａ及び１２Ａを形成する（Ｓ２９）。次に、図１１（Ｂ）に示すように、図４と同様な方法で、ドライフィルム１８を剥離して（Ｓ３０）、ソルダーレジスト絶縁皮膜１９を形成する（Ｓ３１）。
【００９３】
但し、実際には、銅パターン１７Ａの形成後に、図５に示したと同様な方法でサイドエッチ対策及びバックエッチ処理を実施する。つまり、副導体４であるニッケル‐銅導体（亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７）への銅パターン１７Ａの形成(Ｓ２８)後、この銅パターン１７Ａを形成したドライフィルム１８を剥離し（Ｓ２８‐１）、再度ドライフィルムをラミネートして、アルミニウムパターン１１Ａ及び１２Ａを形成するために、ドライフィルム２６にドライフィルムレジストパターン２６Ａを形成する（Ｓ２８‐２）。そして、このドライフィルム２６を用いてアルミニウム板１１、１２にアルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａをそれぞれ形成する。その後、上記ニッケル‐銅導体のアンダーカット部分２７をバックエッチ処理にて除去し（Ｓ２９‐１）、ドライフィルム２６を剥離し（Ｓ３０）、ソルダーレジスト絶縁皮膜１９を形成して（Ｓ３１）、プリント配線板５０を完成する。
【００９４】
以上のように構成されたことから、この第３の実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（１）〜（１１）と同様な効果を奏する他、次の効果（１２）〜（１４）を奏する。
【００９５】
(１２)導体としてのアルミニウム板１１及び１２が回路パターン２(アルミニウムパターン１１Ａ、１２Ａ)形成のためにエッチングされてその表面積が減少し、その放熱特性が低下する場合にも、この導体としてのアルミニウム板１１及び１２に、放熱体としてのアルミニウム板５１が積層されることで、プリント配線板５０の放熱性能を向上させることができる。
【００９６】
(１３)絶縁穴５６を形成するスルーホールの内表面の全域に絶縁樹脂５７が施され、この絶縁樹脂５７上にスルーホールメッキ２０が形成されたことから、導体としてのアルミニウム板１１及び１２がスルーホールメッキ２０により電気的に接続されると共に、放熱体としてのアルミニウム板５１を導体としてのアルミニウム板１１及び１２に対し絶縁状態に保持することができる。
【００９７】
(１４)絶縁穴５６を形成するためのスルーホールに施される絶縁樹脂５７に無機系フィラーが含有された場合には、この無機系フィラーによって、当該無機系フィラーを含有する絶縁樹脂５７と放熱体としてのアルミニウム板５１との間の熱伝導率が向上し、プリント配線板５０の放熱特性を向上させることができる。
【００９８】
［Ｄ］第４の実施の形態（図１３〜図１５）
図１３〜図１４は、本発明に係るプリント配線板の第４の実施の形態における製造工程の一部を示す断面図である。この第４の実施の形態において、前記第１及び第３の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００９９】
この第４実施形態のプリント配線板も、３層構造のアルミニウム導体プリント配線板である。
【０１００】
図１３(Ａ)に示すように、アルミニウム板１１、５１及び１２が接着シート５２及び５３を用いて接着されて積層され、図９(Ａ)と同様なアルミニウム導体積層板６１が構成されるが、このアルミニウム導体積層板６１では、上記積層接着の前に、まず中間の放熱体層となるアルミニウム板５１に穴明け加工して穴６２を形成する(図１５のＳ４１)。次に、図１０(Ａ)と同様な方法で、穴６２に絶縁樹脂５７を充填して穴埋めおよび研磨加工を行なう(Ｓ４２)。その後に、図９(Ａ)と同様な方法で、アルミニウム板１１、５１及び１２を積層接着し(Ｓ４３)、３層構造のアルミニウム導体積層板６１を作製する。
【０１０１】
次に、このようにして作製されたアルミニウム導体積層板６１に、図１３(Ｂ)に示すように、絶縁樹脂５７を貫通し且つアルミニウム板１１及び１２を貫通する穴明け加工を実施して、絶縁穴６３をスルーホールとして形成すると共に、アルミニウム板１１、５１及び１２を貫通して電気的接続穴５５をスルーホールとして形成する(Ｓ４４)。上記絶縁穴６３には、この絶縁穴６３の内表面のうちアルミニウム板５１部分に絶縁樹脂５７が施されることになる。上記穴明け後に、図２(Ｂ)と同様な方法で、アルミニウム導体積層板６１にアルミニウム表面処理を行い、亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６を形成する(Ｓ４５)。
【０１０２】
次に、図１４に示すように、図３(Ａ)と同様な方法で電気銅メッキ皮膜１７、スルーホールメッキ２０を形成し(Ｓ４６)、ドライフイルム１８にドライフイルムレジストパターン１８Ａを形成し(Ｓ４７)、ニッケル-銅導体（亜鉛置換皮膜１４、ニッケルメッキ皮膜１５、銅メッキ皮膜１６及び電気銅メッキ皮膜１７）を選択エッチングして銅パターン１７Ａを形成する(Ｓ４８)。
【０１０３】
以後の工程は、図１１(Ａ)及び(Ｂ)、並びに図５に示すように、図１２のステップＳ２８−１〜Ｓ３１と同様な方法を実施して、プリント配線板を製造する。
【０１０４】
以上のように構成されたことから、上記第４の実施の形態においても、前記第１及び第３の実施の形態の効果（１）〜（１４）と同様な効果を奏する。
【０１０５】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０６】
例えば、上記第３及び第４の実施の形態では、図１０（Ｂ）及び図１４に示すように、電気銅メッキ皮膜１７及びスルーホールメッキ２０を形成するものを述べたが、図１０（Ａ）の絶縁樹脂５７を備えた絶縁穴５６と電気的接続穴５５に、図８に示す導電性樹脂４４を充填して、導体としてのアルミニウム板１１とアルミニウム板１２とを電気的に接続してもよい。また、図１３（Ｂ）の絶縁穴６３と電気的接続穴５５に、同じく上記導電性樹脂４４を充填して、導体としてのアルミニウム板１１とアルミニウム板１２とを電気的に接続してもよい。これらの場合にも、中間の放熱体層としてのアルミニウム板５１は、導体層としてのアルミニウム板１１及び１２に対し絶縁状態に確保されている。また、これらの場合、アルミニウム表面処理において、前記第２の実施の形態と同様に、ニッケルメッキ皮膜１５上に、膜厚が３０〜３５μｍの銅メッキ皮膜４２を形成するのが好ましい。
【０１０７】
また、前記第１の実施の形態では、導体としてのアルミニウム板１１及び１２がプリプレグ１３を用いて接着されたものを述べたが、アルミニウム板１１とアルミニウム板１２とのうちの一方を導体とし、他方を放熱体として構成したプリント配線板であってもよい。このプリント配線板の場合には、アルミニウム板のみが導体となり、この導体としてのアルミニウム板にアルミニウム線を直接ボンディングすることができる。
【実施例１】
【０１０８】
以下、本発明を実施例に基づき、図１８を参照して更に詳説する。
【０１０９】
（実施例１〜実施例３）
アルミニウム導体積層板の材料は、アルミニウム板として、昭和アルミニウム株式会社製の特殊合金箔  寸法５１０ｍｍ×３４０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍを２枚使用し、絶縁積層接着材として、松下電工株式会社製のガラス布基材エポキシ樹脂多層プリント配線板Ｒ−１６６１ＪＭタイプの厚さ０．１８ｍｍのプリプレグを３枚使用し、図１８の積層接着プレスの条件でアルミニウム導体積層板を作成した。このアルミニウム導体積層板の試験結果を図１８に示す。
【０１１０】
積層接着後、ハンダ耐熱 (２６０℃、１０分) 試験後の接着強度、および１５０℃での９６時間加熱後の接着強度は、図１８に示すように、１．２２〜１．３５ｋｇｆ／ｃｍであり、加熱による大きな低下が無く、耐熱性が確保でき、プリント配線板として十分な結果であった。
【０１１１】
実施例１では、このアルミニウム導体積層板を使用して、アルミニウム導体プリント配線板を製造した。加工工程は、スルーホール接続が必要な部位への穴明け加工、アルミニウム表面処理、硫酸銅浴による電気銅メッキ及びスルーホールメッキ、ドライフイルムレジストパターン形成、ニッケルー銅導体（亜鉛置換皮膜、ニッケルメッキ皮膜、銅メッキ皮膜及び電気銅メッキ皮膜）の過酸化水素―硫酸系による選択的エッチング、アルミニウム導体（アルミニウム板）の５０％４０Ｂｅ塩化第二鉄による選択的エッチング、ソルダーレジスト絶縁皮膜の形成を実施した。この方法で作成した、アルミニウム導体プリント配線板の回路パターン幅およびホットオイル試験結果を図１８に示す。
【０１１２】
完成品の導体の寸法特性は、図１８に示すように、ニッケルー銅導体のアンダーカット量が０．３０ｍｍ、アルミニウム導体のサイドエッチ量が０．４１ｍｍであった。また、ホットオイル試験では、４０３サイクル断線せず、一般のプリント配線板と同等であった。
【０１１３】
実施例２では、ニッケルー銅導体（亜鉛置換皮膜、ニッケルメッキ皮膜、銅メッキ皮膜及び電気銅メッキ皮膜）の選択的エッチング加工までは、実施例１と同様な方法であるが、その後にドライフイルムを剥離し、再度ドライフィルムをラミネートして、このドライフィルムに、パターン幅を両側にアルミニウム導体厚さ分広くしたドライフイルムレジストパターンを形成した。以後の工程は、実施例１と同じである。この方法で作成したアルミニウム導体プリント配線板の回路パターン幅およびホットオイル試験結果を図１８に示す。
【０１１４】
完成品の導体の寸法特性は、図１８に示すように、ニッケルー銅導体のアンダーカット量が０．１１ｍｍ、アルミニウム導体のサイドエッチ量が０．１６ｍｍであり、実施例１より大きく改善できた。また、ホットオイル試験結果は、実施例１と同等であった。
【０１１５】
実施例３では、アルミニウムの５０％４０Ｂｅ塩化第二鉄による選択的エッチング加工までは、実施例２と同様な方法である。その後にニッケルー銅導体をバックエッチ処理して、アンダーカット部分を取り除く加工を行なった。この方法で作成した、アルミニウム導体プリント配線板の回路パターン幅およびホットオイル試験結果を図１８に示す。
【０１１６】
完成品の導体の寸法特性は、図１８に示すように、ニッケルー銅導体のアンダーカット量が０．０１ｍｍで、アンダーカットが殆どない状態であった。また、アルミニウム導体のサイドエッチ量は０．１７ｍｍであり、実施例２と同等であった。また、ホットオイル試験結果は、実施例１及び実施例２と同等であった。
【０１１７】
（実施例４〜実施例６）
アルミニウム導体積層板の材料は、アルミニウム板として、昭和アルミニウム株式会社製の特殊合金箔  寸法５１０ｍｍ×３４０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍを３枚使用する。実施例４、実施例５では、絶縁積層接着材として、株式会社日本理化工業所の低弾性エポキシ樹脂シートＮＲＡ−Ｅ６．５の厚さ０．２ｍｍを各アルミニウム板間にそれぞれ１枚計２枚使用し、図１８の条件で積層板を作成した。実施例６では、高熱伝導イミド変性エポキシ樹脂シートＮＲＡ−Ｘ６．５の厚さ０．２ｍｍを各アルミニウム板間にそれぞれ１枚計２枚使用し、図１８の条件で積層板を作成した。これらのアルミニウム導体積層板の試験結果を図１８に示す。
【０１１８】
実施例４〜６とも、積層接着後、ハンダ耐熱(２６０℃、１０分)試験後の接着強度、および１５０℃で９６時間加熱後の接着強度は図１８に示すように、２．２２〜３．２１ｋｇｆ／ｃｍであり、加熱による大きな低下が無く、耐熱性が確保でき、プリント配線板として十分な結果であった。
【０１１９】
実施例４では、実施例２と同様な方法で、アルミニウム導体プリント配線板を作成した。このアルミニウム導体プリント配線板の回路パターン幅およびホットオイル試験結果を図１８に示す。
【０１２０】
この完成品の導体の寸法特性は、図１８に示すように、実施例２と同等であった。ホットオイル試験結果は、４３０サイクルまで断線せず、一般のプリント配線板と同等であった。
【０１２１】
実施例５および実施例６では、実施例３と同様な方法で、アルミニウム導体プリント配線板を作成した。
【０１２２】
この完成品の導体の寸法特性は、図１８に示すように、実施例３と同等であった。ホットオイル試験結果は、図１８に示すように、実施例４と同等であった。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本アルミニウム導体プリント配線板は、軽量で大電流に対応でき、高熱伝導による放熱性を有する。また、同一の消費電力において、温度上昇が一般プリント配線板の１／１０以下の特性を有する。そのため、下記の分野への適用が可能となる。
【０１２４】
車載用のＤＣ−ＤＣコンバータやＡＣインバータなどパワー制御を一体型としたパワーエレクトロニクス用基板、ＥＰＳ（電動式パワーステアリング）用制御基板、ＥＣＵ、ワイパー、パワーウインドウ、電動式ミラー、パワーシート用制御基板、車内の配線用のハーネス基板、パワーモジュール用基板などに適用できる。更に、産業機器用として、フォークリフト用制御基板、電動工具や電動自転車のモータ駆動用基板などにも本プリント配線板を適用できる。
【０１２５】
また、近年では電球や蛍光灯に代わり、高寿命（７０００時間）、高輝度性及びメンテナンス性に優れるＬＥＤ照明が増加している。道路の信号機についても上述のＬＥＤ照明が使用される傾向にある。更に、文字や画像の表示装置、自動車のテールランプ、ストップランプ、フロントコンソールイルミネーション、ヘッドライトへの上記ＬＥＤ照明の採用が検討されている。
【０１２６】
ここで、白熱電球の発光効率は１５ｌｍ／Ｗ、ハロゲン電球の発光効率は２０ｌｍ／Ｗである。これに対し、ＬＥＤの発光効率は２０〜３０ｌｍ／Ｗである。しかし、ＬＥＤの消費電力の約１／４が発光に使用され、残りの３／４は熱として消費されている。そのため、この発生した熱を放散し、ＬＥＤのジャンクションを温度下げることが要求される。また、ＬＥＤの単価が高価なため、大電流高出力化し、使用する個数を減らす方向が検討されている。これらの観点から、上述のＬＥＤ照明にも本プリント配線板を好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明に係るプリント配線板における第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１のプリント配線板の製造工程の一部を示す断面図である。
【図３】図１のプリント配線板の製造工程の一部（図２の続き）を示す断面図である。
【図４】図１のプリント配線板の製造工程の一部（図３の続き）を示す断面図である。
【図５】図１のプリント配線板の製造工程において図３(Ｂ)の回路パターン形成工程を詳説するための断面図である。
【図６】図５の回路パターン形成工程を比較するための断面図である。
【図７】図２〜図５に示すプリント配線板の製造方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係るプリント配線板における第２の実施の形態の製造工程の一部を示す断面図である。
【図９】本発明に係るプリント配線板における第３の実施の形態の製造工程の一部を示す断面図である。
【図１０】図９のプリント配線板の製造工程の続きを示す断面図である。
【図１１】図１０のプリント配線板の製造工程の続きを示す断面図である。
【図１２】図９〜図１２に示すプリント配線板の製造方法を示すフローチャートである。
【図１３】本発明に係るプリント配線板における第４の実施の形態の製造工程の一部を示す断面図である。
【図１４】図１３のプリント配線板の製造工程の続きを示す断面図である。
【図１５】図１３及び図１４に示すプリント配線板の製造方法を示すフローチャートの一部である。
【図１６】アルミニウムの種類とその特性を示す図表である。
【図１７】アルミニウム板の選択エッチングの状況を示す図表である。
【図１８】実施例１〜６において製造されたプリント配線板の特性等を示す図表である。
【符号の説明】
【０１２８】
２  回路パターン
３  主導体
４  副導体
５  スルーホール
６  積層皮膜
１０  プリント配線板
１１、１２  アルミニウム板（導体）
１１Ａ、１２Ａ  アルミニウムパターン
１３  プリプレグ（接着剤）
１４  亜鉛置換皮膜
１５  ニッケルメッキ皮膜
１６  銅メッキ皮膜
１７  電気銅メッキ皮膜
１７Ａ  銅パターン
２６  ドライフィルム
２６Ａ  ドライフィルムレジストパターン
２６Ｂ  パターン幅
２７  アンダーカット部分
４４  導電性樹脂
５１  アルミニウム板（放熱体）
５５  電気的接続穴
５６  絶縁穴
５７  絶縁樹脂
６３  絶縁穴
【図１】
2007027618.tif 000003
【図２】
2007027618.tif 000004
【図３】
2007027618.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2007027618.tif 000008
【図７】
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【図８】
2007027618.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2007027618.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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