(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体的な形状に成形された金属基材、この金属基材上に形成された電気絶縁層、及び、この電気絶縁層の上に金属層よりなる導体回路を備えた回路基板において、
上記電気絶縁層が、加熱蒸着可能な揮発性材料を蒸着により固形物として成膜したものであることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
上記揮発性材料が重油であることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項３】
上記揮発性材料がシリコンオイルであることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項４】
上記揮発性材料がコールタールであることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項５】
上記金属基材が導体回路を形成する面に段差を有し、この段差の上側面と段差面に連続した導体回路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は立体的な形状に成形された金属基材に所要パターンの導体回路を備えた回路基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板においては、近年の小型化、集積化の要望の高まりや、各種電子機器の使用の拡大により、従来のエポキシ樹脂やフェノール樹脂等の平板状の基材に導体回路を形成したものだけでなく、立体的な形状に成形された回路基板が採用されるようになっている。この立体形状の回路基板は、ＰＰＡ、ＰＥＩ、ＬＣＰ等の耐熱性、電気性能を有する熱可塑性樹脂を立体的な形状に成形した基材上に、銅膜等の金属層をスパッタリングもしくはメッキ等により形成して導体回路としている。しかし、この熱可塑性樹脂を基材とした回路基板にあっては、電子機器の小型化が進につれ、実使用時に回路基板から発生する熱を外部への放熱が不充分という問題点があった。例えば、回路基板を金属製の保護ケースに収納して使用する場合、導体回路と保護ケ−スとの電気的な絶縁は図れるが、基材への蓄熱や断熱から、放熱が充分にできない恐れがある。また、樹脂製の保護ケースに収納し、且つ、保護ケースの一部と基材が一体化している場合、断熱が著しく高くなり、保護ケース内の温度の上昇で電子部品の機能が低下する恐れがある。
【０００３】
上記の問題を解決する回路基板として、金属を任意の立体的な形状に成形した金属基材に、電気絶縁層を形成し、この電気絶縁層の上に金属層よりなる導体回路を形成した構成が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図３は従来の金属基材に導体回路を備えた回路基板の一例を示す要部の断面図である。上記回路基板は、Ａｌ、Ｍｇ等の金属を立体的な形状に成形した金属基材２１の上に、電気絶縁層２２を形成し、この電気絶縁層２２の上にスパッタリングもしくはメッキ等により金属層よりなる導体回路２３が形成されている。そして、電気絶縁層２２は、有機の液状材料からなる組成物を塗布した塗膜２８である。上記電気絶縁層２２は、液状材料からなる組成物の塗布するため、膜厚を均一に塗布することが難しい。特に、図に示す如く、金属基材２１が導体回路２３を形成する面に段差を有し、導体回路２３が上側面２４から段差面２５を経て下側面２６まで一連に形成される場合、段差面２５や、上側面２４と段差面２５のエッジ２７の膜厚が薄くなり、電気絶縁性が低下する恐れがある。
【０００５】
図４に従来の金属基材のに導体回路を備えた回路基板の他の例を示す。上記電気絶縁層２２は、樹脂製の絶縁シ−ト２９が貼着されている。この絶縁シ−ト２９を貼着する場合、絶縁シ−ト２９は、導体回路２３のパターンの形状に合わせて加工せねばならず、多大な工数を要すると共に、また、絶縁シ−ト２９を金属基材２１に貼着するために接着剤が必要になる。また、スパッタリングもしくはメッキ等により、導体回路２３を形成する銅等の金属と、密着性の良好な絶縁シ−ト２９も必要になる。絶縁シ−ト２９はこれらに充分満足する状態には至っていない。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、耐熱性及び放熱性を有する金属基材を構成材料とするものであって、電気絶縁性、及び、密着性が良好な電気絶縁層を備えた回路基板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の回路基板は、立体的な形状に成形された金属基材、この金属基材上に形成された電気絶縁層、及び、この電気絶縁層の上に金属層よりなる導体回路を備えた回路基板において、上記電気絶縁層が、加熱蒸着可能な揮発性材料を蒸着により固形物として成膜したものであることを特徴とする。上記により、金属基材をベースとしているので、耐熱性及び放熱性を有すると共に、揮発性材料を加熱蒸着により固形物として成膜したものであるので、複雑な形状の立体形状の金属基材上に均一な厚みの電気絶縁層を形成することができる。
【０００８】
請求項２記載の回路基板は、請求項１記載の回路基板において、上記揮発性材料が重油であることを特徴とする。上記により、複雑な形状の立体形状の金属基材上に、蒸着による均一な厚みの電気絶縁層を形成できる。
【０００９】
請求項３記載の回路基板は、請求項１記載の回路基板において、上記揮発性材料がシリコンオイルであることを特徴とする。上記により、複雑な形状の立体形状の金属基材上に、蒸着による均一な厚みの電気絶縁層を形成できる。
【００１０】
請求項４記載の回路基板は、請求項１記載の回路基板において、上記揮発性材料がコールタールであることを特徴とする。上記により、複雑な形状の立体形状の金属基材上に、蒸着による均一な厚みの電気絶縁層を形成できる。
【００１１】
請求項５記載の回路基板は、請求項１乃至請求項４いすれか記載の回路基板において、上記金属基材が導体回路を形成する面に段差を有し、この段差の上側面と段差面に連続した導体回路が形成されていることを特徴とする。上記により、段差面や、上側面と段差面のエッジで電気絶縁層の厚みを充分に確保することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１、５に係る発明に対応する実施の形態の一例を示し、（ａ）は要部の斜視図、（ｂ）は要部の断面図である。
【００１３】
本発明の対象となる回路基板は、立体的な形状に成形された金属基材１、金属基材１上に形成された電気絶縁層２、及び、この電気絶縁層２の上に金属層よりなる所要の導体回路３を備えたものである。
【００１４】
上記金属基材１は、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｍｇ、Ｍｇ合金等の金属を、ダイキャストや射出成形により、所要の立体的な形状に成形され、導体回路３の形成個所が考慮された形状に仕上げられえいる。なお、上記金属の材料は、ダイキャストや射出成形で複雑な立体的な形状が成形可能であれば、特に限定するものではない。
【００１５】
上記電気絶縁層２は、加熱蒸着可能な揮発性材料を蒸着により固形物として成膜したものである。この揮発性材料としては、蒸着により固形物として成膜でき、金属基材１との密着性が良いことから、重油、シリコンオイル、コールタールが適している。なかでも、電気絶縁性の点から重油、シリコンオイルが望ましい。上記揮発性材料を蒸着する条件は、固形物として成膜できる範囲であれば限定するものではないが、例えば、揮発性材料が重油、シリコンオイルの場合、２３０〜２７０℃、１６０〜１９０分が適当であり、揮発性材料がコールタールの場合、２５０〜３００℃、１６０〜１９０分が適当である。また、この蒸着は、常圧でも減圧でもどちらで行ってももよい。上記電気絶縁層２の厚みは、所望の電気絶縁性が保持される限り、特に限定するものではないが、６０μｍ以上が好ましく、実用上問題が生じない範囲で上限で設定される。
【００１６】
上記電気絶縁層２は、蒸着により固形物として成膜することで形成される。この蒸着による形成は、電気絶縁性を高めると共に、複雑な立体形状の金属基材１上に均一な厚みの電気絶縁層２が形成できる。特に、図に示す如く、電気絶縁層２が、金属基材１が段差を有し、この段差の上側面４から段差面５を経て下側面６まで一連に形成される場合、上記揮発性材料を用い、蒸着により電気絶縁層２を形成することは、段差面５や、上側面４と段差面５のエッジ７で層の厚みを確保できる点で有効である。また、電気絶縁性と共に高水準の放熱性が要望される部品では、電気絶縁層２の厚みを厚くすることができないので、蒸着による電気絶縁層２の形成は、薄くても均一な厚みの層を確保できる点で有効である。
【００１７】
また、金属基材１への電気絶縁層２の密着を高めるために、上記蒸着による電気絶縁層２を形成する前に、金属基材１の表面を陽極酸化処理または化学エッチング等で粗すと、電気絶縁層２のアンカー効果を高めることができるので、好ましい。
【００１８】
上記導体回路３は、この電気絶縁層２の上に金属をスパッタリングにより、成膜することで、形成される。この導体回路３を形成する金属としては、スパッタリングにより成膜でき、所要の電気特性を得られるものであれば限定されないが、通常は銅が採用される。上記導体回路３を形成する金属層の厚みは、限定しないが、電気特性を保持するために金属層の厚みが必要な場合は、スパッタリングによる成膜後に、メッキを行い、金属層を厚くすることができる。
【００１９】
上記回路基板は、金属基材１をベースとしているので、耐熱性及び放熱性を有すると共に、電気絶縁層２が揮発性材料を蒸着するため、複雑な形状の立体形状の金属基材１上に均一な厚みで形成することができるので、電気絶縁性、及び、密着性が良好である。
【００２０】
【実施例】
本発明の効果を確認するために、評価用の回路基板を作製し、電気絶縁性、及び、密着性を測定した。
【００２１】
上記電気絶縁性は、図２に示す形状の金属基材を成形し、この金属基材上に電気絶縁層を形成した後に、デジタル絶縁抵抗計（２４０７−０１，横川インスツルメンツ株式会社製）を用い、図２のＡとＢの位置に電極を接触させ、１分間充電した後に絶縁抵抗を測定した。なお、図中の数字の単位はｍｍを表す。
【００２２】
上記密着性は、金属基材を成形し、この金属基材上に電気絶縁層、さらにその上に導体回路を形成した評価用の試料を用い、ＪＩＳ−Ｃ−６４８１の５．７の引き剥がし強さの試験に基づいて、導体回路を形成した金属層を引っ張り、その強度を測定した。
【００２３】
（実施例１）
金属基材は、Ａｌ合金（ＡＤＣ１２，ＪＩＳ−Ｈ−５３０２−１９７６  １２種）を用い、ダイキャストで成形した。電気絶縁層は、重油（ＪＩＳ−Ｋ−２２０５−１９５８  ３号）を用い形成した。金属基材の表面に、前処理として陽極酸化処理（アルマイト処理）を施した後に、２５０℃で１８０分間、加熱蒸着を行った。この電気絶縁層の厚みは６０μｍであった。導体回路は、金属に銅（高純度化学株式会社製）を用い、スパッタリングにより厚み０．２μｍで成膜した後に、メッキにより金属層の厚みをさらに２０μｍ増加させた。
【００２４】
（実施例２）
金属基材は、Ａｌ合金（ＡＤＣ１２，ＪＩＳ−Ｈ−５３０２−１９７６  １２種）を用い、ダイキャストで成形した。電気絶縁層は、シリコンオイル（ジメチルシリコンオイルＳＨ２００、東レダウコーニングシリコーン株式会社製）を用い形成した。金属基材の表面に、前処理として陽極酸化処理（アルマイト処理）を施した後に、２５０℃で１８０分間、加熱蒸着を行った。この電気絶縁層の厚みは６０μｍであった。導体回路は、金属に銅（高純度化学株式会社製）を用い、スパッタリングにより厚み０．２μｍで成膜した後に、メッキにより金属層の厚みをさらに２０μｍ増加させた。
【００２５】
（実施例３）
金属基材は、Ｍｇ合金（ＡＺ９１Ｄ，ＪＩＳ−Ｈ−５３０３）を用い、ダイキャストで成形した。電気絶縁層は、コールタールを用い形成した。金属基材の表面に、前処理として陽極酸化処理（アルマイト処理）を施した後に、２８０℃で１８０分間、加熱蒸着を行った。この電気絶縁層の厚みは６０μｍであった。導体回路は、金属に銅（高純度化学株式会社製）を用い、スパッタリングにより厚み０．２μｍで成膜した後に、メッキにより金属層の厚みをさらに２０μｍ増加させた。
【００２６】
（比較例１）
金属基材は、Ａｌ合金（ＡＤＣ１２，ＪＩＳ−Ｈ−５３０２−１９７６  １２種）を用い、ダイキャストで成形した。電気絶縁層は、エポキシ系組成物（ＥＸＡ１２３／Ｌ１０５Ｃ，大日本インキ化学工業株式会社製）を用い、スプレーにより塗布した。この電気絶縁層の厚みは６０μｍであった。導体回路は、金属に銅（高純度化学株式会社製）を用い、スパッタリングにより厚み０．２μｍで成膜した後に、メッキにより金属層の厚みをさらに２０μｍ増加させた。
【００２７】
（比較例２）
金属基材は、Ａｌ合金（ＡＤＣ１２，ＪＩＳ−Ｈ−５３０２−１９７６  １２種）を用い、ダイキャストで成形した。電気絶縁層は、絶縁シート（スミライトＶＳＳ−ＥＴ−１００，住友ベークライト株式会社製）を用い、接着した。この電気絶縁層（絶縁シート）の厚みは７５μｍであった。導体回路は、金属に銅（高純度化学株式会社製）を用い、スパッタリングにより厚み０．２μｍで成膜した後に、メッキにより金属層の厚みをさらに２０μｍ増加させた。
【００２８】
【表１】
0003873535.tif 000002
【００２９】
結果は、表に示す如く、実施例１〜３はいずれも、電気絶縁性、及び、密着性共に良好であることが確認できた。エポキシ系組成物を塗布した比較例１は、段差面やエッジの膜厚が薄いため、電気絶縁性が低下した。絶縁シ−トを用いた比較例２は、密着性が低かった。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項４いずれか記載の回路基板は、金属基材をベースとしているので、耐熱性及び放熱性を有すると共に、電気絶縁層が揮発性材料を蒸着し固形物として成膜するため、複雑な形状の立体形状の金属基材上に均一な厚みで形成することができるので、電気絶縁性、及び、密着性が良好である。
【００３１】
さらに、請求項５記載の回路基板は、特に、段差面や、上側面と段差面のエッジで電気絶縁層の厚みを充分に確保することができるので、本発明の効果が顕著に現れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、（ａ）は要部の斜視図、（ｂ）は要部の断面図である。
【図２】電気絶縁性を測定した試料の形状を示す。
【図３】従来技術の一例を示す要部の断面図である。
【図４】従来技術の他の例を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
１      金属基材
２      電気絶縁層
３      導体回路
【図１】
0003873535.tif 000003
【図２】
0003873535.tif 000004
【図３】
0003873535.tif 000005
【図４】
0003873535.tif 000006