(57)【要約】【課題】  製造工程の短縮化および低コスト化が可能な金属芯入り多層基板の製造方法を提供する。【解決手段】  一対の導電箔１，１１間に電気絶縁体３，５が介在され、電気絶縁体３，５の内部に金属芯４が設けられた金属芯入り多層基板の製造方法であって、一方の導電箔１に第１の絶縁体３を形成する第１の絶縁体形成工程と、貫通孔４ａを有する金属板４を第１の絶縁体３に配置する金属板配置工程と、金属板４に第２の絶縁体５を形成する第２の絶縁体形成工程と、第２の絶縁体５に他方の導電箔７を配置して積層体１０を形成する導電箔配置工程と、積層体１０を真空下で熱プレスする熱プレス工程とを備え、第１の絶縁体形成工程及び第２の絶縁体形成工程の少なくとも一方は、絶縁性樹脂３，５を印刷する印刷工程を含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の導電箔間に電気絶縁体が介在され、前記電気絶縁体の内部に金属芯が設けられた金属芯入り多層基板の製造方法であって、
一方の前記導電箔に第１の絶縁体を形成する第１の絶縁体形成工程と、
貫通孔を有する金属板を前記第１の絶縁体に配置する金属板配置工程と、
前記金属板に第２の絶縁体を形成する第２の絶縁体形成工程と、
前記第２の絶縁体に他方の前記導電箔を配置して積層体を形成する導電箔配置工程と、
前記積層体を真空下で熱プレスする熱プレス工程とを備え、
前記第１の絶縁体形成工程及び第２の絶縁体形成工程の少なくとも一方は、絶縁性樹脂を印刷する印刷工程を含む金属芯入り多層基板の製造方法。
【請求項２】
前記印刷工程は、絶縁性樹脂を層状に印刷する請求項１に記載の金属芯入り多層基板の製造方法。
【請求項３】
前記第２の絶縁体形成工程は、絶縁性樹脂をスキージの作動により前記貫通孔内に印刷充填する工程と、繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸させて形成されたプリプレグを前記金属板に配置する工程とを備える請求項１に記載の金属芯入り多層基板の製造方法。
【請求項４】
前記スキージは、ゴムスキージである請求項３に記載の金属芯入り多層基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属芯入り多層基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器等に使用される従来の多層基板として、放熱性の付与等を目的とする金属芯を内層に有する構成が知られている。例えば、特許文献１には、貫通孔を有する金属板の片面に絶縁層を介して導電箔を設け、導電箔で一方を閉鎖した貫通孔を穴埋め樹脂で埋めた後、金属板の他面にプリプレグを配置して加熱硬化させる金属芯入りプリント配線板の製造方法において、加熱時に穴埋め樹脂を硬化させた後プリプレグを硬化させることが開示されている。
【特許文献１】特開平７−１９３３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記従来の製造方法は、貫通孔を穴埋め樹脂で埋める工程が必要になるだけでなく、穴埋め樹脂を硬化させた後にプリプレグを硬化させる必要があるため、製造に長時間を要するという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、製造工程の短縮化および低コスト化が可能な金属芯入り多層基板の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の前記目的は、一対の導電箔間に電気絶縁体が介在され、前記電気絶縁体の内部に金属芯が設けられた金属芯入り多層基板の製造方法であって、一方の前記導電箔に第１の絶縁体を形成する第１の絶縁体形成工程と、貫通孔を有する金属板を前記第１の絶縁体に配置する金属板配置工程と、前記金属板に第２の絶縁体を形成する第２の絶縁体形成工程と、前記第２の絶縁体に他方の前記導電箔を配置して積層体を形成する導電箔配置工程と、前記積層体を真空下で熱プレスする熱プレス工程とを備え、前記第１の絶縁体形成工程及び第２の絶縁体形成工程の少なくとも一方は、絶縁性樹脂を印刷する印刷工程を含む金属芯入り多層基板の製造方法により達成される。
【０００６】
前記金属芯入り多層基板の製造方法において、前記印刷工程は、絶縁性樹脂を層状に印刷することができる。
【０００７】
或いは、前記金属芯入り多層基板の製造方法において、前記第２の絶縁体形成工程は、絶縁性樹脂をスキージの作動により前記貫通孔内に印刷充填する工程と、繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸させて形成されたプリプレグを前記金属板に配置する工程とを備えることができる。この場合、前記スキージは、ゴムスキージであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の金属芯入り多層基板の製造方法によれば、製造工程の短縮化および低コスト化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る金属芯入り多層基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【００１０】
まず、図１（ａ）に示すように、銅箔やアルミ箔などの導電性金属材料からなる導電箔１の表面にプリプレグ２を配置した後、プリプレグ２の表面に絶縁性樹脂３を層状に印刷することにより、プリプレグ２及び絶縁性樹脂３からなる絶縁体を導電箔１上に形成する（第１の絶縁体形成工程）。層状の絶縁性樹脂３は、例えば、プリプレグ２の表面よりも所定の高さ上方に位置するスキージＳ１の作動により、プリプレグ２上に供給した樹脂材料を平坦化して印刷形成することができる。
【００１１】
プリプレグ２としては、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、紙などの繊維機材に、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させて形成されたものを使用可能であり、本実施形態では、ガラス布に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシプリプレグを使用している。
【００１２】
また、絶縁性樹脂３は、電気絶縁性、流動性及び熱硬化性に優れるものが好ましく、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂に、硬化剤や充填剤などの各種添加剤を配合したものを使用することができる。本実施形態においては、溶剤を含有しない常温で液状のエポキシ樹脂か、或いは、常温で液状のエポキシ樹脂に固形のエポキシ樹脂を溶解させたもので溶剤を含有することなく常温で液状のものを使用する。硬化剤としては、ジシアンジアミドやイミダゾールなどを使用することができる。また、充填剤は、機械的強度、耐熱性及び熱伝導性を向上させ、吸水率を低下させる目的で適宜配合することができ、例えば、アルミナ、シリカ等の無機物や金属酸化物、窒化アルミ、窒化ボウ素等の金属の窒化物などを好ましく用いることができる。
【００１３】
ついで、図１（ｂ）に示すように、貫通孔４ａが形成された金属板４を、絶縁性樹脂３上に配置する（金属板配置工程）。金属板４は、アルミニウム板や銅板など熱伝導性に優れたものを好ましく用いることができる。
【００１４】
次に、図１（ｃ）に示すように、金属板４の表面に絶縁性樹脂５を層状に印刷した後、プリプレグ６を配置することにより、絶縁性樹脂５及びプリプレグ６からなる絶縁体を金属板４上に形成する（第２の絶縁体形成工程）。絶縁性樹脂５についても、上記の絶縁性樹脂３と同様に、スキージを用いて層状に印刷形成することができる。絶縁性樹脂５及びプリプレグ６の材料は、それぞれ上記の絶縁性樹脂３及びプリプレグ２について例示したものを使用可能である。
【００１５】
そして、図１（ｄ）に示すように、導電性金属材料からなる導電箔７をプリプレグ６上に配置し、一対の導電箔１，７の間に、プリプレグ２、絶縁性樹脂３、金属板４、絶縁性樹脂５及びプリプレグ６が積層された積層体１０を形成する（導電箔配置工程）。
【００１６】
最後に、真空プレス機（図示せず）を用いて積層体１０を真空下で熱プレスし、図１（ｅ）に示すように、金属芯入り多層基板が得られる（熱プレス工程）。熱プレス工程においては、積層体１０を構成する各層間から脱気が行われると共に、真空圧及びプレス圧により金属板４の両側から絶縁性樹脂３，５が貫通孔４ａ内に流れ込んで充填される。絶縁性樹脂３，５の厚みは、貫通孔４ａを含む金属板４の空隙部全体を充填するのに十分な程度であればよく、この空隙部の体積合計に基づき算出することができる。
【００１７】
熱プレスを行う際の真空圧力は、４ＭＰａ以下であることが好ましく、例えば、０．５〜４ＭＰａの範囲に設定することができる。また、熱プレス条件は、例えば、プレス温度を１２０〜１３０℃、プレス圧力を１〜２ＭＰａに設定し、この状態を１０〜２０分維持する。これにより、貫通孔４ａに絶縁性樹脂３，５が充填された状態で、樹脂と硬化剤との反応が進行して溶融粘度が上昇する。この後、真空状態を解除すると共に、プレス温度を１５０〜１７０℃に昇温してプレス圧力を３〜４ＭＰａに増大する。この状態を３０〜１２０分維持することにより、絶縁性樹脂３，５は、貫通孔４ａ内に充填された状態で完全に硬化する。
【００１８】
本実施形態の金属芯入り多層基板の製造方法によれば、第１の絶縁体形成工程及び第２の絶縁体形成工程における絶縁性樹脂３，５の形成を、いずれも印刷により行っているので、絶縁性樹脂３，５の流動性を維持したまま、その後の熱プレス工程を行うことができる。したがって、熱プレス工程において、貫通孔４ａの内部に絶縁性樹脂３，５を迅速に充填することができ、製造工程の短縮化及び低コストを図ることができる。絶縁性樹脂３，５に埋設された金属板４は、高い放熱効果が得られるだけでなく、多層基板にスルーホールを形成して接続することにより、電源回路として利用することも可能である。
【００１９】
また、本実施形態においては、第１の絶縁体形成工程及び第２の絶縁体形成工程において、絶縁性樹脂３，５を層状に形成しているため、貫通孔４ａへの押し込み充填に必要な樹脂量を、絶縁性樹脂３，５の層厚みの制御により容易に確保することができ、貫通孔４ａ内への絶縁性樹脂３，５の充填をより確実にすることができる。
【００２０】
本実施形態において、絶縁性樹脂３，５の合計厚みを十分確保できる場合には、貫通孔４ａへの絶縁性樹脂３，５の充填後も金属板４の表裏面全体を絶縁性樹脂３，５で確実に被覆することができるので、プリプレグ２，６は必須ではない。すなわち、金属板４と導電箔１，７との間に介在する絶縁体を、絶縁性樹脂３，５のみから構成することもできる。従来のプリプレグを配置する方法においては、プリプレグ生成のために、常温で固形の樹脂を溶剤で溶かしたものを使用する必要があり、溶剤を揮散させてＢ−ステージ（常温でタックのない状態）を作成できることが要求されるが、この場合、溶剤を加熱して揮散する工程が必要になり、作業効率、エネルギー面、及び環境面での問題が懸念される。これに対し、本実施形態の製造方法においては、プリプレグの生成が不要であるため、これらの問題を一掃することができる。
【００２１】
また、本実施形態においては、第１の絶縁体形成工程及び第２の絶縁体形成工程の双方が、それぞれ絶縁性樹脂３，５を印刷により形成する印刷工程を備えているが、第１の絶縁体形成工程及び第２の絶縁体形成工程のいずれか一方のみが上記の印刷工程を備えるようにしてもよい。この場合は、印刷工程を備える一方の絶縁体形成工程において、絶縁性樹脂３又は５の層厚みを金属板４の厚みよりも大きい値に設定することが好ましく、印刷工程を備えない他方の絶縁体形成工程は、プリプレグ２又は６により絶縁体を構成して、耐電圧性を確保することができる。
【００２２】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る金属芯入り多層基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【００２３】
まず、図２（ａ）に示すように、導電箔１１の表面にプリプレグ１２を配置する（第１の絶縁体形成工程）。プリプレグ１２は、第１の実施形態で使用したプリプレグ２と同様のものを使用することができる。本実施形態においては、プリプレグ２のみを絶縁体として形成しているが、第１の実施形態と同様に、プリプレグ２上に絶縁性樹脂を層状に印刷することも可能である。
【００２４】
ついで、図２（ｂ）に示すように、貫通孔１４ａが形成された金属板１４を、プリプレグ１２上に配置する（金属板配置工程）。
【００２５】
次に、図２（ｃ）に示すように、金属板１４の表面に供給した絶縁性樹脂１５を、スキージＳ２により貫通孔１４ａ内に印刷充填した後、図２（ｄ）に示すように、金属板１４上にプリプレグ１６を配置することにより、貫通孔１４ａ内の絶縁性樹脂１５及びプリプレグ１６からなる絶縁体を金属板１４に形成する（第２の絶縁体形成工程）。プリプレグ１６についても、第１の実施形態で使用したプリプレグ２と同様のものを使用することができる。
【００２６】
貫通孔１４ａに絶縁性樹脂１５を印刷充填する印刷工程においては、絶縁性樹脂１５が貫通孔１４ａの開口から盛り上がるように、十分な量を押し込み充填することが好ましい。本実施形態においては、スキージＳ２を、硬度が６０  〜９０°程度で弾性を有する板状のものとして、金属板１４の表面からスキージＳ２の先端までの高さがマイナス値となるように（すなわち、スキージＳ２が弾性変形して、スキージＳ２の先端が金属板４の表面に押し付けられるように）、スキージＳ２の高さ位置を設定する。そして、スキージＳ２を金属板４の表面に当接させながら摺動させることにより、貫通孔１４ａから気体を押し出しながら、十分な押圧力で絶縁性樹脂１５を貫通孔１４ａ内に押し込み充填することができる。ゴムスキージは、ローラ状など他の方式のものを使用することも可能である。
【００２７】
そして、図２（ｅ）に示すように、導電性金属材料からなる導電箔１７をプリプレグ１６上に配置し、一対の導電箔１１，１７の間に、プリプレグ１２、金属板１４、絶縁性樹脂１５及びプリプレグ１６が積層された積層体２０を形成する（導電箔配置工程）。最後に、真空プレス機（図示せず）を用いて積層体２０を真空下で熱プレスし、貫通孔１４ａに充填された絶縁性樹脂１５を硬化させて、金属芯入り多層基板が得られる（熱プレス工程）。熱プレス条件の一例は、第１の実施形態で説明したとおりである。
【００２８】
本実施形態の金属芯入り多層基板の製造方法によれば、第２の絶縁体形成工程において、絶縁性樹脂１５を、金属板１４の貫通孔１４ａから溢れるように貫通孔１４ａの開口から盛り上がった状態で印刷形成することができるので、熱プレス工程における減圧時に、貫通孔１４ａの開口からの嵩減りや、貫通孔１４ａの内部における空洞部の発生を抑制することができる。したがって、貫通孔１４ａへの絶縁性樹脂１５の充填を、最小限の樹脂供給量で迅速且つ確実に行うことができ、製造工程の短縮化及び低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る金属芯入り多層基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る金属芯入り多層基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１，１１  導電箔
２，１２  プリプレグ
３        絶縁性樹脂
４，１４  金属板
４ａ，１４ａ  貫通孔
５，１５  絶縁性樹脂
６，１６  プリプレグ
７，１７  導電箔
１０，２０  積層体
Ｓ１，Ｓ２  スキージ
【図１】
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【図２】
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