JPH0433389A - セラミック複合銅張積層板とその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プリント配線板に用いる銅張積層板及びその
製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、プリント配線板には、紙基材フェノール樹脂積層
板、ガラス布基材エポキシ樹脂積層板、ガラス布基材ポ
リイミド樹脂積層板などが主に用いられてきた。しかし
、最近電子機器の高出力化、小型化の進歩に伴い、プリ
ント基板材料にも寸法安定性を向上させるために熱膨張
係数の低減、耐熱性、耐トラツキング性等の向上が強（
望すれている。

このような要求に対して従来のガラス布基材エポキシ樹
脂積層板などのプラスチック基板は、熱膨張係数、耐ト
ラツキング性、耐熱性などの点で劣るために高密度実装
化に対応するためには改良が必要である。これに対して
アルミナをはじめとするセラミック基板は、これらの要
求を満たすが、加工性が悪い、基板の大型化ができない
などの欠点を有する。

このような状況から、本発明者らは、従来のプラスチッ
ク基板とセラミック基板を複合化することを考え、セラ
ミックコート積層板を提案した（特開昭６２−１５２７
４２）。これは、銅箔と繊維強化プラスチツク層との闇
にアルミナなどのセラミック層を設けたものである。従
来のプラスチック基板に比べて熱膨張係数が低いために
寸法安定性が良い、熱間での銅箔引きはがし強さ、表面
硬度などの耐熱性にすぐれる、あるいは耐トラツキング
性、耐アーク性にすぐれるなどの特長があり、セラミッ
ク基板では不可能であるが、ドリル加工も可能である。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような特長を有するセラミツクコ−条種層
板の大きな欠点は、このドリル加工性が従来のプラスチ
ック基板に比べて劣る点であった。すなわち、φ１．Ｏ
ｍｌ程度ならば超硬ドリルで、ドリルの摩耗は大きいも
のの加工可能であるが、φ０．３−程度の小径になると
ドリルが折損しやすい。例えばセラミック層をアルミナ
として厚さ１００μｍにすると約２００穴程度でドリル
が折損する。したがって小径穴を有するプリント配線板
に適用するには問題があり、寸法安定性、耐トラツキン
グ性、耐熱性などの特徴を有するものの、用途が限定さ
れてし４５゜本発明はこの欠点を改良し、ドリル加工性
が改良されしかも寸法安定性、耐トラツキング性、耐熱
性などの特長を有するセラミック複合銅張積層板を提供
”ｒるものである。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明はＪｌ箔と織布プリプレグ層との間に
コージェライトを主体とする溶射層を設けて熱圧成形し
、銅箔と繊維強化プラスチツク層との間にコージェライ
トを主体とする溶射層を有する構造のセラミック複合Ｉ
！４張積層板を特徴とする。また、その製造法は、銅箔
の片面にコージェライトを生体とＣるセラミックを溶射
してコージェライトを主体とする溶射層を形成し、該コ
ージェライトを主体とする溶射−と接するように織布プ
リプレグを極層、載置して熱圧成形するものである。

鋼箔と繊處強化プラスチック層との間に設けるセラミッ
クをコージェライトとしたのは、コージェライトがアル
ミナに比べて軟質でしかも熱膨張係数が低いためである
。コージェライトは、その組成は、２Ｍｇ０１１２ムを
言０８・５ｓｉ（ｈ　　’Ｃ＋（１）熱膨張係数は０．
５〜２．ＯＸ　ｌ　Ｏ’　／℃である。すなわち、熱膨
張係数の低いコージェライト層を設けることによって熱
膨張係数の高い繊維強化プラスチツク層の熱膨張を抑え
ることができ、結果的に積層板の熱膨張係数が低くなり
、寸法安定性が向上するのである。また、セラミック層
としてアルミナを用いた場合は、アルミナが硬質で加工
性が悪いために、ドリル加工時にドリルの摩耗が著しく
、したがってドリルが折損しやすい。特にドリルが小径
になるとこの現象は顕著である。ところが、セラミック
層としてアルミナに代えてコージェライトを用いると、
コージェライトはアルミナに比べて軟質のため、ドリル
加工時のドリル摩耗は少なくなり、ドリルは折損しにく
くなる。ちなみにアルミナのビッカーズ硬さは約２．５
００であるのに対して、コージェライトでは約７００〜
８００である。

また、その製造法としてコージェライトを銅箔に溶射し
てコージェライト溶射層を形成し、これを織布プリプレ
グとともに熱圧成形して一体化する方法を採用したのは
、次のような利点からである。

溶射とは、プテズ７溶射法、ガス溶射法などの一般のセ
ラミック溶射に用いられる溶射法が適用できるが、セラ
ミックの粉末を熱で溶融させ、高速で被溶射体に衝突さ
せて、固着させるものである。したがって得られる溶射
層は、溶射材料であるセラミック粉本のへん平な粒子が
たい積した構造で５〜２０体積パーセントの気孔を有す
る。一般に、この気孔の存在は、電気絶縁用途には大き
な欠点になる。すなわち、気孔が吸湿しやすく、吸湿時
の絶縁特性が低下するのである。ところが、本発明の製
造法においては、この気孔の存在が、逆に大きな利点に
なる。というのは、銅箔にコージェライトを溶射してコ
ージェライト溶射層を成形し、これに織布プリプレグを
載置して熱圧成形すると、織布プリプレグの樹脂が熱圧
成形時に軟化、溶融し、コージェライト溶射層の気孔に
含浸する。その結果、コージェライト溶射層の気孔は封
孔され、吸湿時の絶縁特性の低下の問題は解決される。

さらに、セラミックと樹脂の接着性は互いに−ｍ材料で
あり、しかも熱膨張係数が異なるために良好ではないが
、熱圧成形時に樹脂がコージェライト溶射層の気孔に含
浸するために強固な接着力が得られる。また、銅箔とコ
ージェライト溶射層との接着力も溶射したままでは、プ
リント配線板として用いるには満足なものではないが、
樹脂がコージェライト溶射層を通して鋼箔面にまで達す
ることによって強固な接着力が得られる。

本発明に用いる織布プリプレグの織布としては、一般の
積層板に用いられているガラス繊維織布がその特性、価
格の点から好適であるが、その他にアラミド繊維、クォ
ーツ繊碓などの織布を用いることができる。また、樹脂
も一般の積層板に用いられているエポキシ樹脂、または
ポリイミド樹脂が好適であるが、その他にフェノール樹
脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ふっ素樹
脂などを用いることができる。

なお、本発明に用いるコージェライトを主体とするセラ
ミックは、コージェライトを主成分とするものであれば
、他のアルミナ、ジルコニア、チタニア、カルシ了、ス
ピネル、ムライト、ジルコンなどのセラミックを混合し
たものでも良いが、そのコージェライトの含有率は６０
体槓パーセント以上が好適である。コージェライトの量
が６０体積パーセント未満では、ドリル加工性の同上効
果が少な（、またたとえドリル加工性が向上しても、寸
法安定性が低下してしまうためである。ドリル加工性と
寸法安定性を両立スるためにはコージェライトが６００
体指バーセント上であることが必要なのである。

（作用） 本発明のセラミック複合銅張積層板は、銅箔と繊維強化
プラスチツク層との間にコージェライトを主体とする溶
射層を有′するものである。

熱膨張係数が低い（０，５〜２．　ＯＸ　１０−’　／
’Ｃ）コージェライト層が存在するために積層板の熱膨
張係数はコージェライト層のない従来の銅張積層板に比
べて格段に低くなり、基板の寸法安定性を大きく向上す
ることができる。また、アルミナ溶射層に比べるとコー
ジェライト溶射層は、軟かいためにドリル加工時のドリ
ル摩耗もアルミナを用いた場合よりも少なく、そのため
にドリルも折損しにくくなる。特に小径ドリルでは顕著
な効果がある。

さらに、鋼箔のすぐ下にセラミックであるコージェライ
ト溶射層が存在するために積層板の耐トラツキング性、
耐アーク性、加熱時の銅箔引きはがし強さなどもすぐれ
たものである。

（実施例） 本発明の実施例を第１図、第２図に基づき以下説明°ｒ
る。

厚さ１８μｍの電解鋼箔１　（Ｔ８ＴＯ−１８μｍ、古
河サーキットフォイル製）の粗化面に米国プラズマダイ
ン社製のプラズマ溶射機、プラズマダインシステム３６
００−８０Ｒ型を用いてコージェライト（ＰＯ−Ｍ入Ｓ
　／　Ｆ　、日本研磨材製）を溶射し、厚さ１００μｍ
のコージェライト層２を形成した。次いで第１１に示す
積層構成でガラス繊維織布エポキシ樹Ｊ１ぼプリプレグ
３とともに熱圧成形し、第２図に示す構造ノ板厚０．４
ａｏのセラミック複合銅張積層板を得た。

得られたセラミック複合銅張積層板の面方向の熱膨張係
数は８．４　Ｘ　１０−”Ｃ−であり、このセラミック
複合銅張積層板を内層板に用いた４層板の４１１板プレ
ス後の寸法変化率は０．００３％で、めった。なお、コ
ージェライト溶射１の代わりにアルミナ溶射層を有する
セラミック複合銅張積層板の面方向の熱膨張係数は８．
３Ｘ１０４℃−１４層板プレス後の寸法変化率は０．０
０３％とほぼ同等であった。また、セラミック溶射層の
ない従来の銅張積層板では、面方向の熱膨張係数は１３
．７Ｘ１０−”Ｃ−’　　４層板プレス後の寸法変化率
は０．０２５９ｂであった。

次にコージェライト溶射層をもつセラミック複合銅張積
層板で直径０．３５ｆｔｍｌ＋の超硬ドリルによる穴あ
けを行ったところ、加工大数ｉｏ、ｏ。

Ｏ穴でもドリルは折損しなか、た。一方、アルミナ溶射
層をもつセラミック複合銅張積層板では２０６穴でドリ
ルが折損した。また、積層板のドリル突きぬけ側の銅箔
のかえりは、セラミックとしてアルミナを用いたもので
は大きく、銅箔のかえり部分を研磨により除去しなけれ
ば、スルーホールめっき処理が困難であったが、セラミ
ックとしてコージェライトを用いたものでは、銅箔のか
えりはセラミックのない従来の銅張積層板とほぼ同等で
少なく、問題のないものであった。

（発明の効果） 以上、本発明の方法により得られるセラミック複合銅張
積層板は、熱膨張が低く、耐トラツキング性、熱間での
銅箔引きはがし強さなどが従来の銅張積層板に比べてす
ぐれており、しかもセラミックにアルミナ溶射層を用い
たセラミック複合銅張積層板の最大の欠点であるドリル
加工性を大幅に改善することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の積層構成を示す断面模式図、
第２図は、得られたセラミック連合銅張積層板の構造を
示す断面模式図である。 符号の説明 １・・・電解鋼箔 ２・・コージェライト溶射層 ３・・・ガラス繊維織布エポキシ４！詣プリプレグ４・
・・ガラス布基材エポキシ樹脂

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．銅箔と織布プリプレグ層との間にコージェライトを
   主体とする溶射層を設け、これを熱圧成形してなること
   を特徴とするセラミック複合銅張積層板。
2. ２．織布プリプレグの織布がガラス繊維織布である請求
   項１記載のセラミック複合銅張積層板。
3. ３．織布プリプレグの樹脂がエポキシ樹脂である請求項
   １記載のセラミック複合銅張積層板。
4. ４．織布プリプレグの樹脂がポリイミド樹脂である請求
   項１項記載のセラミック複合銅張積層板。
5. ５．銅箔の片面にコージェライトを主体とするセラミッ
   クを溶射して溶射層を形成し、該コージェライト溶射層
   に接するように織布プリプレグを載置してこれらを熱圧
   成形することを特徴とするセラミック複合銅張積層板の
   製造方法。
6. ６．織布プリプレグの織布がガラス繊維織布である請求
   項５記載のセラミック複合銅張積層板の製造方法。
7. ７．織布プリプレグの樹脂がエポキシ樹脂である請求項
   ５記載のセラミック複合銅張積層板の製造方法。
8. ８．織布プリプレグの樹脂がポリイミド樹脂である請求
   項５記載のセラミック複合銅張積層板の製造方法。