プリント配線板及びその製造方法
【課題】基板端面から露出した金属コアを内部に有し、実装密度が高くかつ放熱性や量産性に優れた信頼性の高いプリント配線板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】圧延銅箔からなる金属コア１００を内部に有し、金属コア１００の両面に絶縁層１１１，１１２が積層され、絶縁層に電解銅箔からなる外層導体１２１，１２２が積層されたプリント配線板であって、金属コアの端部１００ａがプリント配線板の端面から露出しており、かつ金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して絶縁層を積層したプリント配線板において、絶縁層が積層される金属コアの表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となっている。
【解決手段】圧延銅箔からなる金属コア１００を内部に有し、金属コア１００の両面に絶縁層１１１，１１２が積層され、絶縁層に電解銅箔からなる外層導体１２１，１２２が積層されたプリント配線板であって、金属コアの端部１００ａがプリント配線板の端面から露出しており、かつ金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して絶縁層を積層したプリント配線板において、絶縁層が積層される金属コアの表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属コアを内部に有し、実装密度が高くかつ放熱性や量産性に優れた信頼性の高いプリント配線板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば車両のエンジンルーム内や室内に装着される電気接続箱には、大電流の電気回路を形成するために３次元的に折れ曲がった金属導体からなるバスバーの代わりに、金属コアを含む厚肉の導体層を内部に備えた金属コアプリント配線板が用いられ、これらの基板を収容する電気接続箱の小型化を図っている。
【０００３】
これは、電子機器の性能が向上するに伴い、搭載する部品の大容量化、配線板自身の高密度化により放熱の必要性が増大しているため、放熱性に優れた金属コアを有する金属コア多層プリント配線板の必要性が高まっているためである。
【０００４】
そのため、例えば、放熱性、均熱性に優れた内層導体（金属コア）を備えたメタルコアプリント配線板が用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
図５は、このような従来のプリント配線板の一例を示す側面断面図である。図５に示すように、プリント配線板２は、圧延銅箔からなる金属コア２００と、金属コア２００の表面及び裏面に積層された絶縁層２１１，２１２と、絶縁層２１１，２１２の表面に所定の回路パターンとして形成された外層導体２２１，２２２とを有する。また、外層導体２２１，２２２にはめっき層２３０が被覆形成されると共に、外層導体同士を電気的に接続するためのスルーホールが形成されている。また、絶縁層２１１，２１２は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸した熱硬化性樹脂で作られている。また、外層導体２２１，２２２は、電解銅箔等の熱伝導性の良好な材料で作られている板材である。
【０００６】
続いて、かかるプリント配線板２の製造方法について簡単に説明する。
【０００７】
図６（ａ）〜（ｅ）は、プリント配線板２の製造方法を説明するための側方断面図である。まず、図６（ａ）に示すように、金属コア２００を用意し、図６（ｂ）に示すように、金属コア２００の表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴２０５や回路パターンをエッチングやパンチング等により形成し、図６（ｃ）に示すように、金属コア両面を粗面化する。そして、図６（ｄ）に示すように、絶縁層２１１，２１２を積層すると共に、絶縁層２１１，２１２の両面側に外層導体２２１，２２２を積層し、加熱状態にしてプレス加工を施すことでこれらを一体化し、図６（ｅ）に示すように、外層導体２２１，２２２を貫通するスルーホール用の貫通穴２４１を形成し、更にその部分にめっき層２３０を形成してスルーホール２４０とし、導体層同士を接続する。また、両面の外層導体２２１，２２２をエッチングして回路パターンを形成すると共に、この外層導体２２１，２２２にめっき層２３０を形成する。そして、図６（ｅ）の垂直二点鎖線で示す方向Ｘに沿ってプレス打抜きを行い、これによって、例えば、車両の電気接続箱に収容されるような所望の大きさのプリント配線板２（図５参照）を得る。
【０００８】
ここで、外層導体２２１，２２２は、例えば１８μｍ〜７０μｍの電解銅箔が用いられている。電解銅箔は、銅箔製造工程において一方の面は絶縁樹脂２１１，２１２との密着性を良好とするためのＭ面（粗化面）が形成され、他方の面は電解銅箔製造時のロール面側となるＳ面（平滑面）が形成されている。このような電解銅箔を外層導体２２１，２２２として使用する場合は、絶縁層２１１，２１２と接着する側がＭ面となり、絶縁層２１１，２１２と接着しない反対側の面についてはＳ面となるように配置される。
【０００９】
一方、金属コア２００には、放熱性、均熱性、大電流対応等を目的とするために、例えば厚さ２００μｍ以上の圧延銅箔が用いられている。圧延銅箔は電解銅箔のように銅箔製造工程においてＭ面（いわゆる粗化面）を形成することはできず、銅箔製造工程とは別工程で粗化面２０１，２０２を形成することとなる（図６（ｃ）参照）。
【００１０】
金属コアに粗化面を形成する方法としては、プリント配線板の製造方法で一般的に行われているように、銅箔表面に酸化物を形成する方法、又は例えば特許文献２に示すように、この酸化物層の形状を維持して還元剤により金属銅に還元する方法、若しくは無電解めっきまたは電解めっきにより粒径の粗い金属銅を形成する方法等が行われている。
【特許文献１】特開平８−２９３６５９号公報
【特許文献２】特許第３３９５８５４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように金属コアの表面を粗面化する場合、酸化物を形成する方法ではスルーホール内面に露呈した酸化銅がめっき液等の酸性液中に浸漬された場合に溶解してピンクリングと称される欠陥を生じる問題があった。
【００１２】
また、金属銅に還元する方法では、酸化物の形成後に高価な還元剤を用いて還元を行わなければならず、処理工程が増大するだけでなく製造コストの増大を招くという問題があった。
【００１３】
また、無電解めっきまたは電解めっきにより粒径の粗い金属銅を形成する方法では、処理工程が増大し、製造コストが増大するという問題があった。
【００１４】
なお、エッチング液により金属コア２００の両面を粗面化する方法では、粗化面２０１，２０２を少ない工程数で形成でき、上述した問題を解決できる。エッチング液による粗面化に関する原理は、銅箔表面の結晶粒界をエッチング液により腐食し、針状の粗化面を形成することにある。
【００１５】
一方、金属コア２００を内部に有するプリント配線板２はプレス打抜きにより個々のピースに分断されて製品化されるが、このプレス打抜き工程で金属コア２００はプレスの際に切断されてプリント配線板２の端面から金属コアの端部２００ａが露出する構造となる。そのため、金属コア２００と絶縁層２１１，２１２との密着力が不十分の場合、プレス時に金属コア２００と絶縁層２１１，２１２との剥がれを起こす。このように従来、エッチング液による粗面化を行った金属コア２００を内部に有するプリント配線板はプレス時に剥がれを起こし易いという問題があり、この解決が求められていた。
【００１６】
本発明の目的は、基板端面から露出した金属コアを内部に有し、実装密度が高くかつ放熱性や量産性に優れた信頼性の高い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】
【００１７】
上述の課題を解決するために、本発明にかかるプリント配線板は、
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両面に絶縁層が積層され、前記絶縁層に電解銅箔からなる外層導体が積層されたプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板において、
前記絶縁層が積層される前記金属コアの表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となっていることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項４に記載のプリント配線板の製造方法は、
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両面に絶縁層が積層され、前記絶縁層に電解銅箔からなる外層導体が積層されたプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板の製造方法において、
圧延銅箔からなる金属コアを用意し、
前記金属コアの表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴又は回路パターンの少なくとも何れか一方をエッチングやパンチングにより形成し、
前記金属コアの両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるようにエッチングにより粗面化し、
前記粗面化した金属コアの両面に絶縁層を積層し、
前記絶縁層の両面に外層導体を積層し、
前記金属コア、絶縁層、及び外層導体を加熱状態にしてプレス加工して一体化した１次基板を形成し、
前記基板両面に形成された外層導体を貫通するスルーホール用の貫通穴を明け、
前記外層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、
前記外層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成することで所定の回路パターンとスルーホールを有した２次基板を形成し、
前記２次基板をプレス打抜きにより所定の大きさに打抜いて内部に金属コアを有すると共に基板端面に前記金属コアが露出したプリント配線板を製造することを特徴としている。
【００１９】
金属コアの表面粗度がこのように１．８μｍ以上となっていることで金属コアとこれに積層される絶縁層とがしっかりと密着する。これは、金属コアの表面粗度が１．８μｍ以上となっているので、金属コア表面に形成された針状の粗化面の深い凹凸に絶縁層の樹脂分が食い込むことによるアンカー効果が十分得られ、更には金属コア表面の樹脂充填性が良好な凹凸形状における樹脂層と金属コア表面の接着面積の拡大効果が得られることで、金属コア表面と絶縁層との間に十分な接着力が生じるためである。これにより、プリント配線板の打ち抜き時にプリント配線板の端面に露出した金属コアとこれに積層される絶縁層との接触面において絶縁層が金属コアから剥離するおそれがなくなる。
【００２０】
また、請求項２に記載のプリント配線板は、
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両側に内側絶縁層を介して内層導体をそれぞれ１枚ずつ有し、かつ前記内層導体の両側に外側絶縁層を介して外層導体をそれぞれ１枚ずつ有することで前記金属コアを含む導体層が５層構造を有するプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板において、
前記絶縁層が積層される前記金属コアの表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となっていることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項５に記載のプリント配線板の製造方法は、
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両側に内側絶縁層を介して内層導体をそれぞれ１枚ずつ有し、かつ前記内層導体の両側に外側絶縁層を介して外層導体をそれぞれ１枚ずつ有することで前記金属コアを含む導体層が少なくとも５層構造を有するプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアにエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板の製造方法において、
圧延銅箔からなる金属コアを用意し、
前記金属コアの表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴、インナービアホール用の下穴、回路パターンのうち少なくともスルーホール用の下穴又はインナービアホール用の下穴をエッチングやパンチングにより形成し、
前記金属コアの両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるようにエッチングにより粗面化し、
前記粗面化した金属コアの両面に内側絶縁層を積層し、
前記内側絶縁層の両面に内層導体を積層し、
前記金属コア、内側絶縁層、及び内層導体を加熱状態でプレス加工して一体化した１次基板を形成し、
前記１次基板両面に形成された内層導体を貫通するインナービアホール用の貫通穴を明け、
前記内層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、
前記内層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成し、
前記内層導体に外側絶縁層及び外層導体を積層すると共に加熱状態でプレス加工してインナービアホールを有する２次基板を形成し、
前記金属コアのスルーホール用の下穴に対応させて前記２次基板にスルーホール用の貫通穴を明け、
前記外層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、
前記外層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成することで所定の回路パターンとスルーホールやインナービアホールを有した３次基板を形成し、
前記３次基板をプレス打抜きにより所定の大きさに打抜いて内部に金属コアを有すると共に当該金属コアを含めて導体層が５層構造をなし、かつ基板端面に前記金属コアが露出したプリント配線板を製造することを特徴としている。
【００２２】
金属コアを含む導体層が５層構造を有するプリント配線板であっても、金属コアの表面粗度がこのように１．８μｍ以上となっていることで、請求項１の作用と同様に金属コアとこれに積層される絶縁層とがしっかりと密着する。これによって、プリント配線板の打ち抜き時にプリント配線板の端面に露出した金属コアとこれに積層される絶縁層との接触面において絶縁層が金属コアから剥離するおそれがなくなる。
【００２３】
また、請求項３に記載のプリント配線板は、請求項２に記載のプリント配線板において、
前記内層導体と当該内層導体に積層される内側絶縁層の組み合わせを少なくとも２つ以上内部に有していることで、前記金属コアを含む導体層が５層より多い構造を有していることを特徴としている。
【００２４】
また、請求項６に記載のプリント配線板の製造方法は、請求項５に記載のプリント配線板の製造方法において、
前記内層導体と外側絶縁層との間に前記内層導体に積層される中間絶縁層とエッチングにより所定の回路パターンを形成した中間導体とを少なくとも１層ずつ交互に積層することで、内部に金属コアを有すると共に当該金属コアを含めて導体層が５層より多い構造をなし、かつ基板端面に前記金属コアが露出したプリント配線板を製造することを特徴としている。
【００２５】
金属コアを含む導体層が５層より多い構造を有するプリント配線板であっても、金属コアの表面粗度がこのように１．８μｍ以上となっていることで、請求項１の作用と同様に金属コアとこれに積層される絶縁層とがしっかりと密着する。これによって、プリント配線板の打ち抜き時にプリント配線板の端面に露出した金属コアとこれに積層される絶縁層との接触面において絶縁層が金属コアから剥離するおそれがなくなる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、基板端面から露出した金属コアを内部に有し、実装密度が高くかつ放熱性や量産性に優れた信頼性の高いプリント配線板及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態にかかるプリント配線板を図面に基いて説明する。
【００２８】
本発明の一実施形態にかかるプリント配線板１は、図１に示すように、圧延銅箔からなる金属コア１００を内部に有し、金属コア１００の両面に絶縁層１１１，１１２が積層され、絶縁層１１１，１１２に電解銅箔からなる外層導体１２１，１２２が積層されたプリント配線板である。そして、このプリント配線板１は、金属コア１００にエッチング液による粗面化を施して絶縁層１１１，１１２を積層しており、金属コア１００の端部１００ａがプリント配線板１の端面から露出している。
【００２９】
なお、金属コア１００は厚さ２００μｍの圧延銅箔からなり、金属コア１００の表面は粗面化処理されて粗化面１０１，１０２が形成されている。なお、この粗化面１０１，１０２の表面粗度は１．８μｍ〜２μｍとなっている。また、金属コア１００の両面に積層される絶縁層１１１，１１２は厚さ２００μｍで熱膨張係数の厚さ方向が４５ｐｐｍ／℃のいわゆるＦＲ−４材と呼ばれるガラスエポキシ樹脂でできている。また、絶縁層１１１，１１２の表面に積層される外層導体１２１，１２２は厚さ１８μｍの電解銅箔でできている。また、スルーホール１４０のめっき層１３０は厚さ２５μｍの硫酸銅めっきでできている。
【００３０】
続いて、かかる構成を有するプリント配線板１の製造方法について説明する。
【００３１】
最初に、厚さ２００μｍの圧延銅箔からなる金属コア１００を用意し（図２（ａ）参照）、この金属コア１００の表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴１０５又は回路パターンの少なくとも何れか一方をエッチングやパンチングより形成する（図２（ｂ）参照）。
【００３２】
次いで、金属コア１００の両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるようにエッチング液によって粗面化する。この粗面化によって金属コア表面に深さの深い凹凸を有する針状の粗化面１０１，１０２が形成される（図２（ｃ）の左上りの多数の針状で示す粗化面１０１，１０２参照）。
【００３３】
次いで、金属コアの両面に厚さ２００μｍで熱膨張係数の厚さ方向が４５ｐｐｍ／℃のいわゆるＦＲ−４材と呼ばれるガラスエポキシ樹脂からなる絶縁層１１１，１１２と１８μｍの電解銅箔からなる外層導体１２１，１２２とを積層し、金属コア１００、絶縁層１１１，１１２、及び外層導体１２１，１２２を加熱状態にしてプレス加工して一体化した１次基板を形成する（図２（ｄ）参照）。
【００３４】
この際、金属コア１００の両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるように粗面化することで、金属コア表面に形成された針状の粗化面１０１，１０２における深さの深い凹凸に絶縁層１１１，１１２のエポキシ樹脂が食い込むことによるアンカー効果が生じると共に、樹脂充填性が良好な粗化面１０１，１０２の凹凸形状におけるエポキシ樹脂と金属コア表面の接着面積の拡大効果が得られ、金属コア１００と絶縁層１１１，１１２との間に十分な接着力が生じて両者がしっかりと接着する。
【００３５】
次いで、１次基板の両面に形成された外層導体１２１，１２２を貫通するスルーホール用の貫通穴１４１を明け、外層導体１２１，１２２及び貫通穴１４１にめっき層１３０を形成し、外層導体１２１，１２２及びめっき層１３０をエッチングして所定の回路パターンを形成して所望の回路パターンとスルーホール１４０を完成させる（図２（ｅ）参照）。
【００３６】
そして、この１次基板を図２（ｅ）の垂直二点鎖線に示すＸ方向に沿ってプレス打抜きを行い、個々のピースに分断して例えば車両の電気接続箱に収容されるような所望の大きさを有した最終製品としてのプリント配線板１を完成させる。この際、製法上金属コア１００はプレスの際に切断されてその端部１００ａ（図１参照）が基板端面から露出する構造となる。
【００３７】
そのため、金属コア１００と絶縁層１１１，１１２との密着力が不十分であると、プレス時に剥がれを起こすので、従来金属コア２００のエッチング液による粗面化を行ったプリント配線板２はプレス時に剥がれを起こし易いという問題があった。しかしながら、本実施形態のプリント配線板１は、金属コア１００の表面粗度がこのように１．８μｍ以上であることで、金属コア１００とこれに積層される絶縁層１１１，１１２とがしっかりと密着しているのでこのような問題を解決できる。
【００３８】
これは、上述したように金属コア１００の粗化面１０１，１０２の表面粗度が１．８μｍ以上となっているので、金属コア表面に形成された針状の粗化面１０１，１０２における深さの深い凹凸に絶縁層の樹脂が食い込むことによるアンカー効果が生じると共に、粗化面１０１，１０２の樹脂充填性が良い凹凸形状における樹脂と銅箔表面の接着面積の拡大効果が得られ、金属コア１００と絶縁層１１１，１１２とが良好な接着力を生ずるためと考えられる。
【００３９】
これにより、本実施形態に係るプリント配線板１は、その製造工程の最終段階におけるプレス打ち抜き時にプリント配線板１の端面に露出した金属コア１００とこれに積層される絶縁層１１１，１１２との接触面において絶縁層１１１，１１２が金属コア１００から剥離するおそれがなくなる。なお、この具体的な効果については評価試験を行って確認したので、後述する実施例においてこの具体的な効果を詳細に説明する。
【００４０】
続いて、かかるプリント配線板及びその製造方法についての変形例について説明する。なお、この変形例についての作用は上述した実施形態と同様であるので、図面及びこれに対応する各構成要素の符号の記載を省略する。
【００４１】
この変形例のプリント配線板は、内部に金属コアを有すると共に、金属コアの両側に内側絶縁層を介して内層導体をそれぞれ１枚ずつ有し、かつ内層導体の両側に外側絶縁層を介して外層導体をそれぞれ１枚ずつ有することで金属コアを含む導体層が５層構造をなしている。そして、金属コアにエッチング液による粗面化を施していると共に、金属コアの端部がプリント配線板の端面から露出している。
【００４２】
このプリント配線板を製造するに当って、厚さ２００μｍの圧延銅箔からなる金属コアを用意し、金属コアの表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴、インナービアホール用の下穴又は回路パターンのうち少なくともスルーホール用の下穴又はインナービアホール用の下穴をエッチングやパンチングにより形成する。
【００４３】
次いで、金属コアの両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるようにエッチング液によって粗面化した後、この粗面化した金属コアの両面に厚さ２００μｍで上述と同様のいわゆるＦＲ−４材と呼ばれるガラスエポキシ樹脂からなる内側絶縁層を積層する。そして、内側絶縁層の両面に厚さ１８μｍの電解銅箔からなる内層導体を積層し、金属コア、内側絶縁層、及び内層導体を加熱状態でプレス加工して一体化し１次基板を形成する。
【００４４】
次いで、１次基板両面に形成された内層導体を貫通するインナービアホール用の貫通穴を明け、内層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、内層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成する。
【００４５】
次いで、内層導体に厚さ２００μｍでいわゆるＦＲ−４材と呼ばれるガラスエポキシ樹脂からなる外側絶縁層及び厚さ１８μｍの電解銅箔からなる外層導体を積層し、加熱状態でプレス加工してインナービアホールを有した２次基板を形成する。そして、金属コアのスルーホール用の下穴に対応するように２次基板にスルーホール用の貫通穴を明け、外層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、外層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成してスルーホールとインナービアホールを有すると共に金属コアを含めて導体層が５層構造をなす３次基板を形成する。そして、この３次基板を所定の大きさのピースにプレス打抜きしてプリント配線板を完成させる。
【００４６】
このように製造された導体層が５層構造をなすプリント配線板であっても、金属コアとこれに積層される内側絶縁層とがしっかりと密着しており、プリント配線板の製造最終工程であるプレス打抜き時に金属コアと内側絶縁層が剥離することがない。これは、エッチングによって形成された金属コアの粗化面の表面粗度が１．８μｍ以上となっているので、金属コア表面に形成された針状の粗化面における深さの深い凹凸に内側絶縁層の樹脂が食い込むことによるアンカー効果が十分得られ、更には樹脂充填性が良好な粗化面の凹凸形状における樹脂と金属コア表面の接着面積の拡大効果が得られることで、金属コア表面と内側絶縁層とが十分な接着力を生ずるためと考えられる。
【００４７】
即ち、本変形例によっても、プリント配線板の製造に伴う基板のプレス打抜き時にプリント配線板の端面に露出した金属コアとこれに積層される内側絶縁層との接触面において内側絶縁層が金属コアから剥離するおそれがなくなる。
【００４８】
なお、このように導体層が５層構造をなすプリント配線板を製造する代わりに、内層導体と外側絶縁層との間に更にエッチングによる所定の回路パターンを形成した中間導体とこの中間導体に積層される中間絶縁層とを少なくとも１層ずつ交互に積層することで、内部に金属コアを有すると共に金属コアを含めて導体層が５層より多い構造をなすプリント配線板を製造しても良い。
【００４９】
このようなプリント配線板であっても、金属コアの表面粗度が１．８μｍ以上となるように金属コアの両面をエッチングして粗化面を形成することで、金属コアとこれに積層される内側絶縁層とがしっかりと密着し、プリント配線板製造に伴う基板のプレス打抜き時にプリント配線板の端面に露出した金属コアとこれに積層される内側絶縁層との接触面において内側絶縁層が金属コアから剥離するおそれがなくなる。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明の上述の一実施形態に係るプリント配線板についての有用性を従来のプリント配線板との比較において明らかにする評価試験を行ったので、この評価試験結果について説明する。この評価試験にあたっては、最初に圧延銅箔からなる金属コアに対しエッチング液により粗面化を行った場合の表面粗度Ｒａと金属コア引き剥がし強度の関係を調べた。
【００５１】
この評価試験においては、表面粗度が１．８μｍ〜２μｍの金属コアを内部に有する上述した一実施形態の構成のプリント配線板を本実施例とした。
【００５２】
一方、表面粗度が１．８μｍ未満の金属コアを内部に有すると共にその他の構成については上述した実施形態と同等であるプリント配線板を比較例とした。なお、表面粗度測定方法としてはレーザー式表面粗さ計を使用した。
【００５３】
なお、本実施例及び比較例について金属コアとして厚さ２００μｍの圧延銅箔を用い、金属コアの両面に積層される絶縁層として厚さ２００μｍで熱膨張係数の厚さ方向が４５ｐｐｍ／℃のいわゆるＦＲ−４材と呼ばれるガラスエポキシ樹脂を使用し、絶縁層の表面に積層される外層導体として厚さ１８μｍの電解銅箔を用い、スルーホールのめっきは厚さ２５μｍの硫酸銅めっきとした。
【００５４】
そして、上述した本実施例と比較例における金属コア引き剥がし強度の関係を調べたところ、図３に示す評価試験結果となった。この評価試験結果からわかるように、本実施例での金属コア引き剥がし強度は２．７〜３．０ｋＮ／ｍと十分な引き剥がし強度を有するに対し、比較例の金属コア引き剥がし強度は０．３〜２．７ｋＮ／ｍ程度と不十分な引き剥がし強度であることが分かった。
【００５５】
次に比較例に対する本実施例の優位性を更に具体的に確認するため、上述した本実施例と比較例について表面粗度Ｒａとプレス打抜き時における金属コアと絶縁層との剥がれ性の関係を調べた。
【００５６】
なお、プレス剥がれ性試験条件において、上述した本実施例と比較例のそれぞれに関して２５ｍｍ×２５ｍｍの試験片としてプレスで打抜き、金属コアと絶縁層の界面の剥がれの有無を調べた。
【００５７】
その結果、この評価試験では、図４の評価試験結果に示すように、本実施例ではプレス後に金属コアと絶縁層が剥がれた試験片の割合が１０００個中０個であったのに対し、比較例ではプレス後に金属コアと絶縁層が剥がれた試験片の割合が１０００個中５３個もあった。以上の評価試験結果から、金属コアの表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上であれば、打抜きプレス後に金属コアと絶縁層との間に剥がれを生じないことが確認された。
【００５８】
即ち、この実施例の各評価試験結果から金属コアが基板端部から露出しているプリント配線板においては、圧延銅箔からなる金属コアにエッチング液による粗面化を施したプリント配線板であって金属コアの表面粗度Ｒａを１．８μｍ以上とすることで、プレス後に金属コアと絶縁層との間で剥がれが生じないようにできることが立証できた。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態にかかるプリント配線板をスルーホールの中心軸線に沿って配線板厚さ方向に示した断面図である。
【図２】図１に示したプリント配線板の製造プロセスの工程図である。
【図３】本発明の評価試験において本実施例と比較例を比較した第１の評価試験結果である。
【図４】本発明の評価試験において本実施例と比較例を比較した第２の評価試験結果である。
【図５】従来の一実施形態にかかるプリント配線板をスルーホールの中心軸線に沿って配線板厚さ方向に示した断面図である。
【図６】図５に示したプリント配線板の製造プロセスの工程図である。
【符号の説明】
【００６０】
１，２ プリント配線板
１００ 金属コア
１００ａ 端部
１０１，１０２ 粗化面
１０５ 下穴
１１１，１１２ 絶縁層
１２１，１２２ 外層導体
１３０ めっき層
１４０ スルーホール
１４１ 貫通穴
２００ 金属コア
２００ａ 端部
２０１，２０２ 粗化面
２０５ 下穴
２１１，２１２ 絶縁層
２２１，２２２ 外層導体
２３０ めっき層
２４１ 貫通穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属コアを内部に有し、実装密度が高くかつ放熱性や量産性に優れた信頼性の高いプリント配線板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば車両のエンジンルーム内や室内に装着される電気接続箱には、大電流の電気回路を形成するために３次元的に折れ曲がった金属導体からなるバスバーの代わりに、金属コアを含む厚肉の導体層を内部に備えた金属コアプリント配線板が用いられ、これらの基板を収容する電気接続箱の小型化を図っている。
【０００３】
これは、電子機器の性能が向上するに伴い、搭載する部品の大容量化、配線板自身の高密度化により放熱の必要性が増大しているため、放熱性に優れた金属コアを有する金属コア多層プリント配線板の必要性が高まっているためである。
【０００４】
そのため、例えば、放熱性、均熱性に優れた内層導体（金属コア）を備えたメタルコアプリント配線板が用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
図５は、このような従来のプリント配線板の一例を示す側面断面図である。図５に示すように、プリント配線板２は、圧延銅箔からなる金属コア２００と、金属コア２００の表面及び裏面に積層された絶縁層２１１，２１２と、絶縁層２１１，２１２の表面に所定の回路パターンとして形成された外層導体２２１，２２２とを有する。また、外層導体２２１，２２２にはめっき層２３０が被覆形成されると共に、外層導体同士を電気的に接続するためのスルーホールが形成されている。また、絶縁層２１１，２１２は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸した熱硬化性樹脂で作られている。また、外層導体２２１，２２２は、電解銅箔等の熱伝導性の良好な材料で作られている板材である。
【０００６】
続いて、かかるプリント配線板２の製造方法について簡単に説明する。
【０００７】
図６（ａ）〜（ｅ）は、プリント配線板２の製造方法を説明するための側方断面図である。まず、図６（ａ）に示すように、金属コア２００を用意し、図６（ｂ）に示すように、金属コア２００の表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴２０５や回路パターンをエッチングやパンチング等により形成し、図６（ｃ）に示すように、金属コア両面を粗面化する。そして、図６（ｄ）に示すように、絶縁層２１１，２１２を積層すると共に、絶縁層２１１，２１２の両面側に外層導体２２１，２２２を積層し、加熱状態にしてプレス加工を施すことでこれらを一体化し、図６（ｅ）に示すように、外層導体２２１，２２２を貫通するスルーホール用の貫通穴２４１を形成し、更にその部分にめっき層２３０を形成してスルーホール２４０とし、導体層同士を接続する。また、両面の外層導体２２１，２２２をエッチングして回路パターンを形成すると共に、この外層導体２２１，２２２にめっき層２３０を形成する。そして、図６（ｅ）の垂直二点鎖線で示す方向Ｘに沿ってプレス打抜きを行い、これによって、例えば、車両の電気接続箱に収容されるような所望の大きさのプリント配線板２（図５参照）を得る。
【０００８】
ここで、外層導体２２１，２２２は、例えば１８μｍ〜７０μｍの電解銅箔が用いられている。電解銅箔は、銅箔製造工程において一方の面は絶縁樹脂２１１，２１２との密着性を良好とするためのＭ面（粗化面）が形成され、他方の面は電解銅箔製造時のロール面側となるＳ面（平滑面）が形成されている。このような電解銅箔を外層導体２２１，２２２として使用する場合は、絶縁層２１１，２１２と接着する側がＭ面となり、絶縁層２１１，２１２と接着しない反対側の面についてはＳ面となるように配置される。
【０００９】
一方、金属コア２００には、放熱性、均熱性、大電流対応等を目的とするために、例えば厚さ２００μｍ以上の圧延銅箔が用いられている。圧延銅箔は電解銅箔のように銅箔製造工程においてＭ面（いわゆる粗化面）を形成することはできず、銅箔製造工程とは別工程で粗化面２０１，２０２を形成することとなる（図６（ｃ）参照）。
【００１０】
金属コアに粗化面を形成する方法としては、プリント配線板の製造方法で一般的に行われているように、銅箔表面に酸化物を形成する方法、又は例えば特許文献２に示すように、この酸化物層の形状を維持して還元剤により金属銅に還元する方法、若しくは無電解めっきまたは電解めっきにより粒径の粗い金属銅を形成する方法等が行われている。
【特許文献１】特開平８−２９３６５９号公報
【特許文献２】特許第３３９５８５４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように金属コアの表面を粗面化する場合、酸化物を形成する方法ではスルーホール内面に露呈した酸化銅がめっき液等の酸性液中に浸漬された場合に溶解してピンクリングと称される欠陥を生じる問題があった。
【００１２】
また、金属銅に還元する方法では、酸化物の形成後に高価な還元剤を用いて還元を行わなければならず、処理工程が増大するだけでなく製造コストの増大を招くという問題があった。
【００１３】
また、無電解めっきまたは電解めっきにより粒径の粗い金属銅を形成する方法では、処理工程が増大し、製造コストが増大するという問題があった。
【００１４】
なお、エッチング液により金属コア２００の両面を粗面化する方法では、粗化面２０１，２０２を少ない工程数で形成でき、上述した問題を解決できる。エッチング液による粗面化に関する原理は、銅箔表面の結晶粒界をエッチング液により腐食し、針状の粗化面を形成することにある。
【００１５】
一方、金属コア２００を内部に有するプリント配線板２はプレス打抜きにより個々のピースに分断されて製品化されるが、このプレス打抜き工程で金属コア２００はプレスの際に切断されてプリント配線板２の端面から金属コアの端部２００ａが露出する構造となる。そのため、金属コア２００と絶縁層２１１，２１２との密着力が不十分の場合、プレス時に金属コア２００と絶縁層２１１，２１２との剥がれを起こす。このように従来、エッチング液による粗面化を行った金属コア２００を内部に有するプリント配線板はプレス時に剥がれを起こし易いという問題があり、この解決が求められていた。
【００１６】
本発明の目的は、基板端面から露出した金属コアを内部に有し、実装密度が高くかつ放熱性や量産性に優れた信頼性の高い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】
【００１７】
上述の課題を解決するために、本発明にかかるプリント配線板は、
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両面に絶縁層が積層され、前記絶縁層に電解銅箔からなる外層導体が積層されたプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板において、
前記絶縁層が積層される前記金属コアの表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となっていることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項４に記載のプリント配線板の製造方法は、
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両面に絶縁層が積層され、前記絶縁層に電解銅箔からなる外層導体が積層されたプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板の製造方法において、
圧延銅箔からなる金属コアを用意し、
前記金属コアの表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴又は回路パターンの少なくとも何れか一方をエッチングやパンチングにより形成し、
前記金属コアの両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるようにエッチングにより粗面化し、
前記粗面化した金属コアの両面に絶縁層を積層し、
前記絶縁層の両面に外層導体を積層し、
前記金属コア、絶縁層、及び外層導体を加熱状態にしてプレス加工して一体化した１次基板を形成し、
前記基板両面に形成された外層導体を貫通するスルーホール用の貫通穴を明け、
前記外層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、
前記外層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成することで所定の回路パターンとスルーホールを有した２次基板を形成し、
前記２次基板をプレス打抜きにより所定の大きさに打抜いて内部に金属コアを有すると共に基板端面に前記金属コアが露出したプリント配線板を製造することを特徴としている。
【００１９】
金属コアの表面粗度がこのように１．８μｍ以上となっていることで金属コアとこれに積層される絶縁層とがしっかりと密着する。これは、金属コアの表面粗度が１．８μｍ以上となっているので、金属コア表面に形成された針状の粗化面の深い凹凸に絶縁層の樹脂分が食い込むことによるアンカー効果が十分得られ、更には金属コア表面の樹脂充填性が良好な凹凸形状における樹脂層と金属コア表面の接着面積の拡大効果が得られることで、金属コア表面と絶縁層との間に十分な接着力が生じるためである。これにより、プリント配線板の打ち抜き時にプリント配線板の端面に露出した金属コアとこれに積層される絶縁層との接触面において絶縁層が金属コアから剥離するおそれがなくなる。
【００２０】
また、請求項２に記載のプリント配線板は、
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両側に内側絶縁層を介して内層導体をそれぞれ１枚ずつ有し、かつ前記内層導体の両側に外側絶縁層を介して外層導体をそれぞれ１枚ずつ有することで前記金属コアを含む導体層が５層構造を有するプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板において、
前記絶縁層が積層される前記金属コアの表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となっていることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項５に記載のプリント配線板の製造方法は、
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両側に内側絶縁層を介して内層導体をそれぞれ１枚ずつ有し、かつ前記内層導体の両側に外側絶縁層を介して外層導体をそれぞれ１枚ずつ有することで前記金属コアを含む導体層が少なくとも５層構造を有するプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアにエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板の製造方法において、
圧延銅箔からなる金属コアを用意し、
前記金属コアの表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴、インナービアホール用の下穴、回路パターンのうち少なくともスルーホール用の下穴又はインナービアホール用の下穴をエッチングやパンチングにより形成し、
前記金属コアの両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるようにエッチングにより粗面化し、
前記粗面化した金属コアの両面に内側絶縁層を積層し、
前記内側絶縁層の両面に内層導体を積層し、
前記金属コア、内側絶縁層、及び内層導体を加熱状態でプレス加工して一体化した１次基板を形成し、
前記１次基板両面に形成された内層導体を貫通するインナービアホール用の貫通穴を明け、
前記内層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、
前記内層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成し、
前記内層導体に外側絶縁層及び外層導体を積層すると共に加熱状態でプレス加工してインナービアホールを有する２次基板を形成し、
前記金属コアのスルーホール用の下穴に対応させて前記２次基板にスルーホール用の貫通穴を明け、
前記外層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、
前記外層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成することで所定の回路パターンとスルーホールやインナービアホールを有した３次基板を形成し、
前記３次基板をプレス打抜きにより所定の大きさに打抜いて内部に金属コアを有すると共に当該金属コアを含めて導体層が５層構造をなし、かつ基板端面に前記金属コアが露出したプリント配線板を製造することを特徴としている。
【００２２】
金属コアを含む導体層が５層構造を有するプリント配線板であっても、金属コアの表面粗度がこのように１．８μｍ以上となっていることで、請求項１の作用と同様に金属コアとこれに積層される絶縁層とがしっかりと密着する。これによって、プリント配線板の打ち抜き時にプリント配線板の端面に露出した金属コアとこれに積層される絶縁層との接触面において絶縁層が金属コアから剥離するおそれがなくなる。
【００２３】
また、請求項３に記載のプリント配線板は、請求項２に記載のプリント配線板において、
前記内層導体と当該内層導体に積層される内側絶縁層の組み合わせを少なくとも２つ以上内部に有していることで、前記金属コアを含む導体層が５層より多い構造を有していることを特徴としている。
【００２４】
また、請求項６に記載のプリント配線板の製造方法は、請求項５に記載のプリント配線板の製造方法において、
前記内層導体と外側絶縁層との間に前記内層導体に積層される中間絶縁層とエッチングにより所定の回路パターンを形成した中間導体とを少なくとも１層ずつ交互に積層することで、内部に金属コアを有すると共に当該金属コアを含めて導体層が５層より多い構造をなし、かつ基板端面に前記金属コアが露出したプリント配線板を製造することを特徴としている。
【００２５】
金属コアを含む導体層が５層より多い構造を有するプリント配線板であっても、金属コアの表面粗度がこのように１．８μｍ以上となっていることで、請求項１の作用と同様に金属コアとこれに積層される絶縁層とがしっかりと密着する。これによって、プリント配線板の打ち抜き時にプリント配線板の端面に露出した金属コアとこれに積層される絶縁層との接触面において絶縁層が金属コアから剥離するおそれがなくなる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、基板端面から露出した金属コアを内部に有し、実装密度が高くかつ放熱性や量産性に優れた信頼性の高いプリント配線板及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態にかかるプリント配線板を図面に基いて説明する。
【００２８】
本発明の一実施形態にかかるプリント配線板１は、図１に示すように、圧延銅箔からなる金属コア１００を内部に有し、金属コア１００の両面に絶縁層１１１，１１２が積層され、絶縁層１１１，１１２に電解銅箔からなる外層導体１２１，１２２が積層されたプリント配線板である。そして、このプリント配線板１は、金属コア１００にエッチング液による粗面化を施して絶縁層１１１，１１２を積層しており、金属コア１００の端部１００ａがプリント配線板１の端面から露出している。
【００２９】
なお、金属コア１００は厚さ２００μｍの圧延銅箔からなり、金属コア１００の表面は粗面化処理されて粗化面１０１，１０２が形成されている。なお、この粗化面１０１，１０２の表面粗度は１．８μｍ〜２μｍとなっている。また、金属コア１００の両面に積層される絶縁層１１１，１１２は厚さ２００μｍで熱膨張係数の厚さ方向が４５ｐｐｍ／℃のいわゆるＦＲ−４材と呼ばれるガラスエポキシ樹脂でできている。また、絶縁層１１１，１１２の表面に積層される外層導体１２１，１２２は厚さ１８μｍの電解銅箔でできている。また、スルーホール１４０のめっき層１３０は厚さ２５μｍの硫酸銅めっきでできている。
【００３０】
続いて、かかる構成を有するプリント配線板１の製造方法について説明する。
【００３１】
最初に、厚さ２００μｍの圧延銅箔からなる金属コア１００を用意し（図２（ａ）参照）、この金属コア１００の表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴１０５又は回路パターンの少なくとも何れか一方をエッチングやパンチングより形成する（図２（ｂ）参照）。
【００３２】
次いで、金属コア１００の両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるようにエッチング液によって粗面化する。この粗面化によって金属コア表面に深さの深い凹凸を有する針状の粗化面１０１，１０２が形成される（図２（ｃ）の左上りの多数の針状で示す粗化面１０１，１０２参照）。
【００３３】
次いで、金属コアの両面に厚さ２００μｍで熱膨張係数の厚さ方向が４５ｐｐｍ／℃のいわゆるＦＲ−４材と呼ばれるガラスエポキシ樹脂からなる絶縁層１１１，１１２と１８μｍの電解銅箔からなる外層導体１２１，１２２とを積層し、金属コア１００、絶縁層１１１，１１２、及び外層導体１２１，１２２を加熱状態にしてプレス加工して一体化した１次基板を形成する（図２（ｄ）参照）。
【００３４】
この際、金属コア１００の両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるように粗面化することで、金属コア表面に形成された針状の粗化面１０１，１０２における深さの深い凹凸に絶縁層１１１，１１２のエポキシ樹脂が食い込むことによるアンカー効果が生じると共に、樹脂充填性が良好な粗化面１０１，１０２の凹凸形状におけるエポキシ樹脂と金属コア表面の接着面積の拡大効果が得られ、金属コア１００と絶縁層１１１，１１２との間に十分な接着力が生じて両者がしっかりと接着する。
【００３５】
次いで、１次基板の両面に形成された外層導体１２１，１２２を貫通するスルーホール用の貫通穴１４１を明け、外層導体１２１，１２２及び貫通穴１４１にめっき層１３０を形成し、外層導体１２１，１２２及びめっき層１３０をエッチングして所定の回路パターンを形成して所望の回路パターンとスルーホール１４０を完成させる（図２（ｅ）参照）。
【００３６】
そして、この１次基板を図２（ｅ）の垂直二点鎖線に示すＸ方向に沿ってプレス打抜きを行い、個々のピースに分断して例えば車両の電気接続箱に収容されるような所望の大きさを有した最終製品としてのプリント配線板１を完成させる。この際、製法上金属コア１００はプレスの際に切断されてその端部１００ａ（図１参照）が基板端面から露出する構造となる。
【００３７】
そのため、金属コア１００と絶縁層１１１，１１２との密着力が不十分であると、プレス時に剥がれを起こすので、従来金属コア２００のエッチング液による粗面化を行ったプリント配線板２はプレス時に剥がれを起こし易いという問題があった。しかしながら、本実施形態のプリント配線板１は、金属コア１００の表面粗度がこのように１．８μｍ以上であることで、金属コア１００とこれに積層される絶縁層１１１，１１２とがしっかりと密着しているのでこのような問題を解決できる。
【００３８】
これは、上述したように金属コア１００の粗化面１０１，１０２の表面粗度が１．８μｍ以上となっているので、金属コア表面に形成された針状の粗化面１０１，１０２における深さの深い凹凸に絶縁層の樹脂が食い込むことによるアンカー効果が生じると共に、粗化面１０１，１０２の樹脂充填性が良い凹凸形状における樹脂と銅箔表面の接着面積の拡大効果が得られ、金属コア１００と絶縁層１１１，１１２とが良好な接着力を生ずるためと考えられる。
【００３９】
これにより、本実施形態に係るプリント配線板１は、その製造工程の最終段階におけるプレス打ち抜き時にプリント配線板１の端面に露出した金属コア１００とこれに積層される絶縁層１１１，１１２との接触面において絶縁層１１１，１１２が金属コア１００から剥離するおそれがなくなる。なお、この具体的な効果については評価試験を行って確認したので、後述する実施例においてこの具体的な効果を詳細に説明する。
【００４０】
続いて、かかるプリント配線板及びその製造方法についての変形例について説明する。なお、この変形例についての作用は上述した実施形態と同様であるので、図面及びこれに対応する各構成要素の符号の記載を省略する。
【００４１】
この変形例のプリント配線板は、内部に金属コアを有すると共に、金属コアの両側に内側絶縁層を介して内層導体をそれぞれ１枚ずつ有し、かつ内層導体の両側に外側絶縁層を介して外層導体をそれぞれ１枚ずつ有することで金属コアを含む導体層が５層構造をなしている。そして、金属コアにエッチング液による粗面化を施していると共に、金属コアの端部がプリント配線板の端面から露出している。
【００４２】
このプリント配線板を製造するに当って、厚さ２００μｍの圧延銅箔からなる金属コアを用意し、金属コアの表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴、インナービアホール用の下穴又は回路パターンのうち少なくともスルーホール用の下穴又はインナービアホール用の下穴をエッチングやパンチングにより形成する。
【００４３】
次いで、金属コアの両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるようにエッチング液によって粗面化した後、この粗面化した金属コアの両面に厚さ２００μｍで上述と同様のいわゆるＦＲ−４材と呼ばれるガラスエポキシ樹脂からなる内側絶縁層を積層する。そして、内側絶縁層の両面に厚さ１８μｍの電解銅箔からなる内層導体を積層し、金属コア、内側絶縁層、及び内層導体を加熱状態でプレス加工して一体化し１次基板を形成する。
【００４４】
次いで、１次基板両面に形成された内層導体を貫通するインナービアホール用の貫通穴を明け、内層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、内層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成する。
【００４５】
次いで、内層導体に厚さ２００μｍでいわゆるＦＲ−４材と呼ばれるガラスエポキシ樹脂からなる外側絶縁層及び厚さ１８μｍの電解銅箔からなる外層導体を積層し、加熱状態でプレス加工してインナービアホールを有した２次基板を形成する。そして、金属コアのスルーホール用の下穴に対応するように２次基板にスルーホール用の貫通穴を明け、外層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、外層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成してスルーホールとインナービアホールを有すると共に金属コアを含めて導体層が５層構造をなす３次基板を形成する。そして、この３次基板を所定の大きさのピースにプレス打抜きしてプリント配線板を完成させる。
【００４６】
このように製造された導体層が５層構造をなすプリント配線板であっても、金属コアとこれに積層される内側絶縁層とがしっかりと密着しており、プリント配線板の製造最終工程であるプレス打抜き時に金属コアと内側絶縁層が剥離することがない。これは、エッチングによって形成された金属コアの粗化面の表面粗度が１．８μｍ以上となっているので、金属コア表面に形成された針状の粗化面における深さの深い凹凸に内側絶縁層の樹脂が食い込むことによるアンカー効果が十分得られ、更には樹脂充填性が良好な粗化面の凹凸形状における樹脂と金属コア表面の接着面積の拡大効果が得られることで、金属コア表面と内側絶縁層とが十分な接着力を生ずるためと考えられる。
【００４７】
即ち、本変形例によっても、プリント配線板の製造に伴う基板のプレス打抜き時にプリント配線板の端面に露出した金属コアとこれに積層される内側絶縁層との接触面において内側絶縁層が金属コアから剥離するおそれがなくなる。
【００４８】
なお、このように導体層が５層構造をなすプリント配線板を製造する代わりに、内層導体と外側絶縁層との間に更にエッチングによる所定の回路パターンを形成した中間導体とこの中間導体に積層される中間絶縁層とを少なくとも１層ずつ交互に積層することで、内部に金属コアを有すると共に金属コアを含めて導体層が５層より多い構造をなすプリント配線板を製造しても良い。
【００４９】
このようなプリント配線板であっても、金属コアの表面粗度が１．８μｍ以上となるように金属コアの両面をエッチングして粗化面を形成することで、金属コアとこれに積層される内側絶縁層とがしっかりと密着し、プリント配線板製造に伴う基板のプレス打抜き時にプリント配線板の端面に露出した金属コアとこれに積層される内側絶縁層との接触面において内側絶縁層が金属コアから剥離するおそれがなくなる。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明の上述の一実施形態に係るプリント配線板についての有用性を従来のプリント配線板との比較において明らかにする評価試験を行ったので、この評価試験結果について説明する。この評価試験にあたっては、最初に圧延銅箔からなる金属コアに対しエッチング液により粗面化を行った場合の表面粗度Ｒａと金属コア引き剥がし強度の関係を調べた。
【００５１】
この評価試験においては、表面粗度が１．８μｍ〜２μｍの金属コアを内部に有する上述した一実施形態の構成のプリント配線板を本実施例とした。
【００５２】
一方、表面粗度が１．８μｍ未満の金属コアを内部に有すると共にその他の構成については上述した実施形態と同等であるプリント配線板を比較例とした。なお、表面粗度測定方法としてはレーザー式表面粗さ計を使用した。
【００５３】
なお、本実施例及び比較例について金属コアとして厚さ２００μｍの圧延銅箔を用い、金属コアの両面に積層される絶縁層として厚さ２００μｍで熱膨張係数の厚さ方向が４５ｐｐｍ／℃のいわゆるＦＲ−４材と呼ばれるガラスエポキシ樹脂を使用し、絶縁層の表面に積層される外層導体として厚さ１８μｍの電解銅箔を用い、スルーホールのめっきは厚さ２５μｍの硫酸銅めっきとした。
【００５４】
そして、上述した本実施例と比較例における金属コア引き剥がし強度の関係を調べたところ、図３に示す評価試験結果となった。この評価試験結果からわかるように、本実施例での金属コア引き剥がし強度は２．７〜３．０ｋＮ／ｍと十分な引き剥がし強度を有するに対し、比較例の金属コア引き剥がし強度は０．３〜２．７ｋＮ／ｍ程度と不十分な引き剥がし強度であることが分かった。
【００５５】
次に比較例に対する本実施例の優位性を更に具体的に確認するため、上述した本実施例と比較例について表面粗度Ｒａとプレス打抜き時における金属コアと絶縁層との剥がれ性の関係を調べた。
【００５６】
なお、プレス剥がれ性試験条件において、上述した本実施例と比較例のそれぞれに関して２５ｍｍ×２５ｍｍの試験片としてプレスで打抜き、金属コアと絶縁層の界面の剥がれの有無を調べた。
【００５７】
その結果、この評価試験では、図４の評価試験結果に示すように、本実施例ではプレス後に金属コアと絶縁層が剥がれた試験片の割合が１０００個中０個であったのに対し、比較例ではプレス後に金属コアと絶縁層が剥がれた試験片の割合が１０００個中５３個もあった。以上の評価試験結果から、金属コアの表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上であれば、打抜きプレス後に金属コアと絶縁層との間に剥がれを生じないことが確認された。
【００５８】
即ち、この実施例の各評価試験結果から金属コアが基板端部から露出しているプリント配線板においては、圧延銅箔からなる金属コアにエッチング液による粗面化を施したプリント配線板であって金属コアの表面粗度Ｒａを１．８μｍ以上とすることで、プレス後に金属コアと絶縁層との間で剥がれが生じないようにできることが立証できた。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態にかかるプリント配線板をスルーホールの中心軸線に沿って配線板厚さ方向に示した断面図である。
【図２】図１に示したプリント配線板の製造プロセスの工程図である。
【図３】本発明の評価試験において本実施例と比較例を比較した第１の評価試験結果である。
【図４】本発明の評価試験において本実施例と比較例を比較した第２の評価試験結果である。
【図５】従来の一実施形態にかかるプリント配線板をスルーホールの中心軸線に沿って配線板厚さ方向に示した断面図である。
【図６】図５に示したプリント配線板の製造プロセスの工程図である。
【符号の説明】
【００６０】
１，２ プリント配線板
１００ 金属コア
１００ａ 端部
１０１，１０２ 粗化面
１０５ 下穴
１１１，１１２ 絶縁層
１２１，１２２ 外層導体
１３０ めっき層
１４０ スルーホール
１４１ 貫通穴
２００ 金属コア
２００ａ 端部
２０１，２０２ 粗化面
２０５ 下穴
２１１，２１２ 絶縁層
２２１，２２２ 外層導体
２３０ めっき層
２４１ 貫通穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両面に絶縁層が積層され、前記絶縁層に電解銅箔からなる外層導体が積層されたプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板において、
前記絶縁層が積層される前記金属コアの表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となっていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両側に内側絶縁層を介して内層導体をそれぞれ１枚ずつ有し、かつ前記内層導体の両側に外側絶縁層を介して外層導体をそれぞれ１枚ずつ有することで前記金属コアを含む導体層が５層構造を有するプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板において、
前記絶縁層が積層される前記金属コアの表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となっていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項３】
前記内層導体と当該内層導体に積層される内側絶縁層の組み合わせを少なくとも２つ以上内部に有していることで、前記金属コアを含む導体層が５層より多い構造を有していることを特徴とする、請求項２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両面に絶縁層が積層され、前記絶縁層に電解銅箔からなる外層導体が積層されたプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板の製造方法において、
圧延銅箔からなる金属コアを用意し、
前記金属コアの表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴又は回路パターンの少なくとも何れか一方をエッチングやパンチングにより形成し、
前記金属コアの両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるようにエッチングにより粗面化し、
前記粗面化した金属コアの両面に絶縁層を積層し、
前記絶縁層の両面に外層導体を積層し、
前記金属コア、絶縁層、及び外層導体を加熱状態にしてプレス加工して一体化した１次基板を形成し、
前記基板両面に形成された外層導体を貫通するスルーホール用の貫通穴を明け、
前記外層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、
前記外層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成することで所定の回路パターンとスルーホールを有した２次基板を形成し、
前記２次基板をプレス打抜きにより所定の大きさに打抜いて内部に金属コアを有すると共に基板端面に前記金属コアが露出したプリント配線板を製造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５】
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両側に内側絶縁層を介して内層導体をそれぞれ１枚ずつ有し、かつ前記内層導体の両側に外側絶縁層を介して外層導体をそれぞれ１枚ずつ有することで前記金属コアを含む導体層が少なくとも５層構造を有するプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアにエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板の製造方法において、
圧延銅箔からなる金属コアを用意し、
前記金属コアの表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴、インナービアホール用の下穴、回路パターンのうち少なくともスルーホール用の下穴又はインナービアホール用の下穴をエッチングやパンチングにより形成し、
前記金属コアの両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるようにエッチングにより粗面化し、
前記粗面化した金属コアの両面に内側絶縁層を積層し、
前記内側絶縁層の両面に内層導体を積層し、
前記金属コア、内側絶縁層、及び内層導体を加熱状態でプレス加工して一体化した１次基板を形成し、
前記１次基板両面に形成された内層導体を貫通するインナービアホール用の貫通穴を明け、
前記内層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、
前記内層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成し、
前記内層導体に外側絶縁層及び外層導体を積層すると共に加熱状態でプレス加工してインナービアホールを有する２次基板を形成し、
前記金属コアのスルーホール用の下穴に対応させて前記２次基板にスルーホール用の貫通穴を明け、
前記外層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、
前記外層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成することで所定の回路パターンとスルーホールやインナービアホールを有した３次基板を形成し、
前記３次基板をプレス打抜きにより所定の大きさに打抜いて内部に金属コアを有すると共に当該金属コアを含めて導体層が５層構造をなし、かつ基板端面に前記金属コアが露出したプリント配線板を製造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６】
前記内層導体と外側絶縁層との間に前記内層導体に積層される中間絶縁層とエッチングにより所定の回路パターンを形成した中間導体とを少なくとも１層ずつ交互に積層することで、内部に金属コアを有すると共に当該金属コアを含めて導体層が５層より多い構造をなし、かつ基板端面に前記金属コアが露出したプリント配線板を製造することを特徴とする、請求項５に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項１】
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両面に絶縁層が積層され、前記絶縁層に電解銅箔からなる外層導体が積層されたプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板において、
前記絶縁層が積層される前記金属コアの表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となっていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両側に内側絶縁層を介して内層導体をそれぞれ１枚ずつ有し、かつ前記内層導体の両側に外側絶縁層を介して外層導体をそれぞれ１枚ずつ有することで前記金属コアを含む導体層が５層構造を有するプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板において、
前記絶縁層が積層される前記金属コアの表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となっていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項３】
前記内層導体と当該内層導体に積層される内側絶縁層の組み合わせを少なくとも２つ以上内部に有していることで、前記金属コアを含む導体層が５層より多い構造を有していることを特徴とする、請求項２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両面に絶縁層が積層され、前記絶縁層に電解銅箔からなる外層導体が積層されたプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアの両面にエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板の製造方法において、
圧延銅箔からなる金属コアを用意し、
前記金属コアの表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴又は回路パターンの少なくとも何れか一方をエッチングやパンチングにより形成し、
前記金属コアの両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるようにエッチングにより粗面化し、
前記粗面化した金属コアの両面に絶縁層を積層し、
前記絶縁層の両面に外層導体を積層し、
前記金属コア、絶縁層、及び外層導体を加熱状態にしてプレス加工して一体化した１次基板を形成し、
前記基板両面に形成された外層導体を貫通するスルーホール用の貫通穴を明け、
前記外層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、
前記外層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成することで所定の回路パターンとスルーホールを有した２次基板を形成し、
前記２次基板をプレス打抜きにより所定の大きさに打抜いて内部に金属コアを有すると共に基板端面に前記金属コアが露出したプリント配線板を製造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５】
圧延銅箔からなる金属コアを内部に有し、前記金属コアの両側に内側絶縁層を介して内層導体をそれぞれ１枚ずつ有し、かつ前記内層導体の両側に外側絶縁層を介して外層導体をそれぞれ１枚ずつ有することで前記金属コアを含む導体層が少なくとも５層構造を有するプリント配線板であって、前記金属コアの端部が前記プリント配線板の端面から露出しており、かつ前記金属コアにエッチング液による粗面化を施して前記絶縁層を積層したプリント配線板の製造方法において、
圧延銅箔からなる金属コアを用意し、
前記金属コアの表面と裏面とを貫通するスルーホール用の下穴、インナービアホール用の下穴、回路パターンのうち少なくともスルーホール用の下穴又はインナービアホール用の下穴をエッチングやパンチングにより形成し、
前記金属コアの両面全体をその表面粗度Ｒａが１．８μｍ以上となるようにエッチングにより粗面化し、
前記粗面化した金属コアの両面に内側絶縁層を積層し、
前記内側絶縁層の両面に内層導体を積層し、
前記金属コア、内側絶縁層、及び内層導体を加熱状態でプレス加工して一体化した１次基板を形成し、
前記１次基板両面に形成された内層導体を貫通するインナービアホール用の貫通穴を明け、
前記内層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、
前記内層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成し、
前記内層導体に外側絶縁層及び外層導体を積層すると共に加熱状態でプレス加工してインナービアホールを有する２次基板を形成し、
前記金属コアのスルーホール用の下穴に対応させて前記２次基板にスルーホール用の貫通穴を明け、
前記外層導体及び貫通穴に銅めっきを施し、
前記外層導体及び銅めっきをエッチングして所定の回路パターンを形成することで所定の回路パターンとスルーホールやインナービアホールを有した３次基板を形成し、
前記３次基板をプレス打抜きにより所定の大きさに打抜いて内部に金属コアを有すると共に当該金属コアを含めて導体層が５層構造をなし、かつ基板端面に前記金属コアが露出したプリント配線板を製造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６】
前記内層導体と外側絶縁層との間に前記内層導体に積層される中間絶縁層とエッチングにより所定の回路パターンを形成した中間導体とを少なくとも１層ずつ交互に積層することで、内部に金属コアを有すると共に当該金属コアを含めて導体層が５層より多い構造をなし、かつ基板端面に前記金属コアが露出したプリント配線板を製造することを特徴とする、請求項５に記載のプリント配線板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２０５３０２（Ｐ２００８−２０５３０２Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４１２３６（Ｐ２００７−４１２３６）
【出願日】平成１９年２月２１日（２００７．２．２１）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２１日（２００７．２．２１）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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