配線板の製造法および配線板
【課題】長期間の使用に耐え得る放熱性の良好な配線板を提供する。
【解決手段】アルミニウムの板からなる金属基板２の面を、１種または２種以上のアルコキシシランまたはクロルシランから誘導されるポリシロキサン構造を有する物質と、絶縁性および放熱性を有する無機粒子を含む配合物３で被覆し（図１（Ｂ））、配合物３を硬化する工程を有する。そして、硬化する工程の後、銅箔４を硬化した配合物３Ａと固着し（図１（Ｃ））、銅箔４を部分的に除去して配線層５を形成する（図１（Ｄ））工程を有する。
【解決手段】アルミニウムの板からなる金属基板２の面を、１種または２種以上のアルコキシシランまたはクロルシランから誘導されるポリシロキサン構造を有する物質と、絶縁性および放熱性を有する無機粒子を含む配合物３で被覆し（図１（Ｂ））、配合物３を硬化する工程を有する。そして、硬化する工程の後、銅箔４を硬化した配合物３Ａと固着し（図１（Ｃ））、銅箔４を部分的に除去して配線層５を形成する（図１（Ｄ））工程を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線板の製造法および配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード等の高発熱部品の高密度実装のためには、部品が実装される配線板に高い放熱性が要求されている。そのため、放熱性の良好な配線板を得る一手段として、基材となる金属板に電気絶縁性の水溶性セラミックを塗布し、放熱性のセラミック層を形成する配線板の製造技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２９９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上述の特許文献１に記載されている水溶性セラミックを塗布して得られる放熱性のセラミック層は、吸湿性に富むため、基材となる金属板から容易に剥がれてしまうという問題があることが明らかとなってきた。したがって、上述の特許文献１の技術を利用して得られる配線板は長期間の使用に耐え得るものではない。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、長期間の使用に耐え得る放熱性の良好な配線板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る配線板の製造法は、１種または２種以上のアルコキシシランまたはクロルシランから誘導されるポリシロキサン構造を有する物質と、絶縁性および放熱性を有する無機粒子を含む配合物で金属基材の面を被覆し、配合物を硬化する工程を有することとしている。ここで、ポリシロキサン構造を有する物質には、シロキサンのオリゴマーの構造を有する物質を含む（以下同じ）。また絶縁性を有するとは、配線板の配線部分に接触させた場合であっても配線板の配線の通りの導通をさせることができる物質の特性をいう。また放熱性を有するとは、配線板の配線部分に接触させた場合に、その配線部分の熱を吸熱して他の部分または大気へとその熱を逃がすことができる物質の性質をいう。
【０００７】
本発明に係る配線板の製造法によれば、被覆物質中の無機粒子は絶縁性および放熱性を有する。またポリシロキサン構造を有する物質およびその硬化物は絶縁性を有し、また金属基材から容易に剥がれることはない。よって、金属基材表面上に上述の配合物を硬化した層を介して配線層を形成すると、この配線板は、長期間の使用に耐え得る放熱性の良好な配線板となる。
【０００８】
他の本発明に係る配線板の製造法は、上述の発明に加え、硬化する工程の前に、金属箔または金属板と配合物とを固着し、硬化する工程の後に、金属箔または金属板を部分的に除去して配線層を形成する工程を有する。この方法を採用することによって、金属箔または金属板と硬化した配合物との密着性が良好な状態の配線層を得ることができる。
【０００９】
また、他の本発明に係る配線板の製造法は、上述の発明に加え、無機粒子は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうち少なくとも１種以上を含むものである。この方法を採用することによって、特に熱伝導性が良好な無機粒子を用いることとなるため、放熱性の良好な配線板を製造することができる。
【００１０】
また、他の本発明に係る配線板の製造法は、上述の発明に加え、金属基材は、表面に微小孔を有している。この方法を採用することによって、微小孔のアンカー効果が発揮され、金属基材と硬化した配合物との密着性が良好になると共に、金属基材の表面積が増加して、放熱性がより良好になる。
【００１１】
また、他の本発明に係る配線板の製造法は、上述の発明に加え、金属基材は、金属糸を織ったものであることとしている。この方法を採用することによって、織り目のアンカー効果が発揮され、金属基材と硬化した配合物との密着性が良好になると共に、金属基材の表面積が増加して、放熱性がより良好になる。
【００１２】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る配線板は、絶縁部材として、１種または２種以上のアルコキシシランまたはクロルシランから誘導されるポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質と、絶縁性および放熱性を有する無機粒子を含む硬化した配合物を用いている。
【００１３】
本発明に係る配線板によれば、絶縁部材中の無機粒子は放熱性および絶縁性を有する。またポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質は、絶縁性を有し金属基材等から容易に剥がれることはない。よって、金属基材表面上にこの絶縁部材を配置し、さらにその上に配線層を形成するようにすると、この配線板は、長期間の使用に耐え得る放熱性の良好な配線板となる。また、この硬化した配合物はソルダーレジストとして用いることができる。この場合、使用環境が厳しい場合にも、長期間に渡って安定した状態を得ることができる配線板となる。
【００１４】
また、他の本発明に係る配線板は、上述の発明に加え、配合物は、無機粒子を６０から８０質量部含む。この構成を採用することによって、金属基材との密着性を好適にできると共に、放熱性を好適にできる無機粒子の含有比率を確保できる。
【００１５】
また、他の本発明に係る配線板は、上述の発明に加え、無機粒子は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうち少なくとも１種以上を含む。この構成を採用することによって、特に熱伝導性が良好な無機粒子を用いることとなるため、放熱性の良好な配線板となる。
【００１６】
また、他の本発明に係る配線板は、上述の発明に加え、硬化した配合物は、ハンター方式（後述する）による白色度が８７以上である。この構成を採用することによって、硬化した配合物が被覆している配線板の部分に紫外線が照射されても、その紫外線を反射して、紫外線照射による劣化等を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によって、長期間の使用に耐え得る放熱性の良好な配線板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る配線板の製造法を示す図で、配線板の仕掛品および配線板の縦断面図として各工程を示す図で、（Ａ）から（Ｄ）に進むに従って、配線板の製造が進行する状況を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係る配線板１の製造法について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る配線板１の製造法は、図１に示すようにアルミニウムの板からなる金属基板２の面を、ポリシロキサン構造を有する物質と絶縁性および放熱性を有する無機粒子を含む配合物３で被覆し（図１（Ｂ））、配合物３を硬化する工程を有する。そして、硬化する工程の後、銅箔４を配合物３と固着し（図１（Ｃ））、銅箔４を部分的に除去して配線層５を形成する（図１（Ｄ））工程を有する。また絶縁性を有するとは、配線板の配線部分に接触させた場合であっても配線板の配線の通りの導通をさせることができる物質の特性をいう。また放熱性を有するとは、配線板の配線部分に接触させた場合に、その配線部分の熱を吸熱して他の部分または大気へとその熱を逃がすことができる物質の性質をいう。
【００２１】
配合物３を得るには、まずテトラメトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣＨ３)４）を２０質量部と、メチルトリメトキシシラン（ＣＨ３Ｓｉ(ＯＣＨ３)３）を８０質量部とをエチルアルコール１００質量部に混合し、塩酸を触媒として反応させ、酸性の溶液を得る。次に、その酸性溶液をジエチルアミン（ＣＨ３ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ３）によって中和し、中和溶液を得る。そして、中和溶液をジエチレングリコールブチルエーテルで溶剤置換し、樹脂不揮発分濃度６０％、粘度４００ｃｐの樹脂溶液を得る。そしてこの樹脂溶液と、平均粒径２．３μｍの酸化珪素粒子（電気化学工業株式会社製 商品名：ＦＳ−３ＤＣ）と、酸化チタン（古河ケミカルズ株式会社製 商品名：ＦＲ−２２）の粉末の混合物を３本ロールで練ってペーストを得る。このペーストが配合物３となる。この配合物３は、ポリシロキサン構造を有する物質と無機粒子を有する。そして、配合物３は絶縁性と放熱性を有する酸化珪素粒子および酸化チタン粒子を含む。酸化珪素粒子は、配合物３全体の４０質量部を占める量とする。酸化チタン粒子は、配合物３全体の３０質量部を占める量とする。よって、この配合物３は、無機粒子を７０質量部含んでいる。
【００２２】
金属基板２の面を配合物３で被覆するには（図１（Ｂ））、配合物３となるペーストを金属基板２の面にステンレス製の２５０メッシュの印刷製版を用いてスクリーン印刷する。
【００２３】
そして、その印刷した配合物３を８０℃で３０分間乾燥する。この段階では配合物３は硬化していない。その後、配合物３の表面に銅箔４を貼り付け、２００℃で６０分間加熱炉で加熱処理することで、配合物３を硬化させ、硬化した配合物３Ａが得られる。その際に、銅箔４が硬化した配合物３Ａと圧接し、銅箔４と硬化した配合物３Ａとが固着される（図１（Ｃ））。硬化した配合物３Ａは、ハンター方式による白色度が９０から９２の間である。なお、硬化した状態とは、硬化前に溶解していた溶剤等に溶解しなくなった状態をいう。別言すると、硬化した状態とは、配合物３が脱水、脱アルコール等で縮合してＳｉＯ２に近似した状態をいう。
【００２４】
その後、銅箔４の一部を除去する。すなわち、いわゆるサブストラクト法によって銅箔４から配線層５を形成する。配線層５の形成は、まず銅箔４の表面に配線パターンに対応する形状のレジストを配置し、エッチングを行う。そして、その後、そのレジストを除去して、残った銅箔４が配線パターン形状として残り、図１（Ｄ）に示すように配線層５が形成される。これで本実施の形態に係る配線板１が製造される。
【００２５】
このように製造された本実施の形態に係る配線板１は、絶縁部材として、ポリシロキサン構造を有する物質と無機粒子である酸化珪素粒子および酸化チタン粒子を含む硬化した配合物３Ａを用いている。
【００２６】
本実施の形態に係る配線板１は、硬化した配合物３Ａが絶縁性を有し金属基板２から容易に剥がれることはない。よって、金属基板２の表面上に硬化した配合物３Ａの層を介して配線層５を形成した場合、この配線層５は長期間に渡って剥がれることはない。この結果、この配線板１は、長期間の使用に耐え得る放熱性の良好な配線板１となる。
【００２７】
上述の樹脂溶液は、硬化後に非晶質のガラス構造を有する物質となる。この物質は、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ）を有している。このシロキサン結合は、多くの有機化合物を形成するＣ-Ｃ,Ｃ=Ｏ等の結合力よりも非常に強く結合され、その結合状態は安定している。シロキサン結合を主骨格とし側鎖に有機基を有するオルガノポリシロキサン（一般にはシリコーンと称せられる）は、耐熱性、耐寒性、耐候性、電気特性、撥水性、離型性等の点で優れた性能を有している。
【００２８】
（他の形態およびその形態を採用した場合の効果等）
上述した配線板１の製造法および配線板１は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
【００２９】
上述した実施の形態では、金属基材としての金属基板２にアルミニウム板を用いているが、他の金属、たとえばステンレス板、アルミニウム基合金板等を用いても良い。また金属基材は、表面に微小孔を有しているものを用いても良い。この金属基材を用いることによって、微小孔のアンカー効果が発揮され、金属基材と硬化した配合物３Ａとの密着性が良好になると共に、金属基材の表面積が増加して、放熱性がより良好になる。さらに、金属基材は、金属糸を織ったものとしても良い。この金属基材を用いることによって、織り目のアンカー効果が発揮され、金属基材と硬化した配合物３Ａとの密着性が良好になると共に、金属基材の表面積が増加して、放熱性がより良好になる。
【００３０】
上述した実施の形態では、配合物３を構成するポリシロキサン構造を有する物質として、テトラメトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣＨ３)４）２０質量部と、メチルトリメトキシシラン（ＣＨ３Ｓｉ(ＯＣＨ３)３）８０質量部から誘導されるものを用いている。しかし、これら以外の１種または２種以上のアルコキシシラン化合物、またはクロルシラン等から誘導されるポリシロキサン構造を有する物質を用いても良い。
【００３１】
これらのポリシロキサン構造を有する物質を用いた、ポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質は、通常珪酸を主成分とした非晶質のガラス構造を有している。したがってこれらポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質は、通常の樹脂とは異なって吸湿性に乏しく、電気的・熱的な特性としての経時変化を殆どせず、各種のガス・有機溶剤によっては初期の特性が変化し難い、セラミックスのような性質を有する。そのため、これらのポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質を配線板の絶縁部材として用いた場合に、配線板は、配線板として必要な電気的、熱的な安定性を確保することができる。たとえば配線板の内部絶縁層としてこれらのポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質を用いる場合には、吸湿による内部抵抗値の変化等を生じさせることは殆ど無い。また、これらのポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質の耐熱温度（変性しない温度）は、５００〜６００℃である。さらに、これらのポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質は、金属基材となり得る銅・鉄、または石英、ジルコニア等の素材の熱膨張・熱収縮にも追随できるため、温度変化によるクラック等が発生し難い。特に、ポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質に無機粒子を４０％以上混合した硬化した配合物３Ａは、熱膨張・熱収縮に追随し易い。さらに、これらのポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質は、ガラスと同等の硬度を有するため、引っ掻き等の衝撃に対して傷が付き難い。
【００３２】
上述のアルコキシシランは一般的には次式で示される。
（Ｒ’Ｏ）ｎ ＳｉＲ４−ｎ
Ｒ：ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７、Ｃ４Ｈ９、Ｃ６Ｈ５
Ｒ’：ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７、Ｃ４Ｈ９
ｎ： １〜４
【００３３】
例えば、アルコキシ基が３つあるトリメトキシメチルシラン（アルコキシシランの一種）は加水分解してシラノール基を生じ、ついで縮合を繰り返すことにより網目構造を有するオリゴマー、ポリマーへと変化する。この時、アルコキシシランのｎ数の違うものを併用することにより、鎖状に近いものから網目構造までポリシロキサンの構造を変化させることができる。また、加熱により、さらには適当な触媒（酸類またはＺｎ，Ｐｂ，Ｃｏ，Ｓｎなどの金属石鹸、アミン、ジブチルスズラウレート等）を添加することにより、硬化を促進させることができる。
【００３４】
なお、オルガノポリシロキサンはクロルシランもしくはアルコキシシラン等を用いて合成される。ここでクロルシランを用いるとオルガノポリシロキサンの末端基は（−ＯＨ）を有する。またアルコキシシランを用いるとオルガノポリシロキサンの末端基には（−ＯＨ）と（−ＯＲ）の両方を混在させることができる。
【００３５】
アルコキシシラン構造の例を以下の化学式１、化学式２に示す。これらの構造を有する物質の１種または２種以上の反応物を、ポリシロキサン構造を有する物質として用いることができる。
【化１】
【化２】
【００３６】
なお、上述のポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質は、珪酸に近い構造をしている。珪酸は、振動または熱エネルギーを与えた場合に分子振動が発生し遠赤外線を放射する特性を有している。この特性は、珪酸が蓄えた熱エネルギーを遠赤外線という電磁波を放射することで熱を減少させる作用をする。よって、配線板上に実装される電子部品が発する熱を効率良く放熱できる。
【００３７】
上述の実施の形態では、配合物３中の７０質量部含む無機粒子は、平均粒径２．３μｍの酸化珪素粒子を４０質量部、および酸化チタン粒子を３０質量部としている。しかし、酸化珪素粒子以外の物質でも良い。無機粒子としては、たとえば、酸化アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子および窒化アルミニウム粒子のうち少なくとも１種以上としても良い。また、酸化アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子、窒化アルミニウム粒子および窒化ホウ素粒子のうち少なくとも２種以上としても良い。さらに、配合物３が含む無機粒子の質量部は特に限定されない。しかし、金属基板２との密着性を好適にできる配合物３の量的な比率を確保すると共に、放熱性を好適にする観点からは、無機粒子の質量部は６０から８０質量部とすることが好ましい。特に好ましい配合物３は、濃度６０％の反応樹脂溶液の不揮発分を２０〜４０質量部と、酸化珪素粒子を３０〜５０質量部と、酸化チタン粒子を１０〜４０質量部としたものである。さらに、無機粒子の平均粒径は特に限定されない。
【００３８】
上述の実施の形態では、配線層５を形成するのに銅箔４を用いている。しかし、銅板を用いても良いし、銅以外の金属箔または金属板を用いても良い。また、銅の無電解めっき層を銅箔４に代えて形成しても良い。銅の無電解めっき層は、緻密で複雑な配線パターンを上述のサブストラクト法によって形成でき易い利点がある。
【００３９】
上述の実施の形態では、配合物３を硬化する前の段階で銅箔４を配合物３の表面に圧接している。しかし、この圧接以外の固着方法を採用しても良い。たとえば配合物３を硬化した後に、硬化した配合物３Ａに銅箔４を貼付する等しても良い。
【００４０】
上述の実施の形態では、配線層５を形成するためにサブストラクト法を採用している。しかし、配線パターンのめっき、導電ペーストなどの印刷、配線パターンに対応する部分への金属の蒸着、予め形成した配線パターンの基板への接着等のアディティブ法を採用しても良い。
【００４１】
上述した実施の形態では、硬化した配合物３Ａは、金属基板２を被覆する部材として用いられている。しかし硬化した配合物３Ａは、ソルダーレジストとして配線層５を部分的に被覆する部材として用いても良い。ソルダーレジストは、配線板の最外層に配置させるものであるため、外気の湿度が高い場合、各種のガスに曝されるおそれがある場合等、使用環境が厳しい場合には、硬化した配合物３Ａの各種特性の安定性の優位性が発揮され易い。
【００４２】
上述した実施の形態では、硬化した配合物３Ａのハンター方式による白色度が９０から９２の間である。しかし、配合物３に顔料などを加えて種々の色のものとし、硬化した配合物３Ａのハンター方式による白色度を８６以下にすることができる。また、配線板にＬＥＤを実装する場合、ＬＥＤが発する紫外線を反射するためには、ハンター方式による白色度が８７以上の硬化した配合物３Ａを用いることが好ましい。特に、樹脂を基材の主成分とする配線板のソルダーレジストとして硬化した配合物３Ａを用いる際には、その樹脂が紫外線の照射によって劣化するのを、白色度の高い硬化した配合物３Ａを用いることによって抑制できるため好ましい。また、上述した実施の形態のように硬化した配合物３Ａを配線板１の全面に配置し、その配線板１にＬＥＤを実装する場合には、光の反射板として配線板１を機能させることができ、光の照射方向を集中させることができるため好ましい。また、硬化した配合物３Ａの光反射率をさらに向上させるためには、硬化した配合物３Ａにガラスビーズを含有させるのも一手段である。そのガラスビーズの含有比は、硬化した配合物３Ａ全体に対して５から１０質量部とすることが好ましい。また、ハンター方式による白色度を８７以上とするためには、無機粒子として酸化チタン粒子を含ませることが好ましい。
【実施例】
【００４３】
上述の配合物３について、無機粒子である酸化珪素粒子および酸化チタン粒子と、ポリシロキサン構造を有する物質との配合比(質量比）を変化させた場合の硬化した配合物３Ａの膜の状態を表１に示した。なお、無機粒子である酸化珪素粒子と酸化チタン粒子との配合比は全て同じにした。膜の状態は、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠した鉛筆硬度試験を行い、どの程度の鉛筆硬度を有するかについて評価した。表中の「◎」は鉛筆硬度が６Ｈ以上、表中の「○」は鉛筆硬度がＨ以上５Ｈ以下、表中の「△」は鉛筆硬度がＨＢであることを意味する。この結果から、硬化した配合物３Ａは、どの配合比でも大きな鉛筆硬度を有しており、特に無機粒子が配合物３のうち６０から８０質量部含む場合により好ましい硬度を有することがわかった。
【００４４】
【表１】
【００４５】
また上述の配合物３のペーストの粘度、硬化後に加熱した後の残分、硬化した配合物３Ａの色調を表２に示した。粘度の測定については、東機産業株式会社製のＢ型回転粘度計（機種名：ＴＶ−１０）を用い、ローターＮｏ．２３（Ｍ４）、液温：２４．８℃、溶液量：１８３ｇ（１５０ｍｌ）、使用容器：１５０ｇディスポカップとした条件で測定した。
【００４６】
【表２】
【００４７】
また上述の配合物３の印刷性、および硬化した配合物３Ａの各種特性について、試験項目別に表３に示した。ここで印刷条件は、配合物３のペーストをステンレス２５０メッシュのスクリーン印刷製版を用いてガラス板上等に３０ｍｍ角に印刷する条件である。そして印刷後の硬化条件は、８０℃で３０分乾燥して厚み２３μｍ等の膜を得て、その後、高温加熱炉に入れ６０分間加熱する条件である。なお、硬化した配合物３Ａの「耐電圧」試験を実施する際には、印刷後の硬化した配合物３Ａの膜厚を２０μｍ、３０μｍ、および７０μｍのものを別途作製した。
【００４８】
【表３】
【００４９】
上述の表３の「放熱性」試験に用いた比較対象物は、配合物３に代えて太陽インキ製造株式会社製 ＰＳＲ ４０００（３０ｍｍ角、厚み２３μｍｍの印刷物）を硬化させたものである。
【００５０】
上述の表３の結果から配合物３は、印刷性に優れ、また、硬化した配合物３Ａの印刷物と被印刷物との密着性に優れていることがわかる。また印刷後の硬化した配合物３Ａは、良好な硬度、耐熱性、耐酸・アルカリ性、耐温水性、耐溶剤性、絶縁性、耐電圧性、放熱性を有していることがわかった。
【００５１】
上述の硬化した配合物３Ａと同じ役目を果たす別の硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆを製造した。硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆを得るには、まずテトラエトキシシラン（Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４）を２０質量部と、フェニルトリエトキシシラン（Ｃ６Ｈ５Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)３）を８０質量部とをエチルアルコール１００質量部に混合し、蟻酸を触媒として反応させ、酸性の溶液を得た。次に、その酸性溶液をトリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ）によって中和し、中和溶液を得た。そして、中和溶液をジエチレングリコールブチルエーテルアセテートで溶剤置換し、樹脂不揮発分濃度６０％、粘度４００ｃｐの樹脂溶液を得た。そしてこの樹脂溶液と酸化チタン粒子、酸化珪素粒子（電気化学工業株式会社製 商品名：ＦＳ−３ＤＣ）、酸化アルミニウム粒子（電気化学工業株式会社製 商品名：ＤＡＭ−０５）、酸化亜鉛粒子、窒化アルミニウム粒子および窒化ホウ素粒子のうち少なくとも１種以上の所定の粉末との混合物を３本ロールで練って、表４に示す３Ｂ〜３Ｆの５種類のペーストを得た。これらのペーストを硬化させることによって、硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆとなる。硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆに付された符号（３Ｂ〜３Ｆ）は、表４に示すペーストに付された符号（３Ｂ〜３Ｆ）に対応し、たとえば３Ｂのペーストを硬化させると硬化した配合物３Ｂとなる。またこれらの硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆは、ポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質と、絶縁性および放熱性を有する無機粒子とを含む。
【００５２】
【表４】
【００５３】
表４に示す３Ｂ〜３Ｆのペーストおよび上述の表３に示す「放熱性」試験に用いた比較対象物のペーストを「比較対象物」とし、それぞれの印刷物を２００℃の熱板に載せ、所定時間経過後の表面温度を測定したところ、表５の結果を得た。なお、この加熱後、２分経過する前、すなわち最初の測定前に、各ペーストは硬化して硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆおよび比較対象物となった。
【００５４】
【表５】
【００５５】
表５の結果から、各硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆは、比較対象物に比べて表面温度の上昇が抑えられていることがわかる。この表面温度上昇抑制効果は、硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆの高い放熱性を裏付けている。特に無機粒子として窒化アルミニウム粒子または窒化ホウ素粒子を含む硬化した配合物３Ｅ，３Ｆは、より高い放熱性を有していることがわかった。
【００５６】
次に硬化した配合物３Ａの耐絶縁性および基材への密着性について検討した。
【００５７】
まず、配合物３のペーストを厚さ３ｍｍのアルミニウム板に１５０メッシュのステンレス製のスクリーン印刷版を用いて印刷した。そして、その印刷物を８０℃で３０分間乾燥した後に２００℃で４０分加熱硬化してアルミニウム板上に無機粒子を主成分とする厚さ３５μｍの絶縁層Ａを得た。
【００５８】
次に、この絶縁層Ａの上に配合物３を製造する過程で得られた反応樹脂溶液を３２５メッシュのステンレス製のスクリーン印刷版を用いて印刷した。そして、その印刷物を８０℃で３０分間乾燥してシロキサン化合物の皮膜１０μｍを得た。このシロキサン化合物の皮膜に銅箔（３５μｍ）を載せ真空プレスを用いて真空下において１６０℃で、２０分間圧接し、更に２００℃で４０分間加熱処理して、アルミニウム板と皮膜と銅箔とを接着し、固着物Ａを得た。
【００５９】
配合物３のペーストを厚さ５０μｍの銅箔上に１５０メッシュのステンレス製のスクリーン印刷版を用いて印刷した。そして、その印刷物を８０℃で３０分間乾燥して無機粒子を主成分とする厚さ３５μｍの絶縁層Ｂを得た。さらに絶縁層Ｂの上に同じペーストを２５０メッシュのステンレス製のスクリーン印刷版を用いて印刷した。そして、その印刷物の上にステンレス糸を織った１５０メッシュ相当の微小孔を有するシートを圧接し、その後１８０℃で６０分間加熱処理して、そのシートと印刷物と銅箔とを接着した固着物Ｂを得た。
【００６０】
固着物Ｂを得る際に用いたステンレス糸を織ったシートに代えて、１００μｍ厚のステンレス箔をエッチングして得られた２００メッシュ相当の微小孔を有する多孔性ステンレス箔を用いた。そして、そのステンレス箔を上述の印刷物に圧接し、１８０℃で６０分間加熱処理して、多孔性ステンレス箔と印刷物と銅箔とを接着した固着物Ｃを得た。
【００６１】
固着物Ａ，Ｂ，Ｃの銅箔に対してエッチングを施し、所定形状に銅配線のパターンを形成した。その後、各固着物Ａ，Ｂ，Ｃの印刷物と基材（アルミニウム板、ステンレス糸を織ったシート、多孔性ステンレス箔）との絶縁性および密着性の試験を行った。絶縁性試験は、ＪＩＳ Ｃ ５０１２の表面層耐電圧試験に準拠して行った。密着性試験は、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−７に準拠して行った。それぞれの試験結果を表６に示す。
【００６２】
【表６】
【００６３】
表６の結果から、固着物Ａ，Ｂ，Ｃのいずれも耐電圧特性、密着性に優れていることがわかった。特に固着物Ｂ，Ｃは、基材にステンレス糸を織ったシート、または多孔性ステンレス箔を用いているため、印刷物との密着性に優れていた。
【００６４】
次いで、硬化した配合物３Ａの白色度および光反射率について検討した。
【００６５】
白色度および光反射率を測定する測定機器は、日本電色工業株式会社製商品名ＮＤ−３００Ａ（色差計−ＣＮ−２）である。そして白色度は、ハンター方式によって測定した（ＪＩＳ Ｋ ５９８１に準拠）。ハンター方式とは、白色度をＷ、明度をＬ、ａを＋側でより赤味、−側でより緑味を表す色調値、ｂを＋側でより黄味、−側でより青味を表す色調値とした場合、以下の式（１）によって白色度（Ｗ）を求める方式である。なお、Ｌ値が高いことは光反射率が高いということとなる。
Ｗ＝１００−〔（１００−Ｌ）２＋ａ２＋ｂ２〕１／２・・・（１）
【００６６】
測定方法は、硬化した配合物３Ａ（ｎ＝２）の各々５箇所にて測定し、その平均値を求めるものである。比較対象物として、ソルダーレジストとして用いられる山栄化学株式会社製のＬＥ−６０００Ｆ（３０ｍｍ角、厚み２３μｍｍ）を硬化したものを用いた。測定結果を表７に示す。
【００６７】
【表７】
【００６８】
表７から、硬化した配合物３Ａの白色度および光反射率は比較対象物よりも高いことがわかった。
【００６９】
表７に示す白色度および光反射率の測定後、測定に用いた硬化した配合物３Ａおよび比較対象物を２００℃で２４時間加熱処理し、冷却後に同様の測定をおこない、退色の程度を評価した。その評価結果を表８に示す。
【００７０】
【表８】
【００７１】
表８から、何れのサンプルも白色度・光反射率の低下がみられたが、硬化した配合物３Ａの方が比較対象物よりもその低下率が小さいことがわかった。すなわち、硬化した配合物３Ａの方が比較対象物よりも耐熱性が高いことがわかった。
【符号の説明】
【００７２】
１ 配線板
２ 金属基板（金属基材）
３ 配合物
３Ａ 硬化した配合物
４ 銅箔（金属箔）
５ 配線層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線板の製造法および配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード等の高発熱部品の高密度実装のためには、部品が実装される配線板に高い放熱性が要求されている。そのため、放熱性の良好な配線板を得る一手段として、基材となる金属板に電気絶縁性の水溶性セラミックを塗布し、放熱性のセラミック層を形成する配線板の製造技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２９９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上述の特許文献１に記載されている水溶性セラミックを塗布して得られる放熱性のセラミック層は、吸湿性に富むため、基材となる金属板から容易に剥がれてしまうという問題があることが明らかとなってきた。したがって、上述の特許文献１の技術を利用して得られる配線板は長期間の使用に耐え得るものではない。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、長期間の使用に耐え得る放熱性の良好な配線板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る配線板の製造法は、１種または２種以上のアルコキシシランまたはクロルシランから誘導されるポリシロキサン構造を有する物質と、絶縁性および放熱性を有する無機粒子を含む配合物で金属基材の面を被覆し、配合物を硬化する工程を有することとしている。ここで、ポリシロキサン構造を有する物質には、シロキサンのオリゴマーの構造を有する物質を含む（以下同じ）。また絶縁性を有するとは、配線板の配線部分に接触させた場合であっても配線板の配線の通りの導通をさせることができる物質の特性をいう。また放熱性を有するとは、配線板の配線部分に接触させた場合に、その配線部分の熱を吸熱して他の部分または大気へとその熱を逃がすことができる物質の性質をいう。
【０００７】
本発明に係る配線板の製造法によれば、被覆物質中の無機粒子は絶縁性および放熱性を有する。またポリシロキサン構造を有する物質およびその硬化物は絶縁性を有し、また金属基材から容易に剥がれることはない。よって、金属基材表面上に上述の配合物を硬化した層を介して配線層を形成すると、この配線板は、長期間の使用に耐え得る放熱性の良好な配線板となる。
【０００８】
他の本発明に係る配線板の製造法は、上述の発明に加え、硬化する工程の前に、金属箔または金属板と配合物とを固着し、硬化する工程の後に、金属箔または金属板を部分的に除去して配線層を形成する工程を有する。この方法を採用することによって、金属箔または金属板と硬化した配合物との密着性が良好な状態の配線層を得ることができる。
【０００９】
また、他の本発明に係る配線板の製造法は、上述の発明に加え、無機粒子は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうち少なくとも１種以上を含むものである。この方法を採用することによって、特に熱伝導性が良好な無機粒子を用いることとなるため、放熱性の良好な配線板を製造することができる。
【００１０】
また、他の本発明に係る配線板の製造法は、上述の発明に加え、金属基材は、表面に微小孔を有している。この方法を採用することによって、微小孔のアンカー効果が発揮され、金属基材と硬化した配合物との密着性が良好になると共に、金属基材の表面積が増加して、放熱性がより良好になる。
【００１１】
また、他の本発明に係る配線板の製造法は、上述の発明に加え、金属基材は、金属糸を織ったものであることとしている。この方法を採用することによって、織り目のアンカー効果が発揮され、金属基材と硬化した配合物との密着性が良好になると共に、金属基材の表面積が増加して、放熱性がより良好になる。
【００１２】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る配線板は、絶縁部材として、１種または２種以上のアルコキシシランまたはクロルシランから誘導されるポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質と、絶縁性および放熱性を有する無機粒子を含む硬化した配合物を用いている。
【００１３】
本発明に係る配線板によれば、絶縁部材中の無機粒子は放熱性および絶縁性を有する。またポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質は、絶縁性を有し金属基材等から容易に剥がれることはない。よって、金属基材表面上にこの絶縁部材を配置し、さらにその上に配線層を形成するようにすると、この配線板は、長期間の使用に耐え得る放熱性の良好な配線板となる。また、この硬化した配合物はソルダーレジストとして用いることができる。この場合、使用環境が厳しい場合にも、長期間に渡って安定した状態を得ることができる配線板となる。
【００１４】
また、他の本発明に係る配線板は、上述の発明に加え、配合物は、無機粒子を６０から８０質量部含む。この構成を採用することによって、金属基材との密着性を好適にできると共に、放熱性を好適にできる無機粒子の含有比率を確保できる。
【００１５】
また、他の本発明に係る配線板は、上述の発明に加え、無機粒子は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうち少なくとも１種以上を含む。この構成を採用することによって、特に熱伝導性が良好な無機粒子を用いることとなるため、放熱性の良好な配線板となる。
【００１６】
また、他の本発明に係る配線板は、上述の発明に加え、硬化した配合物は、ハンター方式（後述する）による白色度が８７以上である。この構成を採用することによって、硬化した配合物が被覆している配線板の部分に紫外線が照射されても、その紫外線を反射して、紫外線照射による劣化等を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によって、長期間の使用に耐え得る放熱性の良好な配線板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る配線板の製造法を示す図で、配線板の仕掛品および配線板の縦断面図として各工程を示す図で、（Ａ）から（Ｄ）に進むに従って、配線板の製造が進行する状況を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係る配線板１の製造法について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る配線板１の製造法は、図１に示すようにアルミニウムの板からなる金属基板２の面を、ポリシロキサン構造を有する物質と絶縁性および放熱性を有する無機粒子を含む配合物３で被覆し（図１（Ｂ））、配合物３を硬化する工程を有する。そして、硬化する工程の後、銅箔４を配合物３と固着し（図１（Ｃ））、銅箔４を部分的に除去して配線層５を形成する（図１（Ｄ））工程を有する。また絶縁性を有するとは、配線板の配線部分に接触させた場合であっても配線板の配線の通りの導通をさせることができる物質の特性をいう。また放熱性を有するとは、配線板の配線部分に接触させた場合に、その配線部分の熱を吸熱して他の部分または大気へとその熱を逃がすことができる物質の性質をいう。
【００２１】
配合物３を得るには、まずテトラメトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣＨ３)４）を２０質量部と、メチルトリメトキシシラン（ＣＨ３Ｓｉ(ＯＣＨ３)３）を８０質量部とをエチルアルコール１００質量部に混合し、塩酸を触媒として反応させ、酸性の溶液を得る。次に、その酸性溶液をジエチルアミン（ＣＨ３ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ３）によって中和し、中和溶液を得る。そして、中和溶液をジエチレングリコールブチルエーテルで溶剤置換し、樹脂不揮発分濃度６０％、粘度４００ｃｐの樹脂溶液を得る。そしてこの樹脂溶液と、平均粒径２．３μｍの酸化珪素粒子（電気化学工業株式会社製 商品名：ＦＳ−３ＤＣ）と、酸化チタン（古河ケミカルズ株式会社製 商品名：ＦＲ−２２）の粉末の混合物を３本ロールで練ってペーストを得る。このペーストが配合物３となる。この配合物３は、ポリシロキサン構造を有する物質と無機粒子を有する。そして、配合物３は絶縁性と放熱性を有する酸化珪素粒子および酸化チタン粒子を含む。酸化珪素粒子は、配合物３全体の４０質量部を占める量とする。酸化チタン粒子は、配合物３全体の３０質量部を占める量とする。よって、この配合物３は、無機粒子を７０質量部含んでいる。
【００２２】
金属基板２の面を配合物３で被覆するには（図１（Ｂ））、配合物３となるペーストを金属基板２の面にステンレス製の２５０メッシュの印刷製版を用いてスクリーン印刷する。
【００２３】
そして、その印刷した配合物３を８０℃で３０分間乾燥する。この段階では配合物３は硬化していない。その後、配合物３の表面に銅箔４を貼り付け、２００℃で６０分間加熱炉で加熱処理することで、配合物３を硬化させ、硬化した配合物３Ａが得られる。その際に、銅箔４が硬化した配合物３Ａと圧接し、銅箔４と硬化した配合物３Ａとが固着される（図１（Ｃ））。硬化した配合物３Ａは、ハンター方式による白色度が９０から９２の間である。なお、硬化した状態とは、硬化前に溶解していた溶剤等に溶解しなくなった状態をいう。別言すると、硬化した状態とは、配合物３が脱水、脱アルコール等で縮合してＳｉＯ２に近似した状態をいう。
【００２４】
その後、銅箔４の一部を除去する。すなわち、いわゆるサブストラクト法によって銅箔４から配線層５を形成する。配線層５の形成は、まず銅箔４の表面に配線パターンに対応する形状のレジストを配置し、エッチングを行う。そして、その後、そのレジストを除去して、残った銅箔４が配線パターン形状として残り、図１（Ｄ）に示すように配線層５が形成される。これで本実施の形態に係る配線板１が製造される。
【００２５】
このように製造された本実施の形態に係る配線板１は、絶縁部材として、ポリシロキサン構造を有する物質と無機粒子である酸化珪素粒子および酸化チタン粒子を含む硬化した配合物３Ａを用いている。
【００２６】
本実施の形態に係る配線板１は、硬化した配合物３Ａが絶縁性を有し金属基板２から容易に剥がれることはない。よって、金属基板２の表面上に硬化した配合物３Ａの層を介して配線層５を形成した場合、この配線層５は長期間に渡って剥がれることはない。この結果、この配線板１は、長期間の使用に耐え得る放熱性の良好な配線板１となる。
【００２７】
上述の樹脂溶液は、硬化後に非晶質のガラス構造を有する物質となる。この物質は、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ）を有している。このシロキサン結合は、多くの有機化合物を形成するＣ-Ｃ,Ｃ=Ｏ等の結合力よりも非常に強く結合され、その結合状態は安定している。シロキサン結合を主骨格とし側鎖に有機基を有するオルガノポリシロキサン（一般にはシリコーンと称せられる）は、耐熱性、耐寒性、耐候性、電気特性、撥水性、離型性等の点で優れた性能を有している。
【００２８】
（他の形態およびその形態を採用した場合の効果等）
上述した配線板１の製造法および配線板１は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
【００２９】
上述した実施の形態では、金属基材としての金属基板２にアルミニウム板を用いているが、他の金属、たとえばステンレス板、アルミニウム基合金板等を用いても良い。また金属基材は、表面に微小孔を有しているものを用いても良い。この金属基材を用いることによって、微小孔のアンカー効果が発揮され、金属基材と硬化した配合物３Ａとの密着性が良好になると共に、金属基材の表面積が増加して、放熱性がより良好になる。さらに、金属基材は、金属糸を織ったものとしても良い。この金属基材を用いることによって、織り目のアンカー効果が発揮され、金属基材と硬化した配合物３Ａとの密着性が良好になると共に、金属基材の表面積が増加して、放熱性がより良好になる。
【００３０】
上述した実施の形態では、配合物３を構成するポリシロキサン構造を有する物質として、テトラメトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣＨ３)４）２０質量部と、メチルトリメトキシシラン（ＣＨ３Ｓｉ(ＯＣＨ３)３）８０質量部から誘導されるものを用いている。しかし、これら以外の１種または２種以上のアルコキシシラン化合物、またはクロルシラン等から誘導されるポリシロキサン構造を有する物質を用いても良い。
【００３１】
これらのポリシロキサン構造を有する物質を用いた、ポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質は、通常珪酸を主成分とした非晶質のガラス構造を有している。したがってこれらポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質は、通常の樹脂とは異なって吸湿性に乏しく、電気的・熱的な特性としての経時変化を殆どせず、各種のガス・有機溶剤によっては初期の特性が変化し難い、セラミックスのような性質を有する。そのため、これらのポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質を配線板の絶縁部材として用いた場合に、配線板は、配線板として必要な電気的、熱的な安定性を確保することができる。たとえば配線板の内部絶縁層としてこれらのポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質を用いる場合には、吸湿による内部抵抗値の変化等を生じさせることは殆ど無い。また、これらのポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質の耐熱温度（変性しない温度）は、５００〜６００℃である。さらに、これらのポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質は、金属基材となり得る銅・鉄、または石英、ジルコニア等の素材の熱膨張・熱収縮にも追随できるため、温度変化によるクラック等が発生し難い。特に、ポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質に無機粒子を４０％以上混合した硬化した配合物３Ａは、熱膨張・熱収縮に追随し易い。さらに、これらのポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質は、ガラスと同等の硬度を有するため、引っ掻き等の衝撃に対して傷が付き難い。
【００３２】
上述のアルコキシシランは一般的には次式で示される。
（Ｒ’Ｏ）ｎ ＳｉＲ４−ｎ
Ｒ：ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７、Ｃ４Ｈ９、Ｃ６Ｈ５
Ｒ’：ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７、Ｃ４Ｈ９
ｎ： １〜４
【００３３】
例えば、アルコキシ基が３つあるトリメトキシメチルシラン（アルコキシシランの一種）は加水分解してシラノール基を生じ、ついで縮合を繰り返すことにより網目構造を有するオリゴマー、ポリマーへと変化する。この時、アルコキシシランのｎ数の違うものを併用することにより、鎖状に近いものから網目構造までポリシロキサンの構造を変化させることができる。また、加熱により、さらには適当な触媒（酸類またはＺｎ，Ｐｂ，Ｃｏ，Ｓｎなどの金属石鹸、アミン、ジブチルスズラウレート等）を添加することにより、硬化を促進させることができる。
【００３４】
なお、オルガノポリシロキサンはクロルシランもしくはアルコキシシラン等を用いて合成される。ここでクロルシランを用いるとオルガノポリシロキサンの末端基は（−ＯＨ）を有する。またアルコキシシランを用いるとオルガノポリシロキサンの末端基には（−ＯＨ）と（−ＯＲ）の両方を混在させることができる。
【００３５】
アルコキシシラン構造の例を以下の化学式１、化学式２に示す。これらの構造を有する物質の１種または２種以上の反応物を、ポリシロキサン構造を有する物質として用いることができる。
【化１】
【化２】
【００３６】
なお、上述のポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質は、珪酸に近い構造をしている。珪酸は、振動または熱エネルギーを与えた場合に分子振動が発生し遠赤外線を放射する特性を有している。この特性は、珪酸が蓄えた熱エネルギーを遠赤外線という電磁波を放射することで熱を減少させる作用をする。よって、配線板上に実装される電子部品が発する熱を効率良く放熱できる。
【００３７】
上述の実施の形態では、配合物３中の７０質量部含む無機粒子は、平均粒径２．３μｍの酸化珪素粒子を４０質量部、および酸化チタン粒子を３０質量部としている。しかし、酸化珪素粒子以外の物質でも良い。無機粒子としては、たとえば、酸化アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子および窒化アルミニウム粒子のうち少なくとも１種以上としても良い。また、酸化アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子、窒化アルミニウム粒子および窒化ホウ素粒子のうち少なくとも２種以上としても良い。さらに、配合物３が含む無機粒子の質量部は特に限定されない。しかし、金属基板２との密着性を好適にできる配合物３の量的な比率を確保すると共に、放熱性を好適にする観点からは、無機粒子の質量部は６０から８０質量部とすることが好ましい。特に好ましい配合物３は、濃度６０％の反応樹脂溶液の不揮発分を２０〜４０質量部と、酸化珪素粒子を３０〜５０質量部と、酸化チタン粒子を１０〜４０質量部としたものである。さらに、無機粒子の平均粒径は特に限定されない。
【００３８】
上述の実施の形態では、配線層５を形成するのに銅箔４を用いている。しかし、銅板を用いても良いし、銅以外の金属箔または金属板を用いても良い。また、銅の無電解めっき層を銅箔４に代えて形成しても良い。銅の無電解めっき層は、緻密で複雑な配線パターンを上述のサブストラクト法によって形成でき易い利点がある。
【００３９】
上述の実施の形態では、配合物３を硬化する前の段階で銅箔４を配合物３の表面に圧接している。しかし、この圧接以外の固着方法を採用しても良い。たとえば配合物３を硬化した後に、硬化した配合物３Ａに銅箔４を貼付する等しても良い。
【００４０】
上述の実施の形態では、配線層５を形成するためにサブストラクト法を採用している。しかし、配線パターンのめっき、導電ペーストなどの印刷、配線パターンに対応する部分への金属の蒸着、予め形成した配線パターンの基板への接着等のアディティブ法を採用しても良い。
【００４１】
上述した実施の形態では、硬化した配合物３Ａは、金属基板２を被覆する部材として用いられている。しかし硬化した配合物３Ａは、ソルダーレジストとして配線層５を部分的に被覆する部材として用いても良い。ソルダーレジストは、配線板の最外層に配置させるものであるため、外気の湿度が高い場合、各種のガスに曝されるおそれがある場合等、使用環境が厳しい場合には、硬化した配合物３Ａの各種特性の安定性の優位性が発揮され易い。
【００４２】
上述した実施の形態では、硬化した配合物３Ａのハンター方式による白色度が９０から９２の間である。しかし、配合物３に顔料などを加えて種々の色のものとし、硬化した配合物３Ａのハンター方式による白色度を８６以下にすることができる。また、配線板にＬＥＤを実装する場合、ＬＥＤが発する紫外線を反射するためには、ハンター方式による白色度が８７以上の硬化した配合物３Ａを用いることが好ましい。特に、樹脂を基材の主成分とする配線板のソルダーレジストとして硬化した配合物３Ａを用いる際には、その樹脂が紫外線の照射によって劣化するのを、白色度の高い硬化した配合物３Ａを用いることによって抑制できるため好ましい。また、上述した実施の形態のように硬化した配合物３Ａを配線板１の全面に配置し、その配線板１にＬＥＤを実装する場合には、光の反射板として配線板１を機能させることができ、光の照射方向を集中させることができるため好ましい。また、硬化した配合物３Ａの光反射率をさらに向上させるためには、硬化した配合物３Ａにガラスビーズを含有させるのも一手段である。そのガラスビーズの含有比は、硬化した配合物３Ａ全体に対して５から１０質量部とすることが好ましい。また、ハンター方式による白色度を８７以上とするためには、無機粒子として酸化チタン粒子を含ませることが好ましい。
【実施例】
【００４３】
上述の配合物３について、無機粒子である酸化珪素粒子および酸化チタン粒子と、ポリシロキサン構造を有する物質との配合比(質量比）を変化させた場合の硬化した配合物３Ａの膜の状態を表１に示した。なお、無機粒子である酸化珪素粒子と酸化チタン粒子との配合比は全て同じにした。膜の状態は、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠した鉛筆硬度試験を行い、どの程度の鉛筆硬度を有するかについて評価した。表中の「◎」は鉛筆硬度が６Ｈ以上、表中の「○」は鉛筆硬度がＨ以上５Ｈ以下、表中の「△」は鉛筆硬度がＨＢであることを意味する。この結果から、硬化した配合物３Ａは、どの配合比でも大きな鉛筆硬度を有しており、特に無機粒子が配合物３のうち６０から８０質量部含む場合により好ましい硬度を有することがわかった。
【００４４】
【表１】
【００４５】
また上述の配合物３のペーストの粘度、硬化後に加熱した後の残分、硬化した配合物３Ａの色調を表２に示した。粘度の測定については、東機産業株式会社製のＢ型回転粘度計（機種名：ＴＶ−１０）を用い、ローターＮｏ．２３（Ｍ４）、液温：２４．８℃、溶液量：１８３ｇ（１５０ｍｌ）、使用容器：１５０ｇディスポカップとした条件で測定した。
【００４６】
【表２】
【００４７】
また上述の配合物３の印刷性、および硬化した配合物３Ａの各種特性について、試験項目別に表３に示した。ここで印刷条件は、配合物３のペーストをステンレス２５０メッシュのスクリーン印刷製版を用いてガラス板上等に３０ｍｍ角に印刷する条件である。そして印刷後の硬化条件は、８０℃で３０分乾燥して厚み２３μｍ等の膜を得て、その後、高温加熱炉に入れ６０分間加熱する条件である。なお、硬化した配合物３Ａの「耐電圧」試験を実施する際には、印刷後の硬化した配合物３Ａの膜厚を２０μｍ、３０μｍ、および７０μｍのものを別途作製した。
【００４８】
【表３】
【００４９】
上述の表３の「放熱性」試験に用いた比較対象物は、配合物３に代えて太陽インキ製造株式会社製 ＰＳＲ ４０００（３０ｍｍ角、厚み２３μｍｍの印刷物）を硬化させたものである。
【００５０】
上述の表３の結果から配合物３は、印刷性に優れ、また、硬化した配合物３Ａの印刷物と被印刷物との密着性に優れていることがわかる。また印刷後の硬化した配合物３Ａは、良好な硬度、耐熱性、耐酸・アルカリ性、耐温水性、耐溶剤性、絶縁性、耐電圧性、放熱性を有していることがわかった。
【００５１】
上述の硬化した配合物３Ａと同じ役目を果たす別の硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆを製造した。硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆを得るには、まずテトラエトキシシラン（Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４）を２０質量部と、フェニルトリエトキシシラン（Ｃ６Ｈ５Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)３）を８０質量部とをエチルアルコール１００質量部に混合し、蟻酸を触媒として反応させ、酸性の溶液を得た。次に、その酸性溶液をトリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ）によって中和し、中和溶液を得た。そして、中和溶液をジエチレングリコールブチルエーテルアセテートで溶剤置換し、樹脂不揮発分濃度６０％、粘度４００ｃｐの樹脂溶液を得た。そしてこの樹脂溶液と酸化チタン粒子、酸化珪素粒子（電気化学工業株式会社製 商品名：ＦＳ−３ＤＣ）、酸化アルミニウム粒子（電気化学工業株式会社製 商品名：ＤＡＭ−０５）、酸化亜鉛粒子、窒化アルミニウム粒子および窒化ホウ素粒子のうち少なくとも１種以上の所定の粉末との混合物を３本ロールで練って、表４に示す３Ｂ〜３Ｆの５種類のペーストを得た。これらのペーストを硬化させることによって、硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆとなる。硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆに付された符号（３Ｂ〜３Ｆ）は、表４に示すペーストに付された符号（３Ｂ〜３Ｆ）に対応し、たとえば３Ｂのペーストを硬化させると硬化した配合物３Ｂとなる。またこれらの硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆは、ポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質と、絶縁性および放熱性を有する無機粒子とを含む。
【００５２】
【表４】
【００５３】
表４に示す３Ｂ〜３Ｆのペーストおよび上述の表３に示す「放熱性」試験に用いた比較対象物のペーストを「比較対象物」とし、それぞれの印刷物を２００℃の熱板に載せ、所定時間経過後の表面温度を測定したところ、表５の結果を得た。なお、この加熱後、２分経過する前、すなわち最初の測定前に、各ペーストは硬化して硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆおよび比較対象物となった。
【００５４】
【表５】
【００５５】
表５の結果から、各硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆは、比較対象物に比べて表面温度の上昇が抑えられていることがわかる。この表面温度上昇抑制効果は、硬化した配合物３Ｂ〜３Ｆの高い放熱性を裏付けている。特に無機粒子として窒化アルミニウム粒子または窒化ホウ素粒子を含む硬化した配合物３Ｅ，３Ｆは、より高い放熱性を有していることがわかった。
【００５６】
次に硬化した配合物３Ａの耐絶縁性および基材への密着性について検討した。
【００５７】
まず、配合物３のペーストを厚さ３ｍｍのアルミニウム板に１５０メッシュのステンレス製のスクリーン印刷版を用いて印刷した。そして、その印刷物を８０℃で３０分間乾燥した後に２００℃で４０分加熱硬化してアルミニウム板上に無機粒子を主成分とする厚さ３５μｍの絶縁層Ａを得た。
【００５８】
次に、この絶縁層Ａの上に配合物３を製造する過程で得られた反応樹脂溶液を３２５メッシュのステンレス製のスクリーン印刷版を用いて印刷した。そして、その印刷物を８０℃で３０分間乾燥してシロキサン化合物の皮膜１０μｍを得た。このシロキサン化合物の皮膜に銅箔（３５μｍ）を載せ真空プレスを用いて真空下において１６０℃で、２０分間圧接し、更に２００℃で４０分間加熱処理して、アルミニウム板と皮膜と銅箔とを接着し、固着物Ａを得た。
【００５９】
配合物３のペーストを厚さ５０μｍの銅箔上に１５０メッシュのステンレス製のスクリーン印刷版を用いて印刷した。そして、その印刷物を８０℃で３０分間乾燥して無機粒子を主成分とする厚さ３５μｍの絶縁層Ｂを得た。さらに絶縁層Ｂの上に同じペーストを２５０メッシュのステンレス製のスクリーン印刷版を用いて印刷した。そして、その印刷物の上にステンレス糸を織った１５０メッシュ相当の微小孔を有するシートを圧接し、その後１８０℃で６０分間加熱処理して、そのシートと印刷物と銅箔とを接着した固着物Ｂを得た。
【００６０】
固着物Ｂを得る際に用いたステンレス糸を織ったシートに代えて、１００μｍ厚のステンレス箔をエッチングして得られた２００メッシュ相当の微小孔を有する多孔性ステンレス箔を用いた。そして、そのステンレス箔を上述の印刷物に圧接し、１８０℃で６０分間加熱処理して、多孔性ステンレス箔と印刷物と銅箔とを接着した固着物Ｃを得た。
【００６１】
固着物Ａ，Ｂ，Ｃの銅箔に対してエッチングを施し、所定形状に銅配線のパターンを形成した。その後、各固着物Ａ，Ｂ，Ｃの印刷物と基材（アルミニウム板、ステンレス糸を織ったシート、多孔性ステンレス箔）との絶縁性および密着性の試験を行った。絶縁性試験は、ＪＩＳ Ｃ ５０１２の表面層耐電圧試験に準拠して行った。密着性試験は、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−７に準拠して行った。それぞれの試験結果を表６に示す。
【００６２】
【表６】
【００６３】
表６の結果から、固着物Ａ，Ｂ，Ｃのいずれも耐電圧特性、密着性に優れていることがわかった。特に固着物Ｂ，Ｃは、基材にステンレス糸を織ったシート、または多孔性ステンレス箔を用いているため、印刷物との密着性に優れていた。
【００６４】
次いで、硬化した配合物３Ａの白色度および光反射率について検討した。
【００６５】
白色度および光反射率を測定する測定機器は、日本電色工業株式会社製商品名ＮＤ−３００Ａ（色差計−ＣＮ−２）である。そして白色度は、ハンター方式によって測定した（ＪＩＳ Ｋ ５９８１に準拠）。ハンター方式とは、白色度をＷ、明度をＬ、ａを＋側でより赤味、−側でより緑味を表す色調値、ｂを＋側でより黄味、−側でより青味を表す色調値とした場合、以下の式（１）によって白色度（Ｗ）を求める方式である。なお、Ｌ値が高いことは光反射率が高いということとなる。
Ｗ＝１００−〔（１００−Ｌ）２＋ａ２＋ｂ２〕１／２・・・（１）
【００６６】
測定方法は、硬化した配合物３Ａ（ｎ＝２）の各々５箇所にて測定し、その平均値を求めるものである。比較対象物として、ソルダーレジストとして用いられる山栄化学株式会社製のＬＥ−６０００Ｆ（３０ｍｍ角、厚み２３μｍｍ）を硬化したものを用いた。測定結果を表７に示す。
【００６７】
【表７】
【００６８】
表７から、硬化した配合物３Ａの白色度および光反射率は比較対象物よりも高いことがわかった。
【００６９】
表７に示す白色度および光反射率の測定後、測定に用いた硬化した配合物３Ａおよび比較対象物を２００℃で２４時間加熱処理し、冷却後に同様の測定をおこない、退色の程度を評価した。その評価結果を表８に示す。
【００７０】
【表８】
【００７１】
表８から、何れのサンプルも白色度・光反射率の低下がみられたが、硬化した配合物３Ａの方が比較対象物よりもその低下率が小さいことがわかった。すなわち、硬化した配合物３Ａの方が比較対象物よりも耐熱性が高いことがわかった。
【符号の説明】
【００７２】
１ 配線板
２ 金属基板（金属基材）
３ 配合物
３Ａ 硬化した配合物
４ 銅箔（金属箔）
５ 配線層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１種または２種以上のアルコキシシランまたはクロルシランから誘導されるポリシロキサン構造を有する物質と、絶縁性および放熱性を有する無機粒子を含む配合物で金属基材の面を被覆し、上記配合物を硬化する工程を有することを特徴とする配線板の製造法。
【請求項２】
前記硬化する工程の前に、金属箔または金属板と前記配合物とを固着し、前記硬化する工程の後に、上記金属箔または上記金属板を部分的に除去して配線層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１記載の配線板の製造法。
【請求項３】
前記無機粒子は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうち少なくとも１種以上を含むものであることを特徴とする請求項１または２記載の配線板の製造法。
【請求項４】
前記金属基材は、表面に微小孔を有することを特徴とする請求項１、２または３記載の配線板の製造法。
【請求項５】
前記金属基材は、金属糸を織ったものであることを特徴とする請求項１、２または３記載の配線板の製造法。
【請求項６】
絶縁部材として、１種または２種以上のアルコキシシランまたはクロルシランから誘導されるポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質と、絶縁性および放熱性を有する無機粒子を含む硬化した配合物を用いたことを特徴とする配線板。
【請求項７】
前記配合物は、前記無機粒子を６０から８０質量部含むことを特徴とする請求項６記載の配線板。
【請求項８】
前記無機粒子は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうち少なくとも１種以上を含むものであることを特徴とする請求項６または７記載の配線板。
【請求項９】
前記硬化した配合物は、ハンター方式による白色度が８７以上であることを特徴とする請求項６、７または８記載の配線板。
【請求項１】
１種または２種以上のアルコキシシランまたはクロルシランから誘導されるポリシロキサン構造を有する物質と、絶縁性および放熱性を有する無機粒子を含む配合物で金属基材の面を被覆し、上記配合物を硬化する工程を有することを特徴とする配線板の製造法。
【請求項２】
前記硬化する工程の前に、金属箔または金属板と前記配合物とを固着し、前記硬化する工程の後に、上記金属箔または上記金属板を部分的に除去して配線層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１記載の配線板の製造法。
【請求項３】
前記無機粒子は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうち少なくとも１種以上を含むものであることを特徴とする請求項１または２記載の配線板の製造法。
【請求項４】
前記金属基材は、表面に微小孔を有することを特徴とする請求項１、２または３記載の配線板の製造法。
【請求項５】
前記金属基材は、金属糸を織ったものであることを特徴とする請求項１、２または３記載の配線板の製造法。
【請求項６】
絶縁部材として、１種または２種以上のアルコキシシランまたはクロルシランから誘導されるポリシロキサン構造を有する物質を硬化した物質と、絶縁性および放熱性を有する無機粒子を含む硬化した配合物を用いたことを特徴とする配線板。
【請求項７】
前記配合物は、前記無機粒子を６０から８０質量部含むことを特徴とする請求項６記載の配線板。
【請求項８】
前記無機粒子は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうち少なくとも１種以上を含むものであることを特徴とする請求項６または７記載の配線板。
【請求項９】
前記硬化した配合物は、ハンター方式による白色度が８７以上であることを特徴とする請求項６、７または８記載の配線板。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１６５００９（Ｐ２０１２−１６５００９Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９９３５５（Ｐ２０１２−９９３５５）
【出願日】平成２４年４月２５日（２０１２．４．２５）
【分割の表示】特願２００７−２０６９４３（Ｐ２００７−２０６９４３）の分割
【原出願日】平成１９年８月８日（２００７．８．８）
【出願人】（５０８１７６１１９）
【出願人】（５０８１７５８８０）
【出願人】（５０７２６７４１４）フューチャープロダクト株式会社 (2)
【出願人】（５９５０６８１９５）株式会社アイン (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２５日（２０１２．４．２５）
【分割の表示】特願２００７−２０６９４３（Ｐ２００７−２０６９４３）の分割
【原出願日】平成１９年８月８日（２００７．８．８）
【出願人】（５０８１７６１１９）
【出願人】（５０８１７５８８０）
【出願人】（５０７２６７４１４）フューチャープロダクト株式会社 (2)
【出願人】（５９５０６８１９５）株式会社アイン (9)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]