DE69325936T2

DE69325936T2 - Verfahren zur Herstellung von Platten für gedruckte Schaltungen

Info

Publication number: DE69325936T2
Application number: DE69325936T
Authority: DE
Inventors: Shinsuke Hagiwara; Hiroyuki Kuriya
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1992-04-14
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 2000-03-30
Anticipated expiration: 2013-04-09
Also published as: US5449480A; DE69325936D1; EP0566043B1; EP0566043A3; EP0566043A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

(a) Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Platten für gedruckte Schaltungen, die für die Herstellung von elektrischen und Elektrogeräten verwendet werden.

(b) Beschreibung des Standes der Technik

Platten für gedruckte Schaltungen, die für die Herstellung von elektrischen und Elektrogeräten verwendet werden, wurden bisher durch Aufheizen und Pressen von mehreren Prepregs aus Basismaterialien wie Papier- oder Glasstoffen, die mit Phenolharzen oder Epoxidharzen getränkt sind, zusammen mit einer Metallfolie, die den Leiter für die Schaltung bildet, in einer Presse hergestellt.
Die Eigenschaften solcher Platten werden im wesentlichen durch die Basismaterialien bestimmt, die in den Platten in einem großen Verhältnis von 20 bis 50 Vol.-% vorliegen, und es war schwierig, die Platten mit bestimmten Eigenschaften zu versehen, etwa einer geringen thermischen Expansion, einer hohen thermischen Leitfähigkeit oder einer hohen dielektrischen Konstante.
Bei anderen bekannten Verfahren werden für die Herstellung der Platten Formwerkstoffe verwendet, aber wenn thermoplastische Kunstharze als Formwerkstoff verwendet werden, entstehen einige Probleme, wie eine schlechte thermische Lötfestigkeit, die Verwendung von teueren, thermisch widerstandsfähigen Kunstharzen und ein Verwerfen oder eine Deformation. Des weiteren weisen thermoplastische Kunstharze im allgemeinen eine hohe Schmelzviskosität auf, was das Hinzufügen von größeren Mengen an Füllstoffen zum Verbessern der Eigenschaften der Platten verhindert. In den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Kokai Koho Nr. 53-50469 und 58- 77276 ist die Verwendung von wärmehärtenden Harzen beschrieben. Bei dem dort beschriebenen Verfahren werden die Leiterschichten jedoch durch Beschichten oder Verbinden nach dem Formen der Platten ausgebildet, und es ist zweifelhaft, ob die Leiterschichten eine ausreichende Haftfestigkeit und ausreichende elektrische Eigenschaften besitzen. Das integrierte Ausformen von Leiterfolien und Formwerkstoffen ist zum Beispiel in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Kokai Koho Nr. 62-77926 beschrieben. Die Zusammensetzung der verwendeten Formwerkstoffe ist jedoch nicht angegeben, und in den Beispielen werden anorganische Füllstoffe in solch geringen Mengen wie etwa 20 Vol.-% angegeben, daß die Platten einen großen Expansionskoeffizienten haben dürften, was die Haftung und die Dimensionsstabilität der Leiterschichten (die Genauigkeit der Schaltungen) verschlechtert.
In den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Kokai Koho Nr. 55-57212, 61-136281 und 3-221448 sind Verfahren zum Herstellen von Platten mit hoher Dielektrizitätskonstante durch Einbringen von hoch dielektrischen Materialien in Isolierschichten beschrieben. Die Isolierschichten enthalten jedoch Basismaterialien wie Glasstoffe, die ein Einbringen der hoch dielektrischen Materialien in solch großen Mengen, daß es für eine Änderung der dielektrischen Konstante ausreicht, verhindern.
Bei den herkömmlichen Platten mit Basismaterialien wie Papier- oder Glasstoffen ist es somit schwierig, ihre Eigenschaften wie den thermischen Expansionskoeffizienten, die thermische Leitfähigkeit oder die dielektrische Konstante deutlich zu verändern. Gegossene Platten ohne Basismaterialien weisen Probleme im thermischen Widerstand, in den Kosten oder in der Zuverlässigkeit auf.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung erfolgte unter Berücksichtigung der obigen Umstände, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wenig aufwendiges Verfahren zum Herstellen von Platten für gedruckte Schaltungen zu schaffen, die eine geringe thermische Expansion und eine hohe thermische Leitfähigkeit oder große Dielektrizitätskonstante haben und die auch im thermischen Widerstand und in der Zuverlässigkeit ausgezeichnet sind.
Die Erfinder haben festgestellt, daß die Aufgabe der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst werden kann, daß eine Metallfolie in eine Form eingelegt wird, in der die Metallfolie integral zusammen mit thermisch aushärtenden Formwerkstoffen mit einer großen Menge an pulvrigem anorganischen Füllstoffen, die eine geringe thermische Expansion und eine hohe thermische Leitfähigkeit oder eine große Dielektrizitätskonstante bewirken können, in Form gebracht wird.
Das heißt, daß die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Platte für gedruckte Schaltungen umfaßt, wobei in einem plattenförmigen Hohlraum einer Form eine Metallfolie derart angeordnet wird, daß sie mit mindestens einer Innenseite des Hohlraums in Kontakt steht, wobei dann in den Hohlraum ein wärmehärtender Formwerkstoff eingespritzt wird, der ein Epoxidharz und einen Härter als Harzkomponente sowie einen pulverförmigen anorganischen Füllstoff enthält, und das Epoxidharz ausgehärtet wird, wobei der Formwerkstoff 50 bis 90 Vol.-% an pulverförmigem anorganischem Füllstoff, bezogen auf die Gesamtmenge an Formwerkstoff, enthält, und wobei der pulverförmige anorganische Füllstoff ein Siliziumoxidpulver, ein Cordieritpulver, ein Aluminiumoxidpulver, ein Aluminiumnitridpulver, ein Siliziumnitridpulver, ein Bornitridpulver, ein Siliziumkarbidpulver, ein Borkarbidpulver, ein Berylliumoxidpulver, ein Titandioxidpulver, ein Bariumtitanatpulver, ein Kalziumtitanatpulver, ein Strontiumtitanatpulver, ein Bleititanatpulver, ein Bariumzirkonat pulver, ein Kalziumzirkonatpulver, ein Bariumstannatpulver, ein Kalziumstannatpulver oder ein gebranntes Pulver eines dielektrischen Rohmaterials für einen Keramikkondensator, wobei das gebrannte Pulver eine Dielektrizitätskonstante von mindestens 300 hat, oder eine Mischung daraus umfaßt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Form, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der zwei Metallfolienblätter im Hohlraum der Form angeordnet werden.
Die Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer Form, die einer weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der zwei Metallfolienblätter und eine Metallplatte im Hohlraum der Form angeordnet werden.
Die Fig. 3(a), (b), (c) und (d) sind Schnittansichten von Formen, die weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen, bei denen eine Metallfolie und eine oder mehrere Metallplatten im Hohlraum der Form angeordnet werden.
Die Fig. 4 ist eine Schnittansicht einer Form, die einer weitere, andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der zwei Metallfolienblätter und eine Keramikplatte im Hohlraum der Form angeordnet werden.
Die Fig. 5(a) ist eine Schnittansicht einer Form, die einer weitere, andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der zwei Metallfolienblätter und zwei gedruckte Leiterplatten im Hohlraum der Form angeordnet werden, die Fig. 5(b) ist eine Schnittansicht der bei der Ausführungsform der Fig. 5(a) erhaltenen Platte und die Fig. 5(c) eine Schnittansicht der in der Fig. 5(b) gezeigten Platte mit fertiggestellter Schaltung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Der Formwerkstoff, der zu der Isolierschicht der hergestellten Platte wird, ist ein thermisch härtender Formwerk stoff aus einem Epoxidharz, einem Härter und einem pulverförmigen anorganischen Füllstoff, der den pulverförmigen anorganischen Füllstoff in einem Verhältnis von 50 bis 90 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Formwerkstoff, enthält.
Das Epoxidharz und der Härter, die im folgenden manchmal die "Harzkomponente" genannt werden, sind nicht besonders eingeschränkt, sie können von der Art sein, die allgemein als Isolationsharze und Härter für elektronische und elektrische Geräte verwendet werden. Einige Beispiele für die Epoxidharze sind Orthocresol-Novolak-Epoxidharze, Diglycidylether von alkylsubstituierten Biphenolen und Diglycidylether von Bisphenol-A-Harzen.
Ein typisches Beispiel für einen Diglycidylether eines alkylsubstituierten Biphenols hat die folgende Formel:
Andere Beispiele umfassen solche, bei denen die Benzolringe durch niedrige Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl und Butyl ersetzt sind.
Beispiele für den Härter sind Novolak-Phenolharze, Phenolaralkylharze und Dicyandiamid-Härter.
Unter dem Gesichtspunkt der elektrischen Eigenschaften, des Feuchtigkeitsfestigkeit und des thermischen Widerstands umfassen bevorzugte Beispiele für die Kombination des Epoxidharzes und des Härters eine Kombination eines Orthocresol-Novolak-Epoxidharzes mit einem Novolak-Phenolharzhärter, eine Kombination eines Diglycidylethers von alkylsubstituierten Biphenolen mit einem Phenolaralkylharzhärter, eine Kombination eines Diglycidylethers von Bisphenol-A-Harzen mit einem Dicyandiamidhärter, eine Kombination eines Diglycidylethers von alkylsubstituierten Biphenolen mit einem Novolak- Phenolharzhärter und eine Kombination eines Orthocresol- Novolak-Epoxidharzes mit einem Phenolaralkylharz.
Das Epoxidharz besitzt vorzugsweise eine Schmelzviskosität von nicht mehr als 300 mPas (3 Poise), gemessen mit einem I. C. I.-Korn-und-Platten-Viskosimeter bei 150ºC. Eine erhöhte Menge von pulverförmigen anorganischen Füllstoffen kann das Fließvermögen des Formwerkstoffes zum Zeitpunkt des Formgießens herabsetzen, was die Formwerkstoffe zum Gießen ungeeignet machen kann. Epoxidharze mit einer geringen Viskosität ermöglichen die Zugabe einer ausreichenden Menge an pulverförmigen anorganischen Füllstoffen, wobei das Fließvermögen zum Zeitpunkt des Gießens sichergestellt ist. Wenn die unter den obigen Bedingungen gemessene Viskosität größer ist als 3 Poise, kann es unmöglich werden, eine ausreichende Menge an pulverförmigen anorganischen Füllstoffen einzumischen. Epoxidharze mit niedriger Schmelzviskosität erfordern keine Additive zum Herabsetzen der Viskosität der Harze, wie organische Lösungsmittel, Weichmacher oder Verdünner. Insbesondere organische Lösungsmittel erfordern kostspielige Zusatzeinrichtungen wie explosionssichere Geräte zum Trocknen, Wiedergewinnen und Behandeln der Abluft, während bei Epoxidharzen niedriger Viskosität solche Geräte nicht erforderlich sind.
Der pulverförmige anorganische Füllstoff wird zu der Harzkomponente hinzugefügt, um die Platte mit bestimmten Eigenschaften zu versehen. Die von dem pulverförmigen anorganischen Füllstoff bewirkten Eigenschaften hängen von der Art des verwendeten pulverförmigen anorganischen Füllstoffes ab. Die Verwendung eines Siliziumoxidpulvers oder eines Cordieritpulvers als pulverförmigem anorganischem Füllstoff ergibt eine Platte mit geringer thermischer Expansion. Die Verringerung der thermischen Expansion der Isolierschicht kann die thermische Expansion der Isolierschicht mit der der Metallfolie und von Metallplatten oder dergleichen in Übereinstimmung bringen, die in der Platte liegen, wodurch Probleme wie ein Verwerfen, Abblättern oder Reißen vermieden werden. Die ther mische Expansion kann nahe bis zu der von Halbleitervorrichtungen verringert werden, um die elektrische Zuverlässigkeit von Schaltungen zu verbessern, die durch direktes Anbringen der Halbleiter auf der Platte ausgebildet werden.
Die Verwendung wenigstens eines Pulvers aus der Reihe der Aluminiumoxidpulver, Aluminiumnitridpulver, Siliziumnitridpulver, Bornitridpulver, Siliziumkarbidpulver, Borkarbidpulver und Berylliumoxidpulver als pulverförmigem anorganischem Füllstoff ergibt Platten mit hoher thermischer Leitfähigkeit. Platten mit hoher thermischer Leitfähigkeit können Wärme gut abführen. Wenn in Kombination damit Kühlkörper verwendet werden, wird die von elektrischen Komponenten erzeugte Wärme mit geringem Widerstand auf die Kühlkörper übertragen.
Platten mit einer großen Dielektrizitätskonstante können erhalten werden, wenn wenigstens ein Pulver aus der Reihe der Titandioxidpulver, Bariumtitanatpulver, Kalziumtitanatpulver, Strontiumtitanatpulver, Bleititanatpulver, Bariumzirkonatpulver, Kalziumzirkonatpulver, Bariumstannatpulver und Kalziumstannatpulver als der pulverförmige anorganische Füllstoff verwendet wird: Platten mit noch größerer Dielektrizitätskonstanten können durch die Verwendung eines pulverförmigen anorganischen Füllstoffes erhalten werden, der durch Zerkleinern und Brennen des Rohmaterials für einen Keramikkondensator mit einer Dielektrizitätskonstante von mindestens 300 entsteht. Platten mit einer großen Dielektrizitätskonstante wirken selbst als Ableitkondensatoren, die Hochfrequenzrauschen aus den Versorgungsleitungen digitaler Schaltungen entfernen. Solche Platten ermöglichen außerdem das Verkleinern von Hochfrequenzschaltungen, da die Breiten der Schaltungsmuster für die Impedanzanpassung verringert werden können. Typische Beispiele für das Rohmaterial von Keramikkondensatoren enthalten Bariumtitanat als Hauptkomponente mit kleineren Mengen an verschiedenen Additiven.
Der Gehalt an pulverförmigem anorganischem Füllstoff im Formwerkstoff ist 50 bis 90 Vol.-%, vorzugsweise 60 bis 85 Vol.-%. Wenn der Gehalt an pulverförmigem anorganischem Füllstoff kleiner ist als 50 Vol.-%, wird die Platte nicht ausreichend mit den obigen Eigenschaften versehen, und wenn er höher ist als 90 Vol.-%, kann das verringerte Fließvermögen des Formwerkstoffs das Formgießen verhindern. Die Teilchengröße des pulverförmigen anorganischen Füllstoffs ist nicht besonders eingeschränkt, sie kann in Abhängigkeit von zum Beispiel der gewünschte Dicke der Platte oder dem Fließvermögen der Harzkomponente in der Form variiert werden. Im allgemeinen haben die bevorzugten pulverförmigen anorganischen Füllstoffe eine mittlere Teilchengröße von 5 bis 50 um, was die Teilchengröße des gewöhnlich verwendeten Formwerkstoffes ist. Der pulverförmige anorganische Füllstoff kann eine beliebige Form haben, etwa eine gebrochene Form, eine sphärische Form oder eine Faserform, solange er pulverförmig erscheint. Sphärische anorganische Füllstoffe erhöhen das Fließvermögen des Formwerkstoffs beim Gießen, und anorganische Füllstoffe mit gebrochener oder faseriger Form erhöhen die mechanische Festigkeit der Platte.
Der Formwerkstoff kann Amin- oder Phosphor-Härtungsbeschleuniger enthalten, die das Aushärten des Epoxidharzes und des Härters beschleunigen. Der Formwerkstoff kann auch Ablösemittel wie höhere Fettsäuren, Metallsalze höherer Fettsäuren, Esterwachs oder Polyethylenwachs und Farbstoffe wie Ruß enthalten. Auch können dem Formwerkstoff Haftvermittler wie Epoxysilane, Aminosilane, organische Titanate oder Aluminiumalkoholate hinzugefügt werden, um die Adhäsionseigenschaften der Harzkomponente und des pulverförmigen anorganischen Füllstoffes zu verbessern.
Der Formwerkstoff kann im allgemeinen zum Beispiel durch ausreichendes Durchmischen vorgegebener Mengen der Rohmaterialmischung mit etwa einem Mixer, gefolgt von einem Kneten zum Beispiel in einem Extruder, Abkühlen und Zerkleinern erhalten werden. Wenn eine Harzkomponente verwendet wird, die sich bei Raumtemperatur im flüssigen Zustand befindet, kann die Rohmaterialmischung mit einer Misch- und Mahlmaschine oder einem Kneter durchgeknetet werden.
Auch wenn die Metallfolie, die nach der Herstellung der Platte für gedruckte Schaltungen in Schaltkreise umgeformt wird, nicht besonders eingeschränkt ist, wird unter dem Gesichtspunkt der guten Lötbarkeit und des niedrigen Preises vorzugsweise Kupferfolie verwendet, was das übliche Material für Platten für gedruckte Schaltungen ist. Die Dicke der Metallfolie kann in Abhängigkeit von der Verwendung der Platte variiert werden. Die Metallfolie kann vorab bearbeitet werden, etwa entsprechend den jeweiligen Anforderungen mit Löchern versehen oder gedehnt werden. Die Seite der Metallfolie, die mit dem Formwerkstoff in Kontakt kommt, ist vorzugsweise aufgerauht oder behandelt, zum Beispiel mit Haftvermittlern, um die Haftung am Formwerkstoff zu verbessern.
Das Gießen der Platte unter Verwendung des Formwerkstoffes und der Metallfolie kann mit jeder üblichen Technik erfolgen, etwa Preßspritzen, Spritzgießen, Formpressen oder Gießen. Die Fig. 1 zeigt die Gießprozedur beim Preßspritzen. Eine Form mit einer oberen Form 1 und einer unteren Form 2 bildet einen plattenförmigen Hohlraum 3, in den zwei Lagen einer Metallfolie 4 so eingelegt sind, daß die Metallfolien mit beiden Innenseiten des Hohlraums in Kontakt stehen. Nachdem der oben beschriebene Formwerkstoff durch einen Eingußkanal 5 in den Hohlraum 3 eingespritzt wurde und ausgehärtet ist, wird die Form geöffnet und die Platte entnommen.
Wie in der Fig. 2 gezeigt, kann zusammen mit den Metallfolien 4 mindestens eine Metallplatte 6 im Hohlraum 3 so angeordnet werden, daß auch die Metallplatte 6 durch die obige Prozedur integral in die Platte eingegossen wird. Das Vorhandensein der Metallplatte verringert den thermischen Widerstand der Platte und erhöht die Wirksamkeit der Wärmeabfuhr. Die Anordnung der Metallplatte in der Form kann in Abhängigkeit von der gewünschten Schaltkreisausführung variiert werden, zum Beispiel wie in den Fig. 3 (a) bis (d) gezeigt. Wie in der Fig. 3(a) gezeigt, werden Metallplatten 6 teilweise so mit den Innenseiten des Hohlraumes 3 in Kontakt gebracht, daß die Metallplatten 6 teilweise an der Oberfläche der fertigen Platte freiliegen. In der Fig. 3(b) ist eine Metallplatte 6 so angeordnet, daß die Metallplatte 6 an einer Seite der Platte vollständig freiliegt. Wie in der Fig. 3(c) gezeigt, kann ein Ende der Platte zwischen der oberen und der unteren Form 1 und 2 festgehalten werden, oder es kann, wie in der Fig. 3(d) gezeigt, ein äußeres Ende der Metallplatte 6 so zwischen der oberen und der unteren Form 1 und 2 gehalten werden, daß das dazwischenliegende Teil als Teil der Form oder als Angußverteiler dient.
Auch wenn die Metallplatte jede Form haben kann, werden doch thermisch getrennte Formen bevorzugt, die verhindern, daß die in einem Bereich der Platte erzeugte Wärme durch die Metallplatte zu anderen Bereichen gelangt, die temperaturanfällig sind. Metallplatten mit elektrisch getrennter Form haben in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Potentiale. Durch die Verwendung solcher Metallplatten als Erdleiter von elektrischen Abschirmungen ist es möglich, Kurzschlüsse zwischen verschiedenen Schaltkreisen auf einer Platte mit unterschiedlichen Erdpotentialen zu verhindern, zum Beispiel einen Kurzschluß zwischen Hochspannungsschaltungen und Niedrigspannungsschaltungen oder zwischen analogen Schaltkreisen und digitalen Schaltkreisen.
Das Material der Metallplatte kann von jeder Art sein, zum Beispiel ein Metall wie Kupfer, Aluminium oder Eisen oder eine Legierung wie rostfreier Stahl, und mit Zink, Zinn oder Nickel beschichtet sein. Materialien mit hoher thermischer Leitfähigkeit sind erwünscht für die Fähigkeit zur Wärmeabfuhr und solche mit hoher Leitfähigkeit bei einer Verwendung der Metallplatten als Teil von Schaltungen. Die Dicke der Metallplatte ist nicht besonders eingeschränkt und kann in Abhängigkeit von der Dicke, der Verwendung und der Formbarkeit der Platte variieren. Wenn zwei oder mehr Metall platten in einem Hohlraum angeordnet werden, ist die relative Lage der Metallplatten nicht eingeschränkt, und es können alle Metallplatten in der gleichen oder in verschiedenen Ebenen parallel zum Hohlraum angeordnet werden, oder die Metallplatten können teilweise oder ganz in Dickenrichtung überlappen oder ineinander verschachtelt sein. Die Oberfläche der Metallplatten kann entfettet, aufgerauht oder mit einem Haftvermittler behandelt sein, um die Haftung am Formwerkstoff zu verbessern.
Die Metallplatte kann mit durchgehenden Löchern versehen sein, deren Durchmesser größer ist als der der Durchgangslöcher zur Befestigung oder Verbindung. Die beim Formgießen mit ausgehärtetem Harz verschlossenen Durchgangslöcher können zum Beispiel durch Bohren durchstoßen werden, um Durchgangslöcher zu bilden, die durch ausgehärtetes Harz von der Metallplatte isoliert sind. Wenn ein Schaltkreis mit zwei oder mehr nahe beieinanderliegenden Durchgangslöchern geplant ist, können die zwei oder mehr Durchgangslöcher in einem einzigen Durchgangsloch der Metallplatte ausgebildet werden.
Die Metallplatte kann auch mit Durchgangslöchern versehen werden, die den Formwerkstoff beim Formgießen passieren lassen. Beim Formgießen fließt der Formwerkstoff durch die Durchgangslöcher, um eine Deformation der Metallplatte zu verhindern. Das in den Durchgangslöchern ausgehärtete Harz verbessert auch die Haftung der Metallplatte am ausgehärteten Harz und verbindet die ausgehärteten Harzschichten auf den beiden Seiten der Metallplatte, wodurch sich die Festigkeit gegen ein Abblättern oder Einreißen erhöht.
Vorzugsweise ist die Metallplatte teilweise oder ganz mit einer Keramikbeschichtung bedeckt. Die Keramikbeschichtung verbessert die Haftung der Metallplatte am isolierenden Harz erheblich. Wenn an einer Metallplatte mit Keramikbeschichtung Halbleitervorrichtungen angebracht werden, sind die Wärmeableiteigenschaften verbessert, während die Isolationseigenschaften erhalten bleiben.
Die Art der Keramikbeschichtung ist nicht besonders beschränkt, solange die Keramikbeschichtung nur fest an der Metallplatte haftet. Vorzugsweise werden Keramikbeschichtungen verwendet, die durch eine Keramik-Flammspritztechnik, eine CVD-Technik (chemische Abscheidung aus der Gasphase) oder eine Beschichtungstechnik mit einem Keramiksol gebildet werden. Solche mit einer Keramik-Flammspritztechnik werden besonders bevorzugt, da die Unregelmäßigkeiten oder Poren in der Oberfläche die Haftung am isolierenden Harz erheblich verbessern. Mit einer CVD-Technik gebildete Beschichtungen haben vorzugsweise eine Dicke von 0,5 bis 3 um. Die bevorzugten Materialien für die Keramikbeschichtung sind Siliziumdioxidkeramik und Siliziumnitridkeramik. Die Keramikbeschichtung kann die Metallplatte ganz oder teilweise bedecken. Wenn für eine elektrische Verbindung zu der Metallplatte oder zum Löten oder Hartlöten freiliegende Flächen erforderlich sind, kann die Keramikbeschichtung außerhalb der Bereiche auf der Oberfläche der Metallplatte ausgebildet werden, um keine Prozesse für das Entfernen zu benötigen.
Durch eine Keramik-Flammspritztechnik ausgebildete Keramikbeschichtungen haben vorzugsweise eine Dicke von 10 bis 300 um. Eine Dicke von weniger als 10 um kann nicht ausreichend sein, um ein Ablösen an der Grenzfläche zwischen der Metallplatte und dem isolierenden Harz zu verhindern. Eine Keramikbeschichtung von mehr als 300 um kann ein Ablösen der Keramikbeschichtung von der Metallplatte hervorrufen. Unter dem Gesichtspunkt der Isolationseigenschaften und der Handhabbarkeit während des Flammspritzens sind bevorzugte Beispiele für das Material der flammgespritzten Keramik Aluminiumoxidkeramik und Cordieritkeramik.
Wenn eine Aluminiumoxidkeramik- oder einer Cordieritkeramikbeschichtung zum Beispiel durch Keramik-Flammspritzen ausgebildet wird, wird vorzugsweise der mit der Keramikbeschichtung zu versehende Teil der Metallplatte vorher einer Nickeloberflächenbehandlung unterworfen. Bevorzugte Beispiele für die Nickeloberflächenbehandlung umfassen eine Nickelbeschichtung und/oder ein Nickel-Flammspritzen, um eine Nickelbasis zu bilden. Vorzugsweise wird auch Nickel auf eine nickelbeschichtete Schicht flammgespritzt, die durch Nickelabscheidung entstanden ist. Die bevorzugte Dicke der. Nickelbasis ist 5 bis 20 um. Die Nickel-Oberflächenbehandlung erhöht die Haftfestigkeit der Keramikbeschichtung an der Metallplatte erheblich. Die Haftfestigkeit von Metallplatten aus Aluminium oder Kupfer an der Keramikbeschichtung kann auch durch mechanisches Aufrauhen der Oberfläche der Metallplatte zum Beispiel durch Sandstrahlen oder durch chemisches Aufrauhen zum Beispiel mit Säuren wirksam erhöht werden.
Eine Platte mit sowohl Wärmeableiteigenschaften als auch Isolationseigenschaften kann durch Anordnen von einer oder mehr Keramikplatten, wie in der Fig. 4 gezeigt, zusammen mit der Metallfolie in einer Form und integrales Eingießen ausgebildet werden. In der Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 6' eine Keramikplatte. Da die schlechte Abmessungsgenauigkeit herkömmlicher Keramikplatten durch die Verwendung des Formwerkstoffs und der Form beseitigt werden kann, ist es möglich, Keramikplatten mit schlechter Abmessungsgenauigkeit zu verwenden, was die Kosten für die Herstellung von Keramikplatten verringert. Wenn eine teure Keramikplatte erforderlich ist, muß die Keramikplatte nicht vollständig in der Platte enthalten sein, und es können die Kosten dadurch verringert werden, daß nur eine teure Keramikplatte in der erforderlichen Größe in dem Abschnitt, in dem die teure Keramikplatte wirklich erforderlich ist, verwendet wird.
Die Art der Anordnung der Keramikplatte ist die gleiche wie die für die obige Metallplatte. Es können eine oder mehrere Keramikplatten verwendet werden. Einige Beispiele für das Material der Keramikplatte sind Aluminiumoxidkeramik, Aluminiumnitridkeramik, Siliziumnitridkeramik, Bornitridkeramik, Siliziumkarbidkeramik, Borkarbidkeramik, Berylliumoxidkeramik und Titanoxidkeramik, und es können zwei oder mehr Keramikplatten des gleichen Materials oder verschiedener Materialien verwendet werden. Vorzuziehen sind solche mit hoher thermischer Leitfähigkeit, um die Wärmeableiteigenschaften zu verbessern. Die Form der Keramikplatte kann entsprechend den Anforderungen variieren, und es können zwei oder mehr Keramikplatten der gleichen oder mit unterschiedlichen Formen verwendet werden. Wenn zwei oder mehr Keramikplatten in einer Platte angeordnet werden, ist die relative Anordnung der Keramikplatten nicht eingeschränkt, und es können alle Keramikplatten in der gleichen oder in verschiedenen Ebenen parallel zum Hohlraum angeordnet werden, oder die Keramikplatten können teilweise oder ganz in Dickenrichtung überlappen oder ineinander verschachtelt sein. Die Oberfläche der Keramikplatten kann entfettet, aufgerauht oder mit einem Haftvermittler behandelt sein, um die Haftung am isolierenden Harz zu verbessern.
Die Keramikplatte kann mit Kerben oder durchgehenden Löchern versehen sein, deren Durchmesser größer ist als der der Durchgangslöcher zur Befestigung oder Verbindung. Die beim Formgießen mit ausgehärtetem Harz verschlossenen Durchgangslöcher können zum Beispiel durch Bohren durchstoßen werden, um Durchgangslöcher zu bilden, die durch ausgehärtetes Harz von der Metallplatte isoliert sind. Das schwierige Durchbohren der Keramikplatte selbst wird dadurch vermieden.
Die Keramikplatte kann wie die oben beschriebene Metallplatte an der Oberfläche der Platte freiliegen, um durch direktes Anbringen von Halbleitern oder Kühlkörpern die Wärmeableiteigenschaften erheblich zu verbessern. Die Keramikplatte kann mit einer Metallbeschichtung bedeckt sein, um durch Befestigen von Halbleitern oder anderen Vorrichtungen mittels Löten oder Hartlöten einen internen Schaltkreis auszubilden.
Die Keramikplatte kann zusammen mit der oben beschriebenen Metallplatte in einer Form angeordnet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Mehrschichtplatte durch Anordnen wenigstens einer gedruckten Leiterplatte in einer Form zusammen mit der Metallfolie und integrales Zusammengießen ausgebildet werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch eine Anzahl von gedruckten Leiterplatten verschiedener Dicke oder aus verschiedenen Materialien integral in einer Platte zusammengegossen werden.
Die Art der Anordnung von einer oder mehreren gedruckten Leiterplatten in einer Form ist die gleiche wie die für die oben beschriebene Metallplatte. Die Arten, Formen oder die Anzahl der gedruckten Leiterplatten, die verwendet werden können, sind nicht besonders eingeschränkt, und es kann eine oder mehrere der üblichen gedruckten Leiterplatten der gewünschten Form verwendet werden. Zum Beispiel ist es möglich, einzeln oder in Kombination gedruckte Leiterplatten zu verwenden, die aus Platten hergestellt werden, die erfindungsgemäß produziert wurden, einseitige, doppelseitige, oder Mehrlagenleiterplatten, flexible gedruckte Leiterplatten und biegesteife gedruckte Leiterplatten zu verwenden. Diese gedruckten Leiterplatten können in Kombination mit der oben beschriebenen Metallplatte und/oder der oben beschriebenen Keramikplatte verwendet werden.
Die Fig. 5(a), (b) und (c) zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der eine gedruckte Mehrlagen- Leiterplatte hergestellt wird. Die Fig. 5(a) zeigt die Anordnung von Metallfolien 4 und von zwei gedruckten Leiterplatten 7 im Hohlraum 3 einer Form aus einer oberen Form 1 und einer unteren Form 2. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Eingußkanal zum Injizieren eines Formwerkstoffes in den Hohlraum 3, in dem der Formwerkstoff dann aushärtet, um eine Platte für die gedruckte Schaltung zu bilden, deren Schnittansicht in der Fig. 5(b) gezeigt ist. In der Fig. 5(b) bezeichnet das Bezugszeichen 8 eine Isolierschicht aus dem ausgehärteten Formwerkstoff. Die Fig. 5(c) ist eine Schnittansicht der gedruckten Mehrlagen-Leiterplatte, die durch Herstellen von Oberflächenschaltkreisen 9 in der Metallfolie 4 durch gedruckte Leitungen und durch Ausbilden von Durchgangslöchern 10 mittels Bohren produziert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem ein Formwerkstoff mit einer große Menge an Füllstoff, der der Platte eine geringe thermische Expansion, eine hohe thermische Leitfähigkeit oder eine große Dielektrizitätskonstante verleiht, für das Formgießen verwendet wird, ermöglicht eine wenig aufwendige Herstellung von Platten für gedruckte Schaltungen, deren diesbezügliche Eigenschaften ausgezeichnet sind. Mit den herkömmlichen Verfahren können die Platten nicht mit solchen ausgezeichneten Eigenschaften versehen werden. Des weiteren zeigt der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete, thermisch aushärtende Formwerkstoff eine höhere Haftfestigkeit zwischen den Isolierschichten und der Metallfolie oder den internen Komponenten als das bei den herkömmlichen Verfahren zum Formgießen verwendete thermoplastische Material, was einen ausgezeichneten thermischen Widerstand und eine hohe Zuverlässigkeit sichert.
Im folgenden werden Beispiele für die vorliegende Erfindung angeführt. Es ist anzumerken, daß diese Beispiele nur der Illustration dienen und nicht als die Erfindung einschränkend angesehen werden dürfen.

BEISPIELE 1 BIS 13 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 7

BEISPIEL 1

ESCH-195-3: 100 Gew.-Teile
(Handelsname für ein Orthocresol-Novolak-Epoxidharz der Sumitomo Chemical Co., Ltd., Epoxidäquivalent: 200, Erweichungspunkt: 67ºC)
HP-800N: 50 Gew.-Teile
(Handelsname für ein Phenol-Novolak-Harz der Hitachi Chemical Company, Ltd., Hydroxylgruppenäquivalent: 106, Erweichungspunkt: 83ºC)
Geglühtes Siliziumoxidpulver: 1600 Gew.-Teile (85 Vol.-%)
Epoxysilan-Haftvermittler: 3 Gew.-Teile
Triphenylphosphin: 5 Gew.-Teile
Diese Rohmaterialien wurden gemischt und dann mit zwei Rollen bei 80ºC für 15 Minuten geknetet, um einen Formwerkstoff zu erhalten. Wie in der Fig. 1 gezeigt, wurden zwei Lagen einer einseitig mattierten Kupferfolie mit 35 jim Dicke in einer Form angeordnet, von der sowohl die obere Form als auch die untere Form einen Hohlraum von 0,8 mm Tiefe aufwies. Der obige Formwerkstoff wurde durch eine Spritzpresse bei 175ºC und 7 MPa über ein 90-Sekunden-Intervall in den Hohlraum eingebracht und ausgeformt und danach bei 175ºC für 5 Stunden nachgehärtet, um eine kupferkaschierte Platte von 1,6 mm Dicke mit 100 mm im Quadrat zu erhalten.

BEISPIEL 2

Es wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß anstelle der 1600 Gewichtsteile des geglühten Siliziumoxidpulvers des Beispiels 1 1090 Gewichtsteile (68 Vol.-%) eines Aluminiumoxidpulvers verwendet wurden, eine kupferkaschierte Platte hergestellt.

BEISPIEL 3

Es wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß anstelle der 1600 Gewichtsteile des geglühten Siliziumoxidpulvers des Beispiels 1 1150 Gewichtsteile (68 Vol.-%) eines Titandioxidpulvers verwendet wurden, eine kupferkaschierte Platte hergestellt.

BEISPIEL 4

Durch Brennen von N3300-M (Handelsname für ein Material für Keramikkondensatoren der Fuji Titanium Kogyo Kabushiki Kaisha) bei 1240ºC für drei Stunden wurde ein dielektrisches Pulver vorbereitet, das mit einer Kugelmühle gemah len wurde. Das gebrannte Produkt hatte eine Dielektrizitätskonstante von 1100. Es wurde dann auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß anstelle der 1600 Gewichtsteile des geglühten Siliziumoxidpulvers des Beispiels 1 1500 Gewichtsteile (68 Vol.-%) des dielektrischen Pulvers verwendet wurden, eine kupferkaschierte Platte hergestellt.

BEISPIEL 5

Wie in der Fig. 3(d) gezeigt, wurden zwei Lagen der gleichen Kupferfolie wie im Beispiel 1 und eine Kupferplatte mit einer Dicke von 1 mm und mit mehreren Durchgangslöchern mit 2 mm Durchmesser in einer Form angeordnet, von der sowohl die obere Form als auch die untere Form einen Hohlraum von 0,3 mm Tiefe aufwies. Es wurde der gleiche Formwerkstoff wie im Beispiel 2 durch eine Spritzpresse bei 175ºC und 7 MPa über ein 90-Sekunden-Intervall in den Hohlraum eingebracht und ausgeformt und danach bei 175ºC für 5 Stunden nachgehärtet, um eine kupferkaschierte Platte von 1,6 mm Dicke mit 100 mm im Quadrat mit einem Metallkern zu erhalten.

BEISPIEL 6

Die gleiche Kupferplatte wie im Beispiel 5 wurde mit Nickel in einer Dicke von 2 um beschichtet. Die nickelbeschichtete Kupferplatte wurde einem Nickel-Flammspritzen unterzogen, um eine Nickel-Flammspritzschicht von 10 um Dicke zu erzeugen, und sie wurde dann durch ein Keramik-Flammspritzen mit einer Aluminiumoxidkeramikbeschichtung von 30 um Dicke überzogen. Auf die gleiche Weise wie im Beispiel 5 wurde dann eine kupferkaschierte Platte mit Metallkern produziert, mit der Ausnahme, daß anstelle der Kupferplatte vom Beispiel 5 die mit der Aluminiumoxidkeramikbeschichtung überzogene Kupferplatte verwendet wurde.

BEISPIEL 7

Auf die gleiche Weise wie im Beispiel 5 mit der Ausnahme, daß anstelle der Kupferplatte eine Aluminiumoxidkeramikplatte mit der gleichen Form wie die Kupferplatte des Beispiels 5 verwendet wurde, wurde eine kupferkaschierte Platte mit Keramikkern produziert.

BEISPIEL 8

Auf die gleiche Weise wie im Beispiel 5 wurde eine kupferkaschierte Platte produziert, mit der Ausnahme, daß anstelle der Metallplatte des Beispiels 5 eine doppelseitige gedruckte Glasfaserepoxid-Leiterplatte mit 1 mm Dicke und mit der gleichen Form wie die Metallplatte des Beispiels 5 verwendet wurde. Die erhaltene kupferkaschierte Platte mit vier Leiterlagen wurde mittels Bohren und Durchkontaktieren mit Durchgangslöchern versehen. Die so erhaltene Mehrlagenplatte zeigte eine gute Verbindbarkeit durch die Durchgangslöcher zwischen der Kupferfolie an der Oberfläche und den Leitern der in der Platte eingeschlossenen gedruckten Leiterplatte.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Durch Imprägnieren eines Glasstoffes von 0,2 mm Dicke mit einem Dicyandiamid-härtenden Epoxidharzlack und Trocknen wurde ein Prepreg vorbereitet. Es wurden acht Lagen dieses Prepregs aufeinanderlaminiert, wobei die gleiche Kupferfolie wie im Beispiel 1 auf jeder Seite des Laminats aufgebracht wurde. Das erhaltene Laminat wurde unter Wärme und Druck bei 170ºC und 2 MPa für 90 Minuten in einer Presse gehalten, um ein kupferkaschiertes Laminat von 1,6 mm Dicke zu erhalten.

VERGLEICHSBEISPIEL 2

Durch Imprägnieren eines Glasstoffes von 0,1 mm Dicke mit dem gleichen Epoxidharzlack wie im Vergleichsbeispiel 1 wurde ein Prepreg vorbereitet. Es wurden drei Lagen des Prepregs und eine Lage der gleichen Kupferfolie wie im Beispiel 1 auf jeder Seite der gleichen Kupferplatte mit 1 mm Dicke wie im Beispiel 5 aufgebracht. Das erhaltene Laminat wurde auf die gleiche Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 ausgeformt, um ein kupferkaschiertes Laminat mit Metallkern von. 1,6 mm Dicke zu erhalten.

VERGLEICHSBEISPIEL 3

Durch Mischen eines Dicyandiamid-härtenden Epoxidharzlacks mit 67 Vol.-% eines Titandioxidpulvers, bezogen auf den Feststoffgehalt des Lacks, mit drei Rollen, imprägnieren eines Glasstoffes von 0,2 mm Dicke mit dem erhaltenen Harzlack und Trocknen wurde ein Prepreg vorbereitet. Es wurden acht Lagen dieses Prepregs aufeinanderlaminiert, wobei die gleiche Kupferfolie wie im Beispiel 1 auf jeder Seite des Laminats aufgebracht wurde. Das erhaltene Laminat wurde unter Wärme und Druck bei 170ºC für 90 Minuten in einer Presse gehalten, um ein kupferkaschiertes Laminat von 1,6 mm Dicke zu erhalten. Das Verhältnis von Harz/Glasstoff/Titandioxid in der Platte betrug 45/25/30 Vol.-%.
Es wurden der lineare Expansionskoeffizient und die thermische Lötfestigkeit der im Beispiel 1 und im Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen kupferkaschierten Platten bewertet. Die Messung des linearen Expansionkoeffizienten wurde gemäß ASTM D 696 mit einem mechanischen Wärmeanalyzer TMA-8141BS (Handelsname, hergestellt von Rigaku Denki Kabushiki Kaisha) durchgeführt, um den linearen Expansionkoeffizienten bei der Glasübergangstemperatur oder darunter zu erhalten. Die Messung der thermischen Lötfestigkeit wurde dadurch ausgeführt, daß gemäß JIS C 6481 hergestellte Teststücke für 50 Stunden in einem auf 85ºC und 85% relativer Feuchtigkeit eingestellten Thermo-Hygrostat Feuchtigkeit ausgesetzt wurden, die nassen Teststücke dann für fünf Minuten in ein Lötbad von 300ºC gegeben und visuell auf das Vorhandensein von Blasen geprüft wurden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. TABELLE 1
Wie sich aus den in der Tabelle 1 aufgelisteten Ergebnissen ergibt, verringerte im Beispiel 1 das Vorhandensein einer großen Menge des geglühten Siliziumoxidpulvers mit geringer thermischer Expansion den linearen Expansionkoeffizienten der Platte deutlich. Des weiteren war der thermische Expansionskoeffizient der Platte des Beispiels 1 isotrop und zeigte keine solchen Schwankungen in Abhängigkeit von der Richtung in der Platte wie die Platte des Vergleichsbeispiels 1. Insbesondere in Dickenrichtung wies die Platte des Beispiels 1 eine extrem niedrige thermischen Expansion von einem Zehntel von der des Vergleichsbeispiels 1 auf. Ein solch niedriger thermischer Expansionskoeffizient in Dickenrichtung verbessert die Zuverlässigkeit von durchkontaktierten Löchern. Die Platte des Beispiels 1 zeigte auch eine gute thermische Lötfestigkeit ohne Erzeugung von Blasen.
Es wurde der thermische Widerstand, die Produktivität von Durchgangslöchern, die Isolationseigenschaften von freiliegenden Bereichen und die thermische Lötfestigkeit der in den Beispielen 2, 5, 6 und 7 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 hergestellten Platten bewertet. Die Messung des thermischen Widerstandes erfolgte durch das Entfernen der Kupferfolie von einer kupferkaschierten Platte mit 30 mm im Qua drat, Anbringen der Platte an einem Aluminiumblock, Befestigen eines Transistors (2SC2233 von der Toshiba Corp.) auf der Platte mit einem wärmeleitenden Siliconfett und Berechnen des thermischen Widerstandes aus der vom Transistor aufgenommen Leistung und dem Unterschied zwischen den Temperaturen an der Oberseite und an der Unterseite der Platte. Die Bewertung der Produktivität der Durchgangslöcher erfolgte durch Bohren eines Durchgangsloches mit einem Bohrer von 0,9 mm Durchmesser, Ausbilden eines durchkontaktierten Loches durch stromloses Beschichten mit Kupfer und Untersuchen eines Abschnittes mit einem Mikroskop. Die Durchgangslöcher der Platten der Beispiele 5, 6 und 7 und des Vergleichsbeispiels 2 wurden so gebohrt, daß die Durchgangslöcher nicht mit den in den Platten eingelegten Kernplatten in Kontakt kamen. Die Bewertung der thermischen Lötfestigkeit erfolgte auf die gleiche Weise wie oben angegeben. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt. TABELLE 2
Wie sich aus den in der Tabelle 2 aufgelisteten Ergebnissen ergibt, verringerte im Beispiel 2 das Vorhandensein einer großen Menge des Aluminiumoxidpulvers mit hoher thermi scher Leitfähigkeit den thermischen Widerstand der Platte deutlich. Die Platten der Beispiele 5, 6 und 7, in die auf einfache Weise Metallplatten oder Keramikplatten eingesetzt wurden, wiesen weiter verringerte thermische Widerstände auf. Im Gegensatz dazu konnten im Vergleichsbeispiel 2 die Durchgangslöcher der dazwischenliegenden Metallplatte nicht mit dem Harz gefüllt werden und daher keine durchkontaktierten Löcher zum Herstellen von Schaltungen ausgebildet werden. Alle Platten der Beispiele zeigten eine gute thermische Lötfestigkeit, wobei die Platte des Beispiels 6 mit der Keramikbeschichtung eine besonders gute thermische Lötfestigkeit aufwies.
Es wurden die Dielektrizitätskonstanten der Platten der Beispiele 3 und 4 und der Vergleichsbeispiele 1 und 3 gemessen. Die Messung der Dielektrizitätskonstanten erfolgte gemäß JIS C 6481 mit einem LCR-Meter (Modell 4274A von Hewlett Packard). Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt. TABELLE 3
Wie aus den in der Tabelle 3 gezeigten Ergebnissen hervorgeht, erhöht im Beispiel 3 das Vorhandensein einer großen Menge an Füllstoff mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten die Dielektrizitätskonstante der Platte gegenüber der der Platte des Vergleichsbeispiels 3 um den Faktor drei. Die im Beispiel 4 mit einem Füllstoff mit einer noch höheren Dielektrizitätskonstanten hergestellte Platte wies eine extrem hohe Dielektrizitätskonstante auf, die die der Platte des Vergleichsbeispiels 3 um das Neunfache überstieg.

BEISPIELE 9 BIS 13

Die in der Tabelle 4 aufgelisteten Rohmaterialien wurden gemischt und dann mit zwei Rollen bei 80ºC für 15 Minuten geknetet, um einen Formwerkstoff zu erhalten. Zwei Lagen einer einseitig mattierten Kupferfolie mit 35 um Dicke wurden derart in einer Niedrigdruck-Preßspritzform angeordnet, von der sowohl die obere Form als auch die untere Form einen Hohlraum von 0,8 mm Tiefe aufwies, daß die glänzende Seite der Kupferfolie mit der oberen bzw. unteren Innenseite des Hohlraums in Kontakt stand. Der obige Formwerkstoff wurde mit einer Niedrigdruck-Spritzpresse bei 175ºC und 7 MPa über ein 90-Sekunden-Intervall zwischen die Lagen der Kupferfolie in den Hohlraum eingebracht und ausgeformt und dann bei 175ºC für 5 Stunden nachgehärtet, um eine kupferkaschierte Platte von 1,6 mm Dicke mit 100 mm im Quadrat zu erhalten. TABELLE 4
(Anm. 1)
YX-4000H: Handelsname für einen Diglycidylether eines alkylsubstituierten Biphenols der Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. (Epoxidäquivalent: 188, Schmelzpunkt 108ºC)
ESCH-195-3: Handelsname für ein Orthocresol-Novolak- Epoxidharz der Sumitomo Chemical Co., Ltd.
HP-800N: Handelsname für ein Phenol-Novolak-Harz (Härter) der Hitachi Chemical Company, Ltd.
XL-225-3L: Handelsname für ein Phenolaralkylharz (Härter) der Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. (Hydroxylgruppenäquivalent: 167, Erweichungspunkt: 70ºC)
DBU: 1,8-Diazabicyclo-(5,4,0)-Undecen-7 (Härtungsbeschleuniger)
Titandioxidpulver: Ein Titanoxidpulver der Showa Denko K. K.
Gebranntes Pulver von N3300-M: Ein Pulver, das durch Brennen bei 1240ºC für drei Stunden eines Mischpulvers für Keramikkondensatoren der Fuji Chitan Kogyo Kabushiki Kaisha und Mahlen des gebrannten Produkts in einer Kugelmühle erhalten wurde.

VERGLEICHSBEISPIEL 4

Auf die gleiche Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 wurde ein kupferkaschiertes Laminat hergestellt, mit der Ausnahme, daß zum Lack 67 Vol.-% eines gebrannten Pulvers von N3300-M, bezogen auf den Feststoffgehalt des Lacks, hinzugemischt wurde. Das Verhältnis von Harz/Glasstoff/N3300-M in der Platte betrug 45/25/30 Vol.-%.

VERGLEICHSBEISPIEL 5

Auf die gleiche Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 wurde ein kupferkaschiertes Laminat hergestellt, mit der Ausnahme, daß zum Lack 114 Vol.-% des gebrannten Pulvers von N3300-M, bezogen auf den Feststoffgehalt des Lacks, hinzugemischt wurde. Das Verhältnis von Harz/Glasstoff/N3300-M in der Platte betrug 45/25/30 Vol.-%.

VERGLEICHSBEISPIEL 6

Durch Kneten von 100 Gewichtsteilen POLYETHERSULFONE RESIN 4100 G (Handelsname der Sumimoto Chemical Co., Ltd.) und 170 Gewichtsteilen des gleichen gebrannten Pulvers von N3300- M wie im Vergleichsbeispiel 2 bei 330ºC wurde ein Formwerkstoff hergestellt. Es wurde die gleiche Kupferfolie wie im Beispiel 1 in einer Spritzgußform angeordnet und dann der obige Formwerkstoff spritzgegossen, um eine kupferkaschierte Platte mit 1,6 mm Dicke zu erhalten.
Mit der so erhaltenen kupferkaschierten Platte wurde die Dielektrizitätskonstante, das Vorhandensein von Leerstellen in den Platten, die Abziehfestigkeit der Kupferfolie und die thermische Lötfestigkeit bewertet. Die Messung der Dielektrizitätskonstanten erfolgte gemäß JIS C 6481 mittels eines LCR-Meters (Modell 4274A von Hewlett Packard). Die Bewertung des Vorhandenseins von Leerstellen in den Platten erfolgte an Platten, deren Kupferfolie entfernt worden war, mit einer Einheit für weiche Röntgenstrahlen (Modell Pro-Test 100, SOFTEX CO., LTD.). Die Messung der Abziehfestigkeit der Kupferfolie erfolgte gemäß JIS C 6481 bei Raumtemperatur mit Platten, die im normalen Zustand gehalten wurden. Die Bewertung der thermischen Lötfestigkeit erfolgte gemäß JIS C 6481 dadurch, daß Platten, die im normalen Zustand gehalten wurden, einer hohen Temperatur von 260ºC ausgesetzt wurden, wobei das Auftreten von Blasen oder das Ablösen 20 Sekunden nach dem Einwirken der hohen Temperatur festgestellt wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 5 gezeigt. TABELLE 5
: gut x schlecht
Aus dem Vergleich zwischen den Ergebnissen für die Beispiele 9 und 12, wie sie in der Tabelle 5 gezeigt sind, ergibt sich, daß der Füllstoff mit einer Dielektrizitätskonstanten von dem elffachen der des anderen Füllstoffes die Dielektrizitätskonstante der Platte um das Dreifache erhöht. Im Gegensatz dazu erhöhte sich, wie sich aus den Ergebnissen für die Vergleichsbeispiele 3 und 4 ergibt, die Dielektrizitätskonstante der Platte dort nur um das 1,3-fache, obwohl das gleiche dielektrische Pulver verwendet wurde. Dies zeigt, daß mit der Menge an Füllstoff auch der Einfluß der Dielektrizitätskonstanten des Füllstoffes ansteigt, wodurch sich die Dielektrizitätskonstante der Platten wirkungsvoller erhöht. Im Beispiel 13, bei dem die Menge des Füllstoffes weiter angehoben wurde, hatte die erhaltene Platte eine Dielektrizitätskonstante, die um vieles höher war als die der Platte des Vergleichsbeispiels 4, um zwar um etwa das Siebenfache. Im Gegensatz verringerte im Vergleichsbeispiel 5 die erhöhte Menge an Füllstoff das Fließvermögen des Harzes, so daß das sich ergebende Harz viele Leerstellen enthielt, was die Herstellung einer Platte durch Gießen unmöglich macht. Alle Platten der Beispiele zeigten eine gute Abziehfestigkeit der Kupferfolie, wobei insbesondere die Platten der Beispiele 9, 11, 12 und 13, die mit YX-4000H als Epoxidharz hergestellt wurden, eine besonders gute Abziehfestigkeit aufwiesen. Die Platte des Vergleichsbeispiels 6, die mit einem thermoplastischen Harz hergestellt wurde, hatte eine schlechte thermische Lötfestigkeit und wies eine niedrige Abziehfestigkeit der Kupferfolie auf.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Platte für gedruckte Schaltungen, wobei in einem plattenförmigen Hohlraum (3) einer Form (1, 2) eine Metallfolie (4) derart angeordnet wird, daß sie mit mindestens einer Innenseite des Hohlraums (3) in Kontakt steht, in den Hohlraum (3) ein wärmehärtender Formwerkstoff eingespritzt wird, der ein Epoxidharz und einen Härter als Harzkomponente sowie einen pulverförmigen anorganischen Füllstoff enthält, und das Epoxidharz ausgehärtet wird, wobei der Formwerkstoff 50 bis 90 Vol.-% an pulverförmigem anorganischem Füllstoff, bezogen auf die Gesamtmenge an Formwerkstoff, enthält, und wobei der pulverförmige anorganische Füllstoff ein Siliziumoxidpulver, ein Cordieritpulver, ein Aluminiumoxidpulver, ein Aluminiumnitridpulver, ein Siliziumnitridpulver, ein Bornitridpulver, ein Siliziumkarbidpulver, ein Borkarbidpulver, ein Berylliumoxidpulver, ein Titandioxidpulver, ein Bariumtitanatpulver, ein Kalziumtitanatpulver, ein Strontiumtitanatpulver, ein Bleititanatpulver, ein Bariumzirkonatpulver, ein Kalziumzirkonatpulver, ein Bariumstannatpulver, ein Kalziumstannatpulver und/oder ein gebranntes Pulver eines dielektrischen Rohmaterials für einen Keramikkondensator mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von mindestens 300 ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Epoxidharz eine Schmelzviskosität von nicht mehr als 300 mPas (3 Poise), gemessen bei 150ºC, hat.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Epoxidharz ein Diglycidylether eines alkylsubstituierten Biphenols ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Härter ein Novolak-Phenolharz oder ein Phenolaralkylharz ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei vor dem Einspritzen des Formwerkstoffs in den Hohlraum (3) in diesem mindestens eine Metallplatte (6), vorzugsweise eine Kupferplatte, angeordnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Metallplatte (6) teilweise oder vollständig mit einer keramischen Schicht überzogen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die keramische Schicht eine 10 bis 300 um dicke Keramik-Flammspritzschicht ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Keramik-Flammspritzschicht durch Überziehen der Metallplatte mit Nickel und Flammspritzen einer Aluminiumoxidkeramik oder Cordieritkeramik auf die Nickelschicht erzeugt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei vor dem Einspritzen des Formwerkstoffs in den Hohlraum (3) in diesem mindestens eine keramische Platte (6') angeordnet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die keramische Platte (6') eine Aluminiumoxidkeramikplatte, eine Aluminiumnitridkeramikplatte, eine Siliziumnitridkeramikplatte, eine Bornitridkeramikplatte, eine Siliziumkarbidkeramikplatte, eine Borkarbidkeramikplatte oder eine Berylliumoxidkeramikplatte ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Keramik eine Aluminiumoxidkeramik und der pulverförmige anorganische Füllstoff ein Aluminiumoxidpulver ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei vor dem Einspritzen des Formwerkstoffs in den Hohlraum (3) in diesem eine gedruckte Leiterplatte (8) angeordnet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die gedrückte Leiterplatte (8) eine doppelseitige Glas-Epoxidharz-Leiterplatte und der pulverförmige anorganische Füllstoff ein Aluminiumoxidpulver ist.