JP5076196B2 - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線板およびその製造方法に関するものであり、特に、炭素繊維強化プラスチックを含むコアを有するプリント配線板およびその製造方法に関するものである。

近年、プリント配線板は、電子部品の高密度化に伴い、放熱性の良い基板が望まれるようになっている。放熱性に優れたプリント配線板として、金属コア基板が知られており、既に実用化されている。金属コア基板は、コア材として熱伝導率の高いアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）などの金属を用いることで、発熱部品からの熱を基板全体に分散し、発熱部品の温度上昇を抑えることが可能である。中でも、比重の小さいアルミニウムがコア材として一般的に用いられている。

しかしながら、アルミニウムの熱膨張率は約２４ｐｐｍ／℃と高く、セラミック部品の熱膨張率は約７ｐｐｍ／℃と低い。このため、ヒートサイクル試験を行なうと、アルミニウムとセラミック部品との熱膨張率差によって、はんだ接合部にクラックが発生し、実装信頼性が得られないといった課題がある。

上記、課題を解決できるコア材として、炭素繊維強化プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Plastics：以下、ＣＦＲＰと称する）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。ＣＦＲＰは、カーボン繊維と樹脂からなる複合材料であり、低熱膨張（±２ｐｐｍ／℃）、高熱伝導（１４０〜８００Ｗ／ｍ・Ｋ）、低比重（１．６ｇ／ｃｍ³）といった特性を有する。このＣＦＲＰを用いてコア基板を作製できれば、高熱伝導で、かつアルミニウムよりも実装信頼性に優れた基板を得ることができる。

ＣＦＲＰコア基板は、他の金属コアと同様、導電性を有するため、コア上下の配線を接続する貫通スルーホールとは絶縁する必要がある。
特開平１１−４０９０２号公報

しかしながら、一方向のカーボン繊維からなるプリプレグを０°／９０°／９０°／０°に積層したＣＦＲＰをコア材に用いた基板は、ヒートサイクル試験によって、基板側面のＣＦＲＰ層で剥離するという課題があった。これは、ＣＦＲＰのカーボン繊維と樹脂との密着強度よりも、ＣＦＲＰと基板材料および銅との熱膨張率差によって発生する応力が強いことが原因と考えられる。

また、基板側面は、ＣＦＲＰ層が剥き出しであるため、導電性のカーボン粉が脱落して基板の配線間やデバイスの絶縁部に付着し、配線間を短絡する危険性があった。特に、ヒートサイクル試験によって基板端部のＣＦＲＰ層において剥離が生じると、カーボン粉の脱落の影響は大きく、許容できないレベルであった。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、ＣＦＲＰをコアに用いた基板において基板側面におけるＣＦＲＰ層の剥離やＣＦＲＰ層からのカーボン粉の脱落を防止できる低熱膨張で、かつ高熱伝導のプリント配線板およびその製造方法を提供することである。

本発明のプリント配線板は、１対の信号回路層と、炭素繊維強化プラスチックを含むコアと、接着部材と、第１の導電層と、被覆層と、表面側導電パターンおよび裏面側導電パターンとを備えている。１対の信号回路層のそれぞれは信号配線を有している。炭素繊維強化プラスチックを含むコアは、１対の信号回路層の間に設けられた１次貫通穴を有している。接着部材は、１対の信号回路層とコアとを接着し、かつコアの１次貫通穴の壁面を覆い、かつ１次貫通穴内を通る２次貫通穴を有している。第１の導電層は、１対の信号回路層の各々の信号配線を２次貫通穴を介して電気的に接続するために２次貫通穴の壁面に形成されている。被覆層は、コアの平面視における外周端縁を被覆している。被覆層は接着部材および第２の導電層を含んでいる。コアの平面視における外周端縁は接着部材により被覆され、かつ接着部材によって被覆されていない外周端縁は第２の導電層により被覆されている。表面側導電パターンおよび裏面側導電パターンは、コアの表面側および裏面側の各々に接着部材を介して形成されている。第２の導電層は、めっきにより形成された導電材料よりなっている。表面側導電パターンおよび裏面側導電パターンは、第２の導電層によって互いに電気的に接続されている。

本発明のプリント配線板の製造方法は、以下の工程を備えている。
製品部と支持部とを繋ぐ連結部を残して製品部の周りを取り囲む第１の１次貫通穴と、製品部に形成された第２の１次貫通穴とを有する炭素繊維強化プラスチックを含むコアが形成される。コアの両面を覆い、かつ第１および第２の１次貫通穴を埋め込むように接着部材が形成される。コアの両面の各々に接着部材を介して、それぞれが信号配線を有する１対の信号回路層の各々が接着される。連結部を跨いで第１の１次貫通穴の端部同士を接続するように接着部材およびコアを貫通する第１の２次貫通穴が形成されるとともに、第２の１次貫通穴内を通るように接着部材を貫通する第２の２次貫通穴が形成される。第１および第２の２次貫通穴の壁面にコアの両面の前記信号配線とつながる導電層がめっきにより被覆される。製品部と支持部との間の接着部材および第１の２次貫通穴の部分を切断することで支持部から製品部が切り取られる。

本発明によれば、被覆層がコアの平面視における外周端縁を被覆しているため、炭素繊維強化プラスチックよりなるコアからのカーボン粉の脱落を抑制することができ、ヒートサイクル試験において炭素繊維強化プラスチック層が剥離することがない。したがって、絶縁信頼性およびヒートサイクル信頼性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の構成を概略的に示す断面図である。また図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う部分の断面を平面視において示す概略断面図である。なお図２のＩ−Ｉ線に沿う断面部分が図１の断面に対応する。また図２においては、説明の便宜上、導電層８の図示は省略されている。

図１を参照して、プリント配線板１は、上下１対の信号回路層４ａ、４ｂと、ＣＦＲＰ層５を含むコア（以下、ＣＦＲＰコアと称する）と、接着部材６と、第１の導電層２ｂと、被覆層２ｃ、６とを主に有している。

上下１対の信号回路層４ａ、４ｂの各々は、絶縁基材３と、その絶縁基材３の表面上に形成された信号配線２ａとを有している。絶縁基材３は、たとえばガラスクロスにエポキシ樹脂などを含浸したプリプレグを硬化した材質よりなり、ＣＦＲＰ層５との熱膨張率差によって発生する応力を低減するためＣＦＲＰ層５程度の低熱膨張の材質であることが好ましい。ＣＦＲＰ層５の熱膨張率はたとえば約０ｐｐｍ／℃である。また絶縁基材３の熱膨張率は一般的には約１６ｐｐｍ／℃であるが、低熱膨張の絶縁基材３の熱膨張率はたとえば約８〜１２ｐｐｍ／℃である。信号配線２ａは、たとえば銅よりなっている。

ＣＦＲＰコアは、上下１対の信号回路層４ａ、４ｂの間に設けられている。このＣＦＲＰコアは、ＣＦＲＰ層５と、導電層８とを有している。このＣＦＲＰ層５は、炭素繊維と樹脂とからなる複合材料であればよく、その複合材料中のカーボン繊維の含有率、構造（一方向材、クロス材）などは特に限定されるものではない。しかしながら、前述したように一方向材からなるプリプレグの成形板は、カーボン繊維と樹脂との界面で剥離し易いため、ＣＦＲＰ層５にはクロス材を用いる方が好ましい。またＣＦＲＰ層５は、１次貫通穴５ａを有している。導電層８は、ＣＦＲＰコアの１次貫通穴５ａの壁面およびＣＦＲＰ層５の表面の一部と側面とに形成されており、たとえば銅よりなっている。

接着部材６は、上下１対の信号回路層４ａ、４ｂの各々とＣＦＲＰコアとの間に形成され、上下１対の信号回路層４ａ、４ｂとＣＦＲＰコアとを接着している。この接着部材６は、ＣＦＲＰ層５の１次貫通穴５ａの壁面を導電層８を介して覆い、かつ１次貫通穴５ａ内を通る２次貫通穴１ａを有している。接着部材６は、たとえば無機フィラーと樹脂とガラスクロスとから構成され、１〜１５Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有することが好ましい。ここで、樹脂は、エポキシ、ビスマレイミド、シアネートエステル、ポリイミドなどに、一部、ＣＴＢＮ(Carboxy-terminated butadiene-acrylonitrile)などゴム成分を混合して弾性率を低下させたものが好ましい。また、無機フィラーの例として、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素などの酸化物や窒化物が挙げられ、その混合物が用いられてもよい。接着部材６にフィラー含有樹脂を用いる理由としては、ＣＦＲＰコアと２次貫通穴１ａの側壁の第１の導電層２ｂとの間の応力緩和と良熱伝導化のためである。

２次貫通穴１ａは、１次貫通穴５ａ内に設けられるので１次貫通穴５ａよりも小径であり、上下１対の信号回路層４ａ、４ｂの絶縁基材３にも開口されている。

第１の導電層２ｂは、２次貫通穴１ａの壁面に形成されており、上下１対の信号回路層４ａ、４ｂの各信号配線２ａ同士を電気的に接続している。この第１の導電層２ｂはたとえば銅よりなっている。また第１の導電層２ｂとＣＦＲＰコアとは接着部材６によって電気的に絶縁されている。

被覆層２ｃ、６は、ＣＦＲＰコアの平面視における外周端縁を被覆している。具体的には、ＣＦＲＰコアの外周端縁５ｂは被覆層としての接着部材６により被覆されており、ＣＦＲＰコアの外周端縁５ｃは被覆層としての第２の導電層２ｃにより被覆されている。第２の導電層２ｃはたとえば銅よりなっており、第１の導電層２ｂと同一の材質よりなっている。

なお導電層２ａ、２ｂ、２ｃの表面には、はんだコート（図示せず）が形成されている。このはんだコートは、最終工程でたとえば２３５℃の温度で５秒間のはんだレベラー処理（つまり、はんだ浴に基板が沈められる処理）が行なわれることにより、第２の導電層２ｃの表面に形成されるものである。

図２を参照して、ＣＦＲＰコアの外周端縁の全周は被覆層２ｃ、６により被覆されている。第２の導電層２ｃは、ＣＦＲＰコアの平面視における外周端縁５ｂ、５ｃのうち接着部材６により被覆されていない外周端縁５ｃを被覆している。

次に、本実施の形態のプリント配線板の製造方法について説明する。
図３〜図１２は本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法を工程順に示す概略断面図である。また図１３〜図１７は本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法を工程順に示す図２の断面と同一断面における概略断面図である。

図３を参照して、ＣＦＲＰ層５の両面に、たとえば銅よりなる導電層８が張られたＣＦＲＰコアが準備される。

図４および図１３を参照して、ＣＦＲＰコアに１次貫通穴５ａ、５ｂが同一の工程で形成される。１次貫通穴５ｂは、平面視において、たとえばＣＦＲＰコアの製品部５１と支持部５２とを繋ぐ連結部５３を残して製品部５１の周りを取り囲むように形成される。また１次貫通穴５ａは製品部５１に形成される。

なお図１３は１次貫通穴５ｂと連結部５３とが１個ずつ形成された状態について示しているが、１次貫通穴５ｂは複数個に分割されて製品部５１の周りを取り囲んでいてもよく、この場合には連結部５３も複数個必要となる。また図１３は１次貫通穴５ａが製品部５１に１個形成された状態について示しているが、１次貫通穴５ａは製品部５１に複数個形成されていてもよい。

図５を参照して、ＣＦＲＰコアに銅めっきが行なわれる。これにより、１次貫通穴５ａ、５ｂの各々の壁面が銅めっきよりなる導電層８で被覆され、これによりカーボン粉の脱落が防止される。

図６を参照して、導電層８がパターニングされ、導電層８の不要な部分が除去される。
図７および図１４を参照して、たとえば半硬化状態の無機フィラー含有樹脂シートよりなる接着部材６が準備され、真空ラミネートによりＣＦＲＰコアの表裏両面に張り合わせられる。このとき、１次貫通穴５ａ、５ｂは接着部材６で充填される。

図８を参照して、ＣＦＲＰコアの両面に接着部材６を介して、たとえば未硬化の絶縁プリプレグよりなる絶縁基材３が貼り付けられる。

図９を参照して、たとえば銅箔よりなる導電層２が絶縁基材３の表面に貼り付けられるとともに、真空プレスを用いて所定の条件で加圧加熱が施される。

図１０および図１５を参照して、２次貫通穴１ａ、１ｂが同一の工程で形成される。２次貫通穴１ａは１次貫通穴５ａ内を通るように１次貫通穴５ａと同軸上に導電層２、絶縁基材３および接着部材６の各々を貫通して形成される。また２次貫通穴１ｂは連結部５３を跨いで１次貫通穴５ｂの端部同士を接続するように導電層２、絶縁基材３、接着部材６およびＣＦＲＰコアの各々を貫通して形成される。この２次貫通穴１ｂの壁面においては、ＣＦＲＰ層５が露出する。

図１１および図１６を参照して、銅めっきが行なわれ、２次貫通穴１ａの壁面全面に銅めっきよりなる導電層２ｂが形成され、２次貫通穴１ｂの壁面全面に銅めっきよりなる導電層２ｃが形成される。これによりＣＦＲＰコアの表裏両面に形成された導電層２ａが導電層２ｂ、２ｃにより電気的に接続されるとともに、２次貫通穴１ｂの壁面において露出していたＣＦＲＰ層５が導電層２ｃにより被覆される。

図１２および図１７を参照して、導電層２ａのパターニングが行なわれる。これにより、導電層２ａから所定のパターン形状を有する信号配線２ａが形成される。この後、ソルダーレジスト塗工、ガスレベラー処理によるはんだコートが行なわれた後に、外形加工が行なわれる。この外形加工は、図中破線の外形加工線で示すように、製品部５１と支持部５２との間の接着部材６（つまり１次貫通穴５ｂ内の接着部材６）と２次貫通穴１ｂとの部分をルータ加工で切断しくり抜くことにより行なわれる。これにより、支持部５２から製品部５１が切り取られて、図１および図２に示す本実施の形態のプリント配線板１が製造される。

本実施の形態のプリント配線板１によれば、図１および図２に示すようにＣＦＲＰコアの外周端縁５ｂ、５ｃが被覆層（第２の導電層２ｃ、接着部材６）により被覆されているため、ＣＦＲＰ層５からのカーボン粉の脱落はなく、ヒートサイクル試験でＣＦＲＰ層５が剥離することもない。

またＣＦＲＰコアの外周端縁５ｂ、５ｃの全周を接着部材６で被覆できない理由としては、図１および図２に示す製品のサイズよりも基板製造時のサイズ（ワークサイズ）が大きくなるためである。また製品のサイズよりもワークサイズが大きくなる理由は、ワークの外周部分（製品部５１よりも外周の部分）には位置決め穴などの製品には残らない製造過程において必要なものを配置する必要があるためである。

このように製品のサイズよりもワークサイズが大きくなるために、図１７に示すように製品部５１をその外周の支持部５２から切り離す必要がある。ここで、仮に１次貫通穴５ｂが製品部５１の外周全周を途切れることなく連続的に取り囲む場合には、製品部５１と支持部５２とが完全に分離して、製造途中においてワークから製品部５１が抜け落ちてしまい、通常の基板製造設備ではプリント配線板１の製造は困難となる。

そこで、製品部５１と支持部５２とを連結するための連結部５３を一部に残す必要がある。しかし、連結部５３を残した場合、製品部５１を支持部５２から切り離す際に、連結部５３などのＣＦＲＰコアを切断する必要が生じる。このＣＦＲＰコアの連結部５３などの切断面は接着部材６により被覆されていないため、ＣＦＲＰコアの外周端縁の全周を接着部材６で被覆することができないのである。

本実施の形態の製造方法においては、図１３に示すように１次貫通穴５ｂを連結部５３を残して製品部５１を取り囲むように形成することで、製造途中において製品部５１がワークから抜け落ちることが防止されている。また図１４に示すように、１次貫通穴５ｂ内を接着部材６で埋め込むことにより、ＣＦＲＰコアの外周端縁５ｂを接着部材６で被覆することができる。

また図１５に示すように、１次貫通穴５ｂ内を接着部材６で埋め込んだ状態で連結部５３を跨ぐように２次貫通穴１ｂが形成されるため、この２次貫通穴１ｂが１次貫通穴５ｂの端部同士を接続するように形成されても、製品部５１がワークから抜け落ちることが防止される。

また図１６に示すように、２次貫通穴１ａと１ｂとの双方の壁面に同一の工程で導電層２ｂ、２ｃが形成されるため、被覆層としての導電層２ｃを導電層２ｂと別個の工程で形成する必要がなく、工程を簡略化することができる。また２次貫通穴１ｂの壁面に被覆層としての導電層２ｃが形成されるため、２次貫通穴１ｂの壁面にて露出していたＣＦＲＰ層５の外周端縁５ｃを導電層２ｃで被覆することができる。これにより、ＣＦＲＰ層５からのカーボン粉の脱落、ヒートサイクル試験におけるＣＦＲＰ層５の剥離を防止することができる。

また図１７に示す工程における上記のガスレベラー処理によるはんだコート前に切り穴を形成することで、導電層２ｃの露出を防ぐことが可能である。以下、そのことを説明する。

図１８は、図１７の領域Ｐを拡大して示す拡大図である。図１８を参照して、ガスレベラー処理によるはんだコートが施されると、導電層２ａ、２ｂ、２ｃの表面にはんだがコーティングされる。このため、このはんだコート直後の状態においては、導電層２ａ、２ｂ、２ｃの表面は露出していない。しかし、この後に、図中破線で示す外形加工線に沿って切断すると、図１９に示すように導電層２ｃの切断面において銅が外部に露出する。

一方、図１８に示す領域Ｒに切り穴を形成した後にガスレベラー処理によるはんだコートが施されると、図２０に示すように外形加工線に沿って切断した後も、導電層２ｃの銅が外部に露出することはない。このようにガスレベラー処理によるはんだコート前に切り穴を形成することで、導電層２ｃの露出を防ぐことが可能となり、導電層２ｃにはんだによる防錆処理が可能となる。

またプリント配線板１の側面の補強と放熱性をさらに向上させるために、銅めっきにより表裏パターンが接続されるとともに、その表裏パターンを短絡するためのスルーホールが設けられてもよい。以下、その構成について説明する。

図２３は、本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の構成を概略的に示す斜視図である。図２４は図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿う概略断面図である。

図２３および図２４を参照して、プリント配線板１の外周端縁付近には、ＣＦＲＰコア５の表面側には接着部材６および絶縁基板３を介して表面側導電パターン２ａ₁が形成されており、ＣＦＲＰコア５の裏面側には接着部材６および絶縁基板３を介して裏面側導電パターン２ａ₂が形成されている。これらの表面側導電パターン２ａ₁と裏面側導電パターン２ａ₂との双方は、たとえば銅めっきにより形成された導電材料よりなっている。

ＣＦＲＰコア５の外周端縁５ｃは被覆層としての第２の導電層２ｃにより被覆されており、その第２の導電層２ｃによって表面側導電パターン２ａ₁と裏面側導電パターン２ａ₂とが電気的に接続されている。この第２の導電層２ｃは、たとえば銅めっきにより形成された導電材料よりなっている。第２の導電層２ｃはＣＦＲＰコア５に接しており、ＣＦＲＰコア５と電気的に短絡している。

また表面側導電パターン２ａ₁、裏面側導電パターン２ａ₂、絶縁基板３、ＣＦＲＰコア５、接着部材６などを貫通する短絡スルーホール１ｃが形成されている。この短絡スルーホール１ｃの壁面には、ＣＦＲＰコア５の露出面を覆うように第３の導電層２ｄが形成されている。第３の導電層２ｄは、たとえば銅めっきにより形成された導電材料よりなっている。第３の導電層２ｄはＣＦＲＰコア５に接しており、ＣＦＲＰコア５と電気的に短絡している。

このようにＣＦＲＰコア５に接するように第２の導電層２ｃおよび第３の導電層２ｄが形成されており、さらに第２の導電層２ｃおよび第３の導電層２ｄの各々が表面側導電パターン２ａ₁および裏面側導電パターン２ａ₂の双方に接しているため、プリント配線板１の側面の補強と放熱性をさらに向上させることができる。

なお図２４に示すように、導電層２ａ〜２ｄ、２ａ₁および２ａ₂の各々の表面ははんだコートされており、各表面にはんだ３１が形成されている。また図２４において図１の要素と対応する要素には図１に示す符号と同一の符号を付している。

また図２５に示すように上記スルーホール１ｃを設けたことにより、そのスルーホール１ｃにねじ４２を差し込むことによりプリント配線板１を筐体４１に取り付けることができる。これにより、表面側導電パターン２ａ₁と裏面側導電パターン２ａ₂とのいずれかをはんだ３１を介して筐体４１に接続させることができるため、プリント配線板１から筐体４１への放熱性を高めることが可能となる。

またサイズ的な問題でＣＦＲＰコア５の外周端縁を第２の導電層２ｃまたは接着部材６により被覆できない箇所が生じる場合には、図２６に示すように、その箇所においてＣＦＲＰコア５の外周端縁が樹脂層３２により被覆されてもよい。樹脂層３２はＣＦＲＰコア５の露出部分だけを被覆すればよいが、製造上、その部分だけに塗るのは困難であるため、プリント配線板１の表裏面全体にわたって塗られている。

この樹脂層３２は、たとえばエポキシ樹脂であり、プリント配線板１の製造方法の最終工程で被覆される。また樹脂層３２の材質は、エポキシ樹脂に限定されず、接着性、耐熱性などが必要なことから基板材料に用いられている熱硬化系の樹脂が好ましく、たとえばポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などであってもよい。

このようにサイズ的な問題で第２の導電層２ｃおよび接着部材６により被覆できないＣＦＲＰコア５の外周端縁を樹脂層３２により被覆できるため、ＣＦＲＰコア５からのカーボン粉の脱落を防止することができる。

なお図２６は図２３のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿う概略断面図であり、図２６において図１の要素と対応する要素には図１に示す符号と同一の符号を付している。

（実施の形態２）
実施の形態１では、図８に示す積層体１０が形成された後、図９に示すようにその積層体の上下に銅箔２ａを置いて積層した場合について説明した。これに対して、本実施の形態では、図８に示す積層体１０を用いて４層板のプリント配線板が製造される。以下、そのことについて説明する。

図２１は、本発明の実施の形態２におけるプリント配線板の製造方法を示す概略断面図である。図２１を参照して、図８に示す積層板１０が２つ準備される。これら２つの積層板１０の中央に、ガラスエポキシプリプレグ１４を介して内層信号回路層１３が配置され、また２つの積層板１０の内層信号回路層１３とは反対側にたとえば銅箔よりなる導電層２ａが配置される。この配置状態で、たとえば真空プレスを用いた加圧加熱が施される。その後、図１０〜図１２および図１５〜図１７に示す実施の形態１と同様の工程を経ることにより図２２に示すような４層板が得られる。

なお、上記において内層信号回路層１３は、絶縁基材１２と、その絶縁基材１２の表面上に形成された信号配線１１とを有している。絶縁基材１２は、たとえばガラスクロスにエポキシ樹脂などを含浸したプリプレグを硬化した材質よりなっている。信号配線２ａは、たとえば銅よりなっている。

図２２を参照して、上記のようにして得られた４層板の構成においては、上下の接着部材６間に、パターニングされた複数層（たとえば２層）の信号配線１１が形成されている。これら複数の信号配線１１の各々は他の信号配線とガラスエポキシなどの絶縁層２１により電気的に絶縁されている。

また本実施の形態の４層板の構成は、図１に示す実施の形態１の構成と同様、被覆層２ｃ、６が、ＣＦＲＰコアの平面視における外周端縁５ｂ、５ｃを被覆している。具体的には、ＣＦＲＰコアの外周端縁５ｂは被覆層としての接着部材６により被覆されており、ＣＦＲＰコアの外周端縁５ｃは被覆層としての第２の導電層２ｃにより被覆されている。第２の導電層２ｃはたとえば銅よりなっており、第１の導電層２ｂと同一の材質よりなっている。

また図２２におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う断面の構造は、図２の構成をほぼ同じである。つまり、図２を参照して、ＣＦＲＰコアの外周端縁の全周は被覆層２ｃ、６により被覆されている。第２の導電層２ｃは、ＣＦＲＰコアの平面視における外周端縁５ｂ、５ｃのうち接着部材６により被覆されていない外周端縁５ｃを被覆している。

なお上記以外の本実施の形態の構成は実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態においても、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。

以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。
（実施例１）
まず、熱伝導率が５００Ｗ／ｍ・Ｋのカーボン繊維（クロス材）からなるプリプレグ５（ＣＦＲＰ層５）を１８μｍの厚みの銅箔８と積層したＣＦＲＰコア（厚み０．３５ｍｍ、サイズ３４０ｍｍ×２５０ｍｍ）を準備した（図３参照）。

次に、ＣＦＲＰコアにドリル穴あけを行ない、直径１．５ｍｍの１次貫通穴５ａと幅４ｍｍの長穴の１次貫通穴５ｂとを設けた（図４参照）。このとき、１次貫通穴５ａ、５ｂの壁面からは、カーボン粉が発生する。次に、銅めっきを行なった（図５参照）。このようにすることで１次貫通穴５ａ、５ｂの双方の壁面に銅めっき８が形成され、この壁面からのカーボン粉の飛散を防止できる。

次に、不要な部分の銅８をパターニングにより除去した（図６参照）。これにより、ＣＦＲＰ層５の表面から銅がなくなり、ＣＦＲＰ層５の表面が露出する。しかし、銅８から露出したＣＦＲＰ層５の表面においては、ＣＦＲＰ層５を構成するＣＦＲＰプリプレグの樹脂が露出しており、ＣＦＲＰプリプレグの炭素繊維が露出していないため、カーボン粉は発生しない。また、不要な部分の銅８を除去する目的は、応力緩和と軽量化である。ＣＦＲＰ層５の熱膨張率は±２ｐｐｍ／℃と低く、銅８（熱膨張率１６ｐｐｍ／℃）をＣＦＲＰ層５の全面に設けると、熱膨張差による応力が発生し、製品のヒートサイクル試験でＣＦＲＰ層５と銅８との界面で剥離することがある。

次に、離型フィルムが表裏に貼られた半硬化状態の高熱伝導樹脂シート６（厚み１２０μｍ）を準備した。この高熱伝導樹脂は、アルミナフィラーとＣＴＢＮを混合したエポキシ樹脂からなり、硬化後の特性は、熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ、弾性率が１９ＧＰａ、熱膨張率が２７ｐｐｍ／℃であり、通常樹脂に比べて低熱膨張、低弾性の樹脂である。

次に、片面の離型フィルムを剥がし、ステンレス製の平滑板とともに真空ラミネートした（図７参照）。このラミネート後、表面の離型フィルムを剥がした。

これを２回繰り返し、ＣＦＲＰコアの表裏に２４０μｍずつ、高熱伝導樹脂シート６を張り合わせた。このとき、１次貫通穴５ａ、５ｂを、できるだけ高熱伝導樹脂シート６で充填した。真空ラミネートは、１５０℃で１ｍｉｎ真空引きした後、１０ｋｇ／ｃｍ²で２ｍｉｎ加圧することにより行なった。

次に、６０μｍのガラスエポキシプリプレグ３を準備した。プリプレグ３には、通常プリプレグよりも低熱膨張のもので、日立化成工業株式会社製：ＧＥＡ−６７９Ｎ（ＬＤ）、熱膨張率８〜１２ｐｐｍ／℃のものを使用した。

プリプレグ３を高熱伝導樹脂シート６の表裏両面に、真空ラミネートした（図８参照）。真空ラミネートは、１００℃で３０ｓ真空引きした後、１０ｋｇ／ｃｍ²で３０ｓ加圧することにより行なった。

次に１８μｍの厚みの銅箔２ａとともに、真空プレスを用いて昇温速度５℃／ｍｉｎ、保持時間１９０℃／１ｈ、積層圧力３０ｋｇ／ｃｍ²の条件で加圧加熱することで積層板を得た（図９参照）。

次に、直径１．５ｍｍの１次貫通穴５ａと同軸上に、直径０．９ｍｍの２次貫通穴１ａを設けた（図１０参照）。また、このとき図１５に示すように、ＣＦＲＰコアに設けた長穴５ｂと重なるように、幅４ｍｍの長穴の貫通穴１ｂを形成した（図１０参照）。また、このとき図２４に示すように直径５ｍｍの短絡スルーホール１ｃを形成した。

次に、銅めっきを行なって、２次貫通穴１ａと貫通穴１ｂと短絡スルーホール１ｃとの各壁面に銅層２ｂ、２ｃ、２ｄを形成した（図１１、図２４参照）。次に、図１８に示す領域Ｒに切り穴として直径３ｍｍの貫通穴を形成した。次に、銅箔２ａのパターニングを行なった（図１２、図２４参照）。このパターニングの際には、銅層２ｂ、２ｃとつながるように銅箔２ａを残した。また図２４に示すように短絡スルーホール１ｃの壁面の銅層２ｄにより表面側導電パターン２ａ₁と裏面側導電パターン２ａ₂とが短絡するように銅箔２ａ₁、２ａ₂を残した。

次に、ソルダーレジスト塗工、ガスレベラー処理によるはんだコートをした後、図１２および図１７に示す外形加工線に沿って外形加工を行なった。このようにして、図１および図２に示すようなプリント配線板１を得た。

得られたＣＦＲＰコア基板について、ＣＦＲＰコアと導電層２ｂとの間の絶縁抵抗を調べた。１０００Ｖを印加したときの絶縁抵抗は、放射線照射前後でいずれも５ＧΩ以上あり、全く問題ないことがわかった。また、ヒートサイクル試験（−６５℃／１５ｍｉｎ⇔１２５℃／１５ｍｉｎ、５００サイクル）を実施したところ、短絡・断線などはなく、基板側面にも剥離などは見られなかった。さらに、大型セラミック部品（約１０ｍｍ×約２０ｍｍ×約４ｍｍ）を上記のＣＦＲＰコア基板に実装し、ヒートサイクル試験（−３０℃／１５ｍｉｎ⇔１００℃／１５ｍｉｎ、５００サイクル）を実施した。その結果、はんだ接続部にクラックは発生しなかった。

なお図２５に示すように短絡スルーホール１ｃにねじ４２を差し込むことによりプリント配線板１を筐体４１に取り付けた。これにより、表面側導電パターン２ａ₁と裏面側導電パターン２ａ₂とのいずれかをはんだ３１を介して筐体４１に接続させた。

（実施例２）
実施例１と同様、ＣＦＲＰコアに１次貫通穴５ａを設け、銅めっきを行ない、パターニングを行なった。次に、高熱伝導樹脂、低熱膨張ガラスエポキシを順次、真空ラミネートにより張り合わせ、図８に示すような積層板１０を得た。

次に、低熱膨張ガラスエポキシ両面銅張板（ＭＣＬ−Ｅ−６７９（ＬＤ）、ｔ０．２ｍｍ−１８／１８μｍ）を準備し、その銅張板の銅のパターニングを行なった。

図２１に示すように、上記積層板１０と、パターニングされた銅層を有する低熱膨張ガラスエポキシ両面銅張板と、１８μｍの厚みの銅箔２ａとを配置し、真空プレスを用いて昇温速度５℃／ｍｉｎ、保持時間１９０℃／１ｈ、積層圧力３０ｋｇ／ｃｍ²で加圧加熱した。その後、実施例１と同様の工程を行ない、図２２に示すような積層板を得た。

得られたＣＦＲＰコア基板について、ＣＦＲＰコアと導電層２ｂとの間の絶縁抵抗を調べた。１０００Ｖを印加したときの絶縁抵抗は、放射線照射前後でいずれも５ＧΩ以上あり、全く問題ないことがわかった。また、ヒートサイクル試験（−６５℃／１５ｍｉｎ⇔１２５℃／１５ｍｉｎ、５００サイクル）を実施したところ、短絡・断線などはなく、基板側面にも剥離などは見られなかった。さらに、大型セラミック部品（約１０ｍｍ×約２０ｍｍ×約４ｍｍ）を上記ＣＦＲＰコア基板に実装し、ヒートサイクル試験（−３０℃／１５ｍｉｎ⇔１００℃／１５ｍｉｎ、５００サイクル）を実施した。その結果、はんだ接続部にクラックは発生しなかった。

なおサイズ的な問題で、被覆層２ｃ、６により被覆できなかったＣＦＲＰコア５の外周端縁には、最終工程で、図２６に示すように樹脂層３２を塗布して被覆した。この樹脂層３２の被覆は、塗布したい部分以外の部分（配線部の上など）に粘着力の弱いテープを貼着したうえで、シンナーで希釈したミリオンクリヤー（耐薬品用エポキシ樹脂クリアーペイント（関西ペイント（株）製））を塗布したい部分にハケあるいはスプレーで塗工し、１００℃の温度で１時間オーブンで乾燥・硬化させることにより行なった。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、ＣＦＲＰを含むコアを有するプリント配線板およびその製造方法に特に有利に適用され得る。

本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の構成を概略的に示す断面図であり、図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う部分の断面を平面視において示す概略断面図であり、導電層８の図示を省略した図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第６工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第７工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第８工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第９工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第１０工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第１工程を示す図２の断面と同一断面における概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第２工程を示す図２の断面と同一断面における概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第３工程を示す図２の断面と同一断面における概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第４工程を示す図２の断面と同一断面における概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法の第５工程を示す図２の断面と同一断面における概略断面図である。 図１７の領域Ｐを拡大して示す拡大図である。 ガスレベラー処理によるはんだコート前に切り穴を形成しない場合に導電層２ｃが露出することを説明するための図である。 ガスレベラー処理によるはんだコート前に切り穴を形成した場合に導電層２ｃが露出しないことを説明するための図である。 本発明の実施の形態２におけるプリント配線板の製造方法を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態２におけるプリント配線板の構成を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の構成を概略的に示す斜視図である。 図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿う概略断面図である。 短絡スルーホールにねじを差し込んでプリント配線板を筐体に取り付けた様子を概略的に示す部分断面図である。 図２３のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿う概略断面図である。

符号の説明

１ プリント配線板、１ａ，１ｂ ２次貫通穴、２ａ 信号配線、２ｂ，２ｃ，８ 導電層、３ 絶縁基材、４ａ 信号回路層、５ ＣＦＲＰ層、５ａ １次貫通穴、５ｂ，５ｃ 外周端縁、６ 接着部材、１０ 積層板、１１ 信号配線、１３ 内層信号回路層、１４ ガラスエポキシプリプレグ、２１ 絶縁層、３１ はんだ、３２ 樹脂層、４１ 筐体、４２ ねじ、５１ 製品部、５２ 支持部、５３ 連結部。

Claims (8)

1. それぞれが信号配線を有する１対の信号回路層と、
   前記１対の信号回路層の間に設けられた１次貫通穴を有する炭素繊維強化プラスチックを含むコアと、
   前記１対の信号回路層と前記コアとを接着し、かつ前記コアの前記１次貫通穴の壁面を覆い、かつ前記１次貫通穴内を通る２次貫通穴を有する接着部材と、
   前記１対の信号回路層の各々の前記信号配線を前記２次貫通穴を介して電気的に接続するために前記２次貫通穴の壁面に形成された第１の導電層と、
   前記コアの平面視における外周端縁を被覆する被覆層とを備え、
   前記被覆層は前記接着部材および第２の導電層を含み、
   前記コアの平面視における前記外周端縁は前記接着部材により被覆され、かつ前記接着部材によって被覆されていない前記外周端縁が前記第２の導電層により被覆され、
   前記コアの表面側および裏面側の各々に前記接着部材を介して形成された表面側導電パターンおよび裏面側導電パターンをさらに備え、
   前記第２の導電層は、めっきにより形成された導電材料よりなり、
   前記表面側導電パターンおよび前記裏面側導電パターンは、前記第２の導電層によって互いに電気的に接続されている、プリント配線板。
2. 前記第１の導電層と前記第２の導電層とは互いに同じ材質により構成されている、請求項１に記載のプリント配線板。
3. 前記表面側導電パターン、前記裏面側導電パターン、前記接着部材および前記コアを貫通する短絡スルーホールが形成されており、
   前記短絡スルーホールの壁面に形成された第３の導電層をさらに備え、
   前記第３の導電層により前記表面側導電パターンと前記裏面側導電パターンとが電気的に接続されている、請求項１に記載のプリント配線板。
4. 前記第２の導電層は前記コアと電気的に短絡している、請求項１〜３のいずれかに記載のプリント配線板。
5. 前記被覆層は樹脂層を含み、
   前記コアの平面視における前記外周端縁のうち前記接着部材および前記第２の導電層によって被覆されていない前記外周端部が前記樹脂層により被覆されている、請求項１〜４のいずれかに記載のプリント配線板。
6. 前記被覆層は前記コアの平面視における前記外周端縁の全周を被覆している、請求項１〜５のいずれかに記載のプリント配線板。
7. 前記接着部材は無機フィラーとゴム成分とを含む、請求項１〜６のいずれかに記載のプリント配線板。
8. 製品部と支持部とを繋ぐ連結部を残して前記製品部の周りを取り囲む第１の１次貫通穴と、前記製品部に形成された第２の１次貫通穴とを有する炭素繊維強化プラスチックを含むコアを形成する工程と、
   前記コアの両面を覆い、かつ前記第１および第２の１次貫通穴を埋め込むように接着部材を形成する工程と、
   前記コアの両面の各々に前記接着部材を介して、それぞれが信号配線を有する１対の信号回路層の各々を接着する工程と、
   前記連結部を跨いで前記第１の１次貫通穴の端部同士を接続するように前記接着部材および前記コアを貫通する第１の２次貫通穴を形成するとともに、前記第２の１次貫通穴内を通るように前記接着部材を貫通する第２の２次貫通穴を形成する工程と、
   前記第１および第２の２次貫通穴の壁面に前記コアの両面の前記信号配線とつながる導電層をめっきにより被覆する工程と、
   前記製品部と前記支持部との間の前記接着部材および前記第１の２次貫通穴の部分を切断することで前記支持部から前記製品部を切り取る工程とを備えた、プリント配線板の製造方法。

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