CN102948264A - 电路基板用层叠板及金属基底电路基板 - Google Patents

Abstract

本发明提供有利于实现散热性、绝缘性及剥离强度优异的金属基底电路基板的技术。电路基板用层叠板(1)包括金属基板(2)、设置在金属基板(2)上的绝缘层(3)和设置在绝缘层(3)上的金属箔(4)。绝缘层(3)含有液晶聚酯和50体积％以上的无机填充材料。无机填充材料由氮化硼、和选自氮化铝及氧化铝中的至少一方构成。氮化硼在无机填充材料中所占的比例在35～80体积％的范围内。

Description

电路基板用层叠板及金属基底电路基板

技术领域

本发明涉及电路基板用层叠板及由该电路基板用层叠板制造的金属基底电路基板。

背景技术

近年来的电子技术的发展异常显著，电气电子设备的高性能化及小型化急速地进行着。与此同时，安装有电气元件和/或电子元件的器件的发热量日益增大。在这种背景下，对于搭载典型的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)及IGBT(绝缘栅双极晶体管)等所谓的功率器件的金属基底电路基板来说，除足够的耐热性之外，还要求优异的散热性。

金属基底电路基板具有在金属基板上依次层叠有绝缘层和电路图案的结构。如果该绝缘层由树脂和无机填充材料的混合物形成，则可获得散热性优异的金属基底电路基板。日本专利特开平5-167212号公报中记载了下述内容：使用氧化铝、二氧化硅、氮化铝、氮化硼、氧化铍或它们的组合作为无机填充材料，以及使用环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂或聚酰亚胺树脂作为树脂。

另外，日本专利特开2005-325231号公报中记载了在具有特定结构的液晶聚酯中填充高热传导性无机物而成的树脂组合物。该文献中记载了作为高热传导性无机物可以将氮化铝、氮化硼及氧化铝等材料中的2种以上混合而使用。该文献中还记载了该树脂组合物能够用作为半导体、电阻器及电容器等的密封材料、基板及壳体等电气电子器件的原材料，或者热交换器及轴承等设备结构原材料。

发明内容

对于电路基板所使用的电路基板用层叠板，除散热性优异之外，还要求绝缘性及剥离强度也高。例如，为搭载功率器件的金属基底铝基板的情况下，若考虑基板的耐久性，则理想的是耐受电压为4.0kV以上。此外，若考虑在不发生电路图案的剥离的情况下能进行基板的切割及对基板进行开孔加工等加工，则理想的是电路图案的剥离强度为7.0N/cm以上。

如果使用含有液晶聚酯和无机填充材料的树脂组合物，则有可能获得散热性、绝缘性及剥离强度优异的金属基底电路基板。然而，本发明人发现，对于由此所得的电路基板，在提高无机填充材料在绝缘层中所占的比例时，有可能未必获得所期待的那种程度的性能。

本发明的目的在于，提供有利于实现散热性、绝缘性及剥离强度优异的金属基底电路基板的技术。

根据本发明的第一方面，提供一种电路基板用层叠板，其具备金属基板、绝缘层和设置在上述绝缘层上的金属箔；其中，上述绝缘层设置在上述金属基板上，含有液晶聚酯和50体积％以上的无机填充材料，上述无机填充材料由氮化硼、和选自氮化铝及氧化铝中的至少一方构成，上述氮化硼在上述无机填充材料中所占的比例在35～80体积％的范围内。

根据本发明的第二方面，提供一种金属基底电路基板，其具备金属基板、绝缘层和设置在上述绝缘层上的电路图案；其中，上述绝缘层设置在上述金属基板上，含有液晶聚酯和50体积％以上的无机填充材料，上述无机填充材料由氮化硼、和选自氮化铝及氧化铝中的至少一方构成，上述氮化硼在上述无机填充材料中所占的比例在35～80体积％的范围内。

附图说明

图1是简略地示出本发明的一个实施方式的电路基板用层叠板的立体图。

图2是沿图1所示的电路基板用层叠板的II-II线的剖视图。

图3是简略地示出由图1及图2所示的电路基板用层叠板得到的金属基底电路基板的一例的剖视图。

图4是示出氮化硼在无机填充材料中所占的比例对绝缘层的压缩率产生的影响的例子的图。

图5是示出氮化硼在无机填充材料中所占的比例对气孔在绝缘层中所占的比例产生的影响的例子的图。

图6是示出氮化硼在无机填充材料中所占的比例对电路基板用层叠板的金属箔的剥离强度产生的影响的例子的图。

图7是示出氮化硼在无机填充材料中所占的比例对电路基板用层叠板的耐受电压产生的影响的例子的图。

图8是示出氮化硼在无机填充材料中所占的比例对电路基板用层叠板的热阻产生的影响的例子的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。对于起相同或类似功能的构成要素，在全部附图中标以同一参照符号，省略重复说明。

如上所述，本发明人发现，如果使用含有液晶聚酯和无机填充材料的树脂组合物，则在提高无机填充材料在绝缘层中所占的比例时，有可能未必获得所期待的那种程度的性能。本发明人对其原因进行了认真研究，结果发现，液晶聚酯与环氧树脂等其他树脂相比为高粘度，因此含有液晶聚酯溶液和无机填充材料的分散液容易包含气泡，且难以将气泡从由该分散液所得的涂膜充分除去。于是，本发明人发现，由该涂膜所得的绝缘层的气孔率对电路基板用层叠板及由此所得的金属基底电路基板的性能、特别是耐受电压产生大的影响。

于是，本发明人发现，通过使用氮化硼作为无机填充材料的至少一部分，能够降低绝缘层的气孔率。本发明人还发现，如果使用选自氮化铝及氧化铝中的至少一方与氮化硼的组合作为无机填充材料，并且将氮化硼在无机填充材料中所占的比例设定在规定的范围内，则能够同时实现足够的剥离强度、高耐受电压和低热阻。本发明是基于上述发现而完成的发明。

图1是简略地示出本发明的一个实施方式的电路基板用层叠板的立体图。

图2是沿图1所示的电路基板用层叠板的II-II线的剖视图。

图1及图2所示的电路基板用层叠板1包括金属基板2、绝缘层3和金属箔4。图1及图2中，X及Y方向是与金属基板2的主面平行并且相互正交的方向，Z方向是垂直于X及Y方向的厚度方向。图1中，作为一例，绘出了矩形的电路基板用层叠板1，但电路基板用层叠板1也可具有其他的形状。

金属基板2由例如单质金属或合金构成。作为金属基板2的材料，可使用例如铝、铁、铜、铝合金或不锈钢。金属基板2还可以含有碳等非金属。例如，金属基板2也可以含有与碳复合化了的铝。此外，金属基板2可以具有单层结构，也可以具有多层结构。

金属基板2具有高热导率。典型的的是，金属基板2具有60W·m^-1·K^-1以上的热导率。

金属基板2可以具有挠性，也可以不具有挠性。金属基板2的厚度例如在0.2～5mm的范围内。

绝缘层3设在金属基板2上。绝缘层3含有液晶聚酯和无机填充材料。

液晶聚酯起到使无机填充材料彼此结合的粘合剂的作用和使金属箔4粘接在金属基板2上的粘接剂的作用。液晶聚酯还起到使绝缘层3的表面平坦的作用。

液晶聚酯是电绝缘性材料。液晶聚酯与其他多数树脂相比，电阻率更大。

液晶聚酯在绝缘层3中所占的比例在例如20～50体积％的范围内，典型的是在35～50体积％的范围内。如果将该比例过度地减小，则无机填充材料彼此的粘接强度降低，或者绝缘层3与金属基板2或金属箔4的粘接强度降低，或者难以使绝缘层3的表面平坦。如果将该比例过度地增大，则电路基板用层叠板1的耐受电压降低，或者电路基板用层叠板1的热阻增大。

对于液晶聚酯，典型的是具有热塑性。作为液晶聚酯，可使用例如在熔融时表现出光学各向异性、在450℃以下的温度下形成各向异性熔融体的液晶聚酯。作为这种液晶聚酯，可使用具有例如以下述通式(1)～(3)表示的结构单元的液晶聚酯。

下述通式(1)～(3)中，Ar1表示例如亚苯基或亚萘基，Ar2表示例如亚苯基、亚萘基或以下述通式(4)表示的基团，Ar3表示例如亚苯基或以下述通式(4)表示的基团，X及Y分别独立地表示例如O或NH。Ar、Ar2及Ar3的芳香族环上结合的氢原子也可以被例如卤素原子、烷基或芳基取代。此外，下述通式(4)中，Ar11及Ar12分别独立地表示例如亚苯基或亚萘基，Z表示例如O、CO或SO₂。

－O－Ar1－CO－……(1)

－CO－Ar2－CO－……(2)

－X－Ar3－Y－……(3)

－Ar11－Z－Ar12－……(4)

该液晶聚酯中，相对于以上述通式(1)～(3)表示的结构单元的总和，以上述通式(1)表示的结构单元的比例在例如30～80摩尔％的范围内。该情况下，相对于以上述通式(1)～(3)表示的结构单元的总和，以上述通式(2)表示的结构单元的比例在例如10～35摩尔％的范围内。而且，该情况下，相对于以上述通式(1)～(3)表示的结构单元的总和，以上述通式(3)表示的结构单元的比例在例如10～35摩尔％的范围内。

该液晶聚酯中，相对于以上述通式(1)～(3)表示的结构单元的总和，以上述通式(1)表示的结构单元的比例也可以在30～45摩尔％的范围内。该情况下，相对于以上述通式(1)～(3)表示的结构单元的总和，以上述通式(2)表示的结构单元的比例也可以在27.5～35摩尔％的范围内。而且，该情况下，相对于以上述通式(1)～(3)表示的结构单元的总和，以上述通式(3)表示的结构单元的比例也可以在27.5～35摩尔％的范围内。

液晶聚酯较好是在相对于全部构成单元为27.5～35.0摩尔％的范围内含有从由来源于芳香族二胺的结构单元和来源于具有羟基的芳香族胺的结构单元构成的组中选出的至少1种结构单元(a)。特别是，作为以上述通式(3)表示的结构单元具有结构单元(a)的液晶聚酯具有更好地获得上述效果、即“在熔融时表现出光学各向异性、在450℃以下的温度下形成各向异性熔融体”的效果的倾向。

以通式(1)表示的结构单元是来源于芳香族羟基羧酸的结构单元，以通式(2)表示的结构单元是来源于芳香族二羧酸的结构单元，以通式(3)表示的结构单元是来源于芳香族二胺或具有酚性羟基的芳香族胺的结构单元。将这种结构单元(1)～(3)各自衍生的化合物作为单体使用，通过将这些单体聚合，得到上述的液晶聚酯。

另外，从使用于得到该液晶聚酯的聚合反应容易进行的观点考虑，也可以使用上述单体的酯形成性衍生物或酰胺形成性衍生物来代替上述单体。

作为上述羧酸的酯形成性衍生物或酰胺形成性衍生物，可例举例如羧基成为酰氯及酸酐等反应性高的衍生物，以促进生成聚酯或聚酰胺的反应，以及羧基与醇类及乙二醇等形成酯的衍生物，以通过酯交换反应或酰胺交换反应生成聚酯或聚酰胺。

此外，作为上述酚性羟基的酯形成性衍生物或酰胺形成性衍生物，可例举例如酚性羟基与羧酸类形成酯的衍生物，以通过酯交换反应生成聚酯或聚酰胺。

此外，作为上述氨基的酰胺形成性衍生物，可例举例如氨基与羧酸类形成酯的衍生物，以通过酰胺交换反应生成聚酰胺。

作为以上述结构单元(1)～(3)表示的结构单元，具体而言，可例示下述结构单元。但是，以上述结构单元(1)～(3)表示的结构单元并不局限于此。

作为以通式(1)表示的结构单元，可例举例如来源于选自对羟基苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸及4-羟基-4’-联苯羧酸的芳香族羟基羧酸的结构单元等。液晶聚酯可以仅含有这些结构单元中的1种，也可以含有2种以上。特别优选使用具有来源于对羟基苯甲酸的结构单元或来源于2-羟基-6-萘甲酸的结构单元的芳香族液晶聚酯。

相对于全部结构单元的总和，以通式(1)表示的结构单元所占的比例在例如30.0～45.0摩尔％的范围内，优选在35.0～40.0摩尔％的范围内。

如果增大以通式(1)表示的结构单元相对于全部结构单元的比例，则液晶聚酯在后述的非质子性溶剂中的溶解性降低。该比例较小时，存在聚酯不显示液晶性的倾向。

作为以通式(2)表示的结构单元，可例举例如来源于选自对苯二甲酸、间苯二甲酸及2,3-萘二甲酸的芳香族二羧酸的结构单元。液晶聚酯可以仅含有这些结构单元中的1种，也可以含有2种以上。从液晶聚酯在后述的非质子性溶剂中的溶解性的角度考虑，尤其优选使用具有来源于间苯二甲酸的结构单元的液晶聚酯。

相对于全部结构单元的总和，以通式(2)表示的结构单元所占的比例在例如27.5～35.0摩尔％的范围内，优选在30.0～32.5摩尔％的范围内。

如果增大以通式(2)表示的结构单元相对于全部结构单元的比例，则存在聚酯的液晶性降低的倾向。如果减小该比例，则存在聚酯在非质子性溶剂中的溶解性降低的倾向。

作为以通式(3)表示的结构单元，可例举例如来源于3-氨基苯酚及4-氨基苯酚等具有酚性羟基的芳香族胺的结构单元，以及来源于1,4-苯二胺及1,3-苯二胺等芳香族二胺的结构单元。液晶聚酯可以仅含有这些结构单元中的1种，也可以含有2种以上。其中，从液晶聚酯的制造中进行的聚合反应的角度考虑，优选使用具有来源于4-氨基苯酚的结构单元的液晶聚酯。

相对于全部结构单元的总和，以通式(3)表示的结构单元所占的比例在例如27.5～35.0摩尔％的范围内，优选在30.0～32.5摩尔％的范围内。

如果增大以通式(3)表示的结构单元相对于全部结构单元的比例，则存在聚酯的液晶性降低的倾向。如果减小该比例，则存在液晶聚酯在非质子性溶剂中的溶解性降低的倾向。

另外，优选以通式(3)表示的结构单元和以通式(2)表示的结构单元在实质上等量。通过将以通式(3)表示的结构单元相对于全部结构单元的比例与以通式(2)表示的结构单元相对于全部结构单元的比例之差设在－10～＋10摩尔％的范围内，还能够控制芳香族液晶聚酯的聚合度。

对上述液晶聚酯的制造方法没有特别限定。作为该液晶聚酯的制造方法，可例举例如利用过量的脂肪酸酐将与以通式(1)表示的结构单元对应的芳香族羟基羧酸和与以通式(3)表示的结构单元对应的羟基的芳香族胺或芳香族二胺的酚性羟基或氨基酰化，对所得的酰化物(酯形成性衍生物或酰胺形成性衍生物)和与以通式(2)表示的结构单元对应的芳香族二羧酸进行酯交换(缩聚)而进行熔融聚合的方法。

作为上述酰化物，也可以使用预先酰化而得的脂肪酸酯(例如，参照日本专利特开2002-220444号公报或日本专利特开2002-146003号公报)。

上述酰化反应中，优选脂肪酸酐的添加量相对于酚性羟基和氨基的总和为1.0～1.2倍当量，更优选1.05～1.1倍当量。

脂肪酸酐的添加量少的情况下，存在酯交换(缩聚)时酰化物或原料单体等升华，反应体系容易堵塞的倾向。此外，脂肪酸酐的添加量多的情况下，存在所得的芳香族液晶聚酯的着色明显的倾向。

上述酰化反应优选在130～180℃下反应5分钟～10小时，更优选在140～160℃下反应10分钟～3小时。

对上述酰化反应所使用的脂肪酸酐没有特别限定。作为该脂肪酸酐，可例举例如乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、异丁酸酐、戊酸酐、新戊酸酐、2-乙基己酸酐、一氯代乙酸酐、二氯乙酸酐、三氯乙酸酐、一溴代乙酸酐、二溴乙酸酐、三溴乙酸酐、一氟代乙酸酐、二氟乙酸酐、三氟乙酸酐、戊二酸酐、马来酸酐、琥珀酸酐、β-溴丙酸酐。它们可单独使用，也可2种以上混合使用。

其中，从价格和操作性的角度考虑，优选乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐及异丁酸酐，更优选乙酸酐。

上述酯交换及酰胺交换反应中，优选酰化物的酰基为羧基的0.8～1.2倍当量。

此外，优选在130～400℃下一边以0.1～50℃/分钟的比率升温一边进行上述酯交换及酰胺交换反应，更优选在150～350℃下一边以0.3～5℃/分钟的比率升温一边进行上述酯交换及酰胺交换反应。

使上述酰化而得的脂肪酸酯与羧酸或胺进行酯交换及酰胺交换时，为了使平衡移动，优选对作为副产物生成的脂肪酸和未反应的脂肪酸酐进行蒸发等以蒸馏排出至体系外。

另外，酰化反应以及酯交换及酰胺交换反应也可以在催化剂的存在下进行。作为该催化剂，可使用例如作为聚酯的聚合用催化剂而常用的催化剂。作为这种催化剂，可例举例如乙酸镁、乙酸亚锡、钛酸四丁酯、乙酸铅、乙酸钠、乙酸钾及三氧化锑等金属盐催化剂，以及N,N-二甲基氨基吡啶及N-甲基咪唑等有机化合物催化剂。

上述催化剂中，优选使用N,N-二甲基氨基吡啶及N-甲基咪唑等包含2个以上氮原子的杂环化合物(参照日本专利特开2002-146003号公报)。

通常，在单体类的投入时投入上述催化剂。该催化剂可以在酰化后除去，也可以不除去。在不除去该催化剂的情况下，可以在酰化之后立即进行酯交换。

利用上述酯交换及酰胺交换反应的聚合通常通过熔融聚合来进行，也可以并用熔融聚合和固相聚合。固相聚合可通过将聚合物从熔融聚合步骤中抽出，将其粉碎而制成粉末状或薄片状之后，用公知的固相聚合方法来进行。具体而言，可例举例如在氮等惰性气氛下，以20～350℃、在固相状态下热处理1～30小时的方法。可以一边搅拌一边进行固相聚合，也可以在不搅拌而静置的状态下进行固相聚合。

另外，通过设置适当的搅拌设备，还可以在同一反应槽中进行熔融聚合和固相聚合。

固相聚合后，可以用公知的方法，将所得的液晶聚酯成形为例如颗粒状。

上述液晶聚酯的制造可以使用分批装置及/或连续装置来进行。

优选上述液晶聚酯的用下述方法求出的流动起始温度在250℃以上，更优选在260℃以上。在使用这种液晶聚酯的情况下，与使用流动起始温度更低的液晶聚酯的情况相比，在绝缘层3和金属箔4之间以及在绝缘层3和金属基板2之间可获得更好的密合性。

此外，优选上述聚酯的流动起始温度在300℃以下，更优选在290℃以下。这种液晶聚酯与流动起始温度更高的液晶聚酯相比，存在溶剂中的溶解性更高的倾向。

这里，“流动起始温度”是指，使用流动测试仪的熔融粘度的评价中，该芳香族聚酯的熔融粘度在9.8MPa的压力下达到4800Pa·s以下时的最低温度。

另外，根据1987年发行的书籍《液晶聚合物－合成·成形·应用－》(液晶ポリマ一-合成·成形·応用-)(小出直之编,95～105页,CMC出版株式会社(シ一エムシ一),1987年6月5日发行)，1970年代开发出液晶聚酯树脂以后，作为液晶聚酯树脂的分子量的标准，使用流动温度(与本说明书中使用的术语“流动起始温度”等同)。

通过例如在将聚合物从熔融聚合步骤抽出，将该聚合物粉碎而制成粉末状或薄片状后，用公知的固相聚合方法来调整流动起始温度，从而可容易地实施上述液晶聚酯的流动起始温度的控制。

更具体而言，例如在熔融聚合步骤之后，可通过在氮等惰性气氛下、以超过210℃的温度、更优选以220～350℃的温度在固相状态下热处理1～10小时的方法来获得。可以一边搅拌一边进行固相聚合，也可以在不搅拌而静置的状态下进行固相聚合。例如，可以在氮等惰性气氛下，在不搅拌而静置的状态下，以225℃进行3小时的固相聚合。

无机填充材料分布于整个绝缘层3。无机填充材料与液晶聚酯相比，热导率大。

无机填充材料在绝缘层3中所占的比例在例如50～80体积％的范围内，典型的是在50～65体积％的范围内。如果将该比例过度地减小，则热阻增大或耐受电压降低。如果将该比例过度地增大，则无机填充材料彼此的粘接强度降低，或者绝缘层3与金属基板2或金属箔4的粘接强度降低，或者难以使绝缘层3的表面平坦。

无机填充材料由氮化硼、和选自氮化铝及氧化铝中的至少一方构成。这些组分各自大致均匀地分布于整个绝缘层3。

氮化铝及氧化铝以例如近似球状的粒子的形态使用。绝缘层3中，氮化铝及氧化铝可以一次粒子的形态分布，也可以二次粒子的形态分布。或者，绝缘层3中，也可以是氮化铝及氧化铝的一部分以一次粒子的形态分布，其余部分以二次粒子的形态分布。

氮化铝及氧化铝的平均粒径在例如5～30μm的范围内。这里，“平均粒径”表示用激光衍射散射法测定的粒子的平均粒径。

氮化铝及/或氧化铝的总量在无机填充材料中所占的比例在例如20～65体积％的范围内，典型的是在20～50体积％的范围内。该比例过于大时，难以得到气孔少的绝缘层3，难以实现高耐受电压和低热阻。该比例过于小时，难以获得具有高剥离强度的电路基板用层叠板1及金属基底电路基板1’。

氮化硼以例如鳞片状或板状的粒子的形态使用。绝缘层3中，氮化硼也可以鳞片状或板状的一次粒子的形态分布。或者，绝缘层3中，氮化硼也可以二次粒子的形态分布，该二次粒子由使鳞片状或板状的一次粒子以其法线方向无规取向的方式凝集而成。典型的是，绝缘层3中，氮化硼的一部分以鳞片状或板状的一次粒子的形态分布，其他部分以上述的二次粒子的形态分布。

氮化硼的平均粒径在例如10～50μm的范围内。另外，该平均粒径可通过对氮化铝及氧化铝使用与上述同样的方法得到。

作为无机填充材料的至少一部分，为了提高与液晶聚酯的密合性及在后述的分散液中的分散性，可使用实施了表面处理的无机填充材料。作为能用于该表面处理的表面处理剂，可例举例如硅烷偶联剂、钛偶联剂、铝或锆类偶联剂、长链脂肪酸、异氰酸酯化合物，以及包含例如环氧基、甲氧基硅烷基、氨基或羟基的极性高分子或反应性高分子。

氮化硼在无机填充材料中所占的比例在35～80体积％的范围内，典型的是在50～80体积％的范围内。该比例过于大时，难以获得具有高剥离强度的电路基板用层叠板1及金属基底电路基板1’。该比例过于小时，难以得到气孔少的绝缘层3，难以实现高耐受电压和低热阻。

金属箔4设在绝缘层3上。金属箔4以将绝缘层3夹在中间的方式与金属基板2相对。

金属箔4由例如单质金属或合金构成。作为金属箔4的材料，可使用例如铜或铝。金属箔4的厚度在例如10～500μm的范围内。

该电路基板用层叠板1可通过例如下述方法制造。

首先，使上述的液晶聚酯溶解于溶剂中，得到光学上各向同性的溶液。

作为液晶聚酯，考虑到在该溶剂中的溶解性，优选使用分子量较小的液晶聚酯。另外，环氧树脂等热固化性树脂在保存期间会发生经时变化。与此相对，液晶聚酯为热塑性，因此不会发生上述的经时变化。因此，可以作为工业制品放心使用。

作为上述溶剂，优选使用不含卤素原子的非质子性溶剂。这种非质子性溶剂可例举例如乙醚、四氢呋喃及1,4-二

烷等醚类溶剂；丙酮及环己烷等酮类溶剂；乙酸乙酯等酯类溶剂；γ-丁内酯等内酯类溶剂；碳酸亚乙酯及碳酸异丙酯等碳酸酯类溶剂；三乙胺及吡啶等胺类溶剂；乙腈及琥珀腈等腈类溶剂；N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四甲基脲及N-甲基吡咯烷酮等酰胺类溶剂；硝基甲烷及硝基苯等硝基类溶剂；二基亚砜及环丁砜等硫化物类溶剂；六甲基磷酰胺及三正丁基磷酸等磷酸类溶剂。

其中，从上述的液晶聚酯的溶解性的角度考虑，优选偶极矩为3～5的溶剂。具体而言，优选N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四甲基脲、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类溶剂，以及γ-丁内酯等内酯类溶剂，特别优选N,N-甲基甲酰胺、N,N-甲基乙酰胺及N-甲基吡咯烷酮(NMP)。还有，使用1个大气压下的沸点为180℃以下的挥发性高的溶剂时，在形成由包含液晶聚酯和无机填充材料的分散液构成的涂膜后，容易将溶剂从该涂膜中除去。从该角度考虑，特别优选N,N-二甲基甲酰胺(DMF)及N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。

该分散液中，相对于100质量份的非质子性溶剂，含有例如10～50质量份、优选20～40质量份的液晶聚酯。液晶聚酯的量过于少时，不得不将大量溶剂从涂膜中除去。因此，容易发生涂膜的外观问题。如果液晶聚酯的量过于多，则存在上述的溶液或分散液高粘度化的倾向，其操作性降低。

接着，将上述的无机填充材料分散到之前的溶液中，得到包含聚酯和无机填充材料的分散液。无机填充材料可以例如一边使用球磨机、三辊机(日文：3本ロ一ル)、离心搅拌机或珠磨机进行粉碎一边分散到上述溶液中。此外，在向上述溶液中添加无机填充材料之前，也可以在该溶液中添加硅烷偶联剂及钛偶联剂等偶联剂以及离子吸附剂等添加剂。

接着，将该分散液涂布在金属基板2及金属箔4的至少一方的上面。对于分散液的涂布，可使用例如辊涂法、棒涂法或丝网印刷法。可以连续式进行，也可以单板式进行。

根据需要将涂膜干燥后，使金属基板2和金属箔4以将涂膜夹在中间而相对的方式重叠。然后对其进行热压。通过如上操作，得到电路基板用层叠板1。

该方法中，将包含液晶聚酯的涂膜供于加热工序。如果加热液晶聚酯，则其分子量增大，涂膜固化。由此所得的绝缘层3的机械强度优异。

还有，由于液晶聚酯为热塑性，因此能够在涂膜干燥后使介晶的取向充分发展。即，通过使分子量充分增大的加热工序，从而使声子传导的路径长度增加，其结果是，热导率大幅提高。

此外，典型的是氮化硼的一次粒子为鳞片状或板状，因此当对干燥后的涂膜进行加热，在液晶聚酯能够流动的状态下对涂膜施加压力时，会使氮化硼的一次粒子的一部分的方位发生变化。藉此，可获得气泡、液晶聚酯、氮化铝及氧化铝的移动得到促进，气泡少且致密的绝缘层3。

此外，施加压力前的涂膜中，氮化硼的至少一部分以二次粒子的形态存在且该二次粒子由使鳞片状或板状的一次粒子以其法线方向无规取向的方式凝集而成的情况下，该二次粒子所含的一次粒子的至少一部分以其主面相对于涂膜的基底表面垂直或倾斜的方式取向。如果对涂膜施加压力，则相对于基底表面垂直或倾斜地取向的一次粒子的一部分的方位会发生变化，但并不是说全部这些一次粒子的方位都发生变化。此外，通过对涂膜施加压力而相对于基底表面平行地取向的一次粒子只是方位发生变化的一次粒子中的一部分。即，施加压力后的涂膜中，氮化硼的一次粒子的至少一部分相对于涂膜的基底表面垂直或倾斜地取向。氮化硼的一次粒子以该方式取向的绝缘层3与氮化硼的一次粒子相对于Z方向垂直地取向的绝缘层3相比，Z方向上的热导率高。即，如果使氮化硼以上述的形态存在，则能够得到性能更优异的电路基板用层叠板1。

接着。对从上述的电路基板用层叠板1得到的金属基底电路基板1’进行说明。

图3是简略地示出由图1及图2所示的电路基板用层叠板1得到的金属基底电路基板1’的一例的剖视图。

图3所示的金属基底电路基板1’包括金属基板2、绝缘层3和电路图案4’。电路图案4’可通过对参照图1及图2说明的电路基板用层叠板1的金属箔4进行图案形成而得到。该图案形成可通过例如在金属箔4上形成掩模图案，通过蚀刻将金属箔4的露出部分除去来进行。金属基底电路基板1’可通过例如对之前的电路基板用层叠板1的金属箔4进行上述的图案形成，根据需要进行切割及开孔加工等加工来得到。

由于该金属基底电路基板1’从上述的电路基板用层叠板1得到，因此散热性及耐热性优异。此外，该金属基底电路基板1’中，即使无机填充材料在绝缘层3中所占的比例高，电路图案4’也具有足够的剥离强度。

以下，记载本发明的实施例。

<液晶聚酯的制造>

在具备搅拌装置、扭矩计、氮气导入管、温度计及回流冷却器的反应器中投入1976g(10.5摩尔)的2-羟基-6-萘甲酸、1474g(9.75摩尔)的4-羟基乙酰苯胺、1620g(9.75摩尔)的间苯二甲酸、2374g(23.25摩尔)的乙酸酐。用氮气对反应器内的气氛进行充分置换后，在氮气气流下用15分钟升温至150℃，在该温度下回流3小时。

然后，一边将馏出的副产物乙酸及未反应的乙酸酐蒸馏除去，一边用170分钟升温至300℃，将确认到扭矩上升的时刻视作反应结束，取出内容物。将取出的内容物冷却至室温，用粉碎机进行粉碎，从而得到分子量较低的液晶聚酯的粉末。

用岛津制作所(島津製作所)的流动测试仪CFT－500对所得的粉末的流动起始温度进行测定，结果为235℃。此外，在氮气氛中以223℃对该液晶聚酯粉末进行3小时的加热处理，使其发生固相聚合。固相聚合后的液晶聚酯的流动起始温度为270℃。

<液晶聚酯溶液的制备>

将由上述的方法所得的2200g的液晶聚酯添加到7800g的N,N-甲基乙酰胺(DMAc)中，以100℃加热2小时，从而得到液晶聚酯溶液。该溶液的粘度为320cP。该粘度是使用B型粘度计(东机产业株式会社(東機産業)制，“TVL-20型”，转子No.21(转速:5rpm))并在23℃下测定的值。

<例1>

在由上述的方法所得的液晶聚酯溶液中添加氮化铝(古河电子工业株式会社(古河電子工業株式会社)制，“FAN-f30”，平均粒径30μm)，从而制备分散液。这里，添加氮化铝以使得在由该分散液所得的绝缘层中，由氮化铝构成的无机填充材料所占的比例为65体积％。

用离心式搅拌脱泡机将该分散液搅拌5分钟后，将其以约130μm的厚度涂布在厚度为70μm的铜箔上。接着，将该涂膜以100℃干燥20分钟后，以340℃热处理3小时。

接着，将金属基板和之前的铜箔以涂膜介于它们之间的方式重叠。这里，作为金属基板，使用热导率为140W·m^-1·K^-1、厚度为2.0mm的铝合金基板。然后，一边对其施加20MPa的压力一边以340℃对其加热处理20分钟以使其热粘接。

此时，测定施加压力前的涂膜的厚度D1和热粘接后的涂膜、即绝缘层的厚度D2，求出厚度D2和厚度D1的差D1-D2。接着，求出差D1-D2与厚度D1的比(D1-D2)/D1以作为压缩率。其结果是，压缩率为14.6％。

此外，根据分散液的组成及每单位面积的涂布量等算出假定气泡含有率为零时的绝缘层的厚度D2’。接着，求出厚度D2和D2’的差D2-D2’与厚度D2的比(D2-D2’)/D2以作为气孔率。其结果是，气孔率为20.0％。

接着，使用由此得到的电路基板用层叠板，分别在以下的条件下进行耐受电压、T剥离强度及热阻的测定。

耐受电压：

将切割成规定尺寸的电路基板用层叠板浸渍于绝缘油中，在室温下对铜箔施加交流电压。升高施加电压，将发生绝缘破坏的最低电压作为耐受电压。

T剥离强度试验：

通过蚀刻将切割成规定尺寸的电路基板用层叠板的铜箔的一部分除去，以形成宽度为10mm的铜箔图案。抓住该铜箔图案的一端，一边以铜箔图案中已剥离的部分相对于金属基板的主面呈垂直的方式施加力，一边以50mm/分钟的速度将铜箔图案从金属基板撕下。此时，将施加在铜箔图案的力作为T剥离强度。

热阻：

通过将切割成30mm×40mm的尺寸的电路基板用层叠板的铜箔蚀刻而进行部分除去，形成14mm×10mm的焊盘(日语：ランド)。使用焊锡将晶体管(C2233)安装到该焊盘之后，将其以金属基板隔着硅脂层且与冷却装置的冷却面相对的方式安装在水冷却装置上。接着，向晶体管供应30W的功率P，测定晶体管的温度T1和冷却装置的冷却面的温度T2。求出由此得到的温度T1和温度T2的差T1-T2，将该差T1-T2与供应的功率P的比(T1/T2)/P作为热阻。

在以上的条件下进行各种测定的结果是，耐受电压为1.5kV，T剥离强度为13.6N/cm，热阻为0.20℃/W。

<例2>

在由上述的方法所得的液晶聚酯溶液中添加与例1中使用的相同的氮化铝和氮化硼(水岛合金铁株式会社(水島合金鉄株式会社)制，“HP-40”，平均粒径20μm)，从而制备分散液。这里，氮化铝和氮化硼以下述条件添加：在从该分散液得到的绝缘层中，由氮化铝和氮化硼构成的无机填充材料所占的比例为65体积％，以及氮化硼在无机填充材料中所占的比例(以下称为“BN掺合率”)为25体积％。

除了使用由上述方法制备的分散液以外，用与例1中使用的同样的方法来制造电路基板用层叠板。另外，这里也使用与例1中使用的同样的方法来求出压缩率及气孔率。其结果是，压缩率为18.0％，气孔率为10.8％。

此外，除使用该电路基板用层叠板以外，使用与例1中使用的同样的方法来进行耐受电压、T剥离强度及热阻的测定。其结果是，耐受电压为2.0kV，T剥离强度为13.1N/cm，热阻为0.18℃/W。

<例3>

除了将BN掺合率改为35体积％以外，用与例2中使用的同样的方法来制造电路基板用层叠板。另外，这里也使用与例1中使用的同样的方法来求出压缩率及气孔率。其结果是，压缩率为20.0％，气孔率为7.0％。

此外，除使用该电路基板用层叠板以外，使用与例1中使用的同样的方法来进行耐受电压、T剥离强度及热阻的测定。其结果是，耐受电压为4.0kV，T剥离强度为12.3N/cm，热阻为0.17℃/W。

<例4>

除了将BN掺合率改为50体积％以外，用与例2中使用的同样的方法来制造电路基板用层叠板。另外，这里也使用与例1中使用的同样的方法来求出压缩率及气孔率。其结果是，压缩率为21.7％，气孔率为1.3％。

此外，除使用该电路基板用层叠板以外，使用与例1中使用的同样的方法来进行耐受电压、T剥离强度及热阻的测定。其结果是，耐受电压为7.0kV，T剥离强度为11.6N/cm，热阻为0.16℃/W。

<例5>

除了将BN掺合率改为80体积％以外，用与例2中使用的同样的方法来制造电路基板用层叠板。另外，这里也使用与例1中使用的同样的方法来求出压缩率及气孔率。其结果是，压缩率为29.0％，气孔率为0.5％。

此外，除使用该电路基板用层叠板以外，使用与例1中使用的同样的方法来进行耐受电压、T剥离强度及热阻的测定。其结果是，耐受电压为8.0kV，T剥离强度为7.5N/cm，热阻为0.15℃/W。

<例6>

除了使用与例2中使用的同样的氮化硼代替氮化铝以外，使用与例1中使用的同样的方法来制造电路基板用层叠板。另外，这里也使用与例1中使用的同样的方法来求出压缩率及气孔率。其结果是，压缩率为33.3％，气孔率为0.1％。

此外，除使用该电路基板用层叠板以外，使用与例1中使用的同样的方法来进行耐受电压、T剥离强度及热阻的测定。其结果是，耐受电压为9.0kV，T剥离强度为5.0N/cm，热阻为0.15℃/W。

<例7>

除了使用氧化铝(住友化学株式会社(住友化学株式会社)制，“AA-5”，平均粒径5μm)代替氮化铝以外，使用与例1中使用的同样的方法来制造电路基板用层叠板。另外，这里也使用与例1中使用的同样的方法来求出压缩率及气孔率。其结果是，压缩率为13.0％，气孔率为25.0％。

此外，除使用该电路基板用层叠板以外，使用与例1中使用的同样的方法来进行耐受电压、T剥离强度及热阻的测定。其结果是，耐受电压为1.5kV，T剥离强度为15.9N/cm，热阻为0.26℃/W。

<例8>

在由上述方法所得的液晶聚酯溶液中添加与例7中使用的同样的氧化铝和与例2中使用的同样的氮化硼，从而制备分散液。这里，氧化铝和氮化硼以下述条件添加：在从该分散液得到的绝缘层中，由氧化铝和氮化硼构成的无机填充材料所占的比例为65体积％，以及BN掺合率为25体积％。

除了使用由上述方法制备的分散液以外，用与例1中使用的同样的方法来制造电路基板用层叠板。另外，这里也使用与例1中使用的同样的方法来求出压缩率及气孔率。其结果是，压缩率为17.0％，气孔率为13.0％。

此外，除使用该电路基板用层叠板以外，使用与例1中使用的同样的方法来进行耐受电压、T剥离强度及热阻的测定。其结果是，耐受电压为1.5kV，T剥离强度为12.9N/cm，热阻为0.23℃/W。

<例9>

除了将BN掺合率改为35体积％以外，用与例8中使用的同样的方法来制造电路基板用层叠板。另外，这里也使用与例1中使用的同样的方法来求出压缩率及气孔率。其结果是，压缩率为19.0％，气孔率为8.5％。

此外，除使用该电路基板用层叠板以外，使用与例1中使用的同样的方法来进行耐受电压、T剥离强度及热阻的测定。其结果是，耐受电压为4.0kV，T剥离强度为12.3N/cm，热阻为0.20℃/W。

<例10>

除了将BN掺合率改为50体积％以外，用与例8中使用的同样的方法来制造电路基板用层叠板。另外，这里也使用与例1中使用的同样的方法来求出压缩率及气孔率。其结果是，压缩率为22.0％，气孔率为1.0％。

此外，除使用该电路基板用层叠板以外，使用与例1中使用的同样的方法来进行耐受电压、T剥离强度及热阻的测定。其结果是，耐受电压为8.0kV，T剥离强度为11.1N/cm，热阻为0.17℃/W。

<例11>

除了将BN掺合率改为80体积％以外，用与例8中使用的同样的方法来制造电路基板用层叠板。另外，这里也使用与例1中使用的同样的方法来求出压缩率及气孔率。其结果是，压缩率为29.0％，气孔率为0.5％。

此外，除使用该电路基板用层叠板以外，使用与例1中使用的同样的方法来进行耐受电压、T剥离强度及热阻的测定。其结果是，耐受电压为8.5kV，T剥离强度为7.9N/cm，热阻为0.16℃/W。

将例1～例11中所得的结果示于下述表1及图4～图8。

[表1]

图4是示出氮化硼在无机填充材料中所占的比例对绝缘层的压缩率产生的影响的例子的图。图5是示出氮化硼在无机填充材料中所占的比例对气孔在绝缘层中所占的比例产生的影响的例子的图。图6是示出氮化硼在无机填充材料中所占的比例对金属箔的剥离强度产生的影响的例子的图。图7是示出氮化硼在无机填充材料中所占的比例对电路基板用层叠板的耐受电压产生的影响的例子的图。图8是示出氮化硼在无机填充材料中所占的比例对电路基板用层叠板的热阻产生的影响的例子的图。

如果增大BN掺合率，则压缩率如图4所示那样变大，气孔率如图5所示那样变小。具体而言，如果增加BN掺合率，则压缩率相对于该增量以大致恒定的比例减少。此外，如果增加BN掺合率，则在BN掺合率为0～50体积％的范围内，气孔率相对于该增量以大致恒定的比例减少；在BN掺合率为50～100体积％的范围内，气孔率相对于该增量的变化极少。

如图6所示，如果增加BN掺合率，则剥离强度相对于该增量以大致恒定的比例减少。BN掺合率为80体积％以下时，可实现7.5N/cm以上的剥离强度。

如图7所示，如果增加BN掺合率，则耐受电压提高。具体而言，在BN掺合率为0～25体积％的范围内，耐受电压虽然相对于BN掺合率的增量以大致恒定的比例提高，但该变化极小。在BN掺合率为25～50体积％的范围内，耐受电压相对于BN掺合率的增量以大致恒定的比例提高，与在BN掺合率为0～25体积％的范围内的情况相比，相对于BN掺合率的增量的耐受电压的上升更大。在BN掺合率为50～100体积％的范围内，耐受电压虽然相对于BN掺合率的增量以大致恒定的比例提高，但与在BN掺合率为25～50体积％的范围内的情况相比，相对于BN掺合率的增量的耐受电压的上升更小。接着，将BN掺合率设为35体积％以上时，可实现4kV以上的耐受电压，将BN掺合率设为50体积％以上时，可实现7kV以上的耐受电压。

如图8所示，如果增加BN掺合率，则热阻变小。BN掺合率为35体积％以上的情况下，使用氧化铝作为无机填充材料的一部分时，可实现0.20℃/W以下的热阻，使用氮化铝作为无机填充材料的一部分时，可实现0.17℃/W以下的热阻。

对本领域技术人员来讲，获得进一步的利益及变形是容易实现的。因此，本发明在比其更广的方面并不局限于本申请所记载的特定的记载和代表性的实施方式。因此，在不脱离由附带的权利要求及其等同物规定的本发明的综合概念的真意或范围的范围内，能够进行各种变形。

Claims (6)

1.一种电路基板用层叠板，其具备金属基板、绝缘层和设置在所述绝缘层上的金属箔；

其中，所述绝缘层设置在所述金属基板上，含有液晶聚酯和50体积％以上的无机填充材料，所述无机填充材料由氮化硼、和选自氮化铝及氧化铝中的至少一方构成，所述氮化硼在所述无机填充材料中所占的比例在35～80体积％的范围内。

2.如权利要求1所述的电路基板用层叠板，其特征在于，所述氮化硼在所述无机填充材料中所占的比例在50～80体积％的范围内。

3.如权利要求1或2所述的电路基板用层叠板，其特征在于，所述液晶聚酯具有以下述通式(1)～(3)表示的结构单元，相对于以下述通式(1)～(3)表示的结构单元的总和，以下述通式(1)表示的结构单元的比例在30～80摩尔％的范围内，以下述通式(2)表示的结构单元的比例在10～35摩尔％的范围内，以下述通式(3)表示的结构单元的比例在10～35摩尔％的范围内；

－O－Ar1－CO－……(1)

－CO－Ar2－CO－……(2)

－X－Ar3－Y－……(3)

式中，Ar1表示亚苯基或亚萘基，Ar2表示亚苯基、亚萘基或以下述通式(4)表示的基团，Ar3表示亚苯基或以下述式(4)表示的基团，X及Y分别独立地表示O或NH；Ar、Ar2及Ar3的芳香族环上结合的氢原子也可以被卤素原子、烷基或芳基取代；

－Ar11－Z－Ar12－……(4)

式中，Ar11及Ar12分别独立地表示亚苯基或亚萘基，Z表示O、CO或SO₂。

4.一种金属基底电路基板，其具备金属基板、绝缘层和设置在所述绝缘层上的电路图案；

其中，所述绝缘层设置在所述金属基板上，含有液晶聚酯和50体积％以上的无机填充材料，所述无机填充材料由氮化硼、和选自氮化铝及氧化铝中的至少一方构成，所述氮化硼在所述无机填充材料中所占的比例在35～80体积％的范围内。

5.如权利要求4所述的金属基底电路基板，其特征在于，所述氮化硼在所述无机填充材料中所占的比例在50～80体积％的范围内。

6.如权利要求4或5所述的金属基底电路基板，其特征在于，所述液晶聚酯具有以下述通式(1)～(3)表示的结构单元，相对于以下述通式(1)～(3)表示的结构单元的总和，以下述通式(1)表示的结构单元的比例在30～80摩尔％的范围内，以下述通式(2)表示的结构单元的比例在10～35摩尔％的范围内，以下述通式(3)表示的结构单元的比例在10～35摩尔％的范围内；

－O－Ar1－CO－……(1)

－CO－Ar2－CO－……(2)

－X－Ar3－Y－……(3)

式中，Ar1表示亚苯基或亚萘基，Ar2表示亚苯基、亚萘基或以下述通式(4)表示的基团，Ar3表示亚苯基或以下述式(4)表示的基团，X及Y分别独立地表示O或NH；Ar、Ar2及Ar3的芳香族环上结合的氢原子也可以被卤素原子、烷基或芳基取代；

－Ar11－Z－Ar12－……(4)

式中，Ar11及Ar12分别独立地表示亚苯基或亚萘基，Z表示O、CO或SO₂。

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