CN105323957A - 覆金属箔基板、电路基板和电子部件搭载基板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供覆金属箔基板、使用该基板制造的电路基板及在该电路基板搭载有电子部件的电子部件搭载基板,该覆金属箔基板能不需大型装置、不费时间和精力地制造出不对其他结构体的整体形状造成制约、可搭载于其他结构体的电路基板。本发明的覆金属箔基板(10A)用于形成搭载电子部件的电路基板,具备金属箔(4A)、形成于金属箔(4A)的一个面的树脂层(5)和形成于树脂层(5)的上述金属箔的背面的绝缘部(6)。覆金属箔基板(10A)具有金属箔(4A)、树脂层(5)和绝缘部(6)向金属箔(4A)侧或绝缘部(6)侧弯曲的至少一个弯曲部(81)~(84)。树脂层(5)由含有树脂材料的第2树脂组合物的硬化物或固化物构成,绝缘部(6)由含有热固性树脂的第1树脂组合物的硬化物构成。
Description
技术领域
本发明涉及覆金属箔基板、电路基板和电子部件搭载基板。
背景技术
近年来,伴随着电子设备的高功能化等要求,上述电子设备所具备的电子部件的高密度集成化以及高密度安装化等发展。作为搭载这些电子部件的印刷配线基板,要求对由电子部件的驱动而产生的噪声的传播进行抑制的基板。
作为这样的印刷配线基板(电路基板),例如,专利文献1中公开了如下制造的印刷配线基板。首先,使树脂组合物浸渗到由玻璃纤维等构成的纤维基材中。其后,使树脂组合物半固化,得到具备纤维基材和树脂层的形成片状的预浸料。接下来,准备对该预浸料张贴有金属箔的覆金属箔基板(层叠板)。最后,通过将该金属箔图案化而得到印刷配线基板(例如,参照专利文献1)。
为了确实地抑制前述的噪声传播,要求该印刷配线基板的制造中使用的预浸料具有均匀的厚度。作为得到这样的预浸料的方法,已知在纤维基材的两面层压膜状的树脂层的层压法。
该层压法中,例如,使用真空层压装置,在减压下从纤维基材的两面重叠树脂层。该状态下,用加热到树脂层熔融的温度以上的层压辊将纤维基材与树脂层接合而得到接合体。由此,使树脂层的熔融物浸渗于纤维基材。其后,进一步使用热风干燥装置,以树脂层熔融的温度以上的温度对接合体进行加热处理来制造预浸料。
然而,使用这样的层压法的制造方法中,有如下问题:需要真空层压装置、热风干燥装置这样的大型装置,预浸料的制造需要时间和精力。
另外,要求能够在不对搭载上述印刷配线基板的其他结构体(电子设备所具备的壳体等)的整体形状造成制约的情况下将印刷配线基板搭载于其他结构体。进而要求实现其他结构体的小型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-158637号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种覆金属箔基板,其能够不需要大型装置、不需要时间和精力地制造出不对其他结构体的整体形状造成制约的、可搭载于其他结构体的电路基板。另外,本发明的另一目的在于提供使用上述覆金属箔基板制造的电路基板和在上述电路基板搭载有电子部件的电子部件搭载基板。
这样的目的通过下述(1)~(11)所述的本发明实现。
(1)一种覆金属箔基板,其特征在于,用于形成电连接地搭载电子部件的电路基板,
具备金属箔、形成于上述金属箔的一个表面的树脂层、形成于上述树脂层的与上述金属箔相反的表面的绝缘部,
具有上述金属箔、上述树脂层和上述绝缘部向上述金属箔侧或者上述绝缘部侧弯曲的至少一个弯曲部,
上述绝缘部由含有第1热固性树脂的第1树脂组合物的硬化物构成,
上述树脂层由含有树脂材料的第2树脂组合物的硬化物或者固化物构成。
(2)根据上述(1)所述的覆金属箔基板,其中,上述至少一个弯曲部包含具有邻接的2个弯曲部的多个弯曲部,
上述多个弯曲部位于远离要搭载上述电子部件的位置的方向,
上述邻接的2个弯曲部中的一个向上述金属箔侧弯曲,
上述邻接的2个弯曲部中的另一个向上述绝缘部侧弯曲。
(3)根据上述(1)或(2)所述的覆金属箔基板,其中,上述树脂材料含有第2热固性树脂。
(4)根据上述(3)所述的覆金属箔基板,其中,上述第2热固性树脂含有环氧树脂。
(5)根据上述(1)~(4)中任一项所述的覆金属箔基板,其中,上述树脂材料含有重均分子量为1.0×104~1.0×105的树脂成分。
(6)根据上述(1)~(5)中任一项所述的覆金属箔基板,其中,上述第2树脂组合物进一步含有填料。
(7)根据上述(6)所述的覆金属箔基板,其中,上述填料是主要由氧化铝构成的粒状体。
(8)根据上述(6)或(7)所述的覆金属箔基板,其中,上述填料分散在上述树脂层的上述绝缘部侧。
(9)根据上述(1)~(8)中任一项所述的覆金属箔基板,其中,上述第1热固性树脂含有酚醛树脂。
(10)根据上述(1)~(9)中任一项所述的覆金属箔基板,其中,上述第1树脂组合物与上述第2树脂组合物相互不同。
(11)一种电路基板,其特征在于,是使用上述(1)~(10)中任一项所述的覆金属箔基板形成的,
具有对上述金属箔进行图案化而形成的、具备电连接上述电子部件的端子的电路。
(12)一种电子部件搭载基板具备上述(11)所述的电路基板、和与上述端子电连接而搭载于上述电路基板的上述电子部件。
通过成为本发明的覆金属箔基板的构成,能够不需要大型装置、不需要时间和精力地制造出能够抑制由要搭载的电子部件的驱动而产生的噪声的传播的电路基板。
因此,通过在本发明的电路基板搭载电子部件而得到电子部件搭载基板,从而在电子部件搭载基板中,利用电路基板能够确实地抑制或者防止由电子部件的驱动而产生的噪声的传播。
另外,通过成为本发明的覆金属箔基板的构成,能够在不对其他结构体的整体形状造成制约的情况下将由该覆金属箔基板制造的电路基板搭载于其他结构体。
附图说明
图1是表示本发明的电子部件搭载基板的第1实施方式的纵截面图。
图2是用于对图1的电子部件搭载基板的制造中使用的覆金属箔基板的制造方法进行说明的图。
图3是用于对图1的电子部件搭载基板的制造中使用的覆金属箔基板的制造方法进行说明的图。
图4是表示本发明的电子部件搭载基板的第2实施方式的纵截面图。
图5是表示本发明的电子部件搭载基板的第3实施方式的纵截面图。
图6是表示本发明的电子部件搭载基板的第4实施方式的纵截面图。
图7是表示本发明的电子部件搭载基板的第5实施方式的纵截面图。
图8是表示实施例中使用的覆金属箔基板的纵截面图。
图9是表示实施例的覆金属箔基板的弯曲部附近的切断面处的金属箔、树脂层和绝缘部的显微镜照片。
具体实施方式
以下,基于附图所示的优选的实施方式对本发明的覆金属箔基板、电路基板以及电子部件搭载基板进行详细说明。
首先,在对本发明的覆金属箔基板和电路基板进行说明之前,对本发明的电子部件搭载基板进行说明。
应予说明,以下,作为本发明的电子部件搭载基板,将具备半导体元件作为电子部件的半导体装置搭载于电路基板的情况作为一个例子进行说明。
<电子部件搭载基板>
<<第1实施方式>>
图1是表示本发明的电子部件搭载基板的第1实施方式的纵截面图。应予说明,以下,为了便于说明,将图1中的上侧称为“上”,将图1中的下侧称为“下”,将图1中的右侧称为“右”,将图1中的左侧称为“左”。另外,各图中,夸张地示意性图示出电子部件搭载基板及其各部,电子部件搭载基板及其各部的大小和其比率与实际大大不同。
图1所示的电子部件搭载基板50具有作为电子部件的半导体装置1和搭载该半导体装置1的电路基板(本发明的电路基板)10。应予说明,通常,在电路基板10,除了半导体装置1以外,还搭载有例如电阻器、晶体管等其他电子部件(构件),但为了便于说明,图1中省略其记载。
半导体装置1是具备半导体元件(未图示)的半导体封装体,具有密封该半导体元件(半导体晶片)的模制部(密封部)11和与半导体元件(半导体晶片)电连接的连接端子12。
半导体元件没有特别限定,使用SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)构成。该半导体元件通过其驱动而产生噪声。
另外,模制部11通常由各种树脂材料的硬化物构成,通过包围半导体元件来密封半导体元件。
并且,连接端子12例如由Cu、Fe、Ni、它们的合金等各种金属材料构成。连接端子12与半导体元件所具备的端子以及与电路基板10所具有的配线4所具备的端子连接。由此,将半导体元件所具备的端子与配线4所具备的端子电连接。
电路基板10(配线基板)具备电连接半导体装置1的配线4和基材(基部)8,该基材(基部)8设置于该配线4的下表面(与半导体装置1相反的一侧的面;一个面),支承配线4,其俯视形状为平板状(片状)。
配线(电路)4以规定的图案形成。通过该图案的形成而设置的端子(未图示)与半导体装置1所具备的连接端子(端子)12电连接。由此,半导体元件所具备的端子与配线4所具备的端子电连接。
该配线(导体部)4与搭载于电路基板10上的包含半导体装置1的电子部件电连接,将后述的覆金属箔基板10A所具备的金属箔4A进行图案化而形成。
作为配线4的构成材料,例如,可举出铜、铜系合金、铝、铝系合金等各种金属材料。
配线(导体部)4的厚度(平均厚度)t4例如优选3μm~120μm,更优选5μm~70μm。通过将配线4的厚度设定在这样的数值范围,能够在不导致电路基板10大型化的情况下确保作为配线4发挥功能的导电性。
另外,配线4的厚度方向的导热系数优选为3W/m·K~500W/m·K以下,更优选为10W/m·K~400W/m·K以下。这样的配线4具有优异的导热系数,能够将由半导体装置1所具备的半导体元件的驱动而产生的热介由配线4向基材8侧高效地传递。
基材8具备成为平板状(片状)的树脂层5和设置于该树脂层5的下表面(相反的面)的绝缘部6。该基材8具有如下功能:支承搭载于配线4上的半导体装置1,并且抑制或者防止由半导体装置1(半导体元件)的驱动而产生的噪声的传播。
树脂层(接合层)5被设置于配线4的下表面,即,被设置于配线4与位于该配线4的下侧的绝缘部6之间。经由树脂层5,配线4与绝缘部6被接合。该树脂层5具有绝缘性。由此,确保配线4与相对于该树脂层5位于下侧的其他部件(例如,其他电路基板)的绝缘状态。另外,能够抑制或者防止上述噪声向其他部件传播。
该树脂层5的厚度(平均厚度)t5没有特别限定,如图1所示,比绝缘部6的厚度t6薄,具体而言,优选为50μm~250μm左右,更优选为80μm~200μm左右。由此,能够在不导致基材8大型化的情况下确保树脂层5的绝缘性。另外,能够可靠地抑制或者防止由半导体装置1的驱动而产生的噪声的传播。
另外,优选树脂层5的导热系数高,具体而言,优选为1W/m·K~15W/m·K,更优选为5W/m·K~10W/m·K。由此,半导体装置1侧的热通过树脂层5向绝缘部6侧高效地传递。因此,能够将半导体装置1的由半导体元件的驱动而产生的热经由配线4和树脂层5向绝缘部6高效地传递。其结果,能够将半导体装置1中产生的热从绝缘部6侧高效地放热。
并且,树脂层5的玻璃化转变温度优选为100℃~200℃。由此,树脂层5的刚性高,能够减少树脂层5的翘曲。其结果,能够抑制电路基板10中翘曲的产生。
应予说明,树脂层5的玻璃化转变温度可以基于JISC6481如下测定。
测定使用动态粘弹性测定装置(TAInstruments公司制DMA/983)。氮气气氛下(200ml/分钟),对树脂层5施加拉伸负载。在频率1Hz、-50℃~300℃的温度范围、升温速度5℃/分钟的条件下,测定玻璃化转变温度,得到图。由得到的图的tanδ的峰位置得到玻璃化转变温度Tg。
另外,树脂层5的25℃的弹性模量(储能弹性模量)E’优选为10GPa~70GPa。由此,树脂层5的刚性高,因此能够减少树脂层5中产生的翘曲。其结果,能够抑制电路基板10中翘曲的产生。
应予说明,上述储能弹性模量可以用动态粘弹性测定装置进行测定。具体而言,储能弹性模量E’是如下测定的,即,对树脂层5施加拉伸负载,在频率1Hz、升温速度5~10℃/分钟、-50℃~300℃的条件下测定时,作为25℃下的储能弹性模量的值而测定的。
具有上述功能的树脂层5成为在以树脂材料作为主材料构成的层内分散有填料的构成。
树脂材料通常发挥作为使填料保持在树脂层5内的粘结剂的功能。该填料具有比树脂材料的导热系数高的导热系数。通过使树脂层5为上述构成,能够得到具备优异的导热系数的树脂层5。
这样的树脂层5由固化物或硬化物构成,该固化物或硬化物通过使树脂层形成用树脂组合物固化或者硬化而形成,该树脂层形成用树脂组合物主要含有树脂材料和填料。即,树脂层5由将树脂层形成用树脂组合物成型为层状的硬化物或者固化物构成。
以下,对该树脂层形成用树脂组合物进行说明。
树脂层形成用树脂组合物(以下,简单称为“第2树脂组合物”)如上所述,主要含有树脂材料和填料而构成。
作为树脂材料,没有特别限定,可以使用热塑性树脂、热固性树脂各种树脂材料。
作为热塑性树脂,例如,可举出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烃、改性聚烯烃、聚酰胺(例:尼龙6、尼龙46、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙11、尼龙12、尼龙6-12、尼龙6-66)、热塑性聚酰亚胺、芳香族聚酯等液晶聚合物、聚苯醚、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚甲醛、苯乙烯系、聚烯烃系、聚氯乙烯系、聚氨酯系、聚酯系、聚酰胺系、聚丁二烯系、反式聚异戊二烯系、氟橡胶系、氯化聚乙烯系等各种热塑性弹性体等、或者以他们为主的共聚物、共混物、聚合物合金等,可以使用其中的1种或者混合2种以上使用。
另一方面,作为热固性树脂(第2热固性树脂),例如,可举出环氧树脂、酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、聚酯(不饱和聚酯)树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂等,可以使用其中的1种或者混合2种以上使用。
其中,作为第2树脂组合物中使用的树脂材料,优选使用热固性树脂,并且,更优选使用环氧树脂。由此,能够得到具有优异的耐热性的树脂层5。另外,可以利用树脂层5将配线4稳固地接合于基材8。因此,得到的电子部件搭载基板50能够发挥优异的耐久性,进而能够发挥优异的散热性。
另外,环氧树脂优选含有具有芳香环结构和脂环结构(脂环式的碳环结构)中的至少任一方的环氧树脂(A)。通过使用这样的环氧树脂(A),能够提高树脂层5的玻璃化转变温度。另外,能够提高树脂层5对配线4和绝缘部6的密合性。
并且,作为具有芳香环或脂肪环结构的环氧树脂(A),例如,可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚E型环氧树脂、双酚M型环氧树脂、双酚P型环氧树脂、双酚Z型环氧树脂等双酚型环氧树脂,苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、四酚基乙烷型酚醛清漆型环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂,联苯型环氧树脂、具有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂等芳基亚烷基型环氧树脂,萘型环氧树脂等环氧树脂等,可以使用其中的1种或者组合2种以上使用。
另外,作为该环氧树脂(A),优选为萘型环氧树脂。由此,能够进一步提高树脂层5的玻璃化转变温度,抑制树脂层5的空隙的产生,能够提高绝缘破坏电压。另外,利用树脂层5实现噪声传播性的抑制。
应予说明,萘型环氧树脂是指具有萘环骨架、并且具有2个以上缩水甘油基的树脂。
另外,环氧树脂中的萘型环氧树脂的含量相对于环氧树脂100质量%,优选为20质量%~80质量%,更优选为40质量%~60质量%。
作为萘型环氧树脂,例如,可举出以下的式(5)~(8)中的任一个。
[式中,m、n表示萘环上的取代基的个数,各自独立地表示1~7的整数。]
应予说明,作为式(6)的化合物,优选使用以下的任1种以上。
[式中,Me表示甲基,l、m、n表示1以上的整数。]
[式中,n为1~20的整数,l为1~2的整数,R1各自独立地为氢原子、苄基、烷基或者由下述式(9)表示的取代基,R2各自独立地为氢原子或者甲基。]
[式中,Ar各自独立地为亚苯基或者亚萘基,R2各自独立地为氢原子或者甲基,m为1或者2的整数。]
式(8)的萘型环氧树脂被分类为所谓的亚萘基醚型环氧树脂。该由式(8)表示的化合物包含由下述式(10)表示的化合物作为一个例子。
[上述式(10)中,n为1~20的整数,优选为1~10的整数,更优选为1~3的整数。R各自独立地为氢原子或者由下述式(11)表示的取代基,优选为氢原子。]
[上述式(11)中,m为1或者2的整数。]
并且,由上述式(10)表示的亚萘基醚型环氧树脂,具体而言,例如,包含由下述式(12)~(16)表示的树脂。
另外,上述树脂材料的含量优选为第2树脂组合物整体(不包含溶剂)的30体积%~70体积%,更优选为40体积%~60体积%。由此,能够得到具有优异的机械强度的树脂层5。另外,能够提高树脂层5对配线4和绝缘部6的密合性。
与此相对,如果该含量小于上述下限值,根据树脂材料的种类,树脂材料有可能无法充分发挥作为结合填料彼此的粘结剂的功能,所得到的树脂层5的机械强度降低。另外,根据第2树脂组合物的构成材料,第2树脂组合物的粘度变得过高,第2树脂组合物(清漆)的过滤作业、层状成型(涂敷)变得困难。另外,第2树脂组合物的流动变得过小,树脂层5有可能产生空隙。
另一方面,如果该含量超过上述上限值,则根据树脂材料的种类,可能难以得到具有优异的绝缘性的树脂层5。
另外,树脂材料包含环氧树脂时,优选第2树脂组合物含有苯氧基树脂。由此,能够提高树脂层5的耐弯曲性,因此能够抑制由高填充填料所致的树脂层5的处理性的降低。
另外,如果第2树脂组合物含有苯氧基树脂,则第2树脂组合物的粘度上升,所以加压时的流动性降低。另外,苯氧基树脂对树脂层5的厚度的确保和厚度的均匀性以及空隙产生的抑制有效果,因此能够进一步提高绝缘可靠性。另外,树脂层5与配线4和绝缘部6的密合性提高。利用这些协同效果,能够进一步提高电子部件搭载基板50的绝缘可靠性。另外,能够确实地抑制或者防止电子部件搭载基板50中的噪声传播性。
作为苯氧基树脂,例如,可举出具有双酚骨架的苯氧基树脂、具有萘骨架的苯氧基树脂、具有蒽骨架的苯氧基树脂、具有联苯骨架的苯氧基树脂等。另外,可以使用具有多种这些骨架的结构的苯氧基树脂。
其中,优选使用双酚A骨架或者双酚F骨架的苯氧基树脂。可以使用具有双酚A骨架和双酚F骨架这两方的苯氧基树脂。
苯氧基树脂的含量例如相对于第2树脂组合物的总固体成分100质量%优选为1质量%~15质量%,更优选为2质量%~10质量%。
另外,该第2树脂组合物中,按照前述的树脂材料的种类(例如,为环氧树脂时)等根据需要含有固化剂。
作为固化剂,没有特别限定,例如,可以举出双氰胺、脂肪族聚酰胺等酰胺系固化剂,二氨基二苯基甲烷、甲烷亚苯基二胺、氨、三乙胺、二乙胺等胺系固化剂,双酚A、双酚F、苯酚酚醛清漆树脂,甲酚酚醛清漆树脂、对二甲苯-酚醛清漆树脂等酚系固化剂,酸酐类等。
另外,第2树脂组合物可以进一步含有固化催化剂(固化促进剂)。由此,能够提高第2树脂组合物的固化性。
作为固化催化剂,例如,可举出咪唑类、1,8-二氮杂二环(5,4,0)十一碳烯等胺系催化剂、三苯基膦等磷系催化剂等。其中,优选咪唑类。由此,特别是能够兼得第2树脂组合物的快速固化性和保存性。
作为咪唑类,例如可举出1-苄基-2甲基咪唑、1-苄基-2苯基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑偏苯三酸盐、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑异氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2,4-二氨基-6-乙烯基-均三嗪、2,4-二氨基-6-乙烯基-均三嗪异氰脲酸加成物、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-均三嗪异氰脲酸加成物等。其中优选2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑或者2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑。由此,能够特别地提高第2树脂组合物的保存性。
另外,固化催化剂的含量没有特别限定,相对于树脂材料100质量份优选为0.01~30质量份左右,特别是更优选0.5~10质量份左右。如果该含量小于上述下限值,则有时第2树脂组合物的固化性变得不充分。另一方面,如果该含量超过上述上限值,则显示第2树脂组合物的保存性降低的趋势。
另外,固化催化剂的平均粒径没有特别限定,优选为10μm以下,特别是更优选为1~5μm。如果上述平均粒径在上述范围内,则特别是固化催化剂的反应性优异。
另外,第2树脂组合物优选进一步含有偶联剂。由此,能够进一步提高树脂材料对填料、绝缘部6以及配线4的密合性。
作为上述偶联剂,可举出硅烷系偶联剂、钛系偶联剂、铝系偶联剂等。其中优选硅烷系偶联剂。由此,能够进一步提高第2树脂组合物的耐热性。
其中,作为硅烷系偶联剂,例如可举出乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物等。
偶联剂的含量没有特别限定,相对于树脂材料100质量份优选0.01~10质量份左右,特别更优选是0.5~10质量份左右。如果该含量小于上述下限值,则有时如上所述的提高密合性的效果变得不充分。另一方面,如果该含量超过上述上限值,则形成树脂层5时有时成为排气、空隙的原因。
另外,第2树脂组合物中的填料由无机材料构成。由此,填料发挥比树脂材料的导热系数高的导热系数。因此,通过该填料分散在第2树脂组合物中,能够提高树脂层5的导热系数。
这样的填料在由无机材料构成的填料中,优选为由氧化铝(Alumina,Al2O3)和氮化铝中的至少1种构成的粒状体,特别优选主要由氧化铝构成的粒状体。由此,能够发挥优异的导热性(散热性)和优异的绝缘性。另外,从通用性优异、能够低廉地得到的方面考虑,特别优选使用氧化铝。
因此,以下,将填料为主要由氧化铝构成的粒状体的情况作为一个例子进行说明。
填料的含有率优选为第2树脂组合物整体(不包含溶剂)的30体积%~70体积%,更优选为40体积%~60体积%。通过像该范围那样提高第2树脂组合物中的填料的含有率,能够得到具有更优异的导热性的树脂层5。
与此相对,如果该含有率小于上述下限值,则很难得到在确保树脂层5的绝缘性的同时具有优异导热性的树脂层5。另一方面,如果该含有率超过上述上限值,则根据第2树脂组合物的构成材料,第2树脂组合物的粘度变得过高,清漆的过滤作业、层状的成型(涂敷)变得困难。另外,第2树脂组合物的流动过小,有时得到的树脂层5产生空隙。
应予说明,即便将第2树脂组合物中的填料的含有率像上述的范围那样较高地设定,通过使用满足下述关系的第2树脂组合物,也能够提供在制造电路基板10(覆金属箔基板10A)时具有适度的粘度和适度的流动性的第2树脂组合物(清漆),所述关系为将温度25℃、剪切速度1.0rpm的条件下的第2树脂组合物的粘度设为A[Pa·s],将温度25℃、剪切速度10.0rpm的条件下的第2树脂组合物的粘度设为B[Pa·s]时,A/B(触变比)为1.2~3.0。
另外,该填料的含水量优选为0.10质量%~0.30质量%,更优选为0.10质量%~0.25质量%,进一步优选为0.12质量%~0.20质量%。由此,如果增大填料的含量,则第2树脂组合物具有更适度的粘度和流动性。因此,能够形成在防止所得到的树脂层5中产生空隙的同时具有优异导热性的树脂层5。即,能够形成具有优异的导热性和绝缘性的树脂层5。
另外,氧化铝通常通过煅烧氢氧化铝而得到。得到的氧化铝的粒状体由多个一次粒子构成。该一次粒子的平均粒径可以根据其煅烧的条件进行设定。
另外,该煅烧后不经任何处理的氧化铝由一次粒子彼此因粘着而凝聚的凝聚体(二次粒子)构成。
因此,该一次粒子彼此的凝聚根据需要通过粉碎而解除,由此得到最终的填料。最终的填料的平均粒径可以根据该粉碎的条件(例如时间)而设定。
该粉碎时,氧化铝具有极其高的硬度。因此,不但一次粒子彼此的粘着被解除,而且一次粒子本身几乎不被破坏。因此,一次粒子的平均粒径在粉碎后也几乎维持。
因此,随着粉碎时间变长,填料的平均粒径变得接近一次粒子的平均粒径。而且,如果粉碎时间为规定时间以上,则填料的平均粒径与一次粒子的平均粒径相等。即,如果缩短粉碎时间,则填料主要由二次粒子构成。随着增长粉碎时间,一次粒子的含量增多。如果将粉碎时间设为最终规定时间以上,则填料主要由一次粒子构成。
另外,例如,通过如上所述煅烧氢氧化铝而得到的氧化铝的一次粒子不是球形,而是成为鳞片状那样的具有平坦面的形状。因此,能够增大填料彼此的接触面积。其结果,能够提高所得到的树脂层5的导热性。
并且,填料是平均粒径不同的3种成分(大粒径、中粒径、小粒径)的混合物。并且,大粒径成分优选为球状,中粒径成分和小粒径成分优选为多面体状。
更具体而言,填料优选为大粒径氧化铝、中粒径氧化铝和小粒径氧化铝的混合物。大粒径氧化铝的平均粒径为5.0μm~50μm,优选属于5.0μm~25μm的第1粒径范围,并且,其圆度为0.80~1.0,优选为0.85~0.95。中粒径氧化铝的平均粒径属于1.0μm以上且小于5.0μm的第2粒径范围,并且,其圆度为0.50~0.90,优选为0.70~0.80。小粒径氧化铝的平均粒径属于0.1μm以上且小于1.0μm的第3粒径范围,并且,其圆度为0.50~0.90,优选为0.70~0.80。
应予说明,通过对氧化铝液进行1分钟超声波处理,使氧化铝分散在水中后,可以使用激光衍射式粒度分布测定装置SALD-7000测定填料的粒径。
由此,大粒径成分的缝隙中填充有中粒径成分,而且中粒径成分的缝隙中填充有小粒径成分。因此,能够提高氧化铝的填充性,进一步增大氧化铝粒子彼此的接触面积。其结果,能够进一步提高树脂层5的导热性。并且,能够进一步提高树脂层5的耐热性、耐弯曲性、绝缘性。
另外,通过使用这样的填料,能够进一步提高树脂层5与配线4和绝缘部6的密合性。
利用这些协同效果,能够进一步提高电子部件搭载基板50的绝缘可靠性和放热可靠性。
应予说明,第2树脂组合物除了上述的成分,还可以含有流平剂、消泡剂等添加剂。
另外,第2树脂组合物含有例如甲基乙基酮、丙酮、甲苯、二甲基甲醛等溶剂。由此,第2树脂组合物通过树脂材料等溶解在溶剂中而成为清漆的状态。
应予说明,成为这样的清漆状的第2树脂组合物,例如,可以根据需要将树脂材料和溶剂混合制成清漆状后,进一步通过混合填料而得到。
另外,作为混合所使用的混合机,没有特别限定,例如,可举出分散器、复合叶片型搅拌机、珠磨机和均化器等。
应予说明,在不需要对树脂层5赋予优异的导热性的情况下,作为第2树脂组合物中含有的填料,可以使用氢氧化铝、氢氧化镁、二氧化硅(Silica)、碳化硅、硫酸钡、钛酸钡那样的导热系数低的材料。而且还可以省略在第2树脂组合物中添加填料。即,树脂层5不含填料而主要由树脂材料构成。
绝缘部6形成于树脂层5的下表面。
由此,确保基材8的下表面侧的绝缘性,并且确保作为基材8整体的强度。另外,能够抑制或者防止由半导体装置1(半导体元件)的驱动而产生的噪声向相比于该绝缘部6位于下侧的其他部件传播。
该绝缘部6的厚度(平均厚度)t6例如优选1mm~3mm,更优选1.5mm~2.5mm。通过将绝缘部6的厚度设定在这样的数值范围,能够在不导致电路基板10大型化的情况下,可靠地发挥作为绝缘部6的功能。
本发明中,该绝缘部6由含有热固性树脂(第1热固性树脂)的绝缘部形成用树脂组合物(以下,简称为“第1树脂组合物”)的硬化物构成。应予说明,第1树脂组合物与第2树脂组合物不同。
通过由这样的硬化物构成绝缘部6,能够将树脂层5与绝缘部6之间的热线膨胀系数之差设定得较小。半导体装置1的半导体元件驱动时,半导体装置1本身发热,树脂层5和绝缘部6被加热。但是,通过将热线膨胀系数之差设定得较小,从而能够确实地抑制或者防止因在树脂层5与绝缘部6之间产生翘曲而导致它们彼此之间产生剥离。
以下,对该第1树脂组合物进行说明。
热固性树脂(第1热固性树脂)没有特别限定,例如,可举出酚醛树脂、环氧树脂、尿素(Urea)树脂、三聚氰胺树脂这样的具有三嗪环的树脂、不饱和聚酯树脂、双马来酰亚胺(BMI)树脂、聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、有机硅树脂、具有苯并嗪环的树脂、氰酸酯树脂等,可以使用其中的1种或者2种以上组合使用。其中,酚醛树脂具有良好的流动性。因此,能够提高第1树脂组合物的流动性,能够在树脂层5上形成均匀厚度的绝缘部6。因此,优选使用酚醛树脂。另外,能够提高绝缘部6对树脂层5的密合性。
另外,作为酚醛树脂,例如,可举出苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、双酚A酚醛清漆树脂、芳基亚烷基型酚醛清漆树脂这样的酚醛清漆型酚醛树脂、二亚甲基醚型甲阶酚醛树脂、羟甲基型甲阶酚醛树脂等未改性的甲阶酚醛树脂、用桐油、亚麻子油、核桃油等改性的油改性甲阶酚醛树脂这样的甲阶型酚醛树脂等。
另外,使用酚醛清漆型酚醛树脂时,第1树脂组合物中含有固化剂。通常,作为该固化剂,使用六亚甲基四胺。并且,使用六亚甲基四胺时,其含量没有特别限定,相对于酚醛清漆型酚醛树脂100重量份,优选含有10重量份~30重量份,更优选含有15重量份~20重量份。通过使六亚甲基四胺的含量为上述范围,能够使第1树脂组合物的硬化物,即绝缘部6的机械强度和成型收缩量变得良好。
在这样的酚醛树脂中也优选使用甲阶型酚醛树脂。使用酚醛清漆型酚醛树脂作为主成分时,如上所述,通常使用六亚甲基四胺作为固化剂,酚醛清漆型酚醛树脂固化时产生氨气等腐蚀性气体。因此,有时由此导致配线4等发生腐蚀。因此,与酚醛清漆型酚醛树脂相比,优选使用甲阶型酚醛树脂。
另外,也可以将甲阶型酚醛树脂和酚醛清漆型酚醛树脂并用。由此,能够提高绝缘部6的强度,并且也能够提高韧性。
另外,作为环氧树脂,例如,可举出双酚A型、双酚F型、双酚AD型这样的双酚型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型、甲酚酚醛清漆型这样的酚醛清漆型环氧树脂、溴化双酚A型、溴化苯酚酚醛清漆型这样的溴化型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂、三(羟基苯基)甲烷型环氧树脂等。其中,优选分子量比较低的双酚A型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂。由此,能够使绝缘部6形成时的作业性、成型性更良好。另外,从绝缘部6的耐热性方面考虑,优选苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三(羟基苯基)甲烷型环氧树脂,特别优选三(羟基苯基)甲烷型环氧树脂。
使用三(羟基苯基)甲烷型环氧树脂时,其数均分子量没有特别限定,优选为500~2000,进一步优选为700~1400。
另外,使用环氧树脂时,优选第1树脂组合物中含有固化剂。作为固化剂,没有特别限定,例如,可举出脂肪族多胺、芳香族多胺、二胺二酰胺这样的胺化合物、脂环族酸酐、芳香族酸酐等酸酐、酚醛清漆型酚醛树脂这样的多酚化合物、咪唑化合物等。其中,优选酚醛清漆型酚醛树脂。由此,第1树脂组合物的操作、作业性提高。另外,能够得到在环境方面优异的第1树脂组合物。
特别是使用苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三(羟基苯基)甲烷型环氧树脂作为环氧树脂的情况下,作为固化剂,优选使用酚醛清漆型酚醛树脂。由此,能够提高由第1树脂组合物得到的硬化物的耐热性。应予说明,固化剂的添加量没有特别限定,优选距相对于环氧树脂的理论当量比1.0的容许范围为±10重量%以内。
另外,第1树脂组合物可以根据需要与上述固化剂一起含有固化促进剂。作为固化促进剂,没有特别限定,例如,可举出咪唑化合物、叔胺化合物、有机磷化合物等。固化促进剂的含量没有特别限定,相对于环氧树脂100重量份优选为0.1~10重量份,更优选为3~8重量份。
另外,第1树脂组合物优选含有作为填充材料发挥功能的纤维强化材料。由此,绝缘部6本身能够发挥优异的机械强度和优异的刚性。
作为纤维强化材料,没有特别限定,例如,可举出玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维(芳香族聚酰胺)、聚-对亚苯基苯并二唑(PBO)纤维、聚乙烯醇(PVA)纤维、聚乙烯(PE)纤维、聚酰亚胺纤维这样的塑料纤维、玄武岩纤维这样的无机纤维以及不锈钢纤维这样的金属纤维等,可以使用其中的1种或者组合2种以上使用。
并且,为了提高与热固性树脂的粘合性,可以对这些纤维强化材料实施利用硅烷偶联剂的表面处理。作为硅烷偶联剂,没有特别限定,例如,可举出氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂等,可以使用其中的1种或者组合2种以上使用。
这些纤维强化材料中,优选使用碳纤维或者芳纶纤维。由此,能够进一步提高绝缘部6的机械强度。特别是,通过使用碳纤维,能够进一步提高绝缘部6高负荷时的耐磨损性。应予说明,从实现绝缘部6进一步轻型化的观点出发,纤维强化材料优选为芳纶纤维等塑料纤维。并且,从提高绝缘部6的机械强度的观点出发,作为纤维强化材料,优选使用玻璃纤维、碳纤维等纤维基材。
硬化物中的纤维强化材料的含量相对于硬化物总量,例如为10体积%以上,优选为20体积%以上,更优选为25体积%以上。另外,相对于硬化物总量的纤维强化材料的含量的上限值没有特别限定,优选为80体积%以下。由此,能够可靠地提高绝缘部6的机械强度。
并且,第1树脂组合物,作为填充材料,可以含有纤维强化材料以外的材料。作为上述填充材料,无机填充材料和有机填充材料均可。
作为无机填充材料,例如,使用选自氧化钛、氧化锆、二氧化硅、碳酸钙、碳化硼、粘土、云母、滑石、硅灰石、玻璃珠、磨碎碳(milledcarbon)、石墨等中的1种以上。应予说明,作为无机填充材料,优选含有氧化钛、氧化锆、二氧化硅这样的金属氧化物。由此,金属氧化物所具备的氧化被膜发挥作为钝化膜的功能,能够提高作为硬化物整体的耐酸性。
另外,作为有机填充材料,使用选自聚乙烯醇缩丁醛、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、纸浆、木粉等中的1种以上。应予说明,丙烯腈-丁二烯橡胶可以是具有部分交联结构的类型或者具有羧基改性结构的类型中任一种。其中,从提高硬化物的韧性的效果进一步提高的观点出发,优选丙烯腈-丁二烯橡胶。
并且,优选第1树脂组合物中含有阻燃剂。由此,能够提高绝缘部6的阻燃性。
另外,作为阻燃剂,没有特别限定,特别优选为红磷系阻燃剂。由此,能够更显著发挥上述效果。
作为该红磷系阻燃剂,例如,可举出(1)用热固性树脂被覆红磷而得的阻燃剂,(2)用无机质被覆红磷而得的阻燃剂等。
应予说明,通常,使用红磷系阻燃剂作为阻燃剂时,通常可能发生由配线中产生迁移现象所引起的绝缘不良。然而,电路基板10中,即便第1树脂组合物中含有红磷系阻燃剂,也由于配线4与绝缘部6之间夹有树脂层5,因此能够确实地抑制或者防止由迁移现象所致的绝缘不良的产生。
应予说明,第1树脂组合物中除了以上说明的成分之外,还可以添加脱模剂、固化助剂、颜料等添加剂。
另外,在绝缘部6与树脂层5的界面附近,优选树脂层5中含有的填料分散在绝缘部6侧。由此,在树脂层5与绝缘部6的界面附近,正是树脂层5与绝缘部6混在的状态,实现树脂层5与绝缘部6的密合性的提高。因此,电子部件搭载基板50能够发挥优异的耐久性。
上述构成的电路基板10中,形成从下表面侧依次层叠绝缘部6、树脂层5和配线4而成的层叠体。如图1所示,该层叠体具有4个向上表面侧(配线4侧)或者向下表面侧(绝缘部6侧)弯曲的弯曲部81~84。
即,在本实施方式中,电路基板10在远离搭载半导体装置1的位置的电路基板10的表面方向右侧的方向具有邻接的2个弯曲部81、82。其中,弯曲部81向绝缘部6的下表面侧弯曲,弯曲部82向配线4的上表面侧弯曲。由此,2个弯曲部81、82向相互相反方向弯曲。并且,在本实施方式中,电路基板10在远离搭载半导体装置1的位置的电路基板10的表面方向左侧的方向具有邻接的2个弯曲部83、84。其中,弯曲部83向绝缘部6下表面侧弯曲,弯曲部84向配线4的上表面侧弯曲。由此,2个弯曲部83、84向相互相反方向弯曲。通过电路基板10具备这样的弯曲部81~84,搭载于电路基板10的半导体装置1被配置于在基材8的厚度方向从电路基板10整体突出的凸部95。
这样,通过电路基板10即配线4、树脂层5和绝缘部6具有向配线4的上表面侧或者绝缘部6的下表面侧弯曲的弯曲部81~84,电路基板10具备立体的形状。因此,能够实现电路基板10的小型化,或者与要配置电路基板10的空间对应地设计电路基板10的整体形状。其结果,电路基板10的设计的自由度提高。因此,能够在不对要搭载的其他结构体的整体形状造成制约的情况下,将电路基板10搭载(安装)于其他结构体。
另外,在本实施方式中,各弯曲部81~84的顶点(顶部)由弯曲面构成。即,电路基板10的上表面和下表面分别通过平面与构成弯曲部的弯曲面交替连接而形成。由此,电路基板10中,即便弯曲部81~84局部受到应力,也能够确实地抑制应力在上述顶点集中。因此,实现弯曲部81~84的强度的提高。因此,能够可靠地减少弯曲部81~84的龟裂等产生。并且,在配线4、树脂层5和绝缘部6的各层间的界面,能够确实地抑制或者防止在弯曲部81~84产生剥离。
并且,各弯曲部81~84中,上述弯曲面的曲率半径优选为0.05mm以上,更优选为0.07mm~1.0mm。由此,能够防止弯曲部81~84变大到必要以上,并且能够更显著地发挥通过使顶点成为弯曲面而得到的效果。
应予说明,各弯曲部81~84中,配线4、树脂层5和绝缘部6在本实施方式中分别向配线4的上表面侧或者绝缘部6的下表面侧弯曲90°。该角度不限定于90°,例如,优选为5°~175°,更优选为60°~120°。由此,能够更显著地发挥电路基板10具备立体的形状时得到的效果。
如上所述,搭载半导体装置1作为电子部件的图1所示的电子部件搭载基板50可以通过在电路基板10上搭载半导体装置1而得到,并且,电路基板10可以使用在基材8的上表面(另一表面)具备形成为平板状(片状)的金属箔4A的覆金属箔基板10A代替上述的配线4、树脂层5和绝缘膜6而得到。该覆金属箔基板10A通过以下所示的覆金属箔基板10A的制造方法来制造。
(覆金属箔基板的制造方法)
图2、3是用于对图1的电子部件搭载基板的制造中使用的覆金属箔基板的制造方法进行说明的图。应予说明,图3中,图3(a)是覆金属箔基板的制造方法中使用的成型模具的截面图,图3(b)是图3(a)中的以点划线围起的区域[B]的放大截面图。另外,以下,为了方便说明,也将图2、3中的上侧称为“上”,将下侧称为“下”。并且,图2、3中夸张地示意表示覆金属箔基板及其各部,覆金属箔基板及其各部的大小和其比率与实际大大不同。
[1]
首先,准备成为平板状的金属箔4A,其后,如图2(a)所示,在金属箔4A上形成树脂层形成用层(以下,简称为“层”)5A。
该层5A通过在金属箔4A上以层状供给前述的成为清漆状的第2树脂组合物后,使第2树脂组合物干燥而得到。而且,该层5A经由后述的工序[2]而硬化或者固化而成为树脂层5。
第2树脂组合物向金属箔4A的供给,例如,可以使用逗号涂布机、模涂机、凹版式涂布机等进行。
该第2树脂组合物优选具有以下这样的粘度行为。
即,该粘度行为是在初始温度60℃、升温速度3℃/min、频率1Hz的条件下,用动态粘弹性测定装置将第2树脂组合物升温至熔融状态时,在升温初期熔融粘度减少,到达最低熔融粘度后,熔融粘度上升的行为。这样的最低熔融粘度优选为1×103Pa·s~1×105Pa·s的范围内。
如果最低熔融粘度为上述下限值以上,则树脂材料与填料分离,能够抑制树脂材料流动,通过经由工序[2],能够得到更均质的树脂层5。另外,如果最低熔融粘度为上述上限值以下,则能够提高第2树脂组合物对金属箔4A的润湿性,能够进一步提高树脂层5与金属箔4A的密合性。
利用这些协同效果,能够进一步提高覆金属箔基板10A(电路基板10)的散热性和绝缘破坏电压。
另外,第2树脂组合物达到最低熔融粘度的温度优选为60℃~100℃的范围内,更优选为75℃~90℃的范围内。
并且,第2树脂组合物的流动率优选为15%以上且小于60%,更优选为25%以上且小于50%。
应予说明,该流动率可以按以下的顺序测定。即,首先,将具有由本实施方式的第2树脂组合物形成的树脂层的金属箔裁断成规定的尺寸(50mm×50mm)。其后,层叠5~7张裁断的金属箔而得到层叠体。接下来,测定层叠体的重量(测定前重量)。接下来,用将内部温度保持在175℃的热板间加压层叠体5分钟后,将加压的层叠体冷却。小心滴下从加压的层叠体流出的树脂,再次测定冷却的层叠体的重量(测定后重量)。流动率可以由下式(I)求出。
流动率(%)=(测定前重量-测定后重量)/(测定前重量-金属箔重量)(I)
如果第2树脂组合物具有这样的粘度行为,则将第2树脂组合物加热硬化而形成树脂层5时,能够抑制空气侵入第2树脂组合物中。另外,能够将第2树脂组合物中溶解的气体充分排出到外部。其结果,能够抑制树脂层5产生气泡,能够从金属箔4A向树脂层5可靠地传热。另外,通过抑制气泡的产生,能够提高覆金属箔基板10A(电路基板10)的绝缘可靠性。另外,能够提高树脂层5与金属箔4A的密合性。
利用这些协同效果,能够进一步提高覆金属箔基板10A(电路基板10)的散热性,其结果,能够进一步提高覆金属箔基板10A的热循环特性。
具有这样的粘度行为的第2树脂组合物例如可以通过对如下方面进行适当调整而得到:前述的树脂材料的种类、量,填料的种类、量,另外,在树脂材料中含有苯氧基树脂时,苯氧基树脂的种类、量。特别是,通过使用萘型环氧树脂等流动性好的树脂作为环氧树脂,容易得到上述这样的粘度特性。
[2]
接下来,在层5A上形成绝缘部6。
另外,这时,层5A具有热固性时,通过层5A硬化而形成树脂层5。另外,层5A具有热塑性时,将层5A熔融后,再次固化而形成树脂层5。
并且,本工序[2]中得到的覆金属箔基板10A由从其上表面侧依次层叠绝缘部6、树脂层5和金属箔4A而成的层叠体构成。在该层叠体形成4个向配线4的上表面侧或者向绝缘部6的下表面侧弯曲的弯曲部81~84(参照图2(b))。
作为形成绝缘部6的方法,没有特别限定,例如,可举出如下方法:在使第1树脂组合物熔融的状态下,以被覆层5A的上表面的方式对层5A的上表面侧供给第1树脂组合物后,将该熔融状态的第1树脂组合物成型。采用上述方法,能够在层5A的上表面形成均匀厚度的绝缘部6。
应予说明,弯曲部81~84的形成可以通过以使层5A和金属箔4A在要形成弯曲部81~84的位置弯曲的状态,将熔融状态的第1树脂组合物供给到层5A上而进行。
以下,对利用上述方法形成绝缘部6的情况进行详述。
应予说明,第1树脂组合物的形态可以是颗粒状(Pellet状)、片状、长条状或者药片(Tablet)状中任一种。以下,以使用形成药片状的第1树脂组合物的情况为一个例子进行说明。
[2-1]首先,在通过使成型模具100具备的上模110和下模120重叠而形成的型腔(收纳空间)121以层5A为上侧的方式收纳形成有层5A的金属箔4A。其后,进行上模110和下模120的合模。
应予说明,这时,构成型腔121的下模120的上表面125以形成弯曲部81~84的方式,与要形成的覆金属箔基板10A的金属箔4A侧的形状对应地在其中心部侧具备凹部。另外,构成型腔121的上模110的下表面115以形成弯曲部81~84的方式,与要形成的覆金属箔基板10A的绝缘部6侧的形状对应地在其中心部侧具备凸部。由此,能够以层5A为上侧的方式,以使层5A和金属箔4A在要形成弯曲部81~84的位置弯曲的状态,收纳于型腔121内。并且,能够将后工序中形成的绝缘部6以具备弯曲部81~84的方式形成。
并且,层5A和金属箔4A分别由如上所述的构成材料构成。并且,层5A显示热固性时,层5A优选为未硬化或者半硬化的状态。因此,层5A具有柔软性(挠性)。因此,能够使层5A和金属箔4A在要形成弯曲部81~84的位置弯曲。因此,后工序[2-3]中,能够得到金属箔4A、树脂层5和绝缘部6在弯曲部81~84弯曲的覆金属箔基板10A。
这样,为了使层5A和金属箔4A具有柔软性,特别要求对层5A赋予优异的柔软性。这时,第2树脂组合物中含有的树脂材料所使用的热塑性树脂和热固性树脂的重均分子量例如优选为1.0×104~1.0×105,更优选为3.0×104~8.0×104。由此,对层5A赋予优异的柔软性。另外,即便使层5A在要形成弯曲部81~84的位置弯曲,也在该位置抑制或者防止层5A产生龟裂。其结果,确实地抑制或者防止该龟裂中层5A的一部分脱落、所谓的落粉的产生。另外,确实地抑制或者防止层5A的破裂的产生。
应予说明,热塑性树脂和热固性树脂的重均分子量可以使用凝胶渗透色谱(GPC)等进行测定。
并且,从该观点出发,上述热塑性树脂和热固性树脂的分子骨架优选为直链状。通过分子骨架成为直链状,层5A发挥更优异的柔软性。因此,上述树脂材料含有热固性树脂时,热固性树脂特别优选含有具有显著直链状分子骨架的苯氧基树脂。
而且,将成为药片状的第1树脂组合物130收纳于上模110所具备的罐111内。
[2-2]接下来,加热成型模具100,将罐111内的第1树脂组合物130加热熔融,并将柱塞112插入罐111内。由此,对第1树脂组合物130进行加压。
由此,成为熔融状态的第1树脂组合物130经由供给路113被移送到型腔121内。
[2-3]接下来,将柱塞112插入罐111内,从而以将收纳于型腔121内的金属箔4A加热和加压的状态,将熔融的第1树脂组合物130以被覆层5A上的方式填充到型腔121内。
另外,这时,型腔121的内部的形状通过下模120的上表面125在其中心部侧具备凹部,上模110的下表面115在其中心部侧具备凸部,与要形成的覆金属箔基板10A的形状对应。因此,第1树脂组合物130与要形成的绝缘部6的形状对应,即,以在形成弯曲部81~84的位置弯曲的状态填充到型腔121内。
而且,通过使熔融的第1树脂组合物130硬化而形成绝缘部6。由此,以绝缘部6在弯曲部81~84弯曲的状态,形成具有均匀厚度的绝缘部6。
另外,层5A显示热固性时,通过利用该加热和加压使层5A硬化而形成树脂层5。层5A显示热塑性时,层5A熔融后,将层5A冷却进行再次固化而形成树脂层5。
上述工序中的加热和加压的条件没有特别限定,例如,如下设定。
即,加热温度优选设定为80~200℃左右,更优选设定为170~190℃左右。
另外,加压的压力优选设定为2~10MPa左右,更优选设定3~7MPa左右。
并且,加热和加压的时间优选为1~60分钟左右,更优选为3~15分钟左右。
通过将温度、压力和时间设定为上述条件,在树脂层5与绝缘部6的界面附近,以树脂层5中含有的填料分散在绝缘部6侧而使树脂层5与绝缘部6混在的状态,形成树脂层5和绝缘部6。因此,能够提高树脂层5与绝缘部6的密合性。
另外,第1树脂组合物130的熔融粘度在175℃优选为10~3000Pa·s左右,更优选为30~2000Pa·s左右。由此,能够以更均匀的厚度形成绝缘部6。
应予说明,175℃时的熔融粘度例如可以通过岛津制作所制的热流动评价装置(流量测试仪)进行测定。
另外,利用将柱塞112插入罐111内而产生的压力,金属箔4A优选推压到下模120所具备的型腔121的底面。由此,防止熔融的第1树脂组合物130绕到金属箔4A的下表面。其结果,确实地防止金属箔4A的下表面形成绝缘部6。因此,能够防止将金属箔4A图案化而得到的配线4被绝缘部6覆盖。因此,能够防止包含半导体装置1的电子部件与配线4的电连接受到阻碍。
经由以上这样的工序,制造覆金属箔基板10A。
另外,将该覆金属箔基板10A所具备的金属箔4A图案化,形成配线4,该配线4具有与半导体装置1所具备的连接端子12电连接的端子。由此,制造在基材8上形成有配线4的电路基板10。应予说明,作为将金属箔4A形成图案的方法,没有特别限定,例如,可举出如下方法。将与要形成的配线4的图案(形状)对应的抗蚀层形成在金属箔4A上。其后,使用该抗蚀层作为掩模,利用湿式蚀刻法或者干式蚀刻法将从抗蚀层的开口部露出的金属箔4A蚀刻。
应予说明,在本实施方式中,对经由上述工序[2-1]~[2-3]而得到1个覆金属箔基板10A的情况进行了说明。但是,本发明不限于上述情况,例如,可以通过将经由上述工序[2-1]~[2-3]得到的1个覆金属箔基板10A沿其厚度方向裁断(切断),得到多个覆金属箔基板10A。应予说明,该裁断可以在(I)~(III)的任一阶段执行:(I)上述工序[2-3]之后,(II)将金属箔4A图案化而将多个配线4形成在基材8上后,或者(III)分别与多个配线4对应地将多个半导体装置1搭载在电路基板10上后。该裁断优选在上述(III)的阶段执行。由此,能够一并制造多个电子部件搭载基板50。使用如上所述的预浸料得到覆金属箔基板时,适合于大量生产,但由于该覆金属箔基板使用层压法制造,所以不适于个别生产。但是,通过成为覆金属箔基板10A的构成,如上述那样,本发明的覆金属箔基板的制造能够适用于个别生产和大量生产。
上述构成的电子部件搭载基板50作为各种电子设备所具备的基板(一个部件)被搭载。
<第2实施方式>
接下来,对本发明的电子部件搭载基板的第2实施方式进行说明。
图4是表示本发明的电子部件搭载基板的第2实施方式的纵截面图。
以下,对于第2实施方式的电子部件搭载基板51,围绕与上述第1实施方式的电子部件搭载基板50的不同点进行说明,对于相同的事项,省略其说明。
图4所示的电子部件搭载基板51在与第1实施方式的电路基板10的构成不同的构成的电路基板10a的上表面搭载有半导体装置1,除此之外,与图1所示的电子部件搭载基板50相同。
即,第2实施方式的电子部件搭载基板51中,电路基板10a在远离搭载半导体装置1的位置的电路基板10a的面方向右侧的方向具有邻接的2个弯曲部81、82。其中,弯曲部81向配线4的上表面侧弯曲,弯曲部82向绝缘部8的下表面侧弯曲。由此,2个弯曲部81、82向相互相反方向弯曲。并且,电路基板10a在远离搭载半导体装置1的位置的电路基板10a的面方向左侧的方向具有邻接的2个弯曲部83、84。其中,弯曲部83向配线4的上表面侧弯曲,弯曲部84向绝缘部6的下表面侧弯曲。由此,2个弯曲部83、84向相互相反方向弯曲。通过电路基板10a具备这样的弯曲部81~84,搭载于电路基板10a的半导体装置1被搭载于在基材8的厚度方向从电路基板10a整体突出而形成的凹部96内。
利用这样的第2实施方式的电子部件搭载基板51也能够得到与上述第1实施方式相同的效果。
<第3实施方式>
接下来,对本发明的电子部件搭载基板的第3实施方式进行说明。
图5是表示本发明的电子部件搭载基板的第3实施方式的纵截面图。
以下,对于第3实施方式的电子部件搭载基板52,围绕与上述第1实施方式的电子部件搭载基板50的不同点进行说明,对于相同的事项,省略其说明。
图5所示的电子部件搭载基板52在与第1实施方式的电路基板10的构成不同的构成的电路基板10b的上表面搭载有半导体装置1,除此以外,与图1所示的电子部件搭载基板50相同。
即,第3实施方式的电子部件搭载基板52中,电路基板10b在远离搭载半导体装置1的位置的电路基板10b的面方向右侧的方向具有邻接的2个弯曲部81、82。其中,弯曲部81向配线4的上表面侧弯曲,弯曲部82向绝缘部6的下表面侧弯曲。由此,2个弯曲部81、82在相互相反方向弯曲。并且,电路基板10b在远离搭载半导体装置1的位置的电路基板10b的面方向左侧的方向具有邻接的2个弯曲部83、84。其中,弯曲部83向配线4的上表面侧弯曲,弯曲部84向绝缘部6的下表面侧弯曲。由此,2个弯曲部83、84向相互相反方向弯曲。
应予说明,电子部件搭载基板52中,在各弯曲部81~84,配线4和树脂层5的上表面和下表面这双方弯曲。另一方面,绝缘部6的上表面弯曲,但下表面不弯曲。由此,电路基板10b中,绝缘部6的下表面由平坦面构成。
因此,通过电路基板10b具备这样的弯曲部81~84,搭载于电路基板10b的半导体装置1被搭载于在基材8的厚度方向形成于电路基板10b的凹部96内。
利用这样的第3实施方式的电子部件搭载基板52,也得到与上述第1实施方式相同的效果。
<第4实施方式>
接下来,对本发明的电子部件搭载基板的第4实施方式进行说明。
图6是表示本发明的电子部件搭载基板的第4实施方式的纵截面图。
以下,对于第4实施方式的电子部件搭载基板53,围绕与上述第1实施方式的电子部件搭载基板50的不同点进行说明,对于相同的事项,省略其说明。
图6所示的电子部件搭载基板53在与第1实施方式的电路基板10的构成不同的构成的电路基板10c的上表面和下表面这双方分别搭载有半导体装置1,除此以外,与图1所示的电子部件搭载基板50相同。
即,第4实施方式的电子部件搭载基板53中,电路基板10c具备基材8c和在该基材8c的上表面和下表面分别设置的配线4,该基材8c具备树脂层5、覆盖树脂层5的下表面的绝缘部6和覆盖该绝缘部6的下表面的树脂层5。而且,2个半导体装置1分别以在其连接端子12与配线4电连接的状态,搭载于基材8c所具有的配线4。
利用这样的第4实施方式的电子部件搭载基板53也能够得到与上述第1实施方式相同的效果。
应予说明,如下得到上述构成的电子部件搭载基板53。首先,准备在基材8c的上表面和下表面这两方分别设有金属箔4A的覆金属箔基板(本发明的覆金属箔基板)。接下来,将这双方的金属箔4A图案化而得到配线4。其后,在配线4搭载半导体装置1。
<第5实施方式>
接下来,对本发明的电子部件搭载基板的第5实施方式进行说明。
图7是表示本发明的电子部件搭载基板的第5实施方式的纵截面图。
以下,对于第5实施方式的电子部件搭载基板54,围绕与上述第1实施方式的电子部件搭载基板50的不同点进行说明,对于相同的事项,省略其说明。
图7所示的电子部件搭载基板54在与第1实施方式的电路基板10的构成不同的构成的电路基板10d的上表面搭载有与第1实施方式的半导体装置1的构成不同的构成的半导体装置1’,除此以外,与图1所示的电子部件搭载基板50相同。
即,第5实施方式的电子部件搭载基板54中,电路基板10d具备基材8和配线4’,该配线4’在与搭载半导体装置1’的位置对应的位置具备开口部。而且,半导体装置1’具有半导体元件17、将半导体元件17与配线4’电连接的焊线18和密封半导体元件17与焊线18的模制部19。半导体元件17在配线4’的开口部接合于树脂层5上。并且,半导体元件17所具备的端子与配线4’所具备的端子经由焊线18电连接。该状态下,它们以包含配线4’的开口部的形式,在配线4’的上表面侧被模制部19密封。
利用这样的第5实施方式的电子部件搭载基板54也能够得到与上述第1实施方式相同的效果。
应予说明,图7中,在配线4’的开口部在绝缘部6上设有树脂层5。但是,树脂层5并不局限于此,在配线4’的开口部也可以省略。这时,半导体元件17可以接合于绝缘部6上。
应予说明,上述第1~第5实施方式中,对于电路基板10、10a~10d具有4个通过绝缘部6、树脂层5和配线4弯曲而形成的弯曲部81~84的情况进行了说明。但是,本发明的电路基板不限于这种情况,只要具有1个以上弯曲部即可,可以具有1~3个,也可以具有5个以上。
另外,电子部件搭载基板50~54例如可以通过安装于电子设备所具备的其他结构体而收纳在电子设备所具有的壳体内。另外,电子部件搭载基板50~54可以使绝缘部6侧的表面朝向外侧,作为电子设备所具有的壳体的一部分而安装于构成壳体的其他部件(其他结构体)。
以上,针对图示的实施方式说明了本发明的覆金属箔基板、电路基板和电子部件搭载基板,本发明不限于这些。
例如,构成本发明的覆金属箔基板、电路基板和电子部件搭载基板的各部可以置换为能够发挥相同功能的任意的构成。另外,可以对本发明的覆金属箔基板、电路基板和电子部件搭载基板附加任意的构成物。
另外,本发明中,可以将上述第1~第5实施方式中示出的任意的2个以上的构成组合。
并且,本发明的电子部件搭载基板不限定于前述的实施方式。即,本发明不限于将作为电子部件的半导体装置搭载于电路基板的电子部件搭载基板。本发明可以适用于在电路基板上搭载作为电子部件的热敏电阻这样的电阻、电容器、二极管功率MOSFET、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)这样的功率晶体管、反应堆、LED(发光二极管)、LD(激光二极管)、有机EL元件这样的发光元件以及马达等的电子部件搭载基板。
[实施例]
以下,对本发明的具体的实施例进行说明。应予说明,本发明不限定于这些实施例。
1.覆金属箔基板的制造
如下制造覆金属箔基板。
1.1第2树脂组合物(清漆)的制备
[1]首先,称量双酚F/双酚A苯氧基树脂(三菱化学制,4275,重均分子量6.0×104,双酚F骨架与双酚A骨架的比率=75:25)40.0质量份、双酚A型环氧树脂(DIC制,850S,环氧基当量190)55.0质量份、2-苯基咪唑(四国化成制2PZ)3.0质量份、作为硅烷偶联剂的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(信越有机硅制KBM-403)2.0质量份。将它们溶解于环己酮400质量份,混合而得到混合液。使用高速搅拌装置搅拌混合液,由此得到含有树脂材料的清漆。
[2]接下来,称量氧化铝(日本轻金属制,平均粒径A3.2μm,一次粒径B3.6μm,平均粒径A/一次粒径B=0.9的市售品(LotNo.Z401))800g。接下来,向收纳有纯水1300mL的塑料制容器内投入氧化铝得到氧化铝溶液。其后,使用具备直径50mm的叶片的分散器(特殊机化工业社制,“R94077”),在转速5000rpm×搅拌时间15分钟的条件下,搅拌氧化铝溶液。由此,对氧化铝进行水洗。
其后,将氧化铝溶液静置15分钟,得到上清液。接下来,用滴管取50mL的上清液,过滤得到滤液。其后,测定滤液的pH。倾析除去上清液直到其pH值达到7.0。其后,进行多次上述氧化铝的水洗。
[3]接下来,将如上所述进行了水洗的氧化铝放置20分钟。其后,倾析除去上清液。其后,向该塑料制容器投入丙酮1000mL,得到氧化铝丙酮溶液。其后,使用上述分散器,在转速800rpm×搅拌时间5分钟的条件下搅拌氧化铝丙酮溶液。
而且,将氧化铝丙酮溶液放置12小时,得到上清液。其后,除去上清液。
[4]接下来,将除去上清液之后的氧化铝移至不锈钢盘。使用全排气型箱型干燥机(TABAI(タバイ)公司制,“PHH-200”),在干燥温度40℃×干燥时间1小时的条件下干燥氧化铝,得到洗净氧化铝(填料)。
其后,以200℃×24时间的条件干燥该洗净氧化铝后,在85℃×85%RH的条件下放置。这样,使洗净氧化铝的含水率为0.18质量%。
应予说明,该氧化铝的含水量由使用差示热天秤装置(TG-DTA)测定的25℃与500℃下的质量之差算出。
[5]接下来,使用分散器(特殊机化工业社制,“R94077”)以转速1000rpm×搅拌时间120分钟的条件在上述工序[1]中预先准备的含有树脂材料的清漆中混合洗净氧化铝(505.0质量份)。由此,得到氧化铝的树脂固体成分比为83.5重量%(60.0体积%)的第2树脂组合物。
1.2在金属箔上的树脂层形成用层的成膜
用逗号涂布机在宽度260mm、厚度35μm的卷状铜箔(日本电解制,YGP-35)的粗化面上涂布上述1.1中得到的第2树脂组合物。接下来,将第2树脂组合物在100℃加热干燥3分钟,在150℃加热干燥3分钟,在铜箔上形成厚度100μm的树脂层形成用层(层)。由此,得到层叠体。
应予说明,通过以上述条件干燥第2树脂组合物,层成为半硬化的状态。将层叠体切成纵65mm×横100mm而制成金属箔。
1.3成为药片状的第1树脂组合物的制备
配合二亚甲基醚型甲阶酚醛树脂(SumitomoBakelite制R-25)30份、羟甲基型甲阶酚醛树脂(SumitomoBakelite制PR-51723)7份、酚醛清漆型树脂(SumitomoBakelite制A-1084)4份、氢氧化铝15份、玻璃纤维(日东纺织制)10份、煅烧粘土12份、有机质填充材料、固化促进剂、脱模剂、颜料他22份而得到混合物。接下来,用加热辊对混合物进行混炼而得到混炼物,冷却混炼物。其后,将混炼物粉碎得到的粉碎物片剂化,由此得到成为药片状的第1树脂组合物。
应予说明,作为甲阶型酚醛树脂,使用如下得到的二亚甲基醚型的甲阶型酚醛树脂(固形)作为主成分。首先,将苯酚(P)和甲醛(F)以摩尔比(F/P)=1.7装入具备回流冷凝器搅拌机、加热装置、真空脱水装置的反应釜内。向该反应釜添加相对于苯酚100重量份为0.5重量份的乙酸锌,得到混合物。接下来,将该混合物的pH调整为5.5,进行3小时回流反应。其后,在真空度100Torr、温度100℃下进行2小时水蒸气蒸馏来除去未反应苯酚。并且,在真空度100Torr、温度115℃下反应1小时,由此得到二亚甲基醚型的甲阶型酚醛树脂。该二亚甲基醚型的甲阶型酚醛树脂具有数均分子量800。
1.4在树脂层上形成绝缘部
首先,在成型模具100所具备的型腔121以层为上侧的方式收纳形成有层的金属箔。其后,在罐111内收纳成为药片状的第1树脂组合物。
接下来,将罐111内的第1树脂组合物加热熔融,并将柱塞112插入罐111内。由此,以第1树脂组合物被加热和加压的状态将熔融的第1树脂组合物填充到型腔内。由此,向层上供给熔融的第1树脂组合物。
而且,通过使熔融的第1树脂组合物和层硬化,在依次层叠有金属箔和树脂层的层叠体上形成绝缘部。这样,得到在绝缘部6的上表面侧或者金属箔4A的下表面侧具有4个金属箔、树脂层和绝缘部弯曲的弯曲部的实施例的覆金属箔基板(参照图8)。
应予说明,使第1树脂组合物和层硬化时的条件如下设定。
·加热温度:175℃
·加压时的压力:5.0MPa
·加热/加压时间:3分钟
2.覆金属箔基板的评价
对实施例的覆金属箔基板,沿其厚度方向将覆金属箔基板切断。使用显微镜以倍率200倍观察所得到的切断面。
将利用该显微镜观察得到的上述切断面的显微镜照片示于图9。
由图9所示的显微镜照片可知,在实施例的覆金属箔基板的弯曲部,树脂层没有断裂,覆金属箔基板由金属箔、树脂层和绝缘部这3层的层叠体构成。
符号说明
1、1’半导体装置
4、4’配线
4A金属箔
5树脂层
5A树脂层形成用层
6绝缘部
8、8c基材
81~84弯曲部
10、10a~10d电路基板
10A覆金属箔基板
11、19模制部
12连接端子
17半导体元件
18焊线
50~54电子部件搭载基板
95凸部
96凹部
100成型模具
110上模
111罐
112柱塞
113供给路
115下表面
120下模
121型腔
125上表面
130绝缘部形成用树脂组合物
t4、t5、t6厚度
Claims (12)
1.一种覆金属箔基板,其特征在于,是用于形成电路基板的覆金属箔基板,该电路基板电连接地搭载电子部件,所述覆金属箔基板具有:
金属箔,
形成于所述金属箔的一个表面的树脂层,
形成于所述树脂层的与所述金属箔相反的表面的绝缘部,和
所述金属箔、所述树脂层和所述绝缘部向所述金属箔侧或者所述绝缘部侧弯曲的至少一个弯曲部;
所述绝缘部由含有第1热固性树脂的第1树脂组合物的硬化物构成,
所述树脂层由含有树脂材料的第2树脂组合物的硬化物或者固化物构成。
2.根据权利要求1所述的覆金属箔基板,其中,所述至少一个弯曲部包含具有邻接的2个弯曲部的多个弯曲部,
所述多个弯曲部位于远离要搭载所述电子部件的位置的方向,
所述邻接的2个弯曲部中的一个向所述金属箔侧弯曲,
所述邻接的2个弯曲部中的另一个向所述绝缘部侧弯曲。
3.根据权利要求1所述的覆金属箔基板,其中,所述树脂材料含有第2热固性树脂。
4.根据权利要求3所述的覆金属箔基板,其中,所述第2热固性树脂含有环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的覆金属箔基板,其中,所述树脂材料含有重均分子量为1.0×104~1.0×105的树脂成分。
6.根据权利要求1所述的覆金属箔基板,其中,所述第2树脂组合物进一步含有填料。
7.根据权利要求6所述的覆金属箔基板,其中,所述填料是主要由氧化铝构成的粒状体。
8.根据权利要求6所述的覆金属箔基板,其中,所述填料分散在所述树脂层的所述绝缘部侧。
9.根据权利要求1所述的覆金属箔基板,其中,所述第1热固性树脂含有酚醛树脂。
10.根据权利要求1所述的覆金属箔基板,其中,所述第1树脂组合物与所述第2树脂组合物相互不同。
11.一种电路基板,其特征在于,是使用权利要求1~10中任1项所述的覆金属箔基板形成的,
具有对所述金属箔进行图案化而形成的、具备电连接所述电子部件的端子的电路。
12.一种电子部件搭载基板,其特征在于,具备权利要求11所述的电路基板、和与所述端子电连接而搭载于所述电路基板的所述电子部件。
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