CN105659711A - 环氧树脂组合物、带有树脂层的载体材料、金属基电路基板和电子装置 - Google Patents

环氧树脂组合物、带有树脂层的载体材料、金属基电路基板和电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明的环氧树脂组合物用于构成金属基电路基板(100)的绝缘树脂层(102)的形成，该金属基电路基板(100)具备金属基板(101)、设置于金属基板(101)上的绝缘树脂层(102)、以及设置于绝缘树脂层(102)上的金属层(103)。上述环氧树脂组合物含有环氧树脂和氧化铝。相对于该环氧树脂组合物的全部固体成分100质量％，氧化铝的含量为75质量％～95质量％。

Description

环氧树脂组合物、带有树脂层的载体材料、金属基电路基板和电子装置
技术领域
本发明涉及环氧树脂组合物、带有树脂层的载体材料、金属基电路基板和电子装置。
背景技术
以往已知将绝缘栅双极晶体管(IGBT；InsulatedGateBipolarTransistor)和二极管等的半导体元件、电阻以及电容器等电子部件搭载于金属基电路基板上而构成的变换器装置或功率半导体装置。
这些电功率控制装置根据其耐压、电流容量而应用于各种设备。尤其是从近年的环境问题、推进节能化的观点出发，这些电功率控制装置对各种电气机械的使用正在逐年扩大。
尤其是对于车载用电功率控制装置，在要求其小型化、省空间化的同时要求将电功率控制装置设置于发动机室内。发动机室内是温度高、温度变化大等严酷的环境，此外，需要放热面积大的基板。对于这种用途，放热性更加优异的金属基电路基板受到注目。
例如，专利文献1中公开了一种半导体装置，其将半导体元件搭载于引线框等支撑体，利用绝缘树脂层将支撑体与连接于散热器的放热板粘接。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2011-216619号公报
发明内容
然而，这种电子装置尚未充分满足放热性。因此，有时难以使电子部件的热传热至外部，在这种情况下电子装置的耐久性降低。
根据本发明，可提供一种环氧树脂组合物，是用于构成金属基电路基板的绝缘树脂层的形成的环氧树脂组合物，上述金属基电路基板具备金属基板、设置于上述金属基板上的上述绝缘树脂层和设置于上述绝缘树脂层上的金属层，
上述环氧树脂组合物含有环氧树脂和氧化铝，
相对于该环氧树脂组合物的全部固体成分100质量％，上述氧化铝的含量为75质量％～95质量％。
根据本发明，若上述氧化铝的含量为75质量％～95质量％，则为高填充，因此氧化铝粒子彼此的接触面积变大。其结果，可以提高绝缘树脂层的热传导性，可以提高电子装置的放热性。因此，可以使电子部件的热充分传热至外部。由此，可以制成耐久性高的电子装置。
此外，根据本发明，可提供一种带有树脂层的载体材料，是用于构成金属基电路基板的绝缘树脂层的形成的带有树脂层的载体材料，该金属基电路基板具备金属基板、设置于上述金属基板上的上述绝缘树脂层和设置于上述绝缘树脂层上的金属层，
上述带有树脂层的载体材料具备载体材料和树脂层，
上述树脂层设置于上述载体材料的一面，含有环氧树脂和氧化铝，并且为B阶段状态，
上述树脂层利用上述环氧树脂组合物而形成。
进而，根据本发明，可提供一种金属基电路基板，是具备金属基板、设置于上述金属基板上的绝缘树脂层和设置于上述绝缘树脂层上的金属层的金属基电路基板，
上述绝缘树脂层利用上述环氧树脂组合物而形成。
进而，根据本发明，可提供一种电子装置，其具备：
上述金属基电路基板和电子部件，
上述电子部件设置于上述金属基电路基板上。
根据本发明，可提供能够实现耐久性高的电子装置的环氧树脂组合物、带有树脂层的载体材料和金属基电路基板以及耐久性高的电子装置。
附图说明
根据以下所述的优选实施方式及其附带的以下附图，上述目的及其他目的、特征和优点更加明确。
图1是本发明的一个实施方式所涉及的金属基电路基板的截面图。
图2是本发明的一个实施方式所涉及的电子装置的截面图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。应予说明，在所有的附图中，相同的构成要素标记相同的符号，为了不重复而适当省略其详细说明。此外，图为示意图，与实际的尺寸比率未必一致。此外，“～”只要没有特别说明，则表示从以上至以下。
首先，对本实施方式的金属基电路基板100进行说明。图1是本发明的一个实施方式所涉及的金属基电路基板100的截面图。
金属基电路基板100具备金属基板101、设置于金属基板101上的绝缘树脂层102、以及设置于绝缘树脂层102上的金属层103。
然后，绝缘树脂层102由以下环氧树脂组合物形成。上述环氧树脂组合物含有环氧树脂和氧化铝。相对于该环氧树脂组合物的全部固体成分100质量％，氧化铝的含量为75质量％～95质量％。应予说明，本实施方式中，环氧树脂组合物的全部固体成分是指将该环氧树脂组合物加热固化时作为固体成分而残留的成分，例如，不包括溶剂等通过加热而挥发的成分。另一方面，液状的环氧树脂、偶联剂等液状成分由于在加热固化时混入绝缘树脂层102而包含于全部固体成分。
金属基板101只要是放热性的金属基板，则没有特别限定，例如，为铝基板、铜基板、不锈钢基板等，优选为铝基板。
这里，铝基板是指含有铝的基板，也包含由铝合金形成的基板。同样地，铜基板是指含有铜的基板，也包含由铜合金形成的基板。
金属基板101的厚度例如为100μm～5000μm。若金属基板101的厚度为上述下限值以上，则可以进一步提高放热性。此外，若金属基板101的厚度为上述上限值以下，则可以提高金属基电路基板100的弯曲等加工性。
绝缘树脂层102是用于将金属层103粘接于金属基板101的层。该绝缘树脂层102的厚度优选为40μm～300μm。
通过将绝缘树脂层102的厚度设为上述上限值以下，可以容易地使来自电子部件的热传递至金属基板101。
此外，通过将绝缘树脂层102的厚度设为上述下限值以上，可以用绝缘树脂层102充分缓和由金属基板101与绝缘树脂层102的热膨胀率差所致的热应力的产生。进而，金属基电路基板100的绝缘性提高。
绝缘树脂层102是将含有环氧树脂(A)、氧化铝(B)、根据需要的苯氧基树脂(C)、固化剂(D)和偶联剂(E)的环氧树脂组合物进行热固化而成的。即，绝缘树脂层102成为含有经热固化的固化树脂的C阶段状态。
这里，对环氧树脂组合物的组成进行说明。
环氧树脂组合物含有环氧树脂(A)、氧化铝(B)、根据需要的苯氧基树脂(C)、固化剂(D)和偶联剂(E)。
环氧树脂(A)优选含有具有芳香环结构和脂环结构(脂环式的碳环结构)中的至少一者的环氧树脂(A1)。
通过使用这种环氧树脂(A1)，可以提高玻璃化转变温度，并且提高绝缘树脂层102的热传导性。
然后，作为具有芳香环或脂肪环结构的环氧树脂(A1)，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。可以单独使用这些之中的1种，也可以并用2种以上。
此外，从可以进一步提高玻璃化转变温度、可以抑制绝缘树脂层102的空隙的产生且进一步提高热传导性、且可以提高绝缘破坏电压的观点出发，作为环氧树脂(A1)，优选为萘型环氧树脂。这里，萘型环氧树脂是指具有萘环骨架且具有2个以上的缩水甘油基的树脂。相对于环氧树脂(A)100质量％，萘型环氧树脂的含量优选为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，可使用以下的式(5)～(8)中的任一者。另外，式(6)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。此外，式(7)中，Me表示甲基，l、m、n是1以上的整数。其中，l、m、n优选为10以下。
另外，作为式(6)的化合物，优选使用以下的任一种以上。
此外，作为萘型环氧树脂，也可使用由以下式(8)表示的亚萘基醚型环氧树脂。
(上述式(8)中，n为1～20的整数，l为1～2的整数，R1各自独立为氢原子、苄基、烷基或由下述式(9)表示的结构，R2各自独立为氢原子或甲基。)
(上述式(9)中，Ar各自独立为亚苯基或亚萘基，R2各自独立为氢原子或甲基，m为1或2的整数。)
由上述式(8)表示的亚萘基醚型环氧树脂可举出由下述式(10)表示的结构作为例子。
(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由下述式(11)表示的结构，优选为氢原子。)
(上述式(11)中，m为1或2的整数。)
由上述式(10)表示的亚萘基醚型环氧树脂例如可举出由下述式(12)～(16)表示的结构作为例子。
环氧树脂组合物中含有的环氧树脂(A)的含量只要根据其目的而适当调整即可，没有特别限定，相对于环氧树脂组合物的全部固体成分100质量％，优选为1质量％～23质量％，更优选为2质量％～15质量％。若环氧树脂(A)的含量为上述下限值以上，则处理性提高，容易形成绝缘树脂层102。若环氧树脂(A)的含量为上述上限值以下，则绝缘树脂层102的强度、阻燃性进一步提高，或绝缘树脂层102的热传导性进一步提高。
氧化铝(B)优选在平均粒径不同的3个成分(大粒径、中粒径、小粒径)的混合系统中，大粒径成分为球状，中粒径成分和小粒径成分为多面体状。
更具体而言，氧化铝(B)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，上述大粒径氧化铝的平均粒径属于5.0μm～50μm、优选为5.0μm～25μm的第一粒径范围，且圆形度为0.80～1.0、优选为0.85～0.95以下；上述中粒径氧化铝的平均粒径属于大于等于1.0μm且小于5.0μm的第二粒径范围，且圆形度为0.50～0.90、优选为0.70～0.80；上述小粒径氧化铝的平均粒径属于大于等于0.1μm且小于1.0μm的第三粒径范围，且圆形度为0.50～0.90、优选为0.70～0.80。
这里，粒径可以使用激光衍射式粒度分布测定装置SALD-7000，在水中将氧化铝进行1分钟超声波处理而使其分散，并进行测定。
由此，在大粒径成分的间隙填充中粒径成分，进一步在中粒径成分的间隙填充小粒径成分，因此可以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，可以进一步提高绝缘树脂层102的热传导性。进而，可以进一步提高绝缘树脂层102的焊接耐热性(半田耐熱性)、耐弯曲性、绝缘性。
此外，通过使用这种氧化铝(B)，可以进一步提高绝缘树脂层102与金属基板101的密合性。
通过它们的协同效果，可以进一步提高金属基电路基板100的绝缘可靠性。
环氧树脂组合物中含有的氧化铝(B)的含量相对于该环氧树脂组合物的全部固体成分100质量％为75质量％～95质量％，更优选为80质量％～90质量％。通过将氧化铝(B)的含量高填充至75质量％～95质量％，氧化铝粒子彼此的接触面积变大。其结果，可以提高绝缘树脂层102的热传导性，可以提高电子装置1的放热性。因此，可以使电子部件11的热充分传热至外部。由此，可以制成耐久性高的电子装置1。
此外，相对于氧化铝(B)的整体100质量％，属于第一粒径范围的氧化铝的含量优选为65质量％～85质量％，属于第二粒径范围的氧化铝的含量优选为10质量％～20质量％，属于第三粒径范围的氧化铝的含量优选为5质量％～18质量％。
环氧树脂组合物优选进一步含有苯氧基树脂(C)。通过含有苯氧基树脂(C)，可提高绝缘树脂层102的耐弯曲性，因此可以抑制由高填充氧化铝(B)所致的绝缘树脂层102的处理性的下降。
此外，通过含有苯氧基树脂(C)，能够使绝缘树脂层102的弹性模量下降，在这种情况下，可以提高金属基电路基板100的应力缓和力。例如，在制作电子装置1时，即使在剧烈的加热/冷却的环境下，也可以抑制在接合电子部件11与金属基电路基板100的焊料接合部或其附近产生裂纹等不良。如此，可以提高金属基电路基板100的热循环特性。
此外，若含有苯氧基树脂(C)，则由于粘度上升，可以使施压时的流动性减少，抑制所得的绝缘树脂层102中产生空隙等，或可以更容易地调整所得的绝缘树脂层102的厚度，或可以提高绝缘树脂层102的厚度的均匀性。此外，可以提高绝缘树脂层102与金属基板101的密合性。通过这些协同效果，可以进一步提高金属基电路基板100的绝缘可靠性。
作为苯氧基树脂(C)，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。此外，也可以使用具有多种这些骨架的结构的苯氧基树脂。
这些之中，优选使用双酚A型或双酚F型的苯氧基树脂。也可以使用具有双酚A骨架和双酚F骨架这两者的苯氧基树脂。
苯氧基树脂(C)的重均分子量没有特别限定，优选为4.0×104～8.0×104。
另外，苯氧基树脂(C)的重均分子量是通过凝胶渗透色谱法(GPC)进行测定的聚苯乙烯换算的值。
就苯氧基树脂(C)的含量而言，例如相对于环氧树脂组合物的全部固体成分100质量％，优选为1质量％～15质量％，更优选为2质量％～10质量％。
作为固化剂(D)(固化催化剂)，例如可举出环烷酸锌、环烷酸钴、辛酸锡、辛酸钴、双乙酰丙酮钴(II)、三乙酰丙酮钴(III)等有机金属盐；双氰胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二乙基二苯基甲烷、间苯二胺、二氨基二苯砜、异佛尔酮二胺、降冰片烯二胺、三乙基胺、三丁基胺、二氮杂双环[2,2,2]辛烷等胺系固化剂；2-苯基-咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-乙基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基咪唑、2-苯基-4,5-二羟基咪唑等咪唑系固化剂；三苯基膦、三-对甲苯基膦、四苯基·四苯基硼酸盐、三苯基膦·三苯基硼烷、1,2-双-(二苯基膦基)乙烷等有机磷化合物；苯酚、双酚A、壬基苯酚等酚化合物；乙酸、苯甲酸、水杨酸、对甲苯磺酸等有机酸等、或其混合物。作为固化剂(D)，可以包含它们的衍生物而单独使用1种，也可以包含它们的衍生物而并用2种以上。
这些之中，从可得到粘接性优异、且在较低温度下反应、耐热性优异的固化物的方面考虑，优选为胺系固化剂、咪唑系固化剂。
固化催化剂的含量没有特别限定，相对于环氧树脂组合物的全部固体成分100质量％，例如为0.05质量％～3.0质量％。
进而，环氧树脂组合物也可以含有偶联剂(E)。偶联剂(E)可以提高环氧树脂(A)与氧化铝(B)的界面的湿润性。
作为偶联剂(E)，只要是通常使用的偶联剂，则均可使用，具体而言，优选使用选自环氧硅烷偶联剂、阳离子硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、钛酸酯系偶联剂和硅油型偶联剂中的1种以上的偶联剂。
偶联剂(E)的添加量依赖于氧化铝(B)的比表面积，因此没有特别限定，相对于氧化铝(B)100质量份，优选为0.05质量份～3质量份，特别优选为0.1质量份～2质量份。
环氧树脂组合物可以在不损害本发明的效果的范围内含有抗氧化剂、流平剂等。
接着，对环氧树脂组合物的物性进行说明。
本实施方式的环氧树脂组合物优选具有如下的粘度特性。使用动态粘弹性测定装置将该环氧树脂组合物以升温速度3℃/min、频率1Hz从60℃升温至熔融状态时，初期的熔融粘度减少，达到最低熔融粘度后，进一步上升，且最低熔融粘度在1×103Pa·s～1×105Pa·s的范围内。
若最低熔融粘度为上述下限值以上，则可以抑制环氧树脂(A)与氧化铝(B)分离而仅环氧树脂(A)流动的情况，可得到更加均质的绝缘树脂层102。
此外，若最低熔融粘度为上述上限值以下，则可以提高环氧树脂组合物对金属基板101的湿润性，可以进一步提高绝缘树脂层102与金属基板101的密合性。
通过这些协同效果，可以进一步提高金属基电路基板100的放热性和绝缘破坏电压。进而，可以进一步提高金属基电路基板100的热循环特性。
此外，本实施方式的环氧树脂组合物优选达到最低熔融粘度的温度在60℃～100℃的范围内。
此外，本实施方式的环氧树脂组合物的流动率优选为15％以上，更优选小于60％。流动率可以通过以下方法测定。首先，将具有由本实施方式的环氧树脂组合物形成的树脂层的金属箔裁断为规定的尺寸(50mm×50mm)后，层叠5～7片，测定其重量。接着，在将内部温度保持为175℃的热盘间施压5分钟后，进行冷却，仔细地使流出的树脂掉落，再次测定重量。流动率可以通过下式(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)
若具有这种粘度特性，则在将环氧树脂组合物加热固化而形成绝缘树脂层102时，可以抑制空气侵入至环氧树脂组合物中，并且可以将溶解于环氧树脂组合物中的气体充分排出至外部。其结果，可以抑制在绝缘树脂层102产生气泡，可以可靠地从绝缘树脂层102向金属基板101传导热。此外，通过抑制气泡的产生，可以提高金属基电路基板100的绝缘可靠性。此外，可以提高绝缘树脂层102与金属基板101的密合性。
通过这些协同效果，可以进一步提高金属基电路基板100的放热性，其结果，可以进一步提高金属基电路基板100的热循环特性。
为了实现具有这种粘度特性的环氧树脂组合物，例如，适当调整上述的环氧树脂(A)的种类或量、氧化铝(B)的种类或量、苯氧基树脂(C)的种类或量即可。尤其是通过使用萘型环氧树脂等流动性良好的树脂，可容易地得到如上述的粘度特性。
接着，对绝缘树脂层102的物性进行说明。
绝缘树脂层102具有高的热传导性。具体而言，通过激光闪光法进行测定的绝缘树脂层102的厚度方向的热导率优选为3.0W/(m·k)以上，更优选为5.0W/(m·k)以上。
由此，可以容易地使来自电子部件11的热介由绝缘树脂层102传达至金属基板101。
此外，绝缘树脂层102的刚性提高，可以减少绝缘树脂层102的翘曲，其结果，从可以抑制电子部件相对于电路基板的位置偏移、可以进一步提高电子部件与电路基板之间的连接可靠性的观点出发，优选玻璃化转变温度为100℃～150℃。绝缘树脂层102的玻璃化转变温度可以基于JISC6481，用下述方式进行测量。
使用动态粘弹性测定装置(TAInstruments公司制DMA/983)在氮气氛(200ml/分钟)下施加拉伸负荷，在频率1Hz、以升温速度5℃/分钟从-50℃至300℃的温度范围的条件下进行测定，根据tanδ的峰位置得到玻璃化转变温度Tg。
此外，绝缘树脂层102的25℃的弹性模量(储能模量)E'的刚性提高，可以减少绝缘树脂层102的翘曲，其结果，从可以抑制电子部件相对于电路基板的位置偏移、可以进一步提高电子部件与电路基板之间的连接可靠性的观点出发，优选为30GPa～70GPa。
应予说明，上述储能模量是以动态粘弹性测定装置进行测定的。
储能模量E'是对绝缘树脂层102施加拉伸负荷，在频率1Hz、以升温速度5～10℃/分钟从-50℃至300℃的条件下进行测定时的25℃的储能模量的值。
如以上的金属基电路基板100能够如下制造。
首先，准备金属基板101。
其后，在金属基板101上设置由上述环氧树脂组合物构成的B阶段状态的树脂层。此时，可以通过将上述树脂组合物涂布于金属基板101，而在金属基板101上形成树脂层，此外，也可以将树脂层形成于载体材料上而制作带有树脂层的载体材料，将该带有树脂层的载体材料层叠于金属基板101，从而在金属基板101上形成树脂层。
此时，B阶段状态的树脂层的厚度例如为40μm～300μm。
以下，对制作带有树脂层的载体材料，将该带有树脂层的载体材料层叠于金属基板101的方法进行说明。首先，在载体材料上形成树脂层，得到带有树脂层的载体材料。
载体材料例如为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等树脂膜；铜箔等金属箔等。载体材料的厚度例如为10～500μm。
接下来，以带有树脂层的载体材料的树脂层侧的面与金属基板101的表面接触的方式，将带有树脂层的载体材料层叠于金属基板101。其后，采用施压等使树脂层加压·加热固化而形成绝缘树脂层102。
接下来，从绝缘树脂层102除去载体材料，在露出的绝缘树脂层102的表面形成金属层103。此外，载体材料为金属箔时，将载体材料直接设为金属层103。
金属层103例如由铜、铝、镍、铁、锡等构成，也可以含有2种以上。金属层103的厚度例如为10μm～500μm。另外，绝缘树脂层102与金属层103之间也可以夹杂粘接层等其它层。
其后，通过将树脂层后固化而形成绝缘树脂层102。
接下来，根据需要通过将金属层103蚀刻为规定的图案等而形成电路，得到金属基电路基板100。另外，本实施方式中，金属基电路基板100也包括金属层103进行电路加工之前的状态。
设为多层时，在金属基电路基板100形成电路后，进一步层叠绝缘片材，进行上述同样的蚀刻，从而可以形成电路，得到多层的金属基电路基板100。另外，作为上述绝缘片材，从进一步提高电子装置1的热传导性的观点出发，优选为利用与用于上述绝缘树脂层102的环氧树脂组合物相同的环氧树脂组合物而形成的绝缘片材。
此外，也可以在最外层形成阻焊剂，通过曝光·显影以可以安装电子部件11的方式使连接用电极部露出。
接下来，对本实施方式的电子装置1进行说明。图2是本发明的一个实施方式所涉及的电子装置1的截面图。
电子装置1具备金属基电路基板100和设置于金属基电路基板100上的电子部件11。绝缘树脂层102利用上述环氧树脂组合物形成。
本实施方式中，电子装置1为半导体装置，例如，功率半导体装置、LED照明、变换器装置。
这里变换器装置是指从直流电电性地生成交流电(具有逆变换的功能)的装置。此外，功率半导体装置与通常的半导体元件相比具有高耐压化、大电流化、高速·高频化的特征，通常被称为功率设备，可举出整流二极管、功率晶体管、功率MOSFET、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、晶闸管、栅极可关断晶闸管(GTO)、双向可控硅等。
电子部件11是绝缘栅双极晶体管、二极管等半导体元件、电阻、电容器等各种发热元件。金属基电路基板100作为散热片发挥功能。
电子部件11介由焊料15与支撑基材12接合。
支撑基材12搭载有电子部件11。本实施方式中，支撑基材12具备引线框121和绝缘片材122。
引线框121具备芯片焊盘121A、与该芯片焊盘121A连接的内引线(省略图示)以及与内引线连接的外引线(省略图示)。引线框121在芯片焊盘121A支撑电子部件11。芯片焊盘121A介由焊料15与电子部件11电连接。引线框121只要是导电性的构件即可，例如，为Cu等金属制。
绝缘片材122用于使金属层103与引线框121绝缘。绝缘片材122由树脂材料构成。
例如，绝缘片材122含有作为树脂成分的具有羧基的树脂和热传导性的填料。
作为具有羧基的树脂，可举出以丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯中的任一者或两者为主要原料成分的含羧基聚(甲基)丙烯酸酯系高分子化合物(所谓的丙烯酸橡胶)。
此外，作为热传导性的填料，可使用氮化硼、氧化铝等。
相对于绝缘片材122整体，热传导性填料的含量为50～60体积％，树脂成分优选为40～50体积％。
本实施方式中，绝缘片材122与引线框121的芯片焊盘121A相比平面形状大，在沿着电子部件11、支撑基材12、金属层103、绝缘树脂层102、金属基板101的层叠方向俯视电子装置1时，从芯片焊盘121A的外周缘伸出。
另外，作为绝缘片材122，从进一步提高电子装置1的热传导性的观点出发，优选为利用与用于上述绝缘树脂层102的环氧树脂组合物相同的环氧树脂组合物而形成的绝缘片材。
金属层103配置于绝缘树脂层102与绝缘片材122之间，与绝缘树脂层102直接接触。
该金属层103将来自电子部件11的热传递至金属基板101。金属层103例如为Cu等金属制。金属层103是板状的构件，是与绝缘片材122几乎相同的大小。
如以上的电子装置1可以如下制造。
首先，准备金属基电路基板100。
接着，在金属层103上配置绝缘片材122和引线框121。其后，将引线框121的芯片焊盘121A与电子部件11介由焊料15接合。其后，利用密封材料16密封电子部件11。
另外，本发明不限定于上述实施方式，在可达成本发明的目的的范围内的变形、改良等包含于本发明。
例如，上述实施方式中，支撑基材12具有引线框121和绝缘片材122，但不限于此。例如，也可以使用陶瓷基板代替支撑基材12和金属层103。在这种情况下，绝缘树脂层102粘接陶瓷基板与金属基板101。实施例
以下，通过实施例和比较例对本发明进行说明，但本发明不限定于它们。另外，实施例中，份只要没有特别说明，则表示质量份。此外，各个厚度以平均膜厚表示。
(实施例1)
(1)树脂清漆的制备
使具有双酚F骨架和双酚A骨架的苯氧基树脂(三菱化学公司制，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)3.9质量份、双酚F型环氧树脂(DIC公司制，830S，环氧当量170)3.0质量份、萘型环氧树脂(DIC公司制，HP-6000，环氧当量250：化学式(10)中，R均为氢原子，n＝1的成分与n＝2的成分的混合物)3.0质量份、双氰胺(DEGUSSA制)0.3质量份、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(信越有机硅公司制，KBM-403)1.3质量份、球状氧化铝(平均粒径22μm，圆形度：0.91，NIPPONSTEEL&SUMIKINMATERIALS公司制，AX-25)67.3质量份、多面体状氧化铝(平均粒径4μm，圆形度：0.75，日本轻金属公司制，LS-210)13.2质量份、多面体状氧化铝(平均粒径0.7μm，圆形度：0.71，日本轻金属公司制，LS-250)8.0质量份溶解·混合于环己酮，使用高速搅拌装置进行搅拌，得到以固体成分基准计为86质量％的清漆状的环氧树脂组合物。
(2)带有树脂的金属箔的制作
使用厚度70μm的铜箔(FurukawaCircuitFoil公司制，GTSMP)作为金属箔，以逗号涂布机在铜箔的粗化面涂布清漆状的环氧树脂组合物，在100℃加热干燥3分钟，在150℃加热干燥3分钟，得到带有树脂厚80μm的树脂的铜箔。
(3)金属基电路基板的制作
将上述带有树脂的铜箔与1mm厚的铝板贴合，以真空施压以压力100kg/cm2在80℃30分钟、180℃60分钟的条件下进行施压，得到金属基电路基板(绝缘树脂层的厚度：80μm)。
另外，表1所示的特性的测定方法如下所述。在后述的实施例、比较例中也同样。
1.环氧树脂组合物的特性
(1)粘度特性
使用AntonPaarJapan公司制造的RheometerMCR301，从60℃以升温速度3℃/min、频率1Hz升温至160℃。根据所得的粘度分布求出最低熔融粘度和达到最低熔融粘度的温度。
(2)流动率
将所得的带有树脂的金属箔裁断成50mm×50mm后，层叠5片，夹持于将内部温度保持为175℃的热盘间，以50kg/cm2的压力施压5分钟后，进行冷却。其后，切掉流出的树脂，按照上述计算式(I)算出流动率。
2.氧化铝的特性
(3)圆形度
圆形度使用Sysmex公司制的流式粒子图像解析装置“FPIA-3000”进行测定。测定试样是通过在蒸馏水50～100ml中添加适当量的表面活性剂，在其中添加氧化铝粒子10～20mg后，以超声波分散器进行1分钟分散处理而制作的。另外，圆形度是流式粒子图像解析装置“FPIA-3000”解析一个粒子投影图像的周长和相当于粒子投影图像的面积的圆的周长，根据下式求出圆形度，自动算出每20000个的平均值。
圆形度＝(相当于粒子投影图像的面积的圆的周长)/(粒子投影图像的周长)
3.金属基电路基板的特性
(4)热导率
从金属基电路基板剥离铜箔和铝板，得到绝缘树脂层。然后，测量绝缘树脂层的厚度方向的热导率。具体而言，根据以激光闪光法(半周期法(ハーフタイム法))测定的热扩散系数(α)、通过DSC法测定的比热(Cp)、按照JIS-K-6911测定的密度(ρ)，使用下式算出热导率。热导率的单位为W/m·K。热导率[W/m·K]＝α[mm2/s]×Cp[J/kg·K]×ρ[g/cm3]
(5)剥离强度
以研磨机锯片将金属基电路基板剪切成100mm×25mm后，通过蚀刻而制作在中央仅残留100mm×10mm的铜箔的试样，测定在23℃的铜箔与绝缘树脂层的剥离强度。另外，剥离强度测定按照JISC6481进行。
(6)焊接耐热性
以研磨机锯片将将金属基电路基板剪切成50mm×50mm后，通过蚀刻而制作仅残留1/2的铜箔的试样，按照JISC6481进行评价。评价是在260℃的焊料槽中浸渍30秒后研究外观的异常的有无。
评价基准○：无异常
×：有异常(整体上有鼓起的位置)
(7)吸湿焊接耐热性
以研磨机锯片将将金属基电路基板剪切成50mm×50mm后，按照JISC6481进行半面蚀刻而制作试样。以121℃的高压锅处理2小时后，在260℃的焊料槽中使铜箔面朝下而漂浮，研究30秒后外观异常的有无。
评价基准○：无异常
×：有鼓起(整体上有鼓起的位置)
(8)Tg(玻璃化转变温度)
基于JISC6481，如下进行测定。
从金属基电路基板剥离铜箔和铝板，得到绝缘树脂层。然后，使用动态粘弹性测定装置(TAInstruments公司制DMA/983)在氮气氛(200ml/分钟)下施加拉伸负荷，在频率1Hz、以升温速度5℃/分钟从-50℃至300℃的温度范围的条件下进行测定，根据tanδ的峰位置得到玻璃化转变温度Tg。
(9)储能模量(E')
从金属基电路基板剥离铜箔和铝板，得到绝缘树脂层。然后，切削绝缘树脂层，得到8×20mm的试验片。利用动态粘弹性测定装置，以拉伸模式、频率1Hz、升温速度5℃/分钟的形式，在-50℃～300℃的温度范围内进行测定。然后，得到25℃的储能模量。
(10)绝缘破坏电压
以研磨机锯片将将金属基电路基板剪切成100mm×100mm后，通过蚀刻除去铜箔，制成试样。使用耐电压试验器(MODEL7473，EXTECHElectronics公司制)，使电极与绝缘树脂层和铝板接触，以电压以0.5kV/秒的速度上升的方式对两电极施加交流电压。将金属基电路基板的绝缘树脂层受到破坏的电压设为绝缘破坏电压。
(11)阻燃性评价
按照UL标准UL94V(A)进行评价。
(12)热循环试验
使用所得的环氧树脂组合物，制造图2所示的电子装置。但是，未设置密封材料。
在金属基电路基板上配置绝缘片材122、Cu制的引线框121。作为绝缘片材122，使用古河电工公司制的F-COTMSheetHF。其后，将引线框121的芯片焊盘121A与电子部件11介由焊料15(材料Sn-3.0Ag-0.5Cu)接合。
以上述方式准备3个电子装置，实施热循环试验。热循环试验是以-40℃5分钟～+125℃5分钟为一个循环，进行3000次。热循环试验后，以显微镜观察焊料部分的裂纹率。
3个电子装置中即使有1个裂纹率为100％的情况也判定为不良(×)，3个电子装置中裂纹率均小于100％的情况判定为良好(○)。
这里，焊料部分的裂纹率是指部件接合部的焊料部分的裂纹进行率。是指将裂纹进行且与基板的连接完全断线的情况作为100％的比率。
(实施例2～5、比较例1和2)
实施例2～5、比较例1和2中，除了将树脂清漆的组成变更为如表1所示的组成以外，与实施例1同样地制作清漆状的环氧树脂组合物、带有树脂的铜箔、金属基电路基板和电子装置，进行评价。
[表1]
表1
实施例中得到的金属基电路基板均成为剥离强度高、焊接耐热性和阻燃性优异的结果。此外，也具有充分的绝缘破坏电压值和高的热导率。此外，对于电子装置中的热循环性，也可得到良好的结果。
因此，可知通过使用本发明的环氧树脂组合物和金属基电路基板，可得到耐久性高的电子装置。
本申请以2013年10月17日提出申请的日本申请特愿2013-216115号为基础主张优先权，将其公开的全部内容援引于此。

Claims (15)

1.一种环氧树脂组合物，是用于构成金属基电路基板的绝缘树脂层的形成的环氧树脂组合物，所述金属基电路基板具备金属基板、设置于所述金属基板上的所述绝缘树脂层和设置于所述绝缘树脂层上的金属层，
所述环氧树脂组合物含有环氧树脂和氧化铝，
相对于该环氧树脂组合物的全部固体成分100质量％，所述氧化铝的含量为75质量％～95质量％。
2.如权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，
所述氧化铝是大粒径氧化铝、中粒径氧化铝和小粒径氧化铝的混合物，
所述大粒径氧化铝的利用激光衍射散射式粒度分布测定法的重量基准粒度分布的平均粒径属于5.0μm～50μm的第一粒径范围，且圆形度为0.80～1.0；
所述中粒径氧化铝的利用激光衍射散射式粒度分布测定法的重量基准粒度分布的平均粒径属于大于等于1.0μm且小于5.0μm的第二粒径范围，且圆形度为0.50～0.90；
所述小粒径氧化铝的利用激光衍射散射式粒度分布测定法的重量基准粒度分布的平均粒径属于大于等于0.1μm且小于1.0μm的第三粒径范围，且圆形度为0.50～0.90。
3.如权利要求1或2所述的环氧树脂组合物，其具有以下特性：
使用动态粘弹性测定装置将该环氧树脂组合物以升温速度3℃/min、频率1Hz从60℃升温至熔融状态时，
初期的熔融粘度减少，达到最低熔融粘度后，进一步上升；且
所述最低熔融粘度在1×103Pa·s～1×105Pa·s的范围内。
4.如权利要求3所述的环氧树脂组合物，其中，达到所述最低熔融粘度的温度在60℃～100℃的范围内。
5.如权利要求1～4中任一项所述的环氧树脂组合物，其中，流动率为15％以上。
6.如权利要求1～5中任一项所述的环氧树脂组合物，其中，所述环氧树脂含有萘型环氧树脂，所述萘型环氧树脂具有萘环骨架且具有2个以上的缩水甘油基。
7.如权利要求1～6中任一项所述的环氧树脂组合物，其进一步含有苯氧基树脂。
8.如权利要求1～7中任一项所述的环氧树脂组合物，其进一步含有固化剂。
9.一种带有树脂层的载体材料，是用于构成金属基电路基板的绝缘树脂层的形成的带有树脂层的载体材料，该金属基电路基板具备金属基板、设置于所述金属基板上的所述绝缘树脂层和设置于所述绝缘树脂层上的金属层，
所述带有树脂层的载体材料具备载体材料和树脂层，
所述树脂层设置于所述载体材料的一面，含有环氧树脂和氧化铝，并且为B阶段状态，
所述树脂层利用权利要求1～8中任一项所述的环氧树脂组合物而形成。
10.如权利要求9所述的带有树脂层的载体材料，其中，所述载体材料为树脂膜或金属箔。
11.如权利要求9或10所述的带有树脂层的载体材料，其中，B阶段状态的所述树脂层的厚度为300μm以下。
12.一种金属基电路基板，是具备金属基板、设置于所述金属基板上的绝缘树脂层和设置于所述绝缘树脂层上的金属层的金属基电路基板，
所述绝缘树脂层利用权利要求1～8中任一项所述的环氧树脂组合物而形成。
13.如权利要求12所述的金属基电路基板，其中，所述金属基板为铝基板。
14.如权利要求12或13所述的金属基电路基板，其中，通过激光闪光法测定的所述绝缘树脂层的厚度方向的热导率为3W/(m·k)以上。
15.一种电子装置，其具备：
权利要求12～14中任一项所述的金属基电路基板和电子部件，
所述电子部件设置于所述金属基电路基板上。
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