CN111800940A - 基板及层叠基板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种散热性高的基板。该基板是包含布状基材的基板,是在布状基材的表面存在第一无机填料的基板。
Description
技术领域
本发明涉及基板及层叠基板,例如涉及包含布状基材的基板及层叠基板。
背景技术
近年来,基于电子设备的小型化实现的高密度化,研究提高电路基板的散热性的各种方法。
例如,在专利文献1中,在电路用金属基板中为了提高散热性,在玻璃纤维无纺布上涂布无机充填剂混合树脂。
另外,在专利文献2中,在树脂层形成中为了提高散热性或调整热膨胀率,使用混合、浸渍玻璃纤维或氮化硼等无机材质的方法。
但是,在现有的方法中,基板的散热性不充分。例如,如专利文献2,通过使其含有无机填料,可实现热导率的提高,但以更微观的观点来看,在颗粒间或玻璃纤维布间的极小的间隙内不能够配置那些无机填料。因此,在想要更有效地提高散热性的情况下存在局限。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-236884
专利文献2:日本特开平9-153666
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是鉴于上述技术问题而开发的,目的在于提供一种散热性高的基板及层叠基板。
用于解决问题的手段
即,本发明的方式如以下。
[1]一种基板,其中,
该基板包含布状基材,
在所述布状基材的表面存在第一无机填料。
[2]根据所述[1]记载的基板,其中,所述布状基材的材质是玻璃。
[3]根据所述[1]或[2]记载的基板,其中,所述第一无机填料的材质是选自氮化硼、氧化铝、氮化铝及氧化镁中的至少一种。
[4]根据所述[1]~[3]中任一项记载的基板,其中,所述第一无机填料的粒径小于构成所述布状基材的纱线的截面直径。
[5]根据所述[1]~[4]中任一项记载的基板,其中,所述第一无机填料的粒径为1μm以下。
[6]根据所述[1]~[5]中任一项记载的基板,其中,具有大于所述第一无机填料的粒径的第二无机填料。
[7]根据所述[6]记载的基板,其中,所述第二无机填料为鳞片状,所述第二无机填料的长边方向的长度为5μm~15μm。
[8]根据所述[1]~[7]中任一项所述的基板,其中,所述第一无机填料集合的第一无机填料的集合体存在于所述布状基材的表面。
[9]根据所述[8]记载的基板,其中,所述第一无机填料的集合体存在于与包含于所述布状基材的纱线接近的位置。
[10]根据所述[8]或[9]记载的基板,其中,具有大于所述第一无机填料的粒径的第二无机填料,
所述第一无机填料的集合体以连接所述布状基材和所述第二无机填料的方式存在。
[11]根据所述[8]~[10]中任一项记载的基板,其中,所述布状基材以第一纱线和第二纱线交叉的方式织成,
所述第一无机填料的集合体的至少一部分包含于所述第一纱线和所述第二纱线的交叉部。
[12]根据所述[8]~[11]记载的基板,其中,所述第一无机填料的集合体存在于沿着所述第一纱线的10μm以上的范围内。
[13]根据所述[8]~[12]中任一项记载的基板,其中,所述第一无机填料的集合体存在于自所述第一纱线的短边方向端部开始在垂直于所述第一纱线的长边方向的方向上的5μm以上的范围内。
[14]根据所述[8]~[13]中任一项记载的基板,其中,第一无机填料存在于自所述第一纱线的短边方向的端部开始在垂直于所述第一纱线的长边方向的方向上的1μm以下的范围内。
[15]一种层叠基板,其中,层叠有两个以上的所述[1]~[14]中任一项记载的基板。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的基板的示意截面图。
图2是图1所示的基板的II部的示意截面图。
图3是图2所示的基板的III部的示意截面图。
图4A是布状基材的示意截面图。
图4B是第一无机填料的示意截面图。
图4C是第一无机填料静电吸附的复合布状基材的示意截面图。
图5A是表示本发明的一个实施方式的层叠基板的制造方法的示意截面图。
图5B是表示本发明的一个实施方式的层叠基板的制造方法的示意截面图。
图5C是表示本发明的一个实施方式的层叠基板的制造方法的示意截面图。
符号说明
2……层叠基板
4、4a、4b、4c……基板
6……布状基材
6a……第一纱线
6b……第二纱线
8……树脂部
10……导电层
14……第一无机填料的集合体
24……第一无机填料
16a、16b……第二无机填料
18……树脂
26……复合布状基材
具体实施方式
1.层叠基板
如图1所示,本发明的一个实施方式的层叠基板2包括含有布状基材6和树脂部8的基板4、以及导电层10。另外,图1中未图示,但本发明的一个实施方式的基板4还含有第一无机填料,第一无机填料存在于布状基材6的表面。
如图1所示,实际上平行于包含X轴及Y轴的平面的基板4和导电层10沿着Z轴的方向交替层叠,基板4a和邻接的另外的基板4b部分地不经由导电层10层叠。基板4a和邻接的另外的基板4b部分地不经由导电层10层叠是因为由于在导电层10形成有电路,所以形成有图案。
在此,X轴、Y轴及Z轴相互垂直。
另外,“实际上平行”即指大部分的部分平行,但也可以具有稍微不平行的部分,基板4和导电层10也可以是具有凹凸,或稍微倾斜的宗旨。
将从一个基板4a和邻接的另一个基板4b的边界至一个基板4a和邻接的另外的另一个基板4c的边界的距离设为基板的厚度Tp时,Tp的厚度没有特别限制。基板的厚度Tp优选为20μm~300μm,更优选为70μm~200μm。
1-1.基板
如图1所示,本实施方式的基板4具有布状基材6和树脂部8。图1中未图示,但本实施方式的基板4还具有第一无机填料,为树脂部8保持于表面存在有第一无机填料的布状基材6的结构。
本实施方式的布状基材6具有大体平行于X轴方向配置的第一纱线6a和大体平行于Y轴方向配置的第二纱线6b。在此,之所以为“大体平行”是因为由于第一纱线6a和第二纱线6b相互边交叉边织成,因而第一纱线6a与X轴不完全平行而稍微倾斜,第二纱线6b与Y轴不完全平行而稍微倾斜。
图2是图1所示的层叠基板2的II部的放大截面图。II部包括布状基材6的第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部。第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部是第一纱线6a和第二纱线6b之间的区域。
如图2所示,布状基材6的第一纱线6a及第二纱线6b分别由多个纤维形成。本实施方式中,第一无机填料存在于布状基材6的表面。
树脂部8的热导率一般低于布状基材6的热导率。另外,第一无机填料的热导率高于树脂部8及布状基材6的热导率。根据该关系,存在由于树脂部8的热导率低而降低了基板4的散热性这种问题。与此相对,本实施方式的基板4在布状基材6的表面存在热导率较高的第一无机填料。因此,与布状基材6和树脂部8直接接触的情况相比,由于热量经由第一无机填料从布状基材6释放变得容易,所以能够提高基板4的散热性。另外,如后述,由于在树脂部8不仅含有第一无机填料且含有第二无机填料16a、16b,所以树脂部8的热导率增高,因此能够更协同地提高散热性。
在此,所谓布状基材6的表面即与布状基材6接近的部位。此外,在与布状基材6接近的部位中不仅含有与布状基材6直接相接的部位且含有稍微远离布状基材6的部位。例如,所谓布状基材6的表面即为距构成布状基材6的第一纱线6a或第二纱线6b的短边方向的端部1μm以内的范围,优选距构成布状基材6的第一纱线6a或第二纱线6b的短边方向的端部0.8μm以内的范围。
此外,构成布状基材6的第一纱线6a或第二纱线6b的短边方向即为与第一纱线6a或第二纱线6b的直径对应的方向。
在本实施方式中,优选在布状基材6的表面存在第一无机填料的集合体14。由此,能够进一步提高基板4的散热性。在本实施方式中,第一无机填料的集合体14存在于与布状基材6中所含的第一纱线6a或第二纱线6b的至少任一方接近的位置。由此,能够进一步提高基板4的散热性。
在本说明书中,所谓“第一无机填料的集合体14”即为在5μm四方的区域内存在20个以上的第一无机填料的状态,优选为存在30个以上的第一无机填料的状态。
此外,图2中将第一无机填料的块记载为“第一无机填料的集合体14”,但实际上为“微小的第一无机填料的颗粒”集合在布状基材6的表面的状态。
另外,在本说明书中,所谓“第一无机填料的集合体14”即不仅是图2所示的“微小的第一无机填料的颗粒”成块而存在的状态,而且对微小的第一无机填料的颗粒沿着第一纱线6a或第二纱线6b连续存在的状态,均视为“第一无机填料的集合体14”。
图3是图2所示的层叠基板2的III部的放大截面图,是与Z-X平面平行地切断层叠基板2时所得的Z-X截面。
优选在Z-X截面上,第一无机填料的集合体14存在于沿着第一纱线6a的10μm以上的范围内。由此,能够进一步提高基板4的散热性。更优选在Z-X截面上,第一无机填料的集合体14存在于沿着第一纱线6a的30μm以上的范围内。
优选在Z-X截面上,第一无机填料的集合体14存在于自第一纱线6a的短边方向端部开始在垂直于第一纱线6a的长边方向的方向上的5μm以上的范围内。由此,能够进一步提高基板4的散热性。更优选在Z-X截面上,第一无机填料的集合体14存在于自第一纱线6a的短边方向端部开始在垂直于第一纱线6a的长边方向的方向上的10μm以上的范围内。
优选第一无机填料的集合体14存在于接近布状基材6的表面的位置,优选在Z-X截面上,第一无机填料的集合体14存在于自第一纱线6a的短边方向端部开始在垂直于第一纱线6a的长边方向的方向上的1μm以下的范围。由此,能够进一步提高基板4的散热性。进一步优选在Z-X截面上,第一无机填料的集合体14存在于自第一纱线的短边方向端部开始在垂直于第一纱线6a的长边方向的方向上的0.8μm以下的范围。
在本实施方式中,第一无机填料的集合体14的至少一部分存在于第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部。
在布状基材6之中,第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部也是散热性较低的部分。根据本实施方式,由于第一无机填料的集合体14存在于第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部,所以能够进一步提高基板4的散热性。
此外,由于第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部非常窄,所以即使是1μm左右的无机填料,也难以存在于第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部。
与此相对,在本实施方式中,通过采取以规定的电荷分别使后述的布状基材6和第一无机填料带电而静电吸附的方法或物理或者化学地使第一无机填料附着在布状基材6的方法,可使第一无机填料存在于第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部。
如图1所示,在将基板4中所含的布状基材6的厚度设为Tc时,优选Tc/Tp为0.2~0.8,更优选为0.3~0.7。由此,进一步提高基板4的散热性,并使基板4容易弯曲。另外,能够适当确保基板4的绝缘性。
1-1-1.布状基材
本实施方式的布状基材6的厚度的上限没有特别限制。本实施方式的布状基材6的厚度(Tc)为20μm以上且100μm以下,特别优选为75μm以下。由此,进一步提高散热性,同时基板4容易弯曲。另外,能够适当确保基板4的强度。另外,容易在布状基材6中浸渍后述的树脂膏体。本实施方式的布状基材6的厚度更优选为60μm以下。本实施方式的布状基材6的厚度的下限没有特别限制,例如为10μm以上。由此,能够适当确保基板4的强度。
构成本实施方式的布状基材6的第一纱线6a和第二纱线6b其截面直径及截面形状即可以相同,也可以不同。
第一纱线6a及第二纱线6b的布状基材6的厚度方向的截面直径没有特别限制。第一纱线6a及第二纱线6b的布状基材6的厚度方向的截面直径优选为2μm~10μm,更优选为3μm~5μm。第一纱线6a及第二纱线6b的布状基材6的平面方向的截面直径没有特别限制。第一纱线6a及第二纱线6b的布状基材6的平面方向的截面直径优选为2μm~10μm,更优选为3μm~5μm。
布状基材6的由下述式求出的网孔率没有特别限制。此外,本实施方式中的网孔率即为布状基材6的网格的网孔率。在本实施方式中优选网孔率为30%以上。由此,可以进一步提高基板4的散热性,并能够确保基板4的适当的绝缘性。
网孔率[%]=100×(网孔的合计面积)/(包括网孔的布状基材的面积)
本实施方式的布状基材6以形成空隙的方式进行开通处理。由此,容易使后述的树脂膏体浸渍于布状基材6。另外,能够进一步提高基板4的散热性。另外,由于增加布状基材6的表面积,所以能够增加第一无机填料的附着量。
本实施方式的布状基材6的由下述式求出的空隙率无限制。本实施方式的空隙率优选为30%~70%。由此,能够进一步提高基板4的散热性,并确保适当的绝缘性及强度。
此外,在此,所谓空隙率即表示为空隙率[%]=100×(空隙的合计面积)/(包括空隙及网孔部分的布状基材6的面积)。
在此,在作为上述式的分子的“空隙的合计面积”中不含网孔的面积。
此外,布状基材6的空隙的形状没有特别限制。例如,也可以是多边形,也可以是圆形。
本实施方式的布状基材6的材质没有特别限制,既可以是无机类的材质,也可以是有机类的材质,也可以混合无机类的材质和有机类的材质。作为无机类的材质,例如可列举玻璃、氧化铝、氧化硅、氧化硼、碳化硅、氮化硅、氧化锆等。另外,作为有机类的材质,例如可列举碳、纤维、芳族聚酰胺、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚醚砜等。这些材质也可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
作为本实施方式的布状基材6的材质可使用玻璃,通过将布状基材6的材质作成玻璃,能够容易弯曲,且弯曲强度高的基板4。另外,玻璃难以热膨胀及热收缩,且难以因干燥及膨润而产生体积变化,所以在基板4的制造工序及使用时容易处理。
另外,作为布状基材6的材质采用玻璃时,由于玻璃的热导率低,所以具有基板4的散热性降低的倾向,但根据本实施方式,作为在布状基材6上吸附热导率较高的第一无机填料的复合布状基材26,能够用于基板4,所以即使采用玻璃作为布状基材6的材质,也能够适当确保基板4的散热性。
1-1-2.第一无机填料
本实施方式的第一无机填料的粒径优选小于构成布状基材6的纱线(第一纱线6a及第二纱线6b)的截面直径。由此,除了可接近于布状基材6的第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部而配置第一无机填料以外,能够提高第一无机填料的密度。作为这些效果的结构,能够进一步提高基板4的散热性。
本实施方式的第一无机填料的粒径更优选为1μm以下,进一步优选为0.05μm~0.9μm。
本实施方式的第一无机填料的含量没有特别限制。在本实施方式中,优选在基板4以0.2体积%~5体积%的比率含有第一无机填料。由此,能够提高基板4的散热性,并相对于基板4确保适当的强度及绝缘性。在本实施方式中,更优选在基板4以0.5体积%~3体积%的比率含有第一无机填料。
本实施方式的第一无机填料的材质是选自氮化硼、氧化铝、氮化铝及氧化镁及氮化铝的至少一种。由此,能够提高基板4的散热性并相对于基板4确保适当的绝缘性。在本实施方式中,第一无机填料的材质更优选为选自氮化硼、氧化铝及氧化镁的至少一种,进一步优选为氮化硼。第一无机填料的材质也可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
1-1-3.树脂部
如图1所示,本实施方式的基板4具有树脂部8。
1-1-3-1.第二无机填料
本实施方式的第二无机填料16a、16b的粒径大于第一无机填料的粒径。如上所述,由于第一无机填料的粒径小,所以通过获得后述的复合布状基材26,可接近于布状基材6的第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部配置。
与此相对,由于本实施方式的第二无机填料16a、16b的粒径大,所以与第一无机填料相比,配置于远离布状基材6的第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部的位置。其结果,第一无机填料的集合体14可配置为连接第二无机填料16a、16b和布状基材6。因此,布状基材6的热量经由第一无机填料的集合体14朝向第二无机填料16a、16b释放,能够进一步提高基板4的散热性。
第二无机填料16a、16b的材质没有特别限制。第二无机填料16a、16b的材质是选自氮化硼、氧化铝、氧化镁及氮化铝的至少一种。由此,能够提高基板4的散热性,并且能够适当确保基板4的绝缘性。第二无机填料16a、16b的材质优选选自氮化硼、氧化铝及氧化镁的至少一种,进一步优选是氮化硼。第二无机填料16a、16b的材质也可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。此外,第一无机填料的材质和第二无机填料16a、16b的材质即可以相同,也可以不同。
第二无机填料16a、16b的形状没有特别限制。第二无机填料为氮化硼的情况下,如图2及图3中作为第二无机填料16a所示,也可以是鳞片状的形状。
第二无机填料16a是鳞片状的形状的情况下,在散热性即热传导性上具有各向异性。具体而言,在鳞片状的形状中,长边方向与短边方向相比,热传导性高。
因此,如图2及图3所示,优选作为氮化硼的第二无机填料16a的长边方向端部朝向第一无机填料的集合体14。由此,能够更好地进行经由第一无机填料的从布状基材6至第二无机填料16a的散热。
第二无机填料是氧化镁的情况下,如图2中作为第二无机填料16b所示,也可以是颗粒状的形状。
第二无机填料16a、16b的粒径只要是大于第一无机填料的粒径,则没有特别限制。使用鳞片状的第二无机填料16a的情况下,优选长边方向的长度为3μm~20μm,特别优选为5μm~15μm。使用颗粒状的第二无机填料16b的情况下,优选粒径为3μm~20μm,更优选为5μm~15μm。
本实施方式中,树脂部8中所含的第二无机填料16a、16b的含量没有特别限制。在本实施方式中,树脂部8的第二无机填料16a、16b的含量优选为40体积%~80体积%。由此,能够提高基板4的散热性,同时在作为导电层10采用了金属箔的情况下,金属箔相对于基板4易附着。
1-1-3-2.树脂
作为构成本实施方式的树脂部8的树脂18,可以采用公知的热固化性树脂。具体而言,可例示环氧树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂、三嗪树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、硅酮树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、呋喃树脂、醇酸树脂(alkyd resin)、聚酯树脂及邻苯二甲酸二烯丙酯树脂等。这些树脂也可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
本实施方式的树脂18优选是选自环氧树脂、酚醛树脂及三嗪树脂的至少一种。由此,能够得到耐热性高的基板4。本实施方式的树脂18更优选为环氧树脂。由此,树脂部8相对于布状基材6的粘合性增高。
1-2.导电层
图1所示的本实施方式的导电层10的厚度Te没有特别限制。导电层10的厚度Te优选为1μm~200μm,更优选为30μm~150μm。
本实施方式的导电层10的形成方法没有特别限制。即可以将金属箔用作导电层10,也可以通过涂布或喷涂金属膏体或导电性树脂膏体并使其干燥,来形成导电层10,也可以通过溅射镀膜形成导电层10。本实施方式中,优选将金属箔用作导电层10。
用于本实施方式的金属箔没有特别限制。作为用于本实施方式的金属箔,例如列举铜箔、金箔及铝箔等。本实施方式中,作为金属箔优选使用铜箔。由此,热导率高,并且能够形成导电性优异的导电层10。
另外,本实施方式的导电层10既可以是规定的元素或合金和金属箔的双层结构,也可以是利用金属箔夹着规定的元素或合金等的三层结构。作为规定的元素,可列举镍、锡、铅及铁等。作为合金,可列举组合了镍、锡、铅及铁的合金或镍、锡、铅及铁和磷的合金等。
2.层叠基板的制造方法
本实施方式中,如图4C所示,使用表面存在第一无机填料24的复合布状基材26来制造层叠基板2。表面存在有第一无机填料24的复合布状基材26的制造方法使用公知的方法。
例如,可使用通过使图4A所示的布状基材6的表面带电而使图4B所示的第一无机填料24附着于该表面的方法。在使布状基材6带电为正的情况下,第一无机填料24带电为负。或者通过形成其相反的带电状态可以附着。
或者,也可使用使第一无机填料24物理地附着于布状基材6的物理的方法。作为物理的方法,例如可列举使用喷枪(air brush)对布状基材6喷出第一无机填料24的方法。该情况下,附着于布状基材6的第一无机填料24的量可以通过调整喷出时间实现。
或者,还可使用使第一无机填料24化学地附着于布状基材6的化学的方法。作为化学的方法,例如可列举以下的方法。在布状基材6涂布第一无机填料24和结合性高的溶媒等,将该布状基材6浸渍于含有第一无机填料24的液体中。之后,通过加热处理等,结合布状基材6和第一无机填料24。附着于布状基材6的第一无机填料24的量可通过调整含有第一无机填料24的液体中的第一无机填料24的浓度来实现。
使含有构成树脂部8的树脂18、第二无机填料16及溶剂等的树脂膏体浸渍在通过上述的方法而得的复合布状基材26上并干燥,制作基板生片(=半固化片)。
树脂膏体除上述以外,也可以含有固化剂、固化促进剂、分散剂及弹性体等。
作为固化剂没有特别限制。作为热固化性树脂采用环氧树脂的情况下,作为固化剂可以使用重附加型固化剂及催化剂型固化剂等。作为重附加型固化剂,可列举酸酐类固化剂、胺类固化剂、酚醛类固化剂及硫醇类固化剂等。作为催化剂型固化剂,列举咪唑等。固化剂也可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
作为固化促进剂没有特别限制。作为固化剂采用酚醛类固化剂的情况下,可列举咪唑类化合物、有机磷类化合物、叔胺及季铵盐类等。固化促进剂即可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
作为溶剂没有特别限制。作为溶剂,例如列举甲基乙基酮、环己酮等。
使树脂膏体浸渍于复合布状基材26上的方法没有特别限制。例如,即可以使复合布状基材26潜入树脂膏体中,也可以在支承体上涂布树脂膏体,在其上放置复合布状基材26,通过将复合布状基材26按入树脂膏体从而使树脂膏体浸渍于复合布状基材26上。
树脂膏体中的树脂18的固体成分没有特别限制。树脂膏体中的树脂18的固体成分优选为30体积%~70体积%。
在使树脂膏体浸渍于复合布状基材26上后,使其干燥,并除去树脂膏体中所含的溶剂。
用于除去溶剂的干燥温度及干燥时间可以根据溶剂的种类适当选择,没有特别限制。例如作为溶剂使用甲基乙基酮或环己酮等的情况下,干燥温度为60℃~150℃,干燥时间为1分钟~2小时左右。
此外,在该时刻不需要完全除去溶剂,也可以残留一部分。
使这样得到的基板生片固化,得到基板4。在作为树脂18使用热固化性树脂的情况下,根据各树脂18的固化温度确定加热温度,加热基板生片。
接着,如图5A所示,在基板4的单面或两面形成导电层10。在将导电层10做成金属箔的情况下,可以通过加热冲压在基板4的单面或两面设置金属箔。
接着,如图5B所示,通过蚀刻将金属箔即导电层10形成图案,从而形成电路。
通过如图5C所示再层叠多个这样得到的基板4和导电层10的复合体并加热冲压,从而能够得到图1所示的层叠基板2。
3.本实施方式的总结
在上述说明的本实施方式是包含布状基材6的基板4,是在布状基材6的表面存在有第一无机填料的基板4。
树脂部8的热导率一般低于布状基材6的热导率。另外,第一无机填料的热导率高于树脂部8及布状基材6的热导率。根据该关系,因树脂部8的热导率低而存在基板4的散热性降低这种问题。与此对应,本实施方式的基板4在布状基材6的表面存在热导率较高的第一无机填料。因此,与布状基材6和树脂部8直接接触的情况相比,因热量容易经由第一无机填料从布状基材6释放,所以能够提高基板4的散热性。
本实施方式的基板4的布状基材6的材质是玻璃。
通过使布状基材6的材质制成玻璃,能够得到易弯曲且弯曲强度高的基板4。另外,玻璃不易热膨胀及热收缩,且难以因干燥及膨润而体积发生变化,所以在基板4的制造工序及使用时易于处理。
另外,作为布状基材6的材质采用玻璃时,由于玻璃的热导率低,所以具有基板4的散热性降低的倾向。但是,根据本实施方式,作为在布状基材6吸附了热导率较高的第一无机填料的复合布状基材26可以用于基板4。因此,作为布状基材6的材质,即使要采用玻璃,也能够适当确保基板4的散热性。
本实施方式的基板4的第一无机填料的材质是选自氮化硼、氧化铝、氮化铝及氧化镁中的至少一种。
由此,能够提高基板4的散热性,并确保对于基板4适当的绝缘性。
本实施方式的基板4的第一无机填料的粒径小于构成布状基材6的纱线的截面直径。
由此,除可与布状基材6的第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部接近地配置第一无机填料以外,能够提高第一无机填料的密度。作为这些效果的结果,能够进一步提高基板4的散热性。
本实施方式的基板4的第一无机填料的粒径为1μm以下。
由此,能够进一步提高基板4的散热性。
本实施方式的基板4具有大于第一无机填料的粒径的第二无机填料16a、16b。
如上所述,由于第一无机填料的粒径小,所以可与布状基材6的第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部接近地配置。与此相对,由于本实施方式的第二无机填料16a、16b的粒径大,所以与第一无机填料相比,配置于远离布状基材6的第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部12的位置。其结果,第一无机填料可配置为连接第二无机填料16a、16b和布状基材6。因此,布状基材6的热量经由第一无机填料朝向第二无机填料16a、16b释放,能够进一步提高基板4的散热性。
本实施方式的基板4的第二无机填料16a为鳞片状,第二无机填料16a的长边方向的长度为5μm~15μm。
第二无机填料16a是鳞片状的形状的情况下,散热性即热传导性上具有各向异性。具体而言,在鳞片状的形状中,与短边方向相比,长边方向的热传导性更高。
因此,如图2及图3所示,优选第二无机填料16a的长边方向端部朝向第一无机填料的集合体14。由此,能够更好地进行经由第一无机填料的从布状基材6向第二无机填料16a的散热。
本实施方式的基板4在布状基材6的表面存在第一无机填料集合的第一无机填料的集合体14。
由此,能够进一步提高基板4的散热性。
本实施方式的基板4的第一无机填料的集合体14存在于与布状基材6中所含的纱线接近的位置。
由此,能够进一步提高基板4的散热性。
本实施方式的基板4具有大于第一无机填料的粒径的第二无机填料16a、16b,第一无机填料的集合体14以连接布状基材16和第二无机填料16a、16b的方式存在。
因此,布状基材6的热量经由第一无机填料的集合体14朝向第二无机填料16a、16b释放,能够进一步提高基板4的散热性。
本实施方式的基板4的布状基材6以第一纱线6a和第二纱线6b交叉的方式织成,第一无机填料的集合体14的至少一部分含于第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部。
布状基材6之中,第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部也是散热性较低的部分。根据本实施方式,通过在第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部存在第一无机填料的集合体14,从而能够进一步提高基板4的散热性。
本实施方式的基板4中,第一无机填料的集合体14存在于沿着第一纱线6a的10μm以上的范围内。
由此,能够进一步提高基板4的散热性。
本实施方式的基板4中,第一无机填料的集合体14存在于自第一纱线6a的短边方向端部开始在垂直于第一纱线6a的长边方向的方向上的5μm以上的范围内。
由此,能够进一步提高基板4的散热性。
本实施方式的基板4中,第一无机填料的集合体14存在于自第一纱线6a的短边方向端部开始,在垂直于第一纱线6a的长边方向方向的1μm以下的范围内。
由此,能够进一步提高基板4的散热性。
本实施方式的层叠基板2层叠有两个以上基板4。
由此,能够得到上述的基板4的效果,且能够得到强度高的层叠基板。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明不上述的实施方式的任何限定,也可以在本发明的范围内以各种方式改变。
例如,层叠基板2的基板4的层数没有特别限制。在本实施方式中,基板4的层叠个数优选为2层~10层。
另外,也可以交替层叠1层基板4和1层导电层10。具体而言,也可以交替层叠1层以上的基板4的层叠体和1层以上的导电层10的层叠体。
在上述的实施方式中,布状基材6是织布,但也可以是无纺布。另外,在上述的实施方式中,布状基材是织布的情况下,织法没有特别限制。布状基材6的织法也可以是平纹织,也可以是斜纹织,也可以是缎纹织。
在上述的实施方式中,如图1所示,布状基材6是织制了第一纱线和第二纱线的单层结构,但图4A所示的布状基材也可以使用层叠了2层以上的多层体作为布状基材6。
【实施例】
以下,使用实施例,更详细地说明发明,但本发明不限定于这些实施例。
(实施例1)
作为布状基材6,准备了玻璃纤维织布(株式会社有泽制作所制,IPC标准1080)。
作为第一无机填料24准备了氮化硼。氮化硼的平均粒径为1μm。
使用喷枪对上述的布状基材6喷出第一无机填料24。由此,制作复合布状基材26。
接着,混合热固化性树脂60质量份、固化剂40质量份、固化促进剂1质量份及溶剂50质量份来制作混合液。热固化性树脂、固化剂、固化促进剂及溶剂的详细如下述。
热固化性树脂=环氧树脂(四甲基联苯酚型环氧树脂50%及4,4’-联苯酚型环氧树脂50%的混合物,三菱化学株式会社制YH-6121H)
固化剂=1,3,5-三(4-羟基苯基)苯(THPB)
固化促进剂=2-乙基-4-甲基咪唑(四国化成公司制2E4MZ)
溶剂=甲基乙基酮
在所得的混合液混合作为第二无机填料16a的氮化硼及作为第二无机填料16b的氧化镁准备树脂膏体。作为第二无机填料16a的氮化硼以在完成后的层叠基板2的树脂部8中成为10体积%的方式添加在树脂膏体中。作为第二无机填料16b的氧化镁以在完成后的层叠基板2的树脂部8中成为50体积%的方式添加于树脂膏体中。
作为第二无机填料的氮化硼是鳞片状,长边方向的平均长度为10μm。另外,作为第二无机填料的氧化镁为具有各向同性的颗粒状,平均粒径为10μm。
使树脂膏体浸渍在复合布状基材26上后,使其干燥,除去树脂膏体中所含的溶剂。干燥温度为100℃,干燥时间为0.5小时。
将这样得到的基板生片加热至200℃并使其固化,从而得到基板4。
接着,如图5A所示,通过加热冲压在基板4的厚度方向的端面配置铜箔作为导电层10。
接着,如图5B所示,通过蚀刻将铜箔即导电层10形成图案,从而形成电路。
如图5C所示将这样得到的基板4和导电层10的复合体层叠,通过进行第一次加热冲压后,进行第二次加热冲压,从而得到图1所示的层叠基板2。在层叠基板2的层叠方向的两端面配置了铜箔。加热冲压的条件及层叠基板2的具体的规格如下述。
[加热冲压的条件]
第一次加热冲压
温度:170℃
压力:1MPa
时间:20分钟
第二次加热冲压
温度=200℃
压力=4MPa
时间=1小时
[层叠基板2的规格]
基板4的个数=6个
基板4的厚度(Tp)=150μm
布状基材6的厚度(Tc)=50μm
导电层10的厚度(Te)=50μm
所得的层叠基板2切断成得到与第一纱线6a的长边方向(X轴方向)及层叠基板2的层叠方向(Z轴方向)平行的截面(Z-X截面)。对于Z-X截面,首先,通过SEM以80倍对全体进行了拍摄。接着,将包含第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部的方式以2500倍通过SEM拍摄。
通过所得的SEM照片,能够确认第一无机填料的集合体14存在于沿着第一纱线6a的10μm以上,且自第一纱线6a的短边方向端部开始在垂直于长边方向的方向上的5μm以上的范围内。另外,能够确认第一无机填料的集合体14存在于自第一纱线6a的短边方向端部开始,在垂直于第一纱线6a的长边方向的方向上的1μm以内的范围。另外,能够确认第一无机填料的集合体14的一部分包含于交叉部。
[基板的热导率]
切断所得的层叠基板2,制作圆形状的测定用试样(直径=10mm,厚度=0.87~0.9mm)。
接着,通过热导率测定装置(ADVANCE RIKO,Inc.制的TC系列)对测定用试样的热扩散系数α(m2/s)进行了测定。
另外,将蓝宝石作为标准试样,通过差示扫描量热分析(DSC)对测定用试样的比热Cp进行了测定。
另外,通过阿基米德法对测定用试样的密度r进行了测定。
将所得的各数值代入下述式,算出热导率λ(W/(m·K))。将结果示于表1。
λ=α×Cp×r
λ=热导率(W/(m·K))
α=热扩散系数(m2/s)
Cp=比热(J/kg·K)
r=密度(kg/m3)
(实施例2)
制作复合布状基材6时,除变更喷枪的喷雾时间以外与实施例1同样地,制作了层叠基板2。
对于所得的层叠基板2,与实施例1同样拍摄了包含第一纱线6a和第二纱线6b的交叉部的SEM照片,通过所得的SEM照片,能够确认第一无机填料的集合体14存在于沿着第一纱线6a为10μm以上,且自第一纱线6a的短边方向端部开始在垂直于第一纱线6a的长边方向的方向上为5μm以上的范围内。另外,能够确认第一无机填料的集合体14存在于自第一纱线6a的短边方向端部开始在垂直于第一纱线6a的长边方向的方向上的1μm以内的范围内。另外,能够确认第一无机填料的集合体14的一部分包含于交叉部12。
对于所得的层叠基板2,与实施例1同样测定了热导率。将结果示于表1。
(比较例1)
除使用未吸附第一无机填料的布状基材6以外与实施例1同样地制作了层叠基板2。对于所得的层叠基板2,与实施例1同样地测定了热导率。结果示于表1。
(比较例2)
除使用未吸附第一无机填料的布状基材6,并且未添加第二无机填料以外其它与实施例1同样制作层叠基板2。对于所得的层叠基板2,与实施例1同样地测定了热导率。将结果示于表1。
【表1】
从表1能够确认使用复合布状基材26制作的层叠基板2(实施例1及实施例2)与使用未吸附第一无机填料的布状基材6制作的层叠基板2(比较例1及比较例2)相比,热导率更高。
认为在实施例1及实施例2中,由于在复合布状基材26的表面存在热导率高的第一无机填料即氮化硼,从而布状基材6的热量易散热。其结果,认为提高了层叠基板2的散热性。
Claims (15)
1.一种基板,其中,
所述基板包含布状基材,
在所述布状基材的表面存在第一无机填料。
2.根据权利要求1所述的基板,其中,
所述布状基材的材质是玻璃。
3.根据权利要求1所述的基板,其中,
所述第一无机填料的材质是选自氮化硼、氧化铝、氮化铝及氧化镁中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的基板,其中,
所述第一无机填料的粒径小于构成所述布状基材的纱线的截面直径。
5.根据权利要求1所述的基板,其中,
所述第一无机填料的粒径为1μm以下。
6.根据权利要求1所述的基板,其中,
具有大于所述第一无机填料的粒径的第二无机填料。
7.根据权利要求6所述的基板,其中,
所述第二无机填料为鳞片状,
所述第二无机填料的长边方向的长度为5μm~15μm。
8.根据权利要求1所述的基板,其中,
所述第一无机填料集合而成的第一无机填料的集合体存在于所述布状基材的表面。
9.根据权利要求8所述的基板,其中,
所述第一无机填料的集合体存在于与包含于所述布状基材的纱线接近的位置。
10.根据权利要求8所述的基板,其中,
具有大于所述第一无机填料的粒径的第二无机填料,
所述第一无机填料的集合体以连接所述布状基材和所述第二无机填料的方式存在。
11.根据权利要求8所述的基板,其中,
所述布状基材以第一纱线和第二纱线交叉的方式织成,
所述第一无机填料的集合体的至少一部分包含于所述第一纱线和所述第二纱线的交叉部。
12.根据权利要求8所述的基板,其中,
所述第一无机填料的集合体存在于沿着所述第一纱线的10μm以上的范围内。
13.根据权利要求8所述的基板,其中,
所述第一无机填料的集合体存在于自所述第一纱线的短边方向端部开始在垂直于所述第一纱线的长边方向的方向上的5μm以上的范围内。
14.根据权利要求8~13中任一项所述的基板,其中,
第一无机填料存在于自所述第一纱线的短边方向的端部开始在垂直于所述第一纱线的长边方向的方向上的1μm以下的范围内。
15.一种层叠基板,其中,
层叠有两个以上的权利要求1~14中任一项所述的基板。
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