DE112017004465T5

DE112017004465T5 - Flexible gedruckte Leiterplatte und Verfahren zum Herstellen einer flexiblen gedruckten Leiterplatte

Info

Publication number: DE112017004465T5
Application number: DE112017004465.0T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Ebihara; Takahisa Kato; Nobuto SASAKI; Kazuyuki AZUMA; Tomohiro SHIMOKAWAJI; Takeo Wakabayashi
Original assignee: Nippon Mektron KK
Current assignee: Nippon Mektron KK
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2019-05-16
Also published as: JP2018041803A; TWI642332B; CN109479371B; CN109479371A; US10485093B2; US20190090345A1; WO2018047434A1; TW201813461A

Abstract

Bereitgestellt sind eine flexible gedruckte Leiterplatte, bei der eine Wärmeabfuhrleistung ohne die Verwendung eines Aluminium-Wärmeabfuhrmaterials verbessert werden kann, die ein leichtes Gewicht aufweist, die eine gute Verarbeitbarkeit aufweist und deren Kosten reduziert werden können, und ein Verfahren zum Herstellen solch einer flexiblen gedruckten Leiterplatte. Die flexible gedruckte Leiterplatte ist eine flexible gedruckte Leiterplatte 10, auf die eine leistungsaufnehmende Last montiert ist, wobei die flexible gedruckte Leiterplatte folgende Merkmale umfasst: eine Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht 30, die aus einer Kupferfolie besteht und einen Schaltungsabschnitt aufweist, auf den die Last montiert ist; eine thermisch-leitfähige Harzschicht 20, bei der die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht 30 auf eine Frontoberflächenseite derselben laminiert ist und die eine thermische Leitfähigkeit von 0,49 W/mK oder mehr aufweist; und eine Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht, die aus einer Kupferfolie besteht, an eine Rückoberflächenseite der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 laminiert ist und eine Dicke von 100 bis 400 % in Bezug auf die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht 30 aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine flexible gedruckte Leiterplatte und auf ein Verfahren zum Herstellen der flexiblen gedruckten Leiterplatte.
Hintergrund der Erfindung
In jüngster Zeit werden LEDs häufig für die Fahrzeugbeleuchtung eingesetzt. Die flexible gedruckte Leiterplatte wird häufig als gedruckte Leiterplatte für eine Beleuchtung verwendet, welche die LED nutzt. Die LED ist auf die flexible gedruckte Leiterplatte montiert. Daher kann die LED nicht ausgetauscht werden. Daher ist eine Verbesserung der Wärmeabfuhrleistung der flexiblen gedruckten Leiterplatte erforderlich, um die Lebensdauer der LED zu verlängern.
Ein Beispiel für die Erfüllung dieser Anforderung ist eine Struktur (als Aluminiumgebondetes Substrat bezeichnet), bei der ein teures aus Aluminium bestehendes Aluminium-Wärmeabfuhrmaterial an eine flexible gedruckte Leiterplatte gebondet ist. Ferner gibt es auch das Aluminium-gebondete Substrat, bei dem das oben beschrieben Aluminium-Wärmeabfuhrmaterial in eine dreidimensionale Form verarbeitet wird, um die Wärmeabfuhrleistung weiter zu verbessern. Bei dem solch eine Struktur aufweisenden Aluminiumgebondeten Substrat wird die Wärmeabfuhrleistung durch Bonden des Aluminium-Wärmeabfuhrmaterials verbessert. Es besteht jedoch das Problem, dass der Preis des Aluminium-Wärmeabfuhrmaterials höher ist als die für das Material oder die Verarbeitung der flexiblen gedruckten Leiterplatte erforderlichen Kosten. Ferner ist es erforderlich, dass Bauelemente bei der Automobilbeleuchtung leichtgewichtig sind. Eine solche Struktur, bei der eine große Menge eines solchen Wärmeabfuhrmaterials gebondet ist, steht jedoch im Widerspruch zu einer solchen Forderung nach Gewichtsreduzierung.
Als Gegenmaßnahme für ein solches Problem ist in Patentdokument 1 eine Struktur offenbart. Bei der in Patentdokument 1 offenbarten Struktur kann die Gewichtsreduzierung erreicht werden, da das Aluminium-Wärmeabfuhrmaterial nicht verwendet wird.
Liste der genannten Dokumente
Patentdokument
Patentdokument 1: JP-A-2011-249574
Kurzdarstellung der Erfindung
Technische Problemstellung
Die in Patentdokument 1 offenbarte Struktur ist hinsichtlich der Wärmeabfuhrleistung schlechter als das Aluminium-gebondete Substrat, bei dem das Aluminium-Wärmeabfuhrmaterial in die dreidimensionale Form verarbeitet ist. Zusätzlich dazu ist bei der in Patentdokument 1 offenbarten Struktur eine Kupferfolie hart. Daher ist es notwendig, einen Biegevorgang oder dergleichen durchzuführen, wenn dieselbe in ein Lampengehäuse oder dergleichen eines Fahrzeuges an einem Kundenstandort eingebracht wird. Infolgedessen besteht außerdem ein Problem der schlechten Verarbeitbarkeit. Unterdessen wird ein Kupfersubstrat, ein Aluminiumsubstrat oder dergleichen als Substrat verwendet, um die Wärmeabfuhrleistung zu verbessern. Es besteht ein Problem, dass es schwierig ist, diese Substrate zu biegen. Zusätzlich dazu besteht ein Problem, dass das Aluminiumsubstrat oder das Kupfersubstrat, welches eine Wärmesenke ist, dick, schwer und teuer ist.
Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage der oben genannten Umstände getätigt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine flexible gedruckte Leiterplatte, die im Hinblick auf Wärmeabfuhr verbessert ist, ohne ein Aluminium-Wärmeabfuhrmaterial zu verwenden, die ein leichtes Gewicht aufweist, die eine gute Verarbeitbarkeit aufweist und die ferner Kosten reduzieren kann, und ein Verfahren zum Herstellen solch einer flexiblen gedruckten Leiterplatte bereitzustellen.
Lösung der Problemstellung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zur Lösung der oben beschriebenen Problemstellung eine flexible gedruckte Leiterplatte bereitgestellt, auf die eine leistungsaufnehmende Last montiert ist. Die flexible gedruckte Leiterplatte umfasst folgende Merkmale: eine Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht, die aus einer Kupferfolie besteht und einen Schaltungsabschnitt aufweist, auf den die Last montiert ist; eine thermisch-leitfähige Harzschicht, bei der die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht auf eine Frontoberflächenseite derselben laminiert ist und die eine thermische Leitfähigkeit von 0,49 W/mK oder mehr aufweist; und eine Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht, die aus einer Kupferfolie besteht, an eine Rückoberflächenseite der thermisch-leitfähigen Harzschicht laminiert ist und eine Dicke von 100 bis 400 % in Bezug auf die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht aufweist.
Ferner ist es bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass bei der oben beschriebenen Erfindung die thermisch-leitfähige Harzschicht ein Epoxidharz, ein Aushärtungsmittel, einen Aushärtungsbeschleuniger, eine Flexibilitätskomponente und ein thermisch-leitfähiges Füllmittel aufweist, und eine Mischungsmenge des thermisch-leitfähigen Füllmittels in der thermisch-leitfähigen Harzschicht 30 Vol.-% oder mehr beträgt.
Ferner ist es bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass bei der oben beschriebenen Erfindung das thermisch-leitfähige Füllmittel eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus Zinkoxid, Titanoxid, Bornitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid, hexagonalem Bornitrid und Magnesiumcarbonat enthält.
Ferner ist es bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass bei der oben beschriebenen Erfindung die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht ferner auf einer Rückoberflächenseite derselben mit einer Deckmassenschicht versehen ist, und die Deckmassenschicht in einem Abschnitt, in dem die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht geätzt ist, eine Filmdicke von 15 µm oder weniger und ein thermisches Emissionsvermögen von 0,68 oder mehr aufweist.
Ferner ist es bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass bei der oben beschriebenen Erfindung die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht ferner mit einer geätzten Ausnehmung versehen ist.
Ferner ist es bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass bei der oben beschriebenen Erfindung in einem Abschnitt, aus dem die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht auf einer Frontoberflächenseite der Ausnehmung entfernt ist, ein Dehnungsgrad eines Abschnitts, bei dem die Deckmassenschicht an die thermisch-leitfähige Harzschicht laminiert ist, 19,5% oder mehr beträgt.
Ferner ist es bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass bei der oben beschriebenen Erfindung die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht ferner mit einem Verdrahtungsabschnitt versehen ist, der mit dem Schaltungsabschnitt verbunden ist, und ein der Ausnehmung entsprechender Schlitzabschnitt, der zum Biegen oder Krümmen teilweise geätzt ist, auf einer Rückoberflächenseite des Verdrahtungsabschnitts bereitgestellt ist.
Ferner ist es bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass bei der oben beschriebenen Erfindung ferner eine Montierfläche, die den Schaltungsabschnitt umfasst, auf den die Last montiert ist; und einen Kabelabschnitt, der den Verdrahtungsabschnitt umfasst und sich zwischen den benachbarten Montierflächen befindet und die Montierflächen verbindet. Ferner ist es außerdem bevorzugt, dass die Ausnehmung auf einer Endabschnittsseite der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht in dem Kabelabschnitt gebildet ist, um in einer Draufsicht eine Endabschnittsseite der Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht zu überlappen.
Ferner ist es bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass bei der oben beschriebenen Erfindung ferner eine Montierfläche, die den Schaltungsabschnitt umfasst, auf den die Last montiert ist; und einen Kabelabschnitt, der den Verdrahtungsabschnitt umfasst und sich zwischen den benachbarten Montierflächen befindet und die Montierflächen verbindet. Ferner ist es außerdem bevorzugt, dass ein gebogener Abschnitt, der in einer Dickenrichtung gebogen ist, mit einer Endabschnittsseite in einer Breitenrichtung verbunden ist, die eine Längsrichtung eines Abschnitts schneidet, mit dem der Kabelabschnitt in der Montierfläche verbunden ist, und zumindest die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht in dem gebogenen Abschnitt bereitgestellt ist.
Ferner ist es bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass bei der oben beschriebenen Erfindung die Rückoberflächenwärmeabfuhrschichten aneinander gebondet sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer flexiblen gedruckten Leiterplatte, auf die eine leistungsaufnehmende Last montiert ist, bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: einen ersten Schritt des Bildens einer nicht-ausgehärteten thermisch-leitfähigen Harzschicht, die eine thermisch-leitfähige Harzschicht mit einer thermischen Leit-fähigkeit von 0,49 W/mK oder mehr in einem ausgehärteten Zustand ist, auf einer Kupferfolie als Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht; einen zweiten Schritt des Bondens einer weiteren Kupferfolie, die eine Dicke von 100 bis 400% in Bezug auf die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht aufweist, an die nicht-ausgehärtete thermisch-leitfähige Harzschicht, als eine Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht nach dem ersten Schritt; und einen dritten Schritt des Ätzens der Kupferfolie, die die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht sein wird, und der anderen Kupferfolie, die die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht sein wird, um die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht und die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht zu bilden.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine flexible gedruckte Leiterplatte, die hinsichtlich der Wärmeabfuhr verbessert ist, ohne ein Aluminiumwärmeabfuhrmaterial zu verwenden, die ein leichtes Gewicht aufweist, die eine gute Verarbeitbarkeit aufweist und die ferner Kosten reduzieren kann, und ein Verfahren zum Herstellen solch einer flexiblen gedruckten Leiterplatte bereitzustellen.
Figurenliste

1 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die eine Struktur einer flexiblen gedruckten Leiterplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen Zustand, bei dem eine Endabschnittsseite einer Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht in einem Kabelabschnitt eine Endabschnittsseite einer Kupferfolienschicht überlappt, um einen Thermodiffusionsweg zu bilden, in der in 1 gezeigten flexiblen gedruckten Leiterplatte zeigt.
3 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die eine Struktur der flexiblen gedruckten Leiterplatte gemäß Beispiel 1 und Beispiel 2 zeigt, die zur Auswertung einer Wärmeabfuhrleistung verwendet wird.
4 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die eine Struktur einer flexiblen gedruckten Leiterplatte gemäß Vergleichsbeispiel 1 zeigt, die zur Auswertung der Wärmeabfuhrleistung verwendet wird.
5 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die eine Struktur einer flexiblen gedruckten Leiterplatte 10B gemäß Vergleichsbeispiel 2 zeigt, die zur Auswertung der Wärmeabfuhrleistung verwendet wird.
6 ist eine schematische Ansicht, die einen platzierenden Zustand der flexiblen gedruckten Leiterplatten aus Beispiel 1, Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 zum Zeitpunkt der Wärmeabfuhrauswertung zeigt.
7 ist eine schematische Ansicht, die den platzierten Zustand der flexiblen gedruckten Leiterplatte aus Vergleichsbeispiel 1 zum Zeitpunkt der Wärmeabfuhrauswertung zeigt.
8 ist eine Ansicht, die eine Struktur der flexiblen gedruckten Leiterplatte gemäß einer Modifizierung der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Folgenden wird eine flexible gedruckte Leiterplatte 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass eine X-Richtung eine Längsrichtung der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 ist, eine X1-Seite eine rechte Seite in 1 ist und eine X2-Seite eine linke Seite ist. Ferner wird angenommen, dass eine Z-Richtung eine Dickenrichtung der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 ist, Z1 eine entfernte Seite (obere Seite; Vorderoberflächenseite) der Druckseite von 1 ist und Z2 eine nahe Seite (untere Seite; Rückoberflächenseite) der Druckseite ist.
Struktur einer flexiblen gedruckten Leiterplatte
1 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die eine Struktur der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die flexible gedruckte Leiterplatte 10 ein thermisch-leitfähige Harzschicht 20, eine Kupferfolienschicht 30, eine Haftmaterialschicht 40, eine Abdeckmaterialschicht 50, eine Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60, eine Deckmassenschicht 70 und eine LED 100 als ihre ausbildenden Hauptelemente. Diese werden im Folgenden beschrieben.
Die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 ist eine Harzschicht mit einer guten thermischen Leitfähigkeit. Genauer gesagt ist die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 ein Material, das eine Mehrzahl von Funktionen der thermischen Leitfähigkeit, Hafteigenschaften und Isoliereigenschaften kombiniert. Im Allgemeinen kann eine derartige thermisch-leitfähige Harzschicht erhalten werden, indem zwei oder mehr Materialarten kombiniert werden. Im Allgemeinen weist ein haftendes Harz eine niedrige thermische Leitfähigkeit auf, wobei beispielsweise bei einem für gedruckte Leiterplatten verwendeten Epoxidharz die thermische Leitfähigkeit von 0,16 W/(m·K) bis 0,20 W/(m·K) reicht.
Um die thermische Leitfähigkeit und die Isoliereigenschaften solch eines Harzes zu verbessern, ist es bevorzugt, dass ein anorganisches Isoliermaterial mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit wie etwa Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid oder Siliziumcarbid als Füllmittel zu dem Harz hinzugefügt wird, um ein Verbundharz zu bilden. Eine ausgehärtete thermisch-leitfähige Harzschicht 20, die erhalten wird, indem das oben erwähnte Füllmittel in eine Verbundzusammensetzung gefüllt wird, die das Epoxidharz und einer Komponente zum Aushärten des Epoxidharzes umfasst, ist jedoch spröde. Folglich ist es schwierig, die Stanzverarbeitbarkeit und eine Biegefähigkeit eines Kabelabschnittes im Hinblick auf das für die flexible gedruckte Leiterplatte 10 verwendete Harz sicherzustellen.
Wenn ferner die Füllmenge eines thermisch-leitfähigen Füllmittels gering ist, ist die thermische Leitfähigkeit des erhaltenen Harzes zwangsläufig niedrig. Wenn die Füllmenge des thermisch-leitfähigen Füllmittels andererseits übermäßig ist, ist die thermische Leitfähigkeit hoch. Im Gegensatz dazu ist die ausgehärtete thermisch-leitfähige Harzschicht 20 weiter spröde. Da ferner eine Menge der Harzkomponente reduziert ist, sind die Hafteigenschaften der Kupferfolienschicht 30 reduziert. Dadurch sind die Hafteigenschaften, die Verarbeitbarkeit und die Biegefähigkeit deutlich verschlechtert.
Vor diesem Hintergrund ist es notwendig, der für die flexible gedruckte Leiterplatte 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendeten thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 eine Flexibilitätskomponente hinzuzufügen, um das Harz flexibel zu machen. Zusätzlich dazu ist es wünschenswert, die Art und eine Menge der hinzuzufügenden Flexibilitätskomponente in Bezug auf die Art und die Füllmenge des thermisch-leitfähigen Füllmittels anzupassen. Wenn hier bei der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Elastizitätsmodul des Harzes rund 1,3 GPa beträgt, wird eine niedrige Flexibilität bestimmt (hoher Elastizitätsmodul). Wenn ferner der Elastizitätsmodul rund 0,5 GPa beträgt, wird eine moderate Flexibilität bestimmt (moderater Elastizitätsmodul). Wenn ferner der Elastizitätsmodul rund 0,2 GPa beträgt, wird eine hohe Flexibilität bestimmt (niedriger Elastizitätsmodul). Hier kann ein Wert um jeden Wert des Elastizitätsmoduls herum in einem Bereich von ± 0,1 GPa von jedem Zahlenwert liegen oder kann in einem Bereich von ± 0,2 GPa liegen.
Im Hinblick auf niedrige, moderate und hohe Flexibilität kann jedoch bestimmt werden, dass dieselben außerhalb der oben genannten Bereiche liegen. Beispielsweise kann ein Zwischenwert zwischen dem oben erwähnten hohen Wert und dem moderaten Wert bei dem Elastizitätsmodul ein Schwellenwert sein und wenn der Elastizitätsmodul 0,9 GPa des Schwellenwertes oder mehr beträgt, kann eine niedrige Flexibilität bestimmt werden (hoher Elastizitätsmodul). Ferner kann ein Zwischenwert zwischen dem moderaten Wert und dem niedrigen Wert bei dem Elastizitätsmodul ein Schwellenwert sein und wenn der Elastizitätsmodul mehr als 0,35 GPa des Schwellenwertes und weniger als 0,9 GPa beträgt, kann eine moderate Flexibilität bestimmt werden (moderater Elastizitätsmodul). Wenn der Elastizitätsmodul ferner 0,35 GPa oder weniger beträgt, kann eine hohe Flexibilität bestimmt werden (niedriger Elastizitätsmodul). Der Flexibilitätsbereich kann sich jedoch von dem Bereich dieser Werte unterscheiden.
Als das Epoxidharz für die flexible gedruckte Leiterplatte 10 wird im Allgemeinen beispielsweise ein Epoxidharz vom Typ Bisphenol A, Bisphenol F, Cresol-Novolak oder Biphenyl verwendet. Als Aushärtungsmittel für dieser Epoxidharze wird im Allgemeinen Phenol-Novolak-Harz, Dicyandiamid, Säureanhydrid, aromatisches Polyamin oder dergleichen verwendet, und als Aushärtungsbeschleuniger für diese Epoxidharze wird im Allgemeinen Tertiäramin, Imidazol, Phospin oder dergleichen verwendet.
Als Flexibilitätskomponente für die flexible gedruckte Leiterplatte 10 wird im Allgemeinen Acrylnitril-Butadien-Gummi, Acryl-Gummi, Polyurethan, Polyester oder dergleichen verwendet. Polyester oder Acryl-Gummi werden vorzugsweise als Flexibilitätskomponente verwendet und dieselben weisen eine hohe Haftkraftsicherung auf, beispielsweise sogar in einer Atmosphäre von 150°C. Wenn dieselben ferner als Flexibilitätskomponente in einer Atmosphäre mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit wie etwa 85°C und 85 % RH verwendet werden, kann ein Isolationswiderstandswert zwischen Drähten des thermisch-leitfähigen Harzes hoch gehalten werden, sogar nachdem eine Spannung von 100 V fortlaufend angelegt wird.
Das thermisch-leitfähige Füllmittel enthält ein oder mehrere Materialien, die aus Zinkoxid (ZnO), Titanoxid (TiO₂), Bornitrid (BN), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Aluminiumnitrid (AlN), Siliziumcarbid (SiC), hexagonalem Bornitrid (h-BN) und Magnesiumcarbonat (MgCO₃) ausgewählt, und vor dem Hintergrund der thermischen Leitfähigkeit beträgt der Anteil vorzugsweise 30 Vol.-% oder mehr.
Die thermische Leitfähigkeit wurde experimentell bestimmt und lautete wie folgt. Insbesondere wurden 100 Gewichtsteile Epoxidharz vom Typ Bisphenol-A mit einem Epoxidäquivalent von 184 bis 194 (Produktname: jER (eingetragene Marke) 828, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation) als das Epoxidharz, 11 Gewichtsteile Dicyandiamid mit einem Aminäquivalent von 21 (Produktname: jER CURE (eingetragene Marke) DICY7, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation) als das Aushärtungsmittel, 1 Gewichtsteil Imidazol (Produktname: CUREZOL (eingetragene Marke) 2E4MZ, hergestellt von Shikoku Chemicals Corporation als der Aushärtungsbeschleuniger sowie 92 Gewichtsteile Acrylnitril-Butadien-Gummi (Produktname: Nipol (eingetragene Marke) 1052J, hergestellt von Zeon Corporation) als die Flexibilitätskomponente in 550 Gewichtsteilen Methylethylketon gelöst und gerührt, um ein gelöstes Harzprodukt herzustellen. Das gelöste Produkt wurde auf ein 38-µm-PET-Substrat mit Release-Behandlung aufgetragen (Produktname: PET38SK-1, hergestellt von Lintec Corporation), so dass eine Dicke davon nach dem Trocknen 50 µm beträgt.
Danach wurde es für 10 Minuten bei 120 °C getrocknet, um eine Lagen-ähnliche feste Harzzusammensetzung herzustellen. Das 38-µm-PET-Substrat mit Release-Behandlung wurde während des Schälens laminiert, so dass das aus der festen Harzzusammensetzung bestehende laminierte ausgehärtete Produkt allein rund 1 mm dick war. Danach wurde das Produkt unter den Bedingungen von 160 °C, 2 MPa für 60 Minuten pressgeformt, um eine Lage zum Messen der thermischen Leitfähigkeit einer Harzzusammensetzung herzustellen, die kein thermisch-leitfähiges Füllmittel enthält. Die thermische Leitfähigkeit der Lage wurde gemessen (Messgerät der thermischen Leitfähigkeit: Tokai Giken Co., Ltd. HR-100). Zu diesem Zeitpunkt betrug die thermische Leitfähigkeit 0,23 W/mK.
Im Gegensatz dazu wurden bei der das thermisch-leitfähige Füllmaterial enthaltenden Harzzusammensetzung die Inhalte verschiedener isolierender thermisch-leitfähiger Füllmittel unter Rühren angepasst, so dass ein Festkomponentenverhältnis in Bezug auf das obige gelöste Produkt 20 bis 36 Vol.-% betrug. Danach wurden unter denselben Bedingungen Lagen gebildet und dieselben wurden presslaminiert und ausgehärtet, um Proben zur Messung der thermischen Leitfähigkeit herzustellen. Die thermische Leitfähigkeit der Proben wurde gemessen. Bei der Harzzusammensetzung, die 20 Vol.-% Titanoxid (Produktname: CR-50, hergestellt von Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.) mit einer thermischen Leitfähigkeit von 8 W/mK enthält, betrug die thermische Leitfähigkeit hier 0,49 W/mK. Bei der Harzzusammensetzung, die 30 Vol.-% des Titanoxides enthält, betrug die thermische Leitfähigkeit ferner 0,73 W/mK. Bei der Harzzusammensetzung, die 36 Vol.-% des Titanoxides enthält, betrug die thermische Leitfähigkeit ferner 0,88 W/mK. Um die thermische Leitfähigkeit von zumindest rund 0,7 W/mK zu erhalten, beträgt die Füllmenge des thermisch-leitfähigen Füllmittels daher vorzugsweise 30 Vol.-% oder mehr und vorzugsweise 35 Vol.-% oder mehr.
Bei der Harzzusammensetzung, die 20 Vol.-% Quarzglas (thermische Leitfähigkeit: 1,3 W/mK, Produktname: FB-5D, hergestellt von DENK Co., Ltd.) mit einer geringeren thermische Leitfähigkeit als die von Titanoxid enthält, beträgt die thermische Leitfähigkeit 0,35 W/mK. Das heißt, ein Wert der thermischen Leitfähigkeit der Harzzusammensetzung variiert in Abhängigkeit von der thermischen Leitfähigkeit des verwendeten isolierenden Füllmittels. Daher ist es bevorzugt, ein Material zu verwenden, bei dem eine thermische Leitfähigkeit zumindest gleich groß wie oder höher als die thermische Leitfähigkeit von Titanoxid ist, und es ist weiter bevorzugt, ein Material zu verwenden, bei dem die thermische Leitfähigkeit höher als die von Titanoxid ist, z. B. Zinkoxid, Bornitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid, hexagonales Bornitrid oder Magnesiumcarbonat.
Eine Dicke der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 kann beispielsweise rund 40 µm betragen, da ihr Weiterreißwiderstand in diesem Fall äquivalent zu dem von Polyimid von 12,5 µm (1/2 mil) ist. Da es wünschenswert ist, die Harzschicht dünn auszugestalten, wird die Dicke wie oben beschrieben vorzugsweise auf 40 µm gesetzt. Natürlich kann die Dicke der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 jedoch 40 µm oder mehr betragen. Wenn es ferner möglich ist, dass ein Wert des Weiterreißwiderstands klein ist, kann die Dicke der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 dünner als 20 µm sein.
Als Nächstes wird die Kupferfolienschicht 30 beschrieben. Die Kupferfolienschicht 30 entspricht einer in jedem Anspruch beschriebenen Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht. Die Kupferfolienschicht 30 ist auf der Frontoberflächenseite (Z1-Seite) der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 bereitgestellt. Durch eine Kupferfolie mit einer vorbestimmten Dicke sind ein Schaltungsabschnitt 31 und ein Verdrahtungsabschnitt 32 bereitgestellt. Die Dicke der Kupferfolie der Kupferfolienschicht 30 kann beispielsweise 35 µm betragen. Die Kupferfolie der Kupferfolienschicht 30 weist eine thermische Leitfähigkeit von rund 400 W/mK auf. Andererseits ist bei dem später beschriebenen Ausführungsbeispiel die Kupferfolie derart bereitgestellt, dass die thermische Leitfähigkeit in einem Bereich von 402 bis 403 W/mK liegt.
Bei der Kupferfolienschicht 30 wird hier die Kupferfolie auf der gesamten Frontoberfläche des Substrates vor der Verarbeitung geätzt, um den Schaltungsabschnitt 31 und den Verdrahtungsabschnitt 32 zu bilden, die oben beschrieben sind. Die Schaltungseinheit 31 ist ein Abschnitt, auf den die LED (lichtemittierende Diode) 100 montiert ist. In diesem Abschnitt ist ein vorbestimmtes Schaltungsmuster gebildet. Ein unterer Abschnitt der LED 100 ist mit dem Schaltungsabschnitt 31 beispielsweise durch Löten oder dergleichen verbunden. Ferner ist der Verdrahtungsabschnitt 32 ein Abschnitt, in dem lediglich eine vorbestimmte Anzahl von Verdrahtungen verbleiben, und die Kupferfolie ist in einem Abschnitt außer der Verdrahtung entfernt. Da lediglich der Verdrahtungsabschnitt 32 als die Kupferfolie verbleibt, wird ein Kabelabschnitt 110 gebildet, der einfacher als die anderen Abschnitte der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 gebogen wird. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass eine Montierfläche 120 ein Abschnitt ist, der den Schaltungsabschnitt 31 aufweist, auf den eine Last wie etwa eine LED 100 montiert ist, und der mit der Kabeleinheit 110 verbunden ist (siehe 8, die später beschrieben wird).
Die Haftmaterialschicht 40 ist ein Abschnitt, der Hafteigenschaften und Isoliereigenschaften aufweist. Die Haftmaterialschicht 40 bedeckt dann die oben erwähnte Kupferfolienschicht 30. Die Haftmaterialschicht 40 ist gemeinsam mit der Abdeckmaterialschicht 50 Teil eines Abdeckfilmes. Jedoch können die beiden getrennt sein. Die Abdeckmaterialschicht 50 ist über die Haftmaterialschicht 40 an die Kupferfolienschicht 30 und die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 gebondet. Als Material der Haftmaterialschicht 40 ist beispielsweise ein Epoxidharz-basiertes Haftmittel verfügbar. Solange die Hafteigenschaften gut sind, kann dieselbe jedoch aus anderen Materialien gebildet werden. Zusätzlich dazu kann die Haftmaterialschicht 40 jegliche Dicke aufweisen, solange die Hafteigenschaften gut sind. Die Dicke kann beispielsweise in einem Bereich von 18 bis 28 µm liegen. Jedoch kann diese auch eine Dicke eines Wertes außerhalb dieses Bereiches sein.
Die Abdeckmaterialschicht 50 ist ein Bauglied mit elektrisch-isolierenden Eigenschaften. Beispielsweise wird ein Film-ähnliches Bauglied verwendet. Die Abdeckmaterialschicht 50 besteht aus Polyimid, das hervorragend hinsichtlich der isolierenden Eigenschaften und der Flexibilität ist. Jedoch können andere Materialien außer Polyimid verwendet werden. Eine Dicke der Abdeckmaterialschicht 50 kann beispielsweise 25 µm (1 mil) oder 12,5 µm (1/2 mil) betragen. Jedoch können andere Dicken verwendet werden.
Als Nächstes wird die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 beschrieben. Die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 ist auf der Rückoberflächenseite (Z2-Seite) der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 bereitgestellt. Ähnlich wie die Kupferfolienschicht 30 wird die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 durch Ätzen der Kupferfolie mit einer vorbestimmten Dicke gebildet. Durch die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 kann eine Wärmeabfuhrleistung verbessert werden. Wenn die Dicke der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 dünner ist als die der Kupferfolienschicht 30, ist hier eine thermische Kapazität der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 kleiner als die der Kupferfolienschicht 30 und eine Abkühlleistung ist schlechter. Wenn andererseits die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 eine Dicke von 400 % der Kupferfolienschicht 30 überschreitet, ist eine Ätzleistung verschlechtert. Daher liegt die Dicke der Kupferfolie der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 vorzugsweise in einem Bereich von 100 % bis 400 % der Dicke der Kupferfolienschicht 30. Es ist zu beachten, dass der Mindestwert der Dicke der Kupferfolienschicht 30 9 µm beträgt. Ferner beträgt der Mindestwert der Dicke der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 35 µm. Solange die Dickenwerte nicht geringer als diese Werte sind, liegen die Werte in einem oben beschriebenen bevorzugten Bereich, jedoch können dieselben auch außerhalb dieses Bereiches liegen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hängt die Wärmeabfuhrleistung stärker von der Dicke der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 ab als von der Dicke der Kupferfolienschicht 30.
In der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 ist durch Ätzen ein Schlitzabschnitt 61 (entspricht einer Ausnehmung) gebildet. Wenn sich beispielsweise die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 mit einer Dicke, die größer als oder gleich groß wie die der Kupferfolienschicht 30 ist, auf der Rückoberflächenseite der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 befindet, verschlechtern sich die Biegbarkeit der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 und die Einbringung in ein Lampengehäuse. Andererseits verbessern sich eine derartige Biegefähigkeit der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 und Einbringung in das Lampengehäuse oder dergleichen, indem der Schlitzabschnitt 61 in der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 bereitgestellt wird.
2 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem eine Endabschnittsseite der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 des Kabelabschnittes 110 mit einer Endabschnittsseite der Kupferfolienschicht 30 überlappt, um einen Thermodiffusionsweg P1 zu bilden. Wie in 2 gezeigt ist, ist der Schlitzabschnitt 61 in der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 gebildet. Somit ist die Biegefähigkeit des Kabelabschnittes 110 erleichtert. Hier ist der Schlitzabschnitt 61 auf der unteren Seite (Z2-Seite) des Schaltungsabschnittes 31 in der Dickenrichtung (Z-Richtung) bereitgestellt. Ferner nähert sich die Endabschnittsseite der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 des Kabelabschnittes 110 der Z2-Seite in der Dickenrichtung. Das heißt, wenn die flexible gedruckte Leiterplatte 10 in einer Draufsicht betrachtet wird, überlappen die Endabschnittsseite des Schaltungsabschnittes 31 und die Endabschnittsseite der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 des Kabelabschnittes 110 einander.
Wie in 2 gezeigt ist, verläuft in der LED 100 erzeugte Wärme somit auf dem kürzesten Weg durch die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 und wird zu der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 übertragen. Folglich ist der Thermodiffusionsweg P1, durch den die in der LED 100 erzeugte Wärme zufriedenstellend zu der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 diffundiert wird, in der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 gebildet.
Bei der folgenden Beschreibung ist bei Betrachtung der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 in einer Draufsicht ein Bereich, der die Endabschnittsseite des Schaltungsabschnittes 31 in der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 des Kabelabschnittes 110 überlappt, als ein Überlappungsbereich R1 definiert. Die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 des Kabelabschnittes 110 ist als eine kabelseitige Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 62 definiert. Die sich unter dem Schaltungsabschnitt 31 befindende Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 außer dem Überlappungsbereich R1 ist als eine schaltungsseitige Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 63 definiert.
In vielen Fällen ist hier eine Fläche der kabelseitigen Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 62 größer als die der schaltungsseitigen Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 63. Daher kann diese Wärme zufriedenstellend diffundiert werden, indem die in der LED 100 erzeugte Wärme über den Wärmeabfuhrweg P1 zu der kabelseitigen Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 62 übertragen wird.
Bei der in 1 gezeigten Struktur ist die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 mit dem Schlitzabschnitt 61 versehen. Im Gegensatz dazu muss die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 nicht notwendigerweise mit dem Schlitzabschnitt 61 versehen sein. Bei der in 2 gezeigten Struktur ist der Schlitzabschnitt 61 ferner so gebildet, dass die Endabschnittsseite des Schaltungsabschnittes 31 und die Endabschnittsseite der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 des Kabelabschnittes 110 einander überlappen. Im Gegensatz dazu kann der Schlitzabschnitt 61 in einer Position gebildet sein, an der die Endabschnittsseite des Schaltungsabschnittes 31 und die Endabschnittsseite der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 des Kabelabschnittes 110 einander nicht überlappen.
Die Deckmassenschicht 70 ist auf der unteren Oberflächenseite (Rückoberflächenseite; Z2-Seite) der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 bereitgestellt. Die Deckmassenschicht 70 ist bereitgestellt, um zu verhindern, dass die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 oxidiert. Ferner ist die Deckmassenschicht 70 bereitgestellt, um ein thermisches Emissionsvermögen zu verbessern. Das heißt, die Kupferfolie, die die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 ausbildet, weist ein thermisches Emissionsvermögen von 0,05 auf. Andererseits weist die Deckmassenschicht 70 ein thermisches Emissionsvermögen von beispielsweise 0,68 auf. Daher wird die Thermodiffusion in die Luft aufgrund natürlicher Konvektion verbessert, indem die Deckmassenschicht 70 gebildet ist.
Als eine solche Deckmassenschicht 70 können unterschiedliche Materialien mit einem hohen thermischen Emissionsvermögen verwendet werden. Farbe oder Tinte kann verwendet werden, da dieselben einfach auf die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 aufgetragen werden können. Als Tinte gibt es beispielsweise eine, die auf der von Seiko advance Ltd. hergestellten MS8-Reihe (Produktname) basiert. Andere Tinten können verwendet werden. Ferner können isolierende thermisch-leitfähige Füllstoffe wie etwa Bornitrid, Aluminiumnitrid oder Aluminiumoxid zu der Tinte hinzugefügt werden.
Die für die flexible gedruckte Leiterplatte 10 abgestimmte oben beschriebene Tinte weist ein thermisches Emissionsvermögen von beispielsweise 0,68 auf. Dies ist viel besser als das thermische Emissionsvermögen der Kupferfolie. Jedoch kann das thermische Emissionsvermögen ein Wert von 0,68 oder mehr sein.
Als Beschichtungsmaterial zum Abdecken der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 kann ein Haftmaterial verwendet werden. Um die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 abzudecken, die eine Dicke von 70 µm aufweist, ist es erforderlich, dass das Haftmittel eine Dicke von 70 µm aufweist. Als Beschichtungsmaterial ist das teuer. Ferner kann die flexible gedruckte Leiterplatte 10 an eine Verkleidung des Lampengehäuses oder dergleichen gebondet werden, so dass die in dem Substrat erzeugte Wärme zu der Verkleidungsseite hin entweichen kann. Zu diesem Zeitpunkt dient das Haftmaterial, das eine solche Dicke aufweist, als thermischer Widerstand.
Wenn im Gegensatz dazu die oben beschriebene Tinte verwendet wird, kann die Deckmassenschicht 70 beispielsweise durch Siebdruck auf eine Weise ohne Feinstloch in der Form eines dünnen Films mit einer Filmdicke von 15 µm oder weniger gebildet werden. Daher kann die Wärme zufriedenstellend zu der Verkleidungsseite hin übertragen werden. Zusätzlich dazu kann die Tinte auch auf abgestufte Abschnitte wie etwa den Schlitzabschnitt 61 und dergleichen aufgetragen werden. Die Dicke der Deckmassenschicht 70 kann gemäß der Art der Deckmassenschicht 70 eine Filmdicke von etwa 5 µm oder mehr aufweisen. Somit ist es möglich, die Deckmassenschicht 70 auf eine Weise ohne Feinstloch zu bilden. Es ist zu beachten, dass eine tatsächliche Dicke der Deckmassenschicht 70 vorzugsweise 5 µm bis 15 µm beträgt. Dies liegt daran, dass die Filmdicke zu einem gewissen Grade variiert, wenn die Deckmassenschicht 70 tatsächlich gebildet wird. Ferner erhöht sich die Dicke der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 in diesem Bereich nicht so stark.
Die Dicke der Deckmassenschicht 70 ist nicht die Dicke der Deckmassenschicht 70, die von der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 abgedeckt wird, sondern die Dicke eines Abschnittes, in dem die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 geätzt ist. Hier umfasst der oben beschriebene geätzte Abschnitt den Schlitzabschnitt 61 in 1 und 2. Solange die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 geätzt ist, kann jedoch der geätzte Abschnitt einen Abschnitt außer dem Schlitzabschnitt 61 umfassen. Wenn beispielsweise die schaltungsseitigen Rückoberflächenwärmeabfuhrschichten 63 oder die kabelseitigen Rückoberflächenwärmeabfuhrschichten 62 einander mit einem Zwischenraum, der dem Schlitzabschnitt 61 entspricht, dazwischen gegenüberliegen, kann der geätzte Abschnitt den Zwischenraum umfassen. Wenn keine schaltungsseitige Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 63 oder die kabelseitige Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 62, die zu einer Seite der schaltungsseitigen Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 63 benachbart ist, und die kabelseitige Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 62, ist dies die Filmdicke, die auf dem Abschnitt abgedeckt ist, falls dies der geätzte Abschnitt ist.
Nebenbei bemerkt: Wenn die Deckmassenschicht 70 aus der oben beschriebenen Tinte gebildet ist, besteht ein Problem, dass ein Dehnungsgrad niedrig ist. Wenn die Kupferfolienschicht 30 und die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 ohne Berücksichtigung des Dehnungsgrades geätzt werden, ist es daher schwierig, den Abschnitt durch Pressbearbeitung oder dergleichen zu stanzen. Demgemäß neigt dies dazu, dass Grate oder gestanzte Fetzen erzeugt werden. Um ein solches Stanzproblem zu lösen, besteht kein Problem im Hinblick auf das Produkt, solange der Dehnungsgrad der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 als Verbundmaterial 12,9 % oder mehr beträgt. Ferner wurde bestätigt, dass die Stanzeigenschaft weiter verbessert und bevorzugt ist, solange der Dehnungsgrad 19,5 % oder mehr beträgt.
Beispiele
Als Nächstes werden Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Auswertung der Wärmeabfuhr
Im Folgenden wird eine Auswertung der Wärmeabfuhrleistung der flexiblen gedruckten Leiterplatte auf der Basis der oben beschriebenen Struktur beschrieben. 3 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die die Struktur der flexiblen gedruckten Leiterplatte gemäß Beispiel 1 und Beispiel 2 zeigt, die zum Auswerten der Wärmeabfuhrleistung verwendet wird. Im Beispiel 1 beträgt die Dicke der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 40 µm. Als thermisch-leitfähige Harzschicht 20 wird in Abhängigkeit eines Verhältnisses und dergleichen des thermisch-leitfähigen Füllstoffes eine mit einer thermischen Leitfähigkeit verwendet, die auf 0,8 (W/mK) eingestellt ist. Diese wird dann auf die Kupferfolienschicht 30 aufgetragen. Die Dicke der Kupferfolienschicht 30 beträgt 35 µm. Die Dicke der Haftmaterialschicht 40 variiert in Abhängigkeit des Abschnittes und liegt in einem Bereich von 18 bis 28 µm.
Bei der Abdeckmaterialschicht 50 ist das Haftmaterial mit einer Dicke von 18 bis 28 µm auf Polyimid mit einer Dicke von 25 µm aufgetragen, und eine Weißbeschichtungsschicht 80 ist mit einer Dicke von 25 µm auf der Oberfläche gebildet. Die Dicke der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 unterscheidet sich in Beispiel 1 und Beispiel 2. Im Einzelnen wird im Beispiel 1 die Kupferfolie mit einer Dicke von 70 µm verwendet. Dieselbe ist an die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 gebondet. Andererseits wird in Beispiel 2 die Kupferfolie mit einer Dicke von 35 µm verwendet und ist an die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 gebondet.
Eine Oberflächenfläche einer Oberflächenseite der flexiblen gedruckten Leiterplatten 10, 10A, 10B in Beispiel 1, Beispiel 2, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 beträgt 7240 cm² und eine Länge in der Längsrichtung (X-Richtung) beträgt 340 mm. Ein Abstand zwischen den LED 100 beträgt maximal 30 mm und minimal 24 mm. Andererseits ist bei den Strukturen aus Beispiel 1 und Beispiel 2 die Kupferfolie der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 geätzt. Ihre Oberflächenfläche beträgt 6041 mm².
Ferner ist die Deckmassenschicht 70 mit einer Tinte auf der Basis der durch Seiko advance Ltd. hergestellten MS8-Reihe (Produktname) beschichtet, wie oben beschrieben ist. Ihre Dicke beträgt 15 µm. Das thermische Emissionsvermögen der Deckmassenschicht 70 beträgt 0,68.

Die thermische Leitfähigkeit und das thermische Emissionsvermögen jedes ausbildenden Elements aus Beispiel 1 und Beispiel 2 wurden gemessen. Die Messergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Hinsichtlich der thermischen Leitfähigkeit der oben beschriebenen Harze wie etwa der Abdeckmaterialschicht 50, der Haftmaterialschicht 40, der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 und der Deckmassenschicht 70 wurde mit einem Temperaturwellen-Thermo-Analyseverfahren (ai-Phase Mobile 1u: ai-Phase Co., Ltd., nach ISO-22007-3) ein thermisches Diffusionsvermögen gemessen und die thermische Leitfähigkeit wurde aus dem Produkt des thermischen Diffusionsvermögens, der Dichte und der spezifischen Wärme berechnet. Die Dichte wurde durch das archimedische Prinzip (elektronische Waage GR-202: A&D) gemessen und die spezifische Wärme wurde durch das DSC-Verfahren (DSCQ200: TA Instruments Japan Inc., nach JIS K7123) gemessen. Die thermische Leitfähigkeit von Metall wurde durch das archimedische Prinzip unter Verwendung einer von A&D Co., Ltd. hergestellten Messvorrichtung gemessen. Die spezifische Wärme wurde durch das DSC-Verfahren unter Verwendung einer von TA Instruments Japan Inc. hergestellten Messvorrichtung (DSCQ200; nach JIS K7123) gemessen. Das thermische Emissionsvermögen wurde unter Verwendung eines Emissionsvermögenmessgerätes (TSS-5X) von Japan Sensor Corporation für einen Abschnitt, der eine tatsächliche Wärmesenkenoberfläche sein wird, gemessen. Tabelle 1

FGL mit doppelseitiger Wärm eabfuhr Rückoberflächenwärmeabfuhrschic ht: 70 µm
Thermische Leitfähigkeit (W/mK)	Abdeckfilm	Abdeckmaterialschicht	0,13
	Abdeckfilm	Haftmaterialschicht	0,17
	Basismaterial	Kupferfolienschicht	402
		Thermisch-leitfähige Harzschicht	0,8
		Rückoberflächenwärmeabtuhrschicht	402
		(Kupferfolie)
	Deckmassenschicht		0,17
Thermisches Emissionsvermögen	Deckmassenschicht		0,68
Thermisches Emissionsvermögen	Weißbeschichtungsschicht		0,91

4 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die die Struktur der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10A gemäß einem Vergleichsbeispiel 1 zeigt, die zum Auswerten der Wärmeabfuhrleistung verwendet wird. Bei der in 4 gezeigten Struktur ist in Beispiel 1 und Beispiel 2 keine thermisch-leitfähige Harzschicht 20 vorhanden. Anstelle der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 ist eine Polyimidschicht 200A mit einer Dicke von 25 µm vorhanden und es ist eine Haftmaterialschicht 210A mit einer Dicke von 10 bis 15 µm auf der Frontoberflächenseite der Polyimidschicht 200A vorhanden. Auf der Frontoberflächenseite der Haftmaterialschicht 210A ist eine Kupferfolienschicht 30A mit einer Dicke von 35 µm wie die oben beschriebene Kupferfolienschicht 30 vorhanden. Ferner ist auf der Frontoberflächenseite der Kupferfolienschicht 30A eine Haftmaterialschicht 40A mit einer Dicke von 18 bis 28 µm wie die Haftmaterialschicht 40 vorhanden. Ferner ist auf der Frontoberflächenseite der Haftmaterialschicht 40A eine Polyimid-Abdeckmaterialschicht 50A mit einer Dicke von 25 µm wie die Abdeckmaterialschicht 50 vorhanden. Weiter ist eine Weißbeschichtungsschicht 80A mit einer Dicke von 25 µm auf der Frontoberflächenseite der Abdeckmaterialschicht 50A auf dieselbe Weise wie oben beschrieben gebildet.
Andererseits ist auf der Rückoberflächenseite der Polyimidschicht 200A eine Verstärkungsplattenhaftmaterialschicht 220A mit einer Dicke von 25 µm vorhanden und auf der Rückoberflächenseite der Verstärkungsplattenhaftmaterialschicht 220A ist ein dreidimensionales gebogenes Aluminiumwärmeabfuhrmaterial 230A vorhanden. Das Aluminium-Wärmeabfuhrmaterial 230A ist mit einem Schenkelabschnitt 231A versehen und eine Länge des Schenkelabschnittes 231A von einer Oberfläche des Aluminiumwärmeabfuhrmaterials 230A beträgt 10 mm.
Bei der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10A gemäß Vergleichsbeispiel 1 beträgt eine Wärmeabfuhrfläche des Aluminiumwärmeabfuhrmaterials 230A 13690 mm². Umgerechnet in Volumen wurde eine Struktur mit 8635 mm³ angenommen. Ein Messabschnitt bei der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10A war ein Abschnitt, in dem das Aluminiumwärmeabfuhrmaterial 230A mit einem Volumen von 570 mm³ an eine Bondfläche (eine Fläche eines gebondeten Abschnittes) von 149 mm² gebondet wurde.

Die thermische Leitfähigkeit und das thermische Emissionsvermögen jedes ausbildenden Elementes aus dem Vergleichsbeispiel 1 wurden gemessen. Die Messergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Bei diesen Messungen wurden die Messungen unter Verwendung derselben Messvorrichtungen wie die Messvorrichtungen aus Beispiel 1 und Beispiel 2 durchgeführt. Tabelle 2

	FGL mit aktuellem Aluminiumwärmeabfuhrmaterial
Thermische Leitfähigkeit (W/mK)	Abdeckfilm	Abdeckmaterialschicht	0,13
	Abdeckfilm	Haftmaterialschicht	0,17
	Basismaterial	Kupferfolienschicht	402
		Haftmaterialschicht	0,16
		Polyimidschicht	0,13
	Verstärkungsplattenhaftmaterialschicht		0,15
	Aluminiumwärmeabfuhrmaterial		138
Thermisches Emissionsvermögen	Aluminiumwärmeabfuhrmaterial		0,05
Thermisches Emissionsvermögen	Weißbeschichtungsschicht		0,91

5 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die die Struktur (doppelseitige Kupfer-kaschierte Leiterplattenstruktur) der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10B gemäß Vergleichsbeispiel 2 zeigt, die zur Auswertung der Wärmeabfuhrleistung verwendet wird. Die in 5 gezeigte Struktur umfasst eine Kupferfolienschicht 30B mit derselben Dicke wie die Kupferfolienschicht 30A, eine Haftmaterialschicht 40B mit derselben Dicke wie die Haftmaterialschicht 40A, eine Weißbeschichtungsschicht 80B mit derselben Dicke wie die oben beschriebene Weißbeschichtungsschicht 80A, eine Polyimidschicht 200B mit derselben Dicke wie die oben beschriebene Polyimidschicht 200A und eine Haftmaterialschicht 210B mit derselben Dicke wie die oben beschriebene Haftmaterialschicht 210A.

Auf der Rückoberflächenseite der Polyimidschicht 200A ist eine Haftmaterialschicht 240B mit derselben Dicke wie die oben beschriebene Haftmaterialschicht 210B vorhanden. Auf der Rückoberflächenseite der Haftmaterialschicht 240B ist eine Kupferfolienschicht 250B mit einer Dicke von 35 µm vorhanden. Auf der Rückoberflächenseite der Kupferfolienschicht 250B ist eine Haftmaterialschicht 260B mit einer Dicke von 18 bis 28 µm vorhanden. Auf der Rückoberflächenseite der Haftmaterialschicht 260B ist eine Polyimidschicht 270B mit einer Dicke von 25 µm vorhanden. Die Haftmaterialschicht 260B und die Polyimidschicht 270B bilden einen Abdeckfilm aus. Die thermische Leitfähigkeit und das thermische Emissionsvermögen jedes ausbildenden Elements des Vergleichsbeispiels 2 wurden gemessen. Die Messergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3

	Vergleichsbeispiel 2 Doppelseitige Kupfer-kaschierte Leiterplatte
Thermische Leitfähigkeit (W/mK)	Abdeckfilm	Abdeckmaterialschicht	0,13
	Abdeckfilm	Haftmaterialschicht	0,17
	Basismaterial	Kupferfolienschicht	402
		Haftmaterialschicht	0,16
		Polyimidschicht	0,13
		Haftmaterialschicht	0,16
		Kupferfolienschicht	0,15
	Abdeckfilm	Haftmaterialschicht	0,17
	Abdeckfilm	Polyimidschicht	0,13
Thermisches Emissionsvermögen	Polyimidschicht		0,9
Thermisches Emissionsvermögen	Weißbeschichtungsschicht		0,91

Ferner wurde die Wärmeabfuhrleistung in Bezug auf jede Struktur aus Beispiel 1, Beispiel 2, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 ausgewertet. Bei der Auswertung der Wärmeabfuhrleistung wurden 14 Stück der LED 100 in Reihe angeordnet, wobei dieselben eine Vorwärtsspannung (VF) von 3,3 V und einen Vorwärtsstrom (IF) von 350 mA aufweisen, die bei den Strukturen des oben beschriebenen Beispiels 1, Beispiels 2, Vergleichsbeispiels 1 und Vergleichsbeispiels 2 verwendet werden. Die LED 100, die einen thermischen Widerstand von 25 °C/W aufweist, wird verwendet. Die LED 100 wurde für 4 Stunden bei 280 mA (41,2 V) mit einer Gleichstromleistungsversorgung versorgt (Produktname: PMC1100; hergestellt von Kikusui Electronics Corporation).
Hinsichtlich der Temperaturmessung wurde eine Temperatur (Kathodentemperatur) eines Kathodenabschnittes genau unter der LED 100 mit einem Thermoelement gemessen und eine Temperatur (Übergangstemperatur: Tj) eines Übergangsabschnittes der LED 100 wurde durch die folgende Gleichung (1) auf der Basis des thermischen Widerstandes der LED 100 berechnet. $\begin{array}{l} Tj = (Kathodentemperatur) + (LED-thermischer Widerstand) \times (Leistungsverbrauch pro \\ LED-Licht) \end{array}$
Die Wärmeabfuhrleistung ist besser, wenn die oben beschriebene Übergangstemperatur Tj niedriger ist. Die Umgebungstemperatur während der Messung betrug 26 bis 27 °C.
6 ist eine schematische Ansicht, die einen platzierten Zustand der flexiblen gedruckten Leiterplatten 10 und 10B aus Beispiel 1, Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 zum Zeitpunkt einer Wärmeabfuhrauswertung zeigt. Beim Auswerten der Wärmeabfuhr der flexiblen gedruckten Leiterplatten 10 und 10B aus Beispiel 1, Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2, wie in 6 gezeigt ist, wurde die Messung durch Platzieren der flexiblen gedruckten Leiterplatten auf Polystyrenschaum 300 ausgeführt, um sich in einem hohlen Zustand mit einer Höhe von 10 cm zu einer Platzierungsoberfläche zu befinden.
7 ist eine schematische Ansicht, die den platzierten Zustand der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10A auf Vergleichsbeispiel 1 zu dem Zeitpunkt einer Wärmeabfuhrauswertung zeigt. Beim Auswerten der Wärmeabfuhr der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10A aus Vergleichsbeispiel 1, wie in 7 gezeigt ist, wurde die Messung auch durch Platzieren der flexiblen gedruckten Leiterplatten auf dem Polystyrenschaum 300 ausgeführt, um sich in einem hohlen Zustand mit einer Höhe von 10 cm zu einer Platzierungsoberfläche zu befinden.
Die Messergebnisse der Übergangstemperatur Tj in Beispiel 1, Beispiel 2, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 sind in Tabelle 4 gezeigt. In Tabelle 4 sind zusätzlich zu der Übergangstemperatur Tj die Kathodentemperatur und die Umgebungstemperatur gezeigt. Tabelle 4

Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Beispiel 1 Beispiel 2

Kathodentemperatur (°C) 83,8 93,9 85,8 88,5

Umgebungstemperatur (°C) 27 26 27 27

Tj(°C) 104 115 106 109
Aus den in Tabelle 4 gezeigten Messergebnissen wurde bestätigt, dass die Übergangstemperatur Tj in Beispiel 1 äquivalent zu der Übergangstemperatur Tj der flexiblen gedruckten Leiterplatte ist, an der das Aluminiumwärmeabfuhrmaterial 230A aus Vergleichsbeispiel 1 angebracht ist. Da hier bei der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 aus Beispiel 1 das Aluminiumwärmeabfuhrmaterial 230A nicht verwendet wird, kann dieselbe mit niedrigen Kosten hergestellt werden. Da ferner der Schritt des Laminierens des Aluminiumwärmeabfuhrmaterials 230A nicht notwendig ist, wird dieselbe einfach hergestellt. Da ferner bei der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 aus Beispiel 1 das Aluminiumwärmeabfuhrmaterial 230A nicht verwendet wird, kann dieselbe leichter als die flexible gedruckte Leiterplatte aus Vergleichsbeispiel 1 sein. Da ferner das Aluminiumwärmeabfuhrmaterial 230A nicht angebracht ist, kann dieselbe in die Verkleidung, zum Beispiel ein Lampengehäuse, eingesetzt werden, ohne zusätzlichen Raum zu erfordern.
Im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1 und Beispiel 1 ist die Übergangstemperatur Tj bei der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10, bei der die Dicke der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 in Beispiel 2 35 µm beträgt, hoch. Das heißt, die Wärmeabfuhrleistung ist etwas geringer. Jedoch ist es bei der Struktur aus Beispiel 2 möglich, die Wärmeabfuhrleistung weiter zu verbessern, indem die Wärmeabfuhrfläche vergrößert wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Struktur verwendet, bei der die Wärmeabfuhrschichten wie etwa die Kupferfolienschicht 30 und die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 auf beiden Oberflächen der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 vorhanden sind. In diesem Fall ändern sich die Verarbeitungskosten kaum, selbst wenn die Wärmeverarbeitungsfläche erhöht ist, außer wenn die Anzahl von Teilen in Hinblick auf das Produkt reduziert wird. Daher ist es einfach, die Wärmeabfuhrschichten auf beiden Oberflächen der Leiterplatte bereitzustellen.
Die Strukturen aus Beispiel 1 und Beispiel 2 weisen im Vergleich zu der Struktur aus Vergleichsbeispiel 2 (Struktur, bei der die Kupferfolienschichten auf beiden Oberflächen der Leiterplatte bereitgestellt sind), das die Kupferfolienschicht 250B mit einer Dicke von 35 µm umfasst, eine gute Wärmeabfuhrleistung auf.
Auswertung der Stanzeigenschaft
Als Nächstes wird die Auswertung der Stanzeigenschaft der flexiblen gedruckten Leiterplatte beschrieben. Die Auswertung basiert auf der Struktur, die die thermisch-leitfähige Harzschicht 20, die Kupferfolienschicht 30, die Haftmaterialschicht 40, die Abdeckmaterialschicht 50, die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 und die Deckmassenschicht 70 umfasst, die dieselbe Dicke wie in Beispiel 1 aufweisen. Jedoch ist ein durch Pressbearbeitung gestanzter Abschnitt ein Abschnitt, in dem die Kupferfolienschicht 30 und die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 geätzt sind (in der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 entspricht derselbe einem Abschnitt, in dem die Ausnehmung gebildet ist). Daher wird bei der Auswertung der Stanzeigenschaft eine Struktur ausgewertet, bei der die Kupferfolienschicht 30 und die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 durch Ätzen entfernt sind.
Wird eine Außenform des Produkts der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 durch Pressbearbeitung oder dergleichen ausgestanzt, sind die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 und die Deckmassenschicht 70 in der Struktur vorhanden. Davon weist die Deckmassenschicht 70 einen niedrigen Dehnungsgrad auf. Daher besteht ein Problem, dass während der Pressbearbeitung Grate oder ausgestanzte Fetzen erzeugt werden. Dieses Problem wird durch eine niedrige Dehnung (Flexibilität) der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 verursacht, die ein Verbundmaterial mit einer thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 und der Deckmassenschicht 70 ist. Daher wurden der Dehnungsgrad und die Stanzeigenschaft der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 als solch ein Verbundmaterial ausgewertet.
Für die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 wurden drei Arten mit einer niedrigen Flexibilität, einer hohen Flexibilität und einer dazwischen liegenden Flexibilität ausgewertet. Für die Dicke der Deckmassenschicht 70 wurden die Pressstanzeigenschaft und der Dehnungsgrad von vier Arten mit einer Dicke von 0 µm (keine Dicke), 15 µm, 35 µm und 50 µm in Verbindung mit der Flexibilität der oben beschriebenen thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 ausgewertet.
Der Dehnungsgrad wurde mit einer Stichprobengröße, die dem Standard IPCTM 650 2.4.19 entspricht, unter Verwendung eines Zugprüfgeräts (Produktname: AG-IS; hergestellt durch Shimadzu Corporation) mit einer Lastzelle 100N gemessen. Eine Messlänge bei dieser Probe betrug 100 mm und die Auswertung wurde bei einer Testgeschwindigkeit von 50 mm/min. ausgeführt. Bei der Vorbereitung der Proben für einen Zugtest wurde das Stanzen mit einem von Dumbbell Co., Ltd. hergestellten Stanzmesser (Produktname: Super Straight Cutter) ausgeführt, um zum Zeitpunkt der Probenvorbereitung nicht zu reißen, und nach der Bestätigung, dass nach dem Stanzen kein Riss vorhanden war, wurde der Zugtest ausgeführt. Die Testergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

In Tabelle 5 entsprechen diejenigen, bei denen die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 eine niedrige Flexibilität von 1,34 GPa aufweist, Beispielen 3 bis 5. Unter diesen entspricht dasjenige, bei dem die Deckmassenschicht 70 eine Dicke von 0 µm (keine Dicke) aufweist, Beispiel 3. Dasjenige, bei dem die Deckmassenschicht 70 eine Dicke von 15 µm aufweist, entspricht Beispiel 4. Dasjenige, bei dem die Deckmassenschicht 70 eine Dicke von 35 µm aufweist, entspricht Beispiel 5. Ferner entsprechen diejenigen, bei denen die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 eine moderate Flexibilität von 0,49 GPa aufweist, Beispielen 6 bis 9. Unter diesen entspricht dasjenige, bei dem die Deckmassenschicht 70 eine Dicke von 0 µm (keine Dicke) aufweist, Beispiel 6. Dasjenige, bei dem die Deckmassenschicht 70 eine Dicke von 15 µm aufweist, entspricht Beispiel 7. Dasjenige, bei dem die Deckmassenschicht 70 eine Dicke von 35 µm aufweist, entspricht Beispiel 8. Dasjenige, bei dem Deckmassenschicht 70 eine Dicke von 50 µm aufweist, entspricht Beispiel 9. Ferner entsprechen diejenigen, bei denen die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 eine hohe Flexibilität von 0,21 Dpa aufweist, Beispielen 10 bis 13. Unter diesen entspricht dasjenige, bei dem die Deckmassenschicht 70 eine Dicke von 0 µm (keine Dicke) aufweist, Beispiel 10. Dasjenige, bei dem die Deckmassenschicht 70 eine Dicke von 15 µm aufweist, entspricht Beispiel 11. Dasjenige, bei dem die Deckmassenschicht 70 eine Dicke von 35 µm aufweist, entspricht Beispiel 12. Dasjenige, bei dem die Deckmassenschicht 70 eine Dicke von 50 µm aufweist, entspricht Beispiel 13. Tabelle 5

	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6	Beispiel 7	Beispiel 8	Beispiel 9	Beispiel 10	Beispiel 11	Beispiel 12	Beispiel 13
Thermisch leitfähige Harzschicht Deckmassen senschicht (µm)	Flexibilität: niedrig			Flexibilität: moderat				Flexibilität: hoch
Thermisch leitfähige Harzschicht Deckmassen senschicht (µm)	keine	15	35	keine	15	35	50	keine	15	35	50
Ausdehdehnungsgrad (%)	25,9	12,9	3,8	44,4	22,5	11,9	4,5	76,7	26,8	19,5	11,2
Pressstanzeigenschaft	Ausgegezeichnet	Gut	Schlec ht	Ausge gezeichnet	Ausgegezeichnet	Gut	Schlec ht	Ausgegezeichnet	Ausgegezeichnet	Ausgegezeichnet	Gut
Ausgezeichnet: Erzeugung von ausgestanzten Fetzen und Graten ist sehr klein
Gut: Erzeugung von ausgestanzten Fetzen und Graten ist klein
Schlecht: Erzeugung von ausgestanzten Fetzen und Graten ist hoch

Als Ergebnis dieses Tests betrug für dasjenige, bei dem die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 eine niedrige Flexibilität aufweist, der Dehnungsgrad eines einzelnen Körpers 25,9 %. Andererseits betrug der Dehnungsgrad desjenigen, das eine hohe Flexibilität aufweist, als einzelner Körper 76,7 %. Wenn ferner die Deckmassenschicht 70 auf jeder der thermisch-leitfähigen Harzschichten 20 mit einer Dicke von 40 µm gebildet ist, ist der Dehnungsgrad reduziert, da der Dehnungsgrad der Deckmassenschicht 70 niedrig ist. Wenn jedoch die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 mit einer hohen Flexibilität verwendet wurde, betrug der Dehnungsgrad 19,5 % oder mehr, selbst wenn man die Deckmassenschicht 70 mit einer Dicke von 35 µm gebildet war.
Wenn in Tabelle 5 die Stanzeigenschaft ausgezeichnet ist, ist eine Erzeugung von Graten oder ausgestanzten Fetzen sehr gering und das Produkt ist sehr gut. Wenn die Stanzeigenschaft gut ist, ist die Erzeugung von Graten oder ausgestanzten Fetzen gering und es gibt im Hinblick auf das Produkt keine Probleme. Wenn die Stanzeigenschaft schlecht ist, ist die Erzeugung von Graten oder ausgestanzten Fetzen hoch und es besteht ein Problem im Hinblick auf das Produkt. Wie in Tabelle 5 gezeigt ist, ist die Erzeugung von Graten oder ausgestanzten Fetzen im Allgemeinen reduziert, wenn der Dehnungsgrad hoch ist. Jedoch besteht im Hinblick auf das Produkt kein Problem, wenn die Flexibilität der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 niedrig ist, wenn die Flexibilität mittelhoch ist und wenn die Flexibilität hoch ist, falls der Dehnungsgrad 12,9% oder mehr beträgt und somit in einem bevorzugten Bereich liegt. Es ist bevorzugter, wenn der Dehnungsgrad 19,5% oder mehr beträgt, da die Pressstanzeigenschaft weiter verbessert ist.
Herstellungsverfahren
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 beschrieben. Beim Herstellen der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 wird zuerst die Kupferfolie gefertigt, die die Kupferfolienschicht 30 sein wird. Das Harz, das die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 sein wird, wird auf die Kupferfolie aufgetragen, um eine nicht-ausgehärtete thermisch-leitfähige Harzschicht 20 zu bilden (erster Schritt). Danach wird die Kupferfolie gefertigt, die die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 sein wird, und die Kupferfolie wird an die oben beschriebene ausgehärtete thermisch-leitfähige Harzschicht 20 gebondet (zweiter Schritt).
Danach wird auf der Kupferfolie der Kupferfolienschicht 30 und der Kupferfolie der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 eine Ätzung ausgeführt, um die Kupferfolienschicht 30 und die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 zu bilden (dritter Schritt). Im Einzelnen wird ein Trockenfilm auf die Kupferfolie der Kupferfolienschicht 30 und die Kupferfolie der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 gebondet. Danach wird eine Belichtung durch eine Ultraviolettbestrahlung oder dergleichen ausgeführt und nach der Belichtung wird der nicht-gehärtete Trockenfilm entfernt, um eine vorbestimmte Musterform zu erhalten. Danach wird das Ätzen ausgeführt. Ferner wird der Trockenfilm abgezogen. Somit wird ein Ätzmuster in der Kupferfolienschicht 30 und der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 gebildet.
Danach wird die oben beschriebene Tinte, die das hohe thermische Emissionsvermögen aufweist, auf der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 aufgetragen, um die Deckmassenschicht 70 zu bilden. Ferner wird der Abdeckfilm mit der Haftmaterialschicht 40 und der Abdeckmaterialschicht 50 an die Kupferfolienschicht 30 gebondet. Nebenbei bemerkt kann die LED 100 vor oder nach diesem Bonden auf den Schaltungsabschnitt 31 montiert werden.
Danach wird das Stanzen und Biegen an vorbestimmten Positionen auf geeignete Weise durchgeführt. Somit ist die in 1 gezeigte flexible gedruckte Leiterplatte 10 gebildet.
Wirkungen
Gemäß der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 mit der oben beschriebenen Struktur und dem Verfahren zum Herstellen der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 werden die folgenden Wirkungen erhalten.
Das heißt, die flexible gedruckte Leiterplatte 10 besteht aus einer Kupferfolie und umfasst die Kupferfolienschicht 30 (entspricht der Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht) mit dem Schaltungsabschnitt 31, auf dem die der Last entsprechende LED 100 montiert ist, und die thermisch-leitfähige Harzschicht 20, bei der die Kupferfolienschicht 30 auf der Oberflächenseite derselben laminiert ist, und die eine thermische Leitfähigkeit von 0,49 W/mK oder mehr aufweist. Die flexible gedruckte Leiterplatte 10 umfasst ferner die die aus einer Kupferfolie bestehende Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60, welche auf die Rückoberflächenseite der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 laminiert ist und die eine Dicke von 100 bis 400% in Bezug auf die Kupferfolienschicht 30 aufweist.
Mit einer solchen Struktur der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es möglich, die Wärmeabfuhrleistung ohne die Verwendung des Aluminiumwärmeabfuhrmaterials zu verbessern. Ferner wird das Aluminiumwärmeabfuhrmaterial der herkömmlichen Struktur nicht verwendet. Daher ist es möglich, das Gewicht zu reduzieren. Ferner ist bei der in Patentdokument 1 offenbarten Struktur die Kupferfolie hart und die Verarbeitbarkeit wie etwa Biegen ist schlechter. Da bei der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels jedoch die Dicke der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 in einem Bereich von 100 bis 400% in Bezug auf die Kupferfolienschicht 30 ist, ist die Verarbeitbarkeit gut. Ferner wird kein teures Aluminium-Wärmeabfuhrmaterial verwendet. Daher ist es möglich, die für die Verarbeitung und Anbringung erforderlichen Arbeitsstunden zu reduzieren. Dies ermöglicht es, die Kosten zu reduzieren.
Bei der in 4 gezeigten flexiblen gedruckten Leiterplatte 10A gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 ist eine Polyimidschicht 200A mit einer niedrigen thermischen Leitfähigkeit wie bei der herkömmlichen flexiblen gedruckten Leiterplatte vorhanden. Daher dient die Polyimidschicht 200A als thermischer Widerstand und die Wärmeabfuhrleistung der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 ist verschlechtert. Im Gegensatz dazu ist bei der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Polyimidschicht 200A nicht bereitgestellt. Ferner ist die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 neu bereitgestellt. Daher ist es möglich, die durch die Last, z. B. die LED 100, erzeugte Wärme auf zufriedenstellende Weise zu der Seite der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 zu übertragen. Daher ist es möglich, die Wärmeabfuhrleistung der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 zu verbessern, wodurch ein Temperaturanstieg unterdrückt wird.
Ferner enthält die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Epoxidharz, das Aushärtungsmittel, den Aushärtungsbeschleuniger, die Flexibilitätskomponente und das thermisch-leitfähige Füllmittel. Ferner kann eine Mischungsmenge des thermisch-leitfähigen Füllmittels in der thermisch-leitfähigen Harzschicht 20 auf 30 Vol.-% oder mehr gesetzt sein. In diesem Fall ist es möglich, die thermische Leitfähigkeit von 0,70 oder mehr zu erhalten, wodurch die Wärmeabfuhrleistung verbessert wird.
Ferner enthält das thermisch-leitfähige Füllmittel bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein oder mehrere Materialien, die aus Zinkoxid, Titanoxid, Bornitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid, hexagonalem Bornitrid und Magnesiumcarbonat ausgewählt sind. In diesem Fall kann das thermisch-leitfähige Füllmittel ohne weiteres in das Epoxidharz oder dergleichen gemischt werden. Die thermische Leitfähigkeit kann durch Einstellen der Mischungsmenge eingestellt werden.
Ferner ist die Deckmassenschicht 70 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf der Rückoberflächenseite der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 bereitgestellt. Die Deckmassenschicht 70 weist eine Filmdicke von 15 µm oder weniger und ein thermisches Emissionsvermögen von 0,68 oder mehr auf. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass die Deckmassenschicht 70 der thermische Widerstand ist. Ferner ist es möglich, Wärme auf zufriedenstellende Weise abzuführen, indem eine nach außen gerichtete thermische Strahlung genutzt wird.
Ferner ist die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit dem geätzten Schlitzabschnitt 61 (entspricht der Ausnehmung) versehen. Daher ist es möglich, die Verarbeitung, zum Beispiel Stanzen oder Biegen, ohne weiteres auszuführen, indem der Schlitzabschnitt 61 genutzt wird, wodurch die Verarbeitbarkeit verbessert wird.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt ferner in einem Abschnitt, bei dem die Kupferfolienschicht 30 auf der Frontoberflächenseite in dem geätzten Abschnitt (Abschnitt, in dem die Ausnehmung gebildet ist) der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 entfernt ist, der Dehnungsgrad eines Abschnitts, bei dem die Deckmassenschicht 70 an die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 laminiert ist, 19,5% oder mehr. Daher ist es möglich, die Erzeugung von Graten, ausgestanzten Fetzen oder dergleichen während des Stanzens durch Pressbearbeitung oder dergleichen zu reduzieren. Außerdem ist es möglich, die Stanzeigenschaft zu verbessern.
Ferner ist die Kupferfolienschicht 30 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit dem Verdrahtungsabschnitt 32 versehen, der mit dem Schaltungsabschnitt 31 verbunden ist. Der zum Biegen oder Krümmen des Substrats teilweise geätzte Schlitzabschnitt 31 ist auf der Rückoberflächenseite des Verdrahtungsabschnitts 32 bereitgestellt. Daher kann die flexible gedruckte Leiterplatte 10 ohne weiteres gebogen werden. Ferner kann die flexible gedruckte Leiterplatte 10 ohne weiteres gekrümmt werden. Daher ist es möglich, die flexible gedruckte Leiterplatte 10 in das Lampengehäuse oder dergleichen ohne weiteres einzubringen.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner die Montierfläche 120 vorhanden, welche den Schaltungsabschnitt 31 umfasst, auf den die Last, z. B. die LED 100, montiert ist. Der Kabelabschnitt 110, der die Montierflächen 120 verbindet, ist zwischen den benachbarten Montierflächen 120 bereitgestellt. Der Schlitzabschnitt 61 ist derart gebildet, dass die Endabschnittsseite der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 in dem Kabelabschnitt 110 und die Endabschnittsseite der Kupferfolienschicht 30 überlappen, wenn die flexible gedruckte Leiterplatte 10 in einer Draufsicht betrachtet wird. Daher verläuft die durch die Last, z. B. die LED 100, erzeugte Wärme durch die thermisch-leitfähige Harzschicht 20 auf dem kürzesten Weg und wird zu der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 übertragen. Selbst wenn die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 durch den Schlitzabschnitt 61 unterteilt ist, ist es somit möglich, die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 als einen Wärmeabfuhrabschnitt mit einer großen Fläche zu verwenden, wodurch die Wärmeabfuhrleistung verbessert wird.
Modifizierung
Obwohl oben ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, kann die vorliegende Erfindung auf vielfältige Weise modifiziert werden. Dies wird im Folgenden beschrieben.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die flexible gedruckte Leiterplatte 10 auf geeignete Weise gebogen sein, um eine Wärmeabfuhrleistung zu erweitern. Dieses Beispiel ist in 8 gezeigt. 8 ist eine Ansicht, die eine Struktur der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10S gemäß einer Modifizierung der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei der in 8 gezeigten Struktur ist ein gebogener Abschnitt 130, der in der Dickenrichtung gebogen ist, mit der Endabschnittsseite in der Breitenrichtung verbunden, welche die Längsrichtung eines Abschnitts schneidet, an dem der Kabelabschnitt 110 in der Montierfläche 120 verbunden ist. Zumindest die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 ist in dem gebogenen Abschnitt 130 bereitgestellt.
Daher ist es möglich, die Fläche der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht 60 zu vergrößern, wodurch die Wärmeabfuhrleistung weiter verbessert wird. Aufgrund des Vorhandenseins des gebogenen Abschnitts 130 ist es außerdem möglich, die Einfügung in das Lampengehäuse oder dergleichen zu verbessern. Ferner ist es aufgrund des Vorhandenseins des gebogenen Abschnitts 130 außerdem möglich, eine Steifigkeit der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10S zu verbessern.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die einzelne flexible gedruckte Leiterplatte 10 beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Struktur beschränkt. Beispielsweise können die Rückoberflächenwärmeabfuhrschichten 60 der einzelnen flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 aneinander gebondet sein. In diesem Fall kann die flexible gedruckte Leiterplatte 10 beispielsweise nach hinten gefaltet werden, so dass die Rückoberflächenwärmeabfuhrschichten 60 aneinander gebondet sind.
Ferner ist bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Fall beschrieben, bei dem die LED 100 als die Last verwendet wird. Jedoch ist die Last nicht auf die LED 100 beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, unterschiedliche Lasten zu verwenden, z. B. eine Schaltung, die ein thermoelektrisches Element verwendet, eine Steuerschaltung, ein Speicherbauelement, ein kleines Antriebsbauelement, eine Heizschaltung, die einen Heizdraht verwendet, und dergleichen.
Bezugszeichenliste

10, 10A, 10B, 10S:: flexible gedruckte Leiterplatte
20:: thermisch-leitfähige Harzschicht
30, 30A, 30B:: Kupferfolienschicht (Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht)
31:: Schaltungsabschnitt
32:: Verdrahtungsabschnitt
40, 40A, 40B:: Haftmaterialschicht
50, 50A:: Abdeckmaterialschicht
60:: Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht
61:: Schlitzabschnitt (entspricht einer Ausnehmung)
62:: kabelseitige Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht
63:: schaltungsseitige Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht
70:: Deckmassenschicht
80, 80A, 80B:: Weißbeschichtungsschicht
100:: LED
110:: Kabelabschnitt
120:: Montierfläche
130:: gebogener Abschnitt
200A, 200B:: Polyimidschicht
210A, 210B:: Haftmaterialschicht
220A:: Verstärkungsplattenhaftmaterialschicht
230A:: Aluminiumwärmeabfuhrmaterial
231A:: Schenkelabschnitt
250B:: Kupferfolienschicht
260B:: Haftmaterialschicht
270B:: Polyimidschicht
300:: Polystyrenschaum
P1:: Thermodiffusionsweg
R1:: Überlappungsbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2011249574 A [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO-22007-3 [0058]

Claims

Eine flexible gedruckte Leiterplatte, auf die eine leistungsaufnehmende Last montiert ist, wobei die flexible gedruckte Leiterplatte folgende Merkmale aufweist: eine Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht, die aus einer Kupferfolie besteht und einen Schaltungsabschnitt aufweist, auf den die Last montiert ist; eine thermisch-leitfähige Harzschicht, bei der die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht auf eine Frontoberflächenseite derselben laminiert ist und die eine thermische Leitfähigkeit von 0,49 W/mK oder mehr aufweist; und eine Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht, die aus einer Kupferfolie besteht, an eine Rückoberflächenseite der thermisch-leitfähigen Harzschicht laminiert ist und eine Dicke von 100 bis 400 % in Bezug auf die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht aufweist.
Die flexible gedruckte Leiterplatte gemäß Anspruch 1, bei der: die thermisch-leitfähige Harzschicht ein Epoxidharz, ein Aushärtungsmittel, einen Aushärtungsbeschleuniger, eine Flexibilitätskomponente und ein thermisch-leitfähiges Füllmittel aufweist, und eine Mischungsmenge des thermisch-leitfähigen Füllmittels in der thermisch-leitfähigen Harzschicht 30 Vol.-% oder mehr beträgt.
Die flexible gedruckte Leiterplatte gemäß Anspruch 2, bei der das thermisch-leitfähige Füllmittel eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus Zinkoxid, Titanoxid, Bornitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid, hexagonalem Bornitrid und Magnesiumcarbonat enthält.
Die flexible gedruckte Leiterplatte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der: die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht ferner auf einer Rückoberflächenseite derselben mit einer Deckmassenschicht versehen ist, und die Deckmassenschicht in einem Abschnitt, in dem die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht geätzt ist, eine Filmdicke von 15 µm oder weniger und ein thermisches Emissionsvermögen von 0,68 oder mehr aufweist.
Die flexible gedruckte Leiterplatte gemäß Anspruch 4, bei der die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht ferner mit einer geätzten Ausnehmung versehen ist.
Die flexible gedruckte Leiterplatte gemäß Anspruch 5, bei der in einem Abschnitt, aus dem die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht auf einer Frontoberflächenseite der Ausnehmung entfernt ist, ein Dehnungsgrad eines Abschnitts, bei dem die Deckmassenschicht an die thermisch-leitfähige Harzschicht laminiert ist, 19,5% oder mehr beträgt.
Die flexible gedruckte Leiterplatte gemäß Anspruch 5 oder 6, bei der: die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht ferner mit einem Verdrahtungsabschnitt versehen ist, der mit dem Schaltungsabschnitt verbunden ist, und ein der Ausnehmung entsprechender Schlitzabschnitt, der zum Biegen oder Krümmen teilweise geätzt ist, auf einer Rückoberflächenseite des Verdrahtungsabschnitts bereitgestellt ist.
Die flexible gedruckte Leiterplatte gemäß Anspruch 7, die ferner folgende Merkmale aufweist: eine Montierfläche, die den Schaltungsabschnitt umfasst, auf den die Last montiert ist; und einen Kabelabschnitt, der den Verdrahtungsabschnitt umfasst und sich zwischen den benachbarten Montierflächen befindet und die Montierflächen verbindet, wobei die Ausnehmung auf einer Endabschnittsseite der Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht in dem Kabelabschnitt gebildet ist, um in einer Draufsicht eine Endabschnittsseite der Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht zu überlappen.
Die flexible gedruckte Leiterplatte gemäß Anspruch 7 oder 8, die ferner folgende Merkmale aufweist: eine Montierfläche, die den Schaltungsabschnitt umfasst, auf den die Last montiert ist; und einen Kabelabschnitt, der den Verdrahtungsabschnitt umfasst und sich zwischen den benachbarten Montierflächen befindet und die Montierflächen verbindet, wobei ein gebogener Abschnitt, der in einer Dickenrichtung gebogen ist, mit einer Endabschnittsseite in einer Breitenrichtung verbunden ist, die eine Längsrichtung eines Abschnitts schneidet, mit dem der Kabelabschnitt in der Montierfläche verbunden ist, und zumindest die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht in dem gebogenen Abschnitt bereitgestellt ist.
Die flexible gedruckte Leiterplatte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Rückoberflächenwärmeabfuhrschichten aneinander gebondet sind.
Ein Verfahren zum Herstellen einer flexiblen gedruckten Leiterplatte, auf die eine leistungsaufnehmende Last montiert ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: einen ersten Schritt des Bildens einer nicht-ausgehärteten thermisch-leitfähigen Harzschicht, die eine thermisch-leitfähige Harzschicht mit einer thermischen Leitfähigkeit von 0,49 W/mK oder mehr in einem ausgehärteten Zustand ist, auf einer Kupferfolie als Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht; einen zweiten Schritt des Bondens einer weiteren Kupferfolie, die eine Dicke von 100 bis 400% in Bezug auf die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht aufweist, an die nicht-ausgehärtete thermisch-leitfähige Harzschicht, als eine Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht nach dem ersten Schritt; und einen dritten Schritt des Ätzens der Kupferfolie, die die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht sein wird, und der anderen Kupferfolie, die die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht sein wird, um die Frontoberflächenwärmeabfuhrschicht und die Rückoberflächenwärmeabfuhrschicht zu bilden.