DE2427673B2 - Waerme freigebende, elektrisch isolierende substratplatte - Google Patents

Waerme freigebende, elektrisch isolierende substratplatte

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DE2427673B2 DE19742427673 DE2427673A DE2427673B2 DE 2427673 B2 DE2427673 B2 DE 2427673B2 DE 19742427673 DE19742427673 DE 19742427673 DE 2427673 A DE2427673 A DE 2427673A DE 2427673 B2 DE2427673 B2 DE 2427673B2
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Description

s'abilen Harz, verwendet, tritt eine Schwierigkeit hin- ohne sie zu beschränken. Sofern nicht anders angesichtlich ihrer Affinität gegenüber dem thermisch geben, sind alle Teile, Prozentgehalte, Gewichtsverstabilen Harz auf, und daher können sich innerhalb hältnisse u. ä. durch das Gewicht ausgedrückt,
des entstehenden, imprägnierten, faserförmigen Folien-
materials Poren bilden. Diese Poren expandieren ahn- 5 B e i s ρ i e 1 1
lieh wie die Alunitschicht bei den bekannten Verfahren, Eine Oberfläche einer Aluminiumplatte mit einer wenn man eine Wärmebehandlung durchführt, und Dicke von 2,0 mm wurde nacheinander mit 5%iger dadurch entstehen Blasen oder Risse auf der Ober- Schwefelsäure gewaschen, in 8%iges Natriumhyfläche der Metallfolie, und die Adhäsion oder di'e elek- droxyd eingetaucht, mit 5 %iger Salpetersäure'neutralitrischen Eigenschaften der Metallfolie werden ver- io siert, mit Wasser gewaschen und getrocknet (an der schlechten. Andererseits besitzt das faserförmige Poly- Luft getrocknet). Ein Polyamidpapier (NOMEX, smidfolienmaterial eine gute Affinität für die thermisch Warenzeichen für das Produkt von E. I. du Pont de stabilen Harze, und die oben beschriebenen Nachteile Nemours & Co.), hergestellt, indem man Polyamidwerden vermieden. fasern zu einem papierartigen Bahnenmaterial oder
Da bei der Herstellung der elektrisch isoiierenden »5 papierartigen Blatt verarbeitet, wurde mit einem Ep-
erfindunesgemäßen S">-stntnlatte durch Laminierung oxyharzlack, hergestellt durch Vermischen von Enikote
und Verbinden einer Metal'folie mit einer Metallplatte 1001 (Warenzeichen für ein Epoxyharz, hergestellt von
die Oberfläche der Metallplatte zuvor aktiviert wird Shell Chemical) und Dicyandiamid als Härtungsmittel,
und die obige Laminierung und Verklebung durchge- imprägniert und getrocknet, wobei man ein Polyamid-
fühn wird, wobei man faserartige Polvamidfolie, die »° papier mit einem Harzgehalt von 60Gew.-% erhielt,
mit einem thermisch stabilen Harz iimnrägniert ist, ver- Das entstehende Polyamidpapier und eine 35 μ dicke
wendet, besitzt die entstehen-ie elektrisch isolierende elektrolytische Kupferfolie (das Produkt der Furukawa
Substratplatte eine gute thermische Stabilität während Circuit Foil Co. Ltd.) wurden nacheinander mit der
der Wärmebehandlung, bedingt durch die gute Affi- aktivierten Oberfläche der Aluminiumplatte laminiert,
nität zwischen dem thermisch stabilen Harz und der a5 Das Gefüge wurde zwischen die heißen Platten einer
faserartigen Pnlvamidfolie, und die Adhäsion und die Presse gegeben und bei einer Temperatur von 1700C
elektrischen Eigenschaften der Metallfolie sind sehr und einem Druck von 120 kg/cm2 während 90 Minuten
gut. Zusätzlich kann man eine elektrische Tsolier- erwärmt, um eine elektrisch isolierende Substratplatte
schicht von irgendeiner gewünschten Dicke mit hoher herzustellen.
Präzision herstellen, indem man die Dicke der faser- 3° Die Eigenschaften der elektrisch isolierenden Subartigen Polvamidfolie, die mit dem thermisch stabilen stratplatte wurden bestimmt und sind in der folgenden Harz imprägniert ist. einstellt. Dadurch ist es nicht er- Tabelle aufgeführt,
forderlich, daß die Oberfläche der Metallplatte behan- . .
delt wird, um Hie Oberfläche elektrisch isolierend zu B e ι s ρ ι e I 2
machen, beispielsweise mit einem Aoinitüberzug, wie 35 Eine Oberfläche einer 2 mm dicken Aluminiumdies bei den bekannten Verfahren erforderlich ist. Es platte wurde mit einem Sandgebläse unter Verwendung besteht weiterhin keine Gefahr, daß sich Risse oder von 0,174 mm (100 mesh) Sand aktiviert. Ein PolyBlasen auf d*r Oberfläche der elektrisch isolierenden amidpapier (NOMEX, das Produkt der E. I. du Pont Substratplatten bilden. de Nemours & Co.) wurde mit einem Polyimidharz-
Pp^mmmwn. Hi«* man verwenden kann, um die 4o lack (KERIMID 601, Produkt der Rhone-Poulenc Metallfolie mit der Metallplatte zu verbinden, können S. A.) imprägniert und getrocknet, wobei man ein entsprechend der Art des thermisch stabilen Harzes, Polyamidpapier erhielt, das 60% Harz enthielt. Das das verwendet wird, ausgewählt werden; im auge- entstehende Polyamidpapier und eine 35 μ dicke elekmeinen kann das Verbinden jedoch bei Temneraturen trolytische Kupferfolie wurden nacheinander mit der im Bereich von ungefähr 150 bis ungefähr 300° C und 45 aktivierten Oberfläche der Aluminiumplatte laminiert, einem Druck von ungefähr 10 bis ungefähr 150 kg/cm2 Das Gefüge wurde zwischen die heißen Platten einer während einer Zeit von ungefähr 40 bis ungefähr Presse gegeben und bei einer Temperatur von 170° C 180 Minuten durchgeführt werden. Genauer gesagt, und einem Druck von 100 kg/cm2 während 90 Minuten kann man eine zufriedenstellende Haftung erreichen gebildet. Das gebildete Produkt wurde von den heißen bei Temperaturen von 150 bis 200°C, bevorzugt 170 5<> Platten entnommen und 24 Stunden in einem Tnckenbis 18O0C, und einem Druck von 10 bis 100 kg/cm2, ofen bei 210°C nachgehärtet, um eine elektrisch isobevorzugt 30 bis 50 kg/cm2, während einer Zeit von lierende Substratplatte herzustellen.
40 bis 120 Minuten, bevorzugt 60 bis 80 Minuten, für Die Eigenschaften der elektrisch isoliersnden Sub-Epoxyharze: bei einer Temperatur von 170 bis 280°C, stratplatte wurden bewertet und sind in der folgenden bevorzugt 240 bis 260° C, und einem Druck von 10 bis 55 Tabelle aufgeführt.
100 kg/cm2, bevorzugt 30 bis 50 kg/cm2, während ., , . . . . . .
einer Zeit von 40 bis 120 Minuten, bevorzugt 60 bis vergieicnsoeispiei
80 Minuten, für Polyimidharze; bei einer Temperatur Eine elektrisch isolierende Substratplatte wurde auf von 180 bis 300° C, bevorzugt 200 bis 230° C, und gleiche: Weise wie im Beispiel 1 beschrieben hergeeinem Druck von 100 bis 150 kg/cm2, bevorzugt 130 6o stellt, mit der Ausnahme, daß ein Glastuch (WE-05E, bis 140 kg/cm2, während einer Zeit von 50 bis 180 Mi- Produkt der Nitto Spinning Co., Ltd.), das mit einem nuten, bevorzugt 70 bis 100 Minuten, für Polyamid- Epoxyharz imprägniert und einen Harzgehalt von harze; und bei einer Temperatur von 180'bis 300°C, 65 Gew.-% besitzt, verwendet wurde anstelle des Polybevorzugt 230 bis 27O0C, und einem Druck von 100 amidpapiers, das mit Epoxyharz imprägniert ist und bis 150 kg/cm2, bevorzugt 130 bis 140 kg/cm2, während 65 das in Beispiel 1 verwendet wurde,
einer Zeit von 50 bis 180 Minuten, bevorzugt 70 bis Die Eigenschaften der entstehenden elektrisch iso-100 Minuten, für Polybenzimidazolharze. lierenden Substratplatte wurden bewertet und sind in
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, der Tabelle aufgeführt.
Eigenschaften Proben Vergleichs
beispiel Beispiel 1 Beispiel 2
Thermische Stabilität *
(Zeit bei 2000C in Stunden) 11 >20 8
Thermische Stabilität beim Löten (Min., die Zeit in einer Lötschmelze
bei 26O0C) >5 >5 >5
Abschülfestigkeit (kg/cm2)
Metallplatte—Harz 2,3
Harz-Kupferfolie 2,4
Spez. Oberfiächenwiderstand (Ohm)
C-24/20/65 9 · 1016
C-96/40/90 3 · 1011
D-2/100 3 · 1013
2,2 2,0
2,2 2,0
7 · 1013 8 · 10"
8 · 10" 2 ■ 10"
5 · 10" 3 · 10"

Claims (4)

zugrunde, eine elektrisch isolierende Substratpktte zu Patentanspruch;: schaffen, die alle diese Nachteile der bekannten Pjtt.u η nicht aufweist.
1. Wärme freigebende, elektrisch isolierende Gegenstand der Erfindung ist eine Wärme fiei-Substratplatte, enthaltend ein in der Wärme ver- 5 gebende, elektrisch isolierende Substratplatte, entl εΐ-bundenes Laminat aus einer Metallplatte mit einer tend ein in der Wärme verbundenes Laminat aus einer aktivierten Oberfläche, eine Isolierschicht und eine Metallplatte mit einer aktivierten Oberflache eine Is Metallfolie, dadurch gekennzeichnet, lierschicht und eine Metallfolie, welche dadurch gedaß die Oberfläche der Metallplatte mit Alkali oder kennzeichnet ist, daß die Oberflache der Metallplatte mit einer Lösung aus Kupferacetat und Ammo- ίο mit Alkali oder mit einer Losung aus Kupferacetat und niumacetat oder durch Sandblasen aktiviert wurde Ammoniumacetat oder durch Sandblasen aktiviert und daß als Isolierschicht eine faserförmige Poly- wurde und daß als Isolierschicht eine faserförmige amidfolie, imprägniert mit einem thermisch stabilen Polyamidfolie, imprägniert mit einem thermisch Harz, zwischen der Metallplatte und der Metall- stabilen Harz, zwischen der Metallplatte und der folie liegt. 15 Metallfolie liegt.
2. Substratplatte nach Anspruch 1, dadurch ge- Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert,
kennzeichnet, daß sie als Metallplatte eine Alumi- Dis Wärme freigebende, elektrisch isolierende Subniumplatte enthält. stratplatte wird beispielsweise hergestellt, indem man
3. Substratplatte nach Anspruch 1, dadurch ge- eine Metallfolie, wie eine Kupfer- oder Aluminiumkennzeichnet, daß sie als faserförmige Polyamid- »o folie, auf einer Metallplatte wie einer Aluminium- oder folie ein papierähnliches Polyamidblatt enthält. Kupferplatte laminiert, wobei man eine faserartige
4. Substratplatte nach Anspruch 1, dadurch ge- Polyamidfolie verwendet, die mit einem thermisch kennzeichnet, daß sie als thermisch stabiles Harz stabilen Harz imprägniert ist, und dann wird das ein Epoxyharz, ein Polyimid, ein Polyamid oder/ Gefüge unter Druck erwärmt, um es zu einer inte- und ein Polybenzimida.zol enthält. 25 gralen Struktur zu verbinden.
Um die Adhäsion mit der Metallfolie zu verbessern,
wird die Metallplatte mit einem Alkali oder einer gemischten Lösung, die hauptsächlich Kupferacetat und Ammoniumacetat enthält (die Lösungsmittelmischung
Die Erfindung betrifft eine elektrisch isolierende, 30 wird hergestellt, indem man 1 bis 10 Gew.-Teile Kup-Wärme freigebende Substratplatte, enthaltend ein in feracetat und 1 bis 10 Gew.-Teile Ammoniumacetat der Wärme verbundenes Laminat aus einer Metall- mit 100 Gew.-Teüen Wasser vermischt und den platte mit einer aktivierten Oberfläche, eine Isolier- pH-Wert der Lösung auf 6 bis 9 einstellt), oder die schicht und eine Metallfolie. Die erfindungsgemäße Oberfläche wird unter Verwendung eines Sandblaseelektrisch isolierende, Wärme freigebende Substrat- 35 Verfahrens aktiviert. Als faserartige Polyamidfolie oder platte besitzt eine sehr große thermische Stabilität und als faserartiges Polyamidblatt kann man beispielsweise sehr gute elektrische Eigenschaften und die Metallfolie ein papierähr.liches Polyamidblatt oder -tuch, das mit zeigt eine gute Adhäsion gegenüber dem Substrat. einer Lösung aus einem thermisch stabilen Harz im-
Wärme freigebende, elektrisch isolierende Substrat- prägniert ist und anschließend getrocknet wurde, verplatten (die im folgenden einfach als »elektrisch iso- 40 wenden. Ein papierartiges Polyamidblatt ist am besten lierende Substratplatten« bezeichnet werden) werden in geeignet.
der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 25 756/ Typische Beispiele von thermisch stabilen Harzen,
1971 beschrieben. Diese elektrisch isolierenden Sub- die bei der obigen Imprägnierung verwendet werden stratplatten werden hergestellt, indem man eineKupfer- können, sind (1) Epoxyharze, beispielsweise Epoxyfolie, die mit einem Klebstoff beschichtet ist, mit einer 45 harze des Bisphenol-A-Typs wie ein Diglycidyläther Oberfläche einer Aluminiumplatte laminiert, die eine des Bisphenol-A-Typs, erhalten durch Umsetzung Alunitoberfläche besitzt, und dann wird die Folie mit zwischen Bisphenol-A und Epichlorhydrin, und broder Aluminiumplatte verbunden bzw. verklebt (vgl. mierte Epoxyharze wie jene, die man durch Um-US-PS 31 65 672). Setzung zwischen Tetrabrom-bisphenol-A und Epi-
In der US-PS 32 59 805 werden Trägerplatten für 50 chlorhydrin erhält, und Epoxyharze des Novolakgedruckte Schaltungen beschrieben, bei denen eine Typ« sind jene, die man durch Umsetzung zwischen Metallplatte mit einem Isolierharz beschichtet wird und Epichlorhydrin und einem Phenol des Novolak-Typs eine Metallfolie mit der Metallplatte verklebt ist. oder einem Cresol des Novolak-Typs erhält, (2) PoIy-
In den obenerwähnten elektrisch isolierenden Sub- imidharze, beispielsweise Kondensationsprodukte von stratplatten dienen die Klebeschicht und die Alunit- 55 Säureanhydriden und aromatischen Diaminen wie ein schicht als elektrische Isolierschicht. Da die Alunit- Kondensat von Maleinsäureanhydrid und 4,4'-Dischicht eine schlechte thermische Stabilität besitzt, aminodiphenylmethan, (3) Polyamidharze, beispielstreten in dieser Schicht Risse auf, wenn die elektrisch weise aromatische Polyamidharze, die man durch Umisolierende Substratplatte erwärmt wird, um eine Setzung zwischen cyclischen Diaminen wie Piperazin Widerstandsschaltung herzustellen bzw. zu drucken 60 und aromatischen Dicarbonsäuren wie Isophthalsäure oder beim Löten. Poren, die sich, bedingt durch diese erhält, (4) Polybenzimidazole, beispielsweise Dehydra-Risse, bilden, expandieren während der Wärme- tionspolykondensate, die man durch Umsetzung zwibehandlung und bilden Blasen oder Risse auf der sehen aromatischen Tetraminen wie Diaminobenzidin Oberfläche der Kupferfolie. Dadurch verschlechtert und aromatischen Dicarbonsäuren wie Isophthalsäure sich die Adhäsion der Kupferfolie, oder die elektri- 65 erhält.
sehen Eigenschaften der Substratplatte werden ver- Werden andere faserartige Bahnen oder Folien wie
schlechtert. Glaspapier oder Glastuch anstelle des faserförmigen
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe Polyamidmaterials, imprägniert mit dem thermisch
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