JP2006198916A - 熱伝導性基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は熱伝導性基板の製造方法に関するもので、熱硬化性樹脂組成物によるバリの発生を防止するものである。
【解決手段】下金型６の上に回路形成用導体２と、部分硬化状態で可撓性を有するシート形状の熱硬化性樹脂組成物１と、放熱用金属板４と、フィルム１２とを順次下方から上方へと積み重ねる第１工程と、この第１工程による積層体がその開口部７ａ内に収納された状態で、前記下金型６上に上金型７を載せる第２工程と、前記上金型７の開口部７ａ上から中金型８で前記フィルム１２を介して前記積層体を押さえる第３工程からなり、前記第１工程において前記フィルム１２が前記熱硬化性樹脂組成物１より大きい熱伝導性基板の製造方法とすることにより課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器における高電力回路などに使用される熱伝導性基板の製造方法に関するものである。

従来の熱伝導性基板の製造方法を図３に示す。

図３において、１は熱硬化性樹脂と熱伝導性フィラーを成分として含む軟体の熱硬化性組成物をシート状にした熱硬化性樹脂組成物であり、例えば７０〜９５重量部の無機質フィラーと、熱硬化樹脂、硬化剤および硬化促進剤でなり、半硬化あるいは部分硬化状態で可撓性を有して、少なくとも膜厚が０．８〜２．０ｍｍ、好ましくは０．８〜１．６ｍｍとなるように、ドクターブレード法、コーター法、押出し成形法あるいは圧延法により形成している。

２は配線、電極あるいは取出端子を構成するための複数の貫通溝３を有した回路形成用導体であり、高熱伝導性または高電気伝導性の鉄、銅、アルミニウムあるいはそれらの合金などの板状金属材よりなり、プレス加工、エッチング加工あるいはレーザー加工などにより所定のパターンや形状に加工されたリードフレームである。

４は放熱用金属板であり、熱伝導性の優れた鉄、銅、アルミニウム、アルマイト処理されたアルミニウムあるいはそれらの合金などの金属材を、所定形状に加工して形成している。

５は回路形成用導体２の一部を曲げ加工して形成した接続用あるいは放熱用の端子である。

６は下金型、７は上金型、８は上金型７から独立して動く中金型であり、これらから金型が構成されており、熱硬化性樹脂組成物１と回路形成用導体２と放熱用金属板４とを一体化させる。

図４は回路形成用導体２の平面図である。図４において、９は回路形成用導体２の外枠１１に開けられた基準孔である。

図５は下金型６の斜視図であり、四隅に回路形成用導体２の外枠１１に開けられた基準孔９を用いて回路形成用導体２の位置決めをするためのパイロットピン１０が設けられている。また、下金型６の中央には熱伝導性基板の外形を形作るための壁６ａが設けられており、図４に示すように回路形成用導体２の外枠１１には沿い、端子５には直交するように配置され、端子５に対応する部分は溝６ｂが設けられている。熱硬化性樹脂組成物１と放熱用金属板４はこの壁６ａによって囲まれる領域を覆うように積層され、この領域を破線によって図示する。

図３において、従来の基板の製造方法の概要を説明する。

まず、図３（ａ）のように下金型６の上に回路形成用導体２が敷かれ、その上から上金型７が下金型６に設けられた壁６ａに載るように設置される。

次に図３（ｂ）のように上金型７の開口部７ａ内に放熱用金属板４に貼られた熱硬化性樹脂組成物１が投入される。

次に図３（ｃ）のように放熱用金属板４の上から中金型８が重ねられた後、熱プレス内に設置されて一定の温度に昇温されつつ、加圧される。この時、中金型８が下へ加圧されて下降し、熱硬化性樹脂組成物１が回路形成用導体２の貫通溝３に充填される。

その後、図３（ｄ）に示すように、回路形成用導体２の端子５を外枠１１から切断分離した後に図３（ｅ）に示すように、端子５を曲げ加工により形成して、熱伝導性基板を完成するのである。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては例えば特許文献１が知られている。
特開２００２−３５５８３５号公報

しかし従来の熱伝導性基板の製造方法では、熱硬化性樹脂組成物１が中金型８により加熱および加圧される際に軟化して流動するため、熱硬化性樹脂組成物１の一部が上金型７と中金型８との隙間に押し上げられ、バリを形成してしまうという問題を有していた。そこで本発明は中金型８の加熱、加圧時のバリ形成を防止することを目的とするものである。

そしてこの目的を達成するために本発明は、熱硬化性樹脂組成物が上金型方向へと押し上げられないように、フィルムを回路形成用導体、熱硬化性樹脂組成物、放熱用金属板上にさらに積層するもので、このようにすることにより、中金型による加圧時に上金型と中金型の隙間に押し上げられようとする熱硬化性樹脂組成物をフィルムが押さえ、この結果として、バリの発生がなくなるものである。

本発明の製造方法によれば、フィルムを利用することにより、熱硬化性樹脂組成物が上金型および中金型の隙間などに押し上げられることがなくなるので、バリの発生も防ぐことができるのでバリの除去作業も不要となり、作業が簡略化されコスト削減を図ることができ、また金型間の離脱が容易になるので作業性のよいものとなる。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における熱伝導性基板の製造方法について図面を参照しながら説明する。なお、従来の図３〜図５と同一構成部分には同一符号を付して説明を簡略化する。

熱伝導性基板の製造工程としては、図１（ａ）に示すように、まず下金型６の上に回路形成用導体２を載せ、次に放熱用金属板４に貼り付けた熱硬化性樹脂組成物１を回路形成用導体２に積層する。このとき、図１（ｂ）に示すように、下金型６に設けられた壁６ａで囲まれる領域を熱硬化性樹脂組成物１が覆うように積層される。

次に、図１（ｃ）において１２は下金型６の上に置かれた熱硬化性樹脂組成物１よりも一回り大きいポリプロピレン製のフィルムであり、このフィルム１２を回路形成用導体２に積層した熱硬化性樹脂組成物１および放熱用金属板４の上からさらに積層した後、図１（ｄ），（ｅ）に示すように上金型７、中金型８を載せ加圧することによって熱伝導性基板を完成させる。具体的には、まず図１（ｄ）のごとく上金型７の開口部７ａに下方から上方へ回路形成用導体２、熱硬化性樹脂組成物１、放熱用金属板４、フィルム１２の積層体が収納された状態とし、次に図１（ｅ）のごとく中金型８でこれら積層体を下金型６方向へと加圧、加熱する。

図１（ｃ）において、このフィルム１２を用いる点が本発明の技術的特徴の一つである。このようにすることにより、図１（ｅ）のごとく中金型８によって加圧した際に、上金型７と中金型８との隙間に熱硬化性樹脂組成物１の一部が押し上げられバリの発生となってしまうのをフィルム１２が押さえ込み、この結果としてバリの発生が防がれ、またこれによりその後の上金型７、中金型８の離脱も容易とすることができる。

その結果、フィルム１２によって押さえ込まれた熱硬化性樹脂組成物１はフィルム１２に沿う形になるので図１（ｃ）における熱硬化性樹脂組成物１の端面はバリを切り取ったり、削ったりした形は現れず丸みを帯びたり、滑らかさを有した形が現れることになる。

また、このときフィルム１２は回路形成用導体２よりも大きくしてもよい。このようにフィルム１２が回路形成用導体２との間の全面にあることで回路形成用導体２を均一に押さえることができ、回路形成用導体２に反りなどを生じさせることを防ぐとともに、次工程へ熱伝導性基板を搬送する際に包装の役目も果たすことができる。

さらに、フィルム１２には伸縮性を有していることが必要である。これは、上金型７によって押さえられた際に放熱用金属板４および上金型７に沿って追随性を有することでフィルム１２が破れないようにするものである。

フィルム１２が破れるのを防ぐ方法として、図２に示すようにあらかじめ放熱用金属板４に熱硬化性樹脂組成物１を貼り付けたものが入るようなポケット１２ａをフィルム１２の中央に成形してもよい。

伸縮性を有しているフィルム１２として具体的にはポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、フッ素系樹脂が挙げられる。特にポリプロピレンを用いると、フィルム１２に成形を加えることが容易となり、ポリ塩化ビニリデンを用いると、ポリ塩化ビニルに比べ耐熱性やバリア性に富み、フッ素系樹脂を用いると耐薬品性、難燃性、防汚性に富むフィルム１２とすることができる。

図１（ｃ）においては、フィルム１２を積層した後に上金型７を載せ、その次に中金型８を下降させることが必要となる。これにより、上金型７で回路形成用導体２とフィルム１２の密着度を高めた上で、中金型８を下降させることになるので、熱硬化性樹脂組成物１が回路形成用導体２の上下面に流れ出てバリとなることを防ぐことができる。

さらに、図１（ｅ）に示す工程の後、フィルム１２をはがす際、フィルム１２の少なくとも片面に離型処理を施すことによって、作業が容易になる。離型処理としては薬品塗布などで行う。

なお、本実施の形態においては放熱用金属板４と上金型７との間にフィルム１２を挟む形としたが、回路形成用導体２と下金型６との間にフィルム１２を用いても、さらに両方に用いても同様の効果が得られるものとする。

回路形成用導体２と下金型６との間にフィルム１２を用いるとき、フィルム１２に微細な貫通孔を設けるなどして通気性を持たせてもよいものとする。このようにすることにより、回路形成用導体２と下金型６の面との間に挟まった空気を逃がすことができるようになり、熱硬化性樹脂組成物１と回路形成用導体２との間にボイドが発生するのを防ぐことができる。

また、ポケット１２ａを下金型６の形状に合わせて設けてもよく、このようにすることで下金型６上のフィルム１２が動かないようにできる。

さらに、このときフィルム１２の回路形成用導体２へ接する面に粘着性を持たせてもよいものとする。このようにすることにより、回路形成用導体２とフィルム１２の密着度が向上し、回路形成用導体２とフィルム１２の隙間に熱硬化性樹脂組成物１が滲み出るのを防ぐことができる。

以上のように、本発明にかかる熱伝導性基板の製造方法によれば、バリの発生の少ない熱伝導性基板を作ることが可能となるので、作業負荷が軽減され、熱伝導性基板の低コスト化が実現できる。

（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の実施の形態における熱伝導性基板の製造方法を示す断面図 本発明の実施の形態におけるフィルムの斜視図 （ａ）〜（ｅ）はそれぞれ従来の熱伝導性基板の製造方法を示す断面図 従来の回路形成用導体の平面図 従来の金型における下金型の斜視図

符号の説明

１ 熱硬化性樹脂組成物
２ 回路形成用導体
３ 貫通溝
４ 放熱用金属板
５ 端子
６ 下金型
６ａ 壁
６ｂ 溝
７ 上金型
７ａ 開口部
８ 中金型
９ 基準孔
１０ パイロットピン
１１ 外枠
１２ フィルム
１２ａ ポケット

Claims (7)

1. 下金型の上に回路形成用導体と、部分硬化状態で可撓性を有するシート形状の熱硬化性樹脂組成物と、放熱用金属板と、フィルムとを順次下方から上方へと積み重ねる第１工程と、この第１工程による積層体がその開口部内に収納された状態で上金型を前記下金型上に載せる第２工程と、前記上金型の開口部上から中金型で前記フィルムを介して前記積層体を押さえる第３工程からなり、前記第１工程において前記フィルムが前記熱硬化性樹脂組成物より大きい熱伝導性基板の製造方法。
2. フィルムが回路形成用導体よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性基板の製造方法。
3. あらかじめ放熱用金属板に熱硬化性樹脂組成物を貼り付けたものが入るようなポケットを成形したフィルムを使用することを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性基板の製造方法。
4. フィルムを積層した後に上金型を載せ、その次に中金型を下降させて金型内で加熱と加圧とをすることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性基板の製造方法。
5. フィルムの少なくとも金属放熱板側に離型処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性基板の製造方法。
6. フィルムが伸縮性を有していることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性基板の製造方法。
7. フィルムがポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、フッ素系樹脂のうち、いずれか一つからなることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性基板の製造方法。

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