JP2012000960A - Laminated plate for circuit board, circuit board, and manufacturing method for laminated plate for circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路基板用積層板、回路基板および回路基板用積層板の製造方法に関する。 The present invention relates to a circuit board laminate, a circuit board, and a method for manufacturing a circuit board laminate.
回路基板用積層板は、放熱性基材と、必要に応じて設けられる絶縁層と、回路形成用の金属層とを有する。従来、放熱性基材および回路基板用積層板ならびにこれらの製造方法は、たとえば特許文献１〜６に記載されている。 The laminated board for circuit boards has a heat-radiating base material, an insulating layer provided as necessary, and a metal layer for circuit formation. Conventionally, heat-radiating base materials, circuit board laminates, and methods for producing them have been described in, for example, Patent Documents 1 to 6.
特許文献１には、金属粉末と結晶性カーボン材とを混合しホットプレス成形することにより得られる高熱伝導率複合材とその製造方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses a high thermal conductivity composite material obtained by mixing metal powder and a crystalline carbon material and hot press molding, and a method for producing the same.
特許文献２には、黒鉛結晶含有炭素質マトリックスとこのマトリックス中に分散された金属成分とからなる炭素基金属複合材料およびその製造方法が開示されている。 Patent Document 2 discloses a carbon-based metal composite material comprising a graphite crystal-containing carbonaceous matrix and a metal component dispersed in the matrix, and a method for producing the same.
特許文献３には、結晶性樹脂と低融点合金、金属または合金粉末、無機粉末、繊維強化材とからなる熱伝導性樹脂組成物およびその製造方法が開示されている。 Patent Document 3 discloses a thermally conductive resin composition comprising a crystalline resin and a low melting point alloy, a metal or alloy powder, an inorganic powder, and a fiber reinforcing material, and a method for producing the same.
特許文献４には、ガラス不織布を芯材層の基材とし、ガラス布を表面層の基材とし、これらの基材に無機充填剤を配合した熱硬化性樹脂を含浸硬化してなるコンポジット積層板が開示されている。 Patent Document 4 discloses a composite laminate formed by impregnating and curing a thermosetting resin in which a glass nonwoven fabric is used as a base material layer, a glass cloth is used as a surface layer base material, and an inorganic filler is blended in these base materials. A plate is disclosed.
これらはいずれも、放熱性基材として用いられる複合材およびその製造方法であり、回路基板用積層板を製造するためには絶縁層と導電層を形成する工程を必要とし、生産性に欠ける。 All of these are composite materials used as heat-dissipating substrates and methods for producing the same, and in order to produce a laminate for a circuit board, a process of forming an insulating layer and a conductive layer is required, and productivity is lacking.
複合材からなる回路基板用積層板の製造方法としては、特許文献５が知られている。特許文献５には、ガラス布基材とガラス繊維不織布基材に熱硬化性樹脂ワニスを含浸させた後、加熱して乾燥し、さらに加熱して硬化させ、強制急冷した後に銅箔などの金属箔を貼着した金属箔張積層板が開示されている。熱硬化性樹脂は非結晶性で熱伝導性が低く、樹脂中に分散させる繊維も基板の強化材であり材質がガラスや有機物であるため熱伝導率が低い。また、基材に樹脂を含浸させ、気泡の巻き込みを少なくするためにロールで加圧するなどの処理を必要とし、含浸した樹脂を加熱乾燥させ、さらに加熱硬化させた後に、銅箔などを貼着する工程を必要とする。このように、複雑で特殊な設備を要する多数の工程を含む。この方法では、ガラス布とガラス繊維不織布の積層工程、熱硬化性樹脂ワニスの含浸工程、乾燥工程、樹脂の硬化工程はバッチまたは連続で実施できるが、銅箔の積層・貼着工程はバッチ処理となる。 Patent Document 5 is known as a method for manufacturing a circuit board laminate made of a composite material. In Patent Document 5, a glass cloth base material and a glass fiber non-woven base material are impregnated with a thermosetting resin varnish, then heated and dried, further heated and cured, and after forced quenching, a metal such as copper foil A metal foil-clad laminate with attached foil is disclosed. The thermosetting resin is non-crystalline and has low thermal conductivity, and the fiber dispersed in the resin is also a reinforcing material for the substrate, and the material is glass or organic matter, so the thermal conductivity is low. Also, impregnating the resin with the base material, and processing such as pressurizing with a roll to reduce the entrainment of bubbles is required. After the impregnated resin is heat-dried and further heat-cured, a copper foil is pasted. Process is required. As described above, it includes a large number of processes requiring complicated and special equipment. In this method, the lamination process of glass cloth and glass fiber nonwoven fabric, the impregnation process of thermosetting resin varnish, the drying process, and the curing process of the resin can be carried out batchwise or continuously, but the lamination and adhesion process of copper foil is a batch process. It becomes.
複合材からなる放熱性基材を有する回路基板用積層板の製造方法としては、特許文献６が知られている。特許文献６には、炭素粒子および／または炭素繊維とタールピッチとの押出成形体を焼成することにより黒鉛化して得られた多孔質黒鉛化押出成形体に、高温高圧下で溶融金属を含浸させて得られた黒鉛／金属複合材に熱処理を施して高熱伝導・低熱膨張複合材を作製し、さらに金属層としてＮｉ−Ｂメッキ層および／またはＮｉ−Ｐメッキ層を形成した回路基板用積層板が開示されている。この製造方法は多数の工程を含み、金属を溶融させ高温高圧下で含浸させるのに特殊な設備を必要とするため、生産性に欠ける。この方法では、炭素粒子および炭素繊維とタールピッチとの混合押出は連続的に実施できるが、焼成工程、溶融金属の含浸工程、熱処理工程、およびメッキ工程はいずれもバッチ処理となる。 Patent document 6 is known as a manufacturing method of the laminated board for circuit boards which has the thermal radiation base material which consists of composite materials. In Patent Document 6, a porous graphitized extrudate obtained by graphitization by firing an extrudate of carbon particles and / or carbon fibers and tar pitch is impregnated with a molten metal under high temperature and high pressure. A heat-treating and low thermal expansion composite material is produced by subjecting the graphite / metal composite material thus obtained to a heat treatment, and a Ni-B plating layer and / or a Ni-P plating layer is further formed as a metal layer. Is disclosed. This manufacturing method includes a large number of steps, and requires special equipment to melt and impregnate the metal under high temperature and high pressure. In this method, the mixed extrusion of carbon particles and carbon fibers and tar pitch can be carried out continuously, but the firing process, the molten metal impregnation process, the heat treatment process, and the plating process are all batch processes.
また、一般に知られている回路基板用積層板として、セラミック基材や金属基材を用いたものがある。 Further, as a generally known laminated board for a circuit board, there is a board using a ceramic base or a metal base.
前者は、基材としてアルミナや窒化アルミニウムなどのセラミック板を用い、基材の表面にメタライジングにより回路形成用の金属層を形成したものである。メタライジングの方法としては、導電金属箔を焼き付ける方法、導電ペーストを印刷し焼き付ける方法、蒸着・スパッタなどによって配線パターンを形成する方法などがある。しかし、セラミック板を製造する工程が複雑であり、サイズの大きな製品を作りにくいという問題点がある。また、メタライジングはバッチ処理となる。さらに、材料価格が大変高く、加工が困難なため製品価格の低減が困難であるという問題点もある。 In the former, a ceramic plate such as alumina or aluminum nitride is used as a base material, and a metal layer for circuit formation is formed on the surface of the base material by metalizing. As a method of metalizing, there are a method of baking a conductive metal foil, a method of printing and baking a conductive paste, a method of forming a wiring pattern by vapor deposition / sputtering, and the like. However, the process of manufacturing the ceramic plate is complicated, and there is a problem that it is difficult to make a large product. Metalizing is a batch process. Furthermore, there is a problem that it is difficult to reduce the product price because the material price is very high and processing is difficult.
後者は、基材としてアルミニウム、銅、鉄などの金属板を用い、その上に絶縁層を形成し、その上に回路を形成するための金属層を形成した構造を有する。その製造方法として、基材に絶縁性の接着剤を塗布するかまたは接着性フィルムを積層した後、回路形成用の導電箔を貼り付けて加熱加圧するなどの方法が知られている。この方法は、絶縁接着層（たとえばエポキシプリプレグ）の作製工程、金属板、絶縁接着層および回路形成のための銅箔の積層工程、ならびに加熱加圧工程がバッチ処理になり、連続的な工程を採用できないため生産性が悪い。また、銅箔をエッチングして回路を形成する際、基材である金属を腐食させないように保護膜処理（マスキング）し、エッチング後に保護膜を剥離するなどの工程が必要になる。 The latter has a structure in which a metal plate such as aluminum, copper, or iron is used as a substrate, an insulating layer is formed thereon, and a metal layer for forming a circuit is formed thereon. As a manufacturing method thereof, a method of applying an insulating adhesive on a base material or laminating an adhesive film, attaching a conductive foil for circuit formation, and heating and pressing is known. In this method, a process for producing an insulating adhesive layer (for example, epoxy prepreg), a metal plate, a process for laminating a copper foil for forming an insulating adhesive layer and a circuit, and a heating and pressing process are batch processes, and a continuous process is performed. Productivity is poor because it cannot be adopted. Further, when a circuit is formed by etching a copper foil, a process such as a protective film treatment (masking) is performed so as not to corrode a metal as a base material, and the protective film is peeled off after etching.
以上で説明した複合材を用いた回路基板用積層板やセラミックまたは金属を基材とする回路基板用積層板は高い放熱性を示すが、いずれも生産性の悪い製造方法を採用せざるを得なかったため、安価に大量に生産することが強く望まれていた。 The circuit board laminates using the composite materials described above and the circuit board laminates based on ceramics or metals exhibit high heat dissipation, but all have to adopt a low-productivity manufacturing method. Therefore, it was strongly desired to produce in large quantities at low cost.
本発明の目的は、高い放熱性を有する回路基板用積層板および回路基板、ならびにこのような回路基板用積層板を極めて高い生産性で製造し得る方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a circuit board laminate and a circuit board having high heat dissipation, and a method capable of manufacturing such a circuit board laminate with extremely high productivity.
本発明の一態様によれば、高熱伝導性のフィラーと結晶性ポリマーとを含む基材と、前記基材上に形成され、絶縁性の熱伝導性フィラーと結晶性ポリマーとを含む絶縁層と、前記絶縁層上に形成された金属層とを具備し、前記基材中の高熱伝導性フィラーの含有率が１５〜６５ｖｏｌ％であり、前記絶縁層中の熱伝導性フィラーの含有率が１５〜６５ｖｏｌ％であることを特徴とする回路基板用積層板が提供される。 According to one aspect of the present invention, a base material including a highly heat conductive filler and a crystalline polymer, an insulating layer formed on the base material and including an insulating heat conductive filler and a crystalline polymer; And a metal layer formed on the insulating layer, the content of the high thermal conductive filler in the base material is 15 to 65 vol%, and the content of the thermal conductive filler in the insulating layer is 15 A laminated board for a circuit board is provided, which is -65 vol%.
本発明の他の態様によれば、高熱伝導性のフィラー１５〜６５ｖｏｌ％と結晶性ポリマーとを含む基材組成物と、絶縁性の熱伝導性フィラー１５〜６５ｖｏｌ％と結晶性ポリマーとを含む絶縁層組成物とを多層押出成形して、基材と絶縁層とを含む成形体を形成し、前記成形体の絶縁層上に金属箔をラミネートするかまたは金属層を堆積することを特徴とする回路基板用積層板の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a base composition containing 15 to 65 vol% of a high thermal conductive filler and a crystalline polymer, 15 to 65 vol% of an insulating thermal conductive filler and a crystalline polymer is included. A multilayer extrusion molding of an insulating layer composition to form a molded body including a base material and an insulating layer, and a metal foil is laminated or a metal layer is deposited on the insulating layer of the molded body. A method for manufacturing a laminated board for a circuit board is provided.
本発明の別の態様によれば、高熱伝導性のフィラー１５〜６５ｖｏｌ％と結晶性ポリマーとを含む基材組成物を単層押出成形して基材を形成し、絶縁性の熱伝導性フィラー１５〜６５ｖｏｌ％と結晶性ポリマーとを含む絶縁層組成物を単層押出成形して絶縁層を形成し、前記基材と前記絶縁層とをラミネートして成形体を形成し、前記成形体の絶縁層上に金属箔をラミネートするかまたは金属層を堆積することを特徴とする回路基板用積層板の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a base material composition containing 15 to 65 vol% of a highly heat conductive filler and a crystalline polymer is formed by single layer extrusion to form a base material, and an insulating heat conductive filler A single layer extrusion molding of an insulating layer composition containing 15 to 65 vol% and a crystalline polymer forms an insulating layer, and laminates the base material and the insulating layer to form a molded body. There is provided a method for producing a laminate for a circuit board, comprising laminating a metal foil or depositing a metal layer on an insulating layer.
本発明のさらに他の態様によれば、高熱伝導性のフィラー１５〜６５ｖｏｌ％と結晶性ポリマーとを含む基材組成物を単層押出成形して基材を形成し、絶縁性の熱伝導性フィラー１５〜６５ｖｏｌ％と結晶性ポリマーとを含む絶縁層組成物を単層押出成形して絶縁層を形成し、前記基材と前記絶縁層と金属箔とをラミネートすることを特徴とする回路基板用積層板の製造方法が提供される。 According to still another aspect of the present invention, a base material composition containing 15 to 65 vol% of a high thermal conductivity filler and a crystalline polymer is formed by single-layer extrusion molding to form a base material. A circuit board comprising: forming an insulating layer by extruding an insulating layer composition containing 15 to 65 vol% filler and a crystalline polymer to form an insulating layer, and laminating the base material, the insulating layer, and a metal foil. A method for manufacturing a laminated board is provided.
本発明によれば、高い放熱性を有する回路基板用積層板および回路基板、ならびにこのような回路基板用積層板を極めて高い生産性で製造し得る方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method of manufacturing the laminated board for circuit boards and circuit board which have high heat dissipation, and such a laminated board for circuit boards with very high productivity can be provided.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態に係る回路基板用積層板の断面図である。図１に示すように、この回路基板用積層板１０は、高熱伝導性のフィラーと結晶性ポリマーとを含む基材１１と、前記基材１１上に形成され、絶縁性の熱伝導性フィラーと結晶性ポリマーとを含む絶縁層１２と、前記絶縁層１２上に形成された金属層１３とを有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a circuit board laminate according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
本発明において、基材および絶縁層には結晶性ポリマーが用いられる。結晶性ポリマーは、非結晶性ポリマーに比べ熱伝導率が大きいことが知られている。結晶性ポリマーとしては、例えばポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などが挙げられる。 In the present invention, a crystalline polymer is used for the substrate and the insulating layer. It is known that a crystalline polymer has a higher thermal conductivity than an amorphous polymer. Examples of the crystalline polymer include polyamide (PA), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyacetal (POM), polyether ether ketone (PEEK), liquid crystal polymer (LCP), polyethylene naphthalate (PEN). , Polyphenylene sulfide (PPS), polyamideimide (PAI), polyethylene (PE), polypropylene (PP) and the like.
本発明において、基材は高い熱伝導性を有することが重要であり、電気的な特性は特に要求されない。基材に充填する高熱伝導性のフィラーは、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・ｋ以上である、炭素短繊維、カーボンナノチューブおよび金属粉粒体からなる群より選択することが好ましい。炭素短繊維とは、繊維平均長が１２ｍｍ以下のものをいう。繊維長が１２ｍｍを超えると、押出成形が困難になり量産性がなくなる。金属粉粒体としては、たとえば銅、銀、金、アルミニウムなど熱伝導率の高い金属の粉粒体が挙げられる。 In the present invention, it is important that the base material has high thermal conductivity, and no electrical characteristics are particularly required. It is preferable that the highly heat-conductive filler filled in the base material is selected from the group consisting of carbon short fibers, carbon nanotubes, and metal particles having a thermal conductivity of 200 W / m · k or more. The carbon short fiber means one having an average fiber length of 12 mm or less. When the fiber length exceeds 12 mm, extrusion molding becomes difficult and mass productivity is lost. Examples of the metal particles include metal particles having high thermal conductivity such as copper, silver, gold, and aluminum.
本発明において、絶縁層は、その上に形成される金属層をパターニングして回路を形成するため、絶縁性を有することが要求されるとともに、熱伝導性が高いことが望ましい。絶縁層に含まれる絶縁性の熱伝導性フィラーは、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・ｋ以上である、金属酸化物の粉粒体および金属窒化物の粉粒体からなる群より選択することが好ましい。金属酸化物としては、たとえばＡｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＭｇＯが挙げられる。金属窒化物としては、たとえばＡｌＮ、ＢＮ、Ｓｉ3Ｎ4が挙げられる。 In the present invention, since the insulating layer forms a circuit by patterning a metal layer formed thereon, the insulating layer is required to have insulating properties and desirably has high thermal conductivity. The insulating thermally conductive filler contained in the insulating layer may be selected from the group consisting of metal oxide particles and metal nitride particles having a thermal conductivity of 20 W / m · k or more. preferable. Examples of the metal oxide include Al 2 O 3 , ZrO 2 , and MgO. Examples of the metal nitride include AlN, BN, and Si 3 N 4 .
本発明において、基材中の高熱伝導性フィラーの含有率は１５〜６５ｖｏｌ％であり、絶縁層中の熱伝導性フィラーの含有率は１５〜６５ｖｏｌ％である。フィラーの含有率は、押出成形が可能な流動性と回路基板用積層板の放熱性とを考慮して設定されている。すなわち、基材中の高熱伝導性フィラーの含有率および絶縁層中の熱伝導性フィラーの含有率が１５ｖｏｌ％未満である場合には、得られる回路基板用積層板の放熱性は低くなるので望ましくない。一方、基材中の高熱伝導性フィラーの含有率および絶縁層中の熱伝導性フィラーの含有率が６５ｖｏｌ％を超える場合には、連続的な押出成形が困難になり量産性が得られなくなる。 In this invention, the content rate of the highly heat conductive filler in a base material is 15-65 vol%, and the content rate of the heat conductive filler in an insulating layer is 15-65 vol%. The content of the filler is set in consideration of the fluidity capable of extrusion molding and the heat dissipation of the circuit board laminate. That is, when the content of the high thermal conductive filler in the base material and the content of the thermal conductive filler in the insulating layer is less than 15 vol%, the heat dissipation of the obtained circuit board laminate is desirably low. Absent. On the other hand, when the content of the highly heat conductive filler in the substrate and the content of the heat conductive filler in the insulating layer exceeds 65 vol%, continuous extrusion molding becomes difficult and mass productivity cannot be obtained.
本発明において、基材中のフィラーとして、絶縁層中のフィラーよりも熱伝導性が高いものを用いる理由は、回路形成用の金属層の反対側に位置する基材の放熱性をより高めるためである。基材に充填するフィラーとして、絶縁層に充填する絶縁性の熱伝導性フィラーである金属酸化物や金属窒化物の粉粒体を用いた場合、基材の熱伝導性が低くなるので望ましくない。一方、絶縁層に充填するフィラーとして、基材に充填する炭素短繊維、カーボンナノチューブまたは金属粉粒体を用いた場合、熱伝導性には優れるが、絶縁性に劣るので回路基板用積層板として使用することができなくなる。基材と絶縁層とで同じフィラーを用いようとすると、絶縁性が要求され、絶縁性の熱伝導フィラーを使用せざるを得ず、回路基板用積層板全体の熱伝導性が低くなるので望ましくない。 In the present invention, the reason why a filler having higher thermal conductivity than the filler in the insulating layer is used as the filler in the base is to further increase the heat dissipation of the base located on the opposite side of the metal layer for circuit formation. It is. When fillers that fill the base material are metal oxides or metal nitrides that are insulating heat conductive fillers that fill the insulating layer, the thermal conductivity of the base material becomes low, which is undesirable. . On the other hand, when carbon short fibers, carbon nanotubes or metal particles filled in the base material are used as the filler to be filled in the insulating layer, the thermal conductivity is excellent, but the insulating property is inferior, so that the laminated board for circuit boards is used. Can no longer be used. If the same filler is used for the base material and the insulating layer, insulation is required, an insulating heat conductive filler must be used, and the heat conductivity of the entire laminate for circuit boards is reduced, which is desirable. Absent.
本発明において、基材と絶縁層とで同じ種類の結晶性ポリマーを用いると、基材と絶縁層とが強固に密着して剥離することがないので望ましい。一方、基材と絶縁層とで異なる種類の結晶性ポリマーを用いると、結晶性ポリマーの相溶性が悪い場合や結晶化温度が異なり成形時の温度変化で基材と絶縁層との間に大きな歪が発生する場合などに剥離を起こす可能性がある。 In the present invention, it is desirable to use the same kind of crystalline polymer for the base material and the insulating layer because the base material and the insulating layer are not firmly adhered and peeled off. On the other hand, if different types of crystalline polymer are used for the base material and the insulating layer, the compatibility between the crystalline polymer is poor or the crystallization temperature is different and the temperature change during molding causes a large gap between the base material and the insulating layer. There is a possibility that peeling occurs when distortion occurs.
本発明において、絶縁層が厚いほど一般的には絶縁性が大きくなるが、絶縁層は基材に比べ熱伝導性が低いため絶縁層が厚すぎると回路基板用積層板全体の放熱性が低くなる。そこで、放熱性が高い回路基板用積層板を得るには、要求に応じた絶縁性を確保できる範囲で、絶縁層をできるだけ薄くすることが望ましい。 In the present invention, the thicker the insulating layer, the greater the insulation generally. However, since the insulating layer has a lower thermal conductivity than the base material, if the insulating layer is too thick, the overall heat dissipation of the circuit board laminate will be low. Become. Therefore, in order to obtain a laminated board for a circuit board having high heat dissipation, it is desirable to make the insulating layer as thin as possible within a range that can ensure the insulation according to the demand.
本発明において、基材と絶縁層と金属層とを有する回路基板用積層板を製造するには、次の（１）〜（３）の方法が用いられる。 In the present invention, the following methods (1) to (3) are used for producing a laminated board for a circuit board having a base material, an insulating layer, and a metal layer.
（１）高熱伝導性のフィラーと結晶性ポリマーとを含む基材組成物と、絶縁性の熱伝導性フィラーと結晶性ポリマーとを含む絶縁層組成物とを多層押出成形して、基材と絶縁層とを含む成形体を形成し、前記成形体の絶縁層上に金属箔をラミネートするかまたは金属層を堆積する方法。 (1) Multi-layer extrusion molding a base material composition containing a highly heat-conductive filler and a crystalline polymer and an insulating layer composition containing an insulating heat-conductive filler and a crystalline polymer; A method of forming a molded body including an insulating layer and laminating a metal foil or depositing a metal layer on the insulating layer of the molded body.
（２）高熱伝導性のフィラーと結晶性ポリマーとを含む基材組成物を単層押出成形して基材を形成し、絶縁性の熱伝導性フィラーと結晶性ポリマーとを含む絶縁層組成物を単層押出成形して絶縁層を形成し、前記基材と前記絶縁層とをラミネートして成形体を形成し、前記成形体の絶縁層上に金属箔をラミネートするかまたは金属層を堆積する方法。 (2) An insulating layer composition comprising an insulating thermal conductive filler and a crystalline polymer formed by extruding a base material composition containing a high thermal conductive filler and a crystalline polymer to form a base material. A single layer extrusion molding is performed to form an insulating layer, the base material and the insulating layer are laminated to form a molded body, and a metal foil is laminated on the insulating layer of the molded body or a metal layer is deposited. how to.
（３）高熱伝導性のフィラーと結晶性ポリマーとを含む基材組成物を単層押出成形して基材を形成し、絶縁性の熱伝導性フィラーと結晶性ポリマーとを含む絶縁層組成物を単層押出成形して絶縁層を形成し、前記基材と前記絶縁層と金属箔とをラミネートする方法。 (3) An insulating layer composition comprising an insulating thermal conductive filler and a crystalline polymer formed by extruding a base material composition containing a highly thermal conductive filler and a crystalline polymer to form a substrate. A single layer extrusion molding is performed to form an insulating layer, and the base material, the insulating layer, and the metal foil are laminated.
上記のように本発明の方法では、基材および絶縁層を押出成形により連続的に成形でき、絶縁層上に金属箔をラミネートするかまたは金属層を堆積することにより金属層も連続的に形成できるので、放熱性の高い回路基板用積層板を安価に大量に生産することができる。 As described above, in the method of the present invention, the base material and the insulating layer can be continuously formed by extrusion molding, and the metal layer is continuously formed by laminating the metal foil or depositing the metal layer on the insulating layer. Therefore, it is possible to mass-produce a laminated board for a circuit board with high heat dissipation at low cost.
本発明において、高熱伝導性のフィラーと結晶性ポリマーとを含む基材組成物、および絶縁性の熱伝導性フィラーと結晶性ポリマーとを含む絶縁層組成物は、予めニーダーや二軸混練機などで混練し、ペレットなどの形状に加工した後に、押出機へ供給してもよい。あるいは、定量可能なフィーダーと二軸混練押出機を用い、フィラーと結晶性ポリマーとを所定の配合比になるように押出機に供給してもよい。 In the present invention, a base material composition containing a highly heat conductive filler and a crystalline polymer, and an insulating layer composition containing an insulating heat conductive filler and a crystalline polymer are pre-kneader, biaxial kneader, etc. After kneading and processing into a shape such as pellets, it may be supplied to an extruder. Or you may supply a filler and a crystalline polymer to an extruder so that it may become a predetermined | prescribed compounding ratio using the feeder and biaxial kneading extruder which can be fixed_quantity | quantitatively.
図２を参照して、本発明に係る回路基板用積層板の製造方法の一例を説明する。図２において、高熱伝導性のフィラーと結晶性ポリマーとを含む基材組成物と、絶縁性の熱伝導性フィラーと結晶性ポリマーとを含む絶縁層組成物とを多層押出機２１のダイスから多層押出成形して、基材１１と絶縁層１２とを含む成形体を形成する。一方、送出しロール２２から金属箔を送り出す。加熱ロール２３、２４の間に成形体を供給するとともに、成形体の絶縁層１２上に金属箔を供給してラミネートすることによって金属層１３を形成し、回路基板用積層板を製造する。
With reference to FIG. 2, an example of the manufacturing method of the laminated board for circuit boards which concerns on this invention is demonstrated. In FIG. 2, a base material composition containing a highly heat-conductive filler and a crystalline polymer and an insulating layer composition containing an insulating heat-conductive filler and a crystalline polymer are transferred from the die of the
図３を参照して、本発明に係る回路基板用積層板の製造方法の他の例を説明する。図３において、高熱伝導性のフィラーと結晶性ポリマーとを含む基材組成物と、絶縁性の熱伝導性フィラーと結晶性ポリマーとを含む絶縁層組成物とを多層押出機２１のダイスから多層押出成形して、基材１１と絶縁層１２とを含む成形体を形成する。成形体の絶縁層１２上に、蒸着装置２５から金属層１３を堆積することによって、回路基板用積層板を製造する。
With reference to FIG. 3, the other example of the manufacturing method of the laminated board for circuit boards which concerns on this invention is demonstrated. In FIG. 3, a base material composition containing a highly heat-conductive filler and a crystalline polymer and an insulating layer composition containing an insulating heat-conductive filler and a crystalline polymer are separated from the die of the
本発明においては、回路基板用積層板の金属層をパターニングすることによって回路基板が得られる。また、回路を形成する際に、基材の保護処理が不要である。 In the present invention, the circuit board is obtained by patterning the metal layer of the circuit board laminate. Moreover, when forming a circuit, the protection process of a base material is unnecessary.
以下、本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.
（実施例１）
基材の原料に、高熱伝導性フィラーとしてアルミニウム粉末（高純度化学（株）製、商品名：ＡＬＥ１６ＰＢ）、および結晶性ポリマーとしてＰＥＮ（帝人化成（株）製、商品名：テオネックスＴＮ８０６５Ｓ）を用意した。アルミニウム粉末が４０ｖｏｌ％、ＰＥＮが６０ｖｏｌ％の配合比になるように定量フィーダで供給し、二軸押出機で押出成形してペレットを作製した。
Example 1
Prepared as raw materials for the base material are aluminum powder (manufactured by Koyo Chemical Co., Ltd., trade name: ALE16PB) as a high thermal conductive filler, and PEN (trade name: Teonex TN8065S, manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) as a crystalline polymer. did. Pellets were prepared by feeding with a quantitative feeder such that the aluminum powder was 40 vol% and PEN was 60 vol%, and extrusion molding was performed with a twin screw extruder.
絶縁層の原料に、絶縁性の熱伝導性フィラーとしてＡｌ2Ｏ3（昭和電工（株）製、商品名：ＡＳ−４０）、および結晶性ポリマーとしてＰＥＮ（帝人化成（株）製、商品名：テオネックスＴＮ８０６５Ｓ）を用意した。Ａｌ2Ｏ3が４０ｖｏｌ％、ＰＥＮが６０ｖｏｌ％の配合比になるように定量フィーダで供給し、二軸押出機で押出成形してペレットを作製した。 Insulating layer materials include Al 2 O 3 (Showa Denko Co., Ltd., trade name: AS-40) as an insulating thermal conductive filler, and PEN (Teijin Chemicals Co., Ltd., trade name) as a crystalline polymer. : Teonex TN8065S). Pellets were prepared by feeding with a quantitative feeder such that Al 2 O 3 was 40 vol% and PEN was 60 vol%, and extrusion was performed with a twin screw extruder.
図３に示すように、基材用のペレットを多層押出機２１の一方の押出機へ、絶縁層用のペレットを多層押出機２１の他方の押出機へ供給して、基材１１と絶縁層１２が一体となった板状の成形体を連続的に押出した。次に、板状の成形体の絶縁層１２側に、蒸着装置２５からＡｇ薄膜を堆積して連続的に金属層１３を形成し、回路基板用積層板を製造した。
As shown in FIG. 3, the base material pellets are supplied to one extruder of the
（実施例２）
基材の原料に、高熱伝導性フィラーとして炭素短繊維（帝人（株）製、商品名：ラヒーマＲ−Ａ２０１）、および結晶性ポリマーとしてＰＥＴ（ユニチカ（株）製、商品名：ＳＡ−１３４６Ｐ）を用意した。
(Example 2)
As raw materials for the base material, short carbon fibers (manufactured by Teijin Limited, trade name: Lahima R-A201) as a high thermal conductive filler, and PET (product name: SA-1346P, manufactured by Unitika Ltd.) as a crystalline polymer. Prepared.
絶縁層の原料に、絶縁性の熱伝導性フィラーとしてＢＮ（水島合金鉄（株）製、商品名：ＨＰ−４０Ｐ）、および結晶性ポリマーとしてＰＥＴ（ユニチカ（株）製、商品名：ＳＡ−１２０６）を用意した。 For the insulating layer material, BN (made by Mizushima Alloy Iron Co., Ltd., trade name: HP-40P) as an insulating thermal conductive filler, and PET (made by Unitika Ltd., trade name: SA-) as a crystalline polymer. 1206) was prepared.
図２に示すように、基材原料を炭素短繊維が１５ｖｏｌ％、ＰＥＴが８５ｖｏｌ％の配合比になるように、定量フィーダを用いて多層押出機２１の一方の押出機へ供給し、絶縁層の原料をＢＮが４０ｖｏｌ％、ＰＥＴが６０ｖｏｌ％の配合比になるように、定量フィーダを用いて多層押出機２１の他方の押出機へ供給して、基材１１と絶縁層１２が一体となった板状の成形体を連続的に押出した。次に、送出しロール２２からＣｕ箔を送り出し、一対の加熱ロール２３、２４を用いてＰＥＴの融点±２０℃の範囲に加熱し、板状の成形体の絶縁層１２側にＣｕ箔をラミネートして連続的に金属層１３を形成し、回路基板用積層板を製造した。
As shown in FIG. 2, the base material is supplied to one extruder of the
（実施例３）
基材の原料に、高熱伝導性フィラーとして銅粉末（高純度化学（株）製、商品名：ＣｕＥ１３ＰＢ）、および炭素短繊維（日本グラファイトファイバー（株）製、商品名：ミルドファイバーＸＮ−１００）、ならびに結晶性ポリマーとしてＰＰＳ（東レ（株）製、商品名：トレリナＡ９００）を用意した。銅粉末が５５ｖｏｌ％、炭素短繊維が１０ｖｏｌ％、ＰＰＳが３５ｖｏｌ％の配合比になるように定量フィーダで供給し、二軸押出機で押出成形してペレットを作製した。
(Example 3)
Copper powder (trade name: CuE13PB, manufactured by High Purity Chemical Co., Ltd.) and short carbon fiber (manufactured by Nippon Graphite Fiber Co., Ltd., trade name: Milled Fiber XN-100) as a high thermal conductive filler for the base material In addition, PPS (manufactured by Toray Industries, Inc., trade name: Torelina A900) was prepared as a crystalline polymer. Pellets were prepared by feeding with a quantitative feeder such that the copper powder was 55 vol%, the short carbon fiber was 10 vol%, and the PPS was 35 vol%, and extrusion was performed with a twin screw extruder.
絶縁層の原料に、絶縁性の熱伝導性フィラーとしてＡｌＮ（東洋アルミニウム（株）製、商品名：ＦＬＺ−１）、および結晶性ポリマーとしてＰＰＳ（東レ（株）製、商品名：トレリナＡ９００）を用意した。ＡｌＮが６５ｖｏｌ％、ＰＰＳが３５ｖｏｌ％の配合比になるように定量フィーダで供給し、二軸押出機で押出成形してペレットを作製した。 As the insulating layer material, AlN (manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd., trade name: FLZ-1) as an insulating thermal conductive filler, and PPS (manufactured by Toray Industries, Inc., trade name: Torelina A900) as a crystalline polymer Prepared. Pellets were prepared by feeding with a quantitative feeder so that the mixing ratio of AlN was 65 vol% and PPS was 35 vol%, and extrusion molding was performed with a twin screw extruder.
図２に示すように、基材用のペレットを多層押出機２１の一方の押出機へ供給し、絶縁層用のペレットを多層押出機２１の他方の押出機へ供給して、基材１１と絶縁層１２が一体となった板状の成形体を連続的に押出した。次に、送出しロール２２からＣｕ箔を送り出し、一対の加熱ロール２３、２４を用いてＰＰＳの融点±２０℃の範囲に加熱し、板状の成形体の絶縁層１２側にＣｕ箔をラミネートして連続的に金属層１３を形成し、回路基板用積層板を製造した。
As shown in FIG. 2, the pellets for the substrate are supplied to one extruder of the
実施例１〜３に係る回路基板用積層板の成形性、熱伝導率について調べた。結果を表１に示す。 The moldability and thermal conductivity of the circuit board laminates according to Examples 1 to 3 were examined. The results are shown in Table 1.
表１に示されるように、実施例１〜３のいずれの回路基板用積層板も、良好な成形性を有するとともに、良好な放熱性を有することが確認できた。
本発明に係る回路基板用積層板は、基材が高熱伝導性フィラーと結晶性ポリマーからなる複合材で形成され、基材と回路形成用の金属層との間の絶縁層が絶縁性の熱伝導性フィラーと結晶性ポリマーからなる複合材で形成されているので、高い熱伝導率を示し、金属層をパターニングして形成される回路での発熱を基材から良好に放熱することができる。 In the laminated board for circuit boards according to the present invention, the base material is formed of a composite material composed of a high thermal conductive filler and a crystalline polymer, and the insulating layer between the base material and the metal layer for circuit formation has an insulating heat. Since it is formed of a composite material composed of a conductive filler and a crystalline polymer, it exhibits high thermal conductivity, and heat generated in a circuit formed by patterning a metal layer can be radiated from the base material.
また、本発明に係る回路基板用積層板の製造方法によれば、基材および絶縁層を多層押出またはそれぞれ単層押出した後、両者をラミネートすることによって板状の成形体を連続的に形成することができ、しかも金属箔をラミネートするかまたは金属層を堆積することによって金属層も連続的に形成できるので、回路基板用積層板を生産性よく製造することができる。 In addition, according to the method for manufacturing a laminated board for circuit boards according to the present invention, after the base material and the insulating layer are subjected to multilayer extrusion or single layer extrusion, respectively, a plate-like molded body is continuously formed by laminating them. In addition, since the metal layer can be continuously formed by laminating the metal foil or depositing the metal layer, the laminate for a circuit board can be manufactured with high productivity.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。また、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In an implementation stage, a component can be variously modified and embodied in the range which does not deviate from the summary. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. Moreover, you may delete some components from all the components shown by embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
具体的には、基材および絶縁層のフィラーおよび結晶性ポリマーの種類、フィラーの含有率、ならびに金属層の材料は、上記実施形態に記載されたものに限定されない。また、上記実施例では、基材および絶縁層を多層押出成形して成形体を作製した後に成形体の絶縁層上に金属箔をラミネートするかまたは金属層を堆積する方法について説明したが、これに限らず、基材と絶縁層をそれぞれ単層押出成形し基材と絶縁層とをラミネートして成形体を形成した後に成形体の絶縁層上に金属箔をラミネートするかまたは金属層を堆積する方法や、基材と絶縁層をそれぞれ単層押出成形した後に基材と絶縁層と金属箔とを同時にラミネートする方法を用いることもできる。 Specifically, the types of filler and crystalline polymer of the base material and the insulating layer, the filler content, and the material of the metal layer are not limited to those described in the above embodiment. In the above embodiment, a method for laminating a metal foil or depositing a metal layer on an insulating layer of a molded body after forming a molded body by multilayer extrusion molding of a base material and an insulating layer has been described. In addition to the above, the base material and the insulating layer are each extruded as a single layer, and the base material and the insulating layer are laminated to form a molded body, and then a metal foil is laminated or deposited on the insulating layer of the molded body Or a method of simultaneously laminating the base material, the insulating layer, and the metal foil after single-layer extrusion molding of the base material and the insulating layer, respectively.
１０…回路基板用積層板、１１…基材、１２…絶縁層、１３…金属層、２１…多層押出機、２２…送出しロール、２３、２４…加熱ロール、２５…蒸着装置。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記基材上に形成され、絶縁性の熱伝導性フィラーと結晶性ポリマーとを含む絶縁層と、
前記絶縁層上に形成された金属層とを有し、
前記基材中の高熱伝導性フィラーの含有率が１５〜６５ｖｏｌ％であり、前記絶縁層中の熱伝導性フィラーの含有率が１５〜６５ｖｏｌ％であることを特徴とする回路基板用積層板。 A substrate comprising a highly thermally conductive filler and a crystalline polymer;
An insulating layer formed on the substrate and comprising an insulating thermally conductive filler and a crystalline polymer;
A metal layer formed on the insulating layer,
The circuit board laminate, wherein the content of the high thermal conductive filler in the base material is 15 to 65 vol%, and the content of the thermal conductive filler in the insulating layer is 15 to 65 vol%.
前記成形体の絶縁層上に金属箔をラミネートするかまたは金属層を堆積する
ことを特徴とする回路基板用積層板の製造方法。 Multi-layer extrusion molding of a base material composition containing 15 to 65 vol% of a highly heat conductive filler and a crystalline polymer, and an insulating layer composition containing 15 to 65 vol% of an insulating heat conductive filler and a crystalline polymer Forming a molded body including a base material and an insulating layer,
A method for producing a laminated board for a circuit board, comprising laminating a metal foil or depositing a metal layer on an insulating layer of the molded body.
絶縁性の熱伝導性フィラー１５〜６５ｖｏｌ％と結晶性ポリマーとを含む絶縁層組成物を単層押出成形して絶縁層を形成し、
前記基材と前記絶縁層とをラミネートして成形体を形成し、
前記成形体の絶縁層上に金属箔をラミネートするかまたは金属層を堆積する
ことを特徴とする回路基板用積層板の製造方法。 A base material composition is formed by extruding a base material composition containing 15 to 65 vol% of a highly heat conductive filler and a crystalline polymer,
An insulating layer composition is formed by extruding an insulating layer composition containing 15 to 65 vol% of an insulating heat conductive filler and a crystalline polymer,
Laminating the base material and the insulating layer to form a molded body,
A method for producing a laminated board for a circuit board, comprising laminating a metal foil or depositing a metal layer on an insulating layer of the molded body.
絶縁性の熱伝導性フィラー１５〜６５ｖｏｌ％と結晶性ポリマーとを含む絶縁層組成物を単層押出成形して絶縁層を形成し、
前記基材と前記絶縁層と金属箔とをラミネートする
ことを特徴とする回路基板用積層板の製造方法。 A base material composition is formed by extruding a base material composition containing 15 to 65 vol% of a highly heat conductive filler and a crystalline polymer,
An insulating layer composition is formed by extruding an insulating layer composition containing 15 to 65 vol% of an insulating heat conductive filler and a crystalline polymer,
A method for producing a laminated board for a circuit board, comprising laminating the base material, the insulating layer, and a metal foil.
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| US10913879B2 (en) | 2014-02-24 | 2021-02-09 | Henkel IP & Holding GmbH | Thermally conductive pre-applied underfill formulations and uses thereof |
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2010
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