JP2012214598A - 絶縁層形成用組成物、絶縁層形成用フィルムおよび基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の絶縁層形成用組成物は、絶縁層を形成するのに用いられ、樹脂材料と、酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムのうちの少なくとも1種で構成されたフィラーとを含んで構成され、フィラーは、複数の1次粒子で構成され、フィラーの平均粒径をAとし、複数の1次粒子の平均粒径をBとしたときに、A/Bは、1.0以上1.5以下であり、かつ、Bは、2.5μm以上4.0μm以下である。
【選択図】図2
Description
(1) 絶縁層を形成するのに用いられる絶縁層形成用組成物であって、
樹脂材料と、
酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムのうちの少なくとも1種で構成されたフィラーとを含んで構成され、
前記フィラーは、複数の1次粒子で構成され、
前記フィラーの平均粒径をAとし、前記複数の1次粒子の平均粒径をBとしたときに、
A/Bは、1.0以上1.5以下であり、かつ、
Bは、2.5μm以上4.0μm以下であることを特徴とする絶縁層形成用組成物。
(9) 前記支持層は、金属箔である上記(8)に記載の絶縁層形成用フィルム。
前記金属板上に設けられ、上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の絶縁層形成用組成物を層状に成形した硬化物または固化物で構成された絶縁層と、
前記絶縁層の前記金属板とは反対側の面上に設けられた導体層とを有することを特徴とする基板。
前記金属板上に設けられ、樹脂材料と、酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムのうちの少なくとも1種で構成されたフィラーとを含んで構成された絶縁層と、
前記絶縁層の前記金属板とは反対側の面上に設けられた導体層とを有する基板であって、
前記フィラーは、複数の1次粒子で構成され、
前記フィラーの平均粒径をAとし、前記複数の1次粒子の平均粒径をBとしたときに、
A/Bは、1.0以上1.5以下であり、かつ、
Bは、2.5μm以上4.0μm以下であることを特徴とする基板。
図1に示す基板1は、金属板2と、導体層3と、絶縁層4とを有し、金属板2と導体層3とが絶縁層4を介して接合されている。すなわち、基板1は、金属板2、絶縁層4および導体層3がこの順で積層されている。
金属板2は、導体層3を支持する機能を有する。また、金属板2は、後述するように基板1を電子回路に用いたときに、基板1に搭載された電子部品からの熱を逃す放熱部としての機能も有する。
かかる金属材料としては、特に限定されないが、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いるのが好ましい。アルミニウムまたはその合金で金属板2を構成することにより、金属板2の熱伝導性を優れたものとすることができる。その結果、基板1の放熱性を優れたものとすることができる。
導体層3は、絶縁層4の金属板2とは反対側の面上に設けられ、後述するように基板1を電子回路に用いるときに、エッチング等の加工によりパターニングされることにより配線や電極等となるものである。すなわち、導体層3は、絶縁層4の全面に亘って一様に形成された導体箔であって、パターニングされることにより導体パターンとなるものである。
フィラー42は、樹脂部41の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有している。これにより、絶縁層4の熱伝導率を高めることができる。
そして、後に詳述するが、フィラー42の平均粒径をAとし、フィラー42を構成する複数の1次粒子の平均粒径をBとしたときに、
A/Bは、1.0以上1.5以下であり、かつ、
Bは、2.5μm以上4.0μm以下である。
次に、図3に基づいて、前述したような基板1の製造方法の一例について説明する。
まず、図3(a)に示すように、導体層3を用意する。より具体的には、例えば、導体層3として銅箔のような導体箔を用意する。
次に、図3(b)に示すように、導体層3上に絶縁層形成層4Aを形成する。これにより、絶縁層形成用フィルム10が得られる。
絶縁層形成用組成物に含まれる樹脂材料としては、特に限定されず、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の各種樹脂材料を用いることができる。
そして、フィラーの平均粒径をAとし、複数の1次粒子の平均粒径をBとしたときに、
A/Bは、1.0以上1.5以下であり、かつ、
Bは、2.5μm以上4.0μm以下である。
次に、絶縁層形成層4Aと金属板2とを貼り合わせた後に、加熱および加圧する。これにより、図3(c)に示すように、基板1が得られる。
次に、図4に基づいて、前述した基板1の応用例について説明する。
以下のようにして基板を製造した。
1.1絶縁層形成用組成物(ワニス)の調製
ビスフェノールF/ビスフェノールAフェノキシ樹脂(三菱化学製、4275、重量平均分子量6.0×104、ビスフェノールF骨格とビスフェノールA骨格の比率=75:25)12.0質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC製、850S、エポキシ当量190)12.0質量部、2−フェニルイミダゾール(四国化成製2PZ)0.5質量部、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン製KBM−403)0.5質量部、アルミナ(日本軽金属製、平均粒径A2.58μm、一次粒径B2.50μm、平均粒径A/一次粒径B=1.03)75.0質量部をシクロヘキサノンに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分70質量%の絶縁層形成用組成物(ワニス)を得た。
金属箔(導体層)として、厚さ70μmの銅箔(古河サーキットホイル製、GTSMP)を用い、その銅箔の粗化面に、上記1.1で得られた絶縁層形成用組成物をコンマコーターにて塗布し、100℃で3分、150℃で3分加熱乾燥し、絶縁層形成用組成物の厚さ100μmの絶縁層形成用フィルム(絶縁層形成用組成物付き銅箔)を得た。得られた絶縁層形成用フィルムにおけるフィラー(アルミナ)の含有量は、絶縁性樹脂組成物全体の47vol%であった。
上記1.2で得られた絶縁層形成用フィルムと、金属板として2mm厚のアルミニウム板を張り合わせ、真空プレスを用いて、プレス圧30kg/cm2で80℃30分、200℃90分の条件下でプレスし、基板を得た。
表1に示す配合で絶縁層形成用組成物を調製した以外は、実施例1と同様にして、絶縁層形成用組成物および基板を作製した。
各実施例および各比較例により得られた絶縁層形成用組成物および基板について、次の各評価を行った。
各実施例および各比較例の絶縁層形成用組成物について、E型粘度計を用いて、温度25℃、せん断速度5.0rpmの条件で粘度を測定した。
各実施例および各比較例の基板について、銅箔(導体層)をエッチングにより除去し、絶縁層の外観を目視で観察し、ボイドやカスレの有無を評価した。また、フロー量(絶縁層のプレス前の外周縁とプレス後の外周縁との間の距離)の長さを測定した。
各実施例および各比較例の基板について、50mm×50mmにグラインダーソーでカットした後に、その銅箔を1/4だけ残すようにエッチングにより除去することにより、試料を作製し、JIS C 6481に準拠して半田耐熱性を評価した。かかる評価は、前処理をしない場合と、121℃、100%、(PCT処理)を4時間行った後の場合において、それぞれ、288℃の半田槽に30秒間浸漬した後の外観の異常の有無に基づいて、下記の評価基準により行った。
:膨れあり(全体的にフクレの箇所がある)
各実施例および各比較例の基板について、100mm×100mmにグラインダーソーでカットした後に、その端縁部から約30mmの位置から外側部分の銅箔をエッチングにより除去することにより、試料を作製し、絶縁破壊電圧を評価した。かかる評価は、耐電圧試験器(MODEL7473、EXTECH Electronics社製)を用いて、銅箔と金属板に電極を接触せしめて、両電極に1kV/秒の速度で電圧を上昇させていきながら交流電圧を印加し、絶縁層が破壊したときの電圧を絶縁破壊電圧とした。
表1に示す評価結果から明らかなように、各実施例では、半田耐熱性に優れ、絶縁破壊電圧値が十分に高く、また、高い熱伝導率を有する。
2 金属板
3、3A 導体層
4 絶縁層
4A 絶縁層形成層
41 樹脂部
42 フィラー
51、52 半導体素子
512、522 モールド部
53 コネクタ
531 ピン(端子)
532 ハウジング
6 回路
7 被覆層
8 保護部材
10 絶縁層形成用フィルム
20 自動車
100 制御装置
201 ヘッドライト
202 発光ダイオード素子
204 中継ケーブル
205 コネクタ
Claims (11)
- 絶縁層を形成するのに用いられる絶縁層形成用組成物であって、
樹脂材料と、
酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムのうちの少なくとも1種で構成されたフィラーとを含んで構成され、
前記フィラーは、複数の1次粒子で構成され、
前記フィラーの平均粒径をAとし、前記複数の1次粒子の平均粒径をBとしたときに、
A/Bは、1.0以上1.5以下であり、かつ、
Bは、2.5μm以上4.0μm以下であることを特徴とする絶縁層形成用組成物。 - 前記フィラーの含有量は、全体の30vol%以上70vol%以下である請求項1に記載の絶縁層形成用組成物。
- 前記樹脂材料の含有量は、全体の30vol%以上70vol%以下である請求項1または2に記載の絶縁層形成用組成物。
- 前記樹脂材料は、硬化性樹脂である請求項1ないし3のいずれかに記載の絶縁層形成用組成物。
- 前記フィラーの比表面積(BET比表面積)は、0.5m2/g以上3.0m2/g以下である請求項1ないし4のいずれかに記載の絶縁層形成用組成物。
- 粘度が3.0Pa・s以下である請求項1ないし5のいずれかに記載の絶縁層形成用組成物。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の絶縁層形成用組成物を層状に成形した絶縁層形成層を有することを特徴とする絶縁層形成用フィルム。
- 前記絶縁層形成層を支持する支持層を有する請求項7に記載の絶縁層形成用フィルム。
- 前記支持層は、金属箔である請求項8に記載の絶縁層形成用フィルム。
- 金属材料で構成された金属板と、
前記金属板上に設けられ、請求項1ないし6のいずれかに記載の絶縁層形成用組成物を層状に成形した硬化物または固化物で構成された絶縁層と、
前記絶縁層の前記金属板とは反対側の面上に設けられた導体層とを有することを特徴とする基板。 - 金属材料で構成された金属板と、
前記金属板上に設けられ、樹脂材料と、酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムのうちの少なくとも1種で構成されたフィラーとを含んで構成された絶縁層と、
前記絶縁層の前記金属板とは反対側の面上に設けられた導体層とを有する基板であって、
前記フィラーは、複数の1次粒子で構成され、
前記フィラーの平均粒径をAとし、前記複数の1次粒子の平均粒径をBとしたときに、
A/Bは、1.0以上1.5以下であり、かつ、
Bは、2.5μm以上4.0μm以下であることを特徴とする基板。
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