JP2019009164A - 回路基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(実施の形態1)
図1Aは、実施の形態1に係る回路基板10の構成を模式的に示した上面図であり、図1Bは、実施の形態1に係る回路基板10の、図1Aに示したX−X線に相当する位置における断面の構成を模式的に示した断面図である。図1A及び図1Bにおいて、回路基板10は、ベース基板4と、第1の絶縁層3と、回路パターン1と、リードフレーム2とを有して構成されている。
図1Dは、実施の形態1に係る回路基板の、図1Bに示した断面領域D1の拡大図である。図1B及び図1Dに示すように、ベース基板4の端部(枠D1で囲われたベース基板4の部分)が、第1の絶縁層3により被覆され、フィレット形状が形成されている。このように、リードフレーム2の延出部位A1の下面だけでなく、ベース基板4の側面のうちの枠D1で囲われた領域、すなわち、ベース基板4の側面のうちの、第1の絶縁層3の延長部Bに隣接する第1の絶縁層3の残部で被覆されたベース基板4の上面と隣接した領域も、第1の絶縁層3の延長部Bにより被覆されることにより、ベース基板4とリードフレーム2との間の短絡の可能性が更に低減される。以下において、図1D中の3bに示される、ベース基板4の端部が、第1の絶縁層3の延長部Bで被覆された形状を「第2のフィレット」という。
ベース基板4としての金属基板は、例えば、単体金属又は合金からなる。金属基板の材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、アルミニウム合金、又はステンレスを使用することができる。金属基板は、炭素などの非金属を更に含んでいてもよい。例えば、ベース基板4としての金属基板は、炭素と複合化したアルミニウムを含んでいてもよい。また、金属基板は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
金属基板は、可撓性を有していてもよく、可撓性を有していなくてもよい。金属基板の厚さは、例えば、0.2−5mmの範囲内にある。
図3Aは、実施の形態1に係る回路基板を製造する工程を概略的に示した上面図であり、図3Bは、図3Aに示したX−X線に相当する位置における断面の構成を模式的に示した断面図である。
(ii)上記第1の積層体を打ち抜き加工することにより、回路パターン1とリードフレーム2が一体化されたリードフレーム一体型回路パターンと第1の絶縁層3を有する第2の積層体を得ること(図3A(b)及び図3B(b))、及び、
(iii)第2の積層体とベース基板4とを、第1の絶縁層3を介して積層すること(図3A(c)及び図3B(c))。
図2Aは、実施の形態2に係る回路基板20の構成を模式的に示した上面図であり、図2Bは、実施の形態2に係る回路基板20の、図2Aに示したX−X線に相当する位置における断面の構成を模式的に示した断面図である。図2A及び図2Bにおいて、回路基板20は、ベース基板14と、第2の絶縁層15と、第1の絶縁層13と、回路パターン11と、リードフレーム12とを有して構成されている。
図2Cに示すように、実施の形態2に係る回路基板20において、第1の絶縁層13は、上述した実施の形態1に係る回路基板10と同様、リードフレーム12の延出部位A1に隣接するリードフレームの残部A2の端部が、第1の絶縁層13で被覆された第1のフィレットを有する。第1の絶縁層13が、第1のフィレット形状を有すること、すなわち、リードフレーム12の残部A2の下面だけでなく、残部A2の側面であって、第1の絶縁層で被覆された下面と隣接した領域も第1の絶縁層13により被覆されることにより、ベース基板14とリードフレーム12との間の短絡の可能性が更に低減される。
図2Dは、実施の形態2に係る回路基板の、図2Bに示した断面領域D2の拡大図である。図2B及び図2Dに示すように、ベース基板14及び第2の絶縁層15から構成される積層体(以下、「第3の積層体」という。)の端部(枠D2で囲われた第3の積層体の部分)が、第1の絶縁層13により被覆され、第2のフィレット13bが形成されている。このように、リードフレーム12の延出部位A1の下面だけでなく、第3の積層体の側面のうちの枠D1で囲われた領域、すなわち、第3の積層体の側面のうちの、第1の絶縁層13の延長部Bに隣接する第1の絶縁層13の残部で被覆された第3の積層体の上面と隣接した領域も、第1の絶縁層13の延長部Bにより被覆されることにより、ベース基板14とリードフレーム12との間の短絡の可能性が更に低減される。
尚、図2B及び図2Dでは、第2のフィレット13bが第2の絶縁層15及びベース基板4の双方の側面を被覆しているが、第2のフィレット13bが第2の絶縁層15の側面のみを被覆する形態であってもよい。
実施の形態2において、第1の絶縁層13及び上記第2の絶縁層15の少なくとも一方は、熱硬化性樹脂を含有する組成物を含むことが好ましく、熱硬化性樹脂と無機フィラーとを含有する組成物を含むことがより好ましい。少なくとも一方の絶縁層がこのような混合物を含有することにより、熱電導性及び放熱特性に優れた絶縁層となる。
実施の形態2において、ベース基板14は、上述した実施の形態1において使用されるベース基板4と同様である。
図4Aは、実施の形態2に係る回路基板を製造する工程を概略的に示した上面図であり、図4Bは、図4Aに示したX−X線に相当する位置における断面の構成を模式的に示した断面図である。
(ii)上記第1の積層体を打ち抜き加工することにより、回路パターン11とリードフレーム12が一体化されたリードフレーム一体型回路パターンと、第1の絶縁層13を有する第2の積層体を得ること(図4(b)及び図4B(b))、
(iii)ベース基板14の片面に第2の絶縁層15を形成して第3の積層体を得ること(図4(d)及び図3B(d))、及び、
(iv)第2の積層体と第3の積層体とを、第1の絶縁層13及び第2の絶縁層15を介して積層すること(図4(e)及び図4B(e))。
<絶縁層用材料>
絶縁層用材料として、以下に示す熱硬化性樹脂組成物1及び粘着剤1を使用した。
(樹脂組成物1)
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(以下、「BA型エポキシ樹脂」ともいう。)(商品名「EXE850」;DIC株式会社製)100質量部と、硬化剤としてイミダゾール(商品名「2E4MZ」;四国化成工業株式会社製)を2質量部添加した後、アルミナ(「AS40」;昭和電工株式会社製)を樹脂全体に対して50体積%添加し、常温で遊星式攪拌装置にて混合物が均一になるまで撹拌することにより、熱硬化性樹脂組成物(樹脂組成物1)を得た。
(粘着剤1)
アクリル樹脂系の粘着剤
第1の絶縁層:樹脂組成物1(Bステージ)/第2の絶縁層:なし
(工程1)
上で得られた樹脂組成物1を、回路基板形成後の絶縁層の厚みが150μmとなるように離型処理が施されたPETフィルムに塗布して絶縁層を形成した。次いで、予備加熱により銅箔に熱転写ができるレベルまで上記絶縁層をBステージ化し、銅箔にラミネートした。(図3A(a)及び図3B(a)参照)
(工程2)
工程1で得られた積層体をプレスで打ち抜き加工し、リードフレーム一体型の積層体を得た。(図3A(b)及び図3B(b)参照)
工程2で得られたリードフレーム一体型の積層体からPETフィルムを剥がし、ベース基板としてのアルミに、貼り合わせ面にボイドが入らないように、熱ラミネート加工により積層した。
(工程4)
工程3で得られた積層体を加熱硬化により接着し、ベース基板に第1の絶縁層を介してリードフレーム一体型回路パターンが積層された回路基板1を作製した。(図3A(c)及び図3B(c)参照)
第1の絶縁層:樹脂組成物1(Bステージ)/第2の絶縁層:樹脂組成物1(Cステージ)
(工程1)
上で得られた樹脂組成物1を、回路基板形成後の回路パターン側の絶縁層の厚みが75μmとなるように離型処理が施されたPETフィルムに塗布して絶縁層を形成した。次いで、予備加熱により銅箔に熱転写ができるレベルまで上記絶縁層をBステージ化し、銅箔にラミネートした。(図4A(a)及び図4B(a)参照)
(工程2)
工程1で得られた積層体をプレスで打ち抜き加工し、リードフレーム一体型の積層体を得た。(図4A(b)及び図4B(b)参照)
樹脂組成物1を、回路基板形成後のベース基板側絶縁層の厚みが75μmとなるように離型処理が施された工程1とは別のPETフィルムに塗布して絶縁層を形成した。次いで、予備加熱によりベース基板に熱転写ができるレベルまで上記絶縁層をBステージ化し、ベース基板としてのアルミにラミネートした。その後、Cステージまで加熱処理した。(図4A(d)及び図4B(d)参照)
(工程4)
工程2で得られたリードフレーム一体型の積層体からPETフィルムを剥がし、工程3で得られた積層体に、貼り合わせ面にボイドが入らないように、熱ラミネート加工により積層した。
(工程5)
工程4で得られた積層体を加熱硬化により接着し、ベース基板に第1の絶縁層及び第2の絶縁層を介してリードフレーム一体型回路パターンが積層された回路基板2を作製した。(図4A(e)及び図4B(e)参照)
第1の絶縁層:樹脂組成物1(Bステージ)/第2の絶縁層:樹脂組成物1(Bステージ)
(工程1)
上で得られた樹脂組成物1を、回路基板形成後の回路パターン側の絶縁層の厚みが75μmとなるように離型処理が施されたPETフィルムに塗布して絶縁層を形成した。次いで、予備加熱により銅箔に熱転写ができるレベルまで上記絶縁層をBステージ化し、銅箔にラミネートした。(図4A(a)及び図4B(a)参照)
(工程2)
工程1で得られた積層体をプレス等で打ち抜き加工し、リードフレーム一体型の積層体を得た。(図4A(b)及び図4B(b)参照)
樹脂組成物1を、回路基板形成後のベース基板側絶縁層の厚みが75μmとなるように離型処理が施された工程1とは別のPETフィルムに塗布して絶縁層を形成した。次いで、予備加熱によりベース基板としてのアルミに熱転写ができるレベルまで上記絶縁層をBステージ化し、ベース基板にラミネートした。(図4A(d)及び図4B(d)参照)
(工程4)
工程2で得られたリードフレーム一体型の積層体および工程3で得られた積層体から、それぞれPETフィルムを剥がし、貼り合わせ面にボイドが入らないように、熱ラミネート加工により双方を積層した。
工程4で得られた積層体を加熱硬化により接着し、ベース基板に第1の絶縁層及び第2の絶縁層を介してリードフレーム一体型回路パターンが積層された回路基板3を作製した。(図4A(e)及び図4B(e)参照)
第1の絶縁層:樹脂組成物1(Cステージ)/第2の絶縁層:樹脂組成物1(Bステージ)
(工程1)
上で得られた樹脂組成物1を、回路基板形成後の回路パターン側の絶縁層の厚みが75μmとなるように離型処理が施されたPETフィルムに塗布して絶縁層を形成した。次いで、予備加熱により銅箔に熱転写ができるレベルまで上記絶縁層をBステージ化し、銅箔にラミネートした。(図4A(a)及び図4B(a)参照)。
工程1で得られた積層体を、加熱処理してCステージ化した後に、プレスで打ち抜き加工し、リードフレーム一体型の積層体を得た。(図4A(b)及び図4B(b)参照)。
なお、Bステージ状態の絶縁層をCステージ化する時期はこれに限らない。例えば、工程1で得られた積層体を、プレスで打ち抜き加工しリードフレーム一体型の積層体を得た後で加熱処理し、Cステージ化してもよい。
樹脂組成物1を、回路基板形成後のベース基板側絶縁層の厚みが75μmとなるように離型処理が施された工程1とは別のPETフィルムに塗布して絶縁層を形成した。次いで、予備加熱によりベース基板としてのアルミに熱転写ができるレベルまで上記絶縁層をBステージ化し、ベース基板にラミネートした。(図4A(d)及び図4B(d)参照)。
工程3で得られた積層体からPETフィルムを剥がし、工程2で得られたリードフレーム一体型の積層体に対して、貼り合わせ面にボイドが入らないように、熱ラミネート加工により積層した。
(工程5)
工程4で得られた積層体を加熱硬化により接着し、ベース基板に第1の絶縁層及び第2の絶縁層を介してリードフレーム一体型回路パターンが積層された回路基板4を作製した。(図4A(e)及び図4B(e)参照)。
第1の絶縁層:粘着剤/第2の絶縁層:樹脂組成物1(Cステージ)
(工程1)
アクリル樹脂系の粘着剤を、回路基板形成後の回路パターン側の絶縁層の厚みが20μmとなるように離型処理が施されたPETフィルムに塗布して絶縁層を形成し、銅箔にラミネートした。(図4A(a)及び図4B(a)参照)。
(工程2)
工程1で得られた積層体を、プレスで打ち抜き加工し、リードフレーム一体型の積層体を得た。(図4A(b)及び図4B(b)参照)。
樹脂組成物1を、回路基板形成後のベース基板側の絶縁層の厚みが130μmとなるように離型処理が施された工程1とは別のPETフィルムに塗布して絶縁層を形成した。次いで、予備加熱によりベース基板としてのアルミに熱転写ができるレベルまで上記絶縁層をBステージ化し、ベース基板にラミネートした。その後、Cステージまで加熱処理した。(図4A(d)及び図4B(d)参照)。
(工程4)
工程2で得られたリードフレーム形状の積層体からPETフィルムを剥がし、工程2で得られた積層体に対して、貼り合わせ面にボイドが入らないように、熱ラミネート加工により積層した。これにより、ベース基板に第1の絶縁層及び第2の絶縁層絶縁層を介してリードフレーム一体型回路パターンが積層された回路基板5を作製した。(図4A(e)及び図4B(e)参照)
第1の絶縁層:樹脂組成物1(Bステージ)/第2の絶縁層:粘着剤
(工程1)
上で得られた樹脂組成物1を、回路基板形成後の回路パターン側の絶縁層の厚みが130μmとなるように離型処理が施されたPETフィルムに塗布して絶縁層を形成した。次いで、予備加熱により銅箔に熱転写ができるレベルまで上記絶縁層をBステージ化し、銅箔にラミネートした。(図4A(a)及び図4B(a)参照)。
(工程2)
工程1で得られた積層体を、プレスで打ち抜き加工し、リードフレーム一体型の積層体を得た。(図4A(b)及び図4B(b)参照)。
アクリル樹脂系の粘着剤を、回路基板形成後のベース基板側の絶縁層の厚みが20μmとなるように離型処理が施されたPETフィルムに塗工し、予備加熱によりベース基板に熱転写ができるレベルまでBステージ化し、ベース基板としてのアルミにラミネートした。(図4A(d)及び図4B(d)参照)。
(工程4)
工程2で得られたリードフレーム一体型の積層体および工程3で得られた積層体から、それぞれPETフィルムを剥がし、貼り合わせ面にボイドが入らないように、熱ラミネート加工により双方を積層した。
(工程5)
工程4で得られた積層体を加熱硬化により接着し、ベース基板に第1の絶縁層及び第2の絶縁層を介してリードフレーム一体型回路パターンが積層された回路基板6を作製した。(図4A(e)及び図4B(e)参照)。
第1の絶縁層:なし/第2の絶縁層:樹脂組成物1(Bステージ)
(工程1)
樹脂組成物1を、離型処理が施されたPETフィルムに塗布して塗膜を形成した。次いで、予備加熱によりベース基板に熱転写ができるレベルまで上記絶縁層をBステージ化し、ベース基板としてのアルミにラミネートした。
銅箔をプレスで打ち抜き加工し、リードフレーム一体型の回路パターンを得た。
(工程3)
工程1で得られた積層体からPETフィルムを剥がし、工程2で得られたリードフレーム一体型の回路パターンに対して、貼り合わせ面にボイドが入らないように、熱ラミネート加工により積層した。
(工程4)
工程3で得られた積層体を加熱硬化により接着し、ベース基板に絶縁層2を介してリードフレーム一体型回路パターンが積層された回路基板1Rを作製した。
下記方法で耐電圧を測定することにより、回路とベース金属間の絶縁性を評価した。
[耐電圧の測定方法]
三菱電線工業株式会社製B010を用い、試験電圧0.5k∨からスタートし、クリアするごとに0.5k∨ずつ上げていき、絶縁破壊もしくは縁面放電した時点の電圧を耐電圧とした。測定条件は試験電圧までの昇圧時間25秒、保持時間5秒、降圧時間15秒とした。結果を表1に示す。
2 リードフレーム
3 第1の絶縁層
4 ベース基板
10 回路基板
11 回路パターン
12 リードフレーム
13 第1の絶縁層
14 ベース基板
15 第2の絶縁層
20 回路基板
A1 リードフレームの延出部位
A2 リードフレームの延出部位A1に隣接したリードフレームの残部
B 第1又は第2絶縁層の延長部
C 第1又は第2絶縁層で被覆されたリードフレームの端面
3a、13a 第1のフィレット
3b、13b 第2のフィレット
Claims (12)
- 金属またはセラミックスからなるベース基板と、第1の絶縁層と、回路パターンとがこの順で積層された回路基板であって、
前記回路パターンは、金属箔から一体成形されることにより前記回路パターンから外方へ延出したリードフレームを有し、
前記リードフレームは、前記ベース基板の周縁から外方へ延出した部位を有し、
前記第1の絶縁層は、前記リードフレームの前記延出部位の下面に積層配置された延長部を有することにより、前記リードフレームの前記延出部位の下面を被覆している回路基板。 - 前記第1の絶縁層は、前記リードフレームの側面のうちの、前記延出部位に隣接した前記リードフレームの残部の側面であって、前記第1の絶縁層で被覆された前記リードフレームの下面と隣接した領域を更に被覆している請求項1に記載の回路基板。
- 前記第1の絶縁層は、熱硬化性樹脂を含有する組成物含む絶縁層である請求項1又は2に記載の回路基板。
- 前記回路パターンと前記リードフレームは、前記金属箔の打ち抜き加工により一体成形されたものである請求項1〜3のいずれか一つに記載の回路基板。
- 前記第1の絶縁層の前記延長部は、前記ベース基板の側面のうちの、前記延長部に隣接する前記第1の絶縁層の残部で被覆された前記ベース基板の上面と隣接した領域を更に被覆している請求項1〜4のいずれか一つに記載の回路基板。
- 前記ベース基板と前記第1の絶縁層との間に、第2の絶縁層を更に有する請求項1〜4のいずれか一つに記載の回路基板。
- 前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層は、双方が熱硬化性樹脂を含有する組成物を含む絶縁層であるか、あるいは、前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層の一方が熱硬化性樹脂を含有する組成物を含む絶縁層であり、他方が粘着剤を含む絶縁層である請求項6に記載の回路基板。
- 前記第1の絶縁層の前記延長部は、前記第2の絶縁層の側面のうちの、前記延長部に隣接する前記第1の絶縁層の残部で被覆された前記第2の絶縁層の上面と隣接した領域を、更に被覆しているか、あるいは、前記第2の絶縁層の側面のうちの、前記延長部に隣接する前記第1の絶縁層の残部で被覆された前記第2の絶縁層の上面と隣接した領域と、前記ベース基板の側面のうちの、前記第2の絶縁層の側面の前記領域に隣接した領域とを被覆している請求項6又は7に記載の回路基板。
- 請求項1〜5のいずれか一つに記載の回路基板の製造方法であり、
前記金属箔の片面に前記第1の絶縁層を形成して第1の積層体を得ること、
前記第1の積層体を打ち抜き加工することにより、前記回路パターンと前記リードフレームが一体化されたリードフレーム一体型回路パターンと、前記第1の絶縁層を有する第2の積層体を得ること、及び
前記第2の積層体と前記ベース基板とを、前記第1の絶縁層を介して積層すること
を含む回路基板の製造方法。 - 積層される前の前記第1の絶縁層は、熱硬化性樹脂を含有する組成物のBステージ状態の硬化物を含む絶縁層である請求項9に記載の回路基板の製造方法。
- 請求項6〜8のいずれか一つに記載の回路基板の製造方法であり、
前記金属箔の片面に前記第1の絶縁層を形成して第1の積層体を得ること、
前記第1の積層体を打ち抜き加工することにより、前記回路パターンと前記リードフレームが一体化されたリードフレーム一体型回路パターンと、前記第1の絶縁層を有する第2の積層体を得ること、
前記ベース基板の片面に前記第2の絶縁層を形成して第3の積層体を得ること、及び
前記第2の積層体と前記第3の積層体とを、前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層を介して積層すること
を含む回路基板の製造方法。 - 積層される前の前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層の少なくとも一方は、熱硬化性樹脂を含有する組成物のBステージ状態の硬化物を含む絶縁層である請求項11に記載の回路基板の製造方法。
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