JP3150415B2 - 回路用金属基板 - Google Patents

回路用金属基板

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JP3150415B2
JP3150415B2 JP12488192A JP12488192A JP3150415B2 JP 3150415 B2 JP3150415 B2 JP 3150415B2 JP 12488192 A JP12488192 A JP 12488192A JP 12488192 A JP12488192 A JP 12488192A JP 3150415 B2 JP3150415 B2 JP 3150415B2
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誠 小林
正明 臼井
幹則 大沢
敏美 甲賀
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回路用金属基板に関し、
特に放熱性,耐電圧性,耐熱性を要求する電子機器回路
に有用な回路用金属基板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子機器回路に用いられる回路用
金属基板として、金属ベースの少なくても片面に無機充
填剤を含む塗料を一様な厚さに塗布し、プリプレグ化し
た後、加熱加圧成型により厚さ50μm〜150μmの
絶縁層を設け、更にこの絶縁層上に導電層を設けた構成
のものが知られている。このような構成の回路用金属基
板は、熱伝導性を重視する電子機器の小型軽量化、信頼
性向上に対して大きく貢献するという利点を有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、耐電圧を要
求する機種、例えばインバータでは、回路に交流電圧と
直流電圧が重畳し、かつ使用時に外部ノイズ(衝撃電
圧)の影響を受け、短時間に破壊されることが予見され
ている。また、高温多湿の使用条件下で直流電圧の影響
を受け、絶縁体中に導電物質(イオン)が移行する現象
をおこし、地絡する。このため、絶縁をある程度厚く
し、熱伝導性を向上させる必要が生じてきた。この対策
としては、絶縁厚さを厚くすること、あるいは放熱性と
使用温度を高くできれば、回路用金属基板としての用途
は拡大する。
【0004】一方、絶縁厚さを厚くすることは放熱性を
低下させるため、樹脂に放熱性の良好な無機充填剤を混
練したものを繊維シートに塗布した半硬化状態のプリプ
レグを加熱,加圧成型によって得られた絶縁体を有した
回路用金属基板を用いることがある。しかしながら、上
記無機充填剤の量を多くすると、絶縁体の弾性率が大き
くなり、また熱変型温度,ガラス転移点が高くなり、金
属ベースの間に歪を残し,反り,ねじれの現象の基とな
る。
【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、金属ベ−スと導電層間の絶縁体に改良を施すことに
より、放熱性を低下させることなく、反り,ねじれを抑
制しえる回路用金属基板を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の通り、回路用金属
基板の反り,ねじれは樹脂の剛性(弾性率),熱変形温
度,ガラス転位点Tgの高くなるほど、大きく現れる。
本発明者らは、基材(ガラス不織布,芳香族ポリアミド
不織布,ガラス繊維混抄芳香族ポリアミド不織布)、ガ
ラス転位点Tgが異なる樹脂の2種類、金属ベースはア
ルミニウム板2.0mm厚さ,銅箔0.035mm,絶
縁厚さ0.28mmについて、反りの実測値を測定し
た。その結果は、下記「表1」に示す通りである。但
し、樹脂A,Bを塗布したプリプレグ化する基材の基本
特性は、以下の通りである。
【0007】a.ガラス不織布:25g/m2 ,厚さ0.11
mm,引張り強さ1.9 Kg/cm幅 b.芳香族ポリアミド不織布:20g/m2,厚さ0.12m
m,引張り強さ1.9 Kg/m幅 c.ガラス繊維混抄芳香族ポリアミド不織布:50g/m
2,厚さ0.12mm,引張り強さ3.0 Kg/m幅
【0008】樹脂A:ビスフェノール型エポキシ樹脂40
重量部,硬化剤ジシアンジアミド3重量部,促進剤イミ
ダゾール0.2 重量部,無機充填剤水酸化アルミニウム30
重量部,珪酸マグネシウム10重量部,溶剤アセトン40重
量部,メチルエチルケトン10重量部、
【0009】樹脂B:ビスフェノール型エポキシ樹脂50
重量部,ビスマレイミドトリアジン樹脂30重量部,硬化
剤ジシアンジアミド3重量部,促進剤イミダゾール0.2
重量部,無機充填剤水酸化アルミニウム140 重量部,二
酸化珪素5重量部,珪酸マグネシウム10重量部,溶剤セ
トン40重量部,メチルエチルケトン10重量部、
【0010】
【表1】
【0011】なお、表1において、反り(mm)はL1 (33
3mm)×L2 (500mm) サイズの基板(図4参照)における
2 の端(位置P3 )と端(位置P4 ) 、中央(位
O)、L1 の端(位置P1 )と端(位置P4 ) を夫々
示す。表1より、剛性が高く,Tgが高い場合、これを
機械的に矯正することは困難で、仮に矯正しても残留歪
で元に戻り、完全に水平な基板は得られない。本発明者
らは、こうしたデータから放熱性を低下させない構造
で、反り,ねじれの少ない回路用金属基板を見出だし
た。
【0012】本願第1の発明は、放熱用金属ベースと、
この放熱用金属ベースの少なくとも片面に絶縁体を介し
て設けられた導電層とを具備する回路用金属基板におい
て、前記絶縁体は、ガラス繊維シートもしくは芳香族ポ
リアミド繊維シート又はガラス繊維と芳香族ポリアミド
繊維の混抄繊維シートを基材として、この基材の一方の
主面に任意のガラス転移点をもつビスマレイミドトリア
ジン変性熱硬化性樹脂及び無機質微粉末を均一に混練し
てなる第1樹脂塗料を、かつ前記基材の他方の主面に前
記第1樹脂塗料中の樹脂と異なるガラス転移点をもつビ
スマレイミドトリアジン変性熱硬化性樹脂及び無機質微
粉末を均一に混練してなる第2樹脂塗料を、均一に塗布
した後、加熱加圧成型により得られるものであることを
特徴とする回路用金属基板である。
【0013】本願第2の発明は、放熱用金属ベースと、
この放熱用金属ベースの少なくとも片面に絶縁体を介し
て設けられた導電層とを具備する回路用金属基板におい
て、前記絶縁体は、ガラス繊維シートもしくは芳香族ポ
リアミド繊維シート又はガラス繊維と芳香族ポリアミド
繊維の混抄繊維シートを基材として、この基材の両面に
任意のガラス転移点をもつビスマレイミドトリアジン変
性熱硬化性樹脂及び無機質微粉末を混練してなる樹脂塗
料を塗布した後、加熱加圧成型により得られるものであ
り、前記導電層は、前記樹脂塗料中の樹脂と異なるガラ
ス転移点を持つビスマレイミドトリアジン変性熱硬化性
樹脂塗料を裏面に塗布したものであることを特徴とする
回路用金属基板である。
【0014】
【0015】本発明において、無機質微粉末としては、
例えば酸化アルミニウム,二酸化珪素,珪酸マグネシウ
ムが挙げられる。ここで、酸化アルミニウムは放熱性
(熱伝導)を高くする効果があり、二酸化珪素は電気特
性のうち誘電率を低くさせる役目をもっている。また、
珪酸マグネシウムは、剛性の緩和作用を大きくする効果
がある。
【0016】
【作用】本発明によれば、放熱用金属ベ−スと導電層間
に介在する絶縁体に改良を施すことにより、従来と比
べ、反り,捩れの極めて少ない回路用金属基板が得られ
る。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 (実施例1)図1を参照する。
【0018】図中の11は、厚さ2.0mmでAl(アル
ミニウム)製の放熱用金属ベ−スである。この金属ベ−
ス11上には、厚さ0.28mmの絶縁体12を介して厚さ
0.035mmの銅箔パタ−ン(導電層)13が設けられ
ている。ここで、前記絶縁体12は、基材としてのガラス
繊維不織布シ−ト14と、このシート14の裏面に形成され
た第1絶縁層15と、前記シート14の表面側に形成された
第2絶縁層16から構成される。なお、前記不織布シート
14は、25g/m2 を用いた。
【0019】こうした構成の回路用金属基板は、前記シ
ート14の裏面に下記「表2」に示すように酸化アルミニ
ウム粉末(無機質微粒子粉末)40重量部とビスマレイ
ミドトリアジン樹脂30重量部等を均一に混練してなる
第1樹脂塗料を、かつ前記シート14の表面に酸化アルミ
ニウム粉末140 重量部,二酸化珪素5重量部及び珪酸マ
グネシウム5重量部とビスマレイミドトリアジン樹脂3
0重量部を均一に混練してなる第2樹脂塗料を均一に塗
布した後、第1樹脂塗料が金属ベース11側に位置するよ
うにして金属ベース11と導電層13間に配置し、加熱加圧
成型により得られる。ここで、第1樹脂塗料の塗布量は
200〜300g/m2 、第2樹脂塗料の塗布量は15
0〜200g/m2 とした。
【0020】
【表2】
【0021】実施例1に係る回路用金属基板によれば、
絶縁体12に改良を施すことにより、従来と比べ、反りを
著しく低減できる。事実、333mm幅の端と端の反り
0.1〜0.15mmの範囲、500mm幅の端と端の
反りは0.15〜0.20mmであった。 (実施例2)図2を参照する。
【0022】図中の21a,21bは、夫々厚さ0.14の
絶縁体を示す。前記絶縁体21aは、ガラス繊維不織布シ
−ト14と、このシート14aの裏面に形成された第1絶縁
層22と、前記シート14bの表面側に形成された第2絶縁
層23から構成される。前記絶縁体21bは、ガラス繊維不
織布シ−ト14bと、このシート14bの裏面に形成された
第3絶縁層24と、前記シート14bの表面側に形成された
第4絶縁層25から構成される。
【0023】こうした構成の回路用金属基板は、前記シ
ート14aの裏面に「表2」の酸化アルミニウム粉末(無
機質微粒子粉末)130 重量部とビスマレイミドトリアジ
ン樹脂15重量部等を均一に混練してなる第1樹脂塗料
を、かつ前記シート14bの表面に酸化アルミニウム粉末
120 重量部とビスマレイミドトリアジン樹脂15重量部を
均一に混練してなる第2樹脂塗料を均一に塗布し、更に
前記シート14bの裏面に「表2」の酸化アルミニウム粉
末(無機質微粒子粉末)120 重量部とビスマレイミドト
リアジン樹脂15重量部等を均一に混練してなる第2樹脂
塗料を、かつ前記シート14bの表面に酸化アルミニウム
粉末130 重量部とビスマレイミドトリアジン樹脂15重量
部を均一に混練してなる第1樹脂塗料を均一に塗布した
後、第1樹脂塗料が金属ベース11,導電層13側に位置す
るように前記シート14a,14bを金属ベース11と導電層
13間に配置し、加熱加圧成型により得られる。こうした
構成の回路用金属基板によれば、「表2」に示すように
反りが著しく低減できることが確認された。 (実施例3)図3を参照する。
【0024】図中の31は、厚さ0.28の絶縁体を示
す。前記絶縁体31は、ガラス繊維不織布シ−ト14と、こ
のシート14の両面に形成された絶縁層32a,32bから構
成される。前記絶縁体31上には、裏面にガラス転移点
(Tg)が95〜120℃になるビスマレイミドトリア
ジン変性熱硬化性樹脂塗料を塗布した導電層33が形成さ
れている。
【0025】こうした構成の回路用金属基板は、前記シ
ート14の両面にガラス転移点が100〜150℃になる
ビスマレイミドトリアジン変成熱硬化性樹脂10〜50
%と無機質微粉末50〜90%を混練してなる樹脂塗料
を塗布し、こうしたシート14を金属ベース11上に載置
し、更にこの上に裏面にガラス転移点(Tg)が95〜
120℃になるビスマレイミドトリアジン変性熱硬化性
樹脂塗料を塗布した導電層33を載置した後、加熱加圧一
体成型することにより得られる。実施例3に係る回路用
金属基板によれば、従来と比べて、反りが著しく低減で
きることが確認された。反りの結果は、下記「表3」に
示す通りである。
【0026】
【表3】 なお、上記ガラス繊維不織布の代わりに芳香族繊維不織
布,ガラス繊維混抄芳香族繊維不織布を用いた場合につ
いても、上記「表3」に合わせて示した。
【0027】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、金属
ベ−スと導電層間の絶縁体に改良を施すことにより、放
熱性を低下させることなく、反り,ねじれを抑制しえる
回路用金属基板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係る回路用金属基板の断面
図。
【図2】本発明の実施例2に係る回路用金属基板であ
り、絶縁体を2枚を積層した場合の説明図。
【図3】本発明の実施例3に係る回路用金属基板の断面
図。
【図4】回路用金属基板の形状を特定するための説明
図。
【図5】回路用金属基板の反りを説明するための図。
【符号の説明】
11…放熱用金属ベ−ス、12,21a,21b,31…絶縁体、
13…銅箔パタ−ン(導電層)、14,15,22〜25,32a,
32b…絶縁層、33…導電層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大沢 幹則 埼玉県本庄市栄3−9−33 東特塗料株 式会社本庄工場内 (72)発明者 甲賀 敏美 埼玉県本庄市栄3−9−33 東特塗料株 式会社本庄工場内 (56)参考文献 特開 平4−122089(JP,A) 特開 昭62−160234(JP,A) 特開 平3−95258(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 1/05

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放熱用金属ベースと、この放熱用金属ベ
    ースの少なくとも片面に絶縁体を介して設けられた導電
    層とを具備する回路用金属基板において、前記絶縁体は、ガラス繊維シートもしくは芳香族ポリア
    ミド繊維シート又はガラス繊維と芳香族ポリアミド繊維
    の混抄繊維シートを基材として、この基材の一方の主面
    に任意のガラス転移点をもつビスマレイミドトリアジン
    変性熱硬化性樹脂及び無機質微粉末を均一に混練してな
    る第1樹脂塗料を、かつ前記基材の他方の主面に前記第
    1樹脂塗料中の樹脂と異なるガラス転移点をもつビスマ
    レイミドトリアジン変性熱硬化性樹脂及び無機質微粉末
    を均一に混練してなる第2樹脂塗料を、均一に塗布した
    後、 加熱加圧成型により得られるものであることを特徴
    とする回路用金属基板。
  2. 【請求項2】 放熱用金属ベースと、この放熱用金属ベ
    ースの少なくとも片面に絶縁体を介して設けられた導電
    層とを具備する回路用金属基板において、 前記絶縁体は、ガラス繊維シートもしくは芳香族ポリア
    ミド繊維シート又はガラス繊維と芳香族ポリアミド繊維
    の混抄繊維シートを基材として、この基材の両面に任意
    のガラス転移点をもつビスマレイミドトリアジン変性熱
    硬化性樹脂及び無機質微粉末を混練してなる樹脂塗料を
    塗布した後、加熱加圧成型により得られるものであり、 前記導電層は、前記樹脂塗料中の樹脂と異なるガラス転
    移点を持つビスマレイミドトリアジン変性熱硬化性樹脂
    塗料を裏面に塗布したものであることを特徴とする回路
    用金属基板。
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