JP3934249B2

JP3934249B2 - 熱伝導基板の製造方法およびその製造治具

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Publication number: JP3934249B2
Application number: JP11871998A
Authority: JP
Inventors: 浩一平野; 誠一中谷; 浩之半田; 秀樹竹原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JPH11312750A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放熱性を向上させた回路基板とするために、樹脂と無機フィラーとの混合物を用いて形成される熱伝導基板の製造方法に関し、特にパワー用エレクトロニクス実装のための高放熱樹脂基板（熱伝導基板）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の高性能化、小型化の要求に伴い、半導体の高密度、高機能化が要請されている。従って、半導体を実装するための回路基板にも小型高密度なものが望まれている。その結果、回路基板の放熱を考慮した設計が重要となってきている。回路基板の放熱性を改良する技術として、従来のガラス−エポキシ樹脂によるプリント基板に対し、銅やアルミニウムなどの金属板を使用し、この金属板の片面または両面に絶縁層を介して回路パターンを形成する金属ベース基板が知られている。また、さらに高い熱伝導性が要求される場合は、アルミナや窒化アルミニウムなどのセラミックス基板に銅板をダイレクトに接合した基板が利用されている。比較的小電力の用途には、金属ベース基板が一般的に利用されるが、熱伝導を良くするため絶縁層が薄くなければならず、金属ベース間でノイズの影響を受けやすいことと、絶縁耐圧に課題を有している。
【０００３】
上記金属ベース基板およびセラミックス基板は、性能およびコストの両面において好ましい条件を満たし難いため、近年、樹脂中に熱伝導性の良いフィラーを充填した組成物を、電極であるリードフレームと一体化した基板が提案されている。このような組成物を用いた基板の構造の例を図６に示す。この熱導電性基板は、リードフレーム６００と熱伝導樹脂組成物６０１とが一体化されて構成されている。また、この基板の製造方法を図７に示す。図７に示したように、この基板７０３は、無機質フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物スラリーを造膜して熱伝導グリーンシート７００を作製し、このシートを乾燥させ（図７（ａ））、リードフレーム７０１と重ねあわせ（図７（ｂ））、加熱加圧して熱伝導グリーンシート７００を硬化させて熱伝導樹脂組成物７０２とするとともにリードフレームと一体化する（図７（ｃ））ことにより作製されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法によると、熱伝導基板を作製するためにはスラリーを一旦造膜してグリーンシートとする工程を経なければならないため、シート製造設備を整えることが必要になる。また、造膜されたグリーンシートを乾燥させることが必要になるため、スラリー作製から基板完成までの工程に時間がかかる。さらに乾燥している間のグリーンシートの保存状態を管理することが必要になる。これらの条件により、製造コストや時間が過大となることに課題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するべく、放熱性に優れた熱伝導基板を、造膜工程を経ることなく、より簡便に製造するための製造方法およびこの製造方法に用いる製造治具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】
上記目的を達成するために、本発明の熱伝導基板の製造方法は、無機質フィラー７０〜９５重量％と、少なくとも熱硬化性樹脂および硬化剤を含む樹脂組成物５〜３０重量％とを含むペースト状混合物を、リードフレームに重ねあわせた枠部材により形成された前記リードフレームの開口部に充填する工程と、加熱することにより前記ペースト状混合物を硬化させるとともに前記ペースト状混合物と前記リードフレームとを一体化する工程とを含むことを特徴とする。
【０００７】
このような製造方法とすれば、造膜工程を経ることなく、効率よく熱伝導基板を製造することができる。
【０００８】
本発明の熱伝導基板の製造方法においては、枠部材として平板状のマスク部材を使用することが好ましい。
【０００９】
また、前記熱伝導基板の製造方法においては、前記枠部材として前記リードフレームに嵌合可能な絶縁性の枠を準備し、前記絶縁性の枠を前記リードフレームに嵌合することにより前記開口部を形成することが好ましい。この好ましい例によれば、枠を設けるためマスクがなくても製造が可能であり、また粘度の低いペースト状混合物を用いることもできる。この場合、前記枠の主成分が熱硬化性樹脂であることが好ましい。
【００１０】
また、前記熱伝導基板の製造方法においては、前記リードフレームに嵌合可能な突起を設けた平板を準備し、前記突起により位置合わせしながら前記リードフレームを前記平板上に固定する工程をさらに含むことが好ましい。この好ましい例によれば、リードフレームの特別な位置あわせが不要となり、精度良くペースト状混合物を充填することができる。また、突起物によりペースト状混合物が堰き止められるため、粘度の低いペースト状混合物を用いることもできる。この場合、前記突起は、前記リードフレームの厚さに相当する高さとすることが好ましい。
【００１１】
また、前記熱伝導基板の製造方法においては、前記ペースト状混合物を前記開口部に充填する工程の後であって前記ペースト状混合物と前記リードフレームとを一体化する工程の前に、前記ペースト状混合物を前記樹脂組成物の硬化開始温度以下の温度で熱処理することにより前記ペースト状混合物の粘着性を低減する工程をさらに含むことが好ましい。この好ましい例によれば、加熱硬化させる工程をバッチ処理で行うことが可能になり、多数の基板を一度に硬化させることができるため、さらに熱伝導基板の製造コストや時間が削減される。
【００１２】
また、前記熱伝導基板の製造方法においては、前記ペースト状混合物を前記開口部に充填する工程の後であって前記ペースト状混合物と前記リードフレームとを一体化する工程の前に、前記開口部に充填した前記ペースト状混合物の上に放熱用金属板を配置し、前記ペースト状混合物と前記リードフレームとともに前記放熱用金属板を一体化することが好ましい。この好ましい例によれば、基板製造時に放熱用の金属板を同時に取り付けることが可能になる。
【００１３】
また、前記熱伝導基板の製造方法においては、前記ペースト状混合物と前記リードフレームとを一体化する工程において、加熱するとともに加圧することが好ましい。加圧することにより、リードフレームと熱伝導樹脂組成物との密着力が向上し、熱伝導樹脂組成物中に含まれるボイドを減らすことが可能になるからである。また、基板のそりを抑制することもできる。加圧する圧力は１〜２０ＭＰａであることが好ましい。なお、加熱する温度は１４０〜２６０℃であることが好ましい。
【００１４】
また、前記熱伝導基板の製造方法においては、前記ペースト状混合物を真空中で前記開口部に充填することが好ましい。真空中ではペースト状組成物中に含まれている気泡を取り除くことができ、熱硬化性樹脂中に含まれるボイドを低減することが可能になるからである。
【００１５】
前記枠の主成分は熱硬化性樹脂であることが好ましい。熱硬化性樹脂は強度が高く電気的に絶縁性であり、さらに印刷されたペースト状混合物を硬化させる際の加熱時にも安定である。また熱膨張係数が樹脂組成物と近いために熱的な履歴を経た後でも高い信頼性を保つことができる。
【００１６】
前記無機質フィラーは、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＡｌＮ、ＢＮ、ＳｉＯ₂およびＳｉＣから選ばれる少なくとも１種のフィラーであることが好ましい。これらのフィラーは熱伝導率が高いために熱伝導基板に好適である。
【００１７】
前記ペースト状混合物は、さらにカップリング剤、分散剤、離型剤および着色剤から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。
【００１８】
熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂を主成分として含有することが好ましい。また、熱硬化性樹脂は、室温で液状の樹脂であることが好ましい。特に、熱硬化性樹脂が室温で液状のエポキシ樹脂であり、硬化剤が酸無水物であることがより好ましい。この場合、樹脂組成物に反応性希釈剤が添加されることが好ましい。粘度が低下して印刷が容易になるからである。
【００１９】
前記ペースト状混合物は、室温で１００〜２０００Ｐａ・ｓの粘度を有することが好ましい。この範囲よりも粘度が高くても低くても印刷による充填が難しくなるからである。また、前記無機質フィラーは、０．１〜１００μｍの粒径を有することが好ましい。
【００２０】
また、本発明の熱伝導基板製造用治具は、無機質フィラーと、少なくとも熱硬化性樹脂および硬化剤を含む樹脂組成物とを含むペースト状混合物を、リードフレームに重ねあわせた枠部材により前記リードフレームに形成された開口部に充填し、加熱することにより前記ペースト状混合物を硬化させるとともに前記ペースト状混合物と前記リードフレームとを一体化する熱伝導基板の製造方法において前記リードフレームを位置合わせしながら固定するための熱伝導基板製造用治具であって、平板状の基板上に、前記リードフレームに嵌合可能な突起が配置されていることを特徴とする。このような製造用治具を用いれば、前記製造方法においてリードフレームの特別な位置合わせが不要となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の熱伝導基板の製造方法の第一の形態は、無機質フィラー７０〜９５重量％と、熱硬化性樹脂および硬化剤を少なくとも含む樹脂組成物５〜３０重量％とからなるペースト状混合物をリードフレームに所定の厚みとなるように、好ましくは印刷により、充填した後、それを加熱硬化させることを基本とする。リードフレームの所望の位置に精度よく所定の厚みに充填するために、この形態においては、所定厚みを有する開口部を設けた平板状のマスクを使用し、このマスクをリードフレームに重ねあわせてペースト状混合物が印刷される。
【００２２】
本発明の熱伝導基板の製造方法の第二の形態では、平板状のマスクに代えて、好ましくはリードフレームの周辺領域の凸凹パターンに対応した突起を有する絶縁性の枠が使用される。この枠は、上記突起によりリードフレームに固定されて上記ペースト状混合物を充填するための開口部を形成する。また、この枠は、好ましくは充填されるペースト状混合物と一体化して、最終的に熱伝導基板の一部を構成する。
【００２３】
さらに、本発明の熱伝導基板の製造方法の第三の形態では、リードフレームに設定される開口部の輪郭に沿った周縁領域におけるリードフレームの凸凹パターンに対応した突起を有する平板が使用される。この突起により導かれて、リードフレームは平板上の所定の位置に固定される。その後、上記形態で説明したように、例えば平板状のマスクがリードフレームに重ねあわせられ、このマスクにより形成された開口部にペースト状混合物が充填される。
【００２４】
このような実施の形態により、高濃度に無機フィラーを添加したペースト状混合物を簡便に所望の形や厚みに充填することができる。また加熱することにより、ペースト状混合物中の熱硬化性樹脂が硬化することでリジッドな基板とすることができる。この硬化した混合物は、高濃度に無機フィラーを充填しているため高い熱伝導率を有しており、また平面方向の熱膨張係数がリードフレームとほぼ同じであるため信頼性が高い。このような製造方法を用いれば、半導体を直接実装できる熱伝導基板を簡便に得ることができる。
【００２５】
以下、本発明の各実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明の上記第１の形態による熱伝導基板の製造工程の例を示す工程別断面図である。図１（ａ）において、リードフレームを保持する平板１００上に離型性フィルム１０１が配置されている。離型性フィルム１０１としては、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムの表面に離型処理を施したものを使用することができる。
【００２７】
図１（ｂ）では、離型性フィルム１０１上に熱伝導基板の配線を形成するリードフレーム１０２が配置される。リードフレーム１０２は、例えば銅、鉄あるいはこれらを母体とした合金からなる板を材料とし、金型による打ち抜きやエッチング法により所定の形状としたものを使用することができる。また、酸化防止のため、リードフレームの表面にニッケルめっき処理を施したものが一般に用いられる。
【００２８】
図１（ｃ）では、リードフレーム１０２上に、開口部を有する所定厚みのマスク１０３が重ねられる。マスク１０３は、例えばＳＵＳ板やアルミ板などが使用できる。マスクの厚さは、充填するペースト上混合物の厚さに応じて適宜定められる。
【００２９】
図１（ｄ）では、無機質フィラーと熱硬化性樹脂とを含むペースト状混合物１０４がマスク１０３上より印刷され、リードフレーム１０２のパターン隙間部に充填される。ペースト状混合物１０４中の無機質フィラーとしては、例えばＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＡｌＮ、ＢＮ、ＳｉＣが使用できる。また、熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂が使用でき、室温で液状である樹脂が好ましい。室温で液状の樹脂は無機質フィラーとの混合が容易であり、ペースト状物の粘度が低下して印刷性が良好となるからである。また、樹脂組成物中の熱硬化性樹脂が室温で液状のエポキシ樹脂であり、硬化剤が酸無水物であることがより好ましく、さらに反応性希釈剤を含むことが好ましい。これらの材料を選択すれば、ペースト状組成物の熱硬化後、強度が高くなり、またリードフレームとの密着性が良好になるからである。また、ペースト状組成物中に、さらにカップリング剤、分散剤、離型剤、着色剤を添加してもよい。
【００３０】
図１（ｅ）では、加熱することにより、ペースト状混合物中の熱硬化性樹脂組成物を硬化させてリードフレームと一体化させた後、平板１００、離型性フィルム１０１、マスク１０３が外されている。このようにして熱伝導基板１０５が作製される。なお、加熱温度は樹脂の硬化温度に合わせて適宜選択すればよいが、１４０℃〜２６０℃の範囲であることが好ましい。この範囲よりも温度が低いと樹脂の硬化が不十分となるおそれがあり、この範囲よりも温度が高いと樹脂が分解し始めるおそれがある。
【００３１】
この後、リードフレームの不要部分を切り取り、取り出し電極とするためリードフレームの端子部分を垂直に曲げ加工する工程を経て、半田による部品実装や、絶縁樹脂の充填などの工程が実施される。これらの工程は、従来から行われてきた方法により実施すればよい。
【００３２】
図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の上記第２の形態による熱伝導基板の製造工程の例を示す工程別断面図である。図２（ａ）では、図１（ｂ）と同様に、平板２００上に離型性フィルム２０１を置き、さらにその上にリードフレーム２０２が配置される。
【００３３】
図２（ｂ）では、リードフレーム２０２上に所定厚みの絶縁性の枠２０３が配置される。この絶縁性の枠２０３は、所定の開口部を囲む領域においてリードフレームの配線パターン隙間部分に嵌合する突起を備えており、この突起によりリードフレームにはめ込まれ開口部を形成している。この枠２０３は電気的に絶縁性であればよいが、主成分が熱硬化性樹脂であることが好ましく、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、またはそれらと粉末状もしくは繊維状の無機質との混合物が使用される。熱硬化性樹脂は、強度が高く、さらに印刷されたペースト状混合物を硬化させる際の加熱時にも安定である点で好ましい。また熱膨張係数が硬化後のペースト状混合物と近いため熱的な履歴を経た後でも高い信頼性を保ちうる点でも好ましい。
【００３４】
図２（ｃ）では、枠２０３で囲まれた開口部にペースト状混合物２０４が印刷され、リードフレーム２０２のパターン隙間部分に充填される。
【００３５】
図２（ｄ）では、これらを加熱し、ペースト状混合物中の熱硬化性樹脂組成物を硬化させてリードフレームと一体化させた後、平板２００と離型性フィルム２０１とが取り外される。このようにして絶縁性の枠２０３とも一体化した熱伝導基板２０５が作製される。
【００３６】
図３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の上記第３の形態による熱伝導基板の製造工程の例を示す工程別断面図である。図３（ａ）では、予め定められたペースト状混合物の印刷領域を囲む領域であって、リードフレームの配線パターン隙間部分に対応する位置に、リードフレームの厚さと同じ高さを有する突起部３０１を設けた平板３００が用意される。また、平板３００上の突起部３０１で囲まれた領域には離型性フィルム３０２が置かれる。
【００３７】
図３（ｂ）では、平板３００上に、突起部３０１により位置合わせされながらリードフレーム３０３が配置される。
【００３８】
図３（ｃ）〜図３（ｅ）では、図１（ｃ）〜図１（ｅ）により説明した工程と同様に、マスク３０４がリードフレーム３０３上の所定の位置に重ねあわせられ、ペースト状混合物３０５がマスク３０４の開口部に印刷されてリードフレーム３０３のパターン隙間部分に充填され、さらに加熱されてペースト状混合物とリードフレームとが一体化して熱伝導基板３０６となる。ただし、ここでも、マスク３０４に代えて第２の形態で説明した絶縁性の枠を用いてもよい。
【００３９】
図４（ａ）、（ｂ）は、上記第３の形態において使用される製造治具の例の正面図（ａ）および断面図（ｂ）である。この治具は、リードフレームを配置する平板４００上に、所定高さの突起部４０１をリードフレームの配線パターン隙間部分に対応する位置に設けたものである。この突起は、リードフレームに設けられる開口部の周囲の領域に配置される。なお、この製造治具を構成する材料は、熱伝導基板製造時に十分な強度と寸法安定性が保たれる限りにおいて特に限定されないが、例えばＳＵＳやアルミニウムを使用することができる。
【００４０】
図５（ａ）、（ｂ）は、リードフレームと反対側の面に放熱用金属板を取り付けた熱伝導基板の製造方法の例を示す断面図である。図５（ａ）では、リードフレーム設置用平板５００上に離型性フィルム５０１を介して配置されたリードフレーム５０２に、さらにマスク５０３が重ねられて開口部が形成され、この開口部にペースト状混合物５０４が充填されている。この工程は、例えば、図１（ａ）〜図１（ｄ）と同様の工程により実施される。しかし、図５（ａ）では、充填されたペースト状混合物上にさらに放熱用金属板５０５が配置される。図５（ｂ）では、加熱により、硬化したペースト状混合物５０４、リードフレーム５０２および放熱用金属板５０５が一体とされ、マスク５０３、平板５００、離型性フィルム５０１が取り外される。このようにして放熱用の金属板が一体となった熱伝導基板５０６が作製される。なお、放熱用金属板５０５としては、例えば銅やアルミニウムを使用することができる。
【００４１】
また、図５では、図１に示した製造方法によって製造される熱伝導基板に放熱用金属板を取り付ける工程を例示したが、図２、図３に示したような製造方法に放熱用金属板を取り付ける工程を加えても、同様の効果が得られる。
【００４２】
なお、上記実施の形態では、加熱してペースト状混合物を硬化させる前に、ペースト状混合物に含まれる樹脂の硬化開始温度以下の温度で熱処理を施してペースト状混合物の粘着性をなくした後、平板やマスクから取り外してから加熱してペースト状混合物を硬化させることが好ましい。平板やマスクがないため、一度に多くの基板を加熱硬化させることが可能になり、製造効率を改善することができるからである。
【００４３】
また、加熱してペースト状混合物を硬化させる時、同時に加圧して硬化させ、ペースト状混合物とリードフレームおよび放熱用金属板とを一体化することが好ましい。加圧することによりリードフレームと硬化した樹脂組成物との密着性が向上し、また樹脂組成物中のボイドの発生が減少するからである。加圧する圧力は２０ＭＰａ以下であることが好ましく、１〜２０ＭＰａの範囲であることがより好ましい。
【００４４】
なお、上記実施の形態では１枚のリードフレームを配置して熱伝導基板を製造しているが、平板上に２枚以上のリードフレームを設置し、その上に２以上の開口部を有するマスクを重ねあわせて印刷などを行って熱伝導基板を製造してもよい。さらに単一の金属板に２以上のリードフレームパターンを作製し、ペースト状混合物の充填、硬化後にリードフレームをパターンごとに切り離して熱伝導基板を製造してもよい。このような製造方法でも上記形態と同様の効果が得られるばかりでなく、製造時間の短縮やタクトの減少が可能で、工業上有益である。
【００４５】
なお、これらの製造方法に用いられるペースト状組成物の粘度は、印刷の容易性や充填性、たれや流れに応じて適宜調整すればよいが、１００〜２０００Ｐａ・ｓの範囲であることが好ましく、１００〜１０００Ｐａ・ｓの範囲であることがより好ましい。また、ペースト状組成物に含まれる無機質フィラーの平均粒径は０．１〜１００μｍの範囲であることが好ましい。これより大きくても小さくてもペースト状混合物の粘度が高くなり、ペースト状物にフィラーを高濃度に充填することが容易ではなくなるからである。
【００４６】
【実施例】
以下、具体的に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【００４７】
（実施例１）
無機質フィラーとして、Ａｌ₂Ｏ₃粉末（ＡＳ−４０，昭和電工（株）製、球状、平均粒径１２μｍ）９０重量％、樹脂として一液性の液状エポキシ樹脂（ペルコートＷＥ−２０２５、日本ペルノックス（株）製、）９．０重量％、さらに反応性希釈剤（ＣＡＲＤＵＲＡＥ１０、シェルジャパン社製）０．５重量％、着色剤（カーボンブラック、東洋カーボン社製）０．４重量％、分散剤（プライサーフＡ２０８Ｆ、第一工業製薬（株）製）０．１重量％を配合し、混練機（松尾産業（株）製）で十分混合してペースト状混合物を用意した。このペースト状混合物の粘度をＢ型粘度計で測定したところ、８００Ｐａ・ｓであった。
【００４８】
次に、図１（ａ）のようにＳＵＳからなる平板上に厚さ７５μｍのＰＰＳからなる離型性フィルムを置き、その上に、銅板をエッチングして配線パターンを作製しニッケルめっきを施した厚さ０．５ｍｍのリードフレームを図１（ｂ）のように配置した。このリードフレームの上にＳＵＳからなる厚さ０．５ｍｍの開口部を有するマスクを図１（ｃ）のように重ねあわせ、マスクの上からスキージを用いて、図１（ｄ）のように用意したペースト状混合物を印刷し、ペースト状混合物をリードフレームの隙間部分にまで充填させた。これを１００℃で３０分加熱して樹脂の粘着性をなくした後、マスクから取り外した。これをＳＵＳからなる平板上に置き、さらにその上からＳＵＳ板を重ねて基板を挟み込み、それを繰り返して複数個を積み重ねた後、３ＭＰａの圧力で加圧しながら１５０℃で６０分加熱して表面が平らである熱伝導基板を得た。
【００４９】
このようにして得られた熱伝導基板の熱伝導率を評価したところ、３．７Ｗ／ｍＫの値が得られた。なお熱伝導率は、試料のパターン表面を加熱ヒータに接触加熱し、反対面への熱の伝導を温度変化により測定し、この値から算出した。これにより樹脂基板や金属基板と比較して高い熱伝導性を持った高性能の基板が製造できた。また信頼性の評価として、最高温度が２６０℃で１０秒のリフロー試験を行った。このときの基板とリードフレームとの界面に特に異常は認められず。強固な密着が得られていることが確認できた。
【００５０】
（実施例２）
実施例１と同様な方法でペースト状混合物を作製した。本実施例におけるペースト状混合物の組成は以下の通りである。
（１）無機質フィラー：Ａｌ₂Ｏ₃（ＡＬ−３３、住友化学（株）製、平均粒径１２μｍ）８９重量％
（２）樹脂：液状エポキシ樹脂（ＸＮＲ５００２、長瀬チバ（株）製）１０重量％
（３）カップリング剤：シラン系カップリング剤（Ａ−１８７、日本ユニカー（株）製）１重量％
このペースト状混合物の粘度を測定したところ、６００Ｐａ・ｓであった。ＳＵＳからなる平板上に厚さ７５μｍのＰＰＳからなる離型性フィルムを置いた後、厚さ０．５ｍｍのリードフレームを図２（ａ）のように配置した。その上に、リードフレームのパターン周辺部に対応した形状を有する厚さ１ｍｍの枠を図２（ｂ）のようにはめ込んだ。この枠は、フェノール樹脂（フェノライトＶＨ４１５０、大日本インキ製）６０重量％と球状シリカ（昭和電工（株）製）３９．５重量％、カーボンブラック（東洋カーボン（株）製）０．５重量％を混練してから型に流し込み、加熱硬化させたものである。
【００５１】
これを真空印刷機に入れ、真空引きした後、ペースト状混合物を図２（ｃ）のように印刷してリードフレームの間隙部分まで充填した。さらにこれを真空から取り出し、その上に、厚さ０．３ｍｍのアルミニウムからなる放熱用金属板を配置し、１８０℃で６０分加熱硬化させてこれらを一体化させ、熱伝導基板を得た。
【００５２】
このときの熱硬化性樹脂とリードフレームとの界面の密着性について超音波探傷映像装置を用いて調べたが、剥離やボイドなどは認められず密着性が良好であることが確認できた。また信頼性の評価として、最高温度が２６０℃で１０秒のリフロー試験を行った。このときも熱硬化性樹脂とリードフレームとの界面に特に異常は認められず、強固な密着が得られていることが確認できた。
【００５３】
（実施例３）
上記の実施例と同様な方法で、ペースト状組成物を用意した。その組成は以下の通りである。
（１）無機質フィラー：Ａｌ₂Ｏ₃（ＡＭ−２８、住友電工（株）製、球状、平均粒径１２μｍ）８７重量％
（２）樹脂：液状エポキシ樹脂（エピコート８２８、油化シェルエポキシ（株）製）９重量％
（３）硬化剤：酸無水物硬化剤（アミキュアＭＹ−２４、味の素（株）製）３重量％
（４）カップリング剤：チタネート系カップリング剤（プレンアクトＫＲ−５５，味の素（株）製）０．７重量％
（５）着色剤：カーボンブラック（東洋カーボン社製）０．３重量％
このペースト状組成物の粘度を測定したところ、３５０Ｐａ・ｓであった。ＳＵＳからなり、加工して図４のように高さ０．５ｍｍの突起物を設けた平板を用意した。その上に、突起物の形状に合わせて厚さ７５μｍのＰＰＳからなる離型性フィルムを図３（ａ）のように置き、その上に厚さ０．５ｍｍのリードフレームを突起物と位置を合わせて図３（ｂ）のように置いた。さらにその上に、厚さ０．５ｍｍのＳＵＳ板からなり開口部を設けたマスクを図３（ｃ）のように重ねあわせ、その上からスキージを用いて図３（ｄ）のように用意したペースト状混合物を印刷し、リードフレームの間隙部分まで充填させた。これを１５０℃で６０分間加熱して樹脂を硬化させた後、マスクを外し、平板から取り出して熱伝導基板を得た。
【００５４】
このときの熱硬化性樹脂とリードフレームとの界面の密着性について超音波探傷映像装置を用いて調べたが、剥離などは認められず密着性が良好であることが確認できた。また信頼性の評価として、最高温度が２６０℃で１０秒のリフロー試験を行った。このときも熱硬化性樹脂とリードフレームとの界面に特に異常は認められず、強固な密着が得られていることが確認できた。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、無機質フィラー７０〜９５重量％と、少なくとも熱硬化性樹脂および硬化剤を含む樹脂組成物５〜３０重量％とを含むペースト状混合物を、リードフレームに重ねあわせた枠部材により形成された前記リードフレームに開口部に充填する工程と、加熱することにより前記ペースト状混合物を硬化させるとともに前記ペースト状混合物と前記リードフレームとを一体化する工程とを含む製造方法とすることにより、熱伝導性の良好な熱伝導基板を、グリーンシートの造膜工程を経ることなく、従来よりも効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱伝導基板の製造方法の例を示す工程別断面図である。
【図２】本発明の熱伝導基板の製造方法の別の例を示す工程別断面図である。
【図３】本発明の熱伝導基板の製造方法のさらに別の例を示す工程別断面図である。
【図４】本発明の熱伝導基板製造用治具の例を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図５】本発明の熱伝導基板の製造方法の別の例を示す断面図である。
【図６】従来の熱伝導基板を示す断面図である。
【図７】従来の熱伝導基板の製造方法を示す工程別断面図である。
【符号の説明】
１００、２００、３００、４００、５００平板
１０１、２０１、３０２、５０１離型性フィルム
１０２、２０２、３０３、５０２、６００、７０１リードフレーム
１０３、３０４、５０３マスク
１０４、２０４、３０５、５０４ペースト状混合物
１０５、２０５、３０６、５０６、７０３熱伝導基板
２０３枠
３０１、４０１突起物
５０５放熱用金属板
６０１、７０２熱伝導樹脂組成物
７００熱伝導グリーンシート

Claims

無機質フィラー７０〜９５重量％と、少なくとも熱硬化性樹脂および硬化剤を含む樹脂組成物５〜３０重量％とを含むペースト状混合物を、リードフレームに重ねあわせた枠部材により形成された前記リードフレームの開口部に充填する工程と、加熱することにより前記ペースト状混合物を硬化させるとともに前記ペースト状混合物と前記リードフレームとを一体化する工程とを含む熱伝導基板の製造方法であって、
前記枠部材として平板状のマスク部材を使用することを特徴とする熱伝導基板の製造方法。
無機質フィラー７０〜９５重量％と、少なくとも熱硬化性樹脂および硬化剤を含む樹脂組成物５〜３０重量％とを含むペースト状混合物を、リードフレームに重ねあわせた枠部材により形成された前記リードフレームの開口部に充填する工程と、加熱することにより前記ペースト状混合物を硬化させるとともに前記ペースト状混合物と前記リードフレームとを一体化する工程とを含む熱伝導基板の製造方法であって、
前記枠部材として前記リードフレームに嵌合可能な絶縁性の枠を準備し、前記絶縁性の枠を前記リードフレームに嵌合することにより前記開口部を形成することを特徴とする熱伝導基板の製造方法。
前記枠の主成分が熱硬化性樹脂である請求項２に記載の熱伝導基板の製造方法。
前記リードフレームに嵌合可能な突起を設けた平板を準備し、前記突起により位置合わせしながら前記リードフレームを前記平板上に固定する工程をさらに含む請求項１〜３のいずれかに記載の熱伝導基板の製造方法。
前記ペースト状混合物を前記開口部に充填する工程の後であって前記ペースト状混合物と前記リードフレームとを一体化する工程の前に、前記ペースト状混合物を前記樹脂組成物の硬化開始温度以下の温度で熱処理することにより前記ペースト状混合物の粘着性を低減する工程をさらに含む請求項１〜４のいずれかに記載の熱伝導基板の製造方法。
前記ペースト状混合物を前記開口部に充填する工程の後であって前記ペースト状混合物と前記リードフレームとを一体化する工程の前に、前記開口部に充填した前記ペースト状混合物の上に放熱用金属板を配置し、前記ペースト状混合物と前記リードフレームとともに前記放熱用金属板を一体化する請求項１〜５のいずれかに記載の熱伝導基板の製造方法。
前記ペースト状混合物と前記リードフレームとを一体化する工程において、加熱するとともに加圧する請求項１〜６のいずれかに記載の熱伝導基板の製造方法。
加圧する圧力が１〜２０ＭＰａである請求項７に記載の熱伝導基板の製造方法。
加熱する温度が１４０〜２６０℃である請求項１〜８のいずれかに記載の熱伝導基板の製造方法。
前記ペースト状混合物を真空中で前記開口部に充填する請求項１〜９のいずれかに記載の熱伝導基板の製造方法。
前記無機質フィラーが、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＡｌＮ、ＢＮ、ＳｉＯ₂およびＳｉＣから選ばれる少なくとも１種のフィラーである請求項１〜１０のいずれかに記載の熱伝導基板の製造方法。
前記ペースト状混合物が、さらにカップリング剤、分散剤、離型剤および着色剤から選ばれる少なくとも１種を含む請求項１〜１１のいずれかに記載の熱伝導基板の製造方法。
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂を主成分として含有する請求項１〜１２のいずれかに記載の熱伝導基板の製造方法。
前記熱硬化性樹脂が室温で液状である請求項１〜１３のいずれかに記載の熱伝導基板の製造方法。
前記熱硬化性樹脂が室温で液状のエポキシ樹脂であり、さらに前記硬化剤が酸無水物である請求項１３または１４に記載の熱伝導基板の製造方法。
前記樹脂組成物に反応性希釈剤が添加されている請求項１５に記載の熱伝導基板の製造方法。
前記ペースト状混合物が、室温で１００〜２０００Ｐａ・ｓの粘度を有する請求項１〜１６のいずれかに記載の熱伝導基板の製造方法。
前記無機質フィラーが、０．１〜１００μｍの粒径を有する請求項１〜１７のいずれかに記載の熱伝導基板の製造方法。
請求項４に記載の熱伝導基板の製造方法において前記リードフレームを位置合わせしながら固定するための熱伝導基板製造用治具であって、
平板状の基板上に、前記リードフレームに嵌合可能な突起が配置されていることを特徴とする熱伝導基板製造用治具。