JP6844066B2 - 絶縁シート、積層体、及び基板 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1では、熱伝導性を維持したまま絶縁特性の優れた絶縁シートを得るために、粒径の異なる2つの無機充填材を絶縁シートに含有させることを開示している。
また、回路基板に使用する場合には、絶縁シートと回路パターンが形成される金属板との間で良好な密着性が求められている。
[2] 前記一方の面から厚さ方向10%における比誘電率が3.5〜9であり、前記他方の面から厚さ方向10%における比誘電率が3〜8.5である[1に記載の絶縁シート。
[3] 前記樹脂組成物層が少なくとも2層であり、周波数1MHzにおける前記一方の面を含む第1の樹脂組成物層の比誘電率が前記他方の面を含む第2の樹脂組成物層の比誘電率よりも高い[1]又は[2]に記載の絶縁シート。
[4] さらに、第3の樹脂組成物層を前記第2の樹脂組成物層の前記他方の面側に有する[3]に記載の絶縁シート。
[5] 前記第1の樹脂組成物層の厚みが前記第2の樹脂組成物層の厚みよりも小さい[3]又は[4]に記載の絶縁シート。
[6] 前記第3の樹脂組成物層の厚みが前記第2の樹脂組成物層の厚みよりも小さい[4]又は[5]に記載の絶縁シート。
[7] 前記第1の樹脂組成物層、第2の樹脂組成物層、及び前記第3の樹脂組成物層の少なくともいずれかが、エポキシ樹脂及び無機充填材を含む[3]〜[6]のいずれかに記載の絶縁シート。
[8] 前記無機充填材が、10W/(m・K)以上の熱伝導率を有する板状無機粒子を含む[7]に記載の絶縁シート。
[9] 前記無機充填材が、板状無機粒子、無機粒子A、及び無機粒子Bを含み、前記板状無機粒子、前記無機粒子A、及び前記無機粒子Bのいずれか1以上が、10W/(m・K)以上の熱伝導率を有する[7]又は[8]に記載の絶縁シート。
[10] 前記無機粒子Aのアスペクト比が2以下である[9]に記載の絶縁シート。
[11] 前記無機充填材における前記板状無機粒子の含有量が1〜100体積%である[8]〜[10]のいずれかに記載の絶縁シート。
[12] 前記板状無機粒子が窒化ホウ素である[8]〜[11]のいずれかに記載の絶縁シート。
[13] 前記板状無機粒子が凝集粒子である[8]〜[12]のいずれかに記載の絶縁シート。
[14] 前記無機粒子Bの20%圧縮時における圧縮強度が前記板状無機粒子よりも大きい[9]〜[13]のいずれかに記載の絶縁シート。
[15] 前記無機粒子Bが窒化ホウ素である[9]〜[14]のいずれかに記載の絶縁シート。
[16] 前記第1の樹脂組成物層が前記無機粒子A及び前記無機粒子Bを含み、前記第2の樹脂組成物層が前記板状無機粒子を含む[9]〜[15]のいずれかに記載の絶縁シート。
[17] 前記第1の樹脂組成物層が前記無機粒子A及び前記無機粒子Bを含み、前記第2の樹脂組成物層が前記板状無機粒子を含み、前記第3の樹脂組成物層が前記板状無機粒子、前記無機粒子A及び前記無機粒子Bを含む、[9]〜[15]のいずれかに記載の絶縁シート。
[18] 前記第1の樹脂組成物層が前記無機粒子A及び前記無機粒子Bを含み、前記第2の樹脂組成物層が前記板状無機粒子、前記無機粒子A及び前記無機粒子Bを含み、前記第3の樹脂組成物層が前記板状無機粒子を含む、[9]〜[15]のいずれかに記載の絶縁シート。
[19] 前記一方の面側の比誘電率と前記他方の面側の比誘電率との差が、0.5以上である[1]〜[18]のいずれかに記載の絶縁シート。
[20] 金属ベース板上に、[1]〜[19]のいずれかに記載の絶縁シートと、金属板とを順次含み、前記金属板には回路パターンが形成される積層体。
[21] 金属ベース板上に、[1]〜[19]のいずれかに記載の絶縁シートと、金属板とを順次含み、前記金属板が回路パターンを有する基板。
本発明の絶縁シートは、樹脂組成物層を含み、周波数1MHzにおける一方の面側の比誘電率が他方の面側の比誘電率よりも高く、一方の面側に回路パターンが形成される。これにより、回路パターンが形成される金属板と金属ベース材との絶縁性を担保する構成部材となる。
樹脂組成物層は、1層で構成されていてもよく、2層以上で構成されていてもよい。また、絶縁シートは、樹脂組成物層からなることが好ましい。
また、樹脂組成物層がn層(nは2以上の整数)で構成されている場合、1層目の樹脂組成物層(第1の樹脂組成物層)で回路パターンが形成される金属板が設けられる面が、「一方の面側」における「一方の面」となる。この場合、絶縁シートの一方の面は、樹脂組成物層の一方の面(第1の樹脂組成物層で回路パターンが形成される金属板が設けられる面)と同義である。そして、n層目の樹脂組成物層における厚さ方向外側の面が、「他方の面側」のおける「他方の面」となる。この場合、絶縁シートの他方の面は、n層の樹脂組成物層の他方の面(n層目の樹脂組成物層における厚さ方向外側の面)と同義である。
いずれの場合も他方の面側には金属ベース板が設けられることになる。
例えば、3層構成の場合、第1の樹脂組成物層、第2の樹脂組成物層、第3の樹脂組成物層の比誘電率をそれぞれε1、ε2、ε3とすると、ε1>ε2>ε3、ε1>ε2<ε3(但しε1>ε3)、ε1>ε2=ε3とすることができるが、より良好な絶縁性を得る観点から、ε1>ε2>ε3が好ましい。
なお、以下「比誘電率」という場合は、周波数1MHzにおける比誘電率をいう。
また、同じ比誘電率の無機充填材でもその含有量によっては全体の比誘電率を変化させることができるので、当該無機充填材の含有量が小さい樹脂組成物の塗膜を形成した後、無機充填材の含有量が大きい樹脂組成物の塗膜を形成して硬化処理する方法等も採用することができる。この場合の樹脂組成物層は1層構成となる。
なお、比誘電率は、後述の実施例に記載の方法にて測定することができる。
特に後述するように、樹脂組成物層中の無機充填材の物性や種類等を適宜設定することで、より確実に良好な密着性が得られやすくなる。例えば、圧縮強度が高いフィラーを用いたり、樹脂との親和性が高い官能基が表面に多いフィラーを用いたりといったことが挙げられる。
金属板と絶縁シートとの密着性(ピール強度)は、後述する実施例に記載の方法で測定することが可能で、6N/cm以上であることが好ましい。
樹脂組成物層には、樹脂と無機充填材が含まれる。
樹脂組成物層に含まれる樹脂としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂等、特に限定されない。熱可塑性樹脂としてはスチレン樹脂、フェノキシ樹脂、フタレート樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ケトン樹脂及びノルボルネン樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂としてはアミノ樹脂、フェノール樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂及びアミノアルキド樹脂等が挙げられる。アミノ樹脂としては、尿素樹脂及びメラミン樹脂等が挙げられる。なお、樹脂組成物層が2層以上ある場合、これらの層に含まれる樹脂は同一でも異なっていてもよい。
エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物、ビフェニルノボラック型エポキシ化合物、ビフェノール型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、フルオレン型エポキシ化合物、フェノールアラルキル型エポキシ化合物、ナフトールアラルキル型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、アントラセン型エポキシ化合物、アダマンタン骨格を有するエポキシ化合物、トリシクロデカン骨格を有するエポキシ化合物、ナフチレンエーテル型エポキシ化合物、及びトリアジン核を骨格に有するエポキシ化合物等が挙げられる。
上記エポキシ化合物は、ビスフェノールA型エポキシ化合物であることが好ましい。
ここで、無機充填材としては、板状無機粒子を含むことが好ましく、板状無機粒子、無機粒子A、及び無機粒子Bを含むことがより好ましい。少なくとも板状無機粒子を含むことで、長軸の向きが厚み方向に平行な板状無機粒子と長軸の向きが厚み方向に垂直な板状無機粒子とがバランスよく混在するようになり、熱伝導性とともに絶縁性を高くすることができる。
上記のように、板状無機粒子、無機粒子A、及び無機粒子Bのいずれか1種以上が10W/(m・K)以上の熱伝導率を有することが好ましく、すべてが10W/(m・K)以上の熱伝導率を有することが好ましい。これにより、樹脂組成物層の熱伝導性を高めることができる。熱伝導率は、15W/(m・K)以上であることがより好ましく、20W/m・K(m・K)以上であることがさらに好ましい。熱伝導率の上限は特に限定されない。熱伝導率が300W/(m・K)程度の無機充填材は広く知られており、また熱伝導率200W/(m・K)程度の無機充填材については容易に入手できる。
なお、板状無機粒子、無機粒子A、及び無機粒子Bは、少なくとも組成、形状、及び圧縮強度のいずれか1以上が相違している。例えば、板状無機粒子及び無機粒子Bが窒化ホウ素の場合は、その形状として20%圧縮時における圧縮強度が相違していればよく、又は、一次粒子の平均長径が相違していればよい。
まず、微小圧縮試験機を用いて、ダイヤモンド製の角柱を圧縮部材として、該圧縮部材の平滑端面を無機充填材に向かって降下させ、無機充填材を圧縮する。測定結果として圧縮荷重値と圧縮変位の関係が得られるが、圧縮荷重値を無機充填材の粒子径を用いて算出した平均断面積を用いて単位面積当たりの圧縮荷重値を算出し、これを圧縮強度とする。また、圧縮変位と無機充填材の粒子径とから、圧縮率を算出し、圧縮強度と圧縮率との関係を得る。測定する無機充填材は顕微鏡を用いて観察し、粒子径±10%の粒子径を有する無機充填材を選出して測定する。また、それぞれの圧縮率における圧縮強度は、20回の測定結果を平均した平均圧縮強度として算出する。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー・インストルメンツ社製「微小圧縮試験機 HM2000」等が用いられる。また、圧縮率は(圧縮率=圧縮変位÷平均粒子径×100)で算出できる。
なお、無機粒子Aのなかで熱伝導性の観点からは、アルミナ(特に、球状アルミナ、破砕アルミナ)及び球状の窒化アルミニウムであることが好ましく、球状アルミナがより好ましい。
特に熱伝導率を高め密着性(ピール強度)をより高くするためには、樹脂との親和性が高い官能基が表面に多く存在する無機粒子Aを用いることが好ましく、例えば、アルミナ(特に、球状アルミナ、破砕アルミナ)及び球状の窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素がより好ましく、球状アルミナがさらに好ましい。
また、無機充填材における無機粒子Aの含有量は1体積%以上であることが好ましく、3体積%以上であることがより好ましく、また、50体積%以下であることが好ましく、45体積%以下であることがより好ましい。
さらに、無機充填材における無機粒子Bの含有量は1体積%以上であることが好ましく、3体積%以上であることがより好ましく、また、90体積%以下であることが好ましく、85体積%以下であることがより好ましい。
また、樹脂組成物層における無機充填材の含有量は、20体積%以上であることが好ましく、30体積%以上であることがより好ましく、また、90体積%以下であることが好ましく、80体積%以下であることがより好ましい。
また、樹脂組成物層は例えばエポキシ樹脂を使用する場合、既述の無機充填材、エポキシ化合物、熱硬化剤等を含む樹脂組成物を半硬化若しくは硬化させて形成される。この樹脂組成物は、その粘度を調整する観点から、溶剤を含有することができる。溶剤としては、特に限定されることはなく、例えば、トルエンやメチルエチルケトン等が挙げられ、これらは単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
さらに、第3の樹脂組成物層を第2の樹脂組成物層の他方の面側に有する、少なくとも3層からなる構成でもよい。
いずれの構成でも、第1の樹脂組成物、第2の樹脂組成物層、及び第3の樹脂組成物層の少なくともいずれかが、エポキシ樹脂及び無機充填材を含むことが好ましい。
この場合、樹脂組成物層14の厚みは、30μm以上であることが好ましく、50μm以上であることがより好ましく、また、300μm以下であることが好ましく、280μmであることがより好ましい。
なお、当該絶縁シートの場合、その一方の面側が樹脂組成物層14の上面14X側となり、他方の面側が樹脂組成物層14の下面14Y側となる。
なお、当該絶縁シートの場合、その一方の面側が樹脂組成物層24Bの上面24X側(金属板22側)となり、他方の面側が樹脂組成物層24Aの下面24Y側(金属ベース板26側)となる。
なお、当該絶縁シートの場合、その一方の面側が樹脂組成物層34Cの上面34X側(金属板32側)となり、他方の面側が樹脂組成物層34Aの下面34Y側(金属ベース板36側)となる。
好ましくは、樹脂組成物層24Aに板状無機粒子を含有する構成が挙げられ、より好ましくは、樹脂組成物層24Aに板状無機粒子を含有させ、樹脂組成物層24Bに無機粒子A及び無機粒子Bを含有させた構成が挙げられる。
そして、板状無機粒子及び無機粒子Bを窒化ホウ素凝集粒子とし、無機粒子Aをアルミナ粒子とし、板状無機粒子の20%圧縮強度を無機粒子Bの20%圧縮強度より低くすると、熱伝導率及び絶縁性をより良好としながら、金属板22と樹脂組成物層24Bとの密着性を向上させることができる。
なお、樹脂組成物層が2層以上の構成となっている場合のそれぞれの層の厚みの合計は、樹脂組成物層が1層の場合と同様で、30μm以上であることが好ましく、50μm以上であることがより好ましく、また、320μm以下であることが好ましく、280μm以下であることがより好ましい。
3層構成の第1の例として、樹脂組成物層34A(第3の樹脂組成物層)が板状無機粒子、無機粒子A及び無機粒子Bを含み、樹脂組成物層34B(第2の樹脂組成物層)が板状無機粒子を含み、樹脂組成物層34C(第1の樹脂組成物層)が無機粒子A及び無機粒子Bを含む構成が挙げられる。
また、3層構成の第2の例として、樹脂組成物層34A(第3の樹脂組成物層)が板状無機粒子を含み、樹脂組成物層34B(第2の樹脂組成物層)が板状無機粒子、無機粒子A及び無機粒子Bを含み、樹脂組成物層34C(第1の樹脂組成物層)が無機粒子A及び無機粒子Bを含む構成が挙げられる。
上記3層構成の第1の例及び第2の例のうち、好ましくは第1の例である。
樹脂組成物層34B(第2の樹脂組成物層)中の板状無機粒子の含有量は、20体積%以上であることが好ましく、30体積%以上であることがより好ましく、また、85体積%以下であることが好ましく、75体積%以下であることがより好ましい。このとき、エポキシ樹脂は、10体積%以上であることが好ましく、20体積%以上であることがより好ましく、また、50体積%以下であることが好ましく、70体積%以下であることがより好ましい。
樹脂組成物層34C(第1の樹脂組成物層)中の無機粒子Aの含有量は、5体積%以上であることが好ましく、10体積%以上であることがより好ましく、また、80体積%以下であることが好ましく、70体積%以下であることがより好ましい。無機粒子Bの含有量は、10体積%以上であることが好ましく、15体積%以上であることがより好ましく、また、70体積%以下であることが好ましく、50体積%以下であることがより好ましい。このとき、エポキシ樹脂は、10体積%以上であることが好ましく、20体積%以上であることがより好ましく、また、70体積%以下であることが好ましく、50体積%以下であることがより好ましい。
樹脂組成物層34B(第2の樹脂組成物層)中の板状無機粒子の含有量は、10体積%以上であることが好ましく、20体積%以上であることがより好ましく、また、80体積%以下であることが好ましく、70体積%以下であることがより好ましい。無機粒子Aの含有量は、10体積%以上であることが好ましく、20体積%以上であることがより好ましく、また、80体積%以下であることが好ましく、70体積%以下であることがより好ましい。無機粒子Bの含有量は、5体積%以上であることが好ましく、15体積%以上であることがより好ましく、また、80体積%以下であることが好ましく、70体積%以下であることがより好ましい。このとき、エポキシ樹脂は、10体積%以上であることが好ましく、20体積%以上であることがより好ましく、また、50体積%以下であることが好ましく、70体積%以下であることがより好ましい。
樹脂組成物層34C(第1の樹脂組成物層)中の無機粒子Aの含有量は、5体積%以上であることが好ましく、10体積%以上であることがより好ましく、また、80体積%以下であることが好ましく、60体積%であることがより好ましい。無機粒子Bの含有量は、10体積%以上であることが好ましく、20体積%以上であることがより好ましく、また、80体積%以下であることが好ましく、70体積%以下であることがより好ましい。このとき、エポキシ樹脂は、10体積%以上であることが好ましく、20体積%以上であることがより好ましく、また、70体積%以下であることが好ましく、50体積%以下であることがより好ましい。
樹脂組成物層34Bの厚みは20μm以上であることが好ましく、30μm以上であることがより好ましく、170μm以下であることが好ましく、160μm以下であることがより好ましい。
樹脂組成物層34Aの厚みは10μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがより好ましく、100μm以下であることが好ましく、60μm以下であることがより好ましい。
本発明の積層体は、金属ベース板上に本発明の絶縁シートと金属板とを順次含む。そして、金属板には回路パターンが形成される。これらを積層する手法としては公知の手法を適用できる。本発明の積層体の例としては、図1〜図3に記載の積層体が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
また、本発明の基板は、金属ベース板上に本発明の絶縁シートと金属板とを順次含み、金属板が回路パターンを有する。すなわち、本発明の基板は、本発明の積層体の金属板に回路パターンが形成された基板ともいえる。回路パターンの形成には、エッチング等の手法を適用することができる。
・樹脂組成物の作製
(1)樹脂組成物A:
無機粒子Bとしての凝集窒化ホウ素粒子38.3体積%、アルミナ粒子24.9体積%、エポキシ化合物33.2体積%、硬化剤2.0体積%、分散剤1.6体積%となるようにこれらを混合し、樹脂組成物Aを得た。上記材料の詳細は下記のとおりである。
アルミナ粒子:AS50、昭和電工社製、アスペクト比2
エポキシ化合物:YD127、新日鉄住金社製
硬化剤:2P4MZ、四国化成社製
分散剤:KBM403、信越シリコーン社製
板状無機粒子である凝集窒化ホウ素粒子67.5体積%、エポキシ化合物29.3体積%、硬化剤2.0体積%、分散剤1.2体積%となるようこれらを混合し、樹脂組成物Bを得た。上記材料の詳細は下記のとおりである。
エポキシ化合物:YD127、新日鉄住金社製
硬化剤:2P4MZ、四国化成社製
分散剤:KBM403、信越シリコーン社製
樹脂組成物Aを離型PETシート(厚み40μm)上に塗布した。また、樹脂組成物Bを離型PETシート(厚み40μm)上に塗布した。これらのシートの樹脂組成物層の厚みの比を表1に示す。これらを50℃のオーブン内で10分間乾燥させて仮硬化させた。次に、仮硬化した上記シートを離型PETシートが外側となるように積層してから離型PETシートを剥がして、その両面を銅箔(厚み35μm)とアルミニウム板(厚み1.0mm)とでそれぞれ挟み、温度110℃で30分加熱し仮硬化させ、硬化前シートを得た。なお、銅箔側には樹脂組成物Aを含む層(第1の樹脂組成物層)が形成され、アルミニウム板側には樹脂組成物Bを含む層(第2の樹脂組成物層)が形成されている。得られた硬化前シートを、温度195℃、圧力を8MPaの条件で60分間真空プレスすることにより、第1の樹脂組成物層及び第2の樹脂組成物層からなる絶縁シートの第1の樹脂組成物層に銅箔が積層され、第2の樹脂組成物層にアルミニウム板が積層された積層体を得た。なお、第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層とからなる樹脂組成物層の厚み(絶縁シートの厚み)は、150μmであった。
第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層との厚み比率(第2の樹脂組成物層/第1の樹脂組成物層)を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、絶縁シートを得た。
・樹脂組成物の作製
樹脂組成物C:
板状無機粒子である凝集窒化ホウ素粒子33.8体積%、アルミナ粒子24.9体積%、無機粒子Bとしての凝集窒化ホウ素粒子19.1体積%、エポキシ化合物29.3体積%、硬化剤2.0体積%、分散剤1.2体積%となるようにこれらを混合し、樹脂組成物Cを得た。上記材料の詳細は下記のとおりである。
無機粒子Bとしての凝集窒化ホウ素粒子:UHP−G1H、昭和電工社製、20%圧縮強度4.2N/mm2
アルミナ粒子:AS50、昭和電工社製、アスペクト比2
エポキシ化合物:YD127、新日鉄住金社製
硬化剤:2P4MZ、四国化成社製
分散剤:KBM403、信越シリコーン社製
樹脂組成物Aを離型PETシート(厚み40μm)上に塗布した。また、樹脂組成物Bを離型PETシート(厚み40μm)上に塗布した。さらに、樹脂組成物Cを離型PETシート(厚み40μm)上に塗布した。これらのシートの樹脂組成物層の厚みの比を表1に示す。これらを50℃のオーブン内で10分間乾燥させて仮硬化させた。
次に、仮硬化した上記シートのうち、樹脂組成物Aを塗布した離型PETシートと、樹脂組成物Bを塗布した離型PETシートとそれぞれの離型PETシートが外側となるように積層し、樹脂組成物Bを塗布した離型PETシートを剥がした。その後、離形PETシートが剥がされて表面に露出した樹脂組成物Bの面に樹脂組成物Cを塗布した離型PETシートを当該離型PETシートが外側になるように積層した。両面に設けられた離型PETシートをそれぞれ剥がした後、その両面を銅箔(厚み40μm)とアルミニウム板(厚み1.0mm)とでそれぞれ挟み、温度110℃で30分加熱し仮硬化させ、硬化前シートを得た。
なお、銅箔側には樹脂組成物Aを含む層(第1の樹脂組成物層)が形成され、アルミニウム板側には樹脂組成物Cを含む層(第3の樹脂組成物層)が形成されている。得られた硬化前シートを、温度195℃、圧力を8MPaの条件で60分間真空プレスすることにより、第1の樹脂組成物層、第2の樹脂組成物層及び第3の樹脂組成物層からなる絶縁シートの第1の樹脂組成物層に銅箔が積層され、第3の樹脂組成物層にアルミニウム板が積層された積層体を得た。第1の樹脂組成物層、第2の樹脂組成物層及び第3の樹脂組成物層からなる樹脂組成物層の厚み(絶縁シートの厚み)は、200μmであった。
・絶縁シートの作製
銅箔側には樹脂組成物Aを含む層(第1の樹脂組成物層)が形成され、アルミニウム板側には樹脂組成物Bを含む層(第3の樹脂組成物層)が形成され、これらの間に樹脂組成物Cを含む層(第2の樹脂組成物層)が形成されるようにし、厚みの比を表1に示すようにした以外は、実施例4と同様にして硬化前シートを得た。得られた硬化前シートを、温度195℃、圧力を8MPaの条件で60分間真空プレスすることにより、第1の樹脂組成物層、第2の樹脂組成物層及び第3の樹脂組成物層からなる絶縁シートの第1の樹脂組成物層に銅箔が積層され、第3の樹脂組成物層にアルミニウム板が積層された積層体を得た。第1の樹脂組成物層、第2の樹脂組成物層及び第3の樹脂組成物層からなる樹脂組成物層の厚み(絶縁シートの厚み)は、200μmであった。
樹脂組成物層を第2の樹脂組成物層だけとした以外は実施例1と同様にして、絶縁シートを得た。なお、樹脂組成物層の全体厚み(絶縁シートの厚み)は、実施例1と同じである。
樹脂組成物層を第1の樹脂組成物層だけとした以外は実施例1と同様にして、絶縁シートを得た。なお、樹脂組成物層の全体厚み(絶縁シートの厚み)は、実施例1と同じである。
樹脂組成物Cを2枚の離型PETシート(厚み40μm)上にそれぞれ塗布した。これらのシートの樹脂組成物層の厚みの比を表2に示す。これらを50℃のオーブン内で10分間乾燥させて仮硬化させた。
次に、仮硬化した上記シートを離型PETシートが外側となるように積層してから離型PETシートを剥がして、その両面を銅箔(厚み40μm)とアルミニウム板(厚み1.0mm)とでそれぞれ挟み、温度110℃で30分加熱し仮硬化させ、硬化前シートを得た。得られた硬化前シートを、温度195℃、圧力を8MPaの条件で60分間真空プレスすることにより、第1の樹脂組成物層及び第2の樹脂組成物層からなる絶縁シートの第1の樹脂組成物層に銅箔が積層され、第2の樹脂組成物層にアルミニウム板が積層された積層体を得た。なお、第1の樹脂組成物層及び第2の樹脂組成物層は同一の組成である。また、樹脂組成物層の全体厚み(絶縁シートの厚み)は、実施例1と同じである。
銅箔側に樹脂組成物Bを含む層(第1の樹脂組成物層)を形成し、アルミニウム板側には樹脂組成物Aを含む層(第2の樹脂組成物層)を形成した以外は実施例1と同様にして、絶縁シートを得た。
なお、樹脂組成物層の全体厚み(絶縁シートの厚み)は、実施例1と同じである。
第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層との厚み比率(第2の樹脂組成物層/第1の樹脂組成物層)を下記の表3に示すように変更したこと以外は比較例4と同様にして、絶縁シートを得た。
なお、樹脂組成物層の全体厚み(絶縁シートの厚み)は、実施例1と同じである。
・絶縁シートの作製
銅箔側には樹脂組成物Bを含む層(第1の樹脂組成物層)が形成され、アルミニウム板側には樹脂組成物Cを含む層(第3の樹脂組成物層)が形成され、これらの間に樹脂組成物Aを含む層(第2の樹脂組成物層)が形成されるようにし、厚みの比を表1に示すようにした以外は、実施例4と同様にして硬化前シートを得た。得られた硬化前シートを、温度195℃、圧力を8MPaの条件で60分間真空プレスすることにより、第1の樹脂組成物層、第2の樹脂組成物層及び第3の樹脂組成物層からなる絶縁シートの第1の樹脂組成物層に銅箔が積層され、第3の樹脂組成物層にアルミニウム板が積層された積層体を得た。第1の樹脂組成物層、第2の樹脂組成物層及び第3の樹脂組成物層からなる樹脂組成物層の厚み(絶縁シートの厚み)は、200μmであった。
各例の「絶縁シートの作製」で仮硬化したシートの両面にある離型PETシートを剥がして、その両面を銅箔(厚み40μm)とアルミニウム板(厚み1.0mm)とでそれぞれ挟み、温度110℃で30分加熱し仮硬化させ、硬化前シートを得た。得られた硬化前シートを、温度195℃、圧力を8MPaの条件で60分間真空プレスすることにより、サンプルシートを得た。得られたサンプルシートを40mm×40mmにカットし、φ20mmのパターンをエッチングにて加工した。エッチング深さは、厚さ方向10%とした。その後、比誘電率を岩崎通信株式会社製LCR(インピーダンス)解析装置 PSM3750にて空気中室温(25℃)で、周波数100mHzから10MHzまでをログスケールで分割して33点、1サイクル測定し、得られる波形を読み取ることで、周波数1MHzの比誘電率を求めた。
実施例及び比較例の各絶縁シートを1cm角にカットした後に、両面にカーボンブラックをスプレーした測定サンプルを用いて、レーザーフラッシュ法により熱伝導率の測定を行った。結果を下記表1〜3に示す。
[熱伝導率判定基準]
A:10W以上
B:8W以上〜10W未満
C:8W未満
実施例及び比較例の各絶縁シートを90mm×50mmにカットし、その上にφ20mmのパターンをエッチングにて加工後、耐電圧試験器(EXTECH Electronics社製「MODEL7473」)を用いて、テストサンプル間に0.5kV/minの速度で電圧が上昇するように、交流電圧を印加した。テストサンプルが破壊した電圧を絶縁破壊電圧(BDV)とし、結果を下記表1〜3に示す。絶縁性は以下の基準で判定した。なお、測定する樹脂組成物層(絶縁層)の厚みは150μmとした。
AA:絶縁破壊電圧が10kV以上
A:絶縁破壊電圧が8kV以上、10kV未満
B:絶縁破壊電圧が6kV以上、8kV未満
C:絶縁破壊電圧が6kV未満
実施例及び比較例で得られた積層体を50mm×120mmの大きさに切り出して、テストサンプルを得た。得られたテストサンプルの中央幅10mmの銅箔だけを残して剥がし、中央幅10mmの銅箔に対してJIS C 6481に準拠して、35μm銅箔のピール強度を測定した。上記ピール強度測定装置としては、オリエンテック社製「テンシロン万能試験機」を用いた。ピール強度は以下の基準で判定した。結果を下記表1〜3に示す。
A:ピール強度が6N/cm以上
C:ピール強度が6N/cm未満
12 金属板
14 樹脂組成物層
14X 上面
14Y 下面
16 金属ベース板
Claims (21)
- 樹脂組成物層を含み、周波数1MHzにおける一方の面側の比誘電率が他方の面側の比誘電率よりも高く、前記一方の面側に回路パターンが形成され、
前記樹脂組成物層が無機充填材を含み、前記無機充填材が10W/(m・K)以上の熱伝導率を有する板状無機粒子を含む絶縁シート。 - 前記一方の面から厚さ方向10%における比誘電率が3.5〜9であり、前記他方の面から厚さ方向10%における比誘電率が3〜8.5である請求項1に記載の絶縁シート。
- 前記樹脂組成物層が少なくとも2層であり、
周波数1MHzにおける前記一方の面を含む第1の樹脂組成物層の比誘電率が前記他方の面を含む第2の樹脂組成物層の比誘電率よりも高い請求項1又は2に記載の絶縁シート。 - さらに、第3の樹脂組成物層を前記第2の樹脂組成物層の前記他方の面側に有する請求項3に記載の絶縁シート。
- 前記第1の樹脂組成物層の厚みが前記第2の樹脂組成物層の厚みよりも小さい請求項3又は4に記載の絶縁シート。
- 前記第3の樹脂組成物層の厚みが前記第2の樹脂組成物層の厚みよりも小さい請求項4に記載の絶縁シート。
- 前記第1の樹脂組成物層、第2の樹脂組成物層、及び前記第3の樹脂組成物層の少なくともいずれかが、エポキシ樹脂及び無機充填材を含む請求項4又は6に記載の絶縁シート。
- 前記無機充填材が、10W/(m・K)以上の熱伝導率を有する板状無機粒子を含む請求項7に記載の絶縁シート。
- 前記無機充填材が、板状無機粒子、無機粒子A、及び無機粒子Bを含み、
前記板状無機粒子、前記無機粒子A、及び前記無機粒子Bのいずれか1以上が、10W/(m・K)以上の熱伝導率を有する請求項7又は8に記載の絶縁シート。 - 前記無機粒子Aのアスペクト比が2以下である請求項9に記載の絶縁シート。
- 前記無機充填材における前記板状無機粒子の含有量が1〜100体積%である請求項8〜10のいずれか1項に記載の絶縁シート。
- 前記板状無機粒子が窒化ホウ素である請求項8〜11のいずれか1項に記載の絶縁シート。
- 前記板状無機粒子が凝集粒子である請求項8〜12のいずれか1項に記載の絶縁シート。
- 前記無機粒子Bの20%圧縮時における圧縮強度が前記板状無機粒子よりも大きい請求項9又は10に記載の絶縁シート。
- 前記無機粒子Bが窒化ホウ素である請求項9、10、及び14のいずれか1項に記載の絶縁シート。
- 前記第1の樹脂組成物層が前記無機粒子A及び前記無機粒子Bを含み、
前記第2の樹脂組成物層が前記板状無機粒子を含む請求項9、10、14、及び15のいずれか1項に記載の絶縁シート。 - 前記第1の樹脂組成物層が前記無機粒子A及び前記無機粒子Bを含み、
前記第2の樹脂組成物層が前記板状無機粒子を含み、
前記第3の樹脂組成物層が前記板状無機粒子、前記無機粒子A及び前記無機粒子Bを含む、請求項9、10、14、及び15のいずれか1項に記載の絶縁シート。 - 前記第1の樹脂組成物層が前記無機粒子A及び前記無機粒子Bを含み、
前記第2の樹脂組成物層が前記板状無機粒子、前記無機粒子A及び前記無機粒子Bを含み、
前記第3の樹脂組成物層が前記板状無機粒子を含む、請求項9、10、14、及び15のいずれか1項に記載の絶縁シート。 - 前記一方の面側の比誘電率と前記他方の面側の比誘電率との差が、0.5以上である請求項1〜18のいずれか1項に記載の絶縁シート。
- 金属ベース板上に、請求項1〜19のいずれか1項に記載の絶縁シートと、金属板とを順次含み、前記金属板には回路パターンが形成される積層体。
- 金属ベース板上に、請求項1〜19のいずれか1項に記載の絶縁シートと、金属板とを順次含み、前記金属板が回路パターンを有する基板。
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