JP6993540B2 - 積層体、接着方法および回路基板用半製品 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施の形態にかかる積層体の構造を示す断面図である。図1に示す積層体1は、基材10と、複数の回路11と、基材10と回路11との間に設けられる絶縁層12と、基材10と絶縁層12とを接着する接着剤13とを備える。
その後、絶縁層12の基材10を接着する面に、液状の接着剤13を塗布する。接着剤の塗布量は乾燥後の絶縁層の体積未満とする。この際、接着剤13の一部が絶縁層12に浸透する。なお、接着剤13を塗布する前に絶縁層12が硬い状態であっても、塗布後に柔軟になって扱いやすくなる。接着剤13が浸透した絶縁層12が、回路基板用半製品を構成する。
次に、本発明の実施の形態の変形例1について、図4を参照して説明する。図4は、本発明の実施の形態の変形例にかかる積層体の構造を示す断面図である。本変形例1に係る積層体1Aは、絶縁層12として速硬化性の樹脂を用いている。なお、積層体1Aでは、速硬化性の樹脂を用いることによって、基材10と絶縁層12との接着を可能としている。積層体1Aは上述した実施の形態に係る積層体1に対し、接着剤13が、回路11と絶縁層12との間を接着する点が異なる。
次に、本発明の実施の形態の変形例2について、図5を参照して説明する。図5は、本発明の実施の形態の変形例2にかかる積層体の構造を示す断面図である。本変形例2に係る積層体1Bは、上述した実施の形態に係る積層体1に対し、回路11と絶縁層12との間も接着剤13によって接着する点が異なる。
積層体1Bのサンプルにおいて、熱伝導率、耐電圧、例えば基材10の絶縁層12を引き剥がす単位面積(幅)あたりの引き剥がし強さを示すピール強度、ボイド率を測定したところ、熱伝導率が9W/mK、耐電圧が6.4kV、ピール強度が6.5N/cm、ボイド率が6.2であった。これに対し、接着剤が基材10の表面に対して連続的に層状をなして設けられる接着層を介して基材10と絶縁層12、回路11と絶縁層12をそれぞれ接着したサンプルA、および接着剤13を有しないサンプルBにおいて同様に測定した。サンプルAは、熱伝導率が8.1W/mK、耐電圧が4.7kV、ピール強度が8.6N/cmであった。サンプルBは、熱伝導率が8.3W/mK、耐電圧が3.0kV、ボイド率が7.1%であった。積層体1Bに対してサンプルAは、接着剤13が基材10と絶縁層12との間、回路11と絶縁層12との間にそれぞれ層状に存在するため、ピール強度は高くなったが、熱伝導率が低くなった。また、絶縁層12に形成されるボイドや亀裂部分等の空間に接着剤13が入り込まず、耐電圧も低くなった。一方でサンプルBは接着不良によりピール強度が測定できなかった。これは絶縁層のフィラー含有量が多いために絶縁層の樹脂の接着力では積層するのに不十分であったためと考えられる。この測定結果から、本発明の積層体1Bは、従来の積層体と比して、熱伝導率、耐電圧および引き剥がし強さの全てを確保できていることが分かる。
その後、接着剤を塗布して絶縁層12に浸透させる。これにより、主剤を12.2%、重合成分を18.3%、フィラーを69.5%含む、接着剤が浸透した絶縁層12が得られる。この際の絶縁層12に対する接着剤の浸透率は、接着剤浸透後の絶縁層12全体に対する体積比で7.9%である。また、この際の絶縁層12の接着剤浸透前の気孔率は39.9%、浸透後の気孔率は35.1%であった。この絶縁層12を用いて積層体12Cを作製する。この積層体1Cは、熱伝導率が10.9W/mK、耐電圧が8.0kVであった。積層体1Cは、積層体1Bと比して、熱伝導率および耐電圧が高い。
なお、積層体1Cの接着剤の主剤としてエポキシ樹脂、硬化剤としてアミン系硬化剤を用いる場合、例えば体積比で19.6%のエポキシ樹脂(主剤)、5.4%の硬化剤(アミン)、75%のフィラーを混合してシート状にし、乾燥させることによって、重合成分を19.9%、主剤を5.0%、硬化剤を0.1%、フィラーを75%含む絶縁層12が得られる。その後、接着剤を塗布して絶縁層12に浸透させる。これにより、主剤を8.5%、硬化剤を1.0%、重合成分を19.0%、フィラーを71.4%含む、接着剤が浸透した絶縁層12が得られる。この際の絶縁層12に対する接着剤の浸透率は、接着剤浸透後の絶縁層12全体に対する体積比で5.0%である。接着剤浸透率は、接着剤の粘度によって変化する。接着剤浸透率は2.0%以上である。
積層体1Dは、積層体1Bに対して絶縁層12の厚さを薄くしているものの、熱伝導率、ピール強度およびボイド率が積層体1Bと同じであった。特に、積層体1Dは、積層体1Bと比して絶縁層の厚さが薄いにも関わらず、5kV以上の耐電圧を有する点で優れている。このため、積層体1Dは、積層体1Bの特性を維持したまま、熱抵抗を17%程度低減できるといえる。
10 基材
11 回路
12 絶縁層
13 接着剤
Claims (6)
- 基材と、
回路と、
前記基材と前記回路との間に設けられ、熱伝導性のフィラーを含む絶縁層と、
少なくとも前記基材と前記絶縁層とを接着する接着剤と、
を備え、
前記基材と前記絶縁層とは、一部が前記接着剤によって接着され、他の部分が互いに接触し、
前記絶縁層には、複数の空間が形成され、
前記空間の少なくとも一部には、前記接着剤が充填されている、
ことを特徴とする積層体。 - 前記接着剤は、前記回路と前記絶縁層とを接着し、
前記回路と前記絶縁層とは、一部が前記接着剤によって接着され、他の部分が互いに接触する、
ことを特徴とする請求項1に記載の積層体。 - 基材と、
回路と、
前記基材と前記回路との間に設けられ、絶縁性のフィラーを含む絶縁層と、
少なくとも前記回路と前記絶縁層とを接着する接着剤と、
を備え、
前記回路と前記絶縁層とは、一部が前記接着剤によって接着され、他の部分が互いに接触し、
前記絶縁層には、複数の空間が形成され、
前記絶縁層に形成される少なくとも一部の空間であって、前記基材側の表面に通じる空間には、前記接着剤が充填されている、
ことを特徴とする積層体。 - 前記絶縁層は、体積比で60%以上85%以下の前記フィラーを含む、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一つに記載の積層体。 - 基材と、回路と、前記基材と前記回路との間に設けられ、絶縁性のフィラーを含む絶縁層と、少なくとも前記基材と前記絶縁層とを接着する接着剤とを備える積層体における接着方法であって、
前記絶縁層の前記基材の接着面に液状の前記接着剤を塗布し、前記絶縁層に形成される少なくとも一部の空間に前記接着剤を浸透させ、
前記絶縁層の接着面と、前記基材の接着面とを重ねた後、高温下で加圧して、前記接着剤を硬化させる、
ことを特徴とする接着方法。 - 絶縁層および接着剤からなり、
前記絶縁層には、複数の空間が形成され、
前記空間の少なくとも一部には接着剤が充填されている、
ことを特徴する回路基板用半製品。
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