JP7069967B2 - 放熱基板 - Google Patents
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Description
本発明は、放熱基板に関する。
近年、自動車に搭載される電子機器の数は増加傾向にあり、これら電子機器の小型化が急速に進んでいる。一方で、小型化に伴い高密度化された半導体から発生する発熱量は大きくなってきており、いかに熱を放散させるかが重要な課題となっている。
従来のガラス－エポキシ樹脂によるプリント基板の放熱性を改良する技術として、金属基板の一面もしく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、及びアルミナや窒化アルミなどのセラミック基板に銅板をダイレクトに接合した基板が提案されている。上記の金属ベース基板およびセラミック基板は、性能およびコストの面で両立させることが難しい。
特許文献１においては窒化ホウ素の粗大粒と微粉および無機粒子を添加して充填性が高く熱伝導性に方向性がない基板を製造する技術が開示されている。
特許文献２において粒径範囲、最大径を制御した凝集ＢＮと無機粒子を用いることで高熱伝導率かつ低線膨張率の組成物が開示されている。
特許文献３において３種類の異なる粒度の粒子を用い、その中で大きい粒子だけ円形度が高い球状粒子を使い高い熱伝導率とシートの柔らかさの両立を図っている組成物が開示されている。
また特許文献４においては窒化ホウ素の分散性を向上させ、高熱伝導率、柔軟性を向上させるために、アルミニウム系のカップリング剤を使用して分散を上げる技術が開示されている。
従来のガラス－エポキシ樹脂によるプリント基板の放熱性を改良する技術として、金属基板の一面もしく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、及びアルミナや窒化アルミなどのセラミック基板に銅板をダイレクトに接合した基板が提案されている。上記の金属ベース基板およびセラミック基板は、性能およびコストの面で両立させることが難しい。
特許文献１においては窒化ホウ素の粗大粒と微粉および無機粒子を添加して充填性が高く熱伝導性に方向性がない基板を製造する技術が開示されている。
特許文献２において粒径範囲、最大径を制御した凝集ＢＮと無機粒子を用いることで高熱伝導率かつ低線膨張率の組成物が開示されている。
特許文献３において３種類の異なる粒度の粒子を用い、その中で大きい粒子だけ円形度が高い球状粒子を使い高い熱伝導率とシートの柔らかさの両立を図っている組成物が開示されている。
また特許文献４においては窒化ホウ素の分散性を向上させ、高熱伝導率、柔軟性を向上させるために、アルミニウム系のカップリング剤を使用して分散を上げる技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載の基板用のペーストは、そこに含まれる窒化ホウ素の凝集粉が溶剤や樹脂を徐々に吸収する性質があり、それを含むペーストを安定させることが難しい。またより高充填の塗膜を目指して無機粒子の量を増やした場合は凝集窒化ホウ素が充填性を乱す方向に作用する場合が多い。
特許文献２に記載の基板用材料は、基板の表面平滑性や薄膜化への意識から粒子径が５μｍ以下の粒子を使用しているが、充填性や熱伝導の観点からは最適な粒径ではない場合が多い。さらに分散の難しい一番小さな５μｍ以下の粒子について特別な分散をしていため分散不良で中粒子が必要である可能性は否めない。
特許文献４に記載の様な基板材料において、粒子の組み合わせのなかでの窒化ホウ素の分散性向上の寄与についての記載は見当たらない。
特許文献２に記載の基板用材料は、基板の表面平滑性や薄膜化への意識から粒子径が５μｍ以下の粒子を使用しているが、充填性や熱伝導の観点からは最適な粒径ではない場合が多い。さらに分散の難しい一番小さな５μｍ以下の粒子について特別な分散をしていため分散不良で中粒子が必要である可能性は否めない。
特許文献４に記載の様な基板材料において、粒子の組み合わせのなかでの窒化ホウ素の分散性向上の寄与についての記載は見当たらない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、粒子の平均粒度と量を最適に保つことで、大粒子間の隙間により効果的に小粒子が充填され、大粒子を滑りやすくし、シートの高充填、流動性確保を果たすことが可能となる。成形性を低下させる事なく、熱伝導率を向上させる放熱基板を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
［１］ 無機粒子と、熱硬化性樹脂の硬化物と、繊維基材と、を含む放熱基板であって、
前記放熱基板に分散されている前記無機粒子の平均粒径（Ｄ５０）が２０μｍから３５μｍであり、
前記放熱基板に分散されている前記無機粒子の粒度分布が第一の頻度のピーク（Ｐ１）と第二の頻度のピーク（Ｐ２）を有し、
前記第一の頻度のピークと第二の頻度のピークの差（粒度差）が１０μｍから２５μｍであり、
前記第一の頻度のピークと第二の頻度のピークの比（Ｐ１／Ｐ２）が０．７から１．０であることを特徴とする放熱基板。
［２］ 前記無機粒子が第一の無機粒子を含み、
前記第一の無機粒子のアスペクト比が５以上であり、
前記第一の頻度のピーク（Ｐ１）を構成する無機粒子が前記第一の無機粒子を含み、
前記第一の無機粒子の存在比率が、前記無機粒子に対して、１０体積％～２０体積％であることを特徴とする［１］に記載の放熱基板。
［３］ 前記第一の無機粒子が窒化ホウ素であることを特徴とする［１］又は［２］に記載の放熱基板。
［４］ 前記無機粒子が更に第二の無機粒子を含み、
前記第二の無機粒子の円形度が０．８以下であり、
前記第二の頻度のピーク（Ｐ２）を構成する無機粒子が前記第二の無機粒子を含むことを特徴とする［１］～［３］の何れかに記載の放熱基板。
［５］ 前記第二の無機粒子が酸化マグネシウムである
ことを特徴とする［１］～［４］の何れかに記載の放熱基板。
［６］ 前記放熱基板は、前記無機粒子を含む熱硬化性樹脂組成物を繊維基材に保持して半硬化状態としたプリプレグを１枚以上、又は２枚以上加熱加圧して成形した基板であることを特徴とする［１］～［５］のいずれかに記載の放熱基板。
［１］ 無機粒子と、熱硬化性樹脂の硬化物と、繊維基材と、を含む放熱基板であって、
前記放熱基板に分散されている前記無機粒子の平均粒径（Ｄ５０）が２０μｍから３５μｍであり、
前記放熱基板に分散されている前記無機粒子の粒度分布が第一の頻度のピーク（Ｐ１）と第二の頻度のピーク（Ｐ２）を有し、
前記第一の頻度のピークと第二の頻度のピークの差（粒度差）が１０μｍから２５μｍであり、
前記第一の頻度のピークと第二の頻度のピークの比（Ｐ１／Ｐ２）が０．７から１．０であることを特徴とする放熱基板。
［２］ 前記無機粒子が第一の無機粒子を含み、
前記第一の無機粒子のアスペクト比が５以上であり、
前記第一の頻度のピーク（Ｐ１）を構成する無機粒子が前記第一の無機粒子を含み、
前記第一の無機粒子の存在比率が、前記無機粒子に対して、１０体積％～２０体積％であることを特徴とする［１］に記載の放熱基板。
［３］ 前記第一の無機粒子が窒化ホウ素であることを特徴とする［１］又は［２］に記載の放熱基板。
［４］ 前記無機粒子が更に第二の無機粒子を含み、
前記第二の無機粒子の円形度が０．８以下であり、
前記第二の頻度のピーク（Ｐ２）を構成する無機粒子が前記第二の無機粒子を含むことを特徴とする［１］～［３］の何れかに記載の放熱基板。
［５］ 前記第二の無機粒子が酸化マグネシウムである
ことを特徴とする［１］～［４］の何れかに記載の放熱基板。
［６］ 前記放熱基板は、前記無機粒子を含む熱硬化性樹脂組成物を繊維基材に保持して半硬化状態としたプリプレグを１枚以上、又は２枚以上加熱加圧して成形した基板であることを特徴とする［１］～［５］のいずれかに記載の放熱基板。
本発明の放熱基板において、粒子の平均粒度と量を最適に保つことで、大粒子間の隙間により効果的に小粒子が充填され、大粒子を滑りやすくし、シートの高充填、流動性確保を果たすことが可能となる。そのため成形性を低下させる事なく、熱伝導率を向上させる放熱基板を提供するができる。
以下、本実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
本発明の放熱基板は、無機粒子と、熱硬化性樹脂の硬化物と、繊維基材と、を含む。前記放熱基板に分散されている前記無機粒子の平均粒径（Ｄ５０）が２０μｍから３５μｍであり、前記放熱基板に分散されている前記無機粒子の粒度分布が第一の頻度のピーク（Ｐ１）と第二の頻度のピーク（Ｐ２）を有し、前記第一の頻度のピークと第二の頻度のピークの差（粒度差）が１０μｍから２５μｍであり、前記第一の頻度のピーク（Ｐ１）と第二の頻度のピーク（Ｐ２）の比（Ｐ１／Ｐ２）が０．７から１．０であることを特徴とする。
前記粒度差とＰ１／Ｐ２の比を本発明の上記範囲にすることで、大粒子の間に小粒子が無駄なく入り込み、より充填性が高くなり熱伝導率が向上するだけでなく、プレスでの流動性が高くなり、パターン基板などと積層した場合の埋め込み性が向上する。
形成される塗膜の厚みが２００μｍ以下の観点から、前記無機粒子の平均粒径（Ｄ５０）は３５μｍ以下が好ましく、２５μｍ以下はより好ましい。充填性の観点から、前記２つの頻度のピークの差（粒度差）は１０μｍ以上が好ましく、１５μｍ以上がより好ましい。隙間をしっかり埋めかつ充填性を低下させない観点から、前記２つの頻度のピークの比（Ｐ１／Ｐ２）は１以下が好ましく、０．８以下がより好ましい。
形成される塗膜の厚みが２００μｍ以下の観点から、前記無機粒子の平均粒径（Ｄ５０）は３５μｍ以下が好ましく、２５μｍ以下はより好ましい。充填性の観点から、前記２つの頻度のピークの差（粒度差）は１０μｍ以上が好ましく、１５μｍ以上がより好ましい。隙間をしっかり埋めかつ充填性を低下させない観点から、前記２つの頻度のピークの比（Ｐ１／Ｐ２）は１以下が好ましく、０．８以下がより好ましい。
放熱基板に含む無機粒子の粒度分布、無機粒子の平均粒径（Ｄ５０）は、放熱基板の表面のＳＥＭ写真から無機粒子の粒度分布を測定することで得られる。詳細は実施例で説明する。
本発明の放熱基板は、前記無機粒子を含む熱硬化性樹脂組成物を繊維基材に保持して半硬化状態としたプリプレグを１枚以上、又は２枚以上加熱加圧して成形してなることが好ましい。
（樹脂組成物）
本実施形態の放熱基板に用いるプリプレグは、樹脂組成物と繊維基材からなる。この樹脂組成物は、無機粒子と熱硬化性樹脂を含む。本実施形態の放熱基板に用いるプリプレグは同じ種類の熱硬化性樹脂組成物を使用しても、あるいは異なる種類の熱硬化性樹脂組成物を使用してもよく、製造の容易さの観点から、同じ種類の熱硬化性樹脂組成物を使用することが好ましい。
本実施形態の放熱基板に用いるプリプレグは、樹脂組成物と繊維基材からなる。この樹脂組成物は、無機粒子と熱硬化性樹脂を含む。本実施形態の放熱基板に用いるプリプレグは同じ種類の熱硬化性樹脂組成物を使用しても、あるいは異なる種類の熱硬化性樹脂組成物を使用してもよく、製造の容易さの観点から、同じ種類の熱硬化性樹脂組成物を使用することが好ましい。
＜無機粒子＞
本実施形態の放熱基板に用いる無機粒子は、第一の無機粒子と第二の無機粒子からなる２種類以上である。
基板に分散されている無機粒子の平均粒径（Ｄ５０）としては、２０μｍから３５μｍである。
基板に分散されている無機粒子の平均粒径（Ｄ５０）としては、２０μｍから３５μｍである。
前記樹脂組成物に含まれる無機粒子の含有率は特に制限されない。無機粒子は、樹脂組成物の全固形分の全体積中の４０体積％～８０体積％で含有されることが好ましい。樹脂組成物において、無機粒子が全体積中の４０体積％～８０体積％で含有されると、樹脂組成物の熱伝導率をより高める効果が得られる。
無機粒子の含有率は、熱伝導性及び流動性を高める観点から、４０体積％～７０体積％であることがより好ましく、５０体積％～６５体積％であることがさらに好ましい。
ここで、樹脂組成物の全固形分とは、樹脂組成物から揮発性の成分を除去した残分を意味する。
無機粒子の含有率は、熱伝導性及び流動性を高める観点から、４０体積％～７０体積％であることがより好ましく、５０体積％～６５体積％であることがさらに好ましい。
ここで、樹脂組成物の全固形分とは、樹脂組成物から揮発性の成分を除去した残分を意味する。
なお、本明細書における無機粒子の含有率（体積％）は、下記の式（１）により求めた値とする。
無機粒子の含有率（体積％）＝（Ｗ１／Ｄ１）／（（Ｗ１／Ｄ１）＋（Ｗ２／Ｄ２）＋Σ（Ｗｉ／Ｄｉ））×１００ ・・・・・（１）
ここで、各変数は以下の通りである。
Ｗ１：無機粒子の質量組成比（質量％）
Ｗ２：熱硬化性樹脂の質量組成比（質量％）
Ｗｉ：熱硬化性樹脂以外のその他の各任意固形成分の質量組成比（質量％）
Ｄ１：無機粒子の比重
Ｄ２：熱硬化性樹脂の比重
Ｄｉ：熱硬化性樹脂以外のその他の各任意固形成分の比重
Ｗ１：無機粒子の質量組成比（質量％）
Ｗ２：熱硬化性樹脂の質量組成比（質量％）
Ｗｉ：熱硬化性樹脂以外のその他の各任意固形成分の質量組成比（質量％）
Ｄ１：無機粒子の比重
Ｄ２：熱硬化性樹脂の比重
Ｄｉ：熱硬化性樹脂以外のその他の各任意固形成分の比重
（第一の無機粒子）
前記第一の頻度のピーク（Ｐ１）を構成する無機粒子が前記第一の無機粒子を含む。前記第一の無機粒子の存在比率が、全無機粒子において、１０体積％～２０体積％であり、前記第一の無機粒子のアスペクト比５以上であることが好ましい。また、前記第一の頻度のピーク（Ｐ１）を構成する無機粒子において、前記第一の無機粒子の存在比率が、１０体積％～１００体積％であり、好ましくは２０体積％～７０体積％であり、より好ましくは３０体積％～５５体積％である。
アスペクト比の高い第一の無機粒子が、第二の無機粒子間にあると、不定形状の第二の無機粒子が滑りやすく詰まりやすくなる。
アスペクト比の高い第一の無機粒子が、第二の無機粒子間にあると、不定形状の第二の無機粒子が滑りやすく詰まりやすくなる。
第一の無機粒子のアスペクト比は、後述の電子顕微鏡を用いて評価されている。
全無機粒子において、第一の無機粒子の存在比率の評価方法は、後述の電子顕微鏡を用いて評価されている。
全無機粒子において、第一の無機粒子の存在比率の評価方法は、後述の電子顕微鏡を用いて評価されている。
第一の無機粒子としては、窒化ホウ素（ＢＮ）、グラファイトなどが挙げられる。
第一の無機粒子が窒化ホウ素（ＢＮ）であることが好ましい。第一の無機粒子としての窒化ホウ素は、アスペクト比が高く、かつ、熱伝導率も高い。窒化ホウ素を用いると粒子が詰まったときに熱伝導率が高くなる。
第一の無機粒子が窒化ホウ素（ＢＮ）であることが好ましい。第一の無機粒子としての窒化ホウ素は、アスペクト比が高く、かつ、熱伝導率も高い。窒化ホウ素を用いると粒子が詰まったときに熱伝導率が高くなる。
（第二の無機粒子）
本発明の放熱基板の一実施形態において、用いる第二の無機粒子は、円形度０．８以下であることが好ましい。形状が丸から離れた粒子を使用すると粒子間の接触点が増加して無機粒子の充電率が高いときにより熱伝導率が高くなりやすい。
無機粒子が円形度は、相当円の周囲長と粒子投影像の周囲長との比（相当円の周囲長／粒子投影像の周囲長）から得られる。一般的な画像解析式粒度分布測定用ソフトを用いれば円形度も同時に得ることができ、その値を使用できる。
本発明の放熱基板の一実施形態において、用いる第二の無機粒子は、円形度０．８以下であることが好ましい。形状が丸から離れた粒子を使用すると粒子間の接触点が増加して無機粒子の充電率が高いときにより熱伝導率が高くなりやすい。
無機粒子が円形度は、相当円の周囲長と粒子投影像の周囲長との比（相当円の周囲長／粒子投影像の周囲長）から得られる。一般的な画像解析式粒度分布測定用ソフトを用いれば円形度も同時に得ることができ、その値を使用できる。
前記第二の頻度のピーク（Ｐ２）を構成する無機粒子が前記第二の無機粒子を含むことが好ましい。また、前記第二の頻度のピーク（Ｐ２）を構成する無機粒子において、前記第一の無機粒子の存在比率が、０体積％～３０体積％であり、好ましくは５体積％～２５体積％である。
前記第二の無機粒子としては、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）などが挙げられる。
酸化マグネシウムが安価で熱伝導率が高く（４２～６０Ｗ／（ｍ・Ｋ））、かつ体積抵抗率も高い（＞１０１４Ω・ｃｍ）ため、好ましい。
前記第二の無機粒子は、平均粒径Ｄ５０が異なる無機粒子を２種類以上含でもよい。例えば、平均粒径Ｄ５０が４０μｍであるの酸化マグネシウム粒子と、平均粒径Ｄ５０が１０μｍの酸化マグネシウムの混合などが挙げられる。
前記第二の無機粒子としては、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）などが挙げられる。
酸化マグネシウムが安価で熱伝導率が高く（４２～６０Ｗ／（ｍ・Ｋ））、かつ体積抵抗率も高い（＞１０１４Ω・ｃｍ）ため、好ましい。
前記第二の無機粒子は、平均粒径Ｄ５０が異なる無機粒子を２種類以上含でもよい。例えば、平均粒径Ｄ５０が４０μｍであるの酸化マグネシウム粒子と、平均粒径Ｄ５０が１０μｍの酸化マグネシウムの混合などが挙げられる。
（第三の無機粒子）
本発明の放熱基板は、第一の無機粒子と第二の無機粒子の以外に、第三の無機粒子を更に含んでもよい。例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリカ（ＳｉＯ２）などである。
「熱硬化性樹脂」
本実施形態に係る熱硬化性樹脂は、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂及びシアネート樹脂を挙げることができる。
本発明の放熱基板は、第一の無機粒子と第二の無機粒子の以外に、第三の無機粒子を更に含んでもよい。例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリカ（ＳｉＯ２）などである。
「熱硬化性樹脂」
本実施形態に係る熱硬化性樹脂は、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂及びシアネート樹脂を挙げることができる。
本実施形態の熱硬化性樹脂としては、例えば、熱硬化性の官能基を有する化合物であれば特に制限はない。具体的には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、トリアジン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、シアネートエステル樹脂、及びこれら樹脂の変性樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は１種単独で用いても、２種類以上を併用してもよい。
前記熱硬化性樹脂は、耐熱性の観点から、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びトリアジン樹脂から選ばれる樹脂の少なくとも１種であることが好ましく、接着性の観点から、エポキシ樹脂であることがより好ましい。前記エポキシ樹脂は、１種単独で用いても、２種類以上を併用してもよい。
前記熱硬化性樹脂は、モノマーであっても、モノマーを硬化剤等により部分的に反応させたプレポリマーの状態であってもよい。例えば、後述の分子内にメソゲン基を有するエポキシ樹脂の例のように、分子内にメソゲン基を有する樹脂は一般に結晶化しやすく、溶媒への溶解度も低いものが多いが、一部反応させて重合させることで結晶化を抑制することができるため、成形性が向上する場合がある。
本実施形態のプリプレグに用いる熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂を含んでいることが好ましい。
＜＜エポキシ樹脂＞＞
エポキシ樹脂は、１つの分子の中に１つ以上のエポキシ基（－Ｃ３Ｈ５Ｏ）を含む化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上である。中でも、エポキシ樹脂は、１つの分子の中に２つ以上のエポキシ基を含んでいることが好ましい。エポキシ樹脂は、モノマーであっても、モノマーを硬化剤等により部分的に反応させたプレポリマーの状態であってもよい。
エポキシ樹脂は、１つの分子の中に１つ以上のエポキシ基（－Ｃ３Ｈ５Ｏ）を含む化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上である。中でも、エポキシ樹脂は、１つの分子の中に２つ以上のエポキシ基を含んでいることが好ましい。エポキシ樹脂は、モノマーであっても、モノマーを硬化剤等により部分的に反応させたプレポリマーの状態であってもよい。
エポキシ樹脂の種類は、特に限定されないが、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂および長鎖脂肪族型エポキシ樹脂などである。
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂は、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂およびビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などである。ノボラック型エポキシ樹脂は、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂およびフェノールノボラック型エポキシ樹脂などである。この他、エポキシ樹脂の種類は、例えば、難燃性エポキシ樹脂、ヒダントイン系エポキシ樹脂およびイソシアヌレート系エポキシ樹脂などでもよい。
なお、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の具体例は、グリシジルエーテル型の構造（基）を含んでいる化合物であれば、特に限定されない。このように特定の構造を含んでいれば種類が限定されないことは、グリシジルエステル型エポキシ樹脂などの他のエポキシ樹脂の具体例に関しても同様である。
中でも、エポキシ樹脂は、１つの分子の中にメソゲン骨格を含んでいることが好ましい。その理由は、以下の通りである。
第１に、エポキシ樹脂の分子同士において、ベンゼン環同士が重なりやすくなるため、そのベンゼン環間の距離が小さくなる。これにより、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物では、エポキシ樹脂の密度が向上する。また、エポキシ樹脂硬化物では、分子の格子振動が散乱しにくくなるため、高い熱伝導率が得られる。
この「メソゲン骨格」とは、２つ以上の芳香環を含むと共に剛直性および配向性を有する原子団の総称である。具体的には、メソゲン骨格は、例えば、２つ以上のベンゼン環を含むと共にベンゼン環同士が単結合および非単結合のうちのいずれかを介して結合された骨格である。
なお、３つ以上のベンゼン環が結合される場合、その結合の方向性は、特に限定されない。すなわち、３つ以上のベンゼン環は、直線状となるように結合されてもよいし、途中で１回以上折れ曲がるように結合されてもよいし、２つ以上の方向に分岐するように結合されてもよい。
「非単結合」とは、１または２以上の構成元素を含むと共に１または２以上の多重結合を含む２価の基の総称である。具体的には、非単結合は、例えば、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）および水素（Ｈ）などの構成元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。また、非単結合は、多重結合として、二重結合および三重結合のうちの一方または双方を含んでいる。
メソゲン骨格は、ベンゼン環同士の結合の種類として、単結合だけを含んでいてもよいし、非単結合だけを含んでいてもよいし、単結合および非単結合の双方を含んでいてもよい。また、非単結合の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。
メソゲン骨格の具体例は、ビフェニルおよびターフェニルなどである。なお、ターフェニルは、ｏ－ターフェニルでもよいし、ｍ－ターフェニルでもよいし、ｐ－ターフェニルでもよい。
本実施形態のプリプレグに用いる熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、三菱化学株式会社製 ＹＬ－６１２１Ｈ（テトラメチルビフェノール型エポキシ樹脂５０％、４，４’－ビフェノール型エポキシ５０％混合物、エポキシ当量１７５ｇ／ｅｑ）、日本化薬株式会社製ＢＲＥＮ１０５（臭素化多官能エポキシ樹脂、エポキシ当量２７１ｇ／ｅｑ）、新日鉄住金化学株式会社製ＹＨ４３４Ｌ（四官能ポリグリシジルアミン、エポキシ当量１２２ｇ／ｅｑ）、ＤＩＣ株式会社製８３０－Ｓ（ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１７３ｇ／ｅｑ）、新日鉄住金化学株式会社製ＦＸ２８９Ｚ（リン変性エポキシ樹脂、エポキシ当量２２５ｇ／ｅｑ）などが挙げられる。
前記熱硬化性樹脂は、成形性、接着性、及び熱伝導性の観点から、樹脂組成物の全固形分の全体積中の２０体積％～６０体積％で含有されることが好ましく、３０体積％～６０体積％で含有されることがより好ましく、４０体積％～５５体積％で含有されることがさらに好ましい。
なお、前記樹脂組成物が後述の硬化剤や硬化促進剤を含む場合、ここでいう熱硬化性樹脂の含有率には、これら硬化剤や硬化促進剤の含有率を含めるものとする。
なお、前記樹脂組成物が後述の硬化剤や硬化促進剤を含む場合、ここでいう熱硬化性樹脂の含有率には、これら硬化剤や硬化促進剤の含有率を含めるものとする。
「硬化剤」
本実施形態の樹脂組成物が、さらに硬化剤を少なくとも１種類含むことが好ましい。硬化剤としては熱硬化性樹脂を熱硬化可能であれば特に制限されない。前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合の硬化剤としては、例えば、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、及びメルカプタン系硬化剤等の重付加型硬化剤や、イミダゾール等の触媒型硬化剤等を挙げることができる。
中でも、耐熱性の観点から、アミン系硬化剤及びフェノール系硬化剤から選ばれる少なくとも１種類を用いることが好ましく、さらに、保存安定性の観点から、フェノール系硬化剤の少なくとも１種類を用いることがより好ましい。
本実施形態の樹脂組成物が、さらに硬化剤を少なくとも１種類含むことが好ましい。硬化剤としては熱硬化性樹脂を熱硬化可能であれば特に制限されない。前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合の硬化剤としては、例えば、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、及びメルカプタン系硬化剤等の重付加型硬化剤や、イミダゾール等の触媒型硬化剤等を挙げることができる。
中でも、耐熱性の観点から、アミン系硬化剤及びフェノール系硬化剤から選ばれる少なくとも１種類を用いることが好ましく、さらに、保存安定性の観点から、フェノール系硬化剤の少なくとも１種類を用いることがより好ましい。
アミン系硬化剤としては、通常用いられるものを特に制限なく用いることができ、市販されているものであってもよい。中でも、硬化性の観点から、２以上の官能基を有する多官能硬化剤であることが好ましく、更に熱伝導性の観点から、剛直な骨格を有する多官能硬化剤であることがより好ましい。
２官能のアミン系硬化剤として、例えば、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、４，４’－ジアミノジフェニルエーテル、４，４’－ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’－ジアミノ－３，３’－ジメトキシビフェニル、４，４’－ジアミノフェニルベンゾエート、１，５－ジアミノナフタレン、１，３－ジアミノナフタレン、１，４－ジアミノナフタレン、１，８－ジアミノナフタレン等が挙げられる。中でも、熱伝導率の観点から、４，４’－ジアミノジフェニルメタン及び１，５－ジアミノナフタレンから選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、１，５－ジアミノナフタレンであることがより好ましい。
フェノール系硬化剤としては、通常用いられるものを特に制限なく用いることができ、市販の低分子フェノール化合物や、それらをノボラック化したフェノール樹脂を用いることができる。
低分子フェノール化合物として、例えば、フェノール、ｏ－クレゾール、ｍ－クレゾール、ｐ－クレゾール等の単官能のものや、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン等の２官能のもの、さらに、１，２，３－トリヒドロキシベンゼン、１，２，４－トリヒドロキシベンゼン、１，３，５－トリヒドロキシベンゼン、１，３，５－トリス（４－ヒドロキシフェニル）ベンゼン等の３官能のものなどが使用可能である。また、これら低分子フェノール化合物をメチレン鎖等で連結してノボラック化した、フェノールノボラック樹脂を硬化剤として用いることもできる。
フェノール系硬化剤としては、熱伝導性、耐熱性、溶剤溶解性などの観点から、多官能低分子フェノール硬化剤である、１，３，５－トリス（４－ヒドロキシフェニル）ベンゼンが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物が硬化剤を含む場合、樹脂組成物中の硬化剤の含有量は特に制限されない。例えば、硬化剤がアミン系硬化剤の場合は、アミン系硬化剤の活性水素の当量（アミン当量）と、エポキシ樹脂のエポキシ当量との比（アミン当量／エポキシ当量）が０．５～２となることが好ましく、０．８～１．２となることがより好ましい。また、硬化剤がフェノール系硬化剤の場合は、フェノール性水酸基の活性水素の当量（フェノール性水酸基当量）と、メソゲン含有エポキシ樹脂のエポキシ当量との比（フェノール性水酸基当量／エポキシ当量）が０．５～２となることが好ましく、０．８～１．２となることがより好ましい。
「硬化促進剤」
本実施形態の樹脂組成物においてフェノール系硬化剤を用いる場合、必要に応じて硬化促進剤を併用しても構わない。硬化促進剤を併用することで、さらに十分に硬化させることができる。硬化促進剤の種類や配合量は特に限定されないが、反応速度や反応温度、保管性などの観点から、適切なものを選択することができる。硬化促進剤の具体例としては、イミダゾール系化合物、有機リン系化合物、第３級アミン、及び第４級アンモニウム塩などが挙げられる。これらは１種単独でも、２種類以上を併用してもよい。
本実施形態の樹脂組成物においてフェノール系硬化剤を用いる場合、必要に応じて硬化促進剤を併用しても構わない。硬化促進剤を併用することで、さらに十分に硬化させることができる。硬化促進剤の種類や配合量は特に限定されないが、反応速度や反応温度、保管性などの観点から、適切なものを選択することができる。硬化促進剤の具体例としては、イミダゾール系化合物、有機リン系化合物、第３級アミン、及び第４級アンモニウム塩などが挙げられる。これらは１種単独でも、２種類以上を併用してもよい。
前記樹脂組成物が硬化促進剤を含む場合、樹脂組成物中の硬化促進剤の含有率は特に制限されない。成形性の観点から、熱硬化性樹脂と硬化剤の合計質量の０．５質量％～１．５質量％であることが好ましく、０．５質量％～１質量％であることがより好ましく、０．７５質量％～１質量％であることがさらに好ましい。
「シランカップリング剤」
前記樹脂組成物は、シランカップリング剤の少なくとも１種をさらに含むことが好ましい。シランカップリング剤を添加する効果としては、無機粒子や第二の無機粒子の表面とその周りを取り囲む熱硬化性樹脂の間で共有結合を形成する役割（バインダ剤に相当）を果たし、熱を効率良く伝達する働きや、さらには水分の浸入を妨げることによって絶縁信頼性の向上にも寄与する。
前記樹脂組成物は、シランカップリング剤の少なくとも１種をさらに含むことが好ましい。シランカップリング剤を添加する効果としては、無機粒子や第二の無機粒子の表面とその周りを取り囲む熱硬化性樹脂の間で共有結合を形成する役割（バインダ剤に相当）を果たし、熱を効率良く伝達する働きや、さらには水分の浸入を妨げることによって絶縁信頼性の向上にも寄与する。
前記シランカップリング剤の種類としては特に限定されず、市販のものを使用して構わない。熱硬化性樹脂（好ましくはエポキシ樹脂）や、必要に応じて含まれる硬化剤との相溶性、及び樹脂と無機粒子との界面での熱伝導欠損を低減することを考慮すると、本発明においては、末端にエポキシ基、アミノ基、メルカプト基、ウレイド基、又は水酸基を有するシランカップリング剤を用いることが好適である。これらシランカップリング剤は１種単独でも、２種類以上を併用してもよい。
「その他の成分」
本発明における樹脂組成物は、上記成分に加え、必要に応じてその他の成分を含むことができる。例えば、エラストマー、分散剤等が挙げられる。エラストマーとしては、アクリル樹脂が挙げられ、より具体的には（メタ）アクリル酸または（メタ）アクリル酸エステルから誘導されるホモポリマーまたはコポリマーを挙げることができる。分散剤としては、味の素ファインテック株式会社製アジスパーシリーズ、楠本化成株式会社製ＨＩＰＬＡＡＤシリーズ、株式会社花王製ホモゲノールシリーズ等が挙げられる。これら分散剤は二種類以上を併用することができる。
本発明における樹脂組成物は、上記成分に加え、必要に応じてその他の成分を含むことができる。例えば、エラストマー、分散剤等が挙げられる。エラストマーとしては、アクリル樹脂が挙げられ、より具体的には（メタ）アクリル酸または（メタ）アクリル酸エステルから誘導されるホモポリマーまたはコポリマーを挙げることができる。分散剤としては、味の素ファインテック株式会社製アジスパーシリーズ、楠本化成株式会社製ＨＩＰＬＡＡＤシリーズ、株式会社花王製ホモゲノールシリーズ等が挙げられる。これら分散剤は二種類以上を併用することができる。
＜樹脂組成物の塗料＞
前記樹脂組成物は、例えば、固体状の熱硬化性樹脂を用いる場合、有機溶剤の少なくとも１種を添加して樹脂組成物の塗料を調整してもよい。有機溶剤を含むことで、種々の成形プロセスに適合させることができる。有機溶剤としては、通常用いられる有機溶剤を用いることができる。具体的には、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、アミド系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤、エステル系溶剤、ニトリル系溶剤等を挙げることができる。例えば、メチルイソブチルケトン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、γ－ブチロラクトン、スルホラン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等を用いることができる。これらは１種単独でも、２種類以上を併用した混合溶剤として用いてもよい。
前記樹脂組成物は、例えば、固体状の熱硬化性樹脂を用いる場合、有機溶剤の少なくとも１種を添加して樹脂組成物の塗料を調整してもよい。有機溶剤を含むことで、種々の成形プロセスに適合させることができる。有機溶剤としては、通常用いられる有機溶剤を用いることができる。具体的には、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、アミド系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤、エステル系溶剤、ニトリル系溶剤等を挙げることができる。例えば、メチルイソブチルケトン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、γ－ブチロラクトン、スルホラン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等を用いることができる。これらは１種単独でも、２種類以上を併用した混合溶剤として用いてもよい。
＜半硬化樹脂組成物＞
本発明の半硬化樹脂組成物（単に「樹脂組成物」という場合がある）は前記樹脂組成物に由来するものであり、前記樹脂組成物を半硬化処理してなる。前記半硬化樹脂組成物は、例えば、これをシート状に成形した場合に、半硬化処理していない樹脂組成物からなる樹脂組成物シートに比べて取り扱い性が向上する。その観点から、本実施形態のプリプレグに構成される樹脂組成物が半硬化樹脂組成物であることが好ましい。
本発明の半硬化樹脂組成物（単に「樹脂組成物」という場合がある）は前記樹脂組成物に由来するものであり、前記樹脂組成物を半硬化処理してなる。前記半硬化樹脂組成物は、例えば、これをシート状に成形した場合に、半硬化処理していない樹脂組成物からなる樹脂組成物シートに比べて取り扱い性が向上する。その観点から、本実施形態のプリプレグに構成される樹脂組成物が半硬化樹脂組成物であることが好ましい。
ここで、前記半硬化樹脂組成物とは、前記半硬化樹脂組成物の粘度が、常温（２５～３０℃）では１０４Ｐａ・ｓ～１０５Ｐａ・ｓであることに対して、１００℃では常温よりも粘度が低下する特徴を有するものである。例えば、前記半硬化樹脂組成物は、常温ではシート形状を保持できるが、１００℃程度の高温にすると溶融することがなる。また、後述する硬化後の硬化樹脂組成物は加温によって溶融することはない。なお、上記粘度は、動的粘弾性測定（ＤＭＡ）（例えば、サーモサイエンティフィック株式会社製Ｒｈｅｏ Ｓｔｒｅｓｓ ６０００）によって測定される。なお、測定条件は、周波数１Ｈｚ、荷重４０ｇ、昇温速度３℃／分であり、せん断試験により行う。
前記半硬化処理としては、前記樹脂組成物を温度６０℃～２００℃で１分間～３０分間加熱する方法を挙げることができる。
＜樹脂組成物の硬化物＞
樹脂組成物の硬化物は前記樹脂組成物に由来するものであり、前記樹脂組成物を硬化処理してなる。前記樹脂組成物の硬化物は熱伝導性と絶縁性に優れる。本発明の一実施形態の基板と積層基板は、例えば、本実施形態のプリプレグを硬化してなるものであり、本実施形態のプリプレグに用いる樹脂組成物を硬化処理してなる樹脂組成物の硬化物を含む。
樹脂組成物の硬化物は前記樹脂組成物に由来するものであり、前記樹脂組成物を硬化処理してなる。前記樹脂組成物の硬化物は熱伝導性と絶縁性に優れる。本発明の一実施形態の基板と積層基板は、例えば、本実施形態のプリプレグを硬化してなるものであり、本実施形態のプリプレグに用いる樹脂組成物を硬化処理してなる樹脂組成物の硬化物を含む。
樹脂組成物の硬化物は、未硬化状態の樹脂組成物又は前記半硬化樹脂組成物を硬化処理することで製造することができる。前記硬化処理の方法は、樹脂組成物の構成や硬化物の目的等に応じて適宜選択することができるが、加熱・加圧処理であることが好ましい。
例えば、未硬化状態の樹脂組成物又は前記半硬化樹脂組成物を１００℃～２５０℃で１時間～１０時間、好ましくは１３０℃～２３０℃で１時間～８時間加熱することで樹脂組成物の硬化物が得られる。
例えば、未硬化状態の樹脂組成物又は前記半硬化樹脂組成物を１００℃～２５０℃で１時間～１０時間、好ましくは１３０℃～２３０℃で１時間～８時間加熱することで樹脂組成物の硬化物が得られる。
（無機粒子を含む樹脂組成物の調整方法）
本発明に一実施形態の放熱基板に用いるプリプレグを作成するための熱硬化性樹脂組成物は、第一の無機粒子と第二の無機粒子と熱硬化性樹脂とを含む。
熱硬化性樹脂組成物は、第一の無機粒子と第二の無機粒子と熱硬化性樹脂を混合して得られる。先に、第一の無機粒子のみを分散し、次に熱硬化性樹脂を混合し、そして、第二の無機粒子を添加し、さらに混合・分散するが好ましい。分散が一番困難である第一の粒子のみを分散することで効率的に分散が可能であることと、第一の粒子のみの粒度を測定し粒度を調整できるため好ましい。
第一の無機粒子と熱硬化性樹脂を混合する前に、第一の無機粒子を高圧ホモジナイザーなどで分散する場合、熱硬化性樹脂が存在する場合と比べて、高い効率でよりよく分散された第一の無機粒子ペーストが得られる。
本発明に一実施形態の放熱基板に用いるプリプレグを作成するための熱硬化性樹脂組成物は、第一の無機粒子と第二の無機粒子と熱硬化性樹脂とを含む。
熱硬化性樹脂組成物は、第一の無機粒子と第二の無機粒子と熱硬化性樹脂を混合して得られる。先に、第一の無機粒子のみを分散し、次に熱硬化性樹脂を混合し、そして、第二の無機粒子を添加し、さらに混合・分散するが好ましい。分散が一番困難である第一の粒子のみを分散することで効率的に分散が可能であることと、第一の粒子のみの粒度を測定し粒度を調整できるため好ましい。
第一の無機粒子と熱硬化性樹脂を混合する前に、第一の無機粒子を高圧ホモジナイザーなどで分散する場合、熱硬化性樹脂が存在する場合と比べて、高い効率でよりよく分散された第一の無機粒子ペーストが得られる。
＜プリプレグの作製方法＞
本発明の一実施形態の放熱基板に用いる放熱基板用プリプレグは、無機粒子を含む繊維基材と樹脂組成物からなる。
本発明の一実施形態の放熱基板に用いる放熱基板用プリプレグは、無機粒子を含む繊維基材と樹脂組成物からなる。
本実施形態の放熱基板の製造に用いるプリプレグは熱硬化性樹脂と無機粒子を混合して作製した樹脂組成物を、ガラスクロスなどの繊維基材の片面からスリットダイを用いて塗布し、繊維基材の目開きを通して繊維基材の塗布裏面に通過させることによって繊維基材に樹脂組成物を保持させる塗布方法において、ガラスクロスなどの繊維基材へのスリットダイの押し込み量と接触角度、および塗料の吐出量を制御することにより、プリプレグを作製することができる。
本実施形態の放熱基板の製造に用いるプリプレグは、上記のような繊維基材に、上記樹脂組成物を含浸させることによっても得られる。具体的には、樹脂組成物に繊維基材を含浸し、引き上げながら厚みコントロール後加熱乾燥することにより、プリプレグが得られる。
プリプレグにおける前記樹脂組成物の含有率は、特に限定することはない。成形性の観点から、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い。また、多層基板の位置合わせ精度、金属箔密着性寸法精度の観点から、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く、６０体積％以下であることが更に好ましい。
樹脂組成物に、メチルエチルケトンやジオキソラン、シクロヘキサノン等の溶剤を加えて樹脂組成物の塗料とした場合は、乾燥により溶剤分を除去し、樹脂組成物を固化させる。
乾燥方法は、塗料に含まれる有機溶剤の少なくとも一部を除去できれば特に制限されず、通常用いられる乾燥方法から、塗料に含まれる有機溶剤に応じて適宜選択することができる。一般的には、６０℃～１５０℃程度で加熱処理する方法を挙げることができる。
このときの固化とは、流動性を有する液状物が自立可能な状態の固体状態に変化することを指す。塗料に含まれる有機溶剤が一部残留する状態も、半硬化状態も固化状態に含むことができる。例えば、６０～１５０℃で１～１２０分程度、好ましくは７０～１２０℃で３～９０分程度の条件下で固化させることができる。
このときの固化とは、流動性を有する液状物が自立可能な状態の固体状態に変化することを指す。塗料に含まれる有機溶剤が一部残留する状態も、半硬化状態も固化状態に含むことができる。例えば、６０～１５０℃で１～１２０分程度、好ましくは７０～１２０℃で３～９０分程度の条件下で固化させることができる。
プリプレグは、積層又は貼付する前に、プレスやロールラミネータなどによる熱間加圧処理により、あらかじめ表面を平滑化してから使用してもよい。熱間加圧処理の方法は、半硬化樹脂組成物シートの製造方法で挙げた方法と同様である。また、前記プリプレグの熱間加圧処理における加熱温度、減圧度、及びプレス圧等の処理条件についても、半硬化樹脂組成物の加熱・加圧処理で挙げた条件と同様である。
プリプレグを樹脂組成物の塗料を用いて作製した場合、前記プリプレグにおける溶剤残存率は、２．０質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以下であることがより好ましく、０．８質量％以下であることがさらに好ましい。
前記溶剤残存率は、プリプレグを４０ｍｍ角に切り出し、１９０℃に予熱した恒温槽中に２時間乾燥させたときの、乾燥前後の質量変化から求める。
＜繊維基材＞
本実施形態の放熱基板に用いるプリプレグは樹脂組成物と繊維基材からなる。本実施形態の放熱基板に用いる繊維基材としては、金属箔張り積層基板や多層プリント配線板を製造する際に通常用いられるものであれば特に制限されず、通常織布や不織布等の繊維基材が用いられる。
本実施形態の放熱基板に用いるプリプレグは樹脂組成物と繊維基材からなる。本実施形態の放熱基板に用いる繊維基材としては、金属箔張り積層基板や多層プリント配線板を製造する際に通常用いられるものであれば特に制限されず、通常織布や不織布等の繊維基材が用いられる。
本実施形態に係る繊維基材の目開きは特に制限されない。熱伝導率及び絶縁性の観点から、目開きは前記無機粒子の平均粒子径（Ｄ５０）の２倍以上であることが好ましい。また、繊維基材の空隙率が３０％以上であることが好ましい。繊維基材の空隙率とは繊維基材の面積に対する目開き部分の面積の割合である。
繊維基材の材質は特に制限されない。具体的には、ガラス、アルミナ、ボロン、シリカアルミナガラス、シリカガラス、チラノ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア等の無機繊維や、アラミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、カーボン、セルロース等の有機繊維、及びこれらの混抄系を挙げることができる。中でも、ガラス繊維の織布（ガラスクロース）が好ましく用いられる。これにより例えば、プリプレグを用いて基板を構成する場合、屈曲性があり任意に折り曲げ可能な基板を得ることができる。さらに、製造プロセスでの温度変化や吸湿等に伴う多層基板の寸法変化を小さくすることも可能となる。
本実施形態に係る繊維基材の厚さは特に限定されない。より良好な可とう性を付与する観点から、７５μｍ以下であることがより好ましく、含浸性の観点から６０μｍ以下であることが好ましい。繊維基材の厚みの下限は特に制限されないが、強度の観点から１０μｍ程度であることが好ましい。
＜放熱基板＞
本実施形態の放熱基板は、前述のプリプレグを硬化したものであり、プリプレグの硬化物を含む。また、その硬化物が本発明の熱硬化性樹脂の硬化物と無機粒子を含む。本実施形態の基板に用いるプリプレグを硬化した基板なので、熱伝導率の高い基板が得られる。
本実施形態の基板は、本実施形態の基板に用いるプリプレグを硬化したものである。図４（ａ）～（ｃ）に示すように、例えば、プリプレグ１の両面に金属箔３５を設け、加熱プレス・成形工程により、基板５を形成することができる。基板５の金属箔３５をさらにパターンニングなどの回路形成工程で加工することができる。以下、図４を参照しながら基板５を詳細に説明する。
本実施形態の放熱基板は、前述のプリプレグを硬化したものであり、プリプレグの硬化物を含む。また、その硬化物が本発明の熱硬化性樹脂の硬化物と無機粒子を含む。本実施形態の基板に用いるプリプレグを硬化した基板なので、熱伝導率の高い基板が得られる。
本実施形態の基板は、本実施形態の基板に用いるプリプレグを硬化したものである。図４（ａ）～（ｃ）に示すように、例えば、プリプレグ１の両面に金属箔３５を設け、加熱プレス・成形工程により、基板５を形成することができる。基板５の金属箔３５をさらにパターンニングなどの回路形成工程で加工することができる。以下、図４を参照しながら基板５を詳細に説明する。
基板５は、例えば、プリプレグ１の硬化物で構成されている。そして、その表層には、さらに金属箔３５が積層されて金属箔張基板を形成している。金属箔３５は、一方の面のみに付設しても、両面に付設してもよい。
図４に示す例において、基板５に用いるプリプレグ１が１枚であるが、１枚に限らず、２枚以上でもよい。この枚数は、樹脂プリプレグ１の厚さおよび強度などの条件に基づいて適宜設定可能である。
前記金属箔としては特に制限されず、通常用いられる金属箔から適宜選択することができる。具体的には金箔、銅箔、アルミニウム箔等を挙げることができ、一般的には銅箔が用いられる。前記金属箔の厚みとしては、１μｍ～２００μｍであれば特に制限されず、使用する電力等に応じて好適な厚みを選択することができる。
また、前記金属箔として、ニッケル、ニッケル－リン、ニッケル－スズ合金、ニッケル－鉄合金、鉛、鉛－スズ合金等を中間層とし、この両表面に０．５μｍ～１５μｍの銅層と１０μｍ～１５０μｍの銅層を設けた３層構造の複合箔、又はアルミニウムと銅箔とを複合した２層構造複合箔を用いることもできる。
前記金属板は熱伝導率が高く、熱容量が大きい金属材料からなることが好ましい。具体的には、銅、アルミニウム、鉄、及びリードフレームに使われる合金等が例示できる。
前記金属板の板厚は用途に応じて適宜選択することができる。例えば、前記金属板は、軽量化や加工性を優先する場合はアルミニウムを、放熱性を優先する場合は銅を、というように目的を応じて材質を選定することができる。
前記基板５において、金属箔（銅箔）ピール強度を高めるため、従来の公知の方法で、金属箔を表面処理する前工程があってもよい。
金属箔３５とプリプレグ１をプレス・成形する条件は、プリプレグ１の未硬化・半硬化熱硬化性樹脂を硬化することができれば、特に限定されない。上記したプリプレグの製造方法とは異なり、硬化反応を実質的に進行させる条件であることが好ましい。例えば、加熱及び加圧処理であることが好ましい。加熱及び加圧処理における加熱温度は特に限定されない。通常１００℃～２５０℃の範囲であり、好ましくは１３０℃～２３０℃の範囲である。また、加熱及び加圧処理における加圧条件は特に限定されない。通常１ＭＰａ～２０ＭＰａの範囲であり、好ましくは１ＭＰａ～１５ＭＰａの範囲である。また、加熱及び加圧処理には、真空プレスが好適に用いられる。
金属箔とプリプレグの硬化物とは容易に剥離しないよう、密着強度が高くなければならない。密着強度は、後述する金属箔ピール強度（引き剥がし強度）で測定を行うことができる。
金属箔とプリプレグの硬化物とは容易に剥離しないよう、密着強度が高くなければならない。密着強度は、後述する金属箔ピール強度（引き剥がし強度）で測定を行うことができる。
本実施形態の基板は、熱伝導率が３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。
（積層基板）
本発明の放熱基板の一実施形態である積層基板は、プリプレグを２枚以上使用して積層して硬化したものであり、プリプレグ積層体の硬化物を含む。その硬化物が熱硬化性樹脂の硬化物と無機粒子を含む。すなわち、本発明の積層基板は、無機粒子と、樹脂の硬化物と繊維基材とを含む。本発明の積層基板は更に金属箔を有してもよい。本発明のプリプレグを硬化した基板なので、熱伝導率の高い基板が得られる。
本発明の一実施形態の積層基板は、プリプレグを硬化したものである。図５（ａ）～（ｃ）に示すように、例えば、プリプレグ１を２枚用いて両面に金属箔３５を設けて、加熱プレス・成形工程により、積層基板７を形成することができる。基板７の金属箔３５をさらにパターンニングなどの回路形成工程で加工することができる。
本発明の放熱基板の一実施形態である積層基板は、プリプレグを２枚以上使用して積層して硬化したものであり、プリプレグ積層体の硬化物を含む。その硬化物が熱硬化性樹脂の硬化物と無機粒子を含む。すなわち、本発明の積層基板は、無機粒子と、樹脂の硬化物と繊維基材とを含む。本発明の積層基板は更に金属箔を有してもよい。本発明のプリプレグを硬化した基板なので、熱伝導率の高い基板が得られる。
本発明の一実施形態の積層基板は、プリプレグを硬化したものである。図５（ａ）～（ｃ）に示すように、例えば、プリプレグ１を２枚用いて両面に金属箔３５を設けて、加熱プレス・成形工程により、積層基板７を形成することができる。基板７の金属箔３５をさらにパターンニングなどの回路形成工程で加工することができる。
積層基板７は、図５（ｄ）～（ｆ）に示すように、更に、本発明の第一実施形態の基板に用いるプリプレグ１を４枚用いて、外側に金属箔３５を設けて、加熱プレス・成形工程により、積層基板９を形成することができる。積層基板９の金属箔３５をさらにパターンニングなどの回路形成工程で加工することができる。
図４に示す例において、積層基板７に用いるプリプレグ１が２枚であるが、２枚に限らず、１枚でも、３枚以上でもよい。この枚数は、樹脂プリプレグ１の厚さおよび強度などの条件に基づいて適宜設定可能である。また、積層基板９に用いるプリプレグ１が６枚であるが、６枚に限らず、４枚、５枚でもよく、７枚以上でもよい。
前記積層基板７と９に使用されている金属箔、加熱プレス・成形条件などは上記基板５と同様である。
本発明の積層基板の厚さは、５０００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ～３０００μｍであることがより好ましい。厚さが５０００μｍ以下であると、可とう性に優れ曲げ加工時にクラックが発生するのが抑えられ、厚さが３０００μｍ以下の場合は、その傾向がより見られる。また、厚さが２００μｍ以上の場合には、作業性に優れる。
本発明の実施例に関して、詳細に説明する。
（実施例１）
＜無機粒子を含む樹脂組成物の調整＞
樹脂組成物として、以下の材料を準備した。
第一の無機粒子として窒化ホウ素（ＢＮ）粉末（メーカ昭和電工株式会社ＵＨＰ－１Ｋ、平均粒径Ｄ５０＝８μｍ） … １０００質量部
分散剤（カップリング剤）としてシランカップリング剤（信越化学工業 ＫＢＭ５７３）１０重量部
第二の無機粒子１として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末（宇部マテリアルズ株式会社 平均粒径３０μｍ、円形度０．７３、熱伝導率４５Ｗ／（ｍ・Ｋ）） … ３２００質量部
第二の無機粒子２として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末、（宇部マテリアルズ平均粒径１０μｍ、円形度０．７５、熱伝導率４５Ｗ／（ｍ・Ｋ）） … □□８００質量部
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂（テトラメチルビフェノール型エポキシ樹脂５０％、４，４’－ビフェノール型エポキシ５０％混合物、エポキシ当量１７５ｇ／ｅｑ、三菱化学株式会社製 ＹＬ－６１２１Ｈ） … ９００質量部
硬化剤（１，３，５－トリス（４－ヒドロキシフェニル）ベンゼン、） … ３５０質量部
硬化促進剤（２－エチル－４－メチルイミダゾール、四国化成社製 ２Ｅ４ＭＺ） … １質量部
有機溶剤としてジオキソラン … １０００質量部
その他の無機材料
第二の無機粒子として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）（宇部マテリアル株式会社製 平均粒径５０μｍ、円形度０．７９、熱伝導率４５Ｗ／（ｍ・Ｋ））
第二の無機粒子として酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）（昭和電工製 平均粒径７．０μｍ 円形度０．７７熱伝導率３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）） ）
＜無機粒子を含む樹脂組成物の調整＞
樹脂組成物として、以下の材料を準備した。
第一の無機粒子として窒化ホウ素（ＢＮ）粉末（メーカ昭和電工株式会社ＵＨＰ－１Ｋ、平均粒径Ｄ５０＝８μｍ） … １０００質量部
分散剤（カップリング剤）としてシランカップリング剤（信越化学工業 ＫＢＭ５７３）１０重量部
第二の無機粒子１として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末（宇部マテリアルズ株式会社 平均粒径３０μｍ、円形度０．７３、熱伝導率４５Ｗ／（ｍ・Ｋ）） … ３２００質量部
第二の無機粒子２として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末、（宇部マテリアルズ平均粒径１０μｍ、円形度０．７５、熱伝導率４５Ｗ／（ｍ・Ｋ）） … □□８００質量部
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂（テトラメチルビフェノール型エポキシ樹脂５０％、４，４’－ビフェノール型エポキシ５０％混合物、エポキシ当量１７５ｇ／ｅｑ、三菱化学株式会社製 ＹＬ－６１２１Ｈ） … ９００質量部
硬化剤（１，３，５－トリス（４－ヒドロキシフェニル）ベンゼン、） … ３５０質量部
硬化促進剤（２－エチル－４－メチルイミダゾール、四国化成社製 ２Ｅ４ＭＺ） … １質量部
有機溶剤としてジオキソラン … １０００質量部
その他の無機材料
第二の無機粒子として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）（宇部マテリアル株式会社製 平均粒径５０μｍ、円形度０．７９、熱伝導率４５Ｗ／（ｍ・Ｋ））
第二の無機粒子として酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）（昭和電工製 平均粒径７．０μｍ 円形度０．７７熱伝導率３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）） ）
＜＜ＢＮ分散液の作製工程＞＞
（先分散１ 高圧ホモジナイザー）
ＢＮ粉末とカップリング剤とジオキソランを高圧ホモジナイザー（吉田機械興業株式会社製、型番：ＹＳＮＭ－１５００ＡＲ、使用条件：処理部ストレートタイプ、処理圧：４０ＭＰａ）に投入し、処理してＢＮ分散液を作製した。この時高圧ホモジナイザーの処理部を何回通過させたかをパス回数で表に記した。（例えば、実施例１は５パスである。）
（先分散１ 高圧ホモジナイザー）
ＢＮ粉末とカップリング剤とジオキソランを高圧ホモジナイザー（吉田機械興業株式会社製、型番：ＹＳＮＭ－１５００ＡＲ、使用条件：処理部ストレートタイプ、処理圧：４０ＭＰａ）に投入し、処理してＢＮ分散液を作製した。この時高圧ホモジナイザーの処理部を何回通過させたかをパス回数で表に記した。（例えば、実施例１は５パスである。）
（先分散２ ボールミル）
ＢＮ粉末とカップリング剤とジオキソランをＰＰ製ポリポットにφ２ｍｍジルコニア（ニッカトー、ＹＴＺ）、とともに投入し、６０ｒｐｍで回転させてＢＮ分散液を作製した。
そのとき分散した時間を７時間（実施例３）、５時間（実施例４）、３．５時間（実施例５）として表に記した。
ＢＮ粉末とカップリング剤とジオキソランをＰＰ製ポリポットにφ２ｍｍジルコニア（ニッカトー、ＹＴＺ）、とともに投入し、６０ｒｐｍで回転させてＢＮ分散液を作製した。
そのとき分散した時間を７時間（実施例３）、５時間（実施例４）、３．５時間（実施例５）として表に記した。
＜＜ＢＮ含む樹脂組成物の作製工程＞＞
上記ＢＮ分散液をメディアレス分散機（浅田鉄工社製 デスパミル ＭＤ－１０）に投入する。次に撹拌しながら上記熱硬化性樹脂、硬化剤、硬化促進剤を投入し分散ＢＮを含む樹脂混合液を作製した。
上記ＢＮ分散液をメディアレス分散機（浅田鉄工社製 デスパミル ＭＤ－１０）に投入する。次に撹拌しながら上記熱硬化性樹脂、硬化剤、硬化促進剤を投入し分散ＢＮを含む樹脂混合液を作製した。
＜＜ＢＮとＭｇＯ含む樹脂組成物の作製工程＞＞
得られたＢＮ含む樹脂組成物分散液に、第二の無機粒子として酸化マグネシウムを投入し、よく撹拌分散させ、樹脂組成物の塗料を作製した。
得られたＢＮ含む樹脂組成物分散液に、第二の無機粒子として酸化マグネシウムを投入し、よく撹拌分散させ、樹脂組成物の塗料を作製した。
（後分散）
＜＜ＢＮとＭｇＯ含む樹脂組成物の作製工程＞＞
上記熱硬化性樹脂、硬化剤、硬化促進剤、有機溶剤をメディアレス分散機（浅田鉄工社製 デスパミル ＭＤ－１０）に投入し、撹拌して樹脂混合液を作製した。得られた樹脂組成物分散液に、第二の無機粒子として酸化マグネシウムを投入し、よく撹拌分散させ、樹脂組成物の塗料を作製した。次にそこに第一の無機粒子としてＢＮを粉体のまま投入し、撹拌・分散を行い、後分散法によるＢＮ含有樹脂組成物の塗料を得た。
窒化ホウ素粉末と酸化マグネシウム粉末の添加量は、樹脂組成物の塗料からジオキソランを除いた固形分体積を１００体積％としたときに５５体積％（以下、充填率）となるように調整した。
窒化ホウ素粉末と酸化マグネシウム粉末を含む全無機粒子の添加量に対して、窒化ホウ素粉末の添加量は、１６．３体積％となるように調整した。
各組成及びＢＮの分散方法を表１に示す。
＜＜ＢＮとＭｇＯ含む樹脂組成物の作製工程＞＞
上記熱硬化性樹脂、硬化剤、硬化促進剤、有機溶剤をメディアレス分散機（浅田鉄工社製 デスパミル ＭＤ－１０）に投入し、撹拌して樹脂混合液を作製した。得られた樹脂組成物分散液に、第二の無機粒子として酸化マグネシウムを投入し、よく撹拌分散させ、樹脂組成物の塗料を作製した。次にそこに第一の無機粒子としてＢＮを粉体のまま投入し、撹拌・分散を行い、後分散法によるＢＮ含有樹脂組成物の塗料を得た。
窒化ホウ素粉末と酸化マグネシウム粉末の添加量は、樹脂組成物の塗料からジオキソランを除いた固形分体積を１００体積％としたときに５５体積％（以下、充填率）となるように調整した。
窒化ホウ素粉末と酸化マグネシウム粉末を含む全無機粒子の添加量に対して、窒化ホウ素粉末の添加量は、１６．３体積％となるように調整した。
各組成及びＢＮの分散方法を表１に示す。
＜放熱基板用プリプレグの作製＞
繊維基材としてガラスクロス（ＩＰＣ規格１０８０（株）有沢製作所製の非開繊ガラスクロス、厚さ０．０５５ｍｍ、質量４７ｇ／ｍ２、密度６６×４６本／２５ｍｍ、平織タイプ）を用いた。このガラスクロスを、得られた樹脂組成物の塗料に含浸し、その後のプリプレグにおいて硬化物の厚さが０．０２５ｍｍになるように調整した。１００℃にて加熱乾燥してメチルエチルケトンを除去し、放熱基板用プリプレグを得た。
繊維基材としてガラスクロス（ＩＰＣ規格１０８０（株）有沢製作所製の非開繊ガラスクロス、厚さ０．０５５ｍｍ、質量４７ｇ／ｍ２、密度６６×４６本／２５ｍｍ、平織タイプ）を用いた。このガラスクロスを、得られた樹脂組成物の塗料に含浸し、その後のプリプレグにおいて硬化物の厚さが０．０２５ｍｍになるように調整した。１００℃にて加熱乾燥してメチルエチルケトンを除去し、放熱基板用プリプレグを得た。
＜放熱基板＞
図５（ａ）～（ｃ）に示すように、本実施例で得られたプリプレグ１を２枚重ね、２枚の銅箔３５を用いてプリプレグ１を挟むように、加熱加圧（温度１７０℃、１ＭＰａにて２０分間）を行い、加えてさらに２回目の加熱加圧（温度２００℃、４ＭＰａにて１時間）を行い、厚さ０．３ｍｍの無機粒子含有エポキシ樹脂硬化物を備える（積層）基板７を得た。エッチング法により配線パターンを備える（積層）基板７を形成した。
図５（ａ）～（ｃ）に示すように、本実施例で得られたプリプレグ１を２枚重ね、２枚の銅箔３５を用いてプリプレグ１を挟むように、加熱加圧（温度１７０℃、１ＭＰａにて２０分間）を行い、加えてさらに２回目の加熱加圧（温度２００℃、４ＭＰａにて１時間）を行い、厚さ０．３ｍｍの無機粒子含有エポキシ樹脂硬化物を備える（積層）基板７を得た。エッチング法により配線パターンを備える（積層）基板７を形成した。
＜積層基板＞
図４（ｄ）～（ｆ）に示すように、得られた配線パターンを備える（積層）基板７の両面にそれぞれ、２枚のプリプレグを配置し、さらに、２枚の銅箔を用いて（積層）基板７を挟むように配置した後、加熱加圧（温度１７０℃、１ＭＰａにて２０分間）を行い、加えてさらに２回目の加熱加圧（温度２００℃、４ＭＰａにて１時間）を行い、厚さ０．９ｍｍの無機粒子含有エポキシ樹脂硬化物を備える積層基板９を得た。エッチング法により、両表面に配線パターン形成し、配線パターンを備える積層基板９を形成した。
図４（ｄ）～（ｆ）に示すように、得られた配線パターンを備える（積層）基板７の両面にそれぞれ、２枚のプリプレグを配置し、さらに、２枚の銅箔を用いて（積層）基板７を挟むように配置した後、加熱加圧（温度１７０℃、１ＭＰａにて２０分間）を行い、加えてさらに２回目の加熱加圧（温度２００℃、４ＭＰａにて１時間）を行い、厚さ０．９ｍｍの無機粒子含有エポキシ樹脂硬化物を備える積層基板９を得た。エッチング法により、両表面に配線パターン形成し、配線パターンを備える積層基板９を形成した。
（実施例２～８、比較例１～８）
表１に記した条件で実施例２～８、比較例１～８の基板を作製した。
表１に記した条件で実施例２～８、比較例１～８の基板を作製した。
＜無機粒子を含む樹脂組成物の調整＞
表１に示す組成及び分散方法で、実施例１と同様に、無機粒子を含む樹脂組成物の塗料を作製した。
＜放熱基板用プリプレグの作製＞
得られた樹脂組成物の塗料を用いた以外は、実施例１と同様な方法で、放熱基板用プリプレグを得た。
表１に示す組成及び分散方法で、実施例１と同様に、無機粒子を含む樹脂組成物の塗料を作製した。
＜放熱基板用プリプレグの作製＞
得られた樹脂組成物の塗料を用いた以外は、実施例１と同様な方法で、放熱基板用プリプレグを得た。
＜放熱基板＞
得られたプリプレグを用いた以外は、実施例１と同様な方法で、放熱基板を得た。
得られたプリプレグを用いた以外は、実施例１と同様な方法で、放熱基板を得た。
＜積層基板＞
得られたプリプレグを用いた以外は、実施例１と同様な方法で、積層基板を得た。
得られたプリプレグを用いた以外は、実施例１と同様な方法で、積層基板を得た。
（評価方法）
この放熱基板のそれぞれの特性を調べたところ、表２に示した結果が得られた。ここでは、各放熱基板の厚さ切断面において無機粒子疎部の面積比（％）、放熱基板の熱伝導率、成形性を調べた。
この放熱基板のそれぞれの特性を調べたところ、表２に示した結果が得られた。ここでは、各放熱基板の厚さ切断面において無機粒子疎部の面積比（％）、放熱基板の熱伝導率、成形性を調べた。
＜放熱基板の熱伝導率＞
熱伝導性を調べるため、放熱基板の熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を測定した。具体的には、最初に、放熱基板を切断して、円形状の測定用試料（直径＝１０ｍｍ，厚さ＝０．３～１．０ｍｍ）を作製した。続いて、熱伝導率測定装置（アドバンス理工株式会社（旧アルバック理工株式会社）製のＴＣシリーズ）を用いて測定用試料を分析して、熱拡散係数α（ｍ２ ／ｓ）を測定した。また、サファイアを標準試料として、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）を用いて測定用試料の比熱Ｃｐを測定した。さらに、アルキメデス法を用いて測定用試料の密度ｒを測定した。最後に、下記の数式（２）に基づいて、熱伝導率λ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を算出した。
熱伝導性を調べるため、放熱基板の熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を測定した。具体的には、最初に、放熱基板を切断して、円形状の測定用試料（直径＝１０ｍｍ，厚さ＝０．３～１．０ｍｍ）を作製した。続いて、熱伝導率測定装置（アドバンス理工株式会社（旧アルバック理工株式会社）製のＴＣシリーズ）を用いて測定用試料を分析して、熱拡散係数α（ｍ２ ／ｓ）を測定した。また、サファイアを標準試料として、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）を用いて測定用試料の比熱Ｃｐを測定した。さらに、アルキメデス法を用いて測定用試料の密度ｒを測定した。最後に、下記の数式（２）に基づいて、熱伝導率λ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を算出した。
λ＝α×Ｃｐ×ｒ ・・・・・（２）
（λは熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、αは熱拡散率（ｍ２／ｓ）、Ｃｐは比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、ｒは密度（ｋｇ／ｍ３ ）である。）
（λは熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、αは熱拡散率（ｍ２／ｓ）、Ｃｐは比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、ｒは密度（ｋｇ／ｍ３ ）である。）
（埋め込み性（ＮＧ面積率））
＜放熱基板の成形性＞
まず、図６と７に示した成形性評価用基板１００を製造した。基板の表面に厚さ１０５μｍの銅箔層１０４と１０５を配置し、銅箔層１０４を部分的にエッチングして、メッシュ状の溝１０６（幅＝０．５ｍｍ，深さ＝１０５μｍ）を形成した。この場合には、金属層１０４の外縁（４つの辺）に最も近い溝１０６とその銅箔層１０４の外縁との間の距離を９．５ｍｍ、溝１０６同士の間隔を９．５ｍｍとした。
成形性を評価する場合には、成形性評価基板１００の上に、実施例１～８、比較例１～８に得られたプリプレグを２枚使用し、銅箔／プリプレグ（ＡＢ／ＢＡ）成形性評価基板１００の順に重ねて、積層体とした。この銅箔としては、７０μｍの銅箔を用いた。続いて、平板プレス機を用いて、積層方向において積層体を加熱（温度＝１８０℃）および加圧（圧力＝４ＭＰａ）した。これにより、プリプレグの１部が評価用基板１００の溝１０６に入り込んだため、多層基板が得られた。金属顕微鏡を用いて多層基板の断面を観察した。
＜放熱基板の成形性＞
まず、図６と７に示した成形性評価用基板１００を製造した。基板の表面に厚さ１０５μｍの銅箔層１０４と１０５を配置し、銅箔層１０４を部分的にエッチングして、メッシュ状の溝１０６（幅＝０．５ｍｍ，深さ＝１０５μｍ）を形成した。この場合には、金属層１０４の外縁（４つの辺）に最も近い溝１０６とその銅箔層１０４の外縁との間の距離を９．５ｍｍ、溝１０６同士の間隔を９．５ｍｍとした。
成形性を評価する場合には、成形性評価基板１００の上に、実施例１～８、比較例１～８に得られたプリプレグを２枚使用し、銅箔／プリプレグ（ＡＢ／ＢＡ）成形性評価基板１００の順に重ねて、積層体とした。この銅箔としては、７０μｍの銅箔を用いた。続いて、平板プレス機を用いて、積層方向において積層体を加熱（温度＝１８０℃）および加圧（圧力＝４ＭＰａ）した。これにより、プリプレグの１部が評価用基板１００の溝１０６に入り込んだため、多層基板が得られた。金属顕微鏡を用いて多層基板の断面を観察した。
顕微鏡の観察結果に関しては、溝１０６の内部に樹脂組成物が充填されていない部分に色を着け、画像解析により全面積との比率を求めてＮＧ面積率とした。
＜無機粒子の粒径分布＞
本発明の無機粒子の粒径分布（粒径分布のピーク位置、平均粒径（Ｄ５０）、アスペクト比５以上の比率）の評価は、放熱基板の表面のＳＥＭ写真を用いて、画像解析方法によって評価した。詳細な評価方法以下で説明する。
本発明の無機粒子の粒径分布（粒径分布のピーク位置、平均粒径（Ｄ５０）、アスペクト比５以上の比率）の評価は、放熱基板の表面のＳＥＭ写真を用いて、画像解析方法によって評価した。詳細な評価方法以下で説明する。
評価サンプル：基板を２０ｍｍ×２０ｍｍに切り取り、片面から銅箔を剥がし取った。研磨テープ３００番から始め、６００番、１５００番の三段階で基板の表面を研磨し、評価用サンプルを得た。
測定装置：ＳＥＭ（キーエンスＶＫ－８７００）を使用した。
測定条件：３倍率５００倍で３視野、ＣＯＭＰＯ像モードで撮影した。
画像解析：画像解析式粒度分布解析ソフト Ｍａｃ－Ｖｉｅｗ（株式会社 マウンテック）を用いて、上記ＳＥＭ写真の粒子解析を行った。ＳＥＭ写真を読み込み、マニアルモードでタッチペンを使ってＳＥＭ写真の粒子の輪郭をなぞり粒子を認識させ、５００倍のＳＥＭ写真３枚分（１０００ヶ以上となる）について行った。その際、例えば、針状粒子が糸まり状に固まったような、周辺の樹脂とは明らかに平滑性が異なる部分は凝集粒子として、その周辺をなぞり１粒子とした。ただし微粒子で輪郭なぞれないものは除外した。得られたデータを周長相当径で粒度分布とした。
また同時にこのソフトではアスペクト比も求められるので得られているアスペクト比から５以上の比率を求めた。
また第一の粒子（ＢＮ粒子）の存在比率は以下のように求められる。ＳＥＭ写真をコントラストを強く撮影したときに（二次電子像もしくはＣＯＭＰＯ像）同じ軽元素の樹脂（Ｃ）、さらには不定形無機酸化物とは明らかにコントラストが違う粒子があり、それがＢＮと限定される。そのためＳＥＭ写真を画像処理して３値化（２値化ではなく３値化もしくは４値化）することでＢＮの比率が求められる。またさらに精度が必要な場合は前処理をしてＩＣＰ分析を行うことで明確にＢ（Ｎ）を同定でき、量も定量できる。
測定装置：ＳＥＭ（キーエンスＶＫ－８７００）を使用した。
測定条件：３倍率５００倍で３視野、ＣＯＭＰＯ像モードで撮影した。
画像解析：画像解析式粒度分布解析ソフト Ｍａｃ－Ｖｉｅｗ（株式会社 マウンテック）を用いて、上記ＳＥＭ写真の粒子解析を行った。ＳＥＭ写真を読み込み、マニアルモードでタッチペンを使ってＳＥＭ写真の粒子の輪郭をなぞり粒子を認識させ、５００倍のＳＥＭ写真３枚分（１０００ヶ以上となる）について行った。その際、例えば、針状粒子が糸まり状に固まったような、周辺の樹脂とは明らかに平滑性が異なる部分は凝集粒子として、その周辺をなぞり１粒子とした。ただし微粒子で輪郭なぞれないものは除外した。得られたデータを周長相当径で粒度分布とした。
また同時にこのソフトではアスペクト比も求められるので得られているアスペクト比から５以上の比率を求めた。
また第一の粒子（ＢＮ粒子）の存在比率は以下のように求められる。ＳＥＭ写真をコントラストを強く撮影したときに（二次電子像もしくはＣＯＭＰＯ像）同じ軽元素の樹脂（Ｃ）、さらには不定形無機酸化物とは明らかにコントラストが違う粒子があり、それがＢＮと限定される。そのためＳＥＭ写真を画像処理して３値化（２値化ではなく３値化もしくは４値化）することでＢＮの比率が求められる。またさらに精度が必要な場合は前処理をしてＩＣＰ分析を行うことで明確にＢ（Ｎ）を同定でき、量も定量できる。
＜ペースト経時粘度比率＞
作製した熱硬化性樹脂ペーストをペーストストッカーにて１０ｒｐｍで回転させ保管する。２４時間後Ｅ型粘度計で３ｒｐｍの粘度を測定し、初期粘度で割った値をペースト経時粘度比率とした。
作製した熱硬化性樹脂ペーストをペーストストッカーにて１０ｒｐｍで回転させ保管する。２４時間後Ｅ型粘度計で３ｒｐｍの粘度を測定し、初期粘度で割った値をペースト経時粘度比率とした。
１、２…プリプレグ、
５…基板（積層基板）
７、９…積層基板
１０…ＢＮ粒子
１２，１３…ＭｇＯ粒子
１５、２５…繊維基材、
３５…金属箔。
５…基板（積層基板）
７、９…積層基板
１０…ＢＮ粒子
１２，１３…ＭｇＯ粒子
１５、２５…繊維基材、
３５…金属箔。
Claims (6)
- 無機粒子と、熱硬化性樹脂の硬化物と、繊維基材と、を含む放熱基板であって、
前記放熱基板に分散されている前記無機粒子の平均粒径（Ｄ５０）が２０μｍから３５μｍであり、
前記放熱基板に分散されている前記無機粒子の粒度分布が第一の頻度のピーク（Ｐ１）と第二の頻度のピーク（Ｐ２）を有し、
前記第一の頻度のピーク（Ｐ１）と第二の頻度のピーク（Ｐ２）の差（粒度差）が１０μｍから２５μｍであり、
前記第一の頻度のピークと第二の頻度のピークの比（Ｐ１／Ｐ２）が０．７から１．０であることを特徴とする放熱基板。 - 前記無機粒子が第一の無機粒子を含み、
前記第一の無機粒子のアスペクト比が５以上であり、
前記第一の頻度のピーク（Ｐ１）を構成する無機粒子が前記第一の無機粒子を含み、 前記第一の無機粒子の存在比率が、前記無機粒子に対して、１０体積％～２０体積％であることを特徴とする請求項１に記載の放熱基板。 - 前記第一の無機粒子が窒化ホウ素であることを特徴とする請求項２に記載の放熱基板。
- 前記無機粒子が更に第二の無機粒子を含み、
前記第二の無機粒子の円形度が０．８以下であり、
前記第二の頻度のピーク（Ｐ２）を構成する無機粒子が前記第二の無機粒子を含むことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の放熱基板。 - 前記第二の無機粒子が酸化マグネシウムである
ことを特徴とする請求項４に記載の放熱基板。 - 前記放熱基板は、前記無機粒子を含む熱硬化性樹脂組成物を繊維基材に保持して半硬化状態としたプリプレグを１枚以上、又は２枚以上加熱加圧して成形した基板であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の放熱基板。
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