JPH01276789A - 金属ベース基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ハイブリッドＩＣを製造するために用いられ
る新規な金属ベース基板に関する。

〔従来技術〕

最近の電子装置の小型化に伴い、各種の部品、例えば抵
抗、コンデンサ、トランジスタ等を混成して一つの基板
上に設置して電子的機能を持たすハイブリッドＩＣが重
視されている。ハイブリッドＩＣは、その回路上にパワ
ートランジスターや抵抗体などの発熱部品を搭載するた
め、その絶縁層は、耐電圧強度の他に、回路の稼働中に
発生する熱を効果的に放出すべく熱伝導性も良好である
ことが要求される。

従来ハイブリッドＩＣとして、その絶縁層がアルミナを
主体とするセラミックが主として使用されてきた。しか
しセラミックは割れやすいために大型基板の製造が困難
であり、又ベース金属板との接着も工程的に複雑である
ため、最近、セラミックに代わって耐熱性の優れたポリ
イミドフィルムをベース金属板と回路形成用導電性金属
箔との間の絶縁層形成材料として使用する所謂金属ベー
ス基板が重視されつつある。

〔解決を要すべき課題〕

この場合、ポリイミドフィルムをベース金属板並びに回
路形成用導電性金属箔と接着する必要があり、またポリ
イミドフィルムは接着性があまり良好ではないので、従
来はそのための接着剤としてエポキシ樹脂にニトリルゴ
ム、ポリビニルブチラール、ポリアミド樹脂等を混合し
であるいは反応させて得た特殊なものが開発使用されて
いた。

しかしながらそれら接着剤は耐熱性や耐湿熱性等が充分
でないので、従来のポリイミド絶縁金属ベース基板は、
回路に各種部品を半田付する際の高温度、あるいはプレ
ッシャー・クツカー試験（ＰＣＴ）時の温熱によって回
路層が剥離する問題がある。又更に、ハイブリッドＩＣ
としての放熱性を良くするために接着剤に無機フィラー
を混合してその熱伝導性を向上せしめんとすると、接着
効果が大きく低下する問題もある。

従って本発明の目的は、耐半田付性、耐ＰＣＴ性の改善
されたポリイミド絶縁金属ベース基板を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、（１）回路形成用導電性金属箔とベース金属
板との間にポリイミドフィルムからなる絶縁層が接着剤
により接着された金属ベース基板において、接着剤とし
て（Ａ）ノボラック型エポキシ樹脂とエポキシ当Ｎ１８
０〜２００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とを反応
させて得られたエポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ当量９０
０〜２１００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、（Ｃ
）硬化剤、及び（Ｄ）促進剤とからなり、前記（Ａ）成
分と（Ｂ）成分との使用比率は（Ａ）成分３０〜８０重
量部、（Ｂ）成分７０〜２０重量部であるエポキシ樹脂
組成物を使用してなることを特徴とする金属ベース基板
、あるいは（２）ポリイミドフィルムとして両面無処理
のものあるいは両面をコロナ処理したものを使用し、ま
た接着剤として上記のエポキシ樹脂組成物と当該組成物
１００重量部あたり４０〜４００重量部の無機フィラー
とからなるものを用いる金属ベース基板に関する。

〔作用並びに効果〕

前記（Ａ）〜（Ｄ）成分から得られるエポキシ樹脂は、
単独あるいは熱伝導性を向上する作用をなす無機微粉末
を多量に配合した状態でポリイミドフィルム、特に表面
をコロナ処理したポリイミドフィルムと回路形成用導電
性金属箔又はベース金属板とを強固に接着する作用をな
し、しかも接着状態において耐熱性、耐湿熱性、及び電
気絶縁性に優れている。

まず本発明において接着剤として使用するエポキシ樹脂
組成物につき説明する。

ノボラック型エポキシ樹脂の例としては、フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂、タレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂などであり、就中エポキシ当量が１７０〜２３
０程度のものが好適である。

フェノールノボラック型エポキシ樹脂の市販品では、東
部化成社のＹＤＰＮ−６３８（エポキシ当量：１７０〜
１９０　ｇ／ｅｑ）　、ダウケミカル社のＤＥＮ−４３
１（エポキシ当量＝　１７２〜１７９ｇ／ｅｑ）等があ
り、タレゾールノボラック型エポキシ樹脂の市販品では
、東部化成社のＹＤＣＮ−７０１（エポキシ当量：２０
０〜２３０　ｇ／ｅｑ）、同ＹＤＣＮ−７０３（エポキ
シ当４２００〜２３０　ｇ／ｅｑ）　、住友化学社のＥ
ＳＣＮ２２０　（エポキシ当量：　２２０ｇ／　ｅｑ）
　Ｄ等がある。

エポキシ当量１８０〜２００のビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂の市販品では、東部化成社のＹＤ１２８（エポ
キシ当量：１８４〜１９４　ｇ／ｅｑ）　、三菱油化社
のエピコート８２８（エポキシ当量；　１８４〜１９４
ｇ／ｅｑ）等がある。

また上記２種類のエポキシ樹脂を反応させて得られたエ
ポキシ樹脂即ち（Ａ）成分の市販品では、東部化成社の
ＺＸ−６６１（エポキシ当ｌ：４Ｂ２ｇ／ｅｑ）等があ
る。

エポキシ当ｆｆ１９００〜２１００のビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂即ち（Ｂ）成分の市販品では、東部化成
社のＹＤＯ１４（エポキシ当ｆｆｉ：９００〜１０００
ｇ／ｅｑ）、同ＹＤＯ１７（エポキシ当量：１７５０〜
２１００ｇ／ｅｑ）等がある。

（Ｃ）硬化剤、及び（Ｄ）促進剤としては、それぞれエ
ポキシ樹脂用として周知のものを使用してよく、硬化剤
としては、例えばジシアンジアミド、ヘンゾグアナミン
等のアミンまたはアミド類、促進剤としては、２−フヱ
ニルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチ
ル−４−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール
等のイミダゾール類を例示出来る。

前記（Ａ）成分と（１））成分とは、（Ａ）成分３０〜
８０重量部、（Ｂ）成分７０〜２０重量部の比率で使用
される。（Ａ）成分の使用比率が上記範囲より多いとＢ
ステージでの可撓性が悪くなる問題があり、逆に（Ｂ）
成分の使用比率が上記範囲より多いと耐ハンダ性が低下
する問題がある。

硬化剤の使用量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計物
のエポキシ１当量あたり０．２〜１．０当量程度であり
、促進剤の使用量は硬化剤１重量部あたり０．Ｏ１〜５
重量部程度である。なお硬化剤としてジシアンジアミド
を、また促進剤として２−エチル−４−メチルイミダゾ
ールをそれぞれ使用すると、エポキシ樹脂の硬化が速く
てしがもＢステージ状態で可撓性並びに安定性の優れた
ものが得られる。その場合のジシアンジアミドの好まし
い使用量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計物のエポ
キシ１当量あたり０．５〜０．７当量程度であり、２−
エチル−４−メチルイミダゾールの使用量はジシアンジ
アミド１重量部あたり０．０５〜１重量部程度である。

上記のエポキシ樹脂組成物は、単独で使用してもよいが
、熱伝導性を向上させるために無機フィラー、特ニ平均
粒度（ＳＥＤＩＧＲＡＰＩ＋　５００００　ニよる積算
重量が５０％となる値）０゜１〜１０μｍ程度のアルミ
ナ粉、シリカ粉、千フ化ホウ素粉、チッ化アルミニウム
粉、マイカ粉等を当該エポキシ樹脂１００重量部あたり
４０〜４００重盪部程度配合して使用することが好まし
い。

本発明において使用するポリイミドフィルムとしては、
各種のポリイミドからなるフィルム、あるいは前記した
無機フィラー、特に平均粒度０．１〜１０μ鴫程度のも
のを１０〜７０重量％含有してなるポリイミドからなる
フィルムが例示される。なおポリイミドとして特に好ま
しいものは、下記構造式（１）または（２）を有するも
のである。

本発明において使用するエポキシ樹脂組成物が良好な接
で作用を示すので、前記ポリイミドフィルムは両面無処
理のままで使用してもよいが、両面をコロナ処理したも
のは特に優れた接着性を示す。一般に無機フィラー入り
ポリイミドフィルムは、接着性が良好であるので両面無
処理のままで使用してもよいが、無機フィラー無しのポ
リイミドフィルムの場合、その両面をコロナ処理したも
のが好ましい。前記構造式（１）のポリイミドフィルム
の市販品では、Ｋａｐｔｏｎ　１００Ｈ（Ｄｕ　Ｐｏｎ
ｔ社製、無機フィラー無しの両面コロナ処理品）　、Ｋ
ａｐｔｏｎｌｏｏＸＴ、　Ｋａｐｔｏｎ　２００ＸＴ、
　Ｋａｐｔｏｎ　１００ＭＴ（いずれもＤｕ　Ｐｏｎｔ
社製、アルミナ含有の両面コロナ無処理品）　、Ｋａｐ
ｔｏｎ　２００Ｘ−Ｍ２Ｓ（Ｄｕ　’ＰｏｎｔＰｏｎｔ
社製含有の両面コロナ無処理品）等があり、前記構造式
（２）のポリイミドフィルムの市販品では、ユービレッ
クス２５Ｒ（宇部興産社製、無機フィラー無しの両面コ
ロナ処理品）等がある。

〔実施例〕

以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明
する。

実施例１ フェノールノボラック型エポキシ樹脂（東部化成社のＹ
ＤＰＮ−６３８、エポキシ当量：１７０〜１９０　ｇ／
ｅｑ）とビスフェノール型エポキシ樹脂（東部化成社の
ＹＤ１２８　、エポキシ当ｉ：１８４〜１９４　ｇ／ｅ
ｑ）　とを反応させて得られたエポキシ樹脂（東部化成
社のＺＸ−６６１、エポキシ当ｔ：４８２ｇ／ｅｑ＞の
６０ｆｆｌｆｉｔ％メチルエチルケトン溶液と、エポキ
シ当■９４９のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の５０
重量％メチルセロソルブ／メチルイソブチルケトン１対
１溶液、ジシアンジアミドの１０重量％メチルセロソル
ブ／ジメチルホルムアミド１対１！８液、及び２−エチ
ル−４−メチルイミダゾールの１重量％メチルエチルケ
トン溶液とをそれぞれ固形分比で７０／３０／１．５１
０．２の比率で混合してエポキシ樹脂接着剤を調製した
。

これを３５μｍｆｆ１箔に連続的に塗布し、乾燥してＢ
ステージ化した後、ポリイミドフィルム（ユーピレック
ス２５Ｒ１宇部興産社製）を接着した。

次いで上記のポリイミドフィルムの残る片面に同じエポ
キシ樹脂接着剤を塗布し、乾燥してＢステージ化した後
、アルミニウム板（接着面は、予め電解エツチングによ
り粗したもの）に接着し、最後に温度１８０°Ｃで６０
分間熱プレスしてエポキシ樹脂接着剤をＣステージ化し
てポリイミド絶縁アルミニウムベース基板を得た。

実施例２ 実施例１で使用したエポキシ樹脂接着剤と、その固形分
１００重量部に対して平均粒径０．６μｍのアルミナ粉
を６０重量部とを３木ロールにて混合して接着剤を得た
。この接着剤を使用し、実施例と同様にしてポリイミド
絶縁アルミニウムベース基板を得た。

実施例３ ポリイミドフィルムとしてＫａｐｔｏｎ　２００χＴ（
ＤｕＰｏｎｔ社製、アルミナ含有量約３５重量％の両面
コロナ無処理品）を使用した以外は、実施例１と同様に
してポリイミド絶縁アルミニウムベース基板を得た。

実施例４ ポリイミドフィルムとしてＫａｐｔｏｎ　２００ＸＴ　
（ＤｕＰｏｒ＋Ｌ社製、アルミナ含有量約３５重量％の
両面コロナ無処理品）を使用した以外は、実施例２と同
様にしてポリイミド絶縁アルミニウムベース基板を得た
。

比較例１ 実施例１で使用したフェノールノボラック型エポキシ樹
脂とビスフェノール型エポキシ樹脂とを反応させて得ら
れたエポキシ樹脂（東部化成針のＺＸ−６６１、エポキ
シ当量：４８２ｇ／ｅｑ）の６０重量％メチルエチルケ
トン溶液、ジシアンジアミドの１０重量％メチルセロソ
ルブ／ジメチルホルムアミド１対１溶液、及び２−エチ
ル−４−メチルイミダゾールの１重量％メチルエチルケ
トン溶液とをそれぞれ固形分比で７０／ｌ、５１０．２
の比率で混合してエポキシ樹脂接着剤を調製し、これを
使用して実施例１と同様にしてポリイミド絶縁アルミニ
ウムベース基板を得た。

実施例１〜４、並びに比較例１で得た各ポリイミド絶縁
アルミニウムベース基板の構造と特性を第１表に示す。

〔以下余白］

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回路形成用導電性金属箔とベース金属板との間に
   ポリイミドフィルムからなる絶縁層が接着剤により接着
   された金属ベース基板において、接着剤として（Ａ）ノ
   ボラック型エポキシ樹脂とエポキシ当量１８０〜２００
   のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とを反応させて得ら
   れたエポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ当量９００〜２１０
   ０のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、（Ｃ）硬化剤、
   及び（Ｄ）促進剤とからなり、前記（Ａ）成分と（Ｂ）
   成分との使用比率は（Ａ）成分３０〜８０重量部、（Ｂ
   ）成分７０〜２０重量部であるエポキシ樹脂組成物を使
   用してなることを特徴とする金属ベース基板。
2. （２）ポリイミドフィルムとして両面無処理のもの、あ
   るいは両面をコロナ処理したものを使用し、また接着剤
   として第１請求項に記載のエポキシ樹脂組成物と当該組
   成物１００重量部あたり４０〜４００重量部の無機フィ
   ラーとからなるものを用いる第１請求項に記載の金属ベ
   ース基板。