JPH08228053A - プリント基板 - Google Patents

プリント基板

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JPH08228053A
JPH08228053A JP3260495A JP3260495A JPH08228053A JP H08228053 A JPH08228053 A JP H08228053A JP 3260495 A JP3260495 A JP 3260495A JP 3260495 A JP3260495 A JP 3260495A JP H08228053 A JPH08228053 A JP H08228053A
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JP
Japan
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circuit board
printed circuit
adhesive
adhesive layer
epoxy resin
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Pending
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JP3260495A
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English (en)
Inventor
Ryoichi Yoshimura
村 良 一 吉
Hideaki Tanaka
中 秀 明 田
Takatoshi Akatsuka
塚 孝 寿 赤
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Nippon Mektron KK
Original Assignee
Nippon Mektron KK
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0393Flexible materials
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components
    • HELECTRICITY
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/386Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of an organic polymeric bonding layer, e.g. adhesive

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  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属基板を用いて放熱対策を採り、しかも半
田付け部の導通不良を起こさないプリント基板を提供す
ること。 【構成】 フレキシブル基板(110)に放熱用金属板
(114)が接着剤層(115)により固着された、電
子回路部品(200)が配置されるプリント基板におい
て、前記接着剤層(115)は、引っ張り弾性率が15
0kg/mm2 より小で、線膨張係数が1×1/104
/℃以上の熱硬化性接着剤により構成されたことを特徴
とするプリント基板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子を含む電子
回路部品を実装するためのプリント基板に係り、とくに
放熱用金属基板を用いたものに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、広い範囲での環境温度に対応して
動作する電子回路を提供することが求められている。こ
のため、電子回路部品とくにチップ部品を実装するプリ
ント基板に、放熱用の金属板を設けて、とくに電子回路
部品で問題となる高温下での放熱対策を施すことが行わ
れている。
【0003】図2は、従来のメタル基板の一例を示した
ものである。この例では、アルミ基板121上に銅電極
パターン122が接着剤層123により固着され、銅電
極パターン122にチップ部品200が半田付け部30
0により接合されている。
【0004】この場合、アルミ基板121の線膨張係数
とチップ部品200の線膨張係数との違いに起因する応
力が、チップ部品200を基板121に接合している半
田付け部300に集中して、半田付け部300にクラッ
クを生じ、導通不良を起こすことがある。
【0005】その対策として、たとえば半田接合部を絶
縁体によって複数ブロックに分割し、発生した応力をブ
ロックごとに分断する構造のもの(特開平6−2607
46号公報)、基材と導体間にセラミック層を設けた構
造のもの(特開平6−99538号公報)、基材電極と
の接触面積を増した構造(特開平6−188536号公
報)、両面に銅を被覆した鉄−ニッケル合金板に導体と
線膨張係数が3〜8×105 /℃でヤング率が200〜
800kg/mm2 の耐熱性熱可塑性樹脂からなる絶縁
層を積層した構造(特開平6−85414号公報)など
がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】これらにより半田付け
部のクラック対策にはなる。しかし、それぞれが問題点
を持っている。まず、特開平6−260746号公報お
よび特開平6−188536号公報に開示されたもの
は、通常の工程に加えて特別な工程が増えることがある
という問題がある。また、特開平6−99538号公報
のものは、フレキシブルプリント基板に適用するには硬
すぎると考えられる。さらに、特開平6−85414号
公報のものは、鉄−ニッケル合金板を放熱板として用い
るという特定のものであるから汎用性に乏しい。
【0007】本発明は上述の点を考慮してなされたもの
で、金属基板を用いて放熱対策を採り、しかも半田付け
部の導通不良を起こさないプリント基板を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、請求項1記載の、フレキシブル基板に放熱用
金属板が接着剤層により固着されたプリント基板におい
て、前記接着剤層は、引っ張り弾性率が150kg/m
2 より小で、線膨張係数が1×1/104 /℃より小
である熱硬化性接着剤により構成されたことを特徴とす
るプリント基板、および請求項2記載の、請求項1記載
のプリント基板における前記接着剤は、ビスフェノール
型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂、脂肪族系多
官能エポキシ樹脂、芳香族系多官能エポキシ樹脂のうち
から選択した1または2以上と、脂肪族系多官能硬化
剤、芳香族系多官能硬化剤、触媒型硬化剤、潜在性硬化
剤のうちから選択した1または2以上と、熱硬化性ゴム
とを混合してなるものであるプリント基板、を提供する
ものである。
【0009】
【作用】請求項1記載の構成により、フレキシブル基板
に接着剤層により金属板が固着されたプリント基板は、
銅電極パターンに電子部品が半田により接合される。こ
の状態で環境温度が変化すると、とくに金属板の線膨張
係数と電子部品のそれとの違いによりこれら両者の膨張
度合いが異なった状態となる。そして、これら両者間に
介在する要素に生じるべき応力が、引っ張り弾性率が所
定値より小で、線膨張係数が所定値より大である接着剤
により構成された層によって吸収される。とくに引っ張
り弾性率が低いことにより応力吸収が効果的に行われ
る。この結果、電子部品を基板に接合する半田付け部を
含めて大きな応力が加わることがない。
【0010】請求項2記載の構成により、接着剤は、ビ
スフェノール型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹
脂、脂肪族系多官能エポキシ樹脂、芳香族系多官能エポ
キシ樹脂のうちから選択した1または2以上と、脂肪族
系多官能硬化剤、芳香族系多官能硬化剤、触媒型硬化
剤、潜在性硬化剤のうちから選択した1または2以上
と、熱硬化性ゴムとを混合してなるものであると、引っ
張り弾性率が150kg/mm2 より小で、線膨張係数
が1×1/104 /℃より大である熱硬化性接着剤が構
成される。
【0011】
【発明の効果】請求項1記載の構成によれば、引っ張り
弾性率および線膨張係数が所定値より小さい接着剤の層
によりフレキシブル基板に金属板が固着されるため、環
境温度の変化により金属板が膨張してもそれによる応力
は接着剤層で吸収され、電子部品の半田付け部に及ぶこ
とはない。したがって、フレキシブル基板に金属板が固
着されてなるプリント基板の半田付け部にクラックが生
じて導電不良を起こすことを防止できる。
【0012】請求項2記載の構成によれば、引っ張り弾
性率および線膨張係数がともに所望値を持った熱硬化性
接着剤が構成され、フレキシブル基板に金属板が固着さ
れてなるプリント基板の半田付け部に応力の影響を及ぼ
さない接着剤層を形成することができる。
【0013】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の断面構造を示し
たものである。この図1において、110はプリント基
板であり、ポリイミド層111の上面に銅電極パターン
113が接着剤層113により固着され、下面に放熱用
の金属板としてのアルミ板114が接着剤層115によ
り固着されている。接着剤層113、115は同種の接
着剤を用いて構成してもよいし、異なるものを用いても
よい。ただし、主としてアルミ基板114の線膨張係数
の大きさによる膨張の影響を吸収するために、接着剤層
115は引っ張り弾性率および線膨張係数の小さい接着
剤により構成する。
【0014】実験からは、接着剤は、その引っ張り弾性
率の方が線膨張係数よりも半田クラックへの影響が支配
的であるとの結果が得られた。そして、接着剤として
は、引っ張り弾性率が150kg/mm2 より小で、線
膨張係数が1×1/104 /℃より大である熱硬化性接
着剤を用いるのが好ましい。この場合、引っ張り弾性率
を低くするには、ゴム成分を配合するとよい。これによ
り、線膨張係数が1×1/104 /℃より大きい物性が
得られた。これは、チップ部品の線膨張係数である約6
×1/104 /℃より大きい。そして、半田付けに関す
る耐熱性、環境耐熱性を考慮して熱硬化性ゴムとするこ
とが好ましい。なお、接着剤には、必要に応じて難燃
性、耐熱性、熱電導性、機械強度などを付与もしくは向
上するために種々の充填剤または樹脂あるいは両者を添
加してもよい。
【0015】このように、構成されたプリント基板11
0の上面には、電子回路部品としてのチップ部品200
が配置され、半田付け部300により銅電極パターン1
13に接合される。チップ部品200としては、抵抗コ
ンデンサの外に、トランジスタ、ICチップなども同様
に接合される。
【0016】チップ部品200を接合した後のプリント
基板では、環境温度が変化してアルミ板114が膨張し
ても、それはほとんどが接着剤層115とかさらには1
13により吸収され、そのままポリイミド層111とか
さらに上の銅電極パターン112に伝達されることはな
い。したがって、半田付け部300に熱応力が加わるこ
とはない。
【0017】次に、図1に示す構造の試験品の一つにつ
き、図2に示す構造の比較例との熱衝撃比較試験を行っ
た結果を示す。この試験に用いたものは、引っ張り弾性
率が3kg/mm2 、線膨張係数が2×1/104 /℃
の熱硬化性接着剤を用いたアルミ補強板付きフレキシブ
ルプリント基板上に、4種各5個づつのチップ抵抗を実
装したものである。チップ抵抗は、松下電器産業製で寸
法が1608、3216、4532、6432のもので
ある。比較例としてメタル(アルミ)基板に同様にチッ
プ部品を実装したものを用いた。
【0018】これら試験品および比較例を熱衝撃試験機
に装入し、−40℃で30分間と125℃で30分間と
を繰り返した。この結果、メタル(アルミ基板)のもの
では、6432チップに250サイクルで半田クラック
が発生したのに対し、試験品では750サイクル経過時
点でもいづれのチップ部品についても半田クラックが発
生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構造を示す断面図。
【図2】従来のメタル基板の一例の構造を示す断面図。
【符号の説明】
110 アルミ補強板付フレキシブルプリント基板 111 ポリイミド層 112 銅電極パターン 113 接着剤層 114 アルミ板 115 接着剤層 120 メタルベースプリント基板 121 アルミ板 122 銅電極パターン 123 接着剤層 200 チップ部品 300 半田付け部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年2月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、請求項1記載の、フレキシブル基板に放熱用
金属板が接着剤層により固着された、電子部品が配置さ
れるプリント基板において、前記接着剤層は、引っ張り
弾性率が150kg/mmより小で、線膨張係数が1
×1/10/℃より大である熱硬化性接着剤により構
成されたことを特徴とするプリント基板、および請求項
2記載の、請求項1記載のプリント基板における前記接
着剤は、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ハロゲン化エ
ポキシ樹脂、脂肪族系多官能エポキシ樹脂、芳香族系多
官能エポキシ樹脂のうちから選択した1または2以上
と、脂肪族系多官能硬化剤、芳香族系多官能硬化剤、触
媒型硬化剤、潜在性硬化剤のうちから選択した1または
2以上と、熱硬化性ゴムとを混合してなるものであるプ
リント基板、を提供するものである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の断面構造を示し
たものである。この図1において、110はプリント基
板であり、ポリイミド層111の上面に銅電極パターン
113が接着剤層113により固着され、下面に放熱用
の金属板としてのアルミ板114が接着剤層115によ
り固着されている。接着剤層113、115は同種の接
着剤を用いて構成してもよいし、異なるものを用いても
よい。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】実験からは、接着剤は、その引っ張り弾性
率の方が線膨張係数よりも半田クラックへの影響が支配
的であるとの結果が得られた。そして、接着剤として
は、引っ張り弾性率が150kg/mmより小で、線
膨張係数が1×1/10/℃より大である熱硬化性接
着剤を用いるのが好ましい。この場合、引っ張り弾性率
を低くするには、ゴム成分を配合するとよい。これによ
り、線膨張係数が1×1/10/℃より大きい物性が
得られた。これは、チップ部品の線膨張係数である約6
×1/10/℃より大きい。そして、半田付けに関す
る耐熱性、環境耐熱性を考慮して熱硬化性ゴムとするこ
とが好ましい。なお、接着剤には、必要に応じて難燃
性、耐熱性、熱電導性、機械強度などを付与もしくは向
上するために種々の充填剤または樹脂あるいは両者を添
加してもよい。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フレキシブル基板に放熱用金属板が接着剤
    層により固着されたプリント基板において、 前記接着剤層は、引っ張り弾性率が150kg/mm2
    より小で、線膨張係数が1×1/104 /℃より大であ
    る熱硬化性接着剤により構成されたことを特徴とするプ
    リント基板。
  2. 【請求項2】請求項1記載のプリント基板において、 前記熱硬化性接着剤は、 ビスフェノール型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹
    脂、脂肪族系多官能エポキシ樹脂、芳香族系多官能エポ
    キシ樹脂のうちから選択した1または2以上と、 脂肪族系多官能硬化剤、芳香族系多官能硬化剤、触媒型
    硬化剤、潜在性硬化剤のうちから選択した1または2以
    上と、 熱硬化性ゴムと、を混合してなるものであるプリント基
    板。
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Effective date: 20040206

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