JPH08288605A - 金属回路基板 - Google Patents
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- JPH08288605A JPH08288605A JP7089301A JP8930195A JPH08288605A JP H08288605 A JPH08288605 A JP H08288605A JP 7089301 A JP7089301 A JP 7089301A JP 8930195 A JP8930195 A JP 8930195A JP H08288605 A JPH08288605 A JP H08288605A
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- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 各種電気あるいは電子機器に使用される金属
回路基板において、ワイヤボンディング時の絶縁不良、
高温時の電気特性の変動が少なく、低コストで耐熱性と
熱放散性に優れた特性を持つ金属回路基板を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 アルミニウムで成るベースの金属板１と回路
を形成する銅箔４との間の絶縁層２および接着層３を、
シリカゾル系無機ワニスを主成分とした無機材料の絶縁
膜で構成することで、耐熱性と熱放散性に優れた金属回
路基板が得られる。
回路基板において、ワイヤボンディング時の絶縁不良、
高温時の電気特性の変動が少なく、低コストで耐熱性と
熱放散性に優れた特性を持つ金属回路基板を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 アルミニウムで成るベースの金属板１と回路
を形成する銅箔４との間の絶縁層２および接着層３を、
シリカゾル系無機ワニスを主成分とした無機材料の絶縁
膜で構成することで、耐熱性と熱放散性に優れた金属回
路基板が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は各種電気あるいは電子機
器に使用している高い熱放散性および耐熱性を有する金
属回路基板に関するものである。
器に使用している高い熱放散性および耐熱性を有する金
属回路基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の各種電気あるいは電子機器は、小
型高密度多機能化により単位体積当りの発熱密度が増加
しており、それらに対応するため、従来の樹脂基板やセ
ラミック基板に対して熱放散性の高い金属回路基板が使
用されてきている。
型高密度多機能化により単位体積当りの発熱密度が増加
しており、それらに対応するため、従来の樹脂基板やセ
ラミック基板に対して熱放散性の高い金属回路基板が使
用されてきている。
【０００３】以下に従来の金属回路基板について図面を
用いて説明する。図５は従来の金属回路基板の構造を示
すものであり、１２はベースの金属板としてのアルミニ
ウム板、２２はアルミニウム板１２の表面に塗布してあ
る放熱性を高めるために熱伝導率の高いアルミナ等の無
機充填剤が充填されているエポキシ樹脂から成る絶縁
層、３２は回路を形成する銅箔４２を固定するためのエ
ポキシ樹脂系の接着剤で成る接着層である。以上のよう
に構成された金属回路基板は、ベースの金属板の熱伝導
率が高いことを利用して、高い熱放散性が必要とされる
電源用回路基板やオーディオ用回路基板、半導体パッケ
ージ、車載用パワーモジュール等に使用されている。
用いて説明する。図５は従来の金属回路基板の構造を示
すものであり、１２はベースの金属板としてのアルミニ
ウム板、２２はアルミニウム板１２の表面に塗布してあ
る放熱性を高めるために熱伝導率の高いアルミナ等の無
機充填剤が充填されているエポキシ樹脂から成る絶縁
層、３２は回路を形成する銅箔４２を固定するためのエ
ポキシ樹脂系の接着剤で成る接着層である。以上のよう
に構成された金属回路基板は、ベースの金属板の熱伝導
率が高いことを利用して、高い熱放散性が必要とされる
電源用回路基板やオーディオ用回路基板、半導体パッケ
ージ、車載用パワーモジュール等に使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の構
成では、絶縁層２２がエポキシ樹脂であるために耐熱性
が低く、部品実装の際の半田付け時に高温加熱により絶
縁層２２の熱変形が生じ、絶縁不良を発生するという問
題があり、さらに、部品をワイヤボンドで接続しようと
すると絶縁破壊が起り、また、１００℃以上の高温環境
下においては、エポキシ樹脂の軟化により比誘電率や誘
電正接等の電気特性が変化し、回路特性の品質を低下さ
せるといった問題があった。
成では、絶縁層２２がエポキシ樹脂であるために耐熱性
が低く、部品実装の際の半田付け時に高温加熱により絶
縁層２２の熱変形が生じ、絶縁不良を発生するという問
題があり、さらに、部品をワイヤボンドで接続しようと
すると絶縁破壊が起り、また、１００℃以上の高温環境
下においては、エポキシ樹脂の軟化により比誘電率や誘
電正接等の電気特性が変化し、回路特性の品質を低下さ
せるといった問題があった。
【０００５】さらに、従来の構成では熱放散性を高める
ために充填剤としてアルミナ等を含有させていたが、そ
れらを固定しているバインダー部がエポキシ樹脂であ
り、絶縁層２２の大部分を占めているため、アルミナ基
板と比較すると熱放散性はかなり劣っており、代表値で
あるがそれぞれの熱伝導率は、アルミナ基板が２３．０
［Ｗ／ｍＫ］、エポキシ樹脂が０．２［Ｗ／ｍＫ］であ
る。
ために充填剤としてアルミナ等を含有させていたが、そ
れらを固定しているバインダー部がエポキシ樹脂であ
り、絶縁層２２の大部分を占めているため、アルミナ基
板と比較すると熱放散性はかなり劣っており、代表値で
あるがそれぞれの熱伝導率は、アルミナ基板が２３．０
［Ｗ／ｍＫ］、エポキシ樹脂が０．２［Ｗ／ｍＫ］であ
る。
【０００６】なお、熱的に強い金属回路基板として従来
からホーロー基板が使用されている場合もあるが、ホー
ロー基板は高価であり、またホーローエナメルの絶縁層
が厚いために抜き加工などの外形加工時に絶縁層が損傷
するといった問題もある。さらに、絶縁層を形成するた
めに８００℃以上で焼成する必要があり、ベースの金属
板にアルミニウムのような熱伝導率は高いが融点が低い
材料を使用できないといった問題もあった。
からホーロー基板が使用されている場合もあるが、ホー
ロー基板は高価であり、またホーローエナメルの絶縁層
が厚いために抜き加工などの外形加工時に絶縁層が損傷
するといった問題もある。さらに、絶縁層を形成するた
めに８００℃以上で焼成する必要があり、ベースの金属
板にアルミニウムのような熱伝導率は高いが融点が低い
材料を使用できないといった問題もあった。
【０００７】本発明は前記従来の問題点を解決するもの
で、半田付け時やワイヤボンディング時にも絶縁不良を
生じず、高温環境下においても絶縁層の電気特性の変動
が少ない耐熱性と、樹脂絶縁層で構成されている従来の
金属回路基板以上の高い熱放散性を有する低コストの金
属回路基板を提供することを目的とする。
で、半田付け時やワイヤボンディング時にも絶縁不良を
生じず、高温環境下においても絶縁層の電気特性の変動
が少ない耐熱性と、樹脂絶縁層で構成されている従来の
金属回路基板以上の高い熱放散性を有する低コストの金
属回路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】この目的を達成するため
に本発明の金属回路基板は、金属板の表面に形成した耐
熱性を有する無機の絶縁層と、導電性の回路パターンを
前記絶縁層に固定する耐熱性を有する無機の接着剤とを
備えた構成にしており、さらに他の構成は、金属板の表
面に形成した耐熱性を有する無機の絶縁層と、導電性の
回路パターンを前記絶縁層に固定する耐熱性を有する有
機の接着層を備えた構成としたものである。
に本発明の金属回路基板は、金属板の表面に形成した耐
熱性を有する無機の絶縁層と、導電性の回路パターンを
前記絶縁層に固定する耐熱性を有する無機の接着剤とを
備えた構成にしており、さらに他の構成は、金属板の表
面に形成した耐熱性を有する無機の絶縁層と、導電性の
回路パターンを前記絶縁層に固定する耐熱性を有する有
機の接着層を備えた構成としたものである。
【０００９】
【作用】この構成により、ベースの金属板と導電性の回
路パターンとの間は耐熱性を有する無機材料の絶縁層と
接着層とによって構成されていることにより、高温時の
熱変形や内部変動による電気特性の変化を生じない高耐
熱性と高熱放散性等を得ることができる。
路パターンとの間は耐熱性を有する無機材料の絶縁層と
接着層とによって構成されていることにより、高温時の
熱変形や内部変動による電気特性の変化を生じない高耐
熱性と高熱放散性等を得ることができる。
【００１０】
（実施例１）以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図１、図２は、本発明の実施例１
における金属回路基板をハイブリッドＩＣに応用した場
合の構成の斜視図およびＩＣ実装部の断面図である。図
１において１は、アルミニウムで成るベースの金属板、
２は（表１）に示した組成でなる無機材料よりなる絶縁
層、３は金属板１の上に絶縁層２を介して形成した導電
性の回路パターンを固定するための絶縁層２のそれと同
様な原料よりなるシリカゾル系無機ワニスでなる接着
層、４は金属板１の上に絶縁層２を介して接着層３によ
り回路パターンを形成する銅箔、５は同様に金属板１の
上に絶縁層２を介して接着層３ａにより固定されたＩ
Ｃ、６は一端をＩＣ５に他端を銅箔４に半田により電気
的結合を行うワイヤ、７は銅箔４によって形成されてい
る回路パターンに固定されているチップ抵抗である。
照しながら説明する。図１、図２は、本発明の実施例１
における金属回路基板をハイブリッドＩＣに応用した場
合の構成の斜視図およびＩＣ実装部の断面図である。図
１において１は、アルミニウムで成るベースの金属板、
２は（表１）に示した組成でなる無機材料よりなる絶縁
層、３は金属板１の上に絶縁層２を介して形成した導電
性の回路パターンを固定するための絶縁層２のそれと同
様な原料よりなるシリカゾル系無機ワニスでなる接着
層、４は金属板１の上に絶縁層２を介して接着層３によ
り回路パターンを形成する銅箔、５は同様に金属板１の
上に絶縁層２を介して接着層３ａにより固定されたＩ
Ｃ、６は一端をＩＣ５に他端を銅箔４に半田により電気
的結合を行うワイヤ、７は銅箔４によって形成されてい
る回路パターンに固定されているチップ抵抗である。
【００１１】
【表１】
【００１２】なお、本実施例１においてはベースの金属
板１をアルミニウムとしたが、一般に金属板はセラミッ
クや樹脂材料に比べて熱伝導率が高いので、中でも低価
格化が図れる鉄、銅、ステンレス等の金属や合金材料を
ベースの金属板としてもよい。
板１をアルミニウムとしたが、一般に金属板はセラミッ
クや樹脂材料に比べて熱伝導率が高いので、中でも低価
格化が図れる鉄、銅、ステンレス等の金属や合金材料を
ベースの金属板としてもよい。
【００１３】以上のように構成された本発明の金属回路
基板を使用したハイブリッドＩＣについて、図２を用い
てその構成および動作を説明すると、まず、ハイブリッ
ドＩＣを製造する際の最終の工程において金線等のワイ
ヤ６でのワイヤボンディングによりＩＣ５と銅箔４を結
線するが、ワイヤボンディングによる結線ではＩＣ５と
銅箔４が４００℃程度に加熱され、加えてハイブリッド
ＩＣ基板平面に対して垂直な方向に加圧される。
基板を使用したハイブリッドＩＣについて、図２を用い
てその構成および動作を説明すると、まず、ハイブリッ
ドＩＣを製造する際の最終の工程において金線等のワイ
ヤ６でのワイヤボンディングによりＩＣ５と銅箔４を結
線するが、ワイヤボンディングによる結線ではＩＣ５と
銅箔４が４００℃程度に加熱され、加えてハイブリッド
ＩＣ基板平面に対して垂直な方向に加圧される。
【００１４】このようにワイヤボンディング部の銅箔４
とＩＣ５の表面では非常に大きな熱的および機械的なス
トレスを受けるが、銅箔４と金属板１との間の絶縁層２
と接着層３はともに無機材料で構成されているので熱的
および機械的ストレスによる損傷をほとんど受けずに、
信頼性の高い確実な結線が行われる。
とＩＣ５の表面では非常に大きな熱的および機械的なス
トレスを受けるが、銅箔４と金属板１との間の絶縁層２
と接着層３はともに無機材料で構成されているので熱的
および機械的ストレスによる損傷をほとんど受けずに、
信頼性の高い確実な結線が行われる。
【００１５】本実施例１による金属回路基板の熱的およ
び機械的ストレスを受ける熱変形特性について、従来の
絶縁層にエポキシ樹脂を使用している金属回路基板の熱
変形特性を比較したものを、（表２）に示す。
び機械的ストレスを受ける熱変形特性について、従来の
絶縁層にエポキシ樹脂を使用している金属回路基板の熱
変形特性を比較したものを、（表２）に示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】（表２）に示した絶縁破壊温度とは、先端
形状が４０［μｍ］の圧子で３００［ｇｆ］の荷重を加
え、温度を次第に上昇させていった場合に絶縁層の破壊
が生じ、銅箔とベースの金属板とが短絡し絶縁不良を起
こす温度であり、従来のエポキシ樹脂を使った金属回路
基板では１６０℃で絶縁不良が生じているのに対して、
本実施例１のシリカゾル系無機ワニスを使用した金属回
路基板では２倍以上の温度に対しても絶縁不良を生じて
おらず、本実施例１による金属回路基板は、ワイヤボン
ディング時の絶縁層２の絶縁信頼性の点で優れた効果が
得られる。
形状が４０［μｍ］の圧子で３００［ｇｆ］の荷重を加
え、温度を次第に上昇させていった場合に絶縁層の破壊
が生じ、銅箔とベースの金属板とが短絡し絶縁不良を起
こす温度であり、従来のエポキシ樹脂を使った金属回路
基板では１６０℃で絶縁不良が生じているのに対して、
本実施例１のシリカゾル系無機ワニスを使用した金属回
路基板では２倍以上の温度に対しても絶縁不良を生じて
おらず、本実施例１による金属回路基板は、ワイヤボン
ディング時の絶縁層２の絶縁信頼性の点で優れた効果が
得られる。
【００１８】なお、以上は結合方法としてワイヤボンデ
ィングによる方法を説明したが、必ずしもこの方法に限
ることなく、一般的な半田付けによる結合方法の場合に
おいてもあるいは熱圧着や圧接等の方法で結合する場合
においても同様な効果が得られる。
ィングによる方法を説明したが、必ずしもこの方法に限
ることなく、一般的な半田付けによる結合方法の場合に
おいてもあるいは熱圧着や圧接等の方法で結合する場合
においても同様な効果が得られる。
【００１９】次に本発明の実施例１における他の部分に
ついて図面を参照しながら説明する。図３（ａ）は前記
図１で示したチップ抵抗７の周辺の断面図であり、図３
（ｂ）はその電気的等価回路図である。図３（ａ）のチ
ップ抵抗７の周辺には、チップ型電子部品として抵抗の
みを配置してあり、その両端について片側を入力端Ａ、
他端を出力端Ｂとすると、チップ抵抗７の周辺部には他
に接着層３、絶縁層２および金属板１が存在し実際の端
子Ａ−Ｂ間では、それらがもつ固有の電気特性によって
電気信号の伝達が行われるのであり、主に接着層３、絶
縁層２が誘電体として、金属板１が導体として働くため
に、コンデンサとして機能することに成り、図３（ｂ）
の等価回路図に示す回路構成となる。したがって、入力
端Ａに与えた信号は、チップ抵抗７のみならず、接着層
３、絶縁層２、金属板１から成るコンデンサ等の電気特
性による影響を受けた応答信号が出力端Ｂに出力され
る。
ついて図面を参照しながら説明する。図３（ａ）は前記
図１で示したチップ抵抗７の周辺の断面図であり、図３
（ｂ）はその電気的等価回路図である。図３（ａ）のチ
ップ抵抗７の周辺には、チップ型電子部品として抵抗の
みを配置してあり、その両端について片側を入力端Ａ、
他端を出力端Ｂとすると、チップ抵抗７の周辺部には他
に接着層３、絶縁層２および金属板１が存在し実際の端
子Ａ−Ｂ間では、それらがもつ固有の電気特性によって
電気信号の伝達が行われるのであり、主に接着層３、絶
縁層２が誘電体として、金属板１が導体として働くため
に、コンデンサとして機能することに成り、図３（ｂ）
の等価回路図に示す回路構成となる。したがって、入力
端Ａに与えた信号は、チップ抵抗７のみならず、接着層
３、絶縁層２、金属板１から成るコンデンサ等の電気特
性による影響を受けた応答信号が出力端Ｂに出力され
る。
【００２０】前記の本実施例１による金属回路基板の電
気特性と従来の金属回路基板の電気特性の比較を（表
３）に示す。
気特性と従来の金属回路基板の電気特性の比較を（表
３）に示す。
【００２１】
【表３】
【００２２】（表３）における比誘電率および誘電正接
の変化率とは、それぞれの金属回路基板を室温２５℃か
ら１５０℃まで加熱したときの変化率を室温での値を基
準にして、それぞれの金属回路基板について実測したも
のであり、本実施例１による金属回路基板は、温度変化
による比誘電率および誘電正接の変化を受けにくく、電
気特性の品質が良いという優れた効果が得られる。
の変化率とは、それぞれの金属回路基板を室温２５℃か
ら１５０℃まで加熱したときの変化率を室温での値を基
準にして、それぞれの金属回路基板について実測したも
のであり、本実施例１による金属回路基板は、温度変化
による比誘電率および誘電正接の変化を受けにくく、電
気特性の品質が良いという優れた効果が得られる。
【００２３】次に本発明の実施例１における他の働きと
効果を図２を参照しながら説明する。前記ＩＣ５は集積
回路であり特に高速で大容量の動作をさせると多くの熱
を発生し、ＩＣ５および他の電子部品や回路に影響を与
える。従ってなるべく発生した熱は早急に放出して電子
部品の素子および回路部には熱を貯めないで、高温にな
らないようにすることが重要である。そこで、ＩＣ５に
発生した熱を直接表面から熱放射や熱対流で放熱を行う
他に、より効果的にシリカゾル系無機ワニスを主原料と
した無機材料で成る接着層３ａ、絶縁層２、金属板１を
経由して熱伝導により放熱を行い、ＩＣ５の回路部や他
の電子部品を高温にしないで正常な動作を行うようにし
ている。
効果を図２を参照しながら説明する。前記ＩＣ５は集積
回路であり特に高速で大容量の動作をさせると多くの熱
を発生し、ＩＣ５および他の電子部品や回路に影響を与
える。従ってなるべく発生した熱は早急に放出して電子
部品の素子および回路部には熱を貯めないで、高温にな
らないようにすることが重要である。そこで、ＩＣ５に
発生した熱を直接表面から熱放射や熱対流で放熱を行う
他に、より効果的にシリカゾル系無機ワニスを主原料と
した無機材料で成る接着層３ａ、絶縁層２、金属板１を
経由して熱伝導により放熱を行い、ＩＣ５の回路部や他
の電子部品を高温にしないで正常な動作を行うようにし
ている。
【００２４】前記の本実施例１による金属回路基板とエ
ポキシ樹脂を絶縁層とする従来例の金属回路基板の放熱
特性を比較したのが（表４）である。（表４）における
熱伝導率は、金属回路基板の中で特に熱バリアとして作
用する絶縁層部の測定値であり、熱伝導率が従来の金属
回路基板に比べて１５％程高いことが明らかである。
ポキシ樹脂を絶縁層とする従来例の金属回路基板の放熱
特性を比較したのが（表４）である。（表４）における
熱伝導率は、金属回路基板の中で特に熱バリアとして作
用する絶縁層部の測定値であり、熱伝導率が従来の金属
回路基板に比べて１５％程高いことが明らかである。
【００２５】
【表４】
【００２６】従って、本実施例１の絶縁層を使用した金
属回路基板は、熱伝導による熱放散性の点で優れた効果
が得られる。
属回路基板は、熱伝導による熱放散性の点で優れた効果
が得られる。
【００２７】以上のように本実施例１によれば、金属回
路基板の接着層および絶縁層にシリカゾル系無機ワニス
を主原料とした無機材料で構成することにより、ワイヤ
ボンディング時等の配線時の絶縁不良を無くし、回路動
作時の比誘電率および誘電正接の変化の少ない、回路発
熱部の熱放散性を向上することができ、電気信号応答特
性等の品質安定性を向上することができる。
路基板の接着層および絶縁層にシリカゾル系無機ワニス
を主原料とした無機材料で構成することにより、ワイヤ
ボンディング時等の配線時の絶縁不良を無くし、回路動
作時の比誘電率および誘電正接の変化の少ない、回路発
熱部の熱放散性を向上することができ、電気信号応答特
性等の品質安定性を向上することができる。
【００２８】また、ホーロー基板と比較した場合でも、
低価格ながら熱放散性が高く、外形加工性も向上させた
金属回路基板を提供することができる。
低価格ながら熱放散性が高く、外形加工性も向上させた
金属回路基板を提供することができる。
【００２９】なお、本実施例１では回路上の部品をチッ
プ抵抗としたが、これに限定することなく、コンデン
サ、コイルさらにチップ部品以外の電子部品に対しても
同様な品質向上の効果が得られる。
プ抵抗としたが、これに限定することなく、コンデン
サ、コイルさらにチップ部品以外の電子部品に対しても
同様な品質向上の効果が得られる。
【００３０】（実施例２）次に本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図１は実施例１の
説明で引用したハイブリッドＩＣの構成の斜視図であ
り、実施例１の構成では接着層３はシリカゾル系無機ワ
ニスを主成分とした無機材料で構成されており、銅箔４
と絶縁層２との接着力が充分でなく回路製作中に銅箔４
が剥がれてしまうという場合があり、本実施例２は、銅
箔４が絶縁層２により強固に固着形成される金属回路基
板を提供することを目的とする。
ついて図面を参照しながら説明する。図１は実施例１の
説明で引用したハイブリッドＩＣの構成の斜視図であ
り、実施例１の構成では接着層３はシリカゾル系無機ワ
ニスを主成分とした無機材料で構成されており、銅箔４
と絶縁層２との接着力が充分でなく回路製作中に銅箔４
が剥がれてしまうという場合があり、本実施例２は、銅
箔４が絶縁層２により強固に固着形成される金属回路基
板を提供することを目的とする。
【００３１】この目的を達成するために本実施例２の金
属回路基板は、金属板１の表面に形成した無機材料の絶
縁層２と、導電性の回路パターンを前記絶縁層２に固定
するエポキシ樹脂の接着層３とを備える構成にしたもの
であり、実施例１における構成との違いは接着層３がエ
ポキシ樹脂である点と、銅箔４の導体幅が１００〜２０
０［μｍ］と微細配線化されていることがあるので、そ
の他の構成の説明は省略するが、本実施例２による微細
配線された金属回路基板は回路製作中や取扱い中であっ
ても銅箔４の剥離の発生が少ない。
属回路基板は、金属板１の表面に形成した無機材料の絶
縁層２と、導電性の回路パターンを前記絶縁層２に固定
するエポキシ樹脂の接着層３とを備える構成にしたもの
であり、実施例１における構成との違いは接着層３がエ
ポキシ樹脂である点と、銅箔４の導体幅が１００〜２０
０［μｍ］と微細配線化されていることがあるので、そ
の他の構成の説明は省略するが、本実施例２による微細
配線された金属回路基板は回路製作中や取扱い中であっ
ても銅箔４の剥離の発生が少ない。
【００３２】本実施例２によるエポキシ系接着剤の接着
力特性と従来の無機接着剤のそれとを（表５）に比較し
て示している。引き剥がし強度とは、金属板にそれぞれ
の接着剤で接着した銅箔を、金属基板の垂直方向に引き
剥がす際に必要な単位銅箔幅当たりの強さであり、この
構成によるエポキシ樹脂は、分子量が大きい長鎖状の構
造のために、かとう性を有することになり、凝集破壊を
防ぎ、接着強度をより向上させることができる。
力特性と従来の無機接着剤のそれとを（表５）に比較し
て示している。引き剥がし強度とは、金属板にそれぞれ
の接着剤で接着した銅箔を、金属基板の垂直方向に引き
剥がす際に必要な単位銅箔幅当たりの強さであり、この
構成によるエポキシ樹脂は、分子量が大きい長鎖状の構
造のために、かとう性を有することになり、凝集破壊を
防ぎ、接着強度をより向上させることができる。
【００３３】
【表５】
【００３４】また本実施例２での他の効果として、絶縁
層の耐湿特性を向上させることができる。（表６）は、
絶縁層の絶縁抵抗を測定したものを示したものであり、
ここでの吸湿処理条件は、６０℃９０％の環境下で２４
０時間放置したものである。
層の耐湿特性を向上させることができる。（表６）は、
絶縁層の絶縁抵抗を測定したものを示したものであり、
ここでの吸湿処理条件は、６０℃９０％の環境下で２４
０時間放置したものである。
【００３５】
【表６】
【００３６】この（表６）から明らかなように、エポキ
シ系接着剤を使用したものは無機接着剤を使用したもの
に比較して絶縁抵抗が２桁ほど優れていることがわかる
が、これは、絶縁抵抗の低下の要因である無機絶縁層の
気孔をエポキシ系接着剤が埋めることによって水分の吸
収を防ぎ耐湿性を向上させたものであり、従って、エポ
キシ系接着剤を使用した本実施例２は、絶縁特性の耐湿
性をより向上させる点で優れた効果がある。
シ系接着剤を使用したものは無機接着剤を使用したもの
に比較して絶縁抵抗が２桁ほど優れていることがわかる
が、これは、絶縁抵抗の低下の要因である無機絶縁層の
気孔をエポキシ系接着剤が埋めることによって水分の吸
収を防ぎ耐湿性を向上させたものであり、従って、エポ
キシ系接着剤を使用した本実施例２は、絶縁特性の耐湿
性をより向上させる点で優れた効果がある。
【００３７】以上のように本実施例２によれば、接着層
にエポキシ樹脂を用いることにより、銅箔を絶縁層に強
固に接着することで配線の微細化が可能になり、かつ耐
湿性の優れた絶縁特性を有する金属回路基板を提供する
ことができる。
にエポキシ樹脂を用いることにより、銅箔を絶縁層に強
固に接着することで配線の微細化が可能になり、かつ耐
湿性の優れた絶縁特性を有する金属回路基板を提供する
ことができる。
【００３８】（実施例３）次に本発明の第３の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図４は本発明の実
施例３における高電圧用の金属回路基板の抵抗搭載部の
概略構造斜視図である。図４において、１１はアルミニ
ウムで成るベースの金属板、２１はシリカゾル系無機ワ
ニスを主成分とした絶縁層、３１は接着層、４１は銅
箔、７１は抵抗である。
ついて図面を参照しながら説明する。図４は本発明の実
施例３における高電圧用の金属回路基板の抵抗搭載部の
概略構造斜視図である。図４において、１１はアルミニ
ウムで成るベースの金属板、２１はシリカゾル系無機ワ
ニスを主成分とした絶縁層、３１は接着層、４１は銅
箔、７１は抵抗である。
【００３９】従来の構成では絶縁層２１の原料にシリカ
を主成分とした無機材料だけを使用していたため絶縁層
を微細に見た場合、内部にクラック、ピンホール、気孔
などの膜欠陥が比較的多く存在しており、銅箔４１の回
路部に例えば３ｋＶ以上の大きな電圧をかけた場合、絶
縁破壊が生じるといった問題点を有していた。
を主成分とした無機材料だけを使用していたため絶縁層
を微細に見た場合、内部にクラック、ピンホール、気孔
などの膜欠陥が比較的多く存在しており、銅箔４１の回
路部に例えば３ｋＶ以上の大きな電圧をかけた場合、絶
縁破壊が生じるといった問題点を有していた。
【００４０】この問題点を解決するために本実施例３の
金属回路基板は、シリカ超微粒子の焼結体または溶融体
と、前記シリカ超微粒子と結合した有機化合物と、金属
酸化物あるいは金属窒化物とからなる絶縁層を備えた構
成となっている。
金属回路基板は、シリカ超微粒子の焼結体または溶融体
と、前記シリカ超微粒子と結合した有機化合物と、金属
酸化物あるいは金属窒化物とからなる絶縁層を備えた構
成となっている。
【００４１】この構成によって、従来、無機材料だけを
原料としていたときに存在していた内部のクラック、ピ
ンホール、気孔などの膜欠陥を有機化合物が穴埋めする
ように、シリカ超微粒子と結合して欠陥の少ない膜が構
成されることとなり、耐電圧の高い絶縁層を提供するこ
とができる。
原料としていたときに存在していた内部のクラック、ピ
ンホール、気孔などの膜欠陥を有機化合物が穴埋めする
ように、シリカ超微粒子と結合して欠陥の少ない膜が構
成されることとなり、耐電圧の高い絶縁層を提供するこ
とができる。
【００４２】本実施例３では、前記絶縁層２１の原料を
従来の無機材料の他に比較的有機材料の中では耐熱性、
電気絶縁性に優れているフェノール樹脂を微量添加する
（表７）に示す組成のようにしている。
従来の無機材料の他に比較的有機材料の中では耐熱性、
電気絶縁性に優れているフェノール樹脂を微量添加する
（表７）に示す組成のようにしている。
【００４３】
【表７】
【００４４】（表８）は、本実施例３による、絶縁層２
１にフェノール樹脂を添加した金属回路基板の絶縁破壊
電圧特性と、従来の無機材料による金属回路基板の絶縁
破壊電圧特性の実験比較例を示したものである。
１にフェノール樹脂を添加した金属回路基板の絶縁破壊
電圧特性と、従来の無機材料による金属回路基板の絶縁
破壊電圧特性の実験比較例を示したものである。
【００４５】
【表８】
【００４６】この（表８）から明らかなように、本実施
例３による金属回路基板は、３ｋＶ以上の耐電圧特性を
有しており、耐電圧を向上させることができる点で優れ
た効果が得られる。
例３による金属回路基板は、３ｋＶ以上の耐電圧特性を
有しており、耐電圧を向上させることができる点で優れ
た効果が得られる。
【００４７】なお、添加する有機化合物として本実施例
３ではフェノール樹脂を使用したが、通常の基板材料に
使用されているエポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリイミ
ド、シリコーン樹脂等、無機材料の欠陥を補修すること
ができる材料であればよい。
３ではフェノール樹脂を使用したが、通常の基板材料に
使用されているエポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリイミ
ド、シリコーン樹脂等、無機材料の欠陥を補修すること
ができる材料であればよい。
【００４８】以上のように本実施例３によれば、シリカ
ゾル系無機ワニス、アルミナ微粉末等の無機絶縁材料の
主原料に、フェノール樹脂を結合させて絶縁層を構成す
ることで高電圧にも耐えうる高耐圧の金属回路基板を提
供することができる。
ゾル系無機ワニス、アルミナ微粉末等の無機絶縁材料の
主原料に、フェノール樹脂を結合させて絶縁層を構成す
ることで高電圧にも耐えうる高耐圧の金属回路基板を提
供することができる。
【００４９】（実施例４）次に本発明の第４の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図４は実施例３で
引用したものであるが、実施例４についても同様の構成
で説明することができまた、概略の構成については実施
例３で説明したものでここでは省略する。
ついて図面を参照しながら説明する。図４は実施例３で
引用したものであるが、実施例４についても同様の構成
で説明することができまた、概略の構成については実施
例３で説明したものでここでは省略する。
【００５０】従来の構成では、高い耐熱性や熱放散性を
得るために接着層３１にシリカゾル系無機ワニスを主成
分とした無機材料による接着剤を使用していたが、無機
接着剤では基板の切断加工を行う際に端面３１ａで割れ
やクラックを生じたり、絶縁層２１または銅箔４１の界
面で剥離が発生するという問題点を有していた。
得るために接着層３１にシリカゾル系無機ワニスを主成
分とした無機材料による接着剤を使用していたが、無機
接着剤では基板の切断加工を行う際に端面３１ａで割れ
やクラックを生じたり、絶縁層２１または銅箔４１の界
面で剥離が発生するという問題点を有していた。
【００５１】この問題点を解決するために本実施例４の
金属回路基板は、シリカ超微粒子の焼結体または溶融体
と、前記シリカ超微粒子と結合した例えばシリコーン樹
脂等の有機化合物とからなる接着層を備えた構成となっ
ている。
金属回路基板は、シリカ超微粒子の焼結体または溶融体
と、前記シリカ超微粒子と結合した例えばシリコーン樹
脂等の有機化合物とからなる接着層を備えた構成となっ
ている。
【００５２】この構成によって、シリカ超微粒子の隙間
に長鎖状の高分子化合物が充填され、シリカ超微粒子間
の結合力を補強すると同時に、接着層がかとう性を有す
ることになり、屈曲性を持たせることができ機械加工時
において内部応力の緩和を行い強くて柔軟性のある膜を
提供することができる。
に長鎖状の高分子化合物が充填され、シリカ超微粒子間
の結合力を補強すると同時に、接着層がかとう性を有す
ることになり、屈曲性を持たせることができ機械加工時
において内部応力の緩和を行い強くて柔軟性のある膜を
提供することができる。
【００５３】本実施例４では、接着層を構成する接着剤
の原料を従来の無機ワニスの他に比較的有機材料の中で
は電気絶縁性、屈曲性に優れているシリコーン樹脂を微
量添加する（表９）に示す組成のようにしている。
の原料を従来の無機ワニスの他に比較的有機材料の中で
は電気絶縁性、屈曲性に優れているシリコーン樹脂を微
量添加する（表９）に示す組成のようにしている。
【００５４】
【表９】
【００５５】（表１０）は、本実施例４による、接着層
にシリコーン樹脂を添加した金属回路基板の端面加工特
性と、従来の無機材料による金属回路基板の端面加工特
性を比較したものである。
にシリコーン樹脂を添加した金属回路基板の端面加工特
性と、従来の無機材料による金属回路基板の端面加工特
性を比較したものである。
【００５６】
【表１０】
【００５７】この（表１０）から明らかなように、本実
施例４による金属回路基板は機械加工した際の端面の割
れ発生幅が小さく外形加工性を向上させることができる
点で優れた効果が得られる。
施例４による金属回路基板は機械加工した際の端面の割
れ発生幅が小さく外形加工性を向上させることができる
点で優れた効果が得られる。
【００５８】なお、添加する有機化合物としてシリコー
ン樹脂を使用したが、通常の基板材料に使用されている
エポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリイミド、フェノール
樹脂等、無機材料の脆い欠点を補うことができる材料で
あればよい。
ン樹脂を使用したが、通常の基板材料に使用されている
エポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリイミド、フェノール
樹脂等、無機材料の脆い欠点を補うことができる材料で
あればよい。
【００５９】以上のように本実施例４によれば、シリカ
ゾル系無機ワニスを主成分とした無機接着材料の主原料
にシリコーン樹脂を結合させて接着層を構成すること
で、高い耐熱性・熱放散性でありながらも端面欠陥の少
ない外形加工性に優れた金属回路基板を提供することが
できる。
ゾル系無機ワニスを主成分とした無機接着材料の主原料
にシリコーン樹脂を結合させて接着層を構成すること
で、高い耐熱性・熱放散性でありながらも端面欠陥の少
ない外形加工性に優れた金属回路基板を提供することが
できる。
【００６０】
【発明の効果】以上のように本発明は、金属板の表面に
形成した無機の絶縁層と、導電性の回路を前記絶縁層に
固定する無機の接着層とを設けることにより、ワイヤボ
ンディング時等の配線時の絶縁不良や、回路動作時の比
誘電率・誘電正接特性の変化を少なくし、外形加工性に
優れまた、回路発熱部の熱放散性を向上することで電気
信号応答特性の品質安定性を向上することができる優れ
た金属回路基板を提供することができるものである。
形成した無機の絶縁層と、導電性の回路を前記絶縁層に
固定する無機の接着層とを設けることにより、ワイヤボ
ンディング時等の配線時の絶縁不良や、回路動作時の比
誘電率・誘電正接特性の変化を少なくし、外形加工性に
優れまた、回路発熱部の熱放散性を向上することで電気
信号応答特性の品質安定性を向上することができる優れ
た金属回路基板を提供することができるものである。
【図１】本発明の第１および第２の実施例における金属
回路基板の構成の斜視図
回路基板の構成の斜視図
【図２】本発明の第１の実施例における金属回路基板の
ＩＣ実装部の断面図
ＩＣ実装部の断面図
【図３】（ａ）本発明の第１の実施例における金属回路
基板のチップ抵抗部周辺の断面図 （ｂ）同実施例の電気的等価回路図
基板のチップ抵抗部周辺の断面図 （ｂ）同実施例の電気的等価回路図
【図４】本発明の第３および第４の実施例における金属
回路基板の抵抗搭載部の概略構造の斜視図
回路基板の抵抗搭載部の概略構造の斜視図
【図５】従来の金属回路基板の構造の断面図
１ 金属板 ２ 絶縁層 ３ 接着層 ３ａ 接着層 ４ 銅箔 ５ ＩＣ ６ ワイヤ ６ａ 半田結合部 ６ｂ 半田結合部 ７ チップ抵抗 １１ 金属板 １２ 金属板 ２１ 絶縁層 ３１ 接着層 ４１ 銅箔 ７１ 抵抗
Claims (4)
- 【請求項１】 金属板の表面に形成した耐熱性を有する
無機材料の絶縁層と、導電性の回路パターンを前記絶縁
層に固定する耐熱性を有する無機材料の接着層とを備え
た金属回路基板。 - 【請求項２】 シリカ超微粒子の焼結体または溶融体
と、前記シリカ超微粒子と結合した有機化合物と、金属
酸化物あるいは金属窒化物とからなる絶縁層を備えた請
求項１記載の金属回路基板。 - 【請求項３】 金属板の表面に形成した耐熱性を有する
無機材料の絶縁層と、導電性の回路パターンを前記絶縁
層に固定する耐熱性を有する有機材料の接着層とを備え
た金属回路基板。 - 【請求項４】 シリカ超微粒子の焼結体または溶融体
と、前記シリカ超微粒子と結合した有機化合物とからな
る接着層を備えた請求項３記載の金属回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7089301A JPH08288605A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 金属回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7089301A JPH08288605A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 金属回路基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08288605A true JPH08288605A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=13966856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7089301A Pending JPH08288605A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 金属回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08288605A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1035164A (ja) * | 1996-04-25 | 1998-02-10 | Samsung Aerospace Ind Ltd | Ｉｃカード及びその製造方法 |
| JPH11220656A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Canon Inc | 二次元撮像装置の実装構造 |
| JP2008282910A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Koa Corp | 電流検出用抵抗器を有する回路基板 |
| US7473853B2 (en) | 2005-02-28 | 2009-01-06 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Circuit device |
| US7796845B2 (en) | 2006-02-24 | 2010-09-14 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Circuit board and method for manufacturing the same |
| WO2017014237A1 (ja) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | 住友ベークライト株式会社 | パワーモジュール用基板、パワーモジュール用回路基板およびパワーモジュール |
| WO2024018767A1 (ja) * | 2022-07-22 | 2024-01-25 | 日本碍子株式会社 | 導波素子 |
-
1995
- 1995-04-14 JP JP7089301A patent/JPH08288605A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1035164A (ja) * | 1996-04-25 | 1998-02-10 | Samsung Aerospace Ind Ltd | Ｉｃカード及びその製造方法 |
| JPH11220656A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Canon Inc | 二次元撮像装置の実装構造 |
| US7473853B2 (en) | 2005-02-28 | 2009-01-06 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Circuit device |
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| US7822302B2 (en) | 2006-02-24 | 2010-10-26 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Circuit board and method for manufacturing the same |
| JP2008282910A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Koa Corp | 電流検出用抵抗器を有する回路基板 |
| WO2017014237A1 (ja) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | 住友ベークライト株式会社 | パワーモジュール用基板、パワーモジュール用回路基板およびパワーモジュール |
| JPWO2017014237A1 (ja) * | 2015-07-23 | 2018-02-22 | 住友ベークライト株式会社 | パワーモジュール用基板、パワーモジュール用回路基板およびパワーモジュール |
| US10720375B2 (en) | 2015-07-23 | 2020-07-21 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | Substrate for power module, circuit board for power module, and power module |
| WO2024018767A1 (ja) * | 2022-07-22 | 2024-01-25 | 日本碍子株式会社 | 導波素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040309 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040510 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041130 |