JPH0883963A - 金属ベース基板 - Google Patents
金属ベース基板Info
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- JPH0883963A JPH0883963A JP6216803A JP21680394A JPH0883963A JP H0883963 A JPH0883963 A JP H0883963A JP 6216803 A JP6216803 A JP 6216803A JP 21680394 A JP21680394 A JP 21680394A JP H0883963 A JPH0883963 A JP H0883963A
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- inorganic filler
- insulating layer
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0313—Organic insulating material
- H05K1/0353—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
- H05K1/0373—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement containing additives, e.g. fillers
-
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- Laminated Bodies (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属ベース基板、特に、絶縁層に無機フィラ
ーを多量に含有させた金属ベース基板について、耐電圧
特性を改善する。 【構成】 無機フィラーを６５から８０体積％及び分散
剤を含有する絶縁層２を介して、金属はく１を金属板３
に一体化する。
ーを多量に含有させた金属ベース基板について、耐電圧
特性を改善する。 【構成】 無機フィラーを６５から８０体積％及び分散
剤を含有する絶縁層２を介して、金属はく１を金属板３
に一体化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板用金属
ベース基板に関する。
ベース基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】パワートランジスタやハイブリッドＩＣ
のように発熱量の大きい部品を高密度実装するための基
板には、放熱性が良好であることが要求される。金属ベ
ース基板は、金属板３の一面に絶縁層２を形成し、その
上に金属はく層１を設けた基板であり（図１参照）、放
熱性が良好である。
のように発熱量の大きい部品を高密度実装するための基
板には、放熱性が良好であることが要求される。金属ベ
ース基板は、金属板３の一面に絶縁層２を形成し、その
上に金属はく層１を設けた基板であり（図１参照）、放
熱性が良好である。
【０００３】放熱性がよいとされる金属ベース基板の放
熱性をさらに高めるため、絶縁層に無機フィラー、特
に、アルミナのような高熱伝導性フィラーを含有させた
金属ベース基板が知られている。
熱性をさらに高めるため、絶縁層に無機フィラー、特
に、アルミナのような高熱伝導性フィラーを含有させた
金属ベース基板が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、無機フィラ
ーを多量に含有させると、導体層と金属板間の絶縁破壊
を起こしやすく、耐電圧特性が劣るという問題があっ
た。本発明は、金属ベース基板、特に、絶縁層に無機フ
ィラーを多量に含有させた金属ベース基板について、耐
電圧特性を改善することを目的とする。
ーを多量に含有させると、導体層と金属板間の絶縁破壊
を起こしやすく、耐電圧特性が劣るという問題があっ
た。本発明は、金属ベース基板、特に、絶縁層に無機フ
ィラーを多量に含有させた金属ベース基板について、耐
電圧特性を改善することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、無機フィ
ラーを高充填した絶縁層を有する金属ベース基板は、マ
イクロボイドができやすく、無機フィラーと樹脂界面を
起因として絶縁破壊を起こしやすく耐電圧特性に劣るこ
とを見出し、本発明に到達した。
ラーを高充填した絶縁層を有する金属ベース基板は、マ
イクロボイドができやすく、無機フィラーと樹脂界面を
起因として絶縁破壊を起こしやすく耐電圧特性に劣るこ
とを見出し、本発明に到達した。
【０００６】本発明は金属はくと絶縁層と金属板からな
る金属ベース基板において、絶縁層中に熱伝導性の高い
無機フィラーと無機フィラーの表面を改質させる分散剤
を含有することを特徴とする。
る金属ベース基板において、絶縁層中に熱伝導性の高い
無機フィラーと無機フィラーの表面を改質させる分散剤
を含有することを特徴とする。
【０００７】金属はく１は、銅はく、アルミはく等の導
電性を有するものであればよく、特に限定されるもので
はない。
電性を有するものであればよく、特に限定されるもので
はない。
【０００８】金属板３は、アルミニウム板、鉄板など、
金属ベース基板用に用いられているものであればよく、
特に制限されるものではない。
金属ベース基板用に用いられているものであればよく、
特に制限されるものではない。
【０００９】絶縁層２を構成する樹脂成分としては、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、フ
ェノキシ樹脂及びこれらの混合樹脂などが使用可能であ
る。
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、フ
ェノキシ樹脂及びこれらの混合樹脂などが使用可能であ
る。
【００１０】絶縁層２を構成する樹脂には、絶縁性で熱
伝導性の良好な無機フィラーを６５〜８０体積％、好ま
しくは７０から８０体積％充填する。ここで用いる無機
フィラーには、体積抵抗率１０10Ω・ｃｍ以上、熱伝導
率が２０Ｗ／ｃｍ・ｓ・℃以上の例えばアルミナ、酸化
マグネシウム、酸化ベリリウム等の酸化物の粉末、窒化
アルミニウム、窒化ほう素等の窒化物の粉末、ダイヤモ
ンドの粉末などを用いることができる。また、単一の粒
径をもつ無機フィラーでは６５体積％以上充填した場合
には、ボイドの発生を免れない。したがって、広い粒度
分布をもつ無機フィラーを用いる必要性があるが、本発
明ではこれを限定されるものではない。
伝導性の良好な無機フィラーを６５〜８０体積％、好ま
しくは７０から８０体積％充填する。ここで用いる無機
フィラーには、体積抵抗率１０10Ω・ｃｍ以上、熱伝導
率が２０Ｗ／ｃｍ・ｓ・℃以上の例えばアルミナ、酸化
マグネシウム、酸化ベリリウム等の酸化物の粉末、窒化
アルミニウム、窒化ほう素等の窒化物の粉末、ダイヤモ
ンドの粉末などを用いることができる。また、単一の粒
径をもつ無機フィラーでは６５体積％以上充填した場合
には、ボイドの発生を免れない。したがって、広い粒度
分布をもつ無機フィラーを用いる必要性があるが、本発
明ではこれを限定されるものではない。
【００１１】本発明において用いられる分散剤として
は、分子中に、カルボキシル基、ニトリル基、アクリル
アミド基、アミノアミド基、ピリジル基、ヒドロキシル
基、ヒドロキシエステル基、エチレンオキサイド基等の
官能基を有する共重合物系の分散剤や、エステル型、エ
ーテル型、エステルエーテル型、含窒素型等のノニオン
系分散剤や脂肪族アミン塩、芳香族アミン塩、複素環ア
ミン塩、アルキルアミン、ポリアルキレンポリアミン誘
導体等の分散剤が挙げられる。このほか、無機フィラー
の表面を改質し、樹脂中への分散に効果のある分散剤で
あればその組成を限定するものではなく、レベリング剤
や消泡剤との併用も可能である。
は、分子中に、カルボキシル基、ニトリル基、アクリル
アミド基、アミノアミド基、ピリジル基、ヒドロキシル
基、ヒドロキシエステル基、エチレンオキサイド基等の
官能基を有する共重合物系の分散剤や、エステル型、エ
ーテル型、エステルエーテル型、含窒素型等のノニオン
系分散剤や脂肪族アミン塩、芳香族アミン塩、複素環ア
ミン塩、アルキルアミン、ポリアルキレンポリアミン誘
導体等の分散剤が挙げられる。このほか、無機フィラー
の表面を改質し、樹脂中への分散に効果のある分散剤で
あればその組成を限定するものではなく、レベリング剤
や消泡剤との併用も可能である。
【００１２】無機フィラーとして、アルミナを用いると
きには、官能基を有する共重合物系の分散剤が特に有効
である。このような分散剤として、例えば、英国ＩＣＩ
社からカルボキシル基、エチレンオキサイド基、ヒドロ
キシエステル基を有する共重合物系の分散剤が市販され
ている。また、ドイツ国ビックッケミー社から、ヒドロ
キシル基、アミノアミド基、カルボキシル基、エチレン
オキサイド基を有する共重合物系の分散剤が市販されて
いる。
きには、官能基を有する共重合物系の分散剤が特に有効
である。このような分散剤として、例えば、英国ＩＣＩ
社からカルボキシル基、エチレンオキサイド基、ヒドロ
キシエステル基を有する共重合物系の分散剤が市販され
ている。また、ドイツ国ビックッケミー社から、ヒドロ
キシル基、アミノアミド基、カルボキシル基、エチレン
オキサイド基を有する共重合物系の分散剤が市販されて
いる。
【００１３】多量の無機フィラーを含有する熱硬化性樹
脂ワニスは、らいかい機、ニーダ、ボールミルやロール
ミルなどを単独または組み合わせて製造できる。無機フ
ィラーの分散が十分にできるものであれば特にその混練
法を限定するものではない。また、ワニス作製後、真空
脱気や超音波脱気によりワニス中の気泡を除去すること
が望ましい。
脂ワニスは、らいかい機、ニーダ、ボールミルやロール
ミルなどを単独または組み合わせて製造できる。無機フ
ィラーの分散が十分にできるものであれば特にその混練
法を限定するものではない。また、ワニス作製後、真空
脱気や超音波脱気によりワニス中の気泡を除去すること
が望ましい。
【００１４】
【作用】本発明によれば絶縁層となるワニス中に分散剤
を添加することによって、絶縁層に含まれる多量の無機
フィラーの表面を改質することができる。このことによ
って、ワニス中の気泡の脱気を容易にし、マイクロボイ
ドの低減を図ることができる。また、無機フィラーの沈
降の抑制効果もあり、均一に無機フィラーが分散された
絶縁層を得ることができる。
を添加することによって、絶縁層に含まれる多量の無機
フィラーの表面を改質することができる。このことによ
って、ワニス中の気泡の脱気を容易にし、マイクロボイ
ドの低減を図ることができる。また、無機フィラーの沈
降の抑制効果もあり、均一に無機フィラーが分散された
絶縁層を得ることができる。
【００１５】
ワニス１の調製 固型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ株式会社の商品
名エピコート１００１を用いた）３０重量部、・液状エ
ポキシ樹脂（油化シェルエポキシ株式会社の商品名エピ
コート８２８を用いた）５０重量部、フェノキシ樹脂
（東都化成株式会社の商品名ＹＰ−５０を用いた）２０
重量部、フェールノボラック樹脂（日立化成工業株式会
社の商品名ＨＰ８５０Ｎを用いた）３５重量部、シアノ
エチル化−２−フェニルイミダゾール（四国化成工業株
式会社の商品名２ＰＺ−ＣＮを用いた）０．５重量部、
γ−グリシドキシ−プロピルトリメトキシシラン（シラ
ンカップリング剤：日本ユニカー株式会社の商品名ＮＵ
Ｃ Ａ−１８７を用いた）３．３重量部、アルミナフィ
ラー（粒径１〜４０μｍ、平均粒径１０μｍ、昭和電工
株式会社商品名ＡＳ−５０を用いた）４５０重量部をボ
ールミルでフィラーが十分に分散されるまで混合した。
名エピコート１００１を用いた）３０重量部、・液状エ
ポキシ樹脂（油化シェルエポキシ株式会社の商品名エピ
コート８２８を用いた）５０重量部、フェノキシ樹脂
（東都化成株式会社の商品名ＹＰ−５０を用いた）２０
重量部、フェールノボラック樹脂（日立化成工業株式会
社の商品名ＨＰ８５０Ｎを用いた）３５重量部、シアノ
エチル化−２−フェニルイミダゾール（四国化成工業株
式会社の商品名２ＰＺ−ＣＮを用いた）０．５重量部、
γ−グリシドキシ−プロピルトリメトキシシラン（シラ
ンカップリング剤：日本ユニカー株式会社の商品名ＮＵ
Ｃ Ａ−１８７を用いた）３．３重量部、アルミナフィ
ラー（粒径１〜４０μｍ、平均粒径１０μｍ、昭和電工
株式会社商品名ＡＳ−５０を用いた）４５０重量部をボ
ールミルでフィラーが十分に分散されるまで混合した。
【００１６】ワニス２の調製 ワニス１の組成で、アルミナフィラーの配合量を１０２
０重量部に変え、ボールミルでフィラーが十分に分散さ
れるまで混合した。
０重量部に変え、ボールミルでフィラーが十分に分散さ
れるまで混合した。
【００１７】ワニス３の調製 ワニス２の組成に、アルキル（２〜４）フェノール・フ
ェニルフェノール・ホルムアルデヒド縮合物を成分とす
る分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社、商品名Ｄ
ｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１０）１０重量部を配合して、ボ
ールミルでフィラーが十分に分散されるまで混合した。
ェニルフェノール・ホルムアルデヒド縮合物を成分とす
る分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社、商品名Ｄ
ｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１０）１０重量部を配合して、ボ
ールミルでフィラーが十分に分散されるまで混合した。
【００１８】ワニス４の調製 ワニス３の組成から、シランカップリング剤を７重量部
に変え、分散剤を重合脂肪酸・ポリエチレンポリアミン
・脂肪酸重縮合物とスチレンオキシドの付加物を成分と
する分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社、商品名
Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１）２０重量部に変え、ボー
ルミルでフィラーが十分に分散されるまで混合した。
に変え、分散剤を重合脂肪酸・ポリエチレンポリアミン
・脂肪酸重縮合物とスチレンオキシドの付加物を成分と
する分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社、商品名
Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１）２０重量部に変え、ボー
ルミルでフィラーが十分に分散されるまで混合した。
【００１９】ワニス５の調製 ワニス３の組成から、シランカップリング剤を７重量部
に変え、分散剤の配合量を１３重量部に変え、さらに、
アルミナフィラーを、前記ＡＳ−５０を９００重量部、
同じく昭和電工株式会社の商品名ＡＬ−４５−１を４０
０重量部に変え、ボールミルでフィラーが十分に分散さ
れるまで混合した。
に変え、分散剤の配合量を１３重量部に変え、さらに、
アルミナフィラーを、前記ＡＳ−５０を９００重量部、
同じく昭和電工株式会社の商品名ＡＬ−４５−１を４０
０重量部に変え、ボールミルでフィラーが十分に分散さ
れるまで混合した。
【００２０】実施例１ 厚み７０μｍの銅はく（古河電気工業株式会社、商品名
ＧＴＳ−７０）に前記ワニス３を塗布し、加熱乾燥し
て、膜厚が１００μｍのＢステージ状態の絶縁層を形成
した。上記絶縁層付銅はくと厚み１．５ｍｍのアルミニ
ウム板とを重ね、１７０℃で９０分、４０ＭＰａのプレ
ス条件で加熱加圧することにより金属ベース基板を得
た。無機フィラーの充填率は７０体積％であった。
ＧＴＳ−７０）に前記ワニス３を塗布し、加熱乾燥し
て、膜厚が１００μｍのＢステージ状態の絶縁層を形成
した。上記絶縁層付銅はくと厚み１．５ｍｍのアルミニ
ウム板とを重ね、１７０℃で９０分、４０ＭＰａのプレ
ス条件で加熱加圧することにより金属ベース基板を得
た。無機フィラーの充填率は７０体積％であった。
【００２１】実施例２ ワニス４を用いたほかは実施例１と同様にして金属ベー
ス基板を得た。無機フィラーの充填率は７０体積％であ
った。
ス基板を得た。無機フィラーの充填率は７０体積％であ
った。
【００２２】実施例３ ワニス５を用いたほかは実施例１と同様にして金属ベー
ス基板を得た。無機フィラーの充填率は７５体積％であ
った。
ス基板を得た。無機フィラーの充填率は７５体積％であ
った。
【００２３】実施例４ 厚み７０μｍの銅はく（古河電気工業株式会社、商品名
ＧＴＳ−７０）に前記ワニス３を塗布し、加熱乾燥し
て、膜厚が１００μｍのＢステージ状態の絶縁層を形成
した。厚み１．５ｍｍのアルミニウム板を５分間１２０
℃に加熱し、その上に前記絶縁層付銅はくを、１６０℃
で線圧１９６Ｎ／ｃｍの条件でラミネーターにより加熱
加圧後、１７０℃で６０分加熱硬化させ金属ベース基板
を得た。無機フィラーの充填率は７０体積％であった。
ＧＴＳ−７０）に前記ワニス３を塗布し、加熱乾燥し
て、膜厚が１００μｍのＢステージ状態の絶縁層を形成
した。厚み１．５ｍｍのアルミニウム板を５分間１２０
℃に加熱し、その上に前記絶縁層付銅はくを、１６０℃
で線圧１９６Ｎ／ｃｍの条件でラミネーターにより加熱
加圧後、１７０℃で６０分加熱硬化させ金属ベース基板
を得た。無機フィラーの充填率は７０体積％であった。
【００２４】比較例１ ワニス１を用いたほかは実施例１と同様にして金属ベー
ス基板を得た。無機フィラーの充填率は５０体積％であ
った。
ス基板を得た。無機フィラーの充填率は５０体積％であ
った。
【００２５】比較例２ ワニス２を用いたほかは実施例１と同様にして金属ベー
ス基板を得た。無機フィラーの充填率は７０体積％であ
った。
ス基板を得た。無機フィラーの充填率は７０体積％であ
った。
【００２６】以上得られた金属ベース基板の熱抵抗（単
位：℃／Ｗ）及び耐電圧（単位：ｋＶ）を表１に示す。
この結果から、本発明実施例の金属ベース基板は、熱抵
抗が小さく、耐電圧特性も優れていることがわかる。
位：℃／Ｗ）及び耐電圧（単位：ｋＶ）を表１に示す。
この結果から、本発明実施例の金属ベース基板は、熱抵
抗が小さく、耐電圧特性も優れていることがわかる。
【００２７】
【表１】
【００２８】なお、熱抵抗及び耐電圧の測定法は以下の
通りである。 熱抵抗：アルミニウム金属の放熱ブロック上に、試験片
を置き、試験片の銅はく上にはんだ付けされたトランジ
スタに直流電圧を印加して、トランジスタと放熱ブロッ
クの温度を測定し、両者の温度差を印加電力で除して求
める。 耐電圧：昇圧速度５００Ｖ／秒で連続昇圧したとき、絶
縁材料が破壊しないときの電圧。
通りである。 熱抵抗：アルミニウム金属の放熱ブロック上に、試験片
を置き、試験片の銅はく上にはんだ付けされたトランジ
スタに直流電圧を印加して、トランジスタと放熱ブロッ
クの温度を測定し、両者の温度差を印加電力で除して求
める。 耐電圧：昇圧速度５００Ｖ／秒で連続昇圧したとき、絶
縁材料が破壊しないときの電圧。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、絶
縁層に多量の無機フィラーを含有させても、マイクロボ
イドの発生も抑制でき、耐電圧特性にも優れた金属ベー
ス基板を提供することが可能となる。
縁層に多量の無機フィラーを含有させても、マイクロボ
イドの発生も抑制でき、耐電圧特性にも優れた金属ベー
ス基板を提供することが可能となる。
【図１】本発明金属ベース基板の一例の断面図である。
１ 金属はく ２ 絶縁層 ３ 金属板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仙波 広美 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 無機フィラーを６５から８０体積％及び
分散剤を含有する絶縁層を介して、金属はくを金属板に
一体化してなる金属ベース基板。 - 【請求項２】 分散剤が、分子中に無機物に対して強い
親和性のある官能基を有する共重合物である請求項１記
載の金属ベース基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6216803A JPH0883963A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 金属ベース基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6216803A JPH0883963A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 金属ベース基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0883963A true JPH0883963A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16694139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6216803A Pending JPH0883963A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 金属ベース基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0883963A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005036939A1 (ja) * | 2003-10-07 | 2005-04-21 | Neomax Materials Co., Ltd. | 基板およびその製造方法 |
| WO2009031536A1 (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-12 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | 絶縁シート及び積層構造体 |
| JP2009062436A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Sekisui Chem Co Ltd | 絶縁シート及び積層構造体 |
| DE102008045424A1 (de) | 2007-10-01 | 2009-04-09 | San-Ei Kagaku Co. Ltd. | Einen anorganischen Füllstoff und einen organischen Füllstoff enthaltende härtbare Kunstharzmischung, mit einer Resistschicht beschichtete gedruckte Leiterplatte und Verfahren zu dessen/deren Herstellung |
| JP2009149770A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Sekisui Chem Co Ltd | 絶縁シート及び積層構造体 |
| JP2009164093A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-23 | Sekisui Chem Co Ltd | 絶縁シート及び積層構造体 |
| JP2009231249A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Sekisui Chem Co Ltd | 絶縁シート及び積層構造体 |
| JP2009231250A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Sekisui Chem Co Ltd | 絶縁シート及び積層構造体 |
| JP2011238729A (ja) * | 2010-05-10 | 2011-11-24 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 基板の製造方法及び回路基板の製造方法 |
| JP2012253320A (ja) * | 2011-05-12 | 2012-12-20 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 金属ベース回路基板及び発光素子 |
| JP2013121903A (ja) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | フィラー、絶縁層形成用組成物、絶縁層形成用フィルムおよび基板 |
| WO2015163055A1 (ja) * | 2014-04-21 | 2015-10-29 | 住友ベークライト株式会社 | 金属ベース基板、金属ベース基板の製造方法、金属ベース回路基板および電子装置 |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP6216803A patent/JPH0883963A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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