JPS60202945A - 放熱性基板 - Google Patents
放熱性基板Info
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- JPS60202945A JPS60202945A JP6036584A JP6036584A JPS60202945A JP S60202945 A JPS60202945 A JP S60202945A JP 6036584 A JP6036584 A JP 6036584A JP 6036584 A JP6036584 A JP 6036584A JP S60202945 A JPS60202945 A JP S60202945A
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- Power Engineering (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱伝導性が良く、放熱性、耐熱性、電気絶縁性
に優れ九電子回路用基板に関する。
に優れ九電子回路用基板に関する。
近年電子関連装置の小形化が進み電気容量が増大するに
つれて、これらの回路に用いられる基板の放熱性が厳し
く要求されるようになっている。
つれて、これらの回路に用いられる基板の放熱性が厳し
く要求されるようになっている。
従来、電子面路用基板としては、セラミック基板、合成
樹脂基板、合成樹脂でコートし几金属基板、セラミック
でコートし友金属基板等が用いられている。
樹脂基板、合成樹脂でコートし几金属基板、セラミック
でコートし友金属基板等が用いられている。
しかし、セラミック基板は耐熱性はよいが放熱性が不充
夕・な几め大容量の回路が組込めず、合成樹脂製基板は
耐熱温度および放熱性が低いため使用上の制約を受け、
また、合成樹脂或いはセラミックでコートした金属基板
は、耐熱性の点で満足なものでなかつ九。
夕・な几め大容量の回路が組込めず、合成樹脂製基板は
耐熱温度および放熱性が低いため使用上の制約を受け、
また、合成樹脂或いはセラミックでコートした金属基板
は、耐熱性の点で満足なものでなかつ九。
本発明は、上記の事情に鑑み、耐熱性、放熱性、電気絶
縁性の共に優れた基板を提供することを目的とするもの
で、その要旨は、粒状の金属又は炭素又は炭化物の一つ
を核とし、この核の表面に金４酸化物又は無ソーダガラ
スもしくはこれらの混合物をコーテングしてなる粒子を
骨材とし、粉末状の金属酸化物又は無ソーダガラスを充
填材として、成形してなる放熱性基板にある。
縁性の共に優れた基板を提供することを目的とするもの
で、その要旨は、粒状の金属又は炭素又は炭化物の一つ
を核とし、この核の表面に金４酸化物又は無ソーダガラ
スもしくはこれらの混合物をコーテングしてなる粒子を
骨材とし、粉末状の金属酸化物又は無ソーダガラスを充
填材として、成形してなる放熱性基板にある。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明に係る基板は、第１図にその断面模型図を示すよ
うに構成頃れている。
うに構成頃れている。
すなわち、先ず熱伝導性のよ匹金属又は炭素又は炭化物
の粒径が５〜１００μの微粒子を核１とし、この核１の
周囲を後述する方法によって、電気絶縁性の良好な金属
酸化物又は無ソーダガラスの単体の粒径４μ以下の粉末
、又は上記金属酸化物と無ソーダガラスを混合し７１末
によってコーティングして、核ｌの表面をコーテング層
２によって被覆した骨材３をつくる。まｔ、充填材４は
骨材３のコーティング層２を構成する物質と同一の物質
を使用するのが好ましく、金属酸化物又は無ソーダガラ
スの粒径１０μ以下の粉末を充填材４とする。
の粒径が５〜１００μの微粒子を核１とし、この核１の
周囲を後述する方法によって、電気絶縁性の良好な金属
酸化物又は無ソーダガラスの単体の粒径４μ以下の粉末
、又は上記金属酸化物と無ソーダガラスを混合し７１末
によってコーティングして、核ｌの表面をコーテング層
２によって被覆した骨材３をつくる。まｔ、充填材４は
骨材３のコーティング層２を構成する物質と同一の物質
を使用するのが好ましく、金属酸化物又は無ソーダガラ
スの粒径１０μ以下の粉末を充填材４とする。
次いで骨材３ ： １００部、充填材４：３〜２０部、
および必要に応じて合成樹脂などよりなるバインダ：〜
７部を通常の混合装置、例えばニーダ−、ヘンシェルミ
キサー、ミックスマーラー、ノウターミキサー等の混合
機を用いて混練し、この混練したものを圧力ニ １０〜
１００Ｔｏｎ ／ １０ａｎ２ のもとで、１００〜２
００℃の加熱成形又は４００〜１１００℃のホットプレ
スによって基板Ａを成形する。
および必要に応じて合成樹脂などよりなるバインダ：〜
７部を通常の混合装置、例えばニーダ−、ヘンシェルミ
キサー、ミックスマーラー、ノウターミキサー等の混合
機を用いて混練し、この混練したものを圧力ニ １０〜
１００Ｔｏｎ ／ １０ａｎ２ のもとで、１００〜２
００℃の加熱成形又は４００〜１１００℃のホットプレ
スによって基板Ａを成形する。
上記基板は、そのまま、或いは焼成されて使用に供され
る。上記焼成は、核１、コーテング層２から成る前科、
充填材４の融点が高い本のである場合に行なうことが出
来、通常、非酸化性の雰囲気で、使用した材質の焼結温
度より高く、溶融温度より低い温度（１０００〜１４０
０℃）で焼成される。
る。上記焼成は、核１、コーテング層２から成る前科、
充填材４の融点が高い本のである場合に行なうことが出
来、通常、非酸化性の雰囲気で、使用した材質の焼結温
度より高く、溶融温度より低い温度（１０００〜１４０
０℃）で焼成される。
上記骨材３の核ｌとなる金属としては、 Ａｆｆｌ、Ｃ
ｕ、Ｍｏ、ｐｅ％Ｎｉ、Ｗ、Ｓｉ が用匹られるが、Ｍ
は熱伝導性がよく骨材を軽量化出来るが融点が低く熱的
に弱＜、ＣＵは熱伝導性がよりが重いなど、それぞれ一
長一短があシ目的によって使い分けられる。また、炭素
としては人造黒鉛、炭化物としてはＳｉＣが主として使
われる。
ｕ、Ｍｏ、ｐｅ％Ｎｉ、Ｗ、Ｓｉ が用匹られるが、Ｍ
は熱伝導性がよく骨材を軽量化出来るが融点が低く熱的
に弱＜、ＣＵは熱伝導性がよりが重いなど、それぞれ一
長一短があシ目的によって使い分けられる。また、炭素
としては人造黒鉛、炭化物としてはＳｉＣが主として使
われる。
ｉた、コーテング層２、および充填材４に用いられる材
質は、金属酸化物としてＡｌ３２０３％ ＳｉＯ□、Ｍ
ｇＯ％ ＢＱＯｓ ムライト、スピネル等の単体又は２
種以上の混合物または無ソーダガラス単体もしくは上記
酸化物と無ソーダガラス混合物をそれぞれ用いることが
出来るが、コーテング層と充填材の材質として同じもの
を用いることが熱膨張その他の点から好ましい。
質は、金属酸化物としてＡｌ３２０３％ ＳｉＯ□、Ｍ
ｇＯ％ ＢＱＯｓ ムライト、スピネル等の単体又は２
種以上の混合物または無ソーダガラス単体もしくは上記
酸化物と無ソーダガラス混合物をそれぞれ用いることが
出来るが、コーテング層と充填材の材質として同じもの
を用いることが熱膨張その他の点から好ましい。
次に、上記基板Ａの主要材料である骨材３の製法を説明
する。金属酸化物又は無ソーダガラスの粉末（以下コー
テイング材という）によってつくらｆ′したコーティン
グ層２で核ｌを被覆し、強固なコーティング層を有する
骨材を得ることは、基板Ａの物性上極めて重要であり、
目的とする基板によって、以下に説明する種々な方法が
用いられる。
する。金属酸化物又は無ソーダガラスの粉末（以下コー
テイング材という）によってつくらｆ′したコーティン
グ層２で核ｌを被覆し、強固なコーティング層を有する
骨材を得ることは、基板Ａの物性上極めて重要であり、
目的とする基板によって、以下に説明する種々な方法が
用いられる。
（ａ） バインダーで造粒する方法
バインダーとしては、汎用の接着用樹脂が使用されるが
、コストの面および樹脂特性等の面から、フェノール系
樹脂、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましい。コ
ーティング方法は特に制限ないが、核とカる粒子が細い
ので、コーテングされるコーテング材の２次凝集を防止
するため通常高速攪拌装置、例えばヘンシェルミキサー
（商品名）等による造粒が行なわれる。
、コストの面および樹脂特性等の面から、フェノール系
樹脂、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましい。コ
ーティング方法は特に制限ないが、核とカる粒子が細い
ので、コーテングされるコーテング材の２次凝集を防止
するため通常高速攪拌装置、例えばヘンシェルミキサー
（商品名）等による造粒が行なわれる。
この造粒時、粉末状のコーテング材とバインダーとをス
ラリー状としてこれに核を添加しても、或いは核とコー
テイング材とを混合し、これにバインダーを添加しても
より０ また、核およびコーテイング材の前処理として、予めカ
ップリング処理をしておくと強固なコーティング層が形
成される。例えば、シランカップリング剤（−例を示せ
ば信越シリコン製ＫＢＭ４０３）を予めメチルアルコー
ルに希釈し、これに核となる粒子とコーテイング材粉末
を、最終的にカップリング剤が核又はコーテイング材に
対して０．５ ｗｔ ４残るように配付して、カップリ
ング処理し、その後８０℃で１時間程度乾燥して上記造
粒に供する。
ラリー状としてこれに核を添加しても、或いは核とコー
テイング材とを混合し、これにバインダーを添加しても
より０ また、核およびコーテイング材の前処理として、予めカ
ップリング処理をしておくと強固なコーティング層が形
成される。例えば、シランカップリング剤（−例を示せ
ば信越シリコン製ＫＢＭ４０３）を予めメチルアルコー
ルに希釈し、これに核となる粒子とコーテイング材粉末
を、最終的にカップリング剤が核又はコーテイング材に
対して０．５ ｗｔ ４残るように配付して、カップリ
ング処理し、その後８０℃で１時間程度乾燥して上記造
粒に供する。
また、上記造粒する場合の核とコーティング材との割合
は、重量比で核／コーティング材＝１００／１５〜１２
０、特に容積比で１／１となるようにするのが好ましい
。コーテイング材が少なめと均一コートすることが難か
しく、多すぎるとコーティング層が厚くなって骨材の放
熱性が悪くなる。まｍ％ １！ｉｌＫバインダーの量は
核／バイイダーの重量比： １０ ｏ／ａ〜７が好まし
い。バインダーの量が少ないとコーティング層の強度が
低下し、多過ぎると放熱性が悪くなる。
は、重量比で核／コーティング材＝１００／１５〜１２
０、特に容積比で１／１となるようにするのが好ましい
。コーテイング材が少なめと均一コートすることが難か
しく、多すぎるとコーティング層が厚くなって骨材の放
熱性が悪くなる。まｍ％ １！ｉｌＫバインダーの量は
核／バイイダーの重量比： １０ ｏ／ａ〜７が好まし
い。バインダーの量が少ないとコーティング層の強度が
低下し、多過ぎると放熱性が悪くなる。
（ｈ） 完全揮発性のバインダーを用いる方法。
核上しては融点の低いＭ以外の融点７００℃以上のもの
を用い、バインダーとしては７００℃以上で完全に分解
、揮発するもの、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ
）、ポリエチレングリコール、エチルセルローズ、Ｃ
ＭＣ、コンスターチ等が用いられる。これら核、コーテ
ング材、バインダーを、上記ａ）の場合とほば同じ配合
によって造粒する。この造粒物を７００〜１４００℃の
温度で焼成するが、焼成温度は使用する材質によって異
なり、焼結が起り、かつ融点以下の温度範囲から選択さ
する。この温度範囲で高温、かつ長時間焼成する程、強
固なコーティング層が得られる。ｔｘ当然のことながら
、焼成算囲気は核の酸化を防止するため、通常非酸化性
雰囲気で行なわれる。しかし、核がＣｕ又はＭＯのよう
に酸化物が還元され易−場合には、酸化性雰囲気で焼成
し、酸化物となつ几ものを水素還元雰囲気で還元しても
よい。例えば核がＣｕ の場合、水素気流中で９００℃
まで昇温し、２時間保持しｔ後、２００℃以下に降温し
てから大気中に取出しても、或騒は、大気中で９００”
０に昇温し、２時間保持した後、水素雰囲気に変え１時
間保持して還元し、その後２００℃まで降温して大気中
に取出してもよ匹。
を用い、バインダーとしては７００℃以上で完全に分解
、揮発するもの、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ
）、ポリエチレングリコール、エチルセルローズ、Ｃ
ＭＣ、コンスターチ等が用いられる。これら核、コーテ
ング材、バインダーを、上記ａ）の場合とほば同じ配合
によって造粒する。この造粒物を７００〜１４００℃の
温度で焼成するが、焼成温度は使用する材質によって異
なり、焼結が起り、かつ融点以下の温度範囲から選択さ
する。この温度範囲で高温、かつ長時間焼成する程、強
固なコーティング層が得られる。ｔｘ当然のことながら
、焼成算囲気は核の酸化を防止するため、通常非酸化性
雰囲気で行なわれる。しかし、核がＣｕ又はＭＯのよう
に酸化物が還元され易−場合には、酸化性雰囲気で焼成
し、酸化物となつ几ものを水素還元雰囲気で還元しても
よい。例えば核がＣｕ の場合、水素気流中で９００℃
まで昇温し、２時間保持しｔ後、２００℃以下に降温し
てから大気中に取出しても、或騒は、大気中で９００”
０に昇温し、２時間保持した後、水素雰囲気に変え１時
間保持して還元し、その後２００℃まで降温して大気中
に取出してもよ匹。
（Ｃ） プラズマ気流中に噴錫して焼結する方法。
先ずａ）又はｂ）と同じ核、コーテイング材、バインダ
ーを用い、同様な方法で核にコーティングを施す。これ
を乾燥した後、プラズマ気流中を通過させ、瞬時にコー
テング材を焼結させる。この方法は、Ｍのような低融点
金属を核として用いた場合にも適用でき、またコーティ
ング層は極めて強固、かつ均一なものが形成される。
ーを用い、同様な方法で核にコーティングを施す。これ
を乾燥した後、プラズマ気流中を通過させ、瞬時にコー
テング材を焼結させる。この方法は、Ｍのような低融点
金属を核として用いた場合にも適用でき、またコーティ
ング層は極めて強固、かつ均一なものが形成される。
次に実施例、比較例を示して本発明を具体的に説明する
。 一 実施例１〜８、比較例１．２、 実施例１〜８においては、厚さ：１．５絹の本発明に係
る各種基板を作成し、比較例においては、実施例１〜３
の基板に対応する比較例１に示す従来の基板および実施
例４〜８に対応する比較例２の従来の基板を作成して、
これらの熱抵抗、耐電圧、耐用温度を測定した。これを
第４表に示す。
。 一 実施例１〜８、比較例１．２、 実施例１〜８においては、厚さ：１．５絹の本発明に係
る各種基板を作成し、比較例においては、実施例１〜３
の基板に対応する比較例１に示す従来の基板および実施
例４〜８に対応する比較例２の従来の基板を作成して、
これらの熱抵抗、耐電圧、耐用温度を測定した。これを
第４表に示す。
なお、熱抵抗は、一定寸法（５０ＢＸ５０騙）の基板に
トランジスターを搭載し、このトランジスターに一定の
コレクター損失を供給してｉｌ）弐によって算出するＪ
ＩＳＱ７０３０に準する方法で、各温度の測定は熱的飽
和状態に達した後、行なった。
トランジスターを搭載し、このトランジスターに一定の
コレクター損失を供給してｉｌ）弐によって算出するＪ
ＩＳＱ７０３０に準する方法で、各温度の測定は熱的飽
和状態に達した後、行なった。
但し、 Ｒｔｈ ｓ 熱抵抗［”Ｏ／Ｗ〕’ｌ’ｊニド
ランシスター接合部温度、［ｕＯ］（ＴｊＶｉエミッタ
ー、ペー ス間の電圧・ＶＥＲの変化より める）。
ランシスター接合部温度、［ｕＯ］（ＴｊＶｉエミッタ
ー、ペー ス間の電圧・ＶＥＲの変化より める）。
’ｐｔａｂニドランシスタータブ温度［’（ＤＴａ：
雰囲気温度〔℃〕 ＰＣ： コレクター損失［Ｗ］ 耐電圧測定はＪＩＳ２１１０による。基板の耐電圧が５
ＫＶ以上あれば実用上支障ない。
雰囲気温度〔℃〕 ＰＣ： コレクター損失［Ｗ］ 耐電圧測定はＪＩＳ２１１０による。基板の耐電圧が５
ＫＶ以上あれば実用上支障ない。
また、耐用温度は、長期使用しても基板が何等影響を受
けない温度である。
けない温度である。
表より明かなように、本発明に係る基板の熱抵抗は、従
来の低温用のプリント用基板（比較例１・）工り飛躍的
に低くすることができ、高温用の従来のセラミック基板
（比較例うよりも著しく低くすることができる。
来の低温用のプリント用基板（比較例１・）工り飛躍的
に低くすることができ、高温用の従来のセラミック基板
（比較例うよりも著しく低くすることができる。
さらに、完全揮発性のバインダーを使用し九基板（例４
〜８）におりては耐用温度が高く厚膜ペーストが使え、
６００℃程度のペースト焼成に耐えるので強固安定な回
路が形成され、まｔ実施例１〜３のものは回路用箔を貼
り合わせることも出来るなどの長所を有する。
〜８）におりては耐用温度が高く厚膜ペーストが使え、
６００℃程度のペースト焼成に耐えるので強固安定な回
路が形成され、まｔ実施例１〜３のものは回路用箔を貼
り合わせることも出来るなどの長所を有する。
第１図は、本発明に係る放熱性基板の断面模臘図である
。 ｌ・・・・・・核、２・・・・・・コーティング層、３
・・・・・・骨材、４・・・・・・充填材、Ａ・・・・
・・基板。
。 ｌ・・・・・・核、２・・・・・・コーティング層、３
・・・・・・骨材、４・・・・・・充填材、Ａ・・・・
・・基板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１粒状の金属又は炭素又は炭化物の一つを核とし、
この核の表面に金属酸化物又は無ソーダガラスもしくは
これらの混合物をコーテングしてなる粒子を骨材とし、
粉末状の金属酸化物又は無ソーダガラスを充填材として
、成形してなることを特徴とする放熱性基板。 （２１粒状の金属又は炭素又は炭化物がＭｏ、Ｗ。 Ｆθ、Ｎｉ、３１、 人造黒鉛、ＳｉＣである特許請求
の範囲第１項記載の放熱性基板。 （３１金属酸化物がＭ２Ｏ３、Ｓｉｎ□、Ｍ２Ｏ、Ｂｅ
ｄ。 ムライトである特許請求の範囲第１項記載の放熱性基板
。 （４） 核をコーティングする金属酸化物又は無ソーダ
ガラスと充填材とが同じ物質である特許請求の範囲第１
項記載の放熱性基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6036584A JPS60202945A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 放熱性基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6036584A JPS60202945A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 放熱性基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60202945A true JPS60202945A (ja) | 1985-10-14 |
| JPH0460349B2 JPH0460349B2 (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=13140038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6036584A Granted JPS60202945A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 放熱性基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60202945A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS598208A (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | 日本特殊陶業株式会社 | 高熱伝導性ガラスの製造法 |
-
1984
- 1984-03-28 JP JP6036584A patent/JPS60202945A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS598208A (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | 日本特殊陶業株式会社 | 高熱伝導性ガラスの製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0460349B2 (ja) | 1992-09-25 |
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