JPS60202945A - 放熱性基板 - Google Patents
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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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