JPWO2015178393A1 - 金属箔張基板、回路基板および電子部品搭載基板 - Google Patents
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Abstract
金属箔張基板10Aは、電子部品を電気的に接続して搭載する回路基板を形成するために用いられ、平板状をなす金属箔4Aと、金属箔4Aの一方の面に形成された樹脂層5と、樹脂層5の金属箔4Aと反対の面に形成された絶縁部6とを備えている。そして、絶縁部6は、第1の樹脂組成物の硬化物で構成され、樹脂層5は、第1の樹脂組成物とは異なる第2の樹脂組成物の硬化物または固化物で構成される。また、第1の樹脂組成物は、第1の熱硬化性樹脂を含有し、第2の樹脂組成物は、第1の熱硬化性樹脂とは異なる第2の熱硬化性樹脂を含有する。
Description
本発明は、金属箔張基板、回路基板および電子部品搭載基板に関する。
近年、電子機器の高機能化等の要求に伴い、かかる電子機器が備える電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化等が進んでいる。これら電子部品を搭載するプリント配線基板として、電子部品の駆動により生じるノイズの伝播を抑制する基板が求められる。
このようなプリント配線基板(回路基板)として、例えば、特許文献1に次のように製造されたプリント配線基板が開示されている。まず、ガラス繊維等で構成される繊維基材に、樹脂組成物を含浸させる。その後、樹脂組成物を半硬化させて、繊維基材と樹脂層とを備えるシート状をなすプリプレグを得る。次に、このプリプレグに金属箔が張り付けられた金属箔張基板(積層板)を用意する。最後に、この金属箔をパターニングすることでプリント配線基板を得る。
このプリント配線基板の製造に用いられるプリプレグは、前述したノイズ伝播を的確に抑制するために、均一な厚さを有することが求められる。このようなプリプレグを得る方法として、繊維基材の両面にフィルム状の樹脂層をラミネートするラミネート法が知られている。
このラミネート法では、例えば、真空ラミネート装置を用いて、減圧下で繊維基材の両面から樹脂層を重ね合わせる。この状態で、樹脂層が溶融する温度以上に加熱したラミネートロールで繊維基材と樹脂層とを接合して接合体を得る。これにより、樹脂層の溶融物を繊維基材に含浸させる。その後、さらに、熱風乾燥装置を用いて、樹脂層が溶融する温度以上の温度で接合体を加熱処理することでプリプレグが製造される。
しかしながら、このようなラミネート法を用いた製造方法では、真空ラミネート装置や熱風乾燥装置のような大掛かりな装置を必要とし、プリプレグの製造に時間と手間を要するという問題があった。
本発明の目的は、大掛かりな装置を必要とせず、時間と手間を要することなく回路基板を製造し得る金属箔張基板を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる金属箔張基板を用いて製造された回路基板、および、かかる回路基板に電子部品が搭載された電子部品搭載基板を提供することにある。
このような目的は、下記(1)〜(9)に記載の本発明により達成される。
(1) 電子部品を電気的に接続して搭載する回路基板を形成するために用いられる金属箔張基板であって、
平板状をなす金属箔と、前記金属箔の一方の面に形成された樹脂層と、前記樹脂層の前記金属箔と反対の面に形成された絶縁部とを備え、
前記絶縁部は、第1の熱硬化性樹脂を含有する第1の樹脂組成物の硬化物で構成され、
前記樹脂層は、樹脂材料を含有し、前記第1の樹脂組成物と異なる第2の樹脂組成物の硬化物または固化物で構成されることを特徴とする金属箔張基板。
(1) 電子部品を電気的に接続して搭載する回路基板を形成するために用いられる金属箔張基板であって、
平板状をなす金属箔と、前記金属箔の一方の面に形成された樹脂層と、前記樹脂層の前記金属箔と反対の面に形成された絶縁部とを備え、
前記絶縁部は、第1の熱硬化性樹脂を含有する第1の樹脂組成物の硬化物で構成され、
前記樹脂層は、樹脂材料を含有し、前記第1の樹脂組成物と異なる第2の樹脂組成物の硬化物または固化物で構成されることを特徴とする金属箔張基板。
(2) 前記樹脂材料は、前記第1の熱硬化性樹脂と異なる第2の熱硬化性樹脂であり、
前記樹脂層は、前記第2の熱硬化性樹脂の硬化物で構成されている上記(1)に記載の金属箔張基板。
前記樹脂層は、前記第2の熱硬化性樹脂の硬化物で構成されている上記(1)に記載の金属箔張基板。
(3) 前記第2の熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である上記(2)に記載の金属箔張基板。
(4)前記第2の樹脂組成物は、さらにフィラーを含有する上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の金属箔張基板。
(5) 前記フィラーは、主として酸化アルミニウムで構成された粒子を含んでいる上記(4)に記載の金属箔張基板。
(6) 前記フィラーは、前記樹脂層の前記絶縁部側に分散している上記(4)または(5)に記載の金属箔張基板。
(7) 前記第1の熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂である上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の金属箔張基板。
(8) 上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の金属箔張基板を用いて形成された回路基板であって、
前記金属箔をパターニングすることで形成された、前記電子部品を電気的に接続する端子を備える回路を有することを特徴とする回路基板。
前記金属箔をパターニングすることで形成された、前記電子部品を電気的に接続する端子を備える回路を有することを特徴とする回路基板。
(9) 上記(8)に記載の回路基板と、前記端子に電気的に接続して、前記回路基板に搭載された前記電子部品とを備えることを特徴とする電子部品搭載基板。
本発明の金属箔張基板の構成とすることで、搭載すべき電子部品の駆動により生じるノイズの伝播を抑制し得る回路基板を大掛かりな装置を必要とせず、時間と手間を要することなく製造することができる。
そのため、本発明の回路基板に電子部品を搭載して電子部品搭載基板を得ることで、電子部品搭載基板において、電子部品の駆動により生じるノイズの伝播を、回路基板により、的確に抑制または防止することができる。
以下、本発明の金属箔張基板、回路基板および電子部品搭載基板を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明の金属箔張基板および回路基板を説明するのに先立って、本発明の電子部品搭載基板について説明する。
なお、以下では、本発明の電子部品搭載基板として、電子部品として半導体素子を備える半導体装置を回路基板に搭載した場合を一例に説明する。
<電子部品搭載基板>
<<第1実施形態>>
図1は、本発明の電子部品搭載基板の第1実施形態を示す縦断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1中の上側を「上」、図1中の下側を「下」とも言う。また、各図では、電子部品搭載基板およびその各部を誇張して模式的に図示しており、電子部品搭載基板およびその各部の大きさおよびその比率は実際とは大きく異なる。
<<第1実施形態>>
図1は、本発明の電子部品搭載基板の第1実施形態を示す縦断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1中の上側を「上」、図1中の下側を「下」とも言う。また、各図では、電子部品搭載基板およびその各部を誇張して模式的に図示しており、電子部品搭載基板およびその各部の大きさおよびその比率は実際とは大きく異なる。
図1に示す電子部品搭載基板50は、電子部品としての半導体装置1と、この半導体装置1を搭載する回路基板(本発明の回路基板)10とを有している。なお、通常、回路基板10には、半導体装置1以外に、例えば、抵抗、トランジスタ等の他の電子部品(部材)が搭載されるが、説明の便宜上、図1では、その記載を省略している。
半導体装置1は、半導体素子(図示せず)を備える半導体パッケージであり、この半導体素子(半導体チップ)を封止するモールド部(封止部)11と、半導体素子(半導体チップ)と電気的に接続された接続端子12とを有している。
半導体素子は、特に限定されないが、例えば、SiC(炭化ケイ素)やGaN(窒化ガリウム)を用いて構成される。この半導体素子が、その駆動によりノイズを発生する。
また、モールド部11は、通常、各種樹脂材料の硬化物で構成され、半導体素子を取り囲むことで半導体素子を封止している。
さらに、接続端子12は、例えば、Cu、Fe、Niやこれらの合金等の各種金属材料で構成されている。接続端子12は、半導体素子が備える端子と、回路基板10が有する配線4が備える端子とに接続されている。これにより、半導体素子が備える端子と配線4が備える端子とを電気的に接続している。
回路基板10(配線基板)は、半導体装置1を電気的に接続する配線4と、この配線4の下面(半導体装置1と反対の面;一方の面)に設けられ、配線4を支持する平板状(シート状)をなす基材(基部)8とを備えている。
配線(回路)4は、所定のパターンで形成されている。このパターンの形成により設けられた端子(図示せず)が、半導体装置1が備える接続端子(端子)12に電気的に接続されている。これにより、半導体素子が備える端子と配線4が備える端子とが電気的に接続される。
この配線(導体部)4は、回路基板10上に搭載された半導体装置1を含む電子部品を電気的に接続し、後述する金属箔張基板10Aが備える金属箔4Aをパターニングすることで形成される。
配線4の構成材料としては、例えば、銅、銅系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金等の各種金属材料が挙げられる。
配線(導体部)4の厚さ(平均厚さ)t4は、例えば、3μm以上、120μm以下が好ましく、5μm以上、70μm以下がより好ましい。配線4の厚さをこのような数値範囲に設定することにより、回路基板10の大型化を招くことなく、配線4として機能する導電性を確保することができる。
また、配線4は、その厚さ方向に対する熱伝導率が、3W/m・K以上、500W/m・K以下であることが好ましく、10W/m・K以上、400W/m・K以下であることがより好ましい。このような配線4は、優れた熱伝導率を有し、半導体装置1が備える半導体素子の駆動により生じた熱を、配線4を介して基材8側に効率よく伝達させることができる。
基材8は、平板状(シート状)をなす樹脂層5と、この樹脂層5の下面(配線4と反対の面)に設けられた絶縁部6とを備えている。この基材8が配線4上に搭載された半導体装置1を支持するとともに、半導体装置1(半導体素子)の駆動により生じたノイズの伝播を抑制または防止する機能を有する。
樹脂層(接合層)5は、配線4の下面に設けられ、すなわち、配線4と、この配線4の下側に位置する絶縁部6との間に設けられている。樹脂層5を介して、配線4と絶縁部6とが接合される。この樹脂層5は、絶縁性を有している。これにより、配線4と、この樹脂層5よりも下側に位置する他の部材(例えば、他の回路基板)との絶縁状態が確保される。また、他の部材に対する前記ノイズの伝播を抑制または防止することができる。
この樹脂層5の厚さ(平均厚さ)t5は、特に限定されないが、図1に示すように、絶縁部6の厚さt6より薄く、具体的には、50μm〜250μm程度であるのが好ましく、80μm〜200μm程度であるのがより好ましい。これにより、基材8の大型化を招くことなく、樹脂層5の絶縁性を確保することができる。また、半導体装置1の駆動により生じたノイズの伝播を確実に抑制または防止することができる。
また、樹脂層5の熱伝導率は、高いことが好ましく、具体的には、1W/m・K以上、15W/m・K以下であることが好ましく、5W/m・K以上、10W/m・K以下であることがより好ましい。これにより、半導体装置1側の熱が樹脂層5により絶縁部6側に効率よく伝達される。そのため、半導体装置1の半導体素子における駆動により生じた熱を、配線4および樹脂層5を介して絶縁部6に効率よく伝達することができる。その結果、半導体装置1で生じた熱を絶縁部6側から効率よく放熱させることができるようになる。
さらに、樹脂層5のガラス転移温度は、好ましくは100℃以上200℃以下である。これにより、樹脂層5の剛性が高まり、樹脂層5の反りを低減できる。その結果、回路基板10における反りの発生を抑制することができる。
なお、樹脂層5のガラス転移温度は、JIS C 6481に基づいて、以下のようにして計測できる。
計測は、動的粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント社製DMA/983)を用いる。窒素雰囲気(200ml/分)のもと、樹脂層5に引っ張り荷重をかける。周波数1Hz、−50℃から300℃の温度範囲、昇温速度5℃/分の条件で、ガラス転移温度を測定し、チャートを得る。得られたチャートのtanδのピーク位置よりガラス転移温度Tgを得る。
また、樹脂層5の25℃の弾性率(貯蔵弾性率)E'は、10GPa以上70GPa以下であることが好ましい。これにより、樹脂層5の剛性が高まることから、樹脂層5に生じる反りを低減させることができる。その結果、回路基板10における反りの発生を抑制することができる。
なお、上記貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置で測定することができる。具体的には、貯蔵弾性率E'は、樹脂層5に引張り荷重をかけて、周波数1Hz、昇温速度5〜10℃/分、−50℃から300℃の条件で測定した際の、25℃における貯蔵弾性率の値として測定される。
かかる機能を有する樹脂層5は、樹脂材料を主材料として構成された層内にフィラーが分散された構成をなしている。
樹脂材料は、通常、フィラーを樹脂層5内に保持させるバインダーとしての機能を発揮する。そのフィラーは、樹脂材料の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有している。樹脂層5を、かかる構成とすることにより、優れた熱伝導率を備える樹脂層5を得ることができる。
このような樹脂層5は、主として樹脂材料およびフィラーを含有する、樹脂層形成用樹脂組成物を固化または硬化させることにより形成される固化物または硬化物で構成される。すなわち、樹脂層5は、樹脂層形成用樹脂組成物を層状に成形した硬化物または固化物で構成されている。
以下、この樹脂層形成用樹脂組成物について説明する。
樹脂層形成用樹脂組成物(以下、単に「第2の樹脂組成物」という)は、上記の通り、主として樹脂材料およびフィラーを含んで構成されている。
樹脂層形成用樹脂組成物(以下、単に「第2の樹脂組成物」という)は、上記の通り、主として樹脂材料およびフィラーを含んで構成されている。
樹脂材料としては、特に限定されず、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の各種樹脂材料を用いることができる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド(例:ナイロン6、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6−12、ナイロン6−66)、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を混合して用いることができる。
一方、熱硬化性樹脂(第2の熱硬化性樹脂)としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル(不飽和ポリエステル)樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を混合して用いることができる。
これらのなかでも、第2の樹脂組成物に用いる樹脂材料としては、熱硬化性樹脂を用いるのが好ましく、さらに、エポキシ樹脂を用いるのがより好ましい。これにより、優れた耐熱性を有する樹脂層5を得ることができる。また、樹脂層5により配線4を基材8に強固に接合することができる。そのため、得られる電子部品搭載基板50は優れた耐久性、さらには優れた放熱性を発揮することができる。
また、エポキシ樹脂は、芳香環構造および脂環構造(脂環式の炭素環構造)の少なくともいずれか一方を有するエポキシ樹脂(A)を含むことが好ましい。このようなエポキシ樹脂(A)を使用することで、樹脂層5のガラス転移温度を高くすることができる。また、配線4および絶縁部6に対する樹脂層5の密着性を向上させることができる。
さらに、芳香環あるいは脂肪環構造を有するエポキシ樹脂(A)としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂、ビスフェノールP型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェノール基エタン型ノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のアリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、このエポキシ樹脂(A)としては、ナフタレン型エポキシ樹脂であることが好ましい。これにより、樹脂層5のガラス転移温度をより一層高くでき、樹脂層5のボイドの発生を抑制することができる。また、絶縁破壊電圧を向上させることができる。また、樹脂層5により、ノイズ伝播性の抑制が図られる。
なお、ナフタレン型エポキシ樹脂とは、ナフタレン環骨格を有し、かつ、グリシジル基を2つ以上有する樹脂を呼ぶ。
また、エポキシ樹脂中におけるナフタレン型エポキシ樹脂の含有量は、エポキシ樹脂100質量%に対し、好ましくは20質量%以上80質量%以下であり、より好ましくは40質量%以上60質量%以下である。
ナフタレン型エポキシ樹脂としては、例えば、以下の式(5)〜(8)のうちのいずれかの樹脂が挙げられる。
なお、式(6)の化合物としては、以下のいずれか1種以上を使用することが好ましい。
式(8)のナフタレン型エポキシ樹脂は、いわゆるナフチレンエーテル型エポキシ樹脂に分類されるが、この式(8)で表される化合物は、下記式(10)で表される化合物を一例として含む。
さらに、上記式(10)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ樹脂は、具体的には、例えば、下記式(12)〜(16)で表される樹脂を含む。
また、前記樹脂材料の含有量は、第2の樹脂組成物全体(溶剤を除く)の、30体積%以上70体積%以下であるのが好ましく、40体積%以上60体積%以下であるのがより好ましい。これにより、優れた機械的強度を有する樹脂層5を得ることができる。また、配線4および絶縁部6に対する樹脂層5の密着性を向上させることができる。
これに対し、かかる含有量が前記下限値未満であると、樹脂材料の種類によっては、樹脂材料がフィラー同士を結合するバインダーとしての機能を十分に発揮することができず、得られる樹脂層5の機械的強度が低下するおそれがある。また、第2の樹脂組成物の構成材料によっては、第2の樹脂組成物の粘度が高くなりすぎて、第2の樹脂組成物(ワニス)の濾過作業や層状成形(コーティング)が困難となる。また、第2の樹脂組成物のフローが小さくなりすぎて、樹脂層5にボイドが発生するおそれが生じる。
一方、かかる含有量が前記上限値を超えると、樹脂材料の種類によっては、優れた絶縁性を有する樹脂層5を得ることが困難となるおそれがある。
また、樹脂材料がエポキシ樹脂を含む場合、第2の樹脂組成物にはフェノキシ樹脂が含まれていることが好ましい。これにより、樹脂層5の耐屈曲性を向上できるため、フィラーを高充填することによる樹脂層5のハンドリング性の低下を抑制することができる。
また、フェノキシ樹脂を第2の樹脂組成物に含むと、第2の樹脂組成物の粘度上昇により、プレス時の流動性が低減する。また、フェノキシ樹脂は、樹脂層5の厚みの確保、厚みの均一性の向上およびボイド発生の抑制に効果があるため、絶縁信頼性をより一層高めることができる。また、樹脂層5と配線4および絶縁部6との密着性が向上する。これらの相乗効果により、電子部品搭載基板50の絶縁信頼性をより一層高めることができる。また、電子部品搭載基板50における、ノイズ伝播性を的確に抑制または防止することができる。
フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール骨格を有するフェノキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するフェノキシ樹脂、アントラセン骨格を有するフェノキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するフェノキシ樹脂等が挙げられる。また、これらの骨格を複数種有した構造のフェノキシ樹脂を用いることもできる。
これらの中でも、ビスフェノールA骨格型またはビスフェノールF骨格型のフェノキシ樹脂を用いることが好ましい。ビスフェノールA骨格とビスフェノールF骨格とを両方有するフェノキシ樹脂を用いても良い。
フェノキシ樹脂の重量平均分子量は、とくに限定されないが、4.0×104以上8.0×104以下が好ましい。
なお、フェノキシ樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の値である。
フェノキシ樹脂の含有量は、例えば、第2の樹脂組成物の全固形分100質量%に対し、好ましくは1質量%以上15質量%以下、より好ましくは2質量%以上10質量%以下である。
また、かかる第2の樹脂組成物には、前述した樹脂材料の種類(例えば、エポキシ樹脂である場合)等によっては、必要に応じて、硬化剤が含まれる。
硬化剤としては、特に限定されず、例えば、ジシアンジアミド、脂肪族ポリアミド等のアミド系硬化剤や、ジアミノジフェニルメタン、メタンフェニレンジアミン、アンモニア、トリエチルアミン、ジエチルアミン等のアミン系硬化剤や、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、p−キシレン−ノボラック樹脂などのフェノール系硬化剤や、酸無水物類等を挙げることができる。
また、第2の樹脂組成物は、さらに硬化触媒(硬化促進剤)を含んでいてもよい。これにより、第2の樹脂組成物の硬化性を向上させることができる。
硬化触媒としては、例えば、イミダゾール類、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン等アミン系触媒、トリフェニルホスフィン等リン系触媒等が挙げられる。これらの中でもイミダゾール類が好ましい。これにより、特に、第2の樹脂組成物の速硬化性および保存性を両立することができる。
イミダゾール類としては、例えば1−ベンジル−2メチルイミダゾール、1−ベンジル−2フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−ビニル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−ビニル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物等が挙げられる。これらの中でも2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾールまたは2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールが好ましい。これにより、第2の樹脂組成物の保存性を特に向上させることができる。
また、硬化触媒の含有量は、特に限定されないが、樹脂材料100質量部に対して0.01〜30質量部程度であるのが好ましく、特に0.5〜10質量部程度であるのがより好ましい。かかる含有量が前記下限値未満であると、第2の樹脂組成物の硬化性が不十分となる場合がある。一方、かかる含有量が前記上限値を超えると、第2の樹脂組成物の保存性が低下する傾向を示す。
また、硬化触媒の平均粒子径は、特に限定されないが、10μm以下であることが好ましく、特に1〜5μmであることがより好ましい。かかる平均粒子径が前記範囲内であると、特に硬化触媒の反応性に優れる。
また、第2の樹脂組成物は、さらにカップリング剤を含むことが好ましい。これにより、フィラー、絶縁部6および配線4に対する樹脂材料の密着性をより向上させることができる。
かかるカップリング剤としては、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらの中でもシラン系カップリング剤が好ましい。これにより、第2の樹脂組成物の耐熱性をより向上させることができる。
このうち、シラン系カップリング剤としては、例えばビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルファンなどが挙げられる。
カップリング剤の含有量は、特に限定されないが、樹脂材料100質量部に対して0.01〜10質量部程度であるのが好ましく、特に0.5〜10質量部程度であるのがより好ましい。かかる含有量が前記下限値未満であると、前述したような密着性を高める効果が不十分となる場合があり、一方、かかる含有量が前記上限値を超えると、樹脂層5を形成する際にアウトガスやボイドの原因になる場合がある。
また、第2の樹脂組成物中のフィラーは、無機材料で構成される。これにより、フィラーは、樹脂材料の熱伝導率よりも高い熱伝導率を発揮する。したがって、このフィラーが第2の樹脂組成物中に分散していることにより、樹脂層5の熱伝導率を高めることができる。
このようなフィラーは、無機材料で構成されるフィラーの中でも、酸化アルミニウム(アルミナ、Al2O3)および窒化アルミニウムのうちの少なくとも1種で構成される粒状体であるのが好ましく、特に、主として酸化アルミニウムで構成された粒状体であるのが好ましい。これにより、優れた熱伝導性(放熱性)および優れた絶縁性を発揮することができる。また、酸化アルミニウムは、汎用性に優れ、安価に入手できる点から、特に好ましく用いられる。
したがって、以下では、フィラーが、主として酸化アルミニウムで構成された粒状体である場合を一例に説明する。
フィラーの含有率は、第2の樹脂組成物全体(溶剤を除く)の、30体積%以上70体積%以下であるのが好ましく、40体積%以上60体積%以下であるのがより好ましい。かかる範囲のように第2の樹脂組成物におけるフィラーの含有率を高くすることにより、より優れた熱伝導性を有する樹脂層5を得ることができる。
これに対し、かかる含有率が前記下限値未満であると、樹脂層5の絶縁性を確保しつつ、優れた熱伝導性を有する樹脂層5を得ることが難しい。一方、かかる含有率が前記上限値を超えると、第2の樹脂組成物の構成材料によっては、第2の樹脂組成物の粘度が高くなりすぎて、ワニスの濾過作業や層状への成形(コーティング)が困難となる。また、第2の樹脂組成物のフローが小さくなりすぎて、得られる樹脂層5にボイドが発生する場合がある。
なお、第2の樹脂組成物におけるフィラーの含有率を、上記の範囲のように高く設定したとしても、第2の樹脂組成物として、温度25℃、せん断速度1.0rpmの条件での第2の樹脂組成物の粘度をA[Pa・s]とし、温度25℃、せん断速度10.0rpmの条件での第2の樹脂組成物の粘度をB[Pa・s]としたとき、A/B(チキソ比)が1.2以上、3.0以下なる関係を満足する第2の樹脂組成物を用いることにより、回路基板10(金属箔張基板10A)の製造時に、適度な粘度および適度なフロー性を有する第2の樹脂組成物(ワニス)を提供することができる。
また、このフィラーの含水量は、0.10質量%以上0.30質量%以下であるのが好ましく、0.10質量%以上0.25質量%以下であるのがより好ましく、0.12質量%以上0.20質量%以下であるのがさらに好ましい。これにより、フィラーの含有量を多くすれば、第2の樹脂組成物はより適度な粘度およびフロー性を有する。そのため、得られる樹脂層5中にボイドが発生するのを防止しつつ、優れた熱伝導性を有する樹脂層5を形成することができる。すなわち、優れた熱伝導性および絶縁性を有する樹脂層5を形成することができる。
また、酸化アルミニウムは、通常、水酸化アルミニウムを焼成することにより得られる。得られる酸化アルミニウムの粒状体は、複数の一次粒子で構成される。その一次粒子の平均粒径は、その焼成の条件に応じて設定することができる。
また、その焼成後に何ら処理されていない酸化アルミニウムは、一次粒子同士が固着により凝集した凝集体(二次粒子)で構成されている。
そのため、その一次粒子同士の凝集を粉砕により必要に応じて解くことにより、最終的なフィラーが得られる。最終的なフィラーの平均粒径は、その粉砕の条件(例えば時間)に応じて設定することができる。
その粉砕の際、酸化アルミニウムは極めて高い硬度を有する。そのため、一次粒子同士の固着が解かれていくだけで、一次粒子自体は殆ど破壊されない。したがって、一次粒子の平均粒径は粉砕後においてもほぼ維持されることとなる。
したがって、粉砕時間が長くなるに従い、フィラーの平均粒径は、一次粒子の平均粒径に近づくことになる。そして、粉砕時間が所定時間以上となると、フィラーの平均粒径は、一次粒子の平均粒径に等しくなる。すなわち、フィラーは、粉砕時間を短くすると主として二次粒子で構成される。粉砕時間を長くするにしたがって一次粒子の含有量が多くなる。フィラーは、粉砕時間を最終的に所定時間以上とすると、主として一次粒子で構成されることとなる。
また、例えば、前述したように水酸化アルミニウムを焼成することにより得られた酸化アルミニウムの一次粒子は、球形ではなく、鱗片状のような平坦面を有する形状をなしている。そのため、フィラー同士の接触面積を大きくすることができる。その結果、得られる樹脂層5の熱伝導性を高めることができる。
さらに、フィラーは、平均粒子径が異なる3成分(大粒径、中粒径、小粒径)の混合物である。さらに、大粒径成分が球状であり、中粒径成分および小粒径成分が多面体状であることが好ましい。
より具体的には、フィラーは、大粒径酸化アルミニウムと、中粒径酸化アルミニウムと、小粒径酸化アルミニウムとの混合物であることが好ましい。大粒径酸化アルミニウムの平均粒子径が5.0μm以上50μm以下、好ましくは5.0μm以上25μm以下の第1粒径範囲に属し、かつ、円形度が0.80以上1.0以下、好ましくは0.85以上0.95以下である。中粒径酸化アルミニウムの平均粒子径が1.0μm以上5.0μm未満の第2粒径範囲に属し、かつ、円形度が0.50以上0.90以下、好ましくは0.70以上0.80以下である。小粒径酸化アルミニウムの平均粒子径が0.1μm以上1.0μm未満の第3粒径範囲に属し、かつ、円形度が0.50以上0.90以下、好ましくは0.70以上0.80以下ある。
なお、酸化アルミニウム液を1分間超音波処理することにより、水中に酸化アルミニウムを分散させた後、フィラーの粒子径を、レーザー回折式粒度分布測定装置SALD−7000を用いて、測定することができる。
これにより、大粒径成分の隙間に中粒径成分が充填され、さらに中粒径成分の隙間に小粒径成分が充填される。そのため、酸化アルミニウムの充填性が高められ、酸化アルミニウム粒子同士の接触面積をより大きくすることができる。その結果、樹脂層5の熱伝導性をより一層向上できる。さらに、樹脂層5の耐熱性、耐屈曲性、絶縁性をより一層向上できる。
また、このようなフィラーを用いることにより、樹脂層5と配線4および絶縁部6との密着性をより一層向上できる。
これらの相乗効果により、電子部品搭載基板50の絶縁信頼性および放熱信頼性をより一層高めることができる。
なお、第2の樹脂組成物は、上述した成分に加え、レベリング剤、消泡剤等の添加剤が含まれていてもよい。
また、第2の樹脂組成物は、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、トルエン、ジメチルホルムアルデヒド等の溶剤を含む。これにより、第2の樹脂組成物は、樹脂材料等が溶剤に溶解することにより、ワニスの状態となる。
なお、このようなワニス状をなす第2の樹脂組成物は、例えば、必要に応じて樹脂材料と溶剤とを混合してワニス状にした後、さらに、フィラーを混合することで得ることができる。
また、混合に用いる混合機としては、特に限定されないが、例えば、ディスパーザー、複合羽根型撹拌機、ビーズミルおよびホモジナイザー等が挙げられる。
なお、樹脂層5に優れた熱伝導性を付与する必要がない場合には、第2の樹脂組成物に含まれるフィラーとして、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム、二酸化ケイ素(シリカ)、炭化ケイ素、硫酸バリウム、チタン酸バリウムのような熱伝導率の低い材料を用いることができる。さらには、第2の樹脂組成物へのフィラーの添加を省略してもよい。すなわち、樹脂層5は、フィラーを含まず、主として樹脂材料で構成されている。
絶縁部6は、樹脂層5の下面に形成されている。
これにより、基材8の下面側における、絶縁性が確保されるとともに、基材8全体としての強度が確保される。また、この絶縁部6よりも下側に位置する他の部材に対して、半導体装置1(半導体素子)の駆動により生じたノイズが伝播するのを抑制または防止することができる。
これにより、基材8の下面側における、絶縁性が確保されるとともに、基材8全体としての強度が確保される。また、この絶縁部6よりも下側に位置する他の部材に対して、半導体装置1(半導体素子)の駆動により生じたノイズが伝播するのを抑制または防止することができる。
この絶縁部6の厚さ(平均厚さ)t6は、例えば、1mm以上、3mm以下が好ましく、1.5mm以上、2.5mm以下がより好ましい。絶縁部6の厚さをこのような数値範囲に設定することにより、回路基板10の大型化を招くことなく、絶縁部6としての機能を確実に発揮させることができる。
この絶縁部6は、本発明では、熱硬化性樹脂(第1の熱硬化性樹脂)を含有する絶縁部形成用樹脂組成物(以下、単に「第1の樹脂組成物」という)の硬化物で構成される。なお、第1の樹脂組成物は、前述した第2の樹脂組成物と異なっている。
このような硬化物で絶縁部6を構成することで、樹脂層5と絶縁部6との間での熱線膨張係数の差を小さく設定することができる。半導体装置1の半導体素子の駆動時には、半導体装置1自体が発熱し、樹脂層5および絶縁部6が加熱されることとなる。しかし、樹脂層5と絶縁部6との間で反りが生じ、これに起因して、これら同士の間で剥離が生じてしまうのを的確に抑制または防止することができる。
上述したように、本実施形態の回路基板10では、樹脂層5が優れた熱伝導性を発現することが好ましく、絶縁部4が優れた断熱効果を発現することが好ましい。このように、樹脂層5と絶縁部4とが異なる効果を発現する観点から、樹脂層5を形成する第2の樹脂組成物と、絶縁部6を形成する第1の樹脂組成物とが、異なっていることが好ましい。これにより、樹脂層5と絶縁部6との双方の特性をより顕著に発現することができる。すなわち、樹脂層5は、半導体装置1からの熱を効率良く放熱金属板7に伝達することができ、また、絶縁部6は、放熱金属板7から放熱される熱が、半導体装置1以外に配線4に搭載された他の電子部品に伝達するのを的確に抑制または防止することができる。その結果、発熱体搭載基板50の信頼性を向上させることができる。
上述したように、本実施形態の回路基板10では、樹脂層5が優れた熱伝導性を発現することが好ましく、絶縁部4が優れた断熱効果を発現することが好ましい。このように、樹脂層5と絶縁部4とが異なる効果を発現する観点から、樹脂層5を形成する第2の樹脂組成物と、絶縁部6を形成する第1の樹脂組成物とが、異なっていることが好ましい。これにより、樹脂層5と絶縁部6との双方の特性をより顕著に発現することができる。すなわち、樹脂層5は、半導体装置1からの熱を効率良く放熱金属板7に伝達することができ、また、絶縁部6は、放熱金属板7から放熱される熱が、半導体装置1以外に配線4に搭載された他の電子部品に伝達するのを的確に抑制または防止することができる。その結果、発熱体搭載基板50の信頼性を向上させることができる。
以下、この第1の樹脂組成物について説明する。
熱硬化性樹脂(第1の熱硬化性樹脂)は、特に限定されないが、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂のようなトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド(BMI)樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、フェノール樹脂は、良好な流動性を有する。そのため、第1の樹脂組成物の流動性を向上させることができ、均一な厚さの絶縁部6を、樹脂層5に形成することができる。したがって、フェノール樹脂は好ましく用いられる。また、樹脂層5に対する絶縁部6の密着性を向上させることができる。
熱硬化性樹脂(第1の熱硬化性樹脂)は、特に限定されないが、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂のようなトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド(BMI)樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、フェノール樹脂は、良好な流動性を有する。そのため、第1の樹脂組成物の流動性を向上させることができ、均一な厚さの絶縁部6を、樹脂層5に形成することができる。したがって、フェノール樹脂は好ましく用いられる。また、樹脂層5に対する絶縁部6の密着性を向上させることができる。
また、フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、アリールアルキレン型ノボラック樹脂のようなノボラック型フェノール樹脂、ジメチレンエーテル型レゾール樹脂、メチロール型レゾール樹脂等の未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂のようなレゾール型フェノール樹脂等が挙げられる。
また、ノボラック型フェノール樹脂を用いる場合、第1の樹脂組成物には硬化剤が含まれる。通常、この硬化剤としては、ヘキサメチレンテトラミンが使用される。さらに、ヘキサメチレンテトラミンを用いる場合、その含有量は、特に限定されないが、ノボラック型フェノール樹脂100重量部に対して、10重量部以上30重量部以下含有することが好ましく、さらに15重量部以上20重量部以下含有することが好ましい。ヘキサメチレンテトラミンの含有量を上記範囲とすることで、第1の樹脂組成物の硬化物、すなわち絶縁部6の機械的強度および成形収縮量を良好にすることができる。
このようなフェノール樹脂の中でも、レゾール型フェノール樹脂を用いるのが好ましい。ノボラック型フェノール樹脂を主成分として用いた場合、上記の通り、硬化剤として通常ヘキサメチレンテトラミンが使用され、ノボラック型フェノール樹脂の硬化時にアンモニアガス等の腐食性ガスが発生する。そのため、これに起因して、配線4等が腐食するおそれがある。このことから、ノボラック型フェノール樹脂に比較して、レゾール型フェノール樹脂が好ましく用いられる。
また、レゾール型フェノール樹脂とノボラック型フェノール樹脂とを併用するようにすることもできる。これにより、絶縁部6の強度を高めることができるとともに、靭性をも高めることができる。
また、エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールAD型のようなビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型のようなノボラック型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型、臭素化フェノールノボラック型のような臭素化型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でも、比較的分子量の低いビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。これにより、絶縁部6の形成時における作業性や成形性をさらに良好にすることができる。また、絶縁部6の耐熱性の面からフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂が好ましく、特に、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂が好ましい。
トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂を用いる場合、その数平均分子量は、特に限定されないが、500〜2000であることが好ましく、700〜1400であることがさらに好ましい。
また、エポキシ樹脂を用いる場合、第1の樹脂組成物中には、硬化剤が含まれることが好ましい。硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、ジシアミンジアミドのようなアミン化合物、脂環族酸無水物、芳香族酸無水物などの酸無水物、ノボラック型フェノール樹脂のようなポリフェノール化合物や、イミダゾール化合物等が挙げられる。中でも、ノボラック型フェノール樹脂が好ましい。これにより、第1の樹脂組成物の取り扱い、作業性が向上する。また、環境面において、優れた第1の樹脂組成物を得ることができる。
特に、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂を用いる場合には、硬化剤として、ノボラック型フェノール樹脂を用いることが好ましい。これにより、第1の樹脂組成物から得られる硬化物の耐熱性を向上させることができる。なお、硬化剤の添加量は特に限定されないが、エポキシ樹脂に対する理論当量比1.0からの許容幅を±10重量%以内であることが好ましい。
また、第1の樹脂組成物は、上記硬化剤とともに必要に応じて硬化促進剤を含有するものであってもよい。硬化促進剤としては、特に限定されないが、例えば、イミダゾール化合物、三級アミン化合物、有機リン化合物等が挙げられる。硬化促進剤の含有量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部であることが好ましく、3〜8重量部であることがより好ましい。
また、第1の樹脂組成物は、充填材として機能する繊維強化材を含むことが好ましい。これにより、絶縁部6自体で優れた機械的強度と優れた剛性とを発揮することができる。
繊維強化材としては、特に限定されないが、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維(芳香族ポリアミド)、ポリ−p−フェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維、ポリビニルアルコール(PVA)繊維、ポリエチレン(PE)繊維、ポリイミド繊維のようなプラスチック繊維、バサルト繊維のような無機繊維およびステンレス繊維のような金属繊維等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
さらに、これらの繊維強化材には、熱硬化性樹脂との接着性を向上させることを目的に、シランカップリング剤による表面処理が施されていてもよい。シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、アミノシランカップリング剤、エポキシシランカップリング剤、ビニルシランカップリング剤等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの繊維強化材のうち、カーボン繊維またはアラミド繊維を用いることが好ましい。これにより、絶縁部6の機械強度をさらに向上させることができる。特に、カーボン繊維を用いることにより、絶縁部6の高負荷時における耐摩耗性をさらに向上させることができる。なお、絶縁部6のさらなる軽量化を図るという観点からは、繊維強化材は、アラミド繊維等のプラスチック繊維であることが好ましい。さらに、絶縁部6の機械強度を向上させる観点からは、繊維強化材として、ガラス繊維やカーボン繊維等の繊維基材を用いることが好ましい。
硬化物中における繊維強化材の含有量は、硬化物全量に対して、例えば、10体積%以上であり、好ましくは20体積%以上であり、さらに好ましくは25体積%以上である。また、硬化物全量に対する繊維強化材の含有量の上限値は、特に限定されないが、好ましくは80体積%以下とされる。これにより、絶縁部6の機械強さを確実に向上させることができる。
さらに、第1の樹脂組成物は、充填材として、繊維強化材以外の材料を含んでいてもよい。かかる充填材としては、無機充填材および有機充填材のいずれであってもよい。
無機充填材としては、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、シリカ、炭酸カルシウム、炭化ホウ素、クレー、マイカ、タルク、ワラストナイト、ガラスビーズ、ミルドカーボン、グラファイト等から選択される1種以上が用いられる。なお、無機充填材としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、シリカのような金属酸化物が含まれていることが好ましい。これにより、金属酸化物が備える酸化皮膜が不動態化膜としての機能を発揮し、硬化物全体としての耐酸性を向上させることができる。
また、有機充填材としては、ポリビニールブチラール、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、パルプ、木粉等から選択される1種以上が用いられる。なお、アクリロニトリルブタジエンゴムは、部分架橋構造を有するタイプまたはカルボキシ変性構造を有するタイプの何れであっても良い。これらのうち、硬化物の靭性を向上させる効果がさらに高まるという観点からは、アクリロニトリルブタジエンゴムが好ましい。
さらに、第1の樹脂組成物には、難燃剤が含まれることが好ましい。これにより、絶縁部6の難燃性を向上させることができる。
また、難燃剤としては、特に限定されないが、特に、赤燐系難燃剤であることが好ましい。これにより、前記効果をより顕著に発揮させることができる。
この、赤燐系難燃剤としては、例えば、(1)赤燐を熱硬化性樹脂で被覆した難燃剤、(2)赤燐を無機質で被覆した難燃剤等が挙げられる。
なお、通常、赤燐系難燃剤を難燃剤として用いた場合、一般的に、配線においてマイグレーション現象が生じることに起因する絶縁不良が生じることが懸念される。しかしながら、回路基板10では、たとえ第1の樹脂組成物中に赤燐系難燃剤が含まれていたとしても、配線4と絶縁部6との間に樹脂層5が介在するため、マイグレーション現象による絶縁不良の発生を的確に抑制または防止することができる。
なお、第1の樹脂組成物には、以上に説明した成分の他にも、離型剤、硬化助剤、顔料等の添加剤が添加されていてもよい。
また、絶縁部6と樹脂層5との界面付近では、樹脂層5に含まれるフィラーが、絶縁部6側に分散していることが好ましい。これにより、樹脂層5と絶縁部6との界面付近において、あたかも樹脂層5と絶縁部6とが混在した状態となり、樹脂層5と絶縁部6との密着性の向上が図られる。そのため、電子部品搭載基板50は優れた耐久性を発揮することができる。
以上のように、電子部品として半導体装置1を搭載する図1に示す電子部品搭載基板50は、回路基板10に半導体装置1を搭載することにより得ることができ、さらに、回路基板10は、上述した配線4、樹脂層5および絶縁部6に代えて、平板状(シート状)をなす金属箔4Aを、基材8の上面(他方の面)に備える金属箔張基板10Aを用いて得ることができる。この金属箔張基板10Aは、以下に示す、金属箔張基板10Aの製造方法により製造される。
(金属箔張基板の製造方法)
図2、3は、図1の電子部品搭載基板の製造に用いられる金属箔張基板の製造方法を説明するための図である。なお、以下では、説明の便宜上、図2、3中の上側を「上」、下側を「下」とも言う。また、図2、3では、金属箔張基板およびその各部を誇張して模式的に図示しており、金属箔張基板およびその各部の大きさおよびその比率は実際とは大きく異なる。
図2、3は、図1の電子部品搭載基板の製造に用いられる金属箔張基板の製造方法を説明するための図である。なお、以下では、説明の便宜上、図2、3中の上側を「上」、下側を「下」とも言う。また、図2、3では、金属箔張基板およびその各部を誇張して模式的に図示しており、金属箔張基板およびその各部の大きさおよびその比率は実際とは大きく異なる。
[1]
まず、平板状をなす金属箔4Aを用意し、その後、図2(a)に示すように、金属箔4A上に樹脂層形成用層(以下、単に「層」という)5Aを形成する。
まず、平板状をなす金属箔4Aを用意し、その後、図2(a)に示すように、金属箔4A上に樹脂層形成用層(以下、単に「層」という)5Aを形成する。
この層5Aは、前述したワニス状をなす第2の樹脂組成物を金属箔4A上に層状に供給した後、第2の樹脂組成物を乾燥させることにより得られる。そして、この層5Aは、後述する工程[2]および工程[3]を経ることで、硬化または固化することにより樹脂層5となる。
第2の樹脂組成物の金属箔4Aへの供給は、例えば、コンマコーター、ダイコーター、グラビアコーター等を用いて行うことができる。
この第2の樹脂組成物は以下のような粘度挙動を有することが好ましい。
すなわち、その粘度挙動は、初期温度60℃、昇温速度3℃/min、周波数1Hzの条件下、動的粘弾性測定装置で第2の樹脂組成物を溶融状態まで昇温したときに、昇温初期では溶融粘度が減少し、最低溶融粘度に到達した後、溶融粘度が上昇するような挙動である。そのような最低溶融粘度は、1×103Pa・s以上1×105Pa・s以下の範囲内であることが好ましい。
すなわち、その粘度挙動は、初期温度60℃、昇温速度3℃/min、周波数1Hzの条件下、動的粘弾性測定装置で第2の樹脂組成物を溶融状態まで昇温したときに、昇温初期では溶融粘度が減少し、最低溶融粘度に到達した後、溶融粘度が上昇するような挙動である。そのような最低溶融粘度は、1×103Pa・s以上1×105Pa・s以下の範囲内であることが好ましい。
最低溶融粘度が上記下限値以上であると、樹脂材料とフィラーとが分離し、樹脂材料のみが流動してしまうことを抑制でき、工程[2]および工程[3]を経ることにより、より均質な樹脂層5を得ることができる。また、最低溶融粘度が上記上限値以下であると、第2の樹脂組成物の金属箔4Aへの濡れ性を向上でき、樹脂層5と金属箔4Aとの密着性をより一層向上できる。
これらの相乗効果により、金属箔張基板10A(回路基板10)の放熱性および絶縁破壊電圧をより一層向上できる。
また、第2の樹脂組成物は、最低溶融粘度に到達する温度が60℃以上、100℃以下の範囲内であることが好ましく、75℃以上、90℃以下の範囲内であることがより好ましい。
さらに、第2の樹脂組成物は、フロー率が15%以上、60%未満であることが好ましく、25%以上、50%未満であることがより好ましい。
なお、このフロー率は、以下の手順で測定することができる。すなわち、まず、本実施形態の第2の樹脂組成物により形成された樹脂層を有する金属箔を所定のサイズ(50mm×50mm)に裁断する。その後、裁断された金属箔を5〜7枚積層して積層体を得る。次に、積層体の重量(測定前重量)を測定する。次に、内部温度を175℃に保持した熱盤間で5分間積層体をプレスした後、プレスした積層体を冷却する。プレスした積層体から流れ出た樹脂を丁寧に落として、冷却された積層体の重量(測定後重量)を再び測定する。フロー率は次式(I)により求めることができる。
フロー率(%)=(測定前重量−測定後重量)/(測定前重量−金属箔重量) (I)
フロー率(%)=(測定前重量−測定後重量)/(測定前重量−金属箔重量) (I)
第2の樹脂組成物がこのような粘度挙動を有すると、第2の樹脂組成物を加熱硬化して樹脂層5を形成する際に、第2の樹脂組成物中に空気が侵入するのを抑制できる。また、第2の樹脂組成物中に溶けている気体を十分に外部に排出できる。その結果、樹脂層5に気泡が生じてしまうことを抑制でき、金属箔4Aから樹脂層5へ確実に熱を伝えることができる。また、気泡の発生が抑制されることにより、金属箔張基板10A(回路基板10)の絶縁信頼性を高めることができる。また、樹脂層5と金属箔4Aとの密着性を向上できる。
これらの相乗効果により、金属箔張基板10A(回路基板10)の放熱性をより一層向上でき、その結果、金属箔張基板10Aのヒートサイクル特性をより一層向上させることができる。
このような粘度挙動を有する第2の樹脂組成物は、例えば、前述した樹脂材料の種類や量、フィラーの種類や量、また、樹脂材料にフェノキシ樹脂が含まれる場合には、その種類や量を適宜調整することにより得ることできる。特に、エポキシ樹脂として、ナフタレン型エポキシ樹脂等の流動性の良い樹脂を用いることにより、上記のような粘度特性が得られ易くなる。
[2]
次に、層5A上に絶縁部6を形成する。
さらに、この際、層5Aが熱硬化性を有する場合には、層5Aが硬化することにより樹脂層5が形成される。また、層5Aが熱可塑性を有する場合には、層5Aを溶融後、再度、固化することにより樹脂層5が形成される(図2(b)参照。)。
次に、層5A上に絶縁部6を形成する。
さらに、この際、層5Aが熱硬化性を有する場合には、層5Aが硬化することにより樹脂層5が形成される。また、層5Aが熱可塑性を有する場合には、層5Aを溶融後、再度、固化することにより樹脂層5が形成される(図2(b)参照。)。
絶縁部6を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、第1の樹脂組成物を溶融させた状態で、層5Aの上面を覆うように層5Aの上面側に第1の樹脂組成物を供給した後、この溶融状態の第1の樹脂組成物を成形する方法が挙げられる。かかる方法によれば、層5Aの上面に対して、均一な厚さの絶縁部6を形成することができる。
以下、かかる方法により、絶縁部6を形成する場合について詳述する。
なお、第1の樹脂組成物としては、顆粒状(ペレット状)、シート状、短冊状、または、タブレット状の何れであっても良い。以下では、タブレット状をなす第1の樹脂組成物を用いる場合を一例に説明する。
なお、第1の樹脂組成物としては、顆粒状(ペレット状)、シート状、短冊状、または、タブレット状の何れであっても良い。以下では、タブレット状をなす第1の樹脂組成物を用いる場合を一例に説明する。
[2−1]まず、図3に示すように、成形金型100が備える上型110と下型120とを重ね合わせることにより形成されるキャビティ(収納空間)121に、層5Aが形成された金属箔4Aを、層5Aが上側になるようにして、収納した後、上型110と下型120との型締めを行う。
そして、タブレット状をなす第1の樹脂組成物130を、上型110が備えるポット111内に収納する。
[2−2]次に、成形金型100を加熱して、ポット111内の第1の樹脂組成物130を加熱溶融しつつ、プランジャー112をポット111内に挿入する。これにより、第1の樹脂組成物130を加圧する。
これにより、溶融状態とされた第1の樹脂組成物130が供給路113を介して、キャビティ121内に移送される。
[2−3]次に、プランジャー112をポット111内に挿入することにより、キャビティ121内に収納された金属箔4Aを加熱および加圧した状態で、溶融した第1の樹脂組成物130が層5A上を覆うようにキャビティ121内に充填される。
そして、溶融した第1の樹脂組成物130を硬化させることにより絶縁部6を形成する。これにより、層5A上に、均一な厚さを有する絶縁部6を形成することができる。
また、層5Aが熱硬化性を有する場合には、この加熱および加圧により、層5Aが硬化することにより樹脂層5が形成される。層5Aが熱可塑性を有する場合には、層5Aが溶融した後、層5Aを冷却して再度固化することにより樹脂層5が形成される。
かかる工程における加熱および加圧の条件は、特に限定されないが、例えば、以下のように設定される。
すなわち、加熱温度は、好ましくは80〜200℃程度、より好ましくは170〜190℃程度に設定される。
また、加圧する圧力は、好ましくは2〜10MPa程度、より好ましくは3〜7MPa程度に設定される。
さらに、加熱および加圧する時間は、1〜60分程度であるのが好ましく、3〜15分程度であるのがより好ましい。
温度、圧力および時間をかかる条件に設定することにより、樹脂層5と絶縁部6との界面付近において、樹脂層5に含まれるフィラーが絶縁部6側に分散して樹脂層5と絶縁部6とが混在した状態で、樹脂層5と絶縁部6とが形成される。そのため、樹脂層5と絶縁部6との密着性を向上させることができる。
また、第1の樹脂組成物130の溶融粘度は、175℃において、10〜3000Pa・s程度であるのが好ましく、30〜2000Pa・s程度であるのがより好ましい。これにより、樹脂層5上に絶縁部6をより均一な厚さで形成することができる。
なお、175℃における溶融粘度は、例えば、島津製作所製の熱流動評価装置(フローテスタ)により測定することができる。
また、プランジャー112をポット111内に挿入することにより生じる圧力により、金属箔4Aは、下型120が備えるキャビティ121の底面に押し付けられるのが好ましい。これにより、溶融した第1の樹脂組成物130の金属箔4Aの下面に対する回り込みが防止される。その結果、金属箔4Aの下面における絶縁部6の形成が的確に防止される。よって、金属箔4Aをパターニングすることにより得られる配線4が絶縁部6により覆われることを防止できる。それによって、半導体装置1を含む電子部品と配線4との電気的な接続が阻害されるのを防止することができる。
以上のような工程を経ることで金属箔張基板10Aを製造することができ、前述したようなプリプレグを用いた金属箔張基板とは異なり、真空ラミネート装置や熱風乾燥装置のような大掛かりな装置を必要とせず、時間と手間を要することなく、金属箔張基板10Aが製造される。
また、この金属箔張基板10Aが備える金属箔4Aをパターニングして、半導体装置1が備える接続端子12に電気的に接続する端子を有する配線4を形成する。これにより、基材8上に配線4が形成された回路基板10が製造される。なお、金属箔4Aをパターニングする方法としては、特に限定されないが、例えば、次のような方法が挙げられる。形成すべき配線4のパターン(形状)に対応するレジスト層を金属箔4A上に形成する。その後、このレジスト層をマスクとして用いて、ウエットエッチング法またはドライエッチング法により、レジスト層の開口部から露出する金属箔4Aをエッチングする。
なお、本実施形態では、前記工程[2−1]〜[2−3]を経ることにより、1つの金属箔張基板10Aを得る場合について説明した。しかし、本発明は、かかる場合に限定されず、例えば、前記工程[2−1]〜[2−3]を経て得られた1つの金属箔張基板10Aを、その厚さ方向に裁断(切断)することで、複数の金属箔張基板10Aを得るようにしてもよい。なお、この裁断は、(I)前記工程[2−3]の後、(II)金属箔4Aをパターニングして複数の配線4を基材8上に形成した後、または、(III)複数の配線4にそれぞれ対応して複数の半導体装置1を回路基板10上に搭載した後の何れの段階で実行されても良い。この裁断は、前記(III)の段階で実行されることが好ましい。これにより、複数の電子部品搭載基板50を一括して製造することができる。金属箔張基板を、前述したようなプリプレグを用いて得る場合には、大量生産には適するが、その金属箔張基板がラミネート法を用いて製造されるため、個別生産には適さなかった。しかし、金属箔張基板10Aの構成とすることで、前記のように、本発明の金属箔張基板の製造は、個別生産さらには、大量生産にも適用することができる。
かかる構成の電子部品搭載基板50は、各種電子機器が備える基板(一部品)として搭載される。
<第2実施形態>
次に、本発明の電子部品搭載基板の第2実施形態について説明する。
次に、本発明の電子部品搭載基板の第2実施形態について説明する。
図4は、本発明の電子部品搭載基板の第2実施形態を示す縦断面図である。
以下、第2実施形態の電子部品搭載基板51について、前記第1実施形態の電子部品搭載基板50との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図4に示す電子部品搭載基板51は、第1実施形態の回路基板10の構成と異なる構成の回路基板10’の上面および下面の双方に、それぞれ、半導体装置1が搭載されていること以外は、図1に示す電子部品搭載基板50と同様である。
すなわち、第2実施形態の電子部品搭載基板51において、回路基板10’は、樹脂層5と、樹脂層5をその下面で覆う絶縁部6と、この絶縁部6をその下面で覆う樹脂層5とを備える基材8’と、この基材8’の上面および下面にそれぞれ設けられた配線4とを備えている。そして、2つの半導体装置1は、それぞれ、接続端子12において配線4と電気的に接続された状態で、基材8’が有する配線4に搭載されている。
このような第2実施形態の電子部品搭載基板51によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
なお、かかる構成の電子部品搭載基板51は、次のように得られる。まず、基材8’の上面および下面の双方にそれぞれ金属箔4Aが設けられた金属箔張基板(本発明の金属箔張基板)を用意する。次に、これら双方の金属箔4Aをパターニングして配線4を得る。その後、配線4に半導体装置1を搭載する。
<第3実施形態>
次に、本発明の電子部品搭載基板の第3実施形態について説明する。
次に、本発明の電子部品搭載基板の第3実施形態について説明する。
図5は、本発明の電子部品搭載基板の第3実施形態を示す縦断面図である。
以下、第3実施形態の電子部品搭載基板52について、前記第1実施形態の電子部品搭載基板50との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図5に示す電子部品搭載基板52は、第1実施形態の回路基板10の構成と異なる構成の回路基板10”の上面に、第1実施形態の半導体装置1の構成と異なる構成の半導体装置1’が搭載されていること以外は、図1に示す電子部品搭載基板50と同様である。
すなわち、第3実施形態の電子部品搭載基板52において、回路基板10”は、基材8’と、半導体装置1’を搭載する位置に対応する位置に開口部を備える配線4’とを備えている。そして、半導体装置1’は、半導体素子17と、半導体素子17と配線4’とを電気的に接続するボンディングワイヤー18と、半導体素子17およびボンディングワイヤー18を封止するモールド部19とを有している。半導体素子17は、配線4’の開口部において樹脂層5上に接合される。さらに、半導体素子17が備える端子と配線4’が備える端子とがボンディングワイヤー18を介して電気的に接続される。この状態で、これらは、配線4’の開口部を包含するように、配線4’の上面側でモールド部19により封止されている。
このような第3実施形態の電子部品搭載基板52によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
なお、図5では、配線4’の開口部において絶縁部6上に樹脂層5が設けられている。しかし、樹脂層5は、これに限定されず、配線4’の開口部において、省略されていてもよい。この場合、半導体素子17は、絶縁部6上に接合されていてもよい。
以上、本発明の金属箔張基板、回路基板および電子部品搭載基板を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明の金属箔張基板、回路基板および発熱体搭載基板を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成と置換することができる。また、本発明の金属箔張基板、回路基板および電子部品搭載基板に任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明では、前記第1〜第3実施形態で示した任意の2以上の構成を組み合わせるようにしてもよい。
さらに、本発明の電子部品搭載基板は、前述した実施形態に限定されない。すなわち、本発明は、電子部品として半導体装置を回路基板に搭載する電子部品搭載基板に限定されない。本発明は、電子部品としてのサーミスタのような抵抗、コンデンサー、ダイオードパワーMOSFET、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)のようなパワートランジスタ、リアクトル、LED(発光ダイオード)、LD(レーザダイオード)、有機EL素子のような発光素子およびモータ等を回路基板に搭載する電子部品搭載基板に適用できる。
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
1. 試験片(金属箔張基板)の製造
以下のようにして試験片を製造した。
以下のようにして試験片を製造した。
(実施例1A)
1.1 第2の樹脂組成物(ワニス)の調製
[1]まず、ビスフェノールF/ビスフェノールAフェノキシ樹脂(三菱化学製、4275、重量平均分子量6.0×104、ビスフェノールF骨格とビスフェノールA骨格の比率=75:25)40.0質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC製、850S、エポキシ当量190)55.0質量部、2−フェニルイミダゾール(四国化成製2PZ)3.0質量部、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン製KBM−403)2.0質量部を秤量した。これらをシクロヘキサノン400質量部に溶解し、混合させて混合液を得た。高速撹拌装置を用いて混合液を撹拌することで、樹脂材料を含むワニスを得た。
1.1 第2の樹脂組成物(ワニス)の調製
[1]まず、ビスフェノールF/ビスフェノールAフェノキシ樹脂(三菱化学製、4275、重量平均分子量6.0×104、ビスフェノールF骨格とビスフェノールA骨格の比率=75:25)40.0質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC製、850S、エポキシ当量190)55.0質量部、2−フェニルイミダゾール(四国化成製2PZ)3.0質量部、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン製KBM−403)2.0質量部を秤量した。これらをシクロヘキサノン400質量部に溶解し、混合させて混合液を得た。高速撹拌装置を用いて混合液を撹拌することで、樹脂材料を含むワニスを得た。
[2]次に、アルミナ(日本軽金属製、平均粒径A3.2μm、一次粒径B3.6μm、平均粒径A/一次粒径B=0.9の市販品(Lot No. Z401))800gを秤量した。次に、純水1300mLが収納されたプラスチック製容器内にアルミナを投入してアルミナ溶液を得た。その後、直径50mmの羽根を備えるディスパーザー(特殊機化工業社製、「R94077」)を用いて、回転数5000rpm×攪拌時間15分間の条件で、アルミナ溶液を撹拌した。これにより、アルミナを水洗した。
その後、アルミナ溶液を15分間静置し、上澄み液を得た。次に、50mlの上澄み液をスポイトで採取し、ろ過してろ過液を得た。その後、ろ過液のpHを測定した。そのpH値が7.0となるまで、上澄み液をデカンテーションで除去した。その後に、前記アルミナの水洗を複数回行なった。
[3]次に、上述したように水洗が施されたアルミナを、20分間放置した。その後に、上澄み液をデカンテーションで除去した。その後、そのプラスチック製容器にアセトン1000mLを投入して、アルミナとアセトンとの混合液を得た。その後、前記ディスパーザーを用いて、回転数800rpm×攪拌時間5分間の条件でアルミナとアセトンとの混合液を撹拌した。
そして、アルミナとアセトンとの混合液を12時間放置し、上澄み液を得た。その後に、上澄み液を除去した。
そして、アルミナとアセトンとの混合液を12時間放置し、上澄み液を得た。その後に、上澄み液を除去した。
[4]次に、上澄み液が除去された後のアルミナをステンレスバットに映した。全排気型箱型乾燥機(タバイ社製、「PHH−200」)を用いて、乾燥温度40℃×乾燥時間1時間の条件でアルミナを乾燥することで、洗浄アルミナ(フィラー)を得た。
その後、この洗浄アルミナを、200℃×24時間の条件で乾燥させた後、85℃×85%RHの条件で放置した。こうして、洗浄アルミナの含水率を0.18質量%とした。
なお、このアルミナの含水量は、示差熱天秤装置(TG-DTA)を用いて測定した25℃と500℃における質量の差により計算された。
[5]次に、前記工程[1]で予め用意した樹脂材料を含むワニスに、洗浄アルミナ(505.0質量部)を、ディスパーザー(特殊機化工業社製、「R94077」)を用いて、回転数1000rpm×攪拌時間120分間の条件で混合した。これにより、アルミナの樹脂固形分比83.5重量%(60.0体積%)の第2の樹脂組成物を得た。
1.2 金属箔上への樹脂層形成用層の成膜
幅260mm、厚さ35μmのロール状銅箔(日本電解製、YGP−35)の粗化面に、上記1.1で得られた第2の樹脂組成物をコンマコーターにて塗布した。次に、100℃で3分、150℃で3分の条件で第2の樹脂組成物を加熱乾燥することで、銅箔上に厚さ100μmの樹脂層形成用層(層)を形成した。これにより、積層体を得た。
幅260mm、厚さ35μmのロール状銅箔(日本電解製、YGP−35)の粗化面に、上記1.1で得られた第2の樹脂組成物をコンマコーターにて塗布した。次に、100℃で3分、150℃で3分の条件で第2の樹脂組成物を加熱乾燥することで、銅箔上に厚さ100μmの樹脂層形成用層(層)を形成した。これにより、積層体を得た。
なお、かかる条件で第2の樹脂組成物を乾燥させることにより、層は、半硬化の状態となっている。積層体を縦65mm×横100mmにカットして金属箔とした。
1.3 タブレット状をなす第1の樹脂組成物の調製
ジメチレンエーテル型レゾール樹脂(住友ベークライト製R−25)30部、メチロール型レゾール樹脂(住友ベークライト製 PR−51723)7部、ノボラック型樹脂(住友ベークライト製 A−1084)4部、水酸化アルミニウム15部、ガラス繊維(日東紡績製)10部、焼成クレー12部、有機質充填材、硬化促進剤、離型剤、顔料他22部を配合して混合物を得た。次に、加熱ロールにより混合物を混練して混練物を得、混練物を冷却した。その後、混練物を粉砕して得られた粉砕物をタブレット化することにより、タブレット状をなす第1の樹脂組成物を得た。
ジメチレンエーテル型レゾール樹脂(住友ベークライト製R−25)30部、メチロール型レゾール樹脂(住友ベークライト製 PR−51723)7部、ノボラック型樹脂(住友ベークライト製 A−1084)4部、水酸化アルミニウム15部、ガラス繊維(日東紡績製)10部、焼成クレー12部、有機質充填材、硬化促進剤、離型剤、顔料他22部を配合して混合物を得た。次に、加熱ロールにより混合物を混練して混練物を得、混練物を冷却した。その後、混練物を粉砕して得られた粉砕物をタブレット化することにより、タブレット状をなす第1の樹脂組成物を得た。
なお、レゾール型フェノール樹脂としては、以下のようにして得られたジメチレンエーテル型のレゾール型フェノール樹脂(固形)を主成分として用いた。まず、還流コンデンサー撹拌機、加熱装置、真空脱水装置を備えた反応釜内に、フェノール(P)とホルムアルデヒド(F)とをモル比(F/P)=1.7で仕込んだ。この反応釜に酢酸亜鉛をフェノール100重量部に対して0.5重量部添加して混合物を得た。次に、この混合物のpHを5.5に調整し、還流反応を3時間行った。その後、真空度100Torr、温度100℃で2時間水蒸気蒸留を行って未反応フェノールを除去した。さらに、真空度100Torr、温度115℃で1時間反応させることによりジメチレンエーテル型のレゾール型フェノール樹脂を得た。このジメチレンエーテル型のレゾール型フェノール樹脂の数平均分子量は、800であった。
1.4 樹脂層上への絶縁部の形成
まず、成形金型100が備えるキャビティ121に、層が形成された金属箔を、層が上側になるように収納した。その後、ポット111内にタブレット状をなす第1の樹脂組成物を収納した。
まず、成形金型100が備えるキャビティ121に、層が形成された金属箔を、層が上側になるように収納した。その後、ポット111内にタブレット状をなす第1の樹脂組成物を収納した。
次に、ポット111内の第1の樹脂組成物を加熱溶融しつつ、プランジャー112をポット111内に挿入した。これにより、第1の樹脂組成物が加熱および加圧された状態で、溶融した第1の樹脂組成物が層を覆うようにキャビティ内に充填した。これにより、層上に溶融した第1の樹脂組成物を供給した。
そして、溶融した第1の樹脂組成物と、層とを硬化させることにより、金属箔に、樹脂層と絶縁部とがこの順で積層された実施例1Aの試験片を得た(図6参照。)。
なお、第1の樹脂組成物および層を硬化させる際の条件は、以下のように設定した。
・加熱温度 : 175℃
・加圧時の圧力 : 5.0MPa
・加熱/加圧時間: 3分
・加圧時の圧力 : 5.0MPa
・加熱/加圧時間: 3分
(実施例2A〜7A)
前記1.2において成膜する層の硬化の状態、前記1.4において絶縁部を形成する際の条件を表1に示すように変更したこと以外は、前記実施例1Aと同様にして、実施例2A〜7Aの試験片を得た。
前記1.2において成膜する層の硬化の状態、前記1.4において絶縁部を形成する際の条件を表1に示すように変更したこと以外は、前記実施例1Aと同様にして、実施例2A〜7Aの試験片を得た。
2.試験片の評価
各実施例の試験片について、それぞれ、その厚さ方向に沿って切断した。その後、得られた切断面の樹脂層と絶縁部との界面付近を、電子顕微鏡を用いて観察した。
各実施例の試験片について、それぞれ、その厚さ方向に沿って切断した。その後、得られた切断面の樹脂層と絶縁部との界面付近を、電子顕微鏡を用いて観察した。
この電子顕微鏡による観察により得られた、各実施例の試験片における前記界面付近の電子顕微鏡写真を図7〜13に示す。
図7〜13に示す電子顕微鏡写真から明らかなように、各実施例では、樹脂層と絶縁部との界面において、空隙が形成されることなく、樹脂層と絶縁部とが優れた密着性をもって接合されていた。
特に、層を半硬化状態とした実施例1〜5では、樹脂層5に含まれるフィラーが絶縁部6側に分散しており、樹脂層と絶縁部とがより優れた密着性をもって接合される結果となった。
なお、加圧時の圧力を2.5MPaとした実施例2、4、7では、樹脂層5中に若干のボイドの発生が認められた。
また、実施例1Aについて、前記切断面における絶縁部の厚さを、ピッチ1mmの間隔で20箇所測定したところ、その平均厚さは、85±10μmとなっていた。この測定結果から、形成された絶縁部は、均一な膜厚を有していることが分かった。
本発明の金属箔張基板の構成とすることで、搭載すべき電子部品の駆動により生じるノイズの伝播を抑制し得る回路基板を大掛かりな装置を必要とせず、時間と手間を要することなく製造することができる。
そのため、本発明の回路基板に電子部品を搭載して電子部品搭載基板を得ることで、電子部品搭載基板において、電子部品の駆動により生じるノイズの伝播を、回路基板により、的確に抑制または防止することができる。したがって、本発明は、産業上の利用可能性を有する。
そのため、本発明の回路基板に電子部品を搭載して電子部品搭載基板を得ることで、電子部品搭載基板において、電子部品の駆動により生じるノイズの伝播を、回路基板により、的確に抑制または防止することができる。したがって、本発明は、産業上の利用可能性を有する。
Claims (9)
- 電子部品を電気的に接続して搭載する回路基板を形成するために用いられる金属箔張基板であって、
平板状をなす金属箔と、前記金属箔の一方の面に形成された樹脂層と、前記樹脂層の前記金属箔と反対の面に形成された絶縁部とを備え、
前記絶縁部は、第1の熱硬化性樹脂を含有する第1の樹脂組成物の硬化物で構成され、
前記樹脂層は、樹脂材料を含有し、前記第1の樹脂組成物と異なる第2の樹脂組成物の硬化物または固化物で構成されることを特徴とする金属箔張基板。 - 前記樹脂材料は、前記第1の熱硬化性樹脂と異なる第2の熱硬化性樹脂であり、
前記樹脂層は、前記第2の熱硬化性樹脂の硬化物で構成されている請求項1に記載の金属箔張基板。 - 前記第2の熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である請求項2に記載の金属箔張基板。
- 前記第2の樹脂組成物は、さらにフィラーを含有する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の金属箔張基板。
- 前記フィラーは、主として酸化アルミニウムで構成された粒子を含んでいる請求項4に記載の金属箔張基板。
- 前記フィラーは、前記樹脂層の前記絶縁部側に分散している請求項4または5に記載の金属箔張基板。
- 前記第1の熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂である請求項1ないし6のいずれか1項に記載の金属箔張基板。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の金属箔張基板を用いて形成された回路基板であって、
前記金属箔をパターニングすることで形成された、前記電子部品を電気的に接続する端子を備える回路を有することを特徴とする回路基板。 - 請求項8に記載の回路基板と、前記端子に電気的に接続して、前記回路基板に搭載された前記電子部品とを備えることを特徴とする電子部品搭載基板。
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