JPWO2016063695A1 - Metal foil-clad board, circuit board, and heating element mounting board - Google Patents
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Abstract
本発明の金属箔張基板は、発熱体を搭載する回路基板を形成するために用いられる。本発明の金属箔張基板は、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絶縁性を有する樹脂層と、前記樹脂層の平面視で、前記樹脂層の前記金属箔と反対の面の前記発熱体が搭載される領域を包含する第1の領域に対応して形成された、前記発熱体が発した熱を放熱する放熱金属板と、前記樹脂層の前記金属箔と反対の面の前記第1の領域を除く第2の領域の少なくとも一部に対応して形成された絶縁部とを備えている。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ている。また、前記放熱金属板は、前記絶縁部との接合面から突出する少なくとも1つの突起を有している。The metal foil-clad substrate of the present invention is used to form a circuit board on which a heating element is mounted. The metal foil-clad substrate of the present invention includes a flat metal foil, an insulating resin layer formed on one surface of the metal foil, and the metal of the resin layer in a plan view of the resin layer. A heat-dissipating metal plate for dissipating heat generated by the heating element, corresponding to a first area including an area where the heating element is mounted on the surface opposite to the foil; and the metal of the resin layer And an insulating portion formed corresponding to at least a part of the second region excluding the first region on the surface opposite to the foil. The insulating part is composed of a cured product of a first resin composition containing a first thermosetting resin, and the resin layer contains a resin material and is different from the first resin composition. It is comprised by the hardened | cured material or solidified material of this resin composition. Moreover, the said heat radiating metal plate has at least 1 protrusion which protrudes from a joint surface with the said insulation part.
Description
本発明は、金属箔張基板、回路基板および発熱体搭載基板に関する。 The present invention relates to a metal foil-clad substrate, a circuit substrate, and a heating element mounting substrate.
近年、電気エネルギーの有効活用等の観点から、SiC(炭化ケイ素)やGaN(窒化ガリウム)を用いた素子を搭載するSiC/GaNパワー半導体装置が注目されている(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, SiC / GaN power semiconductor devices equipped with elements using SiC (silicon carbide) or GaN (gallium nitride) have attracted attention from the viewpoint of effective use of electrical energy (for example, see Patent Document 1). .
これらの素子は、従来のSiを用いた素子に比べて、電力損失を大幅に低減できるばかりでなく、より高い電圧や大電流、300℃に達する高温下であっても動作することが可能である。そのため、SiC/GaNパワー半導体装置は、従来のSiパワー半導体装置では適用が難しかった用途への展開が期待されている。 These devices can not only significantly reduce power loss compared to conventional Si-based devices, but can also operate at higher voltages, higher currents, and temperatures as high as 300 ° C. is there. For this reason, SiC / GaN power semiconductor devices are expected to be used for applications that are difficult to apply to conventional Si power semiconductor devices.
このように、SiC/GaNを用いた素子(半導体素子)自体が前述のような過酷な状況下で動作可能となる。そのため、この素子を備える半導体装置を搭載する回路基板については、発熱体である半導体素子の駆動により発する熱が、半導体素子自体に対して、さらには、回路基板上に搭載される他の部材に対して、悪影響を及ぼすのを防止することを目的に、回路基板を介して効率よく放熱することが求められる。 In this way, the element (semiconductor element) using SiC / GaN itself can operate under the severe conditions as described above. Therefore, for a circuit board on which a semiconductor device including this element is mounted, heat generated by driving a semiconductor element that is a heating element is applied to the semiconductor element itself and further to other members mounted on the circuit board. On the other hand, it is required to efficiently dissipate heat through the circuit board in order to prevent adverse effects.
なお、このような要求は、半導体装置に限らず、例えば、発光ダイオード等の発光素子のような他の発熱体が搭載された回路基板についても同様にある。 Such a requirement is not limited to the semiconductor device, and the same applies to, for example, a circuit board on which another heating element such as a light emitting element such as a light emitting diode is mounted.
本発明の目的は、搭載すべき発熱体から発せられた熱を効率よく放熱することができる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、本発明の別の目的は、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、かかる回路基板に発熱体が搭載された発熱体搭載基板を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a metal foil-clad substrate that can manufacture a circuit board that can efficiently dissipate heat generated from a heating element to be mounted. Another object of the present invention is to provide a circuit board manufactured using such a metal foil-clad substrate and a heating element mounting board in which a heating element is mounted on the circuit board.
このような目的は、下記(1)〜(12)に記載の本発明により達成される。
(1) 熱を発する発熱体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絶縁性を有する樹脂層と、
前記樹脂層の平面視で、前記樹脂層の前記金属箔と反対の面の前記発熱体が搭載される領域を包含する第1の領域に対応して形成された、前記発熱体が発した熱を放熱する放熱金属板と、
前記樹脂層の前記金属箔と反対の面の前記第1の領域を除く第2の領域の少なくとも一部に対応して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、
前記放熱金属板は、前記絶縁部との接合面から突出する少なくとも1つの突起を有することを特徴とする金属箔張基板。Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (12).
(1) A metal foil-clad substrate used for forming a circuit board to be mounted by electrically connecting a heating element that generates heat,
A flat metal foil,
An insulating resin layer formed on one surface of the metal foil;
Heat generated by the heating element formed corresponding to a first region including a region where the heating element is mounted on the surface of the resin layer opposite to the metal foil in a plan view of the resin layer. A heat dissipating metal plate to dissipate heat,
An insulating portion formed corresponding to at least a part of the second region excluding the first region on the surface of the resin layer opposite to the metal foil;
The insulating part is composed of a cured product of a first resin composition containing a first thermosetting resin,
The resin layer contains a resin material, and is composed of a cured or solidified product of a second resin composition different from the first resin composition,
The metal foil-clad substrate, wherein the heat radiating metal plate has at least one protrusion protruding from a joint surface with the insulating portion.
(2) 前記少なくとも1つの突起は、前記放熱金属板の厚さ方向の途中で突出する突起を含む上記(1)に記載の金属箔張基板。 (2) The metal foil-clad substrate according to (1), wherein the at least one protrusion includes a protrusion protruding in the middle of the heat dissipation metal plate in the thickness direction.
(3) 前記少なくとも1つの突起は、前記放熱金属板の前記樹脂層側で突出する突起を含む上記(1)または(2)に記載の金属箔張基板。 (3) The metal foil-clad substrate according to (1) or (2), wherein the at least one protrusion includes a protrusion protruding on the resin layer side of the heat radiating metal plate.
(4) 前記少なくとも1つの突起は、前記放熱金属板の前記樹脂層と反対側で突出する突起を含む上記(1)ないし(3)に記載の金属箔張基板。 (4) The metal foil-clad substrate according to (1) to (3), wherein the at least one protrusion includes a protrusion that protrudes on the side opposite to the resin layer of the heat radiating metal plate.
(5) 前記少なくとも1つの突起は、前記放熱金属板の前記厚さ方向に直交する方向の途中で突出する突起を含む上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の金属箔張基板。 (5) The metal foil-clad substrate according to any one of (1) to (4), wherein the at least one protrusion includes a protrusion protruding in the middle of the direction perpendicular to the thickness direction of the heat dissipation metal plate.
(6) 前記少なくとも1つの突起は、前記放熱金属板の厚さ方向に対して傾斜して突出する突起を含む上記(5)に記載の金属箔張基板。 (6) The metal foil-clad substrate according to (5), wherein the at least one protrusion includes a protrusion that protrudes inclined with respect to a thickness direction of the heat dissipation metal plate.
(7) 前記樹脂材料は、第2の熱硬化性樹脂である上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の金属箔張基板。 (7) The metal foil-clad substrate according to any one of (1) to (6), wherein the resin material is a second thermosetting resin.
(8) 前記第2の熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である上記(7)に記載の金属箔張基板。 (8) The metal foil-clad substrate according to (7), wherein the second thermosetting resin is an epoxy resin.
(9) 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(8)のいずれかに記載の金属箔張基板。 (9) The metal foil-clad substrate according to any one of (1) to (8), wherein the first thermosetting resin is a phenol resin.
(10) 前記絶縁部の前記樹脂層と反対の面と、前記放熱金属板の前記樹脂層と反対の面とにより、平坦面が構成される上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の金属箔張基板。 (10) In any one of the above (1) to (9), a flat surface is configured by a surface opposite to the resin layer of the insulating portion and a surface opposite to the resin layer of the heat radiating metal plate. Metal foil-clad board.
(11) 上記(1)ないし(10)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、前記発熱体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。(11) A circuit board formed using the metal foil-clad substrate according to any one of (1) to (10) above,
A circuit board comprising a circuit provided with a terminal for electrically connecting the heating element formed by patterning the metal foil.
(12) 上記(11)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発熱体とを備えることを特徴とする発熱体搭載基板。 (12) A heating element mounting board comprising the circuit board according to (11) and the heating element electrically connected to the terminal and mounted on the circuit board.
本発明の金属箔張基板の構成とすることで、搭載すべき発熱体から発せられた熱を効率よく放熱し得る回路基板を製造することができる。 With the configuration of the metal foil-clad substrate of the present invention, it is possible to manufacture a circuit board that can efficiently dissipate heat generated from a heating element to be mounted.
そのため、本発明の回路基板に発熱体を搭載して発熱体搭載基板を得ることで、発熱体搭載基板において、発熱体から発せられた熱を、回路基板を介して効率よく放熱することができる。 Therefore, by mounting a heating element on the circuit board of the present invention to obtain a heating element mounting board, heat generated from the heating element can be efficiently radiated through the circuit board in the heating element mounting board. .
以下、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。 Hereinafter, a metal foil-clad substrate, a circuit board, and a heating element mounting substrate according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
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、本発明の発熱体搭載基板について説明する。 First, prior to describing the metal foil-clad substrate and circuit board of the present invention, the heating element mounting substrate of the present invention will be described.
なお、以下では、本発明の発熱体搭載基板として、発熱体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。 In the following, a case where a semiconductor device including a semiconductor element as a heating element is mounted on a circuit board will be described as an example of the heating element mounting substrate of the present invention.
<発熱体搭載基板>
<<第1実施形態>>
図1は、本発明の発熱体搭載基板の第1実施形態を示す縦断面図、図2は、図1中の矢印A方向から見た図(平面図)、図3は、図1に示す発熱体搭載基板が備える放熱金属板が有する表面層における縦断面の模式図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1、3中の上側、図2中の紙面手前側を「上」、図1中の下側、図2中の紙面奥側を「下」とも言う。また、各図では、発熱体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、発熱体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。<Heat generating board>
<< First Embodiment >>
1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a heating element mounting substrate of the present invention, FIG. 2 is a view (plan view) seen from the direction of arrow A in FIG. 1, and FIG. 3 is shown in FIG. It is a schematic diagram of the longitudinal cross-section in the surface layer which the heat radiating metal plate with which a heat generating body mounting board | substrate has. In the following, for convenience of explanation, the upper side in FIGS. 1 and 3, the front side in FIG. 2 is also referred to as “up”, the lower side in FIG. 1, and the back side in FIG. In each figure, the heating element mounting substrate and its respective parts are schematically shown exaggeratedly, and the size and ratio of the heating element mounting board and its respective parts are greatly different from the actual ones.
図1、2に示す発熱体搭載基板50は、駆動により熱を発する発熱体である半導体装置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、2では、その記載を省略している。
A heating
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。
The
半導体素子は、本実施形態では、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、その駆動により発熱する。 In the present embodiment, the semiconductor element is configured using SiC (silicon carbide) or GaN (gallium nitride). This semiconductor element generates heat when driven.
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。
Moreover, the
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。
Furthermore, the
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。
The circuit board 10 (wiring board) is provided on the
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。
The wiring (circuit) 4 is formed in a predetermined pattern. A terminal (not shown) provided by forming this pattern is electrically connected to a connection terminal (terminal) 12 included in the
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、半導体装置1で発生した熱を基材8の下面側に伝達して逃がす受熱板としての機能を備えている。このような配線4は、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。
The wiring (conductor portion) 4 electrically connects electronic components including the
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。
Examples of the constituent material of the
また、配線4の厚さ方向に対する熱伝導率は、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側に効率よく伝達することができる。
Further, the thermal conductivity in the thickness direction of the
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、基材8の平面視で、半導体装置1が搭載される領域を包含する樹脂層5の第1の領域15に対応して配置された放熱金属板7と、この第1の領域15を除く樹脂層5の第2の領域16に対応して樹脂層5を覆う絶縁部6とを備えている。
The
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および放熱金属板7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および放熱金属板7とを接合する。
The resin layer (bonding layer) 5 is provided on the lower surface of the
また、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、放熱金属板7との絶縁状態が確保される。
Moreover, this
さらに、樹脂層5は、優れた熱伝導性を発揮するように構成されている。これにより、樹脂層5は、半導体装置1(配線4)側の熱を放熱金属板7に伝達することができる。
Furthermore, the
このような樹脂層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により放熱金属板7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を介して放熱金属板7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で生じた熱を効率よく放熱させることができる。
The thermal conductivity of the
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、放熱金属板7の厚さt7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、樹脂層5の絶縁性を確保しつつ、樹脂層5の熱伝導性を向上させることができる。The thickness (average thickness) t 5 of the
また、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。
The glass transition temperature of the
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。
In addition, the glass transition temperature of the
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。
The measurement uses a dynamic viscoelasticity measuring apparatus (DMA / 983 manufactured by TA Instruments). A tensile load is applied to the
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。
The elastic modulus (storage elastic modulus) E ′ of the
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。
In addition, the said storage elastic modulus can be measured with a dynamic viscoelasticity measuring apparatus. Specifically, the storage elastic modulus E ′ is 25 when a tensile load is applied to the
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。
The
樹脂材料は、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、樹脂層5の熱伝導率を高めることができる。
The resin material exhibits a function as a binder that holds the filler in the
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。
Such a
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。Hereinafter, the resin composition for forming a resin layer will be described.
As described above, the resin composition for forming a resin layer (hereinafter, simply referred to as “second resin composition”) mainly includes a resin material and a filler.
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。 The resin material is not particularly limited, and various resin materials such as a thermoplastic resin and a thermosetting resin can be used.
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。
Examples of the thermoplastic resin include polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and ethylene-vinyl acetate copolymer, modified polyolefins, polyamides (eg,
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。 On the other hand, examples of the thermosetting resin (second thermosetting resin) include an epoxy resin, a phenol resin, a urea resin, a melamine resin, a polyester (unsaturated polyester) resin, a polyimide resin, a silicone resin, and a polyurethane resin. 1 type or 2 types or more of these can be mixed and used.
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、得られる発熱体搭載基板50は優れた放熱性および優れた耐久性を発揮することができる。
Among these, as the resin material used for the second resin composition, it is preferable to use a thermosetting resin, and it is more preferable to use an epoxy resin. Thereby, the
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とともに、樹脂層5の熱伝導性をより向上させることができる。また、配線4、絶縁部6および放熱金属板7に対する樹脂層5の密着性を向上させることができる。
Moreover, it is preferable that an epoxy resin contains the epoxy resin (A) which has at least any one of an aromatic ring structure and an alicyclic structure (alicyclic carbocyclic structure). By using such an epoxy resin (A), the glass transition temperature of the
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。 Furthermore, as the epoxy resin (A) having an aromatic ring or alicyclic structure, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol M type epoxy resin, Bisphenol P type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin such as bisphenol Z type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, novolak type epoxy resin such as tetraphenol group ethane type novolak type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin , Arylalkylene type epoxy resins such as phenol aralkyl type epoxy resins having a biphenylene skeleton, and epoxy resins such as naphthalene type epoxy resins. May be used alone or in combination of two or more out.
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、熱伝導性をより一層向上でき、かつ絶縁破壊電圧を向上させることができる。
The epoxy resin (A) is preferably a naphthalene type epoxy resin. Thereby, the glass transition temperature of the
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。 The naphthalene type epoxy resin is a resin having a naphthalene ring skeleton and having two or more glycidyl groups.
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。 The content of the naphthalene type epoxy resin in the epoxy resin is preferably 20% by mass or more and 80% by mass or less, and more preferably 40% by mass or more and 60% by mass or less, with respect to 100% by mass of the epoxy resin.
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。 As a naphthalene type epoxy resin, any resin of the following formula | equation (5)-(8) is mentioned, for example.
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。 In addition, as a compound of Formula (6), it is preferable to use any 1 or more types of the following.
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。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。 The naphthalene type epoxy resin of the formula (8) is classified as a so-called naphthylene ether type epoxy resin. The compound represented by the formula (8) includes a compound represented by the following formula (10) as an example.
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。 Furthermore, the naphthylene ether type epoxy resin represented by the above formula (10) specifically includes, for example, resins represented by the following formulas (12) to (16).
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、優れた機械的強度および熱伝導性を有する樹脂層5を得ることができる。また、配線4、絶縁部6および放熱金属板7に対する樹脂層5の密着性を向上させることができる。
The content of the resin material is preferably 30% by volume or more and 70% by volume or less, and preferably 40% by volume or more and 60% by volume or less of the entire second resin composition (excluding the solvent). More preferred. Thereby, the
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。
On the other hand, when the content is less than the lower limit value, depending on the type of the resin material, the resin material cannot sufficiently function as a binder for bonding fillers to each other, and the resulting
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、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を得ることが困難となるおそれがある。
On the other hand, when the content exceeds the upper limit, depending on the type of the resin material, it may be difficult to obtain the
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。
Moreover, when the resin material contains an epoxy resin, the second resin composition preferably contains a phenoxy resin. Thereby, since the bending resistance of the
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の発生の抑制に効果があるため、絶縁信頼性および熱伝導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、放熱金属板7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、発熱体搭載基板50の絶縁信頼性および熱伝導性をより一層高めることができる。
Moreover, when a phenoxy resin is included in the second resin composition, the fluidity at the time of pressing is reduced due to an increase in the viscosity of the second resin composition. Moreover, since the phenoxy resin is effective in ensuring the thickness of the
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。 Examples of the phenoxy resin include a phenoxy resin having a bisphenol skeleton, a phenoxy resin having a naphthalene skeleton, a phenoxy resin having an anthracene skeleton, and a phenoxy resin having a biphenyl skeleton. A phenoxy resin having a structure having a plurality of these skeletons can also be used.
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。 Among these, it is preferable to use bisphenol A skeleton type or bisphenol F skeleton type phenoxy resin. A phenoxy resin having both a bisphenol A skeleton and a bisphenol F skeleton may be used.
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。The weight average molecular weight of the phenoxy resin is not particularly limited, but is preferably 4.0 × 10 4 or more and 8.0 × 10 4 or less.
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。 In addition, the weight average molecular weight of a phenoxy resin is a value in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC).
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。 For example, the content of the phenoxy resin is preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 10% by mass or less, with respect to 100% by mass of the total solid content of the second resin composition.
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。 In addition, the second resin composition includes a curing agent as necessary depending on the type of the resin material described above (for example, in the case of an epoxy resin).
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。 The curing agent is not particularly limited, and examples thereof include amide curing agents such as dicyandiamide and aliphatic polyamide, amine curing agents such as diaminodiphenylmethane, methanephenylenediamine, ammonia, triethylamine, and diethylamine, bisphenol A, and bisphenol F. And phenolic curing agents such as phenol novolac resin, cresol novolak resin, p-xylene-novolak resin, and acid anhydrides.
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。 Further, the second resin composition may further contain a curing catalyst (curing accelerator). Thereby, sclerosis | hardenability of a 2nd resin composition can be improved.
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。 Examples of the curing catalyst include amine catalysts such as imidazoles, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene, phosphorus catalysts such as triphenylphosphine, and the like. Of these, imidazoles are preferred. Thereby, in particular, both the fast curability and the storage stability of the second resin composition can be achieved.
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。 Examples of imidazoles include 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2. -Phenylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1 ')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-undecylimidazolyl] -(1 ')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-ethyl-4'methylimidazolyl- (1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino- 6- [2′-Methylimidazolyl- (1 ′)]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct, 2-phenylimidazole Anuric acid adduct, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2,4-diamino-6-vinyl-s-triazine, 2,4-diamino -6-vinyl-s-triazine isocyanuric acid adduct, 2,4-diamino-6-methacryloyloxyethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-methacryloyloxyethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct, etc. Can be mentioned. Among these, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole or 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole is preferable. Thereby, the preservability of the second resin composition can be particularly improved.
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。 Moreover, the content of the curing catalyst is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 30 parts by mass, more preferably about 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin material. preferable. If the content is less than the lower limit, the curability of the second resin composition may be insufficient. On the other hand, when the content exceeds the upper limit, the storage stability of the second resin composition tends to be lowered.
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。 The average particle diameter of the curing catalyst is not particularly limited, but is preferably 10 μm or less, and more preferably 1 to 5 μm. When the average particle size is within the above range, the reactivity of the curing catalyst is particularly excellent.
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、放熱金属板7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。
Moreover, it is preferable that a 2nd resin composition contains a coupling agent further. Thereby, the adhesiveness of the resin material with respect to a filler, the
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および熱伝導性をより向上させることができる。 Examples of such coupling agents include silane coupling agents, titanium coupling agents, aluminum coupling agents, and the like. Of these, silane coupling agents are preferred. Thereby, the heat resistance and thermal conductivity of the second resin composition can be further improved.
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。 Among these, as the silane coupling agent, for example, vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyl Dimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysila N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, bis (3 -Triethoxysilylpropyl) tetrasulfane and the like.
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る。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。
Although content of a coupling agent is not specifically limited, It is preferable that it is about 0.01-10 mass parts with respect to 100 mass parts of resin materials, and it is more preferable that it is especially about 0.5-10 mass parts. . If the content is less than the lower limit, the effect of improving the adhesion as described above may be insufficient. On the other hand, when the content exceeds the upper limit, outgas and voids may be caused when the
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。
The filler in the second resin composition is composed of an inorganic material. Thereby, a filler exhibits heat conductivity higher than the heat conductivity of a resin material. Therefore, the thermal conductivity of the
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。Such a filler is preferably a granular body composed of at least one of aluminum oxide (alumina, Al 2 O 3 ) and aluminum nitride among fillers composed of inorganic materials, A granular material composed of aluminum oxide is preferred. Thereby, the outstanding heat conductivity (heat dissipation) and the outstanding insulation can be exhibited. Aluminum oxide is particularly preferably used because it is highly versatile and can be obtained at low cost.
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。 Therefore, hereinafter, a case where the filler is a granular body mainly composed of aluminum oxide will be described as an example.
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。
The content of the filler is preferably 30% by volume or more and 70% by volume or less, and more preferably 40% by volume or more and 60% by volume or less of the entire second resin composition (excluding the solvent). By increasing the filler content in the second resin composition within such a range, the
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。
On the other hand, when the content is less than the lower limit, it is difficult to obtain the
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。
In addition, even if the content rate of the filler in the second resin composition is set high as in the above range, as the second resin composition, the second resin composition under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1.0 rpm is used. When the viscosity of the resin composition is A [Pa · s], the viscosity of the second resin composition under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 10.0 rpm is B [Pa · s], A / B By using the second resin composition that satisfies the relationship (thixotropic ratio) of 1.2 or more and 3.0 or less, an appropriate viscosity and an appropriate value can be obtained when the circuit board 10 (metal foil-clad
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。
The water content of the filler is preferably 0.10% by mass to 0.30% by mass, more preferably 0.10% by mass to 0.25% by mass, and 0.12% by mass. % Or more and 0.20% by mass or less is more preferable. Thereby, if content of a filler is increased, the 2nd resin composition has more moderate viscosity and flow property. Therefore, the
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。 Aluminum oxide is usually obtained by firing aluminum hydroxide. The obtained aluminum oxide granules are composed of a plurality of primary particles. The average particle size of the primary particles can be set according to the firing conditions.
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。 Moreover, the aluminum oxide which has not been treated at all after the firing is composed of aggregates (secondary particles) in which primary particles are aggregated due to fixation.
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。 Therefore, the final filler can be obtained by solving the aggregation of the primary particles as necessary by pulverization. The average particle diameter of the final filler can be set according to the pulverization conditions (for example, time).
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。 During the grinding, aluminum oxide has a very high hardness. For this reason, the primary particles themselves are hardly destroyed by simply releasing the sticking between the primary particles. Therefore, the average particle diameter of the primary particles is substantially maintained even after pulverization.
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。 Therefore, as the grinding time becomes longer, the average particle size of the filler approaches the average particle size of the primary particles. And when grinding | pulverization time becomes more than predetermined time, the average particle diameter of a filler will become equal to the average particle diameter of a primary particle. That is, the filler is mainly composed of secondary particles when the grinding time is shortened. As the pulverization time is increased, the content of primary particles increases. The filler is mainly composed of primary particles when the pulverization time is finally a predetermined time or longer.
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。
Further, for example, primary particles of aluminum oxide obtained by firing aluminum hydroxide as described above have a shape having a flat surface such as a scaly shape instead of a spherical shape. Therefore, the contact area between fillers can be increased. As a result, the thermal conductivity of the obtained
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。 Further, the filler is a mixture of three components (large particle size, medium particle size, and small particle size) having different average particle sizes. Furthermore, it is preferable that the large particle size component is spherical and the medium particle size component and small particle size component are polyhedral.
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。 More specifically, the filler is preferably a mixture of large particle size aluminum oxide, medium particle size aluminum oxide, and small particle size aluminum oxide. The average particle size of the large particle size aluminum oxide is in the first particle size range of 5.0 μm to 50 μm, preferably 5.0 μm to 25 μm, and the circularity is 0.80 to 1.0, preferably 0.85 or more and 0.95 or less. The average particle size of the medium particle size aluminum oxide belongs to the second particle size range of 1.0 μm or more and less than 5.0 μm, and the circularity is 0.50 or more and 0.90 or less, preferably 0.70 or more and 0.80. It is as follows. The average particle size of the small-diameter aluminum oxide belongs to the third particle size range of 0.1 μm or more and less than 1.0 μm, and the circularity is 0.50 or more and 0.90 or less, preferably 0.70 or more and 0.80. There are:
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。 In addition, after dispersing aluminum oxide in water by sonicating the aluminum oxide liquid for 1 minute, the particle size of the filler can be measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-7000. .
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。
Thereby, the medium particle size component is filled in the gap between the large particle size components, and the small particle size component is filled in the gap between the medium particle size components. Therefore, the filling property of aluminum oxide is enhanced, and the contact area between the aluminum oxide particles can be increased. As a result, the thermal conductivity of the
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、放熱金属板7および絶縁部6との密着性をより一層向上できる。
Further, by using such a filler, the adhesion between the
これらの相乗効果により、発熱体搭載基板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。
By these synergistic effects, the insulation reliability and heat radiation reliability of the heating
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。 The second resin composition may contain additives such as a leveling agent and an antifoaming agent in addition to the components described above.
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。 The second resin composition contains a solvent such as methyl ethyl ketone, acetone, toluene, dimethylformaldehyde, and the like. Thereby, a 2nd resin composition will be in the state of a varnish, when resin material etc. melt | dissolve in a solvent.
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。 In addition, the 2nd resin composition which makes such a varnish shape can be obtained by, for example, mixing a resin material and a solvent as necessary to form a varnish, and further mixing a filler. .
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。 The mixer used for mixing is not particularly limited, and examples thereof include a disperser, a composite blade type stirrer, a bead mill, and a homogenizer.
なお、樹脂材料が高い熱伝導率を有している場合には、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もよい。
In addition, when the resin material has a high thermal conductivity, the addition of the filler to the second resin composition may be omitted. That is, the
放熱金属板7は、基材8(樹脂層5)の平面視で、半導体装置1が搭載される配線4の領域を包含する樹脂層5の下面(配線4と反対の面)の第1の領域15に形成されている。
The heat radiating
このような放熱金属板7は、半導体装置1が備える半導体素子の駆動に生じた熱を、配線4および樹脂層5を介して、放熱金属板7(回路基板10)の下面側から放熱する部材(放熱板)として機能する。
Such a heat radiating
そのため、半導体装置1が備える半導体素子が、本実施形態のように、たとえSiC(炭化ケイ素)やGaN(窒化ガリウム)を用いて構成され、その駆動により、従来のSiパワー半導体装置よりも高い温度の熱を発熱したとしても、この熱を、放熱金属板7を介してその下面側から放出することができる。したがって、半導体素子自体に対して、さらには、回路基板10上に搭載される他の電子部品に対して、熱が悪影響を及ぼすのを的確に抑制または防止することができる。
Therefore, the semiconductor element included in the
また、この放熱金属板7の側面71は、絶縁部6との接合面を構成している。また、放熱金属板7は、図1に示すように、側面(接合面)71から突出する突起73を有している。
Further, the
ここで、後述の通り、放熱金属板7は各種金属材料を含み、絶縁部6は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)の硬化物のような樹脂系の材料を含む。一般に、金属材料と樹脂系の材料との密着性(親和性)は低いため、放熱金属板7を絶縁部6に対して強固に接合して(例えば、放熱金属板7と絶縁部6とで金属樹脂接合体(接合部)を形成して)、放熱金属板7の回路基板10からの脱落を防止することが求められる。かかる要求に対して、本発明では、放熱金属板7は、側面71から突出する突起73を有している。一方、絶縁部6は、放熱金属板7との接合面に凹没して形成され、突起73と係合する凹部を有している。したがって、放熱金属板7の突起73と絶縁部6の凹部とは、互いに係合する係合部として機能する。そのため、放熱金属板7を絶縁部6に係合させることができるため、放熱金属板7と絶縁部6とを強固に接合させることができる。
Here, as will be described later, the heat radiating
この突起73は、図1、図2に示すように、放熱金属板7の上面(樹脂層5側の面)72と下面(樹脂層5と反対側の面)74との間で突出している。すなわち、突起73は、放熱金属板7の厚さ方向(上下方向)の途中で突出している。また、突起73は、放熱金属板7の面方向(左右方向)に側面71を取り囲むようにして、その厚さ方向の途中で面方向に沿って突出する1つの凸部で構成されている。すなわち、突起73は、放熱金属板7の周方向に沿って設けられ、放熱金属板7の厚さ方向の途中で側方に突出する1つの環状の凸部(凸条)で構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
この突起73の幅w1としては、例えば、0.5mm以上、3mm以下が好ましく、0.7mm以上、1.5mm以下がより好ましい。
As width w1 of this
また、突起73の高さh1としては、例えば、1mm以上、10mm以下が好ましく、2mm以上、5mm以下がより好ましい。
Further, the height h1 of the
突起73の幅w1および突起73の高さh1をかかる範囲内に設定することにより、突起73が、絶縁部6に係合する係合部としての機能をより確実に発揮することができるため、放熱金属板7と絶縁部6とをより強固に接合させることができる。
By setting the width w1 of the
また、図3に示すように、放熱金属板7は、側面71に形成された凹部75を備える表面層(粗化層)76を有していることが好ましく、この凹部75に、後述する絶縁部6を構成する第1の樹脂組成物の硬化物が埋入していることが好ましい。これにより、この埋入した硬化物が凹部75に係合する係合部として機能する。このように、放熱金属板7に絶縁部6を係合させることができるため、放熱金属板7と絶縁部6とをより強固に接合させることができる。
Further, as shown in FIG. 3, the heat radiating
なお、表面層76とは、放熱金属板7の表面に設けられた複数の凹部75を有する領域のことをいう。
The
この表面層76は、その厚さが、好ましくは3μm以上、40μm以下であり、より好ましくは4μm以上、32μm以下であり、さらに好ましくは4μm以上、30μm以下である。表面層76の厚さが上記範囲内であることにより、凹部75内に充分量の前記硬化物を埋入させることができ、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度をより確実に向上させることができる。なお、本実施形態において、表面層76の厚みは、図3に示すように、複数の凹部75の中で、最も深さが大きい凹部75の深さD3を表す。表面層76の厚みは、例えば、電子顕微鏡(SEM)写真から算出することができる。
The thickness of the
また、凹部75は、その少なくとも一部に、その内径が開口部703側から底部705側に向かって拡径する拡径部706を備えることが好ましい。すなわち、凹部75の断面は、凹部75の開口部703から底部705までの間の少なくとも一部に開口部703の断面幅D1よりも大きい断面幅D2を有する拡径部706を備える形状となっていることが好ましい。なお、図3に示すように、凹部75の断面形状は、D2がD1よりも大きければ特に限定されず、様々な形状を取り得る。凹部75の断面形状は、例えば、電子顕微鏡(SEM)により観察することができる。
Moreover, it is preferable that the recessed
凹部75の断面形状が上記形状であることにより、絶縁部6と放熱金属板7とをより強固に接合し得る。この理由は必ずしも明らかではないが、側面71の表面(表面層76)が、絶縁部6と放熱金属板7との間のアンカー効果がより一層強く発現できる構造となっているからだと考えられる。すなわち、凹部75の断面形状が上記形状であると、絶縁部6が凹部75の開口部703から底部705までの間にある拡径部706で引っかかるため、アンカー効果が効果的に働く。そのため、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度が向上すると考えられる。
Since the cross-sectional shape of the
さらに、凹部75は、その平均深さが、好ましくは0.5μm以上40μm以下であり、より好ましくは1μm以上30μm以下である。凹部75の平均深さが上記上限値以下であると、前記硬化物が凹部75の奥まで十分に入り込むことができるため、凹部75に前記硬化物が埋入した領域の機械的強度をより確実に向上させることができる。また、凹部75の平均深さが上記下限値以上であると、凹部75の内部に存在する前記硬化物の割合を増やすことができるため、凹部75に前記硬化物が埋入した領域の機械的強度を向上させることができる。したがって、凹部75の平均深さが上記範囲内であると、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度をより確実に向上させることができる。
Furthermore, the
なお、凹部75の平均深さは、例えば、以下のように走査型電子顕微鏡(SEM)写真から測定することができる。すなわち、まず、走査型電子顕微鏡により、表面層76の断面を撮影する。その画像から、凹部75を任意に50個選択し、それらの深さをそれぞれ測定する。次に、選択した50個の凹部75の深さの合計値を個数で除して平均深さとすることができる。
In addition, the average depth of the recessed
凹部75の開口部703の平均断面幅は、好ましくは2μm以上60μm以下であり、より好ましくは3μm以上50μm以下であり、さらに好ましくは3μm以上30μm以下である。開口部703の平均断面幅が上記上限値以下であると、絶縁部6と放熱金属板7との間のアンカー効果をより一層強く発現できる。開口部703の平均断面幅が上記下限値以上であると、凹部75の内部に存在する前記硬化物の割合を増やすことができるため、絶縁部6と放熱金属板7との接合部における絶縁部6の強度を向上させることができる。したがって、開口部703の平均断面幅が上記範囲内であると、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度をより一層向上させることができる。
The average cross-sectional width of the
開口部703の平均断面幅は、例えば、以下のようにSEM写真から測定することができる。まず、走査型電子顕微鏡により、表面層76の断面を撮影する。その画像から、凹部75を任意に50個選択し、それらの断面幅D1をそれぞれ測定する。次に、選択した50個の開口部703の断面幅D1の合計値を個数で除して平均断面幅とする。
The average cross-sectional width of the
さらに、放熱金属板7の側面71の表面粗さRaは、好ましくは0.5μm以上40.0μm以下であり、より好ましくは1.0μm以上20.0μm以下であり、特に好ましくは1.0μm以上10.0μm以下である。上記表面粗さRaが上記範囲内であると、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度をより確実に向上させることができる。なお、かかる範囲内の表面粗さRaを有している側面71には、微細な形状の凹部75が形成されていると言うことができる。このような凹部75に前記硬化物を埋入させることで、絶縁部6と放熱金属板7とを強固に接合させることができる。
Furthermore, the surface roughness Ra of the
また、放熱金属板7の側面71の最大高さRz(すなわち、凹部75の中で、最も深さが大きい凹部75の深さD3)は、好ましくは1.0μm以上40.0μm以下であり、より好ましくは3.0μm以上30.0μm以下である。上記最大高さRzが上記範囲内であると、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度をより確実に向上させることができる。なお、RaおよびRzは、JIS−B0601に準拠して測定することができる。
The maximum height Rz of the
また、放熱金属板7は、少なくとも絶縁部6と接合する側面71の見掛け表面積に対する窒素吸着BET法による実表面積の比(以下、単に「比表面積」ともいう)が、好ましくは100以上であり、より好ましくは150以上である。上記比表面積が上記下限値以上であると、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度をより確実に向上させることができる。また、上記比表面積が、好ましくは400以下であり、より好ましくは380以下であり、特に好ましくは300以下である。上記比表面積が上記上限値以下であると、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度をより確実に向上させることができる。
In addition, the ratio of the actual surface area by the nitrogen adsorption BET method (hereinafter also simply referred to as “specific surface area”) to the apparent surface area of the
ここで、本実施形態における見掛け表面積は、放熱金属板7の表面が凹凸のない平滑状であると仮定した場合の表面積を意味する。例えば、側面71の表面形状が長方形の場合には、見掛け表面積は縦の長さ×横の長さで表される。一方、本実施形態における窒素吸着BET法による実表面積は、窒素ガスの吸着量により求めたBET表面積を意味する。例えば、自動比表面積/細孔分布測定装置(BELSORPminiII、日本ベル社製)を用いて、真空乾燥した測定対象試料の液体窒素温度における窒素吸脱着量を測定し、その窒素吸脱着量に基づいて窒素吸着BET法による実表面積を算出することができる。
Here, the apparent surface area in the present embodiment means a surface area when it is assumed that the surface of the heat-dissipating
上記比表面積が上記範囲内であると、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度を確実に高めることができる。この理由は必ずしも明らかではないが、絶縁部6との接合面である側面71に設けられた表面層76が、絶縁部6と放熱金属板7との間のアンカー効果がより確実に強く発現できる構造を有しているからだと考えられる。
When the specific surface area is within the above range, the bonding strength between the insulating
上記比表面積が上記下限値以上であると、絶縁部6と放熱金属板7の接触面積が大きくなり、絶縁部6と放熱金属板7とが相互に接触する領域が増える。その結果、アンカー効果が働く領域が増え、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度がより確実に向上すると考えられる。
When the specific surface area is equal to or greater than the lower limit, the contact area between the insulating
一方、上記比表面積が大きすぎると、放熱金属板7の凹部75に前記硬化物が埋入した領域において放熱金属板7が占める割合が減少するため、この領域の機械的強度が、放熱金属板7に含まれる金属材料の種類によっては低下するおそれがある。そのため、上記比表面積が上記上限値以下であると、凹部75に前記硬化物が埋入した領域の機械的強度の低下を確実に防止できる。その結果、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度をより確実に向上させることができると考えられる。
On the other hand, if the specific surface area is too large, the proportion of the heat
以上から、上記比表面積が上記範囲内であると、絶縁部6との接合面である側面71およびその近傍を構成する表面層76が、絶縁部6と放熱金属板7との間のアンカー効果がより強く発現できる、バランスの良い構造を有していると推察される。
From the above, when the specific surface area is within the above range, the
また、放熱金属板7は、特に限定されないが、絶縁部6と接合する側面71の光沢度が、好ましくは0.1以上であり、より好ましくは0.5以上であり、さらに好ましくは1以上である。上記光沢度が上記下限値以上であると、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度をより確実に向上させることができる。また、上記光沢度が、好ましくは30以下であり、より好ましくは20以下である。上記光沢度が上記上限値以下であると、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度をより確実に向上させることができる。ここで、本実施形態における光沢度は、ASTM−D523に準拠して測定した測定角度60°の値を示す。光沢度は、例えば、ディジタル光沢度計(20°、60°)(GM−26型、村上色彩技術研究所社製)を用いて測定することができる。
Further, the heat
上記光沢度が上記範囲内であると、絶縁部6と放熱金属板7とをより強固に接合し得る。この理由は必ずしも明らかではないが、表面層76が、より確実に乱雑な構造となり、絶縁部6と放熱金属板7との間のアンカー効果がより確実に強く発現できる構造となっているからだと考えられる。
When the glossiness is within the above range, the insulating
また、絶縁部6が後述のように充填材(フィラー)を含む第1の樹脂組成物の硬化物で構成される場合には、この充填材の少なくとも一部が凹部75に埋入(充填)されていることが好ましい。これにより、凹部75内に形成される第1の樹脂組成物の硬化物の強度を向上させることができるため、放熱金属板7と絶縁部6とをより強固に接合させることができる。
Moreover, when the insulating
さらに、放熱金属板7の上面72は樹脂層5との接合面を構成している。放熱金属板7は、側面71に形成された凹部75を備える表面層76に加えて、かかる上面72に形成された凹部75を備える表面層76を有していることが好ましい。これにより、放熱金属板7と樹脂層5とを強固に接合させることができるため、放熱金属板7が回路基板10から脱落することをより確実に防止することができる。
Furthermore, the
また、絶縁部6の25℃からガラス転移温度までの範囲における線膨張係数αRと、放熱金属板7の25℃から絶縁部6の上記ガラス転移温度までの範囲における線膨張係数αMとしたとき、線膨張係数αRと線膨張係数αMとの差(αR−αM)の絶対値が、好ましくは25ppm/℃以下であり、より好ましくは10ppm/℃以下である。上記線膨張係数の差が上記上限値以下であれば、回路基板10が高温下に晒された際に発生する、線膨張係数の差による熱応力を抑制することができる。そのため、上記線膨張係数の差が上記上限値以下であれば、高温下でも、絶縁部6と放熱金属板7との接合強度を維持することができる。すなわち、上記線膨張係数の差が上記上限値以下であれば、回路基板10の高温での寸法安定性を向上させることができる。Further, the linear expansion coefficient α R in the range from 25 ° C. to the glass transition temperature of the
なお、本実施形態において、線膨張係数に異方性がある場合は、それらの平均値を表す。例えば、絶縁部6がシート状の場合、流動方向(MD)の線膨張係数と、それと垂直方向(TD)の線膨張係数とが異なる場合、それらの平均値が絶縁部6の線膨張係数αRとなる。In the present embodiment, when the linear expansion coefficient has anisotropy, an average value thereof is represented. For example, when the insulating
さらに、図2に示すように、本実施形態では、基材8の平面視で、放熱金属板7の大きさ(面積S7)は、半導体装置1の大きさ(面積S1)よりも大きい。すなわち、放熱金属板7が位置する第1の領域15は、基材8の平面視で、半導体装置1が搭載される領域を包含している。さらに、平面視で、半導体装置1が搭載される領域と放熱金属板7が位置する第1の領域15とは、それぞれ、長方形をなしている。それらの中心部同士は重なっている。すなわち、半導体素子が搭載される領域と第1の領域15とは、同心的に配置されている。Further, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, the size (area S 7 ) of the heat radiating
これにより、半導体装置1の放熱金属板7に対する配置位置を決定する際の、例えば配線4が備える端子の位置を設定する際の設計の自由度が向上する。また、半導体装置1からの熱を放熱金属板7で拡散して放熱させることができるため、放熱金属板7による放熱効率の向上を図ることができる。
Thereby, the freedom degree of design at the time of setting the position of the terminal with which the
また、図1に示すように、放熱金属板7の厚さ(平均厚さ)t7と配線4の厚さ(平均厚さ)t4とは、互いに異なっている。すなわち、放熱金属板7の厚さt7は、配線4の厚さt4よりも厚い。これにより、放熱金属板7による放熱効率の向上を確実に図ることができる。Further, as shown in FIG. 1, the heat dissipation thickness of the metal plate 7 (average thickness) t 7 and the thickness of the wiring 4 (average thickness) and t 4 are different from each other. That is, the thickness t 7 of the heat radiating
厚さt4としては、特に限定されないが、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、配線4として機能する導電性を確保しつつ、受熱板としての機能の向上が図られる。The thickness t 4, is not particularly limited, for example, 3 [mu] m or more, preferably 120μm or less, 5 [mu] m or more, and more preferably not more than 70 [mu] m. By setting the thickness of the
また、厚さt7としては、特に限定されないが、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。放熱金属板7の厚さをこのような数値範囲に設定することにより、放熱板としての機能の向上が図られる。The thickness t 7, but are not limited to, for example, 1 mm or more, preferably 3mm or less, 1.5 mm or more, and more preferably not more than 2.5 mm. By setting the thickness of the heat radiating
以上のような厚さの大小関係や平面視での包含関係(位置関係)が相まって、半導体装置1で発せられた熱は、配線4から放熱金属板7に到達するまでに、放熱金属板7でできる限り広範囲に拡散することとなる。その結果、放熱金属板7で迅速に放熱がなされる、すなわち、放熱効率が向上する。
Combined with the thickness relationship as described above and the inclusion relationship (positional relationship) in plan view, the heat generated in the
放熱金属板7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。これらの中でも、放熱金属板7の構成材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることが好ましい。このような金属材料は、熱伝導率が比較的高く、半導体装置1で発せられた熱の放熱効率の向上が図られる。
Examples of the constituent material of the heat radiating
また、放熱金属板7をアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成し、配線4を銅または銅合金で構成した場合、配線4は、放熱金属板7よりも熱伝導率が高くなる。これにより、半導体装置1で発せられた熱が配線4に伝わると、その熱は配線4で広範囲に拡散することなく、迅速に樹脂層5を介して、放熱金属板7に到達する。そして、この放熱金属板7に到達した熱が、放熱金属板7において拡散しつつ放熱金属板7の外部に放出される。そのため、さらなる放熱効率の向上が図られる。
When the heat radiating
なお、放熱金属板7の熱伝導率は、15W/m・K以上、500W/m・K以下であることが好ましく、200W/m・K(アルミニウム)以上、400W/m・K以下(銅)であることがより好ましい。
The heat conductivity of the heat radiating
絶縁部6は、樹脂層5の下面に設けられ、基材8の平面視で、第1の領域15を除く樹脂層5の下面の第2の領域16に形成されている。すなわち、樹脂層5の下面の放熱金属板7が位置しない第2の領域16に、放熱金属板7を取り囲んで形成されている。
The insulating
これにより、基材8の下面の放熱金属板7が位置しない第2の領域16における、絶縁性が確保される。また、基材8全体としての強度が確保される。
Thereby, the insulation in the 2nd area |
また、絶縁部6は、断熱効果を奏する。従って、半導体装置1から伝達され放熱金属板7で放熱される熱を、絶縁部6において遮ることが可能となる。ここで、絶縁部6は、樹脂層5と優れた密着性をもって接合されているため、絶縁部6の回路基板10からの脱落を防止することができる。さらに、放熱金属板7は、樹脂層5に優れた密着性で接合された絶縁部6に強固に接合されているため、放熱金属板7の回路基板10からの脱落も防止することができる。これにより絶縁部6および放熱金属板7の前述した効果を確実に発揮することができる。そのため、この熱が、第2の領域に対応して位置する樹脂層5および配線4を介して半導体装置1に逆に伝達することを確実に抑制または防止することができる。また、第2の領域に対応して位置する配線4(回路基板10)に搭載された他の電子部品に、この熱が伝達するのに起因して、悪影響を及ぼすことを的確に抑制または防止することができる。このように、本発明の回路基板10は、搭載すべき半導体装置1(発熱体)から発せられた熱を効率よく放熱することができる。
Moreover, the
なお、図1に示すように、放熱金属板7の厚さ(平均厚さ)t7と絶縁部6の厚さ(平均厚さ)は、同一となっている。これにより、放熱金属板7の下面と、絶縁部6の下面とにより平坦面が構成されている。Incidentally, as shown in FIG. 1, the thickness of the heat radiating metal plate 7 (average thickness) The thickness of t 7 and the insulating part 6 (average thickness) is the same. Thereby, a flat surface is constituted by the lower surface of the heat radiating
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)を含有する第1の樹脂組成物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。
In this invention, this insulating
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。これにより、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が、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。
By configuring the insulating
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6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6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からの熱を効率よく放熱金属板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や半導体装置1以外の配線4に搭載された他の電子部品に再度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。
As described above, in the
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、放熱金属板7の形状に依存することなく、基材8の平面視で、放熱金属板7を取り囲むように絶縁部6を形成することができる。また、樹脂層5および放熱金属板7に対する絶縁部6の密着性を向上させることができる。Hereinafter, the first resin composition will be described.
The thermosetting resin (first thermosetting resin) is not particularly limited. For example, a phenol resin, an epoxy resin, a urea (urea) resin, a resin having a triazine ring such as a melamine resin, an unsaturated polyester resin, A bismaleimide (BMI) resin, a polyurethane resin, a diallyl phthalate resin, a silicone resin, a resin having a benzoxazine ring, a cyanate ester resin, and the like can be given, and one or more of these can be used in combination. Among them, the phenol resin has good fluidity. Therefore, the fluidity of the first resin composition can be improved, and the insulating
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。 Examples of the phenol resin include unmodified phenol novolak resin, cresol novolak resin, bisphenol A novolak resin, novolak type phenol resin such as arylalkylene type novolak resin, dimethylene ether type resole resin, methylol type resole resin and the like. And resole phenolic resins such as oil-modified resole phenolic resins modified with tung oil, linseed oil, walnut oil and the like.
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。
Moreover, when using a novolak-type phenol resin, the 1st resin composition contains a hardening | curing agent. Usually, hexamethylenetetramine is used as the curing agent. Further, when hexamethylenetetramine is used, its content is not particularly limited, but it is preferably 10 to 30 parts by weight, more preferably 15 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the novolak type phenol resin. It is preferable to contain it by weight part or less. By setting the content of hexamethylenetetramine within the above range, the cured product of the first resin composition, that is, the mechanical strength and the amount of molding shrinkage of the insulating
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、放熱金属板7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。
Among such phenol resins, it is preferable to use a resol type phenol resin. When a novolac type phenol resin is used as a main component, as described above, hexamethylenetetramine is usually used as a curing agent, and corrosive gas such as ammonia gas is generated when the novolac type phenol resin is cured. Therefore, there is a possibility that the heat radiating
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。
Moreover, a resol type phenol resin and a novolac type phenol resin can be used in combination. Thereby, while being able to raise the intensity | strength of the
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。
Examples of the epoxy resin include bisphenol type epoxy resins such as bisphenol A type, bisphenol F type and bisphenol AD type, novolac type epoxy resins such as phenol novolak type and cresol novolak type, brominated bisphenol A type, bromine Brominated epoxy resin such as a fluorinated phenol novolak type, biphenyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin and the like. Among these, bisphenol A type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, and cresol novolac type epoxy resins having a relatively low molecular weight are preferable. Thereby, workability | operativity at the time of formation of the
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。 When using a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin, the number average molecular weight is not particularly limited, but is preferably 500 to 2000, and more preferably 700 to 1400.
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、環境面に優れた第1の樹脂組成物を得ることができる。 Moreover, when using an epoxy resin, it is preferable that a hardening | curing agent is contained in the 1st resin composition. The curing agent is not particularly limited, but examples thereof include amine compounds such as aliphatic polyamines, aromatic polyamines, and diaminediamides, acid anhydrides such as alicyclic acid anhydrides and aromatic acid anhydrides, and novolak type phenol resins. Such as polyphenol compounds and imidazole compounds. Among these, novolac type phenol resins are preferable. Thereby, handling and workability of the first resin composition are improved. Moreover, the 1st resin composition excellent in the environmental aspect can be obtained.
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。 In particular, when a phenol novolac type epoxy resin, a cresol novolac type epoxy resin, or a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin is used as the epoxy resin, it is preferable to use a novolac type phenol resin as the curing agent. Thereby, the heat resistance of the hardened | cured material obtained from a 1st resin composition can be improved. The addition amount of the curing agent is not particularly limited, but it is preferable that the allowable range from the theoretical equivalent ratio of 1.0 to the epoxy resin is within ± 10% by weight.
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。 Moreover, the 1st resin composition may contain a hardening accelerator with the said hardening | curing agent as needed. Although it does not specifically limit as a hardening accelerator, For example, an imidazole compound, a tertiary amine compound, an organic phosphorus compound, etc. are mentioned. Although content of a hardening accelerator is not specifically limited, It is preferable that it is 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of epoxy resins, and it is more preferable that it is 3-8 weight part.
また、第1の樹脂組成物は、充填材(フィラー)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。
Moreover, it is preferable that a 1st resin composition contains the fiber reinforcement which functions as a filler (filler). Thereby, it is possible to exhibit excellent mechanical strength and excellent rigidity in the insulating
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。 The fiber reinforcing material is not particularly limited. For example, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber (aromatic polyamide), poly-p-phenylenebenzobisoxazole (PBO) fiber, polyvinyl alcohol (PVA) fiber, polyethylene (PE ) Fibers, plastic fibers such as polyimide fibers, inorganic fibers such as basalt fibers, and metal fibers such as stainless steel fibers. One or more of these can be used in combination.
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。 Further, these fiber reinforcements may be subjected to a surface treatment with a silane coupling agent for the purpose of improving the adhesion with the thermosetting resin. Although it does not specifically limit as a silane coupling agent, For example, an aminosilane coupling agent, an epoxy silane coupling agent, a vinyl silane coupling agent etc. are mentioned, It is used combining these 1 type (s) or 2 or more types. it can.
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。
Of these fiber reinforcements, it is preferable to use carbon fibers or aramid fibers. Thereby, the mechanical strength of the
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。
The content of the fiber reinforcement in the cured product is, for example, 10% by volume or more, preferably 20% by volume or more, and more preferably 25% by volume or more with respect to the total amount of the cured product. Moreover, the upper limit of content of the fiber reinforcement with respect to hardened | cured material whole quantity is although it does not specifically limit, Preferably it is 80 volume% or less. Thereby, the mechanical strength of the
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。 Furthermore, the 1st resin composition may contain materials other than a fiber reinforcement as a filler. Such a filler may be either an inorganic filler or an organic filler.
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。 As the inorganic filler, for example, one or more selected from titanium oxide, zirconium oxide, silica, calcium carbonate, boron carbide, clay, mica, talc, wollastonite, glass beads, milled carbon, graphite and the like are used. . The inorganic filler preferably contains a metal oxide such as titanium oxide, zirconium oxide, or silica. Thereby, the oxide film with which a metal oxide is provided exhibits the function as a passivating film | membrane, and can improve the acid resistance as the whole hardened | cured material.
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。 As the organic filler, one or more selected from polyvinyl butyral, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), pulp, wood powder, and the like are used. The acrylonitrile butadiene rubber may be either a type having a partially crosslinked structure or a type having a carboxy-modified structure. Of these, acrylonitrile butadiene rubber is preferred from the viewpoint of further enhancing the effect of improving the toughness of the cured product.
さらに、充填材が平均粒径の異なる複数種を含む場合、充填材は、その全体を100質量%としたとき、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量基準粒度分布における平均粒子径が5μmを超える充填材(B1)を70質量%以上99質量%以下含むことが好ましく、85質量%以上98質量%以下含むことがより好ましい。これにより、第1の樹脂組成物の作業性を向上させつつ、得られる絶縁部6の機械的強度をより確実に向上させることができる。充填材(B1)の平均粒子径の上限は特に限定されないが、例えば、100μm以下である。
Furthermore, when the filler includes a plurality of types having different average particle diameters, the average particle diameter in the weight-based particle size distribution by the laser diffraction scattering type particle size distribution measurement method is 5 μm, assuming that the filler is 100% by mass as a whole. It is preferable that 70 mass% or more and 99 mass% or less of the filler (B1) exceeding is included, and it is more preferable that 85 mass% or more and 98 mass% or less are included. Thereby, the mechanical strength of the
この充填材(B1)としては、前述した繊維強化材が好ましく用いられる。さらに、充填材(B1)の平均長径が5μm以上50mm以下で、充填材(B1)の平均アスペクト比が1以上1000以下であることがより好ましい。 As the filler (B1), the fiber reinforcing material described above is preferably used. Furthermore, the average major axis of the filler (B1) is 5 μm or more and 50 mm or less, and the average aspect ratio of the filler (B1) is more preferably 1 or more and 1000 or less.
充填材(B1)の平均長径および平均アスペクト比は、例えば、以下のようにSEM写真から測定することができる。すなわち、まず、走査型電子顕微鏡により、複数の充填材(B1)を撮影する。その画像から、充填材(B1)を任意に50個選択し、それらの長径および短径をそれぞれ測定する。次に、選択した50個の充填材(B1)の長径の合計値を個数で除して平均長径とする。同様に、選択した50個の充填材(B1)の短径の合計値を個数で除して平均短径とする。そして、平均短径に対する平均長径の比を平均アスペクト比とする。 The average major axis and average aspect ratio of the filler (B1) can be measured from an SEM photograph as follows, for example. That is, first, a plurality of fillers (B1) are photographed with a scanning electron microscope. From the image, 50 fillers (B1) are arbitrarily selected, and the major axis and minor axis thereof are measured. Next, the total major axis of the selected 50 fillers (B1) is divided by the number to obtain an average major axis. Similarly, the total minor axis of the selected 50 fillers (B1) is divided by the number to obtain an average minor axis. The ratio of the average major axis to the average minor axis is defined as the average aspect ratio.
また、充填材が平均粒径の異なる複数種を含む場合、充填材は、その全体を100質量%としたとき、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量基準粒度分布における平均粒子径が0.1μm以上5μm以下である充填材(B2)を1質量%以上30質量%以下含むことが好ましく、2質量%以上15質量%以下含むことがより好ましい。これにより、凹部75の内部に充填材を十分に埋入(存在)させることができる。その結果、凹部75に前記硬化物が埋入した領域の機械的強度をより確実に向上させることができる。
Further, when the filler includes a plurality of types having different average particle diameters, the average particle diameter in the weight-based particle size distribution by the laser diffraction scattering particle size distribution measurement method is 0. The filler (B2) that is 1 μm or more and 5 μm or less is preferably contained in an amount of 1% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 15% by mass or less. Thereby, the filler can be sufficiently embedded (existing) in the
充填材(B2)としては、前述した無機充填材および有機充填材が好ましく用いられる。さらに、充填材(B2)の平均長径が好ましくは0.1μm以上100μm以下、より好ましくは0.2μm以上50μm以下であり、充填材(B2)の平均アスペクト比が好ましくは1以上50以下、より好ましくは1以上40以下である。 As the filler (B2), the above-described inorganic filler and organic filler are preferably used. Furthermore, the average major axis of the filler (B2) is preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less, more preferably 0.2 μm or more and 50 μm or less, and the average aspect ratio of the filler (B2) is preferably 1 or more and 50 or less. Preferably they are 1 or more and 40 or less.
充填材(B2)の平均長径および平均アスペクト比は、例えば、以下のようにSEM写真から測定することができる。すなわち、まず、走査型電子顕微鏡により、複数の繊充填材(B2)を撮影する。その画像から、充填材(B2)を任意に50個選択し、それらの長径および短径をそれぞれ測定する。次に、選択した50個の充填材(B2)の長径の合計値を個数で除して平均長径とする。同様に、選択した50個の充填材(B2)の短径の合計値を個数で除して平均短径とする。そして、平均短径に対する平均長径の比を平均アスペクト比とする。 The average major axis and average aspect ratio of the filler (B2) can be measured from an SEM photograph as follows, for example. That is, first, a plurality of fine fillers (B2) are photographed with a scanning electron microscope. From the image, 50 fillers (B2) are arbitrarily selected, and the major axis and the minor axis thereof are measured. Next, the total major axis of the selected 50 fillers (B2) is divided by the number to obtain an average major axis. Similarly, the total minor axis of the selected 50 fillers (B2) is divided by the number to obtain the average minor axis. The ratio of the average major axis to the average minor axis is defined as the average aspect ratio.
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。 In addition to the components described above, additives such as a mold release agent, a curing aid, and a pigment may be added to the first resin composition.
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、発熱体搭載基板50は、優れた耐久性を発揮することができる。
Moreover, it is preferable that the filler contained in the
以上のように、発熱体として半導体装置1を搭載する図1に示す発熱体搭載基板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。
As described above, the heating
(金属箔張基板の製造方法)
図4、5は、図1の発熱体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4、5中の上側を「上」、下側を「下」とも言う。また、図4、5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。(Manufacturing method of metal foil-clad substrate)
4 and 5 are views for explaining a method of manufacturing a metal foil-clad substrate used for manufacturing the heating element mounting substrate of FIG. In the following, for convenience of explanation, the upper side in FIGS. 4 and 5 is also referred to as “upper” and the lower side is also referred to as “lower”. 4 and 5, the metal foil-clad substrate and its respective parts are schematically illustrated in an exaggerated manner, and the sizes and ratios of the metal foil-clad substrate and its respective parts are greatly different from actual ones.
[1]
まず、平板状をなす金属箔4Aを用意し、その後、図4(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。[1]
First, a
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。
This
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。
The supply of the second resin composition to the
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、初期温度を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。The second resin composition preferably has the following viscosity behavior.
That is, when the temperature of the second resin composition is raised to a molten state with a dynamic viscoelasticity measuring device under conditions of an initial temperature of 60 ° C., a temperature increase rate of 3 ° C./min, and a frequency of 1 Hz, The behavior is such that the melt viscosity decreases at the beginning of the temperature rise, and the melt viscosity increases after reaching the minimum melt viscosity. Such minimum melt viscosity is preferably in the range of 1 × 10 3 Pa · s to 1 × 10 5 Pa · s.
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。
When the minimum melt viscosity is not less than the above lower limit value, the resin material and the filler can be separated, and only the resin material can be prevented from flowing, and more homogeneous by passing through the steps [2] and [3]. The
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。
These synergistic effects can further improve the heat dissipation and dielectric breakdown voltage of the metal foil-clad
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。 The second resin composition preferably has a temperature at which the minimum melt viscosity is reached in the range of 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and more preferably in the range of 75 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. .
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。 Furthermore, the flow rate of the second resin composition is preferably 15% or more and less than 60%, and more preferably 25% or more and less than 50%.
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。 This flow rate can be measured by the following procedure. That is, first, a metal foil having a resin layer formed of the second resin composition of the present embodiment is cut into a predetermined size (50 mm × 50 mm). Thereafter, 5 to 7 cut metal foils are laminated to obtain a laminate. Next, the weight (weight before measurement) of the laminate is measured. Next, after pressing a laminated body for 5 minutes between the hot plates which hold | maintained internal temperature at 175 degreeC, the pressed laminated body is cooled. The resin flowing out from the pressed laminate is carefully dropped, and the weight of the cooled laminate (measured weight) is measured again. The flow rate can be obtained by the following formula (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。Flow rate (%) = (weight before measurement−weight after measurement) / (weight before measurement−weight of metal foil) (I)
When the second resin composition has such a viscosity behavior, when the second resin composition is heated and cured to form the
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。
These synergistic effects can further improve the heat dissipation of the metal foil-clad
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。 The second resin composition having such a viscosity behavior includes, for example, the type and amount of the resin material described above, the type and amount of the filler, and, if the resin material contains a phenoxy resin, the type and amount thereof. Can be obtained by adjusting as appropriate. In particular, the use of a resin having good fluidity such as a naphthalene type epoxy resin as the epoxy resin makes it easy to obtain the above viscosity characteristics.
[2]
[2−1]まず、放熱金属板7を用意する。
ここで、前述の通り、放熱金属板7は、突起73を有している。また、放熱金属板7は、絶縁部6との接合面である側面71、および、樹脂層5との接合面である上面72に、それぞれ形成された凹部75を備える表面層76を有していることが好ましい。以下、かかる表面層76を、側面71および上面72を含む放熱金属板7の全面に、備える放熱金属板7を得る場合を一例に説明する。[2]
[2-1] First, the heat radiating
Here, as described above, the heat radiating
この表面層76は、例えば、表面処理剤を用いて、金属部材(表面層76を有しない放熱金属板)の表面に化学的処理をおこなうことにより形成することができる。
The
ここで、凹部75を備える表面層76を有する放熱金属板7は、例えば、条件:(1)金属部材と表面処理剤の組み合わせ、(2)化学的処理の温度および時間、(3)化学的処理後の金属部材表面の後処理等を高度に制御することにより得ることができる。絶縁部6と放熱金属板7との接合強度をより確実に向上できる表面層76を得るためには、これらの条件を高度に制御することが特に重要となる。
Here, the heat-dissipating
以下、表面処理剤を用いた表面層76を有する放熱金属板7の形成方法について詳述する。
Hereinafter, a method for forming the heat radiating
はじめに、(1)表面層76を有しない放熱金属板(金属部材)と表面処理剤の組み合わせを選択する。
First, (1) a combination of a heat radiating metal plate (metal member) not having the
ここで、鉄やステンレスから構成される金属部材を用いる場合は、表面処理剤としては、例えば、無機酸、塩素イオン源、第二銅イオン源、チオール系化合物を必要に応じて組合せた水溶液を選択するのが好ましい。 Here, when using a metal member composed of iron or stainless steel, as the surface treatment agent, for example, an aqueous solution in which an inorganic acid, a chlorine ion source, a cupric ion source, and a thiol compound are combined as necessary. It is preferable to select.
また、アルミニウムやアルミニウム合金から構成される金属部材を用いる場合は、表面処理剤として、例えば、アルカリ源、両性金属イオン源、硝酸イオン源、チオ化合物を必要に応じて組合せた水溶液を選択するのが好ましい。 When using a metal member composed of aluminum or an aluminum alloy, as the surface treatment agent, for example, an aqueous solution in which an alkali source, an amphoteric metal ion source, a nitrate ion source, and a thio compound are combined as necessary is selected. Is preferred.
さらに、マグネシウムやマグネシウム合金から構成される金属部材を用いる場合は、表面処理剤として、例えば、アルカリ源が用いられ、特に水酸化ナトリウムの水溶液を選択するのが好ましい。 Furthermore, when using a metal member composed of magnesium or a magnesium alloy, for example, an alkali source is used as the surface treatment agent, and it is particularly preferable to select an aqueous solution of sodium hydroxide.
また、銅や銅合金から構成される金属部材を用いる場合は、表面処理剤として、例えば、硝酸、硫酸などの無機酸、不飽和カルボン酸などの有機酸、過硫酸塩、過酸化水素、イミダゾールおよびその誘導体、テトラゾールおよびその誘導体、アミノテトラゾールおよびその誘導体、アミノトリアゾールおよびその誘導体などのアゾール類、ピリジン誘導体、トリアジン、トリアジン誘導体、アルカノールアミン、アルキルアミン誘導体、ポリアルキレングリコール、糖アルコール、第二銅イオン源、塩素イオン源、ホスホン酸系キレート剤酸化剤、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−N−シクロヘキシルアミンから選ばれる少なくとも1種を用いた水溶液を選択するのが好ましい。 In addition, when using a metal member composed of copper or a copper alloy, examples of the surface treatment agent include inorganic acids such as nitric acid and sulfuric acid, organic acids such as unsaturated carboxylic acids, persulfates, hydrogen peroxide, and imidazole. And derivatives thereof, tetrazole and derivatives thereof, aminotetrazole and derivatives thereof, azoles such as aminotriazole and derivatives thereof, pyridine derivatives, triazines, triazine derivatives, alkanolamines, alkylamine derivatives, polyalkylene glycols, sugar alcohols, cupric It is preferable to select an aqueous solution using at least one selected from an ion source, a chlorine ion source, a phosphonic acid chelating agent, an oxidizing agent, and N, N-bis (2-hydroxyethyl) -N-cyclohexylamine.
次いで、(2)予め突起73が形成された放熱金属板(金属部材)を表面処理剤に浸漬させ、金属部材表面に化学的処理をおこなう。このとき、処理温度は、例えば、30℃である。また、処理時間は選定する金属部材の材質や表面状態、表面処理剤の種類や濃度、処理温度などにより適宜決定される。処理時間は、例えば、30秒以上、300秒以下である。このとき、金属部材の表面に形成される凹部の深さ方向のエッチング量を、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上にすることが重要である。金属部材の深さ方向のエッチング量は、溶解した金属部材の重量、比重および表面積から算出して、評価することができる。この深さ方向のエッチング量は、表面処理剤の種類や濃度、処理温度、処理時間などにより調整することができる。
Next, (2) a heat radiating metal plate (metal member) on which
本実施形態では、深さ方向のエッチング量を調整することにより、前述した表面層76の厚み、凹部75の平均深さ、比表面積、光沢度、Ra、Rz等を調整することができる。
In the present embodiment, the thickness of the
次いで、(3)化学的処理後の金属部材表面に後処理をおこなう。まず、金属部材表面を水洗、乾燥する。次いで、化学的処理をおこなった金属部材表面を硝酸水溶液などで処理する。 Next, (3) post-treatment is performed on the surface of the metal member after chemical treatment. First, the metal member surface is washed with water and dried. Next, the chemically treated metal member surface is treated with an aqueous nitric acid solution or the like.
以上の工程を経ることで、凹部75を備える表面層76を有する放熱金属板7が得られる。
By passing through the above process, the heat radiating
[2−2]次に、図4(b)に示すように、金属箔4Aと放熱金属板7とが、層5Aを介して互いに接近するように、それらを加圧するとともに加熱する。
[2-2] Next, as shown in FIG. 4B, the
これにより、第1の領域15に対応して、層5Aに放熱金属板7が貼り合わされる(図4(c)参照。)。
Thereby, the heat radiating
ここで、放熱金属板7が、層5Aとの接合面である上面72に形成された凹部75を備える表面層76を有する場合には、この凹部75内に層5Aを充填させることができるため、放熱金属板7と層5Aとを強固に接合することができる。
Here, when the heat-dissipating
この際、層5Aは、層5Aが熱硬化性を有する場合には、好ましくは未硬化または半硬化する条件、より好ましくは半硬化する条件で加熱および加圧される。また、層5Aが熱可塑性を有する場合には、層5Aは、加熱および加圧により溶融した後、冷却により固化する条件で、加熱および加圧される。
At this time, when the
この加熱および加圧の条件は、例えば、層5Aに含まれる第2の樹脂組成物の種類によっても若干異なるが、以下のように設定される。
The heating and pressurizing conditions are set as follows, although they vary slightly depending on, for example, the type of the second resin composition contained in the
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。 That is, the heating temperature is preferably set to about 80 to 200 ° C, more preferably about 170 to 190 ° C.
また、加圧する圧力は、好ましくは0.1〜3MPa程度、より好ましくは0.5〜2MPa程度に設定される。 Moreover, the pressure to pressurize becomes like this. Preferably it is about 0.1-3 MPa, More preferably, it is set to about 0.5-2 MPa.
さらに、加熱および加圧する時間は、10〜90分程度であるのが好ましく、30〜60分程度であるのがより好ましい。 Furthermore, the heating and pressurizing time is preferably about 10 to 90 minutes, more preferably about 30 to 60 minutes.
これにより、放熱金属板7の下面が層5Aに接合され、その結果、層5Aに放熱金属板7が貼り合わされる。
Thereby, the lower surface of the heat radiating
なお、層5Aが熱硬化性を有する場合、層5Aを未硬化または半硬化とするかの選択は、次のように行われる。例えば、本工程[2]において、層5Aに対する放熱金属板7の貼り合わせを優先する際には、層5Aを半硬化の状態とする。一方、次工程[3]において、樹脂層5と絶縁部6との界面における密着性を向上させることを優先する際には、層5Aを未硬化の状態とする。
In addition, when
[3]
次に、層5Aの平面視で、放熱金属板7を取り囲むように層5A上に絶縁部6を形成する。[3]
Next, the insulating
すなわち、層5Aの上面の放熱金属板7が位置しない第2の領域16を覆うように絶縁部6を形成する。
That is, the insulating
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4(d)参照。)。
Furthermore, at this time, when the
ここで、放熱金属板7は、絶縁部6との接合面である側面71から突出する突起73を有している。そのため、放熱金属板7を絶縁部6に係合させることができ、放熱金属板7と絶縁部6とを強固に接合することができる。さらに、放熱金属板7が、絶縁部6との接合面である側面71に形成された凹部75を備える表面層76を有する場合には、この凹部75内に絶縁部6を充填させることができ、放熱金属板7と絶縁部6とをより強固に接合することができる。
Here, the heat radiating
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の上面の放熱金属板7が位置しない第2の領域16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の上面の第2の領域16に対して、優れた精度で位置選択的に絶縁部6を形成することができる。
A method for forming the insulating
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。Hereinafter, the case where the insulating
In addition, as a 1st resin composition, any of granular form (pellet form), a sheet form, a strip form, or a tablet form may be sufficient. Below, the case where the 1st resin composition which makes | forms a tablet shape is used is demonstrated to an example.
[3−1]まず、図5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上に接合された放熱金属板7を、放熱金属板7が上側になるようにして、収納する。その後、上型110と下型120との型締めを行う。
[3-1] First, as shown in FIG. 5, a layer (storage space) 121 formed by superposing an
なお、この際、放熱金属板7の厚さ方向で、供給路113の下側開口と放熱金属板7とが重ならず、かつ、上型110の下面と放熱金属板7の上面とが互いに接するようにして、層5A上に接合された放熱金属板7を、キャビティ121内に収納する。これにより、後工程において形成される絶縁部6を、絶縁部6の厚さが放熱金属板7の厚さと同一となるように形成することができる。すなわち、絶縁部6が、放熱金属板7の上面に形成されることなく、絶縁部6の上面と放熱金属板7の上面とで平坦面が構成されるように、層5Aの上面の第2の領域16に選択的に絶縁部6を設けることができる。
At this time, the lower opening of the
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。
And the
[3−2]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。
[3-2] Next, the molding die 100 is heated, and the
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。
Thereby, the
[3−3]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が第2の領域16に位置する層5A上を覆うようにキャビティ121内に充填される。
[3-3] Next, by inserting the
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の平面視で、放熱金属板7を取り囲むようにして絶縁部6が形成される。
Then, the insulating
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。
When the
放熱金属板7が、側面71に形成された凹部75を備える表面層76を有する構成となっている場合、このような加熱および加圧の条件下における絶縁部6の形成の際に、この凹部75内に絶縁部6を充填させることができる。
When the heat-dissipating
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。 The heating and pressurizing conditions in this step are not particularly limited, but are set as follows, for example.
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。 That is, the heating temperature is preferably set to about 80 to 200 ° C, more preferably about 170 to 190 ° C.
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。 Moreover, the pressure to pressurize becomes like this. Preferably it is about 2-10 Mpa, More preferably, it is set to about 3-7 Mpa.
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。 Furthermore, the heating and pressurizing time is preferably about 1 to 60 minutes, and more preferably about 3 to 15 minutes.
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。
By setting the temperature, pressure, and time under such conditions, the filler contained in the
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の平面視で、放熱金属板7を取り囲むようにして絶縁部6をより確実に形成することができる。
Further, the melt viscosity of the
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。 The melt viscosity at 175 ° C. can be measured, for example, by a thermal fluid evaluation device (flow tester) manufactured by Shimadzu Corporation.
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て、金属箔張基板10Aが製造される。
In addition, it is preferable that the
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。
Further, the
なお、本実施形態では、前記工程[3−1]〜[3−3]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。しかしながら、本発明は、かかる場合に限定されず、例えば、前記工程[3−1]において、複数の放熱金属板7が層5A上に接合された接合体をキャビティ121に収納し、その後、前記工程[3−2]、[3−3]を経て各放熱金属板7の周囲に絶縁部6を形成する。絶縁部6が形成された接合体を、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[3−3]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。ただし、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、複数の発熱体搭載基板50を一括して製造することができる。
In the present embodiment, a case has been described in which one metal foil-clad
また、本実施形態では、工程[2]と、工程[3]とを別工程で行うこととした。しかし、本発明は、これに限定されず、例えば、ポット111内への第1の樹脂組成物130の装填を省略した状態で、プランジャー112をポット111内に挿入することで、放熱金属板7の金属箔4Aに対する押圧を実施することが可能であれば、工程[2]と工程[3]とを、キャビティ121内で一括して実施するようにしてもよい。
In the present embodiment, the process [2] and the process [3] are performed in separate processes. However, the present invention is not limited to this, for example, by inserting the
かかる構成の発熱体搭載基板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。
The heating
<第2実施形態>
次に、本発明の発熱体搭載基板の第2実施形態について説明する。Second Embodiment
Next, a second embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention will be described.
図6は、本発明の発熱体搭載基板の第2実施形態を示す縦断面図である。 FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention.
以下、第2実施形態の発熱体搭載基板51について、前記第1実施形態の発熱体搭載基板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。
Hereinafter, the heating
図6に示す発熱体搭載基板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101の上面に、半導体装置1が搭載されていること以外は、図1、2に示す発熱体搭載基板50と同様である。
The heating
すなわち、第2実施形態の発熱体搭載基板51において、回路基板101は、樹脂層5と、第1の領域15に対応して樹脂層5を覆う放熱金属板7と、第2の領域16に対応して樹脂層5を覆う絶縁部6とを備える基材81と、この基材81の上面に設けられた配線4とを備えている。そして、この基材81が備える放熱金属板7において、図6に示すように、突起73は、放熱金属板7の上面72側で突出することなく、放熱金属板7の下面74側で突出しており、これにより、放熱金属板7の厚さ方向において、下面74側に偏在して突出している。すなわち、突起73は、放熱金属板7の面方向(左右方向)に側面71を取り囲むようにして、面方向に沿って突出する1つの凸部で構成されている。また、突起73の下面と下面74とは、同一平面上に位置し、平坦面を形成している。かかる構成の突起73によっても、突起73が絶縁部6に係合する係合部としての機能を発揮するため、放熱金属板7と絶縁部6とを強固に接合させることができる。
That is, in the heating
このような第2実施形態の発熱体搭載基板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。
The same effect as that of the first embodiment can be obtained by the heating
<第3実施形態>
次に、本発明の発熱体搭載基板の第3実施形態について説明する。<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention will be described.
図7は、本発明の発熱体搭載基板の第3実施形態を示す縦断面図である。 FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention.
以下、第3実施形態の発熱体搭載基板52について、前記第1実施形態の発熱体搭載基板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。
Hereinafter, the heating
図7に示す発熱体搭載基板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102の上面に、半導体装置1が搭載されていること以外は、図1、2に示す発熱体搭載基板50と同様である。
The heating
すなわち、第3実施形態の発熱体搭載基板52において、回路基板102は、樹脂層5と、第1の領域15に対応して樹脂層5を覆う放熱金属板7と、第2の領域16に対応して樹脂層5を覆う絶縁部6とを備える基材82と、この基材82の上面に設けられた配線4とを備えている。そして、この基材82が備える放熱金属板7において、図7に示すように、突起73は、放熱金属板7の下面74側で突出することなく、放熱金属板7の上面72側で突出しており、これにより、放熱金属板7の厚さ方向において、上面72側に偏在して突出している。すなわち、突起73は、放熱金属板7の面方向(左右方向)に側面71を取り囲むようにして、面方向に沿って突出する1つの凸部で構成されている。また、突起73の上面と上面72とは、同一平面上に位置し、平坦面を形成している。かかる構成の突起73によっても、突起73が絶縁部6に係合する係合部としての機能を発揮するため、放熱金属板7と絶縁部6とを強固に接合させることができる。
That is, in the heating
このような第3実施形態の発熱体搭載基板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。
The effect similar to that of the first embodiment can be obtained also by the heating
<第4実施形態>
次に、本発明の発熱体搭載基板の第4実施形態について説明する。<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention will be described.
図8は、本発明の発熱体搭載基板の第4実施形態を示す縦断面図である。 FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention.
以下、第4実施形態の発熱体搭載基板53について、前記第1実施形態の発熱体搭載基板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。
Hereinafter, the heating
図8に示す発熱体搭載基板53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103の上面に、半導体装置1が搭載されていること以外は、図1、2に示す発熱体搭載基板50と同様である。
The heating
すなわち、第4実施形態の発熱体搭載基板53において、回路基板103は、樹脂層5と、第1の領域15に対応して樹脂層5を覆う放熱金属板7と、第2の領域16に対応して樹脂層5を覆う絶縁部6とを備える基材83と、この基材83の上面に設けられた配線4とを備えている。そして、この基材83が備える放熱金属板7において、図8に示すように、突起73は、第1突起731と第2突起732とを有している。具体的に、第1突起731は、放熱金属板7の上面72側で突出することなく、放熱金属板7の下面74側で突出しており、これにより、放熱金属板7の厚さ方向において、下面74側に偏在して突出している。また、第2突起732は、放熱金属板7の下面74側で突出することなく、放熱金属板7の上面72側で突出しており、これにより、放熱金属板7の厚さ方向において、上面72側に偏在して突出している。すなわち、突起73は、放熱金属板7の面方向(左右方向)に側面71を取り囲むようにして、面方向に沿って突出する第1突起731および第2突起732からなる2つの凸部で構成されている。なお、第1突起731の下面と下面74とは、同一平面上に位置し、平坦面を形成している。また、第2突起732の上面と上面72とは、同一平面上に位置し、平坦面を形成している。かかる構成の突起73によっても、突起73が絶縁部6に係合する係合部としての機能を発揮するため、放熱金属板7と絶縁部6とを強固に接合させることができる。
That is, in the heating
このような第4実施形態の発熱体搭載基板53によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
The same effect as that of the first embodiment can be obtained by the heating
<第5実施形態>
次に、本発明の発熱体搭載基板の第5実施形態について説明する。<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention will be described.
図9は、本発明の発熱体搭載基板の第5実施形態を示す縦断面図である。 FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a fifth embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention.
以下、第5実施形態の発熱体搭載基板54について、前記第1実施形態の発熱体搭載基板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。
Hereinafter, the heating
図9に示す発熱体搭載基板54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104の上面に、半導体装置1が搭載されていること以外は、図1、2に示す発熱体搭載基板50と同様である。
The heating
すなわち、第5実施形態の発熱体搭載基板54において、回路基板104は、樹脂層5と、第1の領域15に対応して樹脂層5を覆う放熱金属板7と、第2の領域16に対応して樹脂層5を覆う絶縁部6とを備える基材84と、この基材84の上面に設けられた配線4とを備えている。そして、この基材84が備える放熱金属板7において、図9に示すように、突起73は、放熱金属板7の面方向に側面71を取り囲むようにして、その厚さ方向の途中で面方向に沿って突出する1つの凸部で構成されている。そして、この突起73は、その厚さが頂部側に向かって連続的に変化(漸減)している。換言すれば、本実施形態では、突起73の上面および下面が傾斜面で構成されている。かかる構成の突起73によっても、突起73が絶縁部6に係合する係合部としての機能を発揮するため、放熱金属板7と絶縁部6とを強固に接合させることができる。
That is, in the heating
このような第5実施形態の発熱体搭載基板54によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
The effect similar to that of the first embodiment can be obtained by the heating
<第6実施形態>
次に、本発明の発熱体搭載基板の第6実施形態について説明する。<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention will be described.
図10は、本発明の発熱体搭載基板の第6実施形態を示す縦断面図、図11は、図10の半導体装置が備える回路基板が有する放熱金属板を示す図(図11(a)は、平面図、図11(b)は側面図)である。なお、説明の便宜上、図11(b)では、放熱金属板7が備える側面71の突起73が形成されていない領域に位置する溝部734にハッチングを付している。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a sixth embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention, and FIG. 11 is a view showing a heat radiating metal plate included in the circuit board provided in the semiconductor device of FIG. 10 (FIG. 11A). FIG. 11B is a side view. For convenience of explanation, in FIG. 11B, the
以下、第6実施形態の発熱体搭載基板55について、前記第1実施形態の発熱体搭載基板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。
Hereinafter, the heating
図10に示す発熱体搭載基板55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105の上面に、半導体装置1が搭載されていること以外は、図1、2に示す発熱体搭載基板50と同様である。
A heating
すなわち、第6実施形態の発熱体搭載基板55において、回路基板105は、樹脂層5と、第1の領域15に対応して樹脂層5を覆う放熱金属板7と、第2の領域16に対応して樹脂層5を覆う絶縁部6とを備える基材85と、この基材85の上面に設けられた配線4とを備えている。そして、この基材85が備える放熱金属板7において、図11に示すように、突起73は、放熱金属板7の面方向(左右方向)、すなわち厚さ方向に直交する方向の途中で突出する複数の凸部733で構成されている。また、各凸部733は、放熱金属板7の厚さ方向(上下方向)に沿って、上面72および下面74の双方に到達するまで形成されている。すなわち、突起73は、放熱金属板7の厚さ方向に沿って(と平行に)、互いの間に溝部734を介在させた状態で、側面71から突出した複数の凸部733で構成されている。これにより、放熱金属板7の側面視において、突起73は、全体として縞状をなしている。かかる構成の突起73によっても、突起73が絶縁部6に係合する係合部としての機能を発揮するため、放熱金属板7と絶縁部6とを強固に接合させることができる。
That is, in the heating
このような第6実施形態の発熱体搭載基板55によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
The effect similar to that of the first embodiment can be obtained also by the heating
<第7実施形態>
次に、本発明の発熱体搭載基板の第7実施形態について説明する。<Seventh embodiment>
Next, a seventh embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention will be described.
図12は、本発明の発熱体搭載基板の第7実施形態を示す縦断面図、図13は、図12の半導体装置が備える回路基板が有する放熱金属板を示す図(図13(a)は、平面図、図13(b)は側面図)である。なお、説明の便宜上、図13(b)では、放熱金属板7が備える側面71の突起73が形成されていない領域に位置する溝部734にハッチングを付している。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a seventh embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention, and FIG. 13 is a view showing a heat radiating metal plate included in the circuit board provided in the semiconductor device of FIG. FIG. 13B is a side view. For convenience of explanation, in FIG. 13B, the
以下、第7実施形態の発熱体搭載基板56について、前記第1実施形態の発熱体搭載基板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。
Hereinafter, the heating
図12に示す発熱体搭載基板56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106の上面に、半導体装置1が搭載されていること以外は、図1、2に示す発熱体搭載基板50と同様である。
A heating
すなわち、第7実施形態の発熱体搭載基板56において、回路基板106は、樹脂層5と、第1の領域15に対応して樹脂層5を覆う放熱金属板7と、第2の領域16に対応して樹脂層5を覆う絶縁部6とを備える基材86と、この基材86の上面に設けられた配線4とを備えている。そして、この基材86が備える放熱金属板7において、図13に示すように、突起73は、放熱金属板7の面方向(左右方向)、すなわち厚さ方向に直交する方向の途中で突出する複数の凸部733で構成されている。また、各凸部733は、放熱金属板7の厚さ方向に対して傾斜した方向に沿って、上面72および下面74の双方に到達するまで形成されている。すなわち、突起73は、放熱金属板7の厚さ方向に対して傾斜した方向に沿って(と平行に)、互いの間に溝部734を介在させた状態で、側面71から突出した複数の凸部733で構成されている。したがって、放熱金属板7の側面視において、突起73は、全体として縞状をなしている。かかる構成の突起73によっても、突起73が絶縁部6に係合する係合部としての機能を発揮するため、放熱金属板7と絶縁部6とを強固に接合させることができる。
That is, in the heating
なお、本実施形態では、図13(b)に示すように、各凸部733は、上面72から下面74側に向かって、放熱金属板7の左右方向のうち右方向に傾斜している。しかしながら、各凸部733は、かかる構成に限定されず、上面72から下面74側に向かって、放熱金属板7の左右方向のうち左方向に傾斜していてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 13B, each
このような第7実施形態の発熱体搭載基板56によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
The same effect as that of the first embodiment can be obtained by the heating
<第8実施形態>
次に、本発明の発熱体搭載基板の第8実施形態について説明する。<Eighth Embodiment>
Next, an eighth embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention will be described.
図14は、本発明の発熱体搭載基板の第8実施形態を示す縦断面図、図15は、図14の半導体装置が備える回路基板が有する放熱金属板を示す図(図15(a)は、平面図、図15(b)は側面図)である。なお、説明の便宜上、図15(b)では、放熱金属板7が備える側面71の突起73が形成されていない領域に位置する溝部736、737にハッチングを付している。
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing an eighth embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention, and FIG. 15 is a view showing a heat radiating metal plate included in the circuit board provided in the semiconductor device of FIG. FIG. 15B is a side view. For convenience of explanation, in FIG. 15B, the
以下、第8実施形態の発熱体搭載基板57について、前記第1実施形態の発熱体搭載基板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。
Hereinafter, the heating
図14に示す発熱体搭載基板57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107の上面に、半導体装置1が搭載されていること以外は、図1、2に示す発熱体搭載基板50と同様である。
A heating
すなわち、第8実施形態の発熱体搭載基板57において、回路基板107は、樹脂層5と、第1の領域15に対応して樹脂層5を覆う放熱金属板7と、第2の領域16に対応して樹脂層5を覆う絶縁部6とを備える基材87と、この基材87の上面に設けられた配線4とを備えている。そして、この基材87が備える放熱金属板7において、図15に示すように、突起73は、放熱金属板7の厚さ方向および厚さ方向に直交する方向の双方の途中で突出する複数の凸部735で構成されている。
That is, in the heating
図15(b)に示すように、各凸部735は、放熱金属板7の厚さ方向に対して、上面72から下面74側に向かって、右方向に傾斜した複数の溝部736と、放熱金属板7の厚さ方向に対して、上面72から下面74側に向かって、左方向に傾斜した複数の溝部737とが存在しない位置に形成されている。すなわち、各凸部735は島状をなし、これにより、放熱金属板7の側面視において、突起73は、全体としてローレット形状をなしている。このような島状をなす各凸部735は、それぞれ、四角形状をなし、一方の対向する一対の辺は、放熱金属板7の厚さ方向に対して右方向に傾斜しており、他方の対向する一対の辺は、放熱金属板7の厚さ方向に対して左方向に傾斜している。かかる構成の突起73によっても、突起73が絶縁部6に係合する係合部としての機能を発揮するため、放熱金属板7と絶縁部6とを強固に接合させることができる。
As shown in FIG. 15 (b), each
このような第8実施形態の発熱体搭載基板57によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
Also by the heating
<第9実施形態>
次に、本発明の発熱体搭載基板の第9実施形態について説明する。<Ninth Embodiment>
Next, a ninth embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention will be described.
図16は、本発明の発熱体搭載基板の第9実施形態を示す縦断面図、図17は、図16の半導体装置が備える回路基板が有する放熱金属板を示す図(図17(a)は、平面図、図17(b)は側面図)である。なお、説明の便宜上、図17(b)では、放熱金属板7が備える側面71の突起73が形成されていない領域に位置する溝部734にハッチングを付している。
FIG. 16 is a longitudinal sectional view showing a ninth embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention, and FIG. 17 is a view showing a heat radiating metal plate included in the circuit board provided in the semiconductor device of FIG. FIG. 17B is a side view. For convenience of explanation, in FIG. 17B, the
以下、第9実施形態の発熱体搭載基板58について、前記第1実施形態の発熱体搭載基板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。
Hereinafter, the heating
図16に示す発熱体搭載基板58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108の上面に、半導体装置1が搭載されていること以外は、図1、2に示す発熱体搭載基板50と同様である。
The heating
すなわち、第9実施形態の発熱体搭載基板58において、回路基板108は、樹脂層5と、第1の領域15に対応して樹脂層5を覆う放熱金属板7と、第2の領域16に対応して樹脂層5を覆う絶縁部6とを備える基材88と、この基材88の上面に設けられた配線4とを備えている。そして、この基材88が備える放熱金属板7において、図17に示すように、突起73は、放熱金属板7の面方向(左右方向)、すなわち厚さ方向に直交する方向の途中で突出する複数の凸部733で構成されている。また、各凸部733は、上面72および下面74の双方に到達するまで形成されている。そして、各凸部733は、それらの幅が上面72側から下面74側に向かって連続的に変化している。具体的に、突起73は、互いの間に溝部734を介在させた状態で、側面71から突出する複数の凸部733で構成されている。また、互いに隣り合う2つの凸部733の一方は、その幅が下から上に向かって漸減する台形状(テーパー形状)をなし、他方は、その幅が下から上に向かって漸増する逆台形状(逆テーパー形状)をなしている。かかる構成の突起73によっても、突起73が絶縁部6に係合する係合部としての機能を発揮するため、放熱金属板7と絶縁部6とを強固に接合させることができる。
That is, in the heating
このような第9実施形態の発熱体搭載基板58によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
Also by the heating
<第10実施形態>
次に、本発明の発熱体搭載基板の第10実施形態について説明する。<Tenth Embodiment>
Next, a description will be given of a tenth embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention.
図18は、本発明の発熱体搭載基板の第10実施形態を示す縦断面図、図19は、図18中の矢印A方向から見た図(平面図)である。 FIG. 18 is a longitudinal sectional view showing a tenth embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention, and FIG. 19 is a view (plan view) seen from the direction of arrow A in FIG.
以下、第10実施形態の発熱体搭載基板59について、前記第1実施形態の発熱体搭載基板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。
Hereinafter, the heating
図18に示す発熱体搭載基板59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109の上面に、半導体装置1が搭載されていること以外は、図1、2に示す発熱体搭載基板50と同様である。
A heating
すなわち、第10実施形態の発熱体搭載基板59において、回路基板109は、樹脂層5と、樹脂層5の平面視で第1の領域15に対応して樹脂層5を覆う放熱金属板7と、第2の領域16に対応して樹脂層5を覆う絶縁部6とを備える基材89と、この基材89の上面に設けられた配線4とを備えている。そして、半導体装置1は、接続端子12において配線4(端子)と電気的に接続された状態で、基材89が有する配線4に搭載されている。また、本実施形態では、図19に示すように、放熱金属板7の4つの側面71のうちの1つの側面71が、基材89(回路基板109)から露出している。なお、放熱金属板7の基材89から露出する側面71と、基材89の側面とは、同一平面上に位置する。
That is, in the heating
このように、本実施形態では、放熱金属板7は、その4つの側面71のうちの1つ(1辺)が絶縁部6と接合することなく露出している。しかしながら、かかる構成としても、放熱金属板7は、側面71が突起73を有する構成となっているため、残りの3つの側面71において、突起73を絶縁部6に係合させることができる。そのため、放熱金属板7と絶縁部6とを強固に接合することができる。
As described above, in the present embodiment, one (one side) of the four
このような第10実施形態の発熱体搭載基板59によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
The effect similar to that of the first embodiment can be obtained by the heating
<第11実施形態>
次に、本発明の発熱体搭載基板の第11実施形態について説明する。<Eleventh embodiment>
Next, an eleventh embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention will be described.
図20は、本発明の発熱体搭載基板の第11実施形態を示す縦断面図、図21は、図20中の矢印A方向から見た図(平面図)である。 FIG. 20 is a longitudinal sectional view showing an eleventh embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention, and FIG. 21 is a view (plan view) seen from the direction of arrow A in FIG.
以下、第11実施形態の発熱体搭載基板61について、前記第1実施形態の発熱体搭載基板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。
Hereinafter, the heating
図20に示す発熱体搭載基板61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151の上面に、半導体装置1が搭載されていること以外は、図1、2に示す発熱体搭載基板50と同様である。
A heating
すなわち、第11実施形態の発熱体搭載基板61において、回路基板151は、樹脂層5と、樹脂層5の平面視で第1の領域15に対応して樹脂層5を覆う放熱金属板7と、第2の領域16に対応して樹脂層5を覆う絶縁部6とを備える基材91と、この基材91の上面に設けられた配線4とを備えている。そして、半導体装置1は、接続端子12において配線4(端子)と電気的に接続された状態で、基材91が有する配線4に搭載されている。また、本実施形態では、図21に示すように、放熱金属板7の4つの側面71のうちの対向する2つの側面71が、基材91(回路基板151)から露出している。
That is, in the heating
このように、本実施形態では、放熱金属板7は、その4つの側面71のうちの対向する2つの側面71(2辺)が絶縁部6と接合することなく露出している。しかしながら、かかる構成としても、放熱金属板7は、露出する2つの側面71とは異なる対向する2つの側面71に突起73を有する構成となっており、露出していない対向する2つの側面71において、突起73を絶縁部6に係合させることができる。そのため、たとえ4つの側面のうち対向する2つの側面71が露出していたとしても、放熱金属板7と絶縁部6とを強固に接合することができる。
Thus, in this embodiment, the heat radiating
このような第11実施形態の発熱体搭載基板61によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
The heating
<第12実施形態>
次に、本発明の発熱体搭載基板を半導体装置の搭載に適用した第12実施形態について説明する。<Twelfth embodiment>
Next, a twelfth embodiment in which the heating element mounting substrate of the present invention is applied to mounting of a semiconductor device will be described.
図22は、本発明の発熱体搭載基板の第12実施形態を示す縦断面図である。 FIG. 22 is a longitudinal sectional view showing a twelfth embodiment of the heating element mounting substrate of the present invention.
以下、第12実施形態の発熱体搭載基板62について、前記第1実施形態の発熱体搭載基板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。
Hereinafter, the heating
図22に示す発熱体搭載基板62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152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、2に示す発熱体搭載基板50と同様である。
A heating
すなわち、第12実施形態の発熱体搭載基板62において、回路基板152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。
That is, in the heating
このような発熱体搭載基板62では、半導体装置1’が備える半導体素子17が、基材8が備える樹脂層5に接合されており、半導体素子17において生じた熱が、半導体素子17に接合された樹脂層5さらには放熱金属板7を介して放熱されることから、この熱の放熱効率の向上が図られる。
In such a heating
このような第12実施形態の発熱体搭載基板62によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
The heating
なお、図22では、配線4’の開口部において放熱金属板7に樹脂層5が設けられている。半導体素子17において生じた熱は、樹脂層5を介して放熱金属板7に伝達される。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、半導体素子17は、放熱金属板7上に接合されてもよい。これにより、半導体素子17において生じた熱を、樹脂層5を介することなく、放熱金属板7に直接伝達させるようにしてもよい。かかる構成とすることで、半導体素子17において生じた熱のさらなる放熱効率の向上が図られる。
In FIG. 22, the
以上、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。 As mentioned above, although the metal foil tension board | substrate, the circuit board, and the heat generating body mounting board | substrate of this invention were demonstrated about embodiment of illustration, this invention is not limited to these.
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、回路基板および発熱体搭載基板に任意の構成物が付加されていてもよい。 For example, each part which comprises the metal foil tension board | substrate of this invention, a circuit board, and a heat generating body mounting board | substrate can be substituted by the arbitrary structures which can exhibit the same function. Moreover, arbitrary components may be added to the metal foil-clad substrate, the circuit board, and the heating element mounting substrate of the present invention.
また、本発明では、前記第1〜第12実施形態で示した任意の2以上の構成を組み合わせてもよい。例えば、放熱金属板は、各側面において、厚さ方向の異なる位置で突出する突起を有していてもよい。 In the present invention, any two or more configurations shown in the first to twelfth embodiments may be combined. For example, the heat radiating metal plate may have protrusions protruding at different positions in the thickness direction on each side surface.
さらに、本発明の発熱体搭載基板は、前述した実施形態に限定されない。すなわち、本発明は、発熱体として半導体装置を回路基板に搭載する発熱体搭載基板に限定されない。本発明は、発熱体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発熱体搭載基板に適用できる。 Furthermore, the heating element mounting substrate of the present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, the present invention is not limited to a heating element mounting substrate on which a semiconductor device is mounted on a circuit board as a heating element. The present invention relates to a resistor such as a thermistor as a heating element, a capacitor, a diode power MOSFET, a power transistor such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a reactor, an LED (light emitting diode), an LD (laser diode), and an organic EL element. Such a light emitting element and a motor can be applied to a heating element mounting board on which a circuit board is mounted.
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ない。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described. The present invention is not limited to this.
1. 試験片の製造
以下のようにして試験片を製造した。1. Manufacture of test pieces Test pieces were manufactured as follows.
(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。Example 1A
1.1 Preparation of second resin composition (varnish) [1] First, bisphenol F / bisphenol A phenoxy resin (Mitsubishi Chemical, 4275, weight average molecular weight 6.0 × 10 4 , bisphenol F skeleton and bisphenol A skeleton) Ratio = 75: 25) 40.0 parts by mass, bisphenol A type epoxy resin (manufactured by DIC, 850S, epoxy equivalent 190) 55.0 parts by mass, 2-phenylimidazole (2PZ by Shikoku Chemicals) 3.0 parts by mass, As a silane coupling agent, 2.0 parts by mass of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (KBM-403 manufactured by Shin-Etsu Silicone) was weighed. These were dissolved in 400 parts by mass of cyclohexanone and mixed to obtain a mixed solution. A varnish containing a resin material was obtained by stirring the mixed solution using a high-speed stirring device.
[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。 [2] Next, 800 g of alumina (manufactured by Nippon Light Metal, average particle size A 3.2 μm, primary particle size B 3.6 μm, average particle size A / primary particle size B = 0.9 (Lot No. Z401)) Was weighed. Next, alumina was put into a plastic container containing 1300 mL of pure water to obtain an alumina solution. Thereafter, the alumina solution was stirred using a disperser having a blade having a diameter of 50 mm (“R94077” manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) under the condition of a rotational speed of 5000 rpm and a stirring time of 15 minutes. Thereby, the alumina was washed with water.
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。 Thereafter, the alumina solution was allowed to stand for 15 minutes to obtain a supernatant. Next, 50 mL of the supernatant was collected with a dropper and filtered to obtain a filtrate. Thereafter, the pH of the filtrate was measured. The supernatant liquid was removed by decantation until the pH value reached 7.0. Thereafter, the alumina was washed with water several times.
[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。[3] Next, the alumina washed with water as described above was allowed to stand for 20 minutes. Thereafter, the supernatant was removed by decantation. Thereafter, 1000 mL of acetone was put into the plastic container to obtain a mixed solution of alumina and acetone. Thereafter, a mixed solution of alumina and acetone was stirred using the disperser under the conditions of a rotation speed of 800 rpm and a stirring time of 5 minutes.
And the liquid mixture of an alumina and acetone was left to stand for 12 hours, and the supernatant liquid was obtained. Thereafter, the supernatant was removed.
[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移した。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。 [4] Next, the alumina after the supernatant was removed was transferred to a stainless steel vat. Using a fully exhausted box dryer (“PHH-200” manufactured by Tabai Co., Ltd.), the alumina was dried under the conditions of a drying temperature of 40 ° C. and a drying time of 1 hour to obtain a washed alumina (filler).
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。 Thereafter, the washed alumina was dried under the conditions of 200 ° C. × 24 hours and then left under the conditions of 85 ° C. × 85% RH. Thus, the moisture content of the washed alumina was set to 0.18% by mass.
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。 The water content of the alumina was calculated from the difference in mass between 25 ° C. and 500 ° C. measured using a differential thermal balance apparatus (TG-DTA).
[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。 [5] Next, washed alumina (505.0 parts by mass) is applied to the varnish containing the resin material prepared in advance in the step [1] using a disperser (“R94077” manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). The mixture was mixed under the conditions of a rotational speed of 1000 rpm and a stirring time of 120 minutes. This obtained the 2nd resin composition of 83.5 weight% (60.0 volume%) of resin solid content ratio of an alumina.
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。1.2 Film Formation of Resin Layer Forming Layer on Metal Foil Obtained in 1.1 above on the roughened surface of a roll-shaped copper foil having a width of 260 mm and a thickness of 35 μm (manufactured by Nihon Denki, YGP-35) The second resin composition was applied with a comma coater. Next, the second resin composition was heated and dried at 100 ° C. for 3 minutes and at 150 ° C. for 3 minutes, thereby forming a resin layer forming layer (layer) having a thickness of 100 μm on the copper foil. This obtained the laminated body.
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にカットして層が形成された金属箔とした。 In addition, the layer is in a semi-cured state by drying the second resin composition under such conditions. The laminate was cut into a length of 65 mm and a width of 100 mm to form a metal foil on which a layer was formed.
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。1.3 Preparation of first resin composition in tablet form 30 parts of dimethylene ether type resole resin (R-25 manufactured by Sumitomo Bakelite), 7 parts of methylol type resole resin (PR-51723 manufactured by Sumitomo Bakelite), novolak type resin (Sumitomo Bakelite A-1084) 4 parts,
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。1.4 Formation of Insulating Portion on Resin Layer First, the metal foil on which the layer was formed was stored in the
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、溶融した第1の樹脂組成物を層上に供給した。
Next, the
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4Aに、樹脂層5と絶縁部6とがこの順で積層された実施例1Aの試験片を得た(図23参照。)。
And the test piece of Example 1A by which the
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。 The conditions for curing the first resin composition and the layer were set as follows.
・加熱温度 : 175℃
・加圧時の圧力 : 5.0MPa
・加熱/加圧時間: 3分・ Heating temperature: 175 ° C
・ Pressure during pressurization: 5.0 MPa
・ Heating / pressurizing time: 3 minutes
(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。(Examples 2A-7A)
Implementation was performed in the same manner as in Example 1A except that the state of curing of the layer formed in 1.2 was changed as shown in Table 1 and the conditions for forming the insulating portion in 1.4 were changed as shown in Table 1. Test pieces of Examples 2A to 7A were obtained.
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。2. Evaluation of Test Pieces The test pieces of each Example were cut along the thickness direction. Thereafter, the vicinity of the interface between the resin layer and the insulating portion of the obtained cut surface was observed using an electron microscope.
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24〜30に示す。 FIGS. 24 to 30 show electron micrographs in the vicinity of the interface of the test pieces of each Example obtained by observation with this electron microscope.
図24〜30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。 As is apparent from the electron micrographs shown in FIGS. 24 to 30, in each example, the resin layer and the insulating part have excellent adhesion without forming a void at the interface between the resin layer and the insulating part. It was joined.
特に、層を半硬化状態とした実施例1A〜5A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。
In particular, in Examples 1A to 5A in which the layers are in a semi-cured state, the filler contained in the
なお、加圧時の圧力を2.5MPaとした実施例2A、4A、7Aでは、樹脂層5中に若干のボイドの発生が認められた。
In Examples 2A, 4A, and 7A in which the pressure at the time of pressurization was 2.5 MPa, some voids were observed in the
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。 Moreover, about Example 1A, when the thickness of the insulating part in the said cut surface was measured 20 places with the pitch 1mm space | interval, the average thickness was set to 85 +/- 10micrometer. From this measurement result, it was found that the formed insulating portion had a uniform film thickness.
3. 金属箔張基板の製造
以下のようにして金属箔張基板を製造した。3. Production of metal foil-clad substrate A metal foil-clad substrate was produced as follows.
(実施例1B)
3.1 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。(Example 1B)
3.1 Preparation of second resin composition (varnish) [1] First, bisphenol F / bisphenol A phenoxy resin (Mitsubishi Chemical, 4275, weight average molecular weight 6.0 × 10 4 , bisphenol F skeleton and bisphenol A skeleton) Ratio = 75: 25) 40.0 parts by mass, bisphenol A type epoxy resin (manufactured by DIC, 850S, epoxy equivalent 190) 55.0 parts by mass, 2-phenylimidazole (2PZ by Shikoku Chemicals) 3.0 parts by mass, As a silane coupling agent, 2.0 parts by mass of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (KBM-403 manufactured by Shin-Etsu Silicone) was weighed. These were dissolved in 400 parts by mass of cyclohexanone and mixed to obtain a mixed solution. A varnish containing a resin material was obtained by stirring the mixed solution using a high-speed stirring device.
[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。 [2] Next, 800 g of alumina (manufactured by Nippon Light Metal, average particle size A 3.2 μm, primary particle size B 3.6 μm, average particle size A / primary particle size B = 0.9 (Lot No. Z401)) Was weighed. Next, alumina was put into a plastic container containing 1300 mL of pure water to obtain an alumina solution. Thereafter, the alumina solution was stirred using a disperser having a blade having a diameter of 50 mm (“R94077” manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) under the condition of a rotational speed of 5000 rpm and a stirring time of 15 minutes. Thereby, the alumina was washed with water.
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。 Thereafter, the alumina solution was allowed to stand for 15 minutes to obtain a supernatant. Next, 50 mL of the supernatant was collected with a dropper and filtered to obtain a filtrate. Thereafter, the pH of the filtrate was measured. The supernatant liquid was removed by decantation until the pH value reached 7.0. Thereafter, the alumina was washed with water several times.
[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。[3] Next, the alumina washed with water as described above was allowed to stand for 20 minutes. Thereafter, the supernatant was removed by decantation. Thereafter, 1000 mL of acetone was put into the plastic container to obtain a mixed solution of alumina and acetone. Thereafter, a mixed solution of alumina and acetone was stirred using the disperser under the conditions of a rotation speed of 800 rpm and a stirring time of 5 minutes.
And the liquid mixture of an alumina and acetone was left to stand for 12 hours, and the supernatant liquid was obtained. Thereafter, the supernatant was removed.
[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移した。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。 [4] Next, the alumina after the supernatant was removed was transferred to a stainless steel vat. Using a fully exhausted box dryer (“PHH-200” manufactured by Tabai Co., Ltd.), the alumina was dried under the conditions of a drying temperature of 40 ° C. and a drying time of 1 hour to obtain a washed alumina (filler).
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。 Thereafter, the washed alumina was dried under the conditions of 200 ° C. × 24 hours and then left under the conditions of 85 ° C. × 85% RH. Thus, the moisture content of the washed alumina was set to 0.18% by mass.
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。 The water content of the alumina was calculated from the difference in mass between 25 ° C. and 500 ° C. measured using a differential thermal balance apparatus (TG-DTA).
[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。 [5] Next, washed alumina (505.0 parts by mass) is applied to the varnish containing the resin material prepared in advance in the step [1] using a disperser (“R94077” manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). The mixture was mixed under the conditions of a rotational speed of 1000 rpm and a stirring time of 120 minutes. This obtained the 2nd resin composition of 83.5 weight% (60.0 volume%) of resin solid content ratio of an alumina.
3.2 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3.1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。3.2 Film Formation of Resin Layer Forming Layer on Metal Foil Obtained in 3.1 above on the roughened surface of a roll-shaped copper foil having a width of 260 mm and a thickness of 35 μm (manufactured by Nihon Denki, YGP-35) The second resin composition was applied with a comma coater. Next, the second resin composition was heated and dried at 100 ° C. for 3 minutes and at 150 ° C. for 3 minutes, thereby forming a resin layer forming layer (layer) having a thickness of 100 μm on the copper foil. This obtained the laminated body.
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50mm×横80mmにカットして層が形成された金属箔とした。 In addition, the layer is in a semi-cured state by drying the second resin composition under such conditions. The laminate was cut into a length of 50 mm and a width of 80 mm to form a metal foil on which a layer was formed.
3.3 タブレット状をなす第1の樹脂組成物の調製
レゾール型フェノール樹脂(住友ベークライト社製、PR−51723)を28.0質量%、ノボラック型フェノール樹脂(PR−51305、住友ベークライト社製)を8.0質量%、ガラス繊維(CS3E479、日東紡社製、平均粒子径:11μm、平均長径:3mm、平均アスペクト比:270)を55.0質量%、ワラストナイト(NYCO Minerals社製、NYAD5000、平均粒子径:3μm、平均長径:9μm、平均アスペクト比:3)を6.0質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、製品名:KBE−903)を0.2質量%、硬化助剤(消石灰)を1.0質量%、潤滑剤等のその他の成分を1.8質量%をそれぞれ乾式混合して混合物を得た。次に、混合物を90℃の加熱ロールで溶融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(P1)を得た。3.3 Preparation of first resin composition in tablet form 28.0% by mass of resol type phenol resin (Sumitomo Bakelite, PR-51723), novolak type phenol resin (PR-51305, manufactured by Sumitomo Bakelite) 8.0 mass%, glass fiber (CS3E479, manufactured by Nittobo Co., Ltd., average particle diameter: 11 μm, average major axis: 3 mm, average aspect ratio: 270) 55.0 mass%, wollastonite (manufactured by NYCO Minerals, NYAD5000, average particle size: 3 μm, average major axis: 9 μm, average aspect ratio: 3) is 6.0% by mass, and γ-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product name: KBE-903) is 0.00. 2% by weight, 1.0% by weight of a curing aid (slaked lime), and 1.8% by weight of other components such as a lubricant were dry mixed. To obtain a compound. Next, the mixture was melt-kneaded with a heating roll at 90 ° C. to obtain a kneaded product, and the kneaded product was cooled. Thereafter, the pulverized product obtained by pulverizing the kneaded product was tableted to obtain a first resin composition (P1) having a tablet shape.
(第1の樹脂組成物(P1)の粘度特性)
流動特性評価装置(高化式フローテスター、CFT−500D)を用いて、175℃における第1の樹脂組成物(P1)の溶融粘度を測定した。(Viscosity characteristics of first resin composition (P1))
The melt viscosity of the first resin composition (P1) at 175 ° C. was measured using a flow characteristic evaluation device (Koka flow tester, CFT-500D).
また、アントンパールジャパン社製レオメーターMCR301を用い、第1の樹脂組成物(P1)を昇温速度3℃/min、周波数1Hzの条件で60℃から200℃まで昇温した。得られた粘度プロファイルより、最低溶融粘度および最低溶融粘度に到達する温度を求めた。 In addition, the first resin composition (P1) was heated from 60 ° C. to 200 ° C. under the conditions of a temperature rising rate of 3 ° C./min and a frequency of 1 Hz, using a rheometer MCR301 manufactured by Anton Paar Japan. From the obtained viscosity profile, the minimum melt viscosity and the temperature at which the minimum melt viscosity was reached were determined.
3.4 放熱金属板の準備
放熱金属板7として、その表面が#4000の研磨紙で十分研磨された、図1、2に示した形状を備える、A5052のアルミニウム合金板1A(縦30mm×横40mm、厚さ1.5mm、第1実施形態の突起73(幅:3mm、高さ:1mm)を有する)を用意した。3.4 Preparation of Heat Dissipation Metal Plate A5052 aluminum alloy plate 1A (length 30 mm × width) having the shape shown in FIGS. 1 and 2 whose surface is sufficiently polished with # 4000 polishing paper as the heat
<放熱金属板の評価方法>
(放熱金属板の表面粗さの測定)
超深度形状測定顕微鏡(キーエンス社製VK9700)を用いて、倍率20倍におけるアルミニウム合金板1A(放熱金属板)の表面粗さRaおよびRzを測定した。RaおよびRzは、JIS−B0601に準拠して測定した。アルミニウム合金板1AのRaは0.5μm、Rzは0.7μmであった。<Evaluation method of heat dissipation metal plate>
(Measurement of surface roughness of heat dissipation metal plate)
The surface roughness Ra and Rz of the aluminum alloy plate 1A (heat radiating metal plate) at a magnification of 20 was measured using an ultradeep shape measuring microscope (VK9700 manufactured by Keyence Corporation). Ra and Rz were measured according to JIS-B0601. The aluminum alloy plate 1A had Ra of 0.5 μm and Rz of 0.7 μm.
(比表面積の測定)
自動比表面積/細孔分布測定装置(BELSORPminiII、日本ベル社製)を用いて、120℃で、6時間真空乾燥したアルミニウム合金板1Aの液体窒素温度における窒素吸脱着量を測定した。窒素吸着BET法による実表面積はBETプロットから算出した。見掛け表面積に対する測定した窒素吸着BET法による実表面積の比を比表面積とした。アルミニウム合金板1Aの比表面積は50であった。(Measurement of specific surface area)
Using an automatic specific surface area / pore distribution measuring device (BELSORPmini II, manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.), the nitrogen adsorption / desorption amount at the liquid nitrogen temperature of the aluminum alloy plate 1A vacuum-dried at 120 ° C. for 6 hours was measured. The actual surface area by the nitrogen adsorption BET method was calculated from the BET plot. The ratio of the actual surface area measured by the nitrogen adsorption BET method to the apparent surface area was defined as the specific surface area. The specific surface area of the aluminum alloy plate 1A was 50.
(放熱金属板の表面の光沢度の測定)
放熱金属板(アルミニウム合金板1A)の表面の光沢度は、ディジタル光沢度計(20°、60°)(GM−26型、村上色彩技術研究所社製)を用いて、ASTM−D523に準拠して測定角度60°で測定した。アルミニウム合金板1Aの光沢度は260であった。(Measurement of gloss on the surface of heat-dissipating metal plate)
The surface gloss of the heat radiating metal plate (aluminum alloy plate 1A) conforms to ASTM-D523 using a digital gloss meter (20 °, 60 °) (GM-26 type, manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.). And measured at a measurement angle of 60 °. The glossiness of the aluminum alloy plate 1A was 260.
(線膨張係数αMの測定)
熱機械分析装置TMA(TAインスツルメント社製、EXSTAR6000)を用いて5℃/分の圧縮条件で、25 ℃から樹脂部材のガラス転移温度までの範囲におけるアルミニウム合金板1Aの線膨張係数αMを測定した。アルミニウム合金板1Aの線膨張係数αMは23ppm/℃であった。(Measurement of linear expansion coefficient α M )
The linear expansion coefficient α M of the aluminum alloy plate 1A in the range from 25 ° C. to the glass transition temperature of the resin member under a compression condition of 5 ° C./min using a thermomechanical analyzer TMA (manufactured by TA Instruments, EXSTAR6000). Was measured. The linear expansion coefficient α M of the aluminum alloy plate 1A was 23 ppm / ° C.
3.5 金属箔張基板の作製
まず、成形金型100が備えるキャビティ121に、層が形成された銅箔(金属箔)を、層が上側になるように収納した。その後、層の上に放熱金属板(アルミニウム合金板1A)を、図5のように配置するとともに、ポット111内にタブレット状をなす第1の樹脂組成物(P1)を収納した。3.5 Production of Metal Foil-Clad Substrate First, a copper foil (metal foil) having a layer formed therein was accommodated in a
次に、ポット111内の第1の樹脂組成物(P1)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、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(P1)が層を覆い、かつアルミニウム合金板1Aの外周を覆うようにキャビティ121内に充填させた。
Next, the
そして、溶融した第1の樹脂組成物(P1)と、層とを硬化させることにより、銅箔に、樹脂層と、絶縁部および放熱金属板とがこの順で積層された実施例1Bの金属箔張基板1Bを得た。 And the metal of Example 1B by which the resin layer, the insulating part, and the heat radiating metal plate were laminated | stacked in this order on the copper foil by hardening the 1st resin composition (P1) and layer which fuse | melted. A foil-clad substrate 1B was obtained.
なお、第1の樹脂組成物(P1)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。 The conditions for curing the first resin composition (P1) and the layer were set as follows.
・加熱温度 : 175℃
・加圧時の圧力 : 5.0MPa
・加熱/加圧時間: 3分・ Heating temperature: 175 ° C
・ Pressure during pressurization: 5.0 MPa
・ Heating / pressurizing time: 3 minutes
(金属箔張基板の評価)
(金属箔張基板の冷熱サイクル性)
得られた金属箔張基板に対して、−40℃で30分間静置した後、120℃で30分間静置するヒート処理を1000サイクル行った。以下の判定基準を用いてヒート処理後の金属箔張基板を観察した。(Evaluation of metal foil-clad substrate)
(Cooling cycle of metal foil-clad substrates)
The obtained metal foil-clad substrate was allowed to stand at −40 ° C. for 30 minutes and then subjected to heat treatment for 1000 cycles at 120 ° C. for 1000 cycles. The metal foil tension board | substrate after heat processing was observed using the following criteria.
[判定基準]
A:絶縁部と放熱金属板との密着が保持され、且つ金属箔張基板は構造的に形状を保持し、放熱金属板が金属箔張基板から脱落していない。
B:絶縁部と放熱金属板との密着は保持されていないが、金属箔張基板は構造的に形状を保持し、放熱金属板が金属箔張基板から脱落していない。
C:絶縁部の収縮により放熱金属板を保持しており、放熱金属板が金属箔張基板から脱落していない。
D:放熱金属板が金属箔張基板から脱落し、金属箔張基板は構造的に形状を維持できていない。[Criteria]
A: Adherence between the insulating portion and the heat radiating metal plate is maintained, the metal foil-clad substrate is structurally maintained, and the heat radiating metal plate is not dropped from the metal foil-clad substrate.
B: Adhesion between the insulating portion and the heat radiating metal plate is not maintained, but the metal foil-clad substrate is structurally maintained, and the heat radiating metal plate is not detached from the metal foil-clad substrate.
C: The heat radiating metal plate is held by contraction of the insulating portion, and the heat radiating metal plate is not detached from the metal foil-clad substrate.
D: The heat-dissipating metal plate fell off from the metal foil-clad substrate, and the shape of the metal foil-clad substrate could not be maintained structurally.
(実施例2B)
放熱金属板7として、その表面が#4000の研磨紙で十分研磨された、図7に示した形状を備える、A5052のアルミニウム合金板2A(縦30mm×横40mm、厚さ1.5mm、第3実施形態の突起73(幅:3mm、高さ:1mm)を有する)を用いた以外は、実施例1Bと同様にして、実施例2Bの金属箔張基板2Bを得た。(Example 2B)
As the heat dissipating
(実施例3B)
放熱金属板7として、その表面が#4000の研磨紙で十分研磨された、図11に示した形状を備える、A5052のアルミニウム合金板3A(縦30mm×横40mm、厚さ1.5mm、第6実施形態の突起73(幅:2.5mm、高さ:2.5mm、隣り合う突起間の距離:2.5mm)を有する)を用いた以外は、実施例1Bと同様にして、実施例3Bの金属箔張基板3Bを得た。(Example 3B)
As the heat dissipating
(実施例4B)
放熱金属板7として、その表面が#4000の研磨紙で十分研磨された、図17に示した形状を備える、A5052のアルミニウム合金板4A(縦30mm×横40mm、厚さ1.5mm、第9実施形態の突起73(幅:2.5mm、高さ:2.5mm、隣り合う突起間のピッチ:2.5mm、厚み方向に対する溝部のテーパー角度:5°)を有する)を用いた以外は、実施例1Bと同様にして、実施例4Bの金属箔張基板4Bを得た。(Example 4B)
As the heat-dissipating
(実施例5B)
放熱金属板として、アルミニウム合金板1Aの代わりに、下記のアルミニウム合金板1Bを用いた以外は、実施例1Bと同様にして、実施例5Bの金属箔張基板5Bを得た。(Example 5B)
A metal foil-clad substrate 5B of Example 5B was obtained in the same manner as Example 1B, except that the following aluminum alloy plate 1B was used instead of the aluminum alloy plate 1A as the heat radiating metal plate.
<アルミニウム合金板1Bの作製>
水酸化カリウム(16質量%)、塩化亜鉛(5質量%)、硝酸ナトリウム(5質量%)、チオ硫酸ナトリウム(13質量%)を含む水溶液を調製した。得られた水溶液(30℃)中に、アルミニウム合金板1Aを浸漬して揺動させた。これにより、アルミニウム合金板1Aを深さ方向に15μm(アルミニウムの減少した重量から算出)溶解させた。次いで、アルミニウム合金板1Aを水洗し、35質量%の硝酸水溶液(30℃)中に浸漬して20秒間揺動させた後、水洗、乾燥し、アルミニウム合金板1Bを得た。
なお、アルミニウム合金板1Bの粗化層の特性は以下のとおりであった。<Preparation of aluminum alloy plate 1B>
An aqueous solution containing potassium hydroxide (16% by mass), zinc chloride (5% by mass), sodium nitrate (5% by mass), and sodium thiosulfate (13% by mass) was prepared. In the obtained aqueous solution (30 ° C.), the aluminum alloy plate 1A was immersed and rocked. Thereby, the aluminum alloy plate 1A was dissolved in the depth direction by 15 μm (calculated from the reduced weight of aluminum). Next, the aluminum alloy plate 1A was washed with water, immersed in a 35% by mass nitric acid aqueous solution (30 ° C.) and shaken for 20 seconds, then washed with water and dried to obtain an aluminum alloy plate 1B.
The characteristics of the roughened layer of the aluminum alloy plate 1B were as follows.
Ra:4.0μm
Rz:15.5μm
比表面積:270
光沢度:10
線膨張係数αM:23ppm/℃Ra: 4.0 μm
Rz: 15.5 μm
Specific surface area: 270
Glossiness: 10
Linear expansion coefficient α M : 23 ppm / ° C.
(放熱金属板の表面の観察)
アルミニウム合金板1Bの表面を電子顕微鏡(SEM)で撮影し、アルミニウム合金板1Bの表面に存在する粗化層の構造を観察した。図31に、アルミニウム合金板1Bの表面に存在する粗化層(表面層)の拡大図を表す電子顕微鏡写真を示す。かかる電子顕微鏡写真に基づいて、粗化層の厚み、凹部の断面形状、凹部の平均深さ、開口部の平均断面幅をそれぞれ求めた。(Observation of the surface of the heat dissipation metal plate)
The surface of the aluminum alloy plate 1B was photographed with an electron microscope (SEM), and the structure of the roughened layer existing on the surface of the aluminum alloy plate 1B was observed. In FIG. 31, the electron micrograph showing the enlarged view of the roughening layer (surface layer) which exists in the surface of the aluminum alloy plate 1B is shown. Based on the electron micrograph, the thickness of the roughened layer, the cross-sectional shape of the recess, the average depth of the recess, and the average cross-sectional width of the opening were determined.
アルミニウム合金板1Bの粗化層の厚みは15μm、凹部の平均深さは13μm、開口部の平均断面幅は14μmであった。また、図31に示すように、凹部の断面は、凹部の開口部から底部までの間の少なくとも一部に開口部の断面幅よりも大きい断面幅を有する形状になっていた。 The thickness of the roughened layer of the aluminum alloy plate 1B was 15 μm, the average depth of the recesses was 13 μm, and the average cross-sectional width of the openings was 14 μm. Further, as shown in FIG. 31, the cross section of the concave portion has a shape having a cross sectional width larger than the cross sectional width of the opening portion in at least a part from the opening portion to the bottom portion of the concave portion.
(金属箔張基板の接合部の観察)
金属箔張基板5Bの接合部の断面を電子顕微鏡(SEM)で撮影し電子顕微鏡写真を得た。電子顕微鏡写真において、接合部の断面の構造を観察した。図32に、実施例5Bで得られた金属箔張基板5Bの接合部の断面の拡大図を表す電子顕微鏡写真を示す。これにより、凹部内における硬化物の有無、凹部内における充填材の有無、凹部内に存在する充填材の平均長径および平均アスペクト比をそれぞれ求めた。なお、凹部内における充填材の有無はエネルギー分散型蛍光X線分析からも確認した。(Observation of joints of metal foil-clad substrates)
The cross section of the joint portion of the metal foil-clad substrate 5B was photographed with an electron microscope (SEM) to obtain an electron micrograph. In the electron micrograph, the cross-sectional structure of the joint was observed. In FIG. 32, the electron micrograph showing the enlarged view of the cross section of the junction part of the metal foil tension board | substrate 5B obtained in Example 5B is shown. Thereby, the presence or absence of the hardened | cured material in a recessed part, the presence or absence of the filler in a recessed part, the average major axis and average aspect ratio of the filler which exist in a recessed part were calculated | required, respectively. The presence or absence of a filler in the recess was also confirmed by energy dispersive X-ray fluorescence analysis.
(実施例6B)
タブレット状をなす第1の樹脂組成物(P3)を下記のように調整した以外は、実施例5Bと同様にして、実施例6Bの金属箔張基板6Bを得た。(Example 6B)
A metal foil-clad substrate 6B of Example 6B was obtained in the same manner as Example 5B, except that the tablet-shaped first resin composition (P3) was adjusted as follows.
レゾール型フェノール樹脂(住友ベークライト社製、PR−51723)を28.0質量%、ノボラック型フェノール樹脂(PR−51305、住友ベークライト社製)を8.0質量%、ガラス繊維(CS3E479、日東紡社製、平均粒子径:11μm、平均長径:3mm、平均アスペクト比:270)を61.0質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、製品名:KBE−903)を0.2質量%、硬化助剤(消石灰)を1.0質量%、潤滑剤等のその他の成分を1.8質量%をそれぞれ乾式混合して混合物を得た。次に、混合物を90℃の加熱ロールで溶融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(P3)を得た。 28.0% by mass of resol type phenolic resin (manufactured by Sumitomo Bakelite, PR-51723), 8.0% by mass of novolac type phenolic resin (PR-51305, manufactured by Sumitomo Bakelite), glass fiber (CS3E479, Nittobo) Manufactured, average particle diameter: 11 μm, average major axis: 3 mm, average aspect ratio: 270) is 61.0% by mass, and γ-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product name: KBE-903) is 0.00. 2% by mass, 1.0% by mass of a curing aid (slaked lime), and 1.8% by mass of other components such as a lubricant were dry mixed to obtain a mixture. Next, the mixture was melt-kneaded with a heating roll at 90 ° C. to obtain a kneaded product, and the kneaded product was cooled. Thereafter, the pulverized product obtained by pulverizing the kneaded product was tableted to obtain a first resin composition (P3) having a tablet shape.
第1の樹脂組成物(P3)からなる厚み1.5mmの絶縁部の線膨張係数αRは、流動方向で17ppm/℃、それと垂直方向で48ppm/℃であり、平均値は31ppm/℃であった。よって、線膨張係数の差(αR−αM)は8ppm/℃であった。The linear expansion coefficient α R of the insulating part having a thickness of 1.5 mm made of the first resin composition (P3) is 17 ppm / ° C. in the flow direction and 48 ppm / ° C. in the direction perpendicular thereto, and the average value is 31 ppm / ° C. there were. Therefore, the difference in linear expansion coefficient (α R −α M ) was 8 ppm / ° C.
(比較例1B)
金属箔張基板の作製時(成形時)におけるアルミニウム合金板1Aの代わりに、その表面が#4000の研磨紙で十分研磨された、A5052のアルミニウム合金板5A(縦30mm×横40mm、厚さ1.5mm、突起及び粗化層を有しない)を用いた以外は、実施例1Bと同様にして、比較例1Bの金属箔張基板7Bを得た。
以上の評価結果を表2および表3に示す。(Comparative Example 1B)
Instead of the aluminum alloy plate 1A at the time of production (formation) of the metal foil-clad substrate, the A5052
The above evaluation results are shown in Tables 2 and 3.
実施例1B〜6Bで得られた金属箔張基板1B〜6Bは、放熱金属板の絶縁部との接合面に突起を有するため、絶縁部との接合部で放熱金属板が構造的に保持された。このため、金属箔張基板の冷熱サイクル性に優れる結果となった。 Since the metal foil-clad substrates 1B to 6B obtained in Examples 1B to 6B have protrusions on the joint surface with the insulating portion of the heat radiating metal plate, the heat radiating metal plate is structurally held at the joint portion with the insulating portion. It was. For this reason, it was the result which was excellent in the thermal cycle property of a metal foil tension substrate.
さらに、実施例5B、6Bで得られた金属箔張基板5B、6Bにおいては、粗化層の凹凸を構成する凹部内に第1の樹脂組成物の硬化物が観察された。そのため、金属箔張基板5B、6Bは、絶縁部と放熱金属板との接合部の密着性に優れており、金属箔張基板の冷熱サイクル性により優れる結果となった。 Furthermore, in the metal foil-clad substrates 5B and 6B obtained in Examples 5B and 6B, a cured product of the first resin composition was observed in the recesses constituting the unevenness of the roughened layer. For this reason, the metal foil-clad substrates 5B and 6B are excellent in the adhesiveness of the joint portion between the insulating portion and the heat-dissipating metal plate, resulting in excellent thermal cycle performance of the metal foil-clad substrate.
これに対し、比較例1Bで得られた金属箔張基板7Bは、放熱金属板の絶縁部との接合面に突起を有さず、かつ、放熱金属板の表面に凹部を有しないことに起因して、絶縁部との接合部で放熱金属板が保持されなかった。このため、金属箔張基板の冷熱サイクル性が著しく劣る結果となった。 On the other hand, the metal foil-clad substrate 7B obtained in Comparative Example 1B has no protrusion on the joint surface with the insulating portion of the heat radiating metal plate, and no recess on the surface of the heat radiating metal plate. And the heat radiating metal plate was not hold | maintained in the junction part with an insulation part. For this reason, the thermal cycle performance of the metal foil-clad substrate was extremely inferior.
また、実施例1B〜6Bおよび比較例1Bで得られた金属箔張基板1B〜7Bの銅箔をパターニングして配線を形成し、発熱体を電気的に接続する端子を備える回路基板を得た。さらに、各回路基板に発熱体を搭載して発熱体搭載基板を得た。実施例1B〜6Bにかかる発熱体搭載基板は、比較例1Bにかかる発熱体搭載基板と比較して、放熱性が高かった。 Moreover, the copper foil of metal foil tension board | substrate 1B-7B obtained by Example 1B-6B and Comparative Example 1B was patterned, the wiring was formed, and the circuit board provided with the terminal which electrically connects a heat generating body was obtained. . Furthermore, a heating element was mounted on each circuit board to obtain a heating element mounting board. The heat generating body mounting board | substrate concerning Example 1B-6B was high in heat dissipation compared with the heat generating body mounting board | substrate concerning Comparative Example 1B.
本発明の金属箔張基板の構成とすることで、搭載すべき発熱体から発せられた熱を効率よく放熱し得る回路基板を製造することができる。そのため、本発明の回路基板に発熱体を搭載して発熱体搭載基板を得ることで、発熱体搭載基板において、発熱体から発せられた熱を、回路基板を介して効率よく放熱することができる。したがって、本発明は産業上の利用可能性を有する。 With the configuration of the metal foil-clad substrate of the present invention, it is possible to manufacture a circuit board that can efficiently dissipate heat generated from a heating element to be mounted. Therefore, by mounting a heating element on the circuit board of the present invention to obtain a heating element mounting board, heat generated from the heating element can be efficiently radiated through the circuit board in the heating element mounting board. . Therefore, the present invention has industrial applicability.
Claims (12)
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絶縁性を有する樹脂層と、
前記樹脂層の平面視で、前記樹脂層の前記金属箔と反対の面の前記発熱体が搭載される領域を包含する第1の領域に対応して形成された、前記発熱体が発した熱を放熱する放熱金属板と、
前記樹脂層の前記金属箔と反対の面の前記第1の領域を除く第2の領域の少なくとも一部に対応して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、
前記放熱金属板は、前記絶縁部との接合面から突出する少なくとも1つの突起を有することを特徴とする金属箔張基板。A metal foil-clad substrate used for forming a circuit board to be mounted by electrically connecting a heating element that generates heat,
A flat metal foil,
An insulating resin layer formed on one surface of the metal foil;
Heat generated by the heating element formed corresponding to a first region including a region where the heating element is mounted on the surface of the resin layer opposite to the metal foil in a plan view of the resin layer. A heat dissipating metal plate to dissipate heat,
An insulating portion formed corresponding to at least a part of the second region excluding the first region on the surface of the resin layer opposite to the metal foil;
The insulating part is composed of a cured product of a first resin composition containing a first thermosetting resin,
The resin layer contains a resin material, and is composed of a cured or solidified product of a second resin composition different from the first resin composition,
The metal foil-clad substrate, wherein the heat radiating metal plate has at least one protrusion protruding from a joint surface with the insulating portion.
前記金属箔をパターニングすることで形成された、前記発熱体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。A circuit board formed using the metal foil-clad substrate according to any one of claims 1 to 10,
A circuit board comprising a circuit provided with a terminal for electrically connecting the heating element formed by patterning the metal foil.
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