KR20110019754A - 금속 베이스 회로 기판 - Google Patents

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Abstract

LED의 수명을 늘려, 프린트 배선판의 회로 형성시 및 LED 실장시의 작업성을 개선한다. 선팽창계수가 60 ppm/℃ 이상 120 ppm/℃ 이하인 절연층과, 절연층의 한쪽 면에 마련되며 선팽창계수가 10 ppm/℃ 이상 35 ppm/℃ 이하인 금속재료로 이루어진 금속박과, 절연층의 다른쪽 면에 형성되며 선팽창계수가 10 ppm/℃ 이상 35 ppm/℃ 이하인 회로 부분 및 비회로 부분과, 절연층, 회로 부분 및 비회로 부분상에 형성한 백색막을 가지며, 절연층상의 비회로 부분과 회로 부분의 면적의 총합이 금속박의 면적에 대해서 50％ 이상 95％ 이하이며, 또한 각 소재의 선팽창계수의 관계가 절연층의 선팽창계수＞금속박의 선팽창계수＞회로 부분 및 비회로 부분의 선팽창계수인 금속 베이스 회로 기판에 관한 것이다.

Description

금속 베이스 회로 기판{METAL BASE CIRCUIT BOARD}
본 발명은 광원으로서 LED (Light-emittingdiode, 발광 다이오드)를 사용한 액정 표시장치 등의 방열성 및 박형화가 요구되는 분야에 이용되는 금속 베이스 회로 기판에 관한 것이다.
액정 백라이트의 광원으로는 CCFL(Cold　Cathode　Fluorescent　Lamp: 냉음극 형광 램프)나 LED를 들 수 있다.
CCFL은 사용의 편의 및 긴 수명과 같은 이점을 가지며, LED는 색 재현성이 뛰어나고, 고휘도, 박형이며, 수은을 사용하지 않기 때문에 CCFL과 비교해서 환경 부하가 낮고, 진동이나 충격에 강하며, 광범위한 온도 영역 (-40℃∼85℃)에서 사용이 가능하고, 게다가 사용 환경에 따라서는 5만 시간의 수명을 가진다고 하는 이점을 가진다.
LED의 발광 효율이 CCFL과 비교해서 낮기 때문에 액정 백라이트 내부와 같은 밀폐 공간에서는 LED 근방의 온도는 CCFL과 비교해 높아지는 경향이 있다. 이와 같은 조건하에서는 휘도가 저하하므로 전류값을 올릴 필요가 있기 때문에 발열이 늘어나고, 추가로 온도가 상승한다.
이 때문에, LED의 온도 상승에 의해 반도체 소자의 열화가 촉진되어, LED의 수명이 짧아진다. 이 때문에, LED를 실장하는 프린트 배선판에는 방열성이 요구된다.
LED 실장된 프린트 배선판의 방열 방법으로는 프린트 배선판에 열전도성 재료를 통하여 하우징에 열을 방출하는 방법이 있다 (특허문헌 1 참조). 하지만 이 방법은 프린트 배선판 단체 (單體)에서 하우징으로의 방열이 곤란하며, 부부재가 필요하게 되므로 비용이 높아져서 바람직하지 않다.
다른 방열 방법으로, 프린트 배선판의 회로 패턴을 겸한 방열 부분으로부터 서멀 비아 (thermal via)를 통하여 뒷면 (裏面)의 방열 패턴으로부터 하우징에 열을 방출하는 구조가 있다 (특허문헌 2 참조). 그러나 기판의 구성이 복잡하다고 하는 문제가 있다.
특허문헌 1: 일본 특개 2002-353388호 공보 특허문헌 2: 일본 특개 2007-12856호 공보
본 발명에서는 LED 백라이트용의 기판에 있어서, 부부재나 서멀 비아를 이용하지 않고도 양호한 방열 특성을 가질 것 및 뒤틀림 (warping) 양을 억제함으로써, 프린트 배선판의 회로 형성시 및 LED 실장시의 작업성을 개선하는 것을 과제로 한다.
즉, 본 발명에 의하면, 선팽창계수가 60 ppm/℃ 이상 120 ppm/℃ 이하인 절연층과, 절연층의 한쪽 면에 마련되며 선팽창계수가 10 ppm/℃ 이상 35 ppm/℃ 이하인 금속재료로 이루어진 금속박과, 절연층의 다른쪽 면에 형성되며 선팽창계수가 10 ppm/℃ 이상 35 ppm/℃ 이하인 회로 부분 및 비회로 부분과, 절연층, 회로 부분 및 비회로 부분상에 형성한 백색막을 가지며, 절연층상의 비회로 부분과 회로 부분의 면적의 총합이 금속박의 면적에 대해서 50％ 이상 95％ 이하이고, 또한 각 소재의 선팽창계수의 관계가 절연층의 선팽창계수＞금속박의 선팽창계수＞회로 부분 및 비회로 부분의 선팽창계수인 금속 베이스 회로 기판이 제공된다.
또, 본 발명의 한 태양에서는 상기 절연층이 에폭시 수지, 경화제 및 무기 필러로 형성되며, 무기 필러가 절연층의 총 부피에 대해서 40 부피％ 이상 70 부피％ 이하 함유되어 있는 금속 베이스 회로 기판이 제공된다.
또, 본 발명의 한 태양에서는 상기 경화제가 수산기 및 아미노기 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 물질을 포함하는 금속 베이스 회로 기판이 제공된다.
또, 본 발명의 한 태양에서는 상기 백색막은 백색 안료로서 이산화티탄을 함유하고, 이산화티탄은 루틸 (rutile)형이며 또한 표면이 수산화알루미늄 또는 이산화규소로 피복되어 있는 금속 베이스 회로 기판이 제공된다.
본 발명에 의하면, LED 백라이트용 기판에 있어서, 부부재나 서멀 비아를 이용하지 않고도 양호한 방열 특성을 가지기 때문에 LED의 수명을 늘리는 것이 가능하며, 또한 뒤틀림 양을 억제함으로써 프린트 배선판의 회로 형성시 및 LED 실장시의 작업성을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 금속 베이스 회로 기판의 일례를 모식적으로 나타내는 설명도 (단면도)이다.
이하, 도면을 이용해 본 발명의 일실시 형태에 관한 금속 베이스 회로 기판을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 금속 베이스 회로 기판을 이용한 혼성 집적회로 모듈을 모식적으로 나타낸 것이며, 금속 베이스 회로 기판의 단면도를 나타내고 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 금속 베이스 회로 기판은 금속박 (1), 절연층 (2), 절연층 (2)의 금속박 (1)이 마련되어 있지 않은 쪽의 면상에 형성된 회로 부분 (3)과, 절연층 (2)의 금속박 (1)이 마련되어 있지 않은 쪽의 면상에 형성된 비회로 부분 (4)과, 절연층 (2)과 회로 부분 (3) 및 비회로 부분 (4)상에 형성된 백색막 (5)을 구비하고 있다.
도 1과 같이, 납땜 접합부 (6)를 통하여 LED 패키지 (7)를 회로 부분 (3)상에 탑재함으로써 혼성 집적회로 모듈이 된다.
본 실시 형태에 관한 금속 베이스 회로 기판은 선팽창계수가 60 ppm/℃ 이상 120 ppm／℃ 이하인 절연층과, 절연층의 한쪽 면에 마련되며 선팽창계수가 10 ppm/℃ 이상 35 ppm/℃ 이하인 금속재료로 이루어진 금속박과, 절연층의 다른쪽 면에 형성되며 선팽창계수가 10 ppm/℃ 이상 35 ppm/℃ 이하인 회로 부분 및 비회로 부분과, 절연층, 회로 부분 및 비회로 부분상에 형성한 백색막을 가지고 있다.
그리고 절연층상의 비회로 부분과 회로 부분의 면적의 총합이 금속박의 면적에 대해서 50％ 이상 95％ 이하이다. 그리고 또한 각 소재의 선팽창계수의 관계가 절연층의 선팽창계수＞금속박의 선팽창계수＞회로 부분 및 비회로 부분의 선팽창계수인 것을 특징으로 한다.
[회로 부분 및 비회로 부분]
본 발명에 있어서, 회로 부분 및 비회로 부분은 절연층상에 마련된 동일한 도전 재료 (도체 금속)로 이루어지며, 회로 부분이란 전자·전기 소자를 구동시키기 위해서 전류가 흐르는 회로 부분을 의미한다. 또, 본 발명에 있어서 비회로 부분이란, 전기적으로는 이용하지 않는 도전 재료 (도체 금속)를 의미한다.
본 실시 형태에 관한 금속 베이스 회로 기판에 있어서는 절연층 (2)상의 비회로 부분 (4)과 회로 부분 (3)의 면적의 총합이 50％ 이상 95％ 이하이다.
상기 면적의 총합이 50％ 이상이면, 금속 베이스 회로 기판의 뒤틀림을 억제할 수 있고, LED를 비롯한 전자 부품의 실장이 용이하다. 또, 상기 면적의 총합이 95％ 이하이면, 회로 부분과 비회로 부분간의 스페이스를 충분히 확보할 수 있기 때문에 전기적 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 금속 베이스 회로 기판에 있어서는 회로 부분 (3) 및 비회로 부분 (4)의 선팽창계수는 10 ppm/℃ 이상 35 ppm/℃ 이하이다.
회로 부분 (3) 및 비회로 부분 (4)으로 채용할 수 있는 도체 재료로는 상기의 선팽창계수를 가지는 도체 재료이면 적절히 선택할 수 있고, 구체적으로는 Ni, Cu, Al, Fe, Si, 스테인리스강 단체 내지 그들의 합금이 있다.
이들 중에서도 방열성을 고려하면, Cu, Al 또는 Cu와 Al의 합금이 특히 바람직하다.
본 실시 형태에 관한 금속 베이스 회로 기판에 있어서는 회로 부분 (3) 및 비회로 부분 (4)의 두께는 18 μm 이상 70 μm 이하가 바람직하다.
회로 부분 (3) 및 비회로 부분 (4)의 두께가 18 μm 이하이면 금속 베이스 기판 제조시의 핸들링에서 주름 등의 문제가 발생하기 쉬워진다. 또, 회로 부분 (3) 및 비회로 부분 (4)의 두께가 70 μm 라면 회로 부분 및 비회로 부분의 패턴 제작시에 문제가 발생한다.
[금속박]
본 실시 형태에 관한 금속 베이스 회로 기판에 있어서는 금속박 (1)을 구성하는 금속재료의 선팽창계수는 10 ppm/℃ 이상 35 ppm／℃ 이하이다.
금속박으로 채용할 수 있는 금속으로는 상기의 선팽창계수를 가지는 금속이면 적절히 선택할 수 있고, 구체적으로는 Ni, Cu, Al, Si, Fe, 스테인리스강 단체 내지 그들의 합금이 있다.
이들 중에서도 방열성을 고려하면, Cu, Al 또는 Cu와 Al의 합금이 특히 바람직하다.
본 실시 형태에 관한 금속 베이스 회로 기판에 있어서는 금속박 (1)의 두께는 150 μm 이상 300 μm 이하가 바람직하다.
금속박 (1)의 두께가 150 μm 이상이면 금속 베이스 기판 제조시의 핸들링에서 부러짐 등의 문제를 억제할 수 있고, 액정 표시장치의 박형화의 관점으로부터는 300 μm 이하가 바람직하다.
[절연층]
본 실시 형태에 관한 금속 베이스 회로 기판에 있어서는 절연층 (2)의 선팽창계수는 60 ppm/℃ 이상 120 ppm/℃ 이하이다.
절연층으로 채용할 수 있는 소재로는 상기의 선팽창계수를 가지는 절연재이면 적절히 선택할 수 있고, 구체적으로는 에폭시 수지, 실리콘 수지 및 이들의 공중합체를 들 수 있다.
이들 중에서도 내열성 및 금속의 접착성이라는 이유로부터 에폭시 수지가 특히 바람직하다.
또, 이들 수지에는 적절히, 경화제, 무기 필러, 나아가서는 하지 (underlying material)에 대한 젖음성 (wettability)이나, 레벨링성의 향상 및 점도 저하를 촉진하여 형성시의 결함의 발생을 저감하는 첨가제를 함유할 수 있다.
이 첨가제로는 예를 들면, 소포제, 표면 조정제, 습윤 분산제 등이 있다.
본 실시 형태에 관한 금속 베이스 회로 기판에 있어서는 절연층 (2)의 두께는 80 μm 이상 180 μm 이하가 바람직하다.
절연층 (2)의 두께가 80μm 이상이면 절연성을 확보하는 것이 용이하며, 180 μm 이하이면 균일하게 절연층을 형성하는 것이 용이하게 된다.
절연층 (2)에 이용되는 에폭시 수지로는 에폭시 수지로서 공지인 것을 채용할 수 있고, 예를 들면 비스페놀 A 디글리시딜에테르, 비스페놀 F 디글리시딜에테르, 비스페놀 S 디글리시딜에테르, 레조르시놀 디글리시딜에테르, 헥사히드로 비스페놀 A 디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르, 프탈산 디글리시딜에테르, 다이머산 디글리시딜에테르, 트리글리시딜이소시아누네이트, 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄, 테트라글리시딜메타크실렌디아민, 페놀 노볼락 폴리글리시딜에테르, 테트라브롬 비스페놀 A 디글리시딜에테르, 비스페놀헥사플루오로아세톤 디글리시딜에테르 등의 에폭시기를 함유하는 물질을 들 수 있다.
이들 중에서도 내열성 및 금속과의 접착성이라는 이유로부터, 비스페놀 A 디글리시딜에테르 및 비스페놀 F 디글리시딜에테르가 특히 바람직하다.
에폭시 수지중의 염화물 이온 농도는 1000 ppm 이하인 것이 바람직하고, 500 ppm 이하인 것이 보다 바람직하다.
에폭시 수지 조성물 중의 염화물 이온 농도가 높아지면, 고온하, 고습하, 직류 내지 교류 전압하에 있어서 이온성 불순물의 이동이 일어나, 전기 절연성이 저하하는 경향이 있기 때문이다.
에폭시 수지의 경화제로는 에폭시기와 반응하는 수산기 또는 아미노기 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 에폭시 수지의 경화제로서의 폴리아민, 폴리페놀이 있다.
에폭시 수지의 경화제, 특히 수산기를 함유하는 물질을 사용하는 경우에는 경화촉진제를 이용해도 된다.
경화촉진제로는 이미다졸계가 바람직하다. 예를 들면, 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-메틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 2,3-디히드로-1H―피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2,4-디아미노-6-[2＇-메틸이미다졸-(1＇)]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2＇-운데실이미다졸(1＇)]-에틸-s-트리아진, 1-시아노메틸-2-메틸이미다졸 등이 바람직하다.
이들 중에서도 내습 신뢰성 및 Tg (유리전이온도)의 향상이라는 이유로부터 2,3-디히드로-1H―피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸이 특히 바람직하다.
경화촉진제의 첨가량은 0.005부 이상 5부 이하인 것이 바람직하다.
경화촉진제의 첨가량이 5부 이하이면 포트 라이프 (pot life)가 길어져 증점에 의한 작업성의 저하를 억제할 수 있고, 0.005부 이상이면 경화시의 고온 가열이 단시간으로 이루어져 비용 및 작업성의 관점으로부터 바람직하다.
절연층 (2)에 함유되는 무기 필러로는 전기 절연성이고 열전도성이 양호한 것이 바람직하고, 예를 들면, 실리카, 알루미나, 질화알루미늄, 질화규소, 질화붕소, 산화마그네슘이 있다. 이들 중에서도 전기 절연성 및 열전도성의 관점으로부터 실리카, 알루미나, 질화알루미늄이 특히 바람직하다.
무기 필러중의 나트륨 이온 농도는 500 ppm 이하인 것이 바람직하고, 100 ppm 이하인 것이 보다 바람직하다.
무기 필러중의 나트륨 이온 농도가 500 ppm 이하이면, 고온하, 고습하, 직류 내지 교류 전압하에 있어서 이온성 불순물의 이동이 일어나기 어렵고, 전기 절연성 저하를 억제할 수 있다.
절연층 (2)에 함유되는 무기 필러의 함유율로는 절연층의 총 부피에 대해서 무기 필러가 40 부피％ 이상 70 부피％ 이하인 것이 바람직하다.
무기 필러의 함유율이 40 부피％ 이상이면 충분한 열전도율을 얻을 수 있고, 70 부피％ 이하이면 절연층 (2)의 형성시에 결함이 발생하기 어려워져, 내전압, 밀착성을 해치는 일이 없다.
또, 무기 필러에 의한 증점을 피하기 위해 2종 이상의 입경이 상이한 무기 필러를 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.
절연층 (2)의 경화 후의 열전도율은 1 W/m·K 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 W/m·K 이상인 것이 바람직하다.
경화 후의 열전도율이 1 W/m·K 이상이면, 전자 부품으로부터 발생하는 열을 효율적으로 금속 베이스 회로 기판 이면측으로 방열하고, 추가로 외부로 방열함으로써 전자 부품의 축열을 저감하여 전자 부품의 온도 상승을 작게 함과 동시에 긴 수명의 혼성 집적회로 모듈을 제공할 수 있다.
나아가 절연층 (2)의 파괴 전압은 LED 등의 전자 부품을 실장 후에 회로 부분으로의 전압을 인가했을 때의 절연성을 확보하기 위해 1.8 kV 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 kV 이상이다.
본 실시 형태에 관한 금속 베이스 회로 기판에서는 금속박을 구성하는 금속재료의 선팽창계수, 절연층의 선팽창계수, 회로 부분 및 비회로 부분의 선팽창계수의 관계는 절연층의 선팽창계수＞금속박의 선팽창계수＞회로 부분 및 비회로 부분의 선팽창계수인 것이 바람직하다.
금속박을 구성하는 금속재료의 선팽창계수가 회로 부분 및 비회로 부분의 선팽창계수보다 큰 경우가 바람직한 것은, 뒤틀리게 하고 싶지 않는 회로 부분의 선팽창계수를 작게 하여 절연층상에 회로 부분 및 비회로 부분을 형성했을 때의 뒤틀림을 억제하여 회로 형성 및 LED 실장시의 작업성을 양호하게 유지하기 때문이다.
절연층 (2)의 비회로 부분 (4)과 회로 부분 (3) 재치 측의 면은 평활하고, 광반사성이 양호한 것이 바람직하다. 특히, 절연층 (2)에서의 비회로 부분 (4)과 회로 부분 (3)의 밀착면은 밀착성을 증가시키기 위해 표면조화(表面粗化) 처리, 도금, 실란 커플링 처리 등을 하는 것이 바람직하다.
절연층 (2)과 「회로 부분 (3) 및 비회로 부분 (4)」의 90℃ 박리 강도는 LED 등의 전자 부품 실장 후의 접속 신뢰성을 확보하기 위해 1 kg/cm 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.4 kg／cm 이상이다.
[백색막]
백색막 (5)으로서 사용되는 수지로는 열경화성 수지, 광경화성 수지가 1 종류 이상 함유되는 것이 바람직하다. 열경화성 수지로는 에폭시 수지, 광경화성 수지로는 아크릴 수지가 매우 적합하다.
백색막 (5)으로서 사용되는 수지에는 백색 안료로서 이산화티탄, 황산바륨, 탈크, 실리카 등의 백색 안료가 1 종류 이상 함유되는 것이 바람직하다.
특히 이산화티탄을 함유한 것이 굴절률이 크고, 기판의 광 반사율이 높기 때문에 바람직하다.
또, 이산화티탄은 루틸형이 안정성이 뛰어나기 때문에 광촉매 작용이 약하고, 다른 구조인 것에 비해 수지 성분의 열화가 억제되므로 바람직하다. 또, 광촉매 작용을 억제하기 위해서 표면이 수산화알루미늄 또는 이산화규소로 피복되어 있는 것이 바람직하다.
백색 안료의 함유량은 백색막 (5)의 조성물 중 30 중량％ 이상 75 중량％ 이하인 것이 바람직하다.
백색 안료의 함유량이 30 중량％ 이상이면 충분한 반사율을 얻을 수 있고, 75 중량％ 이하이면 증점에 의해 레벨링성이 저하하는 일이 없어 평활한 도막을 얻을 수 있어 반사율의 저하를 억제할 수 있다.
백색막 (5)은 LED 조사 광을 유효 이용하는 점으로부터, 400∼800 nm의 가시광선 영역에 대해서 70％ 이상의 반사율, 더욱 바람직한 실시 태양에 있어서는 460 nm(청색)와 525 nm(적색) 및 620 nm(적색)에 대해서 70％ 이상의 반사율을 가지는 것이 바람직하다.
또, 백색막 (5)의 열전도율은 절연층 (2)의 열전도율보다 작은 것이 바람직하다.
백색막 (5)의 열전도율이 절연층 (2)의 열전도율보다 작으면, LED 패키지의 발열이 회로 부분을 통하여 백색막으로부터 방열하는 일이 없기 때문에, LED 근방의 분위기 온도가 상승하기 어려워 LED의 수명이 길어진다.
또, 금속 베이스 회로 기판은 기계적 강도를 유지하기 위해 총 두께가 265 μm 이상 500 μm 이하인 것이 바람직하다.
또, 금속 베이스 회로 기판은 뒤틀림 (warpage) 양이 금속 베이스 회로 기판 길이 100 mm 당 3 mm 이하인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 이용하는 뒤틀림 양이란 절연층 (2)상의 비회로 부분 (4)과 회로 부분 (3)을 위로 하여 평활하고 또한 평행한 면에 정치했을 경우 위로 오목한 경우를 「＋：플러스」, 아래로 볼록한 경우를 「-：마이너스」라고 정의한다. 뒤틀림 절대값은 금속 베이스 회로 기판 외주의 평활하고 또한 평행한 면으로부터의 최대 높이이다.
본 발명의 금속 베이스 회로 기판의 외형은 상하 좌우 대칭인 것이 바람직하고, 정방형 내지 장방형이라면 더욱 바람직하다. 또, 설계상의 제약으로부터 외형을 상하 좌우 대칭으로 하는 것이 곤란한 경우는 회로 기판의 외주에 절단 (notch) 등의 가공을 시행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 금속 베이스 회로 기판은 부부재나 서멀 비아를 이용하지 않고도 양호한 방열 특성을 가지기 때문에 LED의 수명을 늘리는 것이 가능하며, 또한 뒤틀림 양을 억제함으로써 프린트 배선판의 회로 형성시 및 LED 실장시의 작업성을 개선할 수 있어 LED 백라이트용 금속 베이스 회로 기판으로서 산업상 지극히 유용하다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 기술하지만, 이들은 본 발명의 예시이며, 상기 이외의 여러 가지 구성을 채용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명에 관한 실시예, 비교예에 대해서 도면, 표 1을 이용하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에 관한 금속 베이스 회로 기판은 도 1에 나타낸 바와 같이 금속박 (1)과 금속박 (1)의 한쪽 면상에 형성된 절연층 (2)과, 절연층 (2)의 금속박이 마련되지 않은 쪽 면상에 형성된 회로 부분 (3) 및 비회로 부분 (4)과, 절연층 (2), 회로 부분 (3) 및 비회로 부분 (4)상에 형성한 백색막 (5)을 가지는 금속 베이스 회로 기판이다. 또한, 도면의 부호 7은 LED 패키지이다.
[실시예]
실시예의 금속 베이스 회로 기판은 다음과 같이 작성했다.
35 μm 두께의 구리박상에 경화 후의 두께가 150 μm가 되도록 절연층 (2)을 형성했다.
절연층 (2)은 비스페놀 A형 에폭시 수지 (다이니폰 잉크 화학공업사제, 「EPICLON-828」)에 경화제로서 아민계 경화제로서의 디아미노디페닐메탄 (니혼 고세이 카코사제, 「H84B」)을 첨가하여 평균 입자 지름이 1.2 μm인 파쇄상 조립자 (粗粒子)인 산화 규소(타츠모리사제, 「A-1」)와 평균 입자 지름이 10 μm인 파쇄상 조립자인 산화 규소(하야시 카세이사제, 「SQ-10」)를 합해서 절연층 중 35 부피％ (구상 조립자와 구상 미립자는 중량비가 6：4)가 되도록 배합했다.
이어서, 200 μm 두께의 알루미늄박을 맞춰 붙이고 가열함으로써 절연층 (2)을 열경화시켜, 절연층 (2) 중의 무기 필러 전체에서 나트륨 이온 농도가 50 ppm 이하인 금속 베이스 기판을 얻었다.
또한, 얻어진 금속 베이스 기판에 대해서, 소정의 위치를 에칭 레지스트로 마스크하여 회로 부분과 비회로 부분이 여러 가지 총면적을 가지도록 구리박을 에칭한 후, 에칭 레지스트를 제거하여 구리제의 회로 부분 (3) 및 비회로 부분 (4)을 형성하여 금속 베이스 회로 기판으로 했다.
또한, 금속 베이스 회로 기판상에 고반사율의 백색막 (5)으로서 백색 솔더 레지스트를 도포하고 열 및 자외선으로 경화했다.
이때, 회로 부분 (3)상의 LED 패키지 실장 부분에는 백색 도막을 형성하지 않는다. 백색 솔더 레지스트로는 산에이 카가쿠사제, 「SSR-6300S」를 이용했다.
실시예 1은 표 1에 나타내는 바와 같이 절연층 (2)상의 비회로 부분 (4)과 회로 부분 (3)의 면적의 총합을 금속박 (1)의 면적에 대해서 79％로 하고, 금속박 (1)을 구성하는 금속재료의 선팽창계수를 23.9 ppm/℃, 절연층 (2)의 선팽창계수를 91.3 ppm/℃, 회로 부분 (3) 및 비회로 부분 (4)의 선팽창계수를 17.5 ppm/℃로 했다.
절연층 (2)의 총 부피에 대한 무기 필러의 함유율은 35％이며, 절연층에 이용한 수지를 에폭시 수지로 하고, 추가로 절연층에는 아민계 경화제를 첨가했다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1에서는 뒤틀림 양이 1.7 mm와 3 mm 이하의 양호한 값이었다.
[표 1]
Figure pct00001

실시예 2는 표 1에 나타내는 바와 같이 절연층 (2)의 총 부피에 대한 무기 필러의 함유율을 56％로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 작성했다.
실시예 2에서는 뒤틀림 양이 1.1 mm와 3 mm 미만이어서 양호했다.
실시예 3은 표 1에 나타내는 바와 같이, 절연층 (2)에 이용한 경화제를 페놀 노볼락 (메이와 카세이사제, 「HF-4M」)으로 하고, 촉매를 이미다졸계 경화 촉매제 (시코쿠 카세이사제, 「2,3-디히드로-1H-피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸」)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 작성했다.
실시예 3에서는 뒤틀림 양이 1.8 mm로 3 mm 미만이어서 양호했다.
[비교예]
비교예 1은 표 1에 나타내는 바와 같이 절연층 (2)상의 비회로 부분 (4)과 회로 부분 (3)의 면적의 총합을 금속박 (1)의 면적에 대해서 98％로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 작성했다.
비교예 1에서는 뒤틀림 양의 측정은 커녕 회로화가 불가능했다.
비교예 2는 표 1에 나타내는 바와 같이 절연층 (2)상의 비회로 부분 (4)과 회로 부분 (3)의 면적의 총합을 금속박 (1)의 면적에 대해서 30％로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 작성했다.
비교예 2에서는 뒤틀림 양이 11.4 mm로 대폭적인 뒤틀림 상태가 생겨 버렸다.
비교예 3은 표 1에 나타내는 바와 같이 금속박의 선팽창계수를 39.7 ppm/℃, 절연층 (2)에서 이용한 경화제를 페놀 노볼락 (메이와 카세이사제, 「HF-4M」)을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 작성했다.
비교예 3에서는 뒤틀림 양이 4.9 mm로 3 mm를 초과하여 생겨 버렸다.
비교예 4는 표 1에 나타내는 바와 같이 절연층 (2)의 선팽창계수를 127.5 ppm/℃, 무기 필러의 부피％를 0으로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 작성했다.
비교예 4에서는 뒤틀림 양이 7.3 mm로 3 mm를 초과하여 생겨 버렸다.
비교예 5는 표 1에 나타내는 바와 같이, 회로 부분과 비회로 부분의 선팽창계수를 4.3 ppm/℃, 절연층 (2)에서 이용한 경화제를 아민계 경화제와 페놀 노볼락(메이와 카세이사제, 「HF-4M」), 이미다졸계 경화 촉매 (시코쿠 카세이사제, 「2,3-디히드로-1H-피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸」)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 작성했다.
비교예 5에서는 뒤틀림 양이 6.7 mm로 3 mm를 초과하여 생겨 버렸다.
비교예 6은 표 1에 나타내는 바와 같이 금속박의 선팽창계수를 10.5 ppm/℃, 회로 부분과 비회로 부분의 선팽창계수를 23.9 ppm/℃로하여 회로 부분과 비회로 부분의 선팽창계수를 금속박의 선팽창계수보다 크게 하고, 절연층 (2)에서 이용한 경화제를 아민계 경화제와 페놀 노볼락 (메이와 카세이사제, 「HF-4M」)으로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 작성했다.
비교예 6에서는 뒤틀림 양이 9.2 mm로 3 mm를 초과하여 생겨 버렸다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 금속 베이스 회로 기판은 비교예의 것에 비해 기판의 뒤틀림 양을 절반 이하로 억제할 수 있다. 이 때문에, 프린트 배선판의 회로 형성시 및 LED 실장시의 작업성을 개선할 수 있다.
1: 금속박
2: 절연층
3: 회로 부분
4: 비회로 부분
5: 백색막
6: 납땜 접합부
7: LED 패키지

Claims (4)

  1. 선팽창계수가 60 ppm/℃ 이상 120 ppm/℃ 이하인 절연층과,
    절연층의 한쪽 면에 마련되며 선팽창계수가 10 ppm/℃ 이상 35 ppm/℃ 이하인 금속재료로 이루어진 금속박과,
    절연층의 다른쪽 면에 형성되며 선팽창계수가 10 ppm/℃ 이상 35 ppm/℃ 이하인 회로 부분 및 비회로 부분과,
    절연층, 회로 부분 및 비회로 부분상에 형성한 백색막을 가지며,
    절연층상의 회로 부분과 비회로 부분의 면적의 총합이 금속박의 면적에 대해서 50％ 이상 95％ 이하이며, 또한 각 소재의 선팽창계수의 관계가 절연층의 선팽창계수＞금속박의 선팽창계수＞회로 부분 및 비회로 부분의 선팽창계수인 금속 베이스 회로 기판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    절연층이 에폭시 수지, 경화제 및 무기 필러로 형성되며, 무기 필러가 절연층의 총 부피에 대해서 40 부피％ 이상 70 부피％ 이하로 함유되어 있는 금속 베이스 회로 기판.
  3. 청구항 1에 있어서,
    경화제는 수산기 및 아미노기 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 물질을 포함하는 금속 베이스 회로 기판.
  4. 청구항 1에 있어서,
    백색막은 백색 안료로서 이산화티탄을 함유하고, 이산화티탄은 루틸형이며, 또한 표면이 수산화알루미늄 또는 이산화규소로 피복되어 있는 금속 베이스 회로 기판.
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