KR20130132560A

KR20130132560A - 금속 베이스 회로 기판, 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20130132560A
Application number: KR1020137019385A
Authority: KR
Inventors: 요지 시라토; 미츠오 다케타니; 다카유키 바바; 아키히코 도비사와
Original assignee: 스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-12-04
Also published as: CN103283313A; JPWO2012090360A1; WO2012090360A1; TWI527504B; JP5870934B2; TW201234940A

Abstract

금속 베이스 회로 기판 (10) 은 알루미늄 기판 (12) 과, 절연 수지층 (14) 과, 금속층 (16) 이 순서대로 적층되어 있다. 알루미늄 기판 (12) 의 표면은 표면 조도 (Rz) 가 3 ㎛ 이상 9 ㎛ 이하이고, 물과의 접촉각이 50°이상 95°이하가 되도록, 50 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 물에, 0.5 분간 이상 3 분간 이하 접촉시킨다.

Description

금속 베이스 회로 기판, 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법{METAL BASE CIRCUIT BOARD, AND METHOD FOR PRODUCING METAL BASE CIRCUIT BOARD}

본 발명은 금속 베이스 회로 기판, 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

종래부터, 실장 부품으로부터 발하여진 열을 방열하는 것을 목적으로 하여, 알루미늄 기판 상에 절연 수지층을 개재하여 금속층이 적층된 금속 베이스 회로 기판이 사용되고 있다.

금속 베이스 회로 기판을 구성하는 금속 기판 표면에 산화 피막이 형성되어 있는 경우, 절연 수지층과의 밀착성을 저하시킨다. 그 때문에 특허문헌 1 또는 2 에 기재된 바와 같이, 알루미늄 기판 표면의 산화 피막을 제거하기 위해서 그 표면을 연마하는 기계 연마나, 특허문헌 3 ∼ 5 에 기재된 바와 같이 그 표면을 화학 에칭하는 조화 방법이 실시되고 있다.

또, 최근에는 LED 와 같은 발광 소자 등을 탑재하여, 액정 표시 장치 등의 광원으로서 사용되도록 되어 있다 (특허문헌 6).

일본 공개특허공보 평07-197272호 일본 공개특허공보 평10-296908호 일본 공개특허공보 2002-12653호 일본 공개특허공보 2002-114836호 일본 공개특허공보 2008-266535호 일본 공개특허공보 2007-194155호

그러나, 액정 표시 장치 등의 전자 기기에 대한 박형화나 소형화로의 요구에 수반하여 탑재 위치의 면적 등에 제한을 받아, 작은 스페이스에 실장할 필요성이 생기고 있다. 그러한 작은 스페이스에 실장하는 경우, 금속 베이스 회로 기판이 절곡되어, 알루미늄 기판과 절연 수지층 사이에서 박리된다는 문제가 생기는 경우가 있었다.

상기 특허문헌에 기재된 기계 연마나 화학 에칭 처리에 의하면, 알루미늄 기판 표면에 요철이 형성되고, 앵커 효과에 의해 수지층과의 밀착성이 향상된다. 그러나, 알루미늄 기판 표면의 요철 때문에, 그 표면에 형성되는 수지층이 평탄해지지 않고, 수지층 상에 형성되는 회로도 평탄해지지 않는 경우가 있었다. 그 때문에, 회로에 탑재되는 소자와의 접속이 불충분해져, 금속 베이스 회로 기판을 사용한 각종 장치의 수율이 저하되는 경우가 있었다. 한편, 이들 처리를 실시하지 않으면, 알루미늄 기판 표면과 수지층과의 밀착성이 낮아, 금속 베이스 회로 기판을 사용한 각종 장치의 수율이 크게 저하된다. 그 때문에, 기계 연마나 화학 에칭 등의 표면 처리는 필수 공정으로 되어 있었다.

또, 기계 연마는 대량의 연마 찌꺼기가 생기기 때문에, 이들을 양호한 정밀도로 제거하기 위한 장치나 공정이 별도 필요하였다. 한편, 화학 에칭 처리는 처리시에 수소 가스 등이 발생하거나, 또한 처리 후의 기판 표면을 중화하기 위한 장치나 공정이 별도 필요하였다. 이와 같이, 기계 연마나 화학 에칭 처리는 안전성이나 제조 비용, 공정의 번잡함에 개선하여야 할 점이 있었다.

이와 같이, 본 발명자들은 알루미늄 기판과 수지층의 밀착성을 개선시키고, 또한 금속 베이스 회로 기판을 사용한 각종 장치의 수율을 향상시킨다는 신규 과제를 알아냈다.

또한, 특허문헌 6 에 기재된 LED 광원 유닛은 금속 베이스 회로 기판이 케이스 내에 배치된 소정의 형상을 갖는 것이지만, 여러 가지 형상으로 가공한 경우, 여전히 상기의 과제를 가지고 있었다.

본 발명자들은 상기의 과제를 감안하여 예의 연구한 결과, 알루미늄 기판 표면이 평활한 경우에 있어서도, 물과의 접촉각을 소정의 범위로 함으로써 수지층과의 밀착성 향상과, 금속 베이스 회로 기판을 사용한 각종 장치의 수율 향상 모두를 만족할 수 있다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

또, 본 발명자들은 상기의 과제를 감안하여 예의 연구한 결과, 알루미늄 기판 표면을 안전성이 우수하고 또한 간편한 방법에 의해 처리함으로써, 수지층과의 밀착성의 향상과 금속 베이스 회로 기판을 사용한 각종 장치의 수율 향상 모두를 만족할 수 있다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명에 의하면,

알루미늄 기판과, 절연 수지층과, 금속층이 순서대로 적층되어 이루어지는 금속 베이스 회로 기판으로서,

상기 알루미늄 기판 표면의 물과의 접촉각이 50°이상 95°이하이며,

표면 조도 (Rz) 가 3 ㎛ 이상 9 ㎛ 이하인, 금속 베이스 회로 기판이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면,

상기 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법으로서,

상기 알루미늄 기판을 50 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 물에 0.5 분간 이상 3 분간 이하 접촉시키는 공정과,

처리 후의 상기 알루미늄 기판 표면에 상기 절연 수지층을 형성하고, 이어서 상기 절연 수지층 상에 상기 금속층을 형성하는 공정을 포함하는 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면,

상기 금속 베이스 회로 기판에 사용되는 알루미늄 기판의 처리 방법으로서,

상기 알루미늄 기판을 50 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 물에 0.5 분간 이상 3 분간 이하 접촉시키는 금속 베이스 회로 기판용 알루미늄 기판의 처리 방법이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면,

상기 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법으로서,

상기 알루미늄 기판 표면에 자외선을 조사하는 공정과,

상기 자외선을 조사 후의 상기 알루미늄 기판 표면에 상기 절연 수지층을 형성하고, 이어서 상기 절연 수지층 상에 상기 금속층을 형성하는 공정을 포함하는 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면,

상기 알루미늄 기판 표면에 조사하는 상기 자외선의 적산 광량이 0.1 J/㎠ 이상 1.0 J/㎠ 이하인, 금속 베이스 회로 기판용 알루미늄 기판의 처리 방법이 제공된다.

본 발명의 금속 베이스 회로 기판은 알루미늄 기판과 절연 수지층과의 밀착성, 땜납 내열성, 내굴곡성이 우수함과 함께, 이것을 사용한 각종 장치의 수율을 향상시킬 수 있다.

상기 서술한 목적, 및 그 밖의 목적, 특징 및 이점은 이하에 서술하는 바람직한 실시형태, 및 그것에 부수되는 이하의 도면에 의해 더욱 명확해진다.
도 1 은, 본 실시형태의 금속 베이스 회로 기판의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 실시예에 있어서의 밀착성 시험 방법을 나타내는 개략도이다.
도 3 은, 실시예에 있어서의 접촉각과 밀착 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4 는, 실시예에 있어서의 처리 조건과 밀착 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 모든 도면에 있어서, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 적절히 설명을 생략한다.

＜금속 베이스 회로 기판＞

도 1 에 기재된 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 금속 베이스 회로 기판 (10) 은 알루미늄 기판 (12) 과, 절연 수지층 (14) 과, 금속층 (16) 이 순서대로 적층되어 이루어진다. 금속 베이스 회로 기판 (10) 은 히트 스프레더로서 사용된다.

(알루미늄 기판 (12))

절연 수지층 (14) 과 접촉하는 알루미늄 기판 (12) 의 표면은, 표면 조도 (Rz) 가 3 ㎛ 이상 9 ㎛ 이하의 범위에 있고, 더욱 바람직하게는 3 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하의 범위에 있고 평활하다. 그리고, 알루미늄 기판 (12) 의 표면은 물과의 접촉각이 50°이상 95°이하, 바람직하게는 55°이상 90°이하이다.

이와 같은 접촉각임으로써, 알루미늄 기판 (12) 표면이 평활한 경우라도 절연 수지층 (14) 을 형성하는 수지 조성물과의 젖음성이 향상되어, 알루미늄 기판 (12) 과 절연 수지층 (14) 의 밀착성이 향상된다.

물과의 접촉각은 JIS R3257 에 준거하여 실시하고, 5 점 이상의 평균을 접촉각으로서 산출할 수 있다. 표면 조도는 JIS B0601 에 준거하여 실시하고, 10 점 평균 조도 (Rz) 로서 산출할 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 알루미늄 기판 (12) 의 표면은 기계 연마나 화학 에칭을 실시하지 않기 때문에, 자연 산화에 의한 산화층을 갖는다. 알루미늄 기판 (12) 의 두께는 100 ㎛ 이상 5000 ㎛ 이하이다. 두께가 100 ㎛ 미만이면, 히트 스프레더로서의 방열성이 저하된다. 두께가 5000 ㎛ 를 초과하면 절곡 등의 가공성이 저하된다.

본 실시형태에 있어서, 알루미늄 기판 (12) 은 커플링제로 표면 처리되어 있지 않아도 된다. 본 실시형태의 알루미늄 기판 (12) 은 커플링제로 표면 처리되어 있지 않아도 절연 수지층 (14) 과의 밀착성이 우수하다. 그 때문에, 알루미늄 기판 (12) 의 표면을 커플링제로 처리하는 공정을 생략할 수 있다.

(절연 수지층 (14))

절연 수지층 (14) 의 휨 탄성율은 5 ㎬ 이상 20 ㎬ 이하이다. 이로써, 금속 베이스 회로 기판에 응력이 가해진 경우에 있어서도, 절연 수지층 (14) 은 가요성이 우수하기 때문에, 알루미늄 기판 (12) 과 절연 수지층 (14) 의 밀착성이 보다 향상된다.

휨 탄성율은 이하와 같이 측정할 수 있다.

수지층끼리가 서로 마주보도록 2 장의 수지가 형성된 동박을 겹치고, 220 ℃ 에서 180 분간 프레스를 실시하여, 양면에 동박이 형성된 수지판을 얻는다. 이 양면에 동박이 형성된 수지판을 전체면 에칭하고, 6 ㎜ × 25 ㎜ × 0.2 ㎜ (두께) 의 시험편을 제작한다. 그리고, DMA 장치 (TA 인스트루먼트사 제조 동적 점탄성 측정 장치 DMA983) 를 사용하여 5 ℃／분으로 승온하고, 25 ℃ 에서의 휨 탄성율을 측정한다.

절연 수지층 (14) 은 단층이어도 되고, 다층으로 구성되어 있어도 된다.

절연 수지층 (14) 은 주성분으로서 열경화성 수지와 무기 필러를 포함하고 있다.

열경화성 수지로는 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있고, 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

에폭시 수지는 1 분자 중에 2 개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지이면, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 비스페놀 A 형 및 비스페놀 F 형 등의 비스페놀계, 비페닐계, 노볼락계, 다관능 페놀계, 나프탈렌계, 지환식계 및 알코올계 등의 글리시딜에테르계, 글리시딜아민계 그리고 글리시딜에스테르계 등을 들 수 있고, 1 종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

에폭시 수지 중에서도, 비스페놀 F 형 또는 A 형의 에폭시 수지, 또한 이들의 수지가 수소 첨가된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 상온에서 액상의 비스페놀 F 형 또는 A 형의 에폭시 수지가 바람직하다. 이들 수지를 사용함으로써 절연 수지층 (14) 은 가요성이 우수하고, 금속 베이스 회로 기판 (10) 이 휘어져서 사용되는 경우에 있어서도, 알루미늄 기판 (12) 과 절연 수지층 (14) 의 박리가 억제된다.

열경화성 수지는 절연 수지층 (14) 중에 10 질량％ 이상 90 질량％ 이하의 양으로 함유할 수 있다. 또한, 열경화성 수지 이외의 수지를 배합할 수도 있다. 이로써, 알루미늄 기판 (12) 과의 밀착성을 보다 개선시킬 수 있다.

무기 필러로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산칼슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 알루미나, 질화알루미늄, 붕산알루미늄위스커, 질화붕소, 결정성 실리카, 비정성 실리카, 탄화규소 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 알루미나, 질화알루미늄, 질화붕소, 결정성 실리카, 비정성 실리카가 고열 전도성의 관점에서 바람직하다. 더욱 바람직하게는 알루미나이다. 알루미나를 사용한 경우, 고열 전도성에 더하여 내열성, 절연성의 점에서 바람직하다. 또, 결정성 실리카 또는 비정성 실리카는 이온성 불순물이 적은 점에서 바람직하다. 절연 신뢰성이 우수한 금속 베이스 기판을 제조할 수 있다.

결정성 실리카 또는 비정성 실리카는 프레셔 쿠커 테스트 등의 수증기 분위기하에서 절연성이 높아, 금속, 알루미늄선, 알루미늄판 등의 부식이 적은 점에서 바람직하다.

한편, 난연성의 관점에서는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘이 바람직하다.

또한, 용융 점도 조정이나 틱소트로픽성의 부여의 목적에 있어서는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 알루미나, 결정성 실리카, 비정성 실리카가 바람직하다.

무기 필러의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 절연 수지층 (14) 중에 10 질량％ 이상 90 질량％ 이하의 양으로 함유하는 것이 바람직하다. (B) 무기 충전제의 함유량을 10 질량％ 이상으로 함으로써 열저항을 저감시켜, 충분한 방열성을 얻을 수 있다. 무기 필러의 함유량을 90 질량％ 이하로 함으로써, 프레스시의 유동성이 악화되어 보이드 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

(금속층 (16))

금속층 (16) 은 구리, 알루미늄, 니켈, 철, 주석 등으로 구성되고, 2 종 이상 함유하고 있어도 된다. 금속층 (16) 의 층두께는 0.1 ∼ 1500 ㎛ 정도이다. 또한, 절연 수지층 (14) 과 금속층 (16) 사이에는 접착층 등의 다른 층이 개재하고 있어도 된다.

이와 같은 구성을 갖는 금속 베이스 회로 기판 (10) 은 알루미늄 기판 (12) 표면이 물과의 접촉각이 50°이상 95°이하의 범위에 있으므로, 알루미늄 기판 (12) 과 절연 수지층 (14) 의 밀착성이 향상된다. 또한 땜납 내열성, 내굴곡성도 우수하여, 이것을 사용한 각종 장치의 수율이 향상된다.

알루미늄 기판 (12) 표면의 물과의 접촉각이 작을수록 물과의 젖음성은 향상되지만, 물과의 접촉각이 50°미만에서는 알루미늄 기판 (12) 과 절연 수지층 (14) 의 밀착성은 저하된다. 이 원인은 분명하지는 않지만, 알루미늄 기판 (12) 표면의 물과의 접촉각이 소정의 범위임으로써, 절연 수지층 (14) 을 형성하는 수지 조성물과의 젖음성이 적당한 범위가 되어, 알루미늄 기판 (12) 표면이 평활해도 절연 수지층 (14) 과의 밀착성이 향상된다고 생각된다.

본 실시형태의 금속 베이스 회로 기판 (10) 에 있어서는 알루미늄 기판 (12) 과 상기 절연 수지층 (14) 의 밀착 강도를 20 ㎏/㎠ 이상 50 ㎏/㎠ 이하, 바람직하게는 30 ㎏/㎠ 이상 45 ㎏/㎠ 이하로 할 수 있다.

밀착 강도는 이하의 조건에서 측정할 수 있다.

·시험 장치：NXT-250P (토야마 산업사 제조)

·알루미늄 시험칩 (원반상, 접착면 2.0 ㎝φ) 에, 상기 절연 수지층을 얻기 위한 수지 바니시를 도포하고, 도포면을 고정된 알루미늄 시험판에 접착한다. 180 ℃ 60 분간의 조건에서 상기 수지 바니시를 경화시키고, 상기 알루미늄 시험칩과 상기 알루미늄 시험판을 수지층을 개재하여 접착시킨다.

·알루미늄 시험칩을 1.5 ㎜/분 속도로 수직 방향으로 들어올려, 상기 알루미늄 시험칩 또는 상기 알루미늄 시험판과 상기 수지층이 박리된 시점을 밀착 강도로서 측정한다.

본 실시형태의 금속 베이스 회로 기판 (10) 은 금속층 (16) 을 소정의 패턴으로 에칭하거나 함으로써 회로를 형성할 수 있다. 그리고, 이 회로 상에 LED, 반도체 소자 또는 레이저 소자 등의 각종 발열 소자를 탑재함으로써, 금속 베이스 회로 기판 (10) 은 히트 스프레더로서 기능한다.

＜금속 베이스 회로 기판의 제조 방법＞

본 실시형태의 금속 베이스 회로 기판 (10) 의 제조 방법으로서, (1) 알루미늄 기판을 물로 처리하고, 그 후, 절연 수지층, 금속층을 형성하는 방법, (2) 알루미늄 기판을 자외선으로 처리하고, 그 후, 절연 수지층, 금속층을 형성하는 방법을 들 수 있다.

＜금속 베이스 회로 기판의 제조 방법 (1)＞

이하, (1) 알루미늄 기판을 물로 처리하고, 그 후, 절연 수지층, 금속층을 형성하는 방법에 대해 설명한다.

본 실시형태의 금속 베이스 회로 기판 (10) 의 제조 방법은 이하의 공정 (a) ∼ (b) 를 포함하고 있다.

(a) 알루미늄 기판 (12) 을 50 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 물에 0.5 분 ∼ 3 분간 접촉시키는 공정

(b) 처리 후의 알루미늄 기판 (12) 표면에 절연 수지층 (14) 을 형성하고, 이어서 절연 수지층 (14) 상에 금속층 (16) 을 형성하는 공정

(공정 (a))

알루미늄 기판 (12) 을 50 ℃ 이상 80 ℃ 이하, 바람직하게는 50 ℃ 이상 70 ℃ 이하의 물에 0.5 분간 이상 3 분간 이하, 바람직하게는 0.5 분간 이상 2 분간 이하 접촉시킨다. 당해 처리에 사용되는 물로는 순수를 사용할 수 있다. 또, 알루미늄 기판 (12) 의 표면 장력에 영향을 주지 않는 범위에서, 이소프로필알코올, 에탄올, tert-부틸알코올 등의 알코올류, Ca² ^＋, Mg² ^＋, Na^＋, K^＋, Cl^- 등의 각종 이온을 포함하고 있어도 된다.

당해 처리 방법으로는 알루미늄 기판 (12) 표면에 상기 조건으로 물을 접촉 시킬 수 있으면 되고, 침지 처리, 유수 처리, 분무 처리 등을 들 수 있다. 접촉 처리 후, 소정의 방법에 의해 수분을 제거한다. 알루미늄 기판 (12) 의 표면 조도 (Rz) 는 처리 전후에서 거의 변화하지 않고, 3 ∼ 9 ㎛ 이고, 평활하다. 표면 조도는 JIS B0601 에 준거하여 실시하고, 10 점 평균 조도 (Rz) 로서 산출할 수 있다.

이와 같은 접촉 처리에 의해 알루미늄 기판 (12) 표면의 물과의 접촉각을 50°이상 95°이하, 바람직하게는 55°이상 85°이하로 조정할 수 있다.

본 실시형태의 알루미늄 기판 (12) 은 커플링제로 표면 처리되어 있지 않아도 절연 수지층 (14) 과의 밀착성이 우수하다. 그 때문에, 알루미늄 기판 (12) 의 표면을 커플링제로 처리하는 공정을 생략할 수 있기 때문에, 공정의 간략화를 도모할 수 있다.

(공정 (b))

이어서, 처리 후의 알루미늄 기판 (12) 표면에 절연 수지층 (14) 을 형성하고, 이어서 절연 수지층 (14) 상에 금속층 (16) 을 형성한다.

구체적으로는 경화 후의 두께를 고려하여, 수지 조성물을 알루미늄 기판 (12) 표면에 도포하고, 예비 경화시켜 B 스테이지화 상태로 한다. 그리고, 금속박을 첩합 (貼合) 하고, 후 경화를 실시하여, 알루미늄 기판 (12) 표면에 절연 수지층 (14) 과 금속층 (16) 이 적층된 금속 베이스 회로 기판 (10) 을 제조한다.

혹은 수지 조성물을 알루미늄 기판 (12) 표면에 도포하고, 경화시켜 절연 수지층 (14) 을 형성한 후, 절연 수지층 (14) 상에 금속 증착에 의해 금속층 (16) 을 형성할 수도 있다.

또, 공정 (a) 후, 금속박 표면에 절연 수지층을 형성하고, 처리 후의 알루미늄 기판 (12) 과 첩합해도 된다. 구체적으로는 경화 후의 두께를 고려하여, 수지 조성물을 금속박 표면에 도포하고, 예비 경화시켜 B 스테이지화 상태로 한다. 그리고 알루미늄 기판 (12) 과 첩합하고, 후 경화를 실시하여 알루미늄 기판 (12) 표면에 절연 수지층 (14) 과 금속층 (16) 이 적층된 금속 베이스 회로 기판 (10) 을 제조한다.

금속박은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 구리 및 구리계 합금, 알루미늄 및 알루미늄계 합금, 은 및 은계 합금, 금 및 금계 합금, 아연 및 아연계 합금, 니켈 및 니켈계 합금, 주석 및 주석계 합금, 철 및 철계 합금 등의 금속박을 들 수 있다. 이들 중에서도 금속박을 에칭에 의해 도체 회로로서 사용할 수 있다는 점에서 동박이 바람직하다. 또, 저열팽창의 관점에서 철-니켈 합금이 바람직하다.

또한, 금속박의 제조 방법은 전해법 또는 압연법 중 어느 것이어도 된다. 또, 금속박 상에는 Ni 도금, Ni-Au 도금, 땜납 도금 등의 금속 도금이 실시되어 있어도 상관없지만, 절연 수지층 (14) 과의 접착성의 점에서 도체 회로의 절연 수지층 (14) 에 접하는 측의 표면은 에칭이나 도금 등에 의해 미리 조화 처리되어 있는 것이 더욱 바람직하다.

금속박의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 0.5 ㎛ 이상 105 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 또한 1 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하가 바람직하며, 특히 9 ㎛ 이상 35 ㎛ 이하가 바람직하다. 금속박의 두께를 하한값 이하로 함으로써 핀홀의 발생을 억제하고, 금속박을 에칭하여 도체 회로로서 사용한 경우, 회로 패턴 성형시의 도금 편차, 회로 단선, 에칭액이나 데스미어액 등의 약액이 스며 들거나 하는 것이 발생할 우려를 회피할 수 있다. 또, 금속박의 두께를 상한값 이하로 함으로써, 금속박의 두께 편차를 작게 하고, 금속박 조화면의 표면 조도 편차를 억제할 수 있다.

또, 금속박으로는 캐리어박이 형성된 극박 금속박을 사용할 수도 있다. 캐리어박이 형성된 극박 금속박이란, 박리 가능한 캐리어박과 극박 금속박을 접착시킨 금속박이다. 캐리어박이 형성된 극박 금속박을 사용함으로써 절연층의 양면에 극박 금속박층을 형성할 수 있다는 점에서, 예를 들어, 세미 애디티브법 등에 의해 회로를 형성하는 경우, 무전해 도금을 실시하지 않고, 극박 금속박을 직접 급전층으로서 전해 도금함으로써 회로를 형성 후, 극박 동박을 플래시 에칭할 수 있다. 캐리어박이 형성된 극박 금속박을 사용함으로써 두께 10 ㎛ 이하의 극박 금속박에서도, 예를 들어 프레스 공정에서의 극박 금속박의 핸들링성의 저하나, 극박 동박의 균열이나 깨짐을 방지할 수 있다.

이하, 절연 수지층 (14) 의 형성 방법에 대해 구체적으로 설명한다.

먼저, 수지 조성물을 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 톨루엔, 아세트산에틸, 시클로헥산, 헵탄, 시클로헥산시클로헥사논, 테트라하이드로푸란, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭사이드, 에틸렌글리콜, 셀로솔브계, 카르비톨계, 아니솔 등의 유기 용제 중에서, 초음파 분산 방식, 고압 충돌식 분산 방식, 고속 회전 분산 방식, 비즈밀 방식, 고속 전단 분산 방식, 및 자전 공전식 분산 방식 등의 각종 혼합기를 사용하여 용해, 혼합, 교반하여 수지 바니시를 제작한다.

수지 바니시 중의 수지 조성물의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 45 질량％ 이상 85 질량％ 이하가 바람직하고, 특히 55 질량％ 이상 75 질량％ 이하가 바람직하다.

다음으로, 각종 도공 장치를 사용하여, 알루미늄 기판 (12) 표면에 수지 바니시를 도공하고, 이것을 건조시킨다. 또는 수지 바니시를 스프레이 장치에 의해 알루미늄 기판 (12) 표면에 분무 도공한 후, 이것을 건조시킨다.

도공 장치는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 롤 코터, 바 코터, 나이프 코터, 그라비아 코터, 다이 코터, 콤마 코터 및 커튼 코터 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 다이 코터, 나이프 코터, 및 콤마 코터를 사용하는 방법이 바람직하다. 이로써 보이드가 없고, 균일한 두께를 갖는 절연 수지층 (14) 을 효율적으로 제조할 수 있다.

절연 수지층 (14) 의 두께는 20 ㎛ 이상 250 ㎛ 이하의 범위가 바람직하다. 절연 수지층 (14) 의 두께를 20 ㎛ 이상으로 함으로써, 알루미늄 기판 (12) 과 절연 수지층 (14) 의 열팽창률 차에 의한 열응력의 발생을 절연 수지층 (14) 에서 완화하는 것이 충분히 가능하다. 또, 금속 베이스 회로 기판 (10) 의 절연성이 향상된다.

이와 같은 금속 베이스 회로 기판 (10) 에 반도체 소자, 저항 부품 등을 표면 실장한 경우, 부재 간의 변형이 커지는 것을 억제하여, 충분한 열충격 신뢰성을 얻을 수 있다. 또, 절연 수지층 (14) 의 두께를 250 ㎛ 이하로 함으로써, 금속 베이스 회로 기판 (10) 의 표면 실장 부분에 있어서의 변형량이 적어져, 양호한 열충격 신뢰성을 얻을 수 있음과 함께, 열저항이 저감되어 충분한 방열성을 얻을 수 있다. 그 때문에, 절연 수지층 (14) 의 두께가 상기 범위 내에 있으면, 이들 특성의 밸런스가 우수하다.

본 실시형태의 금속 베이스 회로 기판 (10) 의 제조 방법은, 알루미늄 기판 표면을 소정의 조건으로 물과 접촉시키는 공정을 구비하고 있어, 안전성이 우수함과 함께 간편한 방법으로, 알루미늄 기판과 절연 수지층의 밀착성, 땜납 내열성, 내굴곡성이 우수함과 함께 이것을 사용한 각종 장치의 수율을 향상시키는 것이 가능한 금속 베이스 회로 기판을 얻을 수 있다.

절연 수지층 (14) 을 조제하기 위한 수지 조성물은 상기의 열경화성 수지, 무기 필러 이외에도 경화제, 경화 촉진제, 커플링제, 가요성 부여 성분, 산화 방지제, 레벨링제 등을 포함할 수 있다.

경화제로는 디에틸렌트리아민 (DETA), 트리에틸렌테트라민 (TETA), 메타자일리렌디아민 (MXDA), 이소포론디아민 (IPD), 1,3-비스아미노메틸시클로헥산 (1,3 BAC), 디아미노디페닐메탄 (DDM), m페닐렌디아민 (MPDA), 디아미노디페닐술폰 (DDS), 디시안디아미드 (DICY), 유기산하이드라지드, 도데세닐 무수 숙신산 (DDSA), 폴리아젤라인산 무수물 (PAPA), 헥사하이드로 무수 프탈산 (HHPA), 메틸테트라하이드로 무수 프탈산 (MTHPA), 무수 메틸나딕산 (MNA), 무수 트리멜리트산 (TMA), 무수 피로멜리트산 (PMDA), 벤조페논테트라카르복실산 (BTDA), 테트라브로모 무수 프탈산 (TBPA), 무수 헷산 (HET) 등을 들 수 있다.

경화 촉진제로는 2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸 등의 각종 이미다졸류, 트리페닐포스핀, 트리페닐포스파이트 등의 각종 인 화합물, 트리에틸아민, 벤질디메틸아민, 피리딘, DBU (디아자비시클로운데센) 등의 각종 3 급 아민 및 제 4 급 암모늄염 등을 들 수 있다.

커플링제로는 2-(3,4-에폭시시클로헥실), 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등의 각종 실란 커플링제를 들 수 있다.

커플링제의 함유량은 하기 식 (1) 을 만족하는 것이 바람직하다.

5 × 10^-2 ＜ c - (b × 1/100) ＜ 11 (1)

여기서, c (질량％) 는 수지 조성물의 합계량 100 질량％ 에 대한 커플링제의 함유량을 나타낸다. b (질량％) 는 수지 조성물의 합계량 100 질량％ 에 대한 무기 필러의 함유량을 나타낸다.

상기 식 (1) 중 [c - (b × 1/100)] 은 무기 필러의 표면에 부착되지 않고, 수지 조성물 중에 존재하고 있는 커플링제 (즉, 수지 조성물 중의 유리되어 있는 커플링제) 의 함유량을 나타낸다.

이하, 이 점을 설명한다.

먼저, 커플링제는 분자 내에 유기 재료 및 무기 재료와 결합하는 관능기를 겸비하고 있다. 이 커플링제를 개재하여, 무기 재료와 유기 재료가 결합되게 된다.

커플링제는 본 기술 분야에 있어서, 무기 필러와 수지 조성물의 접착에 사용되고 있고, 무기 필러의 표면에 처리되게 된다. 이 때문에, 커플링제의 처리량 (커플링제의 수지 조성물 전체에 대한 함유량) 은 무기 필러의 함유량에 따라 결정되게 된다.

통상적으로, 커플링제의 처리량은 무기 필러의 합계량 100 질량％ 에 대해 0.5 ∼ 1 질량％ 정도인 것이 알려져 있다.

따라서, 상기 식 (1) 중의 (b × 1/100) 은 무기 필러에 대한 커플링제의 일반적인 처리량을 나타낸다. 그리고, 커플링제의 전체량 c 로부터 커플링제의 처리량 (b × 1/100) 을 뺌으로써, 상기 서술한 바와 같이, 수지 조성물 중의 유리되어 있는 커플링제의 함유량 [c - (b × 1/100)] 을 추측할 수 있다.

이와 같은 수지 조성물 중의 유리되어 있는 커플링제는 무기 필러의 표면에 부착되지 않고, 수지 조성물 중에 존재하고 있다. 이러한 커플링제는 무기 재료인 알루미늄 기판 (12) 에 작용하여, 절연 수지층 (14) 과 알루미늄 기판 (12) 의 밀착성을 높일 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 수지 조성물 중의 유리되어 있는 커플링제의 함유량을 특정 범위로 함으로써, 절연 수지층 (14) 과 알루미늄 기판 (12) 의 밀착성, 및 히트 사이클 특성의 밸런스를 실현할 수 있다. 즉, 수지 조성물 중의 유리되어 있는 커플링제의 함유량으로서, 하한값은 바람직하게는 5 × 10^-2 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 1 × 10^-1 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 5 × 10^-1 질량％ 이상이며, 상한량은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 바람직하게는 11 질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 10 질량％ 이하이며, 더욱 바람직하게는 9 질량％ 이하이다.

수지 조성물 중의 유리되어 있는 커플링제의 함유량을 하한값 이상으로 함으로써, 무기 필러로부터 얻어지는 효과를 충분히 인출함과 함께, 절연 수지층 (14) 과 알루미늄 기판 (12) 의 밀착성을 높여 금속 베이스 회로 기판 (10) 의 절연성 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.

또, 수지 조성물 중의 유리되어 있는 커플링제의 함유량을 상한값 이하로 함으로써, 커플링제가 가수분해되어, 땜납 내열성이 저하되는 것이 억제된다.

종래에 있어서, 예를 들어, [c - (b × 1/100)] 이 0 이하가 되는 것은 커플링제의 처리량이 무기 필러의 합계량 100 질량％ 에 대해 1 질량％ 정도인 경우, 바꾸어 말하면, 커플링제의 일반적인 처리량을 사용한 경우인 것을 나타낸다고 할 수 있다. 이 종의 수지 조성물을 사용한 금속 베이스 회로 기판에는 금속판과 수지층의 밀착성 개선에 있어서, 상당한 여지를 가지고 있었다.

이에 대하여, 본 실시형태에 있어서는 [c - (b × 1/100)] ＞ 0.05 가 된다. 이로써, 절연 수지층 (14) 과 알루미늄 기판 (12) 의 밀착성을 높여 금속 베이스 회로 기판 (10) 의 절연성 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.

가요성 부여 성분으로는 페녹시 수지 및 고무 성분을 들 수 있다. 가요성 부여 성분을 절연 수지층 (14) 에 포함함으로써 절연 수지층 (14) 과 알루미늄 기판 (12) 의 밀착성이 향상될 뿐만이 아니라 프레스시에 유동성이 개선되어 보이드없이 성형하는 것이 가능해진다.

페녹시 수지로는 예를 들어, 비스페놀 골격을 갖는 페녹시 수지, 나프탈렌 골격을 갖는 페녹시 수지, 안트라센 골격을 갖는 페녹시 수지, 비페닐 골격을 갖는 페녹시 수지 등을 들 수 있다. 또, 이들의 골격을 복수 종 가진 구조의 페녹시 수지를 사용할 수도 있다.

이들 중에서도 비스페놀 A 형 또는 비스페놀 F 형의 페녹시 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 회로 기판의 제조시에 배선층의 적층판에 대한 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다.

페녹시 수지의 중량 평균 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 4.0 × 10⁴ 이상 8.0 × 10⁴ 이하가 바람직하다.

분자량이 4.0 × 10⁴ 이상 8.0 × 10⁴ 이하임으로써, 다음의 효과가 얻어진다. 첫번째로, 저탄성률화가 가능해지고, 금속 베이스 회로 기판 (10) 에 사용하면 응력 완화성도 우수한 것이 된다. 예를 들어, 전자 부품 등을 실장한 반도체 장치를 제조한 경우, 당해 반도체 장치는 급격한 가열/냉각의 환경하에 있어서도 전자 부품과 금속 베이스 기판을 접합하는 땜납 접합부, 또는 그 근방에서 크랙 등의 불량이 발생하는 것이 억제되게 된다.

또, 페녹시 수지의 중량 평균 분자량을 4.0 × 10⁴ 이상으로 함으로써 충분히 저탄성률화할 수 있음과 함께, 반도체 장치에 사용한 경우, 급격한 가열/냉각하에서 땜납 접합부, 또는 그 근방에서의 크랙이 발생하기 어려워진다. 이와 같이 금속 베이스 기판의 히트 사이클 특성을 향상시킬 수 있다. 또, 페녹시 수지의 중량 평균 분자량을 4.9 × 10⁴ 이하로 함으로써, 점도 상승에 의해 프레스시의 유동성이 악화되어 보이드 등이 발생하는 것이 억제되어, 금속 베이스 회로 기판 (10) 의 절연 신뢰성을 높이는 것이 가능해진다. 이와 같이 금속 베이스 회로 기판 (10) 의 절연 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 페녹시 수지의 중량 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 로 측정한 폴리스티렌 환산의 값이다.

페녹시 수지의 함유량은 수지 조성물 전체의 10 질량％ 이상 40 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 페녹시 수지의 함유량을 10 질량％ 이상으로 함으로써 탄성률을 낮추는 효과가 충분히 얻어지고, 금속 베이스 회로 기판 (10) 에 사용했을 때의 응력 완화성이 우수하여, 급격한 가열/냉각을 받아도 땜납 혹은 그 근방에서의 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 페녹시 수지의 함유량을 40 질량％ 이하로 함으로써 프레스시의 유동성이 악화되어 보이드 등이 발생하는 것이 억제되어, 금속 베이스 회로 기판 (10) 의 절연 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 수지 조성물 전체란, 예를 들어, 용제 등을 사용한 바니시의 경우에는 용제를 제외한 고형을 의미하고, 액상 에폭시, 커플링제 등의 액상 성분은 수지 조성물에 포함된다.

고무 성분으로는 예를 들어, 고무 입자를 사용할 수 있다. 고무 입자의 바람직한 예로는 코어 쉘형 고무 입자, 가교 아크릴로니트릴부타디엔 고무 입자, 가교 스티렌부타디엔 고무 입자, 아크릴 고무 입자, 실리콘 입자 등을 들 수 있다.

코어 쉘형 고무 입자는 코어층과 쉘층을 갖는 고무 입자로, 예를 들어, 외층의 쉘층이 유리상 폴리머로 구성되고, 내층의 코어층이 고무상 폴리머로 구성되는 2 층 구조, 또는 외층의 쉘층이 유리상 폴리머로 구성되고, 중간층이 고무상 폴리머로 구성되며, 코어층이 유리상 폴리머로 구성되는 3 층 구조의 것 등을 들 수 있다. 유리상 폴리머층은, 예를 들어 메타크릴산메틸의 중합물 등으로 구성된다. 고무상 폴리머층은, 예를 들어 부틸아크릴레이트 중합물 (부틸 고무) 등으로 구성된다. 코어 쉘형 고무 입자의 구체예로는 스타피로이드 AC3832, AC3816N (상품명, 간츠 화성사 제조), 메타브렌 KW-4426 (상품명, 미츠비시 레이온사 제조) 을 들 수 있다. 가교 아크릴로니트릴부타디엔 고무 (NBR) 입자의 구체예로는 XER-91 (평균 입자경 0.5 ㎛, JSR 사 제조) 등을 들 수 있다.

가교 스티렌부타디엔 고무 (SBR) 입자의 구체예로는 XSK-500 (평균 입자경 0.5 ㎛, JSR 사 제조) 등을 들 수 있다. 아크릴 고무 입자의 구체예로는 메타브렌 W300A (평균 입자경 0.1 ㎛), W450A (평균 입자경 0.2 ㎛) (미츠비시 레이온사 제조) 등을 들 수 있다.

실리콘 입자는 오르가노폴리실록산으로 형성된 고무 탄성 미립자이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 실리콘 고무 (오르가노폴리실록산 가교 엘라스토머) 그 자체로 이루어지는 미립자, 및 이차원 가교 주체의 실리콘으로 이루어지는 코어부를 삼차원 가교형 주체의 실리콘으로 피복한 코어 쉘 구조 입자 등을 들 수 있다. 실리콘 고무 미립자로는 KMP-605, KMP-600, KMP-597, KMP-594 (신에츠 화학사 제조), 토레필 E-500, 토레필 E-600 (토레이·다우코닝사 제조) 등의 시판품을 사용할 수 있다.

고무 입자의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 무기 필러와 합하여 수지 조성물 전체의 20 질량％ 이상 80 질량％ 이하가 바람직하고, 특히 30 질량％ 이상 75 질량％ 이하가 바람직하다. 함유량이 범위 내이면, 특히 저흡수로 할 수 있다.

＜금속 베이스 회로 기판의 제조 방법 (2)＞

계속하여, (2) 알루미늄 기판을 자외선으로 처리하고, 그 후, 절연 수지층, 금속층을 형성하는 방법에 대해 설명한다.

본 실시형태의 금속 베이스 회로 기판 (10) 의 제조 방법은 이하의 공정 (c), (d) 를 포함하고 있다.

(c) 알루미늄 기판 (12) 표면에 자외선을 조사하는 공정

(d) 처리 후의 알루미늄 기판 (12) 표면에 절연 수지층 (14) 를 형성하고, 이어서 절연 수지층 (14) 상에 금속층 (16) 을 형성하는 공정

또한, 공정 (d) 는 상기 서술한 공정 (b) 과 동일한 공정이기 때문에 설명은 생략한다.

(공정 (c))

알루미늄 기판 (12) 표면에 자외선을 조사한다. 당해 처리에 사용되는 자외선으로는 파장이 185 ㎚ 또는 254 ㎚ 인 것을 사용할 수 있다.

알루미늄 기판 (12) 표면에 조사하는 자외선의 적산 광량은 바람직하게는 0.1 J/㎠ 이상 1.0 J/㎠ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.2 J/㎠ 이상 0.8 J/㎠ 이하이다. 이 적산 광량은 자외선의 방사 강도 (mW/㎠) 와 조사 시간 (초) 의 곱이므로, 적산 광량은 사용하는 자외선의 강도나 조사 시간에 의해 조절할 수 있다.

또, 알루미늄 기판 (12) 표면에 조사하는 자외선의 방사 강도는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1.0 mW/㎠ 이상 100 mW/㎠ 이하이다.

이와 같은 자외선 처리에 의해, 알루미늄 기판 (12) 표면의 물과의 접촉각을 50°이상 95°이하, 바람직하게는 55°이상 90°이하로 조정할 수 있다. 또, 알루미늄 기판 (12) 의 표면 조도 (Rz) 는 처리 전후에서 거의 변화하지 않고, 3 ∼ 9 ㎛ 이고, 평활하다.

또한, 알루미늄 기판 (12) 과의 거리를 5 ㎝ 이하로 하는 것이 바람직하고, 3 ㎝ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하고, 1 ㎝ 이하로 하는 것이 특히 바람직하다. 알루미늄 기판 (12) 과의 거리가 5 ㎝ 를 초과하면, 조사의 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다.

사용하는 자외선 조사 장치는 파장이 185 ㎚ 또는 254 ㎚ 의 자외선을 조사할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 저압 수은등을 사용한 자외선 조사 장치를 들 수 있다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 기초하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

또한, 이하의 실시예 1 에 있어서 수지 바니시 a 를 사용한 경우를 「실시예 1a」, 수지 바니시 b 를 사용한 경우를 「실시예 1b」로서 표기한다. 그 밖의 실시예, 비교예에 대해서도 동일하다.

(수지 바니시 a 의 조제)

비스페놀 F 골격과 비스페놀 A 골격을 갖는 페녹시 수지 (미츠비시 화학사 제조, 4275, 중량 평균 분자량 6.0 × 10⁴, 비스페놀 F 골격과 비스페놀 A 골격의 비율=75：25) 22.0 질량부, 비스페놀 F 에폭시 수지 (DIC 사 제조, 830S, 에폭시 당량 170) 10.0 질량부, 비스페놀 A 에폭시 수지 (미츠비시 화학사 제조, 1001, 에폭시 당량 475) 15.0 질량부, 2-페닐이미다졸 (시코쿠 화성사 제조 2PZ) 1.0 질량부, 실란 커플링제로서 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 (신에츠 실리콘사 제조 KBM-403) 2.0 질량부, 수산화알루미늄 (쇼와 전공사 제조, HP-360, 입경 3.0 ㎛) 50.0 질량부를 시클로헥사논에 용해·혼합시키고, 고속 교반 장치를 사용하여 교반하여, 수지 조성물이 고형분 기준으로 70 질량％ 의 바니시를 얻었다.

(수지 바니시 b 의 조제)

비스페놀 F 골격과 비스페놀 A 골격을 갖는 페녹시 수지 (미츠비시 화학사 제조, 4275, 중량 평균 분자량 6.0 × 10⁴, 비스페놀 F 골격과 비스페놀 A 골격의 비율=75：25) 22.0 질량부, 비페닐 골격 에폭시 수지 (미츠비시 화학사 제조, YX4000, 에폭시 당량 185) 10.0 질량부, 비스페놀 A 에폭시 수지 (미츠비시 화학사 제조, 1001, 에폭시 당량 475) 15.0 질량부, 2-페닐이미다졸 (시코쿠 화성사 제조 2PZ) 1.0 질량부, 실란 커플링제로서 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 (신에츠 실리콘사 제조 KBM-403) 2.0 질량부, 수산화알루미늄 (쇼와 전공사 제조, HP-360, 입경 3.0 ㎛) 50.0 질량부를 시클로헥사논에 용해·혼합시키고, 고속 교반 장치를 사용하여 교반하여, 수지 조성물이 고형분 기준으로 70 질량％ 의 바니시를 얻었다.

(알루미늄 기판의 탕세 처리)

두께 1 ㎜, 가로세로 각각 10 ㎝ 의 알루미늄판을 기판으로 하였다. 표 1 의 처리 조건에 따라 이 기판을 소정 온도의 순수에 소정 시간 침지한 후, 아세톤으로 세정·건조시켜 알루미늄 시험판을 얻었다.

(실시예 2 ∼ 5 및 비교예 1 ∼ 8)

표 1 ∼ 3 의 처리 조건에 따라 알루미늄판을 처리하고, 아세톤으로 세정·건조시켜 알루미늄 시험판을 얻었다.

(참고예)

두께 1 ㎜, 가로세로 각각 10 ㎝ 의 알루미늄판을 기판으로 하였다. 이 기판의 표면을 샌드 페이퍼 (＃1500) 로 연마한 후, 아세톤으로 세정하고 건조시켜 알루미늄 시험판을 얻었다.

(실시예 6 ∼ 8)

두께 1 ㎜, 가로세로 각각 10 ㎝ 의 알루미늄판을 기판으로 하였다. 자외선 조사 장치로서 저압 수은등 (오크사 제조, 파장：185 ㎚, 방사 강도 5.0 mW/㎠) 을 사용하였다. 표 4 의 처리 조건에 따라 기판의 편면에 자외선을 조사하여, 알루미늄 시험판을 얻었다.

각 실시예, 비교예 및 참고예에 의해 얻어진 알루미늄 시험판에 대하여, 이하의 측정법에 의해 다음의 각 평가를 실시하였다. 평가 결과를 표 1 ∼ 표 4 에 나타낸다. 접촉각과 밀착 강도의 관계를 도 3 에 나타낸다. 또, 처리 조건과 밀착 강도의 관계를 도 4 에 나타낸다.

a. 물과의 접촉각

JIS R3257 에 준거하여 실시하고, 5 점 이상의 평균을 접촉각으로서 산출하였다.

b. 표면 조도 (Rz)

JIS B0601 에 준거하여 실시하고, 10 점 평균 조도 (Rz) 로서 산출하였다.

c. 밀착 강도

밀착성 시험 장치 (형식：NXT-250P, 토야마 산업 주식회사 제조) 를 사용하여 도 2 와 같이, 밀착성 시험 장치의 알루미늄 시험칩 (접착면 2.0 ㎝φ) 에 수지 바니시 a 또는 b 를 도포하고, 도포면을 고정된 알루미늄 시험판에 접착하여, 180 ℃ 60 분간의 경화 조건으로 경화시켰다. 그리고, 도 2 와 같이, 알루미늄 시험칩을 1.5 ㎜/분 속도로 수직 방향으로 들어올려, 상기 알루미늄 시험칩 또는 상기 알루미늄 시험판과 상기 수지층이 박리된 시점을 밀착 강도로서 측정하였다. 평가 결과를 표 1 ∼ 4 에 나타낸다.

또한, 표 3 의 비교예 7a, 7b, 8a, 8b 에 있어서는 별도 실시한 휨 시험의 결과로부터, 밀착 강도가 명확하게 낮은 것이 추측되었기 때문에, 밀착 강도의 측정을 실시하지 않았다.

이상과 같이, 알루미늄 기판의 표면이 평활 (표면 조도 (Rz)：3 ∼ 9 ㎛) 하여도, 알루미늄 기판 표면의 물과의 접촉각이 50°이상 95°이하라는 점에서, 알루미늄 기판과 절연 수지층의 밀착 강도가 우수하고, 또한 땜납 내열성, 내굴곡성도 우수하다는 것이 추측되었다. 따라서, 이것을 사용한 각종 장치의 수율을 향상시키는 것이 명확해졌다.

이 출원은 2010년 12월 28일에 출원된 일본 특허출원 2010-291893호 및 2010년 12월 28일에 출원된 일본 특허출원 2010-291895호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 모두를 여기에 받아들인다.

Claims

알루미늄 기판과, 절연 수지층과, 금속층이 순서대로 적층되어 이루어지는 금속 베이스 회로 기판으로서,
상기 알루미늄 기판 표면의 물과의 접촉각이 50°이상 95°이하이며,
표면 조도 (Rz) 가 3 ㎛ 이상 9 ㎛ 이하인, 금속 베이스 회로 기판.
제 1 항에 있어서,
이하의 조건에서 측정된, 상기 알루미늄 기판과 상기 절연 수지층과의 밀착 강도가 20 ㎏/㎠ 이상 50 ㎏/㎠ 이하인, 금속 베이스 회로 기판；
·알루미늄 시험칩 (원반상, 접착면 2.0 ㎝φ) 에, 상기 절연 수지층을 얻기 위한 수지 바니시를 도포하고, 도포면을 고정된 알루미늄 시험판에 접착한다. 180 ℃ 60 분간의 조건에서 상기 수지 바니시를 경화시키고, 상기 알루미늄 시험칩과 상기 알루미늄 시험판을 수지층을 개재하여 접착시킨다.
·알루미늄 시험칩을 1.5 ㎜/분 속도로 수직 방향으로 들어올려, 상기 알루미늄 시험칩 또는 상기 알루미늄 시험판과 상기 수지층이 박리된 시점을 밀착 강도로서 측정한다.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 절연 수지층은 상온에서 액상의 비스페놀 F 형 또는 A 형의 에폭시 수지의 경화물을 포함하는, 금속 베이스 회로 기판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연 수지층은 페녹시 수지 및 고무 성분에서 선택되는 1 종 이상의 가요성 부여 성분을 포함하는, 금속 베이스 회로 기판.
제 4 항에 있어서,
상기 가요성 부여 성분의 함유량은 상기 절연 수지층 100 질량％ 에 대해 10 질량％ 이상 40 질량％ 이하인, 금속 베이스 회로 기판.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 알루미늄 기판은 커플링제로 표면 처리되어 있지 않은, 금속 베이스 회로 기판.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연 수지층은 무기 필러와 실란 커플링제를 포함하고,
상기 절연 수지층의 합계량 100 질량％ 에 대한 상기 실란 커플링제의 함유량을 c 질량％ 로 하고,
상기 절연 수지층의 합계량 100 질량％ 에 대한 상기 무기 필러의 함유량을 b 질량％ 로 했을 때,
5 × 10^-2 ＜ c - (b × 1/100) ＜ 11
을 만족하는, 금속 베이스 회로 기판.
제 7 항에 있어서,
상기 무기 필러가 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 또는 알루미나인, 금속 베이스 회로 기판.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법으로서,
상기 알루미늄 기판을 50 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 물에 0.5 분간 이상 3 분간 이하 접촉시키는 공정과,
처리 후의 상기 알루미늄 기판 표면에 상기 절연 수지층을 형성하고, 이어서 상기 절연 수지층 상에 상기 금속층을 형성하는 공정을 포함하는, 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 알루미늄 기판은 커플링제로 표면 처리되어 있지 않은, 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법으로서,
상기 알루미늄 기판 표면에 자외선을 조사하는 공정과,
상기 자외선을 조사 후의 상기 알루미늄 기판 표면에 상기 절연 수지층을 형성하고, 이어서 상기 절연 수지층 상에 상기 금속층을 형성하는 공정을 포함하는, 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 자외선의 파장이 185 ㎚ 또는 254 ㎚ 인, 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 알루미늄 기판 표면에 조사하는 상기 자외선의 적산 광량이 0.1 J/㎠ 이상 1.0 J/㎠ 이하인, 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 알루미늄 기판은 커플링제로 표면 처리되어 있지 않은, 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 금속 베이스 회로 기판에 사용되는 알루미늄 기판의 처리 방법으로서,
상기 알루미늄 기판을 50 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 물에 0.5 분간 이상 3 분간 이하 접촉시키는, 금속 베이스 회로 기판용 알루미늄 기판의 처리 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 금속 베이스 회로 기판에 사용되는 알루미늄 기판의 처리 방법으로서,
상기 알루미늄 기판 표면에 조사하는 상기 자외선의 적산 광량이 0.1 J/㎠ 이상 1.0 J/㎠ 이하인, 금속 베이스 회로 기판용 알루미늄 기판의 처리 방법.