TW201705556A - 散熱基板、裝置及散熱基板的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的散熱基板具備以鋁或鋁合金作為主成分的基材、及積層在該基材的一面且具有絕緣性的導熱層，並且所述導熱層具備無機物層，該無機物層含有以氧化鋁作為主成分的填料及以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑。本發明提供一種翹曲小且絕緣性及散熱性優異的散熱基板、具備該散熱基板的裝置、以及能夠獲得該散熱基板的散熱基板的製造方法。

Description

散熱基板、裝置及散熱基板的製造方法
本發明是有關於一種散熱基板、裝置（device）及散熱基板的製造方法。
近年來，隨著電子零件的高功率化，從電子零件產生的熱量增加。例如高亮度發光二極體（Light Emitting Diode，LED）局部產生高溫，由此導致發光效率降低、發光顏色變化、元件劣化等。因此，業界謀求高效率地將該熱散去。現廣為人知的是如下散熱基板，該散熱基板是針對所述要求，通過使導熱性優異的基材表面含有黏合劑（binder）與填料（filler），而形成具有絕緣性與導熱性的被膜，使基材側與冷卻散熱片（fin）等冷卻材料接觸，使被膜側與電子零件等接觸，由此提高散熱效率。
作為所述基材，可以列舉氧化鋁（alumina）等陶瓷（ceramic）基材、鋁（aluminum）等金屬基材等。這些當中，氧化鋁雖然導熱率高，為25 W/mK，散熱效率優異，但其價格高，並且加工性差，難以製造形狀薄的基材。另一方面，金屬基材在成本方面低於氧化鋁。特別是鋁在導熱率方面優異且為輕量，並且加工性優異，所以大多被用作此種基材。
另外，作為所述被膜，要求黏合劑及填料的導熱性優異、以及填料的添加量足夠多。另外，在所述被膜的平均厚度大的情況下，有因被膜導致散熱基板的散熱效率降低的擔憂，因此需要使被膜的平均厚度變薄至能夠確保絕緣性的程度。
作為所述黏合劑，廣泛已知有環氧（epoxy）、聚醯亞胺（polyimide）等的樹脂。此種樹脂的導熱率通常為0.1 W/mK左右。另外，作為所述填料，可以列舉二氧化矽（silica）、氧化鋁、氮化矽、氮化硼等。該二氧化矽的導熱率為1 W/mK左右，氧化鋁的導熱率為25 W/mK左右。另外，氮化矽及氮化硼的導熱率更高。這些填料的導熱率由於高於黏合劑的導熱率，所以通過與樹脂混合，能夠提高被膜的導熱率。這些當中，就導熱率優異且低成本的方面而言，多使用氧化鋁。
作為此種散熱基板的具體例，例如可以列舉：將包含雙酚A（bisphenol A）型環氧樹脂與無機填充材料的混合物積層在金屬基材而成的電路基板（參照日本專利特開平6-44824號公報）、將含有無機中空粉體的環氧樹脂等積層在金屬基材而成的金屬基底電路基板（參照日本專利特開2009-129801號公報）等。
但是，此種散熱基板存在如下不良情況：由於其使用環氧樹脂等的有機性被膜，所以耐熱性低，例如不適合在超過200℃的高溫環境下使用，此外由環氧樹脂等所形成的被膜容易被水滲透，因在濕潤環境下長期使用，會對被膜的樹脂通電發生而發生碳化，由此導致被膜容易劣化。
針對所述不良情況，通過將具有導熱性的填料與無機材料混合而形成所述被膜，可以獲得適合在高溫環境下或濕潤環境下使用的散熱基板。然而，此種散熱基板的無機材料延展性劣於環氧樹脂等，因此被膜容易產生針孔（pinhole）或孔隙。此外，在被膜表面會產生因填料而形成的凹凸，由此導致被膜的厚度均勻性容易降低。這些結果造成被膜的絕緣性容易降低。
因此，創作設計出在金屬板上積層有琺瑯等玻璃質無機物層的散熱基板。作為此種散熱基板，例如可以列舉在金屬芯表面形成有琺瑯層的散熱基板（參照日本專利特開平1-110789號公報及日本專利特開2006-344693號公報）等。
然而，所述現有的散熱基板由於通過煅燒而形成琺瑯等無機物層，所以因金屬製基板與無機物層的熱膨脹率差、或伴隨無機物層的煅燒所產生的收縮等，而使散熱基板產生翹曲。該翹曲在相對柔軟的鋁基材上尤為明顯。由此，變得難以將冷卻散熱片等冷卻材料或電子零件等發熱體與散熱基板進行密接，結果存在散熱基板的散熱性降低的不良情況。
所述不良情況能夠通過減輕散熱基板的翹曲來消除，但關於將翹曲減少何種程度便可獲得充足的散熱效率，指標尚未確立。因此，存在如下不良情況：為了減少散熱基板的翹曲而進行過度加工，由此導致散熱基板的製造成本增加，另一方面，翹曲的減少並不充分，結果造成散熱效率並不充分。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平6-44824號公報 [專利文獻2]日本專利特開2009-129801號公報 [專利文獻3]日本專利特開平1-110789號公報 [專利文獻4]日本專利特開2006-344693號公報
[發明所欲解決之課題] 本發明是基於所述情況而完成的，其目的在於提供一種翹曲小、絕緣性及散熱性優異的散熱基板、具備該散熱基板的裝置、以及該散熱基板的製造方法。 [解決課題之手段]
為了解決所述課題而完成的發明為如下散熱基板，該散熱基板具備以鋁或鋁合金作為主成分的基材、及積層在該基材的一面且具有絕緣性的導熱層，並且所述導熱層具備無機物層，該無機物層含有以氧化鋁作為主成分的填料及以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑。
此外，本發明為如下散熱基板，該散熱基板具備積層在該無機物層的一面且以矽氧化物作為主成分的塗層，並且所述無機物層的平均厚度為30 μm以上且200 μm以下，所述塗層的平均厚度為0.5 μm以上且30 μm以下，所述無機物層中的填料的中位數粒徑為5 μm以上且100 μm以下，所述填料的含有比例為30質量%以上且78質量%以下。
關於該散熱基板，基材以鋁或鋁合金作為主成分，且無機物層具有一定範圍的厚度，此外含有以氧化鋁作為主成分的填料及以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑，由此使基材及導熱層的導熱性優異。另外，所述無機物層中的所述填料的中位數粒徑（median particle size）及含有比例為一定範圍，由此能夠容易地同時實現導熱層的導熱性與強度。此外，與含有樹脂的現有的導熱層相比，此種導熱層的耐熱性更優異。另外，該散熱基板由於無機物層中的因填料而形成的凹凸被一定範圍厚度的塗層所填充，所以該散熱基板的厚度均勻性提高。此外，絕緣性優異的塗層有可能浸入無機物層表面的微小龜裂等的內部。結果能夠在不損害該散熱基板的散熱性的情況下提高絕緣性。另外，所述無機物層所能承受的溫度低於填料及黏合劑的軟化點，為450℃～480℃左右，但作為所述塗層的主成分的矽氧化物的耐熱溫度超過1000℃。因此，通過使該散熱基板具備以矽氧化物作為主成分的塗層，該散熱基板的耐熱性進一步提高。
所述塗層較佳為以矽氧化物的非晶體作為主體。矽氧化物的非晶體可以通過低於作為矽氧化物的結晶體的二氧化矽的價格獲得，因此能夠降低塗層的形成所耗費的成本。另外，矽氧化物的非晶體由於具有高耐熱性，所以能夠提高導熱層的耐熱性。
為了解決所述課題而完成的另一發明是如下散熱基板，該散熱基板具備以鋁或鋁合金作為主成分的基材、及積層在該基材的一面且具有絕緣性的導熱層，並且所述導熱層具備含有以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑的無機物層，該無機物層的最大厚度差相對於最大寬度的比例為0.6%以下。
關於該散熱基板，基材是以鋁或鋁合金作為主成分，且無機物層含有以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑，由此使基材及導熱層的導熱性優異。另外，與含有樹脂的現有的導熱層相比，導熱層的耐熱性更優異。此外，作為表示翹曲量的指標，使用最大厚度差相對於最大寬度的比例，且該比例為所述上限以下，由此，在使該散熱基板的基材側與冷卻材料接觸、使無機物層側與電子零件等發熱體接觸的情況下，能夠有效地提高熱從發熱體向該散熱基板的移動效率、以及熱從該散熱基板向冷卻材料的移動效率。結果能夠通過必要最小限度的翹曲減少加工，大幅提高該散熱基板的散熱性。
為了解決所述課題而完成的另一發明是具備所述散熱基板的裝置。該裝置由於具備所述散熱基板，所以散熱性優異。
為了解決所述課題而完成的又一發明是散熱基板的製造方法，其是製造具備以鋁或鋁合金作為主成分的基材、及積層在該基材的一面且具有絕緣性的導熱層的散熱基板的方法，其特徵在於包括如下步驟：塗布及煅燒步驟，在所述基材的一面塗布含有以氧化鋁作為主成分的填料及以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑粒子的無機物層用組合物並進行煅燒；及塗布及乾燥步驟，在該塗布及煅燒步驟後形成的無機物層的一面塗布以矽氧烷（siloxane）化合物作為主成分的塗層用組合物並進行乾燥；所述無機物層的平均厚度為30 μm以上且200 μm以下，所述塗層的平均厚度為0.5 μm以上且30 μm以下，所述無機物層中的填料的中位數粒徑為5 μm以上且100 μm以下，填料的含量為30質量%以上且78質量%以下。
在該散熱基板的製造方法中，通過使基材的主成分為鋁或鋁合金，而容易進行基材的加工。另外，通過將以氧化鋁作為主成分的填料及以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑粒子塗布在基材的一面並進行煅燒，能夠容易且確實地形成絕緣性及導熱性優異的無機物層。此外，通過其後在無機物層的一面塗布以矽氧烷化合物作為主成分的塗層用組合物並進行乾燥，使矽氧烷化合物進行聚合等，由此能夠容易且確實地將以矽氧化物作為主成分的塗層形成於無機物層的一面。
所述矽氧烷化合物較佳為烷氧基矽氧烷（alkoxyl siloxane）、其低聚物（oligomer）或使用該烷氧基矽氧烷的聚矽氧烷。通過所述矽氧烷化合物為這些化合物，能夠形成強度及絕緣性優異的塗層。
為了解決所述課題而完成的又一發明是散熱基板的製造方法，其是製造具備以鋁或鋁合金作為主成分的基材、及積層在該基材的一面且具有絕緣性的導熱層的散熱基板的方法，其特徵在於包括：塗布及煅燒步驟，在所述基材的一面塗布含有以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑粒子的無機物層用組合物並進行煅燒，且該塗布及煅燒步驟後形成的無機物層的最大厚度差相對於最大寬度的比例為0.6%以下。
根據該製造方法，能夠容易且確實地獲得所述最大厚度差相對於最大寬度的比例為0.6%以下的散熱基板。
此處，所謂「主成分」或「主體」是指以質量基準計最多的成分（例如為50質量%以上）。關於「最大寬度」，在散熱基板俯視下為圓形或楕圓形的情況下是指最長軸，在基材或散熱基板俯視下為多邊形的情況下是指最長對角線。「最大厚度差」是指最厚部分與最薄部分的厚度的差。「最大厚度差相對於最大寬度的比例」是在將散熱基板的最大寬度設為L（mm）、最大厚度差設為X（mm）、相對翹曲量設為B（%）的情況下，基於以下的式（1）所求出的值。「中位數粒徑」是指通過雷射繞射散射法（laser diffraction and scattering method）求得的粒度分佈中成為體積累計值50%的粒徑。   B＝（X/L）×100・・・（1）   [發明的效果]
如以上所說明，本發明的散熱基板在絕緣性及散熱性方面優異。另外，本發明的裝置由於具備所述散熱基板，所以絕緣性及散熱性優異。此外，本發明的散熱基板的製造方法能夠獲得絕緣性及散熱性優異的散熱基板。因此，該散熱基板及裝置能夠適宜地用於向小型化方向發展的電子零件。
如以上所說明，本發明的散熱基板因減少了翹曲，結果造成在散熱效率方面優異。另外，本發明的裝置由於具備所述散熱基板，所以散熱效率優異。此外，本發明的散熱基板的製造方法能夠容易且確實地獲得所述散熱基板。因此，該散熱基板及裝置能夠適宜地用於向小型化方向發展的電子零件。
以下，對本發明的散熱基板、裝置及散熱基板的製造方法的實施方式進行說明。
[散熱基板] 該散熱基板主要具備基材、及積層在該基材的一面且具有絕緣性的導熱層。
＜基材＞ 基材是以鋁或鋁合金作為主成分，且在一面積層導熱層。
在基材的主成分為鋁合金的情況下，較佳為該鋁合金的鎂含量少。具體而言，較佳為JIS-H4000（2014）所規定的5000系列或6000系列以外的鋁合金。如此，通過使用鎂含量少的鋁合金作為基材，能夠降低無機物層從基材的剝離。
另外，作為該鋁或鋁合金，更佳為JIS-H4000（2014）所規定的3000系列的鋁合金。
另外，基材除鋁及鋁合金以外，還可包含例如銅、鐵、這些的合金等。此處，鋁的導熱率為200 W/mK～250 W/mK左右，銅的導熱率為350 W/mK～400 W/mK左右，鐵的導熱率為80 W/mK左右。因此，通過添加銅，能夠提高基材的導熱率。另外，銅及鐵比鋁更堅固，所以通過添加銅、鐵或這些的合金，能夠提高基材的強度。
作為基材的平均厚度的下限，較佳為0.1 mm，更佳為0.5 mm。另一方面，作為所述平均厚度的上限，較佳為5 mm，更佳為4 mm。如果所述平均厚度小於所述下限，則有該散熱基板的強度降低的擔憂。反之，如果所述平均厚度超過所述上限，則有難以將該散熱基板用於經小型化的電子機器的擔憂。
＜導熱層＞ 導熱層是直接積層在基材的一面，且具備無機物層。另外，導熱層也還可以具備塗層。
所述導熱層可以僅積層在基材的一面，也可以積層在兩面，但較佳為僅積層在一面。通常，鋁的導熱性優於磷酸玻璃，所以通過使該散熱基板的未積層導熱層的側的面與冷卻材料接觸，該散熱基板的散熱效率進一步提高。
（無機物層） 無機物層是直接積層在所述基材的一面的層。通過該無機物層，能夠對該散熱基板賦予絕緣性。另外，所述無機物層具有以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑中分散有填料的結構。由此，無機物層具有絕緣性以及高導熱性。
作為無機物層的平均厚度的下限，為30 μm，較佳為50 μm。另一方面，作為所述平均厚度的上限，為200 μm，較佳為150 μm，更佳為100 μm。如果所述平均厚度小於所述下限，則有容易產生無機物層中的針孔等缺陷，導致無機物層的絕緣性降低的擔憂。反之，如果所述平均厚度超過所述上限，則有無機物層的熱阻增大，導致該散熱基板的散熱性降低的擔憂。
另外，無機物層的平均厚度較佳為下述填料的中位數粒徑的1.5倍以上且10倍以下的厚度。如此，通過將無機物層的平均厚度與填料的中位數粒徑設為所述範圍，能夠以高水準同時實現無機物層的絕緣性與導熱性。
另外，在無機物層含有下述填料的情況下，無機物層的平均厚度較佳為填料的中位數粒徑的1.5倍以上且10倍以下的厚度。如此，通過將無機物層的平均厚度與填料的中位數粒徑設為所述範圍，能夠以高水準同時實現無機物層的絕緣性與導熱性。
（黏合劑） 黏合劑是以磷酸鹽玻璃作為主成分。另外，在無機物層含有下述填料的情況下，黏合劑會填充填料的空隙。
該磷酸鹽玻璃較佳為熔點低於作為所述基材的主成分的金屬。如此，通過磷酸鹽玻璃的熔點低於所述金屬的熔點，能夠通過下述方法容易地形成無機物層。具體而言，例如在所述基材的主成分為鋁的情況下，由於鋁的熔點為660℃左右，所以磷酸鹽玻璃的熔點較佳為450℃以上且580℃以下。
另外，該磷酸鹽玻璃的導熱率一般高於環氧樹脂等。因此，與現有的散熱基板的樹脂層相比，所述無機物層的散熱效率更優異。具體而言，通常樹脂的導熱率為0.1 W/mK左右，磷酸鹽玻璃的導熱率為1.0 W/mK左右。
（填料） 填料是分散於無機物層中，而提高無機物層的導熱性。如果填料的各粒子不與其他粒子接觸而分散在無機物層內，則有無機物層的導熱性變得難以提高的擔憂，因此，填料的各粒子較佳為彼此接觸。
所述填料是以氧化鋁作為主成分。如此，通過使填料的主成分為氧化鋁，能夠降低填料的成本。另外，通過使填料的主成分為氧化鋁，而提高無機物層的導熱性，此外因黏合劑與填料的密接性提高，無機物層的強度提高。
所述填料除氧化鋁以外，還可以含有非晶質氧化矽、晶質二氧化矽、氮化鋁、氮化矽等。
另外，作為填料，較佳為導熱率高於所述黏合劑的填料。在填料的導熱率與黏合劑同等程度或低於黏合劑的情況下，即便添加填料，無機物層的導熱性也不會提高。
作為所述填料的中位數粒徑的下限，為5 μm，較佳為10 μm。另一方面，作為所述中位數粒徑的上限，為100 μm，較佳為50 μm，更佳為30 μm。如果所述中位數粒徑小於所述下限，則有填料的各粒子變得難以接觸，無機物層的導熱性難以提高的擔憂。反之，如果所述中位數粒徑超過所述上限，則有難以通過下述塗布法形成無機物層的擔憂，或無機物層變得過厚的擔憂。
作為所述無機物層中的所述填料的含有比例的下限，為30質量%，較佳為35質量%，更佳為40質量%。另一方面，作為所述含有比例的上限，較佳為85質量%，更佳為80質量%，進而佳為75質量%。如果所述含有比例小於所述下限，則有無機物層的導熱性難以提高的擔憂。反之，如果所述含有比例超過所述上限，則有因填料彼此的低密接性，導致難以形成無機物層的擔憂。
（塗層） 塗層是積層在無機物層的一面，通過填充因無機物層中的填料而形成的凹凸，使無機物層的厚度均勻性提高，且使該散熱基板的絕緣性提高。
另外，該散熱基板是通常使無機物層側的面與電子機器等發熱體接觸、使基材側的面與冷卻材料接觸而使用。在該情況下，無機物層的最表面直接暴露於高溫的發熱體，溫度朝無機物層的基材側逐漸降低，基材的與冷卻材料接觸側的溫度變得最低。如此，該散熱基板的溫度成為最高的是無機物層側的最表面附近，因此，通過在該無機物層的最表面形成塗層，耐熱性高的塗層被覆無機物層的最表面，從而提高該散熱基板的耐熱性。
另外，無機物層中的作為黏合劑的主成分的磷酸鹽玻璃在耐水性方面稍差，鹼金屬成分有可能從磷酸鹽玻璃中流出，但通過用塗層被覆無機物層，能夠抑制該鹼金屬成分的流出。
塗層的主成分是矽氧化物。作為該矽氧化物，例如可以列舉晶質二氧化矽、非晶體的石英玻璃等，這些當中，較佳為非晶體。該非晶體的導熱率通常為1.0 W/mK左右，與所述無機物層中的作為黏合劑主成分的磷酸鹽玻璃為相同程度，因此通過使用非晶體作為塗層，能夠抑制該散熱基板的散熱性的降低。
塗層的主成分也有時為氮化矽、環氧樹脂或丙烯酸樹脂。這些當中，較佳為氧化矽及氮化矽，更佳為非晶質氧化矽及具有聚矽氮烷（polysilazane）結構的氮化矽。
作為塗層的平均厚度的下限，為0.5 μm，較佳為5 μm，更佳為10 μm。另一方面，作為所述平均厚度的上限，較佳為50 μm，更佳為40 μm，進而佳為30 μm。如果所述平均厚度小於所述下限，則有無機物層中的針孔等空隙的填充並不充分，導致該散熱基板的絕緣性不充足的擔憂。反之，如果所述平均厚度超過所述上限，則有塗層作為隔熱層發揮作用，導致該散熱基板的散熱性降低的擔憂，或塗層產生裂紋的擔憂。
作為該散熱基板的所述無機物層的最大厚度差相對於最大寬度的比例的上限，為0.6%，較佳為0.4%，更佳為0.35%，進而佳為0.25%。如果所述比例超過所述上限，則有該散熱基板與發熱體或冷卻材料的密接性降低，導致該散熱基板的散熱性變得難以提高的擔憂。
作為所述最大寬度的下限，較佳為1.5 cm，更佳為2 cm。另一方面，作為所述最大寬度的上限，較佳為30 cm，更佳為25 cm，進而佳為20 cm。如果所述最大寬度小於所述下限，則有該散熱基板變得過小，散熱性變得難以提高的擔憂。反之，如果所述最大寬度超過所述上限，則有該散熱基板的翹曲的絕對值變大，與發熱體或冷卻材料的密接面積難以增加的擔憂。
＜優點＞ 在該散熱基板中，通過使基材以鋁或鋁合金作為主成分，且無機物層含有以氧化鋁作為主成分的填料及以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑，而使基材及導熱層的導熱性優異。另外，與含有樹脂的現有的導熱層相比，導熱層的耐熱性更優異。此外，該散熱基板由於無機物層中的因填料而形成的凹凸被塗層填充，所以該散熱基板的厚度均勻性提高。結果該散熱基板的絕緣性提高。另外，所述無機物層可承受的溫度低於填料及黏合劑的軟化點，為450℃～480℃左右，但作為所述塗層的主成分的矽氧化物的耐熱溫度超過1000℃。因此，通過該散熱基板具備以矽氧化物作為主成分的塗層，而進一步提高該散熱基板的耐熱性。此外，通過使用最大厚度差相對於最大寬度的比例作為表示翹曲量的指標，並使該比例為所述上限以下，而在使該散熱基板的基材側與冷卻材料接觸、使無機物層側與電子零件等發熱體接觸的情況下，能夠有效地提高熱從發熱體向該散熱基板的移動效率、以及熱從該散熱基板向冷卻材料的移動效率。結果能夠通過必要最小限度的翹曲減少加工，大幅提高該散熱基板的散熱性。
[裝置] 該裝置具備該散熱基板。具體而言，可列舉將電子機器等發熱體配設在該散熱基板的導熱層側，將冷卻材料配設在該散熱基板的基材側而成的裝置。作為該冷卻材料，例如可以列舉水冷裝置、氣冷裝置、冷卻散熱片等導熱構件等。
＜優點＞ 該裝置由於具備該散熱基板，所以絕緣性及散熱性優異。
[散熱基板的製造方法] 該散熱基板的製造方法主要包括如下步驟：塗布及煅燒步驟，在所述基材的一面塗布含有以氧化鋁作為主成分的填料及以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑粒子的無機物層用組合物並進行煅燒（無機物層形成步驟）；及塗布及乾燥步驟，在該塗布及煅燒步驟後形成的無機物層的一面塗布以矽氧烷化合物作為主成分的塗層用組合物並進行乾燥的步驟（塗層形成步驟）。
該散熱基板的另一製造方法是製造具備以鋁或鋁合金作為主成分的基材、及積層在該基材的一面且具有絕緣性的導熱層的散熱基板的方法，且主要包括如下步驟：塗布及煅燒步驟，在所述基材的一面塗布含有以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑粒子的無機物層用組合物並進行煅燒（無機物層形成步驟）。
另外，該製造方法較佳為除所述步驟以外，還在所述無機物層形成步驟後包括矯正散熱基板的翹曲的步驟（矯正步驟）。此外，該製造方法還可以包括在所述塗布及煅燒步驟後形成的無機物層的一面塗布以矽氧烷化合物作為主成分的塗層用組合物並進行乾燥的步驟（塗層形成步驟）。
關於由該製造方法所獲得的散熱基板，無機物層的最大厚度差相對於最大寬度的比例為0.6%以下。
＜無機物層形成步驟＞ 在無機物層形成步驟中，在基材的一面形成無機物層。本步驟例如包括：通過磷酸鹽玻璃的粉碎而製備黏合劑粒子的步驟（黏合劑粒子製備步驟）、通過該黏合劑粒子與填料的混合而製備無機物層用組合物的步驟（無機物層用組合物製備步驟）、塗布無機物層用組合物的步驟（塗布步驟）、及對所塗布的無機物層用組合物進行煅燒的步驟（煅燒步驟）。
（黏合劑粒子製備步驟） 在黏合劑粒子製備步驟中，使用例如球磨機（pot mill）、噴射式粉碎機（jet mill）等粉碎機，將磷酸玻璃粉碎至所需大小，而獲得黏合劑粒子。
作為所述黏合劑粒子的中位數粒徑的下限，較佳為2.5 μm，更佳為3 μm，進而佳為5 μm。另一方面，作為所述中位數粒徑的上限，較佳為100 μm，更佳為80 μm，進而佳為50 μm。如果所述中位數粒徑小於所述下限，則有通過塗布後的加熱而熔融的磷酸鹽玻璃未充分擴展，導致無機物層的均勻性降低的擔憂。反之，如果所述中位數粒徑超過所述上限，則有黏合劑粒子與填料未充分混合，導致無機物層的均勻性降低的擔憂。
（無機物層用組合物製備步驟） 在無機物層用組合物製備步驟中，可以將所述黏合劑粒子直接用作無機物層用組合物，也可以通過將所述黏合劑粒子與填料、水或水系溶劑進行混合而製備無機物層用組合物。
作為所述水系溶劑，例如可以列舉：甲醇（methanol）、乙醇（ethanol）、正丙醇（propanol）、2-丙醇、或第三丁醇（tert-Butyl alcohol）等直鏈或支鏈的脂肪族低級醇； 苄醇（benzyl alcohol）、或2-苯基乙醇（2-phenyl ethanol）等芳香族醇； 丙二醇（propylene glycol）、乙二醇（ethylene glycol）、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、PEG200、PEG400等聚乙二醇； 二丙二醇、三丙二醇等聚丙二醇； 1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、己二醇等多元醇； 乙二醇單甲醚（ethylene glycol monomethyl ether）、乙二醇單乙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇二乙醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯等多元醇的烷基醚衍生物； 丙酮（acetone）等低級酮等。
在所述無機物層用組合物含有水或水系溶劑的情況下，作為無機物層用組合物的固體成分濃度的下限，較佳為40質量%，更佳為50質量%。另一方面，作為所述固體成分濃度的上限，較佳為70質量%，更佳為65質量%。如果所述固體成分濃度小於所述下限，則有因塗布後的煅燒而使無機物層的厚度大幅降低，難以獲得所需厚度的無機物層的擔憂，或煅燒耗費時間，導致該散熱基板的製造效率降低的擔憂。反之，如果所述固體成分濃度超過所述上限，則有難以均勻地塗布無機物層用組合物的擔憂。
（塗布步驟） 在塗布步驟中，將所述無機物層用組合物塗布在基材的一面，形成塗膜。作為該塗布方法，例如可以列舉塗布機（coater）塗布、噴霧（spray）塗布、印刷塗布等。這些當中，就能夠容易且均勻地塗布所述無機物層用組合物的觀點而言，較佳為噴霧塗布及印刷塗布。
在所述無機物層用組合物包含水或水系溶劑的情況下，較佳為在塗布所述無機物層用組合物而形成塗膜後，使該塗膜乾燥而去除溶劑。作為所述乾燥溫度的下限，較佳為15℃，更佳為20℃。另一方面，作為所述乾燥溫度的上限，較佳為100℃，更佳為90℃。如果所述乾燥溫度小於所述下限，則有乾燥耗費時間，導致該散熱基板的製造效率降低的擔憂。反之，如果所述乾燥溫度超過所述上限，則有無機物層用組合物中的黏合劑粒子熔融，難以形成均勻的無機物層的擔憂。
作為所述乾燥時間的下限，較佳為10分鐘，更佳為30分鐘。另一方面，作為所述乾燥時間的上限，較佳為600分鐘，更佳為300分鐘。如果所述乾燥時間小於所述下限，則有未從無機物層用組合物的塗膜中充分地去除水或水系溶劑，因殘留的溶劑而難以形成均勻的無機物層的擔憂。反之，如果所述乾燥時間超過所述上限，則有該散熱基板的製造效率降低的擔憂。
（煅燒步驟） 在煅燒步驟中，通過煅燒所述塗膜，使塗膜中的黏合劑粒子熔融，而形成無機物層。
作為所述煅燒溫度的下限，較佳為430℃，更佳為450℃。另一方面，作為所述煅燒溫度的上限，較佳為580℃，更佳為550℃。如果所述煅燒溫度小於所述下限，則有所述塗膜中的黏合劑粒子未充分地熔融的擔憂。反之，如果所述煅燒溫度超過所述上限，則有所述塗膜中的填料熔融，而無法形成具有充足導熱性的無機物層的擔憂。
作為所述煅燒時間的下限，較佳為5分鐘，更佳為10分鐘，進而佳為15分鐘，特別佳為20分鐘。另一方面，作為所述煅燒時間的上限，較佳為1小時，更佳為50分鐘。如果所述煅燒時間小於所述下限，則有所述塗膜中的黏合劑粒子未充分地熔融的擔憂。反之，如果所述煅燒時間超過所述上限，則有該散熱基板的製造效率降低的擔憂。
＜塗層形成步驟＞ 在塗層形成步驟中，在所述無機物層形成步驟中所形成的無機物層的一面形成塗層。本步驟例如主要具有：將含有矽氧烷化合物的塗層用組合物塗布在無機物層的一面的步驟（塗布步驟）、及使塗布後的塗層用組合物乾燥的步驟（乾燥步驟）。
（塗布步驟） 在塗布步驟中，通過將塗層用組合物塗布在無機物層的一面而形成塗膜。在塗層是以矽氧化物作為主成分的情況下，所述塗層用組合物主要含有矽氧烷化合物。
所述矽氧烷化合物是具有矽氧烷鍵的化合物，也可以具有烷基（alkyl）等取代基。作為該矽氧烷化合物，較佳為烷氧基矽氧烷、其低聚物或使用該烷氧基矽氧烷的聚矽氧烷。作為該烷氧基矽氧烷，例如可以列舉烷氧基二矽氧烷等烷氧基矽氧烷低聚物、具有三維網狀結構的烷氧基聚矽氧烷等。此處，所謂「矽氧烷低聚物」是指2～100個左右的矽氧烷單體聚合而成的低聚物。
另外，所述烷氧基矽氧烷較佳為其氫原子的至少一部分被取代基取代。作為該取代基，較佳為烷基及苯基，更佳為甲基及苯基。
另外，所述塗層用組合物還可以含有溶劑。作為該溶劑，例如可以列舉所述水及水系溶劑、以及非極性溶劑。
作為所述非極性溶劑，例如可以列舉：己烷（hexane）、庚烷（heptane）、辛烷（octane）、戊烷（pentane）等鏈式烴溶劑，環己烷等脂環式烴溶劑，苯（benzene）、甲苯（toluene）、二甲苯（xylene）等芳香族烴溶劑等。這些當中，較佳為芳香族烴溶劑，更佳為甲苯及二甲苯。
在所述塗層用組合物還含有溶劑的情況下，作為塗層用組合物的固體成分濃度的下限，較佳為15質量%，更佳為20質量%，進而佳為25質量%。另一方面，作為所述固體成分濃度的上限，較佳為75質量%，更佳為65質量%，進而佳為60質量%。如果所述固體成分濃度小於所述下限，則有將塗層用組合物塗布在無機物層時，進入至無機物層表面的微小龜裂等的內部的矽氧烷化合物量減少的傾向。因此，有塗層在所述微小龜裂等內的浸入程度並不充分，由塗層獲得的絕緣性提高效果不會充分提高的擔憂。反之，如果所述固體成分濃度超過所述上限，則有難以將塗層用組合物均勻地塗布在無機物層表面的擔憂。
作為將所述塗層用組合物塗布在無機物層的塗布方法，例如可以列舉利用毛刷、塗布機等的塗布法，根據這些方法，能夠高效率地填充無機物層的凹凸。另一方面，真空蒸鍍法或濺鍍（sputtering）法有塗層用組合物向因填料而形成的凹凸或無機物層的針孔等間隙的滲透變得不充分的擔憂。因此，在該散熱基板的製造方法中使用塗布法。
（乾燥步驟） 在乾燥步驟中，使所述塗布步驟中形成的塗膜乾燥。通過在大氣壓中對所述塗膜進行乾燥，而利用烷氧基矽氧烷、其低聚物或使用該烷氧基矽氧烷的聚矽氧烷的水解產生矽氧化物，從而形成塗層。
作為所述乾燥時的溫度的下限，較佳為15℃，更佳為20℃。另一方面，作為所述乾燥溫度的上限，較佳為200℃，更佳為180℃。如果所述乾燥溫度小於所述下限，則有未形成具有充足強度的塗層的擔憂。反之，如果所述乾燥溫度超過所述上限，則有無機物層或基材破損的擔憂。
另外，作為所述乾燥時間的下限，較佳為1小時，更佳為2小時，進而佳為5小時。另一方面，作為所述乾燥時間的上限，較佳為48小時，更佳為36小時。如果所述乾燥時間小於所述下限，則有未形成具有充足強度的塗層的擔憂。反之，如果所述乾燥時間超過所述上限，則有該散熱基板的製造效率降低的擔憂。
另外，也可以通過在形成很厚的塗層後，對該塗層的表面進行研磨等，而調節塗層的平均厚度，從而形成所需平均厚度的塗層。在通過此種方法形成塗層的情況下，能夠變得容易對塗層的平均厚度進行微調，此外容易提高塗層的表面平滑性，容易發揮出由塗層獲得的絕緣性的提高效果。
＜優點＞ 在該散熱基板的製造方法中，通過使基材的主成分為鋁或鋁合金，變得容易進行基材的加工。另外，通過將以氧化鋁作為主成分的填料及以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑粒子塗布在基材的一面並進行煅燒，能夠容易且確實地形成絕緣性及導熱性優異的無機物層。此外，通過其後在無機物層的一面塗布以矽氧烷化合物作為主成分的塗層用組合物並進行乾燥，使矽氧烷化合物進行聚合等，由此能夠容易且確實地在無機物層的一面形成以矽氧化物作為主成分的塗層。
＜矯正步驟＞ 在矯正步驟中，減少散熱基板的翹曲。
作為本步驟中使用的矯正裝置，例如可以列舉加壓裝置。作為該加壓裝置，例如可以使用平板加壓裝置、熱壓（hot press）裝置、微細凹凸加工裝置等的公知方法，但有無法充分降低散熱基板的翹曲的擔憂、或無機物層及基板發生變形及破損的擔憂，因此較佳為使用專用的平面度矯正裝置。
此處，發明者們發現，可以將散熱基板的最大厚度差相對於最大寬度的比例設為上述翹曲指標。例如對於長度50 mm、寬度50 mm、平均厚度2 mm的鋁基材，最大寬度成為50×1.41＝70.5 mm。此處，當在該基材的一面形成平均厚度100 μm的無機物層，且無機物層的最大厚度差成為1.2 mm時，翹曲成為1.2÷70.5×100＝1.7%。該散熱基板的散熱效率差，需要減少翹曲的加工，因此使用各種矯正裝置對減少翹曲的加工進行驗證。
首先，作為所述矯正裝置，使用具備多個輥（roller）且散熱基板通過其間的加工裝置，結果無機物層產生裂紋。
另外，在使用由平板上下夾持散熱基板的平板加壓裝置作為所述矯正裝置的情況下，在加壓過程中翹曲看似減少，但如果降低壓力，則翹曲恢復的可能性大。例如在對具有所述大小及翹曲的散熱基板進行平板加壓的情況下，加壓後的無機物層的最大厚度差成為1.0 mm，翹曲成為1.4%，翹曲的減少並不充分。
此外，在使用加壓的同時在200℃下進行加熱且由碳（carbon）製的平板夾持的熱壓裝置作為所述矯正裝置的情況下，也與所述平板加壓同樣地，加壓後的無機物層的最大厚度差成為1.0 mm，翹曲成為1.4%，翹曲的減少並不充分。
另外，於使用在上面板及下面板的至少一面板形成多個小凸部並將其凸部壓抵在散熱基板進行加壓的微細凹凸裝置作為所述矯正裝置的情況下，因與凸部接觸的部分而使無機物層產生裂紋，或基材表面產生大的凹陷。
相對於此，在使用下述專用的平面度矯正裝置作為所述矯正裝置的情況下，無機物層不易產生裂紋，另外，翹曲也得到充分減少。
作為所述平面度矯正裝置，例如可以列舉具備能夠對金屬板加壓的加壓部及加壓台的裝置。關於該裝置，所述加壓台在對向面具有抵接金屬板的環狀區域，所述加壓部在對向面側中至少所述環狀區域的內部具有前端部為半球狀的多個突起。
另外，所述平面度矯正裝置的所述加壓部具有供設置所述多個突起的基盤、及調整所述多個突起的突出高度的機構，由此，只要使突出高度提高至所述環狀區域內的突起的程度即可。如此，通過使突起高度朝所述加壓部的中央部逐漸變大，能夠對翹曲更大的散熱基板中央部施加更強的壓力，而可以高效率地減少該散熱基板的翹曲。
此外，在所述加壓部與該散熱基板之間，較佳為在加壓時配設樹脂片材等緩衝片材。由此，能夠更確實地防止該散熱基板的無機物層的破損。作為該樹脂片材，較佳為矽酮（silicone）製及鐵氟龍（Teflon）（註冊商標）製。此外，也可以除所述緩衝片材以外，還在所述突起的前端部的外表面積層樹脂層，或者在所述突起的前端部的外表面積層樹脂層來代替所述緩衝片材。通過存在此種樹脂層，也能夠更確實地防止該散熱基板的無機物層的破損。
另外，所述平面度矯正裝置較佳為形成有與在加壓臺上進行加壓的該散熱基板的大小匹配的埋頭孔（counter bore）。具體而言，可以列舉如下埋頭孔：形成與在加壓台的中央部進行加壓的該散熱基板的面方向的大小及厚度匹配的凹型段差，進而在段差內形成比該段差小一圈的孔。由此，能夠進一步減少因該散熱基板被過度加壓而造成的無機物層等的破損。
＜優點＞ 根據該製造方法，能夠容易且確實地獲得所述最大厚度差相對於最大寬度的比例為0.6%以下的散熱基板。
[其他實施方式] 該散熱基板可以如所述實施方式般在形成後進行矯正步驟來矯正翹曲而進行製造，也可以一邊以翹曲減小的方式調節無機物層的厚度等一邊進行製造。在該情況下，無需在製造後調節翹曲。
另外，所述塗層可以在所述矯正步驟後進行積層。如此，通過在矯正翹曲後積層塗層，能夠由塗層填充無機物層上所產生的微小裂紋，從而能夠高效率地提高該散熱基板的絕緣性。
[其他實施方式] 該散熱基板、裝置及散熱基板的製造方法並不限定於所述實施方式。
該散熱基板也可以在厚度方向上具備多層的基材或無機物層。另外，在該情況下，多層的基材或無機物層的組成可以不同。如此，通過具備多層組成不同的基材或無機物層，能夠適當調節該散熱基板的各種特性。
同樣地，該散熱基板也可以在厚度方向上具備多層的塗層，但塗層較佳為如上述般較薄，因此較佳為僅1層。 [實施例]
以下，通過實施例進一步詳細地說明本發明，但本發明並不限定於這些實施例。
[實施例1] ＜散熱基板的製造＞ 利用打褶（shirring）加工機，將作為基材的鋁板（工業用純鋁1050，平均厚度2 mm）裁斷成長度50 mm、寬度50 mm，並利用中性清潔劑清洗表面。
其次，使用球磨機，將作為磷酸鹽玻璃的低熔點磷酸鹽玻璃碎片（flake）（日本富瑞特（Nippon Frit）公司的「VQ0028」）以中位數粒徑成為20 μm的方式進行粉碎，獲得黏合劑粒子。向該黏合劑粒子中，以質量比成為50：50的方式混合作為填料的氧化鋁填料（昭和電工公司的「圓形氧化鋁AS-30」，中位數粒徑20 μm）。向該混合物中添加水，並進行攪拌，由此製備無機物層用組合物。該無機物層用組合物的固體成分濃度為60質量%。
其次，使用噴射式粉碎機，將低熔點磷酸鹽玻璃碎片（日本富瑞特（Nippon Frit）公司的「VQ0028」）以中位數粒徑成為5 μm的方式進行粉碎，獲得黏合劑粒子。向該黏合劑粒子中添加水，並進行攪拌，由此製備無機物層用組合物。該無機物層用組合物的固體成分濃度為60質量%。
使用噴槍（阿耐思特岩田（Anest Iwata）公司的「G151」），將所述製備的無機物層用組合物對基材表面霧狀噴灑5秒，在乾燥爐中60℃下加熱乾燥30分鐘。其後，在電爐中480℃下煅燒30分鐘，而形成平均厚度80 μm的無機物層。其後，在電爐中450℃下煅燒30分鐘，從而獲得形成有平均厚度100 μm的無機物層的散熱基板。
將所述無機物層與基材的積層體冷卻後，使用毛刷，將矽氧烷化合物（信越化學公司的「KR400」）塗布在無機物層的表面，使用刮刀（Squeegee）將多餘的化合物剝離。接著，將該積層體投入至真空爐中進行脫氣後，在大氣壓下、25℃下乾燥24小時。由此，在無機物層的表面形成平均厚度10 μm的塗層，而獲得散熱基板。
所述散熱基板的面的中央膨脹而產生翹曲，中央部的厚度與周邊部的厚度的差為1.2 mm。針對該散熱基板，將散熱基板的最大寬度設為L（mm）、最大厚度差設為X（mm），基於式（1）求出相對翹曲量B（%）。   B＝（X/L）×100…（1）   此處，L為50×1.41＝70.5 mm，X為1.2 mm，所以B成為1.7%。
此處，無機物層的平均厚度是使用菲舍爾儀器（Fischer instruments）公司的渦電流膜厚計「MMS3AM」）進行測定，塗層的平均厚度是使用掃描型電子顯微鏡（日立電力解決方案（Hitachi Power Solutions）公司的「S4000」）進行測定。
[實施例2及3] 將所使用的矽氧烷化合物的種類、及形成塗層時的乾燥時的溫度設為如表1所記載，除此以外，以與實施例1相同的方式獲得散熱基板。
[實施例4～10及比較例1～6] 將黏合劑粒子的種類及中位數粒徑、填料的中位數粒徑及添加量、無機物層的平均厚度、矽氧烷化合物的種類以及有無塗層或平均厚度設為如表1所記載，除此以外，以與實施例1相同的方式獲得散熱基板。另外，表1中「-」表示散熱基板不具備塗層。
（黏合劑粒子） A-1：磷酸盐玻璃（日本富瑞特（Nippon Frit）公司的「VQ0028」） A-2：硼矽酸玻璃（關穀理科公司的「4521」）
（矽氧烷化合物） B-1：信越化學公司的「KR400」（經甲基取代的烷氧基矽氧烷低聚物，常溫下為液體） B-2：信越化學公司的「KR251」（經甲基取代的烷氧基聚矽氧烷，固體成分濃度為20質量%（目錄（catalog）值）） B-3：信越化學公司的「KR255」（經甲基及苯基取代的烷氧基聚矽氧烷，固體成分濃度為50質量%（目錄值））
[表1]<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td>   </td><td> 無機物層 </td><td> 塗層 </td><td></td></tr><tr><td> 黏合劑粒子 </td><td> 填料 </td><td> 平均厚度 (μm) </td><td> 種類 </td><td> 乾燥溫度 (℃) </td><td> 平均厚度 (μm) </td><td></td></tr><tr><td> 種類 </td><td> 中位數粒徑 (μm) </td><td> 中位數粒徑 (μm) </td><td> 添加量 (質量%) </td><td></td></tr><tr><td></td></tr><tr><td> 實施例1 </td><td> A-1 </td><td> 20 </td><td> 20 </td><td> 50 </td><td> 80 </td><td> B-1 </td><td> 25 </td><td> 10 </td><td></td></tr><tr><td> 實施例2 </td><td> A-1 </td><td> 3 </td><td> 20 </td><td> 50 </td><td> 80 </td><td> B-2 </td><td> 150 </td><td> 15 </td><td></td></tr><tr><td> 實施例3 </td><td> A-1 </td><td> 3 </td><td> 20 </td><td> 50 </td><td> 80 </td><td> B-3 </td><td> 100 </td><td> 15 </td><td></td></tr><tr><td> 實施例4 </td><td> A-1 </td><td> 3 </td><td> 20 </td><td> 50 </td><td> 40 </td><td> B-2 </td><td> 100 </td><td> 10 </td><td></td></tr><tr><td> 實施例5 </td><td> A-1 </td><td> 3 </td><td> 20 </td><td> 50 </td><td> 180 </td><td> B-2 </td><td> 100 </td><td> 10 </td><td></td></tr><tr><td> 實施例6 </td><td> A-1 </td><td> 3 </td><td> 20 </td><td> 50 </td><td> 80 </td><td> B-2 </td><td> 100 </td><td> 25 </td><td></td></tr><tr><td> 實施例7 </td><td> A-1 </td><td> 3 </td><td> 5 </td><td> 50 </td><td> 80 </td><td> B-2 </td><td> 100 </td><td> 10 </td><td></td></tr><tr><td> 實施例8 </td><td> A-1 </td><td> 3 </td><td> 100 </td><td> 50 </td><td> 100 </td><td> B-2 </td><td> 100 </td><td> 10 </td><td></td></tr><tr><td> 實施例9 </td><td> A-1 </td><td> 20 </td><td> 20 </td><td> 65 </td><td> 80 </td><td> B-2 </td><td> 100 </td><td> 10 </td><td></td></tr><tr><td> 實施例10 </td><td> A-1 </td><td> 3 </td><td> 20 </td><td> 75 </td><td> 90 </td><td> B-3 </td><td> 25 </td><td> 15 </td><td></td></tr><tr><td> 比較例1 </td><td> A-2 </td><td> 20 </td><td> 20 </td><td> 50 </td><td> 80 </td><td> - </td><td> 25 </td><td> - </td><td></td></tr><tr><td> 比較例2 </td><td> A-1 </td><td> 3 </td><td> 20 </td><td> 50 </td><td> 20 </td><td> B-1 </td><td> 25 </td><td> 10 </td><td></td></tr><tr><td> 比較例3 </td><td> A-1 </td><td> 3 </td><td> 20 </td><td> 50 </td><td> 220 </td><td> B-1 </td><td> 25 </td><td> 10 </td><td></td></tr><tr><td> 比較例4 </td><td> A-1 </td><td> 3 </td><td> 20 </td><td> 50 </td><td> 80 </td><td> B-3 </td><td> 25 </td><td> 50 </td><td></td></tr><tr><td> 比較例5 </td><td> A-1 </td><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 50 </td><td> 80 </td><td> B-1 </td><td> 25 </td><td> 10 </td><td></td></tr><tr><td> 比較例6 </td><td> A-1 </td><td> 3 </td><td> 20 </td><td> 80 </td><td> 100 </td><td> B-1 </td><td> 25 </td><td> 10 </td><td></td></tr></TBODY></TABLE>
[評價] 按照以下的順序，對實施例及比較例的散熱基板進行評價。
＜無機物層及塗層的裂紋＞ 對於積層塗層前的無機物層的表面、及積層塗層後的塗層的表面分別進行肉眼觀察，根據以下的基準對裂紋進行評價。以下的評價中，A為合格。 A：未產生裂紋。 B：產生裂紋。 C：產生裂紋，且清楚可見層表面的凹凸。
＜最低耐電壓＞ 針對實施例及比較例的散熱基板，使用耐電壓試驗儀（固緯（INSTEK）公司的「GPT-9802」，直流（direct current，DC）模式），將正極端子（直徑15 mm的不銹鋼（stainless）製的球形電極）連接至導熱層側，將負極端子連接至基材側。其後，緩慢施加直流電壓，分別測定5處在流過1 mA以上的電流時的電壓，將其中的最低值設為最低耐電壓。根據以下的基準對該最低耐電壓進行評價。以下的評價中，A為合格。 A：500 V以上 B：小於500 V
[表2]<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td>   </td><td> 無機物層的裂紋 </td><td> 塗層的裂紋 </td><td> 最低耐電壓 </td></tr><tr><td> V </td><td> 評價 </td></tr><tr><td> 實施例1 </td><td> A </td><td> A </td><td> 1500 </td><td> A </td></tr><tr><td> 實施例2 </td><td> A </td><td> A </td><td> 1350 </td><td> A </td></tr><tr><td> 實施例3 </td><td> A </td><td> A </td><td> 1650 </td><td> A </td></tr><tr><td> 實施例4 </td><td> A </td><td> A </td><td> 950 </td><td> A </td></tr><tr><td> 實施例5 </td><td> A </td><td> A </td><td> 2010 </td><td> A </td></tr><tr><td> 實施例6 </td><td> A </td><td> A </td><td> 1500 </td><td> A </td></tr><tr><td> 實施例7 </td><td> A </td><td> A </td><td> 770 </td><td> A </td></tr><tr><td> 實施例8 </td><td> A </td><td> A </td><td> 850 </td><td> A </td></tr><tr><td> 實施例9 </td><td> A </td><td> A </td><td> 800 </td><td> A </td></tr><tr><td> 實施例10 </td><td> A </td><td> A </td><td> 1800 </td><td> A </td></tr><tr><td> 比較例1 </td><td> B </td><td> - </td><td> 50 </td><td> B </td></tr><tr><td> 比較例2 </td><td> C </td><td> B </td><td> 25 </td><td> B </td></tr><tr><td> 比較例3 </td><td> C </td><td> B </td><td> 15 </td><td> B </td></tr><tr><td> 比較例4 </td><td> A </td><td> C </td><td> 50 </td><td> B </td></tr><tr><td> 比較例5 </td><td> C </td><td> C </td><td> 10 </td><td> B </td></tr><tr><td> 比較例6 </td><td> B </td><td> C </td><td> 14 </td><td> B </td></tr></TBODY></TABLE>
如表2所示，實施例的散熱基板的各層的裂紋及最低耐電壓優異，且絕緣性優異。特別是使用相對低分子的矽酮低聚物即KR400作為塗層的實施例1、黏合劑粒子的平均粒徑為3 μm、填料的平均粒徑為20 μm且無機物層的平均厚度為80 μm以上的實施例2、3、5及6、以及將固體成分濃度為25質量%以上的矽氧烷化合物（B-3）用於形成塗層的實施例10在最低耐電壓方面更優異。
另一方面，在不具有填料的比較例1、無機物層的平均厚度小於30 μm的比較例2、無機物層的平均厚度超過200 μm的比較例3、塗層的平均厚度超過30 μm的比較例4、填料的平均粒徑小於5 μm的比較例5、填料的含有比例超過78質量%的比較例6中，無機物層或塗層產生裂紋，另外，最低耐電壓也較低，絕緣性差。
[實施例1A] 使用專用的平面度矯正裝置，按照以下的順序對所述散熱基板進行翹曲矯正。
作為所述平面度矯正裝置，使用具備平板狀的加壓部及加壓台的平面度矯正裝置。在所述加壓部的中心部，將前端部為半徑2.6 mm的半球狀的突起以7 mm間隔呈格子狀配設7×7個。該突起中，最中心部的1個比周邊部的突起高0.5 mm，中心部的3×3個突起中，除最中心部的1個以外的8個均比周邊部的突起高0.3 mm。
另外，通過在所述加壓台的中央形成直徑46 mm的孔，並在該孔上載置所述散熱基板，而使散熱基板的周邊約2 mm部分與加壓台接觸，由此保持散熱基板。
由該加壓部與加壓台夾持散熱基板，從散熱基板的兩側進行加壓，由此矯正散熱基板的翹曲。此處，基於所述式（1），對矯正後的散熱基板求出相對翹曲量B。L與矯正前相同，為70.5 mm，實施例1A中的X為0.095 mm，所以實施例1A的B成為0.13%。
[實施例2A～5A、以及比較例4A及5A] 將加壓單元及加壓時的壓力設為表3中記載的值，除此以外，以與實施例1A相同的方式矯正散熱基板的翹曲。將矯正後的翹曲量及基於所述式（1）求得的相對翹曲量示於表3。
此處，實施例5A及比較例5A中，由於散熱基板的中心部的厚度變得小於周邊部的厚度，所以X為「周邊部的厚度－中心部的厚度」。
[比較例1A] 作為矯正單元，使用平板手壓機（亞速旺（AS ONE）公司的「Hand Press 1-312-01」）代替所述專用的平面度矯正裝置，在加壓壓力15 kg的條件下對散熱基板進行加壓。加壓後，基於所述式（1）求出相對翹曲量。
[比較例2A] 作為矯正單元，使用熱壓機（富士電波工業公司的「High-multi 5000」）代替所述專用的平面度矯正裝置，在環境壓力0.2 MPa、加壓溫度300℃、加壓壓力1 t的條件下對散熱基板進行加壓。加壓後，冷卻散熱基板，基於所述式（1）求出相對翹曲量。
[比較例3A] 在比較例3A中，不進行矯正而直接保留形成無機物層時的翹曲。
＜評價＞ 按照以下的順序對所述實施例及比較例的散熱基板測定熱阻。首先，準備一邊為100 mm的鋁塊（block），並將其在不斷循環以保持18℃的水中浸漬至深度75 mm。然後，在散熱基板的基材側的面上，以成為平均厚度0.08 mm的方式塗布導熱膏（grease）（信越化學公司的「G747」，導熱率0.9 W/mK），利用該導熱膏將散熱基板黏附至所述鋁塊。其後，在散熱基板的無機物層側的面，以成為平均厚度0.08 mm的方式黏附所述導熱膏，利用該導熱膏將散熱基板與加熱器（heater）（阪口電熱公司的附帶熱電偶的AIN製陶瓷加熱器，長度25 mm、寬度25 mm、高度2.5 mm）黏結。對該加熱器、散熱基板及鋁塊的積層體從加熱器側施加5 N的負荷，而將各零件彼此黏著，然後將熱電偶安裝至鋁塊，從而獲得附帶散熱基板的積層體。
通過對所述附帶散熱基板的積層體的加熱器通電，而使加熱器加熱。在加熱器內部的溫度成為50℃的時刻測定鋁塊表面溫度A（℃）、加熱器內部溫度H（℃）及加熱器功率P（W），基於下述式（2）算出散熱基板的熱阻R（℃/W）。將實施例及比較例的散熱基板的熱阻一併示於表3。   R＝（H－A）/P  …（2）
[表3]<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td>   </td><td> 矯正方法 </td><td> 負荷 (kg) </td><td> 矯正後翹曲量 (mm) </td><td> 相對翹曲量 (%) </td><td> 熱阻 (℃/W) </td><td></td></tr><tr><td></td></tr><tr><td> 實施例1A </td><td> 平面度矯正裝置 </td><td> 15 </td><td> 0.095 </td><td> 0.13 </td><td> 0.4 </td><td></td></tr><tr><td> 實施例2A </td><td> 平面度矯正裝置 </td><td> 10 </td><td> 0.150 </td><td> 0.21 </td><td> 0.5 </td><td></td></tr><tr><td> 實施例3A </td><td> 平面度矯正裝置 </td><td> 5 </td><td> 0.220 </td><td> 0.31 </td><td> 0.7 </td><td></td></tr><tr><td> 實施例4A </td><td> 平面度矯正裝置 </td><td> 3 </td><td> 0.410 </td><td> 0.58 </td><td> 0.9 </td><td></td></tr><tr><td> 實施例5A </td><td> 平面度矯正裝置 </td><td> 25 </td><td> 0.200 </td><td> 0.28 </td><td> 0.9 </td><td></td></tr><tr><td> 比較例1A </td><td> 平板加壓 </td><td> 15 </td><td> 0.800 </td><td> 1.13 </td><td> 1.6 </td><td></td></tr><tr><td> 比較例2A </td><td> 熱壓 </td><td> 1000 </td><td> 0.650 </td><td> 0.92 </td><td> 1.6 </td><td></td></tr><tr><td> 比較例3A </td><td> - </td><td> - </td><td> 1.200 </td><td> 1.70 </td><td> 1.6 </td><td></td></tr><tr><td> 比較例4A </td><td> 平面度矯正裝置 </td><td> 1 </td><td> 0.690 </td><td> 0.98 </td><td> 1.6 </td><td></td></tr><tr><td> 比較例5A </td><td> 平面度矯正裝置 </td><td> 50 </td><td> 1.200 </td><td> 1.70 </td><td> 1.4 </td><td></td></tr></TBODY></TABLE>
如表3所示，在散熱基板的熱阻與相對翹曲量成比例地減少，且相對翹曲量為0.6%以下的實施例中，熱阻成為1℃/W以下。特別是相對翹曲量為0.25%以下的實施例1A及2A中，熱阻為0.5℃/W以下，散熱基板的散熱性優異。
另一方面，在相對翹曲量超過0.6%的比較例中，熱阻均較高，散熱基板的散熱性均不充分。特別是使用現有的加壓機的比較例1A及2A、以及雖使用專用矯正器具但加壓壓力低的比較例4A中，相對翹曲量大，顯示出與未矯正的比較例3A同等的高熱阻。
[工業上的可利用性] 根據以上說明，本發明的散熱基板在絕緣性及散熱性方面優異。另外，本發明的裝置由於具備所述散熱基板，所以絕緣性及散熱性優異。此外，本發明的散熱基板的製造方法能夠獲得絕緣性及散熱性優異的散熱基板。因此，該散熱基板及裝置能夠適宜地使用於向小型化方向發展的電子零件。
無
無
無

Claims (10)

  1. 一種散熱基板，其具備以鋁或鋁合金作為主成分的基材；以及 積層在所述基材的一面且具有絕緣性的導熱層，其特徵在於： 所述導熱層具備無機物層，所述無機物層含有以氧化鋁作為主成分的填料及以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的散熱基板，其中更具備積層在所述無機物層的一面且以矽氧化物作為主成分的塗層，且 所述無機物層的平均厚度為30 μm以上且200 μm以下，所述塗層的平均厚度為0.5 μm以上且30 μm以下， 所述無機物層中的填料的中位數粒徑為5 μm以上且100 μm以下，所述填料的含量為30質量%以上且78質量%以下。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的散熱基板，其中所述塗層是以所述矽氧化物的非晶體作為主體。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的散熱基板，其中所述無機物層的最大厚度差相對於最大寬度的比例為0.6%以下。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的散熱基板，其中所述無機物層的平均厚度為10 μm以上且200 μm以下。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的散熱基板，其中更具備積層在所述無機物層的一面且以矽氧化物、矽氮化物、環氧樹脂或丙烯酸樹脂作為主成分的塗層。
  7. 一種裝置，具備如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的散熱基板。
  8. 一種如申請專利範圍第1項所述的散熱基板的製造方法，其是製造具備以鋁或鋁合金作為主成分的基材；以及積層在所述基材的一面且具有絕緣性的導熱層的散熱基板的方法，其特徵在於包括如下步驟： 塗布及煅燒步驟，在所述基材的一面塗布含有以氧化鋁作為主成分的填料及以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑粒子的無機物層用組合物並進行煅燒；以及 塗布及乾燥步驟，在所述塗布及煅燒步驟後形成的無機物層的一面塗布以矽氧烷化合物作為主成分的塗層用組合物並進行乾燥的步驟。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的散熱基板的製造方法，其中所述矽氧烷化合物為烷氧基矽氧烷、其低聚物或使用所述烷氧基矽氧烷的聚矽氧烷。
  10. 一種如申請專利範圍第4項所述的散熱基板的製造方法，其是製造具備以鋁或鋁合金作為主成分的基材；以及積層在所述基材的一面且具有絕緣性的導熱層的散熱基板的方法，其特徵在於包括如下步驟： 塗布及煅燒步驟，在所述基材的一面塗布含有以磷酸鹽玻璃作為主成分的黏合劑粒子的無機物層用組合物並進行煅燒。
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