TW201817292A - 印刷配線板、電子機器、導管及金屬材料 - Google Patents

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Abstract

本發明的印刷配線板具有一個或多個配線及一個或多個發熱零件，所述一個或多個配線的一部分或全部包含壓延銅箔，所述一個或多個發熱零件與所述一個或多個配線直接或間接地連接。

Description

印刷配線板、電子機器、導管及金屬材料
本發明關於一種印刷配線板、電子機器、導管及金屬材料。
近年來，隨著電子機器的小型化、高精細化，因所使用的零件發熱所導致的故障等成為問題。以往，研究並開發了各種用以釋放此種電子機器中的零件的熱的方法(專利文獻1等)。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平08-078461號公報
電子機器的印刷配線板通常具有因使用而發熱的零件，如果不能良好地釋放該零件的熱量，那麼可能會產生故障。
因此，本發明的課題在於提供一種能夠使發熱零件的熱量良好地散熱的印刷配線板。
本發明人等反覆進行了努力研究，結果發現，著眼於與印刷配線板的發熱零件直接或間接地連接的配線，藉由使用壓延銅箔形成該配線的一部分或全部，或使用導熱率為330W/(m‧K)以上的物質形成該配線 的一部分或全部，或在該配線設置多個能夠將來自發熱零件的熱從印刷配線板排出的引出配線，可解決所述問題。
基於以上見解而完成的本發明的一方式是一種印刷配線板，具有一個或多個配線及一個或多個發熱零件，上述一個或多個配線的一部分或全部包含壓延銅箔，上述一個或多個發熱零件與上述一個或多個配線直接或間接地連接。
本發明的另一方式中是一種印刷配線板，具有一個或多個配線及一個或多個發熱零件，上述一個或多個配線的一部分或全部包含導熱率滿足以下的(2-1)或滿足(2-1)與(2-2)雙方的物質，上述一個或多個發熱零件與上述一個或多個配線直接或間接地連接，
(2-1)上述導熱率滿足以下的任一個：
‧330W/(m‧K)以上
‧340W/(m‧K)以上
‧345W/(m‧K)以上
‧350W/(m‧K)以上
‧360W/(m‧K)以上
‧370W/(m‧K)以上
‧380W/(m‧K)以上
‧385W/(m‧K)以上
‧388W/(m‧K)以上
‧390W/(m‧K)以上
(2-2)上述導熱率滿足以下的任一個：
‧2000W/(m‧K)以下
‧1500W/(m‧K)以下
‧1000W/(m‧K)以下。
本發明的又一方式是一種印刷配線板，具有一個或多個配線 及一個或多個發熱零件，上述一個或多個發熱零件與上述一個或多個配線直接或間接地連接，在上述一個或多個配線配置著多個能夠將來自上述發熱零件的熱從上述印刷配線板排出的引出配線。
本發明的又一方式是一種印刷配線板，具有一個或多個配線及一個或多個發熱零件，且上述一個或多個配線的一部分或全部包含導電率滿足以下的(4-1)或滿足(4-1)與(4-2)雙方的物質，上述一個或多個發熱零件與上述一個或多個配線直接或間接地連接，
(4-1)上述導電率滿足以下的任一個：
‧88%IACS以上
‧89%IACS以上
‧90%IACS以上
‧95%IACS以上
‧97%IACS以上
‧98%IACS以上
‧99%IACS以上
‧99.3%IACS以上
‧99.5%IACS以上
‧99.7%IACS以上
‧99.8%IACS以上
‧99.9%IACS以上
‧100.0%IACS以上
(4-2)上述導電率滿足以下的任一個：
‧110%IACS以下
‧109%IACS以下
‧105%IACS以下
‧103%IACS以下。
本發明的印刷配線板的一實施方式中，上述一個或多個零件的一個或多個或全部為發光零件。
本發明的印刷配線板的另一實施方式中，關於上述一個或多個零件的一個或多個或全部，每一個該零件在通電的情況下所產生的熱量滿足以下的任一個：
‧0.5mW以上
‧1W以上
‧1.2W以上。
本發明的印刷配線板的又一實施方式中，上述一個或多個配線中的一個以上的配線的長度滿足以下的任一個：
‧15mm以上
‧17mm以上
‧18mm以上
‧25mm以上
‧30mm以上
‧34mm以上
‧40mm以上。
本發明的印刷配線板的又一實施方式中，上述一個或多個零件直接或間接地連接於上述長度滿足以下的任一個的配線：
‧15mm以上
‧17mm以上
‧18mm以上
‧25mm以上
‧30mm以上
‧34mm以上
‧40mm以上。
本發明的印刷配線板的又一實施方式中，上述一個或多個配線的一部分或全部是由與上述配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的(9-1)或滿足(9-1)與(9-2)雙方的金屬構成，
(9-1)與上述配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的任一個：
‧5.0μm以上
‧10μm以上
‧20μm以上
‧30μm以上
‧40μm以上
‧50μm以上
‧60μm以上
‧70μm以上
‧80μm以上
‧90μm以上
‧100μm以上
‧200μm以上
‧300μm以上
‧500μm以上
(9-2)與上述配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的任一個：
‧1500μm以下
‧1200μm以下
‧1000μm以下。
本發明的印刷配線板的又一實施方式中，上述零件的一個或多個或全部具有選自由發光二極體、雷射半導體、產生雷射的元件、相機模組、天線及通訊元件所組成的群中的一個或兩個或三個或四個或五個或六個。
本發明的印刷配線板的又一實施方式中，滿足以下的(11-1)~(11-6)中的任一個或兩個或三個或四個或五個或六個，
(11-1)上述一個或多個零件的一個或多個或全部為發光零件，
(11-2)關於上述一個或多個零件的一個或多個或全部，每一個該零件 在通電的情況下所產生的熱量滿足以下的任一個：
‧0.5mW以上
‧1W以上
‧1.2W以上
(11-3)上述一個或多個配線中的一個以上的配線的長度滿足以下的任一個：
‧15mm以上
‧17mm以上
‧18mm以上
‧25mm以上
‧30mm以上
‧34mm以上
‧40mm以上
(11-4)上述一個或多個零件直接或間接地連接於(11-3)所記載的長度滿足以下的任一個的配線：
‧15mm以上
‧17mm以上
‧18mm以上
‧25mm以上
‧30mm以上
‧34mm以上
‧40mm以上
(11-5)上述一個或多個配線的一部分或全部是由與上述配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的(11-5-1)或滿足(11-5-1)與(11-5-2)雙方的金屬構成，
(11-5-1)與上述配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的任一個：
‧5.0μm以上
‧10μm以上
‧20μm以上
‧30μm以上
‧40μm以上
‧50μm以上
‧60μm以上
‧70μm以上
‧80μm以上
‧90μm以上
‧100μm以上
‧200μm以上
‧300μm以上
‧500μm以上
(11-5-2)與上述配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的任一個：
‧1500μm以下
‧1200μm以下
‧1000μm以下
(11-6)上述零件的一個或多個或全部具有選自由發光二極體、雷射半導體、產生雷射的元件、相機模組、天線及通訊元件所組成的群中的一個或兩個或三個或四個或五個或六個。
本發明的又一方式是一種電子機器，具有本發明的印刷配線板。
本發明的又一方式是一種導管，具有本發明的印刷配線板。
本發明的又一方式是一種金屬材料，在350~370℃加熱2秒後的與厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的(14-1)或滿足(14-1)與(14-2)雙方，且用於具有發熱零件的印刷配線板的配線，
(14-1)在350~370℃加熱2秒後的與厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的任一個：
‧5.0μm以上
‧10μm以上
‧20μm以上
‧30μm以上
‧40μm以上
‧50μm以上
‧60μm以上
‧70μm以上
‧80μm以上
‧90μm以上
‧100μm以上
‧200μm以上
‧300μm以上
‧500μm以上
(14-2)在350~370℃加熱2秒後的與厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的任一個：
‧1500μm以下
‧1200μm以下
‧1000μm以下。
根據本發明，提供一種能夠使發熱零件的熱量良好地散熱的印刷配線板。
圖1表示實施例中使用的印刷配線板的剖面示意圖。
圖2表示實施例中使用的印刷配線板的俯視示意圖。
圖3表示實施例1及比較例1的印刷配線板的俯視示意圖。
圖4表示實施例2及比較例2的印刷配線板的俯視示意圖。
圖5表示實施例3及比較例3的印刷配線板的俯視示意圖。
圖6表示實施例6~8的印刷配線板的俯視示意圖。
圖7表示實施例9及10、比較例5的印刷配線板的俯視示意圖。
圖8表示實施例11及12、比較例6的印刷配線板的俯視示意圖。
本發明的印刷配線板的一方式中具有一個或多個配線及一個或多個發熱零件，且一個或多個配線的一部分或全部包含壓延銅箔，一個或多個發熱零件與一個或多個配線直接或間接地連接。藉由像上述那樣使印刷配線板的一個或多個配線的一部分或全部包含壓延銅箔，能夠使發熱零件的熱量良好地散熱。
該壓延銅箔優選JIS H0500或JIS H3100所規定的磷去氧銅(JIS H3100合金編號C1201、C1220、C1221)、無氧銅(JIS H3100合金編號C1020、JIS H3510合金編號C1011)及精銅(JIS H3100合金編號C1100)。此外，在本說明書中，只要未特別說明，那麼為了表示金屬的標準而列舉的JIS標準意指2001年度版的JIS標準。
另外，該壓延銅箔優選Cu濃度為99.00質量%以上，優選99.50質量%以上，更優選99.60質量%以上，進而更優選99.70質量%以上，進而更優選99.90質量%以上，進而更優選99.95質量%以上，進而更優選99.96質量%以上，進而更優選99.97質量%以上，進而更優選99.98質量%以上，進而更優選99.99質量%以上。
另外，該壓延銅箔的導電率優選88%IACS以上，優選89%IACS以上，優選90%IACS以上，優選95%IACS以上，優選97%IACS以上，優選98%IACS以上，優選99%IACS以上，更優選99.3%IACS以上，更優選99.5%IACS以上，更優選99.7%IACS以上，更優選99.8%IACS以上，進而更優選99.9%IACS以上，進而更優選100.0%IACS以上。導電率的上限無須特別限定，典型來 說為110%IACS以下，典型來說為109%IACS以下，典型來說為105%IACS以下，典型來說為103%IACS以下。
另外，本發明的印刷配線板的另一方式中具有一個或多個配線及一個或多個發熱零件，所述一個或多個配線的一部分或全部包含導電率為88%IACS以上的物質，所述一個或多個發熱零件與所述一個或多個配線直接或間接地連接。藉由像上述那樣使印刷配線板的一個或多個配線的一部分或全部包含導電率為88%IACS以上的物質，能夠使發熱零件的熱量良好地散熱。
所述物質的導電率優選88%IACS以上，優選89%IACS以上，優選90%IACS以上，優選95%IACS以上，優選97%IACS以上，優選98%IACS以上，優選99%IACS以上，更優選99.3%IACS以上，更優選99.5%IACS以上，更優選99.7%IACS以上，更優選99.8%IACS以上，進而更優選99.9%IACS以上，進而更優選100.0%IACS以上。導電率的上限無須特別限定，典型來說為110%IACS以下，典型來說為109%IACS以下，典型來說為105%IACS以下，典型來說為103%IACS以下。
另外，本發明的印刷配線板的另一方式中具有一個或多個配線及一個或多個發熱零件，且一個或多個配線的一部分或全部包含導熱率為330W/(m‧K)以上的物質，一個或多個發熱零件與一個或多個配線直接或間接地連接。藉由像上述那樣使印刷配線板的一個或多個配線的一部分或全部包含導熱率為330W/(m‧K)以上的物質，能夠使發熱零件的熱良好地散熱。
所述「導熱率為330W/(m‧K)以上的物質」的導熱率優選 340W/(m‧K)以上，更優選345W/(m‧K)以上，進而更優選350W/(m‧K)以上，進而更優選360W/(m‧K)以上，進而更優選370W/(m‧K)以上，進而更優選380W/(m‧K)以上，進而更優選385W/(m‧K)以上，進而更優選388W/(m‧K)以上，進而更優選390W/(m‧K)以上。所述物質的導熱率的上限並無特別限定，例如為2000W/(m‧K)以下、1500W/(m‧K)以下或1000W/(m‧K)以下。
作為所述導熱率為330W/(m‧K)以上的物質，可以使用包含選自由樹脂、金屬、陶瓷、無機物及有機物所組成的群中的任一種以上的物質。作為樹脂，可以使用選自由矽酮樹脂、丙烯酸樹脂、胺酯樹脂、乙烯丙烯二烯橡膠、合成橡膠、天然橡膠、環氧樹脂、聚乙烯樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂、氟樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、液晶聚合物、聚醯胺樹脂、矽酮油、矽脂及矽酮油複合物所組成的群中的任一種以上。樹脂可以包含選自由金屬、陶瓷、無機物及有機物所組成的群中的任一種以上作為填料或填充劑。金屬可以為電解銅箔、鍍銅層、無電解鍍銅層或乾式鍍銅層。當使用電解銅箔時，印刷配線板的生產性變得良好而較佳。金屬、陶瓷、無機物、有機物可分別為所述樹脂層所具有的金屬、陶瓷、無機物、有機物。所述金屬可為選自由Ag、Cu、Ni、Zn、Au、Al、鉑族元素及Fe所組成的群中的任一種金屬或包含所述金屬的任一種以上的合金。所述陶瓷可為選自由氧化物、氮化物、矽化物及碳化物所組成的群中的任一種以上。氧化物可包含選自由氧化鋁、氧化矽、氧化鋅、氧化銅、氧化鐵、氧化鋯、氧化鈹、氧化鈦及氧化鎳所組成的群中的任一種以上。氮化物可包含選自由氮化硼、氮化鋁、氮化矽及 氮化鈦所組成的群中的一種以上。矽化物可包含選自由碳化矽、矽化鉬(MoSi2、Mo2Si3等)、矽化鎢(WSi2、W5Si3等)、矽化鉭(TaSi2等)、矽化鉻、矽化鎳所組成的群中的任一種以上。碳化物可包含選自由碳化矽、碳化鎢、碳化鈣及碳化硼所組成的群中的任一種以上。所述無機物可包含選自由碳纖維、石墨、納米碳管、富勒烯、金剛石、石墨烯及鐵氧體(ferrite)所組成的群中的任一種以上。
在所述「導熱率為330W/(m‧K)以上的物質」為金屬的情況下，能夠藉由控制其結晶粒徑來控制該物質的導熱率。具體來說，能夠藉由縮小結晶粒徑來降低物質的導熱率，能夠藉由增大結晶粒徑來提高物質的導熱率。其原因在於物質的晶界成為阻礙熱移動的主要原因。例如，當縮小結晶粒徑時晶界會增多，會相應地阻礙熱量移動，所以物質的導熱率降低。另外，當增大結晶粒徑時晶界會減少，熱量移動的阻礙相應地減弱，物質的導熱率提高。
另外，本發明的印刷配線板的另一方式中，一個或多個配線的一部分或全部是由與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑為5.0μm以上的金屬構成。藉由像上述那樣利用最大結晶粒徑為5.0μm以上的金屬構成印刷配線板的一個或多個配線的一部分或全部，能夠使發熱零件的熱良好地散熱。為了更良好地散熱，金屬優選銅或銅合金，更優選銅。
‧金屬的與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑的觀察
金屬的與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑能夠在對金屬剖面進行FIB加工後拍攝SIM像，並使用線段法對拍攝圖像進行分析而求 出。具體來說，能夠以如下方式進行測定。
將金屬(配線)的與厚度方向平行且完全包含金屬的厚度方向的剖面的、厚度×長度300μm的視野設為一個測定視野。當最大晶粒的大小為300μm以上或最大的晶粒無法容納在一個視野內的情況下，將測定視野的長度設為可容納最大晶粒的長度。對於所獲得的SIM像，在金屬的與厚度方向呈直角的方向上沿厚度方向等間隔地劃3條直線。並且，將橫切該線段的晶界的間隔最大者設為該測定視野的最大結晶粒徑。在三個部位進行該測定，將三個部位中最大的最大結晶粒徑設為該金屬的與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑。此處，最大結晶粒徑越大，導熱率越優異。
在電解銅箔等電解金屬箔的情況下，能夠藉由在製造電解金屬箔時提高電解液中的有機物的濃度來增大最大結晶粒徑。另外，能夠藉由在製造電解金屬箔時降低有機物的濃度來縮小最大結晶粒徑。
另外，在壓延銅箔的情況下，當向所述精銅或無氧銅或磷去氧銅等銅中添加合計為500質量ppm以下的選自由Sn、P、B、Ag、Au、Si、Ni、Mg、Mn、Al、Zn、C、Fe、As、Pb、Sn、Pt、Pd、Os、Rh、Ru、Ir、Re及Co所組成的群中的一種以上的元素作為添加元素時，能夠在最終冷軋後積層於樹脂時進行了加熱的情況下增大最大結晶粒徑。
另外，對於壓延銅箔、電解銅箔，均能夠藉由在與樹脂貼合前或與樹脂貼合時以更長的時間、更高的溫度進行加熱來增大最大結晶粒徑。
藉由像上述那樣控制與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑，能夠控制該物質的導熱率，且與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑越大，導熱率越優異。金屬的與配線的厚度方向平行的 剖面中的最大結晶粒徑優選5.0μm以上，更優選10μm以上，更優選20μm以上，更優選30μm以上，更優選40μm以上，更優選50μm以上，更優選60μm以上，更優選70μm以上，更優選80μm以上，更優選90μm以上，進而更優選100μm以上，進而更優選200μm以上，進而更優選300μm以上，進而更優選500μm以上。與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑的上限無須特別限定，典型來說，例如為1500μm以下，例如為1200μm以下，例如為1000μm以下。
本發明的又一方式是一種金屬材料，在350~370℃加熱2秒後的與厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑為5.0μm以上，且用於具有發熱零件的印刷配線板的配線。金屬材料在350~370℃加熱2秒後的與厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑能夠利用和所述金屬的與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑相同的方法進行測定。藉由將該金屬材料用於具有發熱零件的印刷配線板的配線，能夠使發熱零件的熱量良好地散熱。此處，350~370℃下2秒的加熱條件是對金屬材料與構成印刷配線板的樹脂的積層條件進行模擬所得的條件。為了更良好地散熱，金屬材料優選銅或銅合金，更優選銅。金屬材料也可以為銅箔或銅合金箔。金屬材料也可以為壓延銅箔或壓延銅合金箔。此外，金屬材料在350~370℃加熱2秒後的與厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑更優選10μm以上，更優選20μm以上，更優選30μm以上，更優選40μm以上，更優選50μm以上，更優選60μm以上，更優選70μm以上，更優選80μm以上，更優選90μm以上，進而更優選100μm以上，進而更優選200μm以上，進而更優選300μm以上，進而更優選500μm以上。最大結晶粒徑的上限 無須特別限定，典型來說，例如為1500μm以下，例如為1200μm以下，例如為1000μm以下。
另外，本發明的印刷配線板的又一方式是一種印刷配線板，具有一個或多個配線及一個或多個發熱零件，並且一個或多個發熱零件與一個或多個配線直接或間接地連接，在一個或多個配線設置著多個能夠將來自發熱零件的熱從印刷配線板排出的引出配線。藉由像上述那樣在印刷配線板的配線設置多個能夠將來自發熱零件的熱量從印刷配線板排出的引出配線，能夠使發熱零件的熱量良好地散熱。在本發明中，所謂「引出配線」，意指構裝著發熱零件的部分的配線以外的、且具有將來自發熱零件的熱從印刷配線板排出的效果的配線。作為引出配線的形態，例如可以是以從構裝著發熱零件的部分的配線向大致垂直或傾斜方向延伸的方式設置的配線，也可以是以從構裝著發熱零件的配線直接延伸的方式設置的配線。引出配線可由銅箔、銅層、銅合金箔、銅合金層、鋁層、鋁合金層、鎳層、鎳合金層、鐵、鐵合金層等形成。與所述配線同樣地，引出配線優選由壓延銅箔形成。另外，該壓延銅箔優選滿足所述導電率及/或銅濃度。另外，與所述配線同樣地，引出配線優選滿足所述導電率及/或導熱率及/或銅濃度及/或構成。
在本發明中，所謂「發熱零件」，表示因使用而產生熱的零件。例如，可以是在通電的情況下產生熱量的零件，也可以是在發生化學反應的情況下產生熱的零件，也可以是在發出電波或電磁波時或利用無線或有線方式發送或傳送資訊時產生熱的零件。
在本發明中，所謂「一個或多個發熱零件與一個或多個配線 直接連接」，意指一個或多個發熱零件與一個或多個配線直接連接，且電連接或熱連接。另外，所謂「一個或多個發熱零件與一個或多個配線間接地連接」，意指在印刷配線板的電路與零件之間存在鍍敷層或表面處理層、其它零件、其它電路等的情況下將該電路與零件電連接或熱連接。
另外，所謂上述「電連接或熱連接」，意指成為電或熱能夠在該電路與零件之間流通的狀態。
一個或多個零件的一個或多個或全部可為發光零件。另外，發熱零件的一個或多個或全部可具有選自由有機發光二極體(OLED)等發光二極體、雷射半導體、產生雷射的元件、相機模組、天線及通訊元件所組成的群中的一個以上。
關於一個或多個零件的一個或多個或全部，每一個該零件在通電的情況下所產生的熱量為0.5mW以上，也可以為1W以上，也可以為1.2W以上。
一個或多個配線中的一個以上的配線的長度優選15mm以上。一個或多個配線中的一個以上的配線的長度可以為17mm以上，也可以為18mm以上，也可以為25mm以上，也可以為30mm以上，也可以為34mm以上，也可以為40mm以上。另外，一個或多個零件可以直接或間接地連接於該長度為15mm以上的配線、長度為17mm以上的配線、長度為18mm以上的配線、長度為25mm以上的配線、或30mm以上的配線、或34mm以上的配線、或40mm以上的配線。與一個或多個配線中的一個以上的配線的長度為15mm以上、或17mm以上、或18mm以上、或25mm以上、或30mm以上、或34mm以上、或40mm以上連接的零件的散熱性 變得更加良好。
該「配線的長度」意指所構裝的多個發熱零件中的一端部的零件處在配線上的最端部(最靠端部)的位置至另一端部的零件處在配線上的最端部(最靠端部)的位置的距離(例如參照圖2)。
本發明的印刷配線板包含具有零件的印刷配線板、印刷電路板、印刷基板。另外，可以藉由在本發明的印刷配線板搭載電子零件類而製作印刷電路板。印刷電路板可使用於顯示器、CI晶片、電容器、感應器、連接器、端子、記憶體、LSI、殼體、CPU、電路、積體電路等各種電子機器。
另外，可使用該印刷電路板製作電子機器，也可以使用搭載著該電子零件類的印刷電路板製作電子機器。本發明的電子機器包含用於與人接觸的用途的電子機器，例如智慧手機、手機、平板等能夠移動的電子機器；鐘錶、手鐲、腳鏈、項鍊、徽章、體內設置用感測器等可佩戴式電子機器；內窺鏡、膠囊內窺鏡等醫療用電子機器。
可將本發明的印刷配線板用於導管的視覺化部或感測器部或資料傳送部。利用此種構成，能夠提供一種將熱量排出至體外且即便在使用過程中溫度也不易上升的導管。本發明的導管包含醫療用導管、視覺化導管(visualized catheter)。
[實施例]
‧實施例1~3、比較例1~3
準備圖1及2的示意圖中所記載的形態的印刷配線板。該印刷配線板 像圖1的剖面示意圖及圖2的俯視示意圖所示那樣，成為12.5μm厚的聚醯亞胺、25.0μm厚的銅箔(下述壓延銅箔或電解銅箔)、形成有圖案的10.0μm厚的接著劑(環氧系)及12.5μm的覆蓋層(聚醯亞胺)依序積層而成的構成。此外，在將壓延銅箔壓延至厚度為35μm後，關於實施例1、2，對壓延銅箔表面進行下文中敘述的特定的表面處理。並且，藉由將該壓延銅箔以其經表面處理的面側在350℃~370℃的溫度2秒加熱壓接於12.5μm厚的聚醯亞胺而積層。之後，針對該銅箔的與積層側相反的一側的表面，使用硫酸(10vol%)與過氧化氫(3.0wt%)的水溶液進行蝕刻直至銅箔的厚度成為25μm為止。另外，在所述銅箔(下述壓延銅箔或電解銅箔)上並且為形成有圖案的所述接著劑(環氧系)及12.5μm的覆蓋層(聚醯亞胺)之間(合計8處)，分別以5mm間距設置上表面的面積為1mm×1mm=1mm2的LED(Light Emitting Diode，發光二極體(發熱零件))。另外，將該印刷配線板的長度(所構裝的多個LED中的一端部的LED位於配線上的最端部的位置至另一端部的LED位於配線上的最端部的位置的距離)設為36mm，寬度設為3mm。進而，如圖2所示，以從印刷配線板的長度方向的一端部沿寬度方向延伸的方式形成寬度3mm×長度200mm的引出配線。該引出配線是由銅箔形成。
另外，關於所述銅箔，下述實施例1~3使用「壓延銅箔A」。該壓延銅箔A具有在JIS H3100合金編號C1100所規定的精銅中添加了200質量ppm的Ag的組成。在反覆進行壓延與退火後，將製造壓延銅箔時的最終冷軋中的油膜當量設為25000進行壓延，獲得厚度35μm的壓延銅箔。針對實施例1、2，以粗化處理、耐熱處理、防銹處理、鉻酸鹽處理、矽烷偶合處理的順序對壓延銅箔的一面進行以下表面處理。
‧粗化鍍敷
Cu：10~20g/L
Co：5~10g/L
Ni：5~10g/L
pH值：1.5~3.5
溫度：30~40℃
電流密度：10~30A/dm2
鍍敷時間1~5秒
‧耐熱處理
CoNi鍍敷
Co：3~8g/L
Ni：5~15g/L
pH值：1.5~3.5
溫度：40~60℃
電流密度：1~10A/dm2
鍍敷時間0.1~10秒
‧防銹處理
ZnNi鍍敷
Zn：5~15g/L
Ni：1~10g/L
pH值：2.5~4.5
溫度：30~50℃
電流密度：1~10A/dm2
鍍敷時間：0.1~10秒
‧鉻酸鹽處理
(液體組成)重鉻酸鉀：1~10g/L，鋅(以硫酸鋅的形式添加)：0.05~5g/L
pH值：2~5
液溫：50~70℃
電流密度：1.0~5.0A/dm2
通電時間：1~5秒
‧矽烷偶合處理
(液體組成)包含0.5~1.5vol%的N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷的水溶液
液溫：20~50℃
處理時間：1~30秒
在進行所述矽烷偶合處理後，在80~110℃×5~60秒的條件下進行乾燥。
另外，關於所述銅箔，下述比較例1~3使用「電解銅箔B」。該電解銅箔B是使銅從硫酸銅鍍敷浴中電解析出至鈦滾筒上而製造。以下示出電解條件。
<電解條件>
(電解液組成)Cu：50~150g/L，H2SO4：60~150g/L
電流密度：30~120A/dm2
電解液溫度：50~60℃
(添加物)氯離子：20~80質量ppm，膠：0.01~5.0質量ppm
(實施例1、比較例1)
在所述那樣的印刷配線板中，如圖3所示，將1個LED的發熱量設為5mW(5000W/m2)。並且，利用厚度10mm的隔熱材料(玻璃絨)覆蓋印刷配線板的兩面。並且，以所述引出配線的前端成為20℃的方式進行空氣冷卻來吸收來自LED的熱量。
(實施例2、比較例2)
在所述那樣的印刷配線板中，如圖4所示，將1個LED的發熱量設為5mW(5000W/m2)，並從印刷配線板的表面進行對流散熱與輻射散熱。另外，以引出配線的前端成為20℃的方式進行空氣冷卻來吸收來自LED的熱量。此處，對流導熱係數設為6W/m2‧K(環境溫度20℃)。另外，在距印刷配線板為5mm的部位以包圍印刷配線板的方式設置鋁製的蓋子。此外，利用蓋子的設置在印刷配線板側的3mm的凸部來支撐印刷配線板的兩端與中央部。對該蓋子的內部進行黑色氧化鋁膜處理(陽極氧化處理)。進行了黑色氧化鋁膜處理後的蓋子內側的輻射率為0.95。另外，對蓋子進行空氣冷卻並將溫度控制在20℃。
(實施例3、比較例3)
在像所述那樣的印刷配線板中，如圖5所示，將1個LED的發熱量設為15mW(15000W/m2)。其它條件設為與實施例2、比較例2相同。
‧實施例4及5、比較例4
準備圖1及2的示意圖所記載的形態的印刷配線板。
關於銅箔，實施例4使用「電解銅箔B」。實施例5使用「壓延銅箔D」。此外，壓延銅箔D將組成設為在無氧銅(JIS H3100合金編號C1020)中添加了100質量ppm的銀的組成，除此以外，以與壓延銅箔A相同的方式製造。比較例4使用「電解銅箔A」。該電解銅箔A是使銅從硫酸銅鍍敷浴中電解析出至鈦滾筒上而製造。以下示出電解條件。
<電解條件>
‧電解液組成
硫酸銅(以銅濃度計)：70g/L，硫酸濃度：70g/L，氯濃度：30ppm，膠33mg/L
‧電流密度：50A/dm2
‧電解液溫度：液溫：45℃
另外，實施例4及5、比較例4中分別準備配線厚度為25μm的印刷配線板。
在所述那樣的印刷配線板中，作為條件A，將1個LED的發熱量設為5mW(5000W/m2)，除了所述銅箔之外設為與實施例1相同。另外，作為條件B，將1個LED的發熱量設為5mW(5000W/m2)，除了所述銅箔之外設為與實施例2相同。作為條件C，將1個LED的發熱量設為15mW(15000W/m2)，除了所述銅箔之外設為與實施例3相同。
‧實施例6~8
準備剖面示意圖與圖1相同但俯視示意圖像圖6所記載那樣的形態的印刷配線板。圖6所記載的印刷配線板相對於圖2所記載的印刷配線板來說，除了引出配線是以從配線的兩端部延伸的方式設置在2處以外，其他形態都相同。
關於銅箔，實施例6使用「電解銅箔A」。實施例7使用「電解銅箔B」。實施例8使用「壓延銅箔A」。
另外，實施例6~8中分別準備配線厚度為25μm的印刷配線板。
在所述那樣的印刷配線板中，分別利用與實施例4及5、比較例4相同的方法設定條件A~C，並使之吸收來自LED的熱量。
‧實施例9及10、比較例5
準備剖面示意圖與圖1相同但俯視示意圖像圖7所記載那樣的形態的印刷配線板。另外，在所述銅箔上並且為形成有圖案的所述接著劑(環氧系)及12.5μm的覆蓋層(聚醯亞胺)之間(合計8處)分別以2.5mm間距設置上表面的面積為1mm×1mm=1mm2的LED(發熱零件)。另外，將該印刷配線板的長度(所構裝的多個LED中的一端部的LED位於配線上的最端部的位置至另一端部的LED位於配線上的最端部的位置的距離)設為18.5mm，寬度設為3mm。進而，以從印刷配線板的長度方向的一端部沿寬度方向延伸的方式形成寬度3mm×長度10mm的引出配線。該引出配線是由銅箔形成。
關於銅箔，比較例5使用「電解銅箔A」。實施例9使用「電解銅箔B」。實施例10使用「壓延銅箔A」。
另外，實施例9及10、比較例5中分別準備配線厚度為25μm的印刷配線板。
在所述那樣的印刷配線板中，分別利用與實施例4及5、比較例4相同的方法設定條件A~C，並使之吸收來自LED的熱量。
‧實施例11及12、比較例6
準備剖面示意圖與圖1相同但俯視示意圖像圖8所記載那樣的形態的印刷配線板。另外，在所述銅箔上並且為形成有圖案的所述接著劑(環氧系)及12.5μm的覆蓋層(聚醯亞胺)之間(合計8處)，分別以12.5mm間距形成上表面的面積為1mm×1mm=1mm2的LED(發熱零件)。另外，將該印刷配線板的長度(所構裝的多個LED中的一端部的LED位於配線上的最端部的位置至另一端部的LED位於配線上的最端部的位置的距離)設為88.5mm，寬度設為3mm。進而，以從印刷配線板的長度方向的一端部沿寬度方向延伸的方式形成寬度3mm×長度10mm的引出配線。該引出配線是由銅箔形成。
關於銅箔，比較例6使用「電解銅箔A」。實施例11使用「電解銅箔B」。實施例12使用「壓延銅箔A」。
另外，實施例11及12、比較例6中分別準備配線厚度為25μm的印刷配線板。
在所述那樣的印刷配線板中，分別利用與實施例4及5、比較例4相同的方法設定條件A~C，並使之吸收來自LED的熱量。
針對所述實施例及比較例的印刷配線板，在以下的條件下進 行散熱模擬。
‧常規分析
‧考慮到流動、層流、重力
‧發熱體的熱量：如上所述
‧將引出配線的前端設定為20℃的壁
‧LED以外的印刷配線板設定為隔熱(實施例1~3及比較例1~3、實施例4~12及比較例4~6的條件A)
‧將包含LED的印刷配線板設定為散熱(實施例4~12及比較例4~6的條件B及C)
‧環境溫度：20℃
‧表面熱傳遞係數：6W/m2‧K
‧接收輻射熱量的相反側的壁設定為20℃的黑體
‧不考慮固體內輻射
‧輻射率
入射至樣本面的光除了反射、穿透以外均在內部被吸收。關於吸收率(α)(=輻射率(ε))、反射率(r)、透過率(t)，以下式成立。
ε+r+t=1(A)
輻射率(ε)可像下述式那樣根據反射率、穿透率而求出。
ε=1-r-t(B)
在樣本不透明且較厚而可忽略穿透的情況下，t=0，輻射率可僅根據反射率求出。
ε=1-r(C)
本樣本不會使紅外光穿透，因此採用(C)式，算出每種光波長下的輻射率。
‧FT-IR光譜
將進行了2次測定後所得的平均值設為反射率光譜。此外，反射率光譜已利用diffuse gold的反射率進行了修正(顯示波長區域：2~14μm)。
此處，若根據利用普朗克公式而求出的某一溫度下的黑體的放射能量分佈，將各波長λ下的能量強度設為Ebλ，將各波長λ下的樣本的輻射率設為ε λ，那麼樣本的放射能量強度Esλ是由Esλ=ε λ‧Ebλ表示。在本實施例中，求出利用該式：Esλ=ε λ‧Ebλ而獲得的25℃的樣本的放射能量強度Esλ。
另外，某一波長區域中的黑體及樣本的總能量是利用該波長範圍內的Esλ、Ebλ的積分值而求出，總輻射率ε是由它們的比而表示(下述式A)。在本實施例中，使用該式算出25℃的、波長區域為2~14μm內的各樣本的總輻射率ε。並且，將所獲得的總輻射率ε設為樣本的輻射率。
關於實施例1~12、比較例1~6，將計算條件與物性值示於表1。關於各種銅箔的導熱率，使用Hot Disk法、熱物性測定裝置(TPS2500S)進行測定。此外，導電率及導熱率的測定是在將銅箔以350~370℃×2秒的 條件加熱後進行。(也就是與樹脂積層後，或在未積層的情況下測定時，是在進行相同的加熱之後)
將實施例1~12、比較例1~6的印刷配線板(軟性印刷配線板：FPC)的所述試驗的模擬結果(印刷配線板的最高溫度)分別示於表2~6。導電率是利用四探針法進行測定。
‧銅箔的結晶粒徑的觀察
銅箔的結晶粒徑是在對銅箔剖面進行FIB加工後拍攝SIM像，並使用線段法對拍攝圖像進行分析，求出與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑。具體來說，是以如下方式進行測定。
將與銅箔的厚度方向平行且完全包含銅箔的厚度方向的剖面的、厚度×長度300μm的視野設為一個測定視野。當與配線的厚度方向平行的剖面中的最大晶粒的大小為300μm以上或最大的晶粒無法容納在一個視野內的情況下，將測定視野的長度設為可容納最大的晶粒的長度。關於所獲得的SIM像，在與銅箔的厚度方向呈直角的方向上沿厚度方向等間隔地劃3條直線。並且，將橫切該線段的晶界的間隔最大者設為該測定視野的最大結晶粒徑。在三個部位進行該測定，將三個部位中最大的最大結晶粒徑設為該銅箔的與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑。此處，與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑越大，導熱率越優異。
在電解金屬箔(電解銅箔)的情況下，能夠藉由在製造電解金屬箔(電解 銅箔)時提高電解液中的有機物的濃度來增大最大結晶粒徑。另外，能夠藉由在製造電解金屬箔(電解銅箔)時降低有機物的濃度來減小最大結晶粒徑。
另外，在壓延銅箔的情況下，當向所述精銅或無氧銅或磷去氧銅等銅中添加合計為500質量ppm以下的選自由Sn、P、B、Ag、Au、Si、Ni、Mg、Mn、Al、Zn、C、Fe、As、Pb、Sn、Pt、Pd、Os、Rh、Ru、Ir、Re及Co所組成的群中的一種以上的元素作為添加元素時，能夠在最終冷軋後積層於樹脂時進行了加熱的情況下增大最大結晶粒徑。
另外，壓延銅箔、電解銅箔均能夠藉由在與樹脂貼合前或與樹脂貼合時以更長的時間、更高的溫度進行加熱來增大最大結晶粒徑。
能夠藉由像所述那樣控制最大結晶粒徑來控制該物質的導熱率，且最大結晶粒徑越大，導熱率越優異。金屬的與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑優選5.0μm以上，更優選10μm以上，更優選20μm以上，更優選30μm以上，更優選40μm以上，更優選50μm以上，更優選60μm以上，更優選70μm以上，更優選80μm以上，更優選90μm以上，進而更優選100μm以上，進而更優選200μm以上，進而更優選300μm以上，進而更優選500μm以上。與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑的上限無須特別限定，典型來說，例如為1500μm以下，例如為1200μm以下，例如為1000μm以下。
將對所述實施例、比較例所使用的銅箔的與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑進行觀察所得的結果示於以下。此外，下述所記載的與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑是在製作印刷配線板後進行測定。此外，在所述實施例、比較例中，所述配線的厚度方向 與銅箔的厚度方向意指相同的方向。因此，在所述實施例、比較例中，與銅箔的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑和與配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑相同。
壓延銅箔A：200μm
壓延銅箔D：100μm
電解銅箔A：4μm
電解銅箔B：8μm

Claims (14)

  1. 一種印刷配線板，具有一個或多個配線及一個或多個發熱零件，上述一個或多個配線的一部分或全部包含壓延銅箔，上述一個或多個發熱零件與上述一個或多個配線直接或間接地連接。
  2. 一種印刷配線板，具有一個或多個配線及一個或多個發熱零件，上述一個或多個配線的一部分或全部包含導熱率滿足以下的(2-1)或滿足(2-1)與(2-2)雙方的物質，上述一個或多個發熱零件與上述一個或多個配線直接或間接地連接，(2-1)上述導熱率滿足以下的任一個：‧330W/(m‧K)以上‧340W/(m‧K)以上‧345W/(m‧K)以上‧350W/(m‧K)以上‧360W/(m‧K)以上‧370W/(m‧K)以上‧380W/(m‧K)以上‧385W/(m‧K)以上‧388W/(m‧K)以上‧390W/(m‧K)以上(2-2)上述導熱率滿足以下的任一個：‧2000W/(m‧K)以下‧1500W/(m‧K)以下 ‧1000W/(m‧K)以下。
  3. 一種印刷配線板，具有一個或多個配線及一個或多個發熱零件，上述一個或多個發熱零件與上述一個或多個配線直接或間接地連接，在上述一個或多個配線設置著多個能夠將來自上述發熱零件的熱從上述印刷配線板排出的引出配線。
  4. 一種印刷配線板，具有一個或多個配線及一個或多個發熱零件，上述一個或多個配線的一部分或全部包含導電率滿足以下的(4-1)或滿足(4-1)與(4-2)雙方的物質，上述一個或多個發熱零件與上述一個或多個配線直接或間接地連接，(4-1)上述導電率滿足以下的任一個：‧88%IACS以上‧89%IACS以上‧90%IACS以上‧95%IACS以上‧97%IACS以上‧98%IACS以上‧99%IACS以上‧99.3%IACS以上‧99.5%IACS以上‧99.7%IACS以上‧99.8%IACS以上‧99.9%IACS以上 ‧100.0%IACS以上(4-2)上述導電率滿足以下的任一個：‧110%IACS以下‧109%IACS以下‧105%IACS以下‧103%IACS以下。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之印刷配線板，其中，上述一個或多個零件的一個或多個或全部為發光零件。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之印刷配線板，其中，關於上述一個或多個零件的一個或多個或全部，每一個該零件在通電的情況下所產生的熱量滿足以下的任一個：‧0.5mW以上‧1W以上‧1.2W以上。
  7. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之印刷配線板，其中，上述一個或多個配線中的一個以上的配線的長度滿足以下的任一個：‧15mm以上‧17mm以上‧18mm以上‧25mm以上‧30mm以上‧34mm以上 ‧40mm以上。
  8. 如申請專利範圍第7項之印刷配線板，其中，上述一個或多個零件直接或間接地連接於上述長度滿足以下的任一個的配線：‧15mm以上‧17mm以上‧18mm以上‧25mm以上‧30mm以上‧34mm以上‧40mm以上。
  9. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之印刷配線板，其中，上述一個或多個配線的一部分或全部係由與上述配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的(9-1)或滿足(9-1)與(9-2)雙方的金屬構成，(9-1)與上述配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的任一個：‧5.0μm以上‧10μm以上‧20μm以上‧30μm以上‧40μm以上‧50μm以上‧60μm以上 ‧70μm以上‧80μm以上‧90μm以上‧100μm以上‧200μm以上‧300μm以上‧500μm以上(9-2)與上述配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的任一個：‧1500μm以下‧1200μm以下‧1000μm以下。
  10. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之印刷配線板，其中，上述零件的一個或多個或全部具有選自由發光二極體、雷射半導體、產生雷射的元件、相機模組、天線及通訊元件所組成的群中的一個或兩個或三個或四個或五個或六個。
  11. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之印刷配線板，其滿足以下的(11-1)~(11-6)中的任一個或兩個或三個或四個或五個或六個，(11-1)上述一個或多個零件的一個或多個或全部為發光零件，(11-2)關於上述一個或多個零件的一個或多個或全部，每一個該零件在通電的情況下所產生的熱量滿足以下的任一個：‧0.5mW以上 ‧1W以上‧1.2W以上(11-3)上述一個或多個配線中的一個以上的配線的長度滿足以下的任一個：‧15mm以上‧17mm以上‧18mm以上‧25mm以上‧30mm以上‧34mm以上‧40mm以上(11-4)上述一個或多個零件直接或間接地連接於(11-3)所記載的長度滿足以下的任一個的配線：‧15mm以上‧17mm以上‧18mm以上‧25mm以上‧30mm以上‧34mm以上‧40mm以上(11-5)上述一個或多個配線的一部分或全部是由與上述配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的(11-5-1)或滿足(11-5-1)與 (11-5-2)雙方的金屬構成，(11-5-1)與上述配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的任一個：‧5.0μm以上‧10μm以上‧20μm以上‧30μm以上‧40μm以上‧50μm以上‧60μm以上‧70μm以上‧80μm以上‧90μm以上‧100μm以上‧200μm以上‧300μm以上‧500μm以上(11-5-2)與上述配線的厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的任一個：‧1500μm以下‧1200μm以下‧1000μm以下 (11-6)上述零件的一個或多個或全部具有選自由發光二極體、雷射半導體、產生雷射的元件、相機模組、天線及通訊元件所組成的群中的一個或兩個或三個或四個或五個或六個。
  12. 一種電子機器，具有申請專利範圍第1至11項中任一項之印刷配線板。
  13. 一種導管，具有申請專利範圍第1至11項中任一項之印刷配線板。
  14. 一種金屬材料，在350~370℃加熱2秒後的與厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的(14-1)或滿足(14-1)與(14-2)雙方，且用於具有發熱零件的印刷配線板的配線，(14-1)在350~370℃加熱2秒後的與厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的任一個：‧5.0μm以上‧10μm以上‧20μm以上‧30μm以上‧40μm以上‧50μm以上‧60μm以上‧70μm以上‧80μm以上‧90μm以上‧100μm以上 ‧200μm以上‧300μm以上‧500μm以上(14-2)在350~370℃加熱2秒後的與厚度方向平行的剖面中的最大結晶粒徑滿足以下的任一個：‧1500μm以下‧1200μm以下‧1000μm以下。
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