TWI399294B - Laminated boards, metal foil laminated boards, circuit boards, and circuit boards mounted on light emitting diodes - Google Patents
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Description
本發明是有關使用於各種電子機器用之電路基板領域的層積板,特別是放熱性優良之層積板,以及使用該層積板製造之貼金屬箔層積板,電路基板以及搭載於發光二極體之電路基板。
玻璃布(Glass clothes)含浸於環氧樹脂等的樹脂成分的預浸料坯(prepreg)積層成形而得之統稱為FR-4形式的積層板,廣泛使用於代表作為電子機器用的印刷電路基板之層積板。FR-4的名稱是以美國的國際電器製造業協會(National Electrical Manufactures Association)之規格分類之。該FR-4型的層積板,具有沖孔加工性和鑽孔加工性差的等缺點。用以解決上述缺點的印刷電路板,已知有將含浸樹脂成分的不織布層作為芯材層,於該芯材層的兩表面各自積層含浸樹脂成分的玻璃布作為表面層而構成,稱為CEM-3形式的複合(composite)層積板。
例如,下述專利文件即記載層間接著強度高,耐鹼性,耐熱性,沖孔加工性優異之複合層積板,其於不織布以及/或紙含浸於樹脂清漆(varnish)的樹脂含浸材芯材的兩面,貼著玻璃布含浸於樹脂清漆的樹脂含浸表層材,再貼附金屬箔而成。該複合層積板中,芯材使用的樹脂清漆,包含有滑石與氫氧化鋁合併的填充劑,滑石與氫氧化鋁的配合比為0.15~0.65:1,且氫氧化鋁為勃姆石型。
又,例如,下述專利文獻2中,即揭露由含浸樹脂之玻璃織布組成的表面層以及含浸硬化性樹脂之玻璃不織布組成的中間層構成之印刷電路基板用層積材作為熱穩定且難燃性優異的複合層積板。該層積材中,中間層是包含有以中間層中的樹脂基準200重量%~275重量%之量的分子式Al2
O3
‧nH2
O(式中,n大於2.6且小於2.9)氫氧化鋁。
再者,近年來隨著電子機器的輕薄短小化,印刷電路板實裝的電子零件往高密度實裝化發展,且亦安裝複數個要求放熱性之發光二極體(LED)等作為實裝之電子零件。用於該等用途的基板,習知的層積板會有放熱性不充足的問題。又,實裝方法是以迴焊焊錫(reflow solder)為主流,特別是,為了減輕對環境的負荷則以必須使用高溫迴焊處理之使用無鉛銲錫的迴焊焊錫為主流。因此,使用無鉛銲錫之迴焊焊錫步驟,要求用以抑制氣泡(blister)發生等的高耐熱性。再者,亦要求維持鑽孔加工性。又,從安全面來看,亦要求滿足UL-94之V-0程度的難燃性。
專利文獻1特開昭62-173245號公報
專利文獻2特表2001-508002號公報
有鑑於上述問題,本發明之目的為提供具有優良熱傳導性,耐熱性,鑽孔加工性,以及難燃性之層積板。
本發明之一方面係有關於由不織布纖維基材含浸於熱硬化性樹脂組成物而得之芯材層,與分別積層於前述芯材層之兩表面的表材層積層一體化之層積板,前述熱硬化性樹脂組成物是含有對熱硬化性樹脂100體積部之無機填充材80~150體積部,其中前述無機充填材,包含(A)具有2~15μm之平均粒子徑(D50
)的三水鋁礦(gibbsite)型氫氧化鋁粒子,(B)至少1種擇自具有2~15μm之平均粒子徑(D50
)的勃姆石(Boehmite)粒子、以及具有2~15μm之平均粒子徑(D50
),且游離開始溫度400℃以上的含結晶水,或者未含有結晶水之無機粒子的無機成分,以及(C)具有1.5μm以下之平均粒子徑的氧化鋁粒子,前述三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A)與前述勃姆石粒子以及至少1種擇自前述無機粒子之無機成分(B)與前述氧化鋁粒子(C)之配合比(體積比),為1:0.1~1:0.1~1。
又,本發明之另一方面係有關於在前述層積板之至少一表面上貼附金屬箔之貼金屬箔層積板,還有在該貼金屬箔層積板上形成電路而得之電路基板,以及前述電路基板構成之搭載發光二極體之電路基板。
本發明之目的、特徵、局面以及優點將藉由以下詳述說明與附圖而更明白。
首先說明本發明之較佳實施型態的熱硬化性樹脂組成物。
根據本發明人等的檢討,為了賦予層積板放熱性,在配合優良熱傳導性之氫氧化鋁的場合,層積板的放熱性提高了。又,難燃性也提升。但是,在配合過多氫氧化鋁的場合,層積板的耐熱性大幅降低,而容易產生焊錫迴焊時產生氣泡等問題。又,以優良放熱性氧化鋁配合取代氫氧化鋁的場合,則發生明顯的鑽孔加工性的鑽孔刀磨損,需要頻繁更換鑽孔刀的問題,和難燃性降低之問題。又,在為了抑制鑽孔刀的磨損而減量氧化鋁的配合量的場合,導致熱傳導性不充分的問題。因此,難以得到完全滿足高熱傳導性,高耐熱性,鑽孔加工性以及高難燃性的層積板。
本發明之熱硬化性樹脂組成物是含有對熱硬化性樹脂100體積部之無機填充材80~150體積部,其中前述無機充填材,包含(A)具有2~15μm之平均粒子徑(D50
)的三水鋁礦型氫氧化鋁粒子,(B)至少1種擇自具有2~15μm之平均粒子徑(D50
)的勃姆石粒子、以及具有2~15μm之平均粒子徑(D50
),且游離開始溫度400℃以上的含結晶水,或者未含有結晶水之無機粒子的無機成分,以及(C)具有1.5μm以下之平均粒子徑的氧化鋁粒子,前述三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A)與前述勃姆石粒子以及至少1種擇自前述無機粒子之無機成分(B)與前述氧化鋁粒子(C)之配合比(體積比),為1:0.1~1:0.1~1。
熱硬化性樹脂的具體範例如環氧樹脂;不飽和聚酯(polyester)樹脂,乙烯酯樹脂等的自由基聚合型熱硬化性樹脂;等的液狀熱硬化性樹脂。又,熱硬化性樹脂,可視需要配合硬化劑和硬化觸媒。又,使用自由基聚合型熱硬化性樹脂的場合,亦可視需要適量配合苯乙烯、酞酸二烯丙酯(diallylphthalate)等的自由基聚合性單體等。又,為了調整黏度和改良生產性,上述兩者皆可視需要配合溶劑。
本實施型態的無機填充材,是含有包括三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A),與至少1種擇自由勃姆石粒子、游離開始溫度400℃以上的結晶水,或者未含有結晶水之無機粒子所組成之群組的無機成分(B),以及氧化鋁粒子(C)。
前述三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A),是Al(OH)3
或Al2
O3
‧3H2
O表示之鋁化合物,是用以賦予層積體熱傳導性,難燃性,鑽孔加工性均衡的成分。
三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A)的平均粒子徑(D50
)為2~15μm,較佳為3~10μm。三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A)的平均粒子徑(D50
)超過15μm時鑽孔加工性會降低,未滿2μm的話熱傳導性降低同時生產性也降低。又,三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A),是使用平均粒子徑(D50
)2~10μm之第1三水鋁礦型氫氧化鋁與平均粒子徑(D50
)10~15μm之第2三水鋁礦型氫氧化鋁的化合物,以提高放熱性來說最好是將填充材緊密填充。
再者,本實施型態之平均粒子徑(D50
),是指以雷射折射式粒度分布測定裝置測定而得之粉體的全體積100%求出累積曲線,而該累積曲線為50%的點即為粒子徑。
前述無機成分(B),是至少1種擇自勃姆石粒子,以及游離開始溫度400℃以上之含有結晶水,或未含結晶水之無機粒子所組成之群組。
前述勃姆石粒子,是(AlOOH)或(Al2
O3
‧H2
O)表示之鋁化合物,是可在不降低層積體的耐熱性下賦予熱傳導性與難燃性之成分。
勃姆石粒子的平均粒子徑(D50
)為2~15μm,較佳為3~10μm。勃姆石粒子的平均粒子徑(D50
)超過15μm時鑽孔加工性會降低,未滿2μm的話熱傳導性降低同時生產性也降低。
又,含有游離開始溫度400℃以上之結晶水,或未含結晶水之無機粒子,是可在不降低電路基板的耐熱性下賦予熱傳導性與難燃性之成分。
無機粒子的具體範例如氧化鋁(無結晶水)、氧化鎂(無結晶水)、結晶性二氧化矽(無結晶水)等的無機氧化物;氮化硼(無結晶水)、氮化鋁(無結晶水)、氮化矽(無結晶水)等的無機氮化物;碳化矽(無結晶水)、等的無機碳化物;以及滑石(游離開始溫度950℃)、燒結高嶺土(無結晶水)、黏土(游離開始溫度500~1000℃)等的天然礦物等。該等可單獨使用,或者2種以上組合使用。該等之中,以優異熱傳導性來說較佳為結晶矽二氧化矽,滑石,黏土等。
再者,結晶水的游離開始溫度,可使用加熱重量減分析(TGA)或熱分析儀(DSC)測定之。
無機粒子的平均粒子徑(D50
)為2~15μm,較佳為3~10μm。無機粒子的平均粒子徑(D50
)超過15μm時鑽孔加工性會降低。
氧化鋁粒子(C),是可賦予製得之層積板高熱傳導性的成分。氧化鋁粒子(C)的平均粒子徑(D50
)為1.5μm以下,較佳為0.4~0.8μm。氧化鋁粒子的平均粒子徑(D50
)超過1.5μm時,層積板需填充充分配合量,又,鑽孔加工性亦降低。且氧化鋁的平均粒子徑過小的場合,層積板的熱傳導率變的不充足。
前述三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A),前述無機成分(B),以及前述氧化鋁粒子(C)的配合比(體積比)是1:0.1~1:0.1~1,較佳是1:0.1~0.5:0.1~0.5。對三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A)的配合量1,無機成分(B)的配合量超過1時,得到的層積板的鑽孔加工性和放熱性降低,未滿0.1的場合,耐熱性則降低。又,對三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A)的配合量1,氧化鋁粒子(C)的配合量超過1時,鑽孔加工性降低,未滿0.1時則熱傳導率降低。
對熱硬化性樹脂100體積部的無機填充材的配合比率為80~150體積部,較佳為90~140體積部,更佳為100~130體積部。無機填充材的配合比率未滿80體積部的場合,製得之層積板的熱傳導性降低,超過150體積部的場合,鑽孔加工性降低同時層積板的製造性(樹脂含浸性、成形性)亦降低。又,特別是三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A)配合比例過多時,具體言之在超過100體積部時,結晶水變多而有耐熱性降低的傾向。
再者,無機成分(B)是勃姆石粒子,與游離開始溫度400℃以上之含結晶水或未含結晶水之無機粒子配合時,無機粒子的配合比例,是無機填充材全量的50體積%以下,再更佳為30體積%以下,特佳是20體積%以下。
熱硬化性樹脂組成物,是在液狀的熱硬化性樹脂中,配合含有上述三水鋁礦型氫氧化鋁(A),與無機成分(B),與氧化鋁粒子(C)之無機填充材,藉由使用分散法、球磨法、滾筒磨法等,使各無機粒子分散之習知的調製方法調製之。再者,亦可視需要配合用以調整黏度的有機溶劑和各種添加劑。
接著,使用上述熱硬化性樹脂組成物,說明用以形成芯材層之預浸料坯(以下稱為芯材層預浸料坯)。
芯材層預浸料坯,是藉由將玻璃不織布、玻璃紙、合成樹脂不織布、紙、等的不織纖維基材,含浸於使包含上述三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A),與無機成分(B),以及氧化鋁粒子(C)之無機填充材分散之熱硬化性樹脂組成物之塗料中而得。
不織纖維基材的種類沒有特別限制,可舉例如使用玻璃不織布和玻璃紙、聚醯胺(aramid)纖維、聚酯纖維、尼龍纖維等的合成樹脂纖維之合成樹脂不織布、紙等。該等不織纖維基材與織纖維基材相比因為較粗,使得複合層積體的鑽孔加工性提高。
不織纖維基材的厚度,沒有特別限制,一範例為10~300μm左右。
用以形成芯材層預浸料坯的熱硬化性樹脂塗料的具體範例如含有環氧樹脂;不飽和聚酯樹脂,乙烯酯樹脂等的自由基聚合型熱硬化性樹脂;等的熱硬化性樹脂之樹脂塗料。使用環氧樹脂做為熱硬化性樹脂時,可視需要配合硬化劑和硬化觸媒。又,使用自由基聚合型熱硬化性樹脂的場合,亦可視需要適量配合苯乙烯、酞酸二烯丙酯等的自由基聚合性單體等。又,為了調整黏度,上述兩者皆可視需要配合溶劑。
芯材層預浸料坯,是藉由使上述不織纖維基材含浸及半硬化於上述熱硬化性樹脂組成物中而得。具體言之,是藉由將不織纖維基材含浸熱硬化性樹脂組成物,再將纖維基材含浸熱硬化性樹脂組成物加熱乾燥,使熱硬化性樹脂成為半硬化狀態的芯材層預浸料坯。
接著,說明用以形成表材層的預浸料坯(以下稱為表材層預浸料坯)。
表材層預浸料坯,是將使用玻璃纖維(織布),聚醯胺纖維,聚酯纖維,尼龍纖維等的合成纖維的合成纖維布(織布)而成之織纖維基材,含浸樹脂塗料而得。如此,藉由使用織纖維基材作為表材層,可使製得之複合層積板的尺寸穩定性和耐熱性提高。
用以形成表材層預浸料坯的樹脂塗料,是使用用以製造芯材層預浸料坯時同樣的環氧樹脂,不飽和聚酯樹脂,乙烯酯樹脂等的自由基聚合型的熱硬化性樹脂為樹脂成分的樹脂塗料。再者,用以形成表材層預浸料坯的樹脂塗料中,與用以形成芯材層預浸料坯的樹脂塗料同樣,可視需要,適量配合各種反應開始劑和硬化劑,填充材。亦可視需要,適量配合不損於本發明效果之範圍的填充材。
在含浸織纖維基材之樹脂塗料所含之熱硬化性樹脂組成物,較佳是與用以形成芯材層預浸料坯同樣的熱硬化性樹脂組成物。也就是說,對熱硬化性樹脂100體積部含有無機填充材80~150體積部,且無機填充材,較佳是使用包含具有2~15μm之平均粒子徑(D50
)的三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A),至少1種擇自具有2~15μm之平均粒子徑(D50
)的勃姆石粒子、以及具有2~15μm之平均粒子徑(D50
),且游離開始溫度400℃以上的含結晶水,或者未含有結晶水之無機粒子的無機成分(B),與具有1.5μm以下之平均粒子徑的氧化鋁粒子(C),前述三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A)與無機成分(B)與前述鋁粒子(C)之配合比(體積比)為1:0.1~1:0.1~1的熱硬化性樹脂組成物。
以下參照第1圖說明本發明之一實施型態之複合層積板10。
複合層積板10,具有芯材層1,與層積於芯材層1之兩表面的表材層2層積一體化的層構造。因此在該表層,在層積金屬箔3而構成貼金屬箔層積板。
芯材層1,是由包含不織纖維基材1a與無機填充材之熱硬化性樹脂組成物1b所構成,表材層2,則由織纖維基材2a與樹脂組成物2b所構成。
芯材層1,是使玻璃不織布和玻璃紙等的不織纖維基材1a含浸於熱硬化性樹脂組成物1b中。熱硬化性樹脂組成物1b,是在熱硬化性樹脂中,包含具有2~15μm之平均粒子徑(D50
)的三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A),至少1種擇自具有2~15μm之平均粒子徑(D50
)的勃姆石粒子、以及具有2~15μm之平均粒子徑(D50
),且游離開始溫度400℃以上的含結晶水,或者未含有結晶水之無機粒子的無機成分(B),與具有1.5μm以下之平均粒子徑的氧化鋁粒子(C)之無機填充材,配合而成。
另一方面,表材層2,是使玻璃布之織纖維基材2a中含浸樹脂組成物2b而成。
於是,藉由在芯材層1的兩表面上分別層積表材層2,再於表材層2的表面層積金屬箔3,而層積成形該層積體,製得貼附金屬箔之複合層積板10。再者,芯材層預浸料坯以及表材層預浸料坯可為1層,複數層,具體言之可視目的需要調整為1~3層重疊者。
金屬箔沒有特別限制,可使用如銅箔、鋁箔、鎳箔等。又,金屬箔可在兩表面配置,亦可僅配置於一面。再者,未配置金屬箔的那一面,亦可配置離形薄膜而加熱加壓成型層積體取代金屬箔。
因此,對於以此形成之複合層積板10,可藉由施加加成(additive)法和負過程(subtractive)法等習知的配線加工處理和穿孔加工而得印刷電路板。
此時,本實施型態的複合層積板10,由於是在構成芯材層1之樹脂組成物中,配合三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A),又配合既定量的平均粒子徑小的氧化鋁粒子(C),因此可抑制層積板鑽孔加工時鑽孔刀刃的磨損。也因此,能夠使鑽孔刀刃增加使用壽命。又,不僅適用於用以形成穿孔的鑽孔加工,亦不易在形成之孔的內面形成凹凸,可形成平滑的該孔內面。所以在孔的內面施加沖孔形成穿孔的場合可賦予該穿孔高的導通可靠性。又,藉由配合優良熱傳導性的氧化鋁粒子(C),能夠使層積板的熱傳導性明顯提升。再者,因為配合小粒子徑的氧化鋁粒子(C),層積板的鑽孔加工性亦不會明顯降低。又,藉由配合前述無機成分(B),耐熱性以及鑽孔加工性部會明顯降低,且能賦予熱傳導性。
本實施型態的熱傳導性和鑽孔加工性優良之複合層積板,可適用於要求高放熱性之用途如液晶顯示器搭載之發光二極體背光的印刷基板,和發光二極體照明的印刷基板等。
具體言之,可舉例如第2圖中所示之搭載於液晶顯示器之發光二極體背光裝置20為發光二極體之一用途。第2圖中的發光二極體背光裝置20,藉由在印刷電路基板21上配置實裝複數個(第2圖中是3個)的發光二極體22之發光二極體模組23多數配列而構成,並背面配設於液晶顯示器上,而作為液晶顯示器等的背光裝置。習知以來普遍種類的液晶顯示器,可廣泛使用冷陰極管(CCFL)作為液晶顯示器的背光裝置,近年來,與冷陰極管方式的背光裝置相比因為可廣泛增加色域而提升畫質,又以不使用水銀降低環境負荷的觀點來說,還有可再更薄型化,而開發出如上述之發光二極體背光裝置。
發光二極體模組,一般而言,與冷陰極管相比消耗電力大,因此發熱量也多。因此藉由使用本發明之複合層積板作為需要高放熱性之印刷電路基板21可大幅改善放熱的問題。因此能提高發光二極體的發光效率。
接著以實施例具體詳細說明本發明。然而,本發明並不限於下列實施例。
對包含雙酚A型環氧樹脂與二氰二醯胺(Dicy)系硬化劑之熱硬化性樹脂清漆的熱硬化性樹脂分100體積部,配合三水鋁礦型氫氧化鋁(住友化學(股)製造、D50
:5.4μm)35體積部,三水鋁礦型氫氧化鋁(住友化學(股)製造、D50
:12.6μm)35體積部,勃姆石(D50
:5.5μm)15體積部,以及氧化鋁(住友化學(股)製造、D50
:0.76μm)15體積部,使其平均分散。將密度60g/m2
、厚度400μm之玻璃不織布(Vilene(股)製造之玻璃不織布),含浸於配合填充材之樹脂清漆中得到芯材層預浸料坯。
另一方面,將密度200g/m2
、厚度180μm之玻璃布(織布)(日東紡(股)製造之7628)含浸於含有硬化劑之環氧樹脂清漆中而不配合填充材,而得到表材層預浸料坯。
於是,將2枚芯材層預浸料坯,分別在其兩外表面,依次附載表材層預浸料坯1枚與0.018mm的銅箔而得層積體。將該層積體夾住於2枚的金屬薄板中間,在溫度180℃,壓力30kg/m2
的條件下加熱成型,而得厚度1.0mm之貼銅箔複合層積板。
根據下列評價方法評價製得之貼銅箔複合層積板的熱傳導率、220℃烤箱耐熱性試驗、260℃焊錫耐熱試驗、壓力鍋試驗(PCT)、鑽孔磨損率、以及難燃性。其結果示於下述表1。再者,下述表1以及表2中,各實施例以及各比較例的括弧中所示的值,是表示對每1體積部的三水鋁礦型氫氧化鋁粒子之勃姆石粒子、各無機粒子或氧化鋁粒子的配合比。
以水中置換法測定製得之貼銅箔複合層積板的密度,又,以DSC(掃描顯示熱量測定)檢測比熱,再以雷射閃光法測定熱擴散率。
於是從以下的算式算出熱傳導率。
熱傳導率(W/m‧K)=密度(kg/m3
)x比熱(kJ/kg‧K)×熱擴散率(m2
/S)×1000
使用製得之貼銅箔複合層積板,將根據JISC6481製作之試驗片在設定於220℃之附有空氣循環裝置之恆溫槽中處理一小時,銅箔以及層積板沒有產生膨脹以及脫皮時判定為「優」,產生膨脹或脫皮時判定為「劣」。
使用製得之貼銅箔複合層積板,將根據JISC6481製作之試驗片浸漬於260℃的焊錫浴中,測定銅箔以及層積板未產生膨脹或脫皮時的最大時間。
使用製得之貼銅箔複合層積板,將根據JISC6481製作之試驗片,在121℃,2氣壓的殺菌鍋(autoclave)中處理60分鐘。於是將處理之層積板浸漬於260℃的焊錫槽中,測定銅箔以及層積板產生膨脹或脫皮時的最大時間。
將製得之層積體3枚重疊,鑽孔(鑽孔徑0.5mm、振動角度35°)以60000旋轉/min穿設3000個孔後的鑽孔刀刃的磨損率,以對鑽孔加工前的鑽孔刀刃的大小(面積)之鑽孔加工磨損的鑽孔刀刃的(面積)的比率(百分率)評價之。
將製得之貼銅箔複合層積板以既定大小切割,根據UL94的燃燒試驗方法進行燃燒試驗,判定之。
製造芯材層預浸料坯時,除了變更樹脂組成物之組成如表1或表2之外與實施例1同樣地製得層積體,評價之。實施例1以及實施例2~7的結果示於表1,以及比較例1~14的結果示於表2。
再者,實施例4以及實施例6中,是使用平均粒子徑(D50
)6.5μm的滑石(富士滑石工業(股)製造),而比較例8是使用平均粒子徑(D50
)0.76μm的氧化鋁(住友化學(股)製造)。
由表1以及表2所示之結果,本發明之實施例1~7之貼銅箔複合層積板均具有0.97W/m‧K以上的高熱傳導,且耐熱性,鑽孔耐磨損性,難燃性皆高。另一方面,使用一般粒子徑之氧化鋁之比較例8的貼銅箔複合層積板,與使用細微粒子徑之氧化鋁之實施例1的貼銅箔複合層積板相比,鑽孔耐磨損性非常劣化。又,實施例2與比較例4比較,若未配合氧化鋁即無法得到充分的熱傳導率。又,未配合三水鋁礦型氧化鋁之比較例10以及比較例11的話難燃性是V-1的程度。又,無機填充材的合計量對環氧樹脂100質量部為70質量部的比較例12,熱傳導率明顯降低。又,未含有勃姆石的比較例2、3、6、7以及14,烤箱耐熱性以及焊錫難熱性均降低。
芯材層預浸料坯的製造,除了如表3或表4之樹脂組成物的組成之外,是以與實施例1同樣地方式製得層積體。實施例8~16之結果示於表3,比較例15~27的結果示於表4。
再者,實施例14是使用平均粒子徑(D50
)6.5μm的結晶二氧化矽,實施例15使用平均粒子徑(D50
)6.5μm的氧化鎂(日本輕金屬(股)製造),實施例16是使用平均粒子徑(D50
)6.6μm的氮化鋁(古河電子(股)製造),比較例20以及比較例22,則使用平均粒子徑(D50
)4μm的氧化鋁(住友化學(股)製造)。
由表3之結果,本發明之實施例8~16之層積板,均具有優異的高熱導率,烤箱耐熱性以及PCT耐熱性。又,鑽孔磨損率也低,難燃性亦達到V-0。另一方面,由表4的結果,如比較例16以及比較例17的層積板,含有多三水鋁礦型氫氧化鋁的場合,耐熱性降低。又,僅含有滑石和氧化鋁的比較例18~20的層積板,難燃性是V-1。又,使用平均粒子徑4μm之氧化鋁取代實施例8的平均粒子徑0.76μm的氧化鋁的比較例22,鑽孔磨損率明顯提高。又,在對三水鋁礦型氫氧化鋁1體積部之滑石的配合比高如1.4之比較例23的層積板,鑽孔磨損性明顯提高。又,未含有三水鋁礦型氫氧化鋁之比較例24之層積板的鑽孔磨損率亦高,又,難燃性也是V-1。又,即使對三水鋁礦型氫氧化鋁體積部1之平均粒子徑0.76μm之氧化鋁的配合比高如1.1之比較例25的層積板,鑽孔磨損性明顯增加,且難燃性亦為V-1。
如以上說明,本發明之另一方面,是由不織布纖微基材含浸於熱硬化性樹脂組成物而得之芯材層,與分別積層於前述芯材層之兩表面的表材層積層一體化之層積板,前述熱硬化性樹脂組成物對熱硬化性樹脂100體積部含有無機填充材80~150體積部,前述無機充填材,包含(A)具有2~15μm之平均粒子徑(D50
)的三水鋁礦(gibbsite)型氫氧化鋁粒子,(B)至少1種擇自具有2~15μm之平均粒子徑(D50
)的勃姆石(Boehmite)粒子、以及具有2~15μm之平均粒子徑(D50
),且游離開始溫度400℃以上的含結晶水,或者未含有結晶水之無機粒子的無機成分,以及(C)具有1.5μm以下之平均粒子徑(D50
)的氧化鋁粒子,前述三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A)與至少1種擇自前述勃姆石粒子以及前述無機粒子之無機成分(B)與前述氧化鋁粒子(C)之配合比(體積比),為1:0.1~1:0.1~1。
如上述構造,可得到熱傳導性,耐熱性,鑽孔加工性,以及難燃性優良的層積板。因為高熱傳導性,在熱硬化性樹脂組成物配合一般的氧化鋁時鑽孔加工性明顯降低。因為氧化鋁高硬度。本發明,藉由以既定比例配合粒子徑極小的氧化鋁,在不降低鑽孔加工性的情況下耐熱性明顯提高。
又,鋁化合物如三水鋁礦型氫氧化鋁(Al(OH)3
或Al2
O3
‧3H2
O)是賦予熱傳導性,鑽孔加工性,以及難燃性平衡的成分。三水鋁礦型氫氧化鋁,因為具有放出約200~230℃的結晶水的潛在特性,因而賦予難燃性的效果特別高。因此,配合比例過多時,焊錫迴焊時會是產生氣泡等的原因。
再者,鋁系化合物之勃姆石(AlOOH),能給予層積體熱傳導性與耐熱性。勃姆石,因為具有放出約450~500℃的結晶水的潛在特性,比三水鋁礦型氫氧化鋁耐熱型更優。更能發揮在高溫時的難燃性。
又,游離開始溫度400℃以上的含結晶水,或者未含有結晶水之無機粒子,同樣地能給予層積體熱傳導性與耐熱性。藉由配合如此的無機粒子,可抑制電路基板之迴焊焊錫時產生氣泡。又,能使高溫時的耐燃性發揮。
本發明,藉由使用以上述既定比例配合具有既定之平均粒子徑(D50
)的三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A),與具有既定之平均粒子徑(D50
)的至少1種擇自勃姆石粒子、以及游離開始溫度400℃以上的含結晶水,或者未含有結晶水之無機粒子所組成之群組的無機成分(B),以及粒子徑小的氧化鋁粒子(C),製得用以製作具有優異熱傳導率,優良耐熱性,優良鑽孔加工性,以及難燃性兼具之層積板的熱硬化性樹脂組成物。
使用如此熱硬化性樹脂組成物而得之層積板,較佳是用於要求高放熱性之各種基板,特別是發熱量多的搭載複數個發光二極體的發光二極體搭載用基板。如上之層積板組成之印刷電路基板,在各種電子零件表面實裝的場合,即使在無鉛迴焊焊錫溫度260℃的程度,亦不會在金屬箔產生氣泡。
又,前述三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A),較佳是具有2~10μm之平均粒子徑(D50
)之第1三水鋁礦型氫氧化鋁,具有10~15μm之平均粒子徑(D50
)之第2三水鋁礦型氫氧化鋁之配合物。根據上述構造,藉由緊密填充無機填充材,可得到熱傳導性特別優良之層積板。
前述無機成分(B)之1種無機粒子,為至少1種擇自氧化鋁、氧化鎂、結晶性二氧化矽、氫氧化銨、氮化硼、氮化鋁、氮化矽、碳化矽、滑石、燒結高嶺土、以及黏土等所組成之群組。
又,較佳是將織纖維基材含浸於與上述記載之熱硬化性樹脂組成物相同成分以同樣的組成比率配合之熱硬化性樹脂組成物而得之表材層,分別層積於上述芯材層之兩表面而得層積一體化之層積板。根據上述構造,可得到優異熱傳導率,優良耐熱性,優良鑽孔加工性以及難燃性兼具的層積板。
由上述層積板製得之電路基板,耐熱性,難燃性,特別是鑽孔加工性均優異。因此,適用於搭載發光二極體般要求放熱性之電子零件的電路基板。
根據本發明可製得,熱傳導性,耐熱性,鑽孔加工性,以及難燃性均優異的層積板或電路基板。
1...芯材層
1a...不織纖維基材
2...表材層
2a...織纖維基材
2b...樹脂組成物
3...金屬箔
10...複合層積板
20...發光二極體背光裝置
21...印刷電路基板
22...發光二極體
23...發光二極體模組
第1圖係本發明之一實施型態的複合層積板的模式剖面圖。
第2圖係發光二極體背光體的模式構造圖。
1...芯材層
1a...不織纖維基材
2...表材層
2a...織纖維基材
2b...樹脂組成物
3...金屬箔
10...複合層積板
Claims (7)
- 一種層積板,由不織纖維基材含浸於熱硬化性樹脂組成物而得之芯材層,與分別積層於前述芯材層之兩表面的表材層層積一體化之層積板,其中前述熱硬化性樹脂組成物是對100體積部的熱硬化性樹脂含有無機填充材80~150體積部者,前述無機充填材,包含(A)具有2~15μm之平均粒子徑(D50 )的三水鋁礦型氫氧化鋁粒子,(B)至少1種擇自具有2~15μm之平均粒子徑(D50 )的勃姆石粒子、以及具有2~15μm之平均粒子徑(D50 ),且游離開始溫度400℃以上的含結晶水,或者未含有結晶水之無機粒子的無機成分,以及(C)1.5μm以下之平均粒子徑的氧化鋁粒子,前述三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A)與前述勃姆石粒子以及至少1種擇自前述無機粒子之無機成分(B)與前述鋁粒子(C)之配合比(體積比),為1:0.1~1:0.1~1。
- 如申請專利範圍第1項所述之層積板,其中前述三水鋁礦型氫氧化鋁(A)是具有2~10μm之平均粒子徑(D50 )之第1的三水鋁礦型氫氧化鋁,與具有10~15μm之平均粒子徑(D50 )之第2的三水鋁礦型氫氧化鋁的配合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之層積板,其中前述無機成分(B)的1種無機粒子為至少1種擇自氧化鋁、氧化鎂、結晶性二氧化矽、氫氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氮化矽、碳化矽、滑石、燒結高嶺土、以及黏土等所組成之群組。
- 如申請專利範圍第1項所述之層積板,其中前述表材層是含浸熱硬化性樹脂組成物的織纖維基材,前述熱硬化性樹脂組成物是對100體積部的熱硬化性樹脂含有無機填充材80~150體積部,前述無機填充材,具有擇自(A)具有2~15μm之平均粒子徑(D50 )的三水鋁礦型氫氧化鋁粒子,(B)至少1種擇自由具有2~15μm之平均粒子徑(D50 )的勃姆石粒子、以及具有2~15μm之平均粒子徑(D50 ),且游離開始溫度400℃以上的含結晶水,或者未含有結晶水之無機粒子所組成之群組的無機成分,以及(C)1.5μm以下之平均粒子徑的氧化鋁粒子,前述三水鋁礦型氫氧化鋁粒子(A)與至少1種擇自前述勃姆石粒子以及前述無機粒子之無機成分(B)與前述鋁粒子(C)之配合比(體積比),為1:0.1~1:0.1~1。
- 一種貼金屬箔層積板,在如申請專利範圍第1、2、3或4項所述之層積板的至少一表面上貼有金屬箔。
- 一種電路基板,在如申請專利範圍第5項所述之貼金屬箔層積板上形成電路而得。
- 一種搭載發光二極體之電路基板,由如申請專利範圍第6項所述之電路基板所組成。
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