金属底座电路基板及其制造方法与流程

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金属底座电路基板及其制造方法与流程

本发明涉及一种金属底座电路基板及其制造方法。



背景技术:

近年来电子技术的发展突出,电气电子设备的高性能化以及小型化正在急速发展。与此同时,电子元件以及/或者安装有电子元件的零件的发热量正在不断变大。在这种背景下,要求典型的搭载有mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管:metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor)以及igbt(绝缘栅双极型晶体管:insulated-gatebipolartransistor)等所谓的功率器件的金属底座电路基板具有充分的耐热性、优良的散热性和绝缘性。尤其今后,可以预想到由于sic(碳化硅)在设备上的使用,所以与现有的使用si(硅)的设备相比,工作温度会显著增加,并且要求更高的耐热性。另外,作用于锡焊连接部的热循环的应力会变大,确保耐久性、锡焊连接的可靠性会变得困难,上述锡焊连接部将功率器件与金属电路底座基板连接。

金属底座电路基板基本上具有在金属基板上依次层叠有绝缘层和电路图案的结构。绝缘层要求优异的电气绝缘性、散热性、耐热性、粘合性、抗裂性等,使用含有各种陶瓷、无机粉体的树脂绝缘层、含有玻璃纤维的树脂绝缘层以及耐热性树脂绝缘层等(例如,参照专利文献1、2)。

也开发了各种各样的多层金属底座电路基板。例如,在专利文献3中,作为分别覆盖多层电路基板所具有的两层金属基板的两层绝缘层,使用将含有氧化铝的环氧树脂硬化得到的厚度为50μm的绝缘层(专利文献3的权利要求书、段落0016、0018等)。另外,专利文献4中所公开的多层的金属电路基板具有两层由氧化铝、氧化钛等陶瓷形成的厚度为300μm以下的绝缘层(专利文献4的权利要求书、段落0012、0015等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2013-254919号公报

专利文献2:日本专利特开2003-23223号公报

专利文献3:日本专利特开2004-72003号公报

专利文献4:日本专利特开2013-254803号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

为了提高对于电子设备内产生的热量的散热特性,例如专利文献1~3那样,在构成金属底座电路基板的绝缘层中,掺入氧化铝、二氧化硅、氮化硼等高热传导性的无机填充材。为了进一步提高绝缘层的散热性,可以使绝缘层的厚度变薄并且多填充热传导性填充材来降低热阻,但是在作为电子设备的绝缘层使用的情况下,如果使绝缘层的膜厚变薄并且增加热传导性填充材的填充量,就容易形成漏电流通道,从而降低耐电压特性。因此,存在如果进行绝缘层的薄壁化,就会在短时间内发生绝缘破环的问题。另外,在专利文献4中公开了,使作为绝缘层的由氧化铝、氧化钛等构成的陶瓷层的厚度在300μm以下,但是由于陶瓷的脆性、热循环的应力引起的翘曲、裂纹问题,不容易使厚度在例如200μm以下,另外由于还需要有用于粘合金属层的粘合层,所以会变为多层。

本发明的技术问题是要解决上述问题点,提供一种即使绝缘层的膜厚变薄,也具有优良的耐电压性、高绝缘可靠性的金属底座电路基板及其制造方法。

解决技术问题所采用的技术手段

本发明例如如下所述。

[1]一种金属底座电路基板,包括:金属底座基板;第一电路图案;以及位于上述金属底座基板和第一电路图案之间的第一绝缘层,第一绝缘层覆盖第一电路图案中的与上述金属底座基板相对的下表面和第一电路图案的侧面中的至少与上述下表面邻接的区域。

[2]如[1]中记载的金属底座电路基板,第一绝缘层的厚度为30~200μm。

[3]如[1]或者[2]中记载的金属底座电路基板,第一电路图案的侧面被第一绝缘层覆盖的覆盖率为5~100%。

[4]如[1]~[3]中任一项记载的金属底座电路基板,第一绝缘层含有树脂和无机填充材。

[5]如[4]中记载的金属底座电路基板,作为上述树脂,第一绝缘层至少含有双酚e型氰酸酯树脂。

[6]如[5]中记载的金属底座电路基板,第一绝缘层中含有的上述双酚e型氰酸酯树脂的比例是以上述树脂的合计质量为基准的50质量%以上。

[7]如[4]~[6]中任一项记载的金属底座电路基板,第一绝缘层中含有的上述无机填充材的比例是以上述树脂的合计体积为基准的70体积%以下。

[8]如[1]~[7]中任一项记载的金属底座电路基板,在上述金属底座基板和第一绝缘层之间,具有形成于上述金属底座基板上的第二绝缘层以及形成于第二绝缘层上的第二电路图案。

[9]如[8]中记载的金属底座电路基板,第二绝缘层覆盖了第二电路图案中的与上述金属底座基板相对的下表面和第二电路图案的侧面中的至少与上述下表面邻接的区域。

[10]如[9]中记载的金属底座电路基板,第二绝缘层的厚度为30~200μm。

[11]如[9]或者[10]中记载的金属底座电路基板,第二电路图案的侧面被第二绝缘层覆盖的覆盖率为5~100%。

[12]如[8]-[12]中任一项记载的金属底座电路基板,第二绝缘层含有树脂和无机填充材。

[13]如[12]中记载的金属底座电路基板,第二绝缘层至少含有双酚e型氰酸酯树脂作为上述树脂。

[14]如[13]中记载的金属底座电路基板,第二绝缘层中含有的上述双酚e型氰酸酯树脂的比例是以上述树脂的合计质量为基准的50质量%以上。

[15]如[12]~[14]中任一项记载的金属底座电路基板,第二绝缘层中含有的上述无机填充材的比例是以上述树脂的合计体积为基准的70体积%以下。

[16]一种金属底座电路基板的制造方法,是[1]~[7]中任一项记载的金属底座电路基板的制造方法,

在该制造方法中,通过在未硬化的第一绝缘层上压接第一电路图案,从而利用未硬化的第一绝缘层覆盖第一电路图案中的与上述金属底座基板相对的下表面和第一电路图案的侧面中的至少与上述下表面邻接的区域,

此外,通过加热来对未硬化的绝缘层进行硬化。

[17]一种金属底座电路基板的制造方法,是[8]中记载的金属底座电路基板的制造方法,

在该制造方法中,通过在未硬化的第一绝缘层上压接第一电路图案,从而利用未硬化的第一绝缘层覆盖第一电路图案中的与上述金属底座基板相对的下表面和第一电路图案的侧面中的至少与上述下表面邻接的区域,

此外,通过加热来对未硬化的绝缘层进行硬化。

[18]一种金属底座电路基板的制造方法,是[9]~[15]中任一项记载的金属底座电路基板的制造方法,

在该制造方法中,通过在未硬化的第一绝缘层上压接第一电路图案,从而利用未硬化的第一绝缘层覆盖第一电路图案中的与上述金属底座基板相对的下表面和第一电路图案的侧面中的至少与上述下表面邻接的区域,

另外,通过在未硬化的第二绝缘层上压接第二电路图案,从而利用未硬化的第二绝缘层覆盖第二电路图案中的与上述金属底座基板相对的下表面和第二电路图案的侧面中的至少与上述下表面邻接的区域,

此外,通过加热来对未硬化的第一绝缘层和未硬化的第二绝缘层进行硬化。

发明效果

根据本发明,能提供一种即使绝缘层的膜厚变薄,也具有优良的耐电压特性、高绝缘可靠性的金属底座电路基板及其制造方法。

附图说明

图1是示意地表示本发明一方式的金属底座电路基板的剖视立体图。

图2是图1所示的金属底座电路基板的沿i-i线的剖视图。

图3是示意地表示本发明其它方式的金属底座电路基板的剖视立体图。

图4是图3所示的金属底座电路基板的沿ii-ii线的剖视图。

图5是示意地表示本发明其它方式的金属底座电路基板的剖视立体图。

图6是图5所示的金属底座电路基板的沿iii-iii线的剖视图。

图7是现有的金属底座电路基板的剖视图。

具体实施方式

本发明人等针对推进金属底座电路基板的绝缘层的薄壁化时绝缘层容易产生破坏的问题,进行如下所述的分析,并且完成了本发明。

金属底座电路基板的基本的剖面结构如图7所示。在上述金属底座电路基板中,如果对电路图案43施加电压,则在电路图案43与金属底座基板41之间形成的电场在电路图案43的端部(从绝缘层42立起的部分即虚线框b内)处会特别高,容易产生局部放电。一般,与绝缘层42的膜厚较厚的情况相比,如果绝缘层42的膜厚发生薄壁化,则在电路图案43和金属底座基板41之间形成的电场会比较大,所以绝缘层42的膜厚越薄,就越容易在电路图案43的端部发生局部放电。局部放电最终会使电路图案43和金属底座基板41之间短路,导致绝缘层破坏。

本发明的金属底座电路基板的最重要的特征在于,具有金属底座基板、第一电路图案及第一绝缘层,该第一绝缘层在上述金属底座基板和第一电路图案之间,并且覆盖第一电路图案中的与上述金属底座基板相对的下表面和第一电路图案的侧面中的至少与上述下表面邻接的区域(从第一绝缘层立起的部分)(以下,称作“第一电路图案的端面”等)。藉此,本发明采用金属底座电路基板的第一电路图案的下表面和第一电路图案的端面被第一绝缘层覆盖的结构,从而抑制第一电路图案的端部的局部放电的发生,并且消除金属底座电路基板的绝缘破坏的问题。在此,“第一电路图案的端部”是指,例如后述的图2中虚线框a所围住的第一电路图案的部位。

在本发明的金属底座电路基板中,第一电路图案的端部被第一绝缘层覆盖是经过例如以下工序形成的。即,本发明的金属底座电路基板的制造方法的第一特征在于,包括:在未硬化的第一绝缘层上压接第一电路图案,并且通过未硬化的第一绝缘层覆盖上述第一电路图案中的与上述金属底座基板相对的下表面和第一电路图案的侧面中的至少与上述下表面邻接的区域(端面)的步骤;以及通过加热使未硬化的绝缘层进行硬化的步骤。

以下,参照附图对本发明进行更详细的说明。

<第一实施方式>

采用图1和图2对本发明的金属底座电路基板的一方式进行说明。金属底座电路基板10包括金属底座基板11、第一绝缘层12和第一电路图案13,上述第一绝缘层12形成于金属底座基板11上,并且沿一个方向(y)延伸,上述第一电路图案13形成于第一绝缘层12上,并且沿一个方向(y)延伸。在此,第一绝缘层12作为第一电路图案13的粘接层,在第一电路图案13的下方沿着一个方向(y)延伸,但是并不限定于此,例如也可以覆盖金属底座基板11的一个面(xy方向)。另外,在图1和图2以及后述的图3~图6中,x和y方向是平行于金属底座基板11的主表面并且互相正交的方向,z方向是相对于x和y方向垂直的厚度方向。

金属底座电路基板10的第一电路图案13的端部(图2的虚线框a所围住的部分)被第一绝缘层12覆盖。即,金属底座电路基板10的第一电路图案13中的与金属底座基板11相对的下表面13和端面(从第一绝缘层12立起的部分)连续地被第一绝缘层12覆盖,上述端面是第一电路图案13的侧面13a中的至少与下表面13邻接的区域。在本发明中,如上所述覆盖第一电路图案13的端部的第一绝缘层12的形状形成为凸缘(fillet)形状。第一电路图案13的端部被凸缘形状的第一绝缘层12覆盖,从而即使在绝缘层12的膜厚h1被薄壁化的情况下,也能抑制电路图案13的端部的局部放电的发生,能确保高耐电压。

在金属底座电路基板10中,第一绝缘层12的膜厚h1(z方向)例如优选为200μm以下,较优选为30~200μm,更优选为30-150μm。在此,第一绝缘层12的膜厚h1是指,夹在第一电路图案13的下表面13b和金属底座基板11之间的第一绝缘层12的厚度。

在本发明的一方式中,第一电路图案13的侧面13a被第一绝缘层12覆盖的覆盖率例如优选为5~100%,较优选为25~100μm,更优选为50~100μm。

在此,覆盖率表示第一电路图案13的侧面13a上的被硬化后的第一绝缘层12覆盖的平均高度(z方向)除以电路图案13的平均厚度(z方向)所求出的值(%)。在此,第一电路图案13的侧面13a上的被第一绝缘层12覆盖的平均高度是通过断面的sem图像测定的,并且电路图案13的平均厚度是分别通过千分尺随机进行测定的五个点的平均值。另外,电路图案13的平均厚度是在进行压接之前,预先分别通过千分尺随机进行测定的五个点的平均值。

图1和图2所示的金属底座电路基板10能利用例如包含以下工序的制造方法进行制造。

首先,在第一电路图案13的一方的面上,配置未硬化的第一绝缘层12’(工序(a1))。

并不特别限定于上述方式。也可以是例如采用辊涂法、棒涂布法、丝网印刷法、分配器涂布法、模头涂覆法等众所周知的方法在预先加工为电路形状的第一电路图案13的一方的面上涂覆液态的绝缘组合物,从而将未硬化的第一绝缘层12’设置于第一电路图案上的方式(以下称为“方式1”)。

另外,作为其它的方式,也可以是在金属底座基板11上配置预先加工为电路形状的第一电路图案13,并且通过转送成形法、压热器法来附加压力从而使液态的绝缘组合物流入没有配置第一电路图案13的金属底座基板11上的间隙处,从而在金属底座基板11和第一电路图案13之间设置未硬化的第一绝缘层12’的方式(以下,称为“方式2”)。上述未硬化的第一绝缘层12’具有第一电路图案13和金属底座基板11的粘接剂的作用。

接着,对在工序(a1)中形成的未硬化的第一绝缘层12’和第一电路图案13进行压接(工序(a2))。

根据上述方式1,在第一电路图案13的一方的面上已经配置有未硬化的第一绝缘层12’的情况下,将包括有未硬化的第一绝缘层12’的第一电路图案13以使未硬化的第一绝缘层12’配置于中间的方式压接于金属底座基板11,这样,第一电路图案13的端部形成由未硬化的绝缘层带来的凸缘形状。

根据上述方式2,在金属底座基板11和第一电路图案13之间设置有未硬化的第一绝缘层12’的情况下,将第一电路图案13压接于金属底座基板11,这样,第一电路图案13的端部形成由未硬化的绝缘层带来的凸缘形状。

压接的程度优选使第一电路图案13的侧面13a被硬化后的第一绝缘层12覆盖的覆盖率处于上述范围内进行压接。

接着,对未硬化的第一绝缘层12’进行加热硬化(工序(a3))。藉此,得到第一电路图案13的端部被图1和图2所示的凸缘形状的第一绝缘层12覆盖的金属底座电路基板10。

加热硬化工序(a3)中也可以不进行加压。由于本发明的金属底座电路基板10通过第一电路图案13的端部被凸缘状的绝缘层12覆盖来抑制电路图案13的端部的局部放电的发生,所以,在加热硬化工序(a3)中不进行加压也能得到耐电压特性良好的金属底座电路基板。在加热硬化工序(a3)中不需要进行加热的情况下,由于不需要加热装置及其所需的辅助材料(缓冲材料等),所以从生产成本的角度也是有利的。

在本发明的金属底座电路基板10中,绝缘层12除了起到使第一电路图案13和金属底座基板11电绝缘的作用之外,还起到使它们互相粘在一起的粘接剂的作用。因此,一般使用树脂作为绝缘层12。另外,由于绝缘层12需要具有与电路图案13的高发热性相对应的高耐热性和将上述发热向金属底座基板11传导的高热传导性,所以绝缘层12优选还含有无机填充材。

作为绝缘层12的基质树脂,例如能将双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、三嗪型环氧树脂等环氧树脂,双酚e型氰酸酯树脂、双酚a型氰酸酯树脂、酚醛型氰酸酯树脂等氰酸酯树脂等,单独或者两种以上混合使用。

如上所述,第一电路图案的侧面的至少端面上通过第一绝缘层的覆盖是通过将第一电路图案压接于未硬化的第一绝缘层而形成的。另外,在未硬化的第一绝缘层的加热硬化工序中,不需要加压。因此,对于树脂要求具有如下性能:通过压接在第一电路图案的端部容易形成凸缘形状,并且在无加压的加热硬化中能达到无空隙粘接。

从这种观点出发,基质树脂优选满足常温下是液体、熔融粘度低、硬化速度不过快、这些条件中的至少一个的树脂。具体而言,树脂优选蒸气压低的树脂,例如优选25℃、1kpa下不会沸腾的液态树脂。另外,树脂优选粘度低的树脂,例如不含无机填充材等添加物的状态的粘度在25℃下为10pa·s以下是较为理想的,优选添加氧化铝、二氧化硅等无机填充材时为1~50pa·s的浆料。

另外,从耐热性的观点出发,基质树脂优选硬化后的玻璃化转移点(tg)高的材料,例如优选为175℃以上,较优选为200℃以上,更优选为250℃以上。tg的上限值并不特别限定,例如优选为400℃以下。在此,tg是利用动态粘弹性测定装置(dma)测定的tanδ的峰值。

作为基质树脂,具体来说,例如优选采用从双酚e型氰酸酯树脂、双酚a型氰酸酯树脂、酚醛型氰酸酯树脂等酸酯树脂中选择的至少一种,更优选是至少采用双酚e型氰酸酯树脂。

在本发明的方式中,绝缘层12至少含有双酚e型氰酸酯树脂,并且其含有率以绝缘层12含有的总计树脂作为基准,优选为50~100体积%,较优选为60~100体积%,更优选为70~100体积%。

如上所述,第一绝缘层12优选含有树脂和无机填充材。上述无机填充材优选电绝缘性良好并且热传导率高的材料,例如能列举出氧化铝、二氧化硅、氮化铝、氮化硼、氮化硅、氧化镁等,优选采用从上述中选择出的一种或者两种以上的材料。

第一绝缘层12的无机填充材的填充率能根据无机填充剂的种类适当设定。例如以绝缘层12中含有的基质树脂的整体体积作为基准,优选为70体积%以下,较优选为30~70体积%。

第一绝缘层12除了上述的基质树脂和无机填充材以外,也可以含有例如偶联剂、分散剂等。

金属底座基板11是由例如单体金属或者合金构成的。作为金属底座基板11的材料,能使用例如铝、铁、铜、铝合金或者不锈钢。金属底座基板11也可以含有碳等非金属。例如金属底座基板11也可以含有与碳复合化的铝。另外,金属底座基板11可以含有单层结构,也可以含有多层结构。

金属底座基板11具有高热传导率。典型的是,金属底座基板11具有60w·m-1·k-1以上的热传导率。

金属底座基板11可以具有挠性,也可以不具有挠性。金属底座基板11的厚度是在例如0.2~5mm的范围内。第一电路图案13是由例如单体金属或者合金构成的。作为第一电路图案13的材料,能使用例如铜或者铝。第一电路图案13的厚度是在例如10~500μm的范围。

<第二实施方式>

采用图3和图4对本发明的金属底座基板的其它的方式进行说明。金属底座电路基板20包括金属底座基板21、第二绝缘层24、第二电路图案25、第一绝缘层22和第一电路图案23,上述第二绝缘层24形成于金属底座基板21的形成电路面的一方的面上(xy方向),上述第二电路图案25形成于第二绝缘层24上,并且沿一个方向(y)延伸,上述第一绝缘层22形成于第二电路图案25上,并且沿一个方向(y)延伸,上述第一电路图案23形成于第一绝缘层22上,并且沿一个方向(y)延伸。在此,第一绝缘层22作为第一电路图案13的粘接层在第一电路图案13的下方沿着一个方向(y)延伸,但是并不限定于此,例如也可以覆盖第二电路图案25的一个面(xy方向)。

金属底座电路基板20的第一电路图案23的端部(图4的虚线框a所围住的部分)被第一绝缘层22覆盖。即,金属底座电路基板20的第一电路图案23中的与金属底座基板21相对的下表面23和端面(从第一绝缘层22立起的部分)连续地被第一绝缘层22覆盖,上述端面是第一电路图案23的侧面23a中的至少与下表面23b邻接的区域。第一电路图案23的端部被凸缘形状的第一绝缘层22覆盖,从而即使在第一绝缘层22的膜厚h2被薄壁化的情况下,也能抑制第一电路图案23的端部的局部放电的发生,能确保高耐电压。

在金属底座电路基板20中,第一绝缘层22的膜厚h2(z方向)的优选范围与上述金属底座电路基板10中的第一绝缘层12的膜厚h1(z方向)的优选范围相同。

另外,在金属底座电路基板20中,第一电路图案23的侧面23a被第一绝缘层22覆盖的覆盖率的优选范围与上述金属底座电路基板10中被第一绝缘层12覆盖的覆盖率的优选范围相同。

图3和图4所示的金属底座电路基板20例如能通过包含以下的工序(b1)、工序(b2)、工序(b3)以及工序(b4)的制造方法得到。

<工序(b1)>

制造由金属底座基板21、形成于金属底座基板21上的第二绝缘层24、和形成于第二绝缘层24上的第二电路图案25构成的单层的金属底座电路基板(工序(b1))。上述单层的金属底座电路基板能通过众所周知的方法进行制造。

例如,在金属底座基板21和第二电路图案25被图案化之前的金属箔中的至少一方上,利用例如辊涂法、棒涂布法或者丝网印刷法等众所周知的方法涂覆液态的绝缘组合物,从而形成未硬化的第二绝缘层24’。

接着,使金属底座基板21和上述金属箔以将未硬化的第二绝缘层24’夹住并且相对的方式重合,然后,利用加压加热处理使未硬化的第二绝缘层24’硬化。接着,将上述金属箔图案化来形成第二电路图案25,从而得到单层的金属底座电路基板。

在上述方式中,将液态的绝缘组合物涂布于金属底座基板21和金属箔中的至少一方,从而形成未硬化的第二绝缘层24’,但是在其它的方式中,也可以将液态的绝缘组合物涂布于pet膜等基材上并干燥,从而预先形成涂膜,然后将上述涂膜热转印于金属底座基板21和金属箔中的一方。

<工序(b2)>

在预先加工为电路形状的第一电路图案23的一方的面上,配置未硬化的第一绝缘层22’(工程(b2))。

并不特别限定于上述方法,能根据在上述金属底座电路基板10的制造方法中说明的方式1或者方式2进行实施。即,可以是在第一电路图案23的一方的面上,通过上述众所周知的方法涂布液态的绝缘组合物,从而将未硬化的第一绝缘层22’设置于第一电路图案23的一方的面上的方式(以下,称为“方式3”)。或者,可以是在通过上述工序(b1)得到的单层的金属底座电路基板的第二电路图案25上,配置第一电路图案23,并且通过转送成形法、压热器法来附加压力从而使液态的绝缘组合物流入没有配置第一电路图案23的第二电路图案25上的间隙处,藉此在第二电路图案25和第一电路图案23之间设置未硬化的第一绝缘层22’的方式(以下,称为“方式4”)。

<工序(b3)>

对在工序(b2)中形成的未硬化的第一绝缘层22’和第一电路图案23进行压接(工序(b3))。

根据上述方式3,在第一电路图案23的一方的面上已经配置有未硬化的第一绝缘层22’的情况下,将包括有未硬化的第一绝缘层22’的第一电路图案23以未硬化的第一绝缘层22’配置于中间的方式压接于第二电路图案25,并且在第一电路图案23的端部形成由未硬化的绝缘层带来的凸缘形状。

根据上述方式4,在第二电路图案25和第一电路图案23之间设置有未硬化的第一绝缘层22’的情况下,将第一电路图案23压接于第二电路图案25,并且在第一电路图案23的端部形成由未硬化的绝缘层带来的凸缘形状。

压接的程度优选使第一电路图案23的侧面23a被硬化后的第一绝缘层22覆盖的覆盖率处于上述范围内进行压接。

<工序(b4)>

接着,对未硬化的第一绝缘层22’进行加热硬化(工序(b4))。藉此,得到第一电路图案23的端部被图3和图4所示的凸缘形状的第一绝缘层22覆盖的金属底座电路基板20。另外,在加热工序(b4)中,也可以不进行加压。

在本发明的金属底座电路基板20中,第一绝缘层22和第二绝缘层24与上述金属底座电路基板10的第一绝缘层12相同,要求高绝缘性、高粘合性、高耐热性和高热传导性。因此,第一绝缘层22和第二绝缘层24一般含有树脂,优选还含有无机填充材。另外,第一绝缘层22和第二绝缘层24除了无机填充材和基质树脂以外,还可以含有偶联剂、分散剂等。

第一绝缘层22与金属底座电路基板10的第一绝缘层12相同,在未硬化状态下被压接于第一电路图案23,从而形成凸缘形状,并且将第一电路图案23的端部覆盖。因此,第一绝缘层22的优选方式与上述金属底座电路基板10的第一绝缘层12的优选方式相同。

另一方面,在第二绝缘层24中,作为基质的树脂只要是具有绝缘性,并且通过上述加热加压处理体现粘合性并且不会热分解的树脂即可,并不特别限定。例如能列举出聚酰胺亚胺、液晶聚酯、聚醚醚铜、聚砜、聚苯砜、聚醚砜、聚苯硫醚、环氧树脂、酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、苯并噁嗪树脂等,上述树脂能单独或者组合来进行使用。另外,作为能分散于上述基质树脂的无机填充材,能列举出与上述金属底座电路基板10的第一绝缘层12可能含有的上述无机填充材相同的具体例。另外,上述无机填充材的含有率是将基质树脂作为基准,例如优选为40~80体积%,较优选为50~80体积%。

另外,从确保绝缘性等的观点出发,第二绝缘层24的厚度优选为80μm以上,较优选为80~200μm。

在本发明的金属底座电路基板20中,金属底座基板21如上述金属底座电路基板10的金属底座基板11中的说明所述,第一电路图案23和第二电路图案25如金属底座电路基板10的第一电路图案13中的说明所述。

<第三实施方式>

用图5和图6对本发明的金属底座电路基板的另外其它的方式进行说明。金属底座电路基板30包括金属底座基板31、第二绝缘层34、第二电路图案35、第一绝缘层32和第一电路图案33,上述第二绝缘层34在金属底座基板31的成为电路面的一方的面上沿着一个方向(y)延伸,上述第二电路图案35形成于第二绝缘层34上,并且沿一个方向(y)延伸,上述第一绝缘层32形成于第二电路图案35上,并且沿一个方向(y)延伸,上述第一电路图案33形成于第一绝缘层32上,并且沿一个方向(y)延伸。在此,第一绝缘层32作为第一电路图案33的粘接层在第一电路图案33的下方沿着一个方向(y)延伸,但是并不限定于此,例如也可以覆盖第二电路图案35的一个面(xy方向)。同样地,第二绝缘层34也可以覆盖金属底座基板31的一个面(xy方面)。

金属底座电路基板30的第一电路图案33的端部(图6的虚线框a1所围住的部分)被第一绝缘层32覆盖。即,第一电路图案33中的与金属底座基板31相对的下表面33和端面(从第一绝缘层32立起的部分)连续地被第一绝缘层32覆盖,上述端面是第一电路图案33的侧面33a中的至少与下表面33b邻接的区域。

另外,金属底座电路基板30的第二电路图案35的端部(图6的虚线框a2所围住的部分)被第二绝缘层34覆盖。即,第二电路图案35中的与金属底座基板31相对的下表面35b和端面(从第二绝缘层34立起的部分)连续地被第二绝缘层34覆盖,上述端面是第二电路图案35的侧面35a中的至少与下表面35b邻接的区域。

这样,第一电路图案33的端部和第二电路图案35的端部分别被凸缘形状的第一绝缘层32和第二绝缘层34覆盖,从而即使在第一绝缘层32的膜厚h3和第二绝缘层34的膜厚h4被薄壁化的情况下,也能抑制第一电路图案33的端部和第二电路图案35的端部的局部放电的发生,并且能确保高耐电压性。

在金属底座电路基板30中,第一绝缘层32的膜厚h3(z方向)和第二绝缘层34的膜厚h4(z方向)的优选范围与上述金属底座电路基板10中的第一绝缘层12的膜厚h1(z方向)的优选范围相同。

另外,在金属底座电路基板30中,第一电路图案33的侧面33a被第一绝缘层32覆盖的覆盖率和第二电路图案35的侧面35a被第二绝缘层34覆盖的覆盖率的优选范围与上述金属底座电路基板10中被第一绝缘层12覆盖的覆盖率的优选范围相同。

图5和图6所示的金属底座电路基板30例如能通过包含以下的工序(c1-1)、工序(c1-2)、工序(c2-1)、工序(c2-2)以及工序(c3)的制造方法得到。

<工序(c1-1)>

在预先加工为电路形状的第一电路图案33的一方的面上配置未硬化的第一绝缘层32’(工序(c1-1))。并不特别限定于上述方法,能根据在上述金属底座电路基板10的制造方法中说明的方式1或者方式2实施。

<工序(c1-2)>

对在工序(c1-1)中形成的未硬化的第一绝缘层32’和第一电路图案33进行压接(工序(c1-2))。例如,利用根据在金属底座电路基板10的制造方法中说明的工序(a2)的方法,以将未硬化的第一绝缘层32’夹在中间的方式,对第一电路图案33和预先加工为电路形状的第二电路图案35进行压接,从而在第一电路图案33的端部形成由未硬化的绝缘层32’带来的凸缘形状。

<工序(c2-1)>

在预先加工为电路形状的第二电路图案35的一方的面上配置未硬化的第二绝缘层34’(工序(c2-1))。并不特别限定于上述方法,能根据在上述金属底座电路基板10的制造方法中说明的方式1或者方式2实施。

<工序(c2-2)>

对在工序(c2-1)中形成的未硬化的第一绝缘层34’和第二电路图案35进行压接(工序(c2-2))。例如,利用根据在金属底座电路基板10的制造方法中说明的工序(a2)的方法,以将未硬化的第一绝缘层34’夹在中间的方式,对第二电路图案35和金属底座基板31进行压接,从而在第二电路图案35的端部上形成由未硬化的绝缘层34’带来的凸缘形状。

通过上述工序(c1-1)和(c1-2)在第一电路图案33的端部形成由未硬化的绝缘层32’带来的凸缘形状的工序,和通过上述工序(c2-1)和(c2-2)在第二电路图案35的端部形成由未硬化的绝缘层34’带来的凸缘形状的工序中的任一个都可以先进行。

<工序(c3)>

利用加热使未硬化的两层绝缘层硬化(工序c3)。加热未硬化的第二绝缘层32’使其硬化的工序和加热未硬化的第二绝缘层34’使其硬化的工序可以同时进行,也可以分别进行,从加热过程保持恒定的观点出发,优选同时进行。

在加热硬化工序(c3)中,也可以不进行加压。由于本发明的金属底座电路基板30在第一电路图案33的端部和第二电路图案35的端部分别形成有凸缘状的绝缘层32和绝缘层34,来抑制第一电路图案33的端部和第二电路图案35的端部的局部放电的发生,因此,即使在加热硬化工序(c3)中不进行加压也能得到耐电压特性良好的金属底座电路基板。

在本发明的金属底座电路基板30中,第一绝缘层32和第二绝缘层34与金属底座电路基板10的第一绝缘层12相同,要求高绝缘性、高粘合性、高耐热性和高热传导性。因此,第一绝缘层22和第二绝缘层24一般含有树脂,优选还含有无机填充材。另外,第一绝缘层32和第二绝缘层34除了无机填充材和基质树脂以外,例如还可以含有耦合剂、分散剂等。

另外,第一绝缘层32和第二绝缘层34与金属底座电路基板10的第一绝缘层12相同,在未硬化状态下被压接从而形成为凸缘形状,并且分别覆盖第一电路图案33的端部和第二电路图案35的端部。另外,在未硬化的各绝缘层的加热硬化工序中,不需要加热。

因此,第一绝缘层32和第二绝缘层34中含有的树脂要求与金属底座电路基板10的第一绝缘层12中含有的树脂相同的性能,优选具体例也相同。

另外,关于第一绝缘层32和第二绝缘层34中能够含有的无机填充材的具体例及其填充率也与上述金属底座电路基板10的第一绝缘层12相同。

在本发明的金属底座电路基板30中,金属底座基板31如上述金属底座电路基板10的金属底座基板11中的说明所述,第一电路图案33和第二电路图案35如金属底座电路基板10的第一电路图案13中的说明所述。

实施例

以下,记载了本发明的实施例,本发明并不限定于下述实施例。

[绝缘性树脂组合物的调制]

添加球状二氧化硅,使其填充率相对于后述的表1所示的树脂的合计体积为60体积%,接着通过行星式搅拌器进行混合,从而完成树脂溶液的制作。将得到的树脂溶液在25℃、1kpa下进行减压脱泡,得到绝缘性树脂组合物。另外,表1所示的tg是根据以下所示的方法得到的各绝缘树脂组合物的玻璃化转移点。·tg的测定方法

用脱模处理后的厚度为2㎜的铜板将各绝缘树脂组合物夹住,并且使其在200℃下进行硬化,制作出厚度约为200μm的片材。将从上述片材切出3×50㎜的长条状试样用作dma测定用样品,由tanδ的峰值来求出tg。

[金属底座电路基板的制作]

在加工为任意的电路形状的厚度为1.0㎜的电路铜板的单面上,以压接硬化后的厚度为100μm的方式涂布上述调制出的绝缘性树脂组合物,从而形成未硬化状态的绝缘层。接着,以将未硬化状态的上述绝缘层夹于中间的方式,将其放到厚度为1.0㎜的底座铜板上,并完成压接。接着,用烤箱对压接有电路铜板的底座铜板进行加热从而使绝缘层硬化,藉此得到金属底座电路基板。

对于得到的各金属底座电路基板,根据以下所示的评价方法对耐电压、锡焊耐热性、以及吸湿锡焊耐热性进行评价。将结果与上述电路铜板的侧面被硬化后的绝缘层覆盖的覆盖率一同表示。

在此,覆盖率表示电路铜板的侧面被硬化后的绝缘层覆盖的平均高度除以电路铜板的平均厚度得到的值(%)。电路铜板的平均厚度是在压接前用千分尺随机测定的五个点的平均值。另外,电路铜板的侧面的被硬化后的绝缘层覆盖的平均高度是通过截面的sem图像随机测定的五个点的平均值,电路铜板的平均厚度是用千分尺随机测定的五个点的平均值。

[比较用金属底座电路基板的制作]

以加热加压后的厚度达到100μm的方式将各绝缘性树脂组合物涂布于铜板的单面,使其半硬化至流动性丧失的程度,从而制作出附带预浸件的铜板。以将半硬化状态的上述绝缘层夹于中间的方式,将从上述附带预浸件的铜板加工为任意的电路形状的厚度为1.0㎜的电路铜板放于厚度为1.0㎜的底座铜板上,并进行加热加压来接合,从而得到覆盖率为0%的比较用金属电路底座基板。

<评价方法>

[耐电压]

采用三菱电线工业株式会社制的b010,试验电压从0.5kv开始,每次清除并且每次增加0.5kv,取绝缘破坏时的电压作为耐电压(绝缘破坏电压)(bdv)。测定条件为达到试验电压的升压时间25秒、保持时间5秒、降压时间15秒。其结果示于表2。

[锡焊耐热性]

锡焊耐热性是设定将电子零件安装于电路基板时的回流处理的试验,使金属底座电路基板在280℃的焊浴中漂浮五分钟,之后遵循耐电压的上述测定条件测定bdv。当bdv低于2kv时设为×,当bdv大于等于2kv小于3.0kv时设为△,当bdv大于等于3.0kv时设为○。其结果示于表2。表2中示出结果。

[吸湿锡焊耐热性]

吸湿锡焊耐热性是设定将电子零件安装于电路基板时的回流处理的试验,在40℃、湿度98%的条件下对金属底座电路基板进行吸湿3小时。接着,使金属底座电路基板在280℃的焊浴中漂浮五分钟,之后遵循耐电压的上述测定条件测定bdv。当bdv低于2kv时设为×,当bdv大于等于2kv小于3.0kv时设为△,当bdv大于等于3.0kv时设为○。其结果示于表2。表2中示出结果。

[表1]

表1

[表2]

表2

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