专利名称：导热性基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及用树脂与无机填料的混合物提高散热性的电路基板，具体地说，涉及用于安装大功率电子线路的高散热性基板(即，导热性基板)。更具体地说，本发明涉及导热性基板和用于其制造的具有导热性树脂片状部件的引线框和它们的制造方法。
背景技术：
近年来，随着对电子设备的高性能化和小型化要求，必然要求半导体元件高密度化和高性能化。由此，也要求安装这些元件的电路基板也小型化和高密度化。其结果，在设计中，很重要的是，必须考虑到电路基板的散热。
作为改善电路基板散热性的技术，已知的有金属基体基板。它是相对于以往的玻璃、环氧树脂制成的印刷基板，使用铝等金属板，在该金属板的一个表面夹着绝缘物形成电路图案。当需要更好的导热性时，使用在氧化铝、氮化铝等陶瓷基板上直接粘合了铜板的基板。
用于较小功率场合时，一般使用金属基体基板，但为了改善导热性，绝缘物一定要薄，这样，就出现在金属基体基板之间会受到噪声影响以及绝缘强度的问题。此外，陶瓷基板的成本高。
由于上述金属基体基板和陶瓷基板在性能和成本方面难以兼顾，为此，有一个技术方案，就是将在热塑性树脂中填充了导热性填料的组合物与作为电极的引线框形成一体的、通过注射成形而制成的导热组件(例如，日本特许公开公报1997年第298344号和第321395号)。
该注射成形的导热组件与陶瓷基板相比，机械强度优异，但另一方面，由于难以高浓度地充填赋予热塑性树脂以散热性的无机填料，因此，散热性差。这是因为将热塑性树脂高温熔融、与填料混揉时，若填料量多，则熔融粘度急剧升高，不仅不能混揉，而且，不能注射成形。此外，充填的填料起研磨剂的作用，将成形金属模磨损，难以多次成形。这样，就存在下述问题充填的填料量有上限，与陶瓷基板的导热相比，只能得到低性能。
为解决这些问题，日本特许公开公报1998年第173097号公开了一种引线框和金属散热板对向配置的导热性基板及其制造方法，该导热性基板的特征在于，将在半固化状态下具有挠性的热固性树脂与用于改善导热性的无机填料的混合物(也称“热固性树脂混合物”)制成片材，制造充填有高浓度无机填料的导热性树脂片状部件，并将作为电极的引线框和金属散热板夹着上述片状部件层叠、加热加压，由此将导热性树脂片状部件充填至引线框表面并使热固性树脂固化，这样，使引线框、导热性树脂片状部件和金属散热板一体化。该特许公开公报所描述的内容引入本说明书并构成本说明书的一部分。
发明内容
用上述方法制造导热性基板时，若不对制造条件作适当选择，则加热加压时，有时在金属散热板外露面的周围、引线框外露面周围会有热固性树脂混合物溢出，溢出物固化，产生树脂溢料和表面污染。上述树脂溢料和表面污染在将部件安装在导热性基板上时会引起焊接不良，也会使导热性基板的外观不佳，因此，另需除去这些溢出物的工序。
用上述方法制造导热性树脂片状部件时，热固性树脂混合物自身会有差异，且工序上也会有种种变动，因此，稳定地制造具有规定厚度(从而具有规定体积)的导热性树脂片状部件并非易事。
尤其当导热性树脂片状部件过厚(从而过大)时，在引线框外露面周围溢出的热固性树脂混合物增多，其结果，引线框外露面的树脂溢料和污染增加。此外，若导热性树脂片状部件的大小变动，则最终制得的导热性基板的厚度也会变动，这样，有时就不能稳定地供给基板。即，为了稳定地制造导热性基板，必须稳定地制造合适的导热性树脂片状部件。
另一方面，用上述方法制造导热性基板时，由在半固化状态下具有挠性的热固性树脂形成的导热性树脂片状部件，其机械强度未必充分，因此，存在着不易处理的问题。此外，在制造导热性基板之前保存导热性树脂片状部件时，考虑到其长期保存稳定性，需要有较长的胶化时间，例如，4分钟以上。然而，在将上述导热性树脂片状部件固化、使其与引线框形成一体时，存在着不仅会出现上述树脂溢料，而且，固化时间长，使得一体化工序的生产周期变长的问题。
本发明者发现，将所含热固性树脂呈半固化状态的导热性树脂片状部件与引线框预先一体化、用引线框补强导热性树脂片状部件，则不仅可提高导热性树脂片状部件的可处理性，而且通过将与引线框一体化的导热性树脂片状部件与金属散热板重叠、加热加压，可在上述各种问题中的至少一个较以往有所改善的状态下制造导热性基板。
因此，本发明的第1个方面是，提供一种带导热性树脂片状部件的引线框，它具有导热性树脂片状部件，引线框在其上面，与其形成一体，其中，导热性树脂片状部件由无机填料70-95重量份和含热固性树脂的热固性树脂组合物5-30重量份组成的热固性树脂混合物形成，热固性树脂呈半固化状态。
当热固性树脂混合物中的无机填料的量低于上述范围时，用带导热性树脂片状部件的引线框制造的基板的散热性可能会不足，而若高于上述范围，则导热性树脂片状部件的粘合性可能下降，不能制造优良的基板。从进一步提高导热性树脂片状部件的导热性和粘合性等的角度考虑，无机填料与热固性树脂组合物之混合重量比最好为85～95∶15～5。
在上述带导热性树脂片状部件的引线框中，由于导热性树脂片状部件与引线框形成一体，因此，导热性树脂片状部件得到补强，其结果，不易出现裂痕、破碎等破损，可处理性提高。在本说明书中，“一体化”一词是使用热固性树脂制造导热性基板的领域的技术人员容易理解的术语，它是指根据导热性树脂片状部件固有的性质(尤其是在加热(包括使其固化而进行的加热和在不使其固化的状态下进行的加热)和/或加压(或挤压)时的性质，此外，视需要，其后冷却时的性质)，导热性树脂片状部件与其它元素(例如引线框、后述的金属散热板等)成为粘合状态(特别是对于制造的导热性基板的使用而言，必须是充分的粘合状态)。
在本发明的带导热性树脂片状部件的引线框中，导热性树脂片状部件由热固性树脂混合物形成，具有电绝缘性，可起绝缘层的功能。该热固性树脂混合物由热固性树脂组合物和无机填料构成，视需要，可含有用于调节混合物粘度的溶剂(或稀释剂或分散剂)。热固性树脂组合物的主要成分是热固性树脂。
在电子基板中，上述热固性树脂尤以通常用于其电绝缘用途的热固性树脂为佳，更好地为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和液状酚醛树脂中的至少一种，也可以是它们的任意组合。这些树脂在电性能(尤其是电绝缘性)、机械性能(尤其是机械强度)等方面优异，因此，尤其适合用于这些用途。
热固性树脂组合物还可含有其它成分。所述其它成分以固化剂和/或固化促进剂为佳。固化剂例如可以是双酚A型酚醛清漆树脂，固化促进剂例如可以是咪唑。此外，热固性树脂组合物视需要，还可含有偶联剂、分散剂、着色剂、脱模剂等添加剂。对这些添加剂无特别限定，可适当选择。偶联剂例如可以是环氧硅烷类偶联剂、氨基硅烷类偶联剂、钛酸盐类偶联剂等。分散剂例如可以是磷酸酯等。着色剂例如可以是炭黑、氧化铬等，脱模剂例如可以是硅树脂等。
对于热固性树脂混合物(即，热固性树脂组合物+无机填料+溶剂(需要的情况下))中所含的无机填料无特别限定，只要能赋予所得导热性树脂片状部件以导热性即可，但以选自氧化铝、氧化镁、氮化硼和氮化铝中的至少一种为佳，也可以是它们的任意组合。因为这些填料具有特别优异的导热性，可制造高散热性的基板。尤其在使用氧化铝时，更容易与热固性树脂组合物混合。此外，使用氮化铝时，最终得到的导热性基板的散热性特别高，因此，非常适宜。对填料的形态无特别限定，例如，可以是粉末状、粒状和/或纤维状的。当无机填料为粉末或粒状形态时，其粒径宜为0.1-100μm。当粒径过大或过小时，无机填料的掺和性有时会不充分。
在本发明的带导热性树脂片状部件的引线框中，导热性树脂片状部件中所含的热固性树脂呈半固化状态或部分固化状态。该状态亦即所谓的B阶段状态。在本发明的引线框中，该半固化状态以导热性树脂片状部件于155℃的胶化时间在20-120秒钟的范围内为佳。上述胶化时间更好地为40-100秒钟，最好为50-90秒钟。若胶化时间过短，则后面在为了与金属散热板一体化而加热加压的工序中，有时不能与金属散热板充分粘合。而若胶化时间过长，则制造与金属散热板一体化的导热性基板的生产周期变长，而且，热固性树脂混合物有时会在导热性基板外露表面的周围部分、引线框外露表面的周围部分溢出、固化，出现树脂溢料、表面污染等。
在本说明书中，导热性树脂片状部件的胶化时间是指含有半固化状态的热固性树脂的导热性树脂片状部件(通常通过加热而)在规定温度急剧失去流动性、变成固化状态所需的时间，用在某一特定温度(在本说明书中使用155℃)的时间测定。
具体地说，本说明书中使用的胶化时间是指用下述方法测得的值从半固化状态的导热性树脂片状部件中切取直径25mm的小片作为样品(通常约8g)。该样品也可从与引线框一体化的导热性树脂片状部件中采取。因为与引线框形成一体时，热固性树脂不会固化。然后，用Curastometer((株)JSR产品，Vps型)将上下二块热板在155℃加热，夹入样品，让样品以正弦波振动，测定由此产生的扭矩。随着导热性树脂片状部件中所含的热固性树脂的固化的进行，所测得的扭矩增加，将所测得的扭矩超过0.1kgf/cm2所需的时间(从夹入样品起的时间)作为在155℃的胶化时间。上述胶化时间测定方法的原理是周知的。
在本发明的带导热性树脂片状部件的引线框中，导热性树脂片状部件的粘度较好地为102-105Pa·s，更好地为103-105Pa·s。若粘度在102Pa·s以下，则有时制造导热性基板时的变形量过大，难以充分抑制引线框外露表面的树脂溢料和表面污染，而若在105Pa·s以上，则有时导热性树脂片状部件的挠性不足，导热性基板的制造变得困难。
用下述测定方法得到导热性树脂片状部件的粘度测定使用粘弹性测定装置(锥板式动态弹粘性测定装置MR-500，Rheology株式会社产品)。将片状物加工成规定尺寸，将其夹在锥径17.97mm、锥角1.15deg的圆锥与平板之间，使样品在扭转方向作正弦波振动，计算由此产生的扭矩的相位差，算出粘度。对于本发明的导热性树脂片状部件，用1Hz的正弦波，在变形量0.1deg、负荷500g的条件下求出在25℃的值。
在本发明的带导热性树脂片状部件的引线框中，由于在热固性树脂为半固化的状态下导热性树脂片状部件与引线框形成为一体，因此，制造导热性基板时，与使用未固化的热固性树脂将引线框和金属散热板与其形成一体的情况相比，制造周期变短。而且，如后所述，由于是在固化基本上不进行的条件下使含有半固化状态的导热性树脂片状部件与引线框形成一体，因此，所形成的引线框的外露表面不会出现树脂溢料、污染等。
在本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的一个实施方式中，引线框的一部分与导热性树脂片状部件形成一体。例如，在引线框周边部分的下方没有导热性树脂片状部件，从而，引线框除了周边部之外的部分与导热性树脂片状部件形成一体。在该例中，引线框最好通过与其外框部连接的共用端子(最好是从导热性树脂片状部件向其外侧延伸的共用端子)使引线框的其它所有端子与外框部分电连接。由此，可防止引线框的任何一个端子从带导热性树脂片状部件的引线框脱落，提高带导热性树脂片状部件的引线框的可处理性。
在本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的一个较佳实施方式中，引线框的一部分与导热性树脂片状部件形成一体，而且，与形成一体的引线框电独立的至少一个配线图或端子同导热性树脂片状部件形成一体(存在于与引线框的同一侧)。由此，独立存在的配线图或端子虽然与引线框电独立，但由于在导热性树脂片状部件上以孤立的岛状保持，因此，独立的配线图或端子不会从带导热性树脂片状部件的引线框脱落，带导热性树脂片状部件的引线框的可处理性得到提高。
上述带导热性树脂片状部件的引线框如下面详细说明的，用以下方法制得将所含热固性树脂呈半固化状态的导热性树脂片状部件和引线框重合，视需要进行加热，在导热性树脂片状部件的热固性树脂不会固化(因而，固化不会进行)的温度下加压(或挤压)，使两者形成一体。这样的引线框，其导热性树脂片状部件和引线框最好形成呈一个平面的表面，即，配线图形成于引线框，这样，引线框具有至少一个贯通开口部。该贯通开口部最好被导热性树脂片状部件充填至引线框外露表面的程度。
所用的引线框只要是通常用于电子线路基板的即可，无特别限定。引线框的材料宜导电性好、易加工，例如，可以是铜、铁、镍、铝、银或以这些金属为主要成分的各种合金。配线图形成于引线框，配线图的加工方法可以是例如公知的化学浸蚀法、金属模冲压法、冲孔法。为了防止引线框表面氧化和提高焊料可沾性，可进行电镀。电镀的化学种例如可以是锡、镍、铅、银、金、钯、铬或以这些金属为主要成分的合金。此外，为了提高引线框与导热性树脂片状部件的粘合性，最好将其粘合面糙化。对糙化方法无特别限定，例如可以是喷砂法、研磨法、化学浸蚀法等。
如上所述，若在导热性树脂片状部件所含热固性树脂的固化基本上不进行的条件(尤其是温度)下实施将热固性树脂呈半固化状态的导热性树脂片状部件与引线框形成一体的工序，则可抑制热固性树脂混合物在引线框外露表面溢出。所得到的带导热性树脂片状部件的引线框其后可视需要进行冷却(例如，冷却至室温)，也可在该状态下进行保存。
此外，在上述与引线框形成一体的导热性树脂片状部件上放上金属散热板，加热，使树脂固化，然后加热加压，制造导热性基板时，可抑制热固性树脂混合物在引线框和金属散热板外露表面溢出，并可防止外露表面的污染和出现树脂溢料。
因此，本发明的第2个方面是，提供一种引线框的制造方法，所述导热性树脂片状部件由含有热固性树脂的热固性树脂组合物和无机填料的热固性树脂混合物形成且热固性树脂为半固化状态，引线框位于该导热性树脂片状部件之上并与之形成一体，本发明的方法包括以下工序(a)由含有热固性树脂的热固性树脂组合物及无机填料组成的热固性树脂混合物得到导热性树脂片状部件的工序、(b)将导热性树脂片状部件热处理、使其具有规定的胶化时间的工序、(c)在导热性树脂片状部件之上配置引线框、在热固性树脂不进行固化的温度下将这两者对向挤压，使它们形成一体的工序。
在本发明的各种方法中，关于本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的上述说明(例如，关于热固性树脂、无机填料、胶化时间、引线框等的详细说明)和后面的说明若无特别不合适之处，则同样适合于下面说明的本发明的各种方法。
在本发明的引线框的制造方法中，工序(a)通过以下步骤进行将热固性树脂、无机填料和需要时的其它一种或多种成分掺和，再加入溶剂(例如，丁酮、甲苯、异丙醇等)，得到调整了粘度的热固性树脂混合物，将所得热固性树脂混合物涂布在基材上，干燥，除去溶剂，得到片状物。只要能得到片状物，热固性树脂混合物也可用其它方法(例如，挤出法)处理。该工序最好在构成片状部件的热固性树脂不会进行固化的条件下实施。此时，由于导热性树脂片状部件可保持较长的胶化时间，因此，可长期稳定地保存导热性树脂片状部件。然而，在另一实施方式中，只要能达到在工序(b)中进行调整的胶化时间，则在工序(a)中，热固性树脂进行固化也可。例如，即使在固化进行的温度实施工序(a)，当实施所需时间短时，可达到在工序(b)中调整的胶化时间。由于对热固性树脂固化的控制通常以控制温度的方式进行，因此，在工序(a)中固化进行与否取决于得到片状部件时热固性树脂组合物和无机填料所处热条件(即，温度条件)。固化进行的温度视所使用的热固性树脂而异，但一般在90℃以下、较好地在85℃以下、更好地在80℃以下的温度实施工序(a)。
对配制热固性树脂混合物的方法无特别限定，只要能将各成分充分混合即可。例如，可采用用球磨机混合、用搅拌机混合、用行星式混合机混合的方法等。此外，对热固性树脂混合物的涂布方法(即，造膜方法)无特别限定，例如，可采用刮板法、涂敷法、挤出法等。尤其在用溶剂配制热固性树脂混合物进行涂布时，优选刮板法，因为其造膜容易。
上述涂布(或造膜)也可在脱模膜上进行，此时，可提高导热性树脂片状部件在保存时的可处理性。对脱模膜无特别限定，例如可使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜、PPS(聚苯硫)膜等。此外，最好用脱模剂(例如，硅酮)对膜表面进行脱模处理。
关于工序(a)的细节，可参照前面引述的日本特许公开公报1998年第173097号和与其对应的美国专利No.6,060,150。这里，通过引用这些文献，将关于工序(a)的这些专利文献中所记载的内容作为本说明书的一部分。
在本发明的引线框的制造方法中，在工序(b)中，对在工序(a)中得到的导热性树脂片状部件进行热处理。热处理的导热性树脂片状部件可以是在工序(a)之后冷却并视需要进行了保存的部件，也可以是刚在工序(a)中得到的部件(因此，有时会是温热的)。工序(b)中的热处理是一种将导热性树脂片状部件置于规定的时间和温度条件下(例如，配置在规定温度的气氛中)的处理，以使其胶化时间达到规定的范围内。通常，所需温度越高，则所需时间越短。在工序(b)中，热固性树脂的固化部分进行，达到所需胶化时间。通常，热处理在80-140℃、较好地在85-130℃、更好地在90-125℃进行。热处理所需温度和时间可由本领域的技术人员根据所用热固性树脂，通过测定在各种温度和时间下进行热处理而得到的导热性树脂片状部件的胶化时间而适当选择产生规定胶化时间所需的时间和温度，即，可根据尝试法进行选择。如上所述，所需胶化时间在155℃一般为20-120秒钟。在工序(b)中加热规定时间后，将导热性树脂片状部件冷却至固化基本上不进行的温度(例如，在80℃以下，最好在50℃以下，例如，冷却至室温)。然后，视需要进行保存后，实施工序(c)。
在本发明的引线框的制造方法中，在工序(c)，将具有规定胶化时间的导热性树脂片状部件和引线框在导热性树脂片状部件的热固性树脂基本上不进行固化的条件下加压(即，将它们对向挤压)，使导热性树脂片状部件和引线框形成一体。加压时，在导热性树脂片状部件的温度通常不那么高(例如为室温)、没有足够的粘合性的情况下，则通过将导热性树脂片状部件加热而赋予其粘合性，或在将引线框配置在导热性树脂片状部件上的状态下加热而赋予导热性树脂片状部件以粘合性，使其与引线框形成一体。另一方面，加压时，在导热性树脂片状部件已有一体化所需的足够粘合性的情况下，例如，在由于工序(b)刚结束、导热性树脂片状部件的温度较高的情况下，没有必要加热。在工序(c)中，需要留意不使热固性树脂的固化进行。固化进行与否，可容易地通过测定工序(c)后的导热性树脂片状部件的胶化时间、与经工序(b)调整的胶化时间进行比较而加以判断。在判断为固化在进行的情况下，只要降低实施工序(c)的温度即可。在本发明的引线框的制造方法中，工序(c)的挤压条件是，温度一般为30-90℃，较好地为40-80℃，更好地为50-70℃，例如在65℃，压力一般为1-20MPa，较好地为3-15MPa，更好地为6-12MPa，例如为10MPa，挤压时间一般为10-200秒钟，更好地为30-100秒钟，更好地为40-80秒钟，例如为60秒钟。
实施工序(c)，最好使引线框如上所述具有至少一个贯通开口部，导热性树脂片状部件充填至引线框的外露表面。由此，充填引线框的外露表面和贯通开口部的导热性树脂片状部件形成基本上呈一个平面的表面，即，单一表面。
在本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的制造方法的一个较佳实施方式中，最好在工序(b)与(c)之间有一个将导热性树脂片状部件制成规定形状的工序。该规定形状可由本领域的技术人员根据最终得到的导热性基板的用途而适当选择。具体地说，可将所得导热性树脂片状部件切成规定形状。在另一方法中，可用与规定形状对应的模将导热性树脂片状部件冲切成规定形状。用这样的方法加工成规定形状，可控制形成的导热性树脂片状部件的重量。
在上述较佳实施方式中，将导热性树脂片状部件加工成规定形状的工序包括以下步骤用一组板夹住导热性树脂片状部件，将这些板相互靠近至规定板间距离，对导热性树脂片状部件加压，由此得到具有与板间距离对应厚度的导热性树脂片状部件，然后，加工成规定形状。经上述加工后，导热性树脂片状部件的厚度变得均匀，导热性树脂片状部件的单位面积的量(体积或重量)保持一定。其结果，通过将导热性树脂片状部件加工(例如，裁切)成规定形状，可控制构成每片加工后的导热性树脂片状部件的导热性树脂混合物(即，热固性树脂组合物和无机填料的混合物)的量。其结果，可使在下面的工序与引线框形成一体的导热性树脂片状部件的体积保持一定。
在上述本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的制造方法的另一较佳实施方式中，在工序(c)之后，削去与导热性树脂片状部件形成一体的引线框的一部分。引线框中削去的部分最好为在工序(c)之后与导热性树脂片状部件形成一体的部分。通过削去该部分，可使与导热性树脂片状部件形成一体的引线框的部分成为与其它部分电独立的配线图或端子。在这种情况下，由于电独立的配线图或端子由导热性树脂片状部件保持，因此，电独立而存在的配线图或端子不会脱落，可形成将剩余的其它部分作为引线框的带导热性树脂片状部件的引线框。
在本发明的上述第2个方面的带导热性树脂片状部件的引线框的制造方法的一个实施方式中，在工序(c)中，将导热性树脂片状部件和引线框夹在2块板之间，将它们相互靠近，使其达到规定距离，由此，将导热性树脂片状部件与引线框对向挤压，得到与引线框形成一体的规定厚度的导热性树脂片状部件，然后，还有工序(d)，即，将与引线框形成一体的导热性树脂片状部件加工成规定形状。在该实施方式中，可同时进行导热性树脂片状部件厚度的调整和与引线框的一体化，因此是高效率的。
用上述带导热性树脂片状部件的引线框的制造方法制得的引线框与金属散热板组合，可用于制造导热性基板。因此，本发明的第3个方面是，提供一种具有导热性树脂片状部件、引线框和金属散热板的导热性基板的制造方法，它包括以下工序(1)在用本发明的第2个方面的引线框的制造方法制得的带导热性树脂片状部件的引线框上配置金属散热板，使引线框和金属散热板夹着导热性树脂片状部件对向；(2)在热固性树脂进行固化的温度以上的温度将带导热性树脂片状部件的引线框和金属散热板热处理规定时间，但不将它们对向挤压；(3)然后，在继续进行热处理的同时，以规定的压力将引线框和金属散热板对向挤压，使热固性树脂进一步固化，并使金属散热板和带导热性树脂片状部件的引线框形成一体。
在该导热性基板的制造方法中，在制造带导热性树脂片状部件的引线框之际，若先在工序(a)中制造二个以上(最好是多个)导热性树脂片状部件，在工序(b)中将它们一起热处理、调整好胶化时间，则对于所有的引线框来说，由于导热性树脂片状部件中所含热固性树脂已经固化，因此，可缩短制造导热性基板时所需固化时间，即，可缩短工序(1)～(3)所需时间。此外，引线框与导热性树脂片状部件的一体化由于抑制了上述树脂溢料和污染的发生而已经实施，因此，制造导热性基板时使用的引线框上的树脂溢料和污染的存在得以抑制。由于将和这样的导热性树脂片状部件一体化的引线框与金属散热板形成一体，因此，可抑制最终得到的导热性基板的引线框外露表面上存在的树脂溢料和污染。尤其是在与金属散热板形成一体的初期阶段，在与导热性树脂片状部件一体化的引线框上重叠金属板，仅加热，预先使热固性树脂固化后，在将它们相互挤压的情况下，即，实施工序(2)，然后实施工序(3)的情况下，可进一步抑制引线框和金属散热板的外露表面的树脂溢料和污染的存在。
在本发明的热塑性基板的制造方法中，在工序(1)中，将金属散热板配置在由上述带导热性树脂片状部件的引线框的制造方法制得的引线框的导热性树脂片状部件上，使引线框和金属散热板相互对向。所用的金属散热板只要是导热率高的平坦的板即可。例如，可使用铝板、铜板等。此外，与引线框同样，最好将散热板的与导热性树脂片状部件的接合面糙化，糙化方法可与引线框的相同。另外，若具有同等功能，也可使用非金属的散热板。此外，引线框的与接合面相反侧的主平面可以是非平坦形态的(例如，表面可以是波形状的、鳍状的)，它们可以是用作散热片的部件。
在本发明的导热性基板的制造方法中，在工序(2)中，在将金属散热板重叠在导热性树脂片状部件上的状态下，或者在将导热性树脂片状部件重叠在金属散热板上的状态下，在热固性树脂进行固化的温度下进行规定时间的热处理。在本说明书中，“热处理”一词是指将对象物在规定温度维持规定时间，必要时加热，以维持这样的温度(在这个意义上，热处理也称加热(处理))。通常，使对象物在规定温度的气氛中存在的时间与热处理所需时间和温度对应。在该热处理中，不将金属散热板和引线框对向作积极挤压。但这并不意味着连不可避免的作用力也排除，例如，并不排除由金属散热板、引线框、导热性树脂片状部件等自重产生的压力。固化进行的温度只要不低于调整胶化时间时的温度即可。通常，为厂商就所用的热固性树脂所推荐的固化温度，也可以比该温度高。尤以高于热固性树脂固化温度的温度为佳，该固化温度通常理解为对热固性树脂进行热分析时得到的峰值温度。工序(2)一般在100-230℃、最好在140-180℃进行。此外，所定热处理时间一般在1分钟以内，较好地在30秒钟以内，例如，15秒钟左右。
显然，所需热处理时间和固化进行的温度(以及热处理温度)可根据所用的热固性树脂作适当选择，但该选择需要做到避免以下情况出现固化过度进行、导热性树脂片状部件的粘合力急剧下降、在实施后面的工序(3)后得到的导热性基材的一体性不足或固化未充分进行、导热性树脂片状部件的粘度较小、在实施后面的工序(3)后得到的导热性基材的金属散热板和引线框的外露表面出现过度的树脂溢料和污染等。这样的热处理温度和热处理例如与前面选择产生规定胶化时间所需时间和温度的情况同样，可根据尝试法进行选择。
在本发明的导热性基板的制造方法中，在工序(3)中，在工序(2)之后，继续进行热处理，在固化进行的温度(视需要，该温度可以高于或低于工序(2)的温度)将金属散热板和引线框对向挤压，即，积极挤压。在该工序中，热固性树脂的固化进一步进行，热固性树脂进入所谓的坚硬状态。在该状态中，只要能用作导热性基板，没有必要完全固化。在工序(3)中，挤压条件是，温度一般为100-230℃，较好地为120-200℃、更好地为130-180℃，例如为140℃，压力一般为1-20MPa，较好地为4-19MPa，更好地为6-18MPa，例如，14MPa，时间一般为1-120分钟，较好地为5-60分钟，更好地为8-30分钟，例如10分钟。
因此，在本发明的导热性基板的制造方法中，工序(3)结束后、固化未完全结束的情况下，视需要，最好对所得导热性基板追加进行热处理(即，在加热下放置)，使热固性树脂充分固化。该追加热处理当然需要在固化进一步进行的温度下进行，处理温度和时间可根据所需固化程度进行选择。该追加热处理的条件是，温度一般为100-230℃，较好地为120-200℃，更好地为150-180℃，例如为175℃，时间一般为1-10小时，较好地为2-9小时，更好地为3-7小时，例如为6小时。必要时，还可进行挤压，挤压压力一般为1-20MPa，较好地为3-19MPa，更好地为4-18MPa，例如，6MPa。
本发明的第4个方面是，提供另一种由热固性树脂组合物、引线框和金属散热板组成的导热性基板的制造方法，该方法包括以下工序(A)由至少含有热固性树脂的热固性树脂组合物及无机填料组成的材料得到导热性树脂片状部件的工序、(B)将导热性树脂片状部件热处理、使其具有规定的胶化时间的工序、
(C)在导热性树脂片状部件之上配置金属散热板，在热固性树脂不进行固化的温度将这两者对向挤压，使它们形成一体的工序、(D)在与金属散热板形成一体的导热性树脂片状部件上配置引线框、使引线框和金属散热板夹着导热性树脂片状部件对向的工序、(E)将与金属散热板形成一体的导热性树脂片状部件和引线框在热固性树脂进行固化的温度以上的温度热处理，并以规定的压力将引线框和金属散热板对向挤压，使它们一体化并使热固性树脂固化的工序。
在该导热性基板的制造方法中，前面就得到导热性树脂片状部件的工序(上述工序(a))和调整胶化时间的工序(上述工序(b))所作的说明同样适用于工序(A)和(B)。此外，与前面同样，就本发明的第1至第3方面所作的详细说明只要没有特别不适当之处，同样适用于第4方面。
在该另一种导热性基板的制造方法中，在工序(C)中，将金属散热板重叠在导热性树脂片状部件上，在热固性树脂不进行固化的温度热处理并加压，使它们形成一体。在该工序中，前面就在导热性树脂片状部件上重叠引线框、将它们一体化的工序(上述工序(c))所作的说明在此同样适用。此外，在这里，“热固性树脂不进行固化的温度”与前面就使引线框和导热性树脂片状部件形成一体的情况所说明的温度相同。
在该另一种导热性基板的制造方法中，在工序(D)中，与前面说明的工序(1)同样，将引线框和金属散热板对向配置。此外，工序(E)与前面说明的工序(3)同样(因此，关于工序(3)的说明在此同样适用)，在将引线框和金属散热板对向加压的同时进行热处理，使热固性树脂固化。但在该另一种导热性基板的制造方法中，不进行挤压，加热工序(与上述工序(2)相当)也非必需，但也可进行这样的工序。与前面同样，当所得传导基板中的热固性树脂的固化未完毕、最好进一步固化时，可追加热处理，使其充分固化。
本发明以下述带导热性树脂片状部件的引线框为主要内容导热性树脂片状部件在半固化或部分固化的状态下与引线框形成一体、导热性树脂片状部件最好充填至引线框的表面而成的带导热性树脂片状部件的引线框，所述导热性树脂片状部件通过将由无机填料和至少含有固化尚未进行状态的热固性树脂的热固性树脂组合物组成的热固性树脂混合物加工成片状、然后调节胶化时间而得到。
本发明的该带导热性树脂片状部件的引线框可用于制造散热性优异的导热性基板，通过与金属散热板一起加热加压，热固性树脂在含有高浓度的无机填料的状态下固化，同时，引线框、导热性树脂片状部件和金属散热板形成一体，简便地得到导热性基板。此外，通过使导热性树脂片状部件与引线框形成一体，其结果，导热性树脂片状部件被补强，其可处理性变得优异。
图1是示意性地表示本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的一个实施方式的剖面图。
图2(a)～(c)为示意性地表示本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的制造方法的一个实施方式的工序的剖面图。
图3(a)～(d)为示意性地表示导热性树脂片状部件的制造方法的一个实施方式的工序的剖面图和俯视图。
图4(a)～(d)为示意性地表示导热性树脂片状部件的制造方法的另一个实施方式的工序的剖面图和俯视图。
图5(a)～(d)为示意性地表示本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的制造方法的另一个实施方式的工序的剖面图。
图6(a)～(d)为示意性地表示本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的制造方法的又一个实施方式的工序的俯视图和剖面图。
图7(a)～(c)为示意性地表示本发明的导热性基板的制造方法的一个实施方式的工序的剖面图。
图8(a)～(e)为示意性地表示本发明的导热性基板的制造方法的另一个实施方式的工序的剖面图。
图9为显示在本发明的一实施例中制得的导热性基板的厚度与其制造中使用的定距环的厚度之间的关系的图表。
符号说明101、201、301、401、501、601、701、801 导热性树脂片状部件102、202、502、602、702、802 引线框302、402、503 设有规定厚度的间隙的一组板303、403 具有规定厚度的导热性树脂片状部件304、404 单位面积的量得到控制的导热性树脂片状部件600 引线框的独立的端子603 通孔604 钉
605 模610 外框部612 共用端子700 带导热性树脂片状部件的引线框703、803 金属散热板具体实施方式
下面，结合附图，对本发明的带导热性树脂片状部件的引线框及其制造方法和使用该引线框的导热性基板的制造方法作详细说明。
实施方式1图1是示意性地表示本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的构成的剖面图。在图1中，导热性树脂片状部件101与引线框102形成一体，充填导热性树脂片状部件101的贯通开口部103，直到引线框的外露表面(在图示的方式中，为上侧表面)，导热性树脂片状部件101和引线框102一起形成单一表面(即，上侧的为同一平面的表面)。导热性树脂片状部件101例如由无机填料70-95重量份和至少含有热固性树脂的树脂组合物5-30重量份的混合物形成，为半固化或部分固化状态。
实施方式2图2(a)～(c)为示意性地表示本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的制造方法的一个实施方式的各工序的剖面图。所用材料若无特别说明，与前面说明的(包括实施方式1的说明)相同。
图2(a)表示由热固性树脂混合物得到的导热性树脂片状部件201，将其按下面说明的方法调整至具有规定的胶化时间。
导热性树脂片状部件201用下述方法形成在基材(可以是脱模膜)上将热固性树脂混合物涂布成膜状或片状，然后，通过干燥除去溶剂，使膜中基本上没有残留的溶剂。在用该方法形成导热性树脂片状部件201时，最好不使所含热固性树脂出现固化，其结果，在该时间，导热性树脂片状部件201处于保持较长的胶化时间的状态，由此，可长时间地稳定地保存导热性树脂片状部件201。
接着，对按上述方法得到的导热性树脂片状部件201进行热处理，调整至规定的胶化时间，热处理后，冷却至固化基本上不会进行的温度。该热处理可通过将导热性树脂片状部件201在规定温度保持规定时间(视需要，也可加热)来进行，为此，可使用例如干燥炉等。在该热处理中，由于可对二个以上(最好是多个)其后与引线框形成一体的导热性树脂片状部件进行预处理，因此是高效率的，并可抑制在与引线框形成一体时发生树脂溢料和污染。此外，在该热处理中，还可除去在导热性树脂片状部件的上述形成或造膜时为了调整粘度而添加的溶剂的残留部分以及保存时和处理时由于受潮而产生的水分，另外，还可降低导热性树脂片状部件的粘附性，提高可处理性。热处理最好在比导热性树脂片材中的热固性树脂的固化温度低的温度下进行，此外，为了减小导热性树脂片状部件中的空隙，该热处理也可在真空或减压下进行。
在图2(b)中，将引线框202配置在具有规定胶化时间的导热性树脂片状部件201的上方。将它们在导热性树脂片状部件中所含的热固性树脂不会固化的温度(为此，视需要，也可加热)加压，如图2(c)所示，使导热性树脂片状部件201充填至引线框202的表面，并使导热性树脂片状部件201和引线框202形成一体，得到本发明的带导热性树脂片状部件的引线框。在此情况下，加热时，可在引线框202和导热性树脂片状部件201不接触的状态下进行，也可在它们接触的状态下进行。加压可与加热同时进行，也可在加热后进行，或者在加压后加热。
在本实施方式中，在调整导热性树脂片状部件的胶化时间的热处理工序之后，最好规定形状。所谓“规定形状”是指与预先确定了导热性树脂片状部件的大小(或包括尺寸、片状部件厚度)的形状接近(最好基本相同)的形状。这样，可控制加工后的导热性树脂片状部件的重量，即，可得到具有规定重量(或体积)的导热性树脂片状部件。
图3(a)～(d)和图4(a)～(d)示出将导热性树脂片状部件加工成规定形成的步骤。在这些图中，左侧的图为剖面图，右侧的图为俯视图。
图3(a)示出通过热处理(前面参照图2进行了说明)而调整了胶化时间的导热性树脂片状部件301。如图3(b)所示，将导热性树脂片状部件301夹入一组板302之间，在板302之间插入了厚度为L的定距环305，使得板302能够相互靠近至规定距离(L)，然后，使板302靠近至规定距离，挤压导热性树脂片状部件301。挤压后，从板间取出图3(c)所示的导热性树脂片状部件303。该导热性树脂片状部件303具有与定距环的厚度L相应的一定厚度。然后，根据规定形状，对导热性树脂片状部件303进行加工(例如，裁切)，得到图3(d)所示规定的具有所需形状的导热性树脂片状部件304。该导热性树脂片状部件304由于具有一定的厚度，因此，导热性树脂片状部件304的单位面积的量保持一定，即，得到控制，此外，由于具有规定的形状，因此，导热性树脂片状部件304整体的量也保持一定，即，得到控制。
对于可在此情况下使用的一组板302，无特别限定，只要所选择的材料和形状能够使其在上述操作中基本上不变形即可。例如，可使用具有一定厚度的设有间隔的一组平板、将规定大小的开口部和模组合的金属模作为板302。尤以使用金属模的冲切为佳。这是因为可以较短时间高精度地加工成规定形状。所用材料可以是例如硅钢、不锈钢等。
在形成上述规定形状时，最好在导热性树脂片状部件中所含的热固性树脂基本上不会固化的温度条件下进行。这样的条件可与将导热性树脂片状部件与引线框形成一体时的条件基本相同。
更具体地说，将导热性树脂片状部件夹在一组板之间，最好在挤压时的温度(例如板和/或导热性树脂片状部件的温度、或进行挤压时的环境温度)为导热性树脂片状部件中的热固性树脂不会固化的温度的条件下进行挤压，但根据情况，即使会出现一定程度的固化，也可在比固化不进行的温度高的温度实施挤压。在比固化不进行的温度高的温度实施挤压，会导致导热性树脂片状部件的粘度下降，其结果，量的控制变得容易。按上述方法形成规定形状的温度根据导热性树脂片状部件所达到的粘度决定即可，一般最好在50-90℃的范围内。若温度高于上述范围，则导热性树脂片状部件易出现粘附性，且热固性树脂容易过度固化。
对挤压时的压力无特别限定，只要可得到具有规定厚度的导热性树脂片状部件即可。一般为2-20MPa，若低于此范围，则施加的压力不足，有时难以将导热性树脂片状部件控制在一定厚度，而若高于此范围，则需要提高板的强度和挤压装置的耐久性，在实用上不利。最好以6-15MPa(例如10MPa)的压力挤压10-100秒钟(较好地为20-60秒钟，例如30秒钟)。
在得到规定形状的导热性树脂片状部件时，导热性树脂片状部件的粘度较好地在20000Pa·s以下，更好地为1000-20000Pa·s。粘度若大于20000Pa·s，则导热性树脂片状部件变得坚硬，加压时，有时难以控制片材厚度。即，由于粘度大，片状部件不易出现形状变化，当挤压压力小时，无法得到规定的片材厚度，且若为了得到规定的片材厚度而提高挤压压力，则有发生片状部件自身破损等之虞。此外，挤压时，若导热性树脂片状部件粘度过低，则不易保持片状部件自身形状。
此外，将厚度得到控制的导热性树脂片状部件加工成规定形状时，例如，如上所述，冲切时，与先前一样，最好加热至比导热性树脂片状部件中的热固性树脂的固化温度低的温度(例如40-90℃)。因为加热可使导热性树脂片状部件的粘度下降，这样，冲切变得容易，其结果，可防止冲切时导热性树脂片状部件出现裂痕或破损。若温度高于此范围，则导热性树脂片状部件易出现粘附性，冲切加工反而变得困难。
图4(a)～(d)示意性地示出将用于制造本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的导热性树脂片状部件加工成规定形状的另一种方法的各工序。在图3中，将1片导热性树脂片状部件加工成了规定形状，在图4中，所不同的是，将2片以上的导热性树脂片状部件401叠合后，挤压，得到整体上具有规定厚度、形成一体的呈一个平面的导热性树脂片状部件403，然后，与先前一样，加工成具有规定形状的导热性树脂片状部件404。
在图4所示实施方式中，即使导热性树脂片状部件401的厚度比较小，通过将多片重叠、形成一体，也可得到厚的导热性树脂片状部件403。由此，对于不将多片片材层叠就难以得到的厚度大的导热性树脂片状部件，只要挤压一下，就可控制导热性树脂片状部件的厚度和量，因此，十分简便。
在图4的实施方式中，将多片导热性树脂片状部件401叠合时，最好将各导热性树脂片状部件401的表面和背面朝向统一后叠合，即，将各导热性树脂片状部件的背面统一朝下或朝上配置。各导热性树脂片状部件的表面是指用热固性树脂混合物在基材上造膜时的外露面，背面是指与基材接触的面。按上述方法重叠，可使导热性树脂片状部件的表面和背面之间有可能发生的微妙的组成差异、残留溶剂量的差异基本上平均化，且可容易区别所得到的形成一体的各导热性树脂片状部件403的表面和背面。
在上述各实施方式中，将导热性树脂片状部件夹在一组板中加压(或挤压)时，最好在导热性树脂片状部件的上下的主表面上配置脱模膜，或者，在将多片导热性树脂片状部件重叠的情况下，最好在最上层表面和最下层表面上配置脱模膜。因为脱模膜可防止厚度得到控制的导热性树脂片状部件粘附在板上，并可使从板间取出厚度得到控制的导热性树脂片状部件的操作变得容易。此时的脱模膜可以与可在对导热性树脂片状部件进行造膜时使用的脱模膜相同。
实施方式3图5(a)～(d)为示意性地表示本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的其它制造方法的各工序的剖面图。所用材料和条件若无特别说明，可适用前面说明的细节。
将图5(a)所示的调整了胶化时间的多片导热性树脂片状部件501如图5(b)所示，重叠在引线框502上，配置在可靠近至规定距离的一组板503之间，然后，在导热性树脂片状部件501中的热固性树脂不会固化的温度将二块板靠近至规定距离，挤压导热性树脂片状部件501和引线框502。
这样，得到图5(c)所示的与引线框502形成一体的导热性树脂片状部件501。如图所示，多片导热性树脂片状部件也形成一体，在图5(c)和图5(d)中，示出了其状态。由于导热性树脂片状部件中的热固性树脂实际上未进行固化，因此，经过调整的胶化时间基本上不变。
在该实施方式中，导热性树脂片状部件充填引线框的贯通开口部，并与引线框接合，此外，引线框和导热性树脂片状部件的一体化物的厚度同时得到控制，基本上成为规定的厚度。但如图所示，引线框部分的周边部和导热性树脂片状部件的边缘部的厚度则在控制范围之外。然后，如图5(d)所示，仅将导热性树脂片状部件501加工成规定形状，由此可得到导热性树脂片状部件的量得到控制的带导热性树脂片状部件的引线框。
在本实施方式中，将多片导热性树脂片状部件叠合，与引线框接合，同时对厚度进行了控制，但导热性树脂片状部件可以是1片，在该情况下，用同样的工序，也可得到带导热性树脂片状部件的引线框。
实施方式4图6(a)～(d)为示意性地表示本发明的带导热性树脂片状部件的引线框的制造方法的其它实施方式的俯视图和剖面图。所用材料和条件若无特别说明，可适用前面说明的细节。图6(b)～(d)的俯视图显示图6(a)所示的带导热性树脂片状部件的引线框中用虚线包围的区域可采用的一种形态。
图6(a)为用前面说明的方法中的任一种制得的带导热性树脂片状部件的引线框，热固性树脂呈半固化状态的导热性树脂片状部件601充填至引线框602的表面，与引线框602形成一体。在图示的引线框602中，外框部610可起最外围的共用端子的功能，引线框内的各配线图或附属于其的端子通过与外框部610连接的共用端子612而最终与最外围的共用端子连接。
该外框部610在后面将带导热性树脂片状部件的引线框与金属散热板形成一体后，和与外框部610连接的引线框的周边部的共用端子612的一部分一起被切除，残留的向外突出的引线框的周边部的共用端子612成为导热性基板的外部引出电极。如图所示，在引线框中，所有的配线图通过共用端子612与外框部610在电气上相互连接(由此，在机械上也连接)，这样，除去引线框的外框部610和各共用端子的一部分之外的引线框的其余部分与导热性树脂片状部件形成一体，由此，可防止引线框的任何一个端子或配线图脱落，提高引线框的可处理性。在图6(a)中，引线框的各共用端子612与外框部610连接，但本发明不限于这种形态，引线框也可以是其它形态。
在图6中，引线框602接合在导热性树脂片状部件601一侧的基本上整个主表面，但引线框并非必须存在于导热性树脂片状部件一侧的整个主表面上。因此，在其它实施方式中，引线框可存在于导热性树脂片状部件的单面的一部分上。
在本发明的与导热性树脂片状部件形成一体的引线框的又一种实施方式中，与和导热性树脂片状部件形成一体的引线框电独立的配线图或端子可在与引线框存在的一侧相同的侧面，与导热性树脂片状部件形成一体。图6(b)～(d)为图6(a)中被虚线包围的区域的放大图。本发明的与导热性树脂片状部件形成一体的引线框如图6(d)所示，可具有与引线框的任何一个配线图均不电连接的配线图或端子600。这样的独立存在的配线图600虽然与其它配线图电分离、恰如孤岛状，但由于被导热性树脂片状部件601保持，因此，不会脱落，可处理性提高。
上述孤岛状的配线图(或端子)原来可以是引线框的一部分，可通过对与导热性树脂片状部件形成一体的引线框进行加工而形成。具体地说，除去与导热性树脂片状部件形成一体的引线框的一部分，使所需配线图600呈孤岛状残留。该除去例如可用以下方法进行如图6(b)所示，用冲切加工机的锤头604和模605，将与所需配线图600邻接的引线框的一部分606与其正下方的导热性树脂片状部件的一部分一起冲切下来，形成图6(c)所示的通孔603。这里，冲切是用冲孔机进行的，当然并不限于此方法，可根据带导热性树脂片状部件的引线框的厚度和所需孔径，适当选择其它方法。例如，可采用用金属模冲切的方法，用钻机加工的方法等。采用这些方法，可简便且高精度地进行孔加工，因此是较佳的。
上述加工引线框的工序在其它实施方式中也可进行，例如，在图2(c)所示工序之后，可通过除去引线框的一部分而加以实施。此外，在所采用的方法为用机械仅切除引线框的一部分或通过浸蚀来除去等情况下，无需除去导热性树脂片状部件的一部分。
在图6所示实施方式中，在如图6(c)所示形成孔603之后，可将带导热性树脂片状部件的引线框在半固化状态的热固性树脂不进行固化的条件下加热加压，由此，如图6(d)所示，用通孔603周围的导热性树脂片状部件将其充填。这样，可得到图6(d)所示的虽然与引线框形成一体但还具有与引线框电独立的配线图或端子的导热性树脂片状部件。在上述说明中，为了用半固化状态的导热性树脂片材填满通孔，通过加压，使通孔周围的导热性树脂片状部件流动进行充填，当然，充填方法并不限于此。例如，也可采用另外供给所需量的未固化的或半固化状态的导热性树脂片状部件(最好是其小片)、在不会固化的条件下加热加压的方法进行充填。
实施方式5图7(a)～(c)为示意性地表示本发明的导热性基板的制造方法的各工序的剖面图。所用材料和条件若无特别说明，可适用前面说明的细节。
图7(a)表示例如用与上述实施方式2或3同样的工序而得到的本发明的带导热性树脂片状部件的引线框700。半固化状态的导热性树脂片状部件701充填至引线框702的开口部的表面，与其形成一体。但如前面参照图3和图4所说明的和就实施方式3所说明的，导热性树脂片状部件的厚度(从而，其单位面积的的量)最好得到控制。更好的是，每片导热性树脂片状部件的体积为规定量。此外，带导热性树脂片状部件的引线框700也可采用在上述实施方式4中参照图6(a)～(d)所说明的构成。
如图7(b)所示，在带导热性树脂片状部件的引线框700的引线框702所处面的相反侧的表面上叠合金属散热板703。其结果，引线框702和金属散热板703夹着导热性树脂片状部件701而对向配置。接着，在对它们进行热处理的同时加压，使导热性树脂片状部件的热固性树脂固化，由此，如图7(c)所示，得到金属散热板703粘合在带导热性树脂片状部件的引线框700上、形成一体的导热性基板。
上述加热加压最好分成以下二个步骤进行不将重叠了金属散热板703的带导热性树脂片状部件的引线框700相互挤压、在规定时间和热固性树脂发生固化的温度以上的温度(最好在固化温度以上的温度)热处理的工序和在该热处理工序之后，仍在该温度或在不同的温度(视需要，加热至更高温度或冷却至更低温度)用规定压力加压，使热固性树脂进一步固化的工序即挤压下进行热处理的工序。在本发明中，在与金属散热板形成一体之前，先使导热性树脂片状部件仅与引线框形成一体，这样，在将金属散热板重叠在带导热性树脂片状部件的引线框上加热加压、制造导热性基板的方法中，可抑制热固性树脂混合物在引线框表面溢出，其结果，可起到抑制树脂溢料发生和表面被污染的效果。
此外，在不将重叠了金属散热板的带导热性树脂片状部件的引线框挤压、于规定时间、热固性树脂开始固化的温度区域以上的温度下进行加温的工序中，也在挤压前适当调整导热性树脂片状部件的固化反应进行程度，由此，可抑制其后挤压时热固性树脂混合物向引线框表面的过度流动，防止表面被污染。
制造导热性基材时的热处理温度根据所用的热固性树脂作适当选择即可，一般为100-230℃。低于此范围，则固化可能不充分，而若高于此范围，则有树脂开始分解之虞。较佳的温度为130-180℃，例如为140℃。对挤压时的压力无特别限定，尤以1-20MPa为佳，例如为14MPa。低于此范围，则压力不足，导热性树脂片状部件或引线框与金属散热板之间的粘合力下降，容易发生剥离。而若压力过高，则基板破损的危险增大。在不同时进行挤压的热处理工序中，热处理时间一般为1-60秒钟，较好地为5-30秒钟，更好地为10-20秒钟，例如，15秒钟。而在同时进行挤压的热处理工序中，热处理时间一般为1-120分钟，较好地为5-60分钟，更好地为8-30分钟。
有时，根据热塑性基板的用途，用上述制造方法得到的导热性基板的热固性树脂的固化程度并不充分。在这样的情况下，将用上述方法得到的导热性基板进一步热处理，可促进固化，使热固性树脂基本上完全固化。
实施方式6图8(a)～(e)为示意性地表示本发明的导热性基板的另一种制造方法的剖面图。所用材料和条件若无特别说明，可适用前面说明的细节。
图8(a)表示导热性树脂片状部件801，使用时，用干燥炉等进行热处理，对其进行调整，使其具有规定的胶化时间，从而，使其所含的热固性树脂呈半固化状态。在该工序后，最好按上述方法将该导热性树脂片状部件801加工成规定形状。由此，可控制导热性树脂片状部件的厚度和/或重量。
然后，如图8(b)所示，将金属散热板803和导热性树脂片材801叠合，然后，如图8(c)所示，在不使半固化状态的导热性树脂片状部件固化的温度加热加压，将导热性树脂片状部件压接在金属散热板上，即，使它们形成一体。此时的温度和压力条件可与制造本发明的带导热性树脂片状部件的引线框时用于使引线框和导热性树脂片状部件形成一体的条件相同。
接着，如图8(d)所示，在压接了金属散热板的导热性树脂片状部件上配置引线框802，使金属散热板803夹着导热性树脂片状部件801与引线框802对向，将它们重叠。
然后，将它们如图8(e)所示边热处理边挤压，使导热性树脂片状部件801在充填引线框802的贯通开口部的同时与引线框形成一体，共同形成单一表面。此外，虽然金属散热板803已经与导热性树脂片状部件801形成一体，但通过此时的加热加压，可得到与导热性树脂片状部件801的粘合更牢固、形成一体的导热性基板。此时的加热加压如在实施方式5中就与金属散热板的一体化所作的说明，可以最初不挤压而热处理，然后挤压，也可以从最初起就热处理和挤压。热处理和挤压的条件可以与在实施方式5中就与金属散热板的一体化时一起进行热处理和挤压的情况相同。根据情况，也可将所得导热性基板进一步热处理，以确保导热性树脂片状部件充分固化。
下面结合实施例对本发明作更详细的说明。
实施例1制造本实施例中使用的导热性树脂片状部件。最初，将无机填料、热固性树脂和下述其它成分混合，配制浆状的热固性树脂混合物。热固性树脂混合物的组成如下(1)无机填料氧化铝(AS-40，昭和电工株式会社产品，平均粒径12μm)89重量份(2)热固性树脂溴化多官能环氧树脂(NVR-1010，日本Rec株式会社产品，含有固化剂) 10重量份(3)其它添加剂固化促进剂(咪唑，日本Rec株式会社产品) 0.05重量份炭黑(东洋CARBON株式会社产品)0.4重量份偶联剂(PLENACT KR-46B，味之素株式会社产品) 0.55重量份除了这些成分之外，再加入溶剂MEK，用混揉机(松尾产业株式会社产品)混合。添加MEK可降低混合物粘度，从而可将其加工成浆状，但为了在后面的干燥工序中蒸发除去，在上述组成中不包含MEK。
用该浆液，通过刮涂法在表面进行过脱模处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的脱模膜上造膜。然后，在90℃干燥60分钟，将溶剂蒸发，得到含有半固化状态的热固性树脂的厚1.0mm的导热性树脂片状部件(150mm×150mm)。
接着，制造带导热性树脂片状部件的引线框。用公知的方法浸蚀厚0.5mm的铜板(神户制钢株式会社产品)，形成电路图，镀镍，制得引线框。然后，对引线框单侧表面喷砂，进行糙化处理(研磨粉氧化铝，Morandum A-40(商品名)，昭和电工株式会社产品)。
然后，将用上述方法得到的导热性树脂片状部件在干燥机中于100℃热处理。对热处理时间作各种变化进行调整，使其具有各种胶化时间(实验编号a～f)。热处理的温度为干燥机的设定温度，热处理时间为导热性树脂片状部件保持在干燥机内的时间。
在2块250mm×250mm的SUS304平板之间配置中心处设有160mm×160mm的贯通开口部的、外围尺寸为250mm×250mm的框状定距环(厚度0.8mm)，在70℃加热。在调整了胶化时间的导热性树脂片状部件的两侧表面放置厚75μm的PET膜，然后，将该导热性树脂片状部件配置在定距环的贯通开口部，使平板互相靠近，用3MPa的压力将导热性树脂片状部件挤压1分钟。然后，取出导热性树脂片状部件，得到厚度受到控制的导热性树脂片状部件。此后，从该导热性树脂片状部件的一个表面剥离PET膜，在加温至70℃的条件下用金属模冲切100mm×100mm，得到单位面积的量得到控制的导热性树脂片状部件。在70℃，热固性树脂的固化基本上不进行。
接着，按与图2(b)所示相同方法将所得导热性树脂片状部件和上述引线框在65℃以10MPa的压力加热加压60秒钟。这样，得到导热性树脂片状部件流入引线框的图案间隙(即，贯通开口部)、充填至引线框表面、形成一体的图2(c)所示的带导热性树脂片状部件的引线框。但在该导热性树脂片状部件的另一侧表面有PET膜附着(图中未示出)。
然后，准备好厚1mm的铝板作为金属散热板，与引线框同样，在其两面进行喷砂处理。从上面所得的带导热性树脂片状部件的引线框剥离脱模膜，如图7(b)所示，在使引线框和铝板处于对向位置的状况下将导热性树脂片状部件叠合。
最初，不对它们加压，在140℃加热15秒钟，然后，用14MPa的压力加压10分钟。这样，导热性树脂片状部件中的热固性树脂固化，变得坚硬，并且，金属散热板粘合在导热性树脂片状部件上，得到图7(c)所示的导热性基板。另外，在这之后，在175℃热处理6小时，使热固性树脂充分固化，完成导热性基板。然后，经过耐焊接处理、切框、端子处理等工序，将部件安装在导热性基板上，但这些工序可用公知技术进行，由于与本发明无直接关系，省略其说明。
经过上述步骤后，用胶化时间不同的各种导热性树脂片状部件(实验编号a～f)使其与引线框形成一体，然后，再与金属散热板形成一体，制得各种导热性基板。评价所得导热性基板。尤其是通过目测，评价导热性树脂片状部件在引线框的贯通开口部的充填程度和引线框外露表面是否有树脂溢料和污染。关于引线框和金属散热板的粘合性，用超声波探测图像装置(SAT)观察各导热性基板中的导热性树脂片状部件与引线框或金属散热板之间的界面并进行评价。胶化时间的测定方法是，从所得各带导热性树脂片状部件的引线框中采取导热性树脂片状部件的一部分，测定其在155℃的胶化时间。结果见表1。
表1
在表中，使用了“×”、“多”和“过多”这样的评价指标，这些指标是与其它评价指标作相对比较的结果，仅表示相对地差，需要留意的是，那些结果相对差的导热性基板并非不能适合任何用途。
若带导热性树脂片状部件的引线框阶段中的导热性树脂片状部件的胶化时间短，则由于固化反应进行过度，与引线框形成一体时，导热性树脂片状部件不会流入其图案间隙(贯通开口部)，因此，不会充分充填至表面，此外，与金属散热板形成一体时，与金属散热板的粘合性未必充分。
另一方面，若胶化时间长，则在导热性基板的周围(尤其是在外露的引线框表面)，热固性树脂混合物的渗出增加，其结果，树脂溢料、表面污染增加。特别是发现，在带导热性树脂片状部件的引线框阶段，导热性树脂片状部件在155℃的胶化时间为20-120秒钟时，引线框开口部的充填性、引线框的粘附性、金属散热板的粘附性特别良好，此外，表面污染和树脂溢料的发生也较少。
因此，导热性树脂片状部件的胶化时间在上述范围时，尤其是在50-90秒钟的范围时，可制造非常良好的导热性基板。对于这样得到的基板(胶化时间为20-120秒钟)，用最高温度为260℃、时间为10秒钟的重熔(reflow)试验，评价其可靠性。此时，用目测和SAT观察，可以确认，基板的导热性树脂片状部件与引线框和金属板之间的界面没有特别的异常，保持着牢固的粘附性。
按上述方法制造导热性基板时，对定距环的厚度作各种变化，制造所用的导热性树脂片状部件的厚度不同的导热性基板。用测微计测定所得导热性基板中心部分的厚度。定距环厚度和所测得的基板厚度之间的关系示于图9。从该图可知，改变定距环的厚度，可正确控制导热性树脂片状部件厚度(其量也由此得到正确控制)，从而可制造厚度稳定(其每片的重量也因而稳定)的导热性基板。
实施例2使用在上述实施例1中使用的热固性树脂混合物，与实施例1同样，在PET膜上制作厚约0.4mm的导热性树脂片状部件。然后，将导热性树脂片状部件在干燥机中于100℃热处理，使胶化时间为60秒钟。
准备好3片这样的导热性树脂片状部件，将其中的2片的PET膜剥离，如图4(b)所示，使导热性树脂片状部件的表面和背面接合，将导热性树脂片状部件重叠，在最上面再配置PET膜。将它们配置在具有加热至60℃、可以一定间隔挤压的一组板的金属模中，用5MPa的压力挤压，制作图4(c)所示的厚度得到控制且形成一体的导热性树脂片状部件。然后，用金属模以规定大小冲切，得到图4(d)所示的量得到控制的导热性树脂片状部件。
接着，冲切厚0.5mm的42合金的板，形成电路图，准备好进行过镀镍和焊剂电镀的引线框。按与实施例1同样的方法对该引线框的单面进行糙化处理。
将所得导热性树脂片状部件和引线框如图2(b)所示，在65℃以10MPa的压力加热加压60秒钟，得到带导热性树脂片状部件的引线框。但在该导热性树脂片状部件的表面有PET膜附着。
然后，准备好厚1mm的铝板作为金属散热板，与引线框同样，对其两面作喷砂处理。并从这样得到的带导热性树脂片状部件的引线框剥离脱模膜，如图7(b)所示，使引线框和铝板夹着导热性树脂片状部件处于对向位置，将它们叠合。
最初，不加压，将它们在140℃加热15秒钟，然后，用14MPa的压力加压10分钟，得到图7(c)所示的厚约2.5mm的导热性基板。另外，在这之后，在175℃热处理6小时，使热固性树脂充分固化，得到最终的导热性基板。
为了检查所得导热性基板中的引线框和铝板的粘附性，用SAT检查它们各界面的粘附性，在任一个界面中，均未发现剥离。此外，为了确定基板的可靠性，用-55～+125℃的温度循环试验进行1000次，然后检查界面的粘附性，未发现界面有剥离。由此可知，用本发明的方法制得的导热性基板具有高度的可靠性。
实施例3制造在本实施例中使用的导热性树脂片状部件。最初，将无机填料和热固性树脂及下述其它成分混合，配制浆状的热固性树脂混合物。热固性树脂混合物的组成如下(1)无机填料氧化铝(AS-40，昭和电工株式会社产品，平均粒径12μm)88重量份(2)热固性树脂环氧树脂(XNR5002，长濑Ciba株式会社产品)11.5重量份(3)其它添加剂硅烷系偶联剂(A-187，日本Unikar株式会社产品) 0.3重量份炭黑(东洋CARBON株式会社产品) 0.2重量份将这些成分混合，再加入少量MEK，降低粘度后，用混揉机(松尾产业株式会社产品)混揉，再用三辊式混揉机混揉后，真空干燥，将MEK蒸发，得到粘土状的热固性树脂混合物。将其挤压成形，在表面进行过脱模处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的脱模膜上得到厚1.2mm的导热性树脂片状部件。
接着，将所得导热性树脂片状部件在干燥机中于125℃热处理50分钟，然后，冷却至室温，使胶化时间为70秒钟。
接着，冲切厚0.8mm的铜板，准备好形成有配线图的引线框，如图5(b)所示，将该引线框和所得导热性树脂片状部件(但在本实施例中为1片)叠合，将其在由加热至50℃并互相靠近至规定间隙的1组铁板组成的金属模中，用4MPa的压力加压，得到图5(c)所示的厚度受到控制且与引线框形成一体的导热性树脂片状部件。然后，在将导热性树脂片状部件加热至60℃的同时，切除导热性树脂片状部件的多余部分，加工成图5(d)所示的规定形状。
然后，与图7(b)同样，将厚3mm的铜板与带导热性树脂片状部件的引线框叠合，不加压，在140℃加热15秒钟，接着，用14MPa的压力加压10分钟，得到图7(c)所示的厚4.5mm的导热性基板。然后，再在175℃热处理6小时，使热固性树脂固化，完成导热性基板。
进行与实施例2同样的检查，得到基本相同的结果。由此可知，用本发明的制造方法得到的导热性基本具有高度的可靠性。
实施例4使用在实施例3中使用的热固性树脂混合物，用与实施例1同样的方法，在PET膜上制作厚约1.2mm的导热性树脂片状部件。然后，将导热性树脂片状部件在干燥机中于125℃热处理，使胶化时间为70秒钟。
准备好厚1mm的铝板作为金属散热板，在其两面用与实施例1同样的方法进行糙化处理。然后，将所得导热性树脂片状部件和金属散热板与图8(b)同样，重叠，在75℃以10MPa的压力加热加压5分钟，但此时，为了防止空隙产生，在真空中(真空度1×10-4MPa)进行。
这样，可得到导热性树脂片状部件压接在金属散热板上的图8(c)所示的带导热性树脂片状部件的铝板。但在该导热性树脂片状部件的表面有PET膜附着。
然后，用公知的方法浸蚀厚0.5mm的铜板(神户制钢株式会社产品)，形成电路图，镀镍，制得引线框，在其单侧表面进行与铝板同样的糙化处理。
从用上述方法得到的带导热性树脂片状部件的铝板上剥离脱模膜，如图8(d)所示，夹着导热性树脂片状部件，将铝板和引线框叠合，将它们在175℃以14MPa的压力加压10分钟。由此，使导热性树脂片状部件充填引线框的图案间隙、在形成与引线框同一平面的表面的同时固化，得到图8(e)所示的粘合有金属散热板的厚2.5mm的导热性基板(绝缘层厚度为1.0mm)。
然后，再在175℃热处理6小时，使热固性树脂固化，完成导热性基板。这样得到的基板树脂溢料和表面污染少，且用肉眼和SAT观察，确认基板的导热性树脂片状部件与引线框和金属散热板之间的界面没有特别的异常，保持着牢固的粘附性。用最高温度为260℃、时间为10秒钟的重熔试验评价其可靠性，未发现特别的异常。
另一方面，作为比较例，在未对同样的导热性树脂片状部件进行热处理(即，未调整胶化时间)进行固化，使其与铝板形成一体、然后与引线框形成一体、制作导热性基板的情况下，若用于与引线框形成一体的加热加压时间为10分钟时，导热性树脂片状部件的固化不充分，要充分固化，需要至少30分钟。
因此，通过在制造导热性基板之前对二个以上的导热性树脂片状部件一起热处理，预先调整好适合制造导热性基材的胶化时间，则在后面的工序中通过加热就可短时间地使导热性树脂片状部件固化，从而缩短制造导热性基板的生产周期。
如上所述，在制作由导热性树脂片状部件、引线框和金属散热板组成的导热性基板中，使用本发明的带导热性树脂片状部件的引线框，可抑制热固性树脂混合物的溢出而产生的树脂溢料及引线框表面污染。此外，由于在制造导热性基板之前，在调整胶化时间时可对多个导热性树脂片状部件一起热处理，因此，在后面的工序中，通过加热就可短时间地使导热性树脂片状部件固化，从而，缩短导热性基板的制造周期，且可抑制引线框和散热金属板表面的树脂溢料和污染等发生。另外，挤压调整了胶化时间的导热性树脂片状部件，将其加工成具有均匀厚度，可控制导热性树脂片状部件的单位面积的量，制造厚度稳定的导热性基板。
还有，由于刚形成后的(因而是调整胶化时间之前)的导热性树脂片状部件处于胶化时间较长的状态，因此，可长期稳定地保存导热性树脂片状部件。并且，由于可对多个导热性树脂片状部件一起调整胶化时间，因此，可整体上加快导热性基板的制造周期，高效率地制造散热性优异、可靠性高的导热性基板。
在本文中，从上面的说明也可以理解，导热性基板(也称“导热基板”)是指为了导热目的而由含填料的材料形成的基板，通常，在基板的一侧配置有配线图，在另一侧配置有散热板。此外，导热性树脂片状材料是指用于制造这样的导热性基板的片状物，通过使由热固性树脂混合物得到的片状材料固化而制得。
本发明以日本专利申请2000年第397650号和第397651号(均在2000年12月27日提出)为基础，本文引用这些申请中公开的内容并将其作为构成本文的一部分。
权利要求
1.一种由热固性树脂组合物、引线框和金属散热板组成的导热性基板的制造方法，该方法包括以下工序(A)由含有热固性树脂的热固性树脂组合物及无机填料组成的热固性树脂混合物得到导热性树脂片状部件的工序、(B)将导热性树脂片状部件热处理、使其具有规定的胶化时间的工序、(C)在导热性树脂片状部件之上配置金属散热板，在热固性树脂不进行固化的温度将这两者对向挤压，使它们形成一体的工序、(D)在与金属散热板形成一体的导热性树脂片状部件上配置引线框、使引线框和金属散热板夹着导热性树脂片状部件对向的工序、(E)将与金属散热板形成一体的导热性树脂片状部件和引线框在热固性树脂进行固化的温度以上的温度热处理，并以规定的压力将引线框和金属散热板对向挤压，使它们一体化并使热固性树脂固化的工序。
2.如权利要求1所述的方法，其中，规定的胶化时间在155℃为20-120秒钟。
3.如权利要求1所述的方法，其中，引线框具有贯通开口部，在工序(E)中，导热性树脂片状部件充填引线框的贯通开口部，导热性树脂片状部件和引线框形成一体，具有同一平面的表面。
4.如权利要求1所述的方法，在工序(B)之后、工序(C)之前，还包含将导热性树脂片状部件加工成规定形状的工序。
5.如权利要求4所述的方法，其中，将导热性树脂片状部件加工成规定形状的工序包括以下步骤将导热性树脂片状部件夹在2块板之间，控制这些板之间的隙间，使其达到规定的板间距离，对导热性树脂片状部件加压，得到具有规定厚度的导热性树脂片状部件，然后，将导热性树脂片状部件加工成规定形状。
6.如权利要求1所述的方法，其中，在工序(E)的工序之后，还包含对导热性基板进一步热处理、使热固性树脂充分固化的工序。
全文摘要
一种带导热性树脂片状部件的引线框。它在制造高导热性基板中可抑制引线框上出现树脂溢料，还可缩短导热性基板的制造周期。它具有导热性树脂片状部件(101)，引线框在其上面，与其形成一体，其中，导热性树脂片状部件由无机填料70－95重量份和至少含热固性树脂的热固性树脂组合物5－30重量份组成的材料形成，热固性树脂呈半固化状态。
文档编号H01L23/498GK1665372SQ200510063750
公开日2005年9月7日 申请日期2001年12月27日 优先权日2000年12月27日
发明者山下嘉久, 平野浩一, 中谷诚一, 铃村政毅 申请人:松下电器产业株式会社