基板及其制造方法、散热基板、以及散热组件的制作方法
基板及其制造方法、散热基板、以及散热组件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种基板，其具有：金属箔，设置在前述金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μm以下且最大粗糙度(Rmax)为2.0μm以下的面上的平均厚度为3μm～25μm的聚酰亚胺树脂层，和设置在前述聚酰亚胺树脂层上的平均厚度为5μm～25μm的粘接剂层。
【专利说明】基板及其制造方法、散热基板、以及散热组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及基板及其制造方法、散热基板、以及散热组件。
【背景技术】
[0002]一直以来，作为用于安装电子部件的散热基板，大多使用的是在金属板上层叠电绝缘材料层并在其上形成有布线图案的金属芯基板。
[0003]通常，在电绝缘材料层上层叠铜箔形成布线图案。并且使用焊料在布线图案上安装陶瓷芯片部件、硅半导体、端子等。
[0004]作为前述电绝缘材料层，例如，日本特许第3255315号公报中提出了在热塑性聚酰亚胺或聚苯醚(PPE)中添加有无机填料的材料。但是，像这样的热塑性聚酰亚胺、PPE这样的通常的树脂，其树脂本身的热传导率低，因此有时难以作为近年的rop (等离子显示面板)、LED (发光二极管)等要求高散热性的电子部件用的散热基板。因此，近年正在研究电绝缘材料层的高热传导化，例如日本特开平11 一 323162号公报及日本特开2008 — 106126号公报中，作为提高树脂的热传导性的手段，提出了使用结晶化树脂。此外，例如，日本特开2007 - 150224号公报中对使用高热传导性填料进行了研究。
【发明内容】
[0005]发明要解决的课题
[0006]但是，日本特开平11 - 323162号公报、日本特开2008-1061226号公报及日本特开2007 — 150224号公报所述的结晶化树脂、高热传导性填料容易引起电绝缘性下降，为了保持规定的电绝缘性，任一方法都需要厚度为100 μ m左右的粘接剂层，基板的薄型化上存在限制。
[0007]本发明是改善上述问题的发明，课题在于提供可靠性高、显示稳定的散热效果的薄型的基板。
[0008]用于解决课题的手段
[0009]本发明人等进行了深入研究，结果发现将与聚酰亚胺树脂层粘接的金属箔面的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μηι以下且最大粗糙度(Rmax)为2μηι以下的金属箔、前述金属箔上的平均厚度为2 μ m?25 μ m的聚酰亚胺树脂层和平均厚度为5 μ m?25 μ m的包含聚酰胺酰亚胺的粘接剂层依次层叠构成的基板是适合的，从而完成了本发明。
[0010]S卩，本发明包含以下的方式。
[0011]< I >一种基板，其具有:金属箔；设置在前述金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为
0.3 μ m以下且最大粗糙度(Rmax)为2.0 μ m以下的面上的平均厚度为3 μ m?25 μ m的聚酰亚胺树脂层；和设置在前述聚酰亚胺树脂层上的平均厚度为5 μ m?25 μ m的粘接剂层。
[0012]< 2 >根据前述< I >所述的基板，其进一步具有设置在前述粘接剂层上的金属板。
[0013]< 3 >根据前述< I >或< 2 >所述的基板，150°C下热处理500小时之后的各层间的粘接力分别为0.5kN/m以上。
[0014]< 4 >根据前述< I >?< 3 >中的任一项所述的基板，前述聚酰亚胺树脂层及粘接剂层作为整体的绝缘击穿电压为3kV以上。
[0015]< 5 >根据前述< I >?< 4 >中的任一项所述的基板，前述粘接剂层所包含的粘接剂树脂的固化后的常温时的弹性模量为200MPa?lOOOMPa。
[0016]< 6 >根据前述< I >?< 5 >中的任一项所述的基板，前述聚酰亚胺树脂层包含:由包含联苯基四羧酸酐的酸酐与包含二氨基二苯基醚及苯二胺的二胺获得的聚酰亚胺树脂。
[0017]< 7 >根据前述< I >?< 6 >中的任一项所述的基板，前述粘接剂层包含硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂及环氧树脂。
[0018]< 8 >根据前述< I >?< 7 >中的任一项所述的基板，前述粘接剂层的固体成分中的树脂的总含有率为100质量％以下，
[0019]前述树脂所包含的硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂、能够与前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂相容且I分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂、及I分子中具有3个以上能够与前述环氧基反应的官能团的多官能树脂在前述固体成分中的含有率分别依次为30质量％?60质量％、10质量％以上、及10质量％以上。
[0020]< 9 >一种散热基板，其为对前述< I >?< 8 >中的任一项所述的基板中的金属箔进行电路加工而形成的。
[0021]< 10 >一种散热组件，其具有前述< 9 >所述的散热基板、和配置在前述散热基板上的元件。
[0022]< 11 >一种基板的制造方法，其包含:准备聚酰亚胺前体的工序，所述聚酰亚胺前体为包含联苯基四羧酸酐的酸酐和包含二氨基二苯基醚及苯二胺的二胺的反应产物；在金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μπι以下且最大粗糙度(Rmax)为2μπι以下的面上赋予前述聚酰亚胺前体的工序；在包含氮气及氢气的混合气体气氛下由前述聚酰亚胺前体向聚酰亚胺树脂脱水环化而形成聚酰亚胺树脂层的工序；和在前述聚酰亚胺树脂层上设置粘接剂层的工序。
[0023]< 12 >根据前述< 11 >所述的基板的制造方法，前述聚酰亚胺前体为使每I摩尔的联苯基四羧酸酐与包含0.15摩尔?0.25摩尔的二氨基二苯基醚和0.75摩尔?0.85摩尔的苯二胺的二胺进行反应的反应产物。
[0024]发明效果
[0025]根据本发明，能够提供可靠性高、显示稳定的散热效果的薄型的基板。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为表不本实施方式的散热组件的一例的剖面概况图。
[0027]图2为表示本实施方式的散热组件的使用方式的一例的剖面概况图。
【具体实施方式】
[0028]本发明涉及一种基板，其具有:金属箔；设置在前述金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3 μ m以下且最大粗糙度(Rmax)为2.0 μ m以下的面上的平均厚度为3 μ m?25 μ m的聚酰亚胺树脂层；和设置在前述聚酰亚胺树脂层上的平均厚度为5 μ m?25 μ m的粘接剂层。通常，在金属箔上形成聚酰亚胺层时，为了降低热阻而减薄前述聚酰亚胺层时具有绝缘击穿电压下降的倾向。本发明人等发现，通过将金属箔的表面的粗糙度限定为某一特定的范围，即使减薄聚酰亚胺层也能够防止绝缘击穿电压的下降。即，本发明提供一种实现了兼顾绝缘击穿电压的提高和热阻的降低的基板。
[0029]本说明书中，“工序”这一用语不仅是指独立的工序，即使是无法与其它工序明确区分的情况下如果实现了该工序的预期目的则也包含在本用语之内。此外，使用“?”表示的数值范围表示的是包含“?”的前后所述的数值且分别将其作为最小值及最大值的范围。进而，关于组合物中的各成分的量，在组合物中存在多种相当于各成分的物质时，只要没有特别声明，则是指存在于组合物中的该多种物质的总量。
[0030]〈基板〉
[0031]本发明的基板具有:金属箔；设置在前述金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μπι以下且最大粗糙度(Rmax)为2.0 μ m以下的面上的平均厚度为3 μ m?25 μ m的聚酰亚胺树脂层；和设置在前述聚酰亚胺树脂层上的平均厚度为5 μ m?25 μ m的粘接剂层。
[0032]通过为这样的构成，能够制成绝缘击穿电压及搭载元件等时的耐回流焊性高、而且即使长时间暴露于高温后层间剥离等不良的发生也受到抑制即可靠性高、显示稳定的散热效果的薄型的基板。本发明的基板适合用于例如LED搭载用的散热基板等。
[0033](金属箔)
[0034]前述金属箔如果至少一个面的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μπι以下且最大粗糙度(Rmax)为2.Ομπι以下则没有特别限制。构成金属箔的材质为例如金、铜、铝等，没有特别限
制。一般使用铜箔。
[0035]此外，作为金属箔，还可以使用:以镍、镍一磷、镍一锡合金、镍一铁合金、铅、铅一锡合金等为中间层且在其两面设置有0.5 μ m?15 μ m的铜层和10 μ m?300 μ m的铜层的3层结构的复合箔；或将铝和铜箔复合而成的2层结构复合箔。
[0036]前述金属箔的一个面的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μπι以下，从与聚酰亚胺树脂层的粘接性的观点出发，优选为0.1 μ m以上且0.3 μ m以下，更优选为0.2 μ m以上且
0.3 μ m以下。
[0037]此外，前述一个面的最大粗糙度(Rmax)为2.0 μ m以下，从热处理之后的与聚酰亚胺树脂层的粘接力的观点出发，优选为1.0 μ m以上且2.0 μ m以下，更优选为1.5 μ m以上且2.0 μ m以下。
[0038]金属箔面的算术平均粗糙度(Ra)超过0.3 μ m或最大粗糙度(Rmax)超过2.0 μ m等表面粗糙度大时，绝缘击穿电压下降。其原因可认为是例如电场以金属箔面的凹凸部为基点而发生集中。此外，当金属箔的设置聚酰亚胺树脂层的面如上述那样表面粗糙度大时，有时聚酰亚胺树脂层的层厚度容易变得不均一、会发生面内的热传导性的偏差。
[0039]予以说明，金属箔面的算术平均粗糙度及最大粗糙度使用触针式粗糙度计在室温、测定力0.7mN的条件下进行测定。
[0040]作为使金属箔面的算术平均粗糙度及最大粗糙度在规定范围内的方法，可以使用通常用于控制金属箔的面粗糙度的方法，没有特别限定。
[0041]此外，作为前述金属箔，还可以使用例如福田金属株式会社制的电解铜箔、日本电解株式会社制的电解铜箔等市售的金属箔中的面的算术平均粗糙度及最大粗糙度在规定范围内的金属箔。
[0042]对于前述金属箔面的最大粗糙度(Rmax)相对于算术平均粗糙度(Ra)的比值(最大粗糙度/算术平均粗糙度)没有特别限制。例如，从铜箔和聚酰亚胺的粘接力的观点出发，优选为5?15，更优选为7?12。
[0043]前述金属箔的平均厚度没有特别限制。其中优选为6 μ m以上，更优选为6 μ m?40 μ m,进而优选为9 μ m?35 μ m。通过使用6 μ m以上的金属箔，具有生产效率提高的优点。
[0044]予以说明，金属箔的平均厚度使用触针式粗糙度计测定随机选择的10个位置的厚度并以其算术平均值形式算出。
[0045](聚酰亚胺树脂层)
[0046]本发明的基板中，在前述金属箔的一个面、即算术平均粗糙度(Ra)为0.3μπι以下且最大粗糙度(Rmax)为2μπι以下的面上设置有聚酰亚胺树脂层，其平均厚度为3μπι?
25μ m。前述聚酰亚胺树脂层的平均厚度优选为3 μ m?15 μ m,更优选为5 μ m?15 μ m。聚酰亚胺树脂层的平均厚度不足3μπι时，有时无法实现充分的绝缘击穿电压(优选为IkV以上)。此外，当平均厚度超过25 μ m时，有时无法实现充分的热传导性。
[0047]予以说明，树脂层的平均厚度使用触针式粗糙度计测定随机选择的10个位置的厚度并以其算术平均值形式算出。
[0048]此外，聚酰亚胺树脂层的平均厚度相对于前述金属箔面的算术平均粗糙度(Ra)的比值(聚酰亚胺树脂层厚度/算术平均粗糙度)没有特别限制。例如，从粘接性的观点出发，优选为10以上，更优选为15?125。
[0049]进而，聚酰亚胺树脂层的平均厚度相对于前述金属箔面的最大粗糙度(Rmax)的比值(聚酰亚胺树脂层厚度/算术平均粗糙度)的比值(聚酰亚胺树脂层厚度/最大粗糙度)没有特别限制。例如，从热传导性及绝缘击穿电压的观点出发，优选为I?20，更优选为1.5?15。
[0050]此外，关于聚酰亚胺树脂层和金属箔间的粘接力，在150°C下热处理500小时之后，优选为0.5kN/m以上，更优选为0.8kN/m以上。通过使热处理之后的粘接力在前述范围，能够构成基板的层间剥离受到抑制、可靠性高、散热稳定性优异的基板。进而，关于聚酰亚胺树脂层和金属箔间的粘接力，在150°C下热处理500小时之前优选为0.7kN/m以上，更优选为0.9kN/m以上。通过使热处理之前的粘接力在前述范围，电路中误粘接LED等元件时的修复性提高。予以说明，前述粘接力使用拉伸试验机(例如，0RIENTEC C0.，Ltd制，RTM500)在剥离角为90度、50mm/分钟的条件下进行测定。
[0051]为了使热处理之后的聚酰亚胺树脂层和金属箔间的粘接力在前述范围，例如可以列举:使聚酰亚胺树脂层包含后述的特定聚酰亚胺树脂而构成的方法；在绝缘击穿电压的允许范围内增大金属箔的最大粗糙度的方法等。
[0052]进而，前述聚酰亚胺树脂层及粘接剂层作为整体的绝缘击穿电压优选为3kV以上，更优选为4kV以上。通过使绝缘击穿电压为3kV以上，基板的可靠性进一步提高。
[0053]这里，聚酰亚胺树脂层的绝缘击穿电压为在构成本发明的基板的聚酰亚胺树脂层整体的层厚方向测定的电压。予以说明，绝缘击穿电压使用耐电压计(菊水电子工业株式会社制，T0S8700)在2mA的条件下进行测定。
[0054]为了使热处理之后的聚酰亚胺树脂层的绝缘击穿电压在前述范围，例如可以列举:在25μπι以下的范围内增厚聚酰亚胺树脂层的层厚的方法；使聚酰亚胺树脂层包含后述的特定聚酰亚胺树脂而构成的方法；尽可能减小金属箔的表面粗糙度(粗化)的方法等。
[0055]对构成前述聚酰亚胺树脂层的聚酰亚胺树脂没有特别限制。例如，可以从通常用于形成柔性印刷线路板的聚酰亚胺树脂中适当选择。具体而言，例如，可以从日本特开昭60 - 210629号公报、日本特开昭64 — 16832号公报、日本特开平I 一 131241号公报、日本特开昭59 - 164328号公报、日本特开昭61 — 111359号公报所述的聚酰亚胺树脂等中适当选择。
[0056]构成聚酰亚胺树脂层的聚酰亚胺树脂可以单独使用一种，也可以组合2种以上而使用。
[0057]其中，前述聚酰亚胺树脂优选为由包含联苯基四羧酸酐的酸酐与包含二氨基二苯基醚及苯二胺中的至少一方的二胺获得，更优选为由包含联苯基四羧酸酐的酸酐与包含二氨基二苯基醚及苯二胺的二胺获得，进而优选为使每I摩尔的包含联苯基四羧酸酐的酸酐和包含0.15摩尔?0.25摩尔的二氨基二苯基醚及0.75摩尔?0.85摩尔的苯二胺的二胺反应而获得，特别优选为使每I摩尔的包含联苯基四羧酸酐的酸酐和包含0.15摩尔?0.25摩尔的二氨基二苯基醚及0.75摩尔?0.85摩尔的苯二胺且二氨基二苯基醚及苯二胺的总量为0.9?1.1摩尔的二胺反应而获得。
[0058]通过为包含所述特定构成的聚酰亚胺树脂(以下也称为“特定聚酰亚胺树脂”)，聚酰亚胺树脂层和金属箔的粘接性进一步提高。此外，绝缘击穿电压进一步提高。
[0059]前述聚酰亚胺树脂层包含至少I种聚酰亚胺树脂、优选包含前述特定聚酰亚胺树脂而构成，根据需要也可以含有其他的成分。作为其他的成分，可以列举例如溶剂、无机填料等。
[0060]作为前述溶剂，可以列举例如N -甲基一 2 —吡咯烷酮、N，N 一二甲基乙酰胺等酰胺溶剂。
[0061]关于前述聚酰亚胺树脂层中的聚酰亚胺树脂的含有率，在聚酰亚胺树脂层的固体成分中优选为40体积％以上，从维持聚酰亚胺的强度的观点出发，更优选为60体积％以上，进而优选为70体积％以上。
[0062]这里，固体成分是指去除挥发性成分而剩下的成分。
[0063]作为在前述金属箔上设置聚酰亚胺树脂层的方法，如果能够形成平均厚度为3 μ m?25 μ m的聚酰亚胺树脂层则没有特别限制。例如，可以通过包含如下工序的方法在金属箔上形成聚酰亚胺树脂层:使酸酐及二胺反应而获得聚酰亚胺前体的工序；在前述金属箔上赋予所获得的聚酰亚胺前体(优选为聚酰亚胺前体清漆)而在金属箔上形成聚酰亚胺前体层的工序；和对其进行加热处理而使聚酰亚胺前体向聚酰亚胺树脂脱水环化而形成聚酰亚胺树脂层的工序。
[0064]予以说明，聚酰亚胺前体清漆至少包含聚酰亚胺前体和溶剂。
[0065]前述聚酰亚胺前体通过将酸酐和二胺混合并使它们反应而获得。对酸酐和二胺的混合比没有特别限制，以当量基准计，酸酐相对于二胺的比(酸酐/ 二胺)优选为0.9?1.1，更优选为0.95?1.05。[0066]通过使酸酐相对于二胺的比在前述范围内，能够将所形成的聚酰亚胺树脂的分子量控制为适当，提高聚酰亚胺树脂层的强度。
[0067]这里，酸酐或二胺分别由2种以上构成时，优选各自的总量满足前述范围。
[0068]予以说明，还可以使用市售的聚酰亚胺前体，来代替前述获得聚酰亚胺前体的工序。
[0069]关于前述形成聚酰亚胺前体层的工序中的在金属箔上赋予聚酰亚胺前体的方法，如果能够以规定的层厚形成聚酰亚胺前体层则没有特别限制，可以从通常使用的赋予液体的方法中适当选择使用。 [0070]例如，可以利用公知的涂布方法实施。作为涂布方法，具体可以列举刮刀式涂布、口模涂布、唇口涂布、凹版涂布等方法。作为用于以规定的层厚形成聚酰亚胺前体层的涂布方法，可以优选应用使被涂物在间隙之间通过的刮刀式涂布法、对调整了来自喷嘴的流量的聚酰亚胺前体清漆进行涂布的口模涂布法等。
[0071]在通过涂布聚酰亚胺前体清漆形成聚酰亚胺前体层时，优选在涂布后设置用于去除聚酰亚胺树脂清漆所包含的溶剂中的至少一部分的干燥工序。
[0072]干燥工序中的溶剂去除，可以没有特别限制地应用通常的溶剂去除方法。例如，可以列举在90°C~130°C下加热处理5分钟~30分钟的方法等。
[0073]对干燥工序后的聚酰亚胺前体层中的溶剂残存率没有特别限制，优选为30质
量％~45质量％。
[0074]此外，作为前述获得聚酰亚胺树脂层的工序中的脱水环化的条件，只要是能够将聚酰亚胺前体脱水环化成聚酰亚胺树脂则没有特别限制。例如，可以列举在实质不含氧的非氧化性气氛下(优选氧含有率为0.5体积％以下)、以350°C~550°C进行加热处理的方法。具体而言，从控制粘接性和热膨胀率的观点出发，优选为在包含氮气及氢气的非氧化性的混合气体气氛下以380°C~550°C进行加热处理的方法，更优选为在包含氮气和氢气且氢气的含有率为0.1体积％~4体积％的混合气体气氛下以400°C~550°C进行加热处理的方法。
[0075]通过在350°C以上的温度进行脱水环化，能够实现充分的脱水环化率，绝缘击穿电压进一步提高。此外，通过设为550°C以下的温度，能够抑制聚酰亚胺前体及聚酰亚胺树脂的热分解。
[0076]此外，通过在包含氮气及氢气的非氧化性的混合气体气氛下进行脱水环化，抑制聚酰亚胺前体及聚酰亚胺树脂的氧化分解，绝缘击穿电压进一步提高。
[0077]进而，非氧化性的混合气体气氛中的氢气的含有率为0.1体积％以上时，氧化分解抑制效果进一步提闻。此外，氢!气的含有率为4体积％以下时,制造时的安全性提闻。
[0078]前述聚酰亚胺树脂层上设置有粘接剂层。与粘接剂层接触的聚酰亚胺树脂层的面可以根据需要进行各种表面处理。通过进行表面处理，相对于所形成的粘接树脂层的润湿性、特别是将粘接剂清漆涂布在聚酰亚胺树脂层上形成粘接树脂层时的粘接剂清漆的润湿性提闻。由此，可以抑制鼓泡、斑点等的发生，进一步提闻密合力或进一步稳定化。
[0079]作为表面处理的方法，可以从通常使用的方法中根据目的适当选择。例如，可以列举UV照射、电晕放电处理、抛光(buffing)、喷砂、各种干式蚀刻、各种湿式蚀刻等处理方法。其中，从连续处理的容易性、处理效果的稳定性、及效果大小出发，优选使用利用氧等离子体处理进行的干式蚀刻处理。
[0080]通过实施利用氧等离子处理进行的干式蚀刻处理，能够更有效地提高聚酰亚胺树脂层和粘接剂层间的粘接力，能够获得可靠性更高、热传导性更稳定化的基板。进而，还能够使粘接剂层更薄层化。可认为这是由于例如通过氧等离子处理更有效地提高了聚酰亚胺树脂层和粘接剂清漆的润湿性。
[0081](粘接剂层)
[0082]本发明的基板中，在前述聚酰亚胺树脂层上设置有粘接剂层。粘接剂层的平均厚度为5 μ m?25 μ m，从热传导性、粘接性、及绝缘击穿电压的观点出发，优选为5 μ m?15 μ m,更优选为5 μ m?10 μ m。
[0083]粘接剂层的平均厚度不足5 μ m时，例如，粘接剂层的层厚度为散热用金属板的贴合面的最大表面粗糙度以下，在向散热用金属板贴合时，有时会划伤聚酰亚胺树脂层，使绝缘击穿电压下降。此外，平均厚度超过25 μ m时，有热传导性下降的倾向。
[0084]予以说明，粘接剂层的平均厚度使用触针式粗糙度计测定随机选择的10个位置的厚度并以其算术平均值形式算出。
[0085]对粘接剂层的平均厚度相对于前述聚酰亚胺树脂层的平均厚度的比值(粘接剂层/聚酰亚胺树脂层)没有特别限制。例如，从热传导性及绝缘击穿电压的观点出发，优选为
0.3?5，更优选为0.3?2.5。
[0086]此外，对前述聚酰亚胺树脂层的平均厚度和粘接剂层的平均厚度的总和(以下也称为“树脂层厚度”)没有特别限制。例如，从热传导性及绝缘击穿电压的观点出发，优选为10 μ m?35 μ m，更优选为10 μ m?25 μ m。
[0087]聚酰亚胺树脂层和粘接剂层间、及粘接剂层间和根据需要设置的散热用金属板间的粘接力分别优选在150°C热处理500小时之后为0.5kN/m以上，更优选为0.8kN/m以上。通过使前述粘接力在前述范围，基板的可靠性进一步提高。进而，聚酰亚胺树脂层和粘接剂层间、及粘接剂层和根据需要设置的散热用金属板间的粘接力在150°C热处理500小时之前为0.7kN/m以上，更优选为0.8kN/m以上。通过使热处理前的粘接力在前述范围，能够防止安装LED等元件时的焊料粘接回流焊时的膨胀所致的成品率降低。
[0088]作为使粘接剂层的粘接力为前述范围的方法，可以列举例如利用氧等离子处理对聚酰亚胺树脂层进行干式蚀刻处理的方法、使粘接剂层包含后述特定的树脂而构成的方法、在聚酰亚胺树脂层的表面涂布底涂层等。
[0089]此外，前述粘接剂层所包含的粘接剂树脂的固化后的在常温(25°C)下的弹性模量优选为200MPa?lOOOMPa，更优选为300MPa?800MPa。通过使其为IOOOMPa以下，能够缓和因热膨胀而产生的应力，能够抑制在与粘接剂层的界面产生裂纹。另一方面，通过使其为200MPa以上，能够抑制在基板上安装LED等元件时产生下陷。
[0090]这里，固化后的弹性模量是指使粘接剂层所含有的粘接剂树脂完全固化后的弹性模量。固化的条件根据所使用的树脂、固化剂的种类等而异，在使用环氧树脂和其固化剂时，可以设为例如在185°C下热处理90分钟而使其固化的条件。
[0091]予以说明，弹性模量使用拉伸试验机(例如，0RIENTEC C0.，Ltd制，RTM500)以剥离角为90度、50mm/分钟进行测定。
[0092]作为使前述粘接剂树脂的固化后的弹性模量为前述范围的方法，可以列举从公知的化合物中适当选择粘接剂树脂及其固化剂的方法。尤其优选使粘接剂树脂为后述那样的树脂构成。
[0093]作为粘接剂层所包含的粘接剂树脂，如果是能够粘接前述聚酰亚胺树脂层和被粘物(优选为散热用的金属板)则没有特别限制。其中优选包含至少I种硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂。
[0094]通过使粘接剂树脂包含硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂，粘接剂层的与聚酰亚胺树脂层的粘接性、耐热性进一步提高。
[0095]前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂可以从公知的化合物中适当选择。其中优选使用硅氧烷改性二胺合成的硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂。作为这样的硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂，可以列举日立化成工业株式会社制KS9003、KS9006、KS9900F等。
[0096]前述粘接剂层中的粘接剂树脂(优选硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂)的含有率没有特别限制，从粘接性和耐热性的观点出发，优选在粘接剂层的固体成分中为30质量％?60质量％，更优选为40质量％?55质量％。通过含有30质量％以上的粘接剂树脂，与聚酰亚胺树脂层的粘接性进一步提高。此外，通过为60质量％以下，耐热性进一步提高。
[0097]优选的是，前述粘接剂层除了硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂以外还包含至少I种环氧树脂。通过进一步包含环氧树脂，有耐热性进一步提闻的倾向。
[0098]作为前述环氧树脂，没有特别限制，可以从通常使用的环氧树脂中适当选择。其中优选I分子中具有2个以上环氧基且能够与前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂相容的环氧树脂，更优选为I分子中具有2?3个环氧基且能够与前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂相容的环氧树脂。
[0099]这里，能够相容是指:在将环氧树脂和硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂按照期望比率混合时，目视能够均一混合。
[0100]作为能够与前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂相容的环氧树脂，优选例如为具有与构成硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂的二胺的骨架结构类似的骨架结构的环氧树脂。具体而言，在聚酰胺酰亚胺树脂由苯二胺构成时，优选为具有苯环的环氧树脂，进而考虑到粘接剂的耐热性，特别优选双酚型环氧树脂。
[0101]在前述粘接剂层含有环氧树脂时，优选进一步包含I分子中具有3个以上能够与前述环氧树脂所具有的环氧基反应的官能团的多官能树脂(以下也称为“环氧基反应性树脂”)，更优选进一步包含I分子中具有3?10个能够与环氧基反应的官能团的多官能树脂。
[0102]作为具有3个以上与环氧基反应的官能团的树脂，可以列举具有3个以上环氧基的多官能环氧化合物、具有3个以上酚性羟基的多官能酚化合物、具有3个以上氨基的多官能胺、具有3个以上氨基或羟基的聚氨酯树脂等。
[0103]作为具有3个以上环氧基的多官能环氧化合物，可以列举例如双酚A、酚醛清漆型酚醛树脂、邻甲酚酚醛清漆型酚醛树脂等使多元酚或1，4 一丁二醇等多元醇与表氯醇反应获得的聚缩水甘油基醚类；使邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸等多元酸和表氯醇反应获得的聚缩水甘油基酯类；胺、酰胺或具有杂环氮碱的化合物的N —缩水甘油基衍生物；脂环式环氧树脂等。
[0104]作为多官能酚化合物，可列举例如选自于氢醌、间苯二酚、双酚A及这些的卤化物所组成的组中的至少I种和甲醛的缩合物即酚醛清漆型酚醛树脂、甲阶型酚醛树脂等。[0105]对前述粘接剂层中的环氧基反应性树脂相对于环氧树脂的含有比(环氧基反应性树脂/环氧树脂)没有特别限制，从耐热性和粘接性的观点出发，优选为0.5?1.0，更优选为 0.8 ?1.0。
[0106]对前述粘接剂层中的前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂、以及环氧树脂及环氧基反应性树脂的含有率没有特别限制。从粘接性和耐热性的观点出发，优选为:粘接剂层的固体成分中的树脂的总量为100质量％以下，硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂的含有率为30质量％?60质量％，环氧树脂的含有率为10质量％以上，环氧基反应性树脂的含有率为10质量％以上。此外，更优选硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂的含有率为30质量％?60质量％，环氧树脂的含有率为10质量％?30质量％，环氧基反应性树脂的含有率为10质量％?30质量％。
[0107]通过使环氧树脂的含有率为10质量％以上，硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂与环氧基反应性树脂的相容性提高，耐热性进一步提高。此外，通过使环氧基反应性树脂的含有率为10质量％以上，耐热性进一步提闻。
[0108]对前述粘接剂层中的前述环氧树脂及环氧基反应性树脂的总含有量相对于前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂的含有量的含有比率(环氧树脂及环氧基反应性树脂/硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂)没有特别限制。从粘接性和耐热性的观点出发，优选为2/3?7/3，更优选为2/3?4/3。
[0109]前述粘接剂层可以根据需要进一步包含环氧树脂的固化剂、固化促进剂等。作为环氧树脂的固化剂、固化促进剂，如果是与环氧树脂反应的物质、或促进固化的物质则没有限制。例如，可以列举胺化合物、咪唑化合物、酸酐化合物等。
[0110]作为胺化合物，可以列举双氰胺、二氨基二苯基甲烷、胍基脲等。此外，作为酸酐化合物，可以列举邻苯二甲酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐、甲基腐殖酸(methyl himic acid)等。进而，作为固化促进剂，可以使用作为咪唑化合物的烷基取代咪唑、苯并咪唑化合物。
[0111]进而，前述粘接剂层可以进一步含有硅烷偶联剂、耐电腐蚀性提高剂、阻燃剂、防镑剂等添加剂。
[0112]作为将前述粘接剂层设置在前述聚酰亚胺树脂层上的方法，只要能够使粘接剂层的层厚形成为5 μ m?25 μ m则没有特别限制。例如，可以将包含粘接剂树脂和溶剂的粘接剂清漆涂布在聚酰亚胺树脂层上并干燥从而形成。对于涂布粘接剂清漆的方法，可以与已述的涂布方法相同，此外，对于干燥也与已述的干燥工序相同。
[0113]此外，对干燥工序后的粘接剂层中的溶剂残存率没有特别限制，优选为2质量％以下。
[0114]前述基板可以在粘接剂层上进一步具有金属板。金属板例如作为散热构件起作用。作为前述金属板的种类，可以列举例如铜、铝、不锈钢、铁、金等。从粘接性的观点出发，优选为铜、铝、或铁，从散热性的观点出发，更优选为铜或铝。
[0115]此外，金属板的大小、厚度等没有特别限制，根据目的来适当选择。
[0116]<基板的制造方法>
[0117]本发明的基板的制造方法，包含:准备聚酰亚胺前体的工序，所述聚酰亚胺前体为包含联苯基四羧酸酐的酸酐、以及包含二氨基二苯基醚及苯二胺的二胺的反应产物；在金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μπι以下且最大粗糙度(Rmax)为2μπι以下的面上赋予前述聚酰亚胺前体的工序；在包含氮气及氢气的混合气体气氛下由前述聚酰亚胺前体向聚酰亚胺树脂脱水环化而形成聚酰亚胺树脂层的工序；和在前述聚酰亚胺树脂层上设置粘接剂层的工序。
[0118]在准备聚酰亚胺前体的工序中，既可以如前所述使酸酐与二胺反应获得聚酰亚胺前体从而准备，此外，也可以选择市售的聚酰亚胺前体从而准备。此外，赋予聚酰亚胺前体的工序、形成聚酰亚胺树脂层的工序及设置粘接剂层的工序的细节如前所述。
[0119]<散热基板>
[0120]本发明的散热基板为对前述基板的金属箔进行了电路加工而形成电路层的基板。对基板上的金属箔进行电路加工的方法没有特别限制，从通常使用的电路形成方法中适当选择。例如，可以使用例如通常的光刻法形成电路层。
[0121]<散热组件>
[0122]本发明的散热组件具有前述散热基板、和至少I种配置在前述散热基板上的元件。前述元件安装在散热基板的电路层上。
[0123]对前述元件没有特别限制，优选为发热性的元件，更优选为半导体元件，进一步优选为LED元件。
[0124]此外，安装元件的电路层可以对前述基板的金属箔利用通常使用的方法进行加工从而形成。进而，元件向电路层的安装方法可以使用通常使用的方法，没有特别限制。
[0125]参照【专利附图】
【附图说明】前述散热组件的实施方式的一例。图1为表示安装有LED元件40的散热基板IO的使用例的剖面概况图。
[0126]如图1所示，散热基板10为将金属板18、粘接剂层16、聚酰亚胺树脂层14和电路层12依次层叠而构成，在前述电路层12上安装有LED元件40。
[0127]图1中，安装有LED元件40的散热基板10即散热组件介由热传导性粘着材料层20而配置在金属制外装板30而使用。这里，热传导性粘着材料层20也可以具有导电性。由LED元件40产生的热介由构成散热基板10的电路层12、聚酰亚胺树脂层14及粘接剂层16有效地传导至金属板18，进而从金属板18介由热传导性粘着材料层20传导至金属制外装板30。散热基板10由于热传导性和绝缘性优异，因此即使热传导性粘着材料层20具有导电性也不会损害可靠性，可以稳定、有效地使由LED元件40产生的热散发掉。
[0128]图2为示意性表示作为安装有LED元件40的散热基板10的使用方法的一例的发光组件100的剖面图。如图2所示，发光组件100为将金属制外装板30、热传导性粘着材料层20、安装有LED元件40的散热基板10依次层叠并用螺丝50将散热基板10、热传导性粘着材料层20及金属制外装板30固定而成。
[0129]前述发光组件100中，由于散热基板10及热传导性粘着材料20的热传导性优异，因此由LED元件40产生的热如图2的箭头所示的热流动所示介由散热基板10及热传导性粘着材料层20有效传导至金属制外装板30，能够显示稳定的散热效果。
[0130]进而，前述发光组件100中，由于散热基板10作为整体的绝缘击穿电压高，因此具有优异的可靠性。
[0131]实施例
[0132]以下通过实施例更具体地说明本发明，但本发明不受这些实施例限定。予以说明，只要没有特别声明，“份”及“ ”为质量基准。[0133]<带有聚酰亚胺树脂层的铜箔的制作>
[0134](聚酰亚胺前体的合成)
[0135]在安装有热电偶、搅拌机、氮气吹入口的5L玻璃制反应釜中，边流通约300ml/分钟的氮气边加入对苯二胺(以下有时简记为“pro”)129.7g (1.2摩尔)、4，4’ 一二氨基二苯基醚(以下有时简记为“DDE”)60.1g (0.3摩尔)、和N—甲基一 2 —吡咯烷酮(以下有时简记为“NMP”)3.6kg并搅拌，使二胺成分溶解。边将该溶液用水冷夹套冷却到50°C以下边慢慢加入3，3’，4，4’ 一联苯基四羧酸二酐(以下有时简记为“BPDA”)441.3g (1.49摩尔)，进行聚合反应，获得聚酰亚胺前体清漆。
[0136]BPDA和二胺成分的摩尔比为1:1.01。
[0137](聚酰亚胺前体层形成工序)
[0138]将上述获得的聚酰亚胺前体清漆用涂布机(刮刀式涂布机)在铜箔粗化面上涂布成IOym厚度。铜箔使用的是宽度为540mm、厚度为35 μ m的单面粗化的电解铜箔(福田金属株式会社制)。
[0139]使用强制通风干燥炉将涂布有聚酰亚胺前体清漆的铜箔去除溶剂，制作了在铜箔上设置有聚酰亚胺前体层的带有铜箔的聚酰亚胺前体膜。
[0140]聚酰亚胺前体层中的溶剂残留率为35%。
[0141]此外，使用的电解铜箔的粗化面的算术平均粗糙度(Ra)为0.2μπι，最大粗糙度(Rmax)为 L 8 μ m。
[0142](聚酰亚胺树脂层形成工序)
[0143]使用热风循环式烘箱将上述`获得的带有铜箔的聚酰亚胺前体膜连续进行热处理，进行聚酰亚胺前体的脱水环化，制作带有铜箔的聚酰亚胺膜。
[0144]予以说明，使用热风循环式烘箱的热处理在使由99体积％氮气、I体积％氢气组成的混合气体循环、于400°C、10分钟的条件下进行。
[0145]对获得的带有铜箔的聚酰亚胺膜，使用触针式粗糙度计，对随机选择的10个位置测定形成的聚酰亚胺树脂层的厚度，以其算术平均值形式求出聚酰亚胺树脂层的平均厚度，结果为3.0 μ m。
[0146](粘接剂清漆的制备)
[0147]按照硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂(日立化成工业株式会社制，商品名:KS9900F)为55份、双酚型环氧树脂(DIC株式会社制，商品名:EpiclOn840S)为30份、多官能性环氧树脂(日本化药株式会社制，商品名:EPPN502H)为15份、及固化促进剂(四国化成工业株式会社制，商品名:2 —乙基一 4 一甲基咪唑)为0.45份分别称量各成分并配合，制备粘接剂清漆。
[0148]<实施例1 >
[0149](粘接剂层形成工序)
[0150]对上述制作的带有铜箔的聚酰亚胺膜的聚酰亚胺树脂层以500WU80秒的条件实施利用氧等离子处理进行的干式蚀刻处理后，按照干燥后为?ο μ m厚度的方式，使用涂布机(刮刀式涂布机)在聚酰亚胺树脂层上涂布上述获得的粘接剂清漆。
[0151]予以说明，以干燥条件为130°C、5分钟的干燥条件进行。由此，制作了设置有粘接剂层的带有铜箔的聚酰亚胺膜即基板I。[0152]此外，粘接剂层中的溶剂残留率为1%以下。
[0153]将获得的设置有粘接剂层的带有铜箔的聚酰亚胺膜即基板按照粘接剂层接触铝板(日本轻金属株式会社制，A5052，无表面处理，厚度为Imm)的方式层叠在铝板上，用热板压呢机以185°C、3MPa、90分钟的条件进行固化处理，获得评价样品Al。
[0154]使用获得的评价样品Al，按照下述进行评价。评价结果示于表I。
[0155](热阻)
[0156]对切断成30mm见方的评价样品Al的铜箔，通过蚀刻去除铜箔使其上形成IOmmX 15mm的长方形的图案,从而制作试验片。将试验片在120°C干燥30分钟后,在铜箔图案上通过焊料球固定晶体管(NEC制D401AK35S)，从而制作评价样品。
[0157]在冷却至0°C的台座上涂布热传导性有机硅树脂，在其上按照晶体管在上侧的方式安放评价样品Al。边使用辐射温度计(KEYENCE公司制IT2 — 50)测定连接部位的焊料球的温度边对晶体管连接10V、1 IV的电源(Metronix公司制B418A — 16)及接地线通电。由通电起I分钟后的温度及施加电流值算出热阻。予以说明，施加电流值使用检验器(tester)(Hewlett-Packard Development Company, L.P.制 E2378A)进行测定。
[0158]热阻的目标值为1.0°C /W以下。
[0159](绝缘击穿电压)
[0160]对评价样品Al的铜箔，通过蚀刻去除铜箔使其上形成直径20mm的圆形图案，从而制作试验片。将试验片在120°C下干燥30分钟后，使铝板在下侧地将试验片放在耐电压计(菊水电子工业株式会社制，T0S8700)的板状电极上，在圆形图案上放置直径20mm的电极，对电极间施加2mA、0.5V的交流电压。然后，慢慢升高电压，将导通的电压作为绝缘击穿电压。
[0161]绝缘击穿电压的目标值为3.0kV以上。
[0162](铜箔拉剥强度)
[0163]对评价样品Al的铜箔，通过蚀刻去除铜箔，使其上形成宽度为Imm的线，在120°C下干燥30分钟，从而制作试验片。对在150°C下进行500小时热处理之前的试验片和在150°C下进行500小时热处理之后的试验片，分别将试验片的铝板固定在剥离强度试验器(0RIENTEC C0.，Ltd制，RTM500)上，以剥离角为90度、50mm/分的条件剥离铜箔，测定其载荷。
[0164]铜箔拉剥强度的目标值是:150°C下热处理500小时之前为0.7kN/m、150°C下热处理500小时之后为0.5kN/m以上。
[0165](层间拉剥强度)
[0166]对评价样品Al的铜箔面，使用刀片去除铜箔及聚酰亚胺树脂层，使其上形成宽度为IOmm的线，120°C下干燥30分钟，从而制作试验片。对在150°C下进行500小时热处理之前的试验片和在150°C下进行500小时热处理之后的试验片，分别将试验片的铝板固定在剥离强度试验器(0RIENTEC C0.，Ltd制，RTM500)上，以剥离角为90度、50mm/分的条件剥离粘接剂层，测定其载荷。
[0167]层间拉剥强度的目标值是:150°C下热处理500小时之前为0.7kN/m、150°C下热处理500小时之后为0.5kN/m以上。
[0168](耐焊接热性)[0169]将评价样品Al切断成5cm见方后，通过蚀刻去除仅一半面积的铜箔。120°C下干燥30分钟后，使铜箔面侧向下地漂浮在300°C的焊料漕中，通过漂浮(float)法测定至产生膨胀为止的时间。
[0170]耐焊接热性的目标值为60秒以上。
[0171]<实施例2~6 >
[0172]在实施例1中如表1那样改变聚酰亚胺树脂层及粘接剂层的厚度，除此以外与上述同样地操作，制作评价样品A2~A6，同样进行评价。
[0173]<实施例7~8 >
[0174]在实施例4中，如表1那样改变铜箔算术平均粗糙度及铜箔粗化最大粗糙度，除此以外与上述同样操作，制作评价样品A7~AS，同样进行评价。
[0175]<比较例I~4 >
[0176]在实施例1中，如表1所示那样改变聚酰亚胺树脂层及粘接剂层的厚度，除此以外与上述同样操作，制作评价样品Cl~C4，同样进行评价。
[0177]<比较例5~7 >
[0178]在实施例2中，如表1那样改变铜箔算术平均粗糙度及铜箔粗化最大粗糙度，除此以外与上述同样操作，制作评价样品C5~C7，同样进行评价。
[0179]表1
【权利要求】
1.一种基板，其具有: 金属箔； 平均厚度为3 μ m?25 μ m的聚酰亚胺树脂层，其设置在所述金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3 μ m以下且最大粗糙度(Rmax)为2.0 μ m以下的面上；和 平均厚度为5 μ m?25 μ m的粘接剂层，其设置在所述聚酰亚胺树脂层上。
2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，进一步具有设置在所述粘接剂层上的金属板。
3.根据权利要求1或2所述的基板，其特征在于，在150°C热处理500小时之后的各层间的粘接力分别为0.5kN/m以上。
4.根据权利要求1?3中的任一项所述的基板，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂层及粘接剂层作为整体的绝缘击穿电压为3kV以上。
5.根据权利要求1?4中的任一项所述的基板，其特征在于，所述粘接剂层所包含的粘接剂树脂的固化后的常温时的弹性模量为200MPa?lOOOMPa。
6.根据权利要求1?5中的任一项所述的基板，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂层包含:由包含联苯基四羧酸酐的酸酐与包含二氨基二苯基醚及苯二胺的二胺获得的聚酰亚胺树脂。
7.根据权利要求1?6中的任一项所述的基板，其特征在于，所述粘接剂层包含硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂及环氧树脂。
8.根据权利要求1?7中的任一项所述的基板，其特征在于，所述粘接剂层的固体成分中的树脂的总含有率为100质量％以下， 所述树脂所包含的硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂、能够与所述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂相容且I分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂、及I分子中具有3个以上能够与所述环氧基反应的官能团的多官能树脂在所述固体成分中的含有率分别依次为30质量％?60质量％、10质量％以上、及10质量％以上。
9.一种散热基板，其为对权利要求1?8中的任一项所述的基板中的金属箔进行电路加工而形成的。
10.一种散热组件，其具有权利要求9所述的散热基板和配置在所述散热基板上的元件。
11.一种基板的制造方法，其包含: 准备聚酰亚胺前体的工序，所述聚酰亚胺前体为包含联苯基四羧酸酐的酸酐和包含二氨基二苯基醚及苯二胺的二胺的反应产物； 在金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3 μ m以下且最大粗糙度(Rmax)为2 μ m以下的面上赋予所述聚酰亚胺前体的工序； 在包含氮气及氢气的混合气体气氛下由所述聚酰亚胺前体向聚酰亚胺树脂脱水环化而形成聚酰亚胺树脂层的工序；和 在所述聚酰亚胺树脂层上设置粘接剂层的工序。
12.根据权利要求11所述的基板的制造方法，其特征在于，所述聚酰亚胺前体是使每I摩尔的联苯基四羧酸酐与包含0.15摩尔?0.25摩尔的二氨基二苯基醚和0.75摩尔?.0.85摩尔的苯二胺的二胺反应的反应产物。
【文档编号】H01L23/12GK103748672SQ201280027100
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年5月23日 优先权日:2011年5月27日
【发明者】竹内雅记, 松浦佳嗣, 小畑和仁 申请人:日立化成株式会社
【专利摘要】本发明提供一种基板，其具有：金属箔，设置在前述金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μm以下且最大粗糙度(Rmax)为2.0μm以下的面上的平均厚度为3μm～25μm的聚酰亚胺树脂层，和设置在前述聚酰亚胺树脂层上的平均厚度为5μm～25μm的粘接剂层。
【专利说明】基板及其制造方法、散热基板、以及散热组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及基板及其制造方法、散热基板、以及散热组件。
【背景技术】
[0002]一直以来，作为用于安装电子部件的散热基板，大多使用的是在金属板上层叠电绝缘材料层并在其上形成有布线图案的金属芯基板。
[0003]通常，在电绝缘材料层上层叠铜箔形成布线图案。并且使用焊料在布线图案上安装陶瓷芯片部件、硅半导体、端子等。
[0004]作为前述电绝缘材料层，例如，日本特许第3255315号公报中提出了在热塑性聚酰亚胺或聚苯醚(PPE)中添加有无机填料的材料。但是，像这样的热塑性聚酰亚胺、PPE这样的通常的树脂，其树脂本身的热传导率低，因此有时难以作为近年的rop (等离子显示面板)、LED (发光二极管)等要求高散热性的电子部件用的散热基板。因此，近年正在研究电绝缘材料层的高热传导化，例如日本特开平11 一 323162号公报及日本特开2008 — 106126号公报中，作为提高树脂的热传导性的手段，提出了使用结晶化树脂。此外，例如，日本特开2007 - 150224号公报中对使用高热传导性填料进行了研究。
【发明内容】
[0005]发明要解决的课题
[0006]但是，日本特开平11 - 323162号公报、日本特开2008-1061226号公报及日本特开2007 — 150224号公报所述的结晶化树脂、高热传导性填料容易引起电绝缘性下降，为了保持规定的电绝缘性，任一方法都需要厚度为100 μ m左右的粘接剂层，基板的薄型化上存在限制。
[0007]本发明是改善上述问题的发明，课题在于提供可靠性高、显示稳定的散热效果的薄型的基板。
[0008]用于解决课题的手段
[0009]本发明人等进行了深入研究，结果发现将与聚酰亚胺树脂层粘接的金属箔面的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μηι以下且最大粗糙度(Rmax)为2μηι以下的金属箔、前述金属箔上的平均厚度为2 μ m?25 μ m的聚酰亚胺树脂层和平均厚度为5 μ m?25 μ m的包含聚酰胺酰亚胺的粘接剂层依次层叠构成的基板是适合的，从而完成了本发明。
[0010]S卩，本发明包含以下的方式。
[0011]< I >一种基板，其具有:金属箔；设置在前述金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为
0.3 μ m以下且最大粗糙度(Rmax)为2.0 μ m以下的面上的平均厚度为3 μ m?25 μ m的聚酰亚胺树脂层；和设置在前述聚酰亚胺树脂层上的平均厚度为5 μ m?25 μ m的粘接剂层。
[0012]< 2 >根据前述< I >所述的基板，其进一步具有设置在前述粘接剂层上的金属板。
[0013]< 3 >根据前述< I >或< 2 >所述的基板，150°C下热处理500小时之后的各层间的粘接力分别为0.5kN/m以上。
[0014]< 4 >根据前述< I >?< 3 >中的任一项所述的基板，前述聚酰亚胺树脂层及粘接剂层作为整体的绝缘击穿电压为3kV以上。
[0015]< 5 >根据前述< I >?< 4 >中的任一项所述的基板，前述粘接剂层所包含的粘接剂树脂的固化后的常温时的弹性模量为200MPa?lOOOMPa。
[0016]< 6 >根据前述< I >?< 5 >中的任一项所述的基板，前述聚酰亚胺树脂层包含:由包含联苯基四羧酸酐的酸酐与包含二氨基二苯基醚及苯二胺的二胺获得的聚酰亚胺树脂。
[0017]< 7 >根据前述< I >?< 6 >中的任一项所述的基板，前述粘接剂层包含硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂及环氧树脂。
[0018]< 8 >根据前述< I >?< 7 >中的任一项所述的基板，前述粘接剂层的固体成分中的树脂的总含有率为100质量％以下，
[0019]前述树脂所包含的硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂、能够与前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂相容且I分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂、及I分子中具有3个以上能够与前述环氧基反应的官能团的多官能树脂在前述固体成分中的含有率分别依次为30质量％?60质量％、10质量％以上、及10质量％以上。
[0020]< 9 >一种散热基板，其为对前述< I >?< 8 >中的任一项所述的基板中的金属箔进行电路加工而形成的。
[0021]< 10 >一种散热组件，其具有前述< 9 >所述的散热基板、和配置在前述散热基板上的元件。
[0022]< 11 >一种基板的制造方法，其包含:准备聚酰亚胺前体的工序，所述聚酰亚胺前体为包含联苯基四羧酸酐的酸酐和包含二氨基二苯基醚及苯二胺的二胺的反应产物；在金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μπι以下且最大粗糙度(Rmax)为2μπι以下的面上赋予前述聚酰亚胺前体的工序；在包含氮气及氢气的混合气体气氛下由前述聚酰亚胺前体向聚酰亚胺树脂脱水环化而形成聚酰亚胺树脂层的工序；和在前述聚酰亚胺树脂层上设置粘接剂层的工序。
[0023]< 12 >根据前述< 11 >所述的基板的制造方法，前述聚酰亚胺前体为使每I摩尔的联苯基四羧酸酐与包含0.15摩尔?0.25摩尔的二氨基二苯基醚和0.75摩尔?0.85摩尔的苯二胺的二胺进行反应的反应产物。
[0024]发明效果
[0025]根据本发明，能够提供可靠性高、显示稳定的散热效果的薄型的基板。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为表不本实施方式的散热组件的一例的剖面概况图。
[0027]图2为表示本实施方式的散热组件的使用方式的一例的剖面概况图。
【具体实施方式】
[0028]本发明涉及一种基板，其具有:金属箔；设置在前述金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3 μ m以下且最大粗糙度(Rmax)为2.0 μ m以下的面上的平均厚度为3 μ m?25 μ m的聚酰亚胺树脂层；和设置在前述聚酰亚胺树脂层上的平均厚度为5 μ m?25 μ m的粘接剂层。通常，在金属箔上形成聚酰亚胺层时，为了降低热阻而减薄前述聚酰亚胺层时具有绝缘击穿电压下降的倾向。本发明人等发现，通过将金属箔的表面的粗糙度限定为某一特定的范围，即使减薄聚酰亚胺层也能够防止绝缘击穿电压的下降。即，本发明提供一种实现了兼顾绝缘击穿电压的提高和热阻的降低的基板。
[0029]本说明书中，“工序”这一用语不仅是指独立的工序，即使是无法与其它工序明确区分的情况下如果实现了该工序的预期目的则也包含在本用语之内。此外，使用“?”表示的数值范围表示的是包含“?”的前后所述的数值且分别将其作为最小值及最大值的范围。进而，关于组合物中的各成分的量，在组合物中存在多种相当于各成分的物质时，只要没有特别声明，则是指存在于组合物中的该多种物质的总量。
[0030]〈基板〉
[0031]本发明的基板具有:金属箔；设置在前述金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μπι以下且最大粗糙度(Rmax)为2.0 μ m以下的面上的平均厚度为3 μ m?25 μ m的聚酰亚胺树脂层；和设置在前述聚酰亚胺树脂层上的平均厚度为5 μ m?25 μ m的粘接剂层。
[0032]通过为这样的构成，能够制成绝缘击穿电压及搭载元件等时的耐回流焊性高、而且即使长时间暴露于高温后层间剥离等不良的发生也受到抑制即可靠性高、显示稳定的散热效果的薄型的基板。本发明的基板适合用于例如LED搭载用的散热基板等。
[0033](金属箔)
[0034]前述金属箔如果至少一个面的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μπι以下且最大粗糙度(Rmax)为2.Ομπι以下则没有特别限制。构成金属箔的材质为例如金、铜、铝等，没有特别限
制。一般使用铜箔。
[0035]此外，作为金属箔，还可以使用:以镍、镍一磷、镍一锡合金、镍一铁合金、铅、铅一锡合金等为中间层且在其两面设置有0.5 μ m?15 μ m的铜层和10 μ m?300 μ m的铜层的3层结构的复合箔；或将铝和铜箔复合而成的2层结构复合箔。
[0036]前述金属箔的一个面的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μπι以下，从与聚酰亚胺树脂层的粘接性的观点出发，优选为0.1 μ m以上且0.3 μ m以下，更优选为0.2 μ m以上且
0.3 μ m以下。
[0037]此外，前述一个面的最大粗糙度(Rmax)为2.0 μ m以下，从热处理之后的与聚酰亚胺树脂层的粘接力的观点出发，优选为1.0 μ m以上且2.0 μ m以下，更优选为1.5 μ m以上且2.0 μ m以下。
[0038]金属箔面的算术平均粗糙度(Ra)超过0.3 μ m或最大粗糙度(Rmax)超过2.0 μ m等表面粗糙度大时，绝缘击穿电压下降。其原因可认为是例如电场以金属箔面的凹凸部为基点而发生集中。此外，当金属箔的设置聚酰亚胺树脂层的面如上述那样表面粗糙度大时，有时聚酰亚胺树脂层的层厚度容易变得不均一、会发生面内的热传导性的偏差。
[0039]予以说明，金属箔面的算术平均粗糙度及最大粗糙度使用触针式粗糙度计在室温、测定力0.7mN的条件下进行测定。
[0040]作为使金属箔面的算术平均粗糙度及最大粗糙度在规定范围内的方法，可以使用通常用于控制金属箔的面粗糙度的方法，没有特别限定。
[0041]此外，作为前述金属箔，还可以使用例如福田金属株式会社制的电解铜箔、日本电解株式会社制的电解铜箔等市售的金属箔中的面的算术平均粗糙度及最大粗糙度在规定范围内的金属箔。
[0042]对于前述金属箔面的最大粗糙度(Rmax)相对于算术平均粗糙度(Ra)的比值(最大粗糙度/算术平均粗糙度)没有特别限制。例如，从铜箔和聚酰亚胺的粘接力的观点出发，优选为5?15，更优选为7?12。
[0043]前述金属箔的平均厚度没有特别限制。其中优选为6 μ m以上，更优选为6 μ m?40 μ m,进而优选为9 μ m?35 μ m。通过使用6 μ m以上的金属箔，具有生产效率提高的优点。
[0044]予以说明，金属箔的平均厚度使用触针式粗糙度计测定随机选择的10个位置的厚度并以其算术平均值形式算出。
[0045](聚酰亚胺树脂层)
[0046]本发明的基板中，在前述金属箔的一个面、即算术平均粗糙度(Ra)为0.3μπι以下且最大粗糙度(Rmax)为2μπι以下的面上设置有聚酰亚胺树脂层，其平均厚度为3μπι?
25μ m。前述聚酰亚胺树脂层的平均厚度优选为3 μ m?15 μ m,更优选为5 μ m?15 μ m。聚酰亚胺树脂层的平均厚度不足3μπι时，有时无法实现充分的绝缘击穿电压(优选为IkV以上)。此外，当平均厚度超过25 μ m时，有时无法实现充分的热传导性。
[0047]予以说明，树脂层的平均厚度使用触针式粗糙度计测定随机选择的10个位置的厚度并以其算术平均值形式算出。
[0048]此外，聚酰亚胺树脂层的平均厚度相对于前述金属箔面的算术平均粗糙度(Ra)的比值(聚酰亚胺树脂层厚度/算术平均粗糙度)没有特别限制。例如，从粘接性的观点出发，优选为10以上，更优选为15?125。
[0049]进而，聚酰亚胺树脂层的平均厚度相对于前述金属箔面的最大粗糙度(Rmax)的比值(聚酰亚胺树脂层厚度/算术平均粗糙度)的比值(聚酰亚胺树脂层厚度/最大粗糙度)没有特别限制。例如，从热传导性及绝缘击穿电压的观点出发，优选为I?20，更优选为1.5?15。
[0050]此外，关于聚酰亚胺树脂层和金属箔间的粘接力，在150°C下热处理500小时之后，优选为0.5kN/m以上，更优选为0.8kN/m以上。通过使热处理之后的粘接力在前述范围，能够构成基板的层间剥离受到抑制、可靠性高、散热稳定性优异的基板。进而，关于聚酰亚胺树脂层和金属箔间的粘接力，在150°C下热处理500小时之前优选为0.7kN/m以上，更优选为0.9kN/m以上。通过使热处理之前的粘接力在前述范围，电路中误粘接LED等元件时的修复性提高。予以说明，前述粘接力使用拉伸试验机(例如，0RIENTEC C0.，Ltd制，RTM500)在剥离角为90度、50mm/分钟的条件下进行测定。
[0051]为了使热处理之后的聚酰亚胺树脂层和金属箔间的粘接力在前述范围，例如可以列举:使聚酰亚胺树脂层包含后述的特定聚酰亚胺树脂而构成的方法；在绝缘击穿电压的允许范围内增大金属箔的最大粗糙度的方法等。
[0052]进而，前述聚酰亚胺树脂层及粘接剂层作为整体的绝缘击穿电压优选为3kV以上，更优选为4kV以上。通过使绝缘击穿电压为3kV以上，基板的可靠性进一步提高。
[0053]这里，聚酰亚胺树脂层的绝缘击穿电压为在构成本发明的基板的聚酰亚胺树脂层整体的层厚方向测定的电压。予以说明，绝缘击穿电压使用耐电压计(菊水电子工业株式会社制，T0S8700)在2mA的条件下进行测定。
[0054]为了使热处理之后的聚酰亚胺树脂层的绝缘击穿电压在前述范围，例如可以列举:在25μπι以下的范围内增厚聚酰亚胺树脂层的层厚的方法；使聚酰亚胺树脂层包含后述的特定聚酰亚胺树脂而构成的方法；尽可能减小金属箔的表面粗糙度(粗化)的方法等。
[0055]对构成前述聚酰亚胺树脂层的聚酰亚胺树脂没有特别限制。例如，可以从通常用于形成柔性印刷线路板的聚酰亚胺树脂中适当选择。具体而言，例如，可以从日本特开昭60 - 210629号公报、日本特开昭64 — 16832号公报、日本特开平I 一 131241号公报、日本特开昭59 - 164328号公报、日本特开昭61 — 111359号公报所述的聚酰亚胺树脂等中适当选择。
[0056]构成聚酰亚胺树脂层的聚酰亚胺树脂可以单独使用一种，也可以组合2种以上而使用。
[0057]其中，前述聚酰亚胺树脂优选为由包含联苯基四羧酸酐的酸酐与包含二氨基二苯基醚及苯二胺中的至少一方的二胺获得，更优选为由包含联苯基四羧酸酐的酸酐与包含二氨基二苯基醚及苯二胺的二胺获得，进而优选为使每I摩尔的包含联苯基四羧酸酐的酸酐和包含0.15摩尔?0.25摩尔的二氨基二苯基醚及0.75摩尔?0.85摩尔的苯二胺的二胺反应而获得，特别优选为使每I摩尔的包含联苯基四羧酸酐的酸酐和包含0.15摩尔?0.25摩尔的二氨基二苯基醚及0.75摩尔?0.85摩尔的苯二胺且二氨基二苯基醚及苯二胺的总量为0.9?1.1摩尔的二胺反应而获得。
[0058]通过为包含所述特定构成的聚酰亚胺树脂(以下也称为“特定聚酰亚胺树脂”)，聚酰亚胺树脂层和金属箔的粘接性进一步提高。此外，绝缘击穿电压进一步提高。
[0059]前述聚酰亚胺树脂层包含至少I种聚酰亚胺树脂、优选包含前述特定聚酰亚胺树脂而构成，根据需要也可以含有其他的成分。作为其他的成分，可以列举例如溶剂、无机填料等。
[0060]作为前述溶剂，可以列举例如N -甲基一 2 —吡咯烷酮、N，N 一二甲基乙酰胺等酰胺溶剂。
[0061]关于前述聚酰亚胺树脂层中的聚酰亚胺树脂的含有率，在聚酰亚胺树脂层的固体成分中优选为40体积％以上，从维持聚酰亚胺的强度的观点出发，更优选为60体积％以上，进而优选为70体积％以上。
[0062]这里，固体成分是指去除挥发性成分而剩下的成分。
[0063]作为在前述金属箔上设置聚酰亚胺树脂层的方法，如果能够形成平均厚度为3 μ m?25 μ m的聚酰亚胺树脂层则没有特别限制。例如，可以通过包含如下工序的方法在金属箔上形成聚酰亚胺树脂层:使酸酐及二胺反应而获得聚酰亚胺前体的工序；在前述金属箔上赋予所获得的聚酰亚胺前体(优选为聚酰亚胺前体清漆)而在金属箔上形成聚酰亚胺前体层的工序；和对其进行加热处理而使聚酰亚胺前体向聚酰亚胺树脂脱水环化而形成聚酰亚胺树脂层的工序。
[0064]予以说明，聚酰亚胺前体清漆至少包含聚酰亚胺前体和溶剂。
[0065]前述聚酰亚胺前体通过将酸酐和二胺混合并使它们反应而获得。对酸酐和二胺的混合比没有特别限制，以当量基准计，酸酐相对于二胺的比(酸酐/ 二胺)优选为0.9?1.1，更优选为0.95?1.05。[0066]通过使酸酐相对于二胺的比在前述范围内，能够将所形成的聚酰亚胺树脂的分子量控制为适当，提高聚酰亚胺树脂层的强度。
[0067]这里，酸酐或二胺分别由2种以上构成时，优选各自的总量满足前述范围。
[0068]予以说明，还可以使用市售的聚酰亚胺前体，来代替前述获得聚酰亚胺前体的工序。
[0069]关于前述形成聚酰亚胺前体层的工序中的在金属箔上赋予聚酰亚胺前体的方法，如果能够以规定的层厚形成聚酰亚胺前体层则没有特别限制，可以从通常使用的赋予液体的方法中适当选择使用。 [0070]例如，可以利用公知的涂布方法实施。作为涂布方法，具体可以列举刮刀式涂布、口模涂布、唇口涂布、凹版涂布等方法。作为用于以规定的层厚形成聚酰亚胺前体层的涂布方法，可以优选应用使被涂物在间隙之间通过的刮刀式涂布法、对调整了来自喷嘴的流量的聚酰亚胺前体清漆进行涂布的口模涂布法等。
[0071]在通过涂布聚酰亚胺前体清漆形成聚酰亚胺前体层时，优选在涂布后设置用于去除聚酰亚胺树脂清漆所包含的溶剂中的至少一部分的干燥工序。
[0072]干燥工序中的溶剂去除，可以没有特别限制地应用通常的溶剂去除方法。例如，可以列举在90°C~130°C下加热处理5分钟~30分钟的方法等。
[0073]对干燥工序后的聚酰亚胺前体层中的溶剂残存率没有特别限制，优选为30质
量％~45质量％。
[0074]此外，作为前述获得聚酰亚胺树脂层的工序中的脱水环化的条件，只要是能够将聚酰亚胺前体脱水环化成聚酰亚胺树脂则没有特别限制。例如，可以列举在实质不含氧的非氧化性气氛下(优选氧含有率为0.5体积％以下)、以350°C~550°C进行加热处理的方法。具体而言，从控制粘接性和热膨胀率的观点出发，优选为在包含氮气及氢气的非氧化性的混合气体气氛下以380°C~550°C进行加热处理的方法，更优选为在包含氮气和氢气且氢气的含有率为0.1体积％~4体积％的混合气体气氛下以400°C~550°C进行加热处理的方法。
[0075]通过在350°C以上的温度进行脱水环化，能够实现充分的脱水环化率，绝缘击穿电压进一步提高。此外，通过设为550°C以下的温度，能够抑制聚酰亚胺前体及聚酰亚胺树脂的热分解。
[0076]此外，通过在包含氮气及氢气的非氧化性的混合气体气氛下进行脱水环化，抑制聚酰亚胺前体及聚酰亚胺树脂的氧化分解，绝缘击穿电压进一步提高。
[0077]进而，非氧化性的混合气体气氛中的氢气的含有率为0.1体积％以上时，氧化分解抑制效果进一步提闻。此外，氢!气的含有率为4体积％以下时,制造时的安全性提闻。
[0078]前述聚酰亚胺树脂层上设置有粘接剂层。与粘接剂层接触的聚酰亚胺树脂层的面可以根据需要进行各种表面处理。通过进行表面处理，相对于所形成的粘接树脂层的润湿性、特别是将粘接剂清漆涂布在聚酰亚胺树脂层上形成粘接树脂层时的粘接剂清漆的润湿性提闻。由此，可以抑制鼓泡、斑点等的发生，进一步提闻密合力或进一步稳定化。
[0079]作为表面处理的方法，可以从通常使用的方法中根据目的适当选择。例如，可以列举UV照射、电晕放电处理、抛光(buffing)、喷砂、各种干式蚀刻、各种湿式蚀刻等处理方法。其中，从连续处理的容易性、处理效果的稳定性、及效果大小出发，优选使用利用氧等离子体处理进行的干式蚀刻处理。
[0080]通过实施利用氧等离子处理进行的干式蚀刻处理，能够更有效地提高聚酰亚胺树脂层和粘接剂层间的粘接力，能够获得可靠性更高、热传导性更稳定化的基板。进而，还能够使粘接剂层更薄层化。可认为这是由于例如通过氧等离子处理更有效地提高了聚酰亚胺树脂层和粘接剂清漆的润湿性。
[0081](粘接剂层)
[0082]本发明的基板中，在前述聚酰亚胺树脂层上设置有粘接剂层。粘接剂层的平均厚度为5 μ m?25 μ m，从热传导性、粘接性、及绝缘击穿电压的观点出发，优选为5 μ m?15 μ m,更优选为5 μ m?10 μ m。
[0083]粘接剂层的平均厚度不足5 μ m时，例如，粘接剂层的层厚度为散热用金属板的贴合面的最大表面粗糙度以下，在向散热用金属板贴合时，有时会划伤聚酰亚胺树脂层，使绝缘击穿电压下降。此外，平均厚度超过25 μ m时，有热传导性下降的倾向。
[0084]予以说明，粘接剂层的平均厚度使用触针式粗糙度计测定随机选择的10个位置的厚度并以其算术平均值形式算出。
[0085]对粘接剂层的平均厚度相对于前述聚酰亚胺树脂层的平均厚度的比值(粘接剂层/聚酰亚胺树脂层)没有特别限制。例如，从热传导性及绝缘击穿电压的观点出发，优选为
0.3?5，更优选为0.3?2.5。
[0086]此外，对前述聚酰亚胺树脂层的平均厚度和粘接剂层的平均厚度的总和(以下也称为“树脂层厚度”)没有特别限制。例如，从热传导性及绝缘击穿电压的观点出发，优选为10 μ m?35 μ m，更优选为10 μ m?25 μ m。
[0087]聚酰亚胺树脂层和粘接剂层间、及粘接剂层间和根据需要设置的散热用金属板间的粘接力分别优选在150°C热处理500小时之后为0.5kN/m以上，更优选为0.8kN/m以上。通过使前述粘接力在前述范围，基板的可靠性进一步提高。进而，聚酰亚胺树脂层和粘接剂层间、及粘接剂层和根据需要设置的散热用金属板间的粘接力在150°C热处理500小时之前为0.7kN/m以上，更优选为0.8kN/m以上。通过使热处理前的粘接力在前述范围，能够防止安装LED等元件时的焊料粘接回流焊时的膨胀所致的成品率降低。
[0088]作为使粘接剂层的粘接力为前述范围的方法，可以列举例如利用氧等离子处理对聚酰亚胺树脂层进行干式蚀刻处理的方法、使粘接剂层包含后述特定的树脂而构成的方法、在聚酰亚胺树脂层的表面涂布底涂层等。
[0089]此外，前述粘接剂层所包含的粘接剂树脂的固化后的在常温(25°C)下的弹性模量优选为200MPa?lOOOMPa，更优选为300MPa?800MPa。通过使其为IOOOMPa以下，能够缓和因热膨胀而产生的应力，能够抑制在与粘接剂层的界面产生裂纹。另一方面，通过使其为200MPa以上，能够抑制在基板上安装LED等元件时产生下陷。
[0090]这里，固化后的弹性模量是指使粘接剂层所含有的粘接剂树脂完全固化后的弹性模量。固化的条件根据所使用的树脂、固化剂的种类等而异，在使用环氧树脂和其固化剂时，可以设为例如在185°C下热处理90分钟而使其固化的条件。
[0091]予以说明，弹性模量使用拉伸试验机(例如，0RIENTEC C0.，Ltd制，RTM500)以剥离角为90度、50mm/分钟进行测定。
[0092]作为使前述粘接剂树脂的固化后的弹性模量为前述范围的方法，可以列举从公知的化合物中适当选择粘接剂树脂及其固化剂的方法。尤其优选使粘接剂树脂为后述那样的树脂构成。
[0093]作为粘接剂层所包含的粘接剂树脂，如果是能够粘接前述聚酰亚胺树脂层和被粘物(优选为散热用的金属板)则没有特别限制。其中优选包含至少I种硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂。
[0094]通过使粘接剂树脂包含硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂，粘接剂层的与聚酰亚胺树脂层的粘接性、耐热性进一步提高。
[0095]前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂可以从公知的化合物中适当选择。其中优选使用硅氧烷改性二胺合成的硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂。作为这样的硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂，可以列举日立化成工业株式会社制KS9003、KS9006、KS9900F等。
[0096]前述粘接剂层中的粘接剂树脂(优选硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂)的含有率没有特别限制，从粘接性和耐热性的观点出发，优选在粘接剂层的固体成分中为30质量％?60质量％，更优选为40质量％?55质量％。通过含有30质量％以上的粘接剂树脂，与聚酰亚胺树脂层的粘接性进一步提高。此外，通过为60质量％以下，耐热性进一步提高。
[0097]优选的是，前述粘接剂层除了硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂以外还包含至少I种环氧树脂。通过进一步包含环氧树脂，有耐热性进一步提闻的倾向。
[0098]作为前述环氧树脂，没有特别限制，可以从通常使用的环氧树脂中适当选择。其中优选I分子中具有2个以上环氧基且能够与前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂相容的环氧树脂，更优选为I分子中具有2?3个环氧基且能够与前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂相容的环氧树脂。
[0099]这里，能够相容是指:在将环氧树脂和硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂按照期望比率混合时，目视能够均一混合。
[0100]作为能够与前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂相容的环氧树脂，优选例如为具有与构成硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂的二胺的骨架结构类似的骨架结构的环氧树脂。具体而言，在聚酰胺酰亚胺树脂由苯二胺构成时，优选为具有苯环的环氧树脂，进而考虑到粘接剂的耐热性，特别优选双酚型环氧树脂。
[0101]在前述粘接剂层含有环氧树脂时，优选进一步包含I分子中具有3个以上能够与前述环氧树脂所具有的环氧基反应的官能团的多官能树脂(以下也称为“环氧基反应性树脂”)，更优选进一步包含I分子中具有3?10个能够与环氧基反应的官能团的多官能树脂。
[0102]作为具有3个以上与环氧基反应的官能团的树脂，可以列举具有3个以上环氧基的多官能环氧化合物、具有3个以上酚性羟基的多官能酚化合物、具有3个以上氨基的多官能胺、具有3个以上氨基或羟基的聚氨酯树脂等。
[0103]作为具有3个以上环氧基的多官能环氧化合物，可以列举例如双酚A、酚醛清漆型酚醛树脂、邻甲酚酚醛清漆型酚醛树脂等使多元酚或1，4 一丁二醇等多元醇与表氯醇反应获得的聚缩水甘油基醚类；使邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸等多元酸和表氯醇反应获得的聚缩水甘油基酯类；胺、酰胺或具有杂环氮碱的化合物的N —缩水甘油基衍生物；脂环式环氧树脂等。
[0104]作为多官能酚化合物，可列举例如选自于氢醌、间苯二酚、双酚A及这些的卤化物所组成的组中的至少I种和甲醛的缩合物即酚醛清漆型酚醛树脂、甲阶型酚醛树脂等。[0105]对前述粘接剂层中的环氧基反应性树脂相对于环氧树脂的含有比(环氧基反应性树脂/环氧树脂)没有特别限制，从耐热性和粘接性的观点出发，优选为0.5?1.0，更优选为 0.8 ?1.0。
[0106]对前述粘接剂层中的前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂、以及环氧树脂及环氧基反应性树脂的含有率没有特别限制。从粘接性和耐热性的观点出发，优选为:粘接剂层的固体成分中的树脂的总量为100质量％以下，硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂的含有率为30质量％?60质量％，环氧树脂的含有率为10质量％以上，环氧基反应性树脂的含有率为10质量％以上。此外，更优选硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂的含有率为30质量％?60质量％，环氧树脂的含有率为10质量％?30质量％，环氧基反应性树脂的含有率为10质量％?30质量％。
[0107]通过使环氧树脂的含有率为10质量％以上，硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂与环氧基反应性树脂的相容性提高，耐热性进一步提高。此外，通过使环氧基反应性树脂的含有率为10质量％以上，耐热性进一步提闻。
[0108]对前述粘接剂层中的前述环氧树脂及环氧基反应性树脂的总含有量相对于前述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂的含有量的含有比率(环氧树脂及环氧基反应性树脂/硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂)没有特别限制。从粘接性和耐热性的观点出发，优选为2/3?7/3，更优选为2/3?4/3。
[0109]前述粘接剂层可以根据需要进一步包含环氧树脂的固化剂、固化促进剂等。作为环氧树脂的固化剂、固化促进剂，如果是与环氧树脂反应的物质、或促进固化的物质则没有限制。例如，可以列举胺化合物、咪唑化合物、酸酐化合物等。
[0110]作为胺化合物，可以列举双氰胺、二氨基二苯基甲烷、胍基脲等。此外，作为酸酐化合物，可以列举邻苯二甲酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐、甲基腐殖酸(methyl himic acid)等。进而，作为固化促进剂，可以使用作为咪唑化合物的烷基取代咪唑、苯并咪唑化合物。
[0111]进而，前述粘接剂层可以进一步含有硅烷偶联剂、耐电腐蚀性提高剂、阻燃剂、防镑剂等添加剂。
[0112]作为将前述粘接剂层设置在前述聚酰亚胺树脂层上的方法，只要能够使粘接剂层的层厚形成为5 μ m?25 μ m则没有特别限制。例如，可以将包含粘接剂树脂和溶剂的粘接剂清漆涂布在聚酰亚胺树脂层上并干燥从而形成。对于涂布粘接剂清漆的方法，可以与已述的涂布方法相同，此外，对于干燥也与已述的干燥工序相同。
[0113]此外，对干燥工序后的粘接剂层中的溶剂残存率没有特别限制，优选为2质量％以下。
[0114]前述基板可以在粘接剂层上进一步具有金属板。金属板例如作为散热构件起作用。作为前述金属板的种类，可以列举例如铜、铝、不锈钢、铁、金等。从粘接性的观点出发，优选为铜、铝、或铁，从散热性的观点出发，更优选为铜或铝。
[0115]此外，金属板的大小、厚度等没有特别限制，根据目的来适当选择。
[0116]<基板的制造方法>
[0117]本发明的基板的制造方法，包含:准备聚酰亚胺前体的工序，所述聚酰亚胺前体为包含联苯基四羧酸酐的酸酐、以及包含二氨基二苯基醚及苯二胺的二胺的反应产物；在金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3μπι以下且最大粗糙度(Rmax)为2μπι以下的面上赋予前述聚酰亚胺前体的工序；在包含氮气及氢气的混合气体气氛下由前述聚酰亚胺前体向聚酰亚胺树脂脱水环化而形成聚酰亚胺树脂层的工序；和在前述聚酰亚胺树脂层上设置粘接剂层的工序。
[0118]在准备聚酰亚胺前体的工序中，既可以如前所述使酸酐与二胺反应获得聚酰亚胺前体从而准备，此外，也可以选择市售的聚酰亚胺前体从而准备。此外，赋予聚酰亚胺前体的工序、形成聚酰亚胺树脂层的工序及设置粘接剂层的工序的细节如前所述。
[0119]<散热基板>
[0120]本发明的散热基板为对前述基板的金属箔进行了电路加工而形成电路层的基板。对基板上的金属箔进行电路加工的方法没有特别限制，从通常使用的电路形成方法中适当选择。例如，可以使用例如通常的光刻法形成电路层。
[0121]<散热组件>
[0122]本发明的散热组件具有前述散热基板、和至少I种配置在前述散热基板上的元件。前述元件安装在散热基板的电路层上。
[0123]对前述元件没有特别限制，优选为发热性的元件，更优选为半导体元件，进一步优选为LED元件。
[0124]此外，安装元件的电路层可以对前述基板的金属箔利用通常使用的方法进行加工从而形成。进而，元件向电路层的安装方法可以使用通常使用的方法，没有特别限制。
[0125]参照【专利附图】
【附图说明】前述散热组件的实施方式的一例。图1为表示安装有LED元件40的散热基板IO的使用例的剖面概况图。
[0126]如图1所示，散热基板10为将金属板18、粘接剂层16、聚酰亚胺树脂层14和电路层12依次层叠而构成，在前述电路层12上安装有LED元件40。
[0127]图1中，安装有LED元件40的散热基板10即散热组件介由热传导性粘着材料层20而配置在金属制外装板30而使用。这里，热传导性粘着材料层20也可以具有导电性。由LED元件40产生的热介由构成散热基板10的电路层12、聚酰亚胺树脂层14及粘接剂层16有效地传导至金属板18，进而从金属板18介由热传导性粘着材料层20传导至金属制外装板30。散热基板10由于热传导性和绝缘性优异，因此即使热传导性粘着材料层20具有导电性也不会损害可靠性，可以稳定、有效地使由LED元件40产生的热散发掉。
[0128]图2为示意性表示作为安装有LED元件40的散热基板10的使用方法的一例的发光组件100的剖面图。如图2所示，发光组件100为将金属制外装板30、热传导性粘着材料层20、安装有LED元件40的散热基板10依次层叠并用螺丝50将散热基板10、热传导性粘着材料层20及金属制外装板30固定而成。
[0129]前述发光组件100中，由于散热基板10及热传导性粘着材料20的热传导性优异，因此由LED元件40产生的热如图2的箭头所示的热流动所示介由散热基板10及热传导性粘着材料层20有效传导至金属制外装板30，能够显示稳定的散热效果。
[0130]进而，前述发光组件100中，由于散热基板10作为整体的绝缘击穿电压高，因此具有优异的可靠性。
[0131]实施例
[0132]以下通过实施例更具体地说明本发明，但本发明不受这些实施例限定。予以说明，只要没有特别声明，“份”及“ ”为质量基准。[0133]<带有聚酰亚胺树脂层的铜箔的制作>
[0134](聚酰亚胺前体的合成)
[0135]在安装有热电偶、搅拌机、氮气吹入口的5L玻璃制反应釜中，边流通约300ml/分钟的氮气边加入对苯二胺(以下有时简记为“pro”)129.7g (1.2摩尔)、4，4’ 一二氨基二苯基醚(以下有时简记为“DDE”)60.1g (0.3摩尔)、和N—甲基一 2 —吡咯烷酮(以下有时简记为“NMP”)3.6kg并搅拌，使二胺成分溶解。边将该溶液用水冷夹套冷却到50°C以下边慢慢加入3，3’，4，4’ 一联苯基四羧酸二酐(以下有时简记为“BPDA”)441.3g (1.49摩尔)，进行聚合反应，获得聚酰亚胺前体清漆。
[0136]BPDA和二胺成分的摩尔比为1:1.01。
[0137](聚酰亚胺前体层形成工序)
[0138]将上述获得的聚酰亚胺前体清漆用涂布机(刮刀式涂布机)在铜箔粗化面上涂布成IOym厚度。铜箔使用的是宽度为540mm、厚度为35 μ m的单面粗化的电解铜箔(福田金属株式会社制)。
[0139]使用强制通风干燥炉将涂布有聚酰亚胺前体清漆的铜箔去除溶剂，制作了在铜箔上设置有聚酰亚胺前体层的带有铜箔的聚酰亚胺前体膜。
[0140]聚酰亚胺前体层中的溶剂残留率为35%。
[0141]此外，使用的电解铜箔的粗化面的算术平均粗糙度(Ra)为0.2μπι，最大粗糙度(Rmax)为 L 8 μ m。
[0142](聚酰亚胺树脂层形成工序)
[0143]使用热风循环式烘箱将上述`获得的带有铜箔的聚酰亚胺前体膜连续进行热处理，进行聚酰亚胺前体的脱水环化，制作带有铜箔的聚酰亚胺膜。
[0144]予以说明，使用热风循环式烘箱的热处理在使由99体积％氮气、I体积％氢气组成的混合气体循环、于400°C、10分钟的条件下进行。
[0145]对获得的带有铜箔的聚酰亚胺膜，使用触针式粗糙度计，对随机选择的10个位置测定形成的聚酰亚胺树脂层的厚度，以其算术平均值形式求出聚酰亚胺树脂层的平均厚度，结果为3.0 μ m。
[0146](粘接剂清漆的制备)
[0147]按照硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂(日立化成工业株式会社制，商品名:KS9900F)为55份、双酚型环氧树脂(DIC株式会社制，商品名:EpiclOn840S)为30份、多官能性环氧树脂(日本化药株式会社制，商品名:EPPN502H)为15份、及固化促进剂(四国化成工业株式会社制，商品名:2 —乙基一 4 一甲基咪唑)为0.45份分别称量各成分并配合，制备粘接剂清漆。
[0148]<实施例1 >
[0149](粘接剂层形成工序)
[0150]对上述制作的带有铜箔的聚酰亚胺膜的聚酰亚胺树脂层以500WU80秒的条件实施利用氧等离子处理进行的干式蚀刻处理后，按照干燥后为?ο μ m厚度的方式，使用涂布机(刮刀式涂布机)在聚酰亚胺树脂层上涂布上述获得的粘接剂清漆。
[0151]予以说明，以干燥条件为130°C、5分钟的干燥条件进行。由此，制作了设置有粘接剂层的带有铜箔的聚酰亚胺膜即基板I。[0152]此外，粘接剂层中的溶剂残留率为1%以下。
[0153]将获得的设置有粘接剂层的带有铜箔的聚酰亚胺膜即基板按照粘接剂层接触铝板(日本轻金属株式会社制，A5052，无表面处理，厚度为Imm)的方式层叠在铝板上，用热板压呢机以185°C、3MPa、90分钟的条件进行固化处理，获得评价样品Al。
[0154]使用获得的评价样品Al，按照下述进行评价。评价结果示于表I。
[0155](热阻)
[0156]对切断成30mm见方的评价样品Al的铜箔，通过蚀刻去除铜箔使其上形成IOmmX 15mm的长方形的图案,从而制作试验片。将试验片在120°C干燥30分钟后,在铜箔图案上通过焊料球固定晶体管(NEC制D401AK35S)，从而制作评价样品。
[0157]在冷却至0°C的台座上涂布热传导性有机硅树脂，在其上按照晶体管在上侧的方式安放评价样品Al。边使用辐射温度计(KEYENCE公司制IT2 — 50)测定连接部位的焊料球的温度边对晶体管连接10V、1 IV的电源(Metronix公司制B418A — 16)及接地线通电。由通电起I分钟后的温度及施加电流值算出热阻。予以说明，施加电流值使用检验器(tester)(Hewlett-Packard Development Company, L.P.制 E2378A)进行测定。
[0158]热阻的目标值为1.0°C /W以下。
[0159](绝缘击穿电压)
[0160]对评价样品Al的铜箔，通过蚀刻去除铜箔使其上形成直径20mm的圆形图案，从而制作试验片。将试验片在120°C下干燥30分钟后，使铝板在下侧地将试验片放在耐电压计(菊水电子工业株式会社制，T0S8700)的板状电极上，在圆形图案上放置直径20mm的电极，对电极间施加2mA、0.5V的交流电压。然后，慢慢升高电压，将导通的电压作为绝缘击穿电压。
[0161]绝缘击穿电压的目标值为3.0kV以上。
[0162](铜箔拉剥强度)
[0163]对评价样品Al的铜箔，通过蚀刻去除铜箔，使其上形成宽度为Imm的线，在120°C下干燥30分钟，从而制作试验片。对在150°C下进行500小时热处理之前的试验片和在150°C下进行500小时热处理之后的试验片，分别将试验片的铝板固定在剥离强度试验器(0RIENTEC C0.，Ltd制，RTM500)上，以剥离角为90度、50mm/分的条件剥离铜箔，测定其载荷。
[0164]铜箔拉剥强度的目标值是:150°C下热处理500小时之前为0.7kN/m、150°C下热处理500小时之后为0.5kN/m以上。
[0165](层间拉剥强度)
[0166]对评价样品Al的铜箔面，使用刀片去除铜箔及聚酰亚胺树脂层，使其上形成宽度为IOmm的线，120°C下干燥30分钟，从而制作试验片。对在150°C下进行500小时热处理之前的试验片和在150°C下进行500小时热处理之后的试验片，分别将试验片的铝板固定在剥离强度试验器(0RIENTEC C0.，Ltd制，RTM500)上，以剥离角为90度、50mm/分的条件剥离粘接剂层，测定其载荷。
[0167]层间拉剥强度的目标值是:150°C下热处理500小时之前为0.7kN/m、150°C下热处理500小时之后为0.5kN/m以上。
[0168](耐焊接热性)[0169]将评价样品Al切断成5cm见方后，通过蚀刻去除仅一半面积的铜箔。120°C下干燥30分钟后，使铜箔面侧向下地漂浮在300°C的焊料漕中，通过漂浮(float)法测定至产生膨胀为止的时间。
[0170]耐焊接热性的目标值为60秒以上。
[0171]<实施例2~6 >
[0172]在实施例1中如表1那样改变聚酰亚胺树脂层及粘接剂层的厚度，除此以外与上述同样地操作，制作评价样品A2~A6，同样进行评价。
[0173]<实施例7~8 >
[0174]在实施例4中，如表1那样改变铜箔算术平均粗糙度及铜箔粗化最大粗糙度，除此以外与上述同样操作，制作评价样品A7~AS，同样进行评价。
[0175]<比较例I~4 >
[0176]在实施例1中，如表1所示那样改变聚酰亚胺树脂层及粘接剂层的厚度，除此以外与上述同样操作，制作评价样品Cl~C4，同样进行评价。
[0177]<比较例5~7 >
[0178]在实施例2中，如表1那样改变铜箔算术平均粗糙度及铜箔粗化最大粗糙度，除此以外与上述同样操作，制作评价样品C5~C7，同样进行评价。
[0179]表1
【权利要求】
1.一种基板，其具有: 金属箔； 平均厚度为3 μ m?25 μ m的聚酰亚胺树脂层，其设置在所述金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3 μ m以下且最大粗糙度(Rmax)为2.0 μ m以下的面上；和 平均厚度为5 μ m?25 μ m的粘接剂层，其设置在所述聚酰亚胺树脂层上。
2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，进一步具有设置在所述粘接剂层上的金属板。
3.根据权利要求1或2所述的基板，其特征在于，在150°C热处理500小时之后的各层间的粘接力分别为0.5kN/m以上。
4.根据权利要求1?3中的任一项所述的基板，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂层及粘接剂层作为整体的绝缘击穿电压为3kV以上。
5.根据权利要求1?4中的任一项所述的基板，其特征在于，所述粘接剂层所包含的粘接剂树脂的固化后的常温时的弹性模量为200MPa?lOOOMPa。
6.根据权利要求1?5中的任一项所述的基板，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂层包含:由包含联苯基四羧酸酐的酸酐与包含二氨基二苯基醚及苯二胺的二胺获得的聚酰亚胺树脂。
7.根据权利要求1?6中的任一项所述的基板，其特征在于，所述粘接剂层包含硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂及环氧树脂。
8.根据权利要求1?7中的任一项所述的基板，其特征在于，所述粘接剂层的固体成分中的树脂的总含有率为100质量％以下， 所述树脂所包含的硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂、能够与所述硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂相容且I分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂、及I分子中具有3个以上能够与所述环氧基反应的官能团的多官能树脂在所述固体成分中的含有率分别依次为30质量％?60质量％、10质量％以上、及10质量％以上。
9.一种散热基板，其为对权利要求1?8中的任一项所述的基板中的金属箔进行电路加工而形成的。
10.一种散热组件，其具有权利要求9所述的散热基板和配置在所述散热基板上的元件。
11.一种基板的制造方法，其包含: 准备聚酰亚胺前体的工序，所述聚酰亚胺前体为包含联苯基四羧酸酐的酸酐和包含二氨基二苯基醚及苯二胺的二胺的反应产物； 在金属箔的算术平均粗糙度(Ra)为0.3 μ m以下且最大粗糙度(Rmax)为2 μ m以下的面上赋予所述聚酰亚胺前体的工序； 在包含氮气及氢气的混合气体气氛下由所述聚酰亚胺前体向聚酰亚胺树脂脱水环化而形成聚酰亚胺树脂层的工序；和 在所述聚酰亚胺树脂层上设置粘接剂层的工序。
12.根据权利要求11所述的基板的制造方法，其特征在于，所述聚酰亚胺前体是使每I摩尔的联苯基四羧酸酐与包含0.15摩尔?0.25摩尔的二氨基二苯基醚和0.75摩尔?.0.85摩尔的苯二胺的二胺反应的反应产物。
【文档编号】H01L23/12GK103748672SQ201280027100
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年5月23日 优先权日:2011年5月27日
【发明者】竹内雅记, 松浦佳嗣, 小畑和仁 申请人:日立化成株式会社
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