金属基电路板及其制造方法技术

涉及本发明专利技术金属基电路板为具有金属基板、层叠于该金属基板上的绝缘层、层叠于该绝缘层上的形成电路用的导电箔而成的金属基电路板，其特征在于，所述金属基板的导热率为60W/mK以上且厚度为0.2～5.0mm，所述绝缘层使用绝缘材料组合物形成，所述绝缘材料组合物为向非各向异性的液晶聚酯溶液中分散导热率30W/mK以上的无机填充剂而成。根据本发明专利技术，能够提供一种可以适用于变压器或需要高散热性的用途的、具有高导热率、并且热稳定性及电可靠性高的金属基电路板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种散热性优异且即便在高温下电绝缘性、电可靠性也比较高的。
技术介绍
在装载半导体用的电路板中，经常存在小型化、高密度组装化及高性能化的要求，由于装载于电路板的半导体元件的小型化技术的改良，这样的电路板正逐年变得小型化。但是，伴随装载于电路板的半导体元件的小型化、高性能化、大功率化的进展，如何释放半导体元件所产生的热正就成为一个很大的问题，尤其是要求提高在高温环境下所使用的电路板的散热性。对于上述在高温环境下使用的电路板，主要使用有陶瓷基电路板。该陶瓷基电路板为一种将由氧化铝或氮化铝组成的基板作为支承基板使用，使用敷金属(metallization)技术，在该支承基板的表面，层叠出形成电路用的导电箔的电路板。该陶瓷基电路板在高温环境下的耐久性良好，但存在难以制作大尺寸的制品的问题。并且，该陶瓷基电路板由于陶瓷基板自身比较脆，因此不能用于车载用电子制品上用的电子部件等在振动强烈的状况下所使用的制品中，另外，也存在材料价格极高、难以降低制品价格的问题。另一方面，以变压器等电源领域为中心，为了使散热性优异，采用金属基电路板。对于金属基电路板而言，需要在金属板上形成绝缘层，并在该绝缘层上层叠出形成电路用的导电箔。因此，连接于电路的半导体元件所产生的热，经由构成绝缘层的树脂材料传导至金属基板，从金属基板进行散热。但是，构成绝缘层的树脂由于导热率低，因此金属基电路板的散热会不充分。由此，现状是，会出现不能将金属基电路板用于置于高温环境下的电子部件中的情况，期待价格低廉的金属基电路板的散热性得到提高。因此，目前正在进行各种努力，以提高金属基电路板的绝缘层的导热率。例如，尝试通过使树脂成分含有球状且粒度分布广泛的无机填料65 85体积％，使得向绝缘树脂层最密集地填充无机填料，由于导热率高的无机填料彼此在树脂层中接触，从而提高散热性(例如，专利文献1)。通过该尝试可以谋求提高无机填料的填充性，使导热率上升，但无机填料粒子彼此的接触面积小，实现的导热率为5W/mK，并不充分。另外，由于绝缘层中树脂所占的成分量变少，树脂层变脆，又催生了得到的金属基电路板的绝缘层的机械强度不充分的新问题。通常，要提高绝缘层的导热率，必须成为无机填充剂粒子彼此接触的状态。因此，考虑到提高绝缘层的导热率，必须增加配合量至无机填料接近最密集地填充的构造的状态。正是由于无机填充剂的配合量所增加的量，造成构成绝缘层的树脂成分量减少。其结果，绝缘层与金属基板或者导电箔的粘接性大幅降低。另外，由于树脂成分量减少，也会产生绝缘层变脆的问题。该问题在使用热固性环氧树脂等热固性树脂作为树脂成分的情况下变得显著。由于这样的绝缘层极脆，因此在对具有这样的绝缘层的金属基电路板进行截断加工时，容易产生绝缘层的碎屑。所产生的碎屑会使加工上的问题变多，如产生的碎屑作为粒子污染基板、或在冲压时载置于基板上的粒子以凹痕形式损伤基板等。另外，作为现有技术，公开了使用导热率高的氮化硼、金钢石、氧化铍作为无机填充剂、使用环氧树脂作为树脂成分的金属基电路板(专利文献2)。但是，如上所述，即便最密集地填充导热率高的无机填充剂，无机填充剂彼此的接触面积的提高也极少，大部分的热通过树脂层。但是，由于树脂的导热率低，热被树脂层遮挡。即便为专利文献2公开的构成，树脂成分也为导热率低的非晶性的环氧树脂，由于该树脂层热的传导被切断，绝缘层整体的导热率再高也为12. 4W/mK。另外，作为现有技术，公开有使用双马来酰亚胺三嗪(BT树脂)或聚苯醚的任一者作为树脂成分，使用氧化铝或氮化铝作为无机填充剂的构成(专利文献3)。即便选择BT树脂之类的刚性的树脂，由于树脂也为非晶性，因此如上所述那样， 树脂成分仍然妨碍传热路径，得到的绝缘层的导热率再高也为7. 5ff/mK左右。另外，作为现有技术，公开有具有下述绝缘层的电子部件基板，所述绝缘层使用显示出各向异性的、可以熔融形成的热致液晶聚酯作为树脂成分，使用导热率在300° k为 10ff/mK以上的填充剂作为填充剂(专利文献4)。在该技术中，由于向熔融树脂中配合了无机填充剂，树脂的熔融粘度变得极高，所以不能提升无机填充剂的配合量，因此就不能提升绝缘层的导热率。并且，即便在挤压成形时，由于树脂的粘度高，也不能形成出100 200 μ m左右的薄膜。金属基体基板的绝缘层的厚度优选为50 200 μ m,因此，专利文献4中记载的材料完全不能适用于金属基电路板的绝缘层。如专利文献4的实施例1中所公开的那样，对于液晶聚酯，氧化铝的配合量比较少，为35容量％，挤压厚度比较厚，为0. 4mm，导热率的值比较低，为1. 5W/mK，该问题可以从中得到确认。另外，将显示各向异性的液晶聚酯进行挤压成形时，聚合物在挤压方向上取向，因此，导热率也在长度方向变高，在厚度方向变低。在金属基电路板中，在电路中产生的热以从绝缘层上的电路层纵向(厚度方向)横穿绝缘层的方式朝金属基板流动，所以优选绝缘层在其厚度方向的导热率较高。但是，在该专利文献4的构成中，绝缘层的厚度方向的导热率变低，因此，金属基电路板的散热性必然不充分。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平5-167212号公报专利文献2 日本特开平7-320538号公报专利文献3 日本特开平6-188530号公报专利文献4 日本特公平6_0拟893号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是鉴于所述现有的实际情况而研发的，其课题在于提供一种可适用于变压器或需要高散热性的用途、具有高导热率，并且热稳定性及电可靠性高的金属基电路板。另外，陶瓷基电路板具有耐热性优异的优点，但是也存在难以制作大型基板且耐冲击弱的缺点，对此，本专利技术的课题还在于提供一种不具有上述缺点且可以用于与陶瓷基电路板相同的用途领域的、兼备耐热性、绝缘性和可靠性的金属基电路板。关于本专利技术的金属基电路板的用途，可以用于汽车用途的基板，可以例示有电动转向控制单元、LED上升显示器、自动变速机、ABS模块、发动机控制控制单元、LED仪表盘。作为其它用途，也可以用于LED照明器具、LED显示板的背照灯等的基板或电梯、火车等动力系基板。解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的金属基电路板为具有金属基板、层叠于该金属基板上的绝缘层和层叠于该绝缘层上的形成电路用的导电箔而成，其特征在于，所述金属基板的导热率为60W/mK以上，厚度为0. 2 5. 0mm，所述绝缘层使用绝缘材料组合物形成，所述绝缘材料组合物为向非各向异性的液晶聚酯溶液中，分散热导热率为30W/mK以上的无机填充剂而成。所述构成中，优选构成绝缘层的绝缘材料的导热率为6 30W/mK。另外，本专利技术的金属基电路板的制造方法为上述本专利技术的金属基电路板的制造方法，其特征在于，具有以下工序绝缘涂膜形成工序，在导热率60W/mK以上且厚度0. 2 5. Omm的金属基板的表面涂布包含非各向异性液晶聚酯溶液和导热率30W/mK以上的无机填充剂的绝缘材料组合物，形成绝缘涂膜；绝缘材料层形成工序，干燥所述绝缘涂膜，形成绝缘材料层；绝缘层形成工序，对所述绝缘材料层进行热处理，使分子量增加而得到绝缘层；层叠工序，在形成于所述金属基板的表面的所述绝缘层的露出面上密合所述导电箔，构成在所述金属基板和导电箔之间设有绝缘层的层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：草川公一，许斐和彦，冈本敏，伊藤丰诚，
申请(专利权)人：日本发条株式会社，住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：