JPH01114433A - 耐熱積層体 - Google Patents

耐熱積層体

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JPH01114433A
JPH01114433A JP27168887A JP27168887A JPH01114433A JP H01114433 A JPH01114433 A JP H01114433A JP 27168887 A JP27168887 A JP 27168887A JP 27168887 A JP27168887 A JP 27168887A JP H01114433 A JPH01114433 A JP H01114433A
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Takeo Kimura
武夫 木村
Shunji Chikamori
近森 俊二
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NIPPON KOUDOSHI KOGYO KK
Nippon Kodoshi Corp
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NIPPON KOUDOSHI KOGYO KK
Nippon Kodoshi Corp
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/386Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of an organic polymeric bonding layer, e.g. adhesive

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は電子部品用材料等に使用される金属と金属及び
/又はセラミックスを積層した高信頼性の耐熱積層体に
関する。
〔従来の技術〕
金属およびセラミックスは熱伝導性に優れた材料であり
、その積層体はアルミ基板に代表される電子部品用材料
をはじめとする種々の用途に使用され、今後さらに発展
が期待されている。
この積層体の接着層には、従来から主としてエポキシ系
接着剤が用いられてきた(例えば、特開昭58−152
90号参照)。
しかし、エポキシ系接着剤には耐熱性・が充分でないと
いう問題点がある。
そこで、エポキシ系接着剤よりももっと耐熱性の優れた
芳香族ポリアミドイミドと接着性付与剤からなる接着層
を用いる方法が提案されている(特開昭55−1582
6号参照)。
しかし残念ながらいずれの方法も昨今の高度な耐熱性の
要求を満足するものにはなり1qていない。
(発明が解決しようとする問題点) すなわち、実用されているエポキシ系接着剤には略々2
00℃程度の耐熱性しかなく、高温での信頼性に欠けて
いる。
一方、芳香族ポリアミドイミドと接着性付与剤からなる
接着剤は、確かにエポキシ系接着剤に比べ、かなり高い
耐熱性を示しているものの熱湿時、つまり熱と湿度の両
方の負荷がかかったような場合の密着性が充分でなく、
厳しい環境下での信頼性に欠けるという問題点が残って
いた。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明者は上記の問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結
果、芳香族ポリアミドイミド樹脂に特定のフィラーを加
えた接着層を用いることにより、耐熱性が優れ、且つ熱
湿下の接着信頼性が高く、金属又はセラミックスが有し
ている高い耐熱性を生かした優れた積層体が得られたこ
とを見出し本発明に到達した。
すなわち本発明は、少なくとも1つの層が金属であり、
他の層が金属あるいはヒラミックスである積層体におい
て、接着層が極性有機溶媒可溶性芳香族ポリアミドイミ
ド樹脂と高熱伝導性フィラーとを有する組成物であるこ
とを特徴とする耐熱積層体を提供するものである。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明の積層体の少なくとも1つの層は、金属層であり
、他の層は目的に応じて金属あるいはレラミックから選
択できる。電子部品材料、特に放熱基板の場合には金属
である場合が多い。
金属層としては銅、アルミニウム等の層状にすることか
できる全ての金属に適用できる。又、セラミックス層と
してはセラミックスであればよく、種々のものが使用で
きる。例えば、アルミナ、ジルコニア、窒化タイ素、窒
化ホウ素、炭化ケイ素などが使用できる。
次に本発明の要部である接着層に用いられる芳香族ポリ
アミドイミド樹脂は極性有機溶媒可溶性の芳香族ポリア
ミドイミド樹脂であって、一般式 (但し、Xは酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、カル
ボニル基又はメチレン基を表わし、nは2以上の整数を
表わす)で示される樹脂、又はその混合物が用いられる
本発明で用いる芳香族ポリアミドイミド樹脂の還元粘度
は0.5以上であれば特に制限されないが、使用時の溶
液粘度より3.5付近迄が実用的である。
還元粘度が低すぎると機械的強度及び可撓性が低下する
し、還元粘度が高すぎると極性有機溶媒に対する溶解度
が低下し実用的でなくなる。
これらの芳香族ポリアミドイミド樹脂は、公知の方法、
例えば ■芳香族ジアミンと無水トリメリット酸クロライドとを
反応させるか或いは■芳香族ジインシアネートとビスイ
ミドジカルボン酸を反応ざUるかによって製造すること
ができる。
このうち■の反応を代表例として以下に説明する。
(式中のXは前記と同じ意味をもつ)或いは、アミン)
の(A)(8)いづれかの芳香族ジアミンと無水トリメ
リット酸クロリドとを、N、N−ジメチルアセトアミド
、N−メチル−2−ピロリドン等の極性有機溶媒中で反
応させる。
<A)の芳香族ジアミンとしては、4.4’ −ジアミ
ノジフェニルエーテル、4.4’−ジアミノジフェニル
スルフィド、4.4’−ジアミノジフェニルスルホン、
4.4′−ジアミノベンゾフェノン、4.4′−ジアミ
ノジフェニルメタンを挙げることができる。
更に(A>の芳香族ジアミンと(B)の芳香族ジアミン
では、可撓性、耐熱性、耐湿性の優れている(A>の芳
香族ジアミンがより好適である。
本発明の芳香族ポリアミドイミド樹脂の極性有機溶媒と
しては、N、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメ
チルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル
−2−ピロリドン、ヘキサメチルホスホルアミド、ハロ
ゲン化クレゾールまたはこれらの混合溶媒、或いはこれ
等と他の慣用溶媒との混合系溶媒をあげることができる
次に、本発明の接着層を構成する今一つの必須成分であ
るフィラーは高熱伝導性フィラーでなければならない。
ここでいう高熱伝導性フィラーとは熱伝導度が0.05
cal/cm、sec、 ”c以上の高熱伝導性無機フ
ィラーのことをいう。具体例としては、ベリリヤ(Be
d) 、マグネシア(MqO)、窒化ホウ素(BN)、
アルミナ(A、1!203)、炭化ケイ素(SiC)、
窒化ケイ素(Si3N4)、カーボン(C)及びこれら
の混合物をあげることができる。また−、毒性、耐湿性
、絶縁性の点を考慮すると、窒化ホウ素若しくはアルミ
ナが特に好ましいフィラーとして推奨される。
フィラーの形状は特に限定されず、球状、角形状、針状
、層状、リン片状等、いずれの形状でも用いることがで
きる。また、粒径もいわゆる微粉体であれば使用できる
が、通常200μm以下、特に50μm以下が好ましい
フィラーの配合割合は1〜35容但%であり、好ましく
は5〜25容量%である。フィラーの配合割合が高すぎ
ると機械的強度及び接着性が低下し、また低すぎると耐
熱性、及び耐湿性向上効果が小さい。したがって、フィ
ラーの配合割合いが低すぎるとより厳しい条件下でのハ
ンダ耐熱試験で不良が発生してしまう。
なお、目的とする用途、フィラーの形状、粒径によって
、その最適配合聞が変化するので、使用するフィラーの
物性と配合割合との関係を実験で予備的に求めておき、
これにもとづいて配合を決定することが推奨される。
本発明の接着層となるフィラーを含む芳香族ポリアミド
イミド樹脂組成物を製造する方法としては、従来公知の
方法が使用できる。例えば芳香族ポリアミドイミド樹脂
を、極性有機溶媒中に加え、完全に溶解させた後、フィ
ラーを添加し、攪拌機、ボールミール、三本ロールミル
等で均一に分散させることによって製造することができ
る。
本発明の接着層組成物には他に必要により種々の添加物
を加えることができる。接着性或いは機械的強度を高め
るためにシランカップリング剤やガラス粉末、ガラス繊
維、耐熱繊維などを添加するのもその一例である。
次に、本発明の積層体の代表的な2つの’14m方法に
ついて説明する。
■金属及びセラミックス等の層(薄板等)に本発明の接
着層組成物をペースト状でコーティングし、予備乾燥し
た後、金属の層(薄板等)を重ね、加熱圧着する。次で
熱処理し積層体とする。
■あらかじめ本発明の接着層組成物のフィルムを製造し
熱処理しておく。
この接着層組成物のフィルムの両面に本発明の接着層組
成物の溶媒を噴霧する。これを接着する金属と金属ある
いは金属とセラミックスの間に挟み込み、加熱圧着する
〔実施例〕
次に実施例、比較例で本1発明を具体的に説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例で行った積層体の評価方法およ
び条件は以下の通りである。
■ハンダ、試験片を300℃のハンダ浴に30秒浸耐M
性  潰したときのふくれ及びはがれの有無をみた。
■密省性 : クロスカットテープ法で測定した。
試験片の金属箔面を、JIS K 5400のゴバン目
試験法に準じてクロスカ ット後、PETテープを付着し、つ いで引きはがし100箇の升目中の残 存升目数を測定した。なお密着性テ ストでは該積層体を350℃3時間熱 処理したものおよび121℃2気圧の プレッシャークツカーに1時間放置 したものの評価を行い、高温ドおよ び熱湿下での信頼性を確認した。
■接着性 : JIS C6481引きはがし強さ試験
法に準じて測定を行った。
実施例1 4.4′−ジアミノジフェニルエーテル(DADPE)
と無水トリメリット酸クロリド(TMAC)から合成し
た有機極性溶媒可溶性の芳香族ポリアミドイミド樹脂(
以下PAIと略す:還元粘度1,6:比重1.5)  
100重量部に、N−メチルピロリドン450単岳部を
加えて、該PAIを溶解した。次いで平均粒径1.5μ
mの窒化ホウ素微粉末(BN>(昭和電工社製ショウビ
ーエヌ :比重2.25) 20車量部をNMP50重
量部に分散させた溶液と上記PAI樹脂溶液とを混合し
、ボールミールでBNを均一に分散させ、ベース1〜状
の組成物を得た。
次いで、該組成物を銅板(厚さ1m>にペースト状で1
00μmコーティングし、90℃で10分間予備乾燥後
、この組成物に圧延銅箔(厚さ35μTrL)を重ね合
わせ、上下にテフロンおよびシリコーンゴムシートのク
ツション材をはさみ、プレス機にて10に’j/ci 
180℃30分間加熱圧着した。
この積層体の評価を前記の方法について行った結果■ハ
ンダ耐熱性ではふくれやはがれが見られなかった。また
、■接着性テストではブランクで1.61Nff/CI
i、350℃3時間の高温下処理で1.4ONg/ar
t1プレッシャークツカー処理後(121℃2気圧1時
間)で1.55KI/cmといずれも接着性は良好なも
のであった。
実施例2 実施例1で用いた組成物をアプリケーターで厚さ約10
μmの薄いフィルムを作製後、130℃、190℃で各
々30分加熱処理した。次にこのフィルムの表面にN−
メチルピロリドンを薄く噴霧し、アルミニウム@(厚さ
15μ而)とアルミナの薄板(ノリタケ製厚み635μ
m)の間に入れテフロン及びシリコンゴムシートのクツ
ション材で上下から押え、5に3/cM、  180℃
、 30分間プレス機で加熱圧着しアルミニウム箔とア
ルミナの積層体を得た。
この積層体を実施例1と同じ方法、条件で評価した結果
■ハンダ耐熱性ではふくれが観察され、■■密着性テス
トでもブランクでは100/100.350℃の高温処
理で100/100 、プレッシャークツカー処理後で
100/100であり、信頼性の非常に高い積層体であ
ることがわかった。
実施例3,4 実施例1と同様の方法によって表1に示すような金属の
積層体を作製し、夫々の積層体の評価を行った。結果を
表1に示す。いずれの積層体も優れた効果を示した。
比較例1 ポリイミドワニス(東し社製 ヒレニー220%溶液)
 500重量部とBN(昭和電工社製 ショウビーエヌ
)20重量部をNMP50重量部に分散させた溶液を混
合し、ボールミールでBNを均一に分散さじた。次いで
実施例1と同様の方法及び条件で銅板とアルミニウム箔
を加熱圧着して積層体を製作し、同様に評価を行った。
結果を表2に示す。
比較例2 ビスフェノール型エポキシAER331旭化成社製 エ
ポキシ当量180〜200 ) 100重量部とBN2
0重量部をNMP50重吊部に重数部せた溶液を混合し
、ボールミールで8Nを均一に分散さUた。
次に4,4′ジアミノジフ工ニルメタン25重足部をN
 M P 75重量部に溶かした溶液を上記BN混合エ
ポキシに加え撹拌した。次いで実施例1と同様の方法及
び条件で銅板とアルミニウム箔を加熱圧着して積層体を
製作し、同様に評価を行った。
結果を表2に示す。
比較例3 実施例1で用いたPAI100重量部に NMP400
重吊部を加重工部解した。次いでBN 150重吊部を
NMP200重1部に分散させた溶液を混合し、ボール
ミールでBNを均一に分散させた。
次いで実施例1と同様の方法及び条件で銅板とアルミニ
ウム箔を加熱圧着して積層体を製作し、同様に評価を行
った。
結果を表2に示す。
(以下余白) 〔発明の効果〕 以上説明してきたように、本発明はハンダ耐熱性が優れ
、しかも熱湿下の接着信頼性を大rlJに向上uしめる
という優れた効果を発揮する積層体を提供するものであ
る。
したがって、本発明の耐熱積層体を用いることにより、
電子部品の熱に対する信頼性が一段と向上することが期
待できる。又、本発明の耐熱v1層体は、その製造工程
が簡単で且つ好演的であるという効果も有している。
出願人 ニッポン高度紙工業株式会社 代理人 弁理士  野 崎 鋏 也

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも1つの層が金属であり、他の層が金属あ
    るいはセラミックスである積層体において、接着層が極
    性有機溶媒可溶性芳香族ポリアミドイミド樹脂と高熱伝
    導性フィラーとを有する組成物であることを特徴とする
    耐熱積層体。 2 極性有機溶媒可溶性芳香族ポリアミドイミド樹脂が
    、 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼もしくは、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (但し、Xは酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、カル
    ボニル基又はメチレン基を表わし、nは2以上の整数を
    表わす)で表わされる樹脂、又はその混合物であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の耐熱積層体。 3 高熱伝導性フィラーが窒化ホウ素又はアルミナであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の耐熱積
    層体。
JP27168887A 1987-10-29 1987-10-29 耐熱積層体 Granted JPH01114433A (ja)

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JP27168887A JPH01114433A (ja) 1987-10-29 1987-10-29 耐熱積層体

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JPH01114433A true JPH01114433A (ja) 1989-05-08
JPH0530381B2 JPH0530381B2 (ja) 1993-05-07

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0625614A (ja) * 1992-04-20 1994-02-01 Nippon Koudoshi Kogyo Kk 接着方法及び接着性部材
JP2012507459A (ja) * 2008-10-29 2012-03-29 クラミック エレクトロニクス ゲーエムベーハー 複合材料、複合材料形成方法、及び接着剤又は接合材料

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62199651A (ja) * 1986-02-27 1987-09-03 Nippon Koudoshi Kogyo Kk フレキシブルな耐熱性樹脂組成物

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JPH0530381B2 (ja) 1993-05-07

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