JPH025307A - 垂直配向高分子絶縁導体 - Google Patents
垂直配向高分子絶縁導体Info
- Publication number
- JPH025307A JPH025307A JP63154670A JP15467088A JPH025307A JP H025307 A JPH025307 A JP H025307A JP 63154670 A JP63154670 A JP 63154670A JP 15467088 A JP15467088 A JP 15467088A JP H025307 A JPH025307 A JP H025307A
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- JP
- Japan
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- conductor
- linear expansion
- conductors
- insulator layer
- coefficient
- Prior art date
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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。
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、極低温や高温などの温度差の著しい環境で使
用され、形状の安定性や信頼性が強く要求される電子部
品関連の産業分野で使用される絶縁導体に関するもので
、導体と絶縁層間の線膨張率差に基づく熱歪を緩和する
ことができると共に導体間の熱伝導性に優れた絶縁導体
、更に詳しくいえば絶縁層の線膨張率が導体面に対し垂
直方向では小さく、導体面と平行方向では導体の線膨張
率とほぼ等しく、しかも導体面に対し垂直方向の絶縁層
の熱伝導率が大きい絶縁導体に関する。
用され、形状の安定性や信頼性が強く要求される電子部
品関連の産業分野で使用される絶縁導体に関するもので
、導体と絶縁層間の線膨張率差に基づく熱歪を緩和する
ことができると共に導体間の熱伝導性に優れた絶縁導体
、更に詳しくいえば絶縁層の線膨張率が導体面に対し垂
直方向では小さく、導体面と平行方向では導体の線膨張
率とほぼ等しく、しかも導体面に対し垂直方向の絶縁層
の熱伝導率が大きい絶縁導体に関する。
近年、電子部品の高集積化、高密度化に伴い、ICCチ
ップ内線線みならず、ICチップ搭載基板内配線や入出
カケ−プル内配線も細llAm化の一途にあ)、ICチ
ップと基板間や、基板と入出カケ−プル間の構成材料の
線膨張率差に基づくわずかな熱歪による接点障害や、I
Cチップより発生した熱を効率よく放熱し、素子の温度
上昇を少なくすることなどが重要な問題になっている。
ップ内線線みならず、ICチップ搭載基板内配線や入出
カケ−プル内配線も細llAm化の一途にあ)、ICチ
ップと基板間や、基板と入出カケ−プル間の構成材料の
線膨張率差に基づくわずかな熱歪による接点障害や、I
Cチップより発生した熱を効率よく放熱し、素子の温度
上昇を少なくすることなどが重要な問題になっている。
また、超伝導関連の分野では超伝導特有のクエンチ現象
を抑制するために熱歪が少なく熱伝導性に優れた絶縁材
料の開発が重要になっている。
を抑制するために熱歪が少なく熱伝導性に優れた絶縁材
料の開発が重要になっている。
一般に高分子材料の線膨張率は大きいため、線膨張率の
小さなガラスなどの無機光てん剤を配合するなどして工
aチップの線膨張率との整合性を良くした絶縁材料(基
板)や、高分子の中では比較的低線膨張率のポリイミド
を絶縁体にした入出カケ−プルなどがある。
小さなガラスなどの無機光てん剤を配合するなどして工
aチップの線膨張率との整合性を良くした絶縁材料(基
板)や、高分子の中では比較的低線膨張率のポリイミド
を絶縁体にした入出カケ−プルなどがある。
しかしながら、hずれも十分満足のいくものではなく、
導体や絶縁体などの異種材料間の線膨張率差に基づく熱
歪を緩和する材料や熱伝導性に優れた絶縁材料の実現が
切望されている。
導体や絶縁体などの異種材料間の線膨張率差に基づく熱
歪を緩和する材料や熱伝導性に優れた絶縁材料の実現が
切望されている。
本発明の目的は、異種材料間の線膨張率差に基づく熱歪
を緩和することができると共に熱伝導性に優れた絶縁導
体を提供することにある。
を緩和することができると共に熱伝導性に優れた絶縁導
体を提供することにある。
本発明を概説すれば、本発明は垂直配向高分子絶縁導体
に関する発明であって、相対する導体間釦絶縁層を有し
、該絶縁層は、導体面に対し垂直に分子軸が配向した高
分子結晶塊の集合体から成シ、該結晶塊はそれぞれ相対
する導体間にまたがっており、導体面と平行な面内の該
結晶塊の境界には空隙を有し、しかも導体間の所々に設
置した製造過程で必要な導体間隔を所定の値に保つため
のスペーサーをそのまま有するか又は有しないことを特
徴とする。
に関する発明であって、相対する導体間釦絶縁層を有し
、該絶縁層は、導体面に対し垂直に分子軸が配向した高
分子結晶塊の集合体から成シ、該結晶塊はそれぞれ相対
する導体間にまたがっており、導体面と平行な面内の該
結晶塊の境界には空隙を有し、しかも導体間の所々に設
置した製造過程で必要な導体間隔を所定の値に保つため
のスペーサーをそのまま有するか又は有しないことを特
徴とする。
ポリエチレンやポリオキクメチレンなどの結晶性高分子
を延伸することによシ、−軸方向に分子鎖が配向した高
分子材料を容易に得ることができる。このよりな−軸配
向高分子の延伸方向の線膨張率は延伸倍率と共に急速に
小さくなり、零から負の値へと変化しく1.M、ワード
(工。
を延伸することによシ、−軸方向に分子鎖が配向した高
分子材料を容易に得ることができる。このよりな−軸配
向高分子の延伸方向の線膨張率は延伸倍率と共に急速に
小さくなり、零から負の値へと変化しく1.M、ワード
(工。
M、Ward)m、デイベロツデメンツ イン オリエ
ンテッド ボリマーズ−1(DθVθ10 pme n
t stn orientea Polymers
−1)、アプライド サイエンス(Appl、Sci、
)社、ロンドン(London)(1982))、延
伸方向の熱伝導率は延伸倍率と共に大きくなる(0.L
、チョイ(0,L、 ahoy)ほか、〔ジャーナル
オプ ポリマー サイエンス ポリマー フイジクス
エデイVヨン(J、 Polym、 Elci、Pol
ym、 Phys、 Flid、 ) 第18巻、第
1187頁(1980))。例えば、高密度ポリエチレ
ンの線膨張率(室温)は未延伸状態の1.2 X 10
−’ K−1から延伸倍率2倍で零、延伸倍率18倍で
は−1,2XlO’″′sK″″1となる。熱伝導率(
室温)は未延伸状態のαOO55”I/cnt Kから
延伸倍率25倍で0.13 W/mKと大幅に大きくな
る。ポリオキシメチレンでは、線膨張率(室温)は未延
伸状態のaOXlo”K″″1 から延伸倍率8倍で零
、延伸倍率20倍では−4,0×10−・に−1となる
。熱伝導率(室温)は未延伸状態の(LOO37W/c
y+sKから延伸倍率8倍で103W / cm K
と大きくなる。しかし、延伸方向と直角の方向の線膨張
率は逆に延伸倍率と共に若干大きくなシ、延伸方向と直
角の方向の熱伝導率は小さくなる。
ンテッド ボリマーズ−1(DθVθ10 pme n
t stn orientea Polymers
−1)、アプライド サイエンス(Appl、Sci、
)社、ロンドン(London)(1982))、延
伸方向の熱伝導率は延伸倍率と共に大きくなる(0.L
、チョイ(0,L、 ahoy)ほか、〔ジャーナル
オプ ポリマー サイエンス ポリマー フイジクス
エデイVヨン(J、 Polym、 Elci、Pol
ym、 Phys、 Flid、 ) 第18巻、第
1187頁(1980))。例えば、高密度ポリエチレ
ンの線膨張率(室温)は未延伸状態の1.2 X 10
−’ K−1から延伸倍率2倍で零、延伸倍率18倍で
は−1,2XlO’″′sK″″1となる。熱伝導率(
室温)は未延伸状態のαOO55”I/cnt Kから
延伸倍率25倍で0.13 W/mKと大幅に大きくな
る。ポリオキシメチレンでは、線膨張率(室温)は未延
伸状態のaOXlo”K″″1 から延伸倍率8倍で零
、延伸倍率20倍では−4,0×10−・に−1となる
。熱伝導率(室温)は未延伸状態の(LOO37W/c
y+sKから延伸倍率8倍で103W / cm K
と大きくなる。しかし、延伸方向と直角の方向の線膨張
率は逆に延伸倍率と共に若干大きくなシ、延伸方向と直
角の方向の熱伝導率は小さくなる。
以下、本発明を図面に基づいて具体的に説明する。
第1図は本発明になる絶縁導体の断面斜視図であシ、符
号1は導体、2は垂直配向高分子結晶塊、5は空隙を意
味する。第1図に示すように、本発明の垂直配向高分子
絶縁導体では、絶R層となる高分子結晶塊中の高分子の
分子軸が導体面に対し垂直に配向していると共に該結晶
塊がそれぞれ相対する導体間にまたがってbるため、導
体面に対し垂直方向の絶縁層の線膨張率は小さく、熱伝
導率は大きくなる。また、導体面と平行な面内の該結晶
塊の境界には空隙を有するため導体面と平行方向の絶縁
層の!II膨張率は、個々の結晶塊の線膨張率は太きb
にもかかわらず、空隙によシ歪が吸収されるため、導体
の線膨張率とほぼ等しくなる。なお、絶縁層の導体面と
平行方向の熱伝導率は小さくなるが、通常導体は金属な
どの熱伝導性に6]れた材料であるため、絶縁導体の導
体面と平行方向の熱伝導性も優れている。
号1は導体、2は垂直配向高分子結晶塊、5は空隙を意
味する。第1図に示すように、本発明の垂直配向高分子
絶縁導体では、絶R層となる高分子結晶塊中の高分子の
分子軸が導体面に対し垂直に配向していると共に該結晶
塊がそれぞれ相対する導体間にまたがってbるため、導
体面に対し垂直方向の絶縁層の線膨張率は小さく、熱伝
導率は大きくなる。また、導体面と平行な面内の該結晶
塊の境界には空隙を有するため導体面と平行方向の絶縁
層の!II膨張率は、個々の結晶塊の線膨張率は太きb
にもかかわらず、空隙によシ歪が吸収されるため、導体
の線膨張率とほぼ等しくなる。なお、絶縁層の導体面と
平行方向の熱伝導率は小さくなるが、通常導体は金属な
どの熱伝導性に6]れた材料であるため、絶縁導体の導
体面と平行方向の熱伝導性も優れている。
絶縁層となる結晶性高分子を相対する導体面に対し垂直
に配向させる方法としては、本発明者の先の出願になる
特願昭62−305820号明細書に示したような電場
を印加する方法などがある。このような電場による配向
方法では、絶縁層となる結晶性高分子がその分子軸方向
に双(r子モーメントを有するか、若しくは双極子モー
メントを有しない場合はその重合前の化ツマ−が双極子
モーメントを有することが不可欠となる。
に配向させる方法としては、本発明者の先の出願になる
特願昭62−305820号明細書に示したような電場
を印加する方法などがある。このような電場による配向
方法では、絶縁層となる結晶性高分子がその分子軸方向
に双(r子モーメントを有するか、若しくは双極子モー
メントを有しない場合はその重合前の化ツマ−が双極子
モーメントを有することが不可欠となる。
分子軸方向に大きな双極子モーメントを有する結晶性高
分子の例としては、合成ポリペプチドの一つである結晶
内で分子鎖がαら旋構造をとるポリγ−ベンジルーL−
グルタメート(n)がある。このPBLGはジメチルホ
ルムアミド(DMF)などの極性溶媒中室温でαら旋構
造をとり分子軸方向に大きな双極子モーメントを有する
。例えば、このPBLGのDMF溶液を相対する導体間
に充てんし導体間に電場を印加すればPBLGは導体面
に対し垂直に配向する。
分子の例としては、合成ポリペプチドの一つである結晶
内で分子鎖がαら旋構造をとるポリγ−ベンジルーL−
グルタメート(n)がある。このPBLGはジメチルホ
ルムアミド(DMF)などの極性溶媒中室温でαら旋構
造をとり分子軸方向に大きな双極子モーメントを有する
。例えば、このPBLGのDMF溶液を相対する導体間
に充てんし導体間に電場を印加すればPBLGは導体面
に対し垂直に配向する。
この状態でDMIFを徐々に蒸発させれば、いわゆるソ
ルベントキャストフィルムが得られ、導体面に対し垂直
に配向したPBLGを絶縁層とする絶縁導体が得られる
。
ルベントキャストフィルムが得られ、導体面に対し垂直
に配向したPBLGを絶縁層とする絶縁導体が得られる
。
汎用のエンジニアリングプラスチックとして知られるポ
リオキシメチレン(POM)は、結晶内で分子鎖が91
5ら旋構造をと如、双極子が互いに打消しあうため電場
により配向することはない。しかし、POMの化ツマ−
の1つであるホルムアルデヒドは2.27D(デバイ)
の双極子モーメントを有するため電場により配向する。
リオキシメチレン(POM)は、結晶内で分子鎖が91
5ら旋構造をと如、双極子が互いに打消しあうため電場
により配向することはない。しかし、POMの化ツマ−
の1つであるホルムアルデヒドは2.27D(デバイ)
の双極子モーメントを有するため電場により配向する。
木発明者は液状のホルムアルデヒドを電場下で重合すれ
ば導体面に対し垂直方向に分子軸が配向し九POMの結
晶塊の集合体が得られることを見出した。これは、導体
面に対し垂直方向に配向したホルムアルデヒド七ツマ−
の影響を受けて無極性のPOMも化ツマ−の方向に配向
することによるものである。走差電子顕微鏡観察によシ
、第1図に示すように、POMの結晶塊はそれぞれ相対
する導体間にまたがっておシ、導体面と平行な面内の結
晶塊の境界には空隙があることが分かった。この空隙は
、結晶塊の境界に未反応上ツマ−や低分子量のPOMが
集まυ、これらが重合後に蒸発してできたものである。
ば導体面に対し垂直方向に分子軸が配向し九POMの結
晶塊の集合体が得られることを見出した。これは、導体
面に対し垂直方向に配向したホルムアルデヒド七ツマ−
の影響を受けて無極性のPOMも化ツマ−の方向に配向
することによるものである。走差電子顕微鏡観察によシ
、第1図に示すように、POMの結晶塊はそれぞれ相対
する導体間にまたがっておシ、導体面と平行な面内の結
晶塊の境界には空隙があることが分かった。この空隙は
、結晶塊の境界に未反応上ツマ−や低分子量のPOMが
集まυ、これらが重合後に蒸発してできたものである。
このような相対する導体間にあらかじめモノマーを充て
んした後に重合し高分子絶縁層を作製する方法では、製
造過程で導体間を所定の値に保つためのスペーサーが必
要となるが、このスペーサーにはガラス繊維や粒状の無
機材料あるいはポリイミドなどのプラスチックフィルム
や延伸配向繊維やフィルムなど種々の材料が使用できる
。また、この方法では導体表面を粗にすれば化ツマ−が
微細な空孔にも侵入するため、接着性に乏しいPOMで
もいわゆるアンカー効果によす強固に接着することがで
きる。また、導体面に対し垂直方向、すなわち分子軸方
向の強庸は極めて強−ため、相対する導体が容易にはく
離することもないし、圧壊することもなく、形状安定性
に優れている。また、延伸配向試料の場合と同様に一方
向に配向しているため極低温下でもぜい性破壊をするこ
ともない。
んした後に重合し高分子絶縁層を作製する方法では、製
造過程で導体間を所定の値に保つためのスペーサーが必
要となるが、このスペーサーにはガラス繊維や粒状の無
機材料あるいはポリイミドなどのプラスチックフィルム
や延伸配向繊維やフィルムなど種々の材料が使用できる
。また、この方法では導体表面を粗にすれば化ツマ−が
微細な空孔にも侵入するため、接着性に乏しいPOMで
もいわゆるアンカー効果によす強固に接着することがで
きる。また、導体面に対し垂直方向、すなわち分子軸方
向の強庸は極めて強−ため、相対する導体が容易にはく
離することもないし、圧壊することもなく、形状安定性
に優れている。また、延伸配向試料の場合と同様に一方
向に配向しているため極低温下でもぜい性破壊をするこ
ともない。
なお、重合法としては特願昭62−305820号明細
書に示した放射線型合法以外にも、重合触媒をあらかじ
め化ツマ−に添加した後に電場下で重合する方法や、導
体表面にあらかじめ重合触媒を塗布した後に電場下でモ
ノマーを充てんし重合する方法など種々な方法があるが
いずれでもよい。
書に示した放射線型合法以外にも、重合触媒をあらかじ
め化ツマ−に添加した後に電場下で重合する方法や、導
体表面にあらかじめ重合触媒を塗布した後に電場下でモ
ノマーを充てんし重合する方法など種々な方法があるが
いずれでもよい。
以下1本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されない。
本発明はこれらの実施例に限定されない。
実施例1
市販の片面を粗にしたプリント板用の厚さ35μmの電
解銅箔を粗面が相対するようにし、との銅箔間にスペー
サーとして厚さ125μmのポリイミドフィルム(カプ
トン)を設置した。
解銅箔を粗面が相対するようにし、との銅箔間にスペー
サーとして厚さ125μmのポリイミドフィルム(カプ
トン)を設置した。
この相対する電解鋼箔の間隙に、市販の粉末状パラホル
ムアルデヒドの熱分解により生成した気相のホルムアル
デヒド七ツマ−を、食塩と氷で約−20℃に冷却したト
ラップ中を通すことによシ脱水精製した後、−78℃の
液体状態で充てんした。相対する銅箔間に5 KVの静
電圧(電界強度α4 MY/cm )を印加したまま、
Co”によるr線重合を一78℃の液相で行った。照射
線量率は5x1o5R/h、照射時間は3時間としだ。
ムアルデヒドの熱分解により生成した気相のホルムアル
デヒド七ツマ−を、食塩と氷で約−20℃に冷却したト
ラップ中を通すことによシ脱水精製した後、−78℃の
液体状態で充てんした。相対する銅箔間に5 KVの静
電圧(電界強度α4 MY/cm )を印加したまま、
Co”によるr線重合を一78℃の液相で行った。照射
線量率は5x1o5R/h、照射時間は3時間としだ。
重合後スペーサ一部を切除した絶縁導体について線膨張
率と熱伝導率の測定を行った。
率と熱伝導率の測定を行った。
導体面に対し垂直方向の線膨張率は零、導体面に平行な
方向の線膨張率は金属銅の#!膨張率と同じ1.4 X
10−に−1でちシ、導体面に対し垂直方向の熱伝導
率はCL O5W/anKであった。また、相対する銅
箔は強固に接着しており、液体窒素温度(−196℃)
と室温間のと一トサイクルを繰返しても銅箔がはがれる
こともなく、変形などの歪は認められなかった。
方向の線膨張率は金属銅の#!膨張率と同じ1.4 X
10−に−1でちシ、導体面に対し垂直方向の熱伝導
率はCL O5W/anKであった。また、相対する銅
箔は強固に接着しており、液体窒素温度(−196℃)
と室温間のと一トサイクルを繰返しても銅箔がはがれる
こともなく、変形などの歪は認められなかった。
比較例1
静電圧を零(電界強度口My/−)とした以外は実施例
1と全く同様にして絶縁導体を作製した。この絶縁導体
の導体面忙対し垂直方向の線膨張率はlX10−4に″
lと大きく、熱伝導率はα0ロ5W/6IIKと小さく
、いずれも未延伸状態の値に近い値を示した。なお、相
対する銅箔間の接着強度は弱く、液体窒素で冷却したと
ころ容易にはく離した。
1と全く同様にして絶縁導体を作製した。この絶縁導体
の導体面忙対し垂直方向の線膨張率はlX10−4に″
lと大きく、熱伝導率はα0ロ5W/6IIKと小さく
、いずれも未延伸状態の値に近い値を示した。なお、相
対する銅箔間の接着強度は弱く、液体窒素で冷却したと
ころ容易にはく離した。
以上説明したように、本発明の垂直配向高分子絶縁導体
は絶縁層の線膨張率が導体面に対し垂直方向では小さく
、導体面と平行方向では導体の線膨張率とほぼ等しく、
しか本導体面に対し垂直方向の絶R層の熱伝導率が大き
い絶縁導体であるという利点がある。このような絶縁導
体はreチップ搭載基板内配線部や入出カケ−・プル用
の絶縁導体や超伝導応用関連の絶縁導体として使用すれ
ば効果的である。
は絶縁層の線膨張率が導体面に対し垂直方向では小さく
、導体面と平行方向では導体の線膨張率とほぼ等しく、
しか本導体面に対し垂直方向の絶R層の熱伝導率が大き
い絶縁導体であるという利点がある。このような絶縁導
体はreチップ搭載基板内配線部や入出カケ−・プル用
の絶縁導体や超伝導応用関連の絶縁導体として使用すれ
ば効果的である。
第1図は本発明になる絶縁導体の断面斜視図である。
1:導体、2:垂直配向高分子結晶塊、3:空隙
Claims (1)
- 1.相対する導体間に絶縁層を有し、該絶縁層は、導体
面に対し垂直に分子軸が配向した高分子結晶塊の集合体
から成り、該結晶塊はそれぞれ相対する導体間にまたが
つており、導体面と平行な面内の該結晶塊の境界には空
隙を有し、しかも導体間の所々に設置した製造過程で必
要な導体間隔を所定の値に保つためのスペーサーをその
まま有するか又は有しないことを特徴とする垂直配向高
分子絶縁導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63154670A JPH025307A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 垂直配向高分子絶縁導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63154670A JPH025307A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 垂直配向高分子絶縁導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH025307A true JPH025307A (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=15589334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63154670A Pending JPH025307A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 垂直配向高分子絶縁導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH025307A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6261481B1 (en) * | 1998-03-19 | 2001-07-17 | Hitachi, Ltd | Insulating composition |
| US7109288B2 (en) | 2001-05-18 | 2006-09-19 | Hitachi, Ltd. | Cured thermosetting resin product |
| WO2010050202A1 (ja) | 2008-10-30 | 2010-05-06 | 株式会社カネカ | 高熱伝導性の熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂 |
| US8637630B2 (en) | 2010-04-19 | 2014-01-28 | Kaneka Corporation | Thermoplastic resin with high thermal conductivity |
| US8921507B2 (en) | 2010-04-19 | 2014-12-30 | Kaneka Corporation | Thermoplastic resin with high thermal conductivity |
| US9234095B2 (en) | 2009-09-16 | 2016-01-12 | Kaneka Corporation | Thermally-conductive organic additive, resin composition, and cured product |
-
1988
- 1988-06-24 JP JP63154670A patent/JPH025307A/ja active Pending
Cited By (7)
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| US9234095B2 (en) | 2009-09-16 | 2016-01-12 | Kaneka Corporation | Thermally-conductive organic additive, resin composition, and cured product |
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| US8921507B2 (en) | 2010-04-19 | 2014-12-30 | Kaneka Corporation | Thermoplastic resin with high thermal conductivity |
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