JPH07176845A - 回路用金属基板 - Google Patents

回路用金属基板

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JPH07176845A
JPH07176845A JP31830993A JP31830993A JPH07176845A JP H07176845 A JPH07176845 A JP H07176845A JP 31830993 A JP31830993 A JP 31830993A JP 31830993 A JP31830993 A JP 31830993A JP H07176845 A JPH07176845 A JP H07176845A
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JP
Japan
Prior art keywords
resin
circuit
metal substrate
filler
insulating layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP31830993A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Kobayashi
誠 小林
Mikinori Oosawa
幹則 大沢
Toshimi Koga
敏美 甲賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOUTOKU TORYO KK
Nippon Rika Kogyosho Co Ltd
Original Assignee
TOUTOKU TORYO KK
Nippon Rika Kogyosho Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、耐曲げ性、放熱性、高温高湿度雰
囲気下で直流電圧の課電耐久性を向上しえることを目的
とする。 【構成】金属板(11)と、この金属板(11)上に形成された
ボンディングシート(12)と、このボンディングシート(1
2)上に形成され、ポリアミドイミド樹脂に熱伝導率,絶
縁性を兼ね備えた充填材を加えた混合材料を塗布,加熱
硬化してなる樹脂層(13)と、この樹脂層(13)上に形成さ
れた銅箔(14)とを具備することを特徴とする回路用金属
基板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は回路用金属基板に関
し、特に電子機器に有用な回路用金属基板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、耐曲げ性を目的とした基板とし
て、フレキシブル基板(FPC)が知られている。ま
た、フレキシブル性を持つ熱硬化性樹脂プリプレグを銅
箔等の導電層と金属ベース間に配設し、加熱,加圧して
一体成型した基板も知られている。
【0003】一方、放熱性を目的とした基板としては、
熱硬化性樹脂に熱電導性,絶縁性の良好な充填材を混合
した塗料もしくはガラス繊維基材と該塗料をコーティン
グしてなるプリプレグを銅箔等の導電層と金属ベースの
間に加熱,加圧して一体成型した基板が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この2
系統の基板は、高温高湿度雰囲気下での直流電圧の課電
耐久性が不完全であるという問題があった。そこで、こ
の課電耐久性の解消について種々改良が進められてい
る。改良の一つは、樹脂と硬化剤に起因することが知ら
れている。改良の2つ目はプリプレグ基材,特にガラス
繊維とプリプレグ樹脂の付着力は、この特性を大きく左
右する因子の一つである。
【0005】ところで、耐曲げ性、高温高湿度雰囲気下
での直流電圧の課電耐久性を兼ね備えた金属基板は、半
導体,部品等を実装後、曲げ,絞り加工して電子機器の
小型化に対応している。しかるに、放熱性と高温高湿度
雰囲気下での直流電圧の課電耐久性を兼ね備えた金属基
板は、電子機器の信頼性向上には不可欠である。
【0006】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、耐曲げ性、放熱性、高温高湿度雰囲気下で直
流電圧の課電耐久性を向上しえる回路用金属基板を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、金属板と、
この金属板上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に形
成され、ポリアミドイミド樹脂に熱伝導率,絶縁性を兼
ね備えた充填材を加えた混合材料を塗布,加熱硬化して
なる樹脂層と、この樹脂層上に形成された導電層とを具
備することを特徴とする回路用金属基板である。
【0008】この発明において、前記絶縁層としては、
例えば熱硬化性樹脂からなるフィルム状のシート、ある
いはガラス繊維または芳香族ポリアミド繊維またはこれ
らの混抄繊維からなるシート状基材に熱硬化性樹脂を含
浸させたプリプレグが挙げられる。前記プリプレグとし
ては、例えば熱伝導率,絶縁性を兼ね備えた充填材を含
有したものが挙げられる。
【0009】この発明において、前記絶縁層としては、
例えば下記のものが挙げられる。 (1) 商品名:SPB−50(ポリイミド系ボンディング
シート)、新日鉄化学社製 (2) 商品名:AS−2210(ポリイミド系接着フィル
ム)、日立化成工業社製 (3) 商品名:AS−3000(エポキシ系接着フィル
ム)、日立化成工業社製 この発明において、前記樹脂層中の充填剤のポリアミド
イミド樹脂に対する配合割合(重量比)は、耐曲げ性を
考慮して5〜85重量部が好ましい。この範囲とする理
由は、5重量部未満ではピエール強度がおち電気特性が
低下するからであり、85重量部を越えるとピエール強
度が上がり電気特性が低下するからである。
【0010】
【作用】この発明によれば、耐曲げ性、放熱性、高温高
湿度雰囲気下で直流電圧の課電耐久性を向上することが
できる。
【0011】
【実施例】以下、この発明の実施例を比較例とともに説
明する。 (実施例1)図1はこの発明の実施例1に係る回路用金
属基板の断面図を示す。図中の符番11は、ベースとなる
厚み0.5mmのAlからなる金属板である。この金属板
11上には、上記商品名:SPB−50のポリイミド系ボ
ンディングシート(厚み50μm)12が形成されてい
る。前記ボンディングシート12上には、ポリアミドイミ
ド樹脂に熱伝導率,絶縁性を兼ね備えた充填材(アルミ
ナ)を加えた混合材料を塗布,加熱硬化してなる厚み2
0μmの樹脂層13が形成されている。この樹脂層13上に
は、導電層としての厚み35μmの銅箔14が形成されて
いる。下記「表1」は、上記各構成部材の材質,配合割
合,厚み,ピール強度,絶縁破壊電圧,課電寿命を示し
たものである。なお、併せて実施例2〜4,比較例1の
データも示した。
【0012】
【表1】 1より、樹脂層に接する絶縁層はピール強度の向上で充
填剤5%〜85%が耐曲げ性とピール強度向上に役立つ
ことが判明した。また、誘電劣化では、充填材を多くす
ると、樹脂層表面から侵入する水分によって寿命が低下
することが判明した。
【0013】こうした回路用金属基板は、銅箔14の粗化
面にアルミナとポリアミドイミド樹脂と混合,こん練り
した混合樹脂を一様な厚さに塗布,加熱硬化し、これに
接するように未硬化状態のボンディングシート12を配し
た後、銅箔14を重ね、更に170℃〜200℃の温度下
で40Kg/cm2 の圧力を約1時間かけ、一体成型す
ることにより形成される。
【0014】こうした実施例1に係る回路用金属基板
は、金属板11上にボンディングシート12を介してポリア
ミドイミド樹脂に熱伝導率,絶縁性を兼ね備えたアルミ
ナを加えた混合材料を塗布,加熱硬化してなる樹脂層1
3、銅箔14が順次形成された構成になっている。従っ
て、こうした金属基板によれば、絶縁破壊電圧が良好
で,高温高湿度雰囲気下で直流電圧の課電耐久性を向上
できる。また、上記金属基板を銅箔を外曲げしたとこ
ろ、良好な耐曲げ性が得られた。これに対し、樹脂層の
ない従来の金属基板の場合、基板に亀裂が発生した。こ
の原因は、銅箔の粗化面とボンディングシートが加圧熱
硬化時に粗化面に樹脂がくい込み、一様な厚さに保たれ
なかったこと,即ち部分的に欠陥部が生じたことが推定
される。
【0015】(実施例5)図2はこの発明の実施例5に
係る回路用金属基板の断面図を示す。なお、図1と同部
材は同符号を付して説明を省略する。図中の符番22は、
ガラス繊維不織布(25g/m2 ,厚さ0.11mm)
に、下記樹脂を一様な圧力と重量で塗布して得られるプ
リプレグ(絶縁層)である。 フェノールノボラック形エポキシ樹脂 …30部 ビスフェノール形エポキシ樹脂 …15部 クレゾールノボラック形エポキシ樹脂 …57部 硬化促進剤イミダゾール …0.1部 下記「表2」は、上記各構成部材の材質,配合割合,厚
み,ピール強度,絶縁破壊電圧,課電寿命を示したもの
である。なお、併せて実施例6〜8,比較例2のデータ
も示した。
【0016】
【表2】
【0017】こうした回路用金属基板は、銅箔14の粗化
面にアルミナとポリアミドイミド樹脂と混合,こん練り
した混合樹脂を一様な厚さに塗布,加熱硬化し、これに
接するように前記プリプレグ(絶縁層)22を配した後、
銅箔14を重ね、更に170℃〜210℃の温度下で20
〜25Kg/cm2 の圧力を約1時間かけ、一体成型す
ることにより形成される。
【0018】こうした実施例5に係る回路用金属基板
は、金属板11上にプリプレグ(絶縁層)22を介してポリ
アミドイミド樹脂に熱伝導率,絶縁性を兼ね備えたアル
ミナを加えた混合材料を塗布,加熱硬化してなる樹脂層
13、銅箔14が順次形成された構成になっている。
【0019】(実施例9)この発明の実施例9に係る回
路用金属基板は、図2の回路用金属基板と比べ、絶縁層
としてのプリプレグ32が熱電導性,絶縁性を兼ね備えた
充填剤を含有する点を除いて全く同じ構成となっている
(図3参照)。かかる構成の金属基板の製法は、実施例
5の金属基板のそれと同様である。前記絶縁層の配合
は、下記に示す通りである。 フェノールノボラック形エポキシ樹脂 …10部 ビスフェノール形エポキシ樹脂 … 5部 ビスマレイミドトリアジン樹脂 …57部 酸化アルミニウム(充填材) …140部 下記「表3」は、上記各構成部材の材質,配合割合,厚
み,ピール強度,絶縁破壊電圧,課電寿命,熱抵抗を示
したものである。なお、併せて実施例10〜12,比較
例3,4のデータも示した。
【0020】
【表3】
【0021】上記実施例9によれば、良好な耐曲げ性、
課電耐久性を有する他、プリプレグ中に酸化アルミニウ
ムが含有されているため、良好な放熱性が得られる。事
実、実施例9〜12と樹脂層の無い場合(比較例4)を比
較した場合、比較例4の熱抵抗は実施例9〜12のそれと
略同じであるが、課電劣化寿命は大幅に低下することが
明らかである。この理由としては、銅箔に接する絶縁層
がガラス繊維充填材等の界面を通して湿気,水分が浸透
し、その結果寿命劣化を加速することが考えられた。つ
まり、樹脂層の効果が出た。
【0022】なお、上記実施例9において、樹脂層中の
充填材の比率をポリアミドイミド樹脂に対して多くする
と、ピール強度(kg/cm)は1.80、1.95、
2.05と向上することが確認できた。また、熱抵抗
(℃/W)は充填剤を多くすると低下することが確認で
きた。
【0023】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
従来と比べ良好な耐曲げ性、放熱性、高温高湿度雰囲気
下で直流電圧の課電耐久性を向上しえる回路用金属基板
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1に係る回路用金属基板の断
面図。
【図2】この発明の実施例2に係る回路用金属基板の断
面図。
【図3】この発明の実施例3に係る回路用金属基板の断
面図。
【符号の説明】
11…金属板、 12…ボンディングシート、 13…樹脂
層、14…銅箔、 22,33…プリプレグ。
フロントページの続き (72)発明者 甲賀 敏美 埼玉県本庄市栄3丁目9番33号 東特塗料 株式会社本庄工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属板と、この金属板上に形成された絶
    縁層と、この絶縁層上に形成され、ポリアミドイミド樹
    脂に熱伝導率,絶縁性を兼ね備えた充填材を加えた混合
    材料を塗布,加熱硬化してなる樹脂層と、この樹脂層上
    に形成された導電層とを具備することを特徴とする回路
    用金属基板。
  2. 【請求項2】 前記絶縁層は熱硬化性樹脂からなるフィ
    ルム状のシートであることを特徴とする請求項1記載の
    回路用金属基板。
  3. 【請求項3】 前記絶縁層は、ガラス繊維または芳香族
    ポリアミド繊維またはこれらの混抄繊維からなるシート
    状基材に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグ状のもの
    であることを特徴とする請求項1記載の回路用金属基
    板。
  4. 【請求項4】 前記プリプレグは、熱伝導率,絶縁性を
    兼ね備えた充填材を含有することを特徴とする請求項1
    記載の回路用金属基板。
JP31830993A 1993-12-17 1993-12-17 回路用金属基板 Pending JPH07176845A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100955451B1 (ko) * 2009-12-02 2010-04-29 (주) 써트론아이엔씨 방열 fpcb 및 이의 제조 방법
CN115723938A (zh) * 2022-11-05 2023-03-03 丹阳丹金航空材料科技有限公司 一种航空技术用复合加热材料板

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