JPH0912982A - 接着性シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高熱伝導率、低誘電率で、しかも接着力に優れ
る接着性シートを提供する。 【構成】充填材と樹脂からなる接着性シートであって、
主層の少なくとも一面に表皮層を設けたことを特徴とす
る接着性シートであり、前記表皮層の厚みが５〜１００
μｍであることを特徴とする接着性シートである。又、
加熱圧着後の９０度引きはがし強度が１．０Ｋｇ／ｃｍ
以上であることを特徴とし、前記主層が窒化硼素を３０
〜９５体積％含有する樹脂で、とりわけ前記主層を構成
する樹脂が完全硬化していない状態のエポキシ樹脂であ
ることを特徴とする接着性シートである。 【効果】高熱伝導、低誘電率で接着力に優れるので、回
路基板製造用途等で有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板や電子部品な
どの製造等に利用される接着性シートの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】回路基板の製造、電子部品の回路基板へ
の接合等にガラス−エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂
系、ポリエステル樹脂系等の熱圧着可能な電気絶縁性の
接着性シートが多用されているが、近年の電子機器の高
性能化と多様化に伴い、これらの接着性シートもいろい
ろな特性が要求されている。

【０００３】例えば、電源等の用途向けの回路基板に用
いられる接着性シートについては、電子部品の大電力化
による発熱の増大、回路の高周波動作化に伴い、高熱伝
導化と低誘電率化が要求されている。特開平５−１７９
２１０号公報では、接着性シートに高熱伝導率で低誘電
率の無機充填材を充填することで、高熱伝導率化と低誘
電率化を達成することが開示されている。

【０００４】しかし、充填材を高度に充填することは、
接着性シートの強度を発現する樹脂の割合が低下するの
で、接着性シートの強度が低下したり、柔軟性が失われ
る問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、回路基板等
の製造に用いられる接着性シートの改良に関するもので
ある。具体的には、充填材が高充填されているために、
高熱伝導率、低誘電率に優れるものであっても接着性或
いは耐電圧性が充分でないという難点を持つ接着性シー
トについて、前記難点を改善することを意図したもので
ある。即ち、本発明の目的は、熱伝導性や誘電特性に優
れ、しかも接着力や耐電圧性などが実用的に使用可能な
接着性シートを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、充填材と樹脂
からなる接着性シートであって、主層の少なくとも一面
に表皮層を設けたことを特徴とする接着性シートであ
り、更に、前記表皮層の厚みが５μｍ以上１００μｍ以
下であることを特徴とする前記接着性シートである。

【０００７】又、本発明は、加熱圧着後の９０度引きは
がし強度（以下ピール強度という）が１．０Ｋｇ／ｃｍ
以上であることを特徴とし、更に、前記主層が窒化硼素
を３０体積％以上９５体積％以下含有する樹脂からなる
ことを特徴とし、とりわけ、前記主層の樹脂が完全硬化
していない状態のエポキシ樹脂であることを特徴とする
前記接着性シートである。

【０００８】以下、本発明について詳細に説明する。

【０００９】本発明の接着性シートは、その使用条件下
において望まれる高熱伝導率、低誘電率を達成するに充
分な特性を有する主層と、該主層の片表面又は両表面に
設けられた表皮層とで構成される。本発明者らは、主層
を単独で用いる場合には不十分な接着性や耐電圧性など
の特性を表皮層に担わせることにより上記の欠点を解決
し、主層の持つ高熱伝導率、低誘電率などの優れた特性
を発揮させることができること、特に、高熱伝導率でし
かも低誘電率でありながら樹脂と混合するときには接着
力の低い接着性シートしか得られない窒化硼素につい
て、実質的に高充填することができるので、高熱伝導
率、低誘電率でしかも接着力に優れる接着性シートを容
易に得ることができることを見いだしたものである。即
ち、本発明の接着性シートは、加熱圧着後の金属とのピ
ール接着強度が１．０Ｋｇ／ｃｍ以上であり、実用的に
充分な接着力を有するものである。

【００１０】本発明での主層は、最終的な用途に応じた
特性を有するシートであれば良く、特に限定するもので
ない。一般的には、厚さ２０μｍ〜３００μｍの充填剤
を含有する樹脂シートが用いられる。

【００１１】前記主層を構成する樹脂としてはエポキシ
樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹
脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂等が挙げられるが、
経済的でありしかも電気特性に優れることからエポキシ
樹脂が好ましい。本発明では、接着性を前記表皮層が担
うので、主層を構成する樹脂は接着力を必ずしも有しな
くて良いが、表皮層と同種の樹脂や相溶性のある樹脂が
表皮層との接着力に優れるので好ましい。特に完全硬化
していない状態のエポキシ樹脂は経済的で電気特性にも
優れるばかりでなく、表皮層がエポキシ樹脂以外の樹脂
からなる場合であっても接着力に優れるので好ましい。
ここで、完全硬化していない状態のエポキシ樹脂とは、
硬化剤を含むがゲル化に至っていない状態にあるエポキ
シ樹脂であって、例えば固形状のエポキシ樹脂やＢステ
ージ状態等の半硬化状態のエポキシ樹脂等をいう。

【００１２】主層を構成する樹脂への充填材としては、
金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、炭素等の導電性
の無機充填材、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、
窒化硼素、酸化珪素、窒化珪素等の高熱伝導性の無機充
填材、或いは、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ＡＢＳ樹
脂、アラミド樹脂等の各種有機充填材があげられ、これ
らの充填材は前記樹脂に３０体積％以上９５体積％以下
配合されるのが一般的である。

【００１３】高周波特性を重視する回路基板用途では、
低誘電率で、しかも高熱伝導率を有する窒化硼素（以下
ＢＮで表す）が好ましく用いられ、本発明では、前記樹
脂に３０体積％以上９５体積％以下、好ましくは、４０
体積％以上８５体積％以下含有させる。３０体積％未満
の場合には主層は或程度の接着性を有するので、本発明
によらずとも主層単独で実用に供することができる場合
があるし、９５体積％を越える場合には、本発明をもっ
てしても充分なピール強度や柔軟性を持つ接着性シート
を得ることが出来ない。４０体積％以上８５体積％以下
の場合に、高熱伝導率、低誘電率で、しかも実用に供す
るに充分に柔軟な接着性シートを得ることができる。

【００１４】本発明でいう表皮層とは、走査型電子顕微
鏡により観察することができるもので、樹脂の種類、充
填材の種類或いは充填材の含有率が主層と異なる層をい
い、主層とは境界面で区分される。前記境界面は、樹脂
の種類、充填材の種類、充填材の含有率のいずれか一つ
以上が急激に変化する面であり、走査型電子顕微鏡写真
により次に示す方法により求められる。

【００１５】（境界面の検出方法）接着性シートを切断
し、その断面を走査型電子顕微鏡（ＤＳ−１３０、明石
ビームテクノロジー製）で、例えば加速電圧２０ｋＶ、
倍率６００倍という条件で撮影する。走査型電子顕微鏡
の機種、条件は観察に好適なものを選択することができ
る。又、表皮層は次の方法に依って確認することができ
る。即ち、接着性シートの断面を走査型電子顕微鏡で
撮影し、その断面写真を肉眼で識別して充填材の含有率
の変化の大きい面を境界面とする方法走査型電子顕微
鏡写真による接着性シートの断面に数μｍ間隔で接着性
シート表面と平行な直線を引き、その直線が充填材をき
る長さの全長に対する割合の変化が大きい面を決定する
方法、走査型電子顕微鏡写真による接着性シートの断
面に数μｍ間隔で接着性シートの表面と平行な直線を引
き、その直線に依って形成される領域中の充填材の占め
る面積から体積換算して充填率を求め、その変化が大き
い層の中間面を境界面とする方法等がある。、にお
いて、数μｍ間隔の平行直線の間隔はできるだけ小さい
方が良い。

【００１６】表皮層の厚みは５μｍ以上１００μｍ以下
である。表皮層の厚みが５μｍ未満では接着性、或いは
耐電圧性の向上が図れないし１００μｍを越える時は主
層の熱伝導性、或いは低誘電特性が損なわれる。

【００１７】表皮層の構成は、主層に不足している特
性、例えば金属等との接着性、加熱硬化後の耐電圧性な
どを有するものであれば良く、Ｂステージ状態等の半硬
化状態の樹脂が用いられる。特に、回路基板製造用途用
の接着性シートとする場合には、金属板や金属箔等の金
属との接着性に富むエポキシ樹脂が半硬化状態で好まし
く用いられる。

【００１８】表皮層を構成する樹脂に含有させる充填材
の種類とその量については、表皮層の役割が阻害されな
い限り、特に制限されるものでない。回路形成用接着性
シートの場合には、電気絶縁性で高熱伝導率を有し、し
かも球状の粒子が容易に得られる酸化アルミニウム（以
下Ａｌ2Ｏ3と表す）、酸化珪素（以下ＳｉＯ2と表す）
を比較的高充填する。又、高周波用途の場合には、窒化
硼素（以下ＢＮと表す）を主層に較べて低配合としたも
のも用いることができる。一般的には、充填量の上限
は、窒化硼素の場合で３０体積％未満であり、酸化アル
ミニウム、酸化珪素の場合で８５体積％未満である。一
般的には、熱伝導率の低下を防ぐ目的で、前記上限値に
近い配合割合が選択され、酸化アルミニウムを６５体積
％以上８５体積％未満が好ましく用いられる。

【００１９】主層及び表皮層の樹脂には、最終的に得ら
れる接着性シートの特性を損なわない限り、有機質の充
填材や分散剤を添加することができる。又、必要に応じ
て、カップリング剤、溶剤を用いることができる。

【００２０】本発明の接着性シートを得るには、一般的
なシートの製造法によればよいが、前記主層及び表皮層
をそれぞれ構成する樹脂、無機充填材及び必要に応じて
溶剤、カップリング剤、分散剤等の添加剤とを、万能混
合機や三本ロールを用いて混練後、必要に応じ脱泡処理
してペースト状態とした後、更に、ＰＥＴフィルム等の
キャリヤーシート上にドクターブレード法、押し出し
法、ロールコーター法等の方法でシート状にすれば良
い。本発明の接着性シートは、上記方法のいずれかを用
いることで、主層を作製後に表皮層を付すことで、或い
は、先に表皮層を作製後に、主層を、更に表皮層を順次
付すことで得ることができるし、主層と表皮層を別々に
作製し、相互に圧着することでも得ることができる。
尚、接着性シートの用法により表皮層を主層の両面に設
ける場合であっても、両者がともに同一の組成或いは同
一の厚みであることにことさらに限定される必要はな
い。

【００２１】以下、実施例をもって、本発明を更に詳細
に説明する。

【００２２】

【実施例】

〔実施例１〜２１、比較例１〕 ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂７０部とビスフ
ェノールＦ型液状エポキシ樹脂３０部とをトルエン−メ
チルエチルケトン混合溶媒（トルエン／メチルエチルケ
トン＝８０／２０）１００部に、８０℃にて加熱溶解す
る。室温に冷却後、硬化剤として２フェニル４メチル５
ヒドロキシメチルイミダゾールを３部、いろいろな充填
剤を樹脂成分に対して所定量の体積％加え、３本ロール
で混練し、いろいろなスラリーを作成した。アクリル樹
脂の場合には、メチルメタクリレート２２部と２−ヒド
ロキシエチルメタクリレート３５部を、ＳＥＢＳ（シェ
ル化学（株）社製；クレイトンＧ１６５０）４０部に５
０℃で溶解し、室温に冷却後、硬化剤としてパーヘキサ
３Ｍ（日本油脂（株）社製）３部、充填材を所定量加え
て３本ロールで混練しスラリーとした。 上記のいろいろなスラリーの２種以上を用いて、ドク
ターブレード法でＰＥＴフィルム上に塗工し、いろいろ
な接着性シートを作成した。 上記接着性シートを、厚さ１．５ｍｍのアルミニウム
板と厚さ３５μｍの銅箔の間に挟み、１７０℃、３０Ｋ
ｇ／ｃｍ2で１時間熱圧着して９０度引きはがし強度
（ピール強度）試験用試片を得た。ピール強度はＪＩＳ
Ｃ６４７１に準じて測定した。 併せてで得た接着性シートをテフロンシートに挟
み、と同じ条件で硬化させ、レーザーフラッシュ法に
よる熱伝導率評価用試片とした。尚、一部で、表皮層の
ない接着性シートを作製し、比較例とした。上記の結果
を表１に纏めて示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明は、熱伝導性や誘電特性に優れ、
しかも接着力や耐電圧性などが実用的に使用可能な接着
性シートであり、回路基板製造用途や電子部品の接着な
どの工程で利用されて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 和男 東京都町田市旭町３丁目５番１号 電気化 学工業株式会社総合研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充填材と樹脂からなる接着性シートであ
   って、主層の少なくとも一面に表皮層を設けたことを特
   徴とする接着性シート。
2. 【請求項２】 表皮層の厚みが５μｍ以上１００μｍ以
   下であることを特徴とする請求項１記載の接着性シー
   ト。
3. 【請求項３】 加熱圧着後の９０度引きはがし強度が
   １．０Ｋｇ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１
   記載の接着性シート。
4. 【請求項４】 主層が窒化硼素を３０体積％以上９５体
   積％以下含有する樹脂からなることを特徴とする請求項
   １記載の接着性シート。
5. 【請求項５】 主層の樹脂が完全硬化していない状態の
   エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項４記載の接
   着性シート。