JPS63270106A - 金属ベ−ス銅張板の製造法 - Google Patents

金属ベ−ス銅張板の製造法

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JPS63270106A
JPS63270106A JP62106741A JP10674187A JPS63270106A JP S63270106 A JPS63270106 A JP S63270106A JP 62106741 A JP62106741 A JP 62106741A JP 10674187 A JP10674187 A JP 10674187A JP S63270106 A JPS63270106 A JP S63270106A
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JP
Japan
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prepreg
epoxy resin
metal
copper
glass cloth
Prior art date
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Pending
Application number
JP62106741A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunori Mitsuhashi
光橋 一紀
Kiyoshi Osaka
喜義 大坂
Hiromitsu Kimura
木村 裕光
Takeshi Hatano
剛 波多野
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.)
Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd filed Critical Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority to JP62106741A priority Critical patent/JPS63270106A/ja
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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (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 ス銅張板の製造法に関する。
従来の技術 近年、電子機器の小形軽量化、高密度化が進展し、使用
される電子部品はリード付部品からチップ部品へ急速に
移行し、且ハイパワー化が主流になりつつある。これと
共に、前記チップ部品を搭載する基板は、従来の合成樹
肥基板から高密度化に伴って発生する熱を放散させるた
め金属基板の使用が必要となっている。第2図を参照し
ながら、金属基板3としての問題を説明すれば、その熱
膨張係数か、実装するチップ部品4の熱膨張係数と比べ
て大きく、“チップ部品番と銅回路1′を接続する半田
接合部5の信頼度低下を招(点である。従来の金属ベー
ス銅張板はこの点の考慮か充分でなく、単に金属基板に
絶縁層2′としての接着剤若しくは熱硬化性樹脂含浸ガ
ラス布プリプレグ層を介して銅箔を貼りつけたのみであ
る。
発明か解決しようとする問題点 このため、加熱硬化後の接着剤層や硬化後の熱硬化樹脂
−ガラス布層の熱膨張係数は、金属基板の熱膨張係数(
A4 : 23 X 10−@/’C,Fe: 16 
X l O−”/”C)と変らず大きく、例えば工ポキ
シ樹脂−ガラス布の場合17〜20 X 10’/”C
であり、市販のパワーチップ、トランジスタ等のチップ
部品の2〜7XlO″″/’Cと大きないる一30°c
l:!so°Cのサイクルテストに於て半田接合部に約
500サイクルでクラックを生じる(実用上1000サ
イクル必要)。
本発明は、かかる従来の欠点である半田接合部の信頼性
を向上し、且放熱特性を充分に保持したプリント配線板
用の金属ベース銅張板を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
無機質充填剤を含有するエポキシ樹脂をガラス布に含浸
乾燥したプリプレグ2を金属基板3に載直し、さらに銅
箔lを重ね、加熱加圧して前記プリプレグ2を硬化せし
めると共に銅箔1と金属基板3を接着して金属ベース銅
張板を製造するに当り、前記プリプレグとし°〔硬化後
の絶縁層の厚さが0.05〜0.2X、熱膨張係数がl
 5x t o7°c  以下であるプリプレグを用い
ることを特徴とするものである。
作用 本発明は上記の特徴を有することにより、パワーチップ
、パワートランジスタチップを、本発明の金属ベース銅
張板をエツチングして得たプリント配線板に搭載し、半
田接合した場合、銅回路の下の硬化した無機質充填剤を
含有するエポキシ樹脂−ガラス布絶縁層の熱膨張係数が
小さく、前記チップの熱膨張係数と近似しているため、
冷熱サイクルテストに於ても半田接合厚さの制限により
熱伝導性も付与され、金属基板本来の放熱の目的も犠牲
にすることな(保持され、且銅張板としての電気特性を
維持出来るものである。
実施例 本発明を実施するに当り、金属基板としては市販のアル
ミニウム板、ステンレス板を機械研磨、脱脂、アルカリ
エツチングにより金属表面予備接着処理を施して使用す
る。無機質充填剤としては、電気絶縁性、熱膨張係数、
エポキシ樹脂との混和性等を考慮して、市販のSin、
MgO1hi、o、等の粉末或は該粉末の混合物をエポ
キシシラン或はアミノシラン処理を施して使用する。該
無機質充填剤のエポキシ樹脂固形に対する添加量は、エ
ポキシ樹脂のガラス布に対する樹脂付着量との関係で調
整を要するか、20〜40重量傷か望ましい。また、エ
ポキシ樹脂及びガラス布は、市販の積層板用のビスフェ
ノール型エポキシ樹脂、ガラス布か使用出来る。無機質
充填剤を含有するエポキシ樹脂の付着量はガラス布に対
して40〜50憾が適当である。前記の充填剤の量か2
0憾未満、また前記の付着量が50係を越える場合は、
本発明の目的である硬化後の絶縁層の熱膨張係数15X
lO−@/”C以下の達成か出来ない。また、充填剤の
量が40憾を越え、また前記充填剤を含有するエポキシ
樹脂のガラス布に対する付着ff17′7f401未満
の場合、銅張板として必要な銅箔及び金属板との接着強
度を保持することが出来ない。
無機質充填剤を含有するエポキシ樹脂−ガラス布プリプ
レグの硬化後の絶縁層の厚さは0.05〜0.21にな
る様、使用するガラス布の厚さ及び前記の付着樹脂量で
調整する必要がある。
o、osx未満の場合は、銅張板として必要な電気特性
、特に層間耐電圧が問題であり、0.2鬼を越えると金
属基板を生かした放熱特性を維持出来ない欠点を生じる
。前記プリプレグの製造法は、予め無機質充填剤をエポ
キシ樹脂フェスに分散させ、ガラス布に含浸、乾燥させ
て製造出来る。得られたプリプレグを、予め表面処理を
施した金属基板の表面に載危し、更に接宕剤なし銅箔を
重ね、鏡面に挾みプレスにて加熱、加圧して前記プリプ
レグ層を硬化させると共に銅箔と金属基板を接着一体化
して銅張板を得ることができる。
本発明の詳細な説明する。
実施例1 金属基板としてJISI 100−H−24の1.5X
厚のアルミニウム板を準備し、このアルミニウム板を機
械研磨し、N a t OOs 溶液にて脱脂、次いで
N a OH溶液にて表面をエツチングして接着前処理
を行った。一方、市販のビスフェノール型エポキシ樹脂
に硬化剤としてジシアンジアミドを、また硬化促進剤と
して4−メチル2−エチルイミダゾールを加え、固形分
重量40係のワニスを調整した。該ワニスに無機質充填
剤としてS i O鵞、A −6hOaの混合系よりな
るサテントン(上屋カオタン社製)を、(前記のエポキ
シ樹脂ワニスの固形に対して30憾添加し、ヘンシェル
ミキサーにて混合して無機質充填剤人エポキシ樹脂ワニ
ス−を調整した。
この樹脂ワニスをガラス布(商品名WE◆10゜日東紡
製)に含浸し、乾燥して無機質充填剤を含むエポキシ樹
脂の付着量か45優になる様に含浸機のスクイズローt
Lを調整して、無機質充填剤を含有するエポキシ樹脂−
ガラス布プリプレグを製造した。
該プリプレグを1プライ前記の接着前処理済のアルミニ
ウム板に重ね、更にその上に18/ム厚の電解銅箔を重
ねて2枚の鏡面板に挾み、プレスに挿入した。温度16
0°C1圧力5okp、”d、時間60分にて加熱、加
圧し5次いで冷却して1.6を厚の金属ベース銅張板を
製造した。
該銅張板のプリプレグ硬化層、即ち絶縁層の厚さは0.
 L %であった。
また、別途熱膨張係数測定用の試料として、前記無機質
充填剤を含有するエポキシ樹脂−ガラス布プリプレグl
プライをプレスにて加熱・加圧し、O,SX厚の板状体
を製造した。
前記金属ベース銅張板の特性を第1表に示した(金属ベ
ース銅張板の絶縁層になった前記僧プリプレグの硬化層
は、そのままで該絶縁層の熱膨張係数の測定は困難であ
る。一般的に熱機械分析=TMA分析で測定を行う。試
料はX方向にて測定する)。
実施例2 金属板として市販の1,4X厚のステンレス板を使用し
、実施例1と同様の方法で接着前処理ヲ行った。一方、
市販のビスフェノール型エポキシ樹脂に硬化剤としてク
レゾールノボラックを、また硬化促進剤として4−メチ
ル2−エチルイミダゾールを加え40憾フエスを調整し
た。
該ワニスに無機質充填剤としてSin、(シリカ)粉末
を前記のエポキシ樹脂ワニスの固形に刻して25優添加
し、ヘンシルミキサーにて混合して無機質充填剤人エポ
キシ樹脂フェスを調整した。この樹脂ワニスをガラス布
(商品名GO’7628、旭シェーペル製)に含浸し、
乾燥して無機質充填剤を含むエポキシ樹脂の付着り 量が404になる様に含浸機のスクイズロールを調整し
て、無機質充填剤を含有するエポキシ樹脂−ガラス布プ
リプレグを製造した。
該プリプレグををlプライ前記のステンレス板に重ね、
更にその上に18μ厚の電解銅箔を重ね2枚の鏡面板に
挾み、プレスに挿入した。
実施例1と同様の成形条件にて1,6を厚の金属ベース
銅張板を得た。該銅張板のプリプレグ硬化層、即ち絶縁
層の厚さは0.2′¥、であった。
また、別途熱膨張係数測定用の試料として、前記の無機
質充填剤を含有するエポキシ樹脂−ガラス布プリプレグ
lプライをプレスにて加熱・加圧し、0.2X厚の板状
体を製造した。
比較例1 実施例1で使用したアルミニウム板に同様の接着前処理
を施し、またエポキシ樹脂ワニスも実施例1と同様のビ
スフェノール型エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤を用
いて40優ワニスを調整し、同じガラス布に無機質充填
剤を含有しない該ワニスを含浸、乾燥し、エポキシ樹脂
付fifi45%のエポキシ樹脂−ガラス布プリプレグ
を製造した。
該プリプレグをlプライ前記のアルミニウム板に重ね、
更にその上に18μ厚の電解銅箔を重ね、実施例1と同
様の成形条件にて1.6X厚の金属ベース銅張板を得た
また別途、前記のプリプレグlプライをプレスにて加熱
加圧して0.IX厚の板状体を製造し熱膨張係数測定用
試料とした。
比較例2 実施例2に於て、無機充填剤Sin、を使用基板、銅箔
を用い同様の成形条件にて1.6N厚の金属ベース銅張
板を製造した。また、この比較例2のガラス布プリプレ
グ1プライをプレスにて加熱・加圧し0.2¥、厚の板
状体を製造し、熱膨張係数測定用試料とした。
第   1   表 秦1 プリプレグを加熱加圧して得た板状体の熱膨張係
数を金属ベース銅張板の絶縁層の20〜80°C間の熱
膨張係数とみなした。
秦2 チップ抵抗を銅張板に貼り付は印加電力5Wの時
のチップ横(5X)の銅箔部の温度上昇。
秦3 金属ベース銅張板をエツチングし銅回路へトラン
ジスタを半田付けし、この半田付は部のクラック発生ま
でのサイクル数。
発明の効果 上述したように1本発明によれば、その構成を金属基板
と銅箔の間に無機質充填剤を含有するエポキシ樹脂−ガ
ラス布プリプレグを介在させて加熱加圧し、該プリプレ
グを硬化せしめた絶縁層を0105〜0.2%の厚さで
且その熱膨張係数をl 5 X 10”@/”C以下と
したため、得られる金属ベース銅張板の特性は第1表に
示した如(、放熱性に優れ特にチップ実装半田付は部の
信頼性が向上するという効果かある。
また、絶縁性の無機質充填剤をエポキシ樹脂に含有させ
ているため、エツチング加工してプリント配線板にす役
盲、チップ実装のりフロ一工程に於ても反りか小さく且
絶縁眉の耐電圧も優れたものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の金属ベース銅張板製造時の炎 構成を示す断面説明図、第2図は淘来の金属ベース銅張
板に常法によりエツチング加工を施しプリント配線板と
し、チップ部品と実装した場合の断面説明図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  無機質充填剤を含有するエポキシ樹脂をガラス布に含
    浸乾燥したプリプレグを金属板に載置し、さらに銅箔を
    重ね、加熱加圧して前記プリプレグを硬化せしめると共
    に銅箔と金属基板を接着して金属ベース銅張板を製造す
    るに当り、前記プリプレグとして硬化後の絶縁層の厚さ
    か0.05〜0.2m/m、熱膨張係数が15×10^
    6/℃以下であるプリプレグを用いることを特徴とした
    金属ベース銅張板の製造法。
JP62106741A 1987-04-30 1987-04-30 金属ベ−ス銅張板の製造法 Pending JPS63270106A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6949289B1 (en) 1998-03-03 2005-09-27 Ppg Industries Ohio, Inc. Impregnated glass fiber strands and products including the same
US6958535B2 (en) * 2000-09-22 2005-10-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Thermal conductive substrate and semiconductor module using the same
US7354641B2 (en) 2004-10-12 2008-04-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Resin compatible yarn binder and uses thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6949289B1 (en) 1998-03-03 2005-09-27 Ppg Industries Ohio, Inc. Impregnated glass fiber strands and products including the same
US6958535B2 (en) * 2000-09-22 2005-10-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Thermal conductive substrate and semiconductor module using the same
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