HK1116981B - 金属基电路基板、led及led光源单元 - Google Patents
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Description
技术领域
本发明涉及确保散热性和电绝缘性且电磁波屏蔽性良好的可弯折的金属基电路基板、使用该基板的发光二极管(LED:Light Emitting Diode)及LED光源单元,特别是涉及适合于液晶显示装置的背光源的LED光源单元。
背景技术
近年来,半导体搭载用的电路基板被要求基板的小型化、高密度安装化和高性能化,还由于半导体元件等的小型化、高功率化,产生了在狭小的空间内如何散发从半导体元件等发出的热量的问题。特别是在以电源领域和汽车电子装饰领域为主的领域中,由于散热性良好,一直以来采用在金属板上隔着绝缘层接合金属箔并形成电路的金属基电路基板。
但是,金属基电路基板的基底基板厚度一般为1.0mm~3.0mm,因此难以薄型化,设置位置受到限制。此外,由于是在金属板上介以薄的绝缘层的结构,存在容易产生噪声、容易引起模块的误动作的问题。
为了提供噪声屏蔽和散热性,例如公知有在金属基电路基板上的整面或一部分通过粘接剂层叠具有电路的上层电路基板而得的金属基多层基板(参照专利文献1)。
这样的结构中,由于在金属板和上层基板之间存在导热性差的粘接剂层,因此在上层电路图案上搭载高功率元件的情况下,存在散热性不充分,元件的温度上升,进而发生误动作的问题。
为了解决上述的散热性的问题,公知有具有高导热性绝缘层的金属基电路基板(参照专利文献2)。
但是,由于金属板厚,无法沿弯曲的盒等盒体形状贴附设置,所以无法充分发挥绝缘层的散热性,而且由于无法实现弯曲的设置等,因此设置需要大的空间,存在模块无法小型化的问题。
另一方面,在金属板上设置由填充了无机填料的环氧树脂等形成的绝缘层 并在其上形成电路图案的金属基电路基板由于散热性和电绝缘性良好,被用作安装高发热性电子部件的通信设备和汽车等的电子设备用电路基板(参照专利文献3)。
如果金属基电路基板可以任意地弯折,则通常设置于平坦部分的安装位置的限制得到缓解,可以通过粘接、接合和螺钉固定等使其密合于盒体的侧面或底面或者错层或曲面等,可以实现安装高发热性电子部件的电子设备的小型化。此外,如果可以使金属基电路基板本身变薄,则可以插入或固定于间隔狭小的空间,因此可以实现安装高发热性电子部件的电子设备的薄型化。
提出有以下的技术方案:通过将金属基电路基板在120℃以上的温度下加热的方法,即在将金属基电路基板加热至比绝缘层的玻璃化温度(Tg)高10℃以上的温度的状态下进行弯曲加工或挤压加工,将具有不平坦的部分的金属基电路基板与盒体或电子电路管壳兼用(参照专利文献4)。
此外,将发光二极管用作光源的发光二极管光源单元被用于各种领域,但例如液晶显示装置的背光光源通常使用被称作CFL(冷阴极管)的小型荧光管。
前述CFL的光源采用在放电管中封入Hg(水银),从通过放电被激发的水银放出的紫外线射到CFL的管壁的荧光体,被转化为可见光的结构。因此,最近考虑到环境方面,要求使用不采用有害的水银的替代光源。
作为新的光源,虽然提出使用发光二极管(以下略作“LED”),但LED对光存在指向性,特别是对于柔性基板等进行面安装的类型从一个方向获取光,因此与以往的使用CFL的结构不同,光的损失也少,因此被用于面状光源方式的背光源(参照专利文献5)。
将LED作为光源的背光源伴随低价格化和发光效率提高以及环境限制,作为液晶显示装置的背光源开始普及。同时,随着液晶显示装置的高亮度化和显示区域的大型化,为了使发光量提高,LED向柔性基板等的搭载数不断增加,而且输出功率越来越大。
然而,LED的光源的发光效率低,因此LED发光时输入电力大部分被转化为热量放出。LED通电就产生热量,由于产生的热量而形成高温,若其程度严重,则LED被破坏。将LED作为光源的背光源中,该发生热量积聚于LED和安装其的基板,随着LED的温度上升,导致LED本身的发光效率下降。而且,如果为了增加背光的亮度而增加LED的安装数或增加输入电力,则其发热量增大,所以重要的是除去该热量。
为了减少LED安装基板的热量积聚,减小LED芯片的温度上升,提出了以下的技术方案:在LED安装基板的LED芯片安装面形成安装LED芯片的安装金属膜、向LED芯片供给驱动电流的金属驱动配线、用于散热的金属膜图案,在与LED芯片安装面相对的面形成散热用金属膜,在LED芯片安装基板的厚度方向形成连接一主面侧的金属图案和另一主面侧的散热用金属膜的金属通孔,将自LED的发热通过金属通孔散热到背面的金属膜(参照专利文献6)。
但是,安装的LED的形状小的情况下,存在安装金属膜的面积受到限制、形成于LED正下方的金属通孔的数量受到限制的问题,因基板面积的限制而无法在安装基板上形成金属膜图案的情况下,存在无法高效地将LED中产生的热量散热到基板背面等问题。
另外,如果使用采用厚2mm的金属基底板的金属基电路基板代替柔性基板,则可以不设置金属通孔而获得良好的散热性,但存在基板厚度变厚,而且与柔性基板相比需要增大自电极和配线图案等的冲切尺寸,基板面积增大的问题。另外,由于除LED搭载部分以外无法任意地弯折,因此输入端子的形成位置受到限制。
除此之外,如果采用减小前述金属基电路基板的金属基底厚度而与柔性基板同样地减小自电极和配线图案等的冲切尺寸的结构,则金属基电路基板稍有弯曲就在绝缘层形成裂缝,无法使用。同样存在LED搭载部分无法任意地弯折的问题。
此外,由于可在室温下弯折使用,具有弯折加工性,因此开发了隔着绝缘层设置导体电路而成的采用9~40μm左右的金属箔的金属基电路基板,所述绝缘层采用填充了导热性填料、室温下的弯折性良好、具有散热性的绝缘层替代以往的聚酰亚胺类绝缘层。
然而,如果导体电路以0.5mm以下的非常小的曲率半径弯折90°以上,则被弯折的部分的绝缘层可能会出现裂缝而无法使用。因此,如果通过在聚酰亚胺膜上形成了环氧粘接层的被覆层进行补强,则可以防止弯折部分的绝缘层产生裂缝,但是弯折性下降,因此存在难以以0.5mm以下的非常小的曲率半径弯折90°以上的问题。
此外,半导体搭载用的电路基板或搭载了小型精密电动机的情况下,存在容易产生噪声而容易引起模块的误动作的问题。
专利文献1:日本专利特开平05-037169号公报
专利文献2:日本专利特开平09-139580号公报
专利文献3:日本专利特开昭62-271442号公报
专利文献4:日本专利特开2001-160664号公报
专利文献5:日本专利特开2005-293925号公报
专利文献6:日本专利特开2005-283852号公报
发明的揭示
本发明将解决前述现有技术所存在的问题作为课题,提供散热性良好且具有良好的弯折性、电磁波屏蔽性和绝缘性也良好的金属基电路基板及其制法,以及使用该基板的混合集成电路、以被覆层补强的LED模块、LED的损伤得到防止且亮度高的长寿命LED光源单元。
即,本发明的主要技术内容如下。
(1)金属基电路基板,它是交错层叠有绝缘层和导体电路或金属箔的电路基板,其特征在于,导体电路或金属箔的厚度为5μm~450μm,绝缘层由含有无机填料和热固化性树脂的树脂组合物的固化体形成,前述绝缘层的厚度为9μm~300μm。
(2)如(1)所述的金属基电路基板,其中,用于电连接导体电路或金属箔的通孔中的至少1个在0.0078mm2以上。
(3)如(1)或(2)所述的金属基电路基板,其中,绝缘层的热导率为1~4W/mK。
(4)如(1)~(3)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,绝缘层的玻璃化温度为0~40℃。
(5)如(1)~(4)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,绝缘层为含有25~60体积%热固化性树脂且其余部分由钠离子浓度在500ppm以下的无机填料构成的树脂组合物的固化体,所述无机填料由最大粒径75μm以下的平均粒径5~40μm的球状粗粒和平均粒径0.3~3.0μm的球状微粒构成。
(6)如(1)~(5)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,热固化性树脂含有经氢化的双酚F型和/或A型的环氧树脂。
(7)如(6)所述的金属基电路基板,其中,热固化性树脂含有环氧当量800~4000的直链状的环氧树脂。
(8)如(6)或(7)所述的金属基电路基板,其中,热固化性树脂含有作为固化剂的聚氧化烯多胺。
(9)如(6)~(8)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,热固化性树脂中的氯化物离子浓度在500ppm以下。
(10)如(1)~(9)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,将该电路基板在任意位置以1~5mm的曲率半径弯折90°以上时,导体电路或金属箔的各层间的耐电压在1.0kV以上。
(11)如(1)~(10)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,在金属箔上隔着绝缘层设置导体电路,再设置厚度为5μm~25μm的被覆层而成,被覆层的至少一部分被除去而形成的缝隙形成于未设置前述导体电路的部分。
(12)如(11)所述的金属基电路基板,其中,前述缝隙被加工成相对于弯折部分的长度为50%~95%。
(13)如(11)或(12)所述的金属基电路基板,其中,前述被覆层的厚度为5μm~25μm。
(14)如(11)~(13)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,在前述缝隙部弯折。
(15)如(11)~(14)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,绝缘层表面以0.1~0.5mm的曲率半径弯折90°以上。
(16)如(11)~(15)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,在被覆层的表面上层叠有具有磁性损耗的层或具有介电损耗的层。
(17)如(11)~(16)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,具有磁性损耗的层由纵横比在2以上的磁性材料和有机粘结材料形成,前述磁性材料的含量为30~70体积%,而且该具有磁性损耗的层的厚度为3μm~50μm。
(18)如(11)~(16)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,具有介电损耗的层由比表面积为20~110m2/g的碳粉和有机粘结材料形成,前述碳粉的含量为5~60体积%,该具有介电损耗的层的厚度为3μm~50μm。
(19)混合集成电路,其特征在于,使用(1)~(10)中的任一项所述的金属基电路基板。
(20)LED,其特征在于,在(11)~(18)中的任一项所述的金属基电路基板上电连接至少1个LED而成。
(21)LED光源单元,其特征在于,将(1)~(18)中的任一项所述的金属基电路基板通过粘胶带配置于盒体表面,并且在前述金属基电路基板的导体电路上 搭载1个以上的发光二极管而成。
(22)如权利要求(21)所述的LED光源单元,其中,粘胶带的热导率为1~2W/mK,厚度为50μm~150μm。
(23)如权利要求(21)或(22)所述的LED光源单元,其中,粘胶带含有含丙烯酸和/或甲基丙烯酸的高分子。
(24)如权利要求(21)~(23)中的任一项所述的LED光源单元,其中,粘胶带含有40~80体积%导热性电绝缘剂。
(25)如权利要求(21)~(24)中的任一项所述的LED光源单元,其中,导热性电绝缘剂的最大粒径在45μm以下,平均粒径为0.5~30μm。
本发明的金属基电路基板具有电磁波屏蔽性、散热性、电绝缘性且在室温下可弯折,因此不仅可设置于平坦的部分,还可以使其密合于盒体的侧面或底面或者错层或曲面等。另外,因为可以在安装了需要散热的半导体元件或阻抗芯片等电气部件的状态下容易地在室温下弯折,所以可以实现以往很困难的安装了高发热性电子部件的电子设备的小型化或薄型化。
另外,因为可以将从LED光源发出的热量散热到基板背面侧,通过导热性粘胶带散发到外部,所以可以降低LED安装基板的热量积聚,减小LED的温度上升。因此,可以抑制LED的发光效率下降,防止LED的损伤,提供亮度高且寿命长的LED光源单元。
附图的简单说明
图1-1为使用本发明的金属基电路基板的混合集成电路的一例的示意图。
图2-1为本发明的金属基电路基板的一例的平面图。
图2-2为本发明的金属基电路基板(在图2-1的表面上配置了被覆层)的一例的平面图。
图2-3为本发明的金属基电路基板(在图2-2的表面上配置了具有磁性损耗的层或具有介电损耗的层)的一例的平面图。
图2-4为本发明的金属基电路基板(在图2-3的表面上配置了散热部件)的一例的平面图。
图2-5为本发明的另一金属基电路基板的截面图。
图2-6为本发明的另一金属基电路基板的平面图。
图2-7为本发明的另一金属基电路基板的平面图。
图3-1为本发明的LED光源单元的一例的截面图。
符号的说明
1:金属箔,2:绝缘层,3:导体电路,4:散热器,5:输出用半导体,6:控制用半导体,7:接合线,8:芯片部件,9:软钎焊部,10:热传导性粘接剂,11:具有散热性的盒体,21:金属箔,22:绝缘层,23:导体电路,24:电极,25:缝隙部,26:被覆层,26a:环氧粘接层,27:部件搭载部,28:输入端子,29a:具有磁性损耗的层,29b:具有介电损耗的层,210:发热部件(LED),211:弯折位置,212:盒体,213:热传导性粘胶带,31:金属箔,32:绝缘层,33:导体电路,34:输入电路(引出配线),35:软钎焊部,36:LED,37:导热性粘胶带,38:盒体。
实施发明的最佳方式
本发明的金属基电路基板、混合集成电路、LED模块、LED光源单元的优选形态如下。
(1-1)金属基电路基板,它是在金属箔上隔着绝缘层设置导体电路的电路基板,其中,前述金属箔的厚度为5μm~300μm,含有无机填料和热固化性树脂的前述绝缘层的厚度为80μm~200μm,前述导体电路的厚度为9μm~140μm 。
(1-2)如(1-1)所述的金属基电路基板,其中,热固化性树脂含有经氢化的双酚F型和/或A型的环氧树脂。
(1-3)如(1-2)所述的金属基电路基板,其中,热固化性树脂含有环氧当量800~4000的直链状的高分子量环氧树脂。
(1-4)如(1-1)~(1-3)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,热固化性树脂中的氯化物离子浓度在500ppm以下。
(1-5)如(1-1)~(1-4)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,绝缘层的玻璃化温度为0~40℃。
(1-6)如(1-1)~(1-5)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,绝缘层含有25~50体积%热固化性树脂,其余部分为由最大粒径75μm以下的平均粒径10~40μm的球状粗粒和平均粒径0.4~1.2μm的球状微粒构成的钠离子浓度在500ppm以下的无机填料。
(1-7)如(1-1)~(1-6)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,向导体电路侧或与导体电路的相反侧弯折。
(1-8)如(1-1)~(1-6)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,以1~5mm的曲率半径向导体电路侧或与导体电路的相反侧弯折90°以上。
(1-9)如(1-1)~(1-6)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,绝缘层的热导率为1~4W/mK,在以1~5mm的曲率半径弯折90°以上的状态下,导体电路与金属箔之间的耐电压在1.5kV以上。
(1-10)(1-7)~(1-9)中的任一项所述的金属基电路基板的制造方法,其特征在于,在室温下弯折。
(1-11)使用(1-1)~(1-9)中的任一项所述的金属基电路基板的混合集成电路。
(2-1)电路基板,它是交错层叠有绝缘层和导体电路或金属箔的电路基板,其特征在于,导体电路或金属箔的厚度为5μm~450μm,绝缘层由含有无机填料和热固化性树脂的树脂组合物的固化体形成,前述绝缘层的厚度为9μm~300μm。
(2-2)如(2-1)所述的电路基板,其中,用于电连接导体电路或金属箔的通孔中的至少1个在0.0078mm2以上。
(2-3)如(2-1)或(2-2)所述的电路基板,其中,绝缘层的热导率为1~4W/mK。
(2-4)如(2-1)~(2-3)中的任一项所述的电路基板,其中,绝缘层的玻璃化温度为0~40℃。
(2-5)如(2-1)~(2-4)中的任一项所述的电路基板,其中,绝缘层为含有25~60体积%热固化性树脂且其余部分由无机填料构成的树脂组合物的固化体,所述无机填料由最大粒径75μm以下的平均粒径5~40μm的球状粗粒和平均粒径0.3~3.0μm的球状微粒构成。
(2-6)如(2-1)~(2-5)中的任一项所述的电路基板,其中,将该电路基板在任意位置以1~5mm的曲率半径弯折90°以上时,导体电路或金属箔的各层间的耐电压在1.0kV以上。
(3-1)金属基电路基板,它是在金属箔上隔着绝缘层设置导体电路并再设置被覆层而成的金属基电路基板,其特征在于,至少被覆层的一部分被除去而形成的缝隙形成于未设置前述导体电路的部分。
(3-2)如(3-1)所述的金属基电路基板,其中,前述缝隙被加工成相对于弯折部分的长度为50%~95%。
(3-3)如(3-1)或(3-2)所述的金属基电路基板,其中,绝缘层由含有无机填料的热固化性树脂形成,该绝缘层的厚度为30μm~80μm,金属箔的厚度为5μm~40μm,而且导体电路的厚度为9μm~40μm。
(3-4)如(3-1)~(3-3)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,绝缘层由50~75体积%由最大粒径30μm以下的平均粒径2~15μm的球状粒子组成的钠离子浓度在500ppm以下的无机填料和其余部分的热固化性树脂形成。
(3-5)如(3-1)~(3-4)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,热固化性树脂含有经氢化的双酚F型和/或A型的环氧树脂。
(3-6)如(3-1)~(3-5)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,热固化性树脂含有环氧当量800~4000的直链状的高分子量环氧树脂。
(3-7)如(3-1)~(3-6)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,热固化性树脂中的氯化物离子浓度在500ppm以下。
(3-8)如(3-1)~(3-7)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,绝缘层的玻璃化温度为0~40℃。
(3-9)如(3-1)~(3-8)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,被覆层的厚度为5μm~25μm。
(3-10)如(3-1)~(3-9)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,在缝隙部弯折。
(3-11)如(3-1)~(3-10)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,绝缘层表面以0.1~0.5mm的曲率半径弯折90°以上。
(3-12)如(3-1)~(3-11)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,在被覆层的表面上层叠有具有磁性损耗的层或具有介电损耗的层。
(3-13)如(3-12)所述的金属基电路基板,其中,具有磁性损耗的层由纵横比在2以上的磁性材料和有机粘结材料形成,前述磁性材料的含量为30~70体积%,而且该具有磁性损耗的层的厚度为3μm~50μm。
(3-14)如(3-12)所述的金属基电路基板,其中,具有介电损耗的层由比表面积为20~110m2/g的碳粉和有机粘结材料形成,前述碳粉的含量为5~60体积%,该具有介电损耗的层的厚度为3μm~50μm。
(3-15)如(3-14)所述的金属基电路基板,其中,碳粉为基于JIS K 1469的体积电阻率在0.1Ωcm以下的硼固溶的炭黑。
(3-16)如(3-1)~(3-15)中的任一项所述的金属基电路基板,其中,绝缘 层的热导率为1~4W/mK,导体电路与金属箔之间的耐电压在1.0kV以上。
(3-17)LED,其特征在于,在(3-1)~(3-16)中的任一项所述的金属基电路基板的导体电路上电连接至少1个的LED。
(4-1)LED光源单元,它是将在金属箔上隔着绝缘层设置导体电路的金属基电路基板通过粘胶带配置于盒体表面并在前述金属基电路基板的导体电路上搭载1个以上的发光二极管而成的LED光源单元,其特征在于,前述金属箔的厚度为18μm~300μm,前述绝缘层含有无机填料和热固化性树脂,厚度为80μm~200μm,前述导体电路的厚度为9μm~140μm。
(4-2)如(4-1)所述的LED光源单元,其中,绝缘层的热导率为1~4W/mK。
(4-3)如(4-1)或(4-2)所述的LED光源单元,其中,绝缘层含有25~50体积%热固化性树脂,其余部分为由最大粒径75μm以下的平均粒径10~40μm的球状粗粒和平均粒径0.4~1.2μm的球状微粒构成的无机填料。
(4-4)如(4-1)~(4-3)中的任一项所述的LED光源单元,其中,绝缘层中的热固化性树脂的玻璃化温度为0~40℃。
(4-5)如(4-1)~(4-4)中的任一项所述的LED光源单元,其中,热固化性树脂含有经氢化的双酚F型和/或A型的环氧树脂。
(4-6)如(4-1)~(4-5)中的任一项所述的LED光源单元,其中,热固化性树脂含有环氧当量800~4000的直链状的环氧树脂。
(4-7)如(4-1)~(4-6)中的任一项所述的LED光源单元,其中,热固化性树脂含有聚氧化烯多胺。
(4-8)如(4-1)~(4-7)中的任一项所述的LED光源单元,其中,以活性氢当量相对于热固化性树脂所含的环氧树脂的环氧当量为0.8~1倍的条件,含有聚氧化烯多胺。
(4-9)如(4-1)~(4-8)中的任一项所述的LED光源单元,其中,金属基电路基板在除安装LED的部分以外的1处以上的部分向导体电路面或与导体电路面的相反侧以1~5mm的曲率半径弯折90°以上,而且前述弯折了的金属基电路基板的导体电路与金属箔之间的耐电压在1.5kV以上。
(4-10)如(4-1)~(4-9)中的任一项所述的LED光源单元,其中,粘胶带的热导率为1~2W/mK,厚度为50μm~150μm。
(4-11)如(4-1)~(4-10)中的任一项所述的LED光源单元,其中,粘胶带含有含丙烯酸和/或甲基丙烯酸的高分子。
(4-12)如(4-1)~(4-11)中的任一项所述的LED光源单元,其中,粘胶带含有40~80体积%导热性电绝缘剂。
(4-13)如(4-1)~(4-12)中的任一项所述的LED光源单元,其中,导热性电绝缘剂为丙烯酸橡胶。
(4-14)如(4-1)~(4-13)中的任一项所述的LED光源单元,其中,前述高分子为将包含(甲基)丙烯酸酯单体的单体聚合而成的丙烯酸聚合物。
(4-15)如(4-1)~(4-14)中的任一项所述的LED光源单元,其中,前述(甲基)丙烯酸酯单体为丙烯酸-2-乙基己酯。
(4-16)如(4-1)~(4-15)中的任一项所述的LED光源单元,其中,导热性电绝缘剂的最大粒径在45μm以下,平均粒径为0.5~30μm。
(4-17)如(4-1)~(4-16)中的任一项所述的LED光源单元,其中,导热性电绝缘剂为选自氧化铝、结晶性二氧化硅和氢氧化铝的1种以上。
以下,对用于实施本发明的优选方式进行详细说明。
下述的金属基电路基板的结构及作为主要构成材料的金属箔、无机填料、热固化性树脂、导体电路等适用于对混合集成电路、LED模块、LED光源单元。
<金属基电路基板>
对作为本发明的基础的金属基电路基板的结构、构成材料的特性等进行说明。
本发明的电路基板是交错层叠有绝缘层和导体电路或金属箔的电路基板,导体电路或金属箔的厚度为5μm~450μm,绝缘层由含有无机填料和热固化性树脂的树脂组合物的固化体形成,前述绝缘层的厚度为9μm~300μm。
其原因在于,导体电路或金属箔的厚度在5μm以下时,由于处理等的问题而无法制造,在450μm以上时,不仅弯折性下降,而且电路基板整体变厚。
本发明中,金属基电路基板可以在室温下弯折使用,而且由于即使反复弯折也可以使用,因此加工性高,可以实现再利用等。
[金属箔]
作为金属箔的材质,可以使用铝或铝合金、铜或铜合金、铁、不锈钢等。此外,根据金属箔的材质,为了使粘接性提高,较好是对金属箔的绝缘层侧实施电解处理、蚀刻处理、等离子体处理、底涂处理或偶联处理等表面处理。
[绝缘层]
本发明中,绝缘层的热导率较好是1~4W/mK,更好是2~3W/mK。如果热导 率不到1W/mK,电路基板的热阻高,可能会无法获得目标的散热性。此外,为了获得4W/mK以上的热导率,需要增加无机填料的量,因此失去柔软性,可能会无法获得良好的弯曲性能。
此外,绝缘层的玻璃化温度较好是0~40℃,更好是10~30℃。如果玻璃化温度不到0℃,则刚性和电绝缘性低,如果超过40℃,则弯曲性低下。如果玻璃化温度为0~40℃,不会像以往的金属基基板中所用的绝缘层那样在室温下坚硬,在室温下即使实施弯曲加工或挤压加工也不易发生与金属箔的剥离或绝缘层开裂等引起的耐电压的下降。
绝缘层的厚度较好是9μm~300μm。
本发明中,绝缘层为含有25~60体积%热固化性树脂且其余部分由无机填料构成的树脂组合物的固化体,所述无机填料由最大粒径75μm以下的平均粒径5~40μm的球状粗粒和平均粒径0.3~3.0μm的球状微粒构成。如果热固化性树脂的含量在上述体积%以上,则散热性下降,无法获得上述的热导率。
作为构成绝缘层的热固化性树脂,可以在以环氧当量为800~4000的直链状的高分子环氧树脂以及经氢化的双酚F型和/或A型的环氧树脂为主体的树脂中再掺入酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、丙烯酸橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶等,如果考虑到室温下的弯折性、电绝缘性、耐热性等,它们的掺入量相对于与环氧树脂的总量较好是在30质量%以下。
作为构成绝缘层的热固化性树脂,可以使用环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂等。其中,较好是含有无机填料的同时,在固化状态下金属箔1与导体电路的粘合力良好,而且室温下弯曲性良好的以环氧树脂和加成聚合型的环氧固化剂为主要成分的材料。
作为加成聚合型的环氧固化剂,较好是具有在热固化后使热固化性树脂的弯曲性提高的效果的聚氧化烯多胺,为了确保绝缘层的刚性、弯曲加工性、绝缘性等,较好是以活性氢当量相对于热固化性树脂所含的环氧树脂的环氧当量为0.8~1倍的条件进行添加。
另外,作为构成绝缘层的热固化性树脂,较好是使用经氢化的双酚F型和/或A型的环氧树脂,如果环氧当量为180~240,则在室温下呈液状,在热固化性树脂中可以在60~100质量%的范围内使用。该经氢化的双酚F型和/或A型的环氧树脂与常用的双酚F型和A型相比,不是刚硬的结构,因此作为固化性树脂组合物时弯曲性良好。此外,由于树脂的粘度低,因此可以在热固化性树脂中 添加0~40质量%环氧当量800~4000的直链状的高分子量环氧树脂,在绝缘层中添加50~75体积%无机填料。
经氢化的双酚F型和/或A型的环氧树脂的环氧当量不到180时,环氧树脂的纯化过程中残存的具有环氧基的低分子量杂质多,粘接强度和绝缘性下降,因此是不理想的。此外,如果环氧当量超过240,则树脂粘度高,树脂粘度由于环氧当量800~4000的直链状的高分子量环氧树脂的添加而进一步上升,难以在热固化性树脂中添加0~40质量%高分子量环氧树脂,在绝缘层中可以添加50~75体积%无机填料。
如果使绝缘层中含有环氧当量800~4000的直链状的高分子量环氧树脂,与在热固化性树脂中仅使用环氧当量不到800的直链状的环氧树脂的情况相比,粘合性提高。另外,如果环氧当量800~4000的直链状的高分子量环氧树脂采用经氢化的双酚F型和/或A型的环氧树脂,则不仅粘合性提高,室温下的弯曲性也提高,所以是更理想的。
此外,如果使绝缘层中含有环氧当量超过4000的直链状的高分子量环氧树脂,则无机填料的填充困难,与其它环氧树脂的相溶困难,在环氧树脂、环氧固化剂、无机填料和其它含有成分等不均匀的状态下形成绝缘层,因此散热性和电绝缘性低下。环氧当量800~4000的直链状的环氧树脂较好是在固化性树脂中添加40质量%以下,如果超过40质量%,则环氧固化剂的添加量变少,热固化性树脂的玻璃化温度(Tg)上升,弯曲性可能会下降。
构成绝缘层的热固化性树脂中的氯化物离子浓度较好是在500ppm以下,更好是在250ppm以下。以往的金属基电路基板中,如果构成绝缘层的热固化性树脂中的氯化物离子浓度在1000ppm以下,则电绝缘性在高温下、直流电压下也良好。然而,构成本发明的金属基电路基板中使用的上述绝缘层的固化性树脂组合物是在室温下也可形成弯折的程度的柔软结构,如果固化性树脂组合物中的氯化物离子浓度超过500ppm,则在高温下、直流电压下发生离子性杂质的移动,可能会显示出电绝缘性下降的倾向。
作为绝缘层中所含的无机填料,较好是电绝缘性且导热性良好的材料,例如可使用氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氮化硼等。关于无机填料的粒度,较好是含有最大粒径在75μm以下的平均粒径为5~40μm的球状粗粒和平均粒径为0.3~3.0μm的球状微粒。在该范围内,更好是含有平均粒径为10~40μm的球状粗粒和平均粒径为0.4~1.2μm的球状微粒。此外,如果将球状粗粒和 球状微粒混合,则与单独使用破碎粒子或球状粒子的情况相比,可以实现更高密度的填充,室温下的弯折性提高。
绝缘层中的无机填料的含量较好是50~75体积%,更好是55~65体积%。
无机填料中的钠离子浓度较好是在500ppm以下,更好是在100ppm以下。如果无机填料中的钠离子浓度超过500ppm,则在高温下、直流电压下发生离子性杂质的移动,可能会显示出电绝缘性下降的倾向。
本发明中,更好是用于电连接导体电路或金属箔间的通孔中的至少1个在0.0078mm2以上。将导体电路或金属箔和绝缘层以化学、物理或机械的方式除去而形成通孔用的孔,在该空隙内部通过镀覆、印刷法等填充导电性物质等或者从上层导体电路实施引线接合,从而通孔可以实现电连接。可以形成通孔,也可以不形成通孔。
[导体电路]
本发明中,较好是可以将该电路基板在任意位置以1~5mm的曲率半径弯折90°以上,而且导体电路或金属箔的各层间的耐电压在1.0kV以上。如果以1mm以下的曲率半径弯折90°以上,由于绝缘层开裂等导体电路或金属箔的各层间的耐电压可能会在1.0kV以下。曲率半径在5mm以上或弯折90°以下时,可能会无法实现目标的模块的小型化。
导体电路的厚度较好是9μm~140μm,不到9μm时,作为导体电路的机能不充分,如果超过140μm,则不仅弯曲性下降,而且厚度增加,小型化和薄型化困难。
<混合集成电路>
以下,对使用本发明的金属基电路基板的混合集成电路的优选形态进行说明。使用本发明的金属基电路基板的混合集成电路可以适当使用作为上述的金属基电路基板中的主要构成材料的金属箔、无机填料、热固化性树脂、导体电路等。
图1-1为本发明的金属基电路基板和使用该基板的混合集成电路的一例。
本发明的混合集成电路中,由金属箔1、绝缘层2和导体电路3构成的金属基电路基板的导体电路3上通过软钎焊部9等接合搭载有多个半导体,即输出用半导体5、控制用半导体6和芯片部件8,通过导热性粘接剂10与具有散热性的盒体11密合。输出用半导体5通常为了促进热量的散发而在与导体电路3的连接中介以散热器4,但也有不使用它的情况。
此外,控制用半导体6由于通常不伴有大的发热,所以与导体电路3不介以散热器接合,但也可以介以散热器。
作为上述导热性粘接剂,可使用将金、银、镍、氮化铝、铝、氧化铝等高导热性填料填充环氧树脂或聚氨酯树脂、有机硅树脂等而得的粘接剂。也可以使用事先制成片状的导热性粘接片代替导热性粘接剂。
此外,可以是采用硅脂的密合或基于螺钉固定的固定等,只要是金属基电路基板与具有散热性的盒体11良好地密合而得的金属基电路基板与具有散热性的盒体11的热传导良好的固定方法即可。此外,导热性粘接剂是为了促进输出用半导体5的热量散发和混合集成电路的保护、固定等而使用,但也可以不使用它。
来自控制用半导体6的信号通过导体电路3和接合线7电接合于输出用半导体5。除了安装有输出用半导体5、控制用半导体6和芯片部件8的部分以外的构成金属基电路基板的金属箔1、绝缘层2和导体电路3可以根据散热板或具有散热性的盒体11的形状在室温下实施弯曲加工或挤压加工。而且,不仅可设置于平坦的部分,还可以根据散热板或具有散热性的盒体的形状使其密合于盒体的侧面或底面或者错层或曲面等。因此,可以实现通过以往的金属基电路基板和柔性线路板无法适用的高发热性混合集成电路的小型化或薄型化。
使用本发明的金属基电路基板的混合集成电路由上述的结构构成,而且具有绝缘层的热导率为1~4W/mK、导体电路与金属箔之间的耐电压在1.5kV以上的与以往的具有平坦的金属板的金属基电路基板同等的特性。除此之外,不仅可设置于平坦的部分,还可以使其密合于盒体的侧面或底面或者错层或曲面等。另外,在安装了需要散热的半导体元件或阻抗芯片等电气部件的状态下也可以容易地在室温下弯折,因此可以消除只能将金属基电路基板用于平面部分的以往的限制。
所用的金属箔1的厚度为5μm~450μm,由于可以确保金属基电路基板的刚性、弯曲加工性、挤压加工性等,更好是35μm~70μm。
绝缘层2的厚度较好是80μm~200μm,不到80μm时绝缘性低,若超过200μm,则不仅散热性下降,而且厚度增加,小型化和薄型化困难。
<LED模块>
以下,对于在金属基电路基板的表面具有被覆层的LED模块(以下也简称“LED阵列”)的优选形态进行说明。使用本发明的金属基电路基板的LED阵列可以适当使用作为上述的金属基电路基板中的主要构成材料的金属箔、无机填料、热固化性树脂、导体电路等。
图2-1~图2-7为表示本发明的金属基电路基板和使用该基板的LED模块的一例的大致结构的平面图。
使用本发明的金属基电路基板的LED模块中,由金属箔21、绝缘层22、导体电路23和电极24构成的金属基电路基板中,去除未形成导体电路23和电极24的位置的部分金属箔21和绝缘层22,形成缝隙部25。
图2-2中,通过在图2-1的金属基电路基板的导体电路23和电极24的形成面侧除部件搭载部27和输入端子28以外贴附被覆层26,从而补强基板。在这里,与金属箔21和绝缘层22同样地去除未形成导体电路23和电极24的位置的部分被覆层26,形成缝隙部25。前述被覆层26的缝隙部25较好是被加工成相对于弯折部分的长度为50%~95%。此外,如果相对于弯折部分的长度在50%以上,则可以以0.5mm以下的曲率半径弯折90°,如果加工成95%以下,则弯折位置没有被覆层的补强效果,也不会产生弯折位置的导体电路断路或绝缘层产生裂缝等问题。上述被覆层的厚度较好是5μm~25μm。
图2-3中,图2-2的金属基电路基板的贴附了被覆层26的上部形成有具有磁性损耗的层29a或具有介电损耗的层29b。
具有磁性损耗的层29a由纵横比在2以上的磁性材料和有机粘结材料形成,磁性材料的含量为30~70体积%,层的厚度为3μm~50μm的情况下,发挥良好的磁性损耗特性。
此外,在图2-3的金属基电路基板中,形成具有介电损耗的层29b的情况下,如果具有介电损耗的层29b由比表面积为20~110m2/g的碳粉和有机粘结材料形成,前述碳粉的含量为5~60体积%,厚度为3μm~50μm,则发挥良好的介电损耗特性。
由于可发挥良好的介电损耗特性,因此有介电损耗的层的碳粉较好是基于JIS K 1469的体积电阻率在0.1Ωcm以下的硼固溶的炭黑。
图2-4中,本发明的金属基电路基板中,部件搭载部搭载有发热部件210。在这里,图2-4中所示的虚线表示本发明的金属基电路基板的弯折位置211。
在弯折位置211形成有缝隙部25,所以可简单地弯折,即使弯折,弯折位置的导体电路也通过被覆层26被补强,因此不会发生断路,绝缘层也不会产生裂缝。
这样本发明的金属基电路基板具有通过被覆层补强基板,即使弯折也可以防止导体电路的断路和绝缘层的开裂等问题,而且通过缝隙加工使弯折性良好的巨大优点。另外,通过具有磁性损耗的层或具有介电损耗的层的形成,成为具有良好的电磁波吸收特性的金属基电路基板。
以往,基板厚度为150μm左右的金属基电路基板如果以0.5mm以下的曲率半径弯折90°以上,则产生导体电路的断路和绝缘层的开裂等问题,需要通过被覆层补强。然而,如果通过被覆层补强,则金属基电路基板变得刚硬,难以在所需的位置弯折。
本发明是同时实现应对弯折的基板的补强和弯折性,而且兼具电磁波吸收特性的划时代的金属基电路基板。
图2-5表示本发明的金属基电路基板和使用该基板的LED模块的一例的大致结构,是对于图2-4的金属基电路基板将输入电路在缝隙部弯折180°的情况的截面图。本发明的金属基电路基板中,由金属箔21、绝缘层22、导体电路23和电极24构成的金属基电路基板上通过粘接层形成有被覆层26,并在其上形成有具有磁性损耗的层29a或具有介电损耗的层29b。
图25的金属基电路基板中,导体电路23和电极24被电连接,电极24上通过软钎焊等电连接并搭载有发热部件210。此外,金属基电路基板的背面通过导热性粘胶带213与具有散热性的盒体212密合。导体电路23和引出配线(输入电路)被电连接,形成可以向LED等发热部件从外部进行电源输入的状态。
另外,图2-5中向金属箔21侧弯折,但是本发明中也可以容易地向具有磁性损耗的层29a或具有介电损耗的层29b侧弯折。如果至少对于欲弯折的部分的被覆层通过缝隙加工加工成相对于弯折部分的长度为50%~95%,则可以根据具有散热性的盒体212的形状以各种形状弯折。
上述的缝隙加工不仅可以是图2-1~图2-4的金属基电路基板中所示的长方形加工,也可以是图2-6所示的角呈锐角状的形状或楔形,或者是图2-7所示的实施多个圆形的形态等。当然,由于容易确定弯折部分,较好是圆形。
使用本发明的金属基电路基板的LED阵列较好是具有如上所述的结构,金属箔21的厚度为5μm~40μm,绝缘层22含有无机填料和热固化性树脂,厚度为30μm~80μm,上述导体电路的厚度为9μm~40μm。满足这些条件时,可以更可靠地实现本发明的目的。
如果金属箔21的厚度在5μm以上,则金属基电路基板的刚性不会下降,用途也不会受到限制。如果金属箔21的厚度在40μm以下,则不需要金属基电路基板的弯曲加工用模具或挤压加工用模具以及压机等加工设备,也不会难以使金属基电路基板密合于盒体的曲面等。另外,在金属基电路基板上安装了需要散热的半导体元件或阻抗芯片等电气部件的状态下,不会难以在室温下弯折。由于金属基电路基板的刚性、弯曲加工性、挤压加工性等、特别是曲率半径0.1~0.5mm且90°以上的弯折加工性良好,所以金属箔21的厚度更好是12μm~35μm。
使用本发明的金属基电路基板的LED阵列中,绝缘层22较好是含有无机填料和热固化性树脂,厚度为30μm~80μm。关于绝缘层22的厚度,如果在30μm以上,则可以确保绝缘性,如果在80μm以下,则曲率半径0.1~0.5mm且90°以上的弯折加工性也不会低下。
使用本发明的金属基电路基板的LED阵列中,导体电路的厚度较好是9μm~40μm。如果在9μm以上,则可以充分确保作为导体电路的机能,在40μm时可以确保足够的弯曲性,可确保足够实现小型化和薄型化的厚度。
另外,本发明中使用的导热性粘胶带213可以使用将由氧化铝、二氧化钛等金属氧化物,氮化铝、氮化硼、氮化硅等氮化物,碳化硅,氢氧化铝等无机物质或丙烯酸橡胶等有机物质形成的导热性电绝缘剂填充到高分子树脂材料中而得的导热性粘胶带,也可以使用将通过硅烷偶联剂等进行了表面处理的材料填充到高分子树脂中而得的导热性粘胶带。
为了使由发热部件产生的热量通过金属基电路基板由金属基电路基板的背面向盒体高效地散热,导热性粘胶带213较好是使用热导率比以往的粘胶带更高的粘胶带。
作为导热性粘胶带213,可适当使用具有下述的<LED光源单元>中所使用的材料和特性的粘胶带。
<LED光源单元>
对于使用本发明的金属基电路基板的LED光源单元的优选形态进行说明。使用本发明的金属基电路基板的LED光源单元可以适当使用作为上述的金属基电路基板中的主要构成材料的金属箔、无机填料、热固化性树脂、导体电路等。
图3-1为表示本发明的LED光源单元的一例的大致结构的截面图。
本发明的LED光源单元中,由金属箔31、绝缘层32和导体电路33构成的金属基电路基板的导体电路33上通过软钎焊部35等接合、搭载有1个以上的 LED36,介以导热性粘胶带37与具有散热性的盒体38密合。导体电路33和引出配线(输入电路)34被电连接,形成可以向LED从外部进行电源输入的状态。
另外,图3-1中整体的形状呈箱形,但本发明中只要除安装有LED36的部分以外的构成金属基电路基板的金属箔31、绝缘层32和导体电路33密合于具有散热性的盒体38即可,可以根据具有散热性的盒体38的表面形状采用各种形状。
本发明的LED光源单元较好是具有如上所述的结构,金属箔31的厚度为18μm~300μm,绝缘层32含有无机填料和热固化性树脂,厚度为80μm~200μm,导体电路33的厚度为9μm~140μm。
作为金属箔31的厚度,较好是18μm~300μm。金属箔31的厚度不到18μm的情况下,金属基电路基板的刚性下降,用途受到限制。如果超过300μm,则不仅需要金属基电路基板的弯曲加工用模具或挤压加工用模具以及压机等加工设备,而且难以使金属基电路基板密合于盒体的曲面等。另外,在金属基电路基板上安装了需要散热的半导体元件或阻抗芯片等电气部件的状态下,难以在室温下弯折。由于金属基电路基板的刚性、弯曲加工性、挤压加工性等、特别是曲率半径1~5mm且90°以上的弯折加工性良好,所以更好是35μm~70μm。
绝缘层32较好是含有无机填料和热固化性树脂,厚度为80μm~200μm。关于绝缘层32的厚度,不到80μm时绝缘性低,如果超过200μm,不仅散热性下降,而且厚度增加,小型化和薄型化困难。
本发明的LED光源单元中,导体电路的厚度较好是9μm~140μm。不到9μm时,作为导体电路的机能的不充分,如果超过140μm,则不仅弯曲性下降,而且厚度增加,小型化和薄型化困难。
本发明的LED光源单元即使反复弯折也可以使用,因此加工性高,可以实现再利用等。此外,通过在金属基电路基板上搭载LED后,粘接于具有平面部的盒体,然后与盒体一起加工、变形,从而可以容易地实现具备具有曲面的盒体的LED光源单元的生产,所以可以低成本地提供大量的LED光源单元。
本发明中使用的导热性粘胶带37可以使用如后所述将由氧化铝、二氧化钛等金属氧化物,氮化铝、氮化硼、氮化硅等氮化物,碳化硅,氢氧化铝等无机物质或丙烯酸橡胶等有机物质形成的导热性电绝缘剂填充到高分子树脂材料中而得的导热性粘胶带。另外,也可以使用将通过硅烷偶联剂等进行了表面处理的材料填充到高分子树脂中而得的导热性粘胶带。
对于不具有导热性的粘胶带,伴随LED发光的热量向盒体的热传导不充分,导致LED的温度上升,所以无法使用。根据本发明人的研究结果,较好是使用热导率为1~2W/mK、厚度为50μm~150μm的导热性粘胶带。
导热性粘胶带37的特征在于,为了使LED发光时产生的热量通过金属基电路基板由金属基电路基板的背面向盒体高效地散热,使用热导率比以往的粘胶带更高的粘胶带。
导热性粘胶带37所使用的高分子材料没有特别限定,为了提高对金属的密合性,较好是选择含丙烯酸和/或甲基丙烯酸的高分子。即,较好是具有碳数2~12的烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、碳数为2~12的丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。
从柔软性和加工性的角度来看,单体较好是选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸癸酯或(甲基)丙烯酸十二烷基酯的1种或2种以上混合使用。其中,单体更好是丙烯酸-2-乙基己酯。
导热性粘胶带37较好是含有导热性电绝缘剂。作为导热性电绝缘剂,只要是在电绝缘性和导热性方面良好的无机或有机物质即可,可以是任意的,有机物质较好是天然橡胶或NBR、EPDM等橡胶,特别好是含有丙烯酸橡胶。此外,由于可以确保良好的散热性,因此导热性电绝缘剂较好是在粘胶带37中含有40~80体积%。50~70体积%是更理想的范围。
作为前述丙烯酸橡胶用的单体,可以例举丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸-2-乙基戊酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸正十二烷基酯、丙烯酸正十八烷基酯、丙烯酸氰基甲酯、丙烯酸-1-氰基乙酯、丙烯酸-2-氰基乙酯、丙烯酸-1-氰基丙酯、丙烯酸-2-氰基丙酯等。较好是将选自其中的1种以上组合而得的单体或数%的交联点单体共聚而得的丙烯酸橡胶。橡胶含量在导热性粘胶带37中较好是0.1~30质量份。如果不到0.1质量份,则将高导热性填料填充到高分子树脂材料中后填料沉淀,如果超过30质量份,则粘度上升,加工时产生问题。如果橡胶含量为0.1~30质量份,则不仅可以防止填料沉淀,而且加工性良好。
作为前述单体,从柔软性和粘合性的角度来看,较好是具有碳数2~12的烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、碳数为2~12的丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。作为从柔软性和粘合性的角度来看优选的单体,是选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯或甲基丙烯酸十二烷基酯的1种或2种以上的混合物。更优选的单体是丙烯酸-2-乙基己酯。
对于被用作导热性电绝缘剂的无机物质,例如可以例举氧化铝、二氧化钛等金属氧化物,氮化铝、氮化硼、氮化硅等氮化物,碳化硅,氢氧化铝等。其中,较好是选自氧化铝、结晶性二氧化硅和氢氧化铝的1种以上。此外,也可以选择通过硅烷偶联剂等进行了表面处理的材料。
此外,对于导热性电绝缘剂的大小,从粘胶带的厚度、填充性的角度来看,较好是最大粒径在45μm以下,平均粒径为0.5~30μm。
导热性粘胶带37在不损害作为本发明的目标的特性的范围内可以含有公知的聚合化合物。此外,在导热性粘胶带37固化时没有影响的范围内,可以根据需要添加公知的添加剂。作为添加剂,可以例举例如用于控制粘度、粘性的各种添加剂以及改性剂、防老化剂、热稳定剂、着色剂等。
导热性粘胶带37可以通过一般的方法使其固化。例如,可以通过采用热聚合引发剂的热聚合、采用光聚合引发剂的光聚合、采用热聚合引发剂和固化促进剂的聚合等方法使其固化,但从生产性等的角度来看,较好是采用光聚合引发剂的光聚合。
实施例
以下,对实施例进行说明,但本发明并不局限于这些实施例。
<金属基电路基板>
[实施例1-1]
如表1-1所示,在厚40μm的铝箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份环氧当量为187的双酚A型环氧树脂(大日本油墨化学工业公司制:EPICLON830-S)加入63质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制:D-400和D-2000的质量比为6∶4),以在绝缘层中达到50体积%的条件掺入平均粒径2.2μm、最大粒径20μm的经粉碎的氧化铝(昭和电工公司制:AL-173),固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的电解铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到金属基基板。然后,对于得到的金属基基板,在规定的位置用抗蚀剂形成掩模,蚀刻铜箔后,除去抗蚀剂,形成电路,制成金属基电路基板。
对于得到的金属基电路基板,通过以下所示的方法考察(1)室温下的弯曲 性、(2)绝缘层的热导率、(3)导体电路与绝缘层的粘接强度、(4)绝缘层的玻璃化温度、(5)260℃下加热处理10分钟后的绝缘层击穿电压、(6)室温下弯折90°的状态下的绝缘层耐电压值、(7)125℃下施加直流电压1000V(图案侧+)时的绝缘层击穿时间、(8)室温下弯折90°的状态下的绝缘层开裂的有无。
这些结果示于表1-2。得到的金属基电路基板的所有物性都良好。
(1)对于室温下的弯曲性,将金属基电路基板加工成10mm×100mm,在25±1℃的温度气氛下,通过双手可以向导体电路形成面侧和与导体电路形成面相反侧以5mm的曲率半径弯折90°以上的情况视为良好,实施弯折时,需要使用弯曲加工用的模具和压机等情况视为不良。
(2)对于热导率的测定,将作为金属基电路基板的基材的金属箔和导体电路除去,将绝缘层加工成φ10mm×100μm(部分60μm),通过激光闪光法求得。
(3)对于导体电路与绝缘层的粘接强度,将金属基电路基板的导体电路加工成宽10mm的带状,通过JIS C 6481中规定的方法求得。
(4)对于玻璃化温度(Tg)的测定,将作为金属基电路基板的基材的金属箔和导体电路除去,将绝缘层加工成5mm×50mm×100μm(部分60μm),通过动态弹性测定法求得。
(5)对于260℃下加热处理10分钟后的绝缘层击穿电压的测定,将导体电路采用φ20mm的圆形图案的金属基电路基板放入加热至260℃的软钎焊槽处理10分钟,冷却至室温后通过JIS C 2110中规定的阶梯升压法测定圆形图案与铝箔之间的耐电压。
(6)对于室温下弯折90°的状态下的绝缘层耐电压值的测定,在包含作为导体电路形成了φ20mm的圆形图案的金属基电路基板的φ20mm的圆形图案的状态以1mm的曲率半径弯折90°的状态下,通过JIS C 2110中规定的阶梯升压法测定圆形图案与铝箔之间的耐电压。
(7)对于125℃下施加直流电压1000V(图案侧+)时的绝缘层击穿时间的测定,将作为导体电路形成了φ20mm的圆形图案的金属基电路基板的圆形图案侧设为+,将金属箔侧设为-,125℃下施加直流电压1000V,测定这时的绝缘层击穿时间。
(8)室温下弯折90°的状态下的绝缘层开裂的有无通过肉眼进行观察。
[实施例1-2]
如表1-1所示,在厚40μm的铝箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份环 氧当量为201的经氢化(表1中标记为氢化)的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制:YX-8000)加入63质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制:D-400和D-2000的质量比为6∶4),以在绝缘层中达到50体积%的条件掺入平均粒径2.2μm、最大粒径20μm的经粉碎的氧化铝(昭和电工公司制:AL-173),固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的电解铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到金属基基板,此外通过与实施例1-1同样的方法制成金属基电路基板,测定各种物性。
这些结果示于表1-2。由于绝缘层的玻璃化温度(Tg)的下降,室温下的弯曲性显著提高。其它物性也良好。
[实施例1-3]
如表1-1所示,在厚40μm的铝箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由70质量%环氧当量为201的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制:YX-8000)和30质量%环氧当量为1900的双酚A型环氧树脂(东都化成公司制:YD-927H)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制:D-400和D-2000的质量比为6∶4),以在绝缘层中达到50体积%的条件掺入平均粒径2.2μm、最大粒径20μm的经粉碎的氧化铝(昭和电工公司制:AL-173),固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的电解铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到金属基基板,此外通过与实施例1-1同样的方法制成金属基电路基板,测定各种物性。
这些结果示于表1-2。得到的金属基电路基板的导体电路与绝缘层的粘接强度显著提高。其它物性也良好。
[实施例1-4]
如表1-1所示,在厚40μm的铝箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由70质量%环氧当量为201的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制:YX-8000)和30质量%环氧当量为1024的经氢化的双酚A型环氧树脂(东都化成公司制:ST-4100D)构成的环氧树脂加入50质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制:D-400和D-2000的质量比为6∶4),以在绝缘层中达到50体积%的条件掺入平均粒径2.2μm、最大粒径20μm的经粉碎的氧化铝(昭和电工公司制:AL-173),固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的电解铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到金属基基板,此外通过与实施例1-1同样的方法制成金属基电路基板,测定各种物性。
这些结果示于表1-2。得到的金属基电路基板除了导体电路与绝缘层的粘接强度提高之外,由于绝缘层的玻璃化温度(Tg)的下降,室温下的弯曲性也显著提高。其它物性也良好。
[实施例1-5]
如表1-1所示,在厚40μm的铝箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由环氧树脂整体中70质量%的环氧当量为181的经氢化的双酚F型环氧树脂(日本环氧树脂公司制:YL-6753)和30质量%环氧当量为1024的经氢化的双酚A型环氧树脂(东都化成公司制:ST-4100D)构成的环氧树脂加入55质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制:D-400和D-2000的质量比为6∶4),以在绝缘层中达到50体积%的条件掺入平均粒径2.2μm、最大粒径20μm的经粉碎的氧化铝(昭和电工公司制:AL-173),固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的电解铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到金属基基板,此外通过与实施例1-1同样的方法制成金属基电路基板,测定各种物性。
这些结果示于表1-2。得到的金属基电路基板除了导体电路与绝缘层的粘接强度提高之外,由于绝缘层的玻璃化温度(Tg)的下降,室温下的弯曲性也显著提高。
[实施例1-6]
如表1-1所示,在厚40μm的铝箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由环氧树脂整体中70质量%的环氧当量为207的经氢化的双酚A型环氧树脂(大日本油墨化学工业公司制:EXA-7015)和30质量%环氧当量为1200的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制:YL-7170)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制:D-400和D-2000的质量比为6∶4),以在绝缘层中达到50体积%的条件掺入平均粒径2.2μm、最大粒径20μm的经粉碎的氧化铝(昭和电工公司制:AL-173),热固化性树脂整体的氯化物离子浓度为250ppm,固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的电解铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到金属基基板,此外通过与实施例1-1同样的方法制成金属基电路基板,测定各种物性。
这些结果示于表1-2。得到的金属基电路基板除了导体电路与绝缘层的粘接强度提高之外,由于绝缘层的玻璃化温度(Tg)的下降,室温下的弯曲性也显著提高。另外,125℃下施加直流电压1000V(图案侧+)时的绝缘层击穿时间延长。其它物性也良好。
[实施例1-7]
如表1-1所示,在厚40μm的铝箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由环氧树脂整体中70质量%的环氧当量为207的经氢化的双酚A型环氧树脂(大日本油墨化学工业公司制:EXA-7015)和30质量%环氧当量为1200的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制:YL-7170)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制:D-400和D-2000的质量比为6∶4),组合最大粒径在75μm以下、平均粒径为21μm、钠离子浓度为10ppm的球状粗粒的氧化铝(昭和电工公司制:CB-A20)和平均粒径为0.7μm、钠离子浓度为8ppm的球状微粒的氧化铝(住友化学公司制:AKP-15)以在绝缘层中达到50体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为7∶3)的条件掺入,固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的电解铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到绝缘层中的热固化性树脂整体的氯化物离子浓度在300ppm以下、绝缘层中的无机填料整体的钠离子浓度在50ppm以下的金属基基板,此外通过与实施例1-1同样的方法制成金属基电路基板,测定各种物性。
这些结果示于表1-2。得到的金属基电路基板的125℃下施加直流电压1000V(图案侧+)时的绝缘层击穿时间显著延长,其它物性也良好。
[实施例1-8]
如表1-1所示,在厚40μm的铝箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由70质量%环氧当量为207的170ppm的经氢化的双酚A型环氧树脂(大日本油墨化学工业公司制:EXA-7015)和30质量%环氧当量为1200的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制:YL-7170)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制:D-400和D-2000的质量比为6∶4),组合最大粒径在75μm以下、平均粒径为21μm、钠离子浓度为10ppm的球状粗粒的氧化铝(昭和电工公司制:CB-A20)和平均粒径为0.7μm、钠离子浓度为8ppm的球状微粒的氧化铝(住友化学公司制:AKP-15)以在绝缘层中达到66体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为7∶3)的条件掺入,固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的电解铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到绝缘层中的热固化性树脂整体的氯化物离子浓度在300ppm以下、绝缘层中的无机填料整体的钠离子浓度在60ppm以下的金属基基板,此外通过与实施例1-1同样的方法制成金属基电路基板,测定各种物性。
这些结果示于表1-2。得到的金属基电路基板的热导率进一步提高,其它 物性也良好。
[比较例1-1]
如表1-1所示,在厚400μm的铝箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份环氧当量为187的双酚A型环氧树脂(大日本油墨化学工业公司制:EPICLON850-S)加入63质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制:D-400和D-2000的质量比为6∶4),以在绝缘层中达到80体积%的条件掺入平均粒径2.2μm、最大粒径20μm的经粉碎的氧化铝(昭和电工公司制:AL-l73),固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚210μm的电解铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到金属基基板,此外通过与实施例1-1同样的方法制成金属基电路基板,测定各种物性。
这些结果示于表1-2。得到的金属基电路基板几乎没有弯曲性,在室温下用手无法弯折,使用弯折用模具和压机弯折至90°。此外,导体电路与绝缘层的粘接强度弱,室温下弯折90°的状态下的绝缘层耐电压值极低。另外,125℃下施加直流电压1000V(图案侧+)时的绝缘层击穿时间也极短。此外,热导率局部不同,偏差大。
[比较例1-2]
如表1-1所示,在厚40μm的铝箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份环氧当量为187的双酚A型环氧树脂(大日本油墨化学工业公司制:EPICLON850-S)加入63质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制:D-400和D-2000的质量比为6∶4),以在绝缘层中达到50体积%的条件掺入平均粒径57μm、最大粒径90μm的经粉碎的氧化铝(昭和电工公司制:A-13-L),固化后的厚度为60μm。接着,贴合厚35μm的电解铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到金属基基板,此外通过与实施例1-1同样的方法制成金属基电路基板,测定各种物性。
这些结果示于表1-2。得到的金属基电路基板在导体电路面的绝缘层暴露部分确认大量被认为是氧化铝填料的突起的凹凸,在室温下弯折时绝缘层产生裂缝。此外,导体电路与绝缘层的粘接强度弱,室温下弯折90°的状态下的绝缘层耐电压值极低。另外,125℃下施加直流电压1000V(图案侧+)时的绝缘层击穿时间也极短。
[比较例1-3]
如表1-1所示,在厚400μm的铝箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由40质量%环氧当量为187的双酚A型环氧树脂(大日本油墨化学工业公司 制:EPICLON850-S)和60质量%环氧当量为4000的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制:エピコ一ト1010)构成的环氧树脂加入51质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制:D-400和D-2000的质量比为6∶4),以在绝缘层中达到50体积%的条件掺入平均粒径2.2μm、最大粒径20μm的经粉碎的氧化铝(昭和电工公司制:AL-173),固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的电解铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到金属基基板,此外通过与实施例1-1同样的方法制成金属基电路基板,测定各种物性。
这些结果示于表1-2。得到的金属基电路基板几乎没有弯曲性,在室温下用手无法弯折,虽然使用弯折用模具和压机弯折至90°,但玻璃化温度(Tg)上升,室温下的弯曲性不充分,室温下弯折90°的状态下的绝缘层耐电压值显著低下。
[比较例1-4]
如表1-1所示,在厚400μm的铝箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由70质量%环氧当量为238、树脂中的氯化物浓度为1500ppm的经氢化的双酚A型环氧树脂(共荣社化学公司制:EPOLIGHT4000)和30质量%环氧当量为1200、树脂中的氯化物浓度为920ppm的双酚F型环氧树脂(日本环氧树脂公司制:エピコ一ト4004P)构成的环氧树脂加入42质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制:D-400和D-2000的质量比为6∶4),以在绝缘层中达到50体积%的条件掺入平均粒径2.2μm、最大粒径20μm的经粉碎的氧化铝(昭和电工公司制:AL-173),热固化性树脂整体的氯化物离子浓度为1000ppm,固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的电解铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到金属基基板,此外通过与实施例1-1同样的方法制成金属基电路基板,测定各种物性。
这些结果示于表1-2。得到的金属基电路基板的125℃下施加直流电压1000V(图案侧+)时的绝缘层击穿时间极短。
[比较例1-5]
如表1-1所示,在厚400μm的铝箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由70质量%环氧当量为238、树脂中的氯化物浓度为1500ppm的经氢化的双酚A型环氧树脂(共荣社化学公司制:EPOLIGHT4000)和30质量%环氧当量为1200、树脂中的氯化物浓度为920ppm的双酚F型环氧树脂(日本环氧树脂公司制:エピコ一ト4004P)构成的环氧树脂加入63质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツ マン公司制:D-400和D-2000的质量比为6∶4),组合最大粒径在75μm以下、平均粒径为25μm、钠离子浓度为530ppm的球状粗粒的氧化铝(MICRON公司制:AX-25)和平均粒径为1.2μm、钠离子浓度为396ppm的球状微粒的氧化铝(MICRON公司制:AW15-25)以在绝缘层中达到50体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为7∶3)的条件掺入,固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的电解铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到绝缘层中的热固化性树脂整体的氯化物离子浓度为1000ppm、绝缘层中的无机填料整体的钠离子浓度为500ppm的金属基基板,此外通过与实施例1-1同样的方法制成金属基电路基板,测定各种物性。
这些结果示于表1-2。得到的金属基电路基板的125℃下施加直流电压1000V(图案侧+)时的绝缘层击穿时间非常短。
金属基电路基板的各层的厚度、热固化性树脂的种类和掺入量、含有的氯化物离子浓度、无机填料的种类和含有的钠离子浓度示于表1-1。
制成的金属基电路基板的各种物性示于表1-2。
<多层电路基板>
(实施例2-1)
在厚35μm的铜箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由环氧树脂整体中70质量%的环氧当量为201的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制“YX-8000”)和30质量%环氧当量为1200的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制“YL-7170”)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制“D-400”和“D-2000”的质量比为6∶4),组合最大粒径在75μm以下、平均粒径为21μm的球状粗粒的氧化铝(昭和电工公司制“CB-A20”)和平均粒径为0.6μm的球状微粒的氧化铝(Admatechs公司制“AO-802”)以在绝缘层中达到50体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为6∶4)的条件掺入,固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的铜箔,通过加热使绝缘层热固化,获得内层的贴箔基板。
然后,对于得到的基板,在规定的位置用干膜形成掩模,蚀刻铜箔后,除去干膜,形成电路,制成内层电路基板。
将得到的内层电路基板作为基底,贴合上述绝缘层和厚35μm的铜箔,使其加热固化,制成多层基板。
接着,在外层电路的规定位置用钻机钻直径0.5mm的孔,贯通内层电路和外层电路后,实施镀铜而形成通孔。再于其表面通过上述方法蚀刻外层电路,得到多层电路基板。
对于多层电路基板,通过以下所示的方法测定·评价(1)绝缘层的热导率、(2)绝缘层的玻璃化温度、(3)弯折时的耐电压、(4)弯曲性、(5)功率元件的工作稳定性。
(1)绝缘层的热导率测定
将电路基板的绝缘层另外制成直径10mm×厚2mm的圆盘状固化体,通过激光闪光法求得。
(2)绝缘层的玻璃化温度
使用多层化前的一层的电路基板,通过蚀刻法将作为基材的金属箔和导体电路除去,将取出的绝缘层加工成5mm×50mm,通过动态粘弹性测定法求得。
(3)弯折时的耐电压
在包含作为外层电路形成了直径20mm的圆形图案的多层电路基板的直径20mm的圆形图案的状态以1mm的曲率半径弯折90°的状态下,通过JIS C 2110 中规定的阶梯升压法测定内层电路与铝箔之间的耐电压。
(4)室温下的弯曲性
将多层电路基板(使用在内层、外层不形成电路图案而呈整面导体箔的基板)加工成10mm×100mm,在25±1℃的温度气氛下,通过双手可以向导体电路形成面侧和与导体电路形成面相反侧以5mm的曲率半径弯折90°以上的情况视为良好,实施弯折时,需要使用弯曲加工用的模具和压机等情况视为不良。
(5)功率元件的工作稳定性
制成以2mm的间隔安装了3个日立制作所公司制p-mos-FET(2SK2174S)的模块,在100℃的环境下以每1个元件消费10W电力的条件连续运转96小时,评价误动作的有无。未发生误动作的情况下,再加入10W的消费电力再次进行评价,以发生误动作时的消费电力量评价功率元件的工作稳定性。
这些结果示于表2-1。
表2-1
(实施例2-2)
除了绝缘层的组成采用相对于100质量份由70质量%的环氧当量为201的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制“YX-8000”)和30质量%环氧当量为1200的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制“YL-7170”)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制“D-400”和“D-2000”的质量比为6∶4),组合最大粒径在75μm以下、平均粒径为21μm的球状粗粒的氧化铝(昭和电工公司制“CB-A20”)和平均粒径为0.6μm的球状微粒的氧化铝(Admatechs公司制“AO-802”)以在绝缘层中达到65体 积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为6∶4)的条件掺入之外,通过与实施例2-1同样的方法制成多层电路基板,通过与实施例2-1同样的方法进行评价。它们的结果示于表2-1。
(实施例2-3)
除了相对于100质量份环氧当量为187的双酚A型环氧树脂(大日本油墨化学工业公司制:EPICLON850-S)加入63质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制“D-400”和“D-2000”的质量比为6∶4),组合最大粒径在75μm以下、平均粒径为21μm的球状粗粒的氧化铝(昭和电工公司制“CB-A20”)和平均粒径为0.6μm的球状微粒的氧化铝(Admatechs公司制“AO-802”)以在绝缘层中达到50体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为6∶4)的条件掺入之外,通过与实施例2-1同样的方法制成多层电路基板,通过与实施例2-1同样的方法进行评价。它们的结果示于表2-1。
(实施例2-4)
除了相对于100质量份环氧当量为201的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制“YX-8000”)加入60质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制“D-400”和“D-2000”的质量比为6∶4),组合最大粒径在75μm以下、平均粒径为21μm的球状粗粒的氧化铝(昭和电工公司制“CB-A20”)和平均粒径为0.6μm的球状微粒的氧化铝(Admatechs公司制“AO-802”)以在绝缘层中达到50体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为6∶4)的条件掺入之外,通过与实施例2-1同样的方法制成多层电路基板,通过与实施例2-1同样的方法进行评价。它们的结果示于表2-1。
(比较例2-1)
除了相对于100质量份环氧当量为187的双酚A型环氧树脂(大日本油墨化学工业公司制:EPICLON850-S)加入63质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制“D-400”和“D-2000”的质量比为6∶4),组合最大粒径在75μm以下、平均粒径为21μm的球状粗粒的氧化铝(昭和电工公司制“CB-A20”)和平均粒径为0.6μm的球状微粒的氧化铝(Admatechs公司制“AO-802”)以在绝缘层中达到80体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为6∶4)的条件掺入之外,通过与实施例2-1同样的方法制成多层电路基板,通过与实施例2-1同样的方法进行评价。它们的结果示于表2-1。得到的多层电路基板几乎没有弯曲性,在室温下用手无法弯折,使用弯折用模具和压机弯折至90°。此外,耐电压低。
(比较例2-2)
除了在厚1500μm的Al板上形成绝缘层之外,通过与实施例2-1同样的方法进行评价。它们的结果示于表2-1。得到的多层电路基板几乎没有弯曲性,在室温下用手无法弯折,使用弯折用模具和压机弯折至90°。多层电路基板的各种特性示于表2-1。
<LED模块>
(实施例3-1)
在厚18μm的铜箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由环氧树脂整体中70质量%的环氧当量为207的经氢化的双酚A型环氧树脂(大日本油墨公司制“EXA-7015”)和30质量%环氧当量为1200的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制“YL-7170”)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制“D-400”和“D-2000”的质量比为6∶4),组合最大粒径在30μm以下、平均粒径为10μm、钠离子浓度为90ppm的球状粗粒的氧化铝(电气化学工业公司制“DAW-10”)和平均粒径为0.7μm、钠离子浓度为8ppm的球状微粒的氧化铝(住友化学公司制:AKP-15)以在绝缘层中达到50体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为7∶3)的条件掺入,固化后的厚度为50μm。
接着,贴合厚18μm的铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到绝缘层中的热固化性树脂整体的氯化物离子浓度在300ppm以下、绝缘层中的无机填料整体的钠离子浓度在50ppm以下的金属基基板。
对于金属基基板,在规定的位置用抗蚀剂形成掩模,蚀刻铜箔后,除去抗蚀剂,形成电路,制成金属基电路基板。然后,通过在金属基电路基板的除部件搭载部分和输入端子部分以外的部分贴附厚12.5μm的被覆层(尼关工业公司制“NIKAFLEX CKSE”),从而补强基板。
接着,使用安装了与所需的缝隙形状同一形状的汤姆逊模具的压制冲切装置,去除未形成导体电路和电极的位置的部分金属箔、绝缘层和被覆层,加工成相对于弯折部分的长度为80%,得到包含加工而得的缝隙部的可以容易地弯折的金属基电路基板。
然后,在金属基电路基板的部件搭载部分的电极上通过丝网印刷涂布焊锡膏(千住金属公司制“M705”),通过回流焊接安装LED(日亚化学公司制“NFSW036B”)。然后,以包含缝隙部的状态,使用宽200mm、厚0.6mm的一边加工成曲率半径0.3mm的不锈钢制弯折工具,将金属基电路基板以0.3mm的曲率半径进 行弯折,使用导热性粘胶带固定在厚1mm的铝制盒体上,得到LED模块。
通过以下所示的方法对于(1)室温下的抗拉强度、(2)室温下的弯曲性、(3)导体电路的评价、(4)弯折时的耐电压、(5)电磁波吸收特性进行测定。
(1)室温下的抗拉强度
将金属基电路基板加工成10mm×100mm,在25±1℃的温度气氛下,通过TENSILON抗拉强度试验机测定金属基电路基板破裂时的强度,作为抗拉强度。
(2)室温下的弯曲性
将金属基电路基板加工成10mm×100mm,在25±1℃的温度气氛下,通过双手可以向导体电路形成面侧和与导体电路形成面相反侧以0.5mm的曲率半径弯折90°以上的情况视为良好,实施弯折时,需要使用弯曲加工用的模具和压机等情况视为不良。
(3)导体电路的评价
在25±1℃的温度气氛下,在得到的LED模块上连接稳定电源,通过10V电压、150mA电流,使LED点亮1小时以上。这时LED点亮1小时以上的情况视作良好,LED未点亮或未点亮1小时以上的情况视作不良。
(4)弯折时的耐电压
将金属基电路基板以0.3mm的曲率半径弯折90°的状态下,通过JIS C 2110中规定的阶梯升压法测定导体电路与基底金属箔(Cu箔)之间的耐电压。
(5)电磁波吸收特性
对于得到的基板,使用网络分析器(8517D,安捷伦科技公司制),对于300MHz和1GHz的频率测定电磁波吸收特性。吸收特性使用微带线法,根据线上的电磁波的反射信号S11和传送信号S21的测定结果算出吸收比例(Ploss/Pin)。
这些结果示于表3-1。
表3-1
(实施例3-2)
在厚18μm的铜箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由环氧树脂整体中70质量%的环氧当量为207的经氢化的双酚A型环氧树脂(大日本油墨公司制“EXA-7015”)和30质量%环氧当量为1200的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制“YL-7170”)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制“D-400”和“D-2000”的质量比为6∶4),组合最大粒径在30μm以下、平均粒径为10μm、钠离子浓度为90ppm的球状粗粒的氧化铝(电气化学工业公司制“DAW-10”)和平均粒径为0.7μm、钠离子浓度为8ppm的球状微粒的氧化铝(住友化学公司制:AKP-15)以在绝缘层中达到50体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为7∶3)的条件掺入,固化后的厚度为50μm。接着,贴合厚18μm的铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到绝缘层中的热固化性树脂整体的氯化物离子浓度在300ppm以下、绝缘层中的无机填料整体的钠离子浓度在50ppm以下的金属基基板。
对于金属基基板,在规定的位置用抗蚀剂形成掩模,蚀刻铜箔后,除去抗蚀剂,形成电路,制成金属基电路基板。然后,通过在金属基电路基板的除部件搭载部分和输入端子部分以外的部分贴附厚12.5μm的被覆层(尼关工业公司制“NIKAFLEX CKSE”),从而补强基板。
接着,在被覆层的上面形成由纵横比为4的磁性材料和有机粘结材料形成的前述磁性材料的含量为50体积%的厚30μm的具有磁性损耗的层。
接着,使用宽200mm、厚0.6mm的一边加工成曲率半径0.3mm的不锈钢制弯 折工具,去除未形成导体电路和电极的位置的部分金属箔、绝缘层、被覆层和具有磁性损耗的层,加工成相对于弯折部分的长度为80%,得到包含加工而得的缝隙部的可以容易地弯折的金属基电路基板。
接着,在金属基电路基板的部件搭载部分的电极上通过丝网印刷涂布焊锡膏(千住金属公司制“M705”),通过回流焊接安装LED(日亚化学公司制“NFSW036B”)。然后,以包含缝隙部的状态将金属基电路基板以0.3mm的曲率半径进行弯折,使用导热性粘胶带固定在厚1mm的铝制盒体上,得到LED模块。与实施例3-1同样地进行评价的结果示于表3-1。
(实施例3-3)
在厚18μm的铜箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由环氧树脂整体中70质量%的环氧当量为207的经氢化的双酚A型环氧树脂(大日本油墨公司制“EXA-7015”)和30质量%环氧当量为1200的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制“YL-7170”)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制“D-400”和“D-2000”的质量比为6∶4),组合最大粒径在30μm以下、平均粒径为10μm、钠离子浓度为90ppm的球状粗粒的氧化铝(电气化学工业公司制“DAW-10”)和平均粒径为0.7μm、钠离子浓度为8ppm的球状微粒的氧化铝(住友化学公司制:AKP-15)以在绝缘层中达到50体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为7∶3)的条件掺入,固化后的厚度为50μm。接着,贴合厚18μm的铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到绝缘层中的热固化性树脂整体的氯化物离子浓度在300ppm以下、绝缘层中的无机填料整体的钠离子浓度在50ppm以下的金属基基板。
对于金属基基板,在规定的位置用抗蚀剂形成掩模,蚀刻铜箔后,除去抗蚀剂,形成电路,制成金属基电路基板。然后,通过在金属基电路基板的除部件搭载部分和输入端子部分以外的部分贴附厚12.5μm的被覆层(尼关工业公司制“NIKAFLEX CKSE”),从而补强基板。
接着,在被覆层的上面形成由作为碳粉的比表面积为100m2/g、基于JIS K1469的电阻率在0.1Ωcm以下的硼固溶的炭黑和有机粘结材料形成的前述碳粉的含量为50体积%的厚30μm的具有介电损耗的层。
接着,使用宽200mm、厚0.6mm的一边加工成曲率半径0.3mm的不锈钢制弯折工具,去除未形成导体电路和电极的位置的部分金属箔、绝缘层、被覆层和具有介电损耗的层,加工成相对于弯折部分的长度为80%,得到包含加工而得 的缝隙部的可以容易地弯折的金属基电路基板。
接着,在金属基电路基板的部件搭载部分的电极上通过丝网印刷涂布焊锡膏(千住金属公司制“M705”),通过回流焊接安装LED(日亚化学公司制“NFSW036B”)。然后,以包含缝隙部的状态将金属基电路基板以0.3mm的曲率半径进行弯折,使用导热性粘胶带固定在厚1mm的铝制盒体上,得到LED模块。与实施例3-1同样地进行评价的结果示于表3-1。
(比较例3-1)
除了不实施通过贴附被覆层而对基板进行的补强和弯折部分的缝隙加工之外,实施与实施例3-1全部同样的处理,得到金属基电路基板。
接着,在金属基电路基板的部件搭载部分的电极上通过丝网印刷涂布焊锡膏(干住金属公司制“M705”),通过回流焊接安装LED(日亚化学公司制“NFSW036B”)。然后,将金属基电路基板以0.3mm的曲率半径进行弯折,使用导热性粘胶带固定在厚1mm的铝制盒体上,得到LED模块。与实施例3-1同样地进行评价的结果示于表3-1。
(比较例3-2)
除了不实施弯折部分的缝隙加工之外,实施与实施例3-1全部同样的处理,得到金属基电路基板。
接着,在金属基电路基板的部件搭载部分的电极上通过丝网印刷涂布焊锡膏(千住金属公司制“M705”),通过回流焊接安装LED(日亚化学公司制“NFSW036B”)。然后,将金属基电路基板以0.3mm的曲率半径进行弯折,使用导热性粘胶带固定在厚1mm的铝制盒体上,得到LED模块。与实施例3-1同样地进行评价的结果示于表3-1。
(比较例3-3)
除了在被覆层的上面形成由纵横比为1的磁性材料和有机粘结材料形成的前述磁性材料的含量为20体积%的厚2μm的具有磁性损耗的层之外,实施与实施例3-2全部同样的处理,得到金属基电路基板。
接着,在金属基电路基板的部件搭载部分的电极上通过丝网印刷涂布焊锡膏(千住金属公司制“M705”),通过回流焊接安装LED(日亚化学公司制“NFSW036B”)。然后,以包含缝隙部的状态将金属基电路基板以0.3mm的曲率半径进行弯折,使用导热性粘胶带固定在厚1mm的铝制盒体上,得到LED模块。与实施例3-1同样地进行评价的结果示于表3-1。
(比较例3-4)
除了在被覆层的上面形成由作为碳粉的比表面积为10m2/g、基于JIS K 1469的体积电阻率为0.2Ωcm的硼固溶的炭黑和有机粘结材料形成的前述碳粉的含量为4体积%的厚2μm的具有介电损耗的层之外,实施与实施例3-3全部同样的处理,得到金属基电路基板。
接着,在金属基电路基板的部件搭载部分的电极上通过丝网印刷涂布焊锡膏(千住金属公司制“M705”),通过回流焊接安装LED(日亚化学公司制“NFSW036B”)。然后,以包含缝隙部的状态将金属基电路基板以0.3mm的曲率半径进行弯折,使用导热性粘胶带固定在厚1mm的铝制盒体上,得到LED模块。与实施例3-1同样地进行评价的结果示于表3-1。
<LED光源单元>
(实施例4-1)
在厚35μm的铜箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由环氧树脂整体中70质量%的环氧当量为207的经氢化的双酚A型环氧树脂(大日本油墨公司制“EXA-7015”)和30质量%环氧当量为1200的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制“YL-7170”)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制“D-400”和“D-2000”的质量比为6∶4),组合最大粒径在75μm以下、平均粒径为21μm、钠离子浓度为10ppm的球状粗粒的氧化铝(昭和电工公司制“CB-A20”)和平均粒径为0.7μm、钠离子浓度为8ppm的球状微粒的氧化铝(住友化学公司制:AKP-15)以在绝缘层中达到50体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为7∶3)的条件掺入,固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到绝缘层中的热固化性树脂整体的氯化物离子浓度在300ppm以下、绝缘层中的无机填料整体的钠离子浓度在50ppm以下的金属基基板。
对于金属基基板,在规定的位置用抗蚀剂形成掩模,蚀刻铜箔后,除去抗蚀剂,形成电路,制成金属基电路基板。
对于导热性粘胶带,在90质量%溶解了10质量%丙烯酸橡胶(日本ZEON公司制“AR-53L”)的丙烯酸-2-乙基己酯(东亚合成公司制“2EHA”)中混合10质量%丙烯酸(东亚合成公司制“AA”),再添加作为光聚合引发剂的0.5质量%2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(汽巴精化公司制)、0.2质量%三甘醇二硫醇(丸善化学公司制)、0.2质量%2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯(共 荣社化学公司制)混合,得到树脂组合物。
在前述树脂组合物中填充300质量份氧化铝(电气化学工业公司制“DAW-10”),混合、分散,得到导热树脂组合物。
将导热树脂组合物进行脱泡处理,以100μm的厚度涂布在表面实施了脱模处理的厚75μm的聚酯膜上,被覆表面实施了脱模处理的聚酯膜,从正反两面以3000mJ/cm2照射365nm的紫外线,得到导热粘胶带。
在金属基电路基板的导体电路的规定位置通过丝网印刷涂布焊锡膏(千住金属公司制“M705”),通过回流焊接安装LED(日亚化学公司制“NFSWO36AT”)。然后,在金属基电路基板的未安装LED的一侧通过热导率为1W/mK、厚100μm的导热性粘胶带固定于U字形的盒体,得到LED光源单元。
在温度23℃、湿度30%的环境下,在得到的LED光源单元上连接稳定电源,通过450mA的电流,点亮LED。这时的电压为11.8V。通过热电偶测定了被点亮的LED的温度,结果LED的温度为45℃。
通过以下所示的方法对于(1)室温下的弯曲性、(2)绝缘层的热导率、(3)导热粘胶带的热导率、(4)室温下固定于U字形盒体时的绝缘层开裂的有无、(5)LED点亮时的LED温度进行测定。
(1)室温下的弯曲性
将金属基电路基板加工成10mm×100mm,在25±1℃的温度气氛下,通过双手可以向导体电路形成面侧和与导体电路形成面相反侧以5mm的曲率半径弯折90°以上的情况视为良好,实施弯折时,需要使用弯曲加工用的模具和压机等情况视为不良。
(2)绝缘层的热导率
将金属基电路基板的金属箔和导体电路除去,将绝缘层加工成直径10mm×厚100μm,通过激光闪光法求得。
(3)导热性粘胶带的热导率
将测定样本以10mm的厚度进行层叠,加工成50mm×120mm,通过快速热导率计(QTM-500,京都电子工业公司制)求得。
(4)绝缘层开裂的有无
对室温下弯折90°的状态下的绝缘层开裂的有无通过肉眼进行观察。
(5)LED点亮时的LED温度
对LED加450mA的额定电流点亮LED,测定15分钟后的LED软钎焊部的温度。
(实施例42)
在厚35μm的铜箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由70质量%的环氧当量为207的170ppm的经氢化的双酚A型环氧树脂(大日本油墨公司制“EXA-7015”)和30质量%环氧当量为1200的比氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制“YL-7170”)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制“D-400”和“D-2000”的质量比为6∶4),组合最大粒径在75μm以下、平均粒径为21μm、钠离子浓度为10ppm的球状粗粒的氧化铝(昭和电工公司制“CB-A20”)和平均粒径为0.7μm、钠离子浓缘为8ppm的球状微粒的氧化铝(住友化学公司制:AKP-15)以在绝缘层中达到66体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为7∶3)的条件掺入,固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到绝缘层中的热固化性树脂整体的氯化物离子浓度在300ppm以下、绝缘层中的无机填料整体的钠离子浓度在60ppm以下的金属基基板。
对于金属基基板,对一侧的铜箔面在规定的位置用抗蚀剂形成掩模,蚀刻铜箔后,除去抗蚀剂,形成电路,制成金属基电路基板。
在金属基电路基板的导体电路的规定位置通过丝网印刷涂布焊锡膏(千住金属公司制“M705”),通过回流焊接安装LED(日亚化学公司制“NFSWO36AT”)。然后,在金属基电路基板的未安装LED的一侧通过实施例4-1中得到的热导率为1W/mK、厚100μm的导热性粘胶带固定于U字形的盒体,得到LED光源单元。
在温度23℃、湿度30%的环境下,在得到的LED光源单元上连接稳定电源,通过450mA的电流,点亮LED。这时的电压为11.7V。通过热电偶测定了被点亮的LED的温度,结果LED的温度为43℃。评价的结果示于表4-1。由于绝缘层的热导率的上升,点亮的LED的温度下降。其它物性也良好。
(实施例4-3)
在厚35μm的铜箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由环氧树脂整体中70质量%的环氧当量为207的经氢化的双酚A型环氧树脂(大日本油墨公司制“EXA-7015”)和30质量%环氧当量为1200的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制“YL-7170”)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制“D-400”和“D-2000”的质量比为6∶4),组合最大粒径在75μm以下、平均粒径为21μm、钠离子浓度为10ppm的球状粗粒的氧化铝(昭和电工公司制“CB-A20”)和平均粒径为0.7μm、钠离子浓度为8ppm的球状微粒的氧化铝(住友化学公司制:AKP-15)以在绝缘层中达到50体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为7∶3)的条件掺入,固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到绝缘层中的热固化性树脂整体的氯化物离子浓度在300ppm以下、绝缘层中的无机填料整体的钠离子浓度在50ppm以下的金属基基板。
对于金属基基板,在规定的位置用抗蚀剂形成掩模,蚀刻铜箔后,除去抗蚀剂,形成电路,制成金属基电路基板。
在金属基电路基板的导体电路的规定位置通过丝网印刷涂布焊锡膏(千住金属公司制“M705”),通过回流焊接安装LED(日亚化学公司制“NFSW036AT”)。 然后,在金属基电路基板的未安装LED的一侧通过后述的热导率为2W/mK、厚100μm的导热性粘胶带固定于U字形的盒体,得到LED光源单元。
除了填充400质量份氧化铝(电气化学工业公司制“DAW-10”)之外,导热性粘胶带的树脂组合物为实施例4-1中得到的组成,通过实施例4-1所示的工序得到。
在温度23℃、湿度30%的环境下,在得到的LED光源单元上连接稳定电源,通过450mA的电流,点亮LED。这时的电压为11.7V。通过热电偶测定了被点亮的LED的温度,结果LED的温度为42℃。
(实施例4-4)
在厚35μm的铜箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由70质量%的环氧当量为207的170ppm的经氢化的双酚A型环氧树脂(大日本油墨公司制“EXA-7015”)和30质量%环氧当量为1200的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制“ YL-7170”)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマン公司制“D-400”和“D-2000”的质量比为6∶4),组合最大粒径在75μm以下、平均粒径为21μm、钠离子浓度为10ppm的球状粗粒的氧化铝(昭和电工公司制“CB-A20”)和平均粒径为0.7μm、钠离子浓度为8ppm的球状微粒的氧化铝(住友化学公司制:AKP-15)以在绝缘层中达到66体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为7∶3)的条件掺入,固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到绝缘层中的热固化性树脂整体的氯化物离子浓度在300ppm以下、绝缘层中的无机填料整体的钠离子浓度在60ppm以下的金属基基板。
对于金属基基板,对一侧的铜箔面在规定的位置用抗蚀剂形成掩模,蚀刻铜箔后,除去抗蚀剂,形成电路,制成金属基电路基板。
在金属基电路基板的导体电路的规定位置通过丝网印刷涂布焊锡膏(千住金属公司制“M705”),通过回流焊接安装LED(日亚化学公司制“NFSWO36AT”)。然后,在金属基电路基板的未安装LED的一侧通过实施例4-3中得到的热导率为2W/mK、厚100μm的导热性粘胶带固定于U字形的盒体,得到LED光源单元。
在温度23℃、湿度30%的环境下,在得到的LED光源单元上连接稳定电源,通过450mA的电流,点亮LED。这时的电压为11.6V。通过热电偶测定了被点亮的LED的温度,结果LED的温度为38℃。评价的结果示于表4-1。由于绝缘层的热导率的上升,点亮的LED的温度下降。其它物性也良好。
(比较例4-1)
对在厚35μm的铜箔上隔着厚50μm的聚酰亚胺膜类绝缘层形成有厚35μm的铜箔的聚酰亚胺类柔性基板(松下电工公司制“R-F775”),在规定的位置用抗蚀剂形成掩模,蚀刻铜箔后,除去抗蚀剂,形成电路,制成金属基电路基板。
在金属基电路基板的导体电路的规定位置通过丝网印刷涂布焊锡膏(千住金属公司制“M705”),通过回流焊接安装LED(日亚化学公司制“NFSWO36AT”)。然后,在金属基电路基板的未安装LED的一侧通过厚125μm的粘胶带(住友3M公司制“F-9469PC”)固定于U字形的盒体,得到LED光源单元。
在温度23℃、湿度30%的环境下,在得到的LED光源单元上连接稳定电源,通过450mA的电流,点亮LED。这时的电压为12.5V。通过热电偶测定了被点亮的LED的温度,结果LED的温度为65℃。
(比较例4-2)
在厚35μm的铜箔上形成绝缘层,其中相对于100质量份由环氧树脂整体中70质量%的环氧当量为207的经氢化的双酚A型环氧树脂(大日本油墨公司制“EXA-7015”)和30质量%环氧当量为1200的经氢化的双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制“YL-7170”)构成的环氧树脂加入48质量份作为固化剂的聚氧丙烯二胺(ハルツマ ン公司制“D-400”和“D-2000”的质量比为6∶4),组合最大粒径在75μm以下、平均粒径为21μm、钠离子浓度为10ppm的球状粗粒的氧化铝(昭和电工公司制“CB-A20”)和平均粒径为0.7μm、钠离子浓度为8ppm的球状微粒的氧化铝(住友化学公司制:AKP-15)以在绝缘层中达到50体积%(球状粗粒和球状微粒的质量比为7∶3)的条件掺入,固化后的厚度为100μm。接着,贴合厚35μm的铜箔,通过加热使绝缘层热固化,得到绝缘层中的热固化性树脂整体的氯化物离子浓度在300ppm以下、绝缘层中的无机填料整体的钠离子浓度在50ppm以下的金属基基板。
对于金属基基板,在规定的位置用抗蚀剂形成掩模,蚀刻铜箔后,除去抗蚀剂,形成电路,制成金属基电路基板。
在金属基电路基板的导体电路的规定位置通过丝网印刷涂布焊锡膏(千住金属公司制“M705”),通过回流焊接安装LED(日亚化学公司制“NFSWO36AT”)。然后,在金属基电路基板的未安装LED的一侧通过厚125μm的粘胶带(住友3M公司制“F-9469PC”)固定于U字形的盒体,得到LED光源单元。
在温度23℃、湿度30%的环境下,在得到的LED光源单元上连接稳定电源, 通过450mA的电流,点亮LED。这时的电压为11.2V。通过热电偶测定了被点亮的LED的温度,结果LED的温度为55℃。
产业上利用的可能性
本发明的金属基电路基板具有散热性和电绝缘性,而且在安装了需要散热的半导体元件或阻抗芯片等电气部件的状态下也可以容易地在室温下弯折,所以可以实现以往难以实现的安装高发热性电子部件的电子设备的小型化或薄型化。
即,本发明的金属基电路基板可以用于各种用途领域,例如与复杂形状的盒体或散热部件相接的混合集成电路,因为贴附被覆层并在所需的位置实施了缝隙加工而确保了弯曲性或者形成了具有磁性损耗的层或具有介电损耗的层的LED模块,对于具有将由LED光源产生的热量高效地散热到基板背面侧而使LED的温度上升小、LED的发光效率下降得到抑制、亮度高、寿命长的特征的LED光源单元的应用等。
另外,在这里引用2005年4月19日提出申请的日本专利申请2005-120891号、2006年1月23日提出申请的日本专利申请2006-013289号、2006年2月7日提出申请的日本专利申请2006-030024号和2006年3月28日提出申请的日本专利申请2006-87688号的说明书、权利要求书、附图和摘要的所有内容作为本发明说明书的揭示。
Claims (24)
1.金属基电路基板,它是交错层叠有绝缘层和导体电路或金属箔的电路基板,其特征在于,导体电路或金属箔的厚度为5μm~450μm,绝缘层由含有无机填料和热固化性树脂的树脂组合物的固化体形成,前述绝缘层的厚度为9μm~300μm,前述热固化性树脂含有40质量%以下的环氧当量800~4000的直链状的环氧树脂。
2.如权利要求1所述的金属基电路基板,其特征在于,用于电连接导体电路或金属箔的通孔中的至少1个在0.0078mm2以上。
3.如权利要求1或2所述的金属基电路基板,其特征在于,绝缘层的热导率为1~4W/mK。
4.如权利要求1所述的金属基电路基板,其特征在于,绝缘层的玻璃化温度为0~40℃。
5.如权利要求1所述的金属基电路基板,其特征在于,绝缘层为含有25~60体积%热固化性树脂且其余部分由钠离子浓度在500ppm以下的无机填料构成的树脂组合物的固化体,所述无机填料由最大粒径75μm以下的平均粒径5~40μm的球状粗粒和平均粒径0.3~3.0μm的球状微粒构成。
6.如权利要求1所述的金属基电路基板,其特征在于,热固化性树脂含有经氢化的双酚F型和/或A型的环氧树脂。
7.如权利要求6所述的金属基电路基板,其特征在于,热固化性树脂含有作为固化剂的聚氧化烯多胺。
8.如权利要求6所述的金属基电路基板,其特征在于,热固化性树脂中的氯化物离子浓度在500ppm以下。
9.如权利要求1所述的金属基电路基板,其特征在于,将该电路基板在任意位置以1~5mm的曲率半径弯折90°以上时,导体电路或金属箔的各层间的耐电压在1.0kV以上。
10.如权利要求1所述的金属基电路基板,其特征在于,在金属箔上隔着绝缘层设置导体电路,再设置厚度为5μm~25μm的被覆层而成,被覆层的至少一部分被除去而形成的缝隙形成于未设置前述导体电路的部分。
11.如权利要求10所述的金属基电路基板,其特征在于,前述缝隙被加工成相对于弯折部分的长度为50%~95%。
12.如权利要求10所述的金属基电路基板,其特征在于,前述被覆层的厚度为5μm~25μm。
13.如权利要求10所述的金属基电路基板,其特征在于,在前述缝隙部弯折。
14.如权利要求10所述的金属基电路基板,其特征在于,绝缘层表面以0.1~0.5mm的曲率半径弯折90°以上。
15.如权利要求10所述的金属基电路基板,其特征在于,在被覆层的表面上层叠有具有磁性损耗的层或具有介电损耗的层。
16.如权利要求15所述的金属基电路基板,其特征在于,具有磁性损耗的层由纵横比在2以上的磁性材料和有机粘结材料形成,前述磁性材料的含量为30~70体积%,而且该具有磁性损耗的层的厚度为3μm~50μm。
17.如权利要求15所述的金属基电路基板,其特征在于,具有介电损耗的层由比表面积为20~110m2/g的碳粉和有机粘结材料形成,前述碳粉的含量为5~60体积%,该具有介电损耗的层的厚度为3μm~50μm。
18.混合集成电路,其特征在于,使用1~9中的任一项所述的金属基电路基板。
19.LED,其特征在于,在10~17中的任一项所述的金属基电路基板上电连接至少1个LED而成。
20.LED光源单元,其特征在于,将1~17中的任一项所述的金属基电路基板通过粘胶带配置于盒体表面,并且在前述金属基电路基板的导体电路上搭载1个以上的发光二极管而成。
21.如权利要求20所述的LED光源单元,其特征在于,粘胶带的热导率为1~2W/mK,厚度为50μm~150μm。
22.如权利要求20所述的LED光源单元,其特征在于,粘胶带含有含丙烯酸和/或甲基丙烯酸的高分子。
23.如权利要求20所述的LED光源单元,其特征在于,粘胶带含有40~80体积%导热性电绝缘剂。
24.如权利要求23所述的LED光源单元,其特征在于,导热性电绝缘剂的最大粒径在45μm以下,平均粒径为0.5~30μm。
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