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TWI522017B - A circuit board for a circuit board, a metal substrate circuit board, and a power supply module - Google Patents

A circuit board for a circuit board, a metal substrate circuit board, and a power supply module Download PDF

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TWI522017B
TWI522017B TW102124184A TW102124184A TWI522017B TW I522017 B TWI522017 B TW I522017B TW 102124184 A TW102124184 A TW 102124184A TW 102124184 A TW102124184 A TW 102124184A TW I522017 B TWI522017 B TW I522017B
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TW
Taiwan
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circuit board
cyanate resin
laminate
type cyanate
resin
Prior art date
Application number
TW102124184A
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English (en)
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TW201419952A (zh
Inventor
水野克美
許斐和彥
夏目豊
Original Assignee
日本發條股份有限公司
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Publication date
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    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
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Description

電路基板用層合板、金屬基底電路基板及電源模組
本發明係有關一種電路基板用層合板、由該電路基板用層合板所製造的金屬基底電路基板、及具備該金屬基底電路基板之電源模組。
近年來電子技術之發達極為顯著，急速進行電氣電子機器之高性能化及小型化。伴隨於此，於安裝有電氣元件及/或電子元件之零件時的發熱量變得日益增大。基於該背景，典型的搭載MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)及IGBT(insulated-gate bipolar transistor)等所謂的電源裝置之金屬基底電路基板，被要求具有充分的耐熱性、優異的放熱性。特別是今後藉由在裝置中使用SiC(碳化矽)，與習知的Si(矽)裝置相比時，預測運作溫度會顯著增加，且被要求具有更高的耐熱性。而且，因施加於連接電源裝置與金屬電路基底基板之焊接連接部的加熱循環而導致應力變大，產生無法確保耐久性或焊接信賴性的情形。
此處，一般已知有使用氰酸酯樹脂之樹脂組成物作為 高耐熱性樹脂組成物。例如，於專利文獻1~4中揭示，在基材中含浸含氰酸酯樹脂之組成物的高耐熱性預浸物、或具備由含氰酸酯樹脂之組成物的硬化物所構成的傳熱片層之熱傳導基板。
另外，於專利文獻5中揭示，具備即使在高溫下仍可維持高彈性率之含氰酸酯樹脂之絕緣片的多層印刷配線板。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2011-116910號公報
[專利文獻2]日本特開2005-272573號公報
[專利文獻3]日本特開2010-31263號公報
[專利文獻4]日本特開2008-098489號公報
[專利文獻5]日本特開2004-202895號公報
金屬基底電路基板係具有在金屬基板之至少一面上依序層合絕緣層與電路圖型之構造。作為形成該絕緣層之樹脂組成物，即使是使用上述習知的含有氰酸酯樹脂之組成物時，實際上仍不易製造耐熱性、耐久性及焊接信賴性優異，且具有長期信賴性之金屬基底電路基板。
本發明之目的為提供可提供耐熱性、耐久性及焊接連接信賴性優異，且具有長期信賴性之金屬基底電路基板的 電路基板用層合板。又，本發明之目的係提供由該電路基板用層合板所製造的耐熱性、耐久性及焊接信賴性優異，且具有長期信賴性之金屬基底電路基板。又，本發明之目的係提供具備該金屬基底電路基板之電源模組。
本發明之第一面向，係提供一種電路基板用層合板，其係具備金屬基板、設置於該金屬基板之至少一面上的絕緣層、與設置於該絕緣層上之金屬箔的電路基板用層合板，其特徵為前述絕緣層含有雙酚型氰酸酯樹脂與酚醛清漆型氰酸酯樹脂之交聯型共聚物及無機填充材。
於本發明中，上述絕緣層中所含有的雙酚型氰酸酯樹脂與酚醛清漆型氰酸酯樹脂之質量比，例如為11：1~1：3。
上述絕緣層，例如含有由氧化鋁、經表面處理的氧化鋁、氮化鋁及氮化硼中選擇之至少1種作為無機填充材。
此外，於本發明之一形態中，上述絕緣層更進一步含有硬化促進劑。該硬化促進劑例如為硼酸鹽錯合物，該硼酸鹽錯合物可為磷系硼酸鹽錯合物，亦可為非磷系硼酸鹽錯合物。
於本發明之一形態中，上述絕緣層含有磷系硼酸鹽錯合物作為硬化促進劑，且含有由經表面處理的氧化鋁、氮化鋁及氮化硼中選擇之至少1種(較佳者含有2種以上)作為無機填充材。
於本發明之另一形態中，上述絕緣層含有非磷系硼酸鹽錯合物作為硬化促進劑，且含有由氧化鋁、經表面處理的氧化鋁、氮化鋁及氮化硼中選擇之至少1種、更佳為含有2種以上，作為無機填充材。
本發明之第2面向，係提供藉由將上述電路基板用層合板所具備的金屬箔圖型化而得的金屬基底電路基板。
本發明之第3面向，係提供具備上述金屬基底電路基板之電源模組。
藉由本發明，可提供一種耐熱性、耐久性及焊接信賴性優異，且具有長期信賴性之金屬基底電路基板。此外，藉由本發明，可提供一種具備該金屬基底電路基板之電源模組。
1‧‧‧電路基板用層合板
1’‧‧‧金屬基底電路基板
2‧‧‧金屬基板
3‧‧‧絕緣層
4‧‧‧金屬箔
4’‧‧‧電路圖型
100‧‧‧電源模組
11‧‧‧電源裝置
12‧‧‧焊接層
13‧‧‧金屬基底電路基板
13a‧‧‧電路圖型
13b‧‧‧絕緣層
13c‧‧‧金屬基板
14‧‧‧放熱片
15‧‧‧散熱片(heat sink)
200‧‧‧習知的電源模組
21‧‧‧電源裝置
22‧‧‧第一焊接層
23‧‧‧電路圖型
24‧‧‧陶瓷基板
25‧‧‧金屬化層
26‧‧‧第二焊接層
27‧‧‧金屬基板
28‧‧‧放熱片
29‧‧‧散熱片
[第1圖]係表示本發明之一形態的電路基板用層合板的概略斜視圖。
[第2圖]係表示沿著第1圖所示之電路基板用層合板的II-II線之截面圖。
[第3圖]係表示由第1圖及第2圖所示之電路基板用層合板而得的金屬基底電路基板例之概略截面圖。
[第4圖]係表示本發明一形態之電源模組的概略截面圖。
[第5圖]係表示習知的電源模組的概略截面圖。
以下，參照圖式且同時詳細說明有關本發明之形態。
第1圖及第2圖所示之電路基板用層合板1，係在金屬基板2之一面上形成絕緣層3，且在絕緣層3上形成金屬箔4之3層構造。本發明之另一形態，亦可為在金屬板2之兩面上形成絕緣層3，然後在各絕緣層3上形成金屬箔4之5層構造。而且，於第1圖及第2圖中之X及Y方向，係平行於金屬基板2之主面上且互相垂直的方向，Z方向係相對於X及Y方向而言垂直的厚度方向。第1圖係表示矩形上之電路基板用層合板1為一例，惟電路基板用層合板1亦可具有其他的形狀。
絕緣層為含有雙酚型氰酸酯樹脂、酚醛清漆型氰酸酯樹脂及無機填充材者，以雙酚型氰酸酯樹脂與酚醛清漆型氰酸酯樹脂形成交聯型共聚物為第一特徵。
即使為相同的氰酸酯樹脂，依其分子構造的型式不同，硬化物之玻璃轉移溫度(Tg)或力學物性變得不同，例如為了提高絕緣層之耐熱性與韌性時，僅單純併用高耐熱性樹脂與強韌性樹脂，無法得到期望的高耐熱性與強韌性。藉由形成強韌性之雙酚型氰酸酯樹脂與具有高玻璃轉移溫度之酚醛清漆型氰酸酯樹脂的交聯型共聚物，可提供韌性優異且高耐熱性的絕緣層。此係推測藉由酚醛清漆型氰酸酯樹脂與雙酚型氰酸酯樹脂之混合物形成交聯型共聚 物構造，較使用雙酚型單質時，玻璃轉移溫度變得更高；另一方面，推測藉由在酚醛清漆型氰酸酯樹脂之交聯構造中加入雙酚型氰酸酯樹脂之柔軟構造，較使用酚醛清漆型單質時，可更為提高其韌性。藉由提高韌性且變得低彈性，可提高絕緣層中因加熱循環而導致之間接緩和對焊接連接部之應力的性能(以下亦稱為「加熱循環性能」)，結果可提高焊接信賴性。
此外，雙酚型氰酸酯樹脂與酚醛清漆型氰酸酯樹脂之混合系，由於熔點降低，於熔融時變得容易進行硬化反應(環化三聚化反應)，幾乎完全沒有殘留未反應基，結果可提高長期信賴性(例如焊接信賴性)。另外，雙酚型氰酸酯樹脂與酚醛清漆型氰酸酯樹脂之混合系變成低彈性，藉此亦可對提高絕緣層之加熱循環性能，且提高焊接信賴性作出貢獻。
本發明使用的雙酚型氰酸酯樹脂，可列舉例如雙酚A型氰酸酯樹脂、雙酚E型苯酚樹脂、四甲基雙酚F型氰酸酯樹脂等。雙酚型氰酸酯樹脂之重量平均分子量沒有特別的限制，亦可為低聚物或單體。
本發明使用的雙酚型氰酸酯樹脂，就耐熱性而言優異的順序為四甲基雙酚F型氰酸酯樹脂、雙酚A型氰酸酯樹脂、雙酚E型氰酸酯樹脂，就反應性的觀點而言雙酚A型氰酸酯樹脂為優異。
本發明使用的酚醛清漆型氰酸酯樹脂，可列舉例如苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂、甲酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂 等。酚醛清漆型氰酸酯樹脂之重量平均分子量沒有特別的限制，亦可為低聚物或單體。
本發明使用的雙酚型氰酸酯樹脂，例如就反應性觀點而言苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂較為優異。
本發明之絕緣層中所含的雙酚型氰酸酯樹脂與酚醛清漆型氰酸酯樹脂之質量比，例如以11：1~1：3較佳、以3：1~1：3更佳、以2.5：1~1：2又更佳。雙酚型氰酸酯樹脂之摻合比例過大時，玻璃轉移溫度(Tg)變低而無法得到期望的耐熱性。另外，酚醛清漆型氰酸酯樹脂之摻合比例過大時，韌性變低且就反應性而言不佳。
絕緣層係含有雙酚型氰酸酯樹脂及酚醛清漆型氰酸酯樹脂，且同時含有無機填充材。該無機填充材例如氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氮化矽、氧化鎂、氧化矽等，以使用由此等之中選擇的1種或2種以上較佳。
於含有無機填充材之系統中，伴隨硬化之發熱反應，因無機填充材存在而有被抑制的傾向，本發明之雙酚型氰酸酯樹脂與酚醛清漆型氰酸酯樹脂形成交聯型共聚物之系統中，可能會產生使用單獨樹脂之系統中不會引起的問題。具體而言，考慮因無機填充材吸收反應熱而導致硬化反應變慢，或因無機填充材之表面官能基阻礙氰酸酯基之硬化反應等的問題。因此，亦可使用經表面處理的無機填充材，較佳為於與下述之效果促進劑的適當組合中來使用無機填充材。無機填充材之表面處理，例如以藉由伴隨與氰酸酯樹脂反應而可化學鍵結之官能基來修飾無機填充材 之表面，或以與氰酸酯樹脂之相溶性高的官能基予以修飾(例如氰酸酯基、環氧基、胺基、羥基、羧基、乙烯基、苯乙烯基、甲基丙烯酸基、丙烯酸基、脲基、巰基、硫醚基、異氰酸酯基等)，例如使用矽烷偶合處理或電漿處理等。
本發明之絕緣層中所含有的無機填充材之比例，以酚醛清漆型氰酸酯樹脂與雙酚型氰酸酯樹脂之合計體積為基準時，以50~90體積%較佳。無機填充材之含有率以60~80體積%更佳。填充率過低時，會有無機填充材產生沉澱的傾向；另一方面，填充率過高時，黏度變得過高而無法的到均一的塗膜，導致氣孔缺陷增加的原因。
絕緣層中亦可含有硬化促進劑。硬化促進劑沒有特別的限制，可列舉例如硼酸鹽錯合物。硼酸鹽錯合物可為磷系硼酸鹽錯合物，亦可為非磷系硼酸鹽錯合物。
磷系硼酸鹽錯合物之例，如四苯基硼酸四苯基鏻鹽、四-p-甲苯基硼酸四苯基鏻鹽、四苯基硼酸三-t-丁基鏻鹽、四苯基硼酸二-t-丁基甲基鏻鹽、四-p-甲苯基硼酸-p-甲苯基三苯基鏻鹽、四氟硼酸四苯基鏻鹽、三苯基膦三苯基硼酸鹽等。
非磷系硼酸鹽錯合物之例，如四苯基硼酸鈉、三苯基硼酸吡啶、四苯基硼酸-2-乙基-4-甲基咪唑鎓鹽、1,5-二偶氮雙環〔4.3.0〕壬烯-5-四苯基硼酸鹽、三苯基(n-丁基)硼酸鋰等。
於本發明之一形態中，絕緣層以含有磷系硼酸鹽錯合 物作為硬化促進劑，且含有由經表面處理的氧化鋁、氮化鋁及氮化硼中選擇之至少1種作為無機填充材較佳，以含有磷系硼酸鹽錯合物、與由經表面處理的氧化鋁、氮化鋁及氮化硼中選擇之2種以上更佳。特別是氧化鋁會阻礙氰酸酯樹脂之硬化反應(例如因分子構造之立體阻礙而造成不良影響)，與硬化促進劑之磷系硼酸鹽錯合物之組合時，以使用經表面處理的氧化鋁較佳。預先使粒子表面進行改質，可防止硬化阻礙的問題。
另外，於本發明之另一形態中，以絕緣層含有非磷系硼酸鹽錯合物作為硬化促進劑，且含有由經表面處理的氧化鋁、氧化鋁、氮化鋁及氮化硼中選擇之至少1種作為無機填充材較佳，以含有非磷系硼酸鹽、與由經表面處理的氧化鋁、氧化鋁、氮化鋁及氮化硼中選擇之2種以上者更佳。使用非磷系硼酸鹽錯合物作為硬化促進劑時，與使用磷系硼酸鹽錯合物相比，亦可適合使用與沒有經表面處理的氧化鋁組合者。促進硬化之機構雖不明確，惟推測係因非磷系硼酸鹽錯合物與磷系硼酸鹽錯合物相比時，於存在有氧化鋁之系統中作為硬化促進劑之活性高，氧化鋁對使用非磷系硼酸鹽錯合物之硬化促進系統而言的不良影響(例如分子構造之立體阻礙)小之故。
於本發明之絕緣層中添加硬化促進劑時，其含有率以酚醛清漆型氰酸酯樹脂與雙酚型氰酸酯樹脂之合計質量為基準為0.1~5質量%較佳，更佳者為0.5~2質量%。
絕緣層係由於溶劑中溶解有含上述之雙酚型氰酸酯樹 脂、酚醛清漆型氰酸酯樹脂及無機填充材之成分的樹脂組成物(以下亦稱為「本發明之組成物」等)所形成的塗膜之硬化物。溶劑例如N-甲基吡咯啶酮、二甲基乙醯胺、四氟異丙醇、甲基乙基酮、乙二醇乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、甲基異丁酮、乙二醇單甲醚、四氫呋喃、氯仿、甲苯、二甲苯、丙酮、二噁烷、二甲基亞碸等。
於本發明之組成物中，固體成分濃度例如以1~50質量%較佳，以15~35質量%更佳。溶劑之量過多時，必須自塗膜除去大量的溶劑，容易產生塗膜之外觀不良。另外，由於需要很長的乾燥時間而導致生產性降低。另一方面，溶劑之量過少時，組成物會有高黏度化的傾向，而降低其操作性等。
本發明之組成物，除上述之雙酚型氰酸酯樹脂、酚醛清漆型氰酸酯樹脂、無機填充材及硬化促進劑以外，亦可含有各種的添加劑，例如矽烷偶合劑及鈦偶合劑等之偶合劑、離子吸附劑、防沉澱劑、防水解劑、整平劑、抗氧化劑等。
金屬基板2例如由單質金屬或合金所構成。金屬基板2之材料，例如可使用鋁、鐵、銅、鋁合金、或不鏽鋼。金屬基板2中亦可更進一步含有碳等之非金屬。例如，金屬基板2亦可含有與碳複合化的鋁。此外，金屬基板2可具有單層構造，亦可具有多層構造。
金屬基板2具有高的熱傳導率。典型例如金屬基板2具有60W．m-1．K-1以上之熱傳導率。
金屬基板2可具有可撓性，亦可不具可撓性。金屬基板2之厚度，例如在0.2~5mm之範圍內。
金屬箔4係設置於絕緣層3上。金屬箔4係將絕緣層3夾於其中，而與金屬基板2對向。
金屬箔4例如由單質金屬或合金所構成。金屬箔4之材料例如可使用銅或鋁。金屬箔4之厚度，例如10~500μm之範圍。
該電路基板用層合板1，例如藉由下述方法製造。
首先，將上述之雙酚型氰酸酯樹脂及酚醛清漆型氰酸酯樹脂與硬化促進劑加熱混合，然後，溶解於溶劑中，製得溶液。其次，將上述無機填充材分散於溶液中，製得分散液。無機填充材例如使用球磨機、三輥、離心攪拌機或珠磨機，進行粉碎且分散於上述溶液中。而且，在上述溶液中加入無機填充材之前，亦可在該溶液中加入矽烷偶合劑、離子吸附劑等之添加劑。
其次，將該分散液塗佈於金屬基板2及金屬箔4之至少一方上。於塗佈分散液時，例如可利用輥塗佈法、棒塗佈法或網版印刷法。可以連續式進行，亦可以單板式進行。
視其所需將塗膜乾燥後，亦可以使金屬基板2與金屬箔4夾著塗膜相對向的方式疊合。然後，將此等熱壓製。如上所述，製得電路基板用層合板1。
該方法係藉由將本發明之組成物的分散液塗佈於金屬板2及金屬箔4之至少一方，形成塗膜，惟於其他的形態 時，亦可將分散液塗佈於PET薄膜等之基材上予以乾燥，預先形成塗膜，且將其熱轉印於金屬基板2及金屬箔4之一方上。
其次，說明有關由上述電路基板用層合板1所得的金屬基底電路基板1’。
第3圖所示之金屬基底電路基板1’，係由第1圖及第2圖所示之電路基板用層合板而得者，包含金屬基板2、絕緣層3、與電路圖型4’。電路圖型4’係將參照第1圖及第2圖說明的電路基板用層合板之金屬箔4藉由圖型化而得。該圖型化例如藉由在金屬箔4上形成光罩圖型，且藉由蝕刻除去金屬箔4之露出部而得。金屬基底電路基板1’，例如可對前述之電路基板用層合板1之金屬箔4而言進行上述之圖型化，視其所需藉由進行切斷及穿孔加工等之加工而得。
該金屬基底電路基板1’，由於係由上述的電路基板用層合板1而得，故耐熱性、強韌性及焊接信賴性優異。
第4圖係表示本發明之電源模組之一例。由於該電源模組100具備包含金屬基板13c、絕緣層13b與電路圖型13a之本發明的金屬基底電路基板13，故耐熱性、耐久性及焊接信賴性優異，且具有長期信賴性。而且，目前伴隨電源裝置之高性能化而有發熱溫度隨之增加的傾向，故本發明之模組亦可適合使用於習知電源模組無法對應的溫度範圍。
另外，本發明之電源模組100與第5圖例示的習知電 源模組200相比時，藉由具備金屬基底電路基板13，構成構件(層)變少，全體之厚度變薄，故可以較低熱電阻進行小型化設計。而且，由於容易進行穿孔、切斷等之加工，故亦具有容易組裝等之優點。
於下述中，記載本發明之例示。惟本發明不受此等所限制。
〔實施例〕 <組成物之調製>
合成例1：組成物1之調製
使質量比為3：1之雙酚A型氰酸酯樹脂(Lonza製、「BA200」)與苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(Lonza製、「PT30」)加熱混合，且相對於樹脂量而言混合1質量%之磷系硬化促進劑(四苯基鏻四對甲苯基硼酸鹽；北興化學製「TPP-MK」)。相對於在該混合樹脂中加入有二甲基乙醯胺之樹脂固體成分為40質量%之氰酸酯樹脂溶液而言，使氮化硼(水島合金鐵製、「HP-40」)與氮化鋁(古河電子製FAN-f30)以1：1之體積比，依照樹脂固體成分為基準、合計為65體積%之方式摻合，製作絕緣材溶液(組成物1)。
合成例2~5：組成物2~5之調製
除使雙酚A型氰酸酯樹脂(Lonza製、「BA200」)與苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(Lonza製、「PT30」)之摻合比例改為如表3記載外，與組成物1之調製方法相同 地，製作組成物2~5。
合成例6：組成物6之調製
使質量比為3：1之雙酚A型氰酸酯樹脂(Lonza製、「BA200」)與苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(Lonza製、「PT30」)加熱混合，且相對於樹脂量而言混合1質量%之磷系硬化促進劑(北興化學製、「TPP-MK」)。相對於在該混合樹脂中加入有二甲基乙醯胺之樹脂固體成分40質量%之氰酸酯樹脂溶液而言，使氮化硼(水島合金鐵製、「HP-40」)與氧化鋁(昭和電工製「AS40」)以1：1之體積比，依照樹脂固體成分為基準、合計為65體積%之方式摻合，製作絕緣材溶液(組成物6)。
合成例7：組成物7之調製
使質量比為3：1之雙酚A型氰酸酯樹脂(Lonza製、「BA200」)與苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(Lonza製、「PT30」)加熱混合，且相對於樹脂量而言混合1質量%之非磷系硬化促進劑(二氮雜雙環壬烯四苯基硼酸鹽；北興化學製「DBNK」)。相對於在該混合樹脂中加入有二甲基乙醯胺之樹脂固體成分40質量%之氰酸酯樹脂溶液而言，使氮化硼(水島合金鐵製、「HP-40」)與氧化鋁(昭和電工製「AS40」)以1：1之體積比，依照樹脂固體成分為基準、合計為65體積%之方式摻合，製作絕緣材溶液(組成物7)。
合成例8：組成物8之調製
使質量比為3：1之雙酚A型氰酸酯樹脂(Lonza 製、「BA200」)與苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(Lonza製、「PT30」)加熱混合，且相對於樹脂量而言混合1質量%之磷系硬化促進劑(北興化學製、「TPP-MK」)。相對於在該混合樹脂中加入有二甲基乙醯胺之樹脂固體成分40質量%之氰酸酯樹脂溶液而言，使氮化硼(水島合金鐵製、「HP-40」)與以矽烷偶合劑(信越化學製「KBM-103」)表面處理的氧化鋁以1：1之體積比，依照樹脂固體成分為基準、合計為65體積%之方式摻合，製作絕緣材溶液(組成物8)。
合成例9：組成物9之調製
使質量比為3：1之雙酚A型氰酸酯樹脂(Lonza製、「BA200」)與苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(Lonza製、「PT30」)加熱混合，且相對於樹脂量而言混合1質量%之非磷系硬化促進劑(北興化學製、「DBNK」)。相對於在該混合樹脂中加入有二甲基乙醯胺之樹脂固體成分40質量%之氰酸酯樹脂溶液而言，使氮化硼(水島合金鐵製、「HP-40」)與以矽烷偶合劑(信越化學製「KBM-103」)表面處理的氧化鋁以1：1之體積比，依照樹脂固體成分為基準、合計為65體積%之方式摻合，製作絕緣材溶液(組成物9)。
合成例10：組成物10之調製
使質量比為3：1之雙酚A型氰酸酯樹脂(Lonza製、「BA200」)與苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(Lonza製、「PT30」)加熱混合，且相對於樹脂量而言混合1質 量%之非磷系硬化促進劑(北興化學製、「DBNK」)。相對於在該混合樹脂中加入有二甲基乙醯胺之樹脂固體成分40質量%之氰酸酯樹脂溶液而言，使氮化硼(水島合金鐵製、「HP-40」)與氮化鋁(古河電子製(FAN-f30)以1：1之體積比，依照樹脂固體成分為基準、合計為65體積%之方式摻合，製作絕緣材溶液(組成物10)。
合成例11~15：組成物11~15之調製
除使雙酚A型氰酸酯樹脂(Lonza製、「BA200」)與苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(Lonza製、「PT30」)之摻合比例改為如表3記載外，與組成物1之調製方法相同地，製作組成物11~15。
對照用合成例1：組成物1R之調製
對混合有雙酚A型氰酸酯樹脂(Lonza製、「BA200」)與相對於樹脂量而言為1質量%之硬化促進劑(北興化學製、「TPP-MK」)之固體成分40質量%的雙酚A型氰酸酯樹脂溶液(溶劑：二甲基乙醯胺)而言，使氮化硼(水島合金鐵製、「HP-40」)與氮化鋁(古河電子製(FAN-f30)以1：1之體積比，依照樹脂固體成分為基準、合計為65體積%之方式摻合，製作絕緣材溶液(組成物1R)。
對照用合成例2：組成物2R之調製
對混合有苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(Lonza製、「PT30」)與相對於樹脂量而言為1質量%之磷系硬化促進劑(北興化學製、「TPP-MK」)之固體成分40質量% 的苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂溶液(溶劑：二甲基乙醯胺)而言，使氮化硼(水島合金鐵製、「HP-40」)與氮化鋁(古河電子製(FAN-f30)以1：1之體積比，依照樹脂固體成分為基準、合計為65體積%之方式摻合，製作絕緣材溶液(組成物2R)。
<評估> 〔玻璃轉移溫度(Tg/℃)〕
將藉由上述方法所得的各絕緣材溶液以行星式攪拌脫泡機攪拌5分鐘後，以熱黏接後之厚度約為100μm之方式塗佈於厚度70μm之銅箔上，且在100℃下進行乾燥至沒有溶劑為止。以塗膜為中間層的方式，將形成有該塗膜之銅箔，層合於作為金屬板之熱傳導率140W/mK、厚度2.0mm之鋁合金板上，且以壓力20MPa、溫度250℃(其中，比較例3及4為200℃)予以熱黏接。以所得的電路基板用層合板為試樣，使銅箔與鋁板進行化學性蝕刻，僅取出絕緣層。
自上述所得的絕緣層切出薄片尺寸5mm×50mm，且以動態黏彈性測定裝置(RSA3、TA Instrument製)拉伸模式、昇溫2℃/分鐘、測定溫度範圍-50~400℃、氮氣氣體環境、測定頻率1Hz測定動態黏彈性。由所得的儲藏彈性率與損失彈性率求取Tanδ，以其波峰值作為玻璃轉移溫度(℃)。
〔破壞韌性值〕
於實施例1~15、比較例1~2之各樹脂組成中，在不含無機填充材的狀態下使熔融有各樹脂及硬化促進劑之混合物，流入聚矽氧模具中，在250℃下(其中，比較例3及4為200℃)予以硬化後，製作2×10×41.5mm之試驗片，且依照ASTM d5045-93為基準，求取破壞韌性值(MN/m3/2)。
〔吸濕耐熱性〕
使藉由上述方法所得的各絕緣材溶液以行星式攪拌脫泡機攪拌5分鐘後，以熱黏接後之厚度約為100μm之方式塗佈於厚度70μm之銅箔上，且在100℃下進行乾燥至沒有溶劑為止。以塗膜為中間層的方式，將形成有該塗膜之銅箔，層合於作為金屬板之熱傳導率140W/mk、厚度2.0mm之鋁合金板上，且以壓力20MPa、溫度250℃(其中，比較例3及4為200℃)予以熱黏接。以所得的電路基板用層合板作為試樣，藉由下述方法評估吸濕耐熱性。
自上述所得的層合體切出尺寸40×40mm之基板，且在基板一半配置陸塊尺寸20×20mm。將該基板浸漬於沸騰水中1小時後，在260℃或300℃之焊浴中，以鋁板為下方，漂浮60秒以上，以目視觀察電路箔或絕緣層上是否有剝離或發泡的情形。結果，在電路箔或絕緣層上30秒以內產生剝離或發泡者評估為C，在60秒以內產生者評估為B，即使經過60秒仍沒有產生者評估為A。
〔焊接信賴性〕
使藉由上述方法所得的各絕緣材溶液以行星式攪拌脫泡機攪拌5分鐘中後，以熱黏接後之厚度約為100μm之方式塗佈於厚度70μm之銅箔上，且在100℃下進行乾燥至沒有溶劑為止。以塗膜為中間層的方式，將形成有該塗膜之銅箔，層合於作為金屬板之熱傳導率140W/mk、厚度2.0mm之鋁合金板上，且以壓力20MPa、溫度250℃(其中，比較例3及4為200℃)予以熱黏接。以所得的電路基板用層合板作為試樣，藉由下述方法評估焊接信賴性。
自上述所得的層合體切出尺寸80×60mm之基板，且以2.0mm間隔配置2個陸塊尺寸2.0×1.8mm，在2個陸塊上以架橋狀安裝為晶片尺寸3.2×1.6mm。使該安裝基板在-40~+150℃下進行冷熱循環試驗，250小時後取出基板，且測定薄片電阻，進行確認導電，測定直至無法測到電阻為止的時間。結果，於500小時以內無法測到電阻者評估為C，於1000小時以內無法測到電阻者評估為B，即使經過1000小時，仍可測得電阻者評估為A。
評估結果如表3所示。

Claims (9)

  1. 一種電路基板用層合板，其係具備金屬基板、設置於該金屬基板之至少一面的絕緣層、與設置於該絕緣層上之金屬箔的電路基板用層合板，其特徵為前述絕緣層含有雙酚型氰酸酯樹脂與酚醛清漆型氰酸酯樹脂之交聯型共聚物及無機填充材，且前述雙酚型氰酸酯樹脂與前述酚醛清漆型氰酸酯樹脂之質量比為9：1~1：2。
  2. 如請求項1之電路基板用層合板，其中前述絕緣層進一步含有硬化促進劑。
  3. 如請求項2之電路基板用層合板，其中前述硬化促進劑為硼酸鹽錯合物，且含有由氧化鋁、經表面處理的氧化鋁、氮化鋁及氮化硼中選擇之至少1種作為前述無機填充材。
  4. 如請求項3之電路基板用層合板，其中前述硬化促進劑為磷系硼酸鹽錯合物，且含有由經表面處理的氧化鋁、氮化鋁及氮化硼中選擇之至少1種作為前述無機填充材。
  5. 如請求項4之電路基板用層合板，其係含有由經表面處理的氧化鋁、氮化鋁及氮化硼中選擇之2種以上作為前述無機填充材。
  6. 如請求項3之電路基板用層合板，其中前述硬化促進劑為非磷系硼酸鹽錯合物，且含有由氧化鋁、經表面處理的氧化鋁、氮化鋁及氮化硼中選擇之至少1種作為前述無機填充材。
  7. 如請求項6之電路基板用層合板，其係含有由氧化鋁、經表面處理的氧化鋁、氮化鋁及氮化硼中選擇之2種以上作為前述無機填充材。
  8. 一種金屬基底電路基板，其係藉由將如請求項1~7中任一項之電路基板用層合板所具備的金屬箔圖型化而得。
  9. 一種電源模組，其係具備如請求項8之金屬基底電路基板。
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