專利名稱：金屬基底基板的制造方法及電路基板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的金屬基底電路基板的制造方法包括在通過前述的金屬基底基板的制造方法所制造的基板的導(dǎo)體箔上形成導(dǎo)體圖案的圖案形成工序；以及在前述導(dǎo)體圖案上形成有機(jī)絕緣被膜的被膜形成工序。本發(fā)明中，所謂“B階段狀態(tài)”是指絕緣粘合劑是半固化的狀態(tài)，并且在常溫(25°C)的條件下是固體狀態(tài)，以高溫(60°C以上)加熱時(shí)會(huì)再熔融的狀態(tài)，在定量上是指固化率為5 80%的狀態(tài)。另外，所謂“C階段狀態(tài)”是指絕緣粘合劑的固化反應(yīng)大致結(jié)束而成為不溶解及不熔融的狀態(tài)，在定量上是指固化率為80%以上的狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，可有效率地生產(chǎn)絕緣粘合層中不殘存空隙、高質(zhì)量且高散熱的發(fā)熱電子部件安裝用的金屬基底基板及金屬基底電路基板。


圖I是示意性表示本發(fā)明第一實(shí)施方式涉及的金屬基底基板的構(gòu)成的剖視圖。圖2是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的金屬基底基板的制造方法的流程圖。圖3是不意性表不圖2所不的層合工序S2 金屬基材層合工序S5的剖視圖。圖4是示意性表示圖2所示的第二固化工序S6的剖視圖。圖5是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的變形例的金屬基底基板的制造方法的流程圖。圖6是示意性表示圖5所示的層合工序S12 剪裁工序S15的圖。圖7是示意性表示本發(fā)明第二實(shí)施方式涉及的金屬基底電路基板的構(gòu)成的剖視圖。圖8是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的金屬基底基板的制造方法的流程圖。附圖標(biāo)記說明I導(dǎo)體箔2絕緣粘合劑2a B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2b C階段狀態(tài)的絕緣粘合層5復(fù)合體6金屬基材
7層合體8絕緣粘合層連續(xù)成形部9加熱爐10夾持輥11剪裁部13a、13b加熱加壓板14 基板17金屬基底電路基板
19有機(jī)絕緣被膜SUSll分散工序S2、S12絕緣粘合劑層合工序S3、S13第一固化工序S4、S15剪裁工序S5、S14金屬基材層合工序S6、S16第二固化工序S7圖案形成工序S8被膜形成工序
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說明用于實(shí)施本發(fā)明的方式。此外，本發(fā)明未受以下所述的實(shí)施方式所限定。(第一實(shí)施方式)首先，針對本發(fā)明第一實(shí)施方式涉及的金屬基底基板的制造方法進(jìn)行說明。圖I是示意性表示本實(shí)施方式的金屬基底基板的構(gòu)成的剖視圖。如圖I所示，本實(shí)施方式的金屬基底基板14是在金屬基材6上形成有C階段狀態(tài)的絕緣粘合層2b，并在其上層合有導(dǎo)體箔I。[金屬基材6]金屬基材6的材質(zhì)并未特別限定，但優(yōu)選鋁、鐵、銅、不銹鋼或它們的合金，特別是從散熱性、價(jià)格、輕量性及加工性方面能取得平衡的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選為鋁。另外，為了提高金屬基材6與絕緣粘合層2b的密合性，優(yōu)選在與絕緣粘合層2b的粘合面上實(shí)施鋁陽極氧化處理、脫脂處理、噴砂、蝕刻、各種電鍍處理、使用了偶聯(lián)劑等的底涂處理等各種表面處理。<金屬基材6的厚度>另一方面，金屬基材4的厚度雖可按照針對所制造的金屬基底基板及金屬基底電路基板的要求特性而適當(dāng)設(shè)定，但優(yōu)選為O. 15mm以上，特別優(yōu)選O. 2mm以上。原因在于金屬基材4的厚度太薄時(shí)，在制造工序中，處理時(shí)容易產(chǎn)生中間材料起皺或彎折，另外，金屬基材4的厚度太厚時(shí)，則導(dǎo)致基板的質(zhì)量增加過多。<金屬基材6的表面粗糙度>金屬基材6的與絕緣粘合層2b粘合的粘合面的表面粗糙度，以十點(diǎn)平均粗糙度(Rz)計(jì)，優(yōu)選為O. I 15 μ m。當(dāng)該粘合面的表面粗糙度變大，Rz超過15 μ m時(shí)，有時(shí)在與絕緣粘合層2b之間無法獲得足夠的密合性。另一方面，當(dāng)粘合面的表面粗糙度變小，Rz小于O. I μ m時(shí)，則容易在與絕緣粘合層2b的界面產(chǎn)生微空隙，耐電壓有可能降低。[絕緣粘合層2b]絕緣粘合層2b是通過由分散有無機(jī)填料的環(huán)氧樹脂等構(gòu)成的絕緣粘合劑所形成的，屬于C階段狀態(tài)。在此，所謂“C階段狀態(tài)”是指絕緣粘合劑中的環(huán)氧樹脂與固化劑及固化催化劑的反應(yīng)大致結(jié)束、不溶解及不熔融的狀態(tài)。具體而言，當(dāng)利用DSC (DifferentialScanning Calorimeter :示差掃描熱量計(jì))進(jìn)行加熱固化時(shí),表示幾乎無法觀察出發(fā)熱的情況且固化率是80%以上的狀態(tài)。另外，“固化率”是指將未反應(yīng)的絕緣粘合劑進(jìn)行加熱固化時(shí)的發(fā)熱量設(shè)為100時(shí)，加熱處理后的絕緣粘合劑在進(jìn)行加熱固化時(shí)的發(fā)熱量的比例，該發(fā)熱量可利用DSC進(jìn)行測
定。 <絕緣粘合層2b的厚度>從耐電壓及散熱特性的觀點(diǎn)來看，C階段狀態(tài)的絕緣粘合層2b的厚度優(yōu)選為40 250 μ m。絕緣粘合層2b的厚度小于40 μ m的情況下，有時(shí)難以獲得期望的耐電壓值，另外，絕緣粘合層2b的厚度超過250 μ m時(shí)，有時(shí)熱阻變大，散熱特性降低。<絕緣粘合層2b的熱傳導(dǎo)率·耐電壓>C階段狀態(tài)的絕緣粘合層2b的熱傳導(dǎo)率優(yōu)選為I. Off/ Cm · K)以上，更優(yōu)選的是2. Off/ Cm · K)。另外，C階段狀態(tài)的絕緣粘合層2b的耐電壓優(yōu)選為I. OkV以上，更為優(yōu)選的是2. OkV。這樣，便可實(shí)現(xiàn)更聞質(zhì)量且聞散熱的金屬基底電路基板。[導(dǎo)體箔I]導(dǎo)體箔I可使用例如鋁、鐵、銅、不銹鋼或者由它們的合金構(gòu)成的箔材或包覆箔，特別是從導(dǎo)電度及散熱性的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用銅箔。另外，為了提高與絕緣粘合層2b的密合性，優(yōu)選在與絕緣粘合層2b的粘合面上實(shí)施脫脂處理、噴砂、蝕刻、各種電鍍處理、及使用偶聯(lián)劑等的底涂處理等各種表面處理。<導(dǎo)體箔I的表面粗糙度>導(dǎo)體箔I的與絕緣粘合層2b粘合的粘合面的表面粗糙度，以十點(diǎn)平均粗糙度(Rz)計(jì)，優(yōu)選為O. I 15 μ m。當(dāng)該粘合面的表面變粗糙，具體來說，十點(diǎn)平均粗糙度(Rz)超過15 μ m時(shí)，有時(shí)與絕緣粘合層2b之間難以確保充分的密合性。一方面，當(dāng)粘合面的表面較致密，具體來說，在表面粗糙度小于O. I μ m時(shí)，則在與絕緣粘合層2b的界面容易產(chǎn)生微空隙，耐電壓有時(shí)會(huì)降低。<導(dǎo)體箔I的厚度>導(dǎo)體箔I的厚度并未特別限定，可根據(jù)所制造的金屬基底基板及金屬基底電路基板的要求特性作適當(dāng)設(shè)定，但優(yōu)選O. 018 O. 5mm,特別優(yōu)選O. 035 O. 14mm。導(dǎo)體箔I的厚度太薄時(shí)，在制造工序中，處理時(shí)容易產(chǎn)生中間材料起皺或彎折而導(dǎo)致不良情況的發(fā)生。另外，導(dǎo)體箔I的厚度太厚時(shí)，則導(dǎo)致生產(chǎn)率降低。其次，針對本實(shí)施方式的金屬基底基板14的制造方法進(jìn)行說明。圖2是表示本實(shí)施方式的金屬基底基板的制造方法的流程圖。另外，圖3是示意性表示其層合工序S2 金屬基材層合工序S5的剖視圖，圖4是示意性表示第二固化工序S6的剖視圖。如圖2所示，本實(shí)施方式的金屬基底基板14的制造方法，按順序進(jìn)行以下的工序?qū)⒔^緣粘合劑2的各成分分散的工序(分散工序SI);在導(dǎo)體箔I上層合絕緣粘合劑2的工序(絕緣粘合劑層合工序S2);加熱絕緣粘合劑2以形成B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a的工序(第一固化工序S3);將導(dǎo)體箔I與絕緣粘合層2a的復(fù)合體5剪裁成預(yù)定長度的工序(剪裁工序S4);在絕緣粘合層2a上層合金屬基材6的工序(金屬基材層合工序S5);通過在預(yù)定條件下進(jìn)行加熱加壓，使B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a成為C階段狀態(tài)的絕緣粘合層2b的工序(第二固化工序S6)。[分散工序SI]分散工序SI是將絕緣粘合劑2的各成分均勻地分散的工序，在該絕緣粘合劑2中，為了獲得良好的分散狀態(tài)而摻合有濕潤分散劑。在此，將絕緣粘合劑2分成“分散介質(zhì)”和“分散相”來考慮時(shí)，分散工序SI是使分散相均勻地分散到分散介質(zhì)中的工序,且具有以下過程,即通過以剪裁力為主的機(jī)械力，一邊使分散相粉碎一邊混入分散介質(zhì)中的過程、以及分散介質(zhì)使分散相的表面濕潤的過程。另外，分散工序SI優(yōu)選為具有分散介質(zhì)使分散
相濕潤的過程、以及分散介質(zhì)中的分散相不再凝集及沉淀的穩(wěn)定化的過程，具體而言是填料不再凝集、沉淀的過程?！礉駶櫡稚禎駶櫡稚┚哂刑岣叻稚⑾啾砻娴臐駶櫺约胺€(wěn)定性，抑制空隙的產(chǎn)生的效果。在本實(shí)施方式所使用的濕潤分散劑只要是能夠在分散相的表面發(fā)生取向且可獲得在分散劑中的充分的濕潤性及穩(wěn)定性即可，例如，可使用具有氨基、酰胺基、氨基酰胺基、磷酸或羧基等酸基或堿基作為吸附基團(tuán)的共聚化合物。此外，優(yōu)選為在分散工序Si中并用濕潤分散劑、表面調(diào)節(jié)劑、消泡劑及硅烷偶聯(lián)劑等。<分散介質(zhì)>絕緣粘合劑2中的“分散介質(zhì)”例如由環(huán)氧樹脂、固化劑、固化催化劑及溶劑等所構(gòu)成。環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂賦予發(fā)熱電子部件安裝用的印刷配線板所需的電特性、與導(dǎo)體箔或金屬基材的密合性、耐熱性等。其具體例，例如可舉出雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、多官能環(huán)氧樹脂(甲酚的酚醛清漆環(huán)氧樹脂、二環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂等)、環(huán)式脂肪族環(huán)氧樹月旨、縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂等。其中，優(yōu)選為能取得包含密合性、耐熱性、電氣特性、柔軟性及成本在內(nèi)的特性的平衡的雙酚A或F型環(huán)氧樹脂，特別優(yōu)選環(huán)氧當(dāng)量在400以下的樹脂。另外，為了提高B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a的保存穩(wěn)定性及在加熱加壓工序中的成形性，在絕緣粘合劑2中，除了添加上述的環(huán)氧樹脂以外，還可添加高分子量的雙酚A型環(huán)氧樹脂或雙酚F型環(huán)氧樹脂。該情況下的環(huán)氧當(dāng)量優(yōu)選為800以上。固化催化劑被摻合于絕緣粘合劑2中的固化劑促進(jìn)環(huán)氧基的自聚合反應(yīng)、環(huán)氧基與活性氫化合物的加成反應(yīng)、以及環(huán)氧基與酸酐基的共聚縮合反應(yīng)，優(yōu)選能夠?qū)⒎磻?yīng)起始溫度控制在60°C左右的固化催化劑。其具體的例子，可列舉出叔胺、咪唑類、硼鎗鹽化合物等。在此，所謂“反應(yīng)起始溫度”是指在利用DSC加熱固化絕緣粘合劑2時(shí)所得到的發(fā)熱曲線中，根據(jù)基線與由曲線的上升而引出的外推線的交點(diǎn)所求得的溫度。
固化劑環(huán)氧樹脂雖可僅使用前述的固化催化劑進(jìn)行固化反應(yīng)，但也可進(jìn)一步并用固化齊U。在絕緣粘合劑2中添加固化劑時(shí)，優(yōu)選為相對于環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量I而言，以固化劑的活性氫當(dāng)量(或酸酐當(dāng)量)為O. 01 3. O的方式進(jìn)行摻合。構(gòu)成“分散劑”的固化劑，可列舉出與環(huán)氧基反應(yīng)的活性氫化合物(具有氨基、羧基、羥基、硫醇基等的化合物)或具有酸酐基的化合物等。其中優(yōu)選為具有與環(huán)氧基的反應(yīng)起始溫度高的羥基及/或羧基的化合物、酸酐、或含有這些當(dāng)中的I種或2種的化合物。另外，在賦予B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a處理性的情況下，固化劑優(yōu)選為在主鏈中具有柔性優(yōu)異的脂肪族環(huán)、脂肪族鏈、聚亞烷基二醇等。具體而言，可列舉出如3-十二烷基琥拍酸酐、脂肪族二元酸聚酐(dibasic polyanhydrides )等。構(gòu)成“分散介質(zhì)”的溶劑只要是和環(huán)氧樹脂及固化劑互溶者即可，例如可使用乙二醇單丁醚等。該溶劑的摻合量優(yōu)選為相對于環(huán)氧樹脂、固化劑及無機(jī)填料的總量在10質(zhì)量份以下。溶劑的量太多時(shí)，在后述的絕緣粘合劑層合工序S2中，會(huì)有難以在減壓情況下除去微空隙的情形。〈分散相〉分散相優(yōu)選為電絕緣性且熱傳導(dǎo)性良好的無機(jī)填料，作為該類無機(jī)填料，例如可舉出二氧化娃、氧化招、氮化招、氮化娃、氮化硼、氧化鎂、氧化鈹?shù)?。另外，絕緣粘合劑層2中的無機(jī)填料的摻合量，優(yōu)選為相對于所形成的絕緣粘合層2b的總體積，無機(jī)填料含有率成為35 80體積％。絕緣粘合層2b中的無機(jī)填料含有率小于35體積％時(shí)，難以獲得所需的熱傳導(dǎo)率。另外，無機(jī)填料含有率超過80體積％時(shí)，會(huì)變成高黏度，在絕緣粘合層2a、2b形成時(shí)容易產(chǎn)生微空隙，有時(shí)會(huì)對耐電壓或密合性造成不良影響。再者，為了避免因無機(jī)填料所造成的增黏并抑制微空隙的產(chǎn)生，優(yōu)選混合2種以上不同粒徑的無機(jī)填料。< 裝置 >在分散工序SI中所使用的分散裝置，只要是能賦予足以使分散相粉碎并被混入分散介質(zhì)中的剪裁力即可，例如，可使用珠磨機(jī)、捏和機(jī)、三輥、單螺桿混練擠出機(jī)、雙螺桿混練擠出機(jī)、行星式攪拌機(jī)等的分散裝置。再者，本實(shí)施方式的金屬基底基板的制造方法中，優(yōu)選為在分散工序SI的最后，單獨(dú)利用真空、超聲波、離心力、振動(dòng)、加熱等方法或組合使用多種方法而進(jìn)一步減少空隙。[絕緣粘合劑層合工序S2]如圖3所示，絕緣粘合劑層合工序S2 —邊抽出輥狀的導(dǎo)體箔I 一邊在導(dǎo)體箔I上層合在前述的分散工序SI中制作的絕緣粘合劑2的工序。作為進(jìn)行該絕緣粘合劑層合工序S2的絕緣粘合層連續(xù)成形部8的方式,例如可適用模具涂布(die coater)、點(diǎn)涂布、棍涂布、桿涂布、凹版印刷涂布、同時(shí)模具涂布、淋幕涂布、刮刀涂布、噴涂及網(wǎng)版印刷等方法。另外，通過提高導(dǎo)體箔I在絕緣粘合劑層合面對絕緣粘合劑2的濕潤性，在層合絕緣粘合劑2時(shí)，可減少在絕緣粘合劑2與導(dǎo)體箔I的界面卷入空隙。作為提高對絕緣粘合劑2的濕潤性的方法，例如可舉出以下的2個(gè)方法，這些方法可單獨(dú)進(jìn)行，也可組合進(jìn)行。(I)在層合絕緣粘合劑2之前，通過在輥狀的導(dǎo)體箔I的涂布面上連續(xù)地進(jìn)行等離子處理、電暈處理或準(zhǔn)分子光洗凈處理，從而提高對絕緣粘合劑2的濕潤性的方法。(2)通過加熱絕緣粘合層連續(xù)成形部8而使絕緣粘合劑2低黏度化，以提高對導(dǎo)體箔I的涂布面濕潤性的方法。[第一固化工序S3]如圖3所示，第一固化工序S3是對層合于被連續(xù)供給的導(dǎo)體箔I上的絕緣粘合劑2進(jìn)行加熱，從而固化至B階段狀態(tài)而形成絕緣粘合層2a的工序。此外，作為加熱絕緣粘合劑2的加熱爐9，例如可使用熱風(fēng)式、遠(yuǎn)紅外線式或并用它們的方式等。在此，所謂“B階段狀態(tài)”是指使通過加熱處理而進(jìn)行的絕緣粘合劑2中環(huán)氧樹脂與固化劑及固化催化劑的反應(yīng)在中途停止的半固化狀態(tài)。具體而言，在常溫下(25°C)是固體狀態(tài)，且以高溫(60°C以上)下加熱時(shí)會(huì)再熔融的狀態(tài)。以定量來表示時(shí)是指在固化率項(xiàng)目下記載的固化率為5 80%的狀態(tài)?！?br> 另外，通過調(diào)整B階段狀態(tài)的反應(yīng)率可改善制造時(shí)的生產(chǎn)率。具體而言，通過將固化反應(yīng)率設(shè)為50 70%，可獲得不粘手(tack-free)的B階段狀態(tài)的絕緣粘合層表面。若為不粘手，則也可以不使用保護(hù)膜，從作業(yè)、成本方面考慮是理想的。再者，B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a的反應(yīng)起始溫度優(yōu)選在60°C以上。當(dāng)在該階段的反應(yīng)起始溫度小于60°C時(shí)，因作業(yè)環(huán)境的不同，在后述的金屬基材層合工序S5與第二固化工序S6之間會(huì)進(jìn)行固化反應(yīng)，使得在第二固化工序S6中，熔融的B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a無法充分地濕潤金屬基材6的表面。這樣，在固化反應(yīng)結(jié)束后，在C階段狀態(tài)的絕緣粘合層2b與金屬基材6的界面會(huì)產(chǎn)生空隙或剝離，耐電壓特性或密合性會(huì)降低。[剪裁工序S4]在剪裁工序S4中，將第一固化工序S3后的導(dǎo)體箔I與B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a的復(fù)合體5剪裁成預(yù)定長度并加工成片狀。作為剪裁該復(fù)合體5的剪裁部11的方式，例如，可使用旋轉(zhuǎn)鋸刃、刀刃及剪切刃等進(jìn)行剪裁的方法。此外，也可以在剪裁部11之前配置夾持輥10等，且在B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a之上層合聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚乙烯等的表面保護(hù)膜。[金屬基材層合工序S5]如圖3所示，在金屬基材層合工序S5中，在絕緣粘合層2a上層合金屬基材6以做成層合體7。[第二固化工序S6]第二固化工序S6是通過對層合體7加熱加壓，使B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a固化成C階段狀態(tài)而形成絕緣粘合層2b的工序。該方法并未特別限定，但優(yōu)選為如圖4所示，由一對加熱加壓板13a、13b夾持層合體7，一邊加壓一邊加熱。<加熱加壓條件>此時(shí)的條件是加熱溫度范圍設(shè)為70 260°C，壓力范圍設(shè)為0.1 10MPa。由此，可以抑制空隙的產(chǎn)生，并提高密合性。另外，在第二固化工序S6中，優(yōu)選為將環(huán)境氣體減壓到約40kPa (30mmHg)以下。通過同時(shí)對層合體7進(jìn)行加熱和加壓，熔融的B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a可將金屬基材6表面充分地濕潤。另外，通過將層合體7放置于約40kPa(30mmHg)以下的減壓環(huán)境氣體下，可將B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a的表面和金屬基材6的界面的空氣予以脫氣。其結(jié)果，絕緣粘合層2a的固化反應(yīng)結(jié)束后，可獲得在C階段狀態(tài)的絕緣粘合層2b與金屬基材6的界面無空隙且密合性良好的金屬基底基板14。如以上所詳述，在本實(shí)施方式的金屬基底基板的制造方法中，將摻合濕潤分散劑后進(jìn)行均勻地分散而得到的絕緣粘合劑層合在導(dǎo)體箔上而形成B階段狀態(tài)的絕緣粘合劑層，然后，在其上層合金屬基材，使絕緣粘合層以預(yù)定條件固化至C階段狀態(tài)，因而可制造出絕緣粘合層中不殘存空隙、高質(zhì)量且高散熱的金屬基底基板。(第一實(shí)施方式的變形例)前述的第一實(shí)施方式的金屬基底基板的制造方法中，是在剪裁工序S4之后進(jìn)行金屬基材層合工序S5，但本發(fā)明并未限定于此，也可以在層合金屬基材6之后再進(jìn)行剪裁。圖5是表示涉及本發(fā)明第一實(shí)施方式的變形例的金屬基底基板的制造方法的流程圖，圖6是不意性表不其層合工序S12 到裁工序S15的圖。此外，圖6中，對于和圖3所不的制造方法的構(gòu)成要素相同者賦予相同的符號，且省略其詳細(xì)說明。 如圖5及圖6所示，在本變形例的金屬基底基板的制造方法中，按順序進(jìn)行以下工序?qū)⒔^緣粘合劑2的各成分分散的工序(分散工序Sll);在導(dǎo)體箔I上層合絕緣粘合劑2的工序(絕緣粘合劑層合工序S12);將絕緣粘合劑2加熱以形成B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a的工序(第一固化工序S13);在絕緣粘合層2a上層合金屬基材6的工序(金屬基材層合工序S14);將導(dǎo)體箔I與絕緣粘合層2a的復(fù)合體5剪裁成預(yù)定長度的工序(剪裁工序S15)；以預(yù)定條件進(jìn)行加熱加壓，由此使B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a成為C階段狀態(tài)的絕緣粘合層2b的工序(第二固化工序S16)。這樣，通過在絕緣粘合層2a上層合金屬基材6之后進(jìn)行剪裁，可以提高生產(chǎn)率。此夕卜，本變形例中的上述以外的構(gòu)成及固化是與前述的第一實(shí)施方式相同。(第二實(shí)施方式)其次，針對涉及本發(fā)明第二實(shí)施方式的金屬基底電路基板的制造方法進(jìn)行說明。圖7是示意性表示本實(shí)施方式的金屬基底電路基板的構(gòu)成的剖視圖。如圖7所示，本實(shí)施方式的金屬基底電路基板17使用由前述的第一實(shí)施方式或其變形例的方法所制造的金屬基底基板14，在絕緣粘合層2b上形成導(dǎo)體圖案(未圖示)和有機(jī)絕緣被膜19。其次，針對涉及本發(fā)明第二實(shí)施方式的金屬基底電路基板17的制造方法進(jìn)行說明。圖8是表示本實(shí)施方式的金屬基底電路基板的制造方法的流程圖。如圖8所示，在本實(shí)施方式的金屬基底電路基板的制造方法中，在通過前述的第一實(shí)施方式或其變形例的方法所制造的金屬基底基板14的導(dǎo)體箔I上進(jìn)行形成導(dǎo)體圖案的工序(圖案形成工序S7)及在圖案上形成被膜的工序(被膜形成工序S8)，從而制造圖7所示的金屬基底電路基板17。[圖案形成工序S7]在圖案形成工序S7中，首先，利用絲網(wǎng)印刷法或相片顯影法將蝕刻抗蝕劑形成在金屬基底基板14的導(dǎo)體箔I上，以掩膜導(dǎo)體箔I的表面的特定位置。在該狀態(tài)下，將導(dǎo)體箔I的一部分用氯化鐵蝕刻液、氯化銅蝕刻液、過氧化氫/硫酸蝕刻液、堿性蝕刻液等予以腐蝕溶解后，將蝕刻抗蝕劑剝離。由此，在絕緣粘合層2b上形成導(dǎo)體圖案(未圖示)。[被膜形成工序S8]在被膜形成工序S8中，利用絲網(wǎng)印刷法或相片顯影法等方法在絕緣粘合層2b及導(dǎo)體圖案(未圖示)上形成有機(jī)絕緣被膜19。<有機(jī)絕緣被膜>
有機(jī)絕緣被膜19優(yōu)選為在預(yù)定位置設(shè)置有電子部件連接用的開口部。另外，有機(jī)絕緣被膜19的材質(zhì)，只要可滿足金屬基底電路基板的要求，如保護(hù)基板表面，使其免于受到部件安裝時(shí)所使用的焊劑影響等即可，并未特別限定。再者，為提高LED等發(fā)光零件的亮度，也可以在有機(jī)絕緣被膜19中添加氧化鈦或硫酸鋇等白色顏料。另外，為了提高散熱性，亦可添加二氧化硅、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、氮化硼、氧化鎂、氧化鈹?shù)葻醾鲗?dǎo)率優(yōu)異的無機(jī)填料。如以上所詳述，在本實(shí)施方式的金屬基底電路基板的制造方法中，由于使用由前述的第一實(shí)施方式或其變形例的方法所制造的金屬基底基板14，因而可制造出絕緣粘合層2b中不殘存空隙、高質(zhì)量且高散熱的金屬基底電路基板。[實(shí)施例]以下，列舉本發(fā)明的實(shí)施例及比較例，并具體說明本發(fā)明的效果。在本實(shí)施例中，制作在本發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)施例I 5的金屬基底基板及金屬基底電路基板，并評價(jià)其性能?！ち硗?，一并制作偏離本發(fā)明范圍的比較例1、2的金屬基底基板及金屬基底電路基板，并進(jìn)行同樣的評價(jià)。(實(shí)施例I)分散工序SI作為A階段狀態(tài)的絕緣粘合劑原料，相對于雙酚A型環(huán)氧樹脂(大日本油墨化學(xué)工業(yè)股份有限公司制EPICL0N-828)，添加當(dāng)量比為O. 9的酚醛清漆樹脂(明和化成股份有限公司制HF-4M)作為固化劑。另外，將平均粒徑是I. 2 μ m的破碎狀粗粒子的氧化硅(龍森股份有限公司制A-I)與平均粒徑是10 μ m的破碎狀粗粒子的氧化硅(林化成股份有限公司制SQ-10) 一起摻合，使其總量在絕緣粘合劑中為59體積％ (粗粒子和微粒子的質(zhì)量比為9 I)。進(jìn)而，相對于環(huán)氧樹脂和固化劑及無機(jī)填料的合計(jì)100重量份，添加O. I重量份的咪唑類固化催化劑(四國化成股份有限公司制2PZ)、0. 05重量份的濕潤分散劑(楠本化成股份有限公司制DISPARLON 1850),7重量份的作為溶劑的乙二醇單丁基醚(三協(xié)化學(xué)股份有限公司制丁基溶纖劑)，以及作為硅烷偶聯(lián)劑的3- (2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷2重量份(東麗 道寧股份有限公司制Z-6020)。然后將這些成分均勻地分散而制成絕緣粘合劑2。層合工序S2輥狀的導(dǎo)體箔14是使用寬500mm、厚70 μ m的銅箔，一邊將其連續(xù)地抽出一邊利用刮涂法將A階段狀態(tài)的絕緣粘合劑2以寬480mm、厚100 μ m連續(xù)成形在銅箔上。第一固化工序S3 翦裁工序S4之后，利用加熱固化爐9使絕緣粘合劑2連續(xù)地固化成B階段狀態(tài)，形成絕緣粘合層2a。接著，將銅箔與B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a的復(fù)合體5剪裁成寬500mm、長500mm的片狀。此時(shí)，B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a的反應(yīng)起始溫度為95°C，固化率為64%。金屬基材層合工序S5 第二固化工序S6在剪裁成片狀的導(dǎo)體箔(銅箔)I與B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a的復(fù)合體5上，層合作為金屬基材6的經(jīng)過了脫脂處理的招板(厚I. Omm>寬500mm、長500mm)。之后，在25mmHg的減壓環(huán)境下，在190°C、3MPa的條件下進(jìn)行3小時(shí)加熱加壓處理，得到實(shí)施例I的金屬基底基板。圖案形成工序S7在通過網(wǎng)版印刷將蝕刻抗蝕劑形成于由前述的方法制造的實(shí)施例I的金屬基底電路基板的導(dǎo)體箔(銅箔)1上之后，以氯化鐵蝕刻液腐蝕溶解導(dǎo)體箔，再以堿性水溶液剝離蝕刻抗蝕劑，形成導(dǎo)體圖案。被膜形成工序S8在利用相片顯影法形成有機(jī)絕緣被膜19之后，通過模具加工成所期望的大小(IOmmX 460mm),從而形成實(shí)施例I的金屬基底電路基板。(實(shí)施例2)
除了在將導(dǎo)體箔(銅箔)I與B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a的復(fù)合體5剪裁成片狀之前層合作為金屬基材6的招板(厚I. 0mm、寬500mm、長500mm)以夕卜,其余均以和實(shí)施例I同樣的方法及條件，制作實(shí)施例2的金屬基底基板及金屬基底電路基板。(實(shí)施例3)除了在第二固化工序S6時(shí)，在大氣壓(760mmHg)下以190°C、3MPa進(jìn)行3小時(shí)的加熱加壓處理之外，其余均以和實(shí)施例I同樣的方法及條件，制作實(shí)施例3的金屬基底基板及金屬基底電路基板。(實(shí)施例4)除了在絕緣粘合劑2中相對于雙酚A型環(huán)氧樹脂(大日本油墨化學(xué)工業(yè)股份有限公司制EPICL0N-828) 100質(zhì)量份，添加70質(zhì)量份的苯氧基樹脂(東都化成制FX316)之外，其余均以和實(shí)施例I同樣的方法及條件，制作實(shí)施例4的金屬基底基板及金屬基底電路基板。此時(shí)，B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a的反應(yīng)起始溫度為110°C，反應(yīng)率為63%。(實(shí)施例5)除了在絕緣粘合劑2中相對于酚醛清漆樹脂(明和化成股份有限公司制HF-4M)100質(zhì)量份，添加40質(zhì)量份的3-十二烷基琥珀酸酐之外，其余均以和實(shí)施例I同樣的方法及條件，制作實(shí)施例5的金屬基底基板及金屬基底電路基板。此時(shí)，B階段狀態(tài)的絕緣粘合層2a的反應(yīng)起始溫度為90°C，反應(yīng)率為64%。(比較例I)除了在第一固化工序S3中，利用加熱固化爐9使導(dǎo)體箔(銅箔)1上的絕緣粘合劑2固化后的固化率是3%不同之外，其余是以和實(shí)施例I同樣的方法及條件，制作比較例I的金屬基底基板及金屬基底電路基板。(比較例2)除了在第一固化工序S3中，利用加熱固化爐9使導(dǎo)體箔(銅箔)1上的絕緣粘合劑2固化后的固化率是83%之外，其余均以和實(shí)施例I同樣的方法及條件，制作比較例2的金屬基底基板及金屬基底電路基板。其次，將通過前述的方法所制作的實(shí)施例I 5及比較例1、2的金屬基底基板及金屬基底電路基板，利用以下所示的方法進(jìn)行評價(jià)。<耐電壓>針對實(shí)施例及比較例的各金屬基底基板，將導(dǎo)體箔與金屬基材間的施加開始電壓設(shè)為O. 50kV，每20秒升壓O. 20kV，測定絕緣粘合層的絕緣未破壞的最大電壓。
<銅箔剝離強(qiáng)度>針對實(shí)施例及比較例的各金屬基底基板，測定將寬IOmm的導(dǎo)體箔以50mm/分鐘的速度剝離50mm時(shí)的荷重的最低值。<熱傳導(dǎo)率>利用腐蝕溶解從實(shí)施例及比較例的各金屬基底基板除去金屬基材6和導(dǎo)體箔1，取出絕緣粘合層。然后以氙氣閃光燈法(NETZSCH股份有限公司制LFA 447Nanoflash)測定該絕緣粘合層的熱傳導(dǎo)率。<空隙率>空隙率根據(jù)下述數(shù)學(xué)式I算出。具體而言，是利用腐蝕溶解從實(shí)施例及比較例的各金屬基底基板除去金屬基材6和導(dǎo)體箔1，取出絕緣粘合層。然后，由C階段狀態(tài)的絕緣粘合層切出Icm的四方形，利用光學(xué)顯微鏡(100倍)對其表面進(jìn)行觀察，根據(jù)空隙的數(shù)量和直徑求出空隙的體積,并通過下述數(shù)學(xué)式I算出空隙率。[數(shù)學(xué)式I]空隙率(％)=(空隙的體積/C階段狀態(tài)的絕緣粘合層的體積)XlOO <最高溫度>通過網(wǎng)版印刷方式在實(shí)施例及比較例的各金屬基底電路基板的導(dǎo)體圖案上的電子部件安裝部印刷了錫膏之后，安裝LED (日亞化學(xué)股份有限公司制NESW425C)并進(jìn)行了回流加熱。然后，對安裝有LED的金屬基底電路基板測定施加電壓后的LED及電路基板的最高溫度。此外，LED及電路基板的溫度是通過紅外線熱曲線圖(山武商會(huì)FLIR SC600)進(jìn)行測定。以上的結(jié)果匯總并示出于下述表I。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種金屬基底基板的制造方法，是在金屬基材上按順序?qū)雍辖^緣粘合劑層和導(dǎo)體層而制造金屬基底基板的方法，該金屬基底基板的制造方法包括 分散工序，使分散相分散在含有濕潤分散劑且構(gòu)成所述絕緣粘合層的絕緣粘合劑的分散介質(zhì)中； 層合工序，一邊抽出輥狀的導(dǎo)體箔，一邊在所述導(dǎo)體箔上層合所述絕緣粘合劑； 第一固化工序，加熱導(dǎo)體箔上的絕緣粘合劑使其固化至B階段狀態(tài)，形成導(dǎo)體箔和B階段狀態(tài)的絕緣粘合層的復(fù)合體； 金屬基材層合工序，在所述B階段狀態(tài)的絕緣粘合層上層合金屬基材以獲得層合體；以及 第二固化工序，在70 260°C、0. I IOMPa的條件下對所述層合體加熱加壓，使B階段狀態(tài)的絕緣粘合層固化至C階段狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求I所述的金屬基底基板的制造方法，還包括 片狀剪裁工序，將所述第一固化工序后的復(fù)合體或所述金屬基材層合工序后的層合體，剪裁成片狀。
3.如權(quán)利要求I或2所述的金屬基底基板的制造方法，其特征在于， 絕緣粘合劑含有環(huán)氧樹脂及無機(jī)填料。
4.如權(quán)利要求I至3中任意一項(xiàng)所述的金屬基底基板的制造方法，其特征在于， 在通過所述第一固化工序所獲得的復(fù)合體中，B階段狀態(tài)的絕緣粘合層的反應(yīng)起始溫度在60 250 0C ο
5.如權(quán)利要求I至4中任意一項(xiàng)所述的金屬基底基板的制造方法，其特征在于， 在通過所述第二固化工序所獲得的層合體中，C階段狀態(tài)的絕緣粘合層的熱傳導(dǎo)率是I. O 15. Off/ Cm · K)。
6.—種金屬基底電路基板的制造方法，包括 圖案形成工序，是在通過權(quán)利要求I至5中任意一項(xiàng)所述的金屬基底基板的制造方法所制造的基板的導(dǎo)體箔上，形成導(dǎo)體圖案；以及 被膜形成工序，在所述導(dǎo)體圖案上形成有機(jī)絕緣被膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種絕緣粘合層中不殘存空隙、高品質(zhì)且高散熱的發(fā)熱電子部件安裝用的金屬基底基板的制造方法及電路基板的制造方法。包括如下工序使分散相分散在含有濕潤分散劑的絕緣粘合劑的分散介質(zhì)中的分散工序(S1)；一邊抽出輥狀的導(dǎo)體箔(1)，一邊在導(dǎo)體箔(1)上層合絕緣粘合劑(2)的絕緣粘合劑層合工序(S2)；加熱導(dǎo)體箔(1)上的絕緣粘合劑(2)，形成導(dǎo)體箔(1)和B階段狀態(tài)的絕緣粘合層(2a)的復(fù)合體(5)的第一固化工序(S3)；在B階段狀態(tài)的絕緣粘合層(2a)上層合金屬基材(6)，以獲得層合體(7)的金屬基材層合工序(S5)；及在預(yù)定條件下將層合體(7)加熱加壓，使B階段狀態(tài)的絕緣粘合層(2a)成為C階段狀態(tài)的絕緣粘合層(2b)的第二固化工序(S6)，由此成為金屬基底基板(14)。另外，根據(jù)需要，還包括將復(fù)合體(5)或?qū)雍象w(7)剪切成片狀的片狀剪裁工序(S4、S15)。
文檔編號H05K3/44GK102907186SQ201180023190
公開日2013年1月30日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者西太樹, 宮川健志, 八島克憲, 大越健介, 石倉秀則 申請人:電氣化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社