DE4427994A1 - Metallbasisplatine und elektronische Einrichtung, die diese verwendet - Google Patents

Metallbasisplatine und elektronische Einrichtung, die diese verwendet

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Description

Diese Erfindung betrifft eine Metallbasisplatine mit einem metallischen Basisabschnitt, einem Schaltungsleiterab­ schnitt sowie einem Isolierabschnitt, der zwischen dem Schaltungsleiterabschnitt und dem Basisabschnitt vorgesehen ist, und insbesondere eine Metallbasisplatine, die bei ei­ ner Halbleitervorrichtung zur Leistungssteuerung verwendet wird, die in einer elektronischen Einrichtung eingebaut ist und viel Wärme erzeugt.
Bei elektronischen Steuervorrichtungen wie einem Inverter, einem Servoverstärker und einem Spindelverstärker weist eine Halbleitereinrichtung zur Leistungssteuerung Dioden, Transistoren, IGFETs und MOSFETs mit hoher Kapazität auf. Es gibt eine sogenannte "DBC-Platine" als Platine für eine in einem elektronischen Schaltkreis verwendete Schaltung wie einem Leistungssteuerabschnitt, der eine große Wärme­ menge erzeugt. Die DBC-Platine weist eine Metallplatte für eine Leiterschaltung, ein keramisches Isoliermaterial sowie eine wärmeleitfähige Metallplatte auf, die an die Basis des keramischen Isoliermaterials angefügt ist. Die in der DBC- Platine verwendete Metallplatte kann beispielsweise eine Kupferplatte sein. Das verwendete keramische Isoliermate­ rial kann beispielsweise Aluminiumoxidkeramik oder Alumi­ niumoxidkeramik sein. Die wärmeleitfähige Platte kann bei­ spielsweise eine Kupferplatte sein. Wird als keramisches Isoliermaterial ein Material wie Aluminiumoxidkeramik oder nitriertes Aluminiumoxidkeramiknitrid verwendet, die beide eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, dann wird die in einer Leiterschaltung erzeugte Wärme rasch zu einer Metall­ platte übertragen. Da außerdem das Material selbst keramisch ist, wird der Materialabbau aufgrund der Koronaentladung unterdrückt und die Beständigkeit gegen die elektrische Entladung wird ebenfalls verbessert.
Da sich allerdings die Wärmeausdehnungszahl der Schicht aus keramischem Isoliermaterial von derjenigen der wärmeleitfä­ higen Metallplattenschicht unterscheidet, ist die Wärmezy­ kluscharakteristik ziemlich mäßig, und in der angrenzenden Grenzschicht können Risse erzeugt werden. Aufgrund von Be­ schränkungen beim Herstellungsverfahren für Keramiken läßt sich auch eine großflächige Platte nur schwer herstellen. Ein Keramikprodukt ist bei Verwendung der herkömmlichen Herstellungsmethode typischerweise auf eine Abmessung von etwa 150 mm×150 mm begrenzt. Darüberhinaus müssen die Ma­ terialien bei dem Herstellungsverfahren für die herkömmli­ che Platine auf eine hohe Temperatur erhitzt werden, und damit ist das Herstellungsverfahren im Ergebnis bei hohen Produktionskosten sehr kompliziert.
Zur Lösung der oben beschriebenen Probleme mit der DBC-Pla­ tine wurde die Verwendung einer Metallbasisplatine vorge­ schlagen, bei der eine Isolierschicht aus einem organischen Polymeren und einer Metallfolie vorgesehen und mit einem Kleber an eine wärmeleitfähige Metallplatte geklebt ist. In Fig. 7 ist gezeigt, daß bei dieser Metallplatte 70 ein Schaltungsleiter 3 über einer Isolierschicht 2 ausgebildet ist, die an der Oberseite der wärmeleitfähigen Metallplatte 1 ein organisches Isoliermaterial aufweist, in dem einer Isolierschicht 2 ein körniges anorganisches Füllmaterial beigegeben ist. Diese Ausgestaltung ist beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 6235/1971 und der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 9650/1972 offen­ bart. Zwischen dem Leiter 3 und der Platte 1 ist ein Entla­ dungspfad 71 zu sehen.
Allgemein weist das eine Isolierschicht bildende Isolierma­ terial im Vergleich zu der von in der DBC-Platine verwende­ ten Keramik eine wesentlich niedrigere Wärmeleitfähigkeit auf, aber die Wärmeleitfähigkeit wird durch die Beigabe ei­ nes anorganischen Füllmaterials wie Aluminiumoxid oder Si­ liciumoxid erleichtert. Darüberhinaus wird die Wärmeleit­ fähigkeit auf einen gewünschten Pegel erhöht, indem die Dicke der Isolierschicht auf etwa 7% bis 30% derjenigen der DBC-Platine reduziert wird.
Die technischen Dokumente, die mit dieser Erfindung in Zu­ sammenhang stehen, umfassen die offengelegte japanische Ge­ brauchsmusterveröffentlichung Nr. 106775/1991, die ein "Metal Base Board" offenbart, die offengelegte japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 73966/1988, die ein "Heat-Radiating Insulating Board" offenbart, die offenge­ legte japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 98253/ 1987, die ein "Printed-Circuit Board" offenbart, die offengelegte japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 244180/1991, die eine "Metal Base Laminated Plate" offen­ bart, die offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 27786/1990, die ein "Low Heat Resistance Circuit Board" offenbart, die offengelegte japanische Patentveröffentli­ chung Nr. 232795/1989, die ein "Method of Manufacturing a Metal Base Board" offenbart, sowie die offengelegte japani­ sche Patentveröffentlichung Nr. 232792/1990, die ein "Circuit Board" offenbart.
Insbesondere Fig. 1 oder Fig. 4 in der offengelegten japa­ nischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 106775/1991 of­ fenbaren eine Metallbasisplatine, bei der längliche organi­ sche Füllstoffe mit hoher Wärmeleitfähigkeit einer organi­ schen Isolierschicht beigegeben sind. Ihre Längsflächen sind der Metallbasisseite zugewandt oder statistisch ver­ teilt. Wegen der Beigabe der anorganischen Füllstoffe kann die von den auf dem Schaltungsleiter 3 einer Metallbasis­ platine 70 angebrachten Teilen wie Transistoren, Wider­ ständen und Kondensatoren abgestrahlte Wärme wirksam zur Ableitung nach außen übertragen werden.
Da außerdem in diesen Metallbasisplatinen ein organisches Polymerisoliermaterial verwendet wird, läßt sich bei gerin­ gen Kosten leicht eine Platine herstellen, die größer als eine DBC-Platine ist. Darüberhinaus ergibt sich nicht wie bei einer DBC-Platine das Problem der Bildung von Rissen aufgrund eines Wärmezyklus. Aus den oben beschriebenen Gründen wird eine Metallbasisplatine mit der oben beschrie­ benen Ausgestaltung in einer Leistungsschaltung oder ande­ ren, ähnlichen elektrischen Bauteilen verwendet, die eine große Wärmemenge erzeugen.
Allerdings wird bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Typ einer Metallbasisplatine einem organischen Polymermate­ rial ein körniges anorganisches Füllmaterial beigegeben, und die resultierende Mischung wird als Isoliermaterial verwendet. Allerdings baut organische Isolierschicht leicht ab, wenn sie einer elektrischen Entladung ausgesetzt wird, und das körnige Füllmaterial arbeitet nicht wirksam. Reicht nämlich der Abbau aufgrund der elektrischen Entladung bis zu dem Abschnitt mit dem beigegebenen organischen Füll­ material, dann wird der Abbau weiter längs der Grenzschicht des Abschnitts fortschreiten. Im Ergebnis ist der Füllstoff nicht immer bei der Verbesserung der Charakteristika der elektrischen Entladungsbeständigkeit wirksam.
Da die Dicke der Isolierschicht außerdem auf etwa 7% bis 30% der Dicke einer gewöhnlichen DBC-Platine reduziert ist, um die erwünschten Wärmestrahlungschakteristika zu gewährleisten, werden die Isoliercharakteristika unter hoher Spannung beeinflußt. Es sollte zunächst bemerkt wer­ den, daß bei Erhöhung der Dicke einer Isolierschicht die Beständigkeit gegenüber der elektrischen Entladung verbes­ sert wird, aber die Wärmestrahlungscharakteristika schlech­ ter werden, da die in dem Schaltungsleiter erzeugte Wärme kaum zu der Metallplatte übertragen wird. Es sei auch bemerkt, daß der herkömmliche Typ einer Metallbasisplatine zwar allgemein bei Anwendungen verwendet wird, die eine re­ lativ niedrige Betriebsspannung, z. B. 200 V Wechselspannung oder weniger erfordern, daß aber in jüngster Zeit eine Me­ tallbasisplatine häufig bei Anwendungen verwendet wird, bei denen ständig eine hohe Spannung in der Klasse von 400 V oder 600 V angelegt wird. Unter diesen zwei Bedingungen wird die Isolierschicht aus dem organischen Polymeren auf­ grund einer elektrischen Koronaentladung abbauen, und die Isoliercharakteristika der Isolierschicht erleiden Schaden. Da die Platte außerdem nicht sehr dick ist, ist die Lebens­ dauer bis zum endgültigen Durchbruch der Isolierung kurz.
Für dieses Problem gibt es mehrere Gründe. Befindet sich erstens Luft an einer Fläche längs eines Leiterschaltungs­ abschnitts einer Platine, dann liegen in der verarbeiteten Schicht mit Luft gefüllte Hohlraumabschnitte vor, selbst wenn der Abschnitt beispielsweise mit Resist oder einem Si­ liciumkapselungsmaterial bearbeitet worden ist. Zweitens wird bekanntlich eine elektrische Koronaentladung erzeugt, wenn eine hohe Wechselspannung an solche mit Luft gefüllten Hohlraumabschnitte angelegt wird. Drittens liegt bei den meisten organischen Polymermaterialien die Spannung, bei der die elektrische Koronaentladung beginnt, in einem Be­ reich von etwa 400 bis 500 V, obwohl dies von der Dicke je­ der Platine abhängt. Eine elektrische Koronaentladung kann nicht nur bei einer elektronischen Einrichtung mit einer Nennspannung von 400 V oder weniger, sondern auch bei einer elektronischen Einrichtung auftreten, für die die Nennspan­ nung über 400 V liegt, auftreten, wenn während des Dienst­ betriebs in Verbindung mit der elektronischen Steuerung von solchen Abschnitten wie einem Schalter eine Spannung von mehr als 400 V geladen wird.
Obwohl ferner das in der offengelegten japanischen Ge­ brauchsmusterveröffentlichung Nr. 106775/1991 offenbare "Metal Base Board" wirksam thermische Vorteile liefert, wie eine Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit und eine Reduzie­ rung der linearen Wärmeausdehnungszahl liefert, wird der Abbau aufgrund der elektrischen Entladung längs einer Grenzschicht fortschreiten, wie dies für die in Fig. 7 gezeigte Platine mit dem beigegebenen, körnigen anorgani­ schen Füllmaterial oben beschrieben ist, wenn ein Abbau aufgrund der elektrischen Entladung die Füllstoffe er­ reicht. Aus diesem Grund kann der Füllstoff nicht die Be­ ständigkeit der Metallbasisplatine gegen die elektrische Entladung verbessern.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, Metallbasisplatinen zu schaffen, die hervorragende Wärmestrahlungscharakteristika sowie eine hervorragende Beständigkeit gegen eine elektri­ sche Entladung liefern und selbst unter einer hohen Span­ nung verwendet werden können. Eine Aufgabe liegt auch darin, eine elektronische Einrichtung zu schaffen, die eine solche Metallbasisplatine verwendet und bei hoher Spannung arbeitet.
Bei der Metallbasisplatine nach der vorliegenden Erfindung und in der elektronischen Einrichtung, die diese verwendet, weist eine Isolierschicht ein organisches Isoliermaterial mit beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffen auf. Die Flachseiten der flockigen anorganischen Füllstoffe sind im wesentlichen parallel zu den Oberflächen des Schaltungs­ leiterabschnitts und des Basisabschnitts ausgerichtet, so daß die Platten mit dem anorganischen flockigen Füllstoff in geschichtetem Zustand gestapelt sind. Bei dieser Anord­ nung wird in dem Abschnitt mit den beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffen der Abbau aufgrund der Entladung verhindert oder wesentlich unterdrückt, selbst wenn in ei­ nem Hohlraum an der Oberfläche eines Schaltungsleiterab­ schnitts oder innerhalb einer Isolierschicht eine Korona­ entladung auftritt und das Isoliermaterial abgebaut wird. Als Ergebnis sind die Entladungsbeständigkeitscharakte­ ristika der gesamten Isolierschicht verbessert.
Bei einer Metallbasisplatine nach der vorliegenden Erfin­ dung und der elektronischen Einrichtung, die diese verwen­ det, weist der Isolierabschnitt ein organisches Isolier­ material mit flockigen anorganischen Füllstoffen und einem körnigen anorganischen Füllmaterial auf, wobei die Flach­ seiten der flockigen anorganischen Füllstoffe im wesent­ lichen parallel zu den Oberflächen des Schaltungsleiterab­ schnitts und des Basisabschnitts ausgerichtet sind, so daß die Materialien in geschichtetem Zustand gestapelt werden können. Als Ergebnis wird in dem Abschnitt mit den beige­ gebenen, flockigen organischen Füllstoffen der Abbau auf­ grund der Entladung verhindert oder im wesentlichen unter­ drückt, selbst wenn eine Entladung in einem Hohlraum längs der Oberfläche des Schaltungsleiters oder in einem Hohl­ raumabschnitt innerhalb der Isolierschicht auftritt und das organische Isoliermaterial aufgrund der Entladung abgebaut wird. Ebenso werden die Entladungsbeständigkeitscharakte­ ristika der gesamten Isolierschicht verbessert, und die Wärmeleitfähigkeit der Isolierschicht wird wegen des körnigen anorganischen Füllmaterials erhöht. Gleichzeitig kann die lineare Wärmeausdehnungszahl reduziert werden, so daß eine für die Bedingungen der praktischen Verwendung ge­ eignete Isolierschicht ausgebildet werden kann, indem ein festes Verhältnis des Füllmaterials geändert wird.
Bei einer Metallbasisplatine nach der vorliegenden Erfin­ dung und der diese verwendenden elektronischen Einrichtung weist der Isolierabschnitt eine Isolierschicht aus einem organischen Isoliermaterial mit beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffen und eine Isolierschicht aus einem organischen Isoliermaterial mit einem beigegebenen, körni­ gen anorganischen Füllmaterial, also insgesamt zwei Schich­ ten auf, wobei die Oberflächen der flockigen anorganischen Füllstoffe im wesentlichen parallel zu den Oberflächen des Schaltungsleiter- und Basisabschnitts ausgerichtet sind, so daß die Füllmaterialien in geschichtetem Zustand gestapelt werden können. Als Ergebnis wird selbst dann, wenn das or­ ganische Isoliermaterial aufgrund einer elektrischen Entla­ dung abgebaut wird, der Abbau aufgrund der elektrischen Entladung in dem Abschnitt mit den beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffen unterdrückt, oder der Abbau auf­ grund der elektrischen Entladung selbst wird verhindert, und die elektrischen Entladungsbeständigkeitscharakte­ ristika werden verbessert. Da ferner die Isolierschicht ein körniges anorganisches Füllmaterial aufweist, wird die Wärmeleitfähigkeit der Isolierschicht erhöht, und ebenso kann die lineare Wärmeausdehnungszahl reduziert werden. Mit dieser Anordnung läßt sich eine für die Bedingungen prakti­ scher Verwendung geeignete Isolierschicht ausbilden, indem das Dickenverhältnis zwischen den beiden organischen Isolierschichten geändert wird.
Bei der Metallbasisplatine nach der vorliegenden Erfindung und der elektronischen Einrichtung, die diese verwendet, weist der Isolierabschnitt mehrere Isolierschichten auf, wobei jede Isolierschicht eine organische Isolierschicht mit einem unterschiedlichen Typ eines flockigen anorgani­ schen Füllstoffs aufweist, die jeweils einen unterschiedli­ chen durchschnittlichen Teilchendurchmesser aufweisen. Die Füllstoffe, die zu wenigstens einem Typ der flockigen anor­ ganischen Füllmaterialien gehören, sind im wesentlichen parallel zu den Oberflächen des Schaltungsleiters und des Basisabschnitts ausgerichtet, so daß die Füllstoffe in ge­ schichtetem Zustand gestapelt werden können. Als Ergebnis wird selbst dann, wenn in einem Abschnitt des Schaltungs­ leiters längs der Oberfläche oder in einem Hohlraumab­ schnitt innerhalb der Isolierschicht eine elektrische Ent­ ladung auftritt und das organische Isoliermaterial aufgrund der elektrischen Entladung abgebaut wird, der Abbau auf­ grund der elektrischen Entladung in dem Abschnitt mit den beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffen unter­ drückt, oder der Abbau aufgrund der elektrischen Entladung selbst wird verhindert. Summarisch sind die elektrischen Entladungsbeständigkeitscharakteristika in der gesamten Isolierschicht verbessert. Darüberhinaus kann eine für die Bedingungen der praktischen Verwendung geeignete Isolier­ schicht ausgebildet werden, indem das Dickenverhältnis zwi­ schen mehreren organischen Isolierschichten geändert wird.
Bei der Metallbasisplatine und der elektronischen Einrich­ tung, die diese verwendet, weist der Isolierabschnitt ein organisches Isoliermaterial mit vielfach unterschiedlichen Typen flockiger anorganischer Füllstoffe auf, die jeweils aus einem unterschiedlichen Rohmaterial hergestellt sind, wobei die Oberflächen der flockigen anorganischen Füllmate­ rialien im wesentlichen parallel zu den Oberflächen des Schaltungsleiterabschnitts und des Basisabschnitts ausge­ richtet sind, so daß die Füllmaterialien in geschichtetem Zustand gestapelt werden können. Aus diesem Grund wird selbst dann, wenn in einem Abschnitt des Schaltungsleiters längs der Oberfläche oder in einem Hohlraum innerhalb der Isolierschicht eine elektrische Entladung auftritt und das organische Isoliermaterial aufgrund der elektrischen Entla­ dung abgebaut wird, der Abbau aufgrund der elektrischen Entladung in dem Abschnitt mit den beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffen unterdrückt, oder der Abbau auf­ grund der elektrischen Entladung selbst wird verhindert, wobei die elektrischen Entladungsbeständigkeitscharakteri­ stika in der gesamten Isolierschicht verbessert sind. Darüberhinaus können der Isolierschicht Eigenschaften verliehen werden, die dem Typ des Füllmaterials entspre­ chen; aus diesen Gründen kann eine Isolierschicht ausge­ bildet werden, die für die Bedingungen der praktischen Verwendung besser geeignet ist.
Bei der Platine nach der vorliegenden Erfindung und der elektronischen Einrichtung, die diese verwendet, weist der Isolierabschnitt mehrere Isolierschichten auf, wobei jede Schicht eine organische Isolierschicht mit flockigen anor­ ganischen Füllstoffen aufweist, die jeweils einen unter­ schiedlichen Teilchendurchmesser aufweisen, wobei die Ober­ flächen jedes flockigen organischen Füllstoffs im wesent­ lichen parallel zu den Oberflächen des Schaltungsleiter­ abschnitts und des Basisabschnitts ausgerichtet sind, so daß die Füllstoffe in geschichtetem Zustand gestapelt wer­ den können. Als Ergebnis wird selbst dann, wenn in einem Abschnitt des Schaltungsleiters entlang der Oberfläche oder in einem Hohlraum innerhalb der Isolierschicht eine elek­ trische Entladung auftritt und das organische Isoliermate­ rial aufgrund der elektrischen Entladung abgebaut wird, der Abbau aufgrund der elektrischen Entladung in dem Abschnitt mit den beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffen unterdrückt, oder der Abbau aufgrund der elektrische Entla­ dung selbst wird verhindert, wobei die elektrischen Entla­ dungsbeständigkeitscharakteristika in der gesamten Oberflä­ che verbessert sind. Da der Isolierschicht darüberhinaus Eigenschaften verliehen werden können, die dem Typ des Füllmaterials entsprechen, kann eine Isolierschicht ausgebildet werden, die für Bedingungen der praktischen Verwendung geeignet ist.
Weitere Aufgaben und Einzelheiten der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen zu verstehen.
Fig. 1 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung der Ausgestaltung einer Metallbasisplatine nach der vorliegen­ den Erfindung;
Fig. 2 ist eine Zeichnung zur Veranschaulichung einer Metallbasisplatine nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Metallbasisplatine nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Metallbasisplatine nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Metallbasisplatine nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Metallbasisplatine nach der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Metallbasisplatine nach der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen werden im fol­ genden Metallbasisplatinen nach der vorliegenden Erfindung und die diese verwendende elektronische Einrichtung be­ schrieben. Wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, weist eine Me­ tallbasisplatine 10 einen Schaltungsleiter 3 über einer Isolierschicht 2 auf einer Metallplatte 1 mit flockigen an­ organischen Füllstoffen 4 auf, deren Flocken die Form einer flachen Platte aufweisen und der Isolierschicht beigegeben sind. Als Material für die Metallplatte 1 kann beispiels­ weise ein Material wie Fe, Al, Cu, SUS oder Siliciumstahl verwendet werden; in dieser Ausführungsform ist allerdings Cu verwendet. Als Material für den Schaltungsleiter 3 kann beispielsweise ein Material wie Al oder Cu verwendet wer­ den; bei dieser Ausführungsform ist allerdings Cu verwen­ det.
In der Isolierschicht ist ein organisches Isoliermaterial mit beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffen ver­ wendet, und bei dieser Ausführungsform wird ein Harz mit flockigen anorganischen Füllstoffen verwendet, die jeweils einen Aluminiumoxidfüllstoff aufweisen (wird unter dem Na­ men Low Soda Alumina L-13PC von Showa Keikinzoku vertrie­ ben), der dem Harz mit 80 Gew.-% beigegeben ist. Die flockigen anorganischen Füllstoffe sind dem Harz in einer Menge von 80% gegenüber dem Harz beigegeben, da die Visko­ sität des Harzes stark ansteigt und die Bearbeitbarkeit schlecht wird, wenn die flockigen anorganischen Füllstoffe zu deutlich dem Harz beigemischt werden.
Insbesondere werden als organisches Isoliermaterial haupt­ sächlich ein Epoxidharz und ein Dicyandiamid-Aushärtungs­ mittel verwendet, und Aluminiumoxidflocken mit einer Größe von jeweils etwa 0,06 mm und einer Dicke von 0,002 bis 0,003 mm werden als die flockigen anorganischen Füllstoffe 4 verwendet. Darüberhinaus beträgt die Dicke einer Isolier­ schicht in einer Platine 0,12 mm, und in der Isolierschicht 2 sind etwa 20 bis 30 Flockenschichten ausgebildet.
Die Flocken in den flockigen anorganischen Füllstoffen kön­ nen kreisförmig, rechteckig, vieleckig oder von anderer Form sein, solange die Materialien flach sind. Darüber­ hinaus sind die Flachseiten jeder Flocke 4 des anorgani­ schen Füllstoffs in dem organischen Isoliermaterial allge­ mein parallel zu den Oberflächen des Schaltungsleiters 3 und der Metallplatte 1 ausgerichtet, so daß die flockigen anorganischen Füllstoffe in geschichtetem Zustand gestapelt werden können. Die flockigen anorganischen Füllstoffe sind nämlich so beigegeben, daß jeder Vektor von einem gegebenen Punkt an dem Schaltungsleiter 3 zu der Metallplatte in vertikaler Richtung zu dem Schaltungsleiter 3 einige der flockigen anorganischen Füllstoffe schneidet, wie dies an den Pfaden 11 zu sehen ist.
In der Isolierschicht 2 lassen sich verschiedene Methoden zum Ausrichten der flockigen anorganischen Füllstoffe in einer Richtung anwenden. Beispielsweise (1) wird ein Pulver aus flockigen anorganischen Füllstoffen einem organischen Isoliermaterial mit niedriger Viskosität beigegeben, wobei jede Flocke die Form einer flachen Platte aufweist, die Mi­ schung wird mehrmals aufgebracht, um eine dünne Schicht auszubilden, und die dünne Schicht wird dann ausgehärtet; (2) die flockigen anorganischen Füllstoffe werden unter Ausnutzung der Schwerkraft in einer Richtung ausgerichtet; oder (3) ein Pulver aus flockigen anorganischen Füllstoffen wird auf einer Metallplatte aufgebracht, wobei jede Flocke die Form einer flachen Platte aufweist, und dann wird eine Schicht aus organischem Isoliermaterial so aufgebracht, daß sie mit den Flocken imprägniert wird. Bei dieser Ausfüh­ rungsform wird ein Pulver aus flockigen anorganischen Füll­ stoffen 4 einem organischen Isoliermaterial mit niedriger Viskosität beigegeben, wobei jede Flocke die Form einer flachen Platte aufweist; und mehrmals in der Form von dün­ nen Schichten (10 bis 20 µ/ ein- bis zehnmal) aufgebracht, und die dünnen Schichten werden unter Druck und Wärme im Vakuum ausgehärtet.
Es wurde ein Test auf die elektrischen Entladungsbestän­ digkeitscharakteristika der nach dem oben beschriebenen Verfahren erhaltenen Platine durchgeführt. Bei diesem Test auf die Beständigkeit gegen elektrische Entladung wurden Proben erhalten, indem im Zentrum einer Metallbasisplatine mit Außenabmessungen von 200 mm (Länge)×150 mm (Breite) ein Leitermuster von 5 mm (Breite)×50 mm (Länge) geätzt wurde. Die Dicke der Metallplatte betrug 2 mm, die Dicke der organischen Polymerisolierschicht 0,12 mm und die Dicke der leitfähigen Schicht 1,2 mm.
Bei dem Test wurde Industriestrom (Wechselstrom 2 kV und Wechselstrom 3 kV, 60 Hz) zwischen das Leitermuster und die Metallplatte der Metallbasisplatine bei einer Umgebungstem­ peratur von 100°C aufgebracht. Die Zeit bis zum Durchbruch der Isolierung wurde gemessen. Beim Anlegen einer Wechsel­ spannung ergibt die Luft in der Nähe der Oberfläche des Leitermusters eine heftige elektrische Entladung. Die bei diesem Test erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 darge­ stellt.
Tabelle 1
In Tabelle 1 ist deutlich gezeigt, daß die Metallbasispla­ tine, in der flockige anorganische Füllstoffe verwendet sind, im Vergleich zu denjenigen eines herkömmlichen Pro­ dukts (einer Metallbasisplatine, bei der ein körniges anor­ ganisches Füllmaterial verwendet ist) weit bessere elektri­ sche Entladungsbeständigkeitscharakteristika aufweist. In einer Metallbasisplatine 10 mit der oben beschriebenen Aus­ gestaltung baut eine in der Seite des Schaltungsleiter 3 erzeugte elektrische Entladung nämlich die Isolierschicht 2 ab, und der Abbau schreitet bis zu dem Abschnitt fort, in dem der Isolierschicht 2 die flockigen anorganischen Füll­ stoffe beigegeben sind. Wie oben beschrieben, sind die Oberflächen der flockigen anorganischen Füllstoffe 4, die jeweils einen Teil der Isolierschicht 2 bilden, im wesent­ lichen parallel zu den Oberflächen des Schaltungsleiters 3 und der Metallplatte 1 ausgerichtet, und die Füllstoffe sind außerdem in geschichteten Lagen gestapelt. Obwohl in dem Abschnitt mit dem flockigen anorganischen Füllmaterial eine elektrische Entladung auftritt, schreitet der Abbau bei dieser Struktur sehr langsam fort, da die flockigen anorganischen Füllstoffe 4 hervorragende elektrische Entladungsbeständigkeitscharakteristika liefern. Im Ergebnis zeigt sich die Leistung nach Tabelle 1. Die Metallbasisplatine mit einem Schaltungsleiter 3, der über der Isolierschicht 2 auf der Oberfläche der Metallplatte 1 ausgebildet ist, bei der die flockigen anorganischen Füllstoffe 4 in der Isolierschicht 2 so beigegeben sind, daß die Oberflächen jeder Flocke des flockigen anorga­ nischen Füllmaterials 4 allgemein parallel zu den Oberflä­ chen des Schaltungsleiters 3 und des Metallkörpers 1 ausge­ richtet und die ausgerichteten Flocken 7 des anorganischen Füllstoff in geschichtetem Zustand gestapelt sind, weist nämlich im Vergleich zu dem herkömmlichen Platinentyp überragende elektrische Entladungsbeständigkeitscharakteri­ stika auf.
Halbleitervorrichtungen wie Transistoren, Widerstände und Kondensatoren zur Leistungssteuerung, die eine große Wärmemenge erzeugen, werden auf einer Metallbasisplatine mit der oben beschriebenen Ausgestaltung montiert, um eine Vielzahl von elektronischen Einrichtungen aufzubauen.
Im folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung beschrieben. Wie in Fig. 2 gezeigt, weist eine Metallbasisplatine 20 den Schaltungsleiter 3 über der Isolierschicht 2 auf der Metallplatte 1 auf, wobei der Iso­ lierschicht 2 die flockigen anorganischen Füllmaterialien 4 und ein körniges anorganisches Füllmaterial beigegeben sind. Bei dieser Ausführungsform ist ein Harz mit Beigabe von flockigen anorganischen Aluminiumoxidfüllstoffen (die von Showa Keikinzoku unter dem Namen Low Soda Alumina AL- 13PC vertrieben werden) in etwa 40 Gew.-% zu dem Gewicht des Harzes und von körnigen anorganischen Füllmaterialien (von Showa Denko produzierter kugelförmiger Aluminiumoxid­ füllstoff) in etwa 50 Gew.-% zu dem Gewicht des Harzes ver­ wendet.
In dem organischen Isoliermaterial mit den flockigen anor­ ganischen Füllstoffen 4 und den darin beigegebenen, körni­ gen anorganischen Füllmaterialien 5 sind die Oberflächen der flockigen anorganischen Füllstoffe im wesentlichen parallel zu den Oberflächen des Schaltungsleiters 3 und der Metallplatte 1 ausgerichtet und in geschichtetem Zustand gestapelt. Wie aus den Pfaden 21 zu sehen ist, wird jeder Vektor in dem Isolierabschnitt 2 von einem gegebenen Punkt an dem Schaltungsleiter 3 zu der Metallplatte 1 in verti­ kaler Richtung zu dem Schaltungsleiter 3 Flocken in den flockigen anorganischen Füllstoffen 4 schneiden.
Zum Ausrichten der flockigen anorganischen Füllstoffe 4 in einer Richtung können verschiedene Methoden verwendet wer­ den. Allerdings sind bei dieser Ausführungsform der flockige anorganische Füllstoff 4 und ein körniges anorga­ nisches Füllmaterial 5 einem organischen Isoliermaterial mit niedriger Viskosität in Pulverform beigegeben. Die Mischung wird mehrmals in Form von dünnen Schichten aufge­ bracht. Dann wird die dünne Schicht unter Druck und Wärme im Vakuum ausgehärtet. Als Ergebnis konnte die Viskosität des Harzes auf etwa 70% im Vergleich zu dem Fall reduziert werden, wo nur die in bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen flockigen anorganischen Füllstoffe 4 beige­ geben waren und die Bearbeitbarkeit wurde ebenfalls ver­ bessert. Dementsprechend läßt sich die Viskosität des Isoliermaterials reduzieren, und die lineare Wärmeaus­ dehnungszahl sowie die Wärmeleitfähigkeit lassen sich bei einem Herstellungsverfahren leicht einstellen.
Der Test auf die elektrischen Entladungsbeständigkeitscha­ rakteristika der nach der oben beschriebenen Methode erhal­ tenen Platine wurde nach der gleichen Prozedur wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt. Die Ergebnisse dieses Tests sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
In der obigen Tabelle 2 ist deutlich gezeigt, daß im Ver­ gleich zu den herkömmlichen Produkten die elektrischen Ent­ ladungsbeständigkeitscharakteristika für eine Metallbasis­ platine mit flockigen Aluminumoxidfüllmaterialien und kör­ nigen Aluminiumfüllmaterialien, die in einem organischen Isoliermaterial beigegeben sind, wesentlich besser sind. Der Mechanismus zur Verbesserung der elektrischen Entla­ dungsbeständigkeitscharakteristika bei dieser Ausführungs­ form ist im wesentlichen der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.
Elektronische Einrichtungen werden gebaut, indem Halblei­ tervorrichtungen zur Leistungssteuerung wie Transistoren, Widerstände und Kondensatoren, die viel Wärme erzeugen, auf eine Metallbasisplatine mit der oben beschriebenen Ausge­ staltung gepackt werden.
Nun wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung beschrieben. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der Schal­ tungsleiter 3 einer Metallbasisplatine über der Isolier­ schicht 2 auf der Oberfläche der Metallplatte 1 ausgebil­ det, die Isolierschicht 2 weist eine erste Isolierschicht 2a und eine zweite Isolierschicht 2b auf, die erste Iso­ lierschicht 2a ist mit den flockigen anorganischen Füllma­ terialien 4 gefüllt, und die zweite Isolierschicht 2b ist mit den körnigen Füllmaterialien 5 gefüllt.
In der ersten Isolierschicht 2a ist ein organisches Iso­ liermaterial wie ein Epoxidharz mit Beigabe von flockigen anorganischen Füllmaterialien 4 verwendet. Bei dieser Aus­ führungsform sind flockige anorganische Aluminiumoxidfüll­ stoffe (unter dem Namen Low Soda Alumina Al-13 PC von Showa Keikinzoku erhältlich) mit etwa 80% gegenüber dem Harz beigegeben.
In der zweiten Isolierschicht 2b ist ein organisches Iso­ liermaterial wie ein Epoxidharz mit einem beigegebenen, körnigen anorganischen Füllmaterial verwendet. Bei dieser Ausführungsform sind körnige anorganische Aluminiumoxid­ füllstoffe (Ultragranular Alumina, ein kugelförmiges, von Showa Denko verkauftes Produkt) mit etwa 90 Gew.-% ge­ genüber dem Harz beigegeben.
In der Metallbasisplatine nach dieser Ausführungsform ist die erste Isolierschicht 2a auch aus einem organischen Isoliermaterial mit den beigegebenen, flockigen anorgani­ schen Füllmaterialen 4 in der Isolierschicht an der Seite ausgebildet, die an die Leiterplatte 3 angrenzt. Diese Anordnung ist wirksam zur Verbesserung ihrer elektrischen Entladungsbeständigkeitscharakteristika. Bei einem Herstel­ lungsverfahren wird zunächst die zweite Isolierschicht 2b mit den beigegebenen, körnigen anorganischen Füllstoffen 5 auf der Metallplatte 1 ausgebildet, dann wird die erste Isolierschicht 2a mit den beigegebenen, flockigen anorga­ nischen Füllstoffen 4 ausgebildet, und schließlich wird der Schaltungsleiter 3 verklebt.
Die Oberflächen der in der ersten Isolierschicht 2a beige­ gebenen, flockigen anorganischen Füllstoffe 4 sind im wesentlichen parallel zu den Oberflächen des Schaltungs­ leiters 3 und der Metallplatte 1 in dem organischen Iso­ liermaterial ausgerichtet, und die flockigen anorganischen Füllstoffe sind auch in geschichtetem Zustand gestapelt. Die flockigen anorganischen Füllstoffe sind nämlich so bei­ gegeben, daß jeder Vektor von einem gegebenen Punkt an dem Schaltungsleiter 3 zu der Metallplatte in vertikaler Rich­ tung zu dem Schaltungsleiter 3 eine Flocke in dem flockigen anorganischen Füllstoff in dem Isolierabschnitt 2 schnei­ det, wie dies an den Pfaden 31 zu sehen ist.
Zum Ausrichten der organischen Füllstoffmaterialien in ei­ ner Richtung können verschiedene Methoden verwendet werden.
Bei dieser Ausführungsform wird zunächst ein Pulver aus ei­ nem körnigen Füllstoffmaterial 5 einem organischen Isolier­ material mit niedriger Viskosität beigegeben, und die Mi­ schung wird mehrmals in Form einer dünnen Schicht aufge­ bracht, die durch Aufbringen von Druck und Wärme auf die Dicke von 0,06 mm ausgehärtet wird. Darüberhinaus wird ein Pulver aus dem flockigen anorganischen Füllstoffmaterial 4 in einem organischen Isoliermaterial mit niedriger Viskosi­ tät beigegeben, und die Mischung wird mehrmals in Form von dünnen Schichten aufgebracht, die durch Aufbringen von Druck und Wärme im Vakuum ausgehärtet werden. Damit ist eine Isolierschicht mit einer Gesamtdicke von 0,12 mm ausgebildet, und der Schaltungsleiter 3 wird damit verklebt.
Der Test auf die elektrischen Entladungsbeständigkeits­ charakteristika der auf die oben beschriebene Weise erhal­ tenen Platine wurde nach dem gleichen Verfahren wie bei den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen durchgeführt. Die Ergebnisse dieses Tests sind in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
In Tabelle 3 ist deutlich gezeigt, daß die Metallbasis­ platine nach dieser Ausführungsform im Vergleich zu her­ kömmlichen Produkten weit bessere elektrische Entla­ dungsbeständigkeitscharakteristika aufweist. Der Mecha­ nismus zur Verbesserung der elektrischen Entladungsbestän­ digkeitscharakteristika ist im wesentlichen der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. Da allerdings die Dicke der ersten Isolierschicht 2a mit den beigegebenen, flockigen anorganischen Füllmaterialien im Vergleich zur Dicke der Isolierschicht in der oben beschriebenen ersten Ausfüh­ rungsform geringer ist, wird die Zeit bis zum Durchbruch der Isolierung kürzer.
Elektronische Einrichtungen werden aufgebaut, indem Halb­ leitervorrichtungen zur Leistungssteuerung wie Transisto­ ren, Widerstände und Kondensatoren, die viel Wärme erzeu­ gen, auf die Metallbasisplatine mit der oben beschriebenen Ausgestaltung gepackt werden.
Im folgenden wird die vierte Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung beschrieben. Wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, weist eine Metallbasisplatine 40 einen Schaltungsleiter 3 auf, der über der Isolierschicht 2 auf der Oberseite der Metallplatte 1 angeordnet ist. Die Isolierschicht 2 weist die erste Isolierschicht 2a und die zweite Isolierschicht 2b auf. Die flockigen anorganischen Füllstoffe 4 sind in der ersten Isolierschicht 2a beigegeben, und flockige anorganische Füllstoffe 6 mit einer Durchschnittsgröße, die von derjenigen der in der ersten Isolierschicht 2a beigege­ benen flockigen anorganischen Füllstoffe 4 verschieden ist, sind in der zweiten Isolierschicht 2b beigegeben.
Bei der Metallbasisplatine nach dieser Ausführungsform ist die Anordnung der ersten Isolierschicht 2a aus organischem Isoliermaterial mit den flockigen anorganischen Füllmate­ rialien 4 mit einer relativ hohen Durchschnittsgröße an­ grenzend an die Schaltungsplatine 3 wirksam bei der Verbes­ serung der elektrischen Entladungsbeständigkeitscharakteri­ stika der Einheit. Dementsprechend wird zunächst die zweite Isolierschicht 2b mit den flockigen anorganischen Füllstof­ fen 7 mit geringen Durchschnittsabmessungen auf der Metall­ platte 1 ausgebildet. Dann wird die erste Isolierschicht 2a mit den beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffen 4 mit länglicher Durchschnittsgröße darauf ausgebildet. Schließlich wird der Schaltungsleiter 3 verklebt.
Die Oberflächen der flockigen anorganischen Füllstoffe 4 in der Isolierschicht 2a und der flockigen anorganischen Füll­ stoffe 6 in der zweiten Isolierschicht 2b sind im wesentli­ chen parallel zu den Oberflächen des Schaltungsleiters 3 und der Metallplatte 1 ausgerichtet, und die Füllstoffe sind in geschichtetem Zustand gestapelt. Dementsprechend schneidet jeder Vektor in dem Isolierabschnitt von einem gegebenen Punkt an dem Schaltungsleiter 3 zu der Metallplatte 1 in vertikaler Richtung zu dem Schaltungsleiter 3 Flocken in den flockigen anorganischen Füllmaterialien 4 und 6, wie dies entlang der Pfade 41 zu sehen ist.
Auch bei dieser Ausgestaltung sind die elektrischen Entla­ dungsbeständigkeitscharakteristika weit besser als bei her­ kömmlichen Produkten. Der Mechanismus zur Verbesserung der elektrischen Entladungsbeständigkeitscharakteristika bei dieser Ausführungsform und das Verfahren zum Ausrichten der Richtung der anorganischen Füllmaterialien sind im wesent­ lichen gleich denen bei der ersten und dritten Ausführungs­ form.
Halbleitervorrichtungen zur Leistungssteuerung wie Transi­ storen, Widerstände und Kondensatoren, die sehr viel Wärme erzeugen, werden an der Metallbasisplatine mit der oben be­ schriebenen Konstruktion montiert, um elektronische Ein­ richtungen aufzubauen.
Nun wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung beschrieben. Wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, ist der Schaltungsleiter 3 der Metallbasisplatine 50 über der Isolierschicht 2 auf der Oberseite der Metallplatte 1 aus­ gebildet. Ein flockiges anorganisches Füllmaterial 4 eines ersten Typs und ein zweiter Typ eines flockigen anorgani­ schen Materials sind in gemischter Form in der Isolier­ schicht 2 eingebracht. In dem organischen Isoliermaterial mit statistischer Mischung der beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffe 4 und der beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffe 7 sind die Oberflächen der flockigen anorganischen Füllmaterialien 4 und 7 im wesent­ lichen parallel zu den Oberflächen des Schaltungsleiters 3 und der Metallplatte 1 ausgerichtet, und die anorganischen Füllflocken sind in geschichtetem Zustand gestapelt. Jeder Vektor von einem gegebenen Punkt an dem Schaltungsleiter 3 zur Metallplatte 1 in zu dem Schaltungsleiter 3 vertikaler Richtung schneidet nämlich Flocken der flockigen anorgani­ schen Füllstoffe 4 und 7, wie dies aus den Pfaden 51 zu sehen ist. Als Rohmaterial für die oben beschriebenen, flockigen anorganischen Füllstoffe 4 und 7 ist beispiels­ weise eines der Materialien Glimmer, Bornitrid, flockiges Glas und flockiges Aluminiumoxid verwendet.
Auch bei dieser Ausgestaltung sind die elektrischen Entla­ dungsbeständigkeitscharakteristika weit besser als bei her­ kömmlichen Produkten. Der Mechanismus zur Verbesserung der elektrischen Entladungsbeständigkeitscharakteristika bei dieser Ausführungsform und das Verfahren zum Ausrichten der Richtung der anorganischen Füllstoffe in einer Richtung sind im wesentlichen gleich denen der ersten Ausführungs­ formen.
Halbleitervorrichtungen zur Leistungssteuerung wie Transi­ storen, Widerstände und Kondensatoren, die viel Wärme er­ zeugen, werden auf der Metallbasisplatine mit der oben be­ schriebenen Konstruktion angebracht, um elektronische Ein­ richtungen aufzubauen.
Als nächstes wird eine sechste Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung beschrieben. Wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, ist der Schaltungsleiter 3 der Metallbasisplatine 60 über der Isolierschicht 2 auf der Oberseite der Metall­ platte 1 ausgebildet. Die Isolierschicht 2 weist die erste Isolierschicht 2a und die zweite Isolierschicht 2b auf. Die flockigen anorganischen Füllstoffe 4 sind in der ersten Isolierschicht 2a beigegeben, und flockige anorganischen Füllmaterialien 8 aus einem Rohmaterial, das sich von demjenigen der in der ersten Isolierschicht 2a beigege­ benen, flockigen anorganischen Füllstoffe 4 unterscheidet, sind in der zweiten Isolierschicht 2b beigegeben. Bei dieser Anordnung schneidet nämlich jeder Vektor von einem gegebenen Punkt an dem Schaltungsleiter 3 zur Metallplatte 1 in zu dem Schaltungsleiter 3 vertikaler Richtung Flocken der flockigen anorganischen Füllstoffe 4 und 8, wie dies aus den Pfaden 61 zu sehen ist. Als Rohmaterial für die oben beschriebenen, flockigen anorganischen Füllstoffe 4 und 8 ist beispielsweise eines der Materialien Glimmer, Bornitrid, flockiges Glas und flockiges Aluminiumoxid verwendet.
Die Oberflächen der flockigen anorganischen Füllmaterialien 4 in der Isolierschicht 2a und der flockigen anorganischen Füllstoffe 8 in der zweiten Isolierschicht 2b sind im we­ sentlichen parallel zu den Oberflächen der Schaltungsleiter 3 und der Metallplatte 1 ausgerichtet, und die Füllstoffe sind in geschichtetem Zustand gestapelt. Wie bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen sind auch bei dieser Ausgestaltung die elektrischen Entladungsbeständigkeits­ charakteristika weit besser als bei herkömmlichen Produk­ ten. Der Mechanismus zur Verbesserung der elektrischen Entladungsbeständigkeitscharakteristika bei dieser Ausführungsform und das Verfahren zum Ausrichten der Richtung der anorganischen Füllstoffe in einer Richtung sind im wesentlichen gleich denen der ersten und dritten Ausführungsform.
Halbleitervorrichtungen zur Leistungssteuerung wie Transi­ storen, Widerstände und Kondensatoren, die viel Wärme er­ zeugen, werden auf der Metallbasisplatine mit der oben be­ schriebenen Konstruktion montiert, um elektronische Ein­ richtungen aufzubauen.
Es sei bemerkt, daß die Metallbasisplatinen nach der vor­ liegenden Erfindung nicht auf die in bezug auf die obigen Ausführungsformen begrenzt sind und innerhalb des Geistes der vorliegenden Erfindung modifiziert werden können. Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Schal­ tungsleiter nur an einer Seite der Metallplatte ausgebil­ det, aber die Schaltungsleiter können über einer Isolier­ schicht an zwei Seiten der Metallplatte ausgebildet sein. Die in der oben beschriebenen dritten, vierten und sechsten Ausführungsform gezeigte Metallbasisplatine besteht auch aus zwei Schichten einschließlich einer Isolierschicht, aber die Metallbasisplatinen nach der vorliegenden Erfin­ dung sind nicht auf eine Zweischichtstruktur begrenzt und können zu einer Metallbasisplatine mit mehreren Schichten modifiziert werden.
Wie oben beschrieben, weist der Isolierabschnitt in einer Metallbasisplatine und einer diese verwendenden elektroni­ schen Einrichtung ein organisches Isoliermaterial mit bei­ gegebenen, flockigen organischen Füllstoffen auf, und die flockigen anorganischen Füllstoffe sind in geschichtetem Zustand gestapelt, so daß selbst dann, wenn die Isolier­ schicht aufgrund einer elektrischen Entladung abgebaut wird, der Abbau aufgrund der elektrischen Entladung durch die beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffe ver­ hindert wird; aus diesem Grund sind die elektrischen Entla­ dungsbeständigkeitscharakteristika verbessert.
Ebenso weist bei der Metallbasisplatine nach der vorliegen­ den Erfindung und der diese verwendenden elektronischen Einrichtung der Isolierabschnitt ein organisches Isolier­ material mit flockigen anorganischen Füllstoffen und einem beigegebenen, körnigen anorganischen Füllmaterial auf, und die flockigen anorganischen Füllstoffe sind in geschichtetem Zustand gestapelt. Im Ergebnis wird selbst dann, wenn die Isolierschicht aufgrund einer elektrischen Entladung abbaut, der Abbau aufgrund der elektrischen Entladung durch den Abschnitt mit den beigegebenen, flocki­ gen anorganischen Füllstoffen verhindert. Aus diesem Grund sind die elektrischen Entladungsbeständigkeitscharakte­ ristika verbessert, wobei gleichzeitig die Bearbeitbarkeit erleichtert wird. Darüberhinaus kann die geforderte Leistungsfähigkeit dadurch erreicht werden, daß anorganische Füllstoffe mit unterschiedlichen Charakteristika beigemischt werden, ohne daß eine Beschrän­ kung durch die flockigen anorganischen Füllstoffe besteht.
Ebenso weist bei der Metallbasisplatine nach der vorliegen­ den Erfindung und der diese verwendenden Einrichtung der Isolierabschnitt eine erste Isolierschicht aus einem orga­ nischen Isoliermaterial mit beigegebenen, flockigen anorga­ nischen Füllstoffen sowie eine zweite Isolierschicht aus einem organischen Isoliermaterial mit beigegebenem, körnigen anorganischen Füllmaterial auf, und die flockigen anorganischen Füllmaterialien sind in geschichtetem Zustand gestapelt. Im Ergebnis wird selbst dann, wenn die Isolier­ schicht aufgrund einer elektrischen Entladung abbaut, der Abbau aufgrund der elektrischen Entladung durch den Ab­ schnitt mit den beigegebenen, flockigen anorganischen Füll­ stoffen verhindert. Aus diesem Grund sind die elektrischen Entladungsbeständigkeitscharakteristika verbessert, wobei gleichzeitig die Bearbeitbarkeit erleichtert wird, und die geforderte Leistungsfähigkeit kann dadurch erreicht werden, daß anorganische Füllstoffe mit unterschiedlichen Charak­ teristika beigemischt werden, ohne daß eine Beschränkung durch die flockigen anorganischen Füllstoffe besteht.
Bei der Metallbasisplatine nach der vorliegenden Erfindung und der diese verwendenden Einrichtung weist der Isolierab­ schnitt auch ein organisches Isoliermaterial mit beigegebe­ nen anorganischen Füllstoffen aus mehreren unterschiedli­ chen Materialtypen auf, und die flockigen anorganischen Füllstoffe sind in geschichtetem Zustand gestapelt. Dement­ sprechend selbst dann, wenn die Isolierschicht aufgrund einer elektrischen Entladung abbaut, der Abbau aufgrund der elektrischen Entladung durch den Abschnitt mit den beigege­ benen, flockigen anorganischen Füllstoffen verhindert. Aus diesem Grund sind die elektrischen Entladungsbeständig­ keitscharakteristika verbessert, wobei auch die Bearbeit­ barkeit erleichtert wird, und die geforderte Leistungs­ fähigkeit kann dadurch erreicht werden, daß anorganische Füllmaterialien mit unterschiedlichen Charakteristika beigemischt werden, ohne daß eine Beschränkung durch die flockigen anorganischen Füllstoffe besteht.
Der Isolierabschnitt bei der Metallbasisplatine nach der vorliegenden Erfindung und der diese verwendenden elektro­ nischen Einrichtung weist auch mehrere Isolierschichten auf, wobei die Isolierschichten ein organisches Isolierma­ terial mit beigegebenen, flockigen anorganischen Füllmate­ rialien aus unterschiedlichen Materialtypen aufweisen, und die flockigen anorganischen Füllstoffe sind in geschich­ tetem Zustand gestapelt. Dementsprechend wird selbst dann, wenn die Isolierschicht aufgrund einer elektrischen Entladung abbaut, der Abbau aufgrund der elektrischen Entladung durch den Abschnitt mit den beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffen verhindert. Aus diesem Grund sind die elektrischen Entladungsbeständigkeitscharak­ teristika verbessert, wobei auch die Bearbeitbarkeit erleichtert wird, und die geforderte Leistungsfähigkeit kann dadurch erreicht werden, daß anorganische Füllmateria­ lien mit unterschiedlichen Charakteristika beigemischt werden, ohne daß eine Beschränkung durch die flockigen anorganischen Füllstoffe besteht.
Die Erfindung wurde zwar zur vollständigen und deutlichen Offenbarung nur in bezug auf eine spezielle Ausführungsform beschrieben, die beigefügten Ansprüche sind aber dadurch nicht eingeschränkt, sondern sollen so ausgelegt werden, daß sie alle Modifizierungen und alternativen Konstruktio­ nen, auf die der Fachmann treffen kann, umfassen, die richtig unter die grundlegende, hier dargelegte Lehre fallen.

Claims (13)

1. Metallbasisplatine mit einer Metallbasisschicht, einer Schaltungsleiterschicht und einer Isolierschicht, die zwi­ schen der Schaltungsleiterschicht und der Basisschicht vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht ein organisches Isoliermaterial mit einem beigegebenen, flockigen anorganischen Füllmaterial aufweist, wobei das flockige anorganische Füllmaterial in der Isolierschicht in mehreren gestapelten Schichten angeordnet ist.
2. Elektronische Einrichtung mit einer Metallbasisplatine mit einer Metallbasisschicht, einer Schaltungsleiterschicht und einer Isolierschicht, die zwischen der Schaltungslei­ terschicht und der Basisschicht vorgesehen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Isolierschicht ein organisches Isoliermaterial mit einem beigegebenen, flockigen anorganischen Füllmaterial aufweist, wobei das flockige anorganische Füllmaterial in der Isolierschicht in mehreren gestapelten Schichten ange­ ordnet ist, und
daß mehrere Leistungsschaltungsbauteile an der Schaltungs­ leiterschicht befestigt sind.
3. Metallbasisplatine mit einem Metallbasisabschnitt, einem Schaltungsleiterabschnitt und einem Isolierabschnitt, der zwischen dem Schaltungsleiterabschnitt und dem Basisab­ schnitt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierabschnitt ein organisches Isoliermaterial mit einem beigegebenen, flockigen anorganischen Füllmate­ rial und einem körnigen anorganischen Füllmaterial auf­ weist, wobei das flockige anorganische Füllmaterial in der Isolierschicht in mehreren gestapelten Schichten angeordnet ist.
4. Metallbasisplatine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das körnige anorganische Füllmaterial in wenig­ stens einer Schicht aus dem flockigen anorganischen Füllma­ terial beigemischt ist.
5. Metallbasisplatine mit einem Metallbasisabschnitt, einem Schaltungsleiterabschnitt und einem Isolierabschnitt, der zwischen dem Schaltungsleiterabschnitt und dem Basisab­ schnitt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierabschnitt eine erste Isolierschicht aus ei­ nem organischen Isoliermaterial mit beigegebenen, flockigen anorganischen Füllstoffen sowie eine zweite Isolierschicht mit einem organischen Isoliermaterial mit beigegebenem, körnigen anorganischen Füllmaterial aufweist, wobei die flockigen anorganischen Füllstoffe in dem Isolierabschnitt in gestapeltem und geschichtetem Zustand angeordnet sind.
6. Metallbasisplatine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das flockige anorganische Material Aluminiumoxid mit einer Flockengröße von etwa 0,06 mm aufweist.
7. Metallbasisplatine mit einem Metallbasisabschnitt, einem Schaltungsleiterabschnitt und einem Isolierabschnitt, der zwischen dem Schaltungsleiterabschnitt und dem Basisab­ schnitt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierabschnitt mehrere Isolierschichten aufweist, wobei jede Isolierschicht ein organisches Isoliermaterial mit mehreren beigegebenen, flockigen anorganischen Füllma­ terialien aufweist, wobei wenigstens zwei der Materialien Flocken mit unterschiedlichen Durchschnittsabmessungen auf­ weisen und die flockigen anorganischen Füllstoffe in dem Isolierabschnitt in mehreren Schichten angeordnet sind.
8. Metallbasisplatine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das flockige anorganische Material in etwa 20-30 Schichten gestapelt ist.
9. Metallbasisplatine mit einem Metallbasisabschnitt, einem Schaltungsleiterabschnitt und einem Isolierabschnitt, der zwischen dem Schaltungsleiterabschnitt und dem Basisab­ schnitt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierabschnitt ein organisches Isoliermaterial mit flockigen anorganischen Füllstoffen aufweist, die meh­ rere, darin beigegebene anorganische Rohfüllmaterialien aufweisen, wobei die flockigen anorganischen Füllmateria­ lien in dem Isolierabschnitt in mehreren Schichten angeordnet sind.
10. Metallbasisplatine nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das flockige anorganische Material in etwa 20-30 Schichten gestapelt ist und die Flocken eine Oberflächenabmessung von etwa 0,06 mm und eine Dicke von 0,002-0,003 mm aufweisen.
11. Metallbasisplatine mit einem Metallbasisabschnitt, ei­ nem Schaltungsleiterabschnitt und einem Isolierabschnitt, der zwischen dem Schaltungsleiterabschnitt und dem Basisab­ schnitt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierabschnitt mehrere Isolierschichten aufweist, wobei wenigstens zwei der Isolierschichten ein organisches Isoliermaterial mit einem darin beigegebenen, flockigen an­ organischen Füllmaterial aus einem jeweils unterschiedli­ chen Rohmaterial aufweisen, wobei die flockigen anorgani­ schen Füllstoffe in dem Isolierabschnitt in mehreren Schichten angeordnet sind.
12. Elektronische Einrichtung mit einer Metallbasisplatine mit einem Metallbasisabschnitt, einem Schaltungsleiterab­ schnitt und einem Isolierabschnitt, der zwischen dem Schal­ tungsleiterabschnitt und dem Basisabschnitt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierabschnitt mehrere Isolierschichten aufweist, wobei wenigstens zwei der Isolierschichten ein organisches Isoliermaterial mit einem darin beigegebenen, flockigen an­ organischen Füllmaterial aus einem jeweils unterschiedli­ chen Rohmaterial aufweisen, wobei die flockigen anorgani­ schen Füllstoffe in dem Isolierabschnitt in mehreren Schichten angeordnet sind.
13. Metallbasisplatine nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das flockige anorganische Material in mehre­ ren Schichten mit einer Gesamtdicke von etwa 0,12 mm gesta­ pelt ist.
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