JP3505170B2 - Thermal conductive substrate and method of manufacturing the same - Google Patents
Thermal conductive substrate and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は樹脂と無機フィラー
の混合物により放熱性を向上させた回路基板に関し、特
に、パワー用エレクトロニクス実装のための高放熱樹脂
基板（熱伝導基板）に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit board having improved heat dissipation by a mixture of a resin and an inorganic filler, and more particularly to a high heat dissipation resin board (heat conduction board) for mounting power electronics.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電子機器の高性能化、小型化の要
求に伴い、半導体の高密度、高機能化が要請されてい
る。これによりそれらを実装するため回路基板もまた小
型高密度なものが望まれている。その結果、回路基板の
放熱を考慮した設計が重要となってきている。回路基板
の放熱性を改良する技術として、従来のガラス−エポキ
シ樹脂によるプリント基板に対し、アルミニウムなどの
金属基板を使用し、この金属基板の片面もしくは両面に
絶縁層を介して回路パターンを形成する金属ベース基板
が知られている。またより高熱伝導性を要求される場合
は、アルミナや窒化アルミなどのセラミック基板に銅板
をダイレクトに接合した基板が利用されている。比較的
小電力な用途には、金属ベース基板が一般的に利用され
るが、熱伝導を良くするため絶縁層が薄くなければなら
ず、金属ベース間でノイズの影響を受けることと、絶縁
耐圧に課題を有している。2. Description of the Related Art In recent years, with the demand for higher performance and smaller size of electronic equipment, higher density and higher functionality of semiconductors have been demanded. As a result, in order to mount them, it is desired that the circuit board also has a small size and high density. As a result, it has become important to design the circuit board in consideration of heat dissipation. As a technique for improving the heat dissipation of the circuit board, a metal substrate such as aluminum is used in contrast to the conventional glass-epoxy resin printed circuit board, and a circuit pattern is formed on one or both sides of this metal substrate via an insulating layer. Metal base substrates are known. Further, when higher thermal conductivity is required, a substrate in which a copper plate is directly bonded to a ceramic substrate such as alumina or aluminum nitride is used. Metal-based substrates are generally used for relatively low-power applications, but the insulating layer must be thin to improve heat conduction, and noise between metal bases affects the dielectric strength and dielectric strength. Have challenges.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記の金属ベース基板
およびセラミック基板は、性能およびコストの面で両立
させることが難しいため、近年熱可塑性樹脂に熱伝導性
フィラーを充填した組成物を電極であるリードフレーム
と一体化した射出成形による熱伝導モジュールが提案さ
れている。この射出成形熱伝導モジュールは、セラミッ
ク基板によるそれと比べ機械的強度の面で優れている反
面、熱可塑性樹脂に放熱性を付与するための無機フィラ
ーを高濃度に充填することが困難であるため、放熱性が
悪い。これは熱可塑性樹脂を高温で溶融させフィラーと
混練する際、フィラー量が多いと溶融粘度が急激に高く
なり混練できないばかりか射出成形すらできなくなるか
らである。また充填させるフィラーが研磨剤として作用
し、成形金型を摩耗させ多数回の成形が困難となる。そ
のため充填フィラー量に限界が生じセラミック基板の熱
伝導に対し低い性能しか得られないという問題点があっ
た。Since it is difficult to make the above-mentioned metal base substrate and ceramic substrate compatible with each other in terms of performance and cost, in recent years, a composition prepared by filling a thermoplastic resin with a thermally conductive filler is used as an electrode. A heat conduction module by injection molding integrated with a lead frame has been proposed. This injection-molded heat conduction module is superior in terms of mechanical strength compared to that of a ceramic substrate, but on the other hand, it is difficult to fill the thermoplastic resin with a high concentration of an inorganic filler for imparting heat dissipation, Poor heat dissipation. This is because, when the thermoplastic resin is melted at a high temperature and kneaded with the filler, if the amount of the filler is large, the melt viscosity rapidly increases, and not only the kneading but also the injection molding cannot be performed. Further, the filler to be filled acts as an abrasive, which abrades the molding die and makes molding many times difficult. Therefore, there is a problem that the amount of the filler to be filled is limited and only low performance is obtained with respect to the heat conduction of the ceramic substrate.
【０００４】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたものであり、無機フィラーを高濃度に充填
することが可能で、しかも簡易な工法によって作製され
る熱伝導モジュールが可能で、さらに基板の平面方向の
熱膨脹係数が半導体と近く、放熱性に優れた熱伝導基板
及びその製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is possible to fill an inorganic filler in a high concentration and to provide a heat conduction module manufactured by a simple construction method. Another object of the present invention is to provide a heat conductive substrate having a thermal expansion coefficient close to that of a semiconductor in the plane direction of the substrate and excellent heat dissipation, and a manufacturing method thereof.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の熱伝導基板は、無機質フィラー７０〜９５
重量部と、熱硬化樹脂組成物５〜３０重量部を有する混
合物シートと、前記混合物シート上に設けられたリード
フレームとを備え、前記リードフレームと前記混合物シ
ートを重ね合わせ、加熱加圧することにより、前記混合
物シート中の混合物がリードフレームの表面まで充填さ
れていることを特徴とする。この構成により、リードフ
レームに電子部品を搭載しやすく、かつ放熱させるため
の熱抵抗を低く抑えることができる。また、外部取り出
し電極として新たに端子を半田付けする必要がなく、リ
ードフレームを直接外部信号及び電流取り出し電極とし
て使用でき、信頼性に優れる構造とすることができる。In order to achieve the above object, the heat conductive substrate of the present invention comprises an inorganic filler 70-95.
And parts, and the mixture sheet having a thermosetting resin composition 5 to 30 parts by weight, and a lead frame that is provided to the mixture sheet, said mixture and said lead frame sheet
The above mixture is mixed by heating and pressurizing
The mixture in the material sheet is filled up to the surface of the lead frame. With this configuration, it is possible to easily mount the electronic component on the lead frame and to suppress the thermal resistance for radiating heat to a low level. Further, it is not necessary to newly solder the terminal as the external extraction electrode, and the lead frame can be directly used as the external signal and current extraction electrode, so that the structure having excellent reliability can be obtained.
【０００６】 次に本発明の別の熱伝導基板は、無機質
フィラー７０〜９５重量部と、熱硬化樹脂組成物５〜３
０重量部を有する混合物シートと、前記混合物シート上
に設けられたリードフレームとを備え、前記リードフレ
ームと前記混合物シートを重ね合わせ、加熱加圧するこ
とにより、前記リードフレームの表面と前記混合物シー
トの表面とが実質的に同一平面上にあることを特徴とす
る。Next, another heat conductive substrate of the present invention comprises 70 to 95 parts by weight of an inorganic filler and 5 to 3 thermosetting resin compositions.
0 and the mixture sheet having a weight portion, said mixture on the sheet
And a lead frame provided on said Ridofure
Layer and the mixture sheet, and heat and press
According to, the surface of the lead frame and the surface of the mixture sheet are substantially on the same plane.
【０００７】また前記本発明の熱伝導基板においては、
無機質フィラーが、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＢＮ及びＡｌＮ
から選ばれた少なくとも１種のフィラーであることが好
ましい。これらのフィラーは熱伝導性に優れるからであ
る。Further, in the heat conductive substrate of the present invention,
Inorganic filler is Al 2 O 3 , MgO, BN and AlN
It is preferable that it is at least one kind of filler selected from This is because these fillers have excellent thermal conductivity.
【０００８】次に本発明の熱伝導基板は、前記の熱伝導
基板用シート状物中の熱硬化樹脂成分を硬化させた電気
絶縁性の熱伝導基板であって、熱膨張係数が８〜２０ｐ
ｐｍ／℃の範囲であり、かつ熱伝導率が１〜１０Ｗ／ｍ
Ｋの範囲であることが好ましい。この熱伝導基板によれ
ば、熱変形等を起こさずにかつ半導体の熱膨張係数に近
いものが得られる。Next, the heat conducting substrate of the present invention is an electrically insulating heat conducting substrate obtained by curing the thermosetting resin component in the sheet for heat conducting substrate, and has a coefficient of thermal expansion of 8 to 20 p.
pm / ° C range and thermal conductivity of 1 to 10 W / m
It is preferably in the range of K. According to this heat conductive substrate, a material having a thermal expansion coefficient close to that of the semiconductor can be obtained without causing thermal deformation or the like.
【０００９】前記本発明の熱伝導基板においては、熱伝
導基板の抗折強度が１０Ｋｇｆ／ｍｍ2以上であること
が好ましい。前記範囲であれば実用的な機械的強度とな
る。ここで抗折強度とは、下記の測定により行う。In the heat conducting substrate of the present invention, the bending strength of the heat conducting substrate is preferably 10 kgf / mm 2 or more. Within the above range, the mechanical strength will be practical. Here, the bending strength is measured by the following measurement.
【００１０】抗折強度の評価は、ＪＩＳ Ｒ−１６０１
（ファインセラミックの曲げ強さ試験方法）により定義
された方法で評価した。評価方法は、一定寸法に加工し
た基板材料を試験片とし、一定距離に配置された２支点
上に置き、支点間の中央の１点に荷重を加えて折れたと
きの、最大曲げ応力を計測することで求められる。３点
曲げ強さとも呼ばれる。試験片の形状および寸法
全長 Ｌｒ：３６ｍｍ
幅 ｗ：４．０±０．１ｍｍ
厚さ ｔ：３．０±０．１ｍｍ
曲げ強度の計算（３点曲げの場合）
σ＝３ＰＬ／２ｗｔ2
ここに σ：３点曲げ強さ（ｋｇｆ／ｍｍ2)
Ｐ：試験片が破壊したときの最大荷重（ｋｇｆ）
Ｌ：下部支点間距離（ｍｍ）
ｗ：試験片の幅（ｍｍ）
ｔ：試験片の厚み（ｍｍ）
また前記本発明の熱伝導基板においては、熱伝導基板の
抗折強度が１０〜２０Ｋｇｆ／ｍｍ2の範囲であること
が好ましい。The bending strength is evaluated according to JIS R-1601.
It was evaluated by the method defined by (Bending strength test method of fine ceramics). The evaluation method is to measure the maximum bending stress when a substrate material processed to a fixed size is used as a test piece, placed on two fulcrums arranged at a fixed distance, and a load is applied to one point in the center between the fulcrums Is required by doing. Also called three-point bending strength. Shape and dimensions of test piece Total length Lr: 36 mm Width w: 4.0 ± 0.1 mm Thickness t: 3.0 ± 0.1 mm Bending strength calculation (in the case of three-point bending) σ = 3PL / 2wt 2 σ: Three-point bending strength (kgf / mm 2 ) P: Maximum load (kgf) when the test piece breaks L: Distance between lower fulcrums (mm) w: Width of test piece (mm) t: Test piece Thickness (mm) Further, in the heat conductive substrate of the present invention, the transverse strength of the heat conductive substrate is preferably in the range of 10 to 20 Kgf / mm 2 .
【００１１】また前記本発明の熱伝導基板においては、
熱伝導基板のリードフレーム接着面の反対面に放熱用金
属板をさらに形成したことが好ましい。さらに熱抵抗を
低く抑えることができ、機械的強度も優れるからであ
る。In the heat conductive substrate of the present invention,
It is preferable that a heat-dissipating metal plate is further formed on the surface of the heat conductive substrate opposite to the lead frame bonding surface. Further, the thermal resistance can be suppressed to be low and the mechanical strength is excellent.
【００１２】また前記本発明の熱伝導基板においては、
熱伝導基板のリードフレーム接着面の一部に２層以上の
配線層を有するプリント基板が一体化されており、前記
熱伝導基板が前記リードフレームと前記２層以上の配線
層を有するプリント基板の表面まで充填されていること
が好ましい。過電流の保護や温度補償などの制御回路を
基板に一体化できるので、小型高密度化できるからであ
る。In the heat conductive substrate of the present invention,
A printed board having two or more wiring layers is integrated on a part of a lead frame bonding surface of the heat conducting board, and the heat conducting board has a lead frame and the printed board having two or more wiring layers. It is preferably filled up to the surface. This is because a control circuit for overcurrent protection, temperature compensation, etc. can be integrated with the substrate, so that the size and density can be increased.
【００１３】また前記本発明の熱伝導基板においては、
無機質フィラーの平均粒子直径が０．１〜１００μｍの
範囲であることが好ましい。In the heat conductive substrate of the present invention,
The average particle diameter of the inorganic filler is preferably in the range of 0.1 to 100 μm.
【００１４】次に本発明の熱伝導基板の製造方法は、無
機質フィラー７０〜９５重量部と、熱硬化樹脂組成物
４．９〜２８重量部と、１５０℃以上の沸点を有する溶
剤０．１〜２重量部、および１００℃以下の沸点を有す
る溶剤を少なくとも含む混合物スラリーを作製し、前記
スラリーを所望の厚みに造膜し、前記造膜されたスラリ
ーの前記１００℃以下の沸点を有する溶剤を乾燥させて
熱伝導基板用シート状物を形成し、前記熱伝導基板用シ
ート状物にリードフレームを重ね、熱硬化樹脂組成物の
硬化温度以下の温度でかつ１０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2の
圧力でリードフレームの表面まで前記熱硬化性樹脂組成
物を充填一体化し、さらに０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2の圧
力で加熱加圧して前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させる
ことを特徴とする。Next, in the method for producing a heat conductive substrate of the present invention, 70 to 95 parts by weight of an inorganic filler, 4.9 to 28 parts by weight of a thermosetting resin composition, and 0.1 solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher are used. To 2 parts by weight, and a mixture slurry containing at least a solvent having a boiling point of 100 ° C. or less is formed, the slurry is formed into a film having a desired thickness, and the solvent having a boiling point of 100 ° C. or less of the film-formed slurry. To form a sheet for a heat conductive substrate, a lead frame is placed on the sheet for a heat conductive substrate, and the temperature is not higher than the curing temperature of the thermosetting resin composition and a pressure of 10 to 200 Kg / cm 2 . The thermosetting resin composition is filled and integrated up to the surface of the lead frame, and the thermosetting resin composition is cured by heating and pressurizing at a pressure of 0 to 200 Kg / cm 2 .
【００１５】次に本発明の別の熱伝導基板の製造方法
は、無機質フィラー７０〜９５重量部と、室温で固形の
熱硬化樹脂と室温で液状の熱硬化樹脂組成物の合計量５
〜３０重量部および１００℃以下の沸点を有する溶剤か
らなる混合物スラリーを作製し、前記スラリーを所望の
厚みに造膜し、前記造膜されたスラリーの前記１００℃
以下の沸点を有する溶剤を乾燥させて熱伝導基板用シー
ト状物を形成し、前記熱伝導基板用シート状物にリード
フレームを重ね、熱硬化樹脂組成物の硬化温度以下の温
度でかつ１０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2の圧力でリードフレ
ームの表面まで前記熱硬化性樹脂組成物を充填一体化
し、さらに０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加熱加圧し
て前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させることを特徴とす
る。Next, another method for producing a heat conductive substrate according to the present invention is to use 70 to 95 parts by weight of an inorganic filler, a thermosetting resin solid at room temperature and a thermosetting resin composition which is liquid at room temperature in a total amount of 5
~ 30 parts by weight and a mixture slurry consisting of a solvent having a boiling point of 100 ℃ or less, to form a film of the slurry to a desired thickness, the 100 ℃ of the formed slurry
A solvent having a boiling point below is dried to form a sheet for heat conducting substrate, a lead frame is overlaid on the sheet for heat conducting substrate, and at a temperature not higher than the curing temperature of the thermosetting resin composition and 10 to 10. 200 kg / cm 2 of pressure to the surface of the lead frame integrally filled with the thermosetting resin composition, that further 0～200Kg / pressure cm 2 at a heating pressurized curing the thermosetting resin composition Characterize.
【００１６】次に本発明のさらに別の熱伝導基板の製造
方法は、無機質フィラー７０〜９５重量部と、熱硬化性
樹脂組成物５〜３０重量部を混合し、前記混合物の粘度
が１０2〜１０5（ＰＡ・Ｓ）である熱伝導基板用シート
状物を形成し、前記熱伝導基板用シート状物にリードフ
レームを重ね、熱硬化樹脂組成物の硬化温度以下の温度
でかつ１０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2の圧力でリードフレー
ムの表面まで前記熱硬化性樹脂組成物を充填一体化し、
さらに０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加熱加圧して前
記熱硬化性樹脂組成物を硬化させることを特徴とする。Next, in still another method for producing a heat conductive substrate of the present invention, 70 to 95 parts by weight of an inorganic filler and 5 to 30 parts by weight of a thermosetting resin composition are mixed, and the viscosity of the mixture is 10 2. A sheet-like material for a heat-conducting substrate of 10 5 (PA · S) is formed, a lead frame is placed on the sheet-like material for a heat-conducting substrate, and the temperature is not higher than the curing temperature of the thermosetting resin composition. The thermosetting resin composition is filled and integrated into the surface of the lead frame at a pressure of 200 Kg / cm 2 ,
Further, the thermosetting resin composition is cured by being heated and pressed at a pressure of 0 to 200 Kg / cm 2 .
【００１７】前記方法においては、熱伝導基板のリード
フレーム接着面の反対面に放熱用金属板をさらに形成す
ることが好ましい。In the above method, it is preferable that a heat-dissipating metal plate is further formed on the surface of the heat conductive substrate opposite to the lead frame bonding surface.
【００１８】また、熱伝導基板用シート状物にリードフ
レームと２層以上の配線層を有するプリント基板を前記
リードフレームと前記プリント基板が重ならないように
配置し、前記熱伝導基板用シート状物中の熱硬化樹脂組
成物の硬化温度以下の温度でかつ１０〜２００Ｋｇ／ｃ
ｍ2の圧力で前記リードフレームと前記２層以上の配線
層を有するプリント基板の表面まで前記熱硬化性樹脂組
成物を充填一体化し、さらに０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2の
圧力で加熱加圧して前記熱硬化性樹脂を硬化させること
が好ましい。Further, a printed board having a lead frame and two or more wiring layers is arranged on the sheet for heat conduction substrate so that the lead frame and the printed board do not overlap each other, and the sheet for heat conduction board is formed. 10 to 200 kg / c at a temperature not higher than the curing temperature of the thermosetting resin composition therein
The thermosetting resin composition is filled and integrated to the surface of the printed circuit board having the lead frame and the two or more wiring layers under a pressure of m 2 , and further heated and pressurized at a pressure of 0 to 200 Kg / cm 2. It is preferable to cure the thermosetting resin.
【００１９】また、前記加熱加圧する温度が１７０〜２
６０℃の範囲であることが好ましい。The temperature for heating and pressurizing is 170 to 2
It is preferably in the range of 60 ° C.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】前記本発明の熱伝導基板用シート
状物においては、半硬化又は部分硬化状態が、粘度：１
０2〜１０5（Ｐａ・ｓ）の範囲であることが好ましい。
可撓性と加工性にさらに優れるから所望の形に成型・加
工が容易となる。特に好ましくは、半硬化又は部分硬化
状態が、粘度：１０3〜１０4（Ｐａ・ｓ）の範囲であ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the sheet material for a heat conductive substrate of the present invention, the semi-cured or partially cured state has a viscosity: 1
It is preferably in the range of 0 2 to 10 5 (Pa · s).
Since it is further excellent in flexibility and workability, it can be easily molded and processed into a desired shape. Particularly preferably, the semi-cured or partially cured state has a viscosity of 10 3 to 10 4 (Pa · s).
【００２１】ここでいうシート状物の粘度とは、以下の
測定方法による。The term "viscosity of the sheet material" used herein refers to the following measuring method.
【００２２】測定は、粘弾性測定装置（動的粘弾性測定
装置ＭＲ−５００、（株）レオロジ製）を用いる。シー
ト状物を所定の寸法に加工し、コーン径１７．９７ｍ
ｍ、コーン角１．１５ｄｅｇのコーンプレートに挟み、
サンプルに捩り方向の正弦波振動を与え、それにより生
じたトルクの位相差などを計算し粘度を算出することで
得られる。本シート状物の評価では１Ｈｚの正弦波で歪
み量０．１ｄｅｇ、荷重５００ｇで２５℃における値を
求めた。A viscoelasticity measuring device (dynamic viscoelasticity measuring device MR-500, manufactured by Rheology Co., Ltd.) is used for the measurement. The sheet material is processed to the specified size, and the cone diameter is 17.97m.
m, sandwiched between 1.15 deg cone plate,
It is obtained by applying sinusoidal vibration in the torsional direction to the sample, calculating the phase difference of the torque generated thereby, and calculating the viscosity. In the evaluation of the sheet-like material, the value at 25 ° C. was obtained with a sine wave of 1 Hz and a distortion amount of 0.1 deg and a load of 500 g.
【００２３】また前記本発明の熱伝導基板用シート状物
においては、無機質フィラーおよび熱硬化樹脂組成物の
合計量１００重量部に対して、さらに１５０℃以上の沸
点を有する溶剤０．１〜２重量部を添加したことが好ま
しい。可撓性と加工性にさらに優れるからである。Further, in the sheet material for a heat conductive substrate of the present invention, a solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher is added to 0.1 to 2 with respect to 100 parts by weight of the total amount of the inorganic filler and the thermosetting resin composition. It is preferable to add parts by weight. This is because it is more excellent in flexibility and workability.
【００２４】また前記本発明の熱伝導基板用シート状物
においては、１５０℃以上の沸点を有する溶剤が、エチ
ルカルビトール、ブチルカルビトール及びブチルカルビ
トールアセテートから選ばれた少なくとも１種の溶剤で
あることが好ましい。取り扱いが容易であり、室温でも
熱硬化樹脂に可撓性を与え、成型・加工が行い易い粘度
にすることができるからである。In the sheet material for heat conductive substrate of the present invention, the solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher is at least one solvent selected from ethyl carbitol, butyl carbitol and butyl carbitol acetate. Preferably there is. This is because it is easy to handle and can give flexibility to the thermosetting resin even at room temperature, and can make the viscosity easy to mold and process.
【００２５】また前記本発明の熱伝導基板用シート状物
においては、熱硬化樹脂組成物を１００重量部としたと
き、
１）室温で固形の樹脂が０〜４５重量部、
２）室温で液状の樹脂が５〜５０重量部、
３）硬化剤が４．９〜４５重量部、および
４）硬化促進剤が０．１〜５重量部
の範囲であることが好ましい。可撓性と加工性に優れる
からである。In the sheet material for a heat conductive substrate of the present invention, when the thermosetting resin composition is 100 parts by weight, 1) 0 to 45 parts by weight of solid resin at room temperature, 2) liquid at room temperature. 5 to 50 parts by weight of the resin of 3), 4.9 to 45 parts by weight of 3) a curing agent, and 0.1 to 5 parts by weight of a 4) curing accelerator are preferable. This is because it has excellent flexibility and workability.
【００２６】また前記本発明の熱伝導基板用シート状物
においては、室温で液状の熱硬化樹脂としての主成分が
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型
エポキシ樹脂、または液状フェノール樹脂から選ばれた
１種以上であることが好ましい。半硬化または部分硬化
の状態を安定して保つことができ、さらに硬化後の電気
絶縁特性、機械的強度などに優れるからである。In the sheet material for a heat conductive substrate of the present invention, the main component as a liquid thermosetting resin at room temperature is selected from bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, or liquid phenol resin. It is preferably one or more. This is because the semi-cured or partially-cured state can be stably maintained, and the cured product has excellent electrical insulation properties and mechanical strength.
【００２７】また前記本発明の熱伝導基板用シート状物
においては、熱硬化樹脂組成物の主成分が、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂及びシアネート樹脂から選ばれた少
なくとも一つの樹脂であることが好ましい。In the sheet material for heat conductive substrate of the present invention, it is preferable that the main component of the thermosetting resin composition is at least one resin selected from epoxy resin, phenol resin and cyanate resin.
【００２８】また前記本発明の熱伝導基板用シート状物
においては、熱硬化樹脂組成物が臭素化された多官能エ
ポキシ樹脂を主成分とし、さらに硬化剤としてビスフェ
ノールＡ型ノボラック樹脂と、硬化促進剤としてイミダ
ゾールを含むことが好ましい。硬化後の基板が難燃性に
優れ、かつ電気絶縁性・機械的強度に優れるからであ
る。In the sheet material for a heat conductive substrate of the present invention, the thermosetting resin composition contains a brominated polyfunctional epoxy resin as a main component, and a bisphenol A type novolac resin as a curing agent, and a curing accelerator. It is preferable to include imidazole as the agent. This is because the substrate after curing has excellent flame retardancy, electrical insulation and mechanical strength.
【００２９】また前記本発明の熱伝導基板用シート状物
においては、臭素化された多官能エポキシ樹脂が６０〜
８０重量部の範囲、硬化剤としてビスフェノールＡ型ノ
ボラック樹脂が１８〜３９．９重量部の範囲、硬化促進
剤としてイミダゾールが０．１〜２重量部の範囲である
ことが好ましい。In the sheet material for heat conductive substrate of the present invention, the brominated polyfunctional epoxy resin is 60 to 60%.
It is preferable that the amount of bisphenol A type novolac resin as the curing agent is in the range of 80 parts by weight, the amount of bisphenol A type novolac resin is in the range of 18 to 39.9 parts by weight, and the amount of imidazole as the curing accelerator is in the range of 0.1 to 2 parts by weight.
【００３０】また前記本発明の熱伝導基板用シート状物
においては、前記の熱伝導基板用シート状物に、さらに
カップリング剤、分散剤、着色剤及び離型剤から選ばれ
た少なくとも１種を添加したことが好ましい。In the sheet material for heat conductive substrate of the present invention, at least one selected from the above-mentioned sheet material for heat conductive substrate selected from a coupling agent, a dispersant, a colorant and a release agent. Is preferably added.
【００３１】また前記本発明の熱伝導基板においては、
熱伝導基板に貫通穴が設けられ、前記貫通穴に導電性樹
脂組成物が充填されているか又は銅メッキによるスルー
ホールが形成されており、さらにその両面に金属箔の配
線パターンが形成一体化されていることが好ましい。放
熱性に優れた両面基板が得られるからである。In the heat conductive substrate of the present invention,
A through hole is provided in the heat conductive substrate, the through hole is filled with a conductive resin composition or a through hole is formed by copper plating, and a wiring pattern of a metal foil is formed and integrated on both surfaces of the through hole. Preferably. This is because a double-sided board with excellent heat dissipation can be obtained.
【００３２】また前記本発明の熱伝導基板においては、
複数の熱伝導基板が積層されており、各々の熱伝導基板
には貫通穴が設けられ、前記貫通穴に導電性樹脂組成物
が充填されており、かつ内部配線パターンが導電性樹脂
組成物で構成されており、さらにその両面に金属箔配線
パターンが形成一体化されていることが好ましい。導電
性に優れた層間接続および内部配線パターンが形成でき
るだけでなく、熱伝導性にも優れるからである。In the heat conductive substrate of the present invention,
A plurality of heat conductive substrates are stacked, each heat conductive substrate is provided with a through hole, the through hole is filled with a conductive resin composition, and the internal wiring pattern is a conductive resin composition. It is preferable that the metal foil wiring pattern is formed and integrated on both surfaces thereof. This is because not only the interlayer connection and internal wiring pattern having excellent conductivity can be formed, but also the thermal conductivity is excellent.
【００３３】また前記本発明の熱伝導基板においては、
金属箔が少なくとも片面粗面化された面を有する１２〜
２００μｍ厚みの銅箔であることが好ましい。In the heat conductive substrate of the present invention,
Metal foil having at least one surface roughened surface 12 ~
It is preferably a copper foil having a thickness of 200 μm.
【００３４】また前記本発明の熱伝導基板においては、
導電性樹脂組成物が、銀、銅及びニッケルから選ばれる
少なくとも一つの金属粉を７０〜９５重量部と、熱硬化
樹脂および硬化剤を５〜３０重量部含むことが好まし
い。In the heat conductive substrate of the present invention,
It is preferable that the conductive resin composition contains 70 to 95 parts by weight of at least one metal powder selected from silver, copper and nickel, and 5 to 30 parts by weight of a thermosetting resin and a curing agent.
【００３５】[0035]
【発明の実施の形態】本発明はその第１の態様として、
未硬化状態の熱硬化性樹脂に高濃度に無機フィラーを添
加し、平面方向の熱膨張係数が半導体とほぼ同じでしか
も高熱伝導性を付与した可撓性を有する熱伝導シート状
物を基本とする。本発明の熱伝導シート状物は、熱硬化
樹脂組成物に高沸点溶剤を添加すること、または熱硬化
樹脂に室温で固形の樹脂と室温で液状の熱硬化樹脂の混
合物を使用すること、および無機フィラーとの混合に低
沸点溶剤を使用し造膜することにより、高濃度に無機質
フィラーを添加できるばかりでなく、前記熱伝導シート
状物中の熱硬化性樹脂が未硬化状態で可撓性を発揮させ
ることが可能となり、また低温低圧で所望の形に成形す
ることができる。またさらに加熱加圧により、前記熱硬
化樹脂が硬化することでリジットな基板とすることがで
きる。この可撓性を有する熱伝導シート状物を用いて、
簡便に半導体を直接実装できる熱伝導性基板を得ること
ができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As the first aspect of the present invention,
Based on a flexible heat-conducting sheet-like material in which a high-concentration inorganic filler is added to an uncured thermosetting resin, and the coefficient of thermal expansion in the plane direction is almost the same as that of a semiconductor, and high thermal conductivity is imparted. To do. The heat conductive sheet material of the present invention is the addition of a high boiling point solvent to the thermosetting resin composition, or the use of a mixture of a thermosetting resin solid at room temperature and a liquid thermosetting resin at room temperature, and By forming a film by using a low boiling point solvent for mixing with the inorganic filler, not only can the inorganic filler be added at a high concentration, but the thermosetting resin in the heat conductive sheet is uncured and flexible. Can be exhibited, and can be molded into a desired shape at low temperature and low pressure. Moreover, the thermosetting resin is cured by heating and pressing, whereby a rigid substrate can be obtained. Using this flexible heat conductive sheet,
A heat conductive substrate on which a semiconductor can be directly mounted can be easily obtained.
【００３６】その第２の態様として、前記の熱伝導シー
ト状物を用い、リードフレームを重ね、加熱加圧により
前記熱伝導シート状物を硬化させリードフレームと一体
化することで、放熱性を有する半導体を直接実装できる
熱伝導基板を得る。In a second mode, the above-mentioned heat-conducting sheet-like material is used, the lead frames are overlapped, and the heat-conducting sheet-like material is cured by heating and pressurization to be integrated with the lead frame, whereby heat dissipation is improved. To obtain a heat conductive substrate on which the semiconductor can be directly mounted.
【００３７】また、その第３の態様として、前記熱伝導
シート状物に貫通穴を形成し、該貫通穴に導電性樹脂組
成物を充填し、その両面に金属箔パターンを形成するこ
とで両面の電気的導通を可能ならしめた高熱伝導性有す
る両面熱伝導基板を得る。Further, as a third aspect thereof, through holes are formed in the heat conductive sheet, the conductive resin composition is filled in the through holes, and metal foil patterns are formed on both surfaces of the through holes. A double-sided heat conductive substrate having high heat conductivity, which enables electrical conduction of the above.
【００３８】また、その第４の態様は、前記第３の態様
の貫通穴に銅メッキにより電気的導通を可能にした高熱
伝導両面基板を得る。The fourth aspect of the present invention obtains a high thermal conductive double-sided board capable of electrical conduction by copper plating in the through holes of the third aspect.
【００３９】更にその第５の態様として、前記の熱伝導
シート状物を複数枚使用し、導電性樹脂組成物が充填さ
れた貫通穴と、その熱伝導シート状物の片面に配線パタ
ーンを形成し、前記熱伝導シート状物を多数枚重ねて多
層回路構成とした熱伝導基板（多層基板）を得る。As a fifth aspect, a plurality of the above-mentioned heat conductive sheet-like materials are used and a through hole filled with a conductive resin composition and a wiring pattern are formed on one surface of the heat conductive sheet-like material. Then, a large number of the heat conductive sheet-like materials are stacked to obtain a heat conductive substrate (multilayer substrate) having a multilayer circuit configuration.
【００４０】以下、本発明の一実施例によるベアチップ
実装用の熱伝導基板（片面配線、両面配線、多層配線基
板）を図面に基づき説明する。A heat conducting substrate (single-sided wiring, double-sided wiring, multilayer wiring substrate) for mounting a bare chip according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００４１】図１は、本発明の一実施例による熱伝導シ
ート状物の構成を示す断面図である。図１において熱伝
導シート状物１００は、離型性フィルム１０１上に、造
膜されている。その形成方法は、少なくとも無機質フィ
ラーと熱硬化樹脂組成物と１５０℃以上の沸点を有する
溶剤および１００℃以下の沸点を有する溶剤からなる混
合物スラリーを準備し、前記離型フィルム１０１上に造
膜される。造膜の方法は、既存のドクターブレード法や
コーター法さらには押し出し成形法が利用できる。そし
て、前記造膜されたスラリーの前記１００℃以下の沸点
を有する溶剤のみを乾燥することで可撓性を有する熱伝
導シート状物を得ることができる。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a heat conductive sheet material according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the heat conductive sheet material 100 is formed on the releasable film 101. The forming method is to prepare a mixture slurry composed of at least an inorganic filler, a thermosetting resin composition, a solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and a solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower, and film-formed on the release film 101. It As a film forming method, an existing doctor blade method, coater method, or extrusion molding method can be used. Then, by drying only the solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower of the formed slurry, a heat conductive sheet material having flexibility can be obtained.
【００４２】また同様に、少なくとも無機質フィラーと
室温で固形の熱硬化樹脂と室温で液状の熱硬化樹脂組成
物および１００℃以下の沸点を有する溶剤の混合物スラ
リーを準備し、前記と同様に離型フィルム１０１上に造
膜し、前記溶剤を乾燥することでも可撓性を有する熱伝
導シート状物を得ることができる。Similarly, at least an inorganic filler, a thermosetting resin which is solid at room temperature, a thermosetting resin composition which is liquid at room temperature, and a mixture slurry of a solvent having a boiling point of 100 ° C. or less are prepared, and the releasing slurry is prepared in the same manner as described above. By forming a film on the film 101 and drying the solvent, it is possible to obtain a flexible heat conductive sheet.
【００４３】前記熱硬化性樹脂としては、例えばエポキ
シ樹脂、フェノール樹脂及びシアネート樹脂を挙げるこ
とができる。また前記無機フィラーとしては、Ａｌ
2Ｏ3、ＭｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮを挙げることができる。前
記１５０℃以上の沸点を有する溶剤としては、エチルカ
ルビトール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトール
アセテートを挙げることができる。Examples of the thermosetting resin include epoxy resin, phenol resin and cyanate resin. The inorganic filler is Al
2 O 3 , MgO, BN and AlN can be mentioned. Examples of the solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher include ethyl carbitol, butyl carbitol, and butyl carbitol acetate.
【００４４】また前記室温で液状の熱硬化樹脂として
は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノール
Ｆ型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂、および液状フェ
ノール樹脂を挙げることができる。Examples of the thermosetting resin which is liquid at room temperature include epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin, and liquid phenol resin.
【００４５】さらに前記１００℃以下の沸点を有する溶
剤としては、メチルエチルケトン、イソプロパノール、
トルエンを挙げることができる。また必要であれば、熱
伝導シート状物組成物にさらにカップリング剤、分散
剤、着色剤、離型剤を添加することも可能である。Further, as the solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower, methyl ethyl ketone, isopropanol,
Toluene may be mentioned. Further, if necessary, a coupling agent, a dispersant, a coloring agent, and a release agent can be added to the heat conductive sheet composition.
【００４６】また、上記したように１５０℃以下の沸点
を有する溶剤を添加することや室温で液状の熱硬化樹脂
を添加し、１００℃以下の沸点を有する溶剤を乾燥する
ことで、適度な粘度（１０2〜１０5Ｐａ・ｓ）の半硬化
又は部分硬化状態の熱伝導基板用シート状物が得られ
る。１０2Ｐａ・ｓ以下の粘度では、シート状物の粘着
性が強すぎ離型フィルムから剥がせないばかりか、加工
後の変形量が大きいので作業性が悪い。また、１０5Ｐ
ａ・ｓ以上の粘度では、可撓性がなく室温での加工が困
難となる。望ましくは１０3〜１０4Ｐａ・ｓの範囲の粘
度が作業性、加工性の面で最適である。Further, as described above, by adding a solvent having a boiling point of 150 ° C. or lower or by adding a liquid thermosetting resin at room temperature and drying the solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower, an appropriate viscosity can be obtained. (10 2 to 10 5 Pa · s) A semi-cured or partially-cured sheet for heat conduction substrate is obtained. At a viscosity of 10 2 Pa · s or less, the workability is poor because the adhesiveness of the sheet material is too strong to be peeled from the release film, and the amount of deformation after processing is large. Also, 10 5 P
If the viscosity is a · s or more, it is not flexible and processing at room temperature becomes difficult. Desirably, a viscosity in the range of 10 3 to 10 4 Pa · s is optimum in terms of workability and workability.
【００４７】この熱伝導シート状物を硬化させた基板本
体として用いた熱伝導基板は、無機フィラーを大量に充
填することができるので熱膨脹係数が半導体とほぼ同様
にすることができるだけでなく、放熱性に優れた基板と
なる。The heat conducting substrate used as the substrate body obtained by curing the heat conducting sheet-like material can be filled with a large amount of inorganic filler, so that the coefficient of thermal expansion can be made substantially the same as that of the semiconductor and the heat dissipation can be achieved. The substrate has excellent properties.
【００４８】図２Ａ〜Ｅは前記熱伝導シート状物１００
を用いて作製される熱伝導基板の製造工程を示す工程別
断面図である。図２Ａにおいて、２００は前記のように
して作製された熱伝導シート状物であり、図２Ｂの２０
１は、配線を形成するリードフレームである。リードフ
レーム２０１は、銅板を所望の形状に金型により打抜い
て得ることもできるし、エッチング法で形成することも
可能である。加工されたリードフレームの表面はニッケ
ルメッキにより処理され、銅の酸化を防止したものが一
般的に使用される。2A to 2E show the heat conductive sheet material 100.
4A to 4C are cross-sectional views for each process showing a manufacturing process of a heat conductive substrate manufactured by using. In FIG. 2A, reference numeral 200 denotes the heat-conducting sheet-like article produced as described above, and 20 in FIG. 2B.
Reference numeral 1 is a lead frame for forming wiring. The lead frame 201 can be obtained by punching a copper plate into a desired shape with a die, or can be formed by an etching method. The surface of the processed lead frame is treated with nickel plating to generally prevent copper from being oxidized.
【００４９】図２Ｃは、リードフレーム２０１と前記熱
伝導シート状物２００を重ね合せたものである。In FIG. 2C, the lead frame 201 and the heat conductive sheet-like material 200 are superposed.
【００５０】図２Ｄはリードフレームと熱伝導シート状
物を加熱加圧し、リードフレームの表面まで熱伝導シー
ト状物の可撓性を利用して熱伝導シート状物を充填し、
さらに前記熱伝導シート状物の中の熱硬化樹脂を硬化さ
せた状態を示している。次に図２Ｅは硬化後の熱伝導基
板のリードフレームの必要部分を残してカットし、さら
に取り出し電極とするためリードフレームを垂直に曲げ
加工したものである。これにより熱伝導基板が作製され
る。その後半田による部品実装や、絶縁樹脂の充填など
の工程があるが、ここでは本質ではないので省略してい
る。In FIG. 2D, the lead frame and the heat-conducting sheet are heated and pressed, and the flexibility of the heat-conducting sheet is filled up to the surface of the lead frame to fill the heat-conducting sheet.
Further, it shows a state in which the thermosetting resin in the heat conductive sheet is cured. Next, in FIG. 2E, the necessary portions of the lead frame of the heat conductive substrate after curing are cut and left, and the lead frame is bent vertically to form an extraction electrode. Thereby, the heat conductive substrate is manufactured. After that, there are processes such as component mounting by soldering and filling of insulating resin, but they are omitted here because they are not essential here.
【００５１】図３は図２により作製される熱伝導基板の
リードフレーム接着面の反対側にさらに放熱性金属板３
０２を形成したものである。In FIG. 3, a heat-dissipating metal plate 3 is further provided on the side opposite to the lead frame bonding surface of the heat conducting substrate manufactured in FIG.
02 is formed.
【００５２】図４Ａ〜Ｆは、前記方法とは異なる両面配
線を有する熱伝導基板の形成方法を示している。図４Ａ
では、離型性フィルム４０１上に造膜された熱伝導シー
ト状物４００を示している。図４Ｂは、上記熱伝導シー
ト状物４００の離型性フィルム４０１側から貫通穴４０
２が形成されている。貫通穴の形成は、炭酸ガスやエキ
シマなどによるレーザー加工法や金型による加工さらに
は、ドリルによって形成することができる。レーザビー
ムで穴あけ加工すると、微細なピッチで穴あけでき、し
かも削り屑が出ないため好ましい。次の図４Ｃは、前記
貫通穴４０２に導電性樹脂組成物４０３が充填されてい
る。前記導電性樹脂組成物としては、例えば銅粉，エポ
キシ樹脂，及びエポキシ樹脂の硬化剤を混合してなる導
電性ペーストを挙げることができる。図４Ｄは、さらに
金属箔４０４を両面に重ねあわせる。この状態で加熱加
圧し、図４Ｅのように前記熱伝導シート状物を硬化さ
せ、最後に図４Ｆに示すように両面の金属箔を加工し、
配線パターン４０５が得られる。これにより両面に配線
パターンを有する熱伝導基板を得ることができる。この
時、金属箔の代りに前述のリードフレームを用いること
も可能であり、その際最後の配線パターン形成を省略す
ることが可能となる。4A to 4F show a method of forming a heat conductive substrate having double-sided wiring different from the above method. Figure 4A
Shows a heat conductive sheet material 400 formed on the releasable film 401. FIG. 4B shows a through hole 40 from the release film 401 side of the heat conductive sheet material 400.
2 is formed. The through holes can be formed by a laser processing method using carbon dioxide gas or an excimer, a processing using a die, or a drill. Drilling with a laser beam is preferable because holes can be drilled at a fine pitch and no shavings are produced. In the next FIG. 4C, the through hole 402 is filled with a conductive resin composition 403. Examples of the conductive resin composition include a conductive paste obtained by mixing copper powder, an epoxy resin, and a curing agent for the epoxy resin. In FIG. 4D, metal foil 404 is further laminated on both sides. In this state, heat and pressure are applied to cure the heat conductive sheet material as shown in FIG. 4E, and finally the metal foils on both sides are processed as shown in FIG. 4F,
The wiring pattern 405 is obtained. This makes it possible to obtain a heat conductive substrate having wiring patterns on both sides. At this time, it is also possible to use the above-mentioned lead frame instead of the metal foil, and at that time, it becomes possible to omit the last wiring pattern formation.
【００５３】図５は図４により作製される熱伝導基板の
両面の電気的接続方法が、導電性樹脂組成物によらず、
加熱加圧による硬化後に貫通穴加工を行い、その後銅メ
ッキ法により層間接続を行う方法により作製された熱伝
導基板の断面図を示したものである。５０１は貫通穴に
形成された銅メッキ層、５０２は配線パターン、５００
は前記熱伝導シート状物を硬化させた熱伝導基板を示し
ている。FIG. 5 shows that the method for electrically connecting both surfaces of the heat conductive substrate prepared in FIG. 4 does not depend on the conductive resin composition.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a heat conductive substrate manufactured by a method of performing through hole processing after curing by heating and pressurizing, and then performing interlayer connection by a copper plating method. 501 is a copper plating layer formed in the through hole, 502 is a wiring pattern, 500
Indicates a heat conductive substrate obtained by curing the heat conductive sheet.
【００５４】図６は本発明の一実施例による熱伝導性多
層配線基板の作製方法を示す工程別断面図である。図６
Ａ〜Ｃは図４に示した熱伝導シート状物に貫通穴加工
し、導電性樹脂組成物を充填したものとまったく同じで
ある。図６Ｄ、ＦおよびＧは上記導電性樹脂組成物６０
３を充填した熱伝導シート状物であり、さらにその片面
に導電性樹脂組成物６０３を用いて配線パターン６０４
を形成したものである。配線パターンの形成方法は、ス
クリーン印刷法や凹版オフセット印刷などにより形成す
ることができる。図６Ｅは前記導電性樹脂組成物による
配線パターンが形成されていない。6A to 6C are cross-sectional views by step showing a method of manufacturing a heat conductive multilayer wiring board according to an embodiment of the present invention. Figure 6
A to C are exactly the same as those obtained by processing the heat conductive sheet-like material shown in FIG. 4 with through holes and filling the conductive resin composition. 6D, F and G show the conductive resin composition 60 described above.
3 is a heat-conducting sheet-like material, and a conductive resin composition 603 is used on one surface thereof to form a wiring pattern 604.
Is formed. The wiring pattern can be formed by screen printing or intaglio offset printing. In FIG. 6E, the wiring pattern made of the conductive resin composition is not formed.
【００５５】図６Ｈは、前記の図６Ｅ〜Ｇに示す熱伝導
シート状物を図のように重ねさらにその両面に金属箔６
０５を重ねたものである。図６Ｉはこれを加熱加圧し、
前記各々の熱伝導シート状物を硬化接着させたものであ
り、図６Ｊは、最後に最上層の配線パターン６０６を形
成したものである。ここでの配線パターンの形成はエッ
チング法により行われる。エッチング法は、一般に例え
ば塩化第二鉄をエッチング液として用いたウエットエッ
チングが使用される。これにより多層配線構造を有する
高密度な熱伝導基板が得られる。In FIG. 6H, the heat-conducting sheet-like materials shown in FIGS. 6E to 6G are stacked as shown in FIG.
It is a stack of 05. FIG. 6I heats and presses it,
Each of the heat conductive sheet materials is cured and adhered, and FIG. 6J shows the uppermost wiring pattern 606 formed at the end. The wiring pattern is formed here by an etching method. As an etching method, generally, for example, wet etching using ferric chloride as an etching solution is used. As a result, a high-density heat conductive substrate having a multilayer wiring structure can be obtained.
【００５６】また、ここでは本来プリント基板は、半田
レジストを塗布したり、文字や記号を印刷したり、挿入
部品用の穴を開けるなどの工程があるが、これらの工程
は公知の方法を採用できるので詳細な説明は省略してい
る。Further, here, the printed circuit board originally has steps such as coating a solder resist, printing characters and symbols, and making holes for insertion parts, but these steps adopt known methods. Since it is possible, detailed description is omitted.
【００５７】図７Ａ、Ｂは前記熱伝導基板用シート状物
７００を用いて作製される熱伝導基板の製造工程を示す
工程別断面図である。図７Ａにおいて、７００は前記の
ようにして作製された熱伝導基板用シート状物であり、
７０１は配線を形成するためのリードフレームである。
リードフレーム７０１は、銅板を所望の形状に金型によ
り打抜いて得ることもできるし、エッチング法で形成す
ることも可能である。加工されたリードフレームの表面
はニッケルメッキにより処理され、銅の酸化を防止した
ものが一般的に使用される。７０２は、２層以上の配線
層を有するプリント基板であり、配線パターン７０３と
層間を電気的に接続するためのビア７０４を持ってい
る。FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing the steps of manufacturing a heat conductive substrate manufactured by using the heat conductive substrate sheet 700. In FIG. 7A, 700 is the sheet-like article for heat conductive substrate produced as described above,
Reference numeral 701 is a lead frame for forming wiring.
The lead frame 701 can be obtained by punching a copper plate into a desired shape with a die, or can be formed by an etching method. The surface of the processed lead frame is treated with nickel plating to generally prevent copper from being oxidized. Reference numeral 702 is a printed circuit board having two or more wiring layers, and has a via 704 for electrically connecting the wiring pattern 703 and the layers.
【００５８】図７Ｂは前記リードフレーム７０１と熱伝
導基板用シート状物７００および２層以上の配線層を有
するプリント基板７０２を加熱加圧し、リードフレーム
７００とプリント基板７０２の表面まで熱伝導基板用シ
ート状物７００の可撓性を利用して熱伝導基板用シート
状物を充填し、さらに前記熱伝導基板用シート状物の中
の熱硬化樹脂を硬化させた状態を示している。以降、図
２のＥのように熱伝導基板のリードフレームの必要部分
を残してカットし、さらに取り出し電極とするためリー
ドフレームを垂直に曲げ加工する。これにより熱伝導基
板が作製される。その後半田による部品実装や、絶縁樹
脂の充填などの工程があるが、このような工程は公知の
方法を採用できるので詳細な説明は省略している。In FIG. 7B, the lead frame 701, the sheet 700 for a heat conductive substrate, and the printed circuit board 702 having two or more wiring layers are heated and pressed to reach the surfaces of the lead frame 700 and the printed circuit board 702. It shows a state where the flexibility of the sheet-like material 700 is used to fill the sheet-like material for the heat-conducting substrate and the thermosetting resin in the sheet-like material for the heat-conducting substrate is cured. After that, as shown in FIG. 2E, the lead frame of the heat conductive substrate is cut while leaving a necessary portion, and the lead frame is bent vertically to form an extraction electrode. Thereby, the heat conductive substrate is manufactured. After that, there are steps such as mounting of components by soldering and filling of insulating resin. However, since a known method can be adopted for such steps, detailed description is omitted.
【００５９】[0059]
【実施例】以下、具体的実施例により本発明を更に詳細
に説明する。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
【００６０】（実施例１）本発明の熱伝導シート状物の
作製に際し、無機フィラーと熱硬化樹脂および溶剤を混
合し、十分な分散状態が得られるようにアルミナボール
の玉石を混合してスラリーを作製した。実施した熱伝導
シート状物組成を表１に示す。(Example 1) In the preparation of the heat conductive sheet material of the present invention, the inorganic filler, the thermosetting resin and the solvent are mixed, and the boulders of alumina balls are mixed so as to obtain a sufficiently dispersed state, to form a slurry. Was produced. Table 1 shows the composition of the thermally conductive sheet material.
【００６１】[0061]
【表１】 [Table 1]
【００６２】表１では無機フィラーとしてＡｌ2Ｏ3の添
加量を変化させた場合の熱伝導シート状物の性能を評価
したもので、Ａｌ2Ｏ3は住友化学（株）製（ＡＬ−３
３、平均粒径１２μm）、エポキシ樹脂として以下の組
成のものを用いた。
１）熱硬化樹脂主剤 臭素化多官能エポキシ樹脂 ６５
重量部（油化シェルエポキシ株製５０４９−Ｂ−７０）
２）硬化剤 ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂 ３
４．４重量部（油化シェルエポキシ株製１５２）
３）硬化促進剤 イミダゾール ０．６量部（油化シェ
ルエポキシ株製ＥＭＩ−１２）
本樹脂組成物を固形分としメチルエチルケトン樹脂で溶
解したものを使用した。固形分量は７０ｗｔ％である。Table 1 shows the evaluation of the performance of the heat-conducting sheet material when the addition amount of Al 2 O 3 as an inorganic filler is changed. Al 2 O 3 is manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (AL-3
3, average particle diameter 12 μm), and an epoxy resin having the following composition was used. 1) Thermosetting resin main agent Brominated polyfunctional epoxy resin 65
Parts by weight (5049-B-70 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) 2) Curing agent Bisphenol A type novolac resin 3
4.4 parts by weight (Okaka Shell Epoxy Co., Ltd. 152) 3) Curing Accelerator Imidazole 0.6 parts by weight (Okaka Shell Epoxy Co., Ltd. EMI-12) What dissolved this resin composition into a solid content with the methyl ethyl ketone resin It was used. The solid content is 70 wt%.
【００６３】表１の組成を秤量し、さらに粘度調整用に
１００℃以下の沸点を有するメチルエチルケトン溶剤を
加えスラリー粘度が約２０Ｐａ・ｓになるまで添加し、
前記の玉石を加え４８時間ポット中で５００ｒｐｍの速
度で回転混合させた。この時、低沸点溶剤は粘度調整用
であり、高濃度の無機フィラーを添加する上で重要な構
成要素となる。ただし、後の乾燥工程で低沸点溶剤は揮
発させてしまうので熱伝導シート状物組成中に残らない
ので表１には記載していない。次に、離型フィルムとし
て厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム
を準備し、前記スラリーをドクターブレード法でギャッ
プ約１．４ｍｍで造膜した。次に前記造膜シート中のメ
チルエチルケトン溶剤を１００℃の温度で１時間放置し
乾燥させた。これにより表１に示すように適度な粘度を
有する可撓性熱伝導シート状物（７５０μm）が得られ
た。The compositions shown in Table 1 were weighed, and a methyl ethyl ketone solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower was added for viscosity adjustment until the slurry viscosity reached about 20 Pa · s.
The above cobblestones were added, and the mixture was rotatively mixed at a speed of 500 rpm in a pot for 48 hours. At this time, the low boiling point solvent is for adjusting the viscosity, and is an important component for adding a high concentration of inorganic filler. However, since the low boiling point solvent is volatilized in the subsequent drying step and is not left in the composition of the heat conductive sheet, it is not described in Table 1. Next, a polyethylene terephthalate film having a thickness of 75 μm was prepared as a release film, and the slurry was formed into a film by a doctor blade method with a gap of about 1.4 mm. Next, the methyl ethyl ketone solvent in the film-forming sheet was left to dry at 100 ° C. for 1 hour. As a result, a flexible heat conductive sheet material (750 μm) having an appropriate viscosity as shown in Table 1 was obtained.
【００６４】このようにして得られた熱伝導シート状物
から離型フィルムを剥離し、再度耐熱性離型フィルム
（ＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイト７５μm厚み）
で挟んで、２００℃の温度で圧力５０kg/cm2で硬化させ
た。ＰＰＳ離型フィルムを剥離し、所定の寸法に加工し
て、熱伝導性、熱膨張係数、絶縁耐圧、抗折強度を測定
した。結果を表２に示す。The release film was peeled off from the heat conductive sheet material thus obtained, and the heat-resistant release film (PPS: polyphenylene sulfite 75 μm thickness) was again formed.
Sandwiched between and cured at a temperature of 200 ° C. and a pressure of 50 kg / cm 2 . The PPS release film was peeled off and processed into a predetermined size, and the thermal conductivity, thermal expansion coefficient, dielectric strength, and bending strength were measured. The results are shown in Table 2.
【００６５】[0065]
【表２】 [Table 2]
【００６６】なお熱伝導性は、１０mm角に切断した試料
の表面を加熱ヒータに接触加熱し、反対面への温度の伝
わりかたから計算で熱伝導度を求めた。また表２の結果
に示した絶縁耐圧は、同様に熱伝導基板の厚み方向のＡ
Ｃ電圧による絶縁耐圧を求め単位厚み当たりに計算した
ものである。絶縁耐圧は、熱伝導基板の熱硬化樹脂と無
機フィラーの接着性に影響を受ける。即ち無機フィラー
と熱硬化樹脂の濡れ性が悪いと、その間にミクロな隙間
が生じその結果、基板の強度や絶縁耐圧の低下を招くた
めである。一般に樹脂だけの絶縁耐圧は１５ＫＶ／ｍｍ
程度とされており、１０ＫＶ／ｍｍ以上であれば良好な
接着が得られていると判断できる。For the thermal conductivity, the surface of the sample cut into 10 mm square was heated by contact with a heater, and the thermal conductivity was calculated from the way the temperature was transmitted to the opposite surface. Further, the withstand voltage shown in the results of Table 2 is the same as A in the thickness direction of the heat conductive substrate.
The withstand voltage by C voltage is calculated and calculated per unit thickness. The withstand voltage is affected by the adhesiveness between the thermosetting resin of the heat conductive substrate and the inorganic filler. That is, if the wettability between the inorganic filler and the thermosetting resin is poor, a microscopic gap is created between them, resulting in a decrease in the strength of the substrate and the withstand voltage. Generally, the withstand voltage of resin alone is 15 KV / mm
It is considered to be approximately, and it can be judged that good adhesion is obtained if it is 10 KV / mm or more.
【００６７】表１〜２の結果から、前記のような方法で
作製された熱伝導シート状物から得られる熱伝導基板
は、従来のガラスエポキシ基板に比べ約２０倍以上の熱
伝導性が得られ、また従来の射出成形法に比べても倍以
上の性能が発揮できた。また熱膨張係数もＡｌ2Ｏ3を９
０ｗｔ％以上添加したもので、シリコン半導体に近い熱
膨張係数のものが得られている。また、基板としての抗
折強度も１５kg/mm2以上の値を示しており基板として十
分な強度を有しているといえる。これにより、半導体を
直接実装するフリップチップ用基板としても有望であ
る。From the results of Tables 1 and 2, the heat conductive substrate obtained from the heat conductive sheet-like material produced by the above method has about 20 times or more thermal conductivity as compared with the conventional glass epoxy substrate. In addition, the performance was more than double that of the conventional injection molding method. Also, the coefficient of thermal expansion of Al 2 O 3 is 9
It has been added in an amount of 0 wt% or more, and has a coefficient of thermal expansion close to that of a silicon semiconductor. Further, the flexural strength as a substrate also shows a value of 15 kg / mm 2 or more, which means that the substrate has sufficient strength. Accordingly, it is also promising as a flip chip substrate on which a semiconductor is directly mounted.
【００６８】次に無機フィラーの種類を変更した場合の
性能を評価した。表３にその組成を示し、表４に評価結
果を示す。Next, the performance when the type of the inorganic filler was changed was evaluated. Table 3 shows the composition, and Table 4 shows the evaluation results.
【００６９】[0069]
【表３】 [Table 3]
【００７０】[0070]
【表４】 [Table 4]
【００７１】表３〜４から明らかな通り、無機フィラー
として、Ａｌ2Ｏ3以外のＡｌＮ、ＭｇＯ、ＢＮなどの粉
末（７〜１２μm程度）を用いることで上記と同様多量
添加することができ、無機フィラー特有の性能を発揮さ
せることができる。即ちＡｌＮの良好な熱伝導性を利用
すれば、セラミック基板に近い熱伝導性が得られる（実
施例１ｈ）。またＢＮを添加した場合、実施例１ｉに示
すように高熱伝導でしかも低熱膨張性が得られる。この
時の添加量の設定は、無機フィラーの密度と分散性に応
じ最適な状態を得られる様にしたもので、ＡｌＮのよう
に分散剤などを添加することでより大量に添加すること
ができる。また熱伝導シート状物に着色を行うことで、
熱放散性に富む熱伝導基板が得られる。また上記の様に
無機フィラーと熱硬化樹脂の接着を改善するため、シラ
ン系のカップリング剤を添加することで、絶縁耐圧に良
好に作用している。As is clear from Tables 3 and 4, by using powders (about 7 to 12 μm) of AlN, MgO, BN, etc. other than Al 2 O 3 as the inorganic filler, a large amount can be added in the same manner as described above. The performance peculiar to the inorganic filler can be exhibited. That is, if the good thermal conductivity of AlN is utilized, the thermal conductivity close to that of a ceramic substrate can be obtained (Example 1h). When BN is added, high thermal conductivity and low thermal expansion can be obtained as shown in Example 1i. The setting of the addition amount at this time is such that an optimum state can be obtained depending on the density and dispersibility of the inorganic filler, and a larger amount can be added by adding a dispersant such as AlN. . Also, by coloring the heat conductive sheet,
A heat conductive substrate having a high heat dissipation property can be obtained. Further, as described above, in order to improve the adhesion between the inorganic filler and the thermosetting resin, the addition of a silane coupling agent works well on the dielectric strength voltage.
【００７２】表５では無機フィラーとしてＡｌ2Ｏ3を用
い、可撓性を付与するもう一つの方法である室温で液状
の樹脂を添加した場合の熱伝導シート状物の性能を評価
したもので、Ａｌ2Ｏ3は住友化学（株）製（ＡＬ−３
３、平均粒径１２μm）、エポキシ樹脂として日本レッ
ク（株）製（ＮＶＲ−１０１０、硬化剤含む）の一部を
表５に示す液状樹脂で置換することで得た。Table 5 shows the evaluation of the performance of the heat conductive sheet material when Al 2 O 3 is used as the inorganic filler and the resin which is liquid at room temperature, which is another method of imparting flexibility, is added. , Al 2 O 3 are manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (AL-3
3, an average particle size of 12 μm), and a part of Nippon Lec Co., Ltd. (NVR-1010, containing a curing agent) as an epoxy resin was obtained by substituting the liquid resin shown in Table 5.
【００７３】[0073]
【表５】 [Table 5]
【００７４】表５の組成を秤量し、さらに粘度調整用に
１００℃以下の沸点を有するメチルエチルケトン溶剤を
スラリー粘度が約２０Ｐａ・ｓになるまで添加し、前記
の玉石を加え４８時間ポット中で５００ｒｐｍの速度で
回転混合させた。この時、低沸点溶剤は粘度調整用であ
り、高濃度の無機フィラーを添加する上で重要な構成要
素となる。ただし、後の乾燥工程で低沸点溶剤は揮発さ
せてしまうので熱伝導シート状物組成中に残らないので
表５には記載していない。次に、離型フィルムとして厚
み７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを準
備し、前記スラリーをドクターブレード法でギャップ約
１．４ｍｍで造膜した。次に前記造膜シート中のメチル
エチルケトン溶剤を１００℃の温度で１時間放置し乾燥
させた。これにより表５に示すように室温で液状の樹脂
を添加することで適度な粘度を有する可撓性熱伝導シー
ト状物（７５０μmt厚み）が得られた。The composition shown in Table 5 was weighed, and a methyl ethyl ketone solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower was added to adjust the viscosity until the slurry viscosity reached about 20 Pa · s. Vortex mixed at a speed of. At this time, the low boiling point solvent is for adjusting the viscosity, and is an important component for adding a high concentration of inorganic filler. However, since the low boiling point solvent is volatilized in the subsequent drying step and is not left in the composition of the heat conductive sheet, it is not described in Table 5. Next, a polyethylene terephthalate film having a thickness of 75 μm was prepared as a release film, and the slurry was formed into a film by a doctor blade method with a gap of about 1.4 mm. Next, the methyl ethyl ketone solvent in the film-forming sheet was left to dry at 100 ° C. for 1 hour. As a result, as shown in Table 5, a flexible heat conductive sheet (750 μmt thickness) having an appropriate viscosity was obtained by adding a liquid resin at room temperature.
【００７５】このようにして得られた熱伝導シート状物
から離型フィルムを剥離し、再度耐熱性離型フィルム
（ＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイト７５μm厚み）
で挟んで、２００℃の温度で圧力５０kg/cm2で硬化させ
た。ＰＰＳ離型フィルムを剥離し、所定の寸法に加工し
て、熱伝導性、熱膨張係数、絶縁耐圧、抗折強度を測定
した。結果を表６に示す。The release film was peeled off from the heat conductive sheet material thus obtained, and the heat-resistant release film (PPS: polyphenylene sulfite 75 μm thick) was again formed.
Sandwiched between and cured at a temperature of 200 ° C. and a pressure of 50 kg / cm 2 . The PPS release film was peeled off and processed into a predetermined size, and the thermal conductivity, thermal expansion coefficient, dielectric strength, and bending strength were measured. The results are shown in Table 6.
【００７６】[0076]
【表６】 [Table 6]
【００７７】表６から明らかな通り、室温で液状の樹脂
を添加することでも熱伝導シート状物に可撓性を付与で
き、しかも無機フィラー特有の性能を発揮させることが
できる。このことは、前記実施例の高沸点溶剤を添加す
る方法に比べ、熱伝導シート状物の成型加工時には溶剤
が存在しないため、ボイドによる絶縁耐圧や抗折強度は
良好である。As is clear from Table 6, by adding a resin which is liquid at room temperature, it is possible to impart flexibility to the heat-conducting sheet-like material and to exhibit the performance peculiar to the inorganic filler. This means that, as compared with the method of adding the high boiling point solvent in the above-mentioned examples, the solvent does not exist during the molding of the heat conductive sheet, and thus the dielectric strength due to voids and the bending strength are good.
【００７８】（実施例２）実施例１と同様の方法で作製
した熱伝導シート状物を用い、リードフレームと一体化
させた熱伝導基板の実施例を示す。本実施例に使用した
熱伝導シート状物の組成を以下に示す。
（１）無機フィラー：、Ａｌ2Ｏ3、９０重量％（昭和電
工（株）製「ＡＳ−４０」（商品名）、球状、平均粒子
径１２μm）
（２）熱硬化樹脂：シアネートエステル樹脂、９重量％
（旭チバ（株）製、「ＡｒｏＣｙ Ｍ３０」（商品
名））
（３）１５０℃以上の沸点溶剤：ブチルカルビトール、
０．５重量％（関東化学（株）試薬１級）
（４）その他の添加物：カーボンブラック、０．３重量
％(東洋カーボン(株)製)分散剤：０．２重量％（第一工
業製薬（株）製「プライサーフ、Ｆ−２０８Ｆ」（商品
名））
以上の組成で作製された熱伝導シート状物（厚み７７０
μm）を用い、リードフレームとして厚み５００μmの銅
板をエッチング法で加工し、さらにニッケルメッキを施
したものを重ね合わせて１１０℃の温度で６０kg/cm2の
圧力で加熱加圧した。これによりリードフレームの間隙
に前記熱伝導シート状物が流れ込み、リードフレームの
表面まで充填された図２Ｄのような構造に成形できた。
この後前記リードフレームと一体化された熱伝導シート
状物を乾燥機を用いて１７５℃の温度で１時間加熱し、
前記熱伝導シート状物中の熱硬化樹脂を硬化させた。こ
れにより低温で成形だけを行うことで短時間で処理が行
え、かつ成形後まとめて硬化を行うため、全体のプロセ
スとして短時間大量処理が実現できた。さらに図２Ｅに
示した様にリードフレームの外周部をカットし、端子の
曲げ加工を行うことで、熱伝導基板が完成できた。また
前記成形工程と硬化工程を別々に実施したが、これを加
圧しながら加熱成形から硬化までを一連のプロセスで連
続して行うことも可能であった。(Embodiment 2) An embodiment of a heat conductive substrate integrated with a lead frame using a heat conductive sheet material manufactured by the same method as in Embodiment 1 will be described. The composition of the heat conductive sheet material used in this example is shown below. (1) Inorganic filler: Al 2 O 3 , 90% by weight (“AS-40” (trade name) manufactured by Showa Denko KK, spherical, average particle diameter 12 μm) (2) Thermosetting resin: cyanate ester resin, 9% by weight
(“AroCy M30” (trade name) manufactured by Asahi Ciba Co., Ltd.) (3) Solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher: butyl carbitol,
0.5% by weight (Kanto Chemical Co., Ltd. reagent grade 1) (4) Other additives: carbon black, 0.3% by weight (manufactured by Toyo Carbon Co., Ltd.) Dispersant: 0.2% by weight (Daiichi) "PRYSURF, F-208F" (trade name) manufactured by Kogyo Seiyaku Co., Ltd. A heat-conducting sheet (thickness 770) produced by the above composition.
, a copper plate having a thickness of 500 μm was processed as an lead frame by an etching method, and nickel-plated products were superposed on each other and heated and pressed at a temperature of 110 ° C. and a pressure of 60 kg / cm 2 . As a result, the heat-conducting sheet-like material flowed into the gaps of the lead frame, and the structure as shown in FIG. 2D was filled up to the surface of the lead frame.
Thereafter, the heat conductive sheet-like material integrated with the lead frame is heated for 1 hour at a temperature of 175 ° C. using a dryer,
The thermosetting resin in the heat conductive sheet was cured. As a result, processing can be performed in a short time by performing only molding at a low temperature, and since curing is performed collectively after molding, a large amount of processing in a short time can be realized as the entire process. Further, as shown in FIG. 2E, the outer peripheral portion of the lead frame was cut, and the terminals were bent to complete the heat conductive substrate. Further, although the molding step and the curing step were carried out separately, it was also possible to carry out the heating molding to the curing continuously in a series of processes while pressurizing them.
【００７９】このようにして得られた熱伝導基板の熱伝
導性を評価したところ、３．７Ｗ／ｍＫの値が得られ
た。これにより従来の射出成形法や金属基板に比べ約２
倍の高性能化が図れた。また信頼性の評価として、最高
温度が２６０℃で１０秒のリフロー試験を行った。この
ときの基板とリードフレームとの界面に特に異常は認め
られず。強固な密着が得られていることが確認できた。When the heat conductivity of the heat conductive substrate thus obtained was evaluated, a value of 3.7 W / mK was obtained. As a result, it takes about 2 times more than conventional injection molding methods and metal substrates.
The performance was doubled. As a reliability evaluation, a reflow test was performed at a maximum temperature of 260 ° C. for 10 seconds. At this time, no particular abnormality was found at the interface between the substrate and the lead frame. It was confirmed that strong adhesion was obtained.
【００８０】（実施例３）実施例１と同様の方法で作製
した熱伝導シート状物を用い、両面に金属箔配線層を有
しかつその層間を導電性樹脂組成物の充填により電気接
続させた熱伝導基板の実施例を示す。本実施例に使用し
た熱伝導シート状物の組成を以下に示す。
（１）無機フィラー：Ａｌ2Ｏ3、９０重量％（昭和電工
（株）製「ＡＳ−４０」（商品名）、球状１２μm）
（２）熱硬化樹脂：（日本レック（株）製「ＮＲＶ−１
０１０」（商品名））
主剤−臭素化された多官能エポキシ樹脂、６０重量部
硬化剤−ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂、３９．５
重量部
硬化促進剤−イミダゾール、０．５量部
からなる混合物を９重量％
（３）１５０℃以上の沸点溶剤：ブチルカルビトールア
セテート、０．５重量％（関東化学（株）試薬１級）
（４）その他の添加物：カーボンブラック、０．３重量
％（東洋カーボン（株）製）、カップリング剤：０．２
重量％（味の素（株）製「プレンアクト、ＫＲ−５５」
（商品名））
上記組成で作製した離型性フィルム付熱伝導シート状物
を所定の大きさにカットし、前記離型性フィルム面か
ら、炭酸ガスレーザを用いてピッチが０．２ｍｍ〜２ｍ
ｍの等間隔の位置に直径０．１５ｍｍの貫通孔を形成し
た（図４Ｂ）。(Example 3) Using a heat conductive sheet-like material prepared in the same manner as in Example 1, metal foil wiring layers were provided on both sides and the layers were electrically connected by filling with a conductive resin composition. An example of a heat conductive substrate will be described. The composition of the heat conductive sheet material used in this example is shown below. (1) Inorganic filler: Al 2 O 3 , 90 wt% (Showa Denko KK "AS-40" (trade name), spherical 12 µm) (2) Thermosetting resin: (Nippon Lec KK "NRV -1
010 "(trade name) Main ingredient-Brominated polyfunctional epoxy resin, 60 parts by weight curing agent-Bisphenol A type novolac resin, 39.5
9 parts by weight of a mixture consisting of 0.5 parts by weight of curing accelerator-imidazole and 0.5 parts by weight (3) Solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher: Butyl carbitol acetate, 0.5% by weight (Kanto Chemical Co., Inc. reagent grade 1) (4) Other additives: carbon black, 0.3% by weight (manufactured by Toyo Carbon Co., Ltd.), coupling agent: 0.2
Weight% ("Plainact, KR-55" manufactured by Ajinomoto Co., Inc.)
(Brand name) The heat-conducting sheet material with release film produced by the above composition is cut into a predetermined size, and the pitch is 0.2 mm to 2 m from the release film surface using a carbon dioxide gas laser.
Through holes having a diameter of 0.15 mm were formed at positions at equal intervals of m (FIG. 4B).
【００８１】この貫通孔に、ビアホール充填用導電性樹
脂組成物４０３として、銅の球形状の金属粒子８５重量
％と、樹脂組成としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（エピコート８２８ 油化シェルエポキシ製）３重量％
とグルシジルエステル系エポキシ樹脂（ＹＤ−１７１
東都化成製）９重量％および硬化剤としてアミンアダク
ト硬化剤（ＭＹ−２４ 味の素製）３重量％を三本ロー
ルにて混練したものを、スクリーン印刷法により充填し
た（図４Ｃ）。ペーストが充填された熱伝導シート状物
からポリエチレンテレフタレートフィルム４０１を除去
した後、この熱伝導シート状物の両面に３５μｍの片面
を粗化した銅箔を粗化面を熱伝導シート状物面側にして
張り合わせ、これを熱プレスを用いてプレス温度１８０
℃、圧力５０ｋｇ／ｃｍ2で６０分間加熱加圧して両面
熱伝導基板を形成した(図４Ｅ)。In this through hole, 85% by weight of copper spherical metal particles as a conductive resin composition 403 for filling a via hole, and 3% by weight of a bisphenol A type epoxy resin (Epicote 828 made by Yuka Shell Epoxy) as a resin composition. %
And glycidyl ester epoxy resin (YD-171
9% by weight of Toto Kasei Co., Ltd. and 3% by weight of an amine adduct curing agent (MY-24, manufactured by Ajinomoto Co., Inc.) as a curing agent were kneaded with a three-roll mill and filled by a screen printing method (FIG. 4C). After removing the polyethylene terephthalate film 401 from the heat-conducting sheet-like material filled with the paste, a copper foil having one surface of 35 μm roughened on both sides of the heat-conducting sheet-like material is used as the roughened surface of the heat-conducting sheet-like surface side. And bond them together, using a hot press at a press temperature of 180
A double-sided heat conductive substrate was formed by heating and pressurizing at 50 ° C. and a pressure of 50 kg / cm 2 for 60 minutes (FIG. 4E).
【００８２】これにより、熱伝導シート状物中のエポキ
シ樹脂の硬化により銅箔の粗化面と強固な接着が得られ
ると同時に前記導電性樹脂組成物４０３中のエポキシ樹
脂も硬化し、両面の銅箔と機械的、電気的接続（インナ
ービアホール接続）が行われる。As a result, the epoxy resin in the heat-conducting sheet material is cured to obtain strong adhesion to the roughened surface of the copper foil, and at the same time, the epoxy resin in the conductive resin composition 403 is also cured, so that both surfaces of the conductive resin composition 403 are cured. Mechanical and electrical connection (inner via hole connection) is made with the copper foil.
【００８３】この両面銅張板の銅箔をエッチング技術を
用いてエッチングして、インナビアホール上に直径０．
２ｍｍの電極パターンおよび配線パターンが形成された
回路を形成した両面基板を得た。本方法により作製され
た熱伝導基板の熱伝導性能と熱膨張係数を測定したとこ
ろ、熱伝導度は４．１Ｗ／ｍＫ、熱膨張係数（室温から
１５０℃の範囲）は、１０ｐｐｍ／℃であり、良好な結
果が得られた。この熱伝導基板を用いて半導体のフリッ
プチップ実装を試みた。その方法は、半導体素子の電極
上に公知のワイヤーボンデンイング法を用いてＡｕバン
プを形成し、このバンプの頭頂部にＡｇ−Ｐｄを導電物
質として含有する接着剤を塗布し、半導体素子の表面を
下にしたフリップチップ方式にて、両面熱伝導基板上に
形成した電極パターンと接合し、硬化させ、さらに樹脂
モールドして実装を行った。このようにして得られた半
導体が実装された両面熱伝導基板を、最高温度が２６０
℃で１０秒のリフロー試験を２０回行った。このときの
基板と半導体との接続を含んだ電気抵抗値の変化は初期
接続抵抗が３５mΩ／バンプに対し試験後は４０mΩ／バ
ンプと非常に小さい変化量であった。The copper foil of this double-sided copper clad plate was etched by using an etching technique to form a diameter of 0.
A double-sided board on which a circuit having a 2 mm electrode pattern and a wiring pattern was formed was obtained. The thermal conductivity and thermal expansion coefficient of the thermal conductive substrate manufactured by this method were measured, and the thermal conductivity was 4.1 W / mK, and the thermal expansion coefficient (range from room temperature to 150 ° C) was 10 ppm / ° C. , Good results were obtained. Flip-chip mounting of semiconductors was tried using this heat conductive substrate. The method is to form an Au bump on the electrode of the semiconductor element by using a known wire bonding method, and apply an adhesive containing Ag-Pd as a conductive material to the top of the bump to obtain the surface of the semiconductor element. By the flip chip method with the bottom of the figure, it was joined with the electrode pattern formed on the double-sided heat conductive substrate, cured, and further resin-molded for mounting. The maximum temperature of the double-sided thermal conductive board on which the semiconductor thus obtained is mounted is 260
A reflow test of 10 seconds at 20 ° C. was performed 20 times. The change in the electric resistance value including the connection between the substrate and the semiconductor at this time was a very small change amount of 40 mΩ / bump after the test, whereas the initial connection resistance was 35 mΩ / bump.
【００８４】比較のために２ｍｍ間隔のスルーホールを
形成した従来のガラスエポキシ基板では、半導体と基板
の熱膨張係数が異なるために、半導体と基板の接合部で
抵抗値が増大し、１０回で断線した。これに対して、基
板の平面方向の熱膨張係数が半導体に近い本実施例の基
板では、リフロー回数による抵抗値の変化はわずかであ
った。For comparison, in the conventional glass epoxy substrate having through holes formed at 2 mm intervals, the resistance value increases at the junction between the semiconductor and the substrate because the semiconductor and the substrate have different thermal expansion coefficients. It was broken. On the other hand, in the substrate of this example, which has a thermal expansion coefficient close to that of the semiconductor in the planar direction of the substrate, the change in resistance value due to the number of reflows was small.
【００８５】（実施例４）実施例１と同様の方法で作製
した熱伝導シート状物を用い、両面に金属箔配線層を有
しかつその層間を銅のスルーホールメッキにより電気接
続させた熱伝導基板の実施例を示す。本実施例に使用し
た熱伝導シート状物の組成を以下に示す。
（１）無機フィラー：Ａｌ2Ｏ3、８７重量％（住友化学
（株）製「ＡＭ−２８」（商品名）、球状、平均粒子
系：１２μm）
（２）熱硬化樹脂：フェノール樹脂、１１重量％（大日
本インキ製「フェノライト、ＶＨ４１５０」（商品
名））
（３）１５０℃以上の沸点溶剤：エチルカルビトール、
１．５重量％（関東化学（株）試薬１級）
（４）その他の添加物：カーボンブラック、0.3重量％
（東洋カーボン(株)製）
カップリング剤：０．２重量％（味の素（株）製「プレ
ンアクト、ＫＲ−５５（商品名）」）
上記組成で作製した熱伝導シート状物の離型フィルムを
剥離した後、この熱伝導シート状物を所定の大きさにカ
ットし、熱伝導シート状物の両面に３５μｍの片面を粗
化した銅箔を粗化面を熱伝導シート状物面側にして張り
合わせ、これを熱プレスを用いてプレス温度１８０℃、
圧力５０kg/cm2で６０分間加熱加圧して両面熱伝導基板
を形成した。(Embodiment 4) A heat conductive sheet-like material prepared in the same manner as in Embodiment 1 was used, and a metal foil wiring layer was formed on both sides of the heat conductive sheet and the layers were electrically connected by copper through-hole plating. An example of a conductive substrate is shown. The composition of the heat conductive sheet material used in this example is shown below. (1) Inorganic filler: Al 2 O 3 , 87% by weight (“AM-28” (trade name) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., spherical, average particle size: 12 μm) (2) Thermosetting resin: phenol resin, 11 Weight% (Dainippon Ink & Co., "Phenolite, VH4150" (trade name)) (3) Solvent having a boiling point of 150 ° C or higher: ethyl carbitol,
1.5% by weight (Kanto Chemical Co., Ltd. reagent grade 1) (4) Other additives: carbon black, 0.3% by weight
(Toyo Carbon Co., Ltd.) Coupling agent: 0.2% by weight (Ajinomoto Co., Inc. “Plenact, KR-55 (trade name)”) A heat conductive sheet-like release film produced by the above composition After peeling, the heat-conducting sheet-like material was cut into a predetermined size, and a copper foil having one surface of 35 μm roughened on both sides of the heat-conducting sheet-like material was used with the roughened surface facing the heat-conducting sheet-like surface. Pasted together, and using a hot press, press temperature 180 ° C,
A double-sided heat conductive substrate was formed by heating and pressurizing at a pressure of 50 kg / cm 2 for 60 minutes.
【００８６】これにより、熱伝導シート状物中のフェノ
ール樹脂の硬化により銅箔の粗化面と強固な接着が得ら
れる。銅箔を接着させた熱伝導基板をドリルを用いて
０．３ｍｍ径の貫通穴加工を行ない、さらに貫通穴を含
む全面に既存の方法で約２０μmの厚みになるよう銅メ
ッキを行った。この両面銅張熱伝導基板の銅箔をエッチ
ング技術を用いてエッチングして、配線パターンが形成
した両面熱伝導基板を得た（図５参照）。本方法により
作製された熱伝導基板の熱伝導性能と熱膨張係数を測定
したところ、熱伝導度は２．８Ｗ／ｍＫ、熱膨張係数
（室温から１５０℃の範囲）は、１８ｐｐｍ／℃であ
り、良好な結果が得られた。As a result, the phenol resin in the heat-conducting sheet material is hardened, so that strong adhesion can be obtained with the roughened surface of the copper foil. The heat conductive substrate to which the copper foil was adhered was processed to have a through hole having a diameter of 0.3 mm using a drill, and the entire surface including the through hole was plated with copper to a thickness of about 20 μm by an existing method. The copper foil of this double-sided copper-clad heat-conducting board was etched using an etching technique to obtain a double-sided heat-conducting board on which a wiring pattern was formed (see FIG. 5). When the thermal conductivity and thermal expansion coefficient of the thermal conductive substrate produced by this method were measured, the thermal conductivity was 2.8 W / mK, and the thermal expansion coefficient (range from room temperature to 150 ° C) was 18 ppm / ° C. , Good results were obtained.
【００８７】（実施例５）実施例１と同様の方法で作製
した熱伝導シート状物を複数枚用い、複数の層に配線層
を有しかつその層間を導電性樹脂組成物により電気接続
させた多層配線熱伝導基板の実施例を示す。本実施例に
使用した熱伝導シート状物の組成を以下に示す。
（１）無機フィラー：Ａｌ2Ｏ3、９２重量％（住友化学
（株）製ＡＭ−２８）、球状、平均粒径：１２μm）
（２）熱硬化樹脂：シアネートエステル樹脂、７．３重
量％（三菱ガス化学製、ＢＴ２１７０（商品名））
（３）１５０℃以上の沸点溶剤：エチルカルビトール、
０．２重量％（関東化学（株）試薬１級）
（４）その他の添加剤：カーボンブラック、０．３重量
％（東洋カーボン（株）製）、カップリング剤、０．２
重量％（味の素（株）製「プレンアクトＫＲ−５５」
（商品名）
上記組成の離型フィルム（ポリエチレンテレフタレー
ト）６０１付の熱伝導シート状物６００を使用し、この
熱伝導シート状物の片面のポリエチレンテレフタレート
フィルム側から、炭酸ガスレーザを用いてピッチが０．
２ｍｍ〜２ｍｍの等間隔の位置に直径０．１５ｍｍの貫
通穴６０２を形成した。図６（ｂ）参照。この貫通穴６
０２に導電性樹脂組成物６０３として銅の球形状の金属
粒子８５重量％と、樹脂組成としてビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂（エピコート８２８油化シェルエポキシ
製）３重量％とグルシジルエステル系エポキシ樹脂（Ｙ
Ｄ−１７１ 東都化成製）９重量％および硬化剤として
アミンアダクト硬化剤（ＭＹ−２４ 味の素製）３重量
％を三本ロールにて混練したものをスクリーン印刷法に
て充填した。Example 5 A plurality of heat-conducting sheet-like materials produced by the same method as in Example 1 were used, and wiring layers were provided in a plurality of layers and the layers were electrically connected by a conductive resin composition. An example of a multi-layer wiring heat conductive substrate will be described. The composition of the heat conductive sheet material used in this example is shown below. (1) Inorganic filler: Al 2 O 3 , 92% by weight (Sumitomo Chemical Co., Ltd. AM-28), spherical, average particle size: 12 μm) (2) Thermosetting resin: Cyanate ester resin, 7.3% by weight (BT2170 (trade name) manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) (3) Solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher: ethyl carbitol,
0.2 wt% (Kanto Chemical Co., Ltd. reagent first grade) (4) Other additives: carbon black, 0.3 wt% (Toyo Carbon Co., Ltd.), coupling agent, 0.2
Weight% ("Planeact KR-55" manufactured by Ajinomoto Co., Inc.)
(Product name) A heat conductive sheet material 600 with a release film (polyethylene terephthalate) 601 having the above composition is used, and the pitch is 0 from the polyethylene terephthalate film side of one side of this heat conductive sheet material using a carbon dioxide laser. ．
Through holes 602 having a diameter of 0.15 mm were formed at positions at equal intervals of 2 mm to 2 mm. See FIG. 6 (b). This through hole 6
02, the conductive resin composition 603 was copper spherical metal particles 85% by weight, the resin composition was bisphenol A type epoxy resin (Epicoat 828 oiled shell epoxy) 3% by weight, and the glycidyl ester epoxy resin (Y
9% by weight of D-171 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd. and 3% by weight of an amine adduct curing agent (MY-24 manufactured by Ajinomoto Co., Inc.) as a curing agent were kneaded with a three-roll mill and filled by a screen printing method.
【００８８】さらに離型フィルム６０１を剥離し、その
剥離面に配線パターン形成用導電性樹脂組成物として針
状のＡｇ粉末８０重量％と、樹脂組成としてビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２８ 油化シェル
エポキシ製）１０重量％および硬化剤としてアミンアダ
クト硬化剤（ＭＹ−２４ 味の素製）２重量％さらに溶
剤としてテレピン油８重量％を三本ロールにて混練した
ものをスクリーン印刷法にて充填した。図６Ｄ参照。同
様にして配線パターンまでを形成した別の熱伝導シート
状物を２枚作製した。図６Ｆ，Ｇ参照。また同様の方法
で貫通穴６０２に導電性樹脂組成物６０３を充填した状
態までの熱伝導シート状物「図６Ｅ」を準備し、該熱伝
導シート状物を最上面とし、図６Ｈの様に位置合わせし
て重ね合せた。重ね合せた最外層に更に銅箔（１８μm
厚片面粗化）を粗化面を内側に配して重ねた。この熱伝
導シート状物の積層体を熱プレスを用いてプレス温度１
８０℃、圧力５０kg/cm2で６０分間加熱加圧して多層構
造熱伝導基板を形成した。Further, the release film 601 was peeled off, and 80% by weight of acicular Ag powder as a conductive resin composition for forming a wiring pattern on the peeled surface, and a bisphenol A type epoxy resin (Epicoat 828 oiled shell as a resin composition). A kneaded product of 10% by weight of epoxy), 2% by weight of amine adduct curing agent (MY-24 manufactured by Ajinomoto Co., Ltd.) as a curing agent, and 8% by weight of turpentine oil as a solvent by a three-roll mill was filled by a screen printing method. See Figure 6D. In the same manner, another two heat conductive sheet-like materials having wiring patterns formed were produced. See Figures 6F and G. Also, in the same manner as above, a heat conductive sheet material "Fig. 6E" up to the state where the through hole 602 is filled with the conductive resin composition 603 is prepared, and the heat conductive sheet material is the uppermost surface, as shown in Fig. 6H. Aligned and superposed. Copper foil (18 μm) on the outermost layer
Thick one-sided roughening) was overlaid with the roughened surface inside. The laminated body of the heat-conducting sheet-like material is pressed at a press temperature of 1 using a hot press.
A multilayer structure heat conductive substrate was formed by heating and pressurizing at 80 ° C. and a pressure of 50 kg / cm 2 for 60 minutes.
【００８９】この多層構造基板の銅箔をエッチング技術
を用いてエッチングして配線パターンを形成した。この
多層構造熱伝導基板は最外層部に銅箔を使用するため、
半田付けによる部品実装が可能となった。また内層には
スクリーン印刷による配線パターンが形成されており、
５０μm程度の細線が形成可能であるとともに、導電性
樹脂組成物によるインナービアが形成できるため、高密
度な配線が可能となり高密度実装用基板として極めて有
望である。本方法により作製された多層構造を有する熱
伝導基板の熱伝導性能と熱膨張係数を測定したところ、
熱伝導度は４．５Ｗ／ｍＫ、熱膨張係数（室温から１５
０℃の範囲）は、８ｐｐｍ／℃であり、良好な結果が得
られた。The copper foil of this multilayer structure substrate was etched using an etching technique to form a wiring pattern. This multi-layer heat conduction board uses copper foil for the outermost layer,
It became possible to mount components by soldering. In addition, a wiring pattern is formed by screen printing on the inner layer,
Since fine wires of about 50 μm can be formed and inner vias made of a conductive resin composition can be formed, high-density wiring is possible, which is extremely promising as a high-density mounting substrate. When the thermal conductivity and thermal expansion coefficient of the thermal conductive substrate having a multilayer structure produced by this method were measured,
Thermal conductivity is 4.5 W / mK, thermal expansion coefficient (from room temperature to 15
The range of 0 ° C.) was 8 ppm / ° C., and good results were obtained.
【００９０】次に前記と同様半導体のフリップチップ実
装により本熱伝導基板のマルチチップモジュールとして
の評価を行った。実施方法は、半導体素子の電極上に公
知のワイヤーボンデンイング法を用いて、Ａｕバンプを
形成し、このバンプの頭頂部にＡｇ−Ｐｄを導電物質と
して含有する接着剤を塗布し、半導体素子の表面を下に
したフリップチップ方式にて、前記熱伝導基板パターン
上に形成した電極と接合し、硬化させ、さらに樹脂モー
ルドして実装を行った。この半導体が実装された基板を
最高温度が２６０℃で１０秒のリフロー試験を２０回行
った。このときの基板と半導体との接続を含んだ電気抵
抗値の変化は初期のバンプ接続抵抗が３４ｍΩ／バンプ
であったものが試験後も３７ｍΩ／バンプと極めて安定
であることが確認された。Then, the semiconductor chip was flip-chip mounted in the same manner as described above, and the heat conduction substrate was evaluated as a multi-chip module. As an implementation method, an Au bump is formed on the electrode of the semiconductor element using a known wire bonding method, and an adhesive containing Ag-Pd as a conductive material is applied to the top of the bump to form a semiconductor element of the semiconductor element. By a flip-chip method with the surface facing down, the electrodes were joined to the electrodes formed on the heat conductive substrate pattern, cured, and further resin-molded for mounting. The substrate on which this semiconductor was mounted was subjected to a reflow test at a maximum temperature of 260 ° C. for 10 seconds 20 times. It was confirmed that the change in the electric resistance value including the connection between the substrate and the semiconductor at this time was extremely stable at 37 mΩ / bump after the test when the initial bump connection resistance was 34 mΩ / bump.
【００９１】また、実装した半導体チップに本実施例の
基板を通して一定電流を流し、１Ｗの発熱を連続的にさ
せたときの基板と半導体との接続を含んだ電気抵抗値の
変化を測定したところ、本実施例の基板では、インナビ
アホールの数量により抵抗値の変化は問題にならない程
度であった。A change in electric resistance including the connection between the substrate and the semiconductor was measured when a constant current was passed through the mounted semiconductor chip through the substrate of this example to continuously generate heat of 1 W. In the substrate of this example, the change in the resistance value was not a problem depending on the number of inner via holes.
【００９２】なお、前記実施例１〜５では導電性樹脂組
成物の導電フィラーとして銅粒子、銀粒子を使用した
が、本発明では導電性粒子は銅粒子に限定されるもので
はなく、他の金属粒子を用いることもできる。特に、ニ
ッケルを用いた場合でも、導電部の電気導電性を高く保
持できる。Although copper particles and silver particles were used as the conductive fillers in the conductive resin composition in Examples 1 to 5, the conductive particles are not limited to copper particles in the present invention, and other conductive particles may be used. Metal particles can also be used. In particular, even when nickel is used, the electric conductivity of the conductive portion can be kept high.
【００９３】[0093]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱伝導基
板は、前記の熱伝導シート状物を用いリードフレームを
重ね、加熱加圧により前記熱伝導シート状物を硬化させ
リードフレームと一体化することで、放熱性を有する半
導体を直接実装できる熱伝導基板を実現できる。 As described above, the heat conducting group of the present invention
The lead frame is made of the above-mentioned heat conductive sheet
Overlapping, heat and pressure to cure the heat conductive sheet
By integrating with the lead frame, the
It is possible to realize a heat conductive substrate on which conductors can be directly mounted.
【００９４】[0094]
【００９５】[0095]
【００９６】[0096]
【００９７】[0097]
【００９８】以上のように本発明の熱伝導シート状物を
用いた熱伝導基板（片面、両面、多層配線構造を有する
熱伝導基板）は、高濃度に無機フィラーを充填すること
ができるため通常のプリント基板では得られない高い熱
伝導性を有するものである。また熱伝導シート状物が可
撓性を有するためどのような形状にも成形加工すること
ができるので、簡便なプロセスで基板製造が行え、工業
上極めて有効なものである。しかも硬化後の基板はリジ
ットで機械的にも強固なものであり、セラミック基板に
匹敵する熱伝導と熱膨張係数を有するものである。この
ため、今後益々増大するパワー回路用基板や高電力ロス
を生じるディジタル高速ＬＳＩ実装用基板として有望で
ある。加えて半導体を直接実装するフリップチップ実装
用マルチチップモジュール用基板としても有効なもので
ある。As described above, a heat conductive substrate (heat conductive substrate having one surface, both surfaces, and a multilayer wiring structure) using the heat conductive sheet material of the present invention can be filled with an inorganic filler in a high concentration, and thus is usually used. It has a high thermal conductivity that cannot be obtained with the printed circuit board described above. Since can be molded to any shape because the thermal conduction sheet is flexible, the substrate manufacturing done by a simple process, but industrially very effective. Moreover, the cured substrate is rigid and mechanically strong, and has thermal conductivity and a thermal expansion coefficient comparable to those of ceramic substrates. Therefore, it is promising as a substrate for power circuits, which will increase more and more in the future, and a substrate for mounting a digital high-speed LSI which causes high power loss. In addition, it is also effective as a flip-chip mounting multi-chip module substrate for directly mounting a semiconductor.
【図１】 本発明の一実施例による熱伝導シート状物の
構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a heat conductive sheet material according to an embodiment of the present invention.
【図２】 Ａ〜Ｅは本発明の一実施例による熱伝導シー
ト状物を用いて作製される熱伝導基板の製造工程を示す
工程別断面図。2A to 2E are cross-sectional views for each process showing a manufacturing process of a heat conductive substrate manufactured by using the heat conductive sheet material according to an embodiment of the present invention.
【図３】 図２により作製される熱伝導基板のリードフ
レーム接着面の反対面にさらに放熱金属板を形成した熱
伝導基板の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a heat conductive substrate in which a heat dissipation metal plate is further formed on the surface opposite to the lead frame bonding surface of the heat conductive substrate manufactured in FIG.
【図４】 Ａ〜Ｆは本発明の一実施例による熱伝導シー
ト状物を用いて作製される熱伝導基板の製造工程を示す
工程別断面図。4A to 4F are cross-sectional views for each process showing a manufacturing process of a heat conductive substrate manufactured by using the heat conductive sheet material according to an embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の一実施例による多層配線熱伝導基板
を製造する工程を示す工程別断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the steps of manufacturing a multilayer wiring heat conductive substrate according to an embodiment of the present invention.
【図６】 Ａ〜Ｊは本発明の一実施例による熱伝導性多
層配線基板の作製方法を示す工程別断面図である。6A to 6J are cross-sectional views for each step showing a method for manufacturing a heat conductive multilayer wiring board according to an example of the present invention.
【図７】 Ａ、Ｂは本発明の別の実施例による熱伝導シ
ート状物を用いて作製される熱伝導基板の製造工程を示
す工程別断面図である。7A and 7B are cross-sectional views for each process showing a manufacturing process of a heat conductive substrate manufactured by using a heat conductive sheet material according to another embodiment of the present invention.
１００ 熱伝導シート状物 １０１ 離型性フィルム ２００ 熱伝導シート状物 ２０１ リードフレーム ３００ 熱伝導シート状物 ３０１ リードフレーム ３０２ 放熱性金属板 ４００ 熱伝導シート状物 ４０１ 離型性フィルム ４０２ 貫通穴 ４０３ 導電性樹脂組成物 ４０４ 金属箔 ４０５ 配線パターン ５００ 硬化した熱伝導シート状物 ５０１ 貫通穴 ５０２ 銅メッキ層 ５０３ 配線パターン ６００ 熱伝導シート状物 ６０１ 離型性フィルム ６０２ 貫通穴 ６０３ 導電性樹脂組成物 ６０４ 配線パターン形成用導電性樹脂組成物 ６０５ 金属箔 ６０６ 金属箔配線パターン ７００ 熱伝導基板用シート状物 ７０１ リードフレーム ７０２ ２層以上の配線層を有するプリント基板 ７０３ 配線パターン ７０４ ビア 100 Thermal conductive sheet 101 Release film 200 Thermal conductive sheet 201 lead frame 300 heat conductive sheet 301 lead frame 302 Heat dissipation metal plate 400 Thermal conductive sheet 401 Release film 402 through hole 403 Conductive resin composition 404 metal foil 405 wiring pattern 500 Hardened heat conductive sheet 501 through hole 502 Copper plating layer 503 wiring pattern 600 Thermal conductive sheet 601 Release film 602 through hole 603 conductive resin composition 604 Conductive resin composition for forming wiring pattern 605 metal foil 606 Metal foil wiring pattern 700 Sheet material for heat conductive substrate 701 lead frame 702 Printed circuit board having two or more wiring layers 703 wiring pattern 704 via
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−41293（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−23145（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−125291（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−78912（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−335440（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−283645（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−120626（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−198943（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−113564（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−113078（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/12 H01L 23/50 H01L 21/56 H01L 23/28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-8-41293 (JP, A) JP-A-8-23145 (JP, A) JP-A-8-125291 (JP, A) JP-A-7- 78912 (JP, A) JP 7-335440 (JP, A) JP 6-283645 (JP, A) JP 6-120626 (JP, A) JP 5-198943 (JP, A) JP-A 2-113564 (JP, A) JP-B 7-113078 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 23/12 H01L 23/50 H01L 21/56 H01L 23/28
Claims (15)
化樹脂組成物５〜３０重量部を有する混合物シートと、
前記混合物シート上に設けられたリードフレームとを備
え、前記リードフレームと前記混合物シートを重ね合わせ、
加熱加圧することにより、前記混合物シート中の 混合物
がリードフレームの表面まで充填されている熱伝導基
板。1. A mixture sheet having 70 to 95 parts by weight of an inorganic filler and 5 to 30 parts by weight of a thermosetting resin composition,
A lead frame provided on the mixture sheet, the lead frame and the mixture sheet are overlapped,
A heat conductive substrate in which the mixture in the mixture sheet is filled up to the surface of the lead frame by heating and pressing .
化樹脂組成物５〜３０重量部を有する混合物シートと、
前記混合物シート上に設けられたリードフレームとを備
え、前記リードフレームと前記混合物シートを重ね合わせ、
加熱加圧することにより、 前記リードフレームの表面と
前記混合物シートの表面とが実質的に同一平面上にある
熱伝導基板。2. A mixture sheet having 70 to 95 parts by weight of an inorganic filler and 5 to 30 parts by weight of a thermosetting resin composition,
A lead frame provided on the mixture sheet, the lead frame and the mixture sheet are overlapped,
A heat conductive substrate in which the surface of the lead frame and the surface of the mixture sheet are substantially coplanar by being heated and pressed .
Ｏ、ＢＮ及びＡｌＮから選ばれた少なくとも１種のフィ
ラーである請求項１又は２に記載の熱伝導基板。3. The inorganic filler is Al 2 O 3 , Mg
The heat conductive substrate according to claim 1, which is at least one kind of filler selected from O, BN, and AlN.
ｐｍ／℃の範囲であり、かつ熱伝導率が１〜１０Ｗ／ｍ
Ｋの範囲であることを特徴とする請求項１又２に記載の
熱伝導基板。4. The coefficient of thermal expansion of the heat conducting substrate is 8 to 20 p.
pm / ° C range and thermal conductivity of 1 to 10 W / m
The heat conductive substrate according to claim 1 or 2, wherein the heat conductive substrate has a range of K.
ｍｍ2以上である請求項１又は２に記載の熱伝導基板。5. The bending strength of the heat conductive substrate is 10 kgf /
The heat conductive substrate according to claim 1 or 2, having a size of not less than mm 2 .
ｇｆ／ｍｍ2の範囲である請求項１又は２に記載の熱伝
導基板。6. The bending strength of the heat conductive substrate is 10 to 20K.
The heat conductive substrate according to claim 1 or 2, which has a range of gf / mm 2 .
反対面に放熱用金属板を備えた請求項１又は２に記載の
熱伝導基板。7. The heat conductive substrate according to claim 1, wherein a metal plate for heat radiation is provided on the surface of the heat conductive substrate opposite to the lead frame bonding surface.
一部に２層以上の配線層を有するプリント基板が一体化
されており、前記熱伝導基板が前記リードフレームと前
記２層以上の配線層を有するプリント基板の表面まで充
填されている請求項１又は２に記載の熱伝導基板。8. A printed board having two or more wiring layers is integrated on a part of a lead frame bonding surface of the heat conducting board, and the heat conducting board is connected to the lead frame and the wiring of two or more layers. The heat conductive substrate according to claim 1 or 2, which is filled up to the surface of the printed circuit board having the layer.
１〜１００μｍの範囲である請求項１又は２に記載の熱
伝導基板。9. The average particle diameter of the inorganic filler is 0.
The heat conductive substrate according to claim 1 or 2, which has a thickness in the range of 1 to 100 µm.
硬化樹脂組成物４．９〜２８重量部と、１５０℃以上の
沸点を有する溶剤０．１〜２重量部、および１００℃以
下の沸点を有する溶剤を少なくとも含む混合物スラリー
を作製し、前記スラリーを所望の厚みに造膜し、前記造
膜されたスラリーの前記１００℃以下の沸点を有する溶
剤を乾燥させて熱伝導基板用シート状物を形成し、 前記熱伝導基板用シート状物にリードフレームを重ね、
熱硬化樹脂組成物の硬化温度以下の温度でかつ１０〜２
００Ｋｇ／ｃｍ2の圧力でリードフレームの表面まで前
記熱硬化性樹脂組成物を充填一体化し、さらに０〜２０
０Ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加熱加圧して前記熱硬化性樹脂
組成物を硬化させる熱伝導基板の製造方法。10. 70 to 95 parts by weight of an inorganic filler, 4.9 to 28 parts by weight of a thermosetting resin composition, 0.1 to 2 parts by weight of a solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher, and a boiling point of 100 ° C. or lower. A mixture slurry containing at least a solvent having a is prepared, the slurry is formed into a film having a desired thickness, and the solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower of the formed slurry is dried to form a sheet for a heat conductive substrate. To form a lead frame on the heat conductive substrate sheet,
10 to 2 at a temperature not higher than the curing temperature of the thermosetting resin composition
The surface of the lead frame is filled and integrated with the thermosetting resin composition at a pressure of 00 Kg / cm 2 , and further 0 to 20
A method for producing a heat conductive substrate, comprising heating and pressurizing at a pressure of 0 Kg / cm 2 to cure the thermosetting resin composition.
温で固形の熱硬化樹脂と室温で液状の熱硬化樹脂組成物
の合計量５〜３０重量部および１００℃以下の沸点を有
する溶剤からなる混合物スラリーを作製し、前記スラリ
ーを所望の厚みに造膜し、前記造膜されたスラリーの前
記１００℃以下の沸点を有する溶剤を乾燥させて熱伝導
基板用シート状物を形成し、 前記熱伝導基板用シート状物にリードフレームを重ね、
熱硬化樹脂組成物の硬化温度以下の温度でかつ１０〜２
００Ｋｇ／ｃｍ2の圧力でリードフレームの表面まで前
記熱硬化性樹脂組成物を充填一体化し、さらに０〜２０
０Ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加熱加圧して前記熱硬化性樹脂
組成物を硬化させる熱伝導基板の製造方法。11. A total of 5 to 30 parts by weight of an inorganic filler, a thermosetting resin solid at room temperature and a thermosetting resin composition which is liquid at room temperature, and a solvent having a boiling point of 100 ° C. or less. A mixture slurry is prepared, the slurry is formed into a film having a desired thickness, and the solvent having a boiling point of 100 ° C. or less of the formed slurry is dried to form a sheet for heat conductive substrate, Stack the lead frame on the conductive substrate sheet,
10 to 2 at a temperature not higher than the curing temperature of the thermosetting resin composition
The surface of the lead frame is filled and integrated with the thermosetting resin composition at a pressure of 00 Kg / cm 2 , and further 0 to 20
A method for producing a heat conductive substrate, comprising heating and pressurizing at a pressure of 0 Kg / cm 2 to cure the thermosetting resin composition.
硬化性樹脂組成物５〜３０重量部を混合し、前記混合物
の粘度が１０2〜１０5（ＰＡ・Ｓ）である熱伝導基板用
シート状物を形成し、 前記熱伝導基板用シート状物にリードフレームを重ね、
熱硬化樹脂組成物の硬化温度以下の温度でかつ１０〜２
００Ｋｇ／ｃｍ2の圧力でリードフレームの表面まで前
記熱硬化性樹脂組成物を充填一体化し、さらに０〜２０
０Ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加熱加圧して前記熱硬化性樹脂
組成物を硬化させる熱伝導基板の製造方法。12. A heat conductive substrate for which 70 to 95 parts by weight of an inorganic filler and 5 to 30 parts by weight of a thermosetting resin composition are mixed, and the viscosity of the mixture is 10 2 to 10 5 (PA · S). Forming a sheet-like material, superimposing a lead frame on the sheet-like material for the heat conductive substrate,
10 to 2 at a temperature not higher than the curing temperature of the thermosetting resin composition
The surface of the lead frame is filled and integrated with the thermosetting resin composition at a pressure of 00 Kg / cm 2 , and further 0 to 20
A method for producing a heat conductive substrate, comprising heating and pressurizing at a pressure of 0 Kg / cm 2 to cure the thermosetting resin composition.
対面に放熱用金属板をさらに形成する請求項１０〜１２
のいずれかに記載の熱伝導基板の製造方法。13. A heat-dissipating metal plate is further formed on the surface of the heat conductive substrate opposite to the lead frame bonding surface.
A method for manufacturing a heat conductive substrate according to any one of 1.
ムと２層以上の配線層を有するプリント基板を前記リー
ドフレームと前記プリント基板が重ならないように配置
し、前記熱伝導基板用シート状物中の熱硬化樹脂組成物
の硬化温度以下の温度でかつ１０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2
の圧力で前記リードフレームと前記２層以上の配線層を
有するプリント基板の表面まで前記熱硬化性樹脂組成物
を充填一体化し、さらに０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2の圧力
で加熱加圧して前記熱硬化性樹脂を硬化させる請求項１
０〜１２のいずれかに熱伝導基板の製造方法。14. A sheet material for a heat conductive substrate, wherein a printed circuit board having a lead frame and two or more wiring layers is arranged on the sheet material for a heat conductive substrate so that the lead frame and the printed board do not overlap each other. 10 to 200 kg / cm 2 at a temperature not higher than the curing temperature of the thermosetting resin composition therein
The thermosetting resin composition to the surface of the printed circuit board having the lead frame and the two or more wiring layers under pressure of 1 to integrate and further heat and pressurize at a pressure of 0 to 200 Kg / cm 2 to perform the thermosetting. A hardenable resin is cured.
The manufacturing method of a heat conductive substrate in any one of 0-12.
℃の範囲である請求項１０〜１２のいずれかに記載の熱
伝導基板の製造方法。15. The heating and pressurizing temperature is 170 to 260.
The method for producing a heat conductive substrate according to claim 10, wherein the temperature is in the range of ° C.
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