TWI504327B - 金屬基底基板之製造方法及電路基板之製造方法 - Google Patents

Description

金屬基底基板之製造方法及電路基板之製造方法

本發明係有關一種金屬基底基板之製造方法及使用藉此方法製造的金屬基底基板的電路基板之製造方法。更詳言之，本發明係有關LED(Light Emitting Diode；發光二極體)等之發熱電子零件安裝用的金屬基底基板之製造方法及電路基板之製造方法。

近年來，伴隨著半導體元件等之電子零件的高密度化、高積體化及高輸出化等發展，針對此等電子零件的發熱採取對策變得重要，放熱性優異的金屬基底基板受到矚目。特別是在照明用途上所使用的LED，由於發熱量大，所以使用金屬基底電路基板以實現提升可靠性及延長壽命之目的。於是，需要有能有效率地製造品質優異且廉價的金屬基底基板及電路基板之方法。

以往，已提出一種在由鋁或鋁合金所構成的金屬基底上塗布交聯性聚矽氧烷以形成由透明聚矽氧烷交聯物質所構成的絕緣層，且在其上直接形成電路的金屬基底電路基板之製造方法(例如，參照專利文獻1。)。且亦提出一種在金屬基板上依照順序積層由絕緣性樹脂和無機填料所構成的接著片及金屬箔，再藉由一體化而製造金屬基底電路基板的方法(例如，參照專利文獻2。)。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2005-268405號公報

[專利文獻2]日本特開2009-49062號公報

然而，前述之習知的金屬基底電路基板之製造方法具有以下所示的問題點。即，在如專利文獻1所記載的金屬基底上塗布構成絕緣層的樹脂組成物之方法，在金屬基底的厚度是厚的情況，具有所謂難以利用輥進行連續塗布，生產性無法提升的問題點。

一方面，專利文獻2所記載之製造方法雖能以簡便的步驟穩定地製造，但因為金屬基板、接著片及金屬箔皆為片狀的薄片，故處理性差，從生產性方面來看是不利的。再者，在習知之製造方法中，為了使放熱性提升，而於構成絕緣層的樹脂組成物(絕緣性黏合劑)上大量添加無機填料時，則具有在硬化後的絕緣黏合層中會殘存空隙，且耐電壓或放熱性降低之問題點。

於是，本發明主要目的在於：提供一種絕緣黏合層中無殘存空隙、高品質且高放熱之發熱電子零件安裝用的金屬基底基板之製造方法及電路基板之製造方法。

有關本發明的金屬基底基板之製造方法，係製造在金屬基底材上依序積層絕緣黏合劑層和導體層而成的金屬基底基板之方法，該金屬基底基板之製造方法具有：分散步驟，係使分散相分散在含有濕潤分散劑且為構成前述絕緣黏合層的絕緣黏合劑之分散媒中；積層步驟，係一邊抽出輥狀的導體箔，一邊在前述導體箔上積層前述絕緣黏合劑；第1硬化步驟，係加熱導體箔上的絕緣黏合劑使之硬化至B階段狀態，形成導體箔和B階段狀態的絕緣黏合層之複合體；金屬基底材積層步驟，係在前述B階段狀態的絕緣黏合層上積層金屬基底材以獲得積層體；及第2硬化步驟，係在70～260℃、0.1～10MPa的條件下將前述積層體加熱加壓，使B階段狀態的絕緣黏合層硬化至C階段狀態。

此金屬基底基板之製造方法中，進一步可進行將前述第1硬化步驟後的複合體或前述金屬基底材積層步驟後的積層體剪裁成片狀的片狀剪裁步驟。

又，絕緣黏合劑亦可含有環氧樹脂及無機填料。

再者，利用前述第1硬化步驟獲得的複合體，其B階段狀態的絕緣黏合層的反應起始溫度可設為60～250℃。

此外，利用前述第2硬化步驟獲得的積層體，其C階段狀態的絕緣黏合層之熱傳導率可設為1.0～15.0W/(m‧K)。

有關本發明的金屬基底電路基板之製造方法係具有：在利用前述的金屬基底基板之製造方法所製造的基板之導體箔上形成導體圖案之圖案形成步驟；在前述導體圖案上形成有機絕緣被膜之被膜形成步驟。

本發明中，所謂「B階段狀態」係指絕緣黏合劑是半硬化的狀態，在常溫(25℃)是固體狀態，且以高溫(60℃以上)加熱時會再熔融的狀態，在定量上係指硬化率為5～80%的狀態。

又，所謂「C階段狀態」是指絕緣黏合劑的硬化反應大致結束而成為不溶解及不熔融的狀態，在定量上係指硬化率為80%以上的狀態。

依據本發明，可有效率地生產絕緣黏合層中無殘存空隙、高品質且高放熱之發熱電子零件安裝用的金屬基底基板及金屬基底電路基板。

以下，茲參照附加的圖面針對用以實施本發明的形態作詳細說明。此外，本發明未受以下所說明的實施形態所限定。

(第1實施形態)

首先，針對有關本發明的第1實施形態的金屬基底基板之製造方法進行說明。圖1係模式化表示本實施形態的金屬基底基板的構成之剖面圖。如圖1所示，本實施形態的金屬基底基板14係在金屬基底材6上形成有C階段狀態的絕緣黏合層2b，而其上積層有導體箔1。

[金屬基底材6]

金屬基底材6的材質並未特別限定，但以鋁、鐵、銅、不銹鋼或此等的合金為較佳，特別是考慮在放熱性、價格、輕量性及加工性方面能取得平衡之觀點上，以鋁為較佳。又，為使金屬基底材6與絕緣黏合層2b之密合性提升，因此在與絕緣黏合層2b之接著面施以鋁陽極化處理、脫脂處理、噴砂、蝕刻、各種鍍敷處理、使用偶合劑等的底塗處理等之各種表面處理者為較佳。

＜金屬基底材6的厚度＞

一方面，金屬基底材4的厚度雖可依針對所製造之金屬基底基板及金屬基底電路基板的要求特性而適當設定，但以0.15mm以上者為較佳，0.2mm以上為特佳。原因在於：金屬基底材4的厚度太薄時，在製造步驟中，於處理時容易產生中間材料起皺或破裂，又，金屬基底材4的厚度太厚時，則導致基板的質量增加過多。

＜金屬基底材6的表面粗糙度＞

金屬基底材6中的和絕緣黏合層2b接著之接著面的表面粗糙度係以十點平均粗糙度(Rz)是0.1～15μm者為較佳。當此接著面的表面粗糙度大，Rz超過15μm時，會有在和絕緣黏合層2b之間無法獲得充分的密合性之情形。一方面，當接著面的表面粗糙度小，Rz小於0.1μm的情況，則容易在與絕緣黏合層2b的界面產生微空隙，會有耐電壓降低的可能性。

[絕緣黏合層2b]

絕緣黏合層2b係利用由分散著無機填料的環氧樹脂等構成的絕緣黏合劑所形成，成為C階段狀態。在此，所謂「C階段狀態」係指絕緣黏合劑中的環氧樹脂與硬化劑及硬化觸媒之反應大致結束、不溶解及不熔融的狀態。具體而言，以DSC(Differential Scanning Calorimeter(示差掃描熱量分析儀)：示差掃描熱量測定)測定加熱硬化情況，顯示幾乎無法觀察出發熱的情況且硬化率是80%以上的狀態。

又，「硬化率」係指將未反應的絕緣黏合劑進行加熱硬化時的發熱量設為100時，加熱處理後的絕緣黏合劑在進行加熱硬化時的發熱量之比例，其發熱量可利用DSC測定。

＜絕緣黏合層2b的厚度＞

從耐電壓及放熱性特性的觀點來看，C階段狀態的絕緣黏合層2b的厚度係以40～250μm者為較佳。絕緣黏合層2b的厚度小於40μm的情況，會有難以獲得期望的耐電壓值之情形，又，絕緣黏合層2b的厚度超過250μm時，會有熱阻變大，放熱特性降低的情形。

＜絕緣黏合層2b的熱傳導率‧耐電壓＞

C階段狀態的絕緣黏合層2b之熱傳導率係以1.0W/(m‧K)以上者為較佳，2.0W/(m‧K)者為更佳。又，C階段狀態的絕緣黏合層2b之耐電壓以1.0kV以上者為較佳，更佳者為2.0kV以上。這樣，便可實現更高品質且高放熱的金屬基底電路基板。

[導體箔1]

導體箔1可使用例如，鋁、鐵、銅、不銹鋼或此等的合金構成的箔材或包覆箔，特別是從導電度及放熱性的觀點來看，以使用銅箔者為較佳。又，為了使和絕緣黏合層2b之密合性提升，宜在和絕緣黏合層2b的接著面施予脫脂處理、噴砂、蝕刻、各種鍍敷處理、及使用偶合劑等的底塗處理等之各種表面處理。

＜導體箔1的表面粗糙度＞

導體箔1中的和絕緣黏合層2b接著之接著面的表面粗糙度，係以十點平均粗糙度(Rz)為0.1～15μm者較佳。當此接著面的表面較粗糙，具體來說，十點平均粗糙度(Rz)超過15μm時，會有和絕緣黏合層2b之間難以確保充分的密合性之情況。一方面，當接著面的表面較緻密，具體來說，在表面粗糙度小於0.1μm的情況，則在與絕緣黏合層2b的界面容易產生微空隙，會有耐電壓降低之可能性。

＜導體箔1的厚度＞

導體箔1的厚度並未特別限定，可依針對所製造之金屬基底基板及金屬基底電路基板的要求特性作適當設定，但以0.018～0.5mm者為較佳，特佳者為0.035～0.14mm。導體箔1的厚度太薄時，則在製造步驟中，於處理時容易產生中間材料起皺或破裂而成為產生不良的原因。又，導體箔1的厚度太厚時，則導致生產性降低。

其次，針對本實施形態的金屬基底基板14之製造方法進行說明。圖2係表示本實施形態的金屬基底基板之製造方法的流程圖。又，圖3係模式化表示其積層步驟S2～金屬基底材積層步驟S5之剖面圖，圖4係模式化表示第2硬化步驟S6之剖面圖。

如圖2所示，本實施形態的金屬基底基板14之製造方法係依序進行以下的步驟：將絕緣黏合劑2的各成分分散之步驟(分散步驟S1)；在導體箔1之上積層絕緣黏合劑2的步驟(絕緣黏合劑積層步驟S2)；加熱絕緣黏合劑2以形成B階段狀態的絕緣黏合層2a之步驟(第1硬化步驟S3)；將導體箔1與絕緣黏合層2a之複合體5剪裁成特定的長度之步驟(剪裁步驟S4)；在絕緣黏合層2a上積層金屬基底材6之步驟(金屬基底材積層步驟S5)；透過以特定的條件進行加熱加壓，使B階段狀態的絕緣黏合層2a成為C階段狀態的絕緣黏合層2b之步驟(第2硬化步驟S6)。

[分散步驟S1]

分散步驟S1係將絕緣黏合劑2的各成分均一地分散的步驟，在此絕緣黏合劑2中，為了獲得良好的分散狀態而摻合有濕潤分散劑。在此，將絕緣黏合劑2分成「分散媒」和「分散層」來考慮時，分散步驟S1係使分散相均一地分散於分散媒中的步驟，且具有利用以剪裁力為主的機械力一邊使分散相斷裂一邊混練入分散媒中的過程、以及分散媒將分散相表面濕潤的過程。又，分散步驟S1較佳為具有：分散媒將分散相濕潤的過程、以及分散媒中的分散相不再凝集及沉澱之穩定化的過程，具體而言是填料不再凝集、沉澱的過程。

＜濕潤分散劑＞

濕潤分散劑係具有使分散相表面之濕潤性及穩定性提升，抑制空隙的產生之效果。在本實施形態所使用的濕潤分散劑只要是配向於分散相表面且可獲得在分散媒中之充分的濕潤性及穩定性即可，例如，可使用具有胺基、醯胺基、胺基醯胺基、磷酸或羧基等之酸基或鹼基當做吸附基的共聚化合物。此外，較佳者為在分散步驟S1中併用濕潤分散劑、表面調整劑、消泡劑及矽烷偶合劑等。

＜分散媒＞

絕緣黏合劑2中的「分散媒」係由如環氧樹脂、硬化劑、硬化觸媒及溶媒等所構成。

(環氧樹脂)

環氧樹脂係賦予發熱電子零件安裝用的印刷配線板所需的電氣特性、與導體箔或金屬基底材之密合性、耐熱性等。其具體例，例如可舉出雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、多官能環氧樹脂(甲酚之酚醛清漆環氧樹脂、二環戊烷二烯型環氧樹脂等)、環式脂肪族環氧樹脂、環氧丙基酯型環氧樹脂、環氧丙基胺型環氧樹脂等。其中，亦以包含密合性、耐熱性、電氣特性、柔軟性及成本在內能取得特性平衡之雙酚A或F型環氧樹脂為較佳，特別是環氧當量400以下的樹脂為更佳。

又，為了使B階段狀態的絕緣黏合層2a之保存穩定性及在加熱加壓步驟之成形性提升，絕緣黏合劑2除了上述的環氧樹脂以外，還可添加高分子量的雙酚A型環氧樹脂或雙酚F型環氧樹脂。此情況的環氧當量係以800以上者為較佳。

(硬化觸媒)

被摻合於絕緣黏合劑2的硬化劑係促進環氧基的自我聚合反應、與環氧基之活性氫化合物的加成反應、以及環氧基與酸酐基之共聚縮合反應者，而以能將反應起始溫度控制在60℃左右者為較佳。其具體的例子，可列舉3級胺基、咪唑類、鎓化合物的硼鹽等。

在此，所謂「反應起始溫度」係指在以DSC測定絕緣黏合劑2加熱硬化後的情況所得之發熱曲線中，根據從基線與自曲線之起點拉出的外插線的交點所求得的溫度。

(硬化劑)

環氧樹脂雖亦可僅使用前述的硬化觸媒進行硬化反應，但亦可進一步併用硬化劑。於絕緣黏合劑2添加硬化劑的情況，以相對於環氧樹脂的環氧當量1而言，使硬化劑的活性氫當量(或酸酐當量)為0.01～3.0的方式摻合者為較佳。

構成「分散媒」的硬化劑，可列舉如和環氧基反應的活性氫化合物(具有胺基、羧基、羥基、硫醇基等之化合物)或具有酸酐基的化合物等。其中亦以具有與環氧基的反應起始溫度高的羥基及/或羧基的化合物、酸酐、或含有此等當中的1種或2種以上者為較佳。

又，在賦予B階段狀態的絕緣黏合層2a處理性的情況，硬化劑係以在主鏈中具有柔軟性優異的脂肪族環、脂肪族鏈、聚伸烷基二醇等者為較佳。具體而言，可列舉如3-十二烷基琥珀酸酐、脂肪族二元酸聚酐(dibasic polyanhydrides)等。

(溶劑)

構成「分散媒」的溶劑只要是和環氧樹脂及硬化劑互溶者即可，可使用例如乙二醇單丁醚等。此溶劑的摻合量係以相對於環氧樹脂、硬化劑及無機填料的總量而言，在10質量份以下者為較佳。溶劑的量太多時，在後述的絕緣黏合劑積層步驟S2中，會有難以在減壓情況下除去微空隙的情形。

＜分散相＞

分散相係以在電氣絕緣性下熱傳導性良好的無機填料為較佳，此種無機填料，例如可舉出二氧化矽、氧化鋁、氮化鋁、氮化矽、氮化硼、氧化鎂、氧化鈹等。

又，絕緣黏合劑層2中的無機填料之摻合量係以相對於所形成的絕緣黏合層2b之總體積，無機填料含有率成為35～80體積%者較佳。絕緣黏合層2b中的無機填料含有率小於35體積%時，難以獲得必要的熱傳導率。又，無機填料含有率超過80體積%時，變成高黏度，於絕緣黏合層2a、2b形成時容易產生微空隙，有對耐電壓或密合性造成不良影響之可能性。再者，為了避免因無機填料所造成之增黏並抑制微空隙的產生，宜混合2種以上的不同粒徑的無機填料。

＜裝置＞

在分散步驟S1所使用的分散裝置，只要是能賦予足以讓分散相斷裂並被混練入分散媒中的剪裁力者即可，例如，可使用珠磨機、捏和機、三輥、單軸混練擠出機、雙軸混練擠出機、行星式攪拌機等之分散裝置。

再者，本實施形態的金屬基底基板之製造方法中，較佳者係在分散步驟S1的最後，利用真空、超音波、離心力、振動、加熱等之手法單一或複數種組合而進一步減少空隙者。

[絕緣黏合劑積層步驟S2]

絕緣黏合劑積層步驟S2係如圖3所示，一邊抽出輥狀的導體箔1一邊在導體箔1上積層在前述的分散步驟S1所製作的絕緣黏合劑2之步驟。執行此絕緣黏合劑積層步驟S2的絕緣黏合層連續成形部8之方式，例如可適用狹縫式塗布、點塗布、輥塗布、桿塗布、凹版印刷塗布、同時狹縫塗布、淋幕塗布、刮刀塗布、噴塗及網版印刷等方法。

又，藉由使導體箔1的絕緣黏合劑積層面中的絕緣黏合劑2之濕潤性提升，在積層絕緣黏合劑2之際可減少在絕緣黏合劑2與導體箔1之界面被捲入而產生空隙。使絕緣黏合劑2濕潤性提升的方法，例如可舉出以下的2個方法，此等方法可單獨進行，亦可組合進行。

(1)藉由在積層絕緣黏合劑2之前，於輥狀的導體箔1之塗布面上連續地進行電漿處理、電暈處理或準分子光洗淨處理，使絕緣黏合劑2之濕潤性提升的方法。

(2)透過加熱絕緣黏合層連續成形部8而使絕緣黏合劑2低黏度化，以提升導體箔1的塗布面濕潤性之方法。

[第1硬化步驟S3]

第1硬化步驟S3乃如圖3所示，係對積層於被連續供給的導體箔1上的絕緣黏合劑2加熱，使之硬化至B階段狀態而形成絕緣黏合層2a的步驟。此外，加熱絕緣黏合劑2的加熱爐9，例如，可使用熱風式、遠紅外線式或併用此等之方式等。

在此，所謂「B階段狀態」係指使依加熱處理而進行的絕緣黏合劑2中的環氧樹脂與硬化劑及硬化觸媒之反應在中途停止的半硬化狀態。具體而言，在常溫(25℃)是固體狀態，且以高溫(60℃以上)加熱時會再熔融的狀態。以定量來表示時係指在硬化率項目下記述的硬化率5～80%的狀態。

又，透過調整B階段狀態的反應率可改善製造時的生產性。具體而言，藉由將硬化反應率設為50～70%，可獲得無黏性之B階段狀態的絕緣黏合層表面。若為無黏性，則亦可不使用保護膜，從作業、成本面考量是理想的。

再者，B階段狀態的絕緣黏合層2a之反應起始溫度係以60℃以上者為較佳。當在此段階之反應起始溫度小於60℃時，在某些作業環境下，在後述的金屬基底材積層步驟S5與第2硬化步驟S6之間會進行硬化反應，使得在第2硬化步驟S6中，熔融之B階段狀態的絕緣黏合層2a無法充分地濕潤金屬基底材6的表面。如此一來，在硬化反應結束後，於C階段狀態的絕緣黏合層2b與金屬基底材6之界面會產生空隙或剝離，耐電壓特性或密合性會降低。

[剪裁步驟S4]

在剪裁步驟S4中，將第1硬化步驟S3後的導體箔1與B階段狀態的絕緣黏合層2a之複合體5剪裁成特定的長度並加工成片狀。剪裁此複合體5的剪裁部11之方式，例如，可適合使用旋轉鋸刃、刀刃及剪切刃等進行剪裁之方法。此外，亦可在剪裁部11之前配置挾輥10等，且於B階段狀態的絕緣黏合層2a之上積層聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚乙烯等之表面保護膜。

[金屬基底材積層步驟S5]

如圖3所示，在金屬基底材積層步驟S5中，於絕緣黏合層2a上積層金屬基底材6以做成積層體7。

[第2硬化步驟S6]

第2硬化步驟S6係透過對積層體7加熱加壓，使B階段狀態的絕緣黏合層2a硬化成C階段狀態而形成絕緣黏合層2b的步驟。其方法並未特別限定，但以圖4所示，利用1對的加熱加壓板13a、13b挾持積層體7，一邊加壓一邊加熱者為較佳。

＜加熱加壓條件＞

在這情況下的條件是：加熱溫度範圍設為70～260℃，壓力範圍設為0.1～10MPa。藉此，可以抑制空隙之產生，並使密合性提升。且，在第2硬化步驟S6，將環境氣體減壓成約40kPa(30mmHg)以下者為更佳。透過同時進行積層體7之加熱和加壓，熔融之B階段狀態的絕緣黏合層2a可將金屬基底材6表面充分地濕潤。且，透過將積層體7放置於約40kPa(30mmHg)以下的減壓環境氣體下，可將B階段狀態的絕緣黏合層2a的表面和金屬基底材6之界面的空氣予以脫氣。其結果，絕緣黏合層2a的硬化反應結束後，可獲得在C階段狀態的絕緣黏合層2b與金屬基底材6之界面無空隙且密合性良好的金屬基底基板14。

如以上所詳述，以本實施形態的金屬基底基板之製造方法而言，在將摻合濕潤分散劑經均一地分散而成的絕緣黏合劑，積層於導體箔上而形成B階段狀態的絕緣黏合劑層之後，於其上積層金屬基底材，使絕緣黏合層以特定的條件硬化至C階段狀態，因而可製造出絕緣黏合層中無殘存空隙、高品質且高放熱的金屬基底基板。

(第1實施形態之變形例)

前述的第1實施形態的金屬基底基板之製造方法中，雖是在剪裁步驟S4之後進行金屬基底材積層步驟S5，但本發明未受此所限定，亦可在積層金屬基底材6之後再進行剪裁。圖5係表示本發明的第1實施形態之變形例的金屬基底基板之製造方法的流程圖，圖6係模式化表示其積層步驟S12～剪裁步驟S15之圖。此外，圖6中，對於和圖3所示的製造方法之構成要素相同者賦予相同的符號，且省略其詳細說明。

如圖5及圖6所示，在本變形例的金屬基底基板之製造方法中，係依序進行以下步驟：將絕緣黏合劑2的各成分分散的步驟(分散步驟S11)；在導體箔1之上積層絕緣黏合劑2的步驟(絕緣黏合劑積層步驟S12)；將絕緣黏合劑2加熱以形成B階段狀態的絕緣黏合層2a之步驟(第1硬化步驟S13)；在絕緣黏合層2a上積層金屬基底材6的步驟(金屬基底材積層步驟S14)；將導體箔1與絕緣黏合層2a之複合體5剪裁成特定的長度之步驟(剪裁步驟S15)；以特定的條件進行加熱加壓，藉以使B階段狀態的絕緣黏合層2a成為C階段狀態的絕緣黏合層2b的步驟(第2硬化步驟S16)。

如此，藉由在絕緣黏合層2a上積層金屬基底材6之後進行剪裁，可以提升生產性。此外，本變形例中的上述以外的構成及硬化係與前述的第1實施形態相同。

(第2實施形態)

其次，針對有關本發明的第2實施形態的金屬基底電路基板之製造方法進行說明。圖7係模式化表示本實施形態的金屬基底電路基板的構成之剖面圖。如圖7所示，本實施形態的金屬基底電路基板17係使用由前述的第1實施形態或其變形例之方法所製造的金屬基底基板14，在絕緣黏合層2b上形成導體圖案(未圖示)和有機絕緣被膜19者。

其次，針對本發明的第2實施形態的金屬基底電路基板17之製造方法進行說明。圖8係表示本實施形態的金屬基底電路基板之製造方法的流程圖。如圖8所示，在本實施形態的金屬基底電路基板之製造方法中，係在由前述的第1實施形態或其變形例之方法所製造的金屬基底基板14之導體箔1上進行形成導體圖案的步驟(圖案形成步驟S7)及在圖案上形成被膜的步驟(被膜形成步驟S8)，製造圖7所示的金屬基底電路基板17。

[圖案形成步驟S7]

在圖案形成步驟S7中，首先，利用網版印刷法或相片顯影法將蝕刻光阻形成於金屬基底基板14的導體箔1上，以遮蔽導體箔1之表面的特定位置。在其狀態下，將導體箔1的一部分以氯化鐵蝕刻液、氯化銅蝕刻液、過氧化氫/硫酸蝕刻液、鹼性蝕刻液等予以腐蝕溶解之後，將蝕刻光阻剝離。藉此，於絕緣黏合層2b上形成導體圖案(未圖示)。

[被膜形成步驟S8]

在被膜形成步驟S8中，利用網版印刷法或相片顯影法等方法將有機絕緣被膜19形成於絕緣黏合層2b及導體圖案(未圖示)上。

＜有機絕緣被膜＞

有機絕緣被膜19係以在特定的位置設有電子零件連接用的開口部者為較佳。又，有機絕緣被膜19的材質只要可滿足金屬基底電路基板之要求，如保護基板表面，使其免於受到零件安裝時所使用的銲劑影響等即可，並未特別限定。再者，為提升LED等發光零件之亮度，亦可添加氧化鈦或硫酸鋇等之白色顏料於有機絕緣被膜19。又，為使放熱性提升，亦可添加二氧化矽、氧化鋁、氮化鋁、氮化矽、氮化硼、氧化鎂、氧化鈹等之熱傳導率優異的無機填料。

如以上所詳述，在本實施形態的金屬基底電路基板之製造方法中，由於使用由前述的第1實施形態或其變形例之方法所製造的金屬基底基板14，因而可製造出絕緣黏合層2b中無殘存空隙、高品質且高放熱的金屬基底電路基板。

[實施例]

以下，列舉本發明的實施例及比較例，並具體地說明本發明的效果。在本實施例中，係製作在本發明範圍內的實施例1～5的金屬基底基板及金屬基底電路基板，並評估其性能。又，一併製作偏離本發明範圍之比較例1、2的金屬基底基板及金屬基底電路基板，並進行同樣的評估。

(實施例1)

分散步驟S1

A階段狀態的絕緣黏合劑原料，係將以按照使相對於雙酚A型環氧樹脂(大日本油墨化學工業股份有限公司製EPICLON-828)之當量比成為0.9的方式，添加當做硬化劑的酚醛清漆(明和化成股份有限公司製HF-4M)而成。又，將平均粒徑是1.2μm的破碎狀粗粒子的氧化矽(龍森股份有限公司製A-1)與平均粒徑是10μm的破碎狀粗粒子的氧化矽(林化成股份有限公司製SQ-10)一起摻合，使其總量在絕緣黏合劑中成為59體積%(粗粒子和微粒子的質量比為9：1)。

再者，相對於環氧樹脂和硬化劑及無機填料的合計100重量份，添加0.1重量份之咪唑系的硬化觸媒(四國化成股份有限公司製2PZ)、0.05重量份之濕潤分散劑(楠本化成股份有限公司製DISPARLON 1850)、7重量份之作為溶劑的乙二醇一單甲基醚(三協化學股份有限公司製丁基溶纖劑)，以及作為矽烷偶合劑的3-(2-胺基乙基)胺基丙基二甲氧基矽烷2重量份(東麗‧道寧股份有限公司製Z-6020)。然後將此等成分均一地分散而製成絕緣黏合劑2。

積層步驟S2

輥狀的導體箔14，係使用寬500mm/厚70μm的銅箔，一邊將其連續地抽出並一邊利用刮塗法將A階段狀態的絕緣黏合劑2以寬480mm/厚100μm連續成形在銅箔上而得。

第1硬化步驟S3～剪裁步驟S4

之後，在加熱硬化爐9使絕緣黏合劑2連續地硬化成B階段狀態，形成絕緣黏合層2a。接著，將銅箔與B階段狀態的絕緣黏合層2a之複合體5剪裁成寬500mm/長500mm的片狀。此時，B階段狀態的絕緣黏合層2a之反應起始溫度為95℃，硬化率為64%。

金屬基底材積層步驟S5～第2硬化步驟S6

在剪裁成片狀的導體箔(銅箔)1與B階段狀態的絕緣黏合層2a之複合體5上，積層作為金屬基底材6之經脫脂處理的鋁板(厚1.0mm/寬500mm/長500mm)。之後，於減壓下的25mmHg環境，以190℃/3MPa的條件下進行3小時加熱加壓處理，得到實施例1的金屬基底基板。

圖案形成步驟S7

在利用網版印刷將蝕刻光阻形成於由前述的方法製造之實施例1的金屬基底電路基板的導體箔(銅箔)1上之後，以氯化鐵蝕刻液腐蝕溶解導體箔，再以鹼性水溶液剝離蝕刻光阻，形成導體圖案。

被膜形成步驟S8

在利用相片顯影法形成有機絕緣被膜19之後，藉由模具加工成所期望的大小(10mm×460mm)以形成實施例1的金屬基底電路基板。

(實施例2)

除了在將導體箔(銅箔)1與B階段狀態的絕緣黏合層2a之複合體5剪裁成片狀之前積層作為金屬基底材6的鋁板(厚1.0mm/寬500mm/長500mm)以外，其餘均以和實施例1同樣的方法及條件，製作實施例2的金屬基底基板及金屬基底電路基板。

(實施例3)

除了在第2硬化步驟S6之際於一大氣壓(760mmHg)下以190℃/3MPa進行3小時的加熱加壓處理之外，其餘均以和實施例1同樣的方法及條件，製作實施例3的金屬基底基板及金屬基底電路基板。

(實施例4)

除了相對於雙酚A型環氧樹脂(大日本油墨化學工業股份有限公司製EPICLON-828)100質量份，添加70質量份之苯氧基樹脂(東都化成製FX316)於絕緣黏合劑2以外，其餘均以和實施例1同樣的方法及條件，製作實施例4的金屬基底基板及金屬基底電路基板。在這情況下，B階段狀態的絕緣黏合層2a之反應起始溫度為110℃，反應率為63%。

(實施例5)

除了相對於酚醛清漆(明和化成股份有限公司製HF-4M)100質量份，添加40質量份之3-十二烷基琥珀酸酐於絕緣黏合劑2以外，其餘均以和實施例1同樣的方法及條件，製作實施例5的金屬基底基板及金屬基底電路基板。在這情況下，B階段狀態的絕緣黏合層2a之反應起始溫度為90℃，反應率為64%。

(比較例1)

除了在第1硬化步驟S3中，以加熱硬化爐9使導體箔(銅箔)1上的絕緣黏合劑2硬化後之硬化率是3%不同外，其餘是以和實施例1同樣的方法及條件，製作比較例1的金屬基底基板及金屬基底電路基板。

(比較例2)

除了在第1硬化步驟S3中，以加熱硬化爐9使導體箔(銅箔)1上的絕緣黏合劑2硬化後之硬化率是83%以外，其餘均以和實施例1同樣的方法及條件，製作比較例2的金屬基底基板及金屬基底電路基板。

其次，將前述的方法所製作的實施例1～5及比較例1、2的金屬基底基板及金屬基底電路基板，利用以下所示的方法進行評估。

＜耐電壓＞

針對實施例及比較例的各金屬基底基板，將導體箔與金屬基底材之間的施加開始電壓設為0.50kV，每20秒各昇壓0.20kV，測定絕緣黏合層不絕緣破壞的最大電壓。

＜銅箔剝離強度＞

針對實施例及比較例的各金屬基底基板，測定寬10mm的導體箔以50mm/分鐘的速度剝離50mm時之荷重的最低值。

＜熱傳導率＞

由實施例及比較例的各金屬基底基板，利用腐蝕溶解除去金屬基底材6和導體箔1，取出絕緣黏合層。然後以氙氣閃光燈法(NETZSCH股份有限公司製LFA 447 Nanoflash)測定此絕緣黏合層的熱傳導率。

＜空隙率＞

空隙率係根據下述數式1算出。具體而言，係由實施例及比較例的各金屬基底基板，利用腐蝕溶解除去金屬基底材6和導體箔1，取出絕緣黏合層。然後，由C階段狀態的絕緣黏合層切出1cm的四方形，利用光學顯微鏡(100倍)進行其表面觀察，由空隙的數量和直徑求出空隙的體積，根據下述數式1算出空隙率。

[數式1]

空隙率(%)=(空隙的體積/C階段狀態的絕緣黏合層的體積)×100

＜最高溫度＞

在利用網版印刷方式印刷錫膏於實施例及比較例的各金屬基底電路基板之導體圖案上的電子零件安裝部之後，安裝LED(日亞化學股份有限公司製NESW425C)並進行了迴流加熱。然後，測定對安裝著LED的金屬基底電路基板施加電壓後的情況之LED及電路基板的最高溫度。此外，LED及電路基板的溫度係利用紅外線熱曲線圖(山武商會FLIR SC600)進行測定。

以上的結果彙整顯示於下述表1。

如上述表1所示，第1硬化步驟後的絕緣黏合層未成為B階段狀態之比較例1的金屬基底基板，第1硬化步驟後的絕緣黏合層未成為C階段狀態之比較例2的金屬基底基板，其空隙率係高到1.2%以上。且，此等比較例1、2的金屬基底基板、耐電壓及熱傳導率亦差，放熱性亦不充分。

相對地，在實施例1～5的金屬基底基板及金屬基底電路基板中，顯示出耐電壓、銅箔剝離強度皆為良好值。又，表示空隙的比例之空隙率亦是0.01%以下，且最高溫度亦低、放熱性良好。

由以上的結果可確認，依據本發明，可製造出絕緣黏合層中無殘存空隙、高品質且高放熱的金屬基底基板及金屬基底電路基板。

1．．．導體箔

2．．．絕緣黏合劑

2a．．．B階段狀態的絕緣黏合層

2b．．．C階段狀態的絕緣黏合層

5．．．複合體

6．．．金屬基底材

7．．．積層體

8．．．絕緣黏合層連續成形部

9．．．加熱爐

10．．．挾輥

11．．．剪裁部

13a、13b．．．加熱加壓板

14．．．基板

17．．．金屬基底電路基板

19．．．有機絕緣被膜

S1、S11．．．分散步驟

S2、S12．．．絕緣黏合劑積層步驟

S3、S13．．．第1硬化步驟

S4、S15．．．剪裁步驟

S5、S14．．．金屬基底材積層步驟

S6、S16．．．第2硬化步驟

S7．．．圖案形成步驟

S8．．．被膜形成步驟

圖1係模式化表示本發明的第1實施形態之金屬基底基板的構成之剖面圖。

圖2係表示本發明的第1實施形態之金屬基底基板的製造方法之流程圖。

圖3係模式化表示圖2所示的積層步驟S2～金屬基底材積層步驟S5之剖面圖。

圖4係模式化表示圖2所示的第2硬化步驟S6之剖面圖。

圖5係表示本發明的第1實施形態之變形例的金屬基底基板之製造方法的流程圖。

圖6係模式化表示圖5所示的積層步驟S12～剪裁步驟S15之圖。

圖7係模式化表示本發明的第2實施形態之金屬基底電路基板的構成之剖面圖。

圖8係表示本發明的第2實施形態之金屬基底基板的製造方法之流程圖。

1．．．導體箔

2b．．．C階段狀態的絕緣黏合層

6．．．金屬基底材

14．．．基板

Claims (6)

1. 一種金屬基底基板之製造方法，係製造在金屬基底材上依序積層絕緣黏合劑層和導體層而成的金屬基底基板之方法，該金屬基底基板之製造方法具有：分散步驟，係使分散相分散在含有濕潤分散劑且為構成前述絕緣黏合層的絕緣黏合劑之分散媒中；積層步驟，係一邊抽出輥狀的導體箔，一邊在前述導體箔上積層前述絕緣黏合劑；第1硬化步驟，係加熱導體箔上的絕緣黏合劑使之硬化至B階段狀態，形成導體箔和B階段狀態的絕緣黏合層之複合體；金屬基底材積層步驟，係在前述B階段狀態的絕緣黏合層上積層金屬基底材以獲得積層體；及第2硬化步驟，係在70~260℃、0.1~10MPa的條件下將前述積層體加熱加壓，使B階段狀態的絕緣黏合層硬化至C階段狀態；在利用前述第2硬化步驟所獲得之積層體中，C階段狀態之絕緣黏合層的熱傳導率是1.0~15.0W/(m‧K)。
2. 如申請專利範圍第1項之金屬基底基板之製造方法，其中進一步具有片狀剪裁步驟，係將前述第1硬化步驟後的複合體或前述金屬基底材積層步驟後的積層體，剪裁成片狀。
3. 如申請專利範圍第1或2項之金屬基底基板之製造方法，其中絕緣黏合劑係含有環氧樹脂及無機填料。
4. 如申請專利範圍第1或2項之金屬基底基板之製造方法，其係在利用前述第1硬化步驟所獲得之複合體中 ，B階段狀態之絕緣黏合層的反應起始溫度是60~250℃。
5. 如申請專利範圍第1或2項之金屬基底基板之製造方法，其中前述絕緣黏合劑係含有互溶於環氧樹脂的溶劑。
6. 一種金屬基底電路基板之製造方法，其具有：圖案形成步驟，係在利用如申請專利範圍第1至5項中任一項的金屬基底基板之製造方法所製造的基板之導體箔上，形成導體圖案；及被膜形成步驟，係在前述導體圖案上形成有機絕緣被膜。