台湾专利TW201309137A 安裝基板用放熱積層材之製造方法

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专利摘要:
本發明係提供能因應電子機器的輕量化、小型化及薄型化，且即便安裝較大發熱量的電子元件，仍可將由該電子元件所產生熱更有效率散逸的安裝基板用放熱積層材之製造方法。在樹脂薄膜(10)之一側的表面上固接銅層(20)，藉由對銅層(20)施行選擇性蝕刻而形成電路圖案層(21)，在形成電路圖案層(21)之後，於與樹脂薄膜(10)之一側的表面為相反側的表面上，固接鋁箔(30)。
公开号:TW201309137A
申请号:TW101125274
申请日:2012-07-13
公开日:2013-02-16
发明作者:Hiroki Higashiyama；Masataka Saruwatari；Hisanaga Kato
申请人:Toyo Aluminium Kk；
IPC主号:H05K1-00

专利说明:
安裝基板用放熱積層材之製造方法
本發明係關於一般的安裝基板用放熱積層材之製造方法，特定而言，係關於用於安裝較大發熱量之電子元件的安裝基板用放熱積層材之製造方法，例如用於安裝發光二極體(LED)等發光元件的安裝基板用放熱積層材之製造方法。
在絕緣層的單面或雙面上已形成電路的安裝基板被利用於廣泛領域。電路係由銅、鋁的箔、或糊膏組成物所形成。在所形成之電路上安裝電子元件。所安裝的電子元件可舉例如：電阻元件、電容器、電晶體、各種功率元件；MPU、CPU等高密度積體電路；發光二極體(LED)、雷射二極體等發光元件及該等的陣列元件。
近年，對電子機器所要求的性能越益提高，上述電子元件中，功率元件、高密度積體電路的消耗電力亦有增加的傾向。又，於發光元件更進一步開發了高輝度物。然而，隨著功率元件、高密度積體電路的消耗電力增加、或發光元件的輝度提升而造成的發熱量增加，會對發熱的電子元件本身及其他電子元件造成不良影響。例如發熱的電子元件本身或其他電子元件會有因熱而出現錯誤作動、因熱而造成性能降低、因熱而縮短壽命等情形。所以，提案了用於將電子元件所產生的熱效率佳地去除、散逸之構造。
另一方面，近年行動電話、數位相機、音樂播放器、語音錄音機、遊戲機等行動式電子機器，除了要求輕量化與小型化之外，尚要求薄型化。若能將用於安裝電子元件的安裝基板直接積層於攜帶式電子機器的支撐體或框體上，則對薄型化便具有效果。即，對安裝基板要求彎曲性。
再者，液晶電視機等薄型電視機中，近年有更加大型化的傾向。然而，在對於薄型電視機期待畫面大型化的同時，亦希望使電視機本體盡可能地輕量化及薄型化。為求薄型化與降低消耗電力，開始使用LED作為液晶背光裝置的光源。LED係直接安裝於絕緣基板上。為了因應此種技術傾向，從LED所產生的熱必須散逸於與經由安裝基板用積層材而安裝有LED之面的相反側之面。特別係側光式液晶背光裝置因為在構造上係每單位面積安裝有多數LED，因而要求較安裝基板用積層材更高的放熱性。
此處，例如日本專利特開2010-98246號公報(專利文獻1)揭示有作為能將由LED等電子零件所產生的熱效率佳地釋放出，薄型、輕量優異，且可利用塑性加工作成所需之立體構造的金屬基板，係使在不銹鋼箔單面上所形成之以銅為主成分的層，經由絕緣層接著於電路形成用銅箔上。
但是，在如上述的金屬基板之安裝面上形成電路的方法，一般採用如專利文獻1所記載般，對銅箔施行選擇性蝕刻的方法。此情況，係在金屬箔(專利文獻1中係不銹鋼箔)上貼合銅箔之後再對銅箔施行選擇性蝕刻。
然而，在與安裝面側為相反側之金屬箔的強度較低、厚度較薄時，在安裝面上所形成之電路的凹凸被押入於與安裝面側為相反側之金屬箔側，並轉印於金屬箔表面上而導致浮出凹凸、平滑性降低。又，若將已出現凹凸的金屬箔之面黏貼於攜帶式電子機器的支撐體或框體上使用，則有發生空隙而熱導率降低的問題。
緣是，本發明目的在於提供一種因應電子機器的輕量化、小型化及薄型化，且即便安裝較大發熱量的電子元件，仍可將由該電子元件所產生熱更有效率地散逸的安裝基板用放熱積層材之製造方法。
本發明的安裝基板用放熱積層材之製造方法，係具備有以下的步驟：(A)在絕緣性薄膜之一側的表面上固接導電層的步驟；(B)藉由對導電層施行選擇性蝕刻而形成電路圖案層的步驟；以及(C)在形成電路圖案層之後，在與絕緣性薄膜之一側的表面為相反側的表面上，固接鋁箔的步驟。
本發明之安裝基板用放熱積層材之製造方法中，鋁箔係含有：錳0.5質量%以上且3.0質量%以下、鉻0.0001質量%以上且未滿0.2質量%、鎂0.2質量%以上且1.8質量%以下、鈦0.0001質量%以上且0.6質量%以下、銅超過0質量%且0.005質量%以下、矽超過0質量%且0.1質量%以下、鐵超過0質量%且0.2質量%以下，其餘係由鋁與不可避免的雜質構成。
再者，本發明之安裝基板用放熱積層材之製造方法中，絕緣性薄膜較佳係含有從聚醯亞胺、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸乙二酯及聚四氟乙烯所構成群組中選擇之1種。
因為依照本發明所製造的安裝基板用放熱積層材，係具備有輕量性、放熱性(熱導性)及彎曲性均優異的鋁箔，因而可因應電子機器的輕量化、小型化及薄型化。又，根據本發明，在形成電路圖案層後，於與絕緣性薄膜之一側的表面為相反側的表面上，固接既定強度與硬度的鋁箔，因而鋁箔表面不致發生凹凸。藉此，即便將依本發明所製造的安裝基板用放熱積層材黏貼於攜帶式電子機器的支撐體或框體使用，仍不致有發生空隙而熱導率降低的情況。所以，可製造即便安裝較大發熱量的電子元件，仍能將該電子元件所產生熱有效率散逸的安裝基板用放熱積層材。
以下，針對本發明一實施形態，根據圖式進行說明。
首先，如圖1所示，在絕緣性薄膜一例的樹脂薄膜10之一側之表面上，介存接著劑層(未圖示)使導電層一例的銅層20固接。
其次，藉由對銅層20施行選擇性蝕刻，如圖2所示般形成電路圖案層21。
然後，形成電路圖案層21後，在與樹脂薄膜10之一側的表面為相反側的表面上，介存接著劑層(未圖示)而固接鋁箔30。
此處，鋁箔30係含有：錳0.5質量%以上且3.0質量%以下、鉻0.0001質量%以上且未滿0.2質量%、鎂0.2質量%以上且1.8質量%以下、鈦0.0001質量%以上且0.6質量%以下、銅超過0質量%且0.005質量%以下、矽超過0質量%且0.1質量%以下、鐵超過0質量%且0.2質量%以下，其餘則由鋁與不可避免的雜質構成。該鋁箔30係藉由含有上述組成，而呈現高強度與高硬度，例如170Hv的硬度。
如上述所製造的本發明安裝基板用放熱積層材，因為具備有輕量性、放熱性(熱導性)及彎曲性均優異的鋁箔30，因而能因應電子機器的輕量化、小型化及薄型化。又，在形成電路圖案層21之後，因為在與樹脂薄膜10之一側的表面為相反側的表面上，固接著具有既定強度與硬度的鋁箔30，因而鋁箔30的表面不產生凹凸。藉此，即便將由本發明所製造的安裝基板用放熱積層材黏貼於攜帶式電子機器的支撐體或框體上，仍不致有發生空隙而熱導率降低的情形。所以，可製造即便安裝較大發熱量的電子元件，仍能將由該電子元件所產生熱更有效率散逸的安裝基板用放熱積層材。 (樹脂薄膜)
樹脂薄膜10係為了承受以約250℃焊錫進行之電子元件安裝，較佳係其玻璃轉移溫度(Tg)為250℃以上。又，樹脂薄膜10係為了擔保絕緣性，較佳係絕緣破壞電壓為5kV以上。又，樹脂薄膜10較佳係幾乎沒有熱收縮，即熱收縮率在0.1%以下。
樹脂薄膜10較佳係由含有聚醯亞胺、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸乙二酯的薄膜形成，樹脂薄膜10的材料更佳係使用聚醯亞胺薄膜。
樹脂薄膜10的厚度係為了發揮安定的絕緣性與放熱性，較佳係10μm以上且100μm以下、更佳係10~50μm。若樹脂薄膜10的厚度未滿10μm，便無法獲得安定的絕緣性效果。若樹脂薄膜10的厚度超過100μm，則成為放熱性降低的原因。 (銅層)
銅層20係為了利用蝕刻等形成電路(其係用於對安裝基板用放熱積層材上所安裝之電子元件施行佈線)而設置。雖可藉由在作為樹脂薄膜10的聚醯亞胺樹脂層上，利用蒸鍍形成作為銅層20的銅膜而構成，但較佳係在樹脂薄膜10上介設接著劑層再積層作為銅層20的電解銅箔而構成。
銅層20的厚度係為了利用蝕刻容易地形成電路、並在樹脂薄膜10上呈密接積層狀態，較佳係5μm以上且100μm以下、更佳係10~70μm。若銅層20的厚度未滿5μm，便難以順利(不出現起皺等)地密接積層於樹脂薄膜10上。若銅層20的厚度超過100μm，便難以利用蝕刻精密地施行電路形成。 (鋁箔)
鋁箔30係為了將從安裝基板用放熱積層材的電路圖案層21上所安裝之電子元件產生的熱，予以散逸而設置。亦可依使鋁箔30的下面(與固接樹脂薄膜10之側的面為相反側的面)沿電子機器的支撐體或框體進行積層而固接方式，配置安裝基板用放熱積層材。
鋁箔30較佳係由高熱導率之鋁材形成。將安裝基板用放熱積層材沿電子機器的支撐體或框體進行積層時，因為要求彎曲性良好，因而鋁箔30較佳係使用經適當調質的鋁材。
鋁箔30的厚度係為了有助於電子機器的輕量性、小型化、及薄型化，且使加工較為容易、能發揮安定放熱性，較佳係20μm以上且350μm以下、更佳係80μm以上且300μm以下、特佳係100μm以上且250μm以下。若鋁箔30的厚度未滿20μm，無法獲得安定的放熱性效果。若鋁箔30的厚度超過350μm，除了加工困難之外，亦妨礙輕量、小型、薄型化。 (接著劑層)
接著劑層係為了擔保耐熱性，較佳係由通用環氧系接著劑形成。導電性填料雖提高放熱性，但使絕緣性降低，因而不使接著劑層中含有導電性填料。
接著劑層的厚度係為了發揮良好密接性、不妨礙放熱，較佳係3μm以上且30μm以下。若接著劑層的厚度未滿3μm，容易引發密接不足、密接不均，導致成為放熱性降低的原因。若接著劑層的厚度超過30μm，鋁箔30與樹脂薄膜10間之積層、樹脂薄膜10與銅層20間之積層較為困難，因而成為放熱性降低的原因。
其次，針對本發明實施例進行具體說明。另外，以下所示實施例僅止於例示而已，本發明並不侷限於下述實施例。 (實施例)
依照圖1~圖3所示步驟，製作安裝基板用放熱積層材之實施例的試料。又，為求比較，使用較本發明所用鋁箔更低硬度的鋁箔，依照圖1~圖3所示步驟，製作安裝基板用放熱積層材之比較例1的試料。又，依照圖4~圖5所示步驟，製作安裝基板用放熱積層材之比較例2的試料。 (實施例)
如圖1所示，樹脂薄膜10係使用厚度25μm的聚醯亞胺薄膜，在該薄膜的單面上介設環氧系接著劑，再依乾式積層法接著作為銅層20的厚度35μm電解銅箔。接著劑層的厚度係15μm。
其次，如圖2所示，使用光學微影法對銅層20施行選擇性蝕刻，而形成具有任意電路形狀的電路圖案層21。
然後，如圖3所示，在樹脂薄膜10的另一側之面上，介設環氧系接著劑，並利用乾式積層法接著由含有：錳0.5質量%以上且3.0質量%以下、鉻0.0001質量%以上且未滿0.2質量%、鎂0.2質量%以上且1.8質量%以下、鈦0.0001質量%以上且0.6質量%以下、銅超過0質量%且0.005質量%以下、矽超過0質量%且0.1質量%以下、鐵超過0質量%且0.2質量%以下，其餘則由鋁與不可避免的雜質構成，厚度100μm的鋁箔30(硬度170Hv)。接著劑層的厚度係15μm。 (比較例1)
除了取代實施例所使用之厚度100μm的鋁箔30，改為使用厚度150μm的鋁箔(材質1N30、H、硬度：50Hv)之外，其餘均與實施例同樣地依照圖1~圖3所示步驟製作安裝基板用放熱積層材。 (比較例2)
如圖4所示，樹脂薄膜10係使用厚度25μm的聚醯亞胺薄膜，在該薄膜的單面上介設環氧系接著劑，再依乾式積層法接著作為銅層20的厚度35μm電解銅箔。接著劑層的厚度係15μm。又，在樹脂薄膜10另一側的面上介設環氧系接著劑，並利用乾式積層法接著厚度150μm的鋁箔(材質：1N30、H、硬度：50Hv)。
其次，如圖5所示，藉由使用光學微影法對銅層20施行選擇性蝕刻，而與實施例同樣地形成具有任意電路形狀的電路圖案層21。
於所獲得實施例、比較例1及比較例2的安裝基板用放熱積層材，目視確認鋁箔30的面上有無凹凸。
凹凸的評價係從鋁箔30側進行目視觀察，將在電路圖案層21上所形成之電路圖案的輪廓之一部分呈浮雕狀浮出者，評為「有凹凸」，將電路圖案輪廓沒有浮出而呈平坦者評為「無凹凸」。
實施例係鋁箔30的面上沒有發生凹凸，相對地比較例1、2係在鋁箔30的面上發生凹凸。
本次所揭示的實施形態與實施例全部均僅止於例示而已，不應認為其屬於限制。本發明範圍並非以上實施形態與實施例，而是由申請專利範圍所示，涵蓋在與申請專利範圍具均等含義與範圍內的所有修正與變化。 (產業上之可利用性)
根據本發明，可製造能因應電子機器的輕量化、小型化及薄型化，且即便安裝較大發熱量的電子元件，仍可將由該電子元件所產生熱有效率散逸的安裝基板用放熱積層材。
10‧‧‧樹脂薄膜
20‧‧‧銅層
21‧‧‧電路圖案層
30‧‧‧鋁箔
圖1係表示本發明一實施形態，安裝基板用放熱積層材之製造方法的第1步驟之概略截面構造的圖。
圖2係表示本發明一實施形態，安裝基板用放熱積層材之製造方法的第2步驟之概略截面構造的圖。
圖3係表示本發明一實施形態，安裝基板用放熱積層材之製造方法的第3步驟之概略截面構造的圖。
圖4係表示本發明比較例，安裝基板用放熱積層材之製造方法的第1步驟之概略截面構造的圖。
圖5係本發明比較例，安裝基板用放熱積層材之製造方法的第2步驟概略截面構造圖。
10‧‧‧樹脂薄膜
21‧‧‧電路圖案層
30‧‧‧鋁箔

权利要求:
Claims (2)
[1] 一種安裝基板用放熱積層材之製造方法，係具備有以下的步驟：在絕緣性薄膜之一側的表面上固接導電層的步驟；藉由對上述導電層施行選擇性蝕刻而形成電路圖案層的步驟；以及在形成上述電路圖案層之後，在與上述絕緣性薄膜之一側的表面為相反側的表面上，固接鋁箔的步驟；上述鋁箔係含有：錳0.5質量%以上且3.0質量%以下、鉻0.0001質量%以上且未滿0.2質量%、鎂0.2質量%以上且1.8質量%以下、鈦0.0001質量%以上且0.6質量%以下、銅超過0質量%且0.005質量%以下、矽超過0質量%且0.1質量%以下、鐵超過0質量%且0.2質量%以下，其餘係由鋁與不可避免的雜質構成。
[2] 如申請專利範圍第1項之安裝基板用放熱積層材之製造方法，其中，上述絕緣性薄膜係含有從聚醯亞胺、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸乙二酯及聚四氟乙烯所構成群組中選擇之1種。

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法律状态:

优先权:

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