近年来，伴随着电子器械的高性能化、微型化的要求，则对半导体器件要求 其高密度、高功能化。因此，希望安装这些器件的电路基板更加微型高密度化。 其结果，设计最为重要的是要考虑电路板的放热问题。已知作为改进电路基板放 热性的技术，对于过去的玻璃-环氧树脂制印刷基板，使用铝等金属基板，在这种 金属基板的一面或两面上，通过绝缘层形成电路图案的金属基质基板。要求有更 高传热性能时，可使用在氧化铝和氮化铝等陶瓷基板上直接接合了铜板的基板。 在比较小的电力用途中，虽然一般使用金属基质基板，但为改善传热，绝缘层不 仅要求薄，而且在金属板之间受到噪音的影响，绝缘耐压成为研究的课题。
上述金属基质基板和陶瓷基板，由于性能和费用难以两者兼顾，所以近年来 提出的方案是在热塑性树脂中填充传热性填料的组合物，通过喷射成形与电极引 线框架成一体化的传热模块，这种喷射成形的传热模块，与利用陶瓷基的相比， 机械强度很好，但另一方面，难以高浓度填充无机填料以付与热可塑性树脂放热 性。所以放热性很差。这是因为在高温下，热塑性树脂和填料混合时，当填料量 太多时，熔融粘度急剧增高，不仅不能混合，而且也不能喷射成形。而且所填充 的填料起到研磨剂的作用，多次磨损成形模具后，使成形变得很困难。为此，存 在填充的填料量必然产生界限，对于陶瓷基板，只能得到低的热传热性能的问题。

本发明就是为了解决上述问题，其目的就是可高浓度填充无机填料，而且利 用简易加工方法可制作传热模块，进而基板平面方向的热膨胀系数接近于半导 体，放热性优良的传热基板用片状物，及制造方法，以及使用它的传热基板和制 造方法。
为达到上述目的，本发明传热基板片状物是由70～95重量份无机填料、 5～30重量份至少含有热硬化树脂、硬化剂和硬化促进剂的树脂组合物所形成的 混合物片，上述混合物片呈半硬化或部分硬化状态(以下称半硬化或部分硬化状 态为[B级])，并具有可挠曲性；上述半硬化或部分硬化状态是粘度为102～ 105(Pa·s)范围的状态。
这种传热基板用片状物，利用它的可挠曲性，可以进行所要形状的成型加 工，而且利用加热使上述热硬化树脂硬化制成机械强度优良的基板。
由于可挠曲性和加工性优良，所以很容易成型加工成所要的形状。半硬化或 部分硬化状态，其粘度范围在103～104(Pa·s)特别好。
使用粘弹性测量装置(动粘弹性测量装置MR-500(株)レォロジ制)进 行测定。将片状物加工成规定的尺寸，夹持在锥径17.97mm，锥角1.15度的锥体 上，对样品给与螺旋方向的正弦波振动，由此得到产生的扭矩相位差等，并算出 粘度。评价本片状物时，使用1Hz的正弦波，扭歪量为0.1度，荷重500g，求出 25℃下的值。
上述本发明传热基板用片状物中，对于合计量为100重量份的无机填料和热 硬化树脂组合物，最好添加0.1～2重量份具有150℃以上沸点的溶剂。其挠曲 性和加工性更为优良。
在上述本发明传热基板用片状物中，具有150℃以上沸点的溶剂，最好是选 自下列溶剂中的至少1种，即乙基卡必醇、丁基卡必醇和丁基卡必醇乙酸酯。处 理容易，即使在室温下，都可以付与热硬化树脂可挠曲性。并能制作成易于进行 成型加工的粘土。
上述本发明传热基板用片状物中，当将热硬化树脂组合物取为100重量份 时，最好是：
1)室温下为固体的树脂为0～45重量份
2)室温下为液体的树脂为5～50重量份
3)硬化剂为4.9～45重量份，和
4)硬化促进剂为0.1～5重量份。
可挠曲性和加工性非常好。
上述本发明传热基板用片状物中，作为室温下为液状的热硬化树脂的主要成 分，最好是选自以下树脂中的1种以上，即双酚A型环氧树脂，双酚F型环氧树 脂，或液状酚树脂。可稳定保持B级状态，硬化后的电绝缘性，机械强度等都非 常好。
上述本发明传热基板用片状物中，热硬化树脂组合物的主要成分至少是以下 树脂中的一种，即，环氧树脂、酚树脂和氰酸盐树脂。
在上述本发明传热基板用片状物中，热硬化树脂组合物是将溴化的多官能环 氧树脂作为主要成分，最好含有硬化剂双酚A型酚醛树脂和硬化促进剂咪唑。硬 化后的基板阻燃性优良，而且，电绝缘性、机械强度优良。
上述本发明传热基板用片状物中，溴化的多官能环氧树脂为60～80重量 份，硬化剂双酚A型酚醛树脂为18～39.9重量份，硬化促进剂咪唑为0.1～2 重量份的范围。
上述本发明传热基板用片状物中，无机填料最好是选自Al2O3、MgO、BN和AlN中的至少一种填料。这些填料的传热性能非常好。
上述本发明传热基板用片状物中，上述传热基板用片状物中，最好添加偶合 剂、分散剂、着色剂和离型剂中的至少一种。
本发明的传热基板是将上述传热基板用片状物中的热硬化树脂成分进行硬 化的电绝缘性传热基板，其特征是热膨胀系数为8～20ppm/℃的范围，传热速 率为1～10W/mK范围。根据这种传热基板，不产生热变形，而且可得到接近半 导体的热膨胀系数。
上述本发明的传热基板中，传热基板的抗折强度最好在10kgf/mm2以上。上 述范围是实用的机械强度。作为抗折强度可依照如下进行测定。
抗折强度的评价，以JIS R-1601(精细陶瓷弯曲强度试验方法)中定义的 方法进行评价。评价方法是将加工成一定尺寸的基板材料作试验片，放置在相距 一定距离的2个支点上，在支点间中央1点处施加负荷，测量出折断时最大弯曲 应力。又称作3点弯曲强度。
试验片的形状和尺寸
全长Lr：36mm
幅W：4.0±0.1mm
厚度t：3.0±0.1mm
弯曲强度的计算(3点弯曲时)
σ＝3PL/2wt2
其中：σ：3点弯曲强度(kgf/mm2)
       P：试验片受到破坏时的最大负荷(kgf)
       W：试验片的幅(mm)
       t：试验片的厚度(mm)
上述本发明的传热基板中，传热基板的抗折强度最好为10～20kgf/mm2。
上述本发明的传热基板中，传热基板和引线框架形成一个整体，上述传热基 板最好填充到引线框架的表面。在引线框架中很容易搭载电子部件，而且可将放 热的热阻抗抑制到很低。作为外部取出电极，没有必要重新焊接接线柱，引线框 架可以作为外部信号和电流取出电极直接使用，信赖性非常好。
上述本发明的传热基板中，在传热基板的引线框架接合面的反面，最好形成 放热用金属板。进而可将热阻抗抑制到很低，机械强度也非常好。
上述本发明的传热基板中，传热基板的引线框架接合面的一部分具有2层以 上配线层的印刷基板，并形成一个整体，上述传热基板最好填充到具有引线框架 和2层以上配线层的印刷基板表面。由于基板上过电流的保护和温度补偿等控制 电路形成一个整体，所以可小型高密度化。
上述本发明的传热基板中，传热基板上设置贯通孔(穿孔)，在贯通孔中填 充导电性树脂组合物，或者利用铜镀形成通孔，最好在它的两个面上形成一个整 体的金属箔配线图案。得到放热性优良的两面基板。
上述本发明的传热基板中，将数个传热基板叠层，在各个传热基板上设置贯 通孔，贯通孔内填充导电性树脂组合物，而且由导电性树脂组合物构成内部配线 图案，进一步在其两面上的金属箔配线图案最好形成一个整体。不仅形成导电性 优良的层间连续和内部配线图案，而且传热性能非常好。
上述本发明的传热基板中，金属箔最好是12～200μm厚的铜箔，至少有 一个面是粗糙的面。
上述本发明的传热基板中，导电性树脂组合物最好含有70～95重量份选自 银、铜和镍中的至少一种金属粉，和5-30重量份的热硬化树脂和硬化剂。
上述本发明的传热基板中，无机填料的平均粒径为0.1～100μm范围。
本发明的传热基板用片状物的第1个制造方法，其特征是包括制作至少含有 70-95重量份无机填料、4.9～28重量份热硬化树脂组合物、0.1～2重量份沸 点为150℃以上的溶剂，和沸点在100℃以下的溶剂的混合物浆液工序，将上述 浆液制成规定厚度膜的工序，和将造膜浆液中沸点为100℃以下溶剂进行干燥的 工序。
本发明的传热基板用片状物的第2个制造方法，其特征是包括制作由70～ 95重量份无机填料，总计量为5～30重量份的室温下固体热硬化树脂和室温下 液状热硬化树脂组合物，和沸点为100℃以下溶剂形成混合物浆液的工序，将上 述浆液制成规定厚度膜的工序，和将造膜浆液中沸点为100℃以下溶剂进行干燥 的工序。
上述第2种方法中，将室温下固体热硬化树脂和室温下液体热硬化树脂组合 物，取为100重量份时，
1)室温下固体树脂最好为0～45重量份，
2)室温下液体树脂最好为5～50重量份，
3)硬化剂最好为4.9～45重量份，和
4)硬化促进剂最好为0.1～5重量份。
上述第2种方法中，作为室温下液体热硬化树脂的主要成分，最好是选自双 酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、或液体酚树脂中的至少1种。
在上述第1和2的方法中，无机填料最好是选自Al2O3、MgO、BN和AlN中的至少1种。
在上述第1和2的方法中，热硬化树脂组合物的主要成分，最好是选自环氧 树脂、酚树脂和氰酸盐树脂中的至少一种树脂。
在上述第1和2的方法中，热硬化树脂组合物最好是含有作为主要成分的溴 化多官能环氧树脂、作为硬化剂的双酚A型酚醛树脂，和作为硬化促进剂的咪唑。
在上述第1和2的方法中，溴化多官能环氧树脂最好为60～80重量份， 硬化剂双酚A型酚醛树脂最好为18～39.9重量份，硬化促进剂咪唑最好为0.1～ 2重量份的范围。
上述第1种方法中，沸点在150℃以上的溶剂，最好是选自乙基卡必醇、丁 基卡必醇和丁基卡必醇乙酸酯中的至少一种。
上述第1和2的方法中，沸点在100℃以下的溶剂，最好是选自甲基乙基酮、 异丙醇和甲苯中的至少一种。
上述第1和2的方法中，在上述传热基板用片状物中，最好添加选自偶合剂、 分散剂、着色剂和离型剂中的至少一种。
上述第1和2的方法中，造膜法最好是选自刮刀法、涂布法和挤压成形法中 的至少一种方法。
本发明的传热基板制造方法，其特征是将引线框架重叠在用本发明的方法制 作的传热基板用片状物上，在低于热硬化树脂组合物的硬化温度下，以10～ 200kg/cm2的压力进行成形，直到填充到引线框架表面形成一个整体，再在0～ 200kg/cm2压力下，加压加热，使热硬化性树脂硬化。
在上述方法中，在传热基板的引线框架接合面的反面上，最好再形成一层放 热用金属板。
本发明的传热基板的制造方法，特征是不是重叠上述引线框架和上述印刷基 板，而是在用本发明的方法制作的传热基板用片状物上，配置引线框架和具有2 层以上配线层的印刷基板，在低于传热基板用片状物中热硬化树脂组合物的硬化 温度下，并以10～200kg/cm2的压力进行成形。填充到上述引线框架和上述具有2 层以上配线层的印刷基板的表面，形成一个整体，再以0～200kg/cm2的压力使热 硬化性树脂硬化。
本发明的传热板制造方法，特征是包括如下工序，即，在用本发明的方法制 作的传热基板用片状物上，进行穿孔加工的工序，将上述导电性树脂组合物向穿 孔填充的工序，在上述填充好的片状物两个面上重叠金属箔的工序，以10- 200kg/cm2的压力进行加热加压，使上述片状物的热硬化性树脂进行硬化的工序， 加工上述金属箔形成配线图案的一串工序。
本发明的传热基板的制造方法，特征是包括如下工序，即，在用本发明的方 法制作的传热基板用片状物的两个面上，重叠金属箔的工序，以10～200kg/cm2 压力进行加热加压，使上述传热基板用片状物的热硬化性树脂进行硬化的工序， 在上述硬化好的热片状物上进行加工穿孔的工序，在穿孔加工好的片状物全面上 进行镀铜的工序，加工上述金属箔和铜镀层形成配线图案的工序。
本发明的传热基板的制造方法，特征是包括如下工序，即，准备数个所要的 用本发明的方法制作的传热基板用片状物，在上述各片状物的所要位置上进行穿 孔加工的工序，向上述穿孔上填充导电性树脂组合物的工序，在填充好的片状物 一个面上，用导电性树脂组合物形成配线图案的工序，将形成上述配线图案的各 个片状物，以配线图案面向上的位置，进行重合，而且，将在最上面的穿孔中填 充了导电性树脂组合物的片状物，进行定位重合的工序，再在重合好的片状物叠 层体的两个面上重合金属箔的工序，以10～200kg/cm2压力进行加热加压，使传热 基板用片状物的热硬化性树脂进行硬化的工序，加工上述金属箔形成配线图案的 工序。
上述方法中，穿孔的加工，最好根据激光加工、钻孔加工和冲孔加工中的一 种方法进行加工。
上述方法中，金属箔最好是12～200μm厚的铜箔，至少一个面是粗糙面。
上述方法中，导电性树脂组合物，最好含有70～95重量份选自银、铜和镍 中的至少一种金属粉，和5～30重量份的热硬化树脂和硬化剂。
上述方法中，加压加热的温度最好为170～260℃。
如上所述，根据本发明，利用传热性片状物的可挠曲性，可加工成所要的形 状，硬化形成高传热性硬基板，提高了放热性，从而提供了一种适于动力用电子 安装的高放热树脂基板(传热基板)。
根据本发明方法，可更有效，更合理地制造传热基板。
本发明，作为第1种形态，基本是在未硬化状态的热硬化性树脂中添加高浓 度无机填料，平面方向的热膨胀系数和半导体大致相同，而且付与高热传导性， 具有可挠曲性的传热片状物。本发明的传热片状物是，在热硬化树脂组合物中添 加高沸点溶剂。或者在热硬化树脂中使用室温下为固体的树脂和室温下为液体的 热硬化树脂的混合物，和在与无机填料混合中使用低沸点溶剂而进行造膜，不仅 可以高浓度添加无机填料，而且，上述传热片状物中的热硬化性树脂，在未硬化 状态下可发挥挠曲性，在低温低压下能加工成所希望的形状。进而通过加热加压 使热硬化树脂硬化，从而可制成硬基板。使用具有可挠曲性的传热片状物，可获 得能简便地直接安装半导体器件的传热性基板。
作为第2种形态，使用上述传热片状物，重叠引线框架，利用加热加压，使 传热片状物硬化，并和引线框架形成一个整体。从而得到具有放热性的可直接安 装半导体器件的传热基板。
作为第3种形态，在上述传热片状物上形成穿孔，在该穿孔中填充导电性树 脂组合物，在其两个面上形成金属箔图案，由于两面都可导电，所以获得具有高 传热性能的双面传热基板。
作为第4种形态，通过在第3种形态的穿孔中进行镀铜，得到可导电的高传 热双面基板。
进而作为第5种形态，使用多个上述传热片状物，形成填充导电性树脂组合 物的穿孔，和在该传热片状物的单面上形成配线图案，得到重叠多个传热片状物 的，多层电路结构的传热基板(多层板)。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的传热片状物结构的示意断面图。
图2A～E是根据本发明一实施例的，使用传热片状物制作传热基板，各制造 工序的示意断面图。
图3是根据图2制作的传热基板的引线框架接合面的相对面上，进一步形成 放热金属板的传热基板断面图。
图4A～F是根据本发明一实施例，使用传热片状物制作传热基板各制造工序 的断面示意图。
图5是根据本发明一实施例，制造多层配线传热基板工序的断面示意图。
图6A～J是根据本发明一实施例，制作传热性多层配线基板方法的各工序断 面图。
图7A、B是根据本发明另一实施例，用传热片状物制作传热基板各工序的断 面示意图。
100传热片状物
101分型性薄膜
200传热片状物
201引线框架
300传热片状物
301引线框架
302放热性金属板
400传热片状物
401分型性薄膜
402穿孔
403导电性树脂组合物
404金属箔
405配线图案
500硬化的传热片状物
510穿孔
502铜镀层
503配线图案
600传热片状物
601分型性薄膜
602穿孔
603导电性树脂组合物
604配线图案形成用导电性树脂组合物
605金属箔
606金属箔配线图案

下面根据本发明的一个实施例，参照附图说明双基片安装用的传热基板(单 面配线、双面配线、多层配线基板)。
图1是表示根据本发明一实施例的传热片状物构成的断面图。图中，传热片 状物100，是在分型性薄膜101上，进行造膜。这种形成方法，至少要准备由无 机填料、热硬化树脂组合物，和具有150℃以上沸点的溶剂及具有100℃以下沸 点的溶剂形成的混合物浆液，在分型性薄膜101上造膜。造膜方法，可利用现有 的刮刀法和涂布法，挤压成形法。将上述造膜的浆液中具有100℃以下沸点的溶 剂进行干噪，获得具有挠曲性的传热片状物。
同样，至少准备无机填料、室温下固体热硬化树脂和室温下液体热硬化树脂 组合物，和具有100℃以下沸点的溶剂的混合物浆液，和上述一样在分型薄膜101 上造膜，将上述溶剂干噪获得具有挠曲性的传热片状物。
作为上述热硬化性树脂，例如有环氧树脂，酚树脂和氰酸盐树脂。作为上述 无机填料，有Al2O3、MgO、BN、AlN。作为上述150℃以上沸点的溶剂，有 乙基卡必醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯。
作为上述室温下为液体的热硬化树脂，有双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧 树脂等环氧树脂、和液状酚树脂。
作为上述100℃以下沸点的溶剂，有甲基乙基酮、异丙醇、甲苯。根据需要， 可在传热片状物组合物中，进一步添加偶合剂、分散剂、着色剂和离型剂。
如上述添加150℃以下沸点的溶剂和室温下液体的热硬化树脂，将具有100℃ 以下沸点的溶剂进行干燥，得到适宜粘度(102～105pa·s)的半硬化或部 分硬化状态的传热基板用片状物。粘度在102泊(Pa·s)以下，片状物的粘着 性强，不仅不能从分型薄膜上剥离下来，而且加工后的变形量很大，可操作性很 差。而粘度在105Pa·s以上，没有挠曲性、难以在室温下加工。希望粘度范围 为103～104Pa·s，作业性，加工性最适宜。
作为使这种传热片状物硬化的基板本体，所使用的传热基板，由于可大量地 填充无机填料，所以，不仅热膨胀系数和半导体大致相同，而且是放热性优良的 基板。
图2A～E是使用传热片状物100。制作传热基板的制造工序的各断面图。 图2A中，200是如上述制作的传热片状物，图2B的201是形成配线的引线框 架。引线框架201可利用模具按规定形状冲压铜板制得，也可通过腐蚀法形成。 对加工的引线框架表面。进行镀镍处理，以防止铜氧化，这种处理是经常使用的。
图2C是将引线框架201和上述传热片状物200重合的图。
图2D表示将引线框架和传热片状物进行加热加压，利用传热片状物的挠曲 性，将传热片状物填充到引线框架的表面，进而，使上述传热片状物中的热硬化 树脂硬化的状态图。
图2E表示进行切割，保留硬化后传热基板的引线框架的必要部分，取出作 为电极，对引线框架进行垂直弯曲加工。据此制作成传热基板。之后还有，用焊 接进行部件安装，填充绝缘树脂等工序。由于此处不是本质的内容，所以略去。
图3表示在利用图2制作的传热基板引线框架接合面的相反一侧，进一步形 成放热性金属板302的图。
图4A～F表示和上述方法不同的，具有双面配线传热基板的成形方法。图 4A中，表示在分型性薄膜401上造膜的传热片状物400。图4B表示从上述传 热片状物400的分型性薄膜401侧形成穿孔402的图。穿孔的形成，可通过利用 二氧化碳和ェキシス等的进行激光加工法和模具加工，也可用钻机加工成形。当 用激光束冲孔加工时，可以微小间距进行冲孔，而且不出切屑，非常好。图4C 表示在上述穿孔402中填充导电性树脂组合物403。作为上述导电性树脂组合 物，例如有将铜粉、环氧树脂和环氧树脂硬化剂进行混合形成的导电性浆状物。 图4D表示在两个面上重合金属箔404。在这种状态下进行加热加压，如图4E 所示使上述传热片状物硬化，最后如图4F所示对两面的金属箔进行加工，得到配 线图案405。据此，可得到双面都有配线图案的传热基板。这时，也可以使用引 线框架代替金属箔，可省略此时最后形成的配线图案。
图5是根据图4制作的传热基板的两面电连接方法，不使用导电性树脂组合 物，而是通过加热加压硬化后进行穿孔加工，随后，利用铜镀法进行层间连接的 方法，制成传热基板的断面图。501表示在穿孔中形成的铜镀层，502表示配线 图案，500表示使上述传热片状物硬化的传热基板。
图6是根据本发明一实施例制作传热性多层配线基板的方法，各工序的断面 图。图6A～C和图4中所示在传热片状物上进行穿孔加工，填充导电性树脂组 合物，完全相同。图6D、F和G是填充了上述导电性树脂组合物603的传热片 状物，进而，在它的单面上用导电性树脂组合物603形成配线图案604。配线图 案的形成方法可以利用丝网印刷法和凹版胶印印刷等形成。图6E表示没有利用 上述导电性树脂组合物形成配线图案。
图6H表示将在上述图6E～G中所示传热片状物如图那样重叠，进而在它 的两面上重叠金属箔605。图6I表示将其加热加压使各传热片状物硬化接合，图 6J表示最后形成最上层的配线图案606。此处的配线图案可通过腐蚀法进行形 成。腐蚀法，一般是例如使用氯化亚铁作腐蚀液的湿式腐蚀。通过这种方法可获 得具有多层配线结构的高密度传热基板。
本来的印刷基板，还有涂布焊锡保护膜，印刷文字和记号、冲开部件插孔等 工序。这些工序，由于可采用公知方法，所以省去详细说明。
图7A、B是使用传热基板用片状物700制作传热基板的各制造工序断面示 意图。图7A中，700表示如上述制作的传热基板用片状物、701是形成配线的 引线框架。引线框架701可利用模具将铜板冲切成规定的形状，也可以利用腐蚀 法形成。加工的引线框架表面一般通过镀镍进行处理，防止铜氧化。702是具 有2层以上配线层的印刷基板，在配线图案703和层间具有为通电连接的孔704。
图7B表示将上述引线框架701，传热基板用片状物700和具有2层以上配 线层的印刷基板702进行加热加压，利用传热基板用片状物700的挠曲性，将传 热基板用片状物填充到引线框架700和印刷基板702的表面，进而使上述传热基 板用片状物中的热硬化树脂硬化的状态。以后，如图2E那样，进行切割，保留 传热基板引线框架的必要部分，为取出作电极，将引线框架进行垂直弯曲加工。 据此制得传热基板。随后还有用焊接进行部件安装、填充绝缘树脂等工序，这些 工序，由于采用已知方法，省去了详细说明。
以下利用具体实施例更详细地说明本发明。
实施例1
制作本发明的传热片状物时，将无机填料，热硬化树脂和溶剂混合，获得充 分分散状态，再混合氧化铝卵石球，制作成浆液，所实施的传热片状物组成示于 表1。
[表1]     实验      No.      无机填料    热硬化树脂     (含硬化剂)   150℃以上的     沸点溶剂         其它添加物  乾燥后的  片状物 品名     量   (wt％) 品名   量   (wt％) 品名     量   (wt％) 着色剂 (wt％) 偶合剂 (wt％) 分散剂 (wt％)  粘度  (Pa·s)     1a Al2O3     60 环氧树 脂   36   4 - - -  1.5×102     1b Al2O3     70 环氧树 脂   28 丁基 卡必 醇乙 酸酯   2 - - -  3.3×103     1c Al2O3     80 环氧树 脂   18   2 - - -  2.6×104     1d Al2O3     90 环氧树 脂   9.5   0.5 - - -  8.1×104     1e Al2O3     95 环氧树 脂   4.9   0.1 - - -  1.3×105
表1中，评价作为无机填料的Al2O3，变化添加量时的传热片状物的性能， Al2O3，用住友化学(株)制(AL-33，平均粒径12μm)，作为环氧树脂，使用以 下成分的。
1)热硬化树脂主剂溴化多官能环氧树脂65重量份(油化シェルエポキシ株 制5049-B-70)
2)硬化剂 双酚A型酚醛树脂34.4重量份(油化シェルエポキシ株制152)
3)硬化促进剂 咪唑 0.6重量份(油化シェルエポキシ株制EMI-12)
使用将本树脂组合物作固体成分，用甲基乙基酮树脂溶解的物质。固体成分 量为70wt％。
称取表1的成分，为调整粘度，加入100℃以下沸点的甲基乙基酮溶剂，添 加到浆液粘度达到20Pa·s为止，再加入上述卵石。在釜中以500rpm的速度，旋 转混合48小时。这时，低沸点溶剂起到粘度调节作用，添加高浓度的无机填料是 非常重要的构成要素。但是，在后面的干燥工序中，由于低沸点溶剂挥发掉，而 在传热片状组组成中没有残存，所以表1中没有记载。作为分型薄膜，准备厚度 7.5μm的聚乙烯对酞酸酯薄膜，利用刮刀法，以约1.4mm间隙，用上述浆液造膜。 接着，在100℃下放置1小时，使造膜片中的甲基乙基酮溶剂挥发干燥。这样获 得如表1所示，具有适宜粘度的可挠曲性传热片状物(750μm)。
从这样制得的传热片状物上剥离下分型薄膜，再度用热性分型薄膜(PPS： 聚亚苯基亚硫酸酯75μm厚)夹持，在200℃下，以50kg/cm2的压力使其硬化。 再剥离下PPS分型薄膜。加工成规定的尺寸，测定传热性、热膨胀系数、绝缘耐 压、抗折强度。结果示于表2中。
[表2]     实验     No.                      传热基板评价结果     传热性     (W/mK)     热膨胀     (ppm/℃)     绝缘耐压     (KV/mm)     抗折强度     (kg/mm2)     1a     1.1     28     15     9.5     1b     1.2     24     14     12.3     1c     1.9     18     15     15.5     1d     3.5     10     12     18.8     1e     4.1     8     9     13.1
传热性，将切断成10mm角的试料表面与加热器进行接触加热，由向对面传 递的温度计算，求出传热度。表2中所示绝缘耐压，以每单位厚度计算，求出传 热基板厚度方向的AC耐压。绝缘耐压，对传热基板的热硬化树脂和无机填料的粘 合性产生影响。即，无机填料和热硬化树脂的湿润性很差时，它们之间产生微小 的间隙，其结果造成基板的强度和绝缘耐压降低。仅树脂的绝缘耐压，一般取为 15KV/mm，如果在10KV/mm以上的话，可以断定获得了良好的粘接。
从表1～2的结果，从如上方法制作的传热片状物制得的传热基板，与过去 玻璃环氧基板比较，获得了20倍以上的传热性，而且与过去的喷射成形法相比， 也发挥几倍以上的性能。由于添加了90wt％以上的Al2O3，获得了与二氧化硅半导 体相接近的热膨胀系数。作为基板的抗折强度也显示出15kg/mm2以上的值，可以 说作为基板具有足够的强度。因此有望作为倒装用基板，直接安装半导体器件。
接着，评价变更无机填料种类时的性能，表3中示出它的组成，表4示出评 价结果。
[表3]     实验     No.      无机填料     热硬化树脂     (含硬化剂)   150℃以上的     沸点溶剂             其它添加物 乾燥后的  片状物   品名     量   (wt％)  品名   量 (wt％) 品名     量   (wt％)   着色剂(    wt％)    偶合剂    (wt％)   分散剂   (wt％)   粘度  (Pa·s)     1f  Al2O3     91 环氧树   脂   8     0.5     0.3     0.2     -  3.1×104     1g   AlN     85 环氧树   脂   14 丁基 卡必 醇乙 酸酯     0.5     0.3     0.2     -  1.6× 104     1h   AlN     90 环氧树   脂   9     0.5     0.3     -     0.2  5.8×104     1I   BN     80 环氧树   脂   19     0.5     0.3     0.2     -  7.1×103     1j   MgO     87 环氧树   脂   12     0.5     0.3     0.2     -  6.4×104
[表4]    实验     No.                   传热基板评价结果    传热性    (W/mK)   热膨胀  (ppm/℃)   绝缘耐压   (KV/mm)   抗折强度   (kg/mm2)     1f     3.7     9     11     18.5     1g     4.0     11     14     15.3     1h     7.4     7.5     12     13.6     1i     3.5     12     10     10.9     1j     4.2     19     10     12.0
如从表3～4可知，作为无机填料，除了使用Al2O3以外，还可以使用AlN、 MgO、BN等粉末(7～12μm)，添加量可与上述相同，都能发挥出无机填料所特 有的性能。即，若利用AlN的良好传热性，就能获得近似于陶瓷基板的传热性(实 施例1h)。添加BN时，如实施例1i所示，可获得高传热，而且获得低热膨胀性。 这时添加量的设定，根据无机填料的密度和分散性，由于可获得最适宜状态，可 大量添加像AlN这样的分散剂等。在对传热片状物进行着色时。可获得富于热放 散性的传热基板。如上述那样，由于改善了无机填料和热硬化树脂的粘合，再添 加硅烷系偶合剂，对绝缘耐压起到了良好作用。
表5中，评价使用Al2O3作无机填料，付与挠曲性的另一种方法，添加室温下 为液体的树脂时传热片状物的性能。Al2O3为住友化学(株)制(AL-33、平均粒径 12μm)，作为环氧树脂，日本レッヶ(株)制(NVR-1010、含硬化剂)的一部分， 用表5所示液体树脂置换而得。
[表5]     实验     No.      无机填料    室温下固体的     热硬化树脂   室温下液体的    热硬化树脂         硬化剂     其它添加物  片状物  的粘度  品名   量  (wt％)  品名   量 (wt％) 品名    量   (wt％)   品名     量   (wt％)   品名   量 (wt％)   粘度   (Pa.s)     1k  Al2O3  89.5 环氧树   脂   9 双F     1  S1-100     0.2  Raven  1060  0.3  3.1×105     11  Al2O3  89.5 环氧树   脂   8 双F     2  S1-100     0.2  Raven  1060  0.3  1.3×104     1m  Al2O3  89.5 环氧树   脂   6 双F     4  S1-100     0.2  Raven  1060  0.3  4.4×103     1n  Al2O3  89.5 环氧树   脂   4 双F     6  S1-100     0.2  Raven  1060  0.3  2.1×102     1o  Al2O3  89.5 环氧树   脂   6 双A     4  S1-100     0.2  Raven  1060  0.3  6.7×104     1p  Al2O3  89.5 环氧树   脂   6 酚     4  S1-100     0.2  Raven  1060  0.3  3.9×103
双F：双酚F型环氧树脂(806油Fシェルェボキシ株式会社)
双A：双酚A型环氧树脂(806油Fシェルェボキシ株式会社)
酚：液体酚树脂(101ヤメダイン株式会会社)
硬化剂S1-100：サニェィド(三新化学株式会社)
着色剂：碳黑(Raven 1060ロンビァヵ-ボン日本株式会社)
称取表5的成分，进而为调节粘度、添加100℃以下沸点的甲基乙基酮溶剂， 直到浆液粘度达到20Pa.s为止，加入上述卵石，在釜中，以500rpm的速度旋转 混合48小时。此时，低沸点溶剂起到调节粘度作用，就添加高浓度的无机填料而 言，是重要的构成要素。但是，在后面的干燥工序中，由于低沸点溶剂挥发掉， 所以传热片状物的组成中没有残留，表5中没有记载。作为分型薄膜，准备厚度 75μm的聚乙烯对酞酸酯薄膜，使用刮刀法，以约1.4mm的间隙，将上述浆液进 行造膜。接着在100℃下放置1小时，使造膜片中的甲基乙基酮溶剂挥发干燥。 这样得到如表5所示，添加了室温下为液体的树脂，得到具有适宜粘度的可挠曲 性传热片状物(750μm)。
从这样获得的传热片状物上剥离下分型薄膜，再次用耐热性分型薄膜(PPS： 聚苯撑亚硫酸酯75μm厚)进行夹持，在200℃下，以50kg/cm2使其硬化。剥离 下PPS分型薄膜，加工成规定尺寸，测定传热性、热膨胀系数、绝缘耐压、抗折 强度，结果示于表6。
[表6]     实验     No.                       传热基板评价结果    传热性    (W/mK)   热膨胀  (ppm/℃)   绝缘耐压   (KV/mm)   抗折强度   (kg/mm2)     1k     3.6     14     12     11.3     1l     3.7     13     14     13.5     1m     3.9     13     14     15.5     1n     4.1     15     15     17.8     1o     3.6     14     15     14.3     1p     3.9     13     15     18.9
如从表6明确，以添加室温下为液体的树脂，可付与传热片状物挠曲性，而 且能发挥无机填料所特有的性能。这种状况，与上述实施例添加高沸点溶剂的方 法相比，由于在传热片状物的成型加工中不存在溶剂，由中空产生的绝缘耐压和 抗折强度非常好。
实施例2
表示使用和实施例1相同的方法制作的传热片状物，与引线框架形成一个整 体的传热基板的实施例，本实施例中所用传热片状物的组成如下。
(1)无机填料：Al2O3，90(重量)％(昭和电工(株)制[AS-40](商品名)、 球状、平均粒子径12μm)
(2)热硬化树脂：氰酸盐酯树脂，9(重量)％(旭チバ(株)制，[Arocy M30] (商品名)
(3)150℃以上沸点的溶剂：丁基卡必醇，0.5(重量)％(关东化学(株) 试药1级)
(4)其它填加物：碳黑0.3(重量)％(东洋ヵ-ボン(株)制)，分散剂： 0.2(重量)％(第一工业制药(株)制[プライサ-フ、F-208F](商品名)
使用以以上成分制作的传热片状物(厚度770μm)，作为引线框架，利用腐 蚀法加工厚度500μm的铜板，进而进行镀镍，将其重叠，在110℃下，以60kg/cm2 的压力进行加热加压。这样，上述传热片状物流入到引线框架的间隙中，填充到 引线框架的表面，形成如图2D的结构。之后，将上述和引线框架成一体的传热片 状物，使用干燥机，在175℃下加热1小时，使传热片状物中的热硬化树脂硬化。 因此，只能在低温下进行成形，在短时间内进行处理，而且成形后，因进行硬化， 作为整体过程，实现了短时间内大量处理。如图2E所示的那样，将引线框架的外 围部分切割，进行接线柱的弯曲加工，从而完成传热基板。虽然上述成形工序和 硬化工序分别实施，但从对其边加压边加热成形，到硬化，可以一串加工过程连 续进行。
评价这样得到的传热基板的传热性时，获得3.7W/mK的值。与过去的喷射成 形法和金属基板相比，这样得到了约高2倍的性能。作为信赖性的评价，在最高 温度260℃下，进行10秒钟的软熔试验，这时在基板和引线框架的界面没有发现 异常现象，可以确认获得了牢固的紧密接合。
实施例3
表示使用以和实施例1相同的方法制作的传热片状物，在两个面上具有金属 箔配线，且在其层间通过填充导电性树脂组合物进行电接通的传热基板实施例。 本实施例中所用的传热片状物组成如下。
(1)无机填料：Al2O3，90(重量)％(昭和电工(株)制[AS-40](商品名)， 球状12μm)
(2)热硬化树脂：(日本レッヶ(株)制[NRV-1010](商品名))
主剂-溴化的多官能环氧树脂，60重量份硬化剂-双酚A型酚醛树脂，39.5 重量份硬化促进剂一咪唑，0.5重量份
由以上形成的混合物9(重量)％
(3)150℃以上沸点的溶剂：丁基卡必醇乙酸酯，0.5(重量)％(关东化学 (株)试药1级)
(4)其它添加物：碳黑0.3(重量)％(东洋ヵ-ボン(株)制)，偶合剂： 0.2(重)％(味の素(株)制[プレンァヶト，KR-55](商品名))
将按上述组成制作的付有分型性薄膜的传热片状物切割成规定的大小，由分 型性薄膜面上，用二氧化碳激光束，以0.2mm～2mm的等间距处，形成直径0.15mm 的贯通孔(图4B)。
在该贯通孔中，作为通孔填充用的导电性树脂组合物403，利用筛网印刷法， 填充如下混合物，将85(重量)％的铜球状金属颗粒、3(重量)％树脂成分的双 酚A型环氧树脂(ェピコ-ト828，油化シェルェポキシ制)，9(重量)％格路赛 丁酯系环氧树脂(YD-171东都化成制)和3(重量)％硬化剂氨加合物硬化剂(MY-24 味の素制)的混合物。用三个辊子进行混练(图4C)。从填充了浆状物的传热片 状物中，去除聚亚乙基对酞酸酯薄膜401后，在该传热片状物的两个面上贴合35 μm的单面粗糙铜箔，使传热片状物侧面形成粗糙面，利用热压机，在180℃下， 以50kg/cm2的压力，对其进行加热加压60分钟，形成双面传热基板(图4E)。
这样，通过传热片状物中环氧树脂的硬化，获得和铜箔粗糙面牢固接合，同 时，上述导电性树脂组合物403中的环氧树脂也被硬化，和双面的铜箔进行机械 的、电的接通(内通孔连接)。
使用腐蚀技术，将该双面铜板的铜箔进行腐蚀，在内通孔上形成直径0.2mm 电报图案和配线图案的电路，得到双面基板。测定利用本方法制作的传热基板的 传热性能和热膨胀系数，得到良好的结果，传热度为4.1W/mK，热膨胀系数(从 室温～150℃)为10ppm/℃。用这种传热基板，试验半导体的倒装安装。该方法 是，在半导体元件的电极上，使用公知的电缆结合法，形成Au块形(bump)，在 这种块形物的顶部涂布含有Ag-Pd导电物质的粘接剂，将半导体元件的表面向下 以倒装方式，与双面传热基板上形成的电极图案接合，硬化。进一步形成树脂模， 进行安装。像这样得到的安装了半导体的双面传热基板，在最高温度260℃下， 进行20次10秒钟的软熔试验。包含此时基板和半导体接通的电阻值变化，对于 初期接通电阻35mΩ/块，试验后，变化量非常小，为40mΩ/块。
为了比较，使用形成2mm间隔通孔的过去的玻璃环氧基板，由于半导体和基 板的热膨胀系数不同。所以半导体和基板的接合部位电阻值增大，10次中，都断 线。对此，基板平面方向的热膨胀系数接近半导体的本实施例基板，由软熔次数 而引起电阻值的变化相当小。
实施例4
是为使用以和实施例1相同方法制作的传热片状物，双面具有金属箔配线 层，而且其层间由镀铜通孔进行电连通的传热基板实施例。本实施例中使用的传 热片状物的组成如下。
(1)无机填料：Al2O3，87(重量)％(住友化学(株)制[AS-28](商品名)， 球状、平均粒径：12μm)
(2)热硬化树脂：酚树脂、11(重量)％(大日本ィンキ制[フュノラィト， VH4150](商品名))
(3)150℃以上沸点的溶剂：乙基卡必醇、1.5(重量)％(关东化学(株) 试剂1级)
(4)其它添加物：碳黑、0.3(重量)％(东洋ヵ-ボン(株)制)，偶合剂： 0.2(重量)％(味四素(株)制[プレンァヶト，KR-55](商品名))
以上述组成制作的传热片状物，剥离下分型薄膜后，将这种传热片状物切割 成规定大小，在传热片状物的双面上贴合35μm单面粗糙的铜箔，在传热片状物 侧面上形成粗糙面，使用热压机，在180℃下，以50kg/cm2的压力，对其进行60 分钟的加热加压，形成双面传热基板。
这样通过传热片状物中酚树脂的硬化，获得和铜箔粗糙面的牢固接合。对接 合了铜箔的传热基板，用钻孔器进行0.3mm直径的穿孔加工，进而，在含有穿孔 的整个面上，用现有的方法进行镀铜，厚度约为20μm。使用蚀刻技术对双面贴 铜的传热基板的铜箔进行蚀刻，得到形成配线图案的双面传热基板(参照图5)。 测定用本方法制作的传热基板的传热性能和热膨胀系数，获得良好的结果，传热 度为2.8w/mk，热膨胀系数(从室温到150℃)，为18ppm/℃。
实施例5
表示使用数个以和实施例1相同方法制作的传热片状物，具有数层的配线 层，而且，层间由导电性树脂组合物进行电接通的多层配线传热基板实施例。本 实施例中使用的传热片状物组成如下。
(1)无机填料：Al2O3，92(重量)％(住友化学(株)制[AM-28]、球状、 平均粒径：12μm)
(2)热硬化树脂：氰酸盐酯对脂，7.3(重量)％(三菱ガス化学制、BT2170 (商品名))
(3)150℃以上沸点的溶剂：乙基卡必醇，0.2(重量)％(关东化学(株) 试剂1级)
(4)其它添加物：碳黑0.3(重量)％(东洋ヵ-ボン(株)制)，偶合剂： 0.2(重量)％(味四素(株)制[プレンァヶトKR-55](商品名)
使用付有上述组成的分型薄膜(聚亚乙基对酞酸酯)601的传热片状物600， 从这种传热片状物单面的聚亚乙基对酞酸酯薄膜一侧，用二氧化碳气激光束，在 0.2～2mm等间距的位置上形成直径0.15mm的穿孔602。参照图6(b)。利用筛 网印刷法，在该穿孔602中作为导电性树脂组合物603的混合物，填充如下，即 将85(重量)％铜球状金属粒子，3(重量)％树脂成分双酚A型环氧树脂(ェピ コ-ト828油化シェルェポキシ制)、9(重量)％格路赛丁系环氧树脂(YD-171 东都化成制)和3(重量)％硬化剂氨加合物硬化剂(MY-24味四素制)，用三个 辊子进行混练的混合物。
进一步剥离下分型薄膜601，在它的剥离面上用筛网印刷法填充形成配线图 案的导电性树脂组合物，该组合物包括80(重量)％针状Ag粉末、10(重量)％ 树脂成分双酚A型环氧树脂(ェピコ-ト828油化シェルェポキシ制)和2(重量) ％硬化剂氨加合物硬化剂(MY-24味四素制)和8(重量)％溶剂松节油，用三个辊 子进行混练，参照图6D。同样制作2个其它的传热片状物形成配线图案。参照图 6F、G。以同样的方法，向穿孔602中填充导电性树脂组合物603，准备传热片状 物[图6E]，将该传热片状物作最上表面，重合在图6H相同的位置上。在重合的 最外层重叠上内侧为相糙面的铜箔(18μm厚，单面粗糙)。使用热压机，在180 ℃下，以50kg/cm2的压力，将其进行60分钟的加热加压，形成多层结构的传热基 板。
使用蚀刻技术，对该多层结构基板的铜箔进行蚀刻，形成配线图案。这种多 层结构的传热基板，由于最外层使用了铜箔，通过焊锡可进行部件安装。在内层， 利用筛网印刷形成配线图案，并可形成50μm的细线，同时，利用导电性树脂组 合物可形成内孔，可形成高密度配线，极有希望用作高密度安装用基板。测定根 据本方法制作的具有多层结构传热基板的传热性能和热膨胀系数，获得良好的结 果，传热度为4.5W/mK，热膨胀系数(室温到150℃)为8ppm/℃。
和上述一样，进行评价通过半导体倒装安装的传热基板的多片电路模块。实 施方法，在半导体元件的电极上，使用公知的电缆结合法，形成Au块形，在该块 的顶部涂布含有Ag-Pd导电物质的粘合剂，将半导体元件的表面向下以倒装方 式，和传热基板图案上形成的电极接合，硬化，形成树脂模块，进行安装。将安 装了这种半导体的基板，在最高温度260℃下，进行20次10秒钟的软熔试验， 这时含基板和半导体接通的电阻值变化，初期的块接通阻抗为34mΩ/块，试验后 为37mΩ/块，可以确认极为稳定。
通过本实施例的基板向安装了半导体芯片通入一定的电流。测定含有连续发 热1w时基板和半导体接通的电阻值变化，就本实施例的基板，就内通孔数量引起 的电阻值变化不存在问题。
上述实施例1～5中，虽然使用铜颗粒、银颗粒作导电性树脂组合物的导电 填料，但本发明中导电粒子并不仅限于铜粒子，也可以使用其它的金属粒子。特 别是使用镍时，导电部分可保持更高的导电性能。
正如以上作得说明，本发明中的这种传热片状物，向未硬化状态的热硬化性 树脂中添加高浓度的无机填料，平面方向的热膨胀系数和半导体大致相同，而且 可用作具有很高的传热性的传热基板。本发明的传热片状物，通过使用高沸点溶 剂，或使用室温下为液体的热硬化树脂，不仅可高浓度添加无机填料，而且，上 述传热片状物中的热硬化性树脂，在未硬化状态下，能发挥可挠曲性能，而且在 低温低压下也能加工成所希望的形状。进而通过加热加压，使热硬化树脂硬化。 可形成硬性基板。使用具有这种可挠曲性的传热片状物，可以获得能简便直接安 装半导体的传热性基板。特别是在上述热硬化树脂中混合了室温下为液体的热硬 化树脂的传热片状物，由于100℃以下沸点的溶剂已完全干燥，所以片状物中不 存在溶剂。因此，本片状物加热硬化时，不产生空隙，传热度良好，同时绝缘可 靠性也好。
本发明的传热基板，用上述传热片状物重叠引线框架，通过加热加压，使上 述传热片状物硬化，并与引线框架形成一个整体，从而实现了具有放热性，可直 接安装半导体的传热基板。
本发明的传热基板，在上述传热片状物上形成穿孔，在该穿孔中填充导电性 树脂组合物，在其双面上形成金属箔图案，由于可在两个面上导电，从而实现了 具有高传热性的双面传热基板。
另外，本发明的传热基板，在穿孔中，通过铜镀，实现了电可导通的高传热 双面基板。
进而，本发明的传热基板，使用数个传热片状物，形成填充导电性树脂组合 物的穿孔，和在该传热片状物的平面上形成配线图案，可获得重叠多个传热片状 物，形成多层电路结构的传热基板(多层基板)。
使用了如上本发明传热片状物的传热基板(具有平面、双面、多层配线结构 的传热基板)，由于可高浓度填充无机填料，具有通常印刷基板得不到的高传热 性能。再有，由于传热片状物具有可挠曲性，可加工成任何形状，以简易的工艺 方法就能进行基板制造，工业上极为有效。而且，硬化后的基板，很硬，所以机 械强度很高，具有可与陶瓷基板相匹配的传热性和热膨胀系数。因此，有望用作 今后日益增大的动力电路用基板，和产生高电力损失的数字高速LSI安装用基 板。加之，作为直接安装半导体的倒装安装用多片状模块用基板也是很有效的。
本申请是申请号为97122822.1的分案申请，该母案的申请日为1997年10 月9日，优先权为JP96-268357，在先申请日为1996年10月9日。