(57)【要約】【課題】本発明は、真空雰囲気中で積層を行い熱硬化性組成物とリードフレームとの間に空気が噛み込むことがなく、ボイドの少ない熱伝導性基板を提供することを目的とする。【解決手段】軟体の熱硬化性組成物１をシート形状にした熱伝導シート状物６の片面に放熱用金属板１４を積層したものを真空雰囲気中にてリードフレーム２と積層し、形成用金型内で加熱加圧して軟質を有したまま一次硬化させて形成する熱伝導性基板の製造方法。【選択図】図１
2006156723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機材料からなる熱伝導性フィラーと、熱硬化性樹脂と、硬化剤および硬化促進剤とを成分として含む軟体の熱硬化性組成物をシート形状にした熱伝導シート状物の片面に放熱用金属板を積層したものを真空雰囲気中にてリードフレームと積層し、形成用金型内で加熱加圧して軟質を有したまま一次硬化させることにより前記リードフレームと前記放熱用金属板および前記熱硬化性組成物を所定形状に一体化して予備熱伝導性基板を形成し、前記予備熱伝導性基板を前記形成用金型から取り出した後、前記熱伝導シート状物を硬化させる熱伝導性基板の製造方法。
【請求項２】
無機材料からなる熱伝導性フィラーと、熱硬化性樹脂と、硬化剤および硬化促進剤とを成分として含む軟体の熱硬化性組成物を放熱用金属板に塗布したものを真空中にてリードフレームと積層することを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項３】
前記熱硬化性組成物が積層、あるいは塗布された前記放熱用金属板と前記リードフレームを、あらかじめ５０〜９０℃に加熱された形成用金型に投入し、前記熱硬化性組成物が積層、あるいは塗布された前記放熱用金属板と前記リードフレームが５０〜９０℃に昇温した後に真空雰囲気中にて前記形成用金型内で加圧一体化され、その後１００℃以上に加熱して前記予備熱伝導性基板を形成することを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項４】
前記形成用金型内で予備熱伝導性基板を形成した後、前記形成用金型を７０℃以下に冷却してから前記予備熱伝導性基板を前記形成用金型から取り出すことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項５】
前記熱硬化性組成物を、あらかじめ５０〜９０℃に加熱された前記形成用金型に投入し、その前記形成用金型をあらかじめ上下熱盤の温度が５０〜９０℃に設定された熱プレスの下熱盤の上に設置し、周囲を真空雰囲気の状態にし、前記熱硬化性組成物が５０〜９０℃に昇温した後に前記熱プレスの前記上下熱盤でこれを挟んで加熱と加圧を行い、その状態で加圧したまま前記上下熱盤を１００℃以上に昇温して前記予備熱伝導性基板を形成することを特徴とする請求項３に記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項６】
前記熱硬化性組成物を、あらかじめ５０〜９０℃に加熱された前記形成用金型に投入し、その前記形成用金型をあらかじめ上下熱盤の温度が１００℃以上に設定された熱プレスの下熱盤の上に設置し、周囲を真空雰囲気の状態にし、前記熱硬化性組成物が５０〜９０℃に昇温した後に前記熱プレスの前記上下熱盤でこれを挟んで加熱と加圧を行い、前記予備熱伝導性基板を形成することを特徴とする請求項３に記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項７】
前記予備熱伝導性基板を前記形成用金型から取り出した後、恒温炉で前記予備熱伝導性基板の熱硬化性組成物を硬化させる請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項８】
前記予備熱伝導性基板を、雰囲気内温度が１５０〜２００℃の恒温炉内に１〜６時間放置して硬化させることを特徴とする請求項７に記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項９】
予備熱伝導性基板を、雰囲気内温度が室温の恒温炉内に配置し、１５０〜２００℃に昇温した後に１〜６時間放置して硬化させることを特徴とする請求項８に記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項１０】
予備熱伝導性基板を形成用金型から取り出した後、加圧オーブンにより加圧した状態で加熱硬化し、その後、恒温炉で前記予備熱伝導性基板の熱硬化性組成物を硬化させる請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項１１】
予備熱伝導性基板を形成用金型から取り出した後、加圧オーブンで前記予備熱伝導性基板の熱硬化性組成物を硬化させる請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項１２】
予備熱伝導性基板を、その予備熱伝導性基板の少なくとも平面方向に対して拘束せずに加圧オーブン内に配置し、熱伝導シート状物を硬化させることを特徴とする請求項１１に記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項１３】
真空雰囲気とは５００００Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項１４】
あらかじめ５０〜９０℃に加熱された形成用金型に投入された前記熱硬化性組成物とリードフレームとは前記形成用金型内で加圧一体化される前は真空雰囲気中にて互いに接触していないことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項１５】
予備熱伝導性基板を、３気圧以上の雰囲気で、１５０〜２００℃の温度の加圧オーブン内に１０分以上放置して硬化させることを特徴とする請求項１１に記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項１６】
予備熱伝導性基板を、雰囲気内温度が室温の加圧オーブン内に配置し、３気圧以上の雰囲気で、１５０〜２００℃の温度に昇温した後に１０分以上放置して硬化させることを特徴とする請求項１５に記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項１７】
前記熱硬化性組成物を形成用金型内で昇温し、前記熱硬化性組成物の溶融粘度を１００Ｐａ・ｓ以下にしてから加圧することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項１８】
前記熱硬化性組成物を形成用金型内で昇温し、前記熱硬化性組成物を１００℃以上の温度で３０ｓ以上維持して予備熱伝導性基板を形成し、その後前記形成用金型から取り出すことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項１９】
前記熱硬化性組成物を形成用金型内で昇温し、前記熱硬化性組成物の粘度を１０００Ｐａ・ｓ以上にして予備熱伝導性基板を形成し、その後前記形成用金型から取り出すことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法。
【請求項２０】
熱硬化性組成物は、液状の熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂パウダーとを成分として含み、かつ前記熱可塑性樹脂パウダーが液状の前記熱硬化性樹脂の液状成分を吸収して膨潤することにより固形状になるものを用いる請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器における大電力回路などに使用される、樹脂と無機フィラーの混合物を使用してなる熱伝導性基板（または高放熱性基板）の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高性能化、小型化の要求にともない、半導体の高密度化や高機能化が要求されている。
【０００３】
これにより、それらを実装するための回路基板もまた小型高密度で、かつ、熱伝導性、放熱性の優れた構造が必要となり、その結果、熱硬化性樹脂に無機の熱伝導性フィラーを充填した熱硬化性組成物を、リードフレームや放熱用金属板と一体化した熱伝導性基板が提案されていた。
【０００４】
従来における熱伝導性基板の製造方法を、図４の概要製造工程図を用いて説明する。すなわち図４において、１は熱硬化性樹脂と熱伝導性フィラーを成分として含む軟体の熱硬化性組成物である。２は、配線、電極あるいは取出端子を構成する複数の貫通孔３を有したリードフレームであり、その材料として高熱伝導性または高電導性の鉄、銅、アルミニウムあるいはそれらの合金などの板状金属材が用いられている。４はリードフレーム２の一部を曲げ加工して形成した接続用あるいは放熱用などの端子である。
【０００５】
まず、図４（ａ）に示す熱伝導シート状物６と放熱用金属板１４を用意し、図４（ｂ）に示すように、ローラー１３で熱伝導シート状物６を放熱用金属板１４に空気を挟み込まないように積層した後フィルム１２を剥がす。
【０００６】
次に図４（ｃ）に示すように、この放熱用金属板１４と一体化した熱伝導シート状物６をリードフレーム２の所定位置に重ね合せて積層する。
【０００７】
そして、図４（ｄ）に示すように、この放熱用金属板１４と一体化した熱伝導シート状物６とリードフレーム２を形成用金型（図示せず）により加圧し、熱伝導シート状物６の一部をリードフレーム２の貫通孔３に浸入させ、さらに１７０℃、６時間、加熱して、熱伝導シート状物６を熱硬化させてリードフレーム２と一体化させる。
【０００８】
その後、図４（ｅ）に示すように、リードフレーム２の不要部分を切断して除去するとともに、曲げ加工により端子４を形成して、熱伝導性基板２１を完成するのである。
【０００９】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−１５２１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記従来の熱伝導性基板の製造方法では、熱硬化性組成物１をリードフレーム２に積層し、加圧しながら熱硬化させたときに、熱伝導シート状物６とリードフレーム２の間に空気が噛み込み、ボイドが発生し、そのボイドが熱伝導率の低下、あるいは耐電圧の低下を招くという問題点を有していた。
【００１１】
そこで本発明は、ボイドを発生しない生産性の高い熱伝導性基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために本発明の熱伝導性基板の製造方法は、以下の構成を有する。
【００１３】
本発明の請求項１に記載の発明は、無機材料からなる熱伝導性フィラーと、熱硬化性樹脂と、硬化剤および硬化促進剤とを成分として含む軟体の熱硬化性組成物をシート形状にした熱伝導シート状物の片面に放熱用金属板を積層したものを真空雰囲気中にてリードフレームと積層し、形成用金型内で加熱加圧して軟質を有したまま一次硬化させることにより前記リードフレームと前記放熱用金属板および前記熱硬化性組成物を所定形状に一体化して予備熱伝導性基板を形成し、前記予備熱伝導性基板を前記形成用金型から取り出した後、前記熱伝導シート状物を硬化させる熱伝導性基板の製造方法であり、真空雰囲気中で積層を行うため前記熱硬化性組成物とリードフレームとの間に空気が噛み込むことがなく、ボイドの少ない熱伝導性基板を製作することができるという作用効果を奏する。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の発明は、無機材料からなる熱伝導性フィラーと、熱硬化性樹脂と、硬化剤および硬化促進剤とを成分として含む軟体の熱硬化性組成物を放熱用金属板に塗布してシート状にしたものを真空雰囲気中にてリードフレームと積層することを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性基板の製造方法であり、真空雰囲気中で積層を行うため前記熱硬化性組成物とリードフレームとの間に空気が噛み込むことがなく、ボイドの少ない熱伝導性基板を製作することができるという作用効果を奏する。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、前記熱硬化性組成物が積層、あるいは塗布された前記放熱用金属板と前記リードフレームを、あらかじめ５０〜９０℃に加熱された形成用金型に投入し、前記熱硬化性組成物が積層、あるいは塗布された前記放熱用金属板と前記リードフレームが５０〜９０℃に昇温した後に真空雰囲気中にて前記形成用金型内で加圧一体化され、その後１００℃以上に加熱して前記予備熱伝導性基板を形成することを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法であり、前記熱硬化性組成物が５０〜９０℃で低粘度になった時に前記形成用金型内で加圧一体化することにより前記熱硬化性組成物が隅々まで流れ、未充填を防ぐことができるという作用効果を奏する。
【００１６】
本発明の請求項４に記載の発明は、前記形成用金型内で予備熱伝導性基板を形成した後、前記形成用金型を７０℃以下に冷却してから前記予備熱伝導性基板を前記形成用金型から取り出すことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法であり、前記形成用金型内の前記予備熱伝導性基板を冷却することにより前記予備熱伝導性基板の硬度を高めることにより取り出す時に変形しにくくするという作用効果を有する。
【００１７】
本発明の請求項５に記載の発明は、前記熱硬化性組成物を、あらかじめ５０〜９０℃に加熱された前記形成用金型に投入し、その前記形成用金型をあらかじめ上下熱盤の温度が５０〜９０℃に設定された熱プレスの下熱盤の上に設置し、周囲を真空雰囲気の状態にし、前記熱硬化性組成物が５０〜９０℃に昇温した後に前記熱プレスの前記上下熱盤でこれを挟んで加熱と加圧を行い、その状態で加圧したまま前記上下熱盤を１００℃以上に昇温して前記予備熱伝導性基板を形成することを特徴とする請求項３に記載の熱伝導性基板の製造方法であり、前記形成用金型の温度は前記熱プレスの下熱盤の設定された温度とほぼ同一になるため、加圧する時の温度を正確に管理することができるという作用効果を有する。
【００１８】
本発明の請求項６に記載の発明は、前記熱硬化性組成物を、あらかじめ５０〜９０℃に加熱された前記形成用金型に投入し、その前記形成用金型をあらかじめ上下熱盤の温度が１００℃以上に設定された熱プレスの下熱盤の上に設置し、周囲を真空雰囲気の状態にし、前記熱硬化性組成物が５０〜９０℃に昇温した後に前記熱プレスの前記上下熱盤でこれを挟んで加熱と加圧を行い、前記予備熱伝導性基板を形成することを特徴とする請求項３に記載の熱伝導性基板の製造方法であり、前記形成用金型の温度は前記熱プレスの下熱盤によって昇温していくため、加圧するタイミングをあらかじめ実測しておく必要があるが、前記請求項５のように前記熱プレスの上下熱盤が１００℃以上に昇温するまで待つ必要がなく生産効率を上げることができるという作用効果を有する。
【００１９】
本発明の請求項７に記載の発明は、予備熱伝導性基板を形成用金型から取り出した後、恒温炉で前記予備熱伝導性基板の前記熱硬化性組成物を硬化させる請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法であり、前記熱硬化性組成物を軟質のまま一次硬化させて所定形状に一体化した前記予備熱伝導性基板を前記形成用金型から取り出すことにより前記形成用金型に付着する前記熱硬化性組成物のバリも軟質とすることができ、前記形成用金型から容易に除去でき、加えて、前記熱硬化性組成物を確実に硬化することができるという作用効果を奏する。
【００２０】
本発明の請求項８に記載の発明は、予備熱伝導性基板を、雰囲気内温度が１５０〜２００℃の恒温炉内に１〜６時間放置して硬化させることを特徴とする請求項７に記載の熱伝導性基板の製造方法であり、前記恒温炉内で確実に前記予備熱伝導性基板を硬化させることができるという作用効果を有する。
【００２１】
本発明の請求項９に記載の発明は、予備熱伝導性基板を、雰囲気内温度が室温の恒温炉内に配置し、１５０〜２００℃に昇温した後に１〜６時間放置して硬化させることを特徴とする請求項８に記載の熱伝導性基板の製造方法であり、前記恒温炉内に配置する際の不要な熱ストレスを加えること無く前記熱硬化性組成物を損傷なく均一に硬化することができるという作用効果を有する。
【００２２】
本発明の請求項１０に記載の発明は、予備熱伝導性基板を形成用金型から取り出した後、加圧オーブンにより加圧した状態で加熱硬化し、その後、恒温炉で前記予備熱伝導性基板の前記熱硬化性組成物を硬化させる請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法であり、加圧雰囲気中で前記予備熱伝導性基板を硬化することにより熱伝導性基板内に潜在する微小な空気などのボイドが膨張して拡大するのを抑制することができるという作用効果を奏する。
【００２３】
本発明の請求項１１に記載の発明は、予備熱伝導性基板を形成用金型から取り出した後、加圧オーブンで前記予備熱伝導性基板の前記熱硬化性組成物を硬化させる請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法であり、加圧雰囲気中で前記予備熱伝導性基板を硬化することにより熱伝導性基板内に潜在する微小な空気などのボイドが膨張して拡大するのを抑制することができるという作用効果を奏する。
【００２４】
本発明の請求項１２に記載の発明は、予備熱伝導性基板を、その予備熱伝導性基板の少なくとも平面方向に対して拘束せずに加圧オーブン内に配置し、熱伝導シート状物を硬化させることを特徴とする請求項１１に記載の熱伝導性基板の製造方法であり、前記熱硬化性組成物の面全体に偏った不要なストレスをかけること無く、均一な硬化をすることができ、また、前記予備熱伝導性基板を前記加圧オーブン内で手軽に大量に処理することで、生産性を向上させることができるという作用効果を有する。
【００２５】
本発明の請求項１３に記載の発明は、真空雰囲気とは５００００Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法であり、この程度の真空雰囲気にすることにより一般的に用いられる基板の熱伝導性や耐電圧特性を著しく低下させる空気層やボイドの発生を防ぐことができ、比較的短時間で所定の真空雰囲気レベルにすることが可能で生産性の向上が図れるという作用効果を有する。
【００２６】
本発明の請求項１４に記載の発明は、あらかじめ５０〜９０℃に加熱された形成用金型に投入された前記熱硬化性組成物とリードフレームとは前記形成用金型内で加圧一体化される前は真空雰囲気中にて接触していないことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法であり、前記熱硬化性組成物とリードフレームとの間の空気の噛み込みを防ぐという作用効果を有する。
【００２７】
本発明の請求項１５に記載の発明は、予備熱伝導性基板を、３気圧以上の雰囲気で、１５０〜２００℃の温度の加圧オーブン内に１０分以上放置して硬化させることを特徴とする請求項１１に記載の熱伝導性基板の製造方法であり、前記加圧オーブン内で確実に前記予備熱伝導性基板を完全に硬化することができるという作用効果を有する。
【００２８】
本発明の請求項１６に記載の発明は、予備熱伝導性基板を、雰囲気内温度が室温の加圧オーブン内に配置し、３気圧以上の雰囲気で、１５０〜２００℃の温度に昇温した後に１０分以上放置して硬化させることを特徴とする請求項１５に記載の熱伝導性基板の製造方法であり、前記加圧オーブン内に配置する際の不要な熱ストレスを加えること無く、熱伝導シート状物を損傷なく均一に硬化することができるという作用効果を有する。
【００２９】
本発明の請求項１７に記載の発明は、前記熱硬化性組成物を形成用金型内で昇温し、前記熱硬化性組成物の溶融粘度を１００Ｐａ・ｓ以下にしてから加圧することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法であり、前記熱硬化性組成物は前記リードフレーム（あるいは放熱用金属板）の表面の空気を除去しながらより確実に前記リードフレーム（あるいは放熱用金属板）の表面に広がり、その結果、前記熱硬化性組成物と前記リードフレーム（あるいは放熱用金属板）との密着性を向上させ、また未充填を防ぐという作用効果を有する。
【００３０】
本発明の請求項１８に記載の発明は、前記熱硬化性組成物を形成用金型内で昇温し、前記熱硬化性組成物を１００℃以上の温度で３０ｓ以上維持して予備熱伝導性基板を形成し、その後前記形成用金型から取り出すことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法であり、所定形状を有した前記予備熱伝導性基板を確実に形成し、後工程の取り扱いを容易にするという作用効果を有する。
【００３１】
本発明の請求項１９に記載の発明は、前記熱硬化性組成物を形成用金型内で昇温し、前記熱硬化性組成物の粘度を１０００Ｐａ・ｓ以上にして予備熱伝導性基板を形成し、その後前記形成用金型から取り出すことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法であり、所定形状を有した前記予備熱伝導性基板をより確実に形成し、後工程の取り扱いを容易にするという作用効果を有する。
【００３２】
本発明の請求項２０に記載の発明は、熱硬化性組成物は、液状の熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂パウダーとを成分として含み、かつ前記熱可塑性樹脂パウダーが液状の前記熱硬化性樹脂の液状成分を吸収して膨潤することにより固形状になるものを用いる請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の熱伝導性基板の製造方法であり、前記予備熱伝導性基板を短時間で確実に形成することができ、前記形成用金型から短時間で取り出せ、生産効率を高めることができるという作用効果を有する。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように本発明は、無機材料からなる熱伝導性フィラーと、熱硬化性樹脂と、硬化剤および硬化促進剤とを成分として含む軟体の熱硬化性組成物を真空雰囲気中でリードフレームに積層し、前記リードフレームに積層した前記熱硬化性組成物を形成用金型で加熱加圧して軟質を有したまま一次硬化させることにより前記リードフレームと前記熱硬化性組成物を所定形状に一体化して予備熱伝導性基板を形成し、前記予備熱伝導性基板を前記形成用金型から取り出した後、前記熱硬化性組成物を硬化させる熱伝導性基板の製造方法であり、真空雰囲気中で積層を行うため前記熱硬化性組成物とリードフレームとの間に空気が噛み込むことがなく、ボイドの少ない熱伝導性基板を製作することができるという絶大なる効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態における熱伝導性基板の製造方法について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態における熱伝導性基板の製造方法を説明する製造工程図、図２は同熱硬化性組成物と放熱用金属板の積層を示す断面図、図３は同熱伝導性基板の形成状況を形成金型の図を加えて具体的に説明した構成図、図４は従来の熱伝導性基板の製造方法を説明する製造工程図である。
【００３５】
なお、従来の技術で説明した構成部材については同一の符号を付与し、詳細な説明は簡略化する。
【００３６】
図１（ａ）は、硬化性樹脂となるエポキシ樹脂と、アルミナ、窒化アルミ、あるいは炭化珪素などの無機の熱伝導性フィラーとを含んだ室温領域（３０から５０℃）における溶融粘度が５〜１００Ｐａ・ｓの熱硬化性組成物１を、モーノポンプ５により放熱用金属板１４上に一筆書きを描くように塗布した状態である。
【００３７】
この時、複数列の塗布が行われているが最初の列は長さが短く、この部分の樹脂量を調整している。
【００３８】
図１（ｂ）は前記塗布された熱硬化性組成物１を一定時間（常温で２４時間）放置後の状態を示す。熱硬化性組成物１は放熱用金属板１４上でシート状に広がり、加圧時に熱硬化性組成物１が素早く隅々まで行き渡ることができ、充填不足を防ぐことができる状態になっている。
【００３９】
次に、図１（ｃ）に示すように、放熱用金属板１４を形成した面とは反対の熱硬化性組成物１側面にリードフレーム２を真空雰囲気中（１００トール程度）で積層し、リードフレーム２または放熱用金属板１４を保持して加熱加圧する硬化工程に移動し、加熱しながら放熱用金属板１４を介して熱硬化性組成物１の全面を同時に加圧させる。
【００４０】
すると、図１（ｄ）に示すように熱硬化性組成物１の一部が、リードフレーム２の貫通孔３に浸入し、熱硬化性組成物１中の樹脂が熱硬化するとともに、熱硬化性組成物１とリードフレーム２、および放熱用金属板１４は一体化された構成となる。
【００４１】
次に図１（ｅ）に示すように、前記硬化工程終了後、リードフレーム２の不要部分を切断除去し、かつ折り曲げ加工により外部回路との接続用の端子４を形成して、電子機器用の大電力回路を構成する所定の熱伝導性基板２１を形成する。なお、この熱伝導性基板２１のリードフレーム２の配線パターン上には、後工程にて電子部品などを搭載する。
【００４２】
なお、熱硬化性組成物１は、押し出し成形方法でシート形状に形成して従来技術の説明図である図４の（ｂ）のごとく放熱用金属板１４上に積層してもよい。
【００４３】
また、図２に示す、本発明に使用するリードフレーム２は、例えば鉄、アルミニウム、銀、銅あるいはそれらの合金材などでなる導電性および熱伝導性金属板よりなり、電子部品を搭載するための所定の配線パターンを有し、また、外部回路との接続用の端子４も有している。そのリードフレーム２の少なくとも片面（図２の上面側）は、熱硬化性組成物１に対して密着性をよくするためにエッチング、サンドブラストあるいはグラインダーなどにより粗面化しており、また、端子４部は、腐食防止用、かつ半田付け性向上のためのめっきを施してある。なお、リードフレーム２の材質は、配線パターンを形成して高効率に電気信号を伝えるために、特に高導電性の銅材とすることで、特に電気特性の良好な熱伝導性金属板を構成することができる。
【００４４】
１４は、熱伝導性の高い、鉄、銅、アルミニウムあるいはそれらの合金などの金属材でなる放熱用金属板である。この放熱用金属板１４は、リードフレーム２を設けた熱硬化性組成物１の面とは反対の面に積層して設け、熱伝導性基板２１を構成している。これにより、熱伝導性基板２１の熱伝導性および放熱性を、一層、向上することができる。
【００４５】
なお、放熱用金属板１４の少なくとも片面（図２の下面側）を、エッチング、サンドブラストあるいはグラインダーなどにより粗面化して、その粗面化した面を熱硬化性組成物１１に当接させて形成することにより、放熱用金属板１４の密着強度の高い熱伝導性金属板を構成することができる。
【００４６】
次に、図３を用いて形成状況を具体的に説明する。図３において１は放熱用金属板１４に積層し貼付あるいは塗布された熱硬化性組成物であり２はリードフレームである。
【００４７】
７は鋼製の形成金型（下型）であり、上面の所定箇所にリードフレーム２が載置されている。またこの形成金型（下型）７にはバネ１５により浮かされたピン１０が内蔵されている。このピン１０は放熱用金属板１４の熱硬化性組成物１が貼られていない部分に接して熱硬化性組成物１４を保持しており熱硬化性組成物１とリードフレーム２の間に空間を形成し、真空雰囲気になる前に空気中で熱硬化性組成物１４とリードフレーム２が接触して空気を噛み込むのを防いでいる。
【００４８】
８は、鋼製の形成金型（上型）であり、バネ９により形成金型（下型）７から浮かされており、真空雰囲気になる前に空気中で熱硬化性組成物１４とリードフレーム２が接触して空気を噛み込まないようにしている。
【００４９】
１６と１７は、それぞれ熱プレスにおける熱盤（上）と熱盤（下）である。
【００５０】
図３（ａ）における形成金型（下型）７及び形成金型（上型）８はあらかじめ７０℃に昇温されており、これにリードフレーム２と熱硬化性組成物１が積層し貼付あるいは塗布された放熱用金属板１４がそれぞれ図のごとく設置されている。この場合、リードフレーム２は形成金型（下型）７に設置後数秒で７０℃に昇温するが放熱用金属板１４に貼付あるいは塗布された熱硬化性組成物１は常温の状態で設置した場合は７０℃に昇温するまでの時間をあらかじめ測定しておく必要がある。加圧するのは熱硬化性組成物１が低粘度になった状態が望ましく７０〜８０℃の範囲が最も粘度が低くなるからである。また、金型に投入する前にあらかじめ７０℃に昇温しておけば熱硬化性組成物１の温度管理はより容易になる。
【００５１】
図３（ｂ）のように設定した形成金型をあらかじめ１００℃に昇温された熱プレスの熱盤（下）１７上に置く。その後、真空チャンバー（上、下）１８をパッキン１９を介して閉じ、内部を真空状態（１００トール程度）にする。この間、約３０秒の間に７０℃であった形成金型は徐々に昇温し、内部の熱硬化性組成物１が７０〜８０℃の最も粘度が低くなる温度になる。真空度をあまり高くすると熱硬化性組成物１からも気泡が出てくるため穴が明き、真空を解除した時に空気を巻き込みやすくなるから注意が必要である。また、熱プレスの熱盤（上、下）１６，１７をあらかじめ７０℃に設定しておいて形成金型を設置して真空雰囲気にしてから１００℃に昇温していく方法もあり温度管理が容易にできるという利点があるが昇温に時間を要するのが難である。
【００５２】
次に図３（ｃ）のように熱プレスを閉じることにより形成金型が閉じられ、形成用金型を加熱加圧して熱硬化性組成物１の一部がリードフレーム２の貫通孔３に浸入し、熱硬化性組成物１とリードフレーム２が一体化した形状の予備熱伝導性基板となる。この時、形成金型が閉じられた後は真空状態を解除してもかまわない。
【００５３】
その後、形成用金型を７０℃以下に冷却して熱硬化性組成物１の硬度が上がってから形成用金型から予備熱伝導性基板を取り出す。この時、冷却が不十分で熱硬化性組成物１の硬度が低い場合は取り出す時に熱硬化性組成物１の一部が形成用金型に付着して予備熱伝導性基板の表面に凹みが生ずる場合があるので注意が必要である。取り出した後は恒温炉内などの所定の温度雰囲気中に所定時間放置して、熱硬化性組成物１の硬化を完了させる（図示せず）。
【００５４】
この時、恒温炉内などで昇温させると、熱硬化性組成物１の樹脂が反応して硬化する前に予備熱伝導性基板内の微細なボイドが熱膨張するため拡大することがある。この対策として予備熱伝導性基板を大気圧よりも高圧となる３気圧以上、たとえば５気圧の雰囲気の中に入れて微細なボイドが熱膨張しないようにした状態で加熱する方法がある。一般には炉内を加圧して加熱することができる加圧オーブンと呼ばれる炉を用いてこのプロセスを行う。この炉で１時間以内の短時間で前記樹脂を硬化させてから恒温炉に１時間以上入れて硬化を完了させる方法もあるし、加圧オーブンにそのまま長時間入れて硬化を完了させてもよい。ただ、加圧オーブンは一般の恒温炉に比して容量のわりには価格が高いためなるべく短時間で稼動させることが望ましい。本実施の形態では加圧オーブンに入れてから５気圧に昇圧した後炉を常温から１７０℃まで昇温させた。昇温に約１５分要し、１７０℃で約３０分間加熱した後取り出した。その後、炉の温度が７０℃程度にまで下がった時点で前記基板を投入し、加圧しながら昇温したがボイドの拡大は見られなかった。すなわち、樹脂粘度を低下させボイドの熱膨張が発生する温度までは硬化のスタート温度を上げることができるのであるが、本実施の形態のように常温から加熱を始めるほうが前記基板に与えるストレスは小さくでき、その結果、基板の異種材料の界面における強度を高めることができるものである。また基板に余分なストレスを与えないようにするために炉内での基板の配置状態は特にどの方向にも拘束しない自然な状態であることが望ましい。
【００５５】
熱硬化性組成物は、液状の熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂パウダーとを成分として含み、かつ前記熱可塑性樹脂パウダーが液状の前記熱硬化性樹脂の液状成分を吸収して膨潤することにより固形状になるものを用いることにより、熱硬化性樹脂成分を時間をかけて重合させて硬化させなくても短時間で半硬化状態にすることができるため予備熱伝導性基板を短時間で確実に形成することができ、また、形成用金型から短時間で取り出せるため、生産効率を高めることができる。
【００５６】
上記の製造方法によれば各種のパターンのリードフレームへの熱硬化性組成物の積層を容易かつ確実に行うことができ、その結果、さまざまな種類の熱伝導性基板を製造することができるという作用効果を奏するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、無機材料からなる熱伝導性フィラーと、熱硬化性樹脂と、硬化剤および硬化促進剤とを成分として含む軟体の熱硬化性組成物を真空雰囲気中でリードフレームに積層し、前記リードフレームに積層した前記熱硬化性組成物を形成用金型で加熱加圧して軟質を有したまま一次硬化させることにより前記リードフレームと前記熱硬化性組成物を所定形状に一体化して予備熱伝導性基板を形成し、前記予備熱伝導性基板を前記形成用金型から取り出した後、前記熱硬化性組成物を硬化させる熱伝導性基板の製造方法であり、真空雰囲気中で積層を行うため前記熱硬化性組成物とリードフレームとの間に空気が噛み込むことがなく、ボイドの少ない熱伝導性基板を製作することができるという絶大なる効果を奏し、電子機器における大電力回路などに使用される熱伝導性基板の製造方法などの用途として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】（ａ）〜（ｅ）本発明の一実施の形態の製造工程を示す斜視図と断面図
【図２】同熱硬化性組成物と放熱用金属板の積層断面図
【図３】（ａ）〜（ｃ）同熱伝導性基板の形成状況を具体的に説明した構成図
【図４】（ａ）〜（ｅ）従来の熱伝導性基板の製造工程を示す断面図
【符号の説明】
【００５９】
１  熱硬化性組成物
２  リードフレーム
３  貫通孔
４  端子
５  モーノポンプ
６  熱伝導シート状物
７  形成金型（下型）
８  形成金型（上型）
９  バネ
１０  ピン
１２  フィルム
１３  ローラー
１４  放熱用金属板
１５  バネ
１６  熱盤（上）
１７  熱盤（下）
１８  真空チャンバー
１９  パッキン
２１  熱伝導性基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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