(57)【要約】【課題】電子機器の軽量化と小型化と薄型化に対応することができるとともに、発熱量の大きい電子素子を実装しても、その電子素子で発生した熱をより効率的に放散することが可能な実装基板用放熱積層材の製造方法を提供する。【解決手段】樹脂フィルム１０の一方側の表面に銅層２０を固着させ、銅層を選択的にエッチングすることにより回路パターン層２１を形成し、回路パターン層２１を形成した後に、樹脂フィルム１０の一方側の表面とは反対側の表面にアルミニウム箔３０を固着させる。【選択図】図３
2013026284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性フィルムの一方側の表面に導電層を固着する工程と、
前記導電層を選択的にエッチングすることにより、回路パターン層を形成する工程と、
前記回路パターン層を形成した後に、前記絶縁性フィルムの一方側の表面とは反対側の表面にアルミニウム箔を固着する工程と、を備え、
前記アルミニウム箔が、マンガンを０．５質量％以上３．０質量％以下、クロムを０．０００１質量％以上０．２質量％未満、マグネシウムを０．２質量％以上１．８質量％以下、チタンを０．０００１質量％以上０．６質量％以下、銅を０質量％を超え０．００５質量％以下、シリコンを０質量％を超え０．１質量％以下、鉄を０質量％を超え０．２質量％以下、含み、残部がアルミニウムと不可避的不純物とからなる、実装基板用放熱積層材の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁性フィルムは、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレートおよびポリテトラフルオロエチレンからなる群より選ばれた１種を含む、請求項１に記載の実装基板用放熱積層材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、実装基板用放熱積層材の製造方法に関し、特定的には、発熱量の大きい電子素子を実装するための実装基板用放熱積層材の製造方法、たとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を実装するための実装基板用放熱積層材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁層の片面または両面に回路を形成した実装基板が幅広い分野に利用されている。回路は銅、アルミニウムの箔、または、ペースト組成物で形成される。形成された回路の上に電子素子が実装される。実装される電子素子としては、抵抗素子、コンデンサ、トランジスタ、各種パワー素子；ＭＰＵ、ＣＰＵ等の高密度集積回路；発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード等の発光素子およびこれらのアレイ素子が挙げられる。
【０００３】
近年、電子機器に要求される性能はますます高くなり、上記の電子素子の中でもパワー素子や高密度集積回路の消費電力は増大する傾向にある。また、発光素子はさらに高輝度のものが開発されている。しかしながら、パワー素子や高密度集積回路の消費電力の増加や発光素子の輝度の向上による発熱量の増大は、発熱する電子素子自身や他の電子素子に悪影響を与える。たとえば、発熱する電子素子自身や他の電子素子が、熱によって誤作動すること、熱によって性能が低下すること、熱によって寿命が短縮すること等が考えられる。したがって、電子素子で発生した熱を効率よく取り除き、放散するための構造が種々提案されている。
【０００４】
一方、近年、携帯電話、デジタルカメラ、オーディオプレイヤー、ボイスレコーダー、ゲーム機等の携帯型電子機器では、軽量化と小型化に加えて薄型化が要求されている。電子素子を実装するための実装基板を携帯型電子機器の支持体や筐体に直接積層することができれば薄型化に効果的である。すなわち、実装基板に屈曲性が求められている。
【０００５】
また、液晶テレビなどの薄型テレビは、近年ますます大型化する傾向にある。しかしながら、薄型テレビでは、画面を大型化するとともに、テレビ本体を可能な限り軽量化および薄型化することが望まれている。薄型化や消費電力の低減のために、液晶バックライト装置の光源としてＬＥＤを用いるようになってきている。ＬＥＤは絶縁基板に直接実装されるものである。このような技術的な傾向に対応するためには、ＬＥＤから発生した熱は、実装基板用積層材を介してＬＥＤが実装される面とは反対側の面に放散する必要がある。特にサイドエッジ型の液晶バックライト装置は、その構造上、単位面積あたりに多数のＬＥＤを実装するため、実装基板用積層材にはより高い放熱性が求められている。
【０００６】
そこで、たとえば、特開２０１０‐９８２４６号公報（特許文献１）には、ＬＥＤ等の電子部品から発生する熱を効率よく放出し、薄型、軽量に優れ、かつ、塑性加工により所望の立体構造に形成可能な金属基板として、ステンレス箔の片面に形成した銅を主成分とする層が、絶縁層を介在させて、回路形成用の銅箔に接着されているものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０‐９８２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記のような金属基板の実装面に回路を形成する方法として、特許文献１に記載されているように、銅箔を選択的にエッチングする方法が一般的に採用される。この場合、金属箔（特許文献１ではステンレス箔）に銅箔を貼り合わせた後に銅箔が選択的にエッチングされる。
【０００９】
しかしながら、実装面側とは反対側の金属箔の強度が低く、厚みが薄い場合、実装面に形成された回路の凹凸が実装面側とは反対側の金属箔側に押し込まれ、金属箔の表面に転写されて凹凸が浮き出て平滑性が低下する。さらに、凹凸が付いた金属箔の面を携帯型電子機器の支持体や筐体に貼り付けて使用すると、空隙が生じて熱伝導率を低下させてしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、電子機器の軽量化と小型化と薄型化に対応することができるとともに、発熱量の大きい電子素子を実装しても、その電子素子で発生した熱をより効率的に放散することが可能な実装基板用放熱積層材の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に従った実装基板用放熱積層材の製造方法は、以下の工程を備える。
【００１２】
（Ａ）絶縁性フィルムの一方側の表面に導電層を固着する工程
【００１３】
（Ｂ）導電層を選択的にエッチングすることにより、回路パターン層を形成する工程
【００１４】
（Ｃ）回路パターン層を形成した後に、絶縁性フィルムの一方側の表面とは反対側の表面にアルミニウム箔を固着する工程
【００１５】
本発明の実装基板用放熱積層材の製造方法において、アルミニウム箔が、マンガンを０．５質量％以上３．０質量％以下、クロムを０．０００１質量％以上０．２質量％未満、マグネシウムを０．２質量％以上１．８質量％以下、チタンを０．０００１質量％以上０．６質量％以下、銅を０質量％を超え０．００５質量％以下、シリコンを０質量％を超え０．１質量％以下、鉄を０質量％を超え０．２質量％以下、含み、残部がアルミニウムと不可避的不純物とからなる。
【００１６】
また、本発明の実装基板用放熱積層材の製造方法において、絶縁性フィルムは、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレートおよびポリテトラフルオロエチレンからなる群より選ばれた１種を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によって製造された実装基板用放熱積層材が軽量性と放熱性（熱伝導性）と屈曲性に優れたアルミニウム箔を備えているので、電子機器の軽量化と小型化と薄型化に対応することができる。また、本発明によれば、回路パターン層を形成した後に、絶縁性フィルムの一方側の表面とは反対側の表面に、所定の強度と硬度を有するアルミニウム箔を固着するので、アルミニウム箔の表面に凹凸が生じない。これにより、本発明で製造された実装基板用放熱積層材を携帯型電子機器の支持体や筐体に貼り付けて使用しても、空隙が生じて熱伝導率を低下させてしまうことがない。したがって、発熱量の大きい電子素子を実装しても、その電子素子で発生した熱をより効率的に放散することが可能な実装基板用放熱積層材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一つの実施の形態として、実装基板用放熱積層材の製造方法の第１工程の概略的な断面構造を示す図である。
【図２】本発明の一つの実施の形態として、実装基板用放熱積層材の製造方法の第２工程の概略的な断面構造を示す図である。
【図３】本発明の一つの実施の形態として、実装基板用放熱積層材の製造方法の第３工程の概略的な断面構造を示す図である。
【図４】本発明の比較例として、実装基板用放熱積層材の製造方法の第１工程の概略的な断面構造を示す図である。
【図５】本発明の比較例として、実装基板用放熱積層材の製造方法の第２工程の概略的な断面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一つの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
まず、図１に示すように、絶縁性フィルムの一例である樹脂フィルム１０の一方側の表面に、接着剤層（図示せず）を介在させて、導電層の一例である銅層２０を固着させる。
【００２１】
次に、銅層２０を選択的にエッチングすることにより、図２に示すように、回路パターン層２１を形成する。
【００２２】
そして、回路パターン層２１を形成した後に、樹脂フィルム１０の一方側の表面とは反対側の表面に、接着剤層（図示せず）を介在させて、アルミニウム箔３０を固着させる。
【００２３】
ここで、アルミニウム箔３０が、マンガンを０．５質量％以上３．０質量％以下、クロムを０．０００１質量％以上０．２質量％未満、マグネシウムを０．２質量％以上１．８質量％以下、チタンを０．０００１質量％以上０．６質量％以下、銅を０質量％を超え０．００５質量％以下、シリコンを０質量％を超え０．１質量％以下、鉄を０質量％を超え０．２質量％以下、含み、残部がアルミニウムと不可避的不純物とからなる。このアルミニウム箔３０は、上記の組成を有することにより、高い強度と高い硬度を示し、たとえば、１７０Ｈｖの硬度を示す。
【００２４】
以上のようにして製造された本発明の実装基板用放熱積層材は、軽量性と放熱性（熱伝導性）と屈曲性に優れたアルミニウム箔３０を備えているので、電子機器の軽量化と小型化と薄型化に対応することができる。また、回路パターン層２１を形成した後に、樹脂フィルム１０の一方側の表面とは反対側の表面に、所定の強度と硬度を有するアルミニウム箔３０を固着するので、アルミニウム箔３０の表面に凹凸が生じない。これにより、本発明で製造された実装基板用放熱積層材を携帯型電子機器の支持体や筐体に貼り付けて使用しても、空隙が生じて熱伝導率を低下させてしまうことがない。したがって、発熱量の大きい電子素子を実装しても、その電子素子で発生した熱をより効率的に放散することが可能な実装基板用放熱積層材を製造することができる。
【００２５】
（樹脂フィルム）
樹脂フィルム１０は、約２５０℃のはんだによる電子素子の実装に耐えられるようにガラス転移温度（Ｔｇ）が２５０℃以上であるのが好ましい。また、樹脂フィルム１０は、絶縁性を担保するために絶縁破壊電圧が５ｋＶ以上であることが好ましい。さらに、樹脂フィルム１０は、熱収縮がほぼないこと、すなわち、熱収縮率が０．１％以下であることが好ましい。
【００２６】
樹脂フィルム１０は、ポリイミド、ポリエチレンナフタレートやポリエチレンテレフタレートを含むフィルムから形成されるのが好ましく、樹脂フィルム１０の材料としては特にポリイミドフィルムが好適に使用される。
【００２７】
樹脂フィルム１０の厚みは、安定した絶縁性と放熱性を発揮するためには１０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０〜５０μｍである。樹脂フィルム１０の厚みが１０μｍ未満では、安定した絶縁性の効果を得ることができない。樹脂フィルム１０の厚みが１００μｍを超えると、放熱性低下の原因となる。
【００２８】
（銅層）
銅層２０は、実装基板用放熱積層材の上に実装される電子素子を配線するための回路をエッチング等により形成するために設けられる。樹脂フィルム１０としてのポリイミド樹脂層の上に銅層２０としての銅膜を蒸着することにより構成されてもよいが、樹脂フィルム１０の上に接着剤層を介在して銅層２０としての電解銅箔を積層することにより構成されるのが好ましい。
【００２９】
銅層２０の厚みは、エッチングにより容易に回路を形成し、樹脂フィルム１０の上に密着するように積層するためには５μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０〜７０μｍである。銅層２０の厚みが５μｍ未満では、きれいに（シワなどが生じないように）樹脂フィルム１０の上に密着して積層することが困難になる。銅層２０の厚みが１００μｍを超えると、エッチングによる精密な回路形成が困難になる。
【００３０】
（アルミニウム箔）
アルミニウム箔３０は、実装基板用放熱積層材の回路パターン層２１の上に実装される電子素子から発生する熱を放散するために設けられる。アルミニウム箔３０の下面（樹脂フィルム１０と固着される側の面とは反対側の面）を電子機器の支持体や筐体に沿って積層して固着するように実装基板用放熱積層材を配置してもよい。
【００３１】
アルミニウム箔３０は熱伝導率が高いアルミニウム材から形成されるのが好ましい。実装基板用放熱積層材を電子機器の支持体や筐体に沿って積層する際には、屈曲性が良好なものが求められるので、アルミニウム箔３０は適宜調質されたアルミニウム材を用いるのが好ましい。
【００３２】
アルミニウム箔３０の厚みは、電子機器の軽量性、小型化、薄型化に寄与するとともに、加工を容易にし、安定した放熱性を発揮するためには２０μｍ以上３５０μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは８０μｍ以上３００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以上２５０μｍ以下である。アルミニウム箔３０の厚みが２０μｍ未満では、安定した放熱性の効果を得ることができない。アルミニウム箔３０の厚みが３５０μｍを超えると、加工が困難になる上、軽量・小型・薄型化の妨げとなる。
【００３３】
（接着剤層）
接着剤層は、耐熱性を担保するために汎用のエポキシ系接着剤から形成されるのが好ましい。導電性フィラーは放熱性を高めるが、絶縁性を低下させるので、接着剤層には導電性フィラーを含ませない。
【００３４】
接着剤層の厚みは、良好な密着性を発揮し、放熱の妨げにならないようにするために３μ以上３０μｍ以下であるのが好ましい。接着剤層の厚みが３μｍ未満では、密着不足や密着ムラが起こりやすいので、放熱性低下の原因となる。接着剤層の厚みが３０μｍを超えると、アルミニウム箔３０と樹脂フィルム１０、樹脂フィルム１０と銅層２０を積層し難くなるので、放熱性低下の原因となる。
【００３５】
次に、本発明の実施例を具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は一例であり、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００３６】
図１〜図３に示す工程に従って実装基板用放熱積層材の実施例の試料を作製した。また、比較のため、本発明で用いられるアルミニウム箔よりも低い硬度のアルミニウム箔を用いて図１〜図３に示す工程に従って実装基板用放熱積層材の比較例１の試料を作製した。さらに、図４〜図５に示す工程に従って実装基板用放熱積層材の比較例２の試料を作製した。
【００３７】
（実施例）
図１に示すように、樹脂フィルム１０として厚みが２５μｍのポリイミドフィルムを用いて、このフィルムの片面に、エポキシ系接着剤を介在させて、銅層２０として厚みが３５μｍの電解銅箔を、ドライラミネーション法により接着した。接着剤層の厚みは１５μｍであった。
【００３８】
次に、図２に示すように、フォトリソグラフィー法を用いて、銅層２０を選択的にエッチングすることにより、任意の回路形状を有する回路パターン層２１を形成した。
【００３９】
そして、図３に示すように、樹脂フィルム１０のもう一方側の面に、エポキシ系接着剤を介在させて、マンガンを０．５質量％以上３．０質量％以下、クロムを０．０００１質量％以上０．２質量％未満、マグネシウムを０．２質量％以上１．８質量％以下、チタンを０．０００１質量％以上０．６質量％以下、銅を０質量％を超え０．００５質量％以下、シリコンを０質量％を超え０．１質量％以下、鉄を０質量％を超え０．２質量％以下、含み、残部がアルミニウムと不可避的不純物とからなり、厚みが１００μｍのアルミニウム箔３０（硬度１７０Ｈｖ）を、ドライラミネーション法により接着した。接着剤層の厚みは１５μｍであった。
【００４０】
（比較例１）
実施例で用いた厚みが１００μｍのアルミニウム箔３０の代わりに、厚みが１５０μｍのアルミニウム箔（材質１Ｎ３０、Ｈ、硬度：５０Ｈｖ）を用いた以外は、実施例と同様に図１〜図３に示す工程に従って、実装基板用放熱積層材を作製した。
【００４１】
（比較例２）
図４に示すように、樹脂フィルム１０として厚みが２５μｍのポリイミドフィルムを用いて、このフィルムの片面に、エポキシ系接着剤を介在させて、銅層２０として厚みが３５μｍの電解銅箔を、ドライラミネーション法により接着した。接着剤層の厚みは１５μｍであった。また、樹脂フィルム１０のもう一方側の面に、エポキシ系接着剤を介在させて、厚みが１５０μｍのアルミニウム箔（材質：１Ｎ３０、Ｈ、硬度：５０Ｈｖ）を、ドライラミネーション法により接着した。
【００４２】
次に、図５に示すように、フォトリソグラフィー法を用いて、銅層２０を選択的にエッチングすることにより、実施例と同様に任意の回路形状を有する回路パターン層２１を形成した。
【００４３】
得られた実施例、比較例１および比較例２の実装基板用放熱積層材においてアルミニウム箔３０の面の凹凸の有無を目視にて確認した。
【００４４】
凹凸の評価は、アルミニウム箔３０の側から目視で観察し、回路パターン層２１に形成した回路パターンの輪郭の一部がエンボス状に浮き出ているものを凹凸ありとし、回路パターンの輪郭が浮き出ずに平坦なものを凹凸なしと評価した。
実施例では凹凸がアルミニウム箔３０の面に生じなかったのに対し、比較例１、２ではアルミニウム箔３０の面に凹凸が生じた。
【００４５】
今回開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。
【符号の説明】
【００４６】
１０：樹脂フィルム、２０：銅層、２１：回路パターン層、３０：アルミニウム箔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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