樹脂含浸シート、積層板、及びモジュール
【課題】フィラーが高充填して熱伝導性が優れ、厚みが厚く放熱用途に好適に用いることができる樹脂含浸シート、積層板、モジュールを提供する。
【解決手段】樹脂含浸シートは、不織布に、フィラーが７０〜９５質量％含有された樹脂組成物２を含浸し、Ｂステージ状態にした厚み２００〜５００μｍの樹脂含浸シート１である。そして、レジンコンテントが９０質量％以上であり、不織布は１０μｍ径以下で１３ｍｍ長以上の繊維３によって形成されている。積層板Ａは、樹脂含浸シート１の少なくとも一方の面側に金属箔４を重ねて硬化してなる。モジュールは、積層板Ａを用いて形成された回路基板に、部品１０を実装してなる。
【解決手段】樹脂含浸シートは、不織布に、フィラーが７０〜９５質量％含有された樹脂組成物２を含浸し、Ｂステージ状態にした厚み２００〜５００μｍの樹脂含浸シート１である。そして、レジンコンテントが９０質量％以上であり、不織布は１０μｍ径以下で１３ｍｍ長以上の繊維３によって形成されている。積層板Ａは、樹脂含浸シート１の少なくとも一方の面側に金属箔４を重ねて硬化してなる。モジュールは、積層板Ａを用いて形成された回路基板に、部品１０を実装してなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱性を必要とする絶縁層の形成に用いる樹脂含浸シート、積層板、及びモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、織布や不織布などの基材に樹脂を含浸させて形成した樹脂含浸シート（樹脂シート）が知られており、樹脂含浸シートの性能を上げる試みがなされている。例えば、ＣＥＭ−３等では、中心層としてのガラス不織布基材に、難燃剤として水酸化アルミニウム等の充填材を含有する樹脂組成物を含浸させて、低線膨張化や原材料費削減を図ることが試みられている。また、ガラスクロスなどの織布基材に樹脂を含浸させて多層基板用の材料とすることも一般的に利用されており、このような樹脂含浸基材はプリプレグと呼ばれている。プリプレグを始めとする樹脂含浸基材については近年、フィラー等を高充填して厚み方向の線膨張係数を低減させる開発が盛んに行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
シート材料に用いるフィラーとしては、部品の発熱を効率良く放散させるために、熱伝導性の高いものを使用することが試みられており、熱伝導性の高いフィラーを用いることで絶縁材料自体の熱伝導率が向上してきている。ここで、フィラーを高充填するためには、一般的に使用されているガラスクロス基材では限界がある。基材としてガラスクロスを用いた場合、ガラスクロスの表面だけにフィラーが高充填された樹脂層が形成され、ガラスクロスの束の部分（クロスが交差する部分）では樹脂不足となってしまうため、信頼性を低下させる原因となってしまうからである。また、シートの形成に用いる樹脂の量にも限界がある。シートの厚みのほとんどを樹脂で形成すれば、充填性をかなり確保できることとなるが、フィラーが高充填された樹脂組成物で、レジンコンテントが６０質量％以上になると製造しにくくなってしまうからである。また、高充填してもガラスクロスのような基材を用いた場合、フィラーが充填されない基材層が形成されるので、この基材層ではフィラーによる機能向上が見込めない。
【０００４】
放熱性の向上のために、アルミ板などの厚みの厚い金属板を基板（ベース）に用い、その表面に絶縁層を形成して、部品の発熱を防止する放熱性の特殊な基板も開発されている（例えば、特許文献２参照）。その絶縁層には、フィラーを高充填したプリプレグや樹脂シートなどが利用されている。また、フィラーを高充填した樹脂組成物を金属板に印刷塗布して絶縁層を形成することも行われている。しかし、アルミ板をベースにすると、アルミは熱膨張係数が非常に大きいために、実装された部品が半田クラックにより断線するという問題が生じる。このような問題を解決するために銅板を使用することが考えられるが、銅板を使用した場合、非常に重量が重い基板となってしまい、回路基板を軽量化することができなくなるという問題が生じる。
【０００５】
ところで、フィルム等に樹脂をコーティングして樹脂層を形成した、ガラスクロスなどの基材を含まない樹脂シート材料が知られている。このような樹脂シート材料にフィラーを高充填させることも考えられる。しかし、このような樹脂シート材料は、厚みを厚くすると揮発分を含有する樹脂組成物では、内部（樹脂層のフィルム側）に揮発分が残留しやすくなり、乾燥条件を最適化すると生産性に問題をきたすほど乾燥速度が低下してしまうという問題がある。したがって、フィルム付樹脂シートでは、表面が平滑で、放熱性が高く厚みの厚いシートを容易に得ることができない。
【０００６】
さらに、硬化後の基板材料の強度を確保するためには、一般的に、何らかの基材を使用することが必要であり、基材を含有しない上記のような樹脂シート材料では十分な強度が得られない。プリプレグを用いれば、強度確保の点では問題ないが、既述のように、高熱伝導率を有する絶縁層の形成には絶対的な樹脂量の不足の問題や、厚みを厚くすることができないといった問題がある。更に厚みを厚くするために、複数枚を重ねて使用することが考えられるが、価格アップの原因になるので、商品価値は低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３４８４８８号公報
【特許文献２】特開２００９−１６４５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、フィラーが高充填して熱伝導性が優れ、厚みが厚く放熱用途に好適に用いることができる樹脂含浸シート、積層板、及びモジュール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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、不織布に、フィラー２０が７０〜９５質量％含有された樹脂組成物２を含浸し、Ｂステージ状態にした厚み２００〜５００μｍの樹脂含浸シート１であって、レジンコンテントが９０質量％以上であり、不織布は１０μｍ径以下で１３ｍｍ長以上の繊維３によって形成されていることを特徴とする樹脂含浸シートである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、上記構成の樹脂含浸シート１において、硬化したときの曲げ弾性係数が８００ｋＮ／ｃｍ２以上であることを特徴とする樹脂含浸シートである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、上記構成の樹脂含浸シート１において、硬化したときの熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする樹脂含浸シートである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、上記構成の樹脂含浸シート１において、フィラー２０が、アルミナ、窒化ボロン、窒化アルミニウムから選ばれる少なくとも一つであり、上記樹脂組成物はエポキシ樹脂を主成分として含有していることを特徴とする樹脂含浸シートである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、上記構成の樹脂含浸シート１の少なくとも一方の面側に金属箔４を重ねて硬化してなることを特徴とする積層板Ａである。
【００１４】
請求項６に係る発明は、上記構成の樹脂含浸シート１の一方の面側に金属箔４を重ねると共に他方の面側に金属板７を重ねて硬化してなることを特徴とする積層板Ａである。
【００１５】
請求項７に係る発明は、上記構成の積層板Ａにおいて、一枚の樹脂含浸シート１を用いて形成されたことを特徴とする積層板Ａである。
【００１６】
請求項８に係る発明は、上記構成の積層板Ａにおいて、金属箔４の厚みが１０５μｍ以下であることを特徴とする積層板Ａである。
【００１７】
請求項９に係る発明は、上記構成の積層板Ａを用いて形成された回路基板に、部品１０を実装してなることを特徴とするモジュールである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、フィラーが高充填されていることにより、線膨張係数が低く熱伝導性が高い絶縁層を形成することができるので、寸法安定性に優れるとともに、表面に形成された回路や部品が熱を発した場合には効率よく熱を伝導し、放熱性を向上することができるものである。また、直径の小さい繊維によって形成された不織布を用いることにより、単位質量当たりの繊維量が増加するので、硬化したときの強靭性を向上することができるものである。そして、レジンコンテントが高く樹脂量が繊維に比較して多いことにより、樹脂が繊維に十分に含浸すると共に加熱加圧した際に樹脂が流動するのに伴って不織布の繊維が樹脂に絡まって樹脂層中で樹脂と複合化され、その複合化された樹脂層にフィラーが高充填されるので、強靭性と放熱性とを共に高めることができるものである。そして、樹脂含浸シートの厚みが厚いことにより、厚い絶縁層を必要とするモジュールにおいて、簡単に放熱性と強靭性の高い絶縁層を形成することができるものである。また、不織布の基材を用いているため基材の両面から乾燥させることができるので、フィルム材を用いた場合のような乾燥不良を防止することができるとともに、フィラーが高充填された樹脂組成物を簡単に基材に含浸することができるものであり、厚みが厚く硬化後の強度が高い絶縁シート材料を容易に得ることができるものである。
【００１９】
請求項２の発明によれば、曲げ弾性係数が高くなることによって、加工時に基板割れを生じにくくすることができるので、部品実装時に基板クラックが発生することのない強度の高い絶縁層を得ることができるものである。
【００２０】
請求項３の発明によれば、熱伝導率が高くなることにより、発熱する部品を実装したり発熱する回路を形成したりする場合であっても、生じた熱をさらに効率よく放熱することができるので、放熱性の高い絶縁層を得ることができ、放熱性と強度が高いモジュールを容易に形成することができるものである。
【００２１】
請求項４の発明によれば、フィラー及び樹脂が好適化されて、熱伝導率や誘電率、難燃性等の絶縁層としての特性を向上させることができるものである。また、フィラーを高充填した樹脂組成物の粘度を調整することが容易になり、樹脂の含浸性を高めて信頼性の高い絶縁層を形成するシート材料を得ることができるものである。
【００２２】
請求項５の発明によれば、金属箔を重ねた積層板となることにより、この金属箔を加工して回路を形成したりそのまま放熱材として用いたりすることができるものである。また、片面の金属箔をそのまま残存させて回路形成すれば、絶縁層の強靭性を補強して強度の高い基板材料にすることができるものである。そして、絶縁層が上記の樹脂含浸シートによって形成されているので、厚みが厚く放熱性の高い強靭な積層板を得ることができ、金属基板をベースとする放熱基板に代るＣＣＬ用途への展開を可能にすることができるものである。そして、金属箔に銅箔を用いて、この銅箔をある程度の厚み例えば１０５μｍにすると、銅箔の腰の強さと銅箔の熱伝導率の高さによって、絶縁層の強靭性の不足を補い、絶縁層の高熱伝導率との相乗効果で一般的に市販されているアルミ基板以上の放熱特性と加工性において優れた基板となることが可能になる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、一方の面に金属箔が重ねられていることにより、加工して回路を形成しやすいとともに、他方の面に金属板が重ねられていることにより、発熱する部品を実装したり回路が発熱したりする場合でも、熱伝導性が高い絶縁層で熱を素早く通過させた後、熱を瞬時に金属板で拡散できるので、さらに高い放熱性を発揮することができるものである。
【００２４】
請求項７の発明によれば、一枚の樹脂含浸シートで絶縁層を形成することにより、複数枚重ねて厚みが厚くなり過ぎて熱抵抗値が増大することがなく放熱性を良好にすることができるものである。また、一枚の樹脂含浸シートを用いることにより、製造時の作業性を良好にし、簡単に積層板を得ることができるものである。そして、一枚の樹脂含浸シートであっても樹脂含浸シートの厚みが厚いことにより、十分な厚みを確保して、薄いシートを複数枚重ねたときのような厚みのある絶縁層を形成することができ、一枚で積層板としての特性を満足する基板材料を提供することが可能になるものである。
【００２５】
請求項８の発明によれば、金属箔の厚みが調整されて、金属箔を放熱材として用いることができるとともに、加工して回路形成することもできるので、放熱回路を簡単に形成することができるものである。
【００２６】
請求項９の発明によれば、発熱するような部品を実装する場合であっても、生じた熱を素早く拡散し放熱することができる、放熱性が高く強度の強いモジュールを得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の樹脂含浸シートの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の積層板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の積層板の実施の形態の他の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の積層板の実施の形態の他の一例を示す断面図である。
【図５】本発明のモジュールの実施の形態の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２９】
本発明の樹脂含浸シートは、不織布に、フィラーが７０〜９５質量％含有された樹脂組成物を含浸し、Ｂステージ状態にしたものであり、その厚みは２００〜５００μｍである。
【００３０】
基材を含まずにフィラーを高充填した樹脂シートや、織布基材を含みフィラーを充填したプリプレグ等は既に知られており、市販もされているが、厚みが厚く硬化後の曲げ強度が高い絶縁層を形成するシート材料でありながら、フィラーが高充填されて放熱性が優れたものは未だ開発されていなかった。それは、プリプレグを生産する際に、基材に樹脂を含浸し乾燥させる工程を行うが、そのとき、基材として引っ張り強度が高いガラスクロスを用いれば高速で含浸・乾燥工程を行っても切れたりすることがなく良好に生産することができるものの、フィラーの含有量が高い樹脂組成物を含浸すると樹脂が不足することによってガラスクロスの束の隙間にカスレが発生してしまうため、プリプレグに十分な絶縁信頼性を付与することができなくなるからである。
【００３１】
一方、ガラス不織布などの不織布にフィラーを高充填させることはＣＥＭ−３等において一般的に行われている。しかし、ガラス不織布は、ガラスクロス以上に含浸・乾燥工程において切れやすいといった問題があり、実用化することは難しかった。
【００３２】
また、フィラーが高充填されており厚みが厚い樹脂シートとして、ＰＥＴフィルムの表面にフィラーを高充填させた樹脂をコーティングし、加熱乾燥してＢステージ状態にした樹脂シートも考えられる。しかしながら、コーティング層の厚みを厚くするとＰＥＴフィルム側の樹脂、つまりコーティング層の内部側が乾燥不足となり、このような樹脂シートは、表面は乾いているが内部はべとべとの状態にしかならず、これを用いて加熱加圧成形すると、ボイドが発生したりして信頼性を低下させる要因となり、実用化に適さない。
【００３３】
そこで、発明者らは、両面から乾燥ができれば、そのような乾燥不良の問題を解消できることに着眼し、フィラーを高充填させることができ、基材を利用した製法を用いることができる不織布を利用することを見出して、本発明の樹脂含浸シートを完成させたものである。
【００３４】
不織布は、樹脂含浸シートの基材となるものである。不織布としては、繊維をバインダーによって繋いで布状に成形したものを用いることができる。本発明では、フィルム材に樹脂をコーティングするのではなく、不織布の基材に樹脂を含浸させているため基材を両面から乾燥させることができる。したがって、フィルム材を用いた場合のような乾燥不良を防止することができるのである。また、両面乾燥によって、フィラーが高充填された樹脂組成物を簡単に基材に含浸することができ、その結果、厚みが厚く硬化後の強度が高い絶縁シート材料を容易に得ることができるものである。
【００３５】
そして、本発明では基材として、ガラスクロスのような織布ではなく不織布を用いている。この不織布は、含浸・乾燥工程においては切れることがなく、樹脂を繊維に十分に含浸させることができ、加熱加圧した際には、樹脂が流動するのに伴って不織布の繊維が樹脂に絡まって樹脂層中で樹脂と複合化させるものである。このように樹脂と繊維とが複合化されると、硬化したときに繊維が絶縁層に均一に配置されて硬化物が成形され、高い強靭性を得ることができる。また、樹脂の流動に伴って高充填されたフィラーも分散して均一に配置されることになり、高い放熱性を得ることができる。こうして、強靭性と放熱性とを併せもつ絶縁層を形成することが可能になるものである。
【００３６】
ＣＥＭ−３などでは、不織布にフィラーをある程度の量で充填することは一般的に行われてきた。しかし、ＣＥＭ−３のように表面側にガラスクロスのような織布を配置するのではなく、基材として不織布のみを用いてフィラーが高充填された樹脂組成物を含浸した厚みの厚い樹脂含浸シートは開発されていない。本発明による樹脂含浸シートでは、基材として不織布のみを用いることで高い放熱性を得ることが可能になったものである。
【００３７】
不織布に用いる繊維のサイズとしては、直径（繊維径）が１０μｍ径以下で、長さ（繊維長）が１３ｍｍ長以上の繊維を用いる。繊維が細かいことにより、樹脂含浸シートの表面の平滑性を向上することができる。また、直径が小さいことにより繊維が樹脂を含浸して複合化しやすくなるとともに、繊維の長さが長いことにより強靭性を向上することができる。すなわち、細い繊維を使用することによって単位質量当たりの繊維数が増加し、強度を高くすることができるのである。繊維のサイズが上記から外れると表面平滑性を損ねたり、樹脂含浸性を損ねたりするおそれがある。強度を高めるために、繊維の直径はさらに７μｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
また、繊維の直径は３μｍ径以上であることが好ましく、繊維の長さは２５ｍｍ長以下であることが好ましい。繊維が細くなりすぎると、基材中のガラス繊維の本数が非常に多くなり、フィラーが高充填された樹脂の含浸性が低下するおそれがある。また、繊維が長くなりすぎると製造時に繊維が結束しやすくなり、束状になり外観不良が発生しやすくなるおそれがある。しかし、製造上の課題であって、技術の進歩が今後なされれば、短い繊維と長い繊維を複合化させて使用することで、強靭性があり、含浸性が阻害されない良好なガラス不織布となる可能性もある。繊維のサイズとして好ましいものとしては、例えば、細長いサイズの平均６μｍ径１３ｍｍ長のものが挙げられる。また、平均９μｍ径１３ｍｍ長の繊維も用いることができ、それ以外のサイズであっても上記の範囲を満たせば条件を好適化することによって用いることができる。なお、繊維のサイズは光学顕微鏡により確認できる。
【００３９】
不織布は、含浸・乾燥工程において切れやすい。そのため、フィラーの充填性に影響を与えないで、引っ張り強度を高めることが重要である。不織布の引っ張り強度は、適宜に設定して好適化されるものであり、特に限定されるものではないが、不織布の引っ張り強度は４０〜８０Ｎ／１５ｍｍであることが好ましい。不織布の引っ張り強度がこの範囲より小さいと含浸・乾燥工程で切れるおそれがあり、逆に、不織布の引っ張り強度がこの範囲より大きいと樹脂含浸性やフィラー充填性が低下するおそれがある。
【００４０】
不織布の引っ張り強度は、ＪＩＳＰ ８１１３に準じて測定することができる。具体的には、
測定機械 ：定速伸張形引張試験機
測定条件 ： JIS P 8111準拠 「標準状態：23℃、50%RH」
サンプルサイズ ：15mm×270mm「チャック間距離：180mm」
数値 ：強さをN/15mmで表記
の方法で実施することができる。
【００４１】
ここで、不織布は、通常、長尺の布状体（シート状体）がロール状に巻かれて形成されているものであり、引っ張り強度は長手方向（縦方向）に引っ張ることによって測定される。なお、不織布には通常、繊維の配向性があり、タテ方向の方が高い値を示す。特に生産時に引張強度として管理が必要なのはタテ方向なので、タテ方向の強度で一般的に検討されている。
【００４２】
なお、不織布の引裂強度を好適なものにすることも好ましい。不織布のタテ方向の引裂強度は、例えば８００〜１５００ｍＮ程度に設定される。不織布の引裂強度は、エルメンドルフ型引裂試験機を使用して測定することができる。その際、サンプルサイズは、６３×２７０ｍｍ（切り込み長さ：２０ｍｍ、引裂長さ４３ｍｍ）、重ね枚数は４枚として、ＪＩＳＰ８１１６に準拠した測定を行う。
【００４３】
不織布の厚みとしては、１５０〜４００μｍであることが好ましい。不織布の厚みがこの範囲になることにより、樹脂含浸シートの厚みを不織布一枚で上記の範囲に容易にすることができる。
【００４４】
不織布に用いる繊維としては、有機繊維を用いた有機不織布を用いることもできるが、無機繊維を用いた無機不織布を用いることが好ましく、中でも、ガラス不織布かセラミック不織布のいずれかを用いることが好ましく、ガラス不織布を用いることがさらに好ましい。ガラス不織布を使用すれば、安価であり、有機繊維と比較して熱伝導率が高いので、樹脂を含浸した際のシートとしての熱伝導率の向上が期待できる。更に有機繊維では加熱時の収縮や耐熱性も考慮しなければならない。
【００４５】
不織布に用いるバインダーとしては、特に限定されるものではないが、樹脂バインダーを好ましく用いることができ、例えば、アクリル系樹脂のバインダーや、エポキシ系樹脂のバインダーを好ましく用いることができる。
【００４６】
また、バインダーとして、加熱時においても軟化しにくいものであれば、繊維の束が崩れることなく保持されて、引裂強度が低下することがなく、強靭性を維持することができるので好ましい。そのようなバインダーとしては軟化溶融温度が１２０℃以上のものが例示される。バインダーの軟化溶融温度の上限は、実質的に１７０℃程度である。
【００４７】
不織布の強度は、不織布のバインダーの使用量（繊維への付着量）によっても好適化される。不織布中のバインダーの含有量としては単位面積当たりの質量でみた場合に１０〜２０質量％であることが好ましい。不織布におけるバインダーの量が上記の範囲より少ないと強度の低下が著しくなり、ガラス繊維の毛羽立ちが目立つようになるおそれがある。一方、バインダーの量が上記の範囲より多いと耐熱性の低下やフィラーの高充填ができなくなるおそれがある。
【００４８】
樹脂組成物は、フィラーが７０〜９５質量％含有されているものである。本発明では、加熱加圧時に繊維が樹脂と絡み合い複合化する不織布を用いていることにより、フィラー分散性を高めることが可能となっている。そして、フィラーの含有量がこの範囲になることによって、樹脂含浸シートの全体にフィラーが高充填されることになり、線膨張係数が低く熱伝導性が高い絶縁層を形成することができる。したがって、寸法安定性と放熱性とに優れた樹脂含浸シートを得ることができる。フィラーの含有量が上記の範囲より低いと高充填できず線膨張性が悪くなったり熱伝導性が低下したりするおそれがある。逆にフィラーの含有量が上記の範囲より高いと樹脂の含浸性や流動性を阻害したりして絶縁層の信頼性を低下させるおそれがある。なお、本発明において樹脂組成物とは、硬化した際に硬化物（成形体）を構成する成分である。すなわち、樹脂組成物とは、溶媒などの揮発成分が除かれたものであり、フィラーの含有量は、溶媒などを含まない樹脂組成物中の量を示している。
【００４９】
フィラーとしては、具体的には、シリカやアルミナを用いることができる他、窒化ホウ素（窒化ボロン）、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等の一般的に使用されている無機フィラーや、アクリルやシリコーン系の有機フィラー等を用いることができる。このうち、アルミナ、窒化ボロン、窒化アルミニウムから選ばれる少なくとも一つのフィラーを用いることが好ましい。その場合、熱伝導率や誘電率、難燃性等の絶縁層としての特性を向上させることができる。特に放熱性を向上させる場合は、アルミナを主成分とすることが好ましく、アルミナ単独で用いたり、その他の高熱伝導率を有するフィラーを併用したりして、求める特性に応じてフィラーを選択することができる。
【００５０】
フィラーには、表面処理剤として一般的なカップリング剤や分散剤を使用して表面処理を施してもよい。
【００５１】
フィラーの粒径としては、平均粒径が１〜３０μｍ程度であることが好ましい。フィラーの粒径がこの範囲になることにより樹脂流動時の分散性が良好になる。フィラーの粒径が上記の範囲よりも小さいと、フィラーを高充填することが難しくなり、流動性が低下するおそれがあり、逆に、フィラーの粒径が上記の範囲よりも大きいと、含浸性が低下する、つまり、フィラーが沈降し易くなったり、繊維の隙間に充填され難くなるおそれがある。なお、フィラーの粒径は、個数平均径（レーザー光を用いた光散乱法による球相当径）であり、レーザー回折粒度分布計などによって測定することができる。
【００５２】
また、フィラーの充填量を増やすために、平均粒径の異なる数種類のフィラーを混合して使用することも可能である。粒度分布の異なるフィラーは市販されており、適宜選択することで用いるフィラーを好適化することができる。
【００５３】
なお、本発明の樹脂含浸シートでは、フィラーが高充填されているので、フィラーの有する特性がそのまま硬化物の特性になる場合が多く、使用するフィラーを適切に選択する必要がある。
【００５４】
樹脂組成物に用いる樹脂としては、熱硬化型エポキシ樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂等を挙げることができる。
【００５５】
また、フィラーとして、アルミナ、窒化ボロン、窒化アルミニウムから選ばれるものを用いたときに、樹脂として熱硬化型エポキシ樹脂を用いることが好ましい。その場合、フィラーを高充填した樹脂組成物の粘度を調整することが容易になり、樹脂の含浸性を高めて信頼性の高い絶縁層を形成するシート材料を得ることができるものである。
【００５６】
樹脂組成物には、これらの樹脂を主成分とし、さらに高分子量成分やエラストマー成分を含有させたりしてもよい。また、難燃性付与成分を適量含有させることで、硬化物の特性をさらに良好にすることが可能である。
【００５７】
不織布への樹脂組成物の含浸は、適宜の方法で行うことができる。例えば、長尺でロール状に巻かれた不織布を長手方向に送りながらコータなどで連続的に樹脂組成物を塗布して含浸させる方法が挙げられる。コータとしては、ローラコータ、バーコータ、スプレーコータ、ダイコータなどが挙げられる。また、樹脂組成物を含有する樹脂ワニスを調製し、この樹脂ワニスに浸漬させて含浸させてもよい。
【００５８】
ここで、樹脂を基材に含浸させやすくするために、樹脂組成物を適宜の溶媒で希釈して樹脂塗料（樹脂ワニス）を調製し、この樹脂塗料を含浸に用いてもよい。この場合、樹脂が溶解したりフィラーが分散されたりして樹脂塗料の粘度が調整されて含浸しやすくなる。溶媒としては、揮発性の高い有機溶剤を好ましく用いることができ、例えば、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）や、メタノール、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）、トルエン、アセトン等を用いることができる。
【００５９】
樹脂組成物が含浸された不織布は、連続的に乾燥させてＢステージ状態（半硬化状態）にすることができる。乾燥条件としては、使用する樹脂硬化系、溶剤の使用の有無等により適宜設定することができ、限定されるものではないが、例えば、１２０〜２００℃、２〜３０分程度に設定することができる。なお、含浸及び乾燥の工程は、これに限られるものではなく、矩形状の不織布を作製して各不織布ごとに行ってもよい。
【００６０】
このような含浸・乾燥工程によって不織布を基材としたＢステージ状態のシートが形成されるものであり、本発明によれば、ガラスクロスでは不可能な濃度でフィラーを高充填させることが可能になる。
【００６１】
こうして形成された樹脂含浸シートの厚みは２００〜５００μｍである。樹脂含浸シートの厚みがこの範囲のように厚いことにより一枚（又は少数枚）の樹脂含浸シートで強度が強く放熱性の高い絶縁層を形成することができる。シートの厚みが２００μｍより薄くなると強度が低下するおそれがある。逆に、シートの厚みが５００μｍより厚くなると樹脂含浸シートを製造しにくくなるおそれがある。樹脂含浸シートの厚みは不織布の厚みや単位面積当たりの質量によって調整することが可能である。その際、ＣＥＭ−３などで用いる基材の厚みや樹脂組成物の使用量を選択すれば、５００μｍ程度の厚いシートを形成することができる。熱伝導性の観点からは樹脂含浸シートの厚みは薄い方が好ましいが、絶縁耐圧設計の観点からは、樹脂含浸シートの厚みは３００μｍ以上であると、強化絶縁構造にする必要がなくコストを安価にすることができるので好ましい。
【００６２】
樹脂含浸シートにおいて、不織布に対する樹脂の量はレジンコンテント（下記式）として表される。この式において、「樹脂」とは、樹脂含浸シートの樹脂層を形成する成分であり、フィラーと有機樹脂成分（エポキシ樹脂や硬化剤や表面処理剤等）を含む。
【００６３】
レジンコンテント ＝ 樹脂量／（樹脂量＋繊維量）
そして、本発明による樹脂含浸シートにおいて、上式のレジンコンテントは９０質量％以上である。レジンコンテントがこの範囲のように高くなることにより、加熱加圧する際に十分な量の樹脂が流動化してフィラーを分散することが可能となり、放熱性をさらに向上することができる。レジンコンテントが９０質量％よりも小さいとこのような作用が十分に得られなくなる。フィラーの充填性を高めるためには、レジンコンテントは９５質量％以上であることが好ましい。その場合、高熱伝導率化と強靭性化のバランス設計を良好にすることができる。また、レジンコンテントは９８質量％以下であることが好ましい。レジンコンテントがこれよりも高くなると繊維量が少なくなって引張強度が低下することとなり、生産時のペーパー切れ（基材切れ）が発生するおそれがある。
【００６４】
樹脂含浸シートは、硬化したとき、すなわち樹脂含浸シート単独で硬化させてＣステージ状態になったときの曲げ弾性係数が８００ｋＮ／ｃｍ２以上であることが好ましい。曲げ弾性係数が高くなることにより、加工して回路を形成する時に基板割れを生じにくくすることができ、部品実装時に基板クラックが発生することのない強度の高い絶縁層を得ることができる。曲げ弾性係数が小さいと基板割れが発生するおそれがある。実質的に曲げ弾性係数の上限は３０００ｋＮ／ｃｍ２である。曲げ弾性係数は、横：２５±０．５ｍｍ、縦：（厚さ）×２０ｍｍ以上の試験片を用い、縦方向の両側端部を支点において、加圧くさびを試験片の中央部に垂直方向に押圧するによって測定することができる。この曲げ弾性試験は、ＪＩＳ規格Ｃ６４８１に準ずる。なお、試験片は縦方向を樹脂含浸シートの長手方向とすることができ、その場合、長手方向の曲げ弾性係数が測定される。
【００６５】
また、樹脂含浸シートは、硬化したとき、すなわち樹脂含浸シート単独で硬化させてＣステージ状態になったときの熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。熱伝導率がこのように高くなることにより、発熱する部品を実装したり発熱する回路を形成したりする場合であっても、生じた熱をさらに良好に放熱することができる。したがって、放熱性の高い絶縁層を得ることができ、放熱性と強度が高いモジュールを容易に形成することができる。実質的に熱伝導率の上限は１２Ｗ／ｍＫである。熱伝導率は、定常状態比較法と呼ばれる方法で測定した値であり、ＡＳＴＭＥ１５３０で一般的に規定される手順で測定される。具体的には、５０ｍｍΦの円板で厚みが５〜１０ｍｍ程度の試験片を作成し、既知の熱伝導率比較用のサンプルを積層してサンプルの熱伝導率を求めることができる。この熱伝導率は、ＡＳＴＭＥ１５３０に準ずる。
【００６６】
ここで、放熱性は、熱抵抗値という指標によって表すことができる。熱抵抗値は、絶縁層の熱伝導率と厚みとから測定されるものである。そして、樹脂含浸シートによって形成された絶縁層は厚みが厚いものであっても熱伝導率が高いので熱抵抗値を低下させることができ、優れた放熱回路を得ることが可能になるものである。
【００６７】
図１は、本発明の樹脂含浸シート１の実施の形態の一例を示す断面図である。樹脂含浸シート１は、有機樹脂成分とフィラー２０とを含む樹脂組成物２によって形成された樹脂層中に、不織布を形成している繊維３が樹脂と絡み合って複合化して構成されている。図示では、繊維３がほぼ均一に複合化した様子を示しているが、完全に均一に複合化していなくてもよく、不織布がふやけたような状態で繊維３が含有されていてもよい。このような樹脂含浸シート１は、加熱加圧した際に、樹脂が流動化して繊維３と複合化するとともにフィラー２０を分散させ、フィラー２０と繊維３とが樹脂組成物２中で絡み合い、絡み合ったまま樹脂層を形成して、Ｂステージ状態のシートとなって形成されるものである。その際、樹脂組成物２には高い濃度でフィラー２０が含まれており、そのためフィラー２０は樹脂層に高充填されている。
【００６８】
図２は、本発明の積層板Ａの実施の形態の一例を示す断面図である。この積層板Ａは、樹脂含浸シート１が硬化して形成された絶縁層５の両面に金属箔４が積層している。図示の形態では、金属箔４は絶縁層５の両面に積層しているが、金属箔４は一方の表面のみに積層していてもよい。
【００６９】
積層板Ａは、図１のような樹脂含浸シート１の表面に金属箔４を重ね合わせ、加熱加圧して金属箔４を圧着するとともに樹脂含浸シート１を硬化させて絶縁層５を形成することにより得られる。この形態においては、樹脂含浸シート１と金属箔４とが接触している。このとき、一枚の樹脂含浸シート１の両面に金属箔４を重ねてもよいし、樹脂含浸シート１を複数枚重ね、この重ねられた樹脂含浸シート１の表面と裏面との両面に金属箔４を重ねてもよい。そして、積層板Ａは、金属箔４が少なくとも一方の面に重ねられることにより、この金属箔４を加工して回路を形成したりそのまま放熱材として用いたりすることができるものである。また、片面の金属箔４をそのまま残存させて回路形成すれば、絶縁層５の強靭性を補強して強度の高い基板材料にすることができる。さらに、両面に金属箔４を積層させたものは、両面を加工して回路を形成したり、一方の面に回路を形成するとともに他方の面を放熱材として用いたりして利用することができ、放熱回路を容易に得ることができるものである。
【００７０】
金属箔４としては、適宜の金属によって形成されたものを用いることができるが、導電性が高く取り扱い性のよい銅箔を用いることが好ましい。
【００７１】
図示の積層板Ａにあっては、絶縁層５が上記の樹脂含浸シート１によって形成されているので、厚みが厚く放熱性の高い強靭な積層板Ａとなるものであり、金属基板をベースとする放熱基板に代るＣＣＬ用途への展開を可能にすることができるものである。樹脂層の厚みを３００μｍにし、片面（裏面）の銅箔１０５μｍとして、回路層（表面）の銅箔を３５μｍにすると、樹脂層の強靭性を厚み１０５μｍの銅箔が強化する役目となり、合せて絶縁層を通過した熱がこの銅箔で速やかに遠方へ熱放散されると言うバランス設計において、非常に良い組合せとなる。
【００７２】
図３は、本発明の積層板Ａの実施の形態の他の一例を示す断面図である。この積層板Ａは、図２の積層板Ａにおいて、絶縁層５と金属箔４との間に絶縁材料層６が配置されている。それ以外は、図２の積層板Ａと同様の構成である。
【００７３】
絶縁材料層６は適宜の絶縁材料にて形成されるものであり、例えば、樹脂組成物を硬化させることによって形成することができる。具体的には、樹脂含浸シート６を構成する樹脂組成物２を用いることができる。この絶縁材料層６は基材を含まなくてもよいし含んでいてもよい。基材を含まない場合は、樹脂含浸シート１の表面に、シート状の絶縁材料を重ねたり、液状（ワニス状）の絶縁材料を塗布したりする。一方、基材を含む場合は、プリプレグなどの、織布や不織布に樹脂を含浸させた他の樹脂含浸シート（絶縁材料）を樹脂含浸シート１に重ねる。そしてその後、金属箔４を絶縁材料の表面に重ねて、この積層体を加熱加圧して圧着させることにより樹脂含浸シート１と絶縁材料とを硬化させて積層体Ａを形成することができる。
【００７４】
図示の形態にあっては、図２の形態と同様に、金属箔４を一方の表面のみに積層してもよい。また、絶縁層５を形成するにあたって、一枚の樹脂含浸シート１を用いても複数枚の樹脂含浸シート１を用いてもどちらでもよい。また、絶縁材料層６が絶縁層５の片面のみに配置されてもよい。
【００７５】
このように金属箔４と絶縁層５との間に絶縁材料層６を配置することにより、この絶縁材料層６を絶縁層５と金属箔４との接着層として機能させることができたり、ガラスクロス基材を含有させることにより強靭性を強化させたりすることが可能になる。
【００７６】
図４は、本発明の積層板Ａの実施の形態の他の一例を示す断面図である。この積層板Ａは、図２の積層板Ａにおいて、一方の金属箔４が金属板７に置き換わっている。すなわち、絶縁層５の一方の面に金属箔４が積層されており、他方の面に金属板７が積層されている。それ以外は、図２の積層板Ａと同様の構成である。
【００７７】
金属板７としては、適宜の金属材料を用いることができ、例えば、鉄、銅、アルミなどを用いることができる。このうち、鉄を用いることが好ましい。金属板７を鉄板で構成することにより、コストを安価にすることができる。また、鉄は線膨張係数が低いので、絶縁層５と金属板７との線膨張係数格差を小さくすることができ、基板割れやクラックなどがない信頼性の高い絶縁基板を得ることができる。
【００７８】
金属板７の厚みとしては、０．１〜１ｍｍ程度であることが好ましい。金属板７の厚みがこの範囲になることにより放熱基板として用いることがより可能となる。金属板７の厚みがこの範囲より薄いと、放熱性が低下するおそれがある。一方、金属板７の厚みがこの範囲より厚いと積層板Ａの厚みが大きくなりモジュールを小型化できなくなるおそれがある。
【００７９】
このような積層板Ａは、樹脂含浸シート１の一方の面（表面）に金属箔４を重ねるとともに、樹脂含浸シート１の他方の面（裏面）に金属板７を重ね、この積層体を加熱加圧して樹脂含浸シート１を硬化させて絶縁層５を形成して得られるものである。その際、絶縁層５を形成するにあたって、一枚の樹脂含浸シート１を用いても複数枚の樹脂含浸シート１を用いてもどちらでもよい。
【００８０】
この積層板Ａにあっては、一方の面に金属箔４が重ねられていることにより、加工して回路を形成しやすいとともに、他方の面に金属板７が重ねられていることにより、発熱する部品を実装したり回路が発熱したりする場合でも、熱伝導性が高い絶縁層５で熱を素早く通過させた後、熱を瞬時に金属板７で拡散できるので、さらに高い放熱性を発揮することができる。
【００８１】
図２〜図４のように、金属箔４が少なくとも一方の面に積層された積層板Ａにおいては、金属箔４の厚みが１０５μｍ以下であることが好ましい。それにより、金属箔４の厚みが調整されて、金属箔４を放熱材として用いたり、加工して回路形成したりすることができ、放熱回路を簡単に形成することができる。金属箔４の厚みは３５μｍ以上であることが好ましい。金属箔４の厚みがこれより小さいと十分に放熱作用を及ぼすことが期待できなくなるおそれがある。
【００８２】
積層板Ａの両方の面に金属箔４を配置する場合は、一方の面に放熱用の金属箔４を配置し、他方の面に回路形成用の金属箔４を配置することができる。このとき、放熱用の金属箔４の厚みを３５〜２５０μｍ程度にし、回路形成用の金属箔４の厚みを１２〜１０５μｍ程度に設定することができる。それにより、金属層の厚みを用途によって好適化して、放熱性の高い基板材料を得ることが可能になる。
【００８３】
また、積層板Ａは一枚又は複数枚の樹脂含浸シート１を用いて絶縁層５が形成されるが、好ましくは、樹脂含浸シート１を一枚用いて絶縁層５を形成するものである。それにより、複数枚重ねて厚みが厚くなり過ぎて熱抵抗値が増大することがなく放熱性を良好にすることができる。また、樹脂含浸シート１が一枚でよいので、製造時の作業性を良好にし、簡単に積層板Ａを得ることができる。そして、本発明では、一枚の樹脂含浸シート１であっても樹脂含浸シート１の厚みが厚いことにより、十分な厚みを確保して、薄いシートを複数枚重ねたときのような厚みのある絶縁層５を形成することができ、一枚で積層板Ａとしての特性を満足する基板材料を提供することが可能である。
【００８４】
図５は、本発明のモジュールの実施の形態の一例を示す断面図である。このモジュールは絶縁層５の一方の面に回路配線８が形成されるとともに、絶縁層５の他方の面には金属箔４が積層されている。部品１０は、直接又はワイヤー９を介して、回路配線８と電気的に接続されて絶縁層５の表面に実装されている。部品１０としては、例えば、ＬＥＤ素子などの発熱部品（発熱性のある部品）を用いることができ、その場合、図示のモジュールはＬＥＤモジュールとして用いられる。
【００８５】
このモジュールは図２の積層板Ａを用いて形成することができる。すなわち、まず、図２の積層板Ａの一方の面の金属箔４をフォトリソグラフィ法などによってパターン状にエッチング等して加工することによって回路配線８を形成し、次に、部品１０を実装する。その後、ワイヤー９などその他の部材を取り付ける。
【００８６】
モジュールの絶縁層５は、図１のような樹脂含浸シート１から形成されており、フィラー２０が高充填され、熱伝導性が高く強度が高いものとなっている。したがって、ＬＥＤ素子といった発熱性のある部品１０を実装する場合であっても、熱伝導性が高い絶縁層５で生じた熱を素早く拡散し放熱することができる。また、繊維３が樹脂と複合化されて絶縁層５が形成されていることによって強度が高くなっており、基板割れやクラックを起こすことがない。このように、放熱性が高く強度の高いモジュールを得ることができるものである。
【００８７】
なお、図５のモジュールは、図２のような両面に金属箔４が積層された積層板Ａを用いて形成したものを示しているが、本発明のモジュールはこれに限られることはない。すなわち、片面のみに金属箔４が積層された積層板Ａを加工して形成してもよいし、図３のような積層板Ａを用いて、絶縁材料層６が金属箔４と絶縁層５との間に配置されていてもよい。また、図４のような積層板Ａを用いて、絶縁層５の回路形成した側と反対の面に金属板７が配置されるモジュールとしてもよい。
【実施例】
【００８８】
以下、本発明を実施例によりさらに説明する。
【００８９】
（実施例１）
〔不織布〕
不織布として、ガラス不織布（オリベスト社製、「グラベスト」）を使用した。仕様は次の通りである。
・ガラス繊維：６μｍ径×１３ｍｍ長（７５質量％）、６μｍ径×２０ｍｍ長（２５質量％）
・密度：０．１３ｇ／ｃｍ３
・シート坪量：２５ｇ（面積１ｍ２）
・厚み：１７０μｍ
・バインダー：エポキシ系樹脂
なお、シート坪量とは、ガラス不織布の単位面積当りの質量である。
【００９０】
〔樹脂組成物〕
樹脂と硬化剤とフィラーとを溶剤中で高速ディスパーにて混合して樹脂組成物のスラリーを得た。その際、溶剤を除いた成分中のフィラーの含有量は９０質量％にした。また、粘度が１０００ｃｐｓになるように溶剤量を調整した。
・樹脂：熱硬化型エポキシ樹脂（ビスＡエポキシ樹脂と多官能エポキシ樹脂とを適宜配合したもの）
・硬化剤：フェノール系硬化剤（明和化成工業社製「ＤＬ９２」）
・フィラー：アルミナフィラー（電気化学工業社製「ＤＡＷ０５」、平均粒径５μｍ）
・溶剤：ＭＥＫ
〔含浸・乾燥〕
ガラス不織布を樹脂組成物のスラリーに浸漬して樹脂を基材に含浸させた。この樹脂含浸基材を１５０℃で３分間乾燥することにより、Ｂステージ状になった樹脂含浸シート（厚み：２００μｍ、質量：約６００ｇ／ｍ２）を得た。
【００９１】
この樹脂含浸シートのレジンコンテントは約９５質量％であった。また、樹脂含浸シートを硬化させた硬化物（Ｃステージ状態）の熱伝導率は約５Ｗ／ｍＫであり、曲げ弾性係数は、１０００ｋＮ／ｃｍ２であった。なお、熱伝導率の測定は、定常状態比較法（ＡＳＴＭＥ１５３０）により行った。
【００９２】
また、曲げ弾性係数の測定については、ＪＩＳ規格Ｃ６４８１に準じ、横：２５±０．５ｍｍ、縦：（厚さ）×２０ｍｍ以上の試験片を用い、縦方向の両側端部を支点において、加圧くさびを試験片の中央部に垂直方向に押圧することによって測定した。
【００９３】
〔積層板〕
上記によって得た樹脂含浸シートを２枚重ね、その一方の面に厚み１０５μｍの銅箔を、他方の面に厚み３５μｍの銅箔をそれぞれ重ねて、１７０℃、４ＭＰａで９０分間加熱加圧した。これにより、図２のような両面に金属箔を配する積層板が得られた。
【００９４】
〔モジュール〕
得られた積層板の３５μｍ側の銅箔を回路形成し、１０ｍｍ□のチップ抵抗を利用した発熱部品を実装した。また、１５０ｍｍ□で厚みが１００ｍｍ程度のアルミ製の放熱フィンに、この実装された積層板を放熱ペーストを薄く塗ってから１０５μｍ側の銅箔側から密着させて、モジュールを作製した。このモジュールについて、電力負荷を行い、部品の内部温度を測定し、飽和した時点の温度から室温を差引いた温度を上昇温度とし、その温度を不可電力（Ｗ）で割った値を熱抵抗値として、測定した結果、０．５℃／Ｗとなり、放熱性が高いことが確認された。
【００９５】
（実施例２）
〔不織布〕
不織布として、ガラス不織布（オリベスト社製、「グラベスト」）を使用した。仕様は次の通りである。
・ガラス繊維：９μｍ径、１３ｍｍ長（７５質量％）、９μｍ径×２０ｍｍ長（２５質量％）
・密度：０．１３ｇ／ｃｍ３
・シート坪量：４０ｇ（面積１ｍ２）
・厚み：３５０μｍ
・バインダー：アクリル系樹脂
〔樹脂組成物〕
樹脂と硬化剤とフィラーとを溶剤中で高速ディスパーにて混合して樹脂組成物のスラリーを得た。その際、溶剤を除いた成分中のフィラーの含有量は８５質量％にした。また、粘度が５００ｃｐｓになるように溶剤量を調整した。
・樹脂：熱硬化型エポキシ樹脂（ビスＡエポキシ樹脂と多官能エポキシ樹脂とを適宜配合したもの）
・硬化剤：アミン系硬化剤（ジシアンジアミド、日本カーバイド社製）
・フィラー：アルミナフィラー（電気化学工業社製「ＤＡＷ０５」、平均粒径５μｍ）
・溶剤：ＭＥＫ、メタノール（質量混合比８０：２０）
〔含浸・乾燥〕
ガラス不織布を樹脂組成物のスラリーに浸漬して樹脂を基材に含浸させた。この樹脂含浸基材を１５０℃で３分間乾燥することにより、Ｂステージ状になった樹脂含浸シート（厚み：４００μｍ、質量：約１１００ｇ／ｍ２）を得た。
【００９６】
この樹脂含浸シートのレジンコンテントは９６質量％であった。また、樹脂含浸シートを硬化させた硬化物（Ｃステージ状態）の熱伝導率は約３Ｗ／ｍＫであり、曲げ弾性係数は、１５００ｋＮ／ｃｍ２であった。なお、熱伝導率及び曲げ弾性係数の測定は、実施例１と同様の方法により行った。
【００９７】
〔積層板〕
上記によって得た樹脂含浸シートを１枚用い、その両面に厚み３５μｍの銅箔をそれぞれ重ねて、１７０℃、４ＭＰａで９０分間加熱加圧した。これにより、図２のような両面に金属箔を配する積層板が得られた。
【００９８】
〔モジュール〕
得られた積層板の片面の銅箔を回路形成し、１０ｍｍ□のチップ抵抗を利用した発熱部品を実装した。また、１５０ｍｍ□で厚みが１００ｍｍ程度のアルミ製の放熱フィンに、この実装された積層板を放熱ペーストを薄く塗ってからベタ銅箔側から密着させて、モジュールを作製した。このモジュールについて、電力負荷を行い、部品の内部温度を測定し、飽和した時点の温度から室温を差引いた温度を上昇温度とし、その温度を不可電力（Ｗ）で割った値を熱抵抗値として、測定した結果、１．２℃／Ｗとなり、放熱性が高いことが確認された。
【００９９】
（実施例３）
〔積層板〕
実施例１で得た樹脂含浸シートを１枚用い、その一方の面に厚み０．３ｍｍの鉄板を、他方の面に厚み３５μｍの銅箔をそれぞれ重ねて、１７０℃、４ＭＰａで９０分間加熱加圧した。これにより、図４のような、一方の面に金属箔を配し他方の面に金属板を配する積層板（金属ベース基板）が得られた。
【０１００】
〔モジュール〕
得られた積層板の片面の銅箔を回路形成し、１０ｍｍ□のチップ抵抗を利用した発熱部品を実装した。また、１５０ｍｍ□で厚みが１００ｍｍ程度のアルミ製の放熱フィンに、この実装された積層板を放熱ペーストを薄く塗ってから鉄板側から密着させて、電力負荷を行い、部品の内部温度を測定し、飽和した時点の温度から室温を差引いた温度を上昇温度とし、その温度を不可電力（Ｗ）で割った値を熱抵抗値として、測定した結果、０．７℃／Ｗとなり、鉄板込みの熱抵抗を測定したが、放熱性が高いことが確認された。
【０１０１】
（試験例１：曲げ弾性係数）
ガラス繊維として、９μｍ径×１３ｍｍ長のみを使用したガラス不織布を用いた。それ以外は実施例２と同様にして、樹脂含浸シートを作製し、硬化させた。この硬化物の曲げ弾性係数を測定した結果、６００ｋＮ／ｃｍ２となり、非常にもろい基板となった。これにより、曲げ弾性係数は８００ｋＮ／ｃｍ２以上が好ましいことが確認された。
【０１０２】
（試験例２：熱伝導率）
フィラーをシリカにした以外は、実施例２と同様に、樹脂含浸シートを作製し、硬化させた。線膨張係数はα１（ガラス転移温度以下での線膨張係数）が１３ｐｐｍであり非常に小さい値だったが、熱伝導率は約１Ｗ／ｍＫとなり放熱性があまりよくない傾向を示した。
【０１０３】
（比較例１）
ガラス不織布として、１２μｍ径×１３ｍｍ長のガラス繊維のみから形成されたものを用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、樹脂含浸シートを作製した。樹脂を含浸するものの、形成されたシートは、非常に表面の外観がでこぼこになった。また、硬化物を作成したが、非常にもろい基板となった。
【０１０４】
（比較例２）
ガラス不織布として、９μｍ径×９ｍｍ長のガラス繊維のみから形成されたものを用いた。それ以外は、実施例２と同様にして、樹脂含浸シートを作製し、硬化させた。この硬化物は、非常にもろい基板となって、割れやすいものであり、使用上の問題が発生すると考えられた。
【０１０５】
（比較例３）
フィラーをシリカに変更し、フィラー含有量７０質量％のスラリーとした。また、ガラス不織布として、６μｍ径×１３ｍｍ長のガラス繊維のみから形成されたものを用い、その坪量を７０ｇとした。それ以外は実施例２と同様にして、このガラス不織布にスラリーを含浸し、４００μｍの樹脂含浸シートを作製した。このとき、レジンコンテントは、９０質量％弱となった。断面を観察するとガラス繊維の含有面積が多いことが一目で分かった。熱伝導率に影響を与える程度にバインダーが占める面積も多く放熱性に課題が発生すると考えられる。
【０１０６】
（比較例４）
フィラー含有量を６０質量％にした。それ以外は、実施例１と同様にして、樹脂含浸シートを作製し、硬化させた。流動性や含浸性は良好となったが、熱伝導性が低下し、線膨張係数も高い硬化物となるため、使用不可である。
【０１０７】
（比較例５）
フィラー含有量を９６質量％にした。それ以外は、実施例１と同様にして、樹脂含浸シートを作製した。ただし、含浸性が非常に悪いので、含浸時の樹脂粘度を３００ｃｐｓとして、含浸した。樹脂含浸シートの外観はカスレが発生した状態となり、硬化物としては良品を採取できなかった。
【０１０８】
（比較例６）
ガラス不織布の坪量を２０ｇ（面積１ｍ２）にし、それ以外は実施例１と同様の方法で１５０μｍの樹脂含浸シートの作製を試みた。なお、その際、手すきサンプルを作製し、含浸させた。しかし、絞りをきつくしたために、非常にペーパー切れが多発した。製法を片面からのコーティング製法にすれば、製造の可能性は高くなると思われるが、非常に難しいと考えられる。これにより、２００μｍより薄いシートは問題があることが確認された。
【０１０９】
（比較例７）
ガラス不織布の坪量を５０ｇ（面積１ｍ２）にし、それ以外は実施例１と同様の方法で厚み６５０μｍの樹脂含浸シートの作製を試みた。非常に重量感があり、樹脂含浸シートと言うよりは、板状のものとなった。製造時のロール等のＲが小さい場合には、折れ等が発生する可能性があり、また、自重によってペーパー切れの可能性が高くなる。さらに、非常に分厚いので揮発分を測定すると、１％以上の揮発分が残ってしまい、硬化時のボイドや信頼性に問題が出る可能性が高いことが分かった。これにより、厚み５００μｍを超えると問題があることが確認された。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 樹脂含浸シート
２ 樹脂組成物
３ 繊維
４ 金属箔
５ 絶縁層
６ 絶縁材料層
７ 金属板
８ 回路配線
１０ 部品
２０ フィラー
Ａ 積層板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱性を必要とする絶縁層の形成に用いる樹脂含浸シート、積層板、及びモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、織布や不織布などの基材に樹脂を含浸させて形成した樹脂含浸シート（樹脂シート）が知られており、樹脂含浸シートの性能を上げる試みがなされている。例えば、ＣＥＭ−３等では、中心層としてのガラス不織布基材に、難燃剤として水酸化アルミニウム等の充填材を含有する樹脂組成物を含浸させて、低線膨張化や原材料費削減を図ることが試みられている。また、ガラスクロスなどの織布基材に樹脂を含浸させて多層基板用の材料とすることも一般的に利用されており、このような樹脂含浸基材はプリプレグと呼ばれている。プリプレグを始めとする樹脂含浸基材については近年、フィラー等を高充填して厚み方向の線膨張係数を低減させる開発が盛んに行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
シート材料に用いるフィラーとしては、部品の発熱を効率良く放散させるために、熱伝導性の高いものを使用することが試みられており、熱伝導性の高いフィラーを用いることで絶縁材料自体の熱伝導率が向上してきている。ここで、フィラーを高充填するためには、一般的に使用されているガラスクロス基材では限界がある。基材としてガラスクロスを用いた場合、ガラスクロスの表面だけにフィラーが高充填された樹脂層が形成され、ガラスクロスの束の部分（クロスが交差する部分）では樹脂不足となってしまうため、信頼性を低下させる原因となってしまうからである。また、シートの形成に用いる樹脂の量にも限界がある。シートの厚みのほとんどを樹脂で形成すれば、充填性をかなり確保できることとなるが、フィラーが高充填された樹脂組成物で、レジンコンテントが６０質量％以上になると製造しにくくなってしまうからである。また、高充填してもガラスクロスのような基材を用いた場合、フィラーが充填されない基材層が形成されるので、この基材層ではフィラーによる機能向上が見込めない。
【０００４】
放熱性の向上のために、アルミ板などの厚みの厚い金属板を基板（ベース）に用い、その表面に絶縁層を形成して、部品の発熱を防止する放熱性の特殊な基板も開発されている（例えば、特許文献２参照）。その絶縁層には、フィラーを高充填したプリプレグや樹脂シートなどが利用されている。また、フィラーを高充填した樹脂組成物を金属板に印刷塗布して絶縁層を形成することも行われている。しかし、アルミ板をベースにすると、アルミは熱膨張係数が非常に大きいために、実装された部品が半田クラックにより断線するという問題が生じる。このような問題を解決するために銅板を使用することが考えられるが、銅板を使用した場合、非常に重量が重い基板となってしまい、回路基板を軽量化することができなくなるという問題が生じる。
【０００５】
ところで、フィルム等に樹脂をコーティングして樹脂層を形成した、ガラスクロスなどの基材を含まない樹脂シート材料が知られている。このような樹脂シート材料にフィラーを高充填させることも考えられる。しかし、このような樹脂シート材料は、厚みを厚くすると揮発分を含有する樹脂組成物では、内部（樹脂層のフィルム側）に揮発分が残留しやすくなり、乾燥条件を最適化すると生産性に問題をきたすほど乾燥速度が低下してしまうという問題がある。したがって、フィルム付樹脂シートでは、表面が平滑で、放熱性が高く厚みの厚いシートを容易に得ることができない。
【０００６】
さらに、硬化後の基板材料の強度を確保するためには、一般的に、何らかの基材を使用することが必要であり、基材を含有しない上記のような樹脂シート材料では十分な強度が得られない。プリプレグを用いれば、強度確保の点では問題ないが、既述のように、高熱伝導率を有する絶縁層の形成には絶対的な樹脂量の不足の問題や、厚みを厚くすることができないといった問題がある。更に厚みを厚くするために、複数枚を重ねて使用することが考えられるが、価格アップの原因になるので、商品価値は低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３４８４８８号公報
【特許文献２】特開２００９−１６４５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、フィラーが高充填して熱伝導性が優れ、厚みが厚く放熱用途に好適に用いることができる樹脂含浸シート、積層板、及びモジュール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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、不織布に、フィラー２０が７０〜９５質量％含有された樹脂組成物２を含浸し、Ｂステージ状態にした厚み２００〜５００μｍの樹脂含浸シート１であって、レジンコンテントが９０質量％以上であり、不織布は１０μｍ径以下で１３ｍｍ長以上の繊維３によって形成されていることを特徴とする樹脂含浸シートである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、上記構成の樹脂含浸シート１において、硬化したときの曲げ弾性係数が８００ｋＮ／ｃｍ２以上であることを特徴とする樹脂含浸シートである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、上記構成の樹脂含浸シート１において、硬化したときの熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする樹脂含浸シートである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、上記構成の樹脂含浸シート１において、フィラー２０が、アルミナ、窒化ボロン、窒化アルミニウムから選ばれる少なくとも一つであり、上記樹脂組成物はエポキシ樹脂を主成分として含有していることを特徴とする樹脂含浸シートである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、上記構成の樹脂含浸シート１の少なくとも一方の面側に金属箔４を重ねて硬化してなることを特徴とする積層板Ａである。
【００１４】
請求項６に係る発明は、上記構成の樹脂含浸シート１の一方の面側に金属箔４を重ねると共に他方の面側に金属板７を重ねて硬化してなることを特徴とする積層板Ａである。
【００１５】
請求項７に係る発明は、上記構成の積層板Ａにおいて、一枚の樹脂含浸シート１を用いて形成されたことを特徴とする積層板Ａである。
【００１６】
請求項８に係る発明は、上記構成の積層板Ａにおいて、金属箔４の厚みが１０５μｍ以下であることを特徴とする積層板Ａである。
【００１７】
請求項９に係る発明は、上記構成の積層板Ａを用いて形成された回路基板に、部品１０を実装してなることを特徴とするモジュールである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、フィラーが高充填されていることにより、線膨張係数が低く熱伝導性が高い絶縁層を形成することができるので、寸法安定性に優れるとともに、表面に形成された回路や部品が熱を発した場合には効率よく熱を伝導し、放熱性を向上することができるものである。また、直径の小さい繊維によって形成された不織布を用いることにより、単位質量当たりの繊維量が増加するので、硬化したときの強靭性を向上することができるものである。そして、レジンコンテントが高く樹脂量が繊維に比較して多いことにより、樹脂が繊維に十分に含浸すると共に加熱加圧した際に樹脂が流動するのに伴って不織布の繊維が樹脂に絡まって樹脂層中で樹脂と複合化され、その複合化された樹脂層にフィラーが高充填されるので、強靭性と放熱性とを共に高めることができるものである。そして、樹脂含浸シートの厚みが厚いことにより、厚い絶縁層を必要とするモジュールにおいて、簡単に放熱性と強靭性の高い絶縁層を形成することができるものである。また、不織布の基材を用いているため基材の両面から乾燥させることができるので、フィルム材を用いた場合のような乾燥不良を防止することができるとともに、フィラーが高充填された樹脂組成物を簡単に基材に含浸することができるものであり、厚みが厚く硬化後の強度が高い絶縁シート材料を容易に得ることができるものである。
【００１９】
請求項２の発明によれば、曲げ弾性係数が高くなることによって、加工時に基板割れを生じにくくすることができるので、部品実装時に基板クラックが発生することのない強度の高い絶縁層を得ることができるものである。
【００２０】
請求項３の発明によれば、熱伝導率が高くなることにより、発熱する部品を実装したり発熱する回路を形成したりする場合であっても、生じた熱をさらに効率よく放熱することができるので、放熱性の高い絶縁層を得ることができ、放熱性と強度が高いモジュールを容易に形成することができるものである。
【００２１】
請求項４の発明によれば、フィラー及び樹脂が好適化されて、熱伝導率や誘電率、難燃性等の絶縁層としての特性を向上させることができるものである。また、フィラーを高充填した樹脂組成物の粘度を調整することが容易になり、樹脂の含浸性を高めて信頼性の高い絶縁層を形成するシート材料を得ることができるものである。
【００２２】
請求項５の発明によれば、金属箔を重ねた積層板となることにより、この金属箔を加工して回路を形成したりそのまま放熱材として用いたりすることができるものである。また、片面の金属箔をそのまま残存させて回路形成すれば、絶縁層の強靭性を補強して強度の高い基板材料にすることができるものである。そして、絶縁層が上記の樹脂含浸シートによって形成されているので、厚みが厚く放熱性の高い強靭な積層板を得ることができ、金属基板をベースとする放熱基板に代るＣＣＬ用途への展開を可能にすることができるものである。そして、金属箔に銅箔を用いて、この銅箔をある程度の厚み例えば１０５μｍにすると、銅箔の腰の強さと銅箔の熱伝導率の高さによって、絶縁層の強靭性の不足を補い、絶縁層の高熱伝導率との相乗効果で一般的に市販されているアルミ基板以上の放熱特性と加工性において優れた基板となることが可能になる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、一方の面に金属箔が重ねられていることにより、加工して回路を形成しやすいとともに、他方の面に金属板が重ねられていることにより、発熱する部品を実装したり回路が発熱したりする場合でも、熱伝導性が高い絶縁層で熱を素早く通過させた後、熱を瞬時に金属板で拡散できるので、さらに高い放熱性を発揮することができるものである。
【００２４】
請求項７の発明によれば、一枚の樹脂含浸シートで絶縁層を形成することにより、複数枚重ねて厚みが厚くなり過ぎて熱抵抗値が増大することがなく放熱性を良好にすることができるものである。また、一枚の樹脂含浸シートを用いることにより、製造時の作業性を良好にし、簡単に積層板を得ることができるものである。そして、一枚の樹脂含浸シートであっても樹脂含浸シートの厚みが厚いことにより、十分な厚みを確保して、薄いシートを複数枚重ねたときのような厚みのある絶縁層を形成することができ、一枚で積層板としての特性を満足する基板材料を提供することが可能になるものである。
【００２５】
請求項８の発明によれば、金属箔の厚みが調整されて、金属箔を放熱材として用いることができるとともに、加工して回路形成することもできるので、放熱回路を簡単に形成することができるものである。
【００２６】
請求項９の発明によれば、発熱するような部品を実装する場合であっても、生じた熱を素早く拡散し放熱することができる、放熱性が高く強度の強いモジュールを得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の樹脂含浸シートの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の積層板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の積層板の実施の形態の他の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の積層板の実施の形態の他の一例を示す断面図である。
【図５】本発明のモジュールの実施の形態の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２９】
本発明の樹脂含浸シートは、不織布に、フィラーが７０〜９５質量％含有された樹脂組成物を含浸し、Ｂステージ状態にしたものであり、その厚みは２００〜５００μｍである。
【００３０】
基材を含まずにフィラーを高充填した樹脂シートや、織布基材を含みフィラーを充填したプリプレグ等は既に知られており、市販もされているが、厚みが厚く硬化後の曲げ強度が高い絶縁層を形成するシート材料でありながら、フィラーが高充填されて放熱性が優れたものは未だ開発されていなかった。それは、プリプレグを生産する際に、基材に樹脂を含浸し乾燥させる工程を行うが、そのとき、基材として引っ張り強度が高いガラスクロスを用いれば高速で含浸・乾燥工程を行っても切れたりすることがなく良好に生産することができるものの、フィラーの含有量が高い樹脂組成物を含浸すると樹脂が不足することによってガラスクロスの束の隙間にカスレが発生してしまうため、プリプレグに十分な絶縁信頼性を付与することができなくなるからである。
【００３１】
一方、ガラス不織布などの不織布にフィラーを高充填させることはＣＥＭ−３等において一般的に行われている。しかし、ガラス不織布は、ガラスクロス以上に含浸・乾燥工程において切れやすいといった問題があり、実用化することは難しかった。
【００３２】
また、フィラーが高充填されており厚みが厚い樹脂シートとして、ＰＥＴフィルムの表面にフィラーを高充填させた樹脂をコーティングし、加熱乾燥してＢステージ状態にした樹脂シートも考えられる。しかしながら、コーティング層の厚みを厚くするとＰＥＴフィルム側の樹脂、つまりコーティング層の内部側が乾燥不足となり、このような樹脂シートは、表面は乾いているが内部はべとべとの状態にしかならず、これを用いて加熱加圧成形すると、ボイドが発生したりして信頼性を低下させる要因となり、実用化に適さない。
【００３３】
そこで、発明者らは、両面から乾燥ができれば、そのような乾燥不良の問題を解消できることに着眼し、フィラーを高充填させることができ、基材を利用した製法を用いることができる不織布を利用することを見出して、本発明の樹脂含浸シートを完成させたものである。
【００３４】
不織布は、樹脂含浸シートの基材となるものである。不織布としては、繊維をバインダーによって繋いで布状に成形したものを用いることができる。本発明では、フィルム材に樹脂をコーティングするのではなく、不織布の基材に樹脂を含浸させているため基材を両面から乾燥させることができる。したがって、フィルム材を用いた場合のような乾燥不良を防止することができるのである。また、両面乾燥によって、フィラーが高充填された樹脂組成物を簡単に基材に含浸することができ、その結果、厚みが厚く硬化後の強度が高い絶縁シート材料を容易に得ることができるものである。
【００３５】
そして、本発明では基材として、ガラスクロスのような織布ではなく不織布を用いている。この不織布は、含浸・乾燥工程においては切れることがなく、樹脂を繊維に十分に含浸させることができ、加熱加圧した際には、樹脂が流動するのに伴って不織布の繊維が樹脂に絡まって樹脂層中で樹脂と複合化させるものである。このように樹脂と繊維とが複合化されると、硬化したときに繊維が絶縁層に均一に配置されて硬化物が成形され、高い強靭性を得ることができる。また、樹脂の流動に伴って高充填されたフィラーも分散して均一に配置されることになり、高い放熱性を得ることができる。こうして、強靭性と放熱性とを併せもつ絶縁層を形成することが可能になるものである。
【００３６】
ＣＥＭ−３などでは、不織布にフィラーをある程度の量で充填することは一般的に行われてきた。しかし、ＣＥＭ−３のように表面側にガラスクロスのような織布を配置するのではなく、基材として不織布のみを用いてフィラーが高充填された樹脂組成物を含浸した厚みの厚い樹脂含浸シートは開発されていない。本発明による樹脂含浸シートでは、基材として不織布のみを用いることで高い放熱性を得ることが可能になったものである。
【００３７】
不織布に用いる繊維のサイズとしては、直径（繊維径）が１０μｍ径以下で、長さ（繊維長）が１３ｍｍ長以上の繊維を用いる。繊維が細かいことにより、樹脂含浸シートの表面の平滑性を向上することができる。また、直径が小さいことにより繊維が樹脂を含浸して複合化しやすくなるとともに、繊維の長さが長いことにより強靭性を向上することができる。すなわち、細い繊維を使用することによって単位質量当たりの繊維数が増加し、強度を高くすることができるのである。繊維のサイズが上記から外れると表面平滑性を損ねたり、樹脂含浸性を損ねたりするおそれがある。強度を高めるために、繊維の直径はさらに７μｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
また、繊維の直径は３μｍ径以上であることが好ましく、繊維の長さは２５ｍｍ長以下であることが好ましい。繊維が細くなりすぎると、基材中のガラス繊維の本数が非常に多くなり、フィラーが高充填された樹脂の含浸性が低下するおそれがある。また、繊維が長くなりすぎると製造時に繊維が結束しやすくなり、束状になり外観不良が発生しやすくなるおそれがある。しかし、製造上の課題であって、技術の進歩が今後なされれば、短い繊維と長い繊維を複合化させて使用することで、強靭性があり、含浸性が阻害されない良好なガラス不織布となる可能性もある。繊維のサイズとして好ましいものとしては、例えば、細長いサイズの平均６μｍ径１３ｍｍ長のものが挙げられる。また、平均９μｍ径１３ｍｍ長の繊維も用いることができ、それ以外のサイズであっても上記の範囲を満たせば条件を好適化することによって用いることができる。なお、繊維のサイズは光学顕微鏡により確認できる。
【００３９】
不織布は、含浸・乾燥工程において切れやすい。そのため、フィラーの充填性に影響を与えないで、引っ張り強度を高めることが重要である。不織布の引っ張り強度は、適宜に設定して好適化されるものであり、特に限定されるものではないが、不織布の引っ張り強度は４０〜８０Ｎ／１５ｍｍであることが好ましい。不織布の引っ張り強度がこの範囲より小さいと含浸・乾燥工程で切れるおそれがあり、逆に、不織布の引っ張り強度がこの範囲より大きいと樹脂含浸性やフィラー充填性が低下するおそれがある。
【００４０】
不織布の引っ張り強度は、ＪＩＳＰ ８１１３に準じて測定することができる。具体的には、
測定機械 ：定速伸張形引張試験機
測定条件 ： JIS P 8111準拠 「標準状態：23℃、50%RH」
サンプルサイズ ：15mm×270mm「チャック間距離：180mm」
数値 ：強さをN/15mmで表記
の方法で実施することができる。
【００４１】
ここで、不織布は、通常、長尺の布状体（シート状体）がロール状に巻かれて形成されているものであり、引っ張り強度は長手方向（縦方向）に引っ張ることによって測定される。なお、不織布には通常、繊維の配向性があり、タテ方向の方が高い値を示す。特に生産時に引張強度として管理が必要なのはタテ方向なので、タテ方向の強度で一般的に検討されている。
【００４２】
なお、不織布の引裂強度を好適なものにすることも好ましい。不織布のタテ方向の引裂強度は、例えば８００〜１５００ｍＮ程度に設定される。不織布の引裂強度は、エルメンドルフ型引裂試験機を使用して測定することができる。その際、サンプルサイズは、６３×２７０ｍｍ（切り込み長さ：２０ｍｍ、引裂長さ４３ｍｍ）、重ね枚数は４枚として、ＪＩＳＰ８１１６に準拠した測定を行う。
【００４３】
不織布の厚みとしては、１５０〜４００μｍであることが好ましい。不織布の厚みがこの範囲になることにより、樹脂含浸シートの厚みを不織布一枚で上記の範囲に容易にすることができる。
【００４４】
不織布に用いる繊維としては、有機繊維を用いた有機不織布を用いることもできるが、無機繊維を用いた無機不織布を用いることが好ましく、中でも、ガラス不織布かセラミック不織布のいずれかを用いることが好ましく、ガラス不織布を用いることがさらに好ましい。ガラス不織布を使用すれば、安価であり、有機繊維と比較して熱伝導率が高いので、樹脂を含浸した際のシートとしての熱伝導率の向上が期待できる。更に有機繊維では加熱時の収縮や耐熱性も考慮しなければならない。
【００４５】
不織布に用いるバインダーとしては、特に限定されるものではないが、樹脂バインダーを好ましく用いることができ、例えば、アクリル系樹脂のバインダーや、エポキシ系樹脂のバインダーを好ましく用いることができる。
【００４６】
また、バインダーとして、加熱時においても軟化しにくいものであれば、繊維の束が崩れることなく保持されて、引裂強度が低下することがなく、強靭性を維持することができるので好ましい。そのようなバインダーとしては軟化溶融温度が１２０℃以上のものが例示される。バインダーの軟化溶融温度の上限は、実質的に１７０℃程度である。
【００４７】
不織布の強度は、不織布のバインダーの使用量（繊維への付着量）によっても好適化される。不織布中のバインダーの含有量としては単位面積当たりの質量でみた場合に１０〜２０質量％であることが好ましい。不織布におけるバインダーの量が上記の範囲より少ないと強度の低下が著しくなり、ガラス繊維の毛羽立ちが目立つようになるおそれがある。一方、バインダーの量が上記の範囲より多いと耐熱性の低下やフィラーの高充填ができなくなるおそれがある。
【００４８】
樹脂組成物は、フィラーが７０〜９５質量％含有されているものである。本発明では、加熱加圧時に繊維が樹脂と絡み合い複合化する不織布を用いていることにより、フィラー分散性を高めることが可能となっている。そして、フィラーの含有量がこの範囲になることによって、樹脂含浸シートの全体にフィラーが高充填されることになり、線膨張係数が低く熱伝導性が高い絶縁層を形成することができる。したがって、寸法安定性と放熱性とに優れた樹脂含浸シートを得ることができる。フィラーの含有量が上記の範囲より低いと高充填できず線膨張性が悪くなったり熱伝導性が低下したりするおそれがある。逆にフィラーの含有量が上記の範囲より高いと樹脂の含浸性や流動性を阻害したりして絶縁層の信頼性を低下させるおそれがある。なお、本発明において樹脂組成物とは、硬化した際に硬化物（成形体）を構成する成分である。すなわち、樹脂組成物とは、溶媒などの揮発成分が除かれたものであり、フィラーの含有量は、溶媒などを含まない樹脂組成物中の量を示している。
【００４９】
フィラーとしては、具体的には、シリカやアルミナを用いることができる他、窒化ホウ素（窒化ボロン）、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等の一般的に使用されている無機フィラーや、アクリルやシリコーン系の有機フィラー等を用いることができる。このうち、アルミナ、窒化ボロン、窒化アルミニウムから選ばれる少なくとも一つのフィラーを用いることが好ましい。その場合、熱伝導率や誘電率、難燃性等の絶縁層としての特性を向上させることができる。特に放熱性を向上させる場合は、アルミナを主成分とすることが好ましく、アルミナ単独で用いたり、その他の高熱伝導率を有するフィラーを併用したりして、求める特性に応じてフィラーを選択することができる。
【００５０】
フィラーには、表面処理剤として一般的なカップリング剤や分散剤を使用して表面処理を施してもよい。
【００５１】
フィラーの粒径としては、平均粒径が１〜３０μｍ程度であることが好ましい。フィラーの粒径がこの範囲になることにより樹脂流動時の分散性が良好になる。フィラーの粒径が上記の範囲よりも小さいと、フィラーを高充填することが難しくなり、流動性が低下するおそれがあり、逆に、フィラーの粒径が上記の範囲よりも大きいと、含浸性が低下する、つまり、フィラーが沈降し易くなったり、繊維の隙間に充填され難くなるおそれがある。なお、フィラーの粒径は、個数平均径（レーザー光を用いた光散乱法による球相当径）であり、レーザー回折粒度分布計などによって測定することができる。
【００５２】
また、フィラーの充填量を増やすために、平均粒径の異なる数種類のフィラーを混合して使用することも可能である。粒度分布の異なるフィラーは市販されており、適宜選択することで用いるフィラーを好適化することができる。
【００５３】
なお、本発明の樹脂含浸シートでは、フィラーが高充填されているので、フィラーの有する特性がそのまま硬化物の特性になる場合が多く、使用するフィラーを適切に選択する必要がある。
【００５４】
樹脂組成物に用いる樹脂としては、熱硬化型エポキシ樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂等を挙げることができる。
【００５５】
また、フィラーとして、アルミナ、窒化ボロン、窒化アルミニウムから選ばれるものを用いたときに、樹脂として熱硬化型エポキシ樹脂を用いることが好ましい。その場合、フィラーを高充填した樹脂組成物の粘度を調整することが容易になり、樹脂の含浸性を高めて信頼性の高い絶縁層を形成するシート材料を得ることができるものである。
【００５６】
樹脂組成物には、これらの樹脂を主成分とし、さらに高分子量成分やエラストマー成分を含有させたりしてもよい。また、難燃性付与成分を適量含有させることで、硬化物の特性をさらに良好にすることが可能である。
【００５７】
不織布への樹脂組成物の含浸は、適宜の方法で行うことができる。例えば、長尺でロール状に巻かれた不織布を長手方向に送りながらコータなどで連続的に樹脂組成物を塗布して含浸させる方法が挙げられる。コータとしては、ローラコータ、バーコータ、スプレーコータ、ダイコータなどが挙げられる。また、樹脂組成物を含有する樹脂ワニスを調製し、この樹脂ワニスに浸漬させて含浸させてもよい。
【００５８】
ここで、樹脂を基材に含浸させやすくするために、樹脂組成物を適宜の溶媒で希釈して樹脂塗料（樹脂ワニス）を調製し、この樹脂塗料を含浸に用いてもよい。この場合、樹脂が溶解したりフィラーが分散されたりして樹脂塗料の粘度が調整されて含浸しやすくなる。溶媒としては、揮発性の高い有機溶剤を好ましく用いることができ、例えば、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）や、メタノール、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）、トルエン、アセトン等を用いることができる。
【００５９】
樹脂組成物が含浸された不織布は、連続的に乾燥させてＢステージ状態（半硬化状態）にすることができる。乾燥条件としては、使用する樹脂硬化系、溶剤の使用の有無等により適宜設定することができ、限定されるものではないが、例えば、１２０〜２００℃、２〜３０分程度に設定することができる。なお、含浸及び乾燥の工程は、これに限られるものではなく、矩形状の不織布を作製して各不織布ごとに行ってもよい。
【００６０】
このような含浸・乾燥工程によって不織布を基材としたＢステージ状態のシートが形成されるものであり、本発明によれば、ガラスクロスでは不可能な濃度でフィラーを高充填させることが可能になる。
【００６１】
こうして形成された樹脂含浸シートの厚みは２００〜５００μｍである。樹脂含浸シートの厚みがこの範囲のように厚いことにより一枚（又は少数枚）の樹脂含浸シートで強度が強く放熱性の高い絶縁層を形成することができる。シートの厚みが２００μｍより薄くなると強度が低下するおそれがある。逆に、シートの厚みが５００μｍより厚くなると樹脂含浸シートを製造しにくくなるおそれがある。樹脂含浸シートの厚みは不織布の厚みや単位面積当たりの質量によって調整することが可能である。その際、ＣＥＭ−３などで用いる基材の厚みや樹脂組成物の使用量を選択すれば、５００μｍ程度の厚いシートを形成することができる。熱伝導性の観点からは樹脂含浸シートの厚みは薄い方が好ましいが、絶縁耐圧設計の観点からは、樹脂含浸シートの厚みは３００μｍ以上であると、強化絶縁構造にする必要がなくコストを安価にすることができるので好ましい。
【００６２】
樹脂含浸シートにおいて、不織布に対する樹脂の量はレジンコンテント（下記式）として表される。この式において、「樹脂」とは、樹脂含浸シートの樹脂層を形成する成分であり、フィラーと有機樹脂成分（エポキシ樹脂や硬化剤や表面処理剤等）を含む。
【００６３】
レジンコンテント ＝ 樹脂量／（樹脂量＋繊維量）
そして、本発明による樹脂含浸シートにおいて、上式のレジンコンテントは９０質量％以上である。レジンコンテントがこの範囲のように高くなることにより、加熱加圧する際に十分な量の樹脂が流動化してフィラーを分散することが可能となり、放熱性をさらに向上することができる。レジンコンテントが９０質量％よりも小さいとこのような作用が十分に得られなくなる。フィラーの充填性を高めるためには、レジンコンテントは９５質量％以上であることが好ましい。その場合、高熱伝導率化と強靭性化のバランス設計を良好にすることができる。また、レジンコンテントは９８質量％以下であることが好ましい。レジンコンテントがこれよりも高くなると繊維量が少なくなって引張強度が低下することとなり、生産時のペーパー切れ（基材切れ）が発生するおそれがある。
【００６４】
樹脂含浸シートは、硬化したとき、すなわち樹脂含浸シート単独で硬化させてＣステージ状態になったときの曲げ弾性係数が８００ｋＮ／ｃｍ２以上であることが好ましい。曲げ弾性係数が高くなることにより、加工して回路を形成する時に基板割れを生じにくくすることができ、部品実装時に基板クラックが発生することのない強度の高い絶縁層を得ることができる。曲げ弾性係数が小さいと基板割れが発生するおそれがある。実質的に曲げ弾性係数の上限は３０００ｋＮ／ｃｍ２である。曲げ弾性係数は、横：２５±０．５ｍｍ、縦：（厚さ）×２０ｍｍ以上の試験片を用い、縦方向の両側端部を支点において、加圧くさびを試験片の中央部に垂直方向に押圧するによって測定することができる。この曲げ弾性試験は、ＪＩＳ規格Ｃ６４８１に準ずる。なお、試験片は縦方向を樹脂含浸シートの長手方向とすることができ、その場合、長手方向の曲げ弾性係数が測定される。
【００６５】
また、樹脂含浸シートは、硬化したとき、すなわち樹脂含浸シート単独で硬化させてＣステージ状態になったときの熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。熱伝導率がこのように高くなることにより、発熱する部品を実装したり発熱する回路を形成したりする場合であっても、生じた熱をさらに良好に放熱することができる。したがって、放熱性の高い絶縁層を得ることができ、放熱性と強度が高いモジュールを容易に形成することができる。実質的に熱伝導率の上限は１２Ｗ／ｍＫである。熱伝導率は、定常状態比較法と呼ばれる方法で測定した値であり、ＡＳＴＭＥ１５３０で一般的に規定される手順で測定される。具体的には、５０ｍｍΦの円板で厚みが５〜１０ｍｍ程度の試験片を作成し、既知の熱伝導率比較用のサンプルを積層してサンプルの熱伝導率を求めることができる。この熱伝導率は、ＡＳＴＭＥ１５３０に準ずる。
【００６６】
ここで、放熱性は、熱抵抗値という指標によって表すことができる。熱抵抗値は、絶縁層の熱伝導率と厚みとから測定されるものである。そして、樹脂含浸シートによって形成された絶縁層は厚みが厚いものであっても熱伝導率が高いので熱抵抗値を低下させることができ、優れた放熱回路を得ることが可能になるものである。
【００６７】
図１は、本発明の樹脂含浸シート１の実施の形態の一例を示す断面図である。樹脂含浸シート１は、有機樹脂成分とフィラー２０とを含む樹脂組成物２によって形成された樹脂層中に、不織布を形成している繊維３が樹脂と絡み合って複合化して構成されている。図示では、繊維３がほぼ均一に複合化した様子を示しているが、完全に均一に複合化していなくてもよく、不織布がふやけたような状態で繊維３が含有されていてもよい。このような樹脂含浸シート１は、加熱加圧した際に、樹脂が流動化して繊維３と複合化するとともにフィラー２０を分散させ、フィラー２０と繊維３とが樹脂組成物２中で絡み合い、絡み合ったまま樹脂層を形成して、Ｂステージ状態のシートとなって形成されるものである。その際、樹脂組成物２には高い濃度でフィラー２０が含まれており、そのためフィラー２０は樹脂層に高充填されている。
【００６８】
図２は、本発明の積層板Ａの実施の形態の一例を示す断面図である。この積層板Ａは、樹脂含浸シート１が硬化して形成された絶縁層５の両面に金属箔４が積層している。図示の形態では、金属箔４は絶縁層５の両面に積層しているが、金属箔４は一方の表面のみに積層していてもよい。
【００６９】
積層板Ａは、図１のような樹脂含浸シート１の表面に金属箔４を重ね合わせ、加熱加圧して金属箔４を圧着するとともに樹脂含浸シート１を硬化させて絶縁層５を形成することにより得られる。この形態においては、樹脂含浸シート１と金属箔４とが接触している。このとき、一枚の樹脂含浸シート１の両面に金属箔４を重ねてもよいし、樹脂含浸シート１を複数枚重ね、この重ねられた樹脂含浸シート１の表面と裏面との両面に金属箔４を重ねてもよい。そして、積層板Ａは、金属箔４が少なくとも一方の面に重ねられることにより、この金属箔４を加工して回路を形成したりそのまま放熱材として用いたりすることができるものである。また、片面の金属箔４をそのまま残存させて回路形成すれば、絶縁層５の強靭性を補強して強度の高い基板材料にすることができる。さらに、両面に金属箔４を積層させたものは、両面を加工して回路を形成したり、一方の面に回路を形成するとともに他方の面を放熱材として用いたりして利用することができ、放熱回路を容易に得ることができるものである。
【００７０】
金属箔４としては、適宜の金属によって形成されたものを用いることができるが、導電性が高く取り扱い性のよい銅箔を用いることが好ましい。
【００７１】
図示の積層板Ａにあっては、絶縁層５が上記の樹脂含浸シート１によって形成されているので、厚みが厚く放熱性の高い強靭な積層板Ａとなるものであり、金属基板をベースとする放熱基板に代るＣＣＬ用途への展開を可能にすることができるものである。樹脂層の厚みを３００μｍにし、片面（裏面）の銅箔１０５μｍとして、回路層（表面）の銅箔を３５μｍにすると、樹脂層の強靭性を厚み１０５μｍの銅箔が強化する役目となり、合せて絶縁層を通過した熱がこの銅箔で速やかに遠方へ熱放散されると言うバランス設計において、非常に良い組合せとなる。
【００７２】
図３は、本発明の積層板Ａの実施の形態の他の一例を示す断面図である。この積層板Ａは、図２の積層板Ａにおいて、絶縁層５と金属箔４との間に絶縁材料層６が配置されている。それ以外は、図２の積層板Ａと同様の構成である。
【００７３】
絶縁材料層６は適宜の絶縁材料にて形成されるものであり、例えば、樹脂組成物を硬化させることによって形成することができる。具体的には、樹脂含浸シート６を構成する樹脂組成物２を用いることができる。この絶縁材料層６は基材を含まなくてもよいし含んでいてもよい。基材を含まない場合は、樹脂含浸シート１の表面に、シート状の絶縁材料を重ねたり、液状（ワニス状）の絶縁材料を塗布したりする。一方、基材を含む場合は、プリプレグなどの、織布や不織布に樹脂を含浸させた他の樹脂含浸シート（絶縁材料）を樹脂含浸シート１に重ねる。そしてその後、金属箔４を絶縁材料の表面に重ねて、この積層体を加熱加圧して圧着させることにより樹脂含浸シート１と絶縁材料とを硬化させて積層体Ａを形成することができる。
【００７４】
図示の形態にあっては、図２の形態と同様に、金属箔４を一方の表面のみに積層してもよい。また、絶縁層５を形成するにあたって、一枚の樹脂含浸シート１を用いても複数枚の樹脂含浸シート１を用いてもどちらでもよい。また、絶縁材料層６が絶縁層５の片面のみに配置されてもよい。
【００７５】
このように金属箔４と絶縁層５との間に絶縁材料層６を配置することにより、この絶縁材料層６を絶縁層５と金属箔４との接着層として機能させることができたり、ガラスクロス基材を含有させることにより強靭性を強化させたりすることが可能になる。
【００７６】
図４は、本発明の積層板Ａの実施の形態の他の一例を示す断面図である。この積層板Ａは、図２の積層板Ａにおいて、一方の金属箔４が金属板７に置き換わっている。すなわち、絶縁層５の一方の面に金属箔４が積層されており、他方の面に金属板７が積層されている。それ以外は、図２の積層板Ａと同様の構成である。
【００７７】
金属板７としては、適宜の金属材料を用いることができ、例えば、鉄、銅、アルミなどを用いることができる。このうち、鉄を用いることが好ましい。金属板７を鉄板で構成することにより、コストを安価にすることができる。また、鉄は線膨張係数が低いので、絶縁層５と金属板７との線膨張係数格差を小さくすることができ、基板割れやクラックなどがない信頼性の高い絶縁基板を得ることができる。
【００７８】
金属板７の厚みとしては、０．１〜１ｍｍ程度であることが好ましい。金属板７の厚みがこの範囲になることにより放熱基板として用いることがより可能となる。金属板７の厚みがこの範囲より薄いと、放熱性が低下するおそれがある。一方、金属板７の厚みがこの範囲より厚いと積層板Ａの厚みが大きくなりモジュールを小型化できなくなるおそれがある。
【００７９】
このような積層板Ａは、樹脂含浸シート１の一方の面（表面）に金属箔４を重ねるとともに、樹脂含浸シート１の他方の面（裏面）に金属板７を重ね、この積層体を加熱加圧して樹脂含浸シート１を硬化させて絶縁層５を形成して得られるものである。その際、絶縁層５を形成するにあたって、一枚の樹脂含浸シート１を用いても複数枚の樹脂含浸シート１を用いてもどちらでもよい。
【００８０】
この積層板Ａにあっては、一方の面に金属箔４が重ねられていることにより、加工して回路を形成しやすいとともに、他方の面に金属板７が重ねられていることにより、発熱する部品を実装したり回路が発熱したりする場合でも、熱伝導性が高い絶縁層５で熱を素早く通過させた後、熱を瞬時に金属板７で拡散できるので、さらに高い放熱性を発揮することができる。
【００８１】
図２〜図４のように、金属箔４が少なくとも一方の面に積層された積層板Ａにおいては、金属箔４の厚みが１０５μｍ以下であることが好ましい。それにより、金属箔４の厚みが調整されて、金属箔４を放熱材として用いたり、加工して回路形成したりすることができ、放熱回路を簡単に形成することができる。金属箔４の厚みは３５μｍ以上であることが好ましい。金属箔４の厚みがこれより小さいと十分に放熱作用を及ぼすことが期待できなくなるおそれがある。
【００８２】
積層板Ａの両方の面に金属箔４を配置する場合は、一方の面に放熱用の金属箔４を配置し、他方の面に回路形成用の金属箔４を配置することができる。このとき、放熱用の金属箔４の厚みを３５〜２５０μｍ程度にし、回路形成用の金属箔４の厚みを１２〜１０５μｍ程度に設定することができる。それにより、金属層の厚みを用途によって好適化して、放熱性の高い基板材料を得ることが可能になる。
【００８３】
また、積層板Ａは一枚又は複数枚の樹脂含浸シート１を用いて絶縁層５が形成されるが、好ましくは、樹脂含浸シート１を一枚用いて絶縁層５を形成するものである。それにより、複数枚重ねて厚みが厚くなり過ぎて熱抵抗値が増大することがなく放熱性を良好にすることができる。また、樹脂含浸シート１が一枚でよいので、製造時の作業性を良好にし、簡単に積層板Ａを得ることができる。そして、本発明では、一枚の樹脂含浸シート１であっても樹脂含浸シート１の厚みが厚いことにより、十分な厚みを確保して、薄いシートを複数枚重ねたときのような厚みのある絶縁層５を形成することができ、一枚で積層板Ａとしての特性を満足する基板材料を提供することが可能である。
【００８４】
図５は、本発明のモジュールの実施の形態の一例を示す断面図である。このモジュールは絶縁層５の一方の面に回路配線８が形成されるとともに、絶縁層５の他方の面には金属箔４が積層されている。部品１０は、直接又はワイヤー９を介して、回路配線８と電気的に接続されて絶縁層５の表面に実装されている。部品１０としては、例えば、ＬＥＤ素子などの発熱部品（発熱性のある部品）を用いることができ、その場合、図示のモジュールはＬＥＤモジュールとして用いられる。
【００８５】
このモジュールは図２の積層板Ａを用いて形成することができる。すなわち、まず、図２の積層板Ａの一方の面の金属箔４をフォトリソグラフィ法などによってパターン状にエッチング等して加工することによって回路配線８を形成し、次に、部品１０を実装する。その後、ワイヤー９などその他の部材を取り付ける。
【００８６】
モジュールの絶縁層５は、図１のような樹脂含浸シート１から形成されており、フィラー２０が高充填され、熱伝導性が高く強度が高いものとなっている。したがって、ＬＥＤ素子といった発熱性のある部品１０を実装する場合であっても、熱伝導性が高い絶縁層５で生じた熱を素早く拡散し放熱することができる。また、繊維３が樹脂と複合化されて絶縁層５が形成されていることによって強度が高くなっており、基板割れやクラックを起こすことがない。このように、放熱性が高く強度の高いモジュールを得ることができるものである。
【００８７】
なお、図５のモジュールは、図２のような両面に金属箔４が積層された積層板Ａを用いて形成したものを示しているが、本発明のモジュールはこれに限られることはない。すなわち、片面のみに金属箔４が積層された積層板Ａを加工して形成してもよいし、図３のような積層板Ａを用いて、絶縁材料層６が金属箔４と絶縁層５との間に配置されていてもよい。また、図４のような積層板Ａを用いて、絶縁層５の回路形成した側と反対の面に金属板７が配置されるモジュールとしてもよい。
【実施例】
【００８８】
以下、本発明を実施例によりさらに説明する。
【００８９】
（実施例１）
〔不織布〕
不織布として、ガラス不織布（オリベスト社製、「グラベスト」）を使用した。仕様は次の通りである。
・ガラス繊維：６μｍ径×１３ｍｍ長（７５質量％）、６μｍ径×２０ｍｍ長（２５質量％）
・密度：０．１３ｇ／ｃｍ３
・シート坪量：２５ｇ（面積１ｍ２）
・厚み：１７０μｍ
・バインダー：エポキシ系樹脂
なお、シート坪量とは、ガラス不織布の単位面積当りの質量である。
【００９０】
〔樹脂組成物〕
樹脂と硬化剤とフィラーとを溶剤中で高速ディスパーにて混合して樹脂組成物のスラリーを得た。その際、溶剤を除いた成分中のフィラーの含有量は９０質量％にした。また、粘度が１０００ｃｐｓになるように溶剤量を調整した。
・樹脂：熱硬化型エポキシ樹脂（ビスＡエポキシ樹脂と多官能エポキシ樹脂とを適宜配合したもの）
・硬化剤：フェノール系硬化剤（明和化成工業社製「ＤＬ９２」）
・フィラー：アルミナフィラー（電気化学工業社製「ＤＡＷ０５」、平均粒径５μｍ）
・溶剤：ＭＥＫ
〔含浸・乾燥〕
ガラス不織布を樹脂組成物のスラリーに浸漬して樹脂を基材に含浸させた。この樹脂含浸基材を１５０℃で３分間乾燥することにより、Ｂステージ状になった樹脂含浸シート（厚み：２００μｍ、質量：約６００ｇ／ｍ２）を得た。
【００９１】
この樹脂含浸シートのレジンコンテントは約９５質量％であった。また、樹脂含浸シートを硬化させた硬化物（Ｃステージ状態）の熱伝導率は約５Ｗ／ｍＫであり、曲げ弾性係数は、１０００ｋＮ／ｃｍ２であった。なお、熱伝導率の測定は、定常状態比較法（ＡＳＴＭＥ１５３０）により行った。
【００９２】
また、曲げ弾性係数の測定については、ＪＩＳ規格Ｃ６４８１に準じ、横：２５±０．５ｍｍ、縦：（厚さ）×２０ｍｍ以上の試験片を用い、縦方向の両側端部を支点において、加圧くさびを試験片の中央部に垂直方向に押圧することによって測定した。
【００９３】
〔積層板〕
上記によって得た樹脂含浸シートを２枚重ね、その一方の面に厚み１０５μｍの銅箔を、他方の面に厚み３５μｍの銅箔をそれぞれ重ねて、１７０℃、４ＭＰａで９０分間加熱加圧した。これにより、図２のような両面に金属箔を配する積層板が得られた。
【００９４】
〔モジュール〕
得られた積層板の３５μｍ側の銅箔を回路形成し、１０ｍｍ□のチップ抵抗を利用した発熱部品を実装した。また、１５０ｍｍ□で厚みが１００ｍｍ程度のアルミ製の放熱フィンに、この実装された積層板を放熱ペーストを薄く塗ってから１０５μｍ側の銅箔側から密着させて、モジュールを作製した。このモジュールについて、電力負荷を行い、部品の内部温度を測定し、飽和した時点の温度から室温を差引いた温度を上昇温度とし、その温度を不可電力（Ｗ）で割った値を熱抵抗値として、測定した結果、０．５℃／Ｗとなり、放熱性が高いことが確認された。
【００９５】
（実施例２）
〔不織布〕
不織布として、ガラス不織布（オリベスト社製、「グラベスト」）を使用した。仕様は次の通りである。
・ガラス繊維：９μｍ径、１３ｍｍ長（７５質量％）、９μｍ径×２０ｍｍ長（２５質量％）
・密度：０．１３ｇ／ｃｍ３
・シート坪量：４０ｇ（面積１ｍ２）
・厚み：３５０μｍ
・バインダー：アクリル系樹脂
〔樹脂組成物〕
樹脂と硬化剤とフィラーとを溶剤中で高速ディスパーにて混合して樹脂組成物のスラリーを得た。その際、溶剤を除いた成分中のフィラーの含有量は８５質量％にした。また、粘度が５００ｃｐｓになるように溶剤量を調整した。
・樹脂：熱硬化型エポキシ樹脂（ビスＡエポキシ樹脂と多官能エポキシ樹脂とを適宜配合したもの）
・硬化剤：アミン系硬化剤（ジシアンジアミド、日本カーバイド社製）
・フィラー：アルミナフィラー（電気化学工業社製「ＤＡＷ０５」、平均粒径５μｍ）
・溶剤：ＭＥＫ、メタノール（質量混合比８０：２０）
〔含浸・乾燥〕
ガラス不織布を樹脂組成物のスラリーに浸漬して樹脂を基材に含浸させた。この樹脂含浸基材を１５０℃で３分間乾燥することにより、Ｂステージ状になった樹脂含浸シート（厚み：４００μｍ、質量：約１１００ｇ／ｍ２）を得た。
【００９６】
この樹脂含浸シートのレジンコンテントは９６質量％であった。また、樹脂含浸シートを硬化させた硬化物（Ｃステージ状態）の熱伝導率は約３Ｗ／ｍＫであり、曲げ弾性係数は、１５００ｋＮ／ｃｍ２であった。なお、熱伝導率及び曲げ弾性係数の測定は、実施例１と同様の方法により行った。
【００９７】
〔積層板〕
上記によって得た樹脂含浸シートを１枚用い、その両面に厚み３５μｍの銅箔をそれぞれ重ねて、１７０℃、４ＭＰａで９０分間加熱加圧した。これにより、図２のような両面に金属箔を配する積層板が得られた。
【００９８】
〔モジュール〕
得られた積層板の片面の銅箔を回路形成し、１０ｍｍ□のチップ抵抗を利用した発熱部品を実装した。また、１５０ｍｍ□で厚みが１００ｍｍ程度のアルミ製の放熱フィンに、この実装された積層板を放熱ペーストを薄く塗ってからベタ銅箔側から密着させて、モジュールを作製した。このモジュールについて、電力負荷を行い、部品の内部温度を測定し、飽和した時点の温度から室温を差引いた温度を上昇温度とし、その温度を不可電力（Ｗ）で割った値を熱抵抗値として、測定した結果、１．２℃／Ｗとなり、放熱性が高いことが確認された。
【００９９】
（実施例３）
〔積層板〕
実施例１で得た樹脂含浸シートを１枚用い、その一方の面に厚み０．３ｍｍの鉄板を、他方の面に厚み３５μｍの銅箔をそれぞれ重ねて、１７０℃、４ＭＰａで９０分間加熱加圧した。これにより、図４のような、一方の面に金属箔を配し他方の面に金属板を配する積層板（金属ベース基板）が得られた。
【０１００】
〔モジュール〕
得られた積層板の片面の銅箔を回路形成し、１０ｍｍ□のチップ抵抗を利用した発熱部品を実装した。また、１５０ｍｍ□で厚みが１００ｍｍ程度のアルミ製の放熱フィンに、この実装された積層板を放熱ペーストを薄く塗ってから鉄板側から密着させて、電力負荷を行い、部品の内部温度を測定し、飽和した時点の温度から室温を差引いた温度を上昇温度とし、その温度を不可電力（Ｗ）で割った値を熱抵抗値として、測定した結果、０．７℃／Ｗとなり、鉄板込みの熱抵抗を測定したが、放熱性が高いことが確認された。
【０１０１】
（試験例１：曲げ弾性係数）
ガラス繊維として、９μｍ径×１３ｍｍ長のみを使用したガラス不織布を用いた。それ以外は実施例２と同様にして、樹脂含浸シートを作製し、硬化させた。この硬化物の曲げ弾性係数を測定した結果、６００ｋＮ／ｃｍ２となり、非常にもろい基板となった。これにより、曲げ弾性係数は８００ｋＮ／ｃｍ２以上が好ましいことが確認された。
【０１０２】
（試験例２：熱伝導率）
フィラーをシリカにした以外は、実施例２と同様に、樹脂含浸シートを作製し、硬化させた。線膨張係数はα１（ガラス転移温度以下での線膨張係数）が１３ｐｐｍであり非常に小さい値だったが、熱伝導率は約１Ｗ／ｍＫとなり放熱性があまりよくない傾向を示した。
【０１０３】
（比較例１）
ガラス不織布として、１２μｍ径×１３ｍｍ長のガラス繊維のみから形成されたものを用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、樹脂含浸シートを作製した。樹脂を含浸するものの、形成されたシートは、非常に表面の外観がでこぼこになった。また、硬化物を作成したが、非常にもろい基板となった。
【０１０４】
（比較例２）
ガラス不織布として、９μｍ径×９ｍｍ長のガラス繊維のみから形成されたものを用いた。それ以外は、実施例２と同様にして、樹脂含浸シートを作製し、硬化させた。この硬化物は、非常にもろい基板となって、割れやすいものであり、使用上の問題が発生すると考えられた。
【０１０５】
（比較例３）
フィラーをシリカに変更し、フィラー含有量７０質量％のスラリーとした。また、ガラス不織布として、６μｍ径×１３ｍｍ長のガラス繊維のみから形成されたものを用い、その坪量を７０ｇとした。それ以外は実施例２と同様にして、このガラス不織布にスラリーを含浸し、４００μｍの樹脂含浸シートを作製した。このとき、レジンコンテントは、９０質量％弱となった。断面を観察するとガラス繊維の含有面積が多いことが一目で分かった。熱伝導率に影響を与える程度にバインダーが占める面積も多く放熱性に課題が発生すると考えられる。
【０１０６】
（比較例４）
フィラー含有量を６０質量％にした。それ以外は、実施例１と同様にして、樹脂含浸シートを作製し、硬化させた。流動性や含浸性は良好となったが、熱伝導性が低下し、線膨張係数も高い硬化物となるため、使用不可である。
【０１０７】
（比較例５）
フィラー含有量を９６質量％にした。それ以外は、実施例１と同様にして、樹脂含浸シートを作製した。ただし、含浸性が非常に悪いので、含浸時の樹脂粘度を３００ｃｐｓとして、含浸した。樹脂含浸シートの外観はカスレが発生した状態となり、硬化物としては良品を採取できなかった。
【０１０８】
（比較例６）
ガラス不織布の坪量を２０ｇ（面積１ｍ２）にし、それ以外は実施例１と同様の方法で１５０μｍの樹脂含浸シートの作製を試みた。なお、その際、手すきサンプルを作製し、含浸させた。しかし、絞りをきつくしたために、非常にペーパー切れが多発した。製法を片面からのコーティング製法にすれば、製造の可能性は高くなると思われるが、非常に難しいと考えられる。これにより、２００μｍより薄いシートは問題があることが確認された。
【０１０９】
（比較例７）
ガラス不織布の坪量を５０ｇ（面積１ｍ２）にし、それ以外は実施例１と同様の方法で厚み６５０μｍの樹脂含浸シートの作製を試みた。非常に重量感があり、樹脂含浸シートと言うよりは、板状のものとなった。製造時のロール等のＲが小さい場合には、折れ等が発生する可能性があり、また、自重によってペーパー切れの可能性が高くなる。さらに、非常に分厚いので揮発分を測定すると、１％以上の揮発分が残ってしまい、硬化時のボイドや信頼性に問題が出る可能性が高いことが分かった。これにより、厚み５００μｍを超えると問題があることが確認された。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 樹脂含浸シート
２ 樹脂組成物
３ 繊維
４ 金属箔
５ 絶縁層
６ 絶縁材料層
７ 金属板
８ 回路配線
１０ 部品
２０ フィラー
Ａ 積層板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不織布に、フィラーが７０〜９５質量％含有された樹脂組成物を含浸し、Ｂステージ状態にした厚み２００〜５００μｍの樹脂含浸シートであって、レジンコンテントが９０質量％以上であり、不織布は１０μｍ径以下で１３ｍｍ長以上の繊維によって形成されていることを特徴とする樹脂含浸シート。
【請求項２】
硬化したときの曲げ弾性係数が８００ｋＮ／ｃｍ２以上であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂含浸シート。
【請求項３】
硬化したときの熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂含浸シート。
【請求項４】
フィラーが、アルミナ、窒化ボロン、窒化アルミニウムから選ばれる少なくとも一つであり、上記樹脂組成物はエポキシ樹脂を主成分として含有していることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の樹脂含浸シート。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４に記載の樹脂含浸シートの少なくとも一方の面側に金属箔を重ねて硬化してなることを特徴とする積層板。
【請求項６】
請求項１、２、３又は４に記載の樹脂含浸シートの一方の面側に金属箔を重ねると共に他方の面側に金属板を重ねて硬化してなることを特徴とする積層板。
【請求項７】
一枚の樹脂含浸シートを用いて形成されたことを特徴とする請求項５又は６に記載の積層板。
【請求項８】
金属箔の厚みが１０５μｍ以下であることを特徴とする請求項５、６又は７に記載の積層板。
【請求項９】
請求項５、６、７又は８に記載の積層板を用いて形成された回路基板に、部品を実装してなることを特徴とするモジュール。
【請求項１】
不織布に、フィラーが７０〜９５質量％含有された樹脂組成物を含浸し、Ｂステージ状態にした厚み２００〜５００μｍの樹脂含浸シートであって、レジンコンテントが９０質量％以上であり、不織布は１０μｍ径以下で１３ｍｍ長以上の繊維によって形成されていることを特徴とする樹脂含浸シート。
【請求項２】
硬化したときの曲げ弾性係数が８００ｋＮ／ｃｍ２以上であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂含浸シート。
【請求項３】
硬化したときの熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂含浸シート。
【請求項４】
フィラーが、アルミナ、窒化ボロン、窒化アルミニウムから選ばれる少なくとも一つであり、上記樹脂組成物はエポキシ樹脂を主成分として含有していることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の樹脂含浸シート。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４に記載の樹脂含浸シートの少なくとも一方の面側に金属箔を重ねて硬化してなることを特徴とする積層板。
【請求項６】
請求項１、２、３又は４に記載の樹脂含浸シートの一方の面側に金属箔を重ねると共に他方の面側に金属板を重ねて硬化してなることを特徴とする積層板。
【請求項７】
一枚の樹脂含浸シートを用いて形成されたことを特徴とする請求項５又は６に記載の積層板。
【請求項８】
金属箔の厚みが１０５μｍ以下であることを特徴とする請求項５、６又は７に記載の積層板。
【請求項９】
請求項５、６、７又は８に記載の積層板を用いて形成された回路基板に、部品を実装してなることを特徴とするモジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１１１５０８（Ｐ２０１１−１１１５０８Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６８０８１（Ｐ２００９−２６８０８１）
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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