金属ベース回路基板および発光素子
【課題】常温で折り曲げ加工が可能であり、折り曲げ時においてもクラックなどの不良が発生しない金属ベース回路基板を提供する。
【解決手段】金属基板１１と、金属基板１１上に積層された絶縁層１２と、絶縁層１２上に局所的に積層された回路形成用の導電箔１３と、導電箔１３と絶縁層１２との露出面の一部に積層された白色膜１４と、を有してなる金属ベース回路基板である。白色膜１４は、熱硬化性のシリコーン樹脂を含み、白色膜１４の常温での引張り伸び率が１０％以上である。
【解決手段】金属基板１１と、金属基板１１上に積層された絶縁層１２と、絶縁層１２上に局所的に積層された回路形成用の導電箔１３と、導電箔１３と絶縁層１２との露出面の一部に積層された白色膜１４と、を有してなる金属ベース回路基板である。白色膜１４は、熱硬化性のシリコーン樹脂を含み、白色膜１４の常温での引張り伸び率が１０％以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ベース回路基板および発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属基板上に絶縁層を設け、その上に導電箔を形成し、さらに導電箔と絶縁層の露出面に白色膜を設けた金属ベース回路基板は、熱放散性、電気絶縁性、光反射性を有していることからＬＥＤのような発熱性電子部品を実装する回路基板として用いられている（特許文献１）。
【０００３】
近年では、ＬＥＤを取り付けたプリント配線板を折り曲げて使用されることがある。しかし、エポキシ樹脂材料に熱伝導性の無機フィラーを充填させた絶縁層やアクリル樹脂、エポキシ樹脂などに白色の無機フィラーを充填させた白色膜は脆性であり、折り曲げ加工すると折り曲げ部でクラックなどの不良が発生するという問題がある。
【０００４】
特許文献２では、金属基板を折り曲げ部で折り曲げて先端部とこの先端部に交差する脚部とを一体に設け、少なくとも前記先端部の絶縁層表面に、電子部品を取り付けるためのプリントされた配線板部を備え、前記折り曲げ部の全長に沿って、前記絶縁層を分断した絶縁層分断部を設けることで折り曲げ加工をしている。しかし、このような加工をする場合、予め基板に加工を加える工程が必要となってしまう上に、回路パターンの自由度が制限されてしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００８／１４３０７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２９９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、常温で折り曲げ加工が可能であり、折り曲げ時においてもクラックなどの不良が発生しない金属ベース回路基板および発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の金属ベース回路基板は、金属基板と、前記金属基板上に積層された絶縁層と、前記絶縁層上に局所的に積層された回路形成用の導電箔と、前記導電箔と前記絶縁層との露出面の一部に積層された白色膜と、を有してなる金属ベース回路基板であって、前記白色膜が、熱硬化性のシリコーン樹脂を含み、前記白色膜の常温での引張り伸び率が１０％以上である。
なお、「常温」とは、ＪＩＳ Ｚ ８７０３に規定された２０℃±１５℃（５〜３５℃）の温度範囲を意味する。
前記導電箔は、導電材料を圧延して形成されたものであってもよい。
前記絶縁層が液晶ポリエステルを含んでもよい。
本発明の発光素子は、本発明の金属ベース回路基板を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、常温で折り曲げ加工が可能であり、折り曲げ時においてもクラックなどの不良が発生しない金属ベース回路基板および発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】金属ベース回路基板を備えた発光素子の一実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、金属ベース回路基板を備えた発光素子の一実施形態を示す断面図である。
発光素子１は、金属ベース回路基板１０と、金属ベース回路基板１０上に半田などの接合部材１５を介して実装された複数の光源２０と、を備えている。
【００１１】
金属ベース回路基板１０は、金属基板１１と、金属基板１１上に積層された絶縁層１２と、絶縁層１２上に局所的に積層された回路形成用の導電箔１３と、導電箔１３と絶縁層１２との露出面の一部に積層された白色膜１４と、を備えている。
【００１２】
金属基板１１は、光源２０で発生した熱を放熱する放熱部材として機能する。絶縁層１２は、光源２０で発生した熱を金属基板１１に効率よく伝えるために、層厚方向の熱伝導率の高いものが利用される。導電箔１３は、配線部や電極部の形状にパターニングされており、絶縁層１２上の一部に局所的に配置された構成となっている。白色膜１３は、導電箔１３の光源２０が実装される部分（電極部など）を除いて導電箔１３の略全面を覆っている。光源２０から金属基板１１側に向けて放射された光は、白色膜１１によって金属基板１１とは反対側に反射される。これにより、光源２０から放射された光を概ね全て一方向（金属基板１１とは反対側）に供給することができる。
【００１３】
光源２０は、導電箔１３から供給された電荷によって発光する発光体である。光源２０としては、例えば、ＬＥＤチップをパッケージ化したＬＥＤパッケージが用いられるが、光源２０はこれに限定されない。例えば、ＬＥＤチップを直接金属ベース回路基板１０上に実装するタイプのもの（Chip On Board; COB）でもよい。ＬＥＤパッケージの形態も砲弾型、表面実装型（Surface Mount Device; SMD）などの種々の形態を採用することができ、その形態は特に限定されない。光源２０の構成や、光源２０の金属ベース回路基板１０への実装方法も、公知のものを採用することができ、特に限定されない。
【００１４】
上述の発光素子１は、金属ベース回路基板１０の端部を折り曲げて他の部材に取り付けられる。そのため、金属ベース回路基板１０には、折り曲げに対する高い耐久性が求められる。また、光源２０からの熱を効率よく外部に放熱するために、金属ベース回路基板１０は、高い放熱性を備えていることが好ましい。以下、金属ベース回路基板１０の好適な構成について、詳細に説明する。
【００１５】
（金属基板）
金属基板としては、熱伝導率６０Ｗ／ｍＫ以上の金属板が用いられる。かかる金属基板を構成する金属材料としては、銅、アルミニウム、鉄、ステンレスあるいはこれらの合金などが用いられる。金属基板の厚みとしては、０．１ｍｍ〜２ｍｍとすることが好ましい。
【００１６】
（導電箔）
導電箔としては、銅、アルミニウム、ニッケル及びこれらの合金が好ましく、その厚みは、１０〜１４０μｍとすることが好ましい。１４０μｍを超えると屈曲性が低下するだけでなく厚みが増し小型化や薄型化が難しくなる。導電箔は、金属などの導電材料を圧延して形成したもの、すなわち、複数のロールを回転させ、その間に導電材料を通すことにより薄膜状に加工したものを用いることが好ましい。圧延して形成された導電箔は、折り曲げに対してクラックが生じにくいため、金属ベース回路基板を折り曲げて利用する場合に好適である。導電箔としては、例えば、圧延銅箔が利用できる。
【００１７】
（絶縁層）
絶縁層の厚さは、３０μｍ以上１５０μｍ以下が好ましく、３０μｍ未満では絶縁性が低く、１５０μｍを超えると熱放散性が低下するだけでなく厚みが増し小型化や薄型化が難しくなる。
【００１８】
絶縁層としては、熱伝導率が高い熱可塑性樹脂である液晶ポリエステルを用いることが好ましい。絶縁層としては、通常、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられるが、液晶ポリエステルは、これらの樹脂に比べて特に層厚方向の熱伝導率を高くすることができることから、金属基板への放熱性を良好にできるという点で好適である。
【００１９】
（液晶ポリエステル）
本実施形態で用いる液晶ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示す液晶ポリエステルであり、４５０℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。なお、液晶ポリエステルは、液晶ポリエステルアミドであってもよいし、液晶ポリエステルエーテルであってもよいし、液晶ポリエステルカーボネートであってもよいし、液晶ポリエステルイミドであってもよい。液晶ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。
【００２０】
液晶ポリエステルの典型的な例としては、芳香族ヒドロキシカルボン酸と芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物とを重合（重縮合）させてなるもの、複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合させてなるもの、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物とを重合させてなるもの、及びポリエチレンテレフタレート等のポリエステルと芳香族ヒドロキシカルボン酸とを重合させてなるものが挙げられる。ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、その一部又は全部に代えて、その重合可能な誘導体が用いられてもよい。
【００２１】
芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸のようなカルボキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシル基をアルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの（エステル）、カルボキシル基をハロホルミル基に変換してなるもの（酸ハロゲン化物）、及びカルボキシル基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの（酸無水物）が挙げられる。芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオール及び芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンのようなアミノ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。
【００２２】
液晶ポリエステルは、下記式（１）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（１）」ということがある。）を有することが好ましく、繰返し単位（１）と、下記式（２）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（２）」ということがある。）と、下記式（３）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（３）」ということがある。）と、を有することがより好ましい。
（１）−Ｏ−Ａｒ１−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ３−Ｙ−
（Ａｒ１は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ａｒ２及びＡｒ３は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記式（４）で表される基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ４−Ｚ−Ａｒ５−
（Ａｒ４及びＡｒ５は、それぞれ独立に、フェニレン基又はナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基を表す。）
【００２３】
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基及びｎ−デシル基が挙げられ、その炭素数は、好ましくは１〜１０である。前記アリール基の例としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、１−ナフチル基及び２−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、好ましくは６〜２０である。前記水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基毎に、それぞれ独立に、好ましくは２個以下であり、より好ましくは１個以下である。
【００２４】
前記アルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、ｎ−ブチリデン基及び２−エチルヘキシリデン基が挙げられ、その炭素数は好ましくは１〜１０である。
【００２５】
繰返し単位（１）は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（１）としては、Ａｒ１がｐ−フェニレン基であるもの（ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位）、及びＡｒ１が２，６−ナフチレン基であるもの（６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００２６】
繰返し単位（２）は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（２）としては、Ａｒ２がｐ−フェニレン基であるもの（テレフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ２がｍ−フェニレン基であるもの（イソフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ２が２，６−ナフチレン基であるもの（２，６−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位）、及びＡｒ２がジフェニルエ−テル−４，４’−ジイル基であるもの（ジフェニルエ−テル−４，４’−ジカルボン酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００２７】
繰返し単位（３）は、所定の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミン又は芳香族ジアミンに由来する繰返し単位である。繰返し単位（３）としては、Ａｒ３がｐ−フェニレン基であるもの（ヒドロキノン、ｐ−アミノフェノール又はｐ−フェニレンジアミンに由来する繰返し単位）、及びＡｒ３が４，４’−ビフェニリレン基であるもの（４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４−アミノ−４’−ヒドロキシビフェニル又は４，４’−ジアミノビフェニルに由来する繰返し単位）が好ましい。
【００２８】
繰返し単位（１）の含有量は、全繰返し単位の合計量（液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量をその各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量（モル）を求め、それらを合計した値）に対して、好ましくは３０モル％以上、より好ましくは３０モル％以上８０モル％以下、さらに好ましくは３０モル％以上６０モル％以下、よりさらに好ましくは３０モル％以上４０モル％以下である。
【００２９】
同様に、繰返し単位（２）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは３５モル％以下、より好ましくは１０モル％以上３５モル％以下、さらに好ましくは２０モル％以上３５モル％以下、よりさらに好ましくは３０モル％以上３５モル％以下である。
【００３０】
同様に、繰返し単位（３）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは３５モル％以下、より好ましくは１０モル％以上３５モル％以下、さらに好ましくは２０モル％以上３５モル％以下、よりさらに好ましくは３０モル％以上３５モル％以下である。
【００３１】
これらは、繰返し単位（１）の含有量が多いほど、耐熱性や強度・剛性が向上し易いが、あまり多いと、溶媒に対する溶解性が低くなり易い。
【００３２】
繰返し単位（２）の含有量と繰返し単位（３）の含有量との割合は、［繰返し単位（２）の含有量］／［繰返し単位（３）の含有量］（モル／モル）で表して、好ましくは０．９／１〜１／０．９、より好ましくは０．９５／１〜１／０．９５、さらに好ましくは０．９８／１〜１／０．９８である。
【００３３】
なお、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）を、それぞれ独立に、２種以上有してもよい。また、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）以外の繰返し単位を有してもよいが、その含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは１０モル％以下、より好ましくは５モル％以下である。
【００３４】
液晶ポリエステルは、繰返し単位（３）として、ＸとＹとのいずれか一方または両方がイミノ基であるものを有すること、すなわち、所定の芳香族ヒドロキシルアミンに由来する繰返し単位と、芳香族ジアミンに由来する繰返し単位と、のいずれか一方または両方を有することが、溶媒に対する溶解性が優れるので、好ましく、繰返し単位（３）として、ＸとＹとのいずれか一方または両方がイミノ基であるもののみを有することが、より好ましい。
【００３５】
液晶ポリエステルは、それを構成する繰返し単位に対応する原料モノマーを溶融重合させ、得られた重合物（プレポリマー）を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性や強度・剛性が高い高分子量の液晶ポリエステルを操作性良く製造することができる。溶融重合は、触媒の存在下に行ってもよく、この触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモン等の金属化合物や、４−（ジメチルアミノ）ピリジン、１−メチルイミダゾール等の含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。
【００３６】
液晶ポリエステルは、その流動開始温度が、好ましくは２５０℃以上、より好ましくは２５０℃以上３５０℃以下、さらに好ましくは２６０℃以上３３０℃以下である。流動開始温度が高いほど、耐熱性や強度・剛性が向上し易いが、あまり高いと、溶媒に対する溶解性が低くなり易かったり、液状組成物の粘度が高くなり易かったりする。
【００３７】
なお、流動開始温度は、フロー温度又は流動温度とも呼ばれ、毛細管レオメーターを用いて、９．８ＭＰａ（１００ｋｇ／ｃｍ２）の荷重下、４℃／分の速度で昇温しながら、液晶ポリエステルを溶融させ、内径１ｍｍ及び長さ１０ｍｍのノズルから押し出すときに、４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポイズ）の粘度を示す温度であり、液晶ポリエステルの分子量の目安となるものである（小出直之編、「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」、株式会社シーエムシー、１９８７年６月５日、ｐ．９５参照）。
【００３８】
（無機フィラー）
絶縁層に含有される無機充填剤としては、３０Ｗ/ｍＫ以上の熱伝導率と絶縁性に優れたものを選ぶことが好ましい。アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などの粒子が好ましい。
【００３９】
粒子の形状は、液晶ポリエステル樹脂の中で無機充填剤の粒子が密に充填しやすいことから、球状が好ましい。球状でない場合には、無機充填剤を微粉末にした後、パウダースプレー法により略球状に成形したものが好ましい。
【００４０】
無機充填剤は樹脂との密着性や分散性を向上させるために、表面処理剤で無機充填剤粒子の表面を処理することが望ましい。表面処理剤としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムやジルコニウム系のカップリング剤、長鎖脂肪酸、イソシアナート化合物、エポキシ基やメトキシシリル基、アミノ基、水酸基などを含んだ極性高分子や反応性高分子などが好ましい。
【００４１】
（白色膜）
白色膜としては、４２０ｎｍから８００ｎｍの可視光領域に対して７０％以上の反射率を有することが好ましく、８０％以上の反射率を有することが更に好ましい。本明細書において「白色膜」とは、４６０ｎｍ、５２５ｎｍおよび６２０ｎｍの各波長の光の反射率がいずれも８０％以上である膜をいうものとする。このような白色膜として、白色のソルダーレジストが好ましく使用できる。
【００４２】
白色のソルダーレジストとしては、熱硬化性のシリコーン樹脂を含み、常温での引張り伸び率が４％以上であるものが好ましく、より好ましくは常温での引張り伸び率が１０％以上であるものが好ましい。引張り伸び率が高い白色のソルダーレジストを用いることで、曲げ加工時においてもクラックなどの不良の発生を防ぐことが出来る。また、必要に応じて熱硬化型のエポキシ樹脂、紫外線硬化型のアクリル樹脂などと併用することができる。
【００４３】
白色ソルダーレジストに含まれる白色顔料としては、アナターゼ型又はルチル型の酸化チタンの粒子が好ましい。二酸化チタンは単独で用いることも可能であるし、酸化亜鉛、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム等に代表される他の白色顔料と併用することができる。
【００４４】
酸化チタンの含有量としては、白色膜自体の反射率、耐久性、引張り伸び率という観点から、白色膜中の３０〜６０質量％であることが好ましい。これより少ない場合、反射率が低く、多い場合、耐久性が悪くなることや引張り伸び率の低下による曲げ加工時のクラック発生を生じる。
【実施例】
【００４５】
＜液晶ポリエステルの製造＞
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、１９７６ｇ（１０．５モル）の２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸と、１４７４ｇ（９．７５モル）の４−ヒドロキシアセトアニリドと、１６２０ｇ（９．７５モル）のイソフタル酸と、２３７４ｇ（２３．２５モル）の無水酢酸とを仕込んだ。反応器内の雰囲気を窒素ガスで十分に置換した後、窒素ガス気流下で１５分かけて１５０℃まで昇温させ、この温度で３時間に亘って還流させた。
【００４６】
その後、留出した副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、１７０分かけて３００℃まで昇温させ、トルクの上昇が認められた時点を反応終了と見做して、内容物を取り出した。取り出した内容物を室温まで冷却し、粉砕機で粉砕することにより、比較的低分子量の液晶ポリエステルの粉末を得た。
【００４７】
得られた粉末の流動開始温度を島津製作所フローテスタＣＦＴ−５００によって測定したところ、２３５℃であった。また、この液晶ポリエステル粉末を、窒素雰囲気において２２３℃で３時間に亘って加熱処理して、固相重合を生じさせた。固相重合後の液晶ポリエステルの流動開始温度は２７０℃であった。
【００４８】
＜液晶ポリエステル溶液の調製＞
上述した方法によって得られた２２００ｇの液晶ポリエステルを、７８００ｇのＮ−メチル−２−ピロリドン(ＮＭＰ)に加え、１００℃で２時間に亘って加熱して液晶ポリエステル溶液を得た。この溶液の粘度は４００ｃＰであった。なお、この粘度は、Ｂ型粘度計（東機産業製、「ＴＶＬ−２０型」、ロータＮｏ．２１（回転数：５ｒｐｍ））を用いて、２３℃で測定した値である。
【００４９】
＜液晶ポリエステル付き銅箔の製造＞
得られた液晶ポリエステル溶液を厚さが７０μｍの銅箔上に厚さが３００μｍとなるように塗布した。続いて、これを１００℃で２０分間乾燥させた後、３００℃で３時間熱処理した。これにより、表面に銅箔が形成された液晶ポリエステルフィルムを得た。
【００５０】
<金属ベース回路基板の製造>
その後、熱伝導率１４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、厚さ１．０ｍｍのアルミニウム合金板上に、上述の液晶ポリエステルフィルムを積層した。このとき、液晶ポリエステルフィルムの表面（銅箔が形成されていない面）が、アルミニウム合金板の表面と接するようにした。そして、圧力２００ｋｇ／ｃｍ２、温度３４０℃で２０分間の加熱処理を行なうことにより、これらアルミニウム合金板と液晶ポリエステルフィルムとを熱接着した。得られた積層板について、所定の位置をエッチングレジストでマスクして銅箔をエッチングした後、エッチングレジストを除去して回路銅箔を形成し、金属ベース回路基板とした。
【００５１】
さらに、金属ベース回路基板上に高反射率の白色膜を形成するために、種々白色ソルダーレジスト層を塗布し、熱及び紫外線で硬化した。このとき、光源が実装される部分（銅箔の電極部などとしてパターニングされた部分）には白色膜を形成しない。
【００５２】
［実施例１］
白色ソルダーレジストとして、朝日ラバー社製、「ＳＷＲ−ＰＫ−０１」を用いた。ＳＷＲ−ＰＫ−０１は、ポリアルキルアルケニルシロキサン、ポリアルキル水素シロキサンに硬化触媒として白金化合物、白色無機充填材として二酸化チタン、水酸化アルミニウムを添加したものであり、４０μｍとなるように塗膜を形成した後、１５０℃で１時間熱硬化することによって白色膜を得た。
【００５３】
［実施例２］
白色ソルダーレジストとして、シリコーン樹脂 ＥＧ−６３０１Ａ、Ｂ（東レ・ダウコーニング社製）各５ｇ、酸化チタン ＣＲ−５８（石原産業社製）２０ｇ、メチルエチルケトン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１０ｇを攪拌脱泡機により混合分散したものを用い、溶媒乾燥後の膜厚が４０μｍとなるように塗膜を形成した後、１５０℃で１時間熱硬化することによって白色膜を得た。
【００５４】
［比較例１］
白色ソルダーレジストとして、太陽インキ社製、「ＰＳＲ−９０００ＦＬＸ０５Ｗ」を用いた。ＰＳＲ−９０００ＦＬＸ０５Ｗは、アクリレート樹脂に光重合開始剤、白色無機充填材として酸化チタン、水酸化アルミニウムを添加したものであり、塗膜形成後、紫外線照射により光硬化することによって白色膜を得た。
【００５５】
［比較例２］
白色ソルダーレジストとして、太陽インキ社製、「ＰＳＲ−４０００ＬＥＷ３」を用いた。ＰＳＲ−４０００ＬＥＷ３は、アクリレート樹脂に光重合開始剤、白色無機充填材として酸化チタン、水酸化アルミニウムを添加したものであり、塗膜形成後、紫外線照射により光硬化することによって白色膜を得た。
【００５６】
［比較例３］
白色ソルダーレジストとして、シリコーン樹脂 ＳＣＲ−１０１１Ａ、Ｂ（信越化学工業社製）各５ｇ、酸化チタン ＣＲ−５８（石原産業社製）２０ｇ、メチルエチルケトン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５ｇを攪拌脱泡機により混合分散したものを用い、溶媒乾燥後の膜厚が４０μｍとなるように塗膜を形成した後、１５０℃で１時間熱硬化することによって白色膜を得た。
【００５７】
・ 反射率
予め脱脂処理を行なった５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍｔのアルミ板表面に厚さ５０μｍとなるように上記各実施例及び比較例の組成物を塗布し、熱風循環式乾燥炉にて８０℃で３０分乾燥させた。その後、シリコーン樹脂は１５０℃で１時間熱硬化し、アクリル樹脂は水銀ショートアークランプにて積算露光量５００ ｍＪ／ｃｍ２の条件で紫外線照射することで光硬化した。その後、第二塩化鉄水溶液で銅箔をエッチングで除去し、水洗することで評価サンプルを得た。
【００５８】
上記の評価サンプルを用い、ＪＩＳ Ｋ７１０５−１９８１の全光線反射率測定法Ａ（標準白色板：硫酸バリウム）に準拠して、自記分光光度計（（株）日立製作所製「Ｕ−３５００」）を用いて波長４６０ｎｍ、５２５ｎｍ、６２０ｎｍの光線に対する拡散反射率の測定を行った。なお、この拡散反射率は硫酸バリウムの標準白色板の拡散反射率を１００％としたときの相対値である。
【００５９】
・ 引張り伸び率（引張破壊伸び）
予め脱脂処理を行なった厚み１８μｍの銅箔上に、上記各実施例及び比較例の組成物を塗布し、熱風循環式乾燥炉にて８０℃で３０分乾燥させた。その後、シリコーン樹脂は１５０℃で１時間熱硬化し、アクリル樹脂は水銀ショートアークランプにて積算露光量５００ ｍＪ／ｃｍ２の条件で紫外線照射することで光硬化した。その後、第二塩化鉄水溶液で銅箔をエッチングで除去し、水洗することで評価サンプルを得た。
【００６０】
上記の評価サンプルの引張り伸び率（引張破壊伸び）をＪＩＳ Ｃ２１５１（１９９０年）に記載の引張り伸び率の試験方法に基づき測定した。なお、引張り伸び率の測定は、常温（２５℃）下で行い、試験装置として定速緊張形引張試験機を使用し、引張速度は５ｍｍ／分とした。評価サンプルの厚み（白色膜の膜厚）は４０μｍである。
【００６１】
・ 絶縁層の密着力
絶縁層の密着力の試験として、絶縁層上の銅箔をエッチング加工することにより幅１０ｍｍのパターンを形成し、この銅箔のパターンを垂直方向に５０ｍｍ／分の速度で引き剥がす際の強度（絶縁層／銅箔間のＴピール強度）を測定した。
【００６２】
・ 常温（２５℃）下で９０°折り曲げた時のクラックの有無
常温下で９０°折り曲げた状態でのクラック発生の有無は、曲率半径を１ｍｍとして９０°折り曲げを行なった後の絶縁層、導電箔、白色膜を光学顕微鏡で１０倍に拡大し目視で観察することにより行なった。
【００６３】
・ 常温（２５℃）下で９０°折り曲げた状態での絶縁破壊電圧
常温下で９０°折り曲げた状態での絶縁破壊電圧の測定は、銅箔としてφ２０ｍｍの円形パターンを形成した金属ベース回路基板の当該φ２０ｍｍの円形パターンが含まれるように曲率半径１ｍｍで当該円形パターンの中心を通る折り曲げ線に沿って金属ベース回路基板を９０°折り曲げた状態でＪＩＳ Ｃ ２１１０に規定された段階昇圧法により、円形パターンと金属基板との間の絶縁破壊電圧を測定した。
【００６４】
表１は、実施例１，２および比較例１，２，３の評価結果である。
【００６５】
【表１】
【００６６】
表１に示すように、実施例１，２においては、白色膜の引張り伸び率が１０％以上となっており、比較例１，２，３の４％未満に比べて非常に大きな引張り伸び率となっている。比較例１，２，３では、常温下で９０°折り曲げたときにクラックが発生したのに対し、実施例１，２では、常温下で９０°折り曲げたときにもクラックが発生しておらず、高い耐久性を有するものとなっている。また、実施例１，２においては、反射率や絶縁層の密着力、常温下で９０°折り曲げた状態での絶縁破壊電圧のいずれにおいても高い特性を有しており、折り曲げて用いる用途において適した構成となっている。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、金属ベース回路基板および発光素子に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１…発光素子、１０…金属ベース回路基板、１１…金属基板、１２…絶縁層、１３…導電箔、１４…白色膜、２０…光源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ベース回路基板および発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属基板上に絶縁層を設け、その上に導電箔を形成し、さらに導電箔と絶縁層の露出面に白色膜を設けた金属ベース回路基板は、熱放散性、電気絶縁性、光反射性を有していることからＬＥＤのような発熱性電子部品を実装する回路基板として用いられている（特許文献１）。
【０００３】
近年では、ＬＥＤを取り付けたプリント配線板を折り曲げて使用されることがある。しかし、エポキシ樹脂材料に熱伝導性の無機フィラーを充填させた絶縁層やアクリル樹脂、エポキシ樹脂などに白色の無機フィラーを充填させた白色膜は脆性であり、折り曲げ加工すると折り曲げ部でクラックなどの不良が発生するという問題がある。
【０００４】
特許文献２では、金属基板を折り曲げ部で折り曲げて先端部とこの先端部に交差する脚部とを一体に設け、少なくとも前記先端部の絶縁層表面に、電子部品を取り付けるためのプリントされた配線板部を備え、前記折り曲げ部の全長に沿って、前記絶縁層を分断した絶縁層分断部を設けることで折り曲げ加工をしている。しかし、このような加工をする場合、予め基板に加工を加える工程が必要となってしまう上に、回路パターンの自由度が制限されてしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００８／１４３０７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２９９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、常温で折り曲げ加工が可能であり、折り曲げ時においてもクラックなどの不良が発生しない金属ベース回路基板および発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の金属ベース回路基板は、金属基板と、前記金属基板上に積層された絶縁層と、前記絶縁層上に局所的に積層された回路形成用の導電箔と、前記導電箔と前記絶縁層との露出面の一部に積層された白色膜と、を有してなる金属ベース回路基板であって、前記白色膜が、熱硬化性のシリコーン樹脂を含み、前記白色膜の常温での引張り伸び率が１０％以上である。
なお、「常温」とは、ＪＩＳ Ｚ ８７０３に規定された２０℃±１５℃（５〜３５℃）の温度範囲を意味する。
前記導電箔は、導電材料を圧延して形成されたものであってもよい。
前記絶縁層が液晶ポリエステルを含んでもよい。
本発明の発光素子は、本発明の金属ベース回路基板を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、常温で折り曲げ加工が可能であり、折り曲げ時においてもクラックなどの不良が発生しない金属ベース回路基板および発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】金属ベース回路基板を備えた発光素子の一実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、金属ベース回路基板を備えた発光素子の一実施形態を示す断面図である。
発光素子１は、金属ベース回路基板１０と、金属ベース回路基板１０上に半田などの接合部材１５を介して実装された複数の光源２０と、を備えている。
【００１１】
金属ベース回路基板１０は、金属基板１１と、金属基板１１上に積層された絶縁層１２と、絶縁層１２上に局所的に積層された回路形成用の導電箔１３と、導電箔１３と絶縁層１２との露出面の一部に積層された白色膜１４と、を備えている。
【００１２】
金属基板１１は、光源２０で発生した熱を放熱する放熱部材として機能する。絶縁層１２は、光源２０で発生した熱を金属基板１１に効率よく伝えるために、層厚方向の熱伝導率の高いものが利用される。導電箔１３は、配線部や電極部の形状にパターニングされており、絶縁層１２上の一部に局所的に配置された構成となっている。白色膜１３は、導電箔１３の光源２０が実装される部分（電極部など）を除いて導電箔１３の略全面を覆っている。光源２０から金属基板１１側に向けて放射された光は、白色膜１１によって金属基板１１とは反対側に反射される。これにより、光源２０から放射された光を概ね全て一方向（金属基板１１とは反対側）に供給することができる。
【００１３】
光源２０は、導電箔１３から供給された電荷によって発光する発光体である。光源２０としては、例えば、ＬＥＤチップをパッケージ化したＬＥＤパッケージが用いられるが、光源２０はこれに限定されない。例えば、ＬＥＤチップを直接金属ベース回路基板１０上に実装するタイプのもの（Chip On Board; COB）でもよい。ＬＥＤパッケージの形態も砲弾型、表面実装型（Surface Mount Device; SMD）などの種々の形態を採用することができ、その形態は特に限定されない。光源２０の構成や、光源２０の金属ベース回路基板１０への実装方法も、公知のものを採用することができ、特に限定されない。
【００１４】
上述の発光素子１は、金属ベース回路基板１０の端部を折り曲げて他の部材に取り付けられる。そのため、金属ベース回路基板１０には、折り曲げに対する高い耐久性が求められる。また、光源２０からの熱を効率よく外部に放熱するために、金属ベース回路基板１０は、高い放熱性を備えていることが好ましい。以下、金属ベース回路基板１０の好適な構成について、詳細に説明する。
【００１５】
（金属基板）
金属基板としては、熱伝導率６０Ｗ／ｍＫ以上の金属板が用いられる。かかる金属基板を構成する金属材料としては、銅、アルミニウム、鉄、ステンレスあるいはこれらの合金などが用いられる。金属基板の厚みとしては、０．１ｍｍ〜２ｍｍとすることが好ましい。
【００１６】
（導電箔）
導電箔としては、銅、アルミニウム、ニッケル及びこれらの合金が好ましく、その厚みは、１０〜１４０μｍとすることが好ましい。１４０μｍを超えると屈曲性が低下するだけでなく厚みが増し小型化や薄型化が難しくなる。導電箔は、金属などの導電材料を圧延して形成したもの、すなわち、複数のロールを回転させ、その間に導電材料を通すことにより薄膜状に加工したものを用いることが好ましい。圧延して形成された導電箔は、折り曲げに対してクラックが生じにくいため、金属ベース回路基板を折り曲げて利用する場合に好適である。導電箔としては、例えば、圧延銅箔が利用できる。
【００１７】
（絶縁層）
絶縁層の厚さは、３０μｍ以上１５０μｍ以下が好ましく、３０μｍ未満では絶縁性が低く、１５０μｍを超えると熱放散性が低下するだけでなく厚みが増し小型化や薄型化が難しくなる。
【００１８】
絶縁層としては、熱伝導率が高い熱可塑性樹脂である液晶ポリエステルを用いることが好ましい。絶縁層としては、通常、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられるが、液晶ポリエステルは、これらの樹脂に比べて特に層厚方向の熱伝導率を高くすることができることから、金属基板への放熱性を良好にできるという点で好適である。
【００１９】
（液晶ポリエステル）
本実施形態で用いる液晶ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示す液晶ポリエステルであり、４５０℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。なお、液晶ポリエステルは、液晶ポリエステルアミドであってもよいし、液晶ポリエステルエーテルであってもよいし、液晶ポリエステルカーボネートであってもよいし、液晶ポリエステルイミドであってもよい。液晶ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。
【００２０】
液晶ポリエステルの典型的な例としては、芳香族ヒドロキシカルボン酸と芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物とを重合（重縮合）させてなるもの、複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合させてなるもの、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物とを重合させてなるもの、及びポリエチレンテレフタレート等のポリエステルと芳香族ヒドロキシカルボン酸とを重合させてなるものが挙げられる。ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、その一部又は全部に代えて、その重合可能な誘導体が用いられてもよい。
【００２１】
芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸のようなカルボキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシル基をアルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの（エステル）、カルボキシル基をハロホルミル基に変換してなるもの（酸ハロゲン化物）、及びカルボキシル基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの（酸無水物）が挙げられる。芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオール及び芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンのようなアミノ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。
【００２２】
液晶ポリエステルは、下記式（１）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（１）」ということがある。）を有することが好ましく、繰返し単位（１）と、下記式（２）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（２）」ということがある。）と、下記式（３）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（３）」ということがある。）と、を有することがより好ましい。
（１）−Ｏ−Ａｒ１−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ３−Ｙ−
（Ａｒ１は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ａｒ２及びＡｒ３は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記式（４）で表される基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ４−Ｚ−Ａｒ５−
（Ａｒ４及びＡｒ５は、それぞれ独立に、フェニレン基又はナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基を表す。）
【００２３】
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基及びｎ−デシル基が挙げられ、その炭素数は、好ましくは１〜１０である。前記アリール基の例としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、１−ナフチル基及び２−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、好ましくは６〜２０である。前記水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基毎に、それぞれ独立に、好ましくは２個以下であり、より好ましくは１個以下である。
【００２４】
前記アルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、ｎ−ブチリデン基及び２−エチルヘキシリデン基が挙げられ、その炭素数は好ましくは１〜１０である。
【００２５】
繰返し単位（１）は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（１）としては、Ａｒ１がｐ−フェニレン基であるもの（ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位）、及びＡｒ１が２，６−ナフチレン基であるもの（６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００２６】
繰返し単位（２）は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（２）としては、Ａｒ２がｐ−フェニレン基であるもの（テレフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ２がｍ−フェニレン基であるもの（イソフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ２が２，６−ナフチレン基であるもの（２，６−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位）、及びＡｒ２がジフェニルエ−テル−４，４’−ジイル基であるもの（ジフェニルエ−テル−４，４’−ジカルボン酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００２７】
繰返し単位（３）は、所定の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミン又は芳香族ジアミンに由来する繰返し単位である。繰返し単位（３）としては、Ａｒ３がｐ−フェニレン基であるもの（ヒドロキノン、ｐ−アミノフェノール又はｐ−フェニレンジアミンに由来する繰返し単位）、及びＡｒ３が４，４’−ビフェニリレン基であるもの（４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４−アミノ−４’−ヒドロキシビフェニル又は４，４’−ジアミノビフェニルに由来する繰返し単位）が好ましい。
【００２８】
繰返し単位（１）の含有量は、全繰返し単位の合計量（液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量をその各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量（モル）を求め、それらを合計した値）に対して、好ましくは３０モル％以上、より好ましくは３０モル％以上８０モル％以下、さらに好ましくは３０モル％以上６０モル％以下、よりさらに好ましくは３０モル％以上４０モル％以下である。
【００２９】
同様に、繰返し単位（２）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは３５モル％以下、より好ましくは１０モル％以上３５モル％以下、さらに好ましくは２０モル％以上３５モル％以下、よりさらに好ましくは３０モル％以上３５モル％以下である。
【００３０】
同様に、繰返し単位（３）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは３５モル％以下、より好ましくは１０モル％以上３５モル％以下、さらに好ましくは２０モル％以上３５モル％以下、よりさらに好ましくは３０モル％以上３５モル％以下である。
【００３１】
これらは、繰返し単位（１）の含有量が多いほど、耐熱性や強度・剛性が向上し易いが、あまり多いと、溶媒に対する溶解性が低くなり易い。
【００３２】
繰返し単位（２）の含有量と繰返し単位（３）の含有量との割合は、［繰返し単位（２）の含有量］／［繰返し単位（３）の含有量］（モル／モル）で表して、好ましくは０．９／１〜１／０．９、より好ましくは０．９５／１〜１／０．９５、さらに好ましくは０．９８／１〜１／０．９８である。
【００３３】
なお、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）を、それぞれ独立に、２種以上有してもよい。また、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）以外の繰返し単位を有してもよいが、その含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは１０モル％以下、より好ましくは５モル％以下である。
【００３４】
液晶ポリエステルは、繰返し単位（３）として、ＸとＹとのいずれか一方または両方がイミノ基であるものを有すること、すなわち、所定の芳香族ヒドロキシルアミンに由来する繰返し単位と、芳香族ジアミンに由来する繰返し単位と、のいずれか一方または両方を有することが、溶媒に対する溶解性が優れるので、好ましく、繰返し単位（３）として、ＸとＹとのいずれか一方または両方がイミノ基であるもののみを有することが、より好ましい。
【００３５】
液晶ポリエステルは、それを構成する繰返し単位に対応する原料モノマーを溶融重合させ、得られた重合物（プレポリマー）を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性や強度・剛性が高い高分子量の液晶ポリエステルを操作性良く製造することができる。溶融重合は、触媒の存在下に行ってもよく、この触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモン等の金属化合物や、４−（ジメチルアミノ）ピリジン、１−メチルイミダゾール等の含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。
【００３６】
液晶ポリエステルは、その流動開始温度が、好ましくは２５０℃以上、より好ましくは２５０℃以上３５０℃以下、さらに好ましくは２６０℃以上３３０℃以下である。流動開始温度が高いほど、耐熱性や強度・剛性が向上し易いが、あまり高いと、溶媒に対する溶解性が低くなり易かったり、液状組成物の粘度が高くなり易かったりする。
【００３７】
なお、流動開始温度は、フロー温度又は流動温度とも呼ばれ、毛細管レオメーターを用いて、９．８ＭＰａ（１００ｋｇ／ｃｍ２）の荷重下、４℃／分の速度で昇温しながら、液晶ポリエステルを溶融させ、内径１ｍｍ及び長さ１０ｍｍのノズルから押し出すときに、４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポイズ）の粘度を示す温度であり、液晶ポリエステルの分子量の目安となるものである（小出直之編、「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」、株式会社シーエムシー、１９８７年６月５日、ｐ．９５参照）。
【００３８】
（無機フィラー）
絶縁層に含有される無機充填剤としては、３０Ｗ/ｍＫ以上の熱伝導率と絶縁性に優れたものを選ぶことが好ましい。アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などの粒子が好ましい。
【００３９】
粒子の形状は、液晶ポリエステル樹脂の中で無機充填剤の粒子が密に充填しやすいことから、球状が好ましい。球状でない場合には、無機充填剤を微粉末にした後、パウダースプレー法により略球状に成形したものが好ましい。
【００４０】
無機充填剤は樹脂との密着性や分散性を向上させるために、表面処理剤で無機充填剤粒子の表面を処理することが望ましい。表面処理剤としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムやジルコニウム系のカップリング剤、長鎖脂肪酸、イソシアナート化合物、エポキシ基やメトキシシリル基、アミノ基、水酸基などを含んだ極性高分子や反応性高分子などが好ましい。
【００４１】
（白色膜）
白色膜としては、４２０ｎｍから８００ｎｍの可視光領域に対して７０％以上の反射率を有することが好ましく、８０％以上の反射率を有することが更に好ましい。本明細書において「白色膜」とは、４６０ｎｍ、５２５ｎｍおよび６２０ｎｍの各波長の光の反射率がいずれも８０％以上である膜をいうものとする。このような白色膜として、白色のソルダーレジストが好ましく使用できる。
【００４２】
白色のソルダーレジストとしては、熱硬化性のシリコーン樹脂を含み、常温での引張り伸び率が４％以上であるものが好ましく、より好ましくは常温での引張り伸び率が１０％以上であるものが好ましい。引張り伸び率が高い白色のソルダーレジストを用いることで、曲げ加工時においてもクラックなどの不良の発生を防ぐことが出来る。また、必要に応じて熱硬化型のエポキシ樹脂、紫外線硬化型のアクリル樹脂などと併用することができる。
【００４３】
白色ソルダーレジストに含まれる白色顔料としては、アナターゼ型又はルチル型の酸化チタンの粒子が好ましい。二酸化チタンは単独で用いることも可能であるし、酸化亜鉛、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム等に代表される他の白色顔料と併用することができる。
【００４４】
酸化チタンの含有量としては、白色膜自体の反射率、耐久性、引張り伸び率という観点から、白色膜中の３０〜６０質量％であることが好ましい。これより少ない場合、反射率が低く、多い場合、耐久性が悪くなることや引張り伸び率の低下による曲げ加工時のクラック発生を生じる。
【実施例】
【００４５】
＜液晶ポリエステルの製造＞
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、１９７６ｇ（１０．５モル）の２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸と、１４７４ｇ（９．７５モル）の４−ヒドロキシアセトアニリドと、１６２０ｇ（９．７５モル）のイソフタル酸と、２３７４ｇ（２３．２５モル）の無水酢酸とを仕込んだ。反応器内の雰囲気を窒素ガスで十分に置換した後、窒素ガス気流下で１５分かけて１５０℃まで昇温させ、この温度で３時間に亘って還流させた。
【００４６】
その後、留出した副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、１７０分かけて３００℃まで昇温させ、トルクの上昇が認められた時点を反応終了と見做して、内容物を取り出した。取り出した内容物を室温まで冷却し、粉砕機で粉砕することにより、比較的低分子量の液晶ポリエステルの粉末を得た。
【００４７】
得られた粉末の流動開始温度を島津製作所フローテスタＣＦＴ−５００によって測定したところ、２３５℃であった。また、この液晶ポリエステル粉末を、窒素雰囲気において２２３℃で３時間に亘って加熱処理して、固相重合を生じさせた。固相重合後の液晶ポリエステルの流動開始温度は２７０℃であった。
【００４８】
＜液晶ポリエステル溶液の調製＞
上述した方法によって得られた２２００ｇの液晶ポリエステルを、７８００ｇのＮ−メチル−２−ピロリドン(ＮＭＰ)に加え、１００℃で２時間に亘って加熱して液晶ポリエステル溶液を得た。この溶液の粘度は４００ｃＰであった。なお、この粘度は、Ｂ型粘度計（東機産業製、「ＴＶＬ−２０型」、ロータＮｏ．２１（回転数：５ｒｐｍ））を用いて、２３℃で測定した値である。
【００４９】
＜液晶ポリエステル付き銅箔の製造＞
得られた液晶ポリエステル溶液を厚さが７０μｍの銅箔上に厚さが３００μｍとなるように塗布した。続いて、これを１００℃で２０分間乾燥させた後、３００℃で３時間熱処理した。これにより、表面に銅箔が形成された液晶ポリエステルフィルムを得た。
【００５０】
<金属ベース回路基板の製造>
その後、熱伝導率１４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、厚さ１．０ｍｍのアルミニウム合金板上に、上述の液晶ポリエステルフィルムを積層した。このとき、液晶ポリエステルフィルムの表面（銅箔が形成されていない面）が、アルミニウム合金板の表面と接するようにした。そして、圧力２００ｋｇ／ｃｍ２、温度３４０℃で２０分間の加熱処理を行なうことにより、これらアルミニウム合金板と液晶ポリエステルフィルムとを熱接着した。得られた積層板について、所定の位置をエッチングレジストでマスクして銅箔をエッチングした後、エッチングレジストを除去して回路銅箔を形成し、金属ベース回路基板とした。
【００５１】
さらに、金属ベース回路基板上に高反射率の白色膜を形成するために、種々白色ソルダーレジスト層を塗布し、熱及び紫外線で硬化した。このとき、光源が実装される部分（銅箔の電極部などとしてパターニングされた部分）には白色膜を形成しない。
【００５２】
［実施例１］
白色ソルダーレジストとして、朝日ラバー社製、「ＳＷＲ−ＰＫ−０１」を用いた。ＳＷＲ−ＰＫ−０１は、ポリアルキルアルケニルシロキサン、ポリアルキル水素シロキサンに硬化触媒として白金化合物、白色無機充填材として二酸化チタン、水酸化アルミニウムを添加したものであり、４０μｍとなるように塗膜を形成した後、１５０℃で１時間熱硬化することによって白色膜を得た。
【００５３】
［実施例２］
白色ソルダーレジストとして、シリコーン樹脂 ＥＧ−６３０１Ａ、Ｂ（東レ・ダウコーニング社製）各５ｇ、酸化チタン ＣＲ−５８（石原産業社製）２０ｇ、メチルエチルケトン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１０ｇを攪拌脱泡機により混合分散したものを用い、溶媒乾燥後の膜厚が４０μｍとなるように塗膜を形成した後、１５０℃で１時間熱硬化することによって白色膜を得た。
【００５４】
［比較例１］
白色ソルダーレジストとして、太陽インキ社製、「ＰＳＲ−９０００ＦＬＸ０５Ｗ」を用いた。ＰＳＲ−９０００ＦＬＸ０５Ｗは、アクリレート樹脂に光重合開始剤、白色無機充填材として酸化チタン、水酸化アルミニウムを添加したものであり、塗膜形成後、紫外線照射により光硬化することによって白色膜を得た。
【００５５】
［比較例２］
白色ソルダーレジストとして、太陽インキ社製、「ＰＳＲ−４０００ＬＥＷ３」を用いた。ＰＳＲ−４０００ＬＥＷ３は、アクリレート樹脂に光重合開始剤、白色無機充填材として酸化チタン、水酸化アルミニウムを添加したものであり、塗膜形成後、紫外線照射により光硬化することによって白色膜を得た。
【００５６】
［比較例３］
白色ソルダーレジストとして、シリコーン樹脂 ＳＣＲ−１０１１Ａ、Ｂ（信越化学工業社製）各５ｇ、酸化チタン ＣＲ−５８（石原産業社製）２０ｇ、メチルエチルケトン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５ｇを攪拌脱泡機により混合分散したものを用い、溶媒乾燥後の膜厚が４０μｍとなるように塗膜を形成した後、１５０℃で１時間熱硬化することによって白色膜を得た。
【００５７】
・ 反射率
予め脱脂処理を行なった５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍｔのアルミ板表面に厚さ５０μｍとなるように上記各実施例及び比較例の組成物を塗布し、熱風循環式乾燥炉にて８０℃で３０分乾燥させた。その後、シリコーン樹脂は１５０℃で１時間熱硬化し、アクリル樹脂は水銀ショートアークランプにて積算露光量５００ ｍＪ／ｃｍ２の条件で紫外線照射することで光硬化した。その後、第二塩化鉄水溶液で銅箔をエッチングで除去し、水洗することで評価サンプルを得た。
【００５８】
上記の評価サンプルを用い、ＪＩＳ Ｋ７１０５−１９８１の全光線反射率測定法Ａ（標準白色板：硫酸バリウム）に準拠して、自記分光光度計（（株）日立製作所製「Ｕ−３５００」）を用いて波長４６０ｎｍ、５２５ｎｍ、６２０ｎｍの光線に対する拡散反射率の測定を行った。なお、この拡散反射率は硫酸バリウムの標準白色板の拡散反射率を１００％としたときの相対値である。
【００５９】
・ 引張り伸び率（引張破壊伸び）
予め脱脂処理を行なった厚み１８μｍの銅箔上に、上記各実施例及び比較例の組成物を塗布し、熱風循環式乾燥炉にて８０℃で３０分乾燥させた。その後、シリコーン樹脂は１５０℃で１時間熱硬化し、アクリル樹脂は水銀ショートアークランプにて積算露光量５００ ｍＪ／ｃｍ２の条件で紫外線照射することで光硬化した。その後、第二塩化鉄水溶液で銅箔をエッチングで除去し、水洗することで評価サンプルを得た。
【００６０】
上記の評価サンプルの引張り伸び率（引張破壊伸び）をＪＩＳ Ｃ２１５１（１９９０年）に記載の引張り伸び率の試験方法に基づき測定した。なお、引張り伸び率の測定は、常温（２５℃）下で行い、試験装置として定速緊張形引張試験機を使用し、引張速度は５ｍｍ／分とした。評価サンプルの厚み（白色膜の膜厚）は４０μｍである。
【００６１】
・ 絶縁層の密着力
絶縁層の密着力の試験として、絶縁層上の銅箔をエッチング加工することにより幅１０ｍｍのパターンを形成し、この銅箔のパターンを垂直方向に５０ｍｍ／分の速度で引き剥がす際の強度（絶縁層／銅箔間のＴピール強度）を測定した。
【００６２】
・ 常温（２５℃）下で９０°折り曲げた時のクラックの有無
常温下で９０°折り曲げた状態でのクラック発生の有無は、曲率半径を１ｍｍとして９０°折り曲げを行なった後の絶縁層、導電箔、白色膜を光学顕微鏡で１０倍に拡大し目視で観察することにより行なった。
【００６３】
・ 常温（２５℃）下で９０°折り曲げた状態での絶縁破壊電圧
常温下で９０°折り曲げた状態での絶縁破壊電圧の測定は、銅箔としてφ２０ｍｍの円形パターンを形成した金属ベース回路基板の当該φ２０ｍｍの円形パターンが含まれるように曲率半径１ｍｍで当該円形パターンの中心を通る折り曲げ線に沿って金属ベース回路基板を９０°折り曲げた状態でＪＩＳ Ｃ ２１１０に規定された段階昇圧法により、円形パターンと金属基板との間の絶縁破壊電圧を測定した。
【００６４】
表１は、実施例１，２および比較例１，２，３の評価結果である。
【００６５】
【表１】
【００６６】
表１に示すように、実施例１，２においては、白色膜の引張り伸び率が１０％以上となっており、比較例１，２，３の４％未満に比べて非常に大きな引張り伸び率となっている。比較例１，２，３では、常温下で９０°折り曲げたときにクラックが発生したのに対し、実施例１，２では、常温下で９０°折り曲げたときにもクラックが発生しておらず、高い耐久性を有するものとなっている。また、実施例１，２においては、反射率や絶縁層の密着力、常温下で９０°折り曲げた状態での絶縁破壊電圧のいずれにおいても高い特性を有しており、折り曲げて用いる用途において適した構成となっている。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、金属ベース回路基板および発光素子に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１…発光素子、１０…金属ベース回路基板、１１…金属基板、１２…絶縁層、１３…導電箔、１４…白色膜、２０…光源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基板と、前記金属基板上に積層された絶縁層と、前記絶縁層上に局所的に積層された回路形成用の導電箔と、前記導電箔と前記絶縁層との露出面の一部に積層された白色膜と、を有してなる金属ベース回路基板であって、
前記白色膜が、熱硬化性のシリコーン樹脂を含み、前記白色膜の常温での引張り伸び率が１０％以上である金属ベース回路基板。
【請求項２】
前記導電箔は、導電材料を圧延して形成されたものである請求項１に記載の金属ベース回路基板。
【請求項３】
前記絶縁層が液晶ポリエステルを含む請求項１に記載の金属ベース回路基板。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の金属ベース回路基板を備えている発光素子。
【請求項１】
金属基板と、前記金属基板上に積層された絶縁層と、前記絶縁層上に局所的に積層された回路形成用の導電箔と、前記導電箔と前記絶縁層との露出面の一部に積層された白色膜と、を有してなる金属ベース回路基板であって、
前記白色膜が、熱硬化性のシリコーン樹脂を含み、前記白色膜の常温での引張り伸び率が１０％以上である金属ベース回路基板。
【請求項２】
前記導電箔は、導電材料を圧延して形成されたものである請求項１に記載の金属ベース回路基板。
【請求項３】
前記絶縁層が液晶ポリエステルを含む請求項１に記載の金属ベース回路基板。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の金属ベース回路基板を備えている発光素子。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−２４３８４６（Ｐ２０１２−２４３８４６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１０３６９（Ｐ２０１１−１１０３６９）
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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