日本高导热性基板材料的新发展文档格式.docx
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IMST的绝缘层不仅实现了低热阻化，并且还有着低成本的特点。
为了提高金属基CCL的高导热性，在此板的绝缘层的树脂组成中加入高导热性的填料。
在填料种类的选择上，大多数的金属基CCL生产企业是采用了Al2O3填料。
三洋半导体公司则采用了加入硅类填料的工艺配方。
选择硅类填料的原因，该公司的技术专家（HIC技术部基板工艺技术课课长高草木贞道）是如此解释的：
“氧化铝填料的价格要比硅填料高出10倍，采用Si填料主要是为了实现金属基CCL的低价格化。
另外，采用Si填料的铝基CCL，还会在加工性上得到提高。
板的绝缘层中加入Al2O3填料的铝基CCL，在PCB加工中，对模具的磨耗很大，大大地减少了它在PCB加工中的使用寿命。
在加工模具耐久性方面，使用Si填料的铝基CCL要比采用Al2O3填料的铝基CCL高出8倍以上。
”
三洋半导体公司采用Si为绝缘层填料的铝基CCL（即IMST）由于它在导热性、成本性、加工性具有竞争优势，因此当近年的LED对散热基板的需求迅速增加后，使得这种铝基CCL的销售首先获益，其量得到很大幅度的增长。
三洋半导体公司IMST产品有两种常规的品种。
它们的主要性能如表1所示。
表1IMST的主要特性
低热型
一般型
热导率（W/m-K）
3.0
1.0
铜箔厚度（μm）
35
绝缘层厚度（μm）
70
60
击穿电压（AC,kV）
5.1
6.3
剥离强度（kN/m）
2.1
1.8
三洋半导体公司研发人员草部隆之在近期出版的日本专业杂志上提出：
该公司目前正开展有关金属基CCL的两个重要课题：
一个是解决芯片或片式元件在安装在金属基CCL所制的散热基板上时,容易发生的焊接部位“开裂”问题。
在这方面的有效技术途径，是通过降低金属基CCL绝缘层树脂的模量。
另一个课题是：
出于面临与有机树脂散热基板的市场竞争愈发激烈等原因，开发低成本金属基CCL势在必行、十分重要。
三洋半导体公司的金属基CCL（IMST）的需求量于生产量自2009年起都出现了明显的提高。
它在国内的生产据点是东京制作所（东京制作所工厂地址在群马县邑乐郡）。
其生产能力在2万m2/月。
今后随着IMST外售量的增加，该公司计划还将进一步地扩大在东京制作所的IMST生产量。
另外，三洋半导体公司已经在其需求较大的中国内地，与一家工厂合作，已开始了IMST产品的OEM生产。
同时，在2009年三洋半导体公司已将从金属基CCL开始制作起的驱动IC产品（其封装基板采用金属基散热基板）移至在越南的该公司海外投资工厂进行生产。
在2010年间越南厂仅IMST生产量也达到了1.5万m2/月。
图1三洋半导体公司的金属基（芯）基板（MDPCB）产品例见图1。
图1三洋半导体公司的金属基（芯）基板例
2.电气化学工业：
发展散热基板的先驱者
日本电气化学工业株式会社[1][4]生产、销售散热型PCB（散热基板）已经有20多年的历史。
它可算是日本国内的发展散热基板的先驱者。
长期以来，散热基板成为该企业经营业绩的重要支撑部分。
近年来，半导体照明及液晶TV的面板的LED背光源（Backlight，简称BLU）的需求散热基板的市场，得到迅速的扩大。
在此背景下，该公司更加大力发展散热基板的经营事业。
早在1985年，日本电气化学工业株式会社就问世了第一代的散热基板产品。
产品牌号为“HITTプレート”。
多年来，该公司这类散热基板一直保持着良好的经营业绩。
这种骄人的经营业绩还得利于散热基板主导市场方面的近年所发生的重大转变：
过去，该公司的散热基板过去的主要应用领域为电力电子（包括变电、发电、电源、大功率等类别的电子部品）产品中。
现在，随着LED的高功率化的发展，该公司的散热基板在LED的应用领域市场得到很快的扩大。
日本电气化学工业株式会社的“HITTPLATE”散热基板的制作，是本企业自己首先制造基板材料——金属基覆铜板。
基板材料是由铝金属板、附在金属板上的导热性绝缘层、铜箔三种主要材料所构成的。
完成金属基覆铜板制作后，再经对金属基覆铜板上的铜箔进行蚀刻加工，而制成导电电路图形，最后形成散热基板。
该公司自制的金属基覆铜板的绝缘层，其本体树脂是环氧树脂。
在树脂中添加了高导性的无机填料。
这个绝缘层的散热功效，可以达到一般氧化铝陶瓷基板材料的热阻性能水平。
日本电气化学工业株式会社的主要几种金属基覆铜板产品的绝缘层所能达到的性能指标值见表2[4]。
表2日本电气化学的主要金属基覆铜板性能（绝缘层的性能）
性能项目
K-1
高耐热、高导热性型TH-1
超高导热性型
高耐焊接裂纹性型EL-1
热传导率（W/m·
k）
2.0
4.0
8.0
2.5
体积电阻率（Ω·
cm）at23℃
>
1013
1012
热膨胀系数（℃-1）
7.8╳10-5
6.7╳10-5
3.3╳10-5
6.1╳10-5
弹性模量（纵向）（N/m2）
5.1╳109
5.4╳109
3.3╳109
3.0╳109
泊松比
0.30
0.34
0.26
0.32
玻璃化温度（℃-）
104
165
50
资料来源:
http:
//www.denka.co.jp,
为了应对散热基板需求量迅速增加的市场变化，该公司还新开发了两种陶瓷型散热基板。
它们是氮化铝基的高散热性陶瓷型散热基板（产品型号为：
“デンカANヒットプレート”）、氮化硅基散热基板（产品型号为：
“デンカSNプレート”）。
它们具有机械强度优异、热膨胀系数低的特性。
这两种陶瓷基板主要应用在功率模块领域中。
电气化学公司在日本国内有两座生产散热基板的工厂，即设在福冈县的大牟田工厂和设在群马县的渋川工厂。
其中原料粉体材料及AN/SN型号的陶瓷基板是在大牟田工厂内生产，而“HITTPLATE”有机树脂绝缘层型散热基板的生产制作是在渋川工厂内进行。
该公司的电子材料事业部下属电子部材部门的负责人河内亮先生近期谈到了电气化学公司散热基板在今后发展的规划：
“未来随着LED大功率化的进展，金属基型散热基板市场预测将有更大的扩大。
鉴于这个市场的大变化，我们公司现正在制定对铝基散热基板扩产的规划。
而我们需要增加多大的产能才能符合市场增强的需求，在这个问题上我们正在积极地进行调研、考察之中。
待此项工作完成后，扩产建设计划将会进入实际实施阶段。
在2007年6月电气化学公司与日本ダイワ工业株式会社[5]合资建立了“デンカAGSP株式会社”。
新建公司主要生产高散热性基板。
它的生产基地设在原来ダイワ工业公司的长野县冈谷工厂内。
此工厂主要生产LED照明和液晶电视用面板的LED背光（BLU）模块的两种封装基板。
而这两种封装基板下侧的母板，是采用电气化学公司已有的“HITTPLATE”金属基散热基板作为配套。
デンカAGSP株式会社的建立，标志着电气化学公司将从事的经营业务，延伸到封装领域，完善了该公司的散热基板产业链。
[6]
デンカAGSP株式会社生产的这种BUL封装产品，是在基板的环氧树脂绝缘层表面形成Cu凸块，接合芯片而构成的。
过去，传统的LED背光模块（BLU封装）所用的封装基板是陶瓷类基板，而近年已经逐渐被这类环氧树脂作绝缘层的有机封装金属基散热基板所替代。
后者在实现高散热性、高可靠性、低成本方面特性优于陶瓷类基板，因此它的需求量在近年得到很大的增加。
在デンカAGSP株式会社，为LED照明和液晶显示用BUL封装配套生产的散热基板，已有一半以上由原来采用的陶瓷类基板更换为有机树脂的高散热性金属基散热基板。
3.日本理化工业所株式会社（NRK）
日本理化工业所（株）是生产铝基覆铜板的大型厂家。
由于近一、两年用于LED照明和液晶电视的背光源对高亮度LED的需求量大增，使得该公司的铝基CCL生产业务得到扩大。
2009年9月该公司的铝基CCL销售额比2008年同期增加了20%，而2010年9月，预计又比2009年同期再增加20%。
在五、六年前该公司开始注重发展铝基CCL。
起初它的应用领域主要还是为大功率模块做配套，而近两、三年LED应用市场已迅速地成为了它的重要的、新应用领域。
用于LED的铝基CCL，在该公司这类产品中的销售额比例在逐年得到迅速提高，至2010年初它已占到50%以上。
理化工业所铝基CCL原来的主导产品是“NRA-8”和“NRA-E”。
自2009年又问世了种铝基CCL新品——“NBA-ES”和“NRA-L”。
其中“NBA-ES”是针对下一代LED用的高导热性基板材料。
它的结构特点是其底基板用铝板厚度很薄，从原来的1.0mm减薄到0.23mm，实现了市场所需求的铝基CCL产品薄型化。
底基铝板采用更薄型，一般会给整个铝基CCL的压制成型加工带来工艺性的困难。
该公司凭借多年来的生产铝基CCL的经验，改进了工艺条件，很好地解决了生产工艺中的难点，实现了此产品的工业化生产。
该公司所推出的另外一种铝基CCL新品——“NRA-L”，它的性能特点是实现了低模量性。
这也使得它的PCB加工性获得提升。
面临LED散热基板领域对铝基CCL需求的快速增加，日本理化工业所为适应市场扩大的形势，决定在2010年4月起，开始与台湾一家企业合作，委托它在海外生产该公司的铝基CCL（生产品种主要是LED专用的“NBA-ES”品种）。
将部分的“NBA-ES”转给台湾厂家生产其主要原因为：
在台湾，在液晶电视制造中用的背光源模块的生产量近期得到急速的增加。
台湾已经形成多家生产规模较大的背光源模块生产厂家。
它们在背光源模块生产中大量的需要使用铝基CCL。
理化工业所将具有薄型化特点的“NBA-ES”产品委托台湾厂生产，意在抢占、扩大这种产品在台湾LED背光源领域的应用市场。
理化工业所所委托生产铝基CCL的台湾厂家，是一家设在台湾桃园地区的PCB生产企业。
理化工业所将在日本国内生产出的高导热性半固化性的粘接片提供给它，再由此台湾厂完成层压成型以及后期加工的工作，该企业再完成散热基板（以铝基CCL为基板材料的PCB）的制造。
到2010年二季度，日本理化工业所在海外生产铝基CCL的比例（按销售额计）已占理化工业所铝基CCL生产总量的30%左右。
理化工业所还打算在今后几年中密切关注高亮度LED市场发展的情况，把握时机，进一步扩大在海外铝基CCL产品的生产量。
为此还要继续开展新增海外生产基地的工作。
在海外生产点的选择上，理化工业所考虑应在具有强大PCB产业实力的国家（地区）中寻找其合作厂。
日本理化工业所建立更多的海外生产据点，以此达到进一步扩大该公司在世界市场上的占有率的目的。
并且，日本理化工业所还正在逐步在东南亚地区，建立多个铝基CCL的经销点。
继在2010年1月它们已在台湾开设了海外的经销点外，还计划随后将陆续在韩国、马来西亚等国家（地区）建立铝基CCL的经销点。
4.松下电工株式会社
松下电工株式会社（现已改称为“パナソニック電工株式会社”，为称谓方便，在此文中仍用原名）在发展LED散热基板方面，采用了着力开展高导热性有机树脂类基板材料的开发、生产、开拓新市场的方针。
它还制定了一个宏伟的发展高导热性CCL的计划目标：
到2013年时，高导热性CCL产品在年产销额上将达到100亿日元（此计划实现目标值是在2009年所制定的。
之后，由于近期该公司这种基板材料销售形势非常好，该公司又出台新计划：
自2011年2月起，在苏州工厂也开始生产高导热性CEM-3产品，并将整个公司高导热性有机树脂类基板材料未来的年产销额目标值更订为：
“2012年达到150亿日元”）。
[7]
近年来，搭载LED芯片用基板材料对其导热性有了高要求。
为了满足这一市场的需求，松下电工于2009年1月开发成功并推向市场一种高导热性的玻纤布-有机树脂复合基型覆铜板（即高导热性CEM-3），它的牌号为“ECOOLR1787”。
该产品的导热率比过去的一般CEM-3提高了2倍以上，达到了1W/m·
K（2009年新问世时的性能指标值）。
ECOOLR1787作为一种有机树脂型的散热基板用基板材料，它在性能上与其它类别的常规高导热性基板材料（例如铝基CCL、陶瓷基CCL等）相比，具有设计自由度高、PCB加工方便灵活、低成本性的特性，同时它在耐电压性、耐金属离子迁移性方面也与其它高导热性基板材料相竞争上具有明显的优势。
[7][8]
ECOOLR1787产品的生产在松下电工的三重县的“四日市南工厂“内进行。
它在生产方式上采用了半固化片的涂胶、干燥加工和成形加工连续化完成的新工艺。
在半固化片加工过程中使用的溶剂量较少，CO2排放量很小，这些生产工艺特点非常有利于符合目前提倡的“低碳排放”的环境要求。
四日市南工厂生产的ECOOLR1787的月产量现为5～10万m2。
到2010年初时，这种高导热性玻纤布-有机树脂复合基型覆铜板的累计产销量达到了50万m2以上。
ECOOLR1787问世之后，松下电工并没有停止对这种高导热性复合基型CCL的性能改进方面开发，经过他们近期不断开展地开发工作，他们又成功地在2010年1月在日本东京举办的“第十一届PCB展览会”上推出了它的“第二代”新品。
新改进提高的高导热性复合基型CCL，其导热率达到了2W/m·
K。
“第二代”的ECOOLR1787，计划在2010年6月可正式小批量地向客户提供。
2010年6月,在日本JPCA举办的展览会上，松下电工的ECOOLR1787产品获得了“第6届JPCA大奖”。
此大奖在日本PCB业界中享有很高声誉。
2010年共有34个PCB业及电子安装业中的新产品开发产品报送，经评委评选后，只有8个产品批准获奖。
松下电工的ECOOLR1787产品在其中获奖，是继2009年该公司的“MEGTRON4”低介电常数性CCL产品获大奖之后的该公司CCL新品连续两年获此殊荣。
另外，在2009年还推出散热基板用其它两种高导热性基板材料，它们是“ECOOL-F”和“CV2079”。
“ECOOL-F”是一种挠性CCL产品。
它是由聚酰亚胺（PI）膜或液晶树脂（LCP）膜做底基材，在其上附上厚铜箔或者是铝板，通过层压成型加工而成。
它的绝缘层由于是薄膜构成，因此具有基材薄，且能弯曲的特性。
金属层还实现了高导热性。
特别是由LCP基材构成的这种挠性CCL，其基板材料的白色具有高反射性。
ECOOL-F已经开始应用于汽车LED照明灯、降落伞背带上LED信号发光装置等用途上。
“CV2079”是一种有机树脂类的高导热性粘接片。
它的导热率高达3.2W/m·
K,它具有耐电压高、绝缘层可实现高薄形化的特性。
作为一种商品提供给金属基散热基板或者大电流电路基板的生产厂家生产中使用，因此，它有多种树脂流动性指标不同的品种。
高流动性的品种会给不少生产各种方式、规格基板的客户，提供了更大的制作工艺实施上的方便。
此种高导热性粘接片在2010年的“日本第二届下一代照明技术展览会”上，首此亮相，并受到了业界的十分关注。
为了加强与客户密切合作关系，共同携手进行高导热性基板材料开发。
松下电工在四日市南工厂内，近期还建立了“高散热基板评价中心”（这个中心称为“ECOOLLAB”）。
它可对这类散热基板及其基板材料的耐热性、绝缘可靠性等性能做以测试评价。
该中心对外开放，承接PCB厂家、整机厂家送的样品，进行检测、评价，为下游客户提供一个优化设计散热基板的参考数据。
松下电工建立开放式“高散热基板评价中心”的举动，还在于抢占这类散热基板及其基板材料制定标准的主动权。
[1]
5.利昌工业株式会社
利昌工业株式会社是一家已创建了88年之久的专业生产电子材料、电工绝缘材料的企业。
其中采用层压技术生产的电子材料产品，其销售额占整个公司的产品销售额的45%。
在层压技术生产的电子材料各类品种中，PCB基板材料则是占有重要主导地位的产品。
为了适应LED对散热基板需求量不断增加的市场形势，利昌工业公司约在十年前起就投入了LED用环氧树脂型白色PCB基板材料的开发工作，并且很快地将这一研发成果转化为工业化生产的产品，并问世于市场。
在2006年左右，利昌工业牌号为“CS-3965H”的白色FR-4覆铜板产品，已在LED应用市场上饶有名气。
它具有高耐热性，并能有效地抑制了一般覆铜板在热辐射和紫外线照射所引起的基板变色的发生。
目前这种白色CCL广泛应用于带有LED照明的手机中按键用基板，以及小尺寸液晶显示器用基板等领域。
利昌工业于2009年中，又推出LED散热基板用白色CCL新品（于当年11月所首次向业界公布）。
它的牌号为“CS-3975”，基板绝缘层是由硅树脂-玻纤布复合构成。
它与原有的白色CCL（CS-3965H）相比，最突出的性能特点，就是其耐热性有了很大的提高。
这一性能的改进，主要是为了满足大功率LED的新发展需求而开发出的。
“CS-3975”的长时间耐热温度，由原来白色CCL（“CS-3965H”）的180℃温度档次，提高到了400℃档次。
它的耐热性提高，使得它在耐热变色性方面有了明显的改进、提高。
原来的“CS-3965H”白色FR-4产品，在200℃下连续处理70h（或者150℃，连续处理1000h）后，板面颜色就出现有明显的恶化（颜色变深），这就造成安装在其上的LED的光反射率有较大幅度地减少。
而新开发的“CS-3975”在上述高温条件下经较长时间（70h）的高温（200℃）处理后，它的光反射率下降很小（仅有2%）。
对它的紫外线照射试验的测试结果也表明：
这种白色CCL的耐紫外线性十分优异。
由于它具有高耐变色性，使得用于LED基板上，它可达到在LED长期工作运行下板面仍可保持其原有的白色，维持长时间的LED高发光效率。
其实，在CCL业界中很早就有人对硅树脂在CCL上应用的课题，进行过长期的许多研究，以期待采用具有比环氧树脂更高耐热性的硅树脂作为刚性CCL的主树脂。
但这种研究成果成效甚微。
这是由于，长期以来硅树脂与基板材料中的其它物质（如与铜箔）的接合性很差的问题很难得到解决，从而造成难于使这种树脂得到在CCL制造中的大批量采用。
利昌工业经过反复的研发，实现了硅树脂与铜箔的高粘接特性。
它在世界CCL业界中，实现了在这一研究领域上的首次技术突破。
并且这一发明创造，在CCL的生产工艺上（上胶烘干、高温层压成形等）还同于一般FR-4的工艺条件。
这样完成它的大生产时，在设备上不必进行新增添，实现了该CCL较低的生产成本。
近年来在LED芯片搭载在基板上的设计，追求在一块基板上搭载多个发光颜色不同的多个芯片安装形式。
这样，它的封装基板的电路就变得更为复杂，对基板的耐热性也提出了更高的要求。
这种新的严历要求，对于一般有机树脂类覆铜板（如一般白色FR-4板）来说是无法胜任的，由此，在近几年中出现一些LED用白色有机树脂类CCL被耐热性更高的陶瓷类散热基板所替代的现象。
使用陶瓷基散热基板在加工性和成本性上变差，这也成为了在LED中采用这类基板的两大缺陷。
利昌工业公司领导者认为，该公司所开发的硅树脂-玻纤布基白色CCL（CS-3975），不但能满足LED的高耐热性要求，而且还可以克服陶瓷基板存在的成本高、加工性的缺点。
这种白色CCL未来市场有着十分广阔的前景：
它可在小型、薄型的LED照明产品、液晶显示器背光源等方面的散热基板上得到广泛的应用，成为一种可替代陶瓷基板的新型散热基板的基材。
于2010年1月在东京举办的“印制电路展览会”上，利昌工业首次展出了硅树脂-玻纤布基白色CCL（CS-3975）产品。
它在展会上的最初露面就受到了业界的高度关注，其反响强烈。
在2010年6月的“JPCA展览会”上，已有不少下游企业与利昌工业公司签定了开展试用的合作协议。
现在不少此产品的日本下游企业正在对此CCL产品进行评价之中，预计将会在2011年春时，CS-3975产品就将进入全面的销售、提供的阶段。
过去，金属基CCL只是主要应用在汽车等功率器件上，市场容量并不大。
而近年来，随着LED的迅速发展，作为LED散热基板的基板材料——金属基CCL，其需求量比前几年增加了3～4倍。
由此也带动了作为金属基CCL重要原材料——铜箔与金属板之间的粘接膜的需求量增加。
利昌工业看到了这一商机，他们在2009年及时地推向市场四种高导热性绝缘树脂粘接膜。
它们是：
涂布在聚酯膜上的“AC系列”（Al板与铜箔接合用粘接膜）和“CC系列”（Cu板与铜箔接合用粘接膜）粘接膜产品，以及涂在铜箔上的“AC系列”和“CC系列”粘接膜产品。
利昌工业在发展本企业CCL产品多样化方针引导下，已把LED用基板材料列出今后的重要发展的CCL品种之一。
他们在这类CCL方面的发展宗旨就是：
在LED领域中，要不断努力开发、提供LED用户最期望的、最适宜的基板材料产品。
6．日立化成工业株式会社
日立化成工业株式会社于2009年5月推出了“ハイセット”（商标名称）系列的PCB用高导热性半固化树脂粘接片（高导热性半固化片）。
这种新型PCB基板材料，适用范围较广，包括混合动力汽车的逆变器、家电产品、LED照明、计算机外部配套的电子产品等。
该粘接片在上述各领域中“全方位”的发挥它高散热的特性。
[10]
这项课题的开发，是日立化成与日立制作所共同开发成功的。
他们在开发中所面临的
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