JP2011210948A - 金属ベース回路基板及び金属ベース回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で絶縁性および放熱性に優れた金属ベース回路基板及び金属ベース回路基板の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一態様に係る金属ベース回路基板は、金属板１１上に配置された熱硬化性樹脂シート１２ａ（第１の熱硬化性樹脂層）と、熱硬化性樹脂層シート１２ａ上に配置された電子部品実装位置に開口を設けた絶縁シート１３（絶縁層）と、絶縁シート１３の開口に配置された熱伝導経路部材１５と、絶縁シート１３及び熱伝導経路部材１５の上に配置された熱硬化性樹脂シート１２ｂ（第１の熱硬化性樹脂層）と、熱硬化性樹脂シート１２ｂの電子部品実装位置に配置された放熱ランド１４ｂ及び放熱ランドから間隔をおいて配置された導電回路１４ａとを備え、これらを加熱加圧により一体化して形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、電子機器のパワー半導体等を用いた電源回路や、高輝度の発光ダイオード等を用いたバックライト等の照明機器に用いられる金属ベース回路基板及び金属ベース回路基板の製造方法に関する。

近年、電子機器の高性能化、小型化の要求に伴い、パワー半導体を用いた電源回路や、高輝度の発光ダイオードや半導体レーザを用いたバックライトのような照明機器に用いられる熱伝導性基板として金属ベース回路基板が採用されている。

金属ベース回路基板は、熱伝導率の高い金属板（例えば、アルミ板）の表面を絶縁性樹脂で被覆し、この絶縁被覆上に接続端子を含む導電回路を形成して構成される。金属板を被覆する絶縁性樹脂には、熱伝導性の良好な接着シートや熱伝導率の高い無機充填剤を含む樹脂組成物をガラスクロスに含浸させたプリプレグが用いられる。

パワー半導体等の発熱量の大きい回路素子は、このような金属ベース回路基板の接続端子上に実装され、回路素子で発生した熱は、絶縁性樹脂層を介して金属板に伝達され、金属板の表面から放熱される。

このような金属ベース回路基板には、放熱性をさらに向上させるため、金属板に化学処理（エッチング処理）を施したり、機械加工（エンドミルやレーザによる加工）により放熱用のビア（サーマルビア）を形成したものが提案されている（特許文献１参照）。

また、電子部品が接続される導体回路層と、電子部品が発生する熱を放熱するための放熱部材と、導体回路層と放熱部材を連結するための貫通孔と、この貫通孔に設けられ、導体回路層と放熱部材とを連結する熱伝導経路部材とを備えたフレキシブル配線基板が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００９−４９０６２号公報 特開２００９−８８５７１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の金属ベース回路基板では、絶縁樹脂層の厚さに対して放熱用ビアの高さが高いと金属ベース回路基板表面にボイドが発生しやすくなるため成形性に問題が生じる。また、絶縁樹脂層の厚さに対して放熱用ビアの高さが低いと放熱用ビアによる熱伝導性が低下する。このため、絶縁樹脂層の厚さと、放熱用ビアの高さのバランスの調整が難しいという問題がある。また、放熱性を向上させるために、絶縁樹脂層の厚さを薄くすると、絶縁性が低下してしまう。

また、特許文献２に記載のフレキシブル配線基板は、製造工程が複雑となり製造コストが増大するという問題がある。さらに構造が複雑となるため、フレキシブル配線基板自体を薄くすることが難しくなるなどの問題がある。

本発明は、かかる従来の課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で絶縁性および放熱性に優れた金属ベース回路基板及び金属ベース回路基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る金属ベース回路基板は、金属板上に配置された第１の熱硬化性樹脂層と、前記第１の熱硬化性樹脂層上に配置された電子部品実装位置に開口を設けた絶縁シート層と、前記絶縁層の開口に配置された熱伝導経路部材と、前記絶縁層及び前記熱伝導経路部材の上に配置された第２の熱硬化性樹脂層と、前記第２の熱硬化性樹脂層の電子部品実装位置に配置された放熱ランド及び前記放熱ランドから間隔をおいて配置された導電回路とを備え、これらが加熱加圧により一体化されていることを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る金属ベース回路基板の製造方法は、金属板上に第１の未硬化の熱硬化性樹脂シートを配置する工程と、前記第１の未硬化の熱硬化性樹脂シート上に電子部品実装位置に開口を設けた絶縁シートを配置する工程と、前記絶縁シートの開口に熱伝導経路部材を配置する工程と、前記絶縁シート及び前記熱伝導経路部材の上に第２の未硬化の熱硬化性樹脂シートを配置する工程と、前記第２の未硬化の熱硬化性樹脂シート上に放熱ランド及び導電回路を位置決めして配置する工程と、この積層物を加熱加圧により一体に硬化する工程とを具備することを特徴とする。

前記放熱ランド及び前記導電回路の位置決めは、転写基材上に前記放熱ランドと前記導電回路を、第２の未硬化の熱硬化性樹脂シート上に所定のパターンで配置し、剥離可能に固定する方法を採ることができる。

具体的には、転写基材上に、銅箔のような導電金属箔を剥離可能に貼着し、周知のフォトリソグラフィ技術により、銅箔により放熱ランドと導電回路を形成し、これを第２の未硬化の熱硬化性樹脂シート上に転写する方法を採ることができる。

以下、本発明に使用する金属板、熱硬化性樹脂シート、絶縁シート及び熱伝導経路部材について説明する。

（金属板）
金属板１１は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）またはこれらの合金からなる。特に、熱伝導率が高く放熱性に優れるアルミニウム、銅またはこれらの合金を用いるのが好ましい。

（熱硬化性樹脂シート）
本発明に使用する未硬化の熱硬化性樹脂シートとしては、例えば熱伝導性の良好な無機充填剤を配合したＢステージのエポキシ樹脂シートを使用できる。第１及び第２の熱硬化性樹脂シートは、組成が同一のものでも異なるものであってもよい。熱硬化性樹脂脂シートは、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）エラストマーおよび（Ｅ）無機充填剤からなるものが好ましい。

（Ａ）成分のエポキシ樹脂としては、１分子中に２以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂が使用できる。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、またはビフェニル骨格を含有する多官能エポキシ樹脂のいずれか、もしくは、これらエポキシ樹脂を２種以上混合したものを使用できる。

（Ｂ）成分の硬化剤としては、ジシアンジアミド、芳香族ジアミンなどのアミン系硬化剤、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、トリアジン変性フェノールノボラック樹脂、ビフェニル骨格含有フェノールノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤等を使用できる。

（Ｃ）成分の硬化促進剤としては、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、三フッ化ホウ素アミン錯体、トリフェニルホスフィン等を使用できる。

（Ｄ）成分のエラストマーとしては、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエンゴム等の各種合成ゴム、ゴム変性の高分子量化合物、高分子量エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリイミド、変性ポリアミドイミド、ポリビニルアセタール等のいずれか、もしくは、これらを２種以上混合したものを使用できる。

（Ｅ）成分の無機充填剤としては、公知のものを特に制限なく使用できる。具体的には、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）_３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等が使用できるが、特に、熱伝導率の高い窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナの使用が好ましい。（Ｅ）成分として、これらを２種以上混合したものを使用できる。

（Ｅ）成分の形状は、凝集粒状であることが好ましい。（Ｅ）成分の粒度は、ＪＩＳ Ｋ３３６２で規定される標準篩分け機械による篩分け方法によって測定される粒度から求められる重量平均粒径Ｄ５０が１〜３０μｍであることが好ましい。（Ｅ）成分を、上述した形状及び粒径とすることにより、良好な熱的接合を得ることができる。

（絶縁性シート）
絶縁性シートは、熱硬化性樹脂シートとの接着性が良好で、打ち抜き加工性が良好で可撓性があり、一体化の際の加熱加圧により破断しない強度をもつ電気絶縁性のシートが用いられる。絶縁性シートには、電子部品実装位置に対応させて後述する熱伝導経路部材を配置するための開口が形成される。

絶縁性シートには、例えば、樹脂フィルム、繊維材料あるいはこれらの複合材料が使用される。樹脂フィルムとしては、例えば、ポリイミドフィルムやポリエステルフィルムを使用できる。繊維材料としては、例えば、ガラス繊維やアラミド繊維などの織布もしくは不織布、またはこれらガラス繊維やアラミド繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを使用できる。

（熱伝導経路部材）
熱伝導経路部材は、後述の放熱ランドを介して伝達される金属ベース回路基板に実装された電子部品で発生する熱を金属板へ伝達する熱伝導路を形成するもので、熱伝導性の良好なシート材料、例えば金属板を所定の大きさに切断又は打ち抜いて用いられる。

上記絶縁性シートの厚みが０．２ｍｍ以下の場合は、熱伝導経路部材は金属箔で形成し、絶縁性シートの厚みが０．２ｍｍを超える場合は、熱伝導経路部材を金属板表面に形成された金属板と一体の凸部とすることが好ましい。金属箔で形成する場合、熱伝導率の高い銅箔等を使用するのが好ましい。

（放熱ランド及び導電回路）
放熱ランド及び導電回路は、第２の熱硬化性樹脂シート上に、例えば共通の金属箔からホトリソグラフィを用いて形成される。放熱ランドは、熱伝導経路部材上に形成され、導電回路は、放熱ランドから間隔をおいて形成される。

本発明によれば、簡易な構成で絶縁性および放熱性に優れた金属ベース回路基板及び金属ベース回路基板の製造方法を提供できる。

第１の実施形態に係る金属ベース回路基板の断面図である。 第１の実施形態に係る金属ベース回路基板の一部拡大断面図である。 第１の実施形態に係る絶面性シートの上面図である。 第１の実施形態に係る金属ベース回路基板の製造工程を示す図である。 第１の実施形態に係る転写回路の製造工程を示す図である。 第１の実施形態に係る金属ベース回路基板へ電子部品を実装した例を示す図である。 第１の実施形態に係る金属ベース回路基板へ電子部品を実装した他の例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
この第１の実施形態に係る金属ベース回路基板１は、金属板１１上に配置された熱硬化性樹脂シート１２ａ（第１の熱硬化性樹脂層）と、熱硬化性樹脂層シート１２ａ上に配置された電子部品実装位置に開口を設けた絶縁シート１３（絶縁層）と、絶縁シート１３の開口に配置された熱伝導経路部材１５と、絶縁シート１３及び熱伝導経路部材１５の上に配置された熱硬化性樹脂シート１２ｂ（第１の熱硬化性樹脂層）と、熱硬化性樹脂シート１２ｂの電子部品実装位置に配置された放熱ランド１４ｂ及び放熱ランド１４ｂから間隔をおいて配置された導電回路１４ａとを備え、これらを加熱加圧により一体化して形成される。
以下、図１〜３を参照して、金属ベース回路基板１について詳細に説明する。

（金属板１１）
金属板１１は、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）またはこれらの合金からなる。熱伝導率が高く放熱性に優れるアルミニウム、銅またはこれらの合金を用いるとより好ましい。金属板１１の厚みは、取り扱いの観点から０．０２５〜１０ｍｍが好ましく、０．０５〜５ｍｍがより好ましいが、用途に応じて適宜変更してもよい。金属板１１の厚みが、０．０２５ｍｍ以上あれば、取り扱い時におけるしわ、歪み等の発生を防止できる。

なお、金属板１１と熱硬化性樹脂シート１２ａの密着性を向上させるために、金属板１１の熱硬化性樹脂シート１２ａとの接着面を表面処理してもよい。脱脂処理、サンドブラスト加工、エッチング処理、めっき処理、カップリング剤処理などが表面処理として利用できる。

（熱硬化性樹脂シート１２ａ，１２ｂ）
熱硬化性樹脂シート１２ａは、金属板１１上に配置される。熱硬化性樹脂シート１２ｂは、絶縁性シート１３上に配置される。熱硬化性樹脂シート１２ａ，１２ｂは、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）エラストマーおよび（Ｅ）無機充填剤を必須成分として含むことが好ましい。

（Ａ）成分のエポキシ樹脂としては、１分子中に２以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば特に制限なく使用できる。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、またはビフェニル骨格を含有する多官能エポキシ樹脂のいずれか、もしくは、これらエポキシ樹脂を２種以上混合したものを使用できる。

（Ｂ）成分のエポキシ樹脂硬化剤としては、ジシアンジアミド、芳香族ジアミンなどのアミン系硬化剤、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、トリアジン変性フェノールノボラック樹脂、ビフェニル骨格含有フェノールノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤といった、通常、エポキシ樹脂硬化剤として使用されている化合物が使用できる。

（Ｃ）成分の硬化促進剤としては、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、三フッ化ホウ素アミン錯体、トリフェニルホスフィン等、通常、硬化促進剤として使用されるものを使用できる。

（Ｄ）成分のエラストマーとしては、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエンゴム等の各種合成ゴム、ゴム変性の高分子量化合物、高分子量エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリイミド、変性ポリアミドイミド、ポリビニルアセタール等のいずれか、もしくは、これらを２種以上混合したものを使用できる。

（Ｄ）成分の含有量は、（Ａ）〜（Ｅ）成分の合計量に対して、３〜５０質量％が好ましく、５〜３０質量％がより好ましい。（Ｄ）成分の含有量が、３質量％未満であると、接着力やシート状に成形した際の取り扱い性が悪くなる。また、（Ｄ）成分の含有量が、５０質量％を超えると、耐熱性および熱伝導率が低下する。

（Ｅ）成分としては、公知のものを特に制限なく使用できる。具体的には、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）_３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等が使用できるが、特に、熱伝導率の高い窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナの使用が好ましい。（Ｅ）成分として、これらを２種以上混合したものを使用することもできる。

（Ｅ）成分の含有量は、（Ａ）成分〜（Ｅ）成分の合計量に対して３０〜８５質量％が好ましく、４０〜８０質量％がより好ましい。（Ｅ）成分の含有量を３０質量％以上とすることにより、熱伝導率を向上できる。また、（Ｅ）成分の含有量を８５質量％未満とすることにより、接着剤が脆くなることを抑制して、接着力の低下を防止できる。

（Ｅ）成分の形状は、凝集粒状、つまり実質的に球状であることが好ましい。２種以上混合したものを使用する場合には、少なくとも１種が凝集粒状であることが好ましい。（Ｅ）成分の粒度は、ＪＩＳ Ｋ３３６２で規定される標準篩分け機械による篩分け方法によって測定される粒度から求められる重量平均粒径Ｄ５０が１〜３０μｍであることが好ましい。（Ｅ）成分を、上述した形状及び粒径とすることにより、良好な熱的接合を得ることができる。

上述したように、（Ｅ）成分は、凝集粒状であることが好ましいことから、凝集粒状である窒化ホウ素を含有することが好ましい。窒化ホウ素の含有量は、（Ａ）成分〜（Ｅ）成分の合計量に対して２０〜７０質量％が好ましく、２５〜６５質量％がより好ましい。窒化ホウ素の含有量を２０質量％以上とすることにより、熱伝導率を向上できる。また、窒化ホウ素の含有量を７０質量％未満とすることにより、接着剤が脆くなることを抑制して、接着力の低下を防止できる。

なお、熱硬化性樹脂シート１２ａ，１２ｂには、必要に応じてレベリング剤、老化防止剤、可塑剤、顔料、染料、着色剤、酸化防止剤等を添加できる。

熱硬化性樹脂シート１２ａ，１２ｂは、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）エラストマーおよび（Ｅ）無機充填剤からなる樹脂組成物各種有機溶媒に溶解または分散させて塗工液を調整してフィルム基材に塗布、乾燥することで得られる。塗布および乾燥は、周知の方法を用いればよい。

上記有機溶媒としては、メチルエチルケトンやメチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノアセテートのようなエステル類、プロパノールやブタノールのようなアルコール類、トルエンやキシレンのような芳香族炭化水素類、ジメチルフォルムアミドのようなアミド類等が使用できる。これらは、単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。

なお、硬化前の熱硬化性樹脂シート１２ａ，１２ｂの厚みは、取り扱いの観点から５〜１００μｍが好ましく、１０〜６０μｍがより好ましいが、用途に応じて適宜変更してもよい。

（絶縁性シート１３）
絶縁性シート１３は、熱硬化性樹脂シート１２ａ，１２ｂとの接着性が良好で、打ち抜き加工性が良好で可撓性があり、一体化の際の加熱加圧により破断しない強度をもつ電気絶縁性のシートが用いられる。

絶縁性シート１３には、柔軟性に優れる樹脂材料または繊維材料が使用される。樹脂材料はフィルム状（以下、「樹脂フィルム」と称する）にして使用される。樹脂フィルムとしては、例えば、ポリイミドフィルムやポリエステルフィルムなど、フレキシブルプリント配線板として使用できる樹脂フィルムが使用できる。また、繊維材料としては、ガラス繊維やアラミド繊維などの織布もしくは不織布、またはこれらガラス繊維やアラミド繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを使用できる。

絶縁性シート１３には、図３に示すように、後述する熱伝導経路部材１５を形成するための開口１３ａが形成される。開口１３ａの形成方法は、特に限定されないが、例えば、打ち抜きジグ（ビク型）を用いて、プレス打ち抜き加工により簡単に開口１３ａを形成できる。

（熱伝導経路部材１５）
熱伝導経路部材１５は、後述の放熱ランド１４ｂを介して伝達される金属ベース回路基板１上に実装される電子部品で発生する熱を金属板１１へ伝達する放熱経路として機能する。絶縁性シートの厚みが０．２ｍｍ以下の場合は、熱伝導経路部材１５は金属箔（熱伝導率の高い金属、例えば銅の使用が好ましい）で形成し、絶縁性シートの厚みが０．２ｍｍを超える場合は、熱伝導経路部材１５を金属板表面に形成された金属板と一体の凸部することが好ましい。

（導電回路１４ａ及び放熱ランド１４ｂ）
導電回路１４ａ及び放熱ランド１４ｂは、熱硬化性樹脂シート１２ｂ上に、例えば共通の金属箔からホトリソグラフィを用いて形成される。放熱ランド１４ｂは、熱伝導経路部材１５上に形成され、導電回路１４ａは、放熱ランド１４ｂから間隔をおいて形成される。

導電回路１４ａは、金属ベース回路基板１上に実装される電子部品用の回路である。放熱ランド１４ｂは、金属ベース回路基板１上に実装される電子部品で発生する熱を金属板１１へ伝達する。放熱ランド１４ｂは、熱伝導経路部材１５上に形成されるので、上記電子部品で発生する熱を効率良く熱伝導経路部材１５を介して金属板１１へ伝達される。なお、以下の説明では、導電回路１４ａ及び放熱ランド１４ｂを合わせて「回路１４」と称する。

この第１の実施形態では、転写法により金属箔を転写して回路１４を形成するが、回路１４を形成する方法は、転写法に限定されず周知の方法を使用できる。また、回路１４は、転写用基材に金属箔を貼着した後にエッチング処理を施して形成することが好ましいが、パターンめっき法を用いて形成してもよい。金属箔としては、電気伝導率及び熱伝導率の高い銅箔が好ましい。なお、回路パターンが微細な場合には、パターンめっき法を用いるのが好ましい。

エッチング処理により回路１４を形成する場合、転写基材としてＰＥＴフィルム等からなる転写用基材を使用することが好ましい。具体的には、マスタックＰＣ−８０１（製品名：フジモリ工業社製）やパナプロテクトＥＴ−５０Ｂ、パナプロテクトＥＴ−K５０B（製品名：パナック社製）などの高耐熱再剥離フィルムを使用するとよい。なお、転写基材の厚みは、２５〜２００μｍが好ましく、取り扱い易さの観点からは、５０〜１００μｍであることがより好ましい。

転写基材と金属箔の接着方法は、熱ロールによる貼り付けが好ましいが、該方法に限定されるものではない。熱ロールによる貼り付けを行う場合、ロール温度は、室温程度、ロール圧力は、０．１〜１．０ＭＰａが好ましい。また、エッチングレジストは、印刷法又は写真法により形成し、エッチング液等により金属箔の不要部分をエッチングして導電回路１４ａを形成する。

パターンめっき法により回路１４を形成する場合、転写基材として金属基材、特にステンレス基材の使用が好ましい。ステンレス基材としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１の使用が好ましい。特に、ＳＵＳ３０１は、めっきの密着性に優れる。ステンレス基材の厚みは、５０〜２００μｍであることが好ましく、取り扱い性の観点からは、１００μｍとすることがより好ましい。

エッチング除去して導電回路を形成する場合、導体回路が薬液の吐出圧力に晒されるため、高耐熱再剥離フィルム（転写基材）と転写回路（回路１４）の間で高い密着強度が必要となる。このため、エッチング処理に適用される高耐熱再剥離フィルム（転写基材）と回路１４との密着強度は、１．５〜２０．０Ｎ／ｍとすることが好ましく、２．０〜１５．０Ｎ／ｍとすることがより好ましい。密着強度が、１．５Ｎ／ｍ未満では、転写基材と回路１４との密着性が不十分となり、製造中に転写基材と回路１４とが剥離する虞がある。また、密着強度が、２０．０Ｎ／ｍを超えると、転写基材と回路１４との密着性が強すぎ、回路１４を転写基材から完全に剥離できない虞がある。

これに対して、パターンめっき法により導電回路を形成する場合は、導電性の金属転写基材の表面を粗面化しておき、その表面に回路となる導電性金属を析出させていくため、エッチング法ほど高い密着強度は必要ない。このため、パターンめっき法に適用される金属材料からなる転写基材と回路１４と密着強度は、０．０２〜０．１０Ｎ／ｍが好ましい。密着強度が、０．０２Ｎ／ｍ未満では、転写基材と回路１４との密着性が不十分となり、製造中に転写基材と回路１４とが剥離する虞がある。また、密着強度が、０．１０Ｎ／ｍを超えると、転写基材と回路１４との密着性が強すぎ、転写基材を回路１４から完全に剥離できない虞がある。

なお、従来の製造方法では、金属ベース回路基板１を折り曲げる際に、形成した回路１４が損傷する懸念があるが、この第１の実施形態では、先に金属板１１を折り曲げてから転写基材に形成した回路１４を、熱硬化性樹脂シート１２上に転写するので回路１４の損傷を防止できる。

次に、金属ベース回路基板１の作成工程について、図４，５を参照して説明する。

（回路１４の作成）
初めに、図４を参照して、回路１４の作成工程について説明する。
（工程ａ）
図４（ａ）に示すように、熱ラミネータを用いて、転写基材１６と銅箔１７とを貼り合わせて一体にする。貼り付けの条件は、ロール温度は室温で、圧力は０．１〜１ＭＰａが好ましい。

（工程ｂ）
図４（ｂ）に示すように、銅箔１７表面に印刷法または写真法によりエッチングレジスト１８を形成する。

（工程ｃ）
図４（ｃ）に示すように、銅箔１７をエッチング液でエッチングする。エッチングレジスト１８が形成されている部分は、銅箔１７がエッチングされずに残る。この残った銅箔部分が回路１４となる。

（工程ｄ）
図４（ｄ）に示すように、エッチングレジスト１８を除去すると、回路１４が転写基材１６上に形成された状態となる。

（金属ベース回路基板１の作成）
次に、金属ベース回路基板１の作成工程について、図５を参照して説明する。
（工程Ａ）
図５（Ａ）に示すように、転写基材１６上に形成された回路１４と、熱硬化性樹脂シート１２ｂ、絶縁性シート１３、熱伝導経路部材１５、熱硬化性樹脂シート１２ａ、金属板１１を積層して位置合わせする。

（工程Ｂ）
図５（Ｂ）に示すように、積層した材料（転写基材１６、回路１４、熱硬化性樹脂シート１２ｂ、絶縁性シート１３、熱伝導経路部材１５、熱硬化性樹脂シート１２ａ及び金属板１１）をプレスにて一体に成形する。このプレスによる成形は、位置合わせした材料の両面（金属板１１の裏面１１ａおよび転写基材１６の上面１６ａ）に、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等からなる金属板（図示せず）および熱板（図示せず）を同順に重ね合わせて、上下方向から加熱加圧して行う。この際、金属板と金属板１１の裏面１１ａとの間、および金属板と転写基材１６の上面１６ａとの間にクラフト紙等のクッション材を介在させてプレスすることが好ましい。プレス温度、プレス時間およびプレス圧力は、それぞれ１００〜１８０℃、１０〜１００分、５〜５０ＭＰａとすることが好ましい。

（工程Ｃ）
図５（Ｃ）に示すように、転写基材１６を剥離する。

（工程Ｄ）
図５（Ｄ）に示すように、導電回路１４ａ上にソルダーレジスト１９を形成して金属ベース回路基板１を得る。

（金属ベース回路基板１への電子部品の実装例）
図６は、第１の実施形態に係る金属ベース回路基板１へ電子部品２０を実装した例を示す図である。図７は、第１の実施形態に係る金属ベース回路基板へ電子部品を実装した他の例を示す図である。

図６，７に示した例では、電子部品２０を放熱ランド１４ｂ上へ配置し、電子部品２０の図示しない端子をボンディングワイヤ（金線）２１で導電回路１４ａへ接続している。なお、図６には、金属箔で熱伝導経路部材１５を形成した場合を示し、図７には、金属板１１に凸部を設けて熱伝導経路部材１５を形成した場合を示した。

金属ベース回路基板１に実装された電子部品２０で発生した熱は、放熱ランド１４ｂおよび熱伝導経路部材１５を介して金属板１１へ放熱される。また、熱伝導シート１２は、（Ｅ）無機充填剤を含有しているため、放熱ランド１４ｂから熱伝導経路部材１５へ（Ｅ）無機充填剤を介して効率良く熱が伝達される（図２参照）。なお、この放熱ランド１４ｂから熱伝導経路部材１５への熱の伝達は液晶パネルの透明電極とドライバＩＣとのＡＣＦ接合による電気伝導と同様の原理によるものである。

次に、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
（実施例１）
この実施例１では、以下のようにして金属ベース回路基板を作成した。
（金属板１１）
金属板１１として、厚み３ｍｍのアルミ板（Ａｌ）を使用した。

（熱硬化性樹脂シート１２ａ，１２ｂ）
（Ａ）成分として、ビフェニル骨格含有エポキシ樹脂[ジャパンエポキシレジン社製、商品名：ｊＥＲ ＹＸ４０００Ｈ、エポキシ当量１９５]を２３質量部、（Ｂ）成分として、ジシアンジアミドを１．２質量部、（Ｃ）成分として、２−エチル−４−メチルイミダゾールを０．０５質量部、（Ｄ）成分として、カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエンゴム（日本ゼオン社製、商品名：ニポール（登録商標）１０７２）を１０質量部、（Ｅ）成分として、窒化ホウ素（電気化学工業社製、商品名：ＳＧＰS、重量平均粒径１２μｍの凝集粒状粒子）を２５部およびアルミナを４０質量部を、メチルエチルケトン／ジメチルホルムアミド＝６／４（質量比）の混合溶媒に溶解もしくは分散させたものを、厚みが３８μｍのポリエステルフィルム[フジモリ工業社製]の離型剤が付与された面に塗布し、１５０℃で３分間乾燥させ、厚さ２０μｍの熱硬化性樹脂シート１２ａ，１２ｂを作成した。

（熱伝導経路部材１５）
熱伝導経路部材１５として、厚み３５μｍのＨＴＥ−０６−１８（製品名；三井金属鉱業株式会社製）を、３ｃｍ×３ｃｍの大きさに切断したものを使用した。

（絶縁性シート１３）
絶縁性シート１３として、厚み７．５μｍのポリイミドフィルムであるカプトン３０ＥＮ（製品名；東レ・デュポン社製）を使用した。なお、熱伝導経路部材１５を形成する部分を、ビク型で３ｃｍ×３ｃｍの大きさに打ち抜き開口１３ａを形成した。

（回路１４）
転写基材１６として厚み５０μｍのパナプロテクトＥＴ−５０Ｂ（製品名；パナソニック社製）上に、銅箔１７として厚み３５μｍのＨＴＥ−０６−１８（製品名；三井金属鉱業株式会社製）を、ラミネータを使用して貼り付けた。貼り付け温度、圧力は、それぞれ室温、０．５ＭＰａである。さらに、銅箔１７上にエッチングレジスト１８を形成してエッチング処理を行った後、エッチングレジスト１８を除去して、転写基材１６上に回路１４を形成した。

上述のように形成した金属板１１、転写基材１６上に形成された回路１４と、熱硬化性樹脂シート１２ａ，１２ｂ、絶縁性シート１３、熱伝導経路部材１５を積層して位置合わせした後、プレス成形して金属ベース回路基板１を作成した。なお、プレスは、温度１６０℃、圧力２．５ＭＰａ、時間５０分の条件下で行った。また、クッション材として、１９０ｇ／ｍ^２のクラフト紙を４枚使用した。

（実施例２）
絶縁性シート１３として、厚み２０μｍのガラスクロスＡ１０２０（商品名；旭シユエーベル社製）を使用した。それ以外は実施例１と同じ材料および条件で金属ベース回路基板を作成した。

（比較例１）
実施例１と同様にして作成した厚み５０μｍの熱硬化性樹脂シート１２ａ，１２ｂを使用し、かつ、絶縁性シート１３および熱伝導経路部材１５を使用せずに金属ベース回路基板を作成した。それ以外は実施例１と同じ材料および条件で金属ベース回路基板１を作成した。

（比較例２）
厚さ１８μｍの銅箔（三井金属鉱業株式会社製、商品名：ＨＴＥ-06-18）と厚さ０．２ｍｍのガラスエポキシプリプレグ（京セラケミカル社製、商品名：ＴＬＰ５５１）と厚さ３ｍｍのアルミ板とを重ね合わせて成形した後、銅箔をエッチングして金属ベース回路基板を作成した。

上記のようにして得られた実施例１，２および比較例１，２の金属ベース回路基板に対して絶縁破壊電圧および温度上昇の測定を行った。測定は、ＪＩＳ Ｃ ５０１２ ７．５層間耐電圧に準拠する。具体的には、金属ベース回路基板の表面にφ１０ｍｍの電極を形成し、該電極に６０Ｈｚの正弦波交流電圧を印加して、その層間耐電圧を調べた。

温度上昇の測定は、導体幅２ｍｍ、全長２０ｍｍの挟隙部を有する導体幅１０ｍｍの線路導体に１０Ａの電流を導通した状態で３分間保持した後、該挟隙部における線路導体の表面温度を測定することで行った。なお、表１には、室温での該挟隙部における線路導体の表面温度と、１０Ａの電流を導通した状態で３分間保持した後における表面温度との差を記載している。

測定結果を表１に示す。実施例１，２および比較例１，２の層間耐電圧は、それぞれ６．１ｋＶ、４．２ｋＶ、３．２ｋＶ、８ｋＶであった。また、実施例１，２および比較例１，２の温度上昇は、それぞれ５℃、５℃、５℃、１５℃であった。表１より、比較例１は、放熱性は良好であるが、層間耐電圧に劣ることがわかる。また、比較例２の層間耐電圧は良好であるが放熱性に劣ることが分かる。以上のように、層間耐電圧および放熱性を考慮した場合、実施例１，２の試料が優れていることがわかる。

１…金属ベース回路基板、１１…金属板、１２…高熱伝導性樹脂シート（熱硬化性樹脂シート）、１３…絶縁性シート、１４ａ…導電回路、１４ｂ…放熱ランド、１５…熱伝導経路部材、１６…転写基材、１７…銅箔、１８…エッチングレジスト、１９…ソルダーレジスト、２０…電子部品、２１…ボンディングワイヤ（金線）。

Claims (8)

1. 金属板上に配置された第１の熱硬化性樹脂層と、
   前記第１の熱硬化性樹脂層上に配置された電子部品実装位置に開口を設けた絶縁層と、
   前記絶縁層の開口に配置された熱伝導経路部材と、
   前記絶縁層及び前記熱伝導経路部材の上に配置された第２の熱硬化性樹脂層と、
   前記第２の熱硬化性樹脂層の電子部品実装位置に配置された放熱ランド及び前記放熱ランドから間隔をおいて配置された導電回路とを備え、
   前記第１，第２の熱硬化性樹脂層、前Ｆ記絶縁層、前記熱伝導経路部材、前記放熱ランド及び導電回路が加熱加圧により一体化されていることを特徴とする金属ベース回路基板。
2. 前記第１，第２の熱硬化性樹脂層は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）エラストマーおよび（Ｅ）無機充填剤を含み、
   [（Ａ）成分＋（Ｂ）成分＋（Ｃ）成分＋（Ｄ）成分＋（Ｅ）成分]に対して、前記（Ｅ）無機充填剤を３０〜８５質量％含むことを特徴とする請求項１記載の金属ベース回路基板。
3. 前記（Ｅ）無機充填剤は、窒化ホウ素、窒化アルミニウムまたはアルミナから選択される少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項２記載の金属ベース回路基板。
4. 前記熱伝導経路部材は、前記絶縁層の開口に銅箔を嵌合して形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の金属ベース回路基板。
5. 前記熱伝導経路部材は、前記金属板の前記絶縁層の開口に対応する位置に凸部を設けて形成されることを特徴とする請求項１乃至至請求項３のいずれか１項記載の金属ベース回路基板。
6. 金属板上に第１の未硬化の熱硬化性樹脂シートを配置する工程と、
   前記第１の未硬化の熱硬化性樹脂シート上に電子部品実装位置に開口を設けた絶縁シートを配置する工程と、
   前記絶縁シートの開口に熱伝導経路部材を配置する工程と、
   前記絶縁シート及び前記熱伝導経路部材の上に第２の未硬化の熱硬化性樹脂シートを配置する工程と、
   前記第２の未硬化の熱硬化性樹脂シート上に放熱ランド及び導電回路を位置決めして配置する工程と、
   前記前記第１，第２の熱硬化性樹脂シート、前記絶縁シート、前記熱伝導経路部材、前記熱ランド及び導電回路を加熱加圧により一体に硬化する工程と
   を具備することを特徴とする金属ベース回路基板の製造方法。
7. 前記熱伝導経路部材は、前記絶縁シートの開口に銅箔を嵌合して形成されることを特徴とする請求項６記載の金属ベース回路基板の製造方法。
8. 前記熱伝導経路部材は、前記金属板の前記絶縁シートの開口に対応する位置に凸部を設けて形成されることを特徴とする請求項６記載の金属ベース回路基板の製造方法。

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