JP2018098467A - 回路基板用金属板、回路基板、パワーモジュール、金属板成形品及び、回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回路金属用金属板の厚みの大小によらず、パターニングによる所要の絶縁性を確保しつつ、回路基板を容易に製造することのできる回路基板用金属板、回路基板、パワーモジュール、金属板成形品及び、回路基板の製造方法を提供する。
【解決手段】この発明の回路基板用金属板２は、該回路基板用金属板２の側面Ｓｓの幅方向の一部に、他の側面部分と表面性状の異なる少なくとも一箇所の切断痕２ａが存在してなり、前記切断痕２ａが、板厚方向で、当該回路基板用金属板２の厚みＴｐより小さい板厚方向長さＨｔを有する。
【選択図】図５

Description

この発明は、回路基板用金属板、回路基板、パワーモジュール、金属板成形品及び、回路基板の製造方法に関するものであり、特には、回路基板の絶縁基板上に設ける金属板の厚みの大小によらず、所要の絶縁性を確保できるパターニングを可能にする技術を提案するものである。

民生機器用や、ガソリン自動車、電気自動車その他の車載用等として用いられ得るパワーモジュールは一般に、絶縁基板の両面のそれぞれに銅箔等の金属板を接合してなる回路基板を、ヒートシンクとして機能するベース板上に固定し、その回路基板上にパワートランジスタ等の半導体素子を搭載させて使用に供されるものであり、使用に際し、半導体素子が発する高熱をベース板に伝導させて、その熱を速やかに放散することが求められる。

なお、そのような回路基板では、金属板に接合させる絶縁基板として、セラミックス基板を用いることがある。この場合、セラミックス基板としては、当該金属板との直接接合が可能なアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）が用いられていたが、近年は、アルミナ製セラミックス基板に代えて、特許文献１〜３等に記載されているように、優れた熱伝導性を有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の窒化物系セラミックス基板とすることが有効であると考えられている。絶縁基板は樹脂材料等の他の材料で構成することもある。

特開昭６４−８４６４８号公報 特公平５−１８４７７号公報 特開平５−２１８２２９号公報

ところで、上述したような回路基板を製造するには、セラミックス基板等に代表される絶縁基板上に、金属板を接合させた後、金属板の露出表面上に感光性フィルムをラミネートし、次いで、その感光性フィルムを露光及び現像することにより、感光性フィルムに所定のレジストパターンを形成し、その後、エッチングによって、レジストパターンを介して金属板の不要な部分を除去することにより、金属板に回路パターンを形成し、最後に、レジストパターンを剥離して除去することが一般に行われている。

しかるに、このように、絶縁基板上の金属板に、エッチングによって金属板の不要部分を除去することは、回路基板の製造工程を複雑化させて製造能率を低下させるとともに、製造コストの増大を招くという問題がある。特に、窒化アルミニウムからなる絶縁基板は比較的高価であるので、これを用いる回路基板では、エッチングによる回路パターンの形成は、回路基板の価格をさらに上昇させる。

また、上述したようにしてエッチングにより回路パターンを形成すると、エッチング反応が拡散律速で等方的に進行することに起因して、図７に断面図で示すように、回路基板１０１の板厚方向で、金属板１０２の露出面Ｓｅから絶縁基板１０３側の接合面Ｓｂに向かうに従って、金属板１０２の除去される部分が少なくなる。その結果として、回路基板１０１の断面視で、エッチングにより除去せずに残した金属板１０２の複数の回路構成部分１０２ａ、１０２ｂの相互が、絶縁基板１０３側に向かうに従って次第に接近するテーパ形状をなすパターン溝１０４が形成されることが知られている。

これにより、特に、放熱性の向上等を目的として、回路基板１０１の金属板１０２を厚みが比較的厚いものとした場合は、絶縁基板１０３との接合面Ｓｂ側の金属板１０２の不要部分がエッチングで十分に除去されずに、絶縁基板１０３側で金属板１０２の複数の回路構成部分１０２ａ、１０２ｂが極めて近接し、又は甚だしくは接触することになり、パターニングによる絶縁性が確保されなくなるという問題があった。
この金属板は半導体素子の直下に位置することがあり、その厚みはパワーモジュールの放熱に大きく影響するところ、エッチングによって回路パターンの形成する手法では、上述した絶縁性低下の理由より、金属板の厚みを厚くすることには限界があるので、この手法によっては、金属板厚みの増大による放熱性の更なる向上を実現することができなかった。

この発明は、このような問題を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、回路金属用金属板の厚みの大小によらず、パターニングによる所要の絶縁性を確保しつつ、回路基板を容易に製造することのできる回路基板用金属板、回路基板、パワーモジュール、金属板成形品及び、回路基板の製造方法を提供することにある。

発明者は、エッチングによる回路パターンの形成に起因する上記の問題を解決するべく鋭意検討した結果、たとえば金属条にプレス加工を施すこと等により、所定の回路パターンを形成するよう所定の位置に配置された回路基板用金属板と、回路基板用金属板が連結ブリッジにより一体に連結されて当該回路基板用金属板を保持する板状もしくは条状の金属板保持部材とを備える金属板成形品を予め成形し、この金属板成形品を用いることで、回路金属用金属板の厚みが厚い場合であってもパターニングによる所要の絶縁性を有効に確保し得る回路基板を製造できることを新たに見出した。
より具体的には、この手法によれば、金属板成形品を絶縁基板上に重ね合せた状態で、金属板成形品の回路基板用金属板のみを絶縁基板に接合した後、連結ブリッジを切断して金属板保持部材を切り離すことにより、所期した回路パターンを有する回路基板を製造することができる。

上記の手法では、特に、連結ブリッジの厚みを回路金属用金属板の厚みより薄く形成しておくことが、連結ブリッジが変形し易くなって絶縁基材上への回路基板用金属板の強固な接合が可能になる点、及び、回路基板用金属板を絶縁基板上に接合した後の連結ブリッジの切断を、絶縁性の低下を招くことなしに確実に、しかも容易に行うことができる点で肝要である。

そして、このようにして製造された回路基板の回路基板用金属板の側面には、回路基板用金属板の形成より後に連結ブリッジが切断されたことに起因する切断痕が存在するとの知見を得た。

このような知見に基き、この発明の回路基板用金属板は、該回路基板用金属板の側面の幅方向の一部に、他の側面部分と表面性状の異なる少なくとも一箇所の切断痕が存在してなり、前記切断痕が、板厚方向で、当該回路基板用金属板の厚みより小さい板厚方向長さを有するものである。

この発明の回路基板用金属板では、前記切断痕の板厚方向長さが、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍであることが好ましい。
また、この発明の回路基板用金属板は、前記切断痕が、前記側面から突出する凸形状または、前記側面から窪む凹形状に形成されてなるものであることが好ましい。この場合、凸形状または凹形状の前記切断痕の、前記側面からの最大突出高さ又は最大深さは、０．０１ｍｍ〜０．１５ｍｍであることがより好ましい。

この発明の回路基板用金属板では、前記切断痕が、前記側面で、板厚方向の中心線に対し、当該回路基板用金属板の表面側又は裏面側のいずれかに片寄って位置することが好ましい。
また、この発明の回路基板用金属板では、前記切断痕の板厚方向長さに対する幅の比が、１〜１００であることが好ましい。
また、この発明の回路基板用金属板では、前記切断痕が、前記側面内で、０．０１ｍｍ²〜１．０ｍｍ²の面積を有することが好ましい。

この発明の回路基板用金属板では、平面視で多角形状をなすものであって、該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれに、前記切断痕が存在することが好適である。
なお、この発明の回路基板用金属板では、回路基板用金属板の厚みが、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍであることが好ましく、特にエッチング加工が困難な、厚い金属板、例えば０．５ｍｍ〜３．０ｍｍである場合により一層好ましい。
この発明の回路基板用金属板では、回路基板用金属板の側面の前記他の側面部分に、破断面領域及びせん断面領域が形成されていることがある。

この発明の回路基板は、上記のいずれかの回路基板用金属板と、前記回路基板用金属板が接合された絶縁基板とを備えるものである。
この発明の回路基板では、絶縁基板上に接合された複数個の回路基板用金属板を備え、複数個の回路基板用金属板が、絶縁基板上で、０．５ｍｍ〜８．０ｍｍ、さらには０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内で互いに離隔して配置されていることが現行では好ましいが、将来プレス、エッチング加工等の技術向上に伴い、下限が０．３ｍｍ程度まで狭い加工も対応可能となる可能性もある。

この発明のパワーモジュールは、上記のいずれかの回路基板を備えるものである。

また、この発明の金属板成形品は、一個以上の回路基板用金属板と、前記回路基板用金属板の平面外輪郭形状より大きい穴形状で、内側に該回路基板用金属板が配置される一個以上の貫通穴を有する板状もしくは条状の金属板保持部材とを備えるものであって、前記回路基板用金属板と金属板保持部材とが、回路基板用金属板の側面及び金属板保持部材の前記貫通穴の内面のそれぞれの幅方向の一部を相互に一体に連結するべく該貫通穴内で延びる少なくとも一箇所の連結ブリッジにより連結されてなり、前記連結ブリッジが、板厚方向で、前記回路基板用金属板の厚みより薄い厚みを有するものである。

この発明の金属板成形品では、前記連結ブリッジの厚みが、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍであることが好ましい。
また、この発明の金属板成形品では、前記連結ブリッジが、回路基板用金属板の前記側面及び金属板保持部材の前記貫通穴の内面で、板厚方向の中心線に対し、前記回路基板用金属板及び金属板保持部材の表面側又は裏面側のいずれかに片寄って位置することが好ましい。

この発明の金属板成形品では、前記連結ブリッジの厚みに対する幅の比が、１〜１００であることが好ましい。
また、この発明の金属板成形品では、前記連結ブリッジが、０．０１ｍｍ²〜１．０ｍｍ²の横断面積を有することが好ましい。
また、この発明の金属板成形品では、回路基板用金属板が平面視で多角形状を有し、該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれが、前記連結ブリッジにより、金属板保持部材の貫通穴の内面に連結されていることが好ましい。

この発明の金属板成形品では、回路基板用金属板及び金属板保持部材の厚みが、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍであることが好ましく、特にエッチング加工が困難な、厚い金属板、例えば０．５ｍｍ〜３．０ｍｍである場合により一層好ましい。
なお、この発明の金属板成形品では、回路基板用金属板の側面及び金属板保持部材の貫通穴の内面で、前記連結ブリッジ以外の部分に、破断面領域及びせん断面領域が形成されていることがある。

また、この発明の回路基板の製造方法は、上記のいずれかの金属板成形品を用いて、回路基板用金属板と前記回路基板用金属板が接合された絶縁基板とを備える回路基板を製造する方法であって、前記金属板成形品の回路基板用金属板を絶縁基板上に接合する工程と、その後、前記連結ブリッジを切断し、前記金属板保持部材を除去する工程を含むものである。

この発明の回路基板の製造方法では、前記連結ブリッジの切断を、エッチングによる連結ブリッジの溶解にて行うことが好ましい。
また、この発明の回路基板の製造方法は、回路基板用金属板の少なくとも側面の全体に対し、エッチングによる表面加工を施す工程を含むことが好適である。

この発明によれば、回路基板を製造するに当り、エッチングにより回路パターンを形成するのではなく、所定の金属板成形品を用いることにより、エッチングで回路パターンを形成した場合のパターニングの絶縁性低下の問題が発生し得なくなるので、回路金属用金属板の厚みの大小によらず、パターニングによる所要の絶縁性を確保しつつ、回路基板を容易に製造することができる。

この発明の金属板成形品の一の実施形態を示す平面図である。 図１の金属板成形品の部分拡大斜視図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１の金属板成形品を用いて回路基板を製造する各工程を示す、図３と同様の位置での断面図である。 図１の金属板成形品を用いて製造された回路基板が備える回路基板用金属板の一個を示す斜視図である。 図５の回路基板用金属板の側面図である。 エッチングによりセラミックス基板上の金属板の不要部分を除去して製造された回路基板の部分断面図である。

以下に図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に例示する金属板成形品１は、回路基板用金属板２と、回路基板用金属板２を内側に保持する金属板保持部材３とを備えてなる。金属板成形品１は、純銅又は、所要の元素を添加した銅合金等の金属材料からなるものであり、純銅としては、たとえば、タフピッチ銅や、無酸素銅、高純度銅等を挙げることができ、また、銅合金としては、たとえば、錫含有銅やジルコニウム含有銅、銀含有銅、クロム含有銅等を挙げることができる。
図示の実施形態は、いずれも平面視でほぼ長方形状をなす二個の回路基板用金属板２を備え、これらの回路基板用金属板２をその長さ方向に相互に所定の間隔をおいて並べて配置したものとしたが、回路基板用金属板２の形状、個数及び配置態様は、金属板成形品１を用いて製造する回路基板の回路パターン等に応じて適宜変更することができる。

ここで、金属板保持部材３は、たとえばその平面中央領域に、回路基板用金属板２の平面外輪郭形状よりも大きく、該回路基板用金属板２の当該形状に対応する長方形等の穴形状を有し、板厚方向に貫通する貫通穴３ａを設けたものであり、この貫通穴３ａの内側に、回路基板用金属板２が配置されている。図２に拡大斜視図で示すように、貫通穴３ａの内面Ｓｉとそれに隣接する回路基板用金属板２の側面Ｓｓとは、平面視で互いに離隔して向き合って位置し、それらの内面Ｓｉと側面Ｓｓとの間には、側面Ｓｓに立てた垂線に沿って測って、たとえば０．８ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲内の間隔Ｄが形成され得る。なお間隔Ｄが大きくなり過ぎると、後述するようなプレス等により潰す連結ブリッジの形成が困難となる。なお、狭ピッチ化に伴い、プレス、エッチング加工の技術が向上すれば、前記したように下限０．３ｍｍも対応可能となる可能性もある。
貫通穴３ａの配設位置は、これに限定されず、たとえば、金属板保持部材３の外縁に開口するものであってもよい。

そしてここでは、回路基板用金属板２と金属板保持部材３とは、図２に示すように、回路基板用金属板２の側面Ｓｓの幅方向（側面Ｓｓの正面視で板厚方向に直交する方向）の一部及び、金属板保持部材３の貫通穴３ａの内面Ｓｉの幅方向（内面Ｓｉの正面視で板厚方向に直交する方向）の一部のそれぞれに一体に形成されて、側面Ｓｓと内面Ｓｉとの間で、たとえば直線状で延びる連結ブリッジ４により連結される。それにより、金属板保持部材３の貫通穴３ａの内側に、回路基板用金属板２が保持されている。なお、回路基板用金属板２及び金属板保持部材３の相互間には、連結ブリッジ４を除く箇所にて回路基板用金属板２の周囲に延びて側面Ｓｓと内面Ｓｉとを離隔させる貫通溝が形成されている。

図示の実施形態では横断面が長方形状をなすこの連結ブリッジ４は、図３に断面図で示すところから解かるように、たとえば互いに等しい回路基板用金属板２の厚みＴｐ及び金属板保持部材３の厚みよりも薄い厚みＴｂを有するものとする。回路基板の断面形態は、側面Ｓｓが、図示のような表面Ｓｆ及び裏面Ｓｂに垂直な平坦面となる形態だけでなく、例えばエッチング加工した場合の様な、当該垂直面に対して側面Ｓｓに傾斜が付いた台形状の形態や、側面Ｓｓに段付きの加工を施した形態とすることも可能である。これにより、詳細は後述するが、連結ブリッジ４が変形しやすくなって、絶縁基板への回路基板用金属板２の接合時に、絶縁基板に反りが存在しても強固な接合が可能になる等といった利点がある。
図示は省略するが、連結ブリッジの延在形態は、曲線状もしくは折曲線状その他の形状とすることもでき、また、連結ブリッジの横断面形状は、立方体状その他の多角形状または円形状等の種々の形状とすることができる。連結ブリッジはその延在途中で、幅及び／又は高さが変化するものであってもよい。

かかる金属板成形品１は、たとえば、順送金型等を用いて、図示しない未加工の金属板素材もしくは金属条素材に、回路基板用金属板２及び連結ブリッジ４の部分を除く金属板成形品１の貫通穴３ａの部分に対応する箇所に、打ち抜き加工を施した後、連結ブリッジ４の部分に対応する箇所に、板厚方向に厚みを減少させるコイニング又は潰し加工を施すというプレス加工、若しくは切削加工により成形することが可能であるが、これに限定されず、エッチングにより成形することもできる。

プレス加工により金属板成形品１を成形した場合、打ち抜き加工により打ち抜かれた回路基板用金属板２の側面Ｓｓ及び金属板保持部材３の貫通穴３ａの内面Ｓｉには、連結ブリッジ４の連結箇所以外の箇所に、たとえば板厚方向に互いに隣り合って側面Ｓｓないし内面Ｓｉの幅方向に沿って平行に延びる破断面領域及びせん断面領域が形成される。なおここで、せん断面領域は、打ち抜き加工によって金属板素材もしくは金属条素材が板厚方向に引き伸ばされた際にパンチ又はダイに擦れることによって形成されるものと考えられ、板厚方向に若干の線状模様の入った平滑面となる。一方、破断面領域は、打ち抜き加工で引き伸ばされた後に、スクラップとなる残部から引きちぎられることによって生じるものと考えられ、せん断面領域とは明確に異なり、凹凸が存在するディンプル状の面となることが知られている。
なお、上記のように成形された金属板成形品１では、多くの場合、回路基板用金属板２の表面Ｓｆが金属板保持部材３の表面Ｓｆとほぼ同一平面上に位置するとともに、回路基板用金属板２の裏面Ｓｂが金属板保持部材３の裏面Ｓｂとほぼ同一平面上に位置する。

このような金属板成形品１を用いて回路基板を製造する方法の一例を述べると、はじめに、必要に応じて、金属板成形品１の回路基板用金属板２の裏面Ｓｂにペースト状等の銀のろう材もしくはチタンの接合層等を塗布してこれを介して間接的に、又は直接的に、金属板成形品１を、図４（ａ）に矢印で示すように、絶縁基板１１上に重ね合わせ、図４（ｂ）に示すように、金属板成形品１の回路基板用金属板２を絶縁基板１１に接合する。ここで、絶縁基板１１は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の酸化物系セラミックスもしくは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の窒化物系セラミックス材料または、樹脂材料その他の材料からなるものである。

このとき、連結ブリッジ４の厚みＴｂを回路基板用金属板２の厚みＴｐよりも薄くしたことにより、仮に絶縁基板１１や金属板成形品１が反りや湾曲のある形状であったとしても、薄肉の故に変形しやすい連結ブリッジ４により、絶縁基板１１上に重ね合せた金属板成形品１の回路基板用金属板２を当該反りや湾曲に追従させることが可能になって、回路基板用金属板２を絶縁基板上に十分に密着させることができ、その結果として、回路基板用金属板２をその全面にわたって絶縁基板１１に強固に接合させることができる。

しかる後は、連結ブリッジ４を、可能な限り回路基板用金属板２に隣接する位置で切断し、連結ブリッジ４を含む金属板保持部材３を除去することで、図４（ｃ）に示すような、絶縁基板１１上に回路基板用金属板２が接合されてなる回路基板２１を製造することができる。この連結ブリッジ４の切断は、たとえば、切削等の機械加工、レーザー加工又は切削加工等の様々な手法により行うことができるが、エッチングにより連結ブリッジ４を溶解させることにより行うことが、微細な回路パターンを高い精度で形成できる点で好ましい。

なおその後、図示は省略するが、回路基板用金属板２上に半導体素子を搭載し、また、必要に応じて、絶縁基板１１の、回路基板用金属板２を設けた側とは逆の裏側に、純銅又は銅合金等の金属材料からなる金属箔を接合するとともに、この金属箔側をベース板（ヒートシンク）上に固定することで、パワーモジュール用絶縁基板が製造される。

上記の回路基板２１の製造方法では、所定の時期、たとえば、絶縁基板１１上に回路基板用金属板２を接合して金属板成形品１から金属板保持部材３を除去した後に、先述のプレス加工等に起因する回路基板用金属板２の側面Ｓｓ等の凹凸を除去する目的等で、回路基板用金属板２の少なくとも側面Ｓｓの全体、場合によっては表面Ｓｆをも含む露出面の全体に、エッチングによる表面加工を施すことができる。

かかる回路基板２１の製造方法によれば、所定の回路パターンが形成されるように回路基板用金属板２が予め成形された金属板成形品１を用いたことにより、絶縁基板１１上に接合された各回路基板用金属板２は、絶縁基板１１に近接する箇所でも所期した距離で互いに十分に離隔して配置されることになるので、従来技術のようなエッチングによる回路パターンの形成に起因する絶縁性の低下という問題は生じ得ない。しかも、上述したように、概して、絶縁基板１１上への回路基板用金属板２の接合工程と、連結ブリッジ４の切断工程を経るのみで、所望の回路パターンを有する回路基板２１を製造できるので、回路基板２１の製造を極めて容易に行うことができる。

この製造方法は、特に、エッチングによっては狭ピッチ回路パターンの絶縁性が確保し難くなる０．５ｍｍ以上の厚みＴｐの回路基板用金属板２を備える回路基板２１を製造する場合に有効である。そして、このような厚みの厚い回路基板用金属板２は、半導体素子が発する熱を有効に放散することができる。なお、それにより、上記の金属箔側に設けていたヒートシンクを不要とすることができる場合があり、この場合は、ヒートシンクを設けないことにより、パワーモジュール全体として飛躍的な薄肉化、小型化を実現することができる。
一方、回路基板用金属板２の厚みＴｐが厚くなりすぎると、プレス加工等により成形する回路基板用金属板２の形状不良が発生するおそれがある。
これらの観点から、回路基板用金属板２の厚みＴｐは、好ましくは０．２ｍｍ〜３．０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜３．０ｍｍとする。金属板保持部材３の厚みも、回路基板用金属板２の厚みＴｐと同様に、好ましくは０．２ｍｍ〜３．０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜３．０ｍｍとすることができる。特に回路基板用金属板２の厚みＴｐ及び金属板保持部材３の厚みが０．５ｍｍ以上である場合、回路パターンをエッチングにより形成することが困難となり得るので、厚みが０．５ｍｍ以上である場合に、この発明を適用することがより効果的である。

連結ブリッジ４の厚みＴｂは、回路基板用金属板２の厚みＴｐ及び金属板保持部材３の厚みよりも薄くすることは先述したとおりであるが、具体的には、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍとすることが好適である。
連結ブリッジ４の厚みＴｂを０．１ｍｍより厚くすると、連結ブリッジ４がそれほど変形しなくなって絶縁基板１１等の反りに追従できずに接合強度が低下することが懸念される他、回路基板用金属板２を絶縁基板１１に接合した後のエッチング等による連結ブリッジ４の切断を高い精度で行い得なくなるおそれがある。一方、連結ブリッジ４の厚みＴｂを０．０１ｍｍ未満とすれば、連結ブリッジ４の強度が低下し、回路基板用金属板２を絶縁基板１１に接合する前に金属板成形品１内で回路基板用金属板２の位置ずれが発生することが懸念され、この場合、所期したとおりの回路パターンを形成できなくなる。
したがって、連結ブリッジ４の厚みＴｂは、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍとすることが好ましく、さらに、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍとすることがより一層好ましい。

また、連結ブリッジ４は、回路基板用金属板２の側面Ｓｓの全体ではなく、側面Ｓｓの一部に形成するものとし、これにより、金属板成形品１内で回路基板用金属板２を保持する際の連結ブリッジ４の所要の強度を確保しつつ、回路基板用金属板２を絶縁基板１１に接合した後の連結ブリッジ４の切断を容易に行うことができる。たとえば、連結ブリッジ４の厚みＴｂに対する連結ブリッジ４の幅の比は、好ましくは１〜１００とする。

また、連結ブリッジ４は、連結ブリッジ４の延びる方向に直交する横断面で、０．０１ｍｍ²〜１．０ｍｍ²の横断面積を有することが好ましい。連結ブリッジ４の横断面積は、ＣＣＤカメラ、電子顕微鏡等で観察することで算出することが可能である。。

なお、連結ブリッジ４は、回路基板用金属板２の側面Ｓｓ及び金属板保持部材３の貫通穴３ａの内面Ｓｉで、板厚方向の中心線に対し、回路基板用金属板２及び金属板保持部材３の表面Ｓｆ側又は裏面Ｓｂ側のいずれかに片寄せて位置させることが好ましい。このような連結ブリッジ４は、先述したようにプレス加工により金属板成形品１を成形する場合に、コイニング又は潰し加工を一方向からのみ行うことで容易に形成することができる。より好ましくは、連結ブリッジ４を、回路基板用金属板２の側面Ｓｓ及び金属板保持部材３の貫通穴３ａの内面Ｓｉの、最も表面Ｓｆ又は裏面Ｓｂに隣接する位置に配置して、連結ブリッジ４の表面又は裏面が、回路基板用金属板２及び金属板保持部材３の表面Ｓｆ又は裏面Ｓｂに、段差なしで滑らかに連続するようにする。

回路基板用金属板２が平面視で、図示のような長方形状その他の多角形状を有するものである場合、回路基板用金属板２の側面Ｓｓは複数面存在することになる。
この場合、図示の実施形態のように、回路基板用金属板２の異なる二面以上のそれぞれの側面Ｓｓが、連結ブリッジ４により、金属板保持部材３の貫通穴３ａの内面Ｓｉに連結されていることが好適である。それにより、回路基板用金属板２が、異なる二面以上の各側面Ｓｓで金属板保持部材３に確実に保持されて、金属板保持部材３内での回路基板用金属板２の位置ずれが有効に防止される結果として、高い精度の回路パターンの形成が可能になるからである。
より好ましくは、図示の実施形態のように、平面視で、１の連結ブリッジ４の延長線上に他の連結ブリッジが存在するように、金属板成形品１を成形する。

以上に述べたようにして、金属板成形品１を用いて製造された回路基板２１の回路基板用金属板２は、図５に示すように、側面Ｓｓの幅方向の一部に、他の側面部分と表面性状の異なる少なくとも一箇所の切断痕２ａが存在することになる。

そして、切断痕２ａは、先述したように金属板成形品１で連結ブリッジ４の厚みＴｂを回路基板用金属板２の厚みＴｐより薄くしたことにより、図６に側面図で示すように、回路基板用金属板２よりも小さい板厚方向長さＨｔを有する。具体的には、切断痕２ａの板厚方向長さＨｔは、連結ブリッジ４と同様に、好ましくは０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍであり、より好ましくは０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍである。切断痕２ａの板厚方向長さＨｔは、回路基板用金属板２の板厚方向に沿う長さを意味する。
またこれも連結ブリッジ４と同様に、切断痕２ａは、回路基板用金属板２の側面Ｓｓの全体ではなく側面Ｓｓの一部に存在し、具体的には、切断痕２ａの板厚方向長さＨｔに対する幅Ｗｔの比は、好ましくは１〜１００とする。切断痕２ａの幅Ｗｔは、側面Ｓｓの正面視で板厚方向に直交する長さを意味する。

また、切断痕２ａは、側面Ｓｓ内で、０．０１ｍｍ²〜１．０ｍｍ²の面積を有することが好適である。切断痕２ａのこの面積は、ＣＣＤカメラ、電子顕微鏡等で観察することで算出することが可能である。ＣＣＤカメラや電子顕微鏡は、画像処理装置や表面性状の測定装置が内蔵されたものもあり、たとえば凹凸や色彩等の表面性状が他の側面部分とは異なる切断痕２ａ等の面積を測定することも可能である。

そしてまた、切断痕２ａも、回路基板用金属板２の側面Ｓｓで、板厚方向の中心線に対して当該回路基板用金属板の表面Ｓｆ側又は裏面Ｓｂ側のいずれかに片寄って位置すること、及び、平面視で長方形等の多角形状をなす回路基板用金属板２の異なる二面以上の側面Ｓｓのそれぞれに存在することがそれぞれ好ましく、その理由はそれぞれ、連結ブリッジ４について先述したところと同様である。

切断痕２ａは、肉眼により又は電子顕微鏡その他の装置を用いることにより目視で確認することが可能な痕跡であって、先述の金属板成形品１を成形する際のプレス加工等で形成された他の側面部分とは別に、またその事後に絶縁基板１１上での連結ブリッジ４の切断により形成されたことに起因して、他の側面部分とは明らかに異なる表面性状を呈する。

たとえば、切断痕２ａは、回路基板用金属板２の側面Ｓｓから突出する凸形状または、回路基板用金属板２の側面Ｓｓから窪む凹形状に形成されていることがある。切断痕２ａがそのような凸形状または凹形状のである場合、側面Ｓｓに対する当該切断痕２ａの最大突出高さ又は最大深さは、側面Ｓｓに立てた垂線に沿って測って、０．０１ｍｍ〜０．１５ｍｍとなっていることがある。

なお、先述したようにして製造した回路基板では、絶縁基板上に接合した複数個の回路基板用金属板２間の離隔距離は、好ましくは０．５ｍｍ〜８．０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内とすることができる。但し、プレスないしエッチング加工等の技術の向上により、複数個の回路基板用金属板２間の離隔距離の下限を０．３ｍｍ程度まで狭くすることができる可能性がある。そのため、絶縁基板上の複数個の回路基板用金属板２間の離隔距離は、たとえば０．３ｍｍ〜８．０ｍｍ、好ましくは０．３ｍｍ〜５．０ｍｍとすることも考えられる。

１ 金属板成形品
２ 回路基板用金属板
２ａ 切断痕
３ 金属板保持部材
３ａ 貫通穴
４ 連結ブリッジ
１１ 絶縁基板
２１ 回路基板
Ｓｆ 金属板成形品の表面
Ｓｂ 金属板成形品の裏面
Ｓｓ 回路基板用金属板の側面
Ｓｉ 貫通穴の内面
Ｄ 間隔
Ｔｐ 回路基板用金属板の厚み
Ｔｂ 連結ブリッジの厚み
Ｈｔ 切断痕の板厚方向長さ
Ｗｔ 切断痕の幅

このような知見に基き、この発明の回路基板用金属板は、該回路基板用金属板の側面の幅方向の一部に、他の側面部分と表面性状の異なる少なくとも一箇所の切断痕が存在してなり、前記切断痕が、板厚方向で、当該回路基板用金属板の厚みより小さい板厚方向長さを有し、複数の側面を有する当該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれに、前記切断痕が存在してなるものである。

この発明の回路基板用金属板は、平面視で多角形状をなすことが好適である。
なお、この発明の回路基板用金属板では、回路基板用金属板の厚みが、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍであることが好ましく、特にエッチング加工が困難な、厚い金属板、例えば０．５ｍｍ〜３．０ｍｍである場合により一層好ましい。
この発明の回路基板用金属板では、回路基板用金属板の側面の前記他の側面部分に、破断面領域及びせん断面領域が形成されていることがある。

この発明のパワーモジュールは、上記のいずれかの回路基板を備えるものである。この発明のパワーモジュールは、絶縁基板と回路基板用金属板とが、銀を主成分とするろう材もしくは接合層を介して接合されてなるものであることが好ましい。

また、この発明の金属板成形品は、一個以上の回路基板用金属板と、前記回路基板用金属板の平面外輪郭形状より大きい穴形状で、内側に該回路基板用金属板が配置される一個以上の貫通穴を有する板状もしくは条状の金属板保持部材とを備えるものであって、前記回路基板用金属板と金属板保持部材とが、回路基板用金属板の側面及び金属板保持部材の前記貫通穴の内面のそれぞれの幅方向の一部を相互に一体に連結するべく該貫通穴内で延びる少なくとも一箇所の連結ブリッジにより連結されてなり、前記連結ブリッジが、板厚方向で、前記回路基板用金属板の厚みより薄い厚みを有し、複数の側面を有する当該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれが、前記連結ブリッジにより、金属板保持部材の貫通穴の内面に連結されてなるものである。

この発明の金属板成形品では、前記連結ブリッジの厚みに対する幅の比が、１〜１００であることが好ましい。
また、この発明の金属板成形品では、前記連結ブリッジが、０．０１ｍｍ²〜１．０ｍｍ²の横断面積を有することが好ましい。
また、この発明の金属板成形品では、回路基板用金属板が平面視で多角形状を有することが好ましい。

このような知見に基き、この発明の回路基板用金属板は、該回路基板用金属板の側面の幅方向の一部に、他の側面部分と表面性状の異なる少なくとも一箇所の切断痕が存在し、回路基板用金属板の側面の前記他の側面部分が、破断面領域及びせん断面領域からなり、前記切断痕が、板厚方向で、当該回路基板用金属板の厚みより小さい板厚方向長さを有し、複数の側面を有する当該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれに、前記切断痕が存在してなるものである。

この発明の回路基板用金属板は、平面視で多角形状をなすことが好適である。
なお、この発明の回路基板用金属板では、回路基板用金属板の厚みが、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍであることが好ましく、特にエッチング加工が困難な、厚い金属板、例えば０．５ｍｍ〜３．０ｍｍである場合により一層好ましい。

また、この発明の金属板成形品は、一個以上の回路基板用金属板と、前記回路基板用金属板の平面外輪郭形状より大きい穴形状で、内側に該回路基板用金属板が配置される一個以上の貫通穴を有する板状もしくは条状の金属板保持部材とを備えるものであって、前記回路基板用金属板と金属板保持部材とが、回路基板用金属板の側面及び金属板保持部材の前記貫通穴の内面のそれぞれの幅方向の一部を相互に一体に連結するべく該貫通穴内で延びる少なくとも一箇所の連結ブリッジにより連結されてなり、前記連結ブリッジが、板厚方向で、前記回路基板用金属板の厚みより薄い厚みを有し、前記連結ブリッジの厚みが、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍであり、前記連結ブリッジの厚みに対する幅の比が、１〜１００であり、前記連結ブリッジが、０．０１ｍｍ ² 〜１．０ｍｍ ² の横断面積を有し、複数の側面を有する当該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれが、前記連結ブリッジにより、金属板保持部材の貫通穴の内面に連結されてなるものである。

この発明の金属板成形品では、前記連結ブリッジが、回路基板用金属板の前記側面及び金属板保持部材の前記貫通穴の内面で、板厚方向の中心線に対し、前記回路基板用金属板及び金属板保持部材の表面側又は裏面側のいずれかに片寄って位置することが好ましい。

この発明の金属板成形品では、回路基板用金属板が平面視で多角形状を有することが好ましい。

このような知見に基き、この発明の回路基板用金属板は、該回路基板用金属板の側面の幅方向の一部に、他の側面部分と表面性状の異なる少なくとも一箇所の切断痕が存在し、回路基板用金属板の側面の前記他の側面部分が、破断面領域及びせん断面領域からなり、前記切断痕が、板厚方向で、当該回路基板用金属板の厚みより小さい板厚方向長さを有し、複数の側面を有する当該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれに、前記切断痕が存在し、回路基板用金属板の厚みが０．５ｍｍ〜３．０ｍｍであり、前記切断痕の板厚方向長さが０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍであるものである。

この発明の回路基板用金属板は、前記切断痕の板厚方向長さが、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍである。
また、この発明の回路基板用金属板は、前記切断痕が、前記側面から突出する凸形状または、前記側面から窪む凹形状に形成されてなるものであることが好ましい。この場合、凸形状または凹形状の前記切断痕の、前記側面からの最大突出高さ又は最大深さは、０．０１ｍｍ〜０．１５ｍｍであることがより好ましい。

この発明の回路基板用金属板は、平面視で多角形状をなすことが好適である。
なお、この発明の回路基板用金属板は、回路基板用金属板の厚みが、特にエッチング加工が困難な、厚い金属板になる０．５ｍｍ〜３．０ｍｍである。

また、この発明の金属板成形品は、一個以上の回路基板用金属板と、前記回路基板用金属板の平面外輪郭形状より大きい穴形状で、内側に該回路基板用金属板が配置される一個以上の貫通穴を有する板状もしくは条状の金属板保持部材とを備えるものであって、前記回路基板用金属板と金属板保持部材とが、回路基板用金属板の側面及び金属板保持部材の前記貫通穴の内面のそれぞれの幅方向の一部を相互に一体に連結するべく該貫通穴内で延びる少なくとも一箇所の連結ブリッジにより連結されてなり、前記連結ブリッジが、板厚方向で、前記回路基板用金属板の厚みより薄い厚みを有し、回路基板用金属板及び金属板保持部材の厚みが、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍであり、前記連結ブリッジの厚みが、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍであり、前記連結ブリッジの厚みに対する幅の比が、１〜１００であり、前記連結ブリッジが、０．０１ｍｍ²〜１．０ｍｍ²の横断面積を有し、複数の側面を有する当該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれが、前記連結ブリッジにより、金属板保持部材の貫通穴の内面に連結されてなるものである。

この発明の金属板成形品は、回路基板用金属板及び金属板保持部材の厚みが、特にエッチング加工が困難な、厚い金属板になる０．５ｍｍ〜３．０ｍｍである。
なお、この発明の金属板成形品では、回路基板用金属板の側面及び金属板保持部材の貫通穴の内面で、前記連結ブリッジ以外の部分に、破断面領域及びせん断面領域が形成されていることがある。

Claims (26)

1. 回路基板用金属板であって、該回路基板用金属板の側面の幅方向の一部に、他の側面部分と表面性状の異なる少なくとも一箇所の切断痕が存在してなり、前記切断痕が、板厚方向で、当該回路基板用金属板の厚みより小さい板厚方向長さを有する回路基板用金属板。
2. 前記切断痕の板厚方向長さが、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍである請求項１に記載の回路基板用金属板。
3. 前記切断痕が、前記側面から突出する凸形状または、前記側面から窪む凹形状に形成されてなる請求項１又は２に記載の回路基板用金属板。
4. 凸形状または凹形状の前記切断痕の、前記側面からの最大突出高さ又は最大深さが、０．０１ｍｍ〜０．１５ｍｍである請求項３に記載の回路基板用金属板。
5. 前記切断痕が、前記側面で、板厚方向の中心線に対し、当該回路基板用金属板の表面側又は裏面側のいずれかに片寄って位置してなる請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路基板用金属板。
6. 前記切断痕の板厚方向長さに対する幅の比が、１〜１００である請求項１〜５のいずれかに記載の回路基板用金属板。
7. 前記切断痕が、前記側面内で、０．０１ｍｍ²〜１．０ｍｍ²の面積を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の回路基板用金属板。
8. 平面視で多角形状をなす回路基板用金属板であって、該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれに、前記切断痕が存在してなる請求項１〜７のいずれか一項に記載の回路基板用金属板。
9. 回路基板用金属板の厚みが、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍである請求項１〜８のいずれか一項に記載の回路基板用金属板。
10. 回路基板用金属板の厚みが、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍである請求項９に記載の回路基板用金属板。
11. 回路基板用金属板の側面の前記他の側面部分に、破断面領域及びせん断面領域が形成されてなる請求項１〜１０のいずれか一項に記載の回路基板用金属板。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の回路基板用金属板と、前記回路基板用金属板が接合された絶縁基板とを備える回路基板。
13. 絶縁基板上に接合された複数個の回路基板用金属板を備え、複数個の回路基板用金属板が、絶縁基板上で、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内で互いに離隔して配置されてなる請求項１２に記載の回路基板。
14. 請求項１２又は１３に記載の回路基板を備えるパワーモジュール。
15. 一個以上の回路基板用金属板と、前記回路基板用金属板の平面外輪郭形状より大きい穴形状で、内側に該回路基板用金属板が配置される一個以上の貫通穴を有する板状もしくは条状の金属板保持部材とを備える金属板成形品であって、
    前記回路基板用金属板と金属板保持部材とが、回路基板用金属板の側面及び金属板保持部材の前記貫通穴の内面のそれぞれの幅方向の一部を相互に一体に連結するべく該貫通穴内で延びる少なくとも一箇所の連結ブリッジにより連結されてなり、前記連結ブリッジが、板厚方向で、前記回路基板用金属板の厚みより薄い厚みを有する金属板成形品。
16. 前記連結ブリッジの厚みが、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍである請求項１５に記載の金属板成形品。
17. 前記連結ブリッジが、回路基板用金属板の前記側面及び金属板保持部材の前記貫通穴の内面で、板厚方向の中心線に対し、前記回路基板用金属板及び金属板保持部材の表面側又は裏面側のいずれかに片寄って位置してなる請求項１５又は１６に記載の金属板成形品。
18. 前記連結ブリッジの厚みに対する幅の比が、１〜１００である請求項１５〜１７のいずれかに記載の金属板成形品。
19. 前記連結ブリッジが、０．０１ｍｍ²〜１．０ｍｍ²の横断面積を有する請求項１５〜１８のいずれかに記載の金属板成形品。
20. 回路基板用金属板が平面視で多角形状を有し、該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれが、前記連結ブリッジにより、金属板保持部材の貫通穴の内面に連結されてなる請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の金属板成形品。
21. 回路基板用金属板及び金属板保持部材の厚みが、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍである請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の金属板成形品。
22. 回路基板用金属板及び金属板保持部材の厚みが、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍである請求項２１に記載の金属板成形品。
23. 回路基板用金属板の側面及び金属板保持部材の貫通穴の内面で、前記連結ブリッジ以外の部分に、破断面領域及びせん断面領域が形成されてなる請求項１５〜２２のいずれか一項に記載の金属板成形品。
24. 請求項１５〜２２のいずれか一項に記載の金属板成形品を用いて、回路基板用金属板と前記回路基板用金属板が接合された絶縁基板とを備える回路基板を製造する方法であって、
    前記金属板成形品の回路基板用金属板を絶縁基板上に接合する工程と、その後、前記連結ブリッジを切断し、前記金属板保持部材を除去する工程を含む、回路基板の製造方法。
25. 前記連結ブリッジの切断を、エッチングによる連結ブリッジの溶解にて行う、請求項２４に記載の回路基板の製造方法。
26. 回路基板用金属板の少なくとも側面の全体に対し、エッチングによる表面加工を施す工程を含む、請求項２４又は２５に記載の回路基板の製造方法。