JP2019169634A - 絶縁回路基板、及び、絶縁回路基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、例えば特許文献1には、半導体装置に用いられる絶縁回路基板が提案されている。また、特許文献2には、絶縁層を構成する絶縁シートが提案されている。
ここで、上述のエポキシ樹脂においては、フィラーを多く含有することができ、熱伝導性を向上させることが可能なため、回路層に搭載された素子において発生した熱を効率的に放熱することが可能となる。
しかしながら、エポキシ樹脂において、フィラーを多く含有させた場合には、金属板との接合性が低くなり、リフロー処理等の熱処理を行った際に、金属板からなる回路層とエポキシ樹脂からなる絶縁層とが剥離してしまうおそれがあった。
しかしながら、ポリイミド樹脂においては、フィラーを多く含むことができず、熱伝導性が低いため、回路層に搭載された素子において発生した熱を効率的に放熱することができなかった。
また、コア層を構成する前記エポキシ樹脂における前記無機フィラーの含有量が80vol%以上95vol%以下の範囲内とされているので、コア層における熱伝導性に優れており、回路層に搭載された素子で発生した熱を効率的に放熱することが可能となる。
さらに、スキン層を構成する前記ポリイミド樹脂における前記無機フィラーの含有量が10vol%以上とされているので、スキン層における熱伝導性を向上させることが可能となる。一方、前記ポリイミド樹脂における前記無機フィラーの含有量が30vol%以下とされているので、回路層とスキン層との接合信頼性を十分に確保することができる。
この場合、前記絶縁層の前記回路層とは反対側の面に形成された金属層によって、回路層側の熱を効率良く放熱することが可能となる。また、前記コア層の前記金属層側にポリイミド樹脂からなるスキン層が形成されているので、金属層と絶縁層との接合信頼性に優れている。
この場合、金属板を接合後にエッチング処理することで、回路層に回路パターンを形成することが可能となる。
この場合、回路パターン状に配設された複数の金属片を接合することで、回路パターンを形成することが可能となる。なお、前記熱圧着工程においては、前記金属片が配設されていない領域に押圧部材を配置して加圧する構成としているので、熱圧着工程で樹脂組成物の全体を十分に加圧することが可能となり、樹脂組成物を均一に硬化させることが可能となる。
図1に、本発明の実施形態である絶縁回路基板10、及び、この絶縁回路基板10を用いたパワーモジュール1を示す。
ここで、絶縁回路基板10とヒートシンク31とは、はんだ層32を介して接合されている。このはんだ層32は、上述のはんだ層2と同様の構成とすることができる。
この回路層15においては、上述の金属片25がパターン状に配置されることで回路パターンが形成されており、その一方の面(図1及び図2において上面)が、半導体素子3が搭載される搭載面とされている。ここで、回路層15(金属片25)の厚さは0.3mm以上3mm以下の範囲内に設定されており、本実施形態では0.5mmに設定されている。
また、金属層16(金属板26)の厚さは0.3mm以上3mm以下の範囲内に設定されており、本実施形態では2.0mmに設定されている。
この絶縁層11は、コア層12と、このコア層12の一方の面及び他方の面にそれぞれ形成されたスキン層13と、を備えている。
ここで、コア層12を構成するエポキシ樹脂における無機フィラーの含有量が、80vol%以上95vol%以下の範囲内とされている。
ここで、スキン層13を構成するポリイミド樹脂における無機フィラーの含有量が、10vol%以上30vol%以下の範囲内とされている。
エポキシ樹脂は、無機フィラーを比較的多く含むことができ、熱伝導性を向上させることが可能である。一方、無機フィラーを含有した場合には絶縁性が低下する。
ここで、コア層12を構成するエポキシ樹脂における無機フィラーの含有量を80vol%以上とすることにより、コア層12の熱伝導性を向上させることが可能となる。一方、コア層12を構成するエポキシ樹脂における無機フィラーの含有量を95vol%以下とすることにより、絶縁性が低下することを抑制できる。
このため、本実施形態では、コア層12を構成するエポキシ樹脂における無機フィラーの含有量を、80vol%以上95vol%以下の範囲内に設定している。
なお、コア層12における熱伝導性をさらに向上させるためには、コア層12を構成するエポキシ樹脂における無機フィラーの含有量の下限を85vol%以上とすることが好ましい。また、絶縁性が低下することをさらに抑制するためには、コア層12を構成するエポキシ樹脂における無機フィラーの含有量の上限を90vol%以下とすることが好ましい。
ポリイミド樹脂は、エポキシ樹脂に比べて無機フィラーを多く含むことができず熱伝導性に劣るが、金属板との接合性に優れている。
ここで、スキン層13を構成するポリイミド樹脂における無機フィラーの含有量を10vol%以上とすることにより、スキン層13の熱伝導性を向上させることが可能となる。一方、スキン層13を構成するポリイミド樹脂における無機フィラーの含有量を30vol%以下とすることにより、金属板との接合性が低下することを抑制できる。
このため、本実施形態では、スキン層13を構成するポリイミド樹脂における無機フィラーの含有量を、10vol%以上30vol%以下の範囲内に設定している。
なお、スキン層13における熱伝導性をさらに向上させるためには、スキン層13を構成するポリイミド樹脂における無機フィラーの含有量の下限を20vol%以上とすることが好ましい。また、接合性が低下することをさらに抑制するためには、スキン層13を構成するポリイミド樹脂における無機フィラーの含有量の上限を25vol%以下とすることが好ましい。
まず、図3及び図4に示すように、無機フィラーとエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物22を加熱して硬化させ、コア層12を形成する。
ここで、コア層形成工程S01における加熱温度を170℃以上200℃以下の範囲内とし、加熱温度での保持時間を30min以上180min以下の範囲内とすることが好ましい。
次に、図3及び図4に示すように、コア層12の一方の面及び他方の面に、無機フィラーとポリイミド樹脂を含むポリイミド樹脂組成物23を配設する。このとき、ポリイミド樹脂組成物23については、ディップコートやスピンコート等の公知の塗布手段を適用することができる。
このポリイミド樹脂組成物配設工程S02の条件は、加熱温度が180℃以上250℃以下の範囲内、加熱温度での保持時間を10min以上60min以下の範囲内とすることが好ましい。
また、ポリイミド樹脂組成物23の塗布厚さは、0.003mm以上0.005mm以下の範囲内とすることが好ましい。
次に、コア層12の一方の面に配設されたポリイミド樹脂組成物23に回路層15となる金属片25を積層し、コア層12の他方の面に配設されたポリイミド樹脂組成物23に金属層16となる金属板26を積層する。
また、回路層15となる金属片25が配設されていない領域には、押圧部材51を配設する。なお、押圧部材51としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTEE)、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)、ポリエーテルイミド(PEI)などで構成したものを用いることができる。
次に、積層した金属片25及び押圧部材51、ポリイミド樹脂組成物23、コア層12、ポリイミド樹脂組成物23、金属板26を、積層方向に加圧するとともに加圧して、ポリイミド樹脂組成物23を硬化させてスキン層13を形成する。また、ポリイミド樹脂組成物23(スキン層13)と金属片25を接合して回路層15を形成するとともに、ポリイミド樹脂組成物23(スキン層13)と金属板26を接合して金属層16を形成する。さらに、コア層12とスキン層13とを接合し、絶縁層11を形成する。
なお、トラフルオロエチレン(PTEE)、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)、ポリエーテルイミド(PEI)などで構成した押圧部材51は、ポリイミド樹脂組成物23が硬化しても接着されることはなく、熱圧着工程S04の後に容易に取り除くことができる。
次に、金属層16とヒートシンク31とをはんだ材を介して積層し、還元炉内においてはんだ接合する。
次いで、回路層15に、はんだ材を介して半導体素子3を積層し、還元炉内においてはんだ接合する。
上記のようにして、本実施形態であるパワーモジュール1が製造される。
さらに、スキン層13を構成するポリイミド樹脂における無機フィラーの含有量が10vol%以上30vol%以下の範囲内とされているので、スキン層13においても熱伝導性に優れることになる。
本実施形態においては、図3及び図4に示す絶縁回路基板の製造方法によって絶縁回路基板を製造するものとして説明したが、これに限定されることはない。
さらに、接合された金属板25を接合後にエッチング処理することによって回路パターンを形成する回路パターン形成工程S14を有しているので、回路パターンを有する回路層15を形成することができる。
さらに、図5及び図6に記載した絶縁回路基板の製造方法において、回路層を構成する金属板として回路パターン状に配列された複数の金属片を用いて、上述の回路パターン形成工程S14を省略してもよい。この場合、図7に示す絶縁回路基板110のように、回路層15が配設された箇所にのみスキン層13が形成されることになる。
そして、表1に示す樹脂組成物を用いて絶縁層を形成するとともに、金属板を接合して回路層及び金属層を形成し、絶縁回路基板を製造した。なお、本発明例1−4、及び、比較例3−7については、図3及び図4に記載した製造方法で製造した。また、比較例1,2においては、スキン層を形成していないため、コア層を加熱硬化する際に、金属板を熱圧着した。
なお、表1において、無機フィラーとしてAl2O3とBNを含む場合には、Al2O3:BN=2:7(質量比)の比率で含有させた。また、表1の無機フィラーの含有量は、Al2O3とBNの合計含有量とした。
絶縁回路基板に対して、290℃×5minのリフロー処理を行った。その後、回路層と絶縁層、及び、金属層と絶縁層との剥離の有無を確認した。評価結果を表1に示す。
絶縁層(コア層及びスキン層)の熱伝導率は、JIS R 1611に準拠したレーザーフラッシュ法によって測定した。評価結果を表1に示す。
JESD51に準拠した熱過渡測定法によって、絶縁回路基板の熱抵抗を測定した。評価結果を表1に示す。
スキン層を構成するポリイミド樹脂が無機フィラーを含有していない比較例3,4においては、スキン層における熱伝導性が低く、熱抵抗が高くなった。
スキン層を構成するポリイミド樹脂における無機フィラーの含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例5においては、スキン層における熱伝導性が低く、熱抵抗が高くなった。
スキン層を構成するポリイミド樹脂における無機フィラーの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例6,7においては、絶縁層と金属板との接合性が不十分であったため、リフロー処理後に剥離が認められた。
11 絶縁層
12 コア層
13 スキン層
15 回路層
16 金属層
22 エポキシ樹脂組成物
23 ポリイミド樹脂組成物
25 金属片(金属板)
26 金属板
Claims (6)
- 絶縁層と、絶縁層の一方の面に形成された回路層と、を備えた絶縁回路基板であって、
前記絶縁層は、無機フィラーを含有するエポキシ樹脂からなるコア層と、このコア層の前記回路層側に形成され、無機フィラーを含有するポリイミド樹脂からなるスキン層と、を有しており、
前記コア層を構成する前記エポキシ樹脂における前記無機フィラーの含有量が80vol%以上95vol%以下の範囲内とされ、
前記スキン層を構成する前記ポリイミド樹脂における前記無機フィラーの含有量が10vol%以上30vol%以下の範囲内とされていることを特徴とする絶縁回路基板。 - 前記絶縁層の前記回路層とは反対側の面に金属層が形成されており、前記コア層の前記金属層側にポリイミド樹脂からなるスキン層が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の絶縁回路基板。
- 請求項1又は請求項2に記載の絶縁回路基板を製造する絶縁回路基板の製造方法であって、
無機フィラーとエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物を硬化させて前記コア層を形成するコア層形成工程と、
前記コア層の表面に、無機フィラーとポリイミド樹脂を含むポリイミド樹脂組成物を配設するポリイミド樹脂組成物配設工程と、
前記回路層となる金属板を前記ポリイミド樹脂組成物に積層する金属板積層工程と、
前記金属板、前記ポリイミド樹脂組成物、前記コア層を積層方向に加圧及び加熱して、前記ポリイミド樹脂組成物を硬化させて前記スキン層を形成するとともに、前記金属板と前記絶縁層を接合して前記回路層を形成する熱圧着工程と、
を備えていることを特徴とする絶縁回路基板の製造方法。 - 請求項1又は請求項2に記載の絶縁回路基板を製造する絶縁回路基板の製造方法であって、
前記回路層となる金属板に対して、無機フィラーと前記ポリイミド樹脂を含むポリイミド樹脂組成物を配設するポリイミド樹脂組成物配設工程と、
無機フィラーとエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物を前記ポリイミド樹脂組成物に積層するエポキシ樹脂組成物積層工程と、
前記金属板、前記ポリイミド樹脂組成物、前記エポキシ樹脂組成物を積層方向に加圧及び加熱して、前記ポリイミド樹脂組成物を硬化させて前記スキン層を形成するとともに前記エポキシ樹脂組成物を硬化させて前記コア層を形成し、さらに、前記金属板と前記絶縁層を接合して前記回路層を形成する熱圧着工程と、
を備えていることを特徴とする絶縁回路基板の製造方法。 - 前記熱圧着工程後に、前記回路層となる前記金属板をエッチングして回路パターンを形成する回路パターン形成工程を備えていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の絶縁回路基板の製造方法。
- 前記金属板として、回路パターン状に配設された複数の金属片を用いて、前記熱圧着工程においては、前記金属片が配設されていない領域に押圧部材を配置して加圧することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の絶縁回路基板の製造方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023171019A1 (ja) * | 2022-03-11 | 2023-09-14 | 三菱マテリアル株式会社 | ヒートシンク一体型絶縁回路基板、および、電子デバイス |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW202106129A (zh) * | 2019-03-26 | 2021-02-01 | 日商三菱綜合材料股份有限公司 | 絕緣電路基板 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54158469A (en) * | 1978-06-05 | 1979-12-14 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | Preparation of prepreg |
JP2016004925A (ja) * | 2014-06-17 | 2016-01-12 | 住友電工プリントサーキット株式会社 | フレキシブルプリント配線板及び電子部品 |
WO2016158268A1 (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 東レ株式会社 | 接着組成物シートおよびその製造方法ならびに半導体装置 |
JP2017082091A (ja) * | 2015-10-28 | 2017-05-18 | デンカ株式会社 | エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂シート、およびそれを用いた金属ベース回路基板 |
JP2017203132A (ja) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び電子部品装置 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06350212A (ja) * | 1993-06-11 | 1994-12-22 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 金属ベース回路基板とその製造方法 |
JP3255814B2 (ja) * | 1995-01-23 | 2002-02-12 | 電気化学工業株式会社 | 金属ベース回路基板及びそれを用いたモジュール |
US6570099B1 (en) * | 1999-11-09 | 2003-05-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thermal conductive substrate and the method for manufacturing the same |
US6518514B2 (en) * | 2000-08-21 | 2003-02-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Circuit board and production of the same |
JP2003303940A (ja) | 2002-04-12 | 2003-10-24 | Hitachi Ltd | 絶縁回路基板および半導体装置 |
JP4046120B2 (ja) | 2005-01-27 | 2008-02-13 | 三菱電機株式会社 | 絶縁シートの製造方法およびパワーモジュールの製造方法 |
MY146044A (en) * | 2005-12-01 | 2012-06-15 | Sumitomo Bakelite Co | Prepreg, method for manufacturing prepreg, substrate, and semiconductor device |
WO2007076014A2 (en) * | 2005-12-23 | 2007-07-05 | World Properties, Inc. | Thermal management circuit materials, method of manufacture thereof, and articles formed therefrom |
JP4802246B2 (ja) * | 2006-09-13 | 2011-10-26 | 住友ベークライト株式会社 | 半導体装置 |
MY150139A (en) * | 2007-01-29 | 2013-11-29 | Sumitomo Bakelite Co | Laminated body, method of manufacturing substrate, substrate and semiconductor device |
KR101115108B1 (ko) * | 2007-08-24 | 2012-03-13 | 스미토모 베이클리트 컴퍼니 리미티드 | 다층 배선 기판 및 반도체 장치 |
JP2010186789A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Hitachi Ltd | 絶縁回路基板、インバータ装置、及びパワー半導体装置 |
JP5423783B2 (ja) * | 2009-02-25 | 2014-02-19 | パナソニック株式会社 | 熱伝導性組成物とこれを用いた放熱板、放熱基板、回路モジュール、熱伝導性組成物の製造方法 |
KR101597390B1 (ko) * | 2009-09-29 | 2016-02-24 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 다층 수지 시트 및 그 제조 방법, 다층 수지 시트 경화물의 제조 방법, 그리고, 고열전도 수지 시트 적층체 및 그 제조 방법 |
JP5513840B2 (ja) * | 2009-10-22 | 2014-06-04 | 電気化学工業株式会社 | 絶縁シート、回路基板及び絶縁シートの製造方法 |
TW201220977A (en) * | 2010-07-01 | 2012-05-16 | Sumitomo Bakelite Co | Preppreg, circuit board, and semiconductor device |
CN103052501B (zh) * | 2010-07-30 | 2015-08-26 | 京瓷株式会社 | 绝缘片、其制造方法及采用了该绝缘片的结构体的制造方法 |
JP5115645B2 (ja) * | 2010-11-18 | 2013-01-09 | 住友ベークライト株式会社 | 絶縁性基板、金属張積層板、プリント配線板、及び半導体装置 |
JP2012213900A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 熱伝導性ポリイミド−金属基板 |
WO2013161527A1 (ja) * | 2012-04-26 | 2013-10-31 | 日本特殊陶業株式会社 | 多層配線基板及びその製造方法 |
KR20140080119A (ko) * | 2012-12-20 | 2014-06-30 | 삼성전기주식회사 | 빌드업 필름 구조물 및 이를 이용하여 제조된 회로기판, 그리고 상기 빌드업 필름 구조물을 이용한 회로기판의 제조 방법 |
WO2014142310A1 (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体、パワーモジュール用基板、及びヒートシンク付パワーモジュール用基板 |
JP2015008261A (ja) * | 2013-05-28 | 2015-01-15 | 京セラサーキットソリューションズ株式会社 | 配線基板およびその製造方法 |
KR101582398B1 (ko) * | 2014-01-06 | 2016-01-05 | 주식회사 두산 | 수지 이중층 부착 동박, 이를 포함하는 다층 인쇄 회로 기판 및 그 제조 방법 |
JP2018056945A (ja) | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 株式会社ニコン | 撮像装置および撮像素子 |
-
2018
- 2018-03-23 JP JP2018056945A patent/JP7135364B2/ja active Active
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54158469A (en) * | 1978-06-05 | 1979-12-14 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | Preparation of prepreg |
JP2016004925A (ja) * | 2014-06-17 | 2016-01-12 | 住友電工プリントサーキット株式会社 | フレキシブルプリント配線板及び電子部品 |
WO2016158268A1 (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 東レ株式会社 | 接着組成物シートおよびその製造方法ならびに半導体装置 |
JP2017082091A (ja) * | 2015-10-28 | 2017-05-18 | デンカ株式会社 | エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂シート、およびそれを用いた金属ベース回路基板 |
JP2017203132A (ja) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び電子部品装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023171019A1 (ja) * | 2022-03-11 | 2023-09-14 | 三菱マテリアル株式会社 | ヒートシンク一体型絶縁回路基板、および、電子デバイス |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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