JP2021153157A - 絶縁回路基板の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】樹脂材の上に金属片を回路パターン状に配置した場合であっても、樹脂材の全体を均一に加圧することができ、絶縁樹脂層と金属片とを確実に接合させることが可能な絶縁回路基板の製造方法を提供する。【解決手段】絶縁樹脂層となる樹脂材の上に金属片を回路パターン状に配置する金属片配置工程と、前記樹脂材と前記金属片とを少なくとも積層方向に加圧するとともに加熱することにより、前記絶縁樹脂層と前記金属片とを接合する接合工程と、を有し、前記接合工程では、前記金属片と前記樹脂材とを積層方向に加圧する治具が、前記金属片側に配置されたクッション材と、前記クッション材の周縁部に対向する位置に配置されたガイド壁部と、を備えており、加圧時に前記クッション材の周縁部と前記ガイド壁部とを接触させる。【選択図】なし

Description

この発明は、絶縁樹脂層と、この絶縁樹脂層の一方の面に回路パターン状に配設された金属片からなる回路層と、を備えた絶縁回路基板の製造方法に関するものである。
パワーモジュール、ＬＥＤモジュール及び熱電モジュールにおいては、絶縁層の一方の面に導電材料からなる回路層を形成した絶縁回路基板に、パワー半導体素子、ＬＥＤ素子及び熱電素子が接合された構造とされている。
上述の絶縁回路基板として、例えば特許文献１に記載された金属ベース回路基板が提案されている。
特許文献１に記載された金属ベース回路基板においては、金属基板上に絶縁樹脂層が形成され、この絶縁樹脂層上に回路パターンを有する回路層が形成されている。ここで、絶縁樹脂層は、熱硬化型樹脂であるエポキシ樹脂で構成されており、回路層は、銅箔で構成されている。
この金属ベース回路基板においては、回路層上に半導体素子が接合され、金属基板の絶縁樹脂層とは反対側の面にヒートシンクが配設されており、半導体素子で発生した熱をヒートシンク側に伝達して放熱する構造とされている。
そして、特許文献１に記載された金属ベース回路基板においては、絶縁樹脂層の上に配設された銅箔をエッチング処理することによって回路パターンを形成している。
最近では、回路層に搭載された半導体素子に通電される電流が大きくなる傾向にあり、これに伴って半導体素子からの発熱量も大きくなっている。そこで、導電性及び熱伝導性を確保するために、回路層の厚肉化が求められている。 ここで、回路層を厚肉化した場合には、特許文献１に記載されたようにエッチング処理によって回路パターンを形成すると、回路層の端面にダレが生じ、回路層の端面に電界が集中し、絶縁性が低下するおそれがあった。
そこで、特許文献２には、エッチング処理を実施することなく回路層を形成する方法として、予め所望の形状を付与した打ち抜き金属片を、セラミックス基板に接合する技術が提案されている。この方法によれば、回路層を厚肉化しても、金属片の端面にダレは生じず、回路パターン間の絶縁性を確保することができ、回路パターン間の距離を小さくすることも可能である。
この特許文献２においては、絶縁層としてセラミックス基板を用いており、このセラミックス基板に対して金属片を積層方向に加圧することで金属片とセラミックス基板とを接合している。
特開２０１５−２０７６６６号公報 特開平０９−１３５０５７号公報
ところで、特許文献２において、絶縁層を熱硬化型樹脂からなる絶縁樹脂層で構成した場合には、硬化前の樹脂組成物の上に金属片を配置し、金属片を積層方向に加圧するとともに加熱することにより、樹脂組成物を硬化させて絶縁樹脂層を構成するとともに絶縁樹脂層と金属片とが接合されることになる。ここで、回路層を厚肉化した場合、金属片が配置された領域においては、樹脂組成物が十分に加圧されることになるが、金属片が配置されていない領域においては、樹脂組成物の加圧が不十分となり、絶縁樹脂層の内部にボイドが多く生成し、絶縁樹脂層の絶縁性が確保できないおそれがあった。このため、絶縁樹脂層を用いた絶縁回路基板においては、厚肉の回路層を精度良く形成することは困難であった。
そこで、熱硬化樹脂からなる樹脂組成物の一面に、金属片を回路パターン状に配置し、金属片側にゴム状弾性体を配置して、樹脂組成物と金属片とを積層方向に加圧および加熱し、前記樹脂組成物を硬化させて前記絶縁樹脂層を形成するとともに前記絶縁樹脂層と前記金属片とを接合することが考えられる。
しかしながら、金属片側にゴム状弾性体を配置して樹脂組成物と金属片とを積層方向に加圧した場合には、ゴム状弾性体で金属片を押圧した際に、ゴム状弾性体の周縁部が加圧によって外側に広がるように変形してしまい、金属片を外側に広がる方向にずらしてしまったり、ゴム状弾性体の周縁部に相当する領域を十分に加圧することができず、金属片の接合不良や絶縁樹脂層の割れ等が発生したりするおそれがあった。
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、樹脂材の上に金属片を回路パターン状に配置した場合であっても、樹脂材の全体を均一に加圧することができ、絶縁樹脂層と金属片とを確実に接合させることが可能な絶縁回路基板の製造方法を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するために、本発明の絶縁回路基板の製造方法は、絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の一方の面に回路パターン状に配設された金属片からなる回路層と、を備えた絶縁回路基板の製造方法であって、前記絶縁樹脂層となる樹脂材の上に前記金属片を回路パターン状に配置する金属片配置工程と、前記樹脂材と前記金属片とを少なくとも積層方向に加圧するとともに加熱することにより、前記絶縁樹脂層と前記金属片とを接合する接合工程と、を有し、前記接合工程では、前記金属片と前記樹脂材とを積層方向に加圧する加圧治具が、前記金属片側に配置されたクッション材と、前記クッション材の周縁部に対向する位置に配置されたガイド壁部と、を備えており、加圧時に前記クッション材の周縁部と前記ガイド壁部とを接触させることを特徴としている。
この構成の絶縁回路基板の製造方法によれば、前記接合工程では、前記金属片と前記樹脂材とを積層方向に加圧する加圧治具が、前記金属片側に配置されたクッション材と、前記クッション材の周縁部に対向する位置に配置されたガイド壁部と、を備えており、加圧時に前記クッション材の周縁部と前記ガイド壁部とを接触させる構成とされているので、前記接合工程で、ガイド壁部によって前記クッション材の周縁部が外方に突出することが抑制されることになり、樹脂材を、金属片が配置された領域、金属片が配置されていない領域、および、クッション材の周縁部に相当する領域の全てで、十分に加圧することができ、金属片と絶縁樹脂層とを強固に接合することが可能となる。
なお、前記クッション材の周縁部と前記ガイド壁部との接触は、少なくとも加圧時に接触していればよく、加圧前から接触していてもよい。また、前記クッション材の周縁部と前記ガイド壁部とを接触させる際は、前記クッション材の周縁部の下面側が前記ガイド壁部と接触していてもよく、前記クッション材の周縁部の側面側が前記ガイド壁部と接触してもよい。
ここで、本発明の絶縁回路基板の製造方法においては、前記ガイド壁部の硬さが前記クッション材の硬さよりも大きいことが好ましい。
この場合、前記ガイド壁部の硬さが前記クッション材の硬さよりも大きいので、加圧時における前記クッション材の周縁部の変形を確実に抑制することが可能となる。
また、本発明の絶縁回路基板の製造方法においては、前記ガイド壁部が、前記加圧治具の前記樹脂材側に配されていることが好ましい。
この場合、記ガイド壁部が前記加圧治具の前記樹脂材側に配されているので、加圧時に金属片側に配設されたクッション材の周縁部にガイド壁部を確実に接触させることができ、加圧時における前記クッション材の周縁部の変形を確実に抑制することが可能となる。
さらに、本発明の絶縁回路基板の製造方法においては、前記絶縁回路基板が、前記絶縁樹脂層の他方の面に配置された放熱層を更に含み、前記接合工程において、前記金属片と前記絶縁樹脂層、および、前記放熱層と前記絶縁樹脂層を同時に接合する構成としてもよい。
この場合、絶縁樹脂層の他方の面側に放熱層を回路層と同時に形成することができ、放熱性に優れた絶縁回路基板を効率良く製造することができる。
また、本発明の絶縁回路基板の製造方法においては、前記樹脂材がエポキシ樹脂であり、前記接合工程において、前記樹脂材を硬化させて前記絶縁樹脂層を形成する構成としてもよい。
この場合、前記接合工程において、エポキシ樹脂からなる樹脂材を、金属片が配置された領域、金属片が配置されていない領域、および、クッション材の周縁部に相当する領域の全てで、十分に加圧することができ、均一に硬化させることが可能となり、絶縁性に優れた絶縁樹脂層を形成することが可能となる。
また、本発明の絶縁回路基板の製造方法においては、前記樹脂材がポリイミド樹脂であってもよい。
この場合、前記接合工程において、ポリイミド樹脂からなる樹脂材を、金属片が配置された領域、金属片が配置されていない領域、および、クッション材の周縁部に相当する領域の全てで、十分に加圧することができ、絶縁樹脂層と前記金属片とを確実に接合することができる。
さらに、本発明の絶縁回路基板の製造方法においては、前記クッション材がシリコーンゴムで構成されていることが好ましい。
この場合、クッション材が適切な硬さを有しており、金属片の形状に応じて変形するとともに、金属片が配置された領域、金属片が配置されていない領域、および、クッション材の周縁部に相当する領域を均一に押圧することができる。
本発明によれば、樹脂材の上に金属片を回路パターン状に配置した場合であっても、樹脂材の全体を均一に加圧することができ、絶縁樹脂層と金属片とを確実に接合させることが可能な絶縁回路基板の製造方法を提供することができる。
本発明の実施形態である絶縁回路基板の製造方法によって製造された絶縁回路基板を用いたパワーモジュールの断面説明図である。 本発明の実施形態である絶縁回路基板の製造方法によって製造された絶縁回路基板の説明図である。（ａ）が側面断面図、（ｂ）が上面図である。 本発明の実施形態である絶縁回路基板の製造方法の一例を示すフロー図である。 図３における金属片形成工程を示す説明図である。 本発明の実施形態である絶縁回路基板の製造方法の一例を示す説明図である。 本発明の他の実施形態である絶縁回路基板の製造方法で用いられるガイド壁部の説明図である。
以下に、本発明の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。
図１に、本発明の実施形態における絶縁回路基板１０、および、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。
このパワーモジュール１は、絶縁回路基板１０と、この絶縁回路基板１０の一方側（図１において上側）にはんだ層２を介して接合された半導体素子３と、絶縁回路基板１０の他方側（図１において下側）にはんだ層３２を介して接合されたヒートシンク３１と、を備えている。
はんだ層２、３２は、例えばＳｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、若しくはＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ材（いわゆる鉛フリーはんだ材）とされている。
半導体素子３は、半導体を備えた電子部品であり、必要とされる機能に応じて種々の半導体素子が選択される。
絶縁回路基板１０は、図１及び図２（ａ）に示すように、絶縁樹脂層１１と、絶縁樹脂層１１の一方の面（図１及び図２（ａ）において上面）に形成された回路層１２と、絶縁樹脂層１１の他方の面（図１及び図２（ａ）において下面）に形成された放熱層１３と、を備えている。
絶縁樹脂層１１は、回路層１２と放熱層１３との間の電気的接続を防止するものであって、絶縁性を有する樹脂で構成されている。本実施形態では、絶縁樹脂層１１の強度を確保するために、フィラーを含有する熱硬化型樹脂が用いられている。
ここで、フィラーとしては、例えばアルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等を用いることができる。また、熱硬化型樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド等を用いることができる。
本実施形態では、絶縁樹脂層１１は、フィラーとしてアルミナを含有するエポキシ樹脂で構成されている。また、絶縁樹脂層１１の厚さは、２０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲内とされている。
回路層１２は、図５に示すように、絶縁樹脂層１１の一方の面（図５において上面）に、導電性に優れた金属からなる金属片２２が接合されることにより形成されている。金属片２２としては、金属板を打ち抜き加工することで形成されたものを用いることができる。本実施形態においては、回路層１２を構成する金属片２２として、無酸素銅の圧延板を打ち抜き加工したものが用いられている。
この回路層１２においては、上述の金属片２２が回路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１２（金属片２２）の厚さｔは０．５ｍｍ以上とされている。なお、回路層１２（金属片２２）の厚さｔは１．０ｍｍ以上であることが好ましく、１．５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、回路層１２（金属片２２）の厚さｔの上限は特に制限はないが、現実的には、３．０ｍｍ以下となる。
また、回路パターン状に配設された金属片２２同士の最近接距離Ｌは、回路パターン状に配設された金属片２２の厚さｔとの比Ｌ／ｔが２．０以下となるように設定されていることが好ましい。なお、Ｌ／ｔは、１．０以下とすることがさらに好ましく、０．５以下とすることがより好ましい。
本実施形態では、具体的には、回路パターン状に配設された金属片２２同士の最近接距離Ｌは、１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲内に設定されている。
放熱層１３は、絶縁回路基板１０に搭載された半導体素子３において発生した熱を面方向に拡げることによって、放熱特性を向上させる作用を有する。このため、放熱層１３は、熱伝導性に優れた金属、例えば銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されている。本実施形態では、無酸素銅の圧延板で構成されている。また、放熱層１３の厚さは、０．０５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内に設定されている。
ヒートシンク３１は、絶縁回路基板１０側の熱を放散するためのものである。ヒートシンク３１は、熱伝導性が良好な銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金等で構成されている。本実施形態においては、無酸素銅からなる放熱板とされている。なお、ヒートシンク３１の厚さは、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内に設定されている。
ここで、絶縁回路基板１０の放熱層１３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。
以下に、本実施形態である絶縁回路基板１０の製造方法について、図３から図５を用いて説明する。
（金属片形成工程Ｓ０１）
まず、回路層１２となる金属片２２を形成する。金属板４２（本実施形態では無酸素銅の圧延板）を打ち抜き加工して、金属片２２を形成する。本実施形態では、図４に示すように、打ち抜き加工機６１の凸型６２及び凹型６３によって金属板４２を挟持して剪断する。これにより、金属片２２を金属板４２から打ち抜く。
（樹脂組成物配設工程Ｓ０２）
次に、図５に示すように、放熱層１３となる金属板２３の一方の面（図５において上面）に、フィラーとしてのアルミナと、熱硬化型樹脂としてのエポキシ樹脂と、硬化剤と、を含有する樹脂組成物２１を配設する。
（金属片配置工程Ｓ０３）
次に、樹脂組成物２１の一方の面（図５において上面）に、複数の金属片２２を回路パターン状に配置する。
（接合工程Ｓ０４）
次に、加圧装置７０の上方押圧板７１および下方押圧板７２の間に配置し、放熱層１３となる金属板２３と樹脂組成物２１と金属片２２とを積層方向に加圧するとともに加熱することにより、樹脂組成物２１を硬化させて絶縁樹脂層１１を形成するとともに、金属板２３と絶縁樹脂層１１、絶縁樹脂層１１と金属片２２とを接合して、放熱層１３及び回路層１２を形成する。
そして、本実施形態においては、接合工程Ｓ０４では、図５に示すように、金属片２２側（上方押圧板７１側）にクッション材４５を配置し、樹脂組成物２１側（下方押圧板７２）に、クッション材４５の周縁部に対向するガイド壁部５３を備えた受け治具５０を配置し、上方押圧板７１および下方押圧板７２によって金属片２２と樹脂組成物２１とを積層方向に加圧する構成とされている。加圧した際には、クッション材４５の周縁部と受け治具５０のガイド壁部５３が接触することにより、クッション材４５の周縁部が外方に突出することが抑制されることになる。
ここで、クッション材４５は、硬さＨ１が１０°以上７５°以下の範囲内とされていることが好ましい。本実施形態では、例えば、シリコーンゴム等で構成されたものとされている。
また、受け治具５０（ガイド壁部５３）は、硬さＨ２が５０以上１０００以下の範囲内とされていることが好ましい。本実施形態では、例えば、アルミ合金やカーボン等で構成されたものとされている。なお、受け治具の硬さ測定は、ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９ ビッカース硬さ試験によるものとした。
また、受け治具５０は、図５に示すように、放熱層１３となる金属板２３と樹脂組成物２１を収容可能であり、かつ、ガイド壁部５３の上端の下方押圧板７２からの高さが金属片２２の配置位置よりも高くなるように構成されていることが好ましい。
さらに、ガイド壁部５３とクッション材４５との接触幅は、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
また、接合工程Ｓ０４においては、加熱温度が１２０℃以上３５０℃以下の範囲内とされ、加熱温度での保持時間が１０分以上１８０分以下の範囲内とされていることが好ましい。また、積層方向の加圧荷重が１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下の範囲内とされていることが好ましい。
ここで、加熱温度の下限は１５０℃以上とすることがさらに好ましく、１７０℃以上とすることがより好ましい。一方、加熱温度の上限は２５０℃以下とすることがさらに好ましく、２００℃以下とすることがより好ましい。
加熱温度での保持時間の下限は３０分以上とすることがさらに好ましく、６０分以上とすることがより好ましい。一方、加熱温度での保持時間の上限は１２０分以下とすることがさらに好ましく、９０分以下とすることがより好ましい。
積層方向の加圧荷重の下限は５ＭＰａ以上とすることがさらに好ましく、８ＭＰａ以上とすることがより好ましい。一方、積層方向の加圧荷重の上限は１５ＭＰａ以下とすることがさらに好ましく、１０ＭＰａ以下とすることがより好ましい。
上述した各工程によって、本実施形態である絶縁回路基板１０が製造される。
（ヒートシンク接合工程Ｓ０５）
次に、この絶縁回路基板１０の放熱層１３の他方の面にヒートシンク３１を接合する。本実施形態では、放熱層１３とヒートシンク３１とを、はんだ材を介して接合している。
（半導体素子接合工程Ｓ０６）
そして、絶縁回路基板１０の回路層１２に半導体素子３を接合する。本実施形態では、回路層１２と半導体素子３とを、はんだ材を介して接合している。
以上の工程により、図１に示すパワーモジュール１が製造される。
以上のような構成とされた本実施形態である絶縁回路基板１０の製造方法によれば、樹脂組成物配設工程Ｓ０２と、金属片配置工程Ｓ０３と、接合工程Ｓ０４と、を有しているので、絶縁樹脂層１１の形成と、金属片２２と絶縁樹脂層１１と金属板２３との接合を同時に行うことができ、効率良く絶縁回路基板１０を製造することができる。
また、エッチング処理を行うことなく、回路パターンを形成することができ、回路層１２の端部形状が精度良く形成されることになり、回路層１２の接合界面の端部における電界集中を抑制することが可能となる。
そして、本実施形態である絶縁回路基板１０の製造方法によれば、金属片２２側（上方押圧板７１側）にクッション材４５を配置し、樹脂組成物２１側（下方押圧板７２）に、前記クッション材の周縁部に対向するガイド壁部５３を備えた受け治具５０を配置し、金属片２２と樹脂組成物２１とを積層方向に加圧する構成とされているので、加圧した際に、クッション材４５の周縁部と受け治具５０のガイド壁部５３が接触し、クッション材４５の周縁部が外方に突出することが抑制され、樹脂組成物２１を、金属片２２が配置された領域、金属片２２が配置されていない領域、および、クッション材４５の周縁部に相当する領域の全てで、十分に加圧することができ、絶縁性に優れた絶縁樹脂層１１を形成することができるとともに、金属片２２と絶縁樹脂層１１とを強固に接合することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、絶縁回路基板の回路層にパワー半導体素子を搭載してパワーモジュールを構成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。例えば、絶縁回路基板にＬＥＤ素子を搭載してＬＥＤモジュールを構成してもよいし、絶縁回路基板の回路層に熱電素子を搭載して熱電モジュールを構成してもよい。
また、本実施形態では、絶縁回路基板（金属基板）とヒートシンクとをはんだ層を介して接合したものとして説明したが、これに限定されることはなく、絶縁回路基板（金属基板）とヒートシンクとグリースを介して積層してもよい。
さらに、ヒートシンクの材質や構造は、本実施形態に限定されることなく、適宜設計変更してもよい。
さらに、本実施形態においては、金属板４２を打ち抜くことにより、金属片２２を形成する金属片形成工程Ｓ０１を有するものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の手段によって形成された金属片を用いてもよい。
また、本実施形態では、接合工程において、金属片とともに金属板を接合し、絶縁樹脂層の他方の面側に放熱層を形成するものとして説明したが、これに限定されることはなく、放熱層を形成しないものであってもよい。
さらに、本実施形態では、ガイド壁部を有する受け治具を用いて加圧する構成として説明したが、これに限定されることはなく、図６に示すように、ガイド壁部５３がクッション材４５側に配設されていてもよい。
また、本実施形態では、絶縁樹脂層をエポキシ樹脂で構成したものとして説明したが、絶縁樹脂層をポリイミド樹脂で構成したものであってもよい。この場合、接合工程において、既に硬化したポリイミド樹脂を積層して加圧および加熱して金属片と絶縁樹脂層とを接合することになる。
以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
放熱層となる金属板として、無酸素銅の圧延板（５０ｍｍ×６０ｍｍ×厚さ２．０ｍｍ）を準備し、この金属板の一方の面に表１に示す樹脂組成物のシート材を配置した。
そして、樹脂組成物の一方の面に表１に示す金属片（２０ｍｍ×２０ｍｍ）をパターン状に配置した。このとき、金属片同士の最近接距離が表１に示す値となるように金属片を配置した。
そして、接合工程として、表２に示す条件で、金属板と樹脂組成物と金属片とを積層方向に加圧するとともに加熱し、樹脂組成物を硬化させて絶縁樹脂層を形成するとともに、金属板と絶縁樹脂層と金属片（金属板）を接合した。
このとき、本発明例１，２においては、金属片側にシリコーンゴムからなるゴム状弾性体（厚さ４．０ｍｍ）を配置し、かつ、樹脂組成物側にガイド壁部を備えた受け治具を配置し、積層方向に加圧した。
一方、比較例１，２においては、金属片側にシリコーンゴムからなるゴム状弾性体（厚さ４．０ｍｍ）を配置し、樹脂組成物側には受け治具を配置せず、積層方向に加圧した。
上述のようにして得られた絶縁回路基板について、絶縁樹脂層の割れ、冷熱サイクル後の金属片の剥離、について評価した。
絶縁樹脂層の割れは、接合工程後に、絶縁樹脂層を目視で観察して評価した。
また、冷熱サイクル試験（−４５℃←→２００℃、５００サイクル）を実施した後に、金属片の剥離の有無を評価した。
Figure 2021153157
Figure 2021153157
比較例１では、エポキシ樹脂からなる樹脂シートを用いて絶縁樹脂層を構成し、接合工程において受け治具を使用しなかった。接合工程後に絶縁樹脂層に割れが認められた。このため、冷熱サイクル試験は実施しなかった。
比較例２では、ポリイミド樹脂からなる樹脂シートを用いて絶縁樹脂層を構成し、接合工程において受け治具を使用しなかった。接合工程後に絶縁樹脂層に割れが認められなかったが、冷熱サイクル試験後に金属片の剥離が確認された。
これに対して、エポキシ樹脂からなる樹脂シートを用いて絶縁樹脂層を構成し、接合工程において受け治具を使用した本発明例１、および、ポリイミド樹脂からなる樹脂シートを用いて絶縁樹脂層を構成し、接合工程において受け治具を使用した比較例２においては、いずれも接合工程後に絶縁樹脂層に割れが認められず、冷熱サイクル試験後に金属片の剥離も認められなかった。
以上のことから、本発明例によれば、樹脂組成物の上に金属片を回路パターン状に配置した場合であっても、樹脂組成物の全体を均一に加圧することが可能な絶縁回路基板の製造方法を提供可能であることが確認された。
１ パワーモジュール
３ 半導体素子
１０ 絶縁回路基板
１１ 絶縁樹脂層
１２ 回路層
１３ 放熱層
２１ 樹脂組成物
２２ 金属片
２３ 金属板
４５ クッション材
５０ 受け治具
５３ ガイド壁部

Claims (7)

  1. 絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の一方の面に回路パターン状に配設された金属片からなる回路層と、を備えた絶縁回路基板の製造方法であって、
    前記絶縁樹脂層となる樹脂材の上に前記金属片を回路パターン状に配置する金属片配置工程と、
    前記樹脂材と前記金属片とを少なくとも積層方向に加圧するとともに加熱することにより、前記絶縁樹脂層と前記金属片とを接合する接合工程と、を有し、
    前記接合工程では、前記金属片と前記樹脂材とを積層方向に加圧する加圧治具が、前記金属片側に配置されたクッション材と、前記クッション材の周縁部に対向する位置に配置されたガイド壁部と、を備えており、加圧時に前記クッション材の周縁部と前記ガイド壁部とを接触させることを特徴とする絶縁回路基板の製造方法。
  2. 前記ガイド壁部の硬さが前記クッション材の硬さよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の絶縁回路基板の製造方法。
  3. 前記ガイド壁部が、前記加圧治具の前記樹脂材側に配されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の絶縁回路基板の製造方法。
  4. 前記絶縁回路基板が、前記絶縁樹脂層の他方の面に配置された放熱層を更に含み、
    前記接合工程において、前記金属片と前記絶縁樹脂層、および、前記放熱層と前記絶縁樹脂層を同時に接合することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の絶縁回路基板の製造方法。
  5. 前記樹脂材がエポキシ樹脂であり、前記接合工程において、前記樹脂材を硬化させて前記絶縁樹脂層を形成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の絶縁回路基板の製造方法。
  6. 前記樹脂材がポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の絶縁回路基板の製造方法。
  7. 前記クッション材がシリコーンゴムで構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の絶縁回路基板の製造方法。
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