JP2022065938A - 金属回路パターンおよび金属回路パターンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】回路基板を効率よく製造できる技術を提供する。【解決手段】絶縁基板上に回路パターンを形成する金属板を接合した回路基板製造用の金属回路パターンであって、回路パターンを形成する、それぞれ独立した複数の金属個片と、回路パターンを保持したまま複数の金属個片が貼り付けられるキャリアテープと、を有し、複数の金属個片の少なくともいずれかの側面は、破断面とせん断面とを有し、さらにせん断面のせん断傷とは異なる擦過痕を有する金属回路パターン。【選択図】図１
Description
本発明は、金属回路パターンおよび金属回路パターンの製造方法に関する。
パワーモジュール用基板としては、絶縁基板上に回路パターンを形成する金属板を接合した回路基板が広く使用されている。例えば、特許文献１には、アルミナ板の上に銅板を接合したセラミックス回路基板が提案されている。また、絶縁基板として、樹脂材料と熱伝導性フィラーとを含む高放熱樹脂基板を用いることもある。
本発明の目的は、回路基板を効率よく製造できる技術を提供することである。
本発明の一態様によれば、
絶縁基板上に回路パターンを形成する金属板を接合した回路基板製造用の金属回路パターンであって、
前記回路パターンを形成する、それぞれ独立した複数の金属個片と、
前記回路パターンを保持したまま前記複数の金属個片が貼り付けられるキャリアテープと、を有し、
前記複数の金属個片の少なくともいずれかの側面は、破断面とせん断面とを有し、さらに前記せん断面のせん断傷とは異なる擦過痕を有する金属回路パターンが提供される。
絶縁基板上に回路パターンを形成する金属板を接合した回路基板製造用の金属回路パターンであって、
前記回路パターンを形成する、それぞれ独立した複数の金属個片と、
前記回路パターンを保持したまま前記複数の金属個片が貼り付けられるキャリアテープと、を有し、
前記複数の金属個片の少なくともいずれかの側面は、破断面とせん断面とを有し、さらに前記せん断面のせん断傷とは異なる擦過痕を有する金属回路パターンが提供される。
本発明の他の態様によれば、
樹脂材料と熱伝導性フィラーとを含む高放熱樹脂基板上に金属板を接合した回路基板製造用の金属回路パターンの製造方法であって、
金属素板を打ち抜いてそれぞれ独立した複数の金属個片を形成するプレス工程と、
前記複数の金属個片にキャリアテープを貼り付ける貼り付け工程と、を有し、
前記プレス工程では、一度打ち抜いた前記複数の金属個片を前記金属素板の打ち抜き孔に押し戻すことで、前記複数の金属個片の側面に擦過痕を形成し、
前記貼り付け工程では、前記金属素板の前記打ち抜き孔から前記複数の金属個片を取り外し、前記複数の金属個片の回路パターンを保持したまま前記キャリアテープを貼り付ける金属回路パターンの製造方法が提供される。
樹脂材料と熱伝導性フィラーとを含む高放熱樹脂基板上に金属板を接合した回路基板製造用の金属回路パターンの製造方法であって、
金属素板を打ち抜いてそれぞれ独立した複数の金属個片を形成するプレス工程と、
前記複数の金属個片にキャリアテープを貼り付ける貼り付け工程と、を有し、
前記プレス工程では、一度打ち抜いた前記複数の金属個片を前記金属素板の打ち抜き孔に押し戻すことで、前記複数の金属個片の側面に擦過痕を形成し、
前記貼り付け工程では、前記金属素板の前記打ち抜き孔から前記複数の金属個片を取り外し、前記複数の金属個片の回路パターンを保持したまま前記キャリアテープを貼り付ける金属回路パターンの製造方法が提供される。
本発明によれば、回路基板を効率よく製造できる。
［本発明の実施形態の説明］
＜発明者の得た知見＞
まず、発明者等が得た知見について説明する。
＜発明者の得た知見＞
まず、発明者等が得た知見について説明する。
回路基板に用いる金属板としては、放熱性や導電性の観点から、例えば、銅板が広く使用されている。また、回路基板に用いる絶縁基板としては、セラミックス基板や高放熱樹脂基板が用いられている。セラミックス基板上に銅板を接合する方法としては、例えば、直接接合法や活性金属法が知られている。直接接合法は、例えば、セラミックス基板上に銅板を接触配置して加熱し、Ｃｕ－Ｏ等の共晶液相を生成し、次いで、この共晶液相を冷却固化することにより、セラミックス基板と銅板とを直接接合する方法である。一方、活性金属法は、例えば、Ｔｉ等の活性金属を含むろう材層を介して、セラミックス基板と銅板とを接合する方法である。
また、回路基板の回路パターンの形成方法としては、例えば、予めプレス加工で銅板を打ち抜き、回路パターンを形成する方法や、銅板を全面接合後にエッチングにより回路パターンを形成する方法等が知られている。
近年、回路基板を使用した半導体デバイスの高出力化が進み、より高い放熱性が回路基板に要求されている。そのため、回路基板に用いる銅板としては、例えば、０．５ｍｍ以上の厚みを有することが好ましい。
銅板が０．５ｍｍ以上の厚みを有する場合、エッチングにより回路パターンを形成することが困難である。一方、予めプレス加工で回路パターンを形成する場合、打ち抜いた後の独立した金属個片のハンドリングが困難である。具体的には、例えば、絶縁基板上に金属回路パターンを接合する際の位置決めが困難である。また、予めプレス加工で回路パターンを形成する場合、バリが発生する問題がある。
本願発明者等は、上述のような事象に対して鋭意研究を行った。その結果、プレス工程にてプッシュバック法を採用し、回路パターンを保持したままキャリアテープに金属個片を貼り付けることによって、独立した金属個片のハンドリングを容易にし、回路基板を効率よく製造できることを見出した。また、バリの発生を抑制できることを見出した。
本発明は、発明者等が見出した上記知見に基づくものである。
［本発明の実施形態の詳細］
次に、本発明の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
次に、本発明の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
＜本発明の第１実施形態＞
（１）金属回路パターンの構成
本実施形態の金属回路パターン１０は、パワーモジュール等に用いられる回路基板の構成要素の一部である。本実施形態の金属回路パターン１０を、絶縁基板に接合することにより、回路基板を製造することができる。絶縁基板としては、例えば、アルミナや窒化アルミニウムからなるセラミックス基板、または樹脂材料と熱伝導性フィラーとを含む高放熱樹脂基板を用いることができる。なお、本明細書において、高放熱樹脂基板とは、リジット（硬質）基板だけではなく、フレキシブル基板や、一般的に、放熱絶縁シート、放熱グリス、放熱テープ、および放熱接着剤と呼ばれるものも含む。以下、本実施形態の金属回路パターン１０の構成について説明する。
（１）金属回路パターンの構成
本実施形態の金属回路パターン１０は、パワーモジュール等に用いられる回路基板の構成要素の一部である。本実施形態の金属回路パターン１０を、絶縁基板に接合することにより、回路基板を製造することができる。絶縁基板としては、例えば、アルミナや窒化アルミニウムからなるセラミックス基板、または樹脂材料と熱伝導性フィラーとを含む高放熱樹脂基板を用いることができる。なお、本明細書において、高放熱樹脂基板とは、リジット（硬質）基板だけではなく、フレキシブル基板や、一般的に、放熱絶縁シート、放熱グリス、放熱テープ、および放熱接着剤と呼ばれるものも含む。以下、本実施形態の金属回路パターン１０の構成について説明する。
図１（ａ）は、本実施形態の金属回路パターン１０の平面図である。図１（ｂ）は、本実施形態の金属回路パターン１０の側面図である。図１（ｃ）は、金属個片１２の側面の拡大図である。図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、本実施形態の金属回路パターン１０は、キャリアテープ１１と、複数の金属個片１２とを有している。
キャリアテープ１１は、回路パターンを保持したまま複数の金属個片１２が貼り付けられるように構成されている。このようなキャリアテープ１１としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエステル、ポリプロピレン等のプラスチックフィルムに、合成樹脂系の接着剤を塗布したテープを用いることができる。
複数の金属個片１２は、キャリアテープ１１上に、それぞれ独立して貼り付けられており、回路パターンを形成している。複数の金属個片１２の材質としては、例えば、銅または銅合金が例示される。複数の金属個片１２の厚みは、例えば、０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であることが好ましい。複数の金属個片１２の厚みが０．５ｍｍ未満では、パワーモジュール用基板に要求されるだけの充分な放熱性が得られない可能性がある。これに対し、複数の金属個片１２の厚みを０．５ｍｍ以上とすることで、パワーモジュール用基板に要求されるだけの充分な放熱性を得ることができる。一方、複数の金属個片１２の厚みが４．０ｍｍを超えると、生産性に劣る。これに対し、複数の金属個片１２の厚みを４．０ｍｍ以下とすることで、生産性を向上させることができる。なお、放熱性と生産性とのバランスを考慮すると、複数の金属個片１２の厚みは、０．７ｍｍ以上３．０ｍｍ以下がより好ましい。
本実施形態の金属回路パターン１０は、回路パターンがキャリアテープ１１によって保持されているため、複数の金属個片１２のハンドリングを容易に行うことができる。具体的には、例えば、絶縁基板に金属回路パターン１０を接合する際の位置決めを容易に行うことができる。これにより、回路基板を効率よく製造することが可能となる。
また、図１（ｂ）に示すように、複数の金属個片１２の側面は、擦過痕１３を有している。なお、本明細書において、「擦過痕」とは、例えば、金属同士が擦れてできた痕跡を意味する。擦過痕１３は、例えば、複数の金属個片１２の厚み方向に沿って伸びており、所定の位置で途切れている。なお、必ずしも、複数の金属個片１２のすべての側面が擦過痕１３を有している必要はなく、擦過痕１３を有していない側面が存在してもよい。複数の金属個片１２の少なくともいずれかの側面が擦過痕１３を有しており、金属回路パターン１０が有する複数の金属個片１２のうち、５０％超の金属個片１２の側面が擦過痕１３を有していることが好ましく、７０％超の金属個片１２の側面が擦過痕１３を有していることがより好ましく、９０％超の金属個片１２の側面が擦過痕１３を有していることがさらに好ましい。
ここで、一般的なパワーモジュールでは、回路基板上に半導体素子を半田付けし、金属回路パターンおよび半導体素子と、外部端子とをボンディングワイヤにて接続した後、絶縁性確保のために、例えば、シリコンゲル等の樹脂（以下、封止樹脂とよぶ）で封止する。このようなパワーモジュールは、ケースモジュールともよばれる。本実施形態の金属回路パターン１０を上述のようなケースモジュールに用いた場合、複数の金属個片１２の側面が擦過痕１３を有しているため、回路基板と封止樹脂との密着性を向上させることができる。これにより、例えば、ケースモジュールに振動が与えられた際、回路基板の振動を抑制することができる。結果として、ボンディングワイヤの破断等を抑制し、半導体デバイスの信頼性を向上させることができる。
また、本実施形態の金属回路パターン１０を上述のようなケースモジュールに用いた場合、複数の金属個片１２の側面が擦過痕１３を有しているため、複数の金属個片１２の側面の半田濡れ性が小さくなる。これにより、例えば、回路基板上に半導体素子を半田付けする際、余剰な半田がはみ出して流れ出すリスクを低減することができる。
本実施形態の金属回路パターン１０は、図１（ｂ）に示すように、複数の金属個片１２の擦過痕１３に近い側の主面１４が、キャリアテープ１１に貼り付けられている。一方、複数の金属個片１２の擦過痕１３から遠い側の主面１５は露出している。また、図１（ｃ）に示すように、擦過痕１３から遠い側の主面１５は、周縁部が滑らかなＲ形状を有している、いわゆるダレ面である。擦過痕１３から遠い側の主面１５の周縁部の最大高さＲｚ２は、擦過痕１３に近い側の主面１４の周縁部の最大高さＲｚ１より小さい。なお、最大高さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１－２００１に規定されている。
図１（ｃ）に示すように、複数の金属個片１２の側面は、破断面１６とせん断面１７とを有している。破断面１６は、主面１４側に位置する凹凸の激しい面であり、せん断面１７は、主面１５側に位置する平滑な面である。なお、必ずしも、複数の金属個片１２のすべての側面が破断面１６とせん断面１７とを有している必要はなく、破断面１６とせん断面１７とを有していない側面が存在してもよい。複数の金属個片１２の少なくともいずれかの側面が破断面１６とせん断面１７とを有しており、金属回路パターン１０が有する複数の金属個片１２のうち、５０％超の金属個片１２の側面が破断面１６とせん断面１７とを有していることが好ましく、７０％超の金属個片１２の側面が破断面１６とせん断面１７とを有していることがより好ましく、９０％超の金属個片１２の側面が破断面１６とせん断面１７とを有していることがさらに好ましい。
図１（ｃ）に示すように、せん断面１７には、せん断加工による傷（以下、せん断傷１９という）が金属個片１２の厚み方向に形成されている場合があるが、本実施形態の金属回路パターン１０における擦過痕１３は、このようなせん断傷１９とは異なるものである。つまり、複数の金属個片１２の側面は、せん断面１７のせん断傷１９とは異なる擦過痕１３を有する。具体的には、例えば、擦過痕１３は、せん断傷１９より長さが短い。せん断傷１９は、せん断面１７の厚さと略同じ長さであるのに対し、擦過痕１３は、せん断面１７の厚さより短い。擦過痕１３は、せん断面１７の厚さの半分より短いことが好ましい。これにより、金属回路パターン１０を製造する際に、バリの発生を抑制しやすくなる。
本実施形態の金属回路パターン１０において、擦過痕１３は、破断面１６とせん断面１７との境界１８近傍に形成されていることが好ましく、境界１８からせん断面１７側に形成されていることがより好ましい。複数の金属個片１２の側面において、破断面１６からせん断面１７にかけて面粗さが急激に低下するため、境界１８近傍は、回路基板と封止樹脂との密着性が低下しやすい位置である。このような位置に擦過痕１３が形成されていることで、複数の金属個片１２の側面における面粗さの低下を抑制し、回路基板と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
本実施形態の金属回路パターン１０を絶縁基板上に接合する場合、擦過痕１３から遠い側の主面１５を、絶縁基板に接合することによって、回路パターンを保持したまま接合することができる。つまり、キャリアテープ１１に貼り付けられていない側の主面１５を、絶縁基板に接合することによって、キャリアテープ１１によって回路パターンを保持したまま接合することができる。この場合、擦過痕１３から遠い側の主面１５がダレ面であるため、主面１５と絶縁基板との接触面が平坦となる。すなわち、擦過痕１３から遠い側の主面１５の周縁部が、絶縁基板との接触を阻害するような突起等を有していないため、絶縁基板との接触面を平坦とすることができる。これにより、例えば、金属回路パターン１０をセラミックス基板上に接合する場合に、金属回路パターン１０とセラミックス基板との接合性を向上させることができる。
また、上述のように、擦過痕１３から遠い側の主面１５を、セラミックス基板に接合する場合、擦過痕１３に近い側の主面１４の上に、半導体素子を半田付けすることになる。この場合、擦過痕１３が半田付けをする面に近い位置に存在するため、余剰な半田がはみ出して流れ出すリスクを低減することができる。
本実施形態の金属回路パターン１０を高放熱樹脂基板上に接合する場合、複数の金属個片１２の少なくとも一方の主面（好ましくは、キャリアテープ１１に貼り付けられていない側の主面、本実施形態では主面１５）は、粗化面とすることが好ましい。この場合、粗化面を高放熱樹脂基板に接合することで、金属回路パターン１０と高放熱樹脂基板との接合性を向上させることができる。また、粗化面の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１－２００１）は、０．１５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。
（２）金属回路パターンの製造方法
次に、本実施形態の金属回路パターン１０の製造方法について説明する。
次に、本実施形態の金属回路パターン１０の製造方法について説明する。
図２は、本実施形態の金属回路パターン１０の製造方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態の金属回路パターン１０の製造方法は、例えば、粗化処理工程Ｓ１と、プレス工程Ｓ２と、貼り付け工程Ｓ３と、点検・梱包工程Ｓ４と、を有する。
（粗化処理工程Ｓ１）
粗化処理工程Ｓ１では、金属素板２０の少なくとも一方の主面に対して粗化処理を行う。金属素板２０には、回路基板に搭載される半導体素子の特性に応じた所定の熱伝導率および所定の電気伝導度を有する金属材料、例えば、銅または銅合金を用いることができる。また、金属回路パターン１０に所定の強度や耐熱性等の特性を持たせるために、上述の金属材料に、所定量の鉄、亜鉛、リン、すず、ニッケル等の添加元素を添加してもよい。
粗化処理工程Ｓ１では、金属素板２０の少なくとも一方の主面に対して粗化処理を行う。金属素板２０には、回路基板に搭載される半導体素子の特性に応じた所定の熱伝導率および所定の電気伝導度を有する金属材料、例えば、銅または銅合金を用いることができる。また、金属回路パターン１０に所定の強度や耐熱性等の特性を持たせるために、上述の金属材料に、所定量の鉄、亜鉛、リン、すず、ニッケル等の添加元素を添加してもよい。
粗化処理工程Ｓ１では、例えば、硫酸系エッチング液を用いて、金属素板２０の少なくとも一方の主面に対して粗化処理を行い、粗化面を形成する。粗化処理工程Ｓ１では、粗化面の算術平均粗さＲａが０．１５μｍ以上５μｍ以下となるように粗化処理を行うことが好ましい。これにより、粗化面を高放熱樹脂基板に接合することで、金属回路パターン１０と高放熱樹脂基板との接合性を向上させることができる。なお、粗化処理工程Ｓ１は省略してもよい。
（プレス工程Ｓ２）
プレス工程Ｓ２では、金属素板２０を打ち抜いて、回路パターンを形成するそれぞれ独立した複数の金属個片１２を形成する。
プレス工程Ｓ２では、金属素板２０を打ち抜いて、回路パターンを形成するそれぞれ独立した複数の金属個片１２を形成する。
図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）は、プレス工程Ｓ２の一部を示す概略断面図である。プレス工程Ｓ２では、まず、金属素板２０をプレス機に送り込む。プレス機には、図３（ａ）に示すように、例えば、ダイ２１と、パンチ２２と、ノックアウト２３と、ストリッパー２４とが設けられている。
ダイ２１は、金属素板２０を所定の回路パターンの形状に成形するための成形孔２５を有している。そして、ダイ２１とパンチ２２との間に金属素板２０を送り込んだ後、図３（ｂ）に示すように、パンチ２２を下降させ、成形孔２５内のノックアウト２３を押し下げながら、金属素板２０から複数の金属個片１２を成形孔２５内に打ち抜く。この際、ストリッパー２４は、金属素板２０を抑える板押さえの役割を果たす。金属個片１２を打ち抜くと、金属個片１２の側面には、破断面１６とせん断面１７とが形成される。破断面１６はパンチ２２側に形成され、せん断面１７はノックアウト２３側に形成される。
金属素板２０から複数の金属個片１２を打ち抜いた後、図３（ｃ）に示すように、ノックアウト２３を上昇させ、パンチ２２を押し上げながら、一度打ち抜いた複数の金属個片１２を、元の金属素板２０の打ち抜き孔２６内に押し戻す。このような成形法は、プッシュバック法とよばれる。プッシュバック法を採用することにより、バリの発生を抑制することができる。また、回路パターンを保持したまま、次の工程を行うことができる。
また、打ち抜いた複数の金属個片１２を、打ち抜き孔２６内に押し戻す際、例えば、ダイ２１とパンチ２２とのクリアランスを適切に制御することによって、金属素板２０の打ち抜き孔２６の内周面と、打ち抜いた複数の金属個片１２の外周面とを擦り合わせることができる。これにより、複数の金属個片１２の側面に、擦過痕１３を形成することができる。より具体的には、複数の金属個片１２の側面のパンチ２２に近い領域に、擦過痕１３を形成することができる。擦過痕１３は、プレス機の打ち抜き方向に沿って、すなわち、複数の金属個片１２の厚み方向に沿って形成する。
擦過痕１３は、せん断面１７の厚さの半分より短く形成することが好ましい。このように擦過痕１３を形成することで、バリの発生を抑制することができる。また、擦過痕１３は、複数の金属個片１２の側面における、破断面１６とせん断面１７との境界１８近傍に形成することが好ましく、境界１８からせん断面１７側に形成することがより好ましい。これにより、回路基板と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
また、打ち抜いた複数の金属個片１２を、打ち抜き孔２６内に押し戻す際、例えば、複数の金属個片１２の厚みの一部が打ち抜き孔２６に嵌合するよう押し戻す。複数の金属個片１２の厚みの一部が打ち抜き孔２６に嵌合するよう押し戻すことによって、擦過痕１３を所定の位置で途切れるように形成する。
複数の金属個片１２の擦過痕１３に近い側（パンチ２２側）の主面１４の周縁部は、バリが発生しやすい領域である。一方、複数の金属個片１２の擦過痕１３から遠い側（ノックアウト２３側）の主面１５は、周縁部が滑らかなＲ形状を有する、いわゆるダレ面である。プレス工程Ｓ２では、擦過痕１３から遠い側の主面１５の周縁部の最大高さＲｚ２が、擦過痕１３に近い側の主面１４の周縁部の最大高さＲｚ１より小さくなるように、複数の金属個片１２を形成する。
なお、金属素板２０から複数の金属個片１２を打ち抜く際、パンチ２２の先端がダイ２１の成形孔２５の開口端まで到達しない段階でパンチ２２の下降を停止し、その状態で押し戻しを開始することが好ましい。これにより、バリの発生を抑制することができる。
（貼り付け工程Ｓ３）
貼り付け工程Ｓ３では、複数の金属個片１２にキャリアテープ１１を貼り付ける。まず、複数の金属個片１２を、金属素板２０の打ち抜き孔２６に嵌合させたまま、回路パターンを保持した状態で貼付装置に送り込む。
貼り付け工程Ｓ３では、複数の金属個片１２にキャリアテープ１１を貼り付ける。まず、複数の金属個片１２を、金属素板２０の打ち抜き孔２６に嵌合させたまま、回路パターンを保持した状態で貼付装置に送り込む。
図４（ａ）および図４（ｂ）は、貼り付け工程Ｓ３の一部を示す概略断面図である。貼付装置には、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、例えば、レバー３０と、第１ヘッド３１と、第２ヘッド３２とが設けられている。
図４（ａ）に示すように、レバー３０には、複数の金属個片１２を保持するための凹部３３が設けられている。凹部３３が複数の金属個片１２の下方に位置するように、レバー３０の位置を調整する。その後、第１ヘッド３１を下降し、打ち抜き孔２６に嵌合している複数の金属個片１２を取り外す。取り外した複数の金属個片１２は、レバー３０の凹部３３によって、回路パターンを保持したまま移動することができる。
次に、第２ヘッド３２の下方にレバー３０を移動し、第２ヘッド３２とレバー３０の間にキャリアテープ１１を送り出す。その後、第２ヘッド３２を下降し、キャリアテープ１１を所定の大きさに打ち抜きつつ、複数の金属個片１２に貼り付ける。すなわち、複数の金属個片１２の回路パターンを保持したまま、キャリアテープ１１を貼り付ける。これにより、複数の金属個片１２のハンドリングを容易に行うことができる。その結果、回路基板を効率よく製造することが可能となる。
また、上述のように、複数の金属個片１２の擦過痕１３に近い側の主面１４の周縁部は、バリが発生しやすい領域である。複数の金属個片１２の擦過痕１３に近い側の主面１４の周縁部にバリが発生している場合、キャリアテープ１１を貼り付ける際に、第２ヘッド３２の荷重を調整することで、バリを押し潰し、小さくすることができる。
貼り付け工程Ｓ３では、複数の金属個片１２の擦過痕１３に近い側の主面１４に、キャリアテープ１１を貼り付ける。これにより、キャリアテープ１１に貼り付けられていない側の主面１５を、回路パターンを保持したまま絶縁基板に接合することができる。また、この場合、擦過痕１３から遠い側の主面１５がダレ面であるため、主面１５と絶縁基板との接触面が平坦となる。これにより、例えば、金属回路パターン１０をセラミックス基板上に接合する場合に、金属回路パターン１０とセラミックス基板との接合性を向上させることができる。
（点検・梱包工程Ｓ４）
点検・梱包工程Ｓ４では、まず、キャリアテープ１１を貼り付けた金属回路パターン１０の外観検査を実施する。外観検査では、例えば、金属回路パターン１０に傷や変形、凹み等がないか検査する。次に、金属回路パターン１０の梱包を実施する。金属回路パターン１０の梱包は、外観検査で良品と判断した金属回路パターン１０を、例えば、所定の個数ずつ梱包用の容器に収納することで行う。
点検・梱包工程Ｓ４では、まず、キャリアテープ１１を貼り付けた金属回路パターン１０の外観検査を実施する。外観検査では、例えば、金属回路パターン１０に傷や変形、凹み等がないか検査する。次に、金属回路パターン１０の梱包を実施する。金属回路パターン１０の梱包は、外観検査で良品と判断した金属回路パターン１０を、例えば、所定の個数ずつ梱包用の容器に収納することで行う。
以上の工程により、完成品の金属回路パターン１０が製造される。
本実施形態の金属回路パターン１０の製造方法では、上述のように、プレス工程Ｓ２にてプッシュバック法を採用し、貼り付け工程Ｓ３にて複数の金属個片１２の回路パターンを保持したままキャリアテープ１１を貼り付けることによって、複数の金属個片１２のハンドリングを容易に行うことができる。その結果、回路基板を効率よく製造することが可能となる。
また、本実施形態の金属回路パターン１０の製造方法では、上述のように、プレス工程Ｓ２にてダイ２１とパンチ２２とのクリアランスを適切に制御することによって、複数の金属個片１２の側面に、擦過痕１３を形成することができる。これにより、例えば、回路基板と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
（ａ）本実施形態の金属回路パターン１０は、回路パターンがキャリアテープ１１によって保持されているため、複数の金属個片１２のハンドリングを容易に行うことができる。具体的には、例えば、絶縁基板に金属回路パターン１０を接合する際の位置決めを容易に行うことができる。
ここで、従来の回路基板では、絶縁基板に金属回路パターンを接合する際、例えば、回路パターンの形状に打ち抜いた板状の治具を絶縁基板上に置き、金属個片を１つ１つ並べる必要があるため、作業性が悪かった。また、治具を取り外す際や加熱炉に搬送する際の振動によって、回路パターンの精度が低下する可能性があった。また、プレス加工によって金属回路パターンを形成する場合、バリが発生する問題があった。
これに対し、本実施形態の金属回路パターン１０は、絶縁基板に接合する際、キャリアテープ１１ごと金属回路パターン１０を絶縁基板上に積層することができるため、従来の手法に比べて、作業性を大幅に向上させることができる。また、回路パターンの精度を向上させることができる。さらに、プッシュバック法を採用しているため、バリの発生を抑制することができる。したがって、回路基板を効率よく製造することが可能となる。
（ｂ）本実施形態の金属回路パターン１０を、上述したようなケースモジュールに用いた場合、複数の金属個片１２の側面が擦過痕１３を有しているため、回路基板と封止樹脂との密着性を向上させることができる。これにより、例えば、ケースモジュールに振動が与えられた際、回路基板の振動を抑制することができる。結果として、ボンディングワイヤの破断等を抑制し、半導体デバイスの信頼性を向上させることができる。
（ｃ）本実施形態の金属回路パターン１０を、上述したようなケースモジュールに用いた場合、複数の金属個片１２の側面が擦過痕１３を有しているため、複数の金属個片１２の側面の半田濡れ性が小さくなる。これにより、例えば、回路基板上に半導体素子を半田付けする際、余剰な半田がはみ出して流れ出すリスクを低減することができる。
（ｄ）本実施形態の金属回路パターン１０において、擦過痕１３は、せん断傷１９よりも長さが短く、せん断面１７の厚さの半分より短いことが好ましい。これによりバリの発生を抑制することができる。
（ｅ）本実施形態の金属回路パターン１０において、擦過痕１３は、破断面１６とせん断面１７との境界１８近傍に形成されていることが好ましく、境界１８からせん断面１７側に形成されていることがより好ましい。これにより、複数の金属個片１２の側面における面粗さの変化を緩やかにし、回路基板と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
（ｆ）本実施形態の金属回路パターン１０を絶縁基板上に接合する場合、擦過痕１３から遠い側の主面１５を、絶縁基板に接合することによって、回路パターンを保持したまま接合することができる。つまり、キャリアテープ１１に貼り付けられていない側の主面１５を、絶縁基板に接合することによって、キャリアテープ１１によって回路パターンを保持したまま接合することができる。また、この場合、擦過痕１３から遠い側の主面１５がダレ面であるため、主面１５とセラミックス基板との接触面が平坦となる。これにより、例えば、金属回路パターン１０をセラミックス基板上に接合する場合に、金属回路パターン１０とセラミックス基板との接合性を向上させることができる。したがって、本実施形態の金属回路パターン１０は、例えば、セラミックス基板上に銅板を直接接合する直接接合法によるセラミックス回路基板に、好適に用いることができる。
（ｇ）本実施形態の金属回路パターン１０を高放熱樹脂基板上に接合する場合、複数の金属個片１２の少なくとも一方の主面（好ましくは、キャリアテープ１１に貼り付けられていない側の主面、本実施形態では主面１５）は、粗化面とすることが好ましい。この場合、粗化面を高放熱樹脂基板に接合することで、金属回路パターン１０と高放熱樹脂基板との接合性を向上させることができる。したがって、本実施形態の金属回路パターン１０は、高放熱樹脂基板上に金属板を接合した回路基板にも、好適に用いることができる。
（ｈ）本実施形態の金属回路パターン１０の製造方法では、プレス工程Ｓ２にてプッシュバック法を採用し、貼り付け工程Ｓ３にて複数の金属個片１２の回路パターンを保持したままキャリアテープ１１を貼り付けることによって、複数の金属個片１２のハンドリングを容易に行うことができる。その結果、回路基板を効率よく製造することが可能となる。
（ｉ）本実施形態の金属回路パターン１０の製造方法では、プレス工程Ｓ２にてダイ２１とパンチ２２とのクリアランスを適切に制御することによって、複数の金属個片１２の側面に、擦過痕１３を形成することができる。これにより、例えば、回路基板と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
（４）第１実施形態の変形例
上述の実施形態は、必要に応じて、以下に示す変形例のように変更することができる。以下、上述の実施形態と異なる要素についてのみ説明し、上述の実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
上述の実施形態は、必要に応じて、以下に示す変形例のように変更することができる。以下、上述の実施形態と異なる要素についてのみ説明し、上述の実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図５（ａ）は、本変形例の金属回路パターン４０の平面図である。図５（ｂ）は、本変形例の金属回路パターン４０の縦断面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、本変形例の金属回路パターン４０は、金属外枠４１を有する点で、第１実施形態の金属回路パターン１０とは異なっている。
金属外枠４１は、回路パターンを保護するために設けられており、例えば、キャリアテープ１１の外周部に貼り付けられている。金属外枠４１は、金属回路パターン４０を絶縁基板上に接合する前に、任意のタイミングでキャリアテープ１１から取り外すことができる。
本変形例の金属回路パターン４０は、金属外枠４１を有しているので、複数の金属個片１２のハンドリングを容易に行うことができる。また、例えば、梱包時や搬送時の振動から回路パターンを保護し、回路パターンの精度を向上させることができる。
＜本発明の第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態について、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
続いて、本発明の第２実施形態について、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
図６（ａ）は、本実施形態の金属回路パターン５０の平面図である。図６（ｂ）は、本実施形態の金属回路パターン５０の側面図である。図６（ｂ）に示すように、本実施形態の金属回路パターン５０は、複数の金属個片１２の擦過痕１３から遠い側の主面１５が、キャリアテープ１１に貼り付けられている。すなわち、第１実施形態とは、キャリアテープ１１に貼り付けられている面が反対になっている。
本実施形態の金属回路パターン５０は、例えば、貼り付け工程Ｓ３にて、打ち抜き孔２６に嵌合している複数の金属個片１２を取り外す際に、予めレバー３０の上にキャリアテープ１１を配置することによって製造することができる。
本実施形態の金属回路パターン５０を絶縁基板上に接合する場合、擦過痕１３に近い側の主面１４を、絶縁基板に接合することによって、回路パターンを保持したまま接合することができる。つまり、キャリアテープ１１に貼り付けられていない側の主面１４を、絶縁基板に接合することによって、キャリアテープ１１によって回路パターンを保持したまま接合することができる。この場合、擦過痕１３から遠い側の主面１５がダレ面であるため、主面１５の上に半導体素子を搭載する際、半導体素子にキズ等がつくリスクを低減することができる。
また、擦過痕１３に近い側の主面１４の周縁部は、バリが発生しやすい領域である。本実施形態の金属回路パターン５０を、例えば、セラミックス基板上にろう材層を介して銅板を接合する活性金属法によるセラミックス回路基板に用いた場合、主面１４の周縁部のバリがろう材層と接触または近接する。これにより、バリが壁になり、回路パターン表面へのろう材の染み出しを抑制することができる。したがって、本実施形態の金属回路パターン５０は、例えば、活性金属法によるセラミックス回路基板に、好適に用いることができる。
また、本実施形態の金属回路パターン５０を高放熱樹脂基板上に接合する場合、主面１４の周縁部のバリが高放熱樹脂基板と接触し、アンカー効果を奏する。これにより、金属回路パターン１０と高放熱樹脂基板との接合性を向上させることができる。したがって、本実施形態の金属回路パターン１０は、高放熱樹脂基板上に金属板を接合した回路基板にも、好適に用いることができる。
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
例えば、上述の実施形態では、プレス工程Ｓ２にて、打ち抜いた複数の金属個片１２を打ち抜き孔２６内に押し戻す際、複数の金属個片１２の厚みの一部が打ち抜き孔２６に嵌合するよう押し戻す場合について説明したが、複数の金属個片１２の厚みの全部が打ち抜き孔２６に嵌合するように押し戻してもよい。
例えば、上述の実施形態では、プレス工程Ｓ２にて、金属素板２０から複数の金属個片１２を打ち抜く際、パンチ２２の先端がダイ２１の成形孔２５の開口端まで到達しない段階でパンチ２２の下降を停止し、その状態で押し戻しを開始する場合について説明したが、複数の金属個片１２を完全に打ち抜いた後、押し戻しを開始してもよい。
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様を付記する。
以下、本発明の好ましい態様を付記する。
（付記１）
本発明の一態様によれば、
絶縁基板上に回路パターンを形成する金属板を接合した回路基板製造用の金属回路パターンであって、
前記回路パターンを形成する、それぞれ独立した複数の金属個片と、
前記回路パターンを保持したまま前記複数の金属個片が貼り付けられるキャリアテープと、を有し、
前記複数の金属個片の少なくともいずれかの側面は、破断面とせん断面とを有し、さらに前記せん断面のせん断傷とは異なる擦過痕を有する金属回路パターンが提供される。
本発明の一態様によれば、
絶縁基板上に回路パターンを形成する金属板を接合した回路基板製造用の金属回路パターンであって、
前記回路パターンを形成する、それぞれ独立した複数の金属個片と、
前記回路パターンを保持したまま前記複数の金属個片が貼り付けられるキャリアテープと、を有し、
前記複数の金属個片の少なくともいずれかの側面は、破断面とせん断面とを有し、さらに前記せん断面のせん断傷とは異なる擦過痕を有する金属回路パターンが提供される。
（付記２）
付記１に記載の金属回路パターンであって、
前記擦過痕は、前記せん断傷よりも長さが短い。
好ましくは、前記擦過痕は、前記せん断面の厚さの半分よりも長さが短い。
付記１に記載の金属回路パターンであって、
前記擦過痕は、前記せん断傷よりも長さが短い。
好ましくは、前記擦過痕は、前記せん断面の厚さの半分よりも長さが短い。
（付記３）
付記１または付記２に記載の金属回路パターンであって、
前記擦過痕は、前記複数の金属個片の破断面とせん断面との境界近傍に形成されている。
好ましくは、前記擦過痕は、前記境界から前記せん断面側に形成されている。
付記１または付記２に記載の金属回路パターンであって、
前記擦過痕は、前記複数の金属個片の破断面とせん断面との境界近傍に形成されている。
好ましくは、前記擦過痕は、前記境界から前記せん断面側に形成されている。
（付記４）
付記１から付記３のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記絶縁基板は、樹脂材料と熱伝導性フィラーとを含む高放熱樹脂基板である。
付記１から付記３のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記絶縁基板は、樹脂材料と熱伝導性フィラーとを含む高放熱樹脂基板である。
（付記５）
付記４に記載の金属回路パターンであって、
前記複数の金属個片の少なくとも一方の主面は、粗化面である。
好ましくは、前記複数の金属個片の前記キャリアテープに貼り付けられていない側の主面は、粗化面である。
好ましくは、前記粗化面の算術平均粗さＲａは、０．１５μｍ以上５μｍ以下である。
付記４に記載の金属回路パターンであって、
前記複数の金属個片の少なくとも一方の主面は、粗化面である。
好ましくは、前記複数の金属個片の前記キャリアテープに貼り付けられていない側の主面は、粗化面である。
好ましくは、前記粗化面の算術平均粗さＲａは、０．１５μｍ以上５μｍ以下である。
（付記６）
付記１から付記５のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記複数の金属個片の前記擦過痕に近い側の主面が、前記キャリアテープに貼り付けられている。
付記１から付記５のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記複数の金属個片の前記擦過痕に近い側の主面が、前記キャリアテープに貼り付けられている。
（付記７）
付記１から付記５のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記複数の金属個片の前記擦過痕から遠い側の主面が、前記キャリアテープに貼り付けられている。
付記１から付記５のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記複数の金属個片の前記擦過痕から遠い側の主面が、前記キャリアテープに貼り付けられている。
（付記８）
付記１から付記７のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記擦過痕は、前記複数の金属個片の厚み方向に沿って伸びている。
付記１から付記７のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記擦過痕は、前記複数の金属個片の厚み方向に沿って伸びている。
（付記９）
付記１から付記８のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記擦過痕は、所定の位置で途切れている。
付記１から付記８のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記擦過痕は、所定の位置で途切れている。
（付記１０）
付記１から付記９のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記複数の金属個片は、銅または銅合金からなり、厚さは０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。
好ましくは、前記複数の金属個片の厚さは、０．７ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。
付記１から付記９のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記複数の金属個片は、銅または銅合金からなり、厚さは０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。
好ましくは、前記複数の金属個片の厚さは、０．７ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。
（付記１１）
付記１から付記１０のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記キャリアテープの外周部に貼り付けられている金属外枠をさらに有する。
付記１から付記１０のいずれか１つに記載の金属回路パターンであって、
前記キャリアテープの外周部に貼り付けられている金属外枠をさらに有する。
（付記１２）
本発明の他の態様によれば、
樹脂材料と熱伝導性フィラーとを含む高放熱樹脂基板上に金属板を接合した回路基板製造用の金属回路パターンの製造方法であって、
金属素板を打ち抜いてそれぞれ独立した複数の金属個片を形成するプレス工程と、
前記複数の金属個片にキャリアテープを貼り付ける貼り付け工程と、を有し、
前記プレス工程では、一度打ち抜いた前記複数の金属個片を前記金属素板の打ち抜き孔に押し戻すことで、前記複数の金属個片の側面に擦過痕を形成し、
前記貼り付け工程では、前記金属素板の前記打ち抜き孔から前記複数の金属個片を取り外し、前記複数の金属個片の回路パターンを保持したまま前記キャリアテープを貼り付ける金属回路パターンの製造方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、
樹脂材料と熱伝導性フィラーとを含む高放熱樹脂基板上に金属板を接合した回路基板製造用の金属回路パターンの製造方法であって、
金属素板を打ち抜いてそれぞれ独立した複数の金属個片を形成するプレス工程と、
前記複数の金属個片にキャリアテープを貼り付ける貼り付け工程と、を有し、
前記プレス工程では、一度打ち抜いた前記複数の金属個片を前記金属素板の打ち抜き孔に押し戻すことで、前記複数の金属個片の側面に擦過痕を形成し、
前記貼り付け工程では、前記金属素板の前記打ち抜き孔から前記複数の金属個片を取り外し、前記複数の金属個片の回路パターンを保持したまま前記キャリアテープを貼り付ける金属回路パターンの製造方法が提供される。
（付記１３）
付記１２に記載の金属回路パターンの製造方法であって、
前記金属素板の少なくとも一方の主面に対して粗化処理を行う粗化処理工程をさらに有する。
付記１２に記載の金属回路パターンの製造方法であって、
前記金属素板の少なくとも一方の主面に対して粗化処理を行う粗化処理工程をさらに有する。
１０ 金属回路パターン
１１ キャリアテープ
１２ 金属個片
１３ 擦過痕
１４ 主面
１５ 主面
１６ 破断面
１７ せん断面
１８ 境界
１９ せん断傷
２０ 金属素板
２１ ダイ
２２ パンチ
２３ ノックアウト
２４ ストリッパー
２５ 成形孔
２６ 打ち抜き孔
３０ レバー
３１ 第１ヘッド
３２ 第２ヘッド
３３ 凹部
４０ 金属回路パターン
４１ 金属外枠
５０ 金属回路パターン
Ｓ１ 粗化処理工程
Ｓ２ プレス工程
Ｓ３ 貼り付け工程
Ｓ４ 点検・梱包工程
１１ キャリアテープ
１２ 金属個片
１３ 擦過痕
１４ 主面
１５ 主面
１６ 破断面
１７ せん断面
１８ 境界
１９ せん断傷
２０ 金属素板
２１ ダイ
２２ パンチ
２３ ノックアウト
２４ ストリッパー
２５ 成形孔
２６ 打ち抜き孔
３０ レバー
３１ 第１ヘッド
３２ 第２ヘッド
３３ 凹部
４０ 金属回路パターン
４１ 金属外枠
５０ 金属回路パターン
Ｓ１ 粗化処理工程
Ｓ２ プレス工程
Ｓ３ 貼り付け工程
Ｓ４ 点検・梱包工程
Claims (9)
- 絶縁基板上に回路パターンを形成する金属板を接合した回路基板製造用の金属回路パターンであって、
前記回路パターンを形成する、それぞれ独立した複数の金属個片と、
前記回路パターンを保持したまま前記複数の金属個片が貼り付けられるキャリアテープと、を有し、
前記複数の金属個片の少なくともいずれかの側面は、破断面とせん断面とを有し、さらに前記せん断面のせん断傷とは異なる擦過痕を有する金属回路パターン。 - 前記擦過痕は、前記せん断傷よりも長さが短い請求項１に記載の金属回路パターン。
- 前記擦過痕は、前記破断面と前記せん断面との境界近傍に形成されている請求項１または請求項２に記載の金属回路パターン。
- 前記絶縁基板は、樹脂材料と熱伝導性フィラーとを含む高放熱樹脂基板である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の金属回路パターン。
- 前記複数の金属個片の少なくとも一方の主面は、粗化面である請求項４に記載の金属回路パターン。
- 前記複数の金属個片の前記擦過痕に近い側の主面が、前記キャリアテープに貼り付けられている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の金属回路パターン。
- 前記複数の金属個片の前記擦過痕から遠い側の主面が、前記キャリアテープに貼り付けられている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の金属回路パターン。
- 樹脂材料と熱伝導性フィラーとを含む高放熱樹脂基板上に金属板を接合した回路基板製造用の金属回路パターンの製造方法であって、
金属素板を打ち抜いてそれぞれ独立した複数の金属個片を形成するプレス工程と、
前記複数の金属個片にキャリアテープを貼り付ける貼り付け工程と、を有し、
前記プレス工程では、一度打ち抜いた前記複数の金属個片を前記金属素板の打ち抜き孔に押し戻すことで、前記複数の金属個片の側面に擦過痕を形成し、
前記貼り付け工程では、前記金属素板の前記打ち抜き孔から前記複数の金属個片を取り外し、前記複数の金属個片の回路パターンを保持したまま前記キャリアテープを貼り付ける金属回路パターンの製造方法。 - 前記金属素板の少なくとも一方の主面に対して粗化処理を行う粗化処理工程をさらに有する請求項８に記載の金属回路パターンの製造方法。
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