JP4672425B2 - 金属ベース回路基板およびその製法ならびにそれを用いた混成集積回路 - Google Patents
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Description
本発明は、熱放散性と電気絶縁性を確保しつつ、折り曲げることのできる金属ベース回路基板とその製法ならびにそれを用いた混成集積回路に関するものである。
金属板上に無機フィラーを充填したエポキシ樹脂などからなる絶縁層を設け、その上に回路パターンを形成した金属ベース回路基板は、熱放散性と電気絶縁性に優れることから高発熱性電子部品を実装する通信機及び自動車などの電子機器用回路基板として用いられている（特許文献１参照）。
特開昭６２−２７１４４２号公報
金属ベース回路基板を任意に折り曲げることができれば、平坦な部分への設置が一般的あった取り付け箇所の限定が緩和され、筐体の側面や底面または段差や曲面等に粘着、接着およびビス止めなどにより密着させることが可能となり、高発熱性電気部品を実装する電子機器の小型化ができる。また、金属ベース回路基板自体を薄くできれば、間隔の狭いスペースへ挿入または固定ができるため、高発熱性電気部品を実装する電子機器の薄型化ができる。
金属ベース回路基板を１２０℃以上の高温で加熱する方法、すなわち、絶縁層のガラス転移温度（Ｔｇ）に対して１０℃以上高く金属ベース回路基板を加熱した状態で曲げ加工や絞り加工を行うことで、平坦でない部分を有する金属ベース回路基板を筐体や電子回路パッケージと兼用することが提案されている（特許文献２参照）。
特開２００１−１６０６６４号公報
本発明は、室温で折り曲げが可能であり、平坦な部分への設置だけでなく筐体の側面や底面または段差や曲面などに密着させることが可能な金属ベース回路基板およびその製法ならびにそれを用いた混成集積回路を提供する。
すなわち、本発明は、（１）金属箔上に絶縁層を介し導体回路を設けた金属ベース回路基板であって、前記金属箔の厚さが５μｍ以上３００μｍ以下、無機フィラーと（Ａ）エポキシ当量１８０以上２４０以下かつ水素添加されたビスフェノールＦ型および／またはＡ型のエポキシ樹脂６０〜１００質量％と、（Ｂ）エポキシ当量８００以上４０００以下かつ直鎖状の水素添加されたビスフェノールＦ型および／またはＡ型のエポキシ樹脂４０〜０質量％からなるエポキシ樹脂であるとともに、（Ｃ）重付加型のエポキシ硬化剤であるポリオキシアルキレンが添加されたものである前記絶縁層の厚さが８０μｍ以上２００μｍ以下、前記導体回路の厚さが９μｍ以上１４０μｍ以下である金属ベース回路基板、（２）エポキシ樹脂中の塩化物イオン濃度が５００ｐｐｍ以下である（１）の金属ベース回路基板、（３）絶縁層のガラス転移温度が０〜４０℃である（１）〜（２）のいずれかの金属ベース回路基板、（４）絶縁層がエポキシ樹脂を２５〜５０体積％含有し、残部が最大粒子径７５μｍ以下で平均粒子径１０〜４０μｍの球状粗粒子と平均粒子径０．４〜１．２μｍの球状微粒子とからなるナトリウムイオン濃度が５００ｐｐｍ以下の無機フィラーである（１）〜（３）のいずれかの金属ベース回路基板、（５）導体回路側または導体回路側と反対側に折り曲げた（１）〜（４）のいずれかの金属ベース回路基板、（６）曲率半径１〜５ｍｍで９０°以上導体回路側または導体回路側と反対側に折り曲げた（１）〜（４）のいずれかの金属ベース回路基板、（７）絶縁層の熱伝導率が１〜４Ｗ／ｍＫであり、曲率半径１〜５ｍｍで９０°以上折り曲げた状態で導体回路と金属箔との間の耐電圧が１．５ｋＶ以上である（１）〜（４）のいずれかの金属ベース回路基板、（８）室温で折り曲げることを特徴とする（５）〜（７）のいずれかの金属ベース回路基板の製造方法、（９）（１）〜（７）のいずれかの金属ベース回路基板を使用した混成集積回路、である。
本発明によれば、金属ベース回路基板は、熱放散性と電気絶縁性を有し、しかも室温で折り曲げが可能であるため、平坦な部分への設置だけでなく筐体の側面や底面または段差や曲面などに密着させることが可能であり、さらに、放熱が必要な半導体素子や抵抗チップなどの電気部品を実装した状態でも容易に室温で折り曲げることができるので、従来は困難であった高発熱性電子部品を実装した電子機器の小型化または薄型化ができるなどの効果を奏する。
以下、図を用いて本発明を説明する。
図１は、本発明の金属ベース回路基板とそれを用いた混成集積回路の一例である。
本発明の混成集積回路においては、金属箔１と絶縁層２と、導体回路３とからなる金属ベース回路基板の導体回路３上に、複数の半導体、すなわち、出力用半導体５と制御用半導体６およびチップ部品８が半田接合部９などにより接合搭載され、熱伝導性接着剤１０を介して放熱性を有する筐体１１と密着されている。出力用半導体５は、熱の放散を助長する目的で導体回路３との接続にヒートスプレッダー４を介することが多いが、これを用いないこともある。
また、制御用半導体６は、通常大きな発熱を伴わないことから導体回路３にヒートスプレッダーを介することなく接合されるが、ヒートスプレッダーを介しても構わない。
熱伝導性接着剤としては、金、銀、ニッケル、窒化アルミニウム、アルミニウム、アルミナなどの高熱伝導性フィラーをエポキシ樹脂やウレタン樹脂、シリコーン樹脂などを充填した接着剤が用いられる。熱伝導性接着剤の代わりにあらかじめシート状の熱伝導性接着シートを使用することもできる。また、シリコーングリースを用いた密着やビス止めによる固定など、金属ベース回路基板が放熱性を有する筐体１１と良好に密着した金属ベース回路基板と放熱性を有する筐体１１との熱伝達が良好である固定方法であれば良い。また、熱伝導性接着剤は、出力用半導体５の熱の放散を助長する目的と混成集積回路の保護、固定などを目的に用いるが、これを用いないこともある。
制御用半導体６からの信号は、導体回路３およびボンディングワイヤー７を通じて出力用半導体５に電気的に接合されている。出力用半導体５と制御用半導体６およびチップ部品８の実装されている部分以外の金属ベース回路基板を構成する金属箔１と絶縁層２および導体回路３は、放熱板または放熱性を有する筐体１１の形状に合わせて曲げ加工や絞り加工を室温で実施でき、しかも平坦な部分への設置だけでなく、放熱板または放熱性を有する筐体の形状に合わせて側面や底面または段差や曲面などに密着させることができるため、従来の金属ベース回路基板およびフレキシブル配線板では適用できなかった、高発熱性混成集積回路の小型化または薄型化が可能となるものである。
本発明の混成集積回路においては、金属箔１と絶縁層２と、導体回路３とからなる金属ベース回路基板の導体回路３上に、複数の半導体、すなわち、出力用半導体５と制御用半導体６およびチップ部品８が半田接合部９などにより接合搭載され、熱伝導性接着剤１０を介して放熱性を有する筐体１１と密着されている。出力用半導体５は、熱の放散を助長する目的で導体回路３との接続にヒートスプレッダー４を介することが多いが、これを用いないこともある。
また、制御用半導体６は、通常大きな発熱を伴わないことから導体回路３にヒートスプレッダーを介することなく接合されるが、ヒートスプレッダーを介しても構わない。
熱伝導性接着剤としては、金、銀、ニッケル、窒化アルミニウム、アルミニウム、アルミナなどの高熱伝導性フィラーをエポキシ樹脂やウレタン樹脂、シリコーン樹脂などを充填した接着剤が用いられる。熱伝導性接着剤の代わりにあらかじめシート状の熱伝導性接着シートを使用することもできる。また、シリコーングリースを用いた密着やビス止めによる固定など、金属ベース回路基板が放熱性を有する筐体１１と良好に密着した金属ベース回路基板と放熱性を有する筐体１１との熱伝達が良好である固定方法であれば良い。また、熱伝導性接着剤は、出力用半導体５の熱の放散を助長する目的と混成集積回路の保護、固定などを目的に用いるが、これを用いないこともある。
制御用半導体６からの信号は、導体回路３およびボンディングワイヤー７を通じて出力用半導体５に電気的に接合されている。出力用半導体５と制御用半導体６およびチップ部品８の実装されている部分以外の金属ベース回路基板を構成する金属箔１と絶縁層２および導体回路３は、放熱板または放熱性を有する筐体１１の形状に合わせて曲げ加工や絞り加工を室温で実施でき、しかも平坦な部分への設置だけでなく、放熱板または放熱性を有する筐体の形状に合わせて側面や底面または段差や曲面などに密着させることができるため、従来の金属ベース回路基板およびフレキシブル配線板では適用できなかった、高発熱性混成集積回路の小型化または薄型化が可能となるものである。
本発明の金属ベース回路基板を用いた混成集積回路は、上記構成を有しており、しかも絶縁層の熱伝導率が１〜４Ｗ／ｍＫで、導体回路と金属箔との間の耐電圧が１．５ｋＶ以上という、従来の平坦な金属板を有する金属ベース回路基板と同等の特性を保ちながらも、平坦な部分への設置だけでなく筐体の側面や底面または段差や曲面などに密着させることが可能であり、さらに、放熱が必要な半導体素子や抵抗チップなどの電気部品を実装した状態でも容易に室温で折り曲げることができるため、金属ベース回路基板を平面部分に用いることしかできなかったという従来の制限を解除できるものである。
本発明において、金属箔１としては、良好な熱伝導性を持つ銅および銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金、鉄ならびにステンレスなどが使用可能である。
また、金属箔１の厚みとしては、５μｍ以上３００μｍ以下のものが使用できる。金属箔１の厚みが５μｍ未満の場合には金属ベース回路基板の剛性が低下するため使用できなく、金属箔１の厚みが３００μｍを超えると、金属ベース回路基板の曲げ加工用金型又は絞り加工用金型やプレス機などの設備が必要となるばかりでなく、金属ベース回路基板が筐体の側面や底面または段差や曲面などに密着させることが難しくなる。さらに、金属ベース回路基板に放熱が必要な半導体素子や抵抗チップなどの電気部品を実装した状態での室温で折り曲げが難しくなる。また、金属箔１の厚みは３５μｍ以上７０μｍ以下が金属ベース回路基板の剛性、曲げ加工性、絞り加工性などが確保できることからより好ましい。
また、金属箔１の厚みとしては、５μｍ以上３００μｍ以下のものが使用できる。金属箔１の厚みが５μｍ未満の場合には金属ベース回路基板の剛性が低下するため使用できなく、金属箔１の厚みが３００μｍを超えると、金属ベース回路基板の曲げ加工用金型又は絞り加工用金型やプレス機などの設備が必要となるばかりでなく、金属ベース回路基板が筐体の側面や底面または段差や曲面などに密着させることが難しくなる。さらに、金属ベース回路基板に放熱が必要な半導体素子や抵抗チップなどの電気部品を実装した状態での室温で折り曲げが難しくなる。また、金属箔１の厚みは３５μｍ以上７０μｍ以下が金属ベース回路基板の剛性、曲げ加工性、絞り加工性などが確保できることからより好ましい。
本発明において、絶縁層２の厚さは、８０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、８０μｍ未満では絶縁性が低く、２００μｍを超えると熱放散性が低下するだけでなく厚みが増し小型化や薄型化が難しくなる。
絶縁層２を構成する熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などが使用できる。中でも、無機フィラーを含みながらも、硬化状態において、金属箔１と導体回路３との接合力に優れ、かつ、室温にて屈曲性に優れたエポキシ樹脂と重付加型のエポキシ硬化剤を主成分としたものが好ましい。重付加型のエポキシ硬化剤としては、熱硬化後に熱硬化性樹脂の屈曲性を向上させる効果があるポリオキシアルキレンポリアミンが好ましく、熱硬化性樹脂に含まれるエポキシ樹脂のエポキシ当量に対して活性水素当量が０．８〜１倍となるように添加することが絶縁層の剛性、曲げ加工性、絶縁性などを確保するために好ましい。
さらに、絶縁層２を構成する熱硬化性樹脂として、水素添加されたビスフェノールＦ型および／またはＡ型のエポキシ樹脂を用いることが好ましく、エポキシ当量が１８０〜２４０であると室温で液状であり、熱硬化性樹脂中６０〜１００質量％の範囲で用いることができる。この水素添加されたビスフェノールＦ型および／またはＡ型のエポキシ樹脂は、汎用のビスフェノールＦ型やＡ型に比べ、剛直な構造ではないため硬化性樹脂組成物としたときに屈曲性が優れる。また、樹脂の粘度が低いため、エポキシ当量８００以上４０００以下の直鎖状の高分子量エポキシ樹脂を熱硬化性樹脂中０〜４０質量％と、絶縁層中に無機フィラー５０〜７５体積％添加することが可能となる。
絶縁層２を構成する熱硬化性樹脂の水素添加されたビスフェノールＦ型および／またはＡ型のエポキシ樹脂のエポキシ当量が１８０未満では、エポキシ樹脂の精製過程で残存したエポキシ基を有する低分子量の不純物が多くなり、接着強度や絶縁性が低下するため好ましくなく、エポキシ当量が２４０を超えると樹脂粘度が高くなり、エポキシ当量８００以上４０００以下の直鎖状の高分子量エポキシ樹脂の添加により樹脂粘度がさらに上昇し、高分子量エポキシ樹脂を熱硬化性樹脂中０〜４０質量％と絶縁層中に無機フィラー５０〜７５体積％添加することが難しくなる。
絶縁層２にエポキシ当量８００以上４０００以下の直鎖状の高分子量エポキシ樹脂を含有させると、熱硬化性樹脂にエポキシ当量が８００未満の直鎖状のエポキシ樹脂のみを用いた場合もよりも接合性が向上するが、さらに、エポキシ当量８００以上４０００以下の直鎖状の高分子量エポキシ樹脂を水素添加されたビスフェノールＦ型および／またはＡ型のエポキシ樹脂とすると接合性に加え、室温での屈曲性が向上するのでより好ましい。
また、熱硬化性樹脂にエポキシ当量が４０００を超える直鎖状のエポキシ樹脂を含有させると、無機フィラーの充填が難しくなることと、その他のエポキシ樹脂との相溶が難しくなり、エポキシ樹脂、エポキシ硬化剤、無機フィラーやその他の含有成分などが不均一な状態で絶縁層が形成されるために、熱放散性と電気絶縁性が低下する。エポキシ当量８００以上４０００以下の直鎖状のエポキシ樹脂は、硬化性樹脂中４０質量％以下添加することが好ましく、４０質量％を超えるとエポキシ硬化剤の添加量が少なくなり、熱硬化性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が上昇し、屈曲性が低下する場合がある。
また、熱硬化性樹脂にエポキシ当量が４０００を超える直鎖状のエポキシ樹脂を含有させると、無機フィラーの充填が難しくなることと、その他のエポキシ樹脂との相溶が難しくなり、エポキシ樹脂、エポキシ硬化剤、無機フィラーやその他の含有成分などが不均一な状態で絶縁層が形成されるために、熱放散性と電気絶縁性が低下する。エポキシ当量８００以上４０００以下の直鎖状のエポキシ樹脂は、硬化性樹脂中４０質量％以下添加することが好ましく、４０質量％を超えるとエポキシ硬化剤の添加量が少なくなり、熱硬化性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が上昇し、屈曲性が低下する場合がある。
絶縁層２を構成する熱硬化性樹脂中の塩化物イオン濃度は、５００ｐｐｍ以下であることが好ましく、２５０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。従来の金属ベース回路基板においては、構成する硬化性樹脂組成物中の塩化物イオン濃度は１０００ｐｐｍ以下であれば、高温下、直流電圧下においても電気絶縁性は良好であった。しかしながら、本発明の金属ベース回路基板に用いる上記絶縁層２を構成する硬化性樹脂組成物は室温でも折り曲げができるほど柔軟な構造であるため、硬化性樹脂組成物中の塩化物イオン濃度が５００ｐｐｍを超えると、高温下、直流電圧下においてイオン性不純物の移動が起こり、電気絶縁性が低下する傾向を示す場合がある。
本発明において、絶縁層のガラス転移温度は、０〜４０℃であることが好ましい。ガラス転移温度が０℃未満であると剛性と電気絶縁性が低く、４０℃を超えると屈曲性が低下する。ガラス転移温度が０〜４０℃であると、従来の金属ベース基板で用いられている絶縁層のように室温で堅いものとは異なり、室温で曲げ加工あるいは絞り加工を実施しても金属箔１と絶縁層２との剥離や絶縁層クラックなどによる耐電圧の低下が起きにくい。
絶縁層２を構成する熱硬化性樹脂は、エポキシ当量で８００以上４０００以下の直鎖状の高分子エポキシ樹脂と水素添加されたビスフェノールＦ型および／またはＡ型のエポキシ樹脂を主体とする樹脂に、さらに、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴムなどを配合してもよいが、室温での折り曲げ性、電気絶縁性、耐熱性などを考慮すると、それらの配合量はエポキシ樹脂との合計量に対して３０質量％以下であることが好ましい。
絶縁層２に含有される無機フィラーとしては、電気絶縁性で熱伝導性の良好なものが好ましく、例えば、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化硼素などが用いられる。
絶縁層２中の無機フィラーの含有量は、５０〜７５体積％が好ましく、無機フィラーの粒度は最大粒子径が７５μｍ以下で平均粒子径が１０〜４０μｍの球状粗粒子と平均粒子径が０．４〜１．２μｍの球状微粒子とを含有するものが好ましい。前記球状粗粒子と球状微粒子を混ぜ合わせると破砕粒子や球状粒子を単独で用いた場合よりも高充填が可能となり、室温における折り曲げ性が向上する。
無機フィラー中のナトリウムイオン濃度は、５００ｐｐｍ以下であることが好ましく、１００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。無機フィラー中のナトリウムイオン濃度が５００ｐｐｍを超えると、高温下、直流電圧下においてイオン性不純物の移動が起こり、電気絶縁性が低下する傾向を示す場合がある。
絶縁層２中の無機フィラーの含有量は、５０〜７５体積％が好ましく、無機フィラーの粒度は最大粒子径が７５μｍ以下で平均粒子径が１０〜４０μｍの球状粗粒子と平均粒子径が０．４〜１．２μｍの球状微粒子とを含有するものが好ましい。前記球状粗粒子と球状微粒子を混ぜ合わせると破砕粒子や球状粒子を単独で用いた場合よりも高充填が可能となり、室温における折り曲げ性が向上する。
無機フィラー中のナトリウムイオン濃度は、５００ｐｐｍ以下であることが好ましく、１００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。無機フィラー中のナトリウムイオン濃度が５００ｐｐｍを超えると、高温下、直流電圧下においてイオン性不純物の移動が起こり、電気絶縁性が低下する傾向を示す場合がある。
本発明において、導体回路の厚みは、９μｍ以上１４０μｍ以下であることが好ましく、９μｍ未満では導体回路としての機能が十分ではなく、１４０μｍを超えると屈曲性が低下するだけでなく厚みが増し小型化や薄型化が難しくなる。
本発明において、金属ベース回路基板は、室温で折り曲げて使用することができるが、さらに、繰り返し折り曲げても使用可能であるため加工性が高く、再利用などができる。
「実施例１」
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が１８７のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＰＩＣＬＯＮ８３０−Ｓ）１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）６３質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成した。つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得た。さらに、得られた金属ベース基板について、所定の位置をエッチングレジストでマスクして銅箔をエッチングした後、エッチングレジストを除去して回路を形成し金属ベース回路基板とした。
得られた金属ベース回路基板について、以下に示す方法で、（１）室温での屈曲性、（２）絶縁層の熱伝導率、（３）導体回路と絶縁層の接着強度、（４）絶縁層のガラス転移温度、（５）２６０℃、１０分間の加熱処理後の絶縁層破壊電圧、（６）室温下で９０°折り曲げた状態での絶縁層耐電圧値、（７）１２５℃、直流電圧１０００Ｖ（パターン側＋）をかけたときの絶縁層破壊時間、（８）室温下で９０°折り曲げた状態での絶縁層クラック発生の有無を観察した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、いずれの物性も良好であった。
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が１８７のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＰＩＣＬＯＮ８３０−Ｓ）１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）６３質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成した。つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得た。さらに、得られた金属ベース基板について、所定の位置をエッチングレジストでマスクして銅箔をエッチングした後、エッチングレジストを除去して回路を形成し金属ベース回路基板とした。
得られた金属ベース回路基板について、以下に示す方法で、（１）室温での屈曲性、（２）絶縁層の熱伝導率、（３）導体回路と絶縁層の接着強度、（４）絶縁層のガラス転移温度、（５）２６０℃、１０分間の加熱処理後の絶縁層破壊電圧、（６）室温下で９０°折り曲げた状態での絶縁層耐電圧値、（７）１２５℃、直流電圧１０００Ｖ（パターン側＋）をかけたときの絶縁層破壊時間、（８）室温下で９０°折り曲げた状態での絶縁層クラック発生の有無を観察した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、いずれの物性も良好であった。
（１）室温での屈曲性は、金属ベース回路基板を１０ｍｍ×１００ｍｍに加工して２５±１℃の温度雰囲気下において、両手で導体回路形成面側および導体回路形成面と反対側に曲率半径５ｍｍで９０°以上折り曲げることが可能であるものを良好とし、折り曲げを実施する際に、曲げ加工用の金型とプレス機などを用いる必要がある場合を不良とした。
（２）熱伝導率の測定は、金属ベース回路基板のベース材である金属箔と導体回路を除去し、絶縁層をφ１０ｍｍ×１００μｍ（一部６０μｍ）に加工して、レーザーフラッシュ法により求めた。
（３）導体回路と絶縁層の接着強度は、金属ベース回路基板の導体回路を１０ｍｍ幅の帯状に加工し、ＪＩＳ Ｃ ６４８１に規定された方法により求めた。
（４）ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定は、金属ベース回路基板のベース材である金属箔と導体回路を除去し、絶縁層を５ｍｍ×５０ｍｍ×１００μｍ（一部６０μｍ）に加工して、動的弾性測定法により求めた。
（５）２６０℃で１０分間加熱後の絶縁層耐電圧の測定は、導体回路をφ２０ｍｍの円形パターンとした金属ベース回路基板を２６０℃に加熱した半田槽に入れ１０分間処理し、室温に冷却後にＪＩＳ Ｃ ２１１０に規定された段階昇圧法により、円形パターンとアルミニウム箔との間の耐電圧を測定した。
（６）室温下９０°折り曲げた状態での絶縁層耐電圧の測定は、導体回路をφ２０ｍｍの円形パターンを形成した金属ベース回路基板のφ２０mmの円形パターンが含まれるように曲率半径１ｍｍで９０°折り曲げた状態でＪＩＳ Ｃ ２１１０に規定された段階昇圧法により、円形パターンとアルミニウム箔との間の耐電圧を測定した。
（７）１２５℃、直流電圧１０００Ｖ（パターン側＋）をかけたときの絶縁層破壊時間の測定は、導体回路をφ２０ｍｍの円形パターンを形成した金属ベース回路基板の円形パターン側を＋、金属箔側を−として１２５℃、直流電圧１０００Ｖをかけたときの絶縁層破壊時間を測定した。
（８）室温下で９０°折り曲げた状態での絶縁層クラック発生の有無は、目視で観察した。
「実施例２」
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２０１の水素添加（表１では水添と標記）されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：ＹＸ−８０００）１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）６３質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。絶縁層のガラス転移温度（Ｔｇ）の低下により室温での屈曲性が格段に向上した。その他の物性についても良好であった。
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２０１の水素添加（表１では水添と標記）されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：ＹＸ−８０００）１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）６３質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。絶縁層のガラス転移温度（Ｔｇ）の低下により室温での屈曲性が格段に向上した。その他の物性についても良好であった。
「実施例３」
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２０１の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：ＹＸ−８０００）７０質量％とエポキシ当量が１９００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成社製：ＹＤ−９２７Ｈ）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）４８質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、導体回路と絶縁層の接着強度が格段に向上した。その他の物性についても良好であった。
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２０１の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：ＹＸ−８０００）７０質量％とエポキシ当量が１９００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成社製：ＹＤ−９２７Ｈ）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）４８質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、導体回路と絶縁層の接着強度が格段に向上した。その他の物性についても良好であった。
「実施例４」
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２０１の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：ＹＸ−８０００）７０質量％とエポキシ当量が１０２４の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成社製：ＳＴ−４１００Ｄ）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）５０質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、導体回路と絶縁層の接着強度に加え、ガラス転移温度（Ｔｇ）の低下により室温での屈曲性が格段に向上した。その他の物性についても良好であった。
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２０１の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：ＹＸ−８０００）７０質量％とエポキシ当量が１０２４の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成社製：ＳＴ−４１００Ｄ）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）５０質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、導体回路と絶縁層の接着強度に加え、ガラス転移温度（Ｔｇ）の低下により室温での屈曲性が格段に向上した。その他の物性についても良好であった。
「実施例５」
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が１８１の水素添加されたビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：ＹＬ−６７５３）をエポキシ樹脂全体で７０質量％とエポキシ当量が１０２４の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成社製：ＳＴ−４１００Ｄ）３０質量％とからなるエポキシ樹脂１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）５５質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、導体回路と絶縁層の接着強度に加え、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低下したことによる室温での屈曲性が格段に向上した。
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が１８１の水素添加されたビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：ＹＬ−６７５３）をエポキシ樹脂全体で７０質量％とエポキシ当量が１０２４の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成社製：ＳＴ−４１００Ｄ）３０質量％とからなるエポキシ樹脂１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）５５質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、導体回路と絶縁層の接着強度に加え、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低下したことによる室温での屈曲性が格段に向上した。
「実施例６」
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２０７の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＸＡ−７０１５）をエポキシ樹脂全体で７０質量％とエポキシ当量が１２００の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：ＹＬ−７１７０）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）４８質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、熱硬化性樹脂全体で塩化物イオン濃度が２５０ｐｐｍで、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、導体回路と絶縁層の接着強度に加え、ガラス転移温度（Ｔｇ）の低下により室温下の屈曲性が格段に向上した。さらに、１２５℃、直流電圧１０００Ｖ（パターン側＋）をかけたときの絶縁層破壊時間が延びた。その他の物性についても良好であった。
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２０７の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＸＡ−７０１５）をエポキシ樹脂全体で７０質量％とエポキシ当量が１２００の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：ＹＬ−７１７０）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）４８質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、熱硬化性樹脂全体で塩化物イオン濃度が２５０ｐｐｍで、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、導体回路と絶縁層の接着強度に加え、ガラス転移温度（Ｔｇ）の低下により室温下の屈曲性が格段に向上した。さらに、１２５℃、直流電圧１０００Ｖ（パターン側＋）をかけたときの絶縁層破壊時間が延びた。その他の物性についても良好であった。
「実施例７」
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２０７の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＸＡ−７０１５）をエポキシ樹脂全体で７０質量％とエポキシ当量が１２００の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：ＹＬ−７１７０）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）４８質量部を加え、最大粒子径が７５μｍ以下で平均粒子径が２１μｍでありナトリウムイオン濃度が１０ｐｐｍである球状粗粒子の酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＣＢ−Ａ２０）と平均粒子径が０．７μｍでナトリウムイオン濃度が８ｐｐｍである球状微粒子の酸化アルミニウム（住友化学社製：ＡＫＰ−１５）を合わせて絶縁層中５０体積％（球状粗粒子と球状微粒子は質量比が７：３）となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ、絶縁層中の熱硬化性樹脂全体で塩化物イオン濃度が３００ｐｐｍ以下で、絶縁層中の無機フィラー全体でナトリウムイオン濃度が５０ｐｐｍ以下である金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、１２５℃、直流１０００Ｖ（パターン側＋）かけた時の絶縁層破壊時間が格段に延び、その他の物性についても良好であった。
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２０７の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＸＡ−７０１５）をエポキシ樹脂全体で７０質量％とエポキシ当量が１２００の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：ＹＬ−７１７０）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対し、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）４８質量部を加え、最大粒子径が７５μｍ以下で平均粒子径が２１μｍでありナトリウムイオン濃度が１０ｐｐｍである球状粗粒子の酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＣＢ−Ａ２０）と平均粒子径が０．７μｍでナトリウムイオン濃度が８ｐｐｍである球状微粒子の酸化アルミニウム（住友化学社製：ＡＫＰ−１５）を合わせて絶縁層中５０体積％（球状粗粒子と球状微粒子は質量比が７：３）となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ、絶縁層中の熱硬化性樹脂全体で塩化物イオン濃度が３００ｐｐｍ以下で、絶縁層中の無機フィラー全体でナトリウムイオン濃度が５０ｐｐｍ以下である金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、１２５℃、直流１０００Ｖ（パターン側＋）かけた時の絶縁層破壊時間が格段に延び、その他の物性についても良好であった。
「実施例８」
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２０７の１７０ｐｐｍである水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＸＡ−７０１５）７０質量％とエポキシ当量が１２００の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン製：ＹＬ―７１７０）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）４８質量部を加え、最大粒子径が７５μｍ以下で平均粒子径が２１μｍでありナトリウムイオン濃度が１０ｐｐｍである球状粗粒子の酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＣＢ−Ａ２０）と平均粒子径が０．７μｍでナトリウムイオン濃度が８ｐｐｍである球状微粒子の酸化アルミニウム（住友化学社製：ＡＫＰ−１５）を合わせて絶縁層中６６体積％（球状粗粒子と球状微粒子は質量比が７：３）となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ、絶縁層中の熱硬化性樹脂全体で塩化物イオン濃度が３００ｐｐｍ以下で、絶縁層中の無機フィラー全体でナトリウムイオン濃度が６０ｐｐｍ以下である金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、熱伝導率が更に向上し、その他の物性についても良好であった。
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２０７の１７０ｐｐｍである水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＸＡ−７０１５）７０質量％とエポキシ当量が１２００の水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン製：ＹＬ―７１７０）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）４８質量部を加え、最大粒子径が７５μｍ以下で平均粒子径が２１μｍでありナトリウムイオン濃度が１０ｐｐｍである球状粗粒子の酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＣＢ−Ａ２０）と平均粒子径が０．７μｍでナトリウムイオン濃度が８ｐｐｍである球状微粒子の酸化アルミニウム（住友化学社製：ＡＫＰ−１５）を合わせて絶縁層中６６体積％（球状粗粒子と球状微粒子は質量比が７：３）となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ、絶縁層中の熱硬化性樹脂全体で塩化物イオン濃度が３００ｐｐｍ以下で、絶縁層中の無機フィラー全体でナトリウムイオン濃度が６０ｐｐｍ以下である金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、熱伝導率が更に向上し、その他の物性についても良好であった。
「比較例１」
表１に示すように、４００μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が１８７のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＰＩＣＬＯＮ８５０−Ｓ）１００質量部に対して、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）６３質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中８０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、２１０μｍ厚の銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様に金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、屈曲性がほとんど無く、室温下において手動では折り曲げることができず、折り曲げ用金型とプレス機を用いて９０°に折り曲げた。また、導体回路と絶縁層の接着強度が弱く、室温下９０°折り曲げた状態での絶縁層耐電圧値が極端に低かった。さらに、１２５℃、直流電圧１０００Ｖ（パターン側＋）をかけたときの絶縁層破壊時間も極めて短かった。また、熱伝導率が部分的に異なり、ばらつきが大きかった。
表１に示すように、４００μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が１８７のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＰＩＣＬＯＮ８５０−Ｓ）１００質量部に対して、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）６３質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中８０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍになるように絶縁層を形成し、つぎに、２１０μｍ厚の銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様に金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、屈曲性がほとんど無く、室温下において手動では折り曲げることができず、折り曲げ用金型とプレス機を用いて９０°に折り曲げた。また、導体回路と絶縁層の接着強度が弱く、室温下９０°折り曲げた状態での絶縁層耐電圧値が極端に低かった。さらに、１２５℃、直流電圧１０００Ｖ（パターン側＋）をかけたときの絶縁層破壊時間も極めて短かった。また、熱伝導率が部分的に異なり、ばらつきが大きかった。
「比較例２」
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が１８７のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＰＩＣＬＯＮ８５０−Ｓ）１００質量部に対して、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）６３質量部を加え、平均粒子径５７μｍで最大粒子径が９０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：Ａ−１３−Ｌ）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが６０μｍとなるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、導体回路面の絶縁層露出部分がアルミナフィラーの突起と思われる凹凸が多く確認され、室温で折り曲げた時に絶縁層にクラックが発生した。また、導体回路と絶縁層の接着強度が弱く、室温下９０°折り曲げた状態での絶縁層耐電圧値が極端に低かった。さらに、１２５℃、直流電圧１０００Ｖ（パターン側＋）をかけたときの絶縁層破壊時間も極めて短かった。
表１に示すように、４０μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が１８７のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＰＩＣＬＯＮ８５０−Ｓ）１００質量部に対して、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）６３質量部を加え、平均粒子径５７μｍで最大粒子径が９０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：Ａ−１３−Ｌ）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが６０μｍとなるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、導体回路面の絶縁層露出部分がアルミナフィラーの突起と思われる凹凸が多く確認され、室温で折り曲げた時に絶縁層にクラックが発生した。また、導体回路と絶縁層の接着強度が弱く、室温下９０°折り曲げた状態での絶縁層耐電圧値が極端に低かった。さらに、１２５℃、直流電圧１０００Ｖ（パターン側＋）をかけたときの絶縁層破壊時間も極めて短かった。
「比較例３」
表１に示すように、４００μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が１８７のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＰＩＣＬＯＮ８５０−Ｓ）４０質量％とエポキシ当量が４０００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：エピコート１０１０）６０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）５１質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍとなるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、屈曲性がほとんど無く、室温下において手動では折り曲げることができず、折り曲げ用金型とプレス機を用いて９０°に折り曲げたものの、ガラス転移温度（Ｔｇ）が上昇し、室温における屈曲性が不十分であり、室温下９０°折り曲げた状態での絶縁層耐電圧値が著しく低下した。
表１に示すように、４００μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が１８７のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：ＥＰＩＣＬＯＮ８５０−Ｓ）４０質量％とエポキシ当量が４０００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：エピコート１０１０）６０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）５１質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍとなるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、屈曲性がほとんど無く、室温下において手動では折り曲げることができず、折り曲げ用金型とプレス機を用いて９０°に折り曲げたものの、ガラス転移温度（Ｔｇ）が上昇し、室温における屈曲性が不十分であり、室温下９０°折り曲げた状態での絶縁層耐電圧値が著しく低下した。
「比較例４」
表１に示すように、４００μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２３８で樹脂中の塩化物イオン濃度が１５００ｐｐｍである水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（共栄社化学社製：エポライト４０００）７０質量％とエポキシ当量が１２００で樹脂中の塩化物イオン濃度が９２０ｐｐｍであるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：エピコート４００４Ｐ）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）４２質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、熱硬化性樹脂全体で塩化物イオン濃度を１０００ｐｐｍとし、硬化後の厚さが１００μｍとなるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、１２５℃、直流電圧１０００Ｖ（パターン側＋）をかけたときの絶縁層破壊時間が極めて短かった。
表１に示すように、４００μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２３８で樹脂中の塩化物イオン濃度が１５００ｐｐｍである水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（共栄社化学社製：エポライト４０００）７０質量％とエポキシ当量が１２００で樹脂中の塩化物イオン濃度が９２０ｐｐｍであるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：エピコート４００４Ｐ）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）４２質量部を加え、平均粒子径２．２μｍで最大粒子径が２０μｍの破砕した酸化アルミニウム（昭和電工社製：ＡＬ−１７３）が絶縁層中５０体積％となるように配合し、熱硬化性樹脂全体で塩化物イオン濃度を１０００ｐｐｍとし、硬化後の厚さが１００μｍとなるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、１２５℃、直流電圧１０００Ｖ（パターン側＋）をかけたときの絶縁層破壊時間が極めて短かった。
「比較例５」
表１に示すように、４００μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２３８で樹脂中の塩化物イオン濃度が１５００ｐｐｍである水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（共栄社化学社製：エポライト４０００）７０質量％とエポキシ当量が１２００で樹脂中の塩化物イオン濃度が９２０ｐｐｍであるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：エピコート４００４Ｐ）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）６３質量部を加え、最大粒子径が７５μｍ以下で平均粒径が２５μｍでありナトリウムイオン濃度が５３０ｐｐｍである球状粗粒子の酸化アルミニウム（マイクロン社製：ＡＸ−２５）と平均粒子径が１．２μｍでナトリウムイオン濃度が３９６ｐｐｍである球状微粒子の酸化アルミニウム（マイクロン社製：ＡＷ１５−２５）を合わせて絶縁層中５０体積％（球状粗粒子と球状微粒子が質量比で７：３）となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍとなるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ、絶縁層中の熱硬化性樹脂全体で塩化物イオン濃度が１０００ｐｐｍで、絶縁層中の無機フィラー全体でナトリウムイオン濃度が５００ｐｐｍである金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、１２５℃、直流１０００Ｖかけた時の絶縁層破壊時間が著しく短くなった。
表１に示すように、４００μｍ厚のアルミニウム箔上に、エポキシ当量が２３８で樹脂中の塩化物イオン濃度が１５００ｐｐｍである水素添加されたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（共栄社化学社製：エポライト４０００）７０質量％とエポキシ当量が１２００で樹脂中の塩化物イオン濃度が９２０ｐｐｍであるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製：エピコート４００４Ｐ）３０質量％からなるエポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミン（ハルツマン社製：Ｄ−４００とＤ−２０００の質量比が６：４）６３質量部を加え、最大粒子径が７５μｍ以下で平均粒径が２５μｍでありナトリウムイオン濃度が５３０ｐｐｍである球状粗粒子の酸化アルミニウム（マイクロン社製：ＡＸ−２５）と平均粒子径が１．２μｍでナトリウムイオン濃度が３９６ｐｐｍである球状微粒子の酸化アルミニウム（マイクロン社製：ＡＷ１５−２５）を合わせて絶縁層中５０体積％（球状粗粒子と球状微粒子が質量比で７：３）となるように配合し、硬化後の厚さが１００μｍとなるように絶縁層を形成し、つぎに、３５μｍ厚の電解銅箔を張り合わせ、加熱することにより絶縁層を熱硬化させ、絶縁層中の熱硬化性樹脂全体で塩化物イオン濃度が１０００ｐｐｍで、絶縁層中の無機フィラー全体でナトリウムイオン濃度が５００ｐｐｍである金属ベース基板を得たこと以外は実施例１と同様の方法で金属ベース回路基板を作製し各種物性を測定した。
それらの結果を表２に示す。得られた金属ベース回路基板は、１２５℃、直流１０００Ｖかけた時の絶縁層破壊時間が著しく短くなった。
金属ベース回路基板の各層の厚み、熱硬化性樹脂の種類と配合量、含有する塩化物イオン濃度、無機フィラーの種類と含有するナトリウムイオン濃度を表１に示す。
作製した金属ベース回路基板の各種物性を表２に示す。
本発明によれば、金属ベース回路基板は、熱放散性と電気絶縁性を有し、しかも室温で折り曲げが可能であるため、平坦な部分への設置だけでなく筐体の側面や底面または段差や曲面などに密着させることが可能であり、さらに、放熱が必要な半導体素子や抵抗チップなどの電気部品を実装した状態でも容易に室温で折り曲げることができるので、従来は困難であった高発熱性電子部品を実装した電子機器の小型化または薄型化ができるなどの効果を奏し、産業上非常に有効である。
１ 金属箔
２ 絶縁層
３ 導体回路
４ ヒートスプレッダー
５ 出力用半導体
６ 制御用半導体
７ ボンディングワイヤー
８ チップ部品
９ 半田接合部
１０ 熱伝導性接着剤
１１ 放熱性を有する筐体
２ 絶縁層
３ 導体回路
４ ヒートスプレッダー
５ 出力用半導体
６ 制御用半導体
７ ボンディングワイヤー
８ チップ部品
９ 半田接合部
１０ 熱伝導性接着剤
１１ 放熱性を有する筐体
Claims (9)
- 金属箔上に絶縁層を介し導体回路を設けた金属ベース回路基板であって、前記金属箔の厚さが５μｍ以上３００μｍ以下、無機フィラーと（Ａ）エポキシ当量１８０以上２４０以下かつ水素添加されたビスフェノールＦ型および／またはＡ型のエポキシ樹脂６０〜１００質量％と、（Ｂ）エポキシ当量８００以上４０００以下かつ直鎖状の水素添加されたビスフェノールＦ型および／またはＡ型のエポキシ樹脂４０〜０質量％からなるエポキシ樹脂であるとともに、（Ｃ）重付加型のエポキシ硬化剤であるポリオキシアルキレンが添加されたものである前記絶縁層の厚さが８０μｍ以上２００μｍ以下、前記導体回路の厚さが９μｍ以上１４０μｍ以下である金属ベース回路基板。
- エポキシ樹脂中の塩化物イオン濃度が５００ｐｐｍ以下である請求項１項記載の金属ベース回路基板。
- 絶縁層のガラス転移温度が０〜４０℃である請求項１〜２のいずれか１項記載の金属ベース回路基板。
- 絶縁層がエポキシ樹脂を２５〜５０体積％含有し、残部が最大粒子径７５μｍ以下で平均粒子径１０〜４０μｍの球状粗粒子と平均粒子径０．４〜１．２μｍの球状微粒子とからなるナトリウムイオン濃度が５００ｐｐｍ以下の無機フィラーである請求項１〜３のいずれか１項記載の金属ベース回路基板。
- 導体回路側または導体回路側と反対側に折り曲げた請求項１〜４のいずれか１項記載の金属ベース回路基板。
- 曲率半径１〜５ｍｍで９０°以上導体回路側または導体回路側と反対側に折り曲げた請求項１〜４のいずれか１項記載の金属ベース回路基板。
- 絶縁層の熱伝導率が１〜４Ｗ／ｍＫであり、曲率半径１〜５ｍｍで９０°以上折り曲げた状態で導体回路と金属箔との間の耐電圧が１．５ｋＶ以上である請求項１〜４のいずれか１項記載の金属ベース回路基板。
- 室温で折り曲げることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項記載の金属ベース回路基板の製造方法。
- 請求項１〜７のいずれか１項記載の金属ベース回路基板を使用した混成集積回路。
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