JP6897847B1 - 絶縁樹脂回路基板の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】樹脂シート材の上に金属片を回路パターン状に位置精度良く接合することが可能な絶縁樹脂回路基板の製造方法を提供する。【解決手段】ポリイミド樹脂で構成された絶縁樹脂層と、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、を備えた絶縁樹脂回路基板の製造方法であって、金属片を樹脂シート材に向けて加圧するとともに加熱して金属片を仮止めする仮止め工程と、仮止めした金属片側にクッション材を配置して積層方向に加圧するとともに加熱して樹脂シート材と金属片とを接合する接合工程と、を有する。全ての金属片が、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５を超える場合には、仮止め工程における加熱温度が１５０℃以上であり、金属片が、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５以下とされた幅狭金属片を含む場合には、仮止め工程における加熱温度が３５０℃以上である。【選択図】図３

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、を備えた絶縁樹脂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モジュールおよ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素子およ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が形成されている。
ここで、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。
特に、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、導電性およ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、エッチング処理後に、回路層の端面にダレが生じ易くなり、絶縁性が低下しやすい傾向にある。
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、たとえ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、絶縁層を絶縁樹脂層で構成した場合には、絶縁樹脂層となる樹脂シート材の一面に金属片が回路パターン状に配置され、この金属片と樹脂シート材とが積層方向に加圧されることになる。このとき、金属片が配置された領域においては、樹脂シート材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、樹脂シート材の加圧が不十分となる。このため、接合後に形成された絶縁樹脂層の特性にばらつきが生じるおそれがあった。
そこで、樹脂シート材の一面に、金属片を回路パターン状に配置し、金属片側にクッション材を配置して、樹脂シート材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。この場合、クッション材が金属片の形状に応じて変形することで、樹脂シート材の全面を比較的均一に加圧することが可能となる。
しかしながら、金属片側にクッション材を配置して樹脂シート材と金属片とを積層方向に加圧した場合には、クッション材の変形に伴って、金属片の位置ずれが生じることがあった。このため、樹脂シート材の一面に金属片を精度良く配置した場合であっても、接合時に位置ずれが生じてしまい、回路層の回路パターンを精度良く形成することができないおそれがあった。
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、樹脂シート材の上に金属片を回路パターン状に位置精度良く接合することが可能な絶縁樹脂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、本発明の絶縁樹脂回路基板の製造方法は、ポリイミド樹脂で構成された絶縁樹脂層と、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、を備えた絶縁樹脂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シート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、前記金属片を前記樹脂シート材に向けて加圧するとともに加熱することにより、前記金属片を仮止めする仮止め工程と、仮止めした前記金属片側にクッション材を配置し、前記金属片と前記樹脂シート材とを積層方向に加圧するとともに加熱することにより、前記樹脂シート材と前記金属片とを接合する接合工程と、を有しており、前記樹脂シート材の上に配置される全ての前記金属片が、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５を超える場合には、前記仮止め工程における加熱温度が１５０℃以上であり、前記樹脂シート材の上に配置される前記金属片が、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５以下とされた幅狭金属片を含む場合には、前記仮止め工程における加熱温度が３５０℃以上であることを特徴としている。
この構成の絶縁樹脂回路基板の製造方法によれば、前記金属片を前記樹脂シート材に向けて加圧するとともに加熱することにより前記金属片を仮止めする仮止め工程を備えているので、この仮止め工程によって金属片の位置決めを行うことができる。なお、この仮止め工程ではクッション材を用いていないので、金属片の位置ずれが生じることがない。
そして、接合工程では、金属片を仮止めした状態でクッション材を用いて加圧する構成とされているので、加圧時にクッション材が変形しても金属片の位置ずれが生じることが抑制される。よって、位置精度良く金属片を接合することが可能となる。
また、絶縁樹脂層はポリイミド樹脂で構成されており、前記樹脂シート材の上に配置される全ての前記金属片が、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５を超える場合には、前記仮止め工程における加熱温度が１５０℃以上であるので、金属片を十分な強度で仮止めすることが可能となり、接合工程における金属片の位置ずれを抑制することが可能となる。
一方、前記樹脂シート材の上に配置される前記金属片が、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５以下とされた幅狭金属片を含む場合には、樹脂シート材との接触面積に対して幅狭金属片の側面の面積が大きくなり、接合工程においてクッション材が変形した際に幅狭金属片に作用するせん断力が比較的大きくなるので、前記仮止め工程における加熱温度３５０℃以上とすることにより、仮止め工程で幅狭金属片を強固に固定でき、接合工程における幅狭金属片の位置ずれを抑制することができる。
ここで、本発明の絶縁樹脂回路基板の製造方法においては、前記絶縁樹脂層の前記回路層が形成された一方の面とは反対側の面に放熱層が形成されており、前記接合工程では、前記樹脂シート材の前記金属片が配設された面とは反対側の面に金属板を配置し、前記樹脂シート材と前記金属板を接合して前記放熱層を形成する構成であってもよい。
この場合、絶縁樹脂層の回路層とは反対側の面に放熱層を形成することができ、放熱特性に優れた絶縁回路基板を製造することができる。また、接合工程において、金属片側にクッション材を配設して加圧しているので、放熱層となる金属板と樹脂シート材とを均一に加圧することができ、放熱層と絶縁樹脂層とを確実に接合することができる。
本発明によれば、樹脂シート材の上に金属片を回路パターン状に位置精度良く接合することが可能な絶縁樹脂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樹脂回路基板の製造方法によって製造された絶縁樹脂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樹脂回路基板の製造方法によって製造された絶縁樹脂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樹脂回路基板の製造方法の一例を示すフロー図である。 本発明の実施形態である絶縁樹脂回路基板の製造方法の一例を示す説明図である。
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樹脂回路基板１０、および、この絶縁樹脂回路基板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、絶縁樹脂回路基板１０と、この絶縁樹脂回路基板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、絶縁樹脂回路基板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。
絶縁樹脂回路基板１０は、図１および図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および図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および図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は、ポリイミド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４に示すように、絶縁樹脂層１１の一方の面（図４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、本実施形態では、図２に示すように、絶縁樹脂層１１の一方の面（図２（ａ）において上面）に、金属片２２のひとつとして、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５以下とされた幅狭金属片２２Ａが配設されている。
なお、本実施形態においては、回路層１２（金属片２２）の厚さｔは０．５ｍｍ以上とされていることが好ましく、１．０ｍｍ以上であることがより好ましく、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、４．０ｍｍ以下となる。
放熱層１３は、絶縁樹脂回路基板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５．０ｍｍ以下の範囲内に設定されている。
ヒートシンク３１は、絶縁樹脂回路基板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、絶縁樹脂回路基板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樹脂回路基板１０の製造方法について、図３および図４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（および幅狭金属片２２Ａ）を形成する。金属板（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（および幅狭金属片２２Ａ）を形成する。
（樹脂シート材配設工程Ｓ０２）
次に、図４に示すように、放熱層１３となる金属板２３の一方の面（図４において上面）に、ポリイミド樹脂からなる樹脂シート材２１を配設する。
（金属片配置工程Ｓ０３）
次に、樹脂シート材２１の一方の面（図４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。本実施形態では、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５以下とされた幅狭金属片２２Ａも配置した。
（仮止め工程Ｓ０４）
次に、加圧装置の上方押圧板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と樹脂シート材２１と金属片２２（および幅狭金属片２２Ａ）とを積層方向に加圧するとともに加熱する。
このとき、金属片２２（および幅狭金属片２２Ａ）が樹脂シート材２１に向けて加圧され、樹脂シート材２１の一方の面のうち金属片２２（および幅狭金属片２２Ａ）が配設されていない領域は加圧されないことになる。
この仮止め工程Ｓ０４により、金属片２２（および幅狭金属片２２Ａ）が位置決めされた状態となる。
ここで、この仮止め工程Ｓ０４においては、加熱温度を１５０℃以上とすることが好ましい。本実施形態では、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５以下とされた幅狭金属片２２Ａを配置しているので、加熱温度を３５０℃以上とすることが好ましい。なお、加熱温度の上限は４００℃以下とすることが好ましい。
また、仮止め工程Ｓ０４においては、加熱温度での保持時間が１０分以上１２０分以下の範囲内とされていることが好ましい。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、４５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９０分以下とすることがさらに好ましく、６０分以下とすることがより好ましい。
さらに、仮止め工程Ｓ０４においては、積層方向の加圧荷重が０．５ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下の範囲内とされていることが好ましい。積層方向の加圧荷重の下限は１．０ＭＰａ以上とすることがさらに好ましく、３．０ＭＰａ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８．０ＭＰａ以下とすることがさらに好ましく、５．０ＭＰａ以下とすることがより好ましい。
（接合工程Ｓ０５）
次に、放熱層１３となる金属板２３と樹脂シート材２１と仮止めした金属片２２（および幅狭金属片２２Ａ）とを積層方向に加圧するとともに加熱する。このとき、図４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、上方押圧板７１および下方押圧板７２によって金属片２２（および幅狭金属片２２Ａ）と樹脂シート材２１とを積層方向に加圧する構成とされている。
クッション材４５により、樹脂シート材２１の一方の面の金属片２２（および幅狭金属片２２Ａ）が配置されていない領域を加圧することが可能となる。ここで、クッション材４５は、上方押圧板７１よりも柔らかい材料であり、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。
この接合工程Ｓ０５により、金属板２３と樹脂シート材２１と金属片２２（および幅狭金属片２２Ａ）とが接合され、回路層１２、絶縁樹脂層１１、放熱層１３が形成されることになる。
ここで、接合工程Ｓ０５においては、加熱温度が１５０℃以上４００℃以下の範囲内とされていることが好ましい。なお、加熱温度の下限は２５０℃以上とすることがさらに好ましく、３００℃以上とすることがより好ましい。一方、加熱温度の上限は３８０℃以下とすることがさらに好ましく、３５０℃以下とすることがより好ましい。
また、接合工程Ｓ０５においては、加熱温度での保持時間が１０分以上１２０分以下の範囲内とされていることが好ましい。なお、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、４５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６０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。
さらに、接合工程Ｓ０５においては、積層方向の加圧荷重が０．５ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下の範囲内とされていることが好ましい。なお、積層方向の加圧荷重の下限は１．０ＭＰａ以上とすることがさらに好ましく、３．０ＭＰａ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５．０ＭＰａ以下とすることがさらに好ましく、８．０ＭＰａ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樹脂回路基板１０が製造される。
（ヒートシンク接合工程Ｓ０６）
次に、この絶縁樹脂回路基板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Ｓ０７）
そして、絶縁樹脂回路基板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樹脂回路基板１０の製造方法によれば、金属片２２を樹脂シート材２１に向けて加圧するとともに加熱することにより金属片２２を仮止めする仮止め工程Ｓ０４を備えているので、この仮止め工程Ｓ０４によって金属片２２の位置決めを行うことができる。なお、この仮止め工程Ｓ０４ではクッション材４５を用いていないので、金属片２２の位置ずれが生じることがない。
そして、接合工程Ｓ０５では、金属片２２を仮止めした状態でクッション材４５を用いて加圧する構成とされているので、加圧時にクッション材４５が変形しても金属片２２の位置ずれが生じることが抑制される。よって、位置精度良く金属片２２を接合することが可能となる。
本実施形態において、絶縁樹脂層１１（樹脂シート材２１）がポリイミド樹脂で構成されており、仮止め工程Ｓ０４における加熱温度が１５０℃以上とされている場合には、仮止め工程Ｓ０４において、金属片２２を十分な強度で仮止めすることが可能となり、接合工程Ｓ０５における金属片２２の位置ずれをさらに抑制することが可能となる。
また、本実施形態において、樹脂シート材２１の一方の面に、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５以下とされた幅狭金属片２２Ａが配置され、仮止め工程Ｓ０４における加熱温度が３５０℃以上である場合には、仮止め工程Ｓ０４で幅狭金属片２２Ａを強固に固定でき、接合工程Ｓ０５における幅狭金属片２２Ａの位置ずれを抑制することができる。
さらに、本実施形態においては、接合工程Ｓ０５において、樹脂シート材２１の金属片２２が配設された面とは反対側の面に金属板２３を配置し、樹脂シート材２１と金属板２３を接合して放熱層１３を形成する構成とされているので、絶縁樹脂層１１の回路層１２とは反対側の面に放熱層１３を形成することができ、放熱特性に優れた絶縁回路基板１０を製造することができる。また、接合工程Ｓ０５において、金属片２２側にクッション材４５を配設して加圧しているので、放熱層１３となる金属板２３と絶縁樹脂層１１となる樹脂シート材２１とを均一に加圧することができ、放熱層１３と絶縁樹脂層１１とを確実に接合することができる。
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、絶縁樹脂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、絶縁樹脂回路基板にＬＥＤ素子を搭載してＬＥＤモジュールを構成してもよいし、絶縁樹脂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、絶縁樹脂回路基板（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、絶縁樹脂回路基板（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、金属板を打ち抜くことにより、金属片２２（および幅狭金属片２２Ａ）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。
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ポリイミド樹脂からなる樹脂シート材（５０ｍｍ×６０ｍｍ×厚さ０．０５ｍｍ）を配置した。
そして、樹脂シート材の一方の面に表１に示す金属片（および幅狭金属片）をパターン状に配置した。このとき、隣接する金属片同士の最近接距離が１ｍｍとなるように、金属片（および幅狭金属片）を配置した。
仮止め工程として、表１に示す条件で、金属片（および幅狭金属片）を樹脂シート材側に向けて加圧するとともに加熱した。なお、この仮止め工程ではクッション材を使用しなかった。
次に、接合工程として、表１に示す条件で、金属板と樹脂シート材と金属片（および幅狭金属片）とを積層方向に加圧するとともに加熱し、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、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、積層方向に加圧した。
上述のようにして得られた絶縁樹脂回路基板について、金属片（および幅狭金属片）の位置ずれを以下のように評価した。
株式会社キーエンス社製の画像寸法測定器（ＩＭ−７０３０Ｔ）を用いて、仮止め工程後（接合工程前）と、接合工程後で、金属片同士の間隔を測定し、その最大値と最小値とを求めた。
そして、仮止め工程後（接合工程前）の金属片同士の間隔の最大値と接合工程後の金属片同士の間隔の最大値、および、仮止め工程後（接合工程前）の金属片同士の間隔の最小値と接合工程後の金属片同士の間隔の最小値、を比較し、それぞれの変化率が１０％以下の場合を「〇」、少なくともいずれか一方の変化率が１０％を超えた場合を「×」と評価した。
Figure 0006897847
比較例１では、仮止め工程を実施しておらず、仮止め工程後（接合工程前）と接合工程後で、金属片同士の間隔の最大値および最小値の変化率が１０％を超えており、金属片の位置ずれの評価が「×」となった。
比較例２、３では、仮止め工程時の加熱温度が１５０℃未満であり、仮止め工程後（接合工程前）と接合工程後で、金属片同士の間隔の最大値および最小値の変化率が１０％を超えており、金属片の位置ずれの評価が「×」となった。
比較例４では、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５以下とされた幅狭金属片が配設されていたが、仮止め工程時の加熱温度が２００℃であり、この幅狭金属片において、仮止め工程後（接合工程前）と接合工程後で、隣接する金属片との間隔の最大値および最小値の変化率が１０％を超えており、金属片の位置ずれの評価が「×」となった。
これに対して、幅狭金属片がなく、仮止め工程における加熱温度を１５０℃以上とした本発明例１−６においては、仮止め工程後（接合工程前）と接合工程後で、金属片同士の間隔の最大値および最小値の変化率が１０％以下であり、金属片の位置ずれの評価が「〇」となった。
本発明例７では、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５以下とされた幅狭金属片が配設されていたが、仮止め工程時の加熱温度が３５０℃であり、この幅狭金属片において、仮止め工程後（接合工程前）と接合工程後で、隣接する金属片との間隔の最大値および最小値の変化率がともに１０％以下であり、位置ずれの評価が「〇」となった。
以上のことから、本発明例によれば、樹脂シート材の上に金属片を回路パターン状に位置精度良く接合することが可能な絶縁樹脂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 絶縁樹脂回路基板
１１ 絶縁樹脂層
１２ 回路層
１３ 放熱層
２１ 樹脂シート材
２２ 金属片
２２Ａ 幅狭金属片
２３ 金属板
４５ クッション材

Claims (2)

  1. ポリイミド樹脂で構成された絶縁樹脂層と、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、を備えた絶縁樹脂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シート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、
    前記金属片を前記樹脂シート材に向けて加圧するとともに加熱することにより、前記金属片を仮止めする仮止め工程と、
    仮止めした前記金属片側にクッション材を配置し、前記金属片と前記樹脂シート材とを積層方向に加圧するとともに加熱することにより、前記樹脂シート材と前記金属片とを接合する接合工程と、を有しており、
    前記樹脂シート材の上に配置される全ての前記金属片が、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５を超える場合には、前記仮止め工程における加熱温度が１５０℃以上であり、
    前記樹脂シート材の上に配置される前記金属片が、最小幅ｗと厚さtの比ｗ／ｔが０．５以下とされた幅狭金属片を含む場合には、前記仮止め工程における加熱温度が３５０℃以上であることを特徴とする絶縁樹脂回路基板の製造方法。
  2. 前記絶縁樹脂層の前記回路層が形成された一方の面とは反対側の面に放熱層が形成されており、
    前記接合工程では、前記樹脂シート材の前記金属片が配設された面とは反対側の面に金属板を配置し、前記樹脂シート材と前記金属板を接合して前記放熱層を形成することを特徴とする請求項１に記載の絶縁樹脂回路基板の製造方法。
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