JP7328464B2 - 回路基板の製造方法及び回路基板 - Google Patents

Description

本発明は回路基板の製造方法及びその製造方法により得られる回路基板に関し、特に、パワーモジュールに使用される回路基板の製造方法及びその製造方法により得られる回路基板に関する。

ハイブリッド自動車、電気自動車、鉄道などの電動化輸送機器、モーターを利用するエアコンなどの家電製品、産業機器において電力変換デバイスが欠かせない。電力変換デバイスの中で、変換効率が高いデバイスとして、パワー半導体素子が挙げられる。パワー半導体素子は、電力変換回路において電気制御スイッチとして、オン及びオフの状態維持及びオン及びオフ間の状態遷移を行う。パワー半導体素子は、オフ状態では、電源や負荷からの電流を阻止し、オン状態では電源や負荷からの電流を流通する。このようなパワー半導体素子を搭載する基板には、優れた放熱性及び絶縁性を確保するため、例えば、メタルベース基板が用いられる。メタルベース基板は、例えば、無機フィラー含有エポキシ樹脂を用いてメタルベース板の片面に金属箔を貼り合わせた積層板である（例えば、特許文献１参照）。メタルベース基板は、優れた放熱性を有し、セラミック基板に比べて製造コストが低い。

近年、複数のパワー半導体素子を備えたパワーモジュールの高密度化が年々加速し、パワー半導体素子を搭載するメタルベース基板に対して、放熱性のさらなる改善が望まれている。しかしながら、特許文献１に記載のメタルベース基板における無機フィラー含有エポキシ樹脂では、無機フィラーの各粒子間に熱伝導率の低いエポキシ樹脂層が存在するこのため、メタルベース基板において高い熱伝導率を得ることに限界があった。

特許文献１に記載のメタルベース基板の熱伝導性を改善する方法として、例えば、非酸化物セラミックス一次粒子が３次元的に連続する一体構造をなしている焼結体に、熱硬化性樹脂組成物を含浸しているセラミックス樹脂複合体を用いた熱伝導性絶縁接着シート（例えば、特許文献２参照）を使用して、メタルベース板の片面に金属箔を貼り合わせることが考えられる。この熱伝導性絶縁接着シートは、非酸化物セラミックスが連続したネットワークを構成するので、熱伝導率をさらに高くすることができる。

特開２００９－４９０６２号公報 国際公開２０１７／１５５１１０号パンフレット

パワーモジュールには大電流が流れるため、メタルベース基板の表面に形成される配線のジュール熱発生を抑制するために、メタルベース板に貼り付ける金属箔を厚くすることが好ましい。メタルベース板に貼り付けた厚い金属箔をエッチングにより加工して、金属パターンを形成すると、金属パターンの形成に時間がかかり、メタルベース基板の製造コストが高くなる。このため、メタルベース基板の製造コストの観点から、金属箔を切断加工して得られた金属箔切断加工品をメタルベース板に貼り付けることにより、メタルベース基板の表面に金属パターンを形成することが好ましい。

特許文献２に記載の熱伝導性絶縁接着シートは、非酸化物セラミックスの多孔体をベースとするので、可撓性が乏しい。このため、メタルベース板に積層した特許文献２に記載の熱伝導性絶縁接着シートに、金属箔切断加工品を貼り付けて、加圧すると、熱伝導性絶縁接着シートにおいて、金属箔切断加工品周辺の領域にクラックが発生するという課題があった。

そこで、本発明は、多孔質セラミックスと、その多孔質セラミックスの空隙を充填する熱硬化性組成物の半硬化物とを含む半硬化物複合体シートに、金属箔を切断加工して得られた金属箔切断加工品を貼り付け、加圧しても、半硬化物複合体シートにクラックが発生することを抑制できる回路基板の製造方法、及びその製造方法により得られる回路基板を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意研究を進めたところ、金属箔切断加工品を半硬化物複合体シートに、貼り付け、加圧するとき、半硬化物複合体シートにおける金属箔切断加工品が配置されている領域と金属箔切断加工品が配置されていない領域との間の境界で厚さ方向の大きなズレが発生しないようにすることによって、半硬化物複合体シートのクラック発生を抑制できることを見出し、本発明を完成させた。本発明は、以下を要旨とする。
［１］多孔質セラミックスと、前記多孔質セラミックスの空隙を充填する熱硬化性組成物の半硬化物とを含む半硬化物複合体シートに、金属箔を切断加工して得られた金属箔切断加工品を積層して回路基板を製造する回路基板の製造方法であって、前記金属箔切断加工品と嵌合する開口部を有する板状部材を前記半硬化物複合体シートの上に配置する工程と、前記板状部材の開口部に嵌合させて、前記板状部材を配置した前記半硬化物複合体シートの上に前記金属箔切断加工品を配置する工程と、前記板状部材及び前記金属箔切断加工品を配置した前記半硬化物複合体シートを加熱しながら加圧して第１の積層体を作製する工程と、前記第１の積層体から前記板状部材を除去して第２の積層体を作製する工程とを含み、前記金属箔切断加工品の厚さ及び前記板状部材の厚さの間の差の絶対値が０．２５ｍｍ以下（または、半硬化物複合体シートの厚みに対し６０％以下）である回路基板の製造方法。
［２］前記板状部材が、前記金属箔切断加工品と嵌合する開口部を有する第１の板状部材と、前記金属箔切断加工品と嵌合する開口部を有し、前記第１の板状部材及び前記半硬化物複合シートの接着を防ぐ剥離シートである第２の板状部材とからなる上記［１］に記載の回路基板の製造方法。
［３］前記板状部材の材料もしくは前記第１の板状部材の材料が前記金属箔切断加工品の材料と同じである上記［１］または［２］に記載の回路基板の製造方法。
［４］メタルベース板の上に前記半硬化物複合体シートを配置する工程をさらに含み、前記板状部材を配置する工程は、前記メタルベース板の上に配置した前記半硬化物複合体シートの上に板状部材を配置し、前記金属箔切断加工品を配置する工程は、前記メタルベース板の上に配置した前記半硬化物複合体シートの上に前記金属箔切断加工品を配置する上記［１］～［３］のいずれか１つに記載の回路基板の製造方法。
［５］多孔質セラミックスと、前記多孔質セラミックスの空隙を充填する熱硬化性組成物の半硬化物とを含む半硬化物複合体シートに、金属箔を切断加工して得られた金属箔切断加工品を積層して回路基板を製造する回路基板の製造方法であって、前記半硬化物複合体シートの上に前記金属箔切断加工品を配置する工程と、前記金属箔切断加工品を配置した前記半硬化物複合体シートを加熱しながら、１．０～８．０ＭＰａの圧力で加圧して積層体を作製する工程とを含む回路基板の製造方法。
［６］前記第１の積層体、前記第２の積層体または前記積層体を加熱して硬化させる工程をさらに含む上記［１］～［５］のいずれか１つに記載の回路基板の製造方法。
［７］多孔質セラミックスと、前記多孔質セラミックスの空隙を充填する熱硬化性組成物の硬化物とを含む硬化物複合体層と、前記硬化物複合体層の表面に設けられた金属パターンとを含み、前記金属パターンの側面の凹み量を前記金属パターンの厚さで割り算した値及び前記金属パターンの側面の広がり量を前記金属パターンの厚さで割り算した値が０．０５５以下であり、絶縁破壊電圧が３．５ｋＶ以上である回路基板。
［８］前記硬化物複合体層の前記金属パターン側の面とは反対側の面に設けられたメタルベース板をさらに含む上記［７］に記載の回路基板。

本発明によれば、多孔質セラミックスと、その多孔質セラミックスの空隙を充填する熱硬化性組成物の半硬化物とを含む半硬化物複合体シートに、金属箔を切断加工して得られた金属箔切断加工品を貼り付け、加圧しても、半硬化物複合体シートにクラックが発生することを抑制できる回路基板の製造方法、及びその製造方法により得られる回路基板を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態の回路基板の製造方法で使用する部材を説明するための概略図である。 図２（ａ）～（ｄ）は、本発明の一実施形態の回路基板の製造方法を説明するための概略図である。 図３（ａ）は、金属パターンの側面の凹み量を説明するための概略図であり、図３（ｂ）は、金属パターンの側面の広がり量を説明するための概略図である。 図４は、本発明の一実施形態の回路基板の製造方法の変形例で使用する部材を説明するための概略図である。 図５（ａ）～（ｅ）は、本発明の一実施形態の回路基板の製造方法の変形例を説明するための概略図である。

［回路基板の製造方法］
図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態の回路基板の製造方法を説明する。図１は、本発明の一実施形態の回路基板の製造方法で使用する部材を説明するための図である。図２は、本発明の一実施形態の回路基板の製造方法を説明するための図である。

本発明の一実施形態の回路基板の製造方法は、多孔質セラミックスと、前記多孔質セラミックスの空隙を充填する熱硬化性組成物の半硬化物とを含む半硬化物複合体シート１０に、金属箔を切断加工して得られた金属箔切断加工品２０を積層して回路基板を製造する。そして、本発明の一実施形態の回路基板の製造方法は、金属箔切断加工品２０と嵌合する開口部３１を有する板状部材３０を半硬化物複合体シートの上に配置する工程（Ａ）と、板状部材３０の開口部３１に嵌合させて、板状部材３０を配置した半硬化物複合体シート１０の上に金属箔切断加工品２０を配置する工程（Ｂ）と、板状部３０材及び金属箔切断加工品２０を配置した半硬化物複合体シート１０を加熱しながら加圧して第１の積層体４１を作製する工程（Ｃ）と、第１の積層体４１から板状部材３０を除去して第２の積層体４２を作製する工程（Ｄ）とを含む。そして、金属箔切断加工品２０の厚さ及び板状部材３０の厚さの間の差の絶対値が０．２５ｍｍ以下である。これにより、硬化物複合体シート１０に、金属箔を切断加工して得られた金属箔切断加工品２０を貼り付け、加圧しても、半硬化物複合体シート１０にクラックが発生することを抑制できる。なお、半硬化物複合体シート１０にクラックが発生すると、回路基板の絶縁性が悪くなる場合がある。

（工程（Ａ））
工程（Ａ）では、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、金属箔切断加工品２０と嵌合する開口部３１を有する板状部材３０（第１の板状部材３０ａ及び第２の板状部材３０ｂ）を半硬化物複合体シート１０の上に配置する。

＜半硬化物複合シート＞
半硬化物複合シート１０は、多孔質セラミックスと、多孔質セラミックスの空隙を充填する熱硬化性組成物の半硬化物とを含む。例えば、含浸法により、多孔質セラミックスの空隙を熱硬化性組成物で充填することができる。

多孔質セラミックスは、複数の微細な孔（以下、「細孔」ともいう）が形成された構造を有する。多孔質セラミックスにおける細孔は、少なくとも一部が互いに連結して連続孔を形成していてもよい。

多孔質セラミックスは、好ましくは無機化合物の焼結体で形成されている。無機化合物の焼結体は、絶縁物の焼結体であってもよい。絶縁物の焼結体における絶縁物は、好ましくは、炭化物、窒化物、ダイヤモンド、黒鉛等の非酸化物を含有し、より好ましくは窒化物を含有する。炭化物は、炭化ケイ素等であってよい。窒化物は、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、及び窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも一種の窒化物を含有してよく、好ましくは窒化ホウ素を含有する。すなわち、多孔質セラミックスは、好ましくは窒化ホウ素を含有する絶縁物の焼結体で形成されていてよく、より好ましくは、窒化ホウ素焼結体で形成されている。多孔質セラミックスが窒化ホウ素焼結体で形成されている場合、窒化ホウ素焼結体は、窒化ホウ素の一次粒子同士が焼結されてなるものであってよい。窒化ホウ素は、アモルファス状の窒化ホウ素及び六方晶状の窒化ホウ素のいずれも用いることができる。また、ホウ酸、酸化ホウ素、ホウ砂などの含ホウ素化合物及び尿素、メラミンなどの含窒素化合物の混合物を焼成したり、六方晶炭窒化ホウ素（ｈ－Ｂ_４ＣＮ_４）を焼成したりすることによっても窒化ホウ素焼結体を得ることができる。

多孔質セラミックスを形成する無機化合物の熱伝導率は、例えば、３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、又は６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であってよい。多孔質セラミックスが熱伝導性に優れる無機化合物で形成されていると、得られる半硬化物複合体シートの熱抵抗を低下させることができる。無機化合物の熱伝導率は、無機化合物を長さ１０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ２ｍｍに形成した試料について、レーザーフラッシュ法により測定される。

多孔質セラミックス中の細孔のメディアン孔径は、例えば０．５μｍ以上であってよく、細孔内に熱硬化性組成物を好適に充填できる観点から、好ましくは０．６μｍ以上、より好ましくは０．８μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上である。細孔の平均孔径は、半硬化物複合体シートの絶縁性が向上する観点から、好ましくは、４．０μｍ以下、３．０μｍ以下、２．５μｍ以下、２．０μｍ以下、又は１．５μｍ以下である。

多孔質セラミックス中の細孔のメディアン孔径は、水銀ポロシメーターを用いて測定される細孔径分布（横軸：細孔径、縦軸：累積細孔容積）において、累積細孔容積が全細孔容積の５０％に達する細孔径として定義される。水銀ポロシメーターとしては、島津製作所社製の水銀ポロシメーターを用いることができ、０．０３気圧から４０００気圧まで圧力を増やしながら加圧して測定する。

多孔質セラミックスに占める細孔の割合（気孔率）は、多孔質体の全体積を基準として、熱硬化性組成物の充填による半硬化物複合体の強度向上が好適に図られる観点から、好ましくは１０体積％以上、２０体積％以上、又は３０体積％以上であり、半硬化物複合体の絶縁性及び熱伝導率を向上させる観点から、好ましくは７０体積％以下、より好ましくは６０体積％以下、さらに好ましくは５０体積％以下である。当該割合（気孔率）は、多孔質セラミックスの見掛け体積及び質量から求められるかさ密度Ｄ１（ｇ／ｃｍ^３）と多孔質セラミックスを構成する材料の理論密度Ｄ２（例えば窒化ホウ素の場合は２．２８ｇ／ｃｍ^３）とから、下記式：
気孔率（体積％）＝［１－（Ｄ１／Ｄ２）］×１００
に従って算出される。

半硬化物複合体シート中の多孔質セラミックスの割合は、半硬化物複合体シートの絶縁性及び熱伝導率を向上させる観点から、好ましくは３０体積％以上、より好ましくは４０体積％以上、さらに好ましくは５０体積％以上である。半硬化物複合体シート中の多孔質セラミックスの割合は、例えば、９０体積％以下、８０体積％以下、７０体積％以下、又は６０体積％以下であってよい。

熱硬化性組成物は、熱硬化性を有する化合物を含む組成物である。熱硬化性組成物は、例えば、熱硬化性を有する化合物として、エポキシ化合物及びシアネート化合物を含有する。

エポキシ化合物は、半硬化物として所望の粘度を有する化合物、又は多孔質セラミックスに含浸させる際に含浸に適する粘度を有する化合物であれば適用できる。エポキシ化合物としては、１，６－ビス（２,３－エポキシプロパン－１－イルオキシ）ナフタレン、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等が挙げられる。このうち、１，６－ビス（２,３－エポキシプロパン－１－イルオキシ）ナフタレンは、例えば、ＨＰ－４０３２Ｄ、（ＤＩＣ株式会社製、商品名）として商業的に入手可能である。その他、エポキシ化合物の市販品として、ＥＰ－４０００Ｌ、ＥＰ４０８８Ｌ、ＥＰ３９５０（以上、株式会社ＡＤＥＫＡ製、商品名）、ＥＸＡ－８５０ＣＲＰ（ＤＩＣ株式会社、商品名）、ｊＥＲ８０７、ｊＥＲ１５２、ＹＸ８０００、ＹＸ８８００（以上、三菱ケミカル株式会社製、商品名）が用いられる。エポキシ化合物としては、ビニル基を有する化合物も使用できる。ビニル基を有するエポキシ化合物としては、例えばＴＥＰＩＣ－ＦＬ、ＴＥＰＩＣ－ＶＬ（以上、日産化学株式会社製、商品名）、ＭＡ－ＤＧＩＣ、ＤＡ－ＭＧＩＣ（以上、四国化成工業株式会社製、商品名）等が商業的に入手可能である。

エポキシ化合物の含有量は、熱硬化性組成物全量基準で、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上であり、好ましくは８５質量％以下、より好ましくは７５質量％以下、さらに好ましくは７０質量％以下である。

シアネート化合物としては、ジメチルメチレンビス（１，４－フェニレン）ビスシアナート、ビス（４－シアネートフェニル）メタン等が挙げられる。ジメチルメチレンビス（１，４－フェニレン）ビスシアナートは、例えば、ＴＡ－ＣＮ（商品名、三菱ガス化学株式会社製）として商業的に入手可能である。

シアネート化合物の含有量は、熱硬化性組成物全量基準で、好ましくは５質量％以上、より好ましくは８質量％以上、さらに好ましくは１０質量％以上であり、好ましくは５1質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、さらに好ましくは３０質量％以下である。

熱硬化性組成物を所望の粘度の半硬化状態（詳細は後述）で保持する観点から、熱硬化性組成物に含まれるシアネート化合物のシアナト基に対する、エポキシ化合物のエポキシ基の当量比（エポキシ基当量／シアナト基当量）が、１．０以上である。当該当量比は、好ましくは１．５以上、より好ましくは２．０以上、さらに好ましくは２．５以上であり、また、熱硬化性組成を含浸させやすくする観点、及び半硬化物複合体の耐熱性を優れたものとする観点から、好ましくは、６．０以下、５．５以下、５．０以下、４．５以下、４．０以下、３．５以下、又は３．０以下である。

熱硬化性組成物は、エポキシ化合物及びシアネート化合物を除く、熱硬化性を有する他の化合物をさらに含有してもよい。

熱硬化性組成物は、所望の粘度の半硬化状態をより一層保持しやすくする観点から、エポキシ化合物及びシアネート化合物とは別に硬化剤をさらに含有してもよい。一実施形態において、熱硬化性組成物は、エポキシ化合物の硬化剤を含有する。エポキシ化合物の硬化剤は、エポキシ化合物と架橋構造を形成する化合物である。

エポキシ化合物の硬化剤は、好ましくは、ベンゾオキサジン化合物、エステル化合物、及びフェノール化合物からなる群より選択される少なくとも一種を含有する。

ベンゾオキサジン化合物としては、ビスフェノールＦ型ベンゾオキサジン化合物等が挙げられる。ビスフェノールＦ型ベンゾオキサジン化合物は、例えば、Ｆ－ａ型ベンゾオキサジン（商品名、四国化成工業株式会社製）として商業的に入手可能である。

エステル化合物としては、フタル酸ジフェニル、フタル酸ベンジル２－エチルヘキシル等が挙げられる。エステル化合物は、活性エステル化合物であってもよい。活性エステル化合物とは、構造中にエステル結合を１つ以上有し、かつ、エステル結合の両側に芳香族環が結合している化合物をいう。

フェノール化合物としては、フェノール、クレゾール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、フェノールアラルキル樹脂（フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するもの）、ナフトールアラルキル樹脂、アリルフェノール樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いられてよく、二種以上を混合して用いられてもよい。フェノール化合物は、例えば、ＴＤ２１３１、ＶＨ４１５０（商品名、ＤＩＣ株式会社製）、ＭＥＨＣ－７８５１Ｍ、ＭＥＨＣ－７５００、ＭＥＨ８００５、ＭＥＨ８０００Ｈ（商品名、明和化成株式会社製）として商業的に入手可能である。

熱硬化性組成物がエポキシ化合物の硬化剤を含有する場合、硬化剤の含有量は、熱硬化性組成物全量基準で、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは５質量％以上、さらに好ましくは７質量％以上であり、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１５質量％以下である。

熱硬化性組成物は、上述した化合物以外に、硬化促進剤をさらに含有してもよい。硬化促進剤は、硬化反応の触媒として機能する成分（触媒型硬化剤）が含まれる。熱硬化性組成物が硬化促進剤を含有することにより、後述する、エポキシ化合物とシアネート化合物との反応、エポキシ化合物の自己重合反応、及び／又はエポキシ化合物とエポキシ化合物の硬化剤との反応を進めやすくすることができ、半硬化物を所望の粘度の半硬化状態で維持しやすくすることもできる。このような成分としては、有機金属塩、リン化合物、イミダゾール誘導体、アミン化合物、又はカチオン重合開始剤等が挙げられる。硬化剤は、これらを１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いられてよい。

有機金属塩としては、ビス（２，４－ペンタンジオナト）亜鉛（ＩＩ）、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、アセチルアセトン鉄、オクチル酸ニッケル、オクチル酸マンガン等の有機金属塩類などが挙げられる。

リン化合物としては、テトラフェニルホスホニウムテトラ－ｐ－トリルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン、トリ－ｐ－トリルホスフィン、トリス（４－クロロフェニル）ホスフィン、トリス（２，６－ジメトキシフェニル）ホスフィン、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン、テトラフェニルホスホニウムジシアナミド、テトラフェニルホスホニウムテトラ（４－メチルフェニル）ボレート等が挙げられる。

イミダゾール誘導体としては、１－（１－シアノメチル）－２－エチル－４－メチル－１Ｈ－イミダゾール、２－エチルー４－メチルイミダゾール、２－メチルイミダゾール、２－フェニルイミダゾール、１－シアノエチル－２－フェニルイミダゾール、２－フェニル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾール、２－フェニル－４－メチル－５－ヒドロキシメチルイミダゾール、２，４，５－トリフェニルイミダゾール等が挙げられる。

アミン化合物としては、ジシアンジアミド、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリ－ｎ－オクチルアミン、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、１，８－ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ－７－エン、ベンジルジメチルアミン、４－メチル－Ｎ，Ｎ－ジメチルベンジルアミン、２，４，６－トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、４－ジメチルアミノピリジン等が挙げられる。

カチオン重合開始剤としては、ベンジルスルホニウム塩、ベンジルアンモニウム塩、ベンジルピリジニウム塩、ベンジルホスホニウム塩、ヒドラジニウム塩、カルボン酸エステル化合物、スルホン酸エステル化合物、アミンイミド、五塩化アンチモン－塩化アセチル錯体、ジアリールヨードニウム塩－ジベンジルオキシ銅等があげられる。

上述した硬化促進剤の含有量は、エポキシ化合物、シアネート化合物、及び場合によりエポキシ化合物の硬化剤の合計１００質量部に対して、０．００１質量部以上、０．０１質量部以上、又は０．０５質量部以上であってよく、１質量部以下、０．８質量部以下、０．５質量部以下、０．３質量部以下、又は０．１質量部以下であってよい。この含有量の範囲とすることにより、半硬化物を所望の粘度で維持しやすくすることができる。

半硬化物複合体は、上述した熱硬化性組成物の半硬化物を備えている。熱硬化性組成物の半硬化物（単に「半硬化物」ともいう。）は、熱硬化性組成物の硬化反応が一部進行した状態の硬化物をいう。一実施形態において、半硬化物は、エポキシ化合物とシアネート化合物との反応物（硬化物）と、未硬化のエポキシ化合物とを含有する。半硬化物には、未硬化のシアネート化合物が一部含まれていてもよく、エポキシ化合物の硬化物（例えば、エポキシ化合物が自己重合反応によって硬化した硬化物）が一部含まれていてもよい。

半硬化物複合体に半硬化物が含まれていることは、以下の方法で測定される半硬化物複合体の接着強度を測定することにより確認することができる。まず、後述する方法により半硬化物複合体をシート状に成形し、このシートを２枚の銅板間に配置し、２００℃及び１０ＭＰａの条件下で５分間加熱及び加圧して、さらに２００℃及び大気圧の条件下で２時間加熱して積層体を得る。次に、ＪＩＳ Ｋ ６８５４－１：１９９９「接着剤－はく離接着強さ試験方法」に従って、９０°はく離試験を行い、凝集破壊部分の面積を測定する。その結果、凝集破壊部分の面積が３０面積％以上であれば、半硬化物複合体に半硬化物が含まれているということができる。

次に、半硬化物複合体シートの製造方法を説明する。例えば、半硬化物複合体シートの製造方法は、エポキシ化合物及びシアネート化合物を含有する熱硬化性組成物を多孔質体に含浸させる工程（含浸工程）と、熱硬化性組成物を含浸させた多孔質体を、シアネート化合物が反応する温度Ｔ１で加熱する工程（半硬化工程）と、熱硬化性組成物を含浸させた多孔質体をスライスする工程（シート化工程）とを備える。ただし、多孔質体をスライスする工程を経ることなく、予めシート化された多孔質体に熱硬化性組成物を含浸させてもよい。

含浸工程では、一実施形態において、まず、上述の多孔質体を用意する。多孔質体は原料の焼結等によって作製してもよいし、市販品を用いてもよい。多孔質体が無機化合物の焼結体である場合には、無機化合物を含む粉末を焼結させることにより、多孔質体を得ることができる。すなわち、一実施形態において、含浸工程は、無機化合物を含有する粉末（以下、無機化合物粉末ともいう）を焼結させて、多孔質体である無機化合物の焼結体を得る工程を有する。

無機化合物の焼結体は、無機化合物の粉末を含むスラリーを噴霧乾燥機等で球状化処理し、さらに成形した後に焼結し、多孔質体である焼結体を調製してもよい。成形には、金型プレス成形法を用いてもよく、冷間等方加圧（ｃｏｌｄ ｉｓｏｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｉｎｇ：ＣＩＰ）法を用いてもよい。

焼結の際には、焼結助剤を用いてもよい。焼結助剤は、例えば、酸化イットリア、酸化アルミナ及び酸化マグネシウム等の希土類元素の酸化物、炭酸リチウム及び炭酸ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、並びにホウ酸等であってよい。焼結助剤を配合する場合は、焼結助剤の添加量は、例えば、無機化合物及び焼結助剤の合計１００質量部に対して、０．０１質量部以上、又は０．１質量部以上であってよい。焼結助剤の添加量は、無機化合物及び焼結助剤の合計１００質量部に対して、２０質量部以下、１５質量部以下、又は１０質量部以下であってよい。焼結助剤の添加量を上記範囲内とすることで、焼結体の平均細孔径を上述の範囲に調整することが容易となる。

無機化合物の焼結温度は、例えば、１６００℃以上又は１７００℃以上であってよい。窒化物の焼結温度は、例えば、２２００℃以下、又は２０００℃以下であってよい。無機化合物の焼結時間は、例えば、１時間以上であってよく、３０時間以下であってよい。焼結時の雰囲気は、例えば、窒素、ヘリウム、及びアルゴン等の不活性ガス雰囲気下であってよい。

焼結には、例えば、バッチ式炉及び連続式炉等を用いることができる。バッチ式炉としては、例えば、マッフル炉、管状炉、及び雰囲気炉等を挙げることができる。連続式炉としては、例えば、ロータリーキルン、スクリューコンベア炉、トンネル炉、ベルト炉、プッシャー炉、及び琴形連続炉等を挙げることができる。

含浸工程では、続いて、含浸装置内に熱硬化性組成物を含む溶液を用意し、当該溶液に多孔質体を浸漬させることや大気雰囲気下で多孔質体に熱硬化性組成物を含む溶液を塗工することで、多孔質体の細孔に熱硬化性組成物を含浸させる。

含浸工程は、大気雰囲気下や減圧条件下及び加圧条件下のいずれで行ってもよく、減圧条件下での含浸と、加圧条件下での含浸とを組み合わせて行ってもよい。減圧条件下で含浸工程を実施する場合における含浸装置内の圧力は、例えば、１０００Ｐａ以下、５００Ｐａ以下、１００Ｐａ以下、５０Ｐａ以下、又は２０Ｐａ以下であってよい。加圧条件下で含浸工程を実施する場合における含浸装置内の圧力は、例えば、１ＭＰａ以上、３ＭＰａ以上、１０ＭＰａ以上、又は３０ＭＰａ以上であってよい。

多孔質体へ熱硬化性組成物を含浸させる際には、熱硬化性組成物を加熱してもよい。熱硬化性組成物を加熱することによって、溶液の粘度が調整され、多孔質体への含浸が促進される。含浸のために熱硬化性組成物を加熱する温度は、後述する温度Ｔ１を超える温度であってよい。この場合、含浸のために熱硬化性組成物を加熱する温度は、後述する硬化工程における温度Ｔ２よりも低温であってよい。熱硬化性組成物を加熱する温度の上限は、温度Ｔ１＋２０℃の温度以下であってもよい。

含浸工程では、熱硬化性組成物を含む溶液に多孔質体を浸漬または塗工した状態で所定の時間だけ保持する。当該所定の時間（浸漬時間）は、特に制限されず、例えば、５分以上、３０分以上、１時間以上、５時間以上、１０時間以上、１００時間以上、又は１５０時間以上であってよい。

半硬化工程では、熱硬化性組成物が含浸された多孔質体を、シアネート化合物が反応する温度Ｔ１で加熱する。これにより、熱硬化性組成物中に含まれるシアネート化合物が反応して、半硬化物が得られる。このとき、シアネート化合物同士が反応してよく、シアネート化合物とエポキシ化合物の一部とが反応してもよい。一方、熱硬化性組成物においては、上述したように、シアネート化合物のシアナト基に対する、エポキシ化合物のエポキシ基の当量比が１．０以上である。すなわち、半硬化物においては、エポキシ化合物がエポキシ当量としてシアネート化合物よりも過剰に含まれており、これらのエポキシ化合物が未硬化の状態で残存している。その結果、熱硬化性組成物の半硬化物が得られる。

温度Ｔ１は、多孔質体に半硬化物を十分に含浸させる観点から、好ましくは７０℃以上、より好ましくは８０℃以上、さらに好ましくは９０℃以上である。温度Ｔ１は、時間に対する粘度変化を小さくする観点から、好ましくは１８０℃以下、より好ましくは１５０℃以下、さらに好ましくは１２０℃以下である。なお、温度Ｔ１は、熱硬化性組成物を含浸させた多孔質体を加熱する際の雰囲気温度を指す。

半硬化工程における加熱時間は、１時間以上、３時間以上、又は５時間以上であってよく、１２時間以下、１０時間以下、又は８時間以下であってよい。

上述の半硬化物複合体では、一部の化合物（主にエポキシ化合物）が未硬化で含まれているため、熱硬化性組成物が完全硬化した硬化物よりも被着体への接着性に優れる。また、この半硬化物複合体では、未硬化の化合物が硬化する温度（詳細は後述する）で加熱しない限り、未硬化の状態が長期間保持されるため、被着体への接着性に優れる所望の粘度を容易に保持することができる。これにより、ハンドリング性に優れた半硬化物複合体を得ることができる。

シート化工程では、例えば、ワイヤーソーを使用して、熱硬化性組成物を含浸させた多孔質体をスライスする。これにより、所望の厚さを有する半硬化物複合体シートを得ることができる。なお、熱硬化性組成物を含浸させる前の多孔質体をスライスして、シート状の多孔質体を作製し、シート状の多孔質体に熱硬化性組成物を含浸することにより、硬化物複合体シートを得てもよい。また、多孔質体を作製する段階でシート状に成型、焼結し、シート状の多孔質体に熱硬化性組成物を含浸することにより、硬化物複合体シートを得てもよい。

＜板状部材＞
板状部材３０は、図１に示すように、金属箔切断加工品２０と嵌合する開口部３１を有する。板状部材３０は、図１に示すように、金属箔切断加工品２０と嵌合する開口部３１を有する第１の板状部材３０ａと、金属箔切断加工品２０と嵌合する開口部３１を有し、第１の板状部材３０ａ及び半硬化物複合シート１０の接着を防ぐ剥離シートである第２の板状部材３０ｂとからなることが好ましい。なお、この場合、板状部材３０の厚さは、第１の板状部材３０ａの厚さ及び第２の板状部材３０ｂの厚さの合計の厚さである。この場合、工程（Ａ）では、図２（ａ）に示すように、第２の板状部材３０ｂを半硬化物複合体シート１０の上に配置し、その後、図２（ｂ）に示すように、第１の板状部材３０ａを第２の板状部材３０ｂの上に配置する。

第１の板状部材３０ａを構成する材料には、例えば、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、マグネシウム、などの金属及びそれらの合金、ポリアミド、ポリイミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリテトラフルオロエチレンなどのプラスチック、窒化アルミ、窒化ケイ素などのセラミックスなどが挙げられる。後述するように、板状部材３０ａの開口部に金属箔切断加工品２０を嵌合させた後、第１の板状部材３０ａ及び金属箔切断加工品２０を加熱することから、第１の板状部材３０ａの熱膨張係数は、金属箔切断加工品２０の熱膨張係数に近い値であるか、または同じ値であることが好ましい。このような観点から、これらの材料の中で、第１の板状部材３０ａを構成する材料は、金属箔切断加工品２０を構成する材料と同じものであることが好ましい。

第２の板状部材３０ｂは、半硬化物複合シート１０に対して剥離性を有する板状もしくはシート状の部材であれば、特に限定されない。半硬化物複合シート１０に対する剥離性の観点及び耐熱性の観点から、第２の板状部材３０ｂは、好ましくはフッ素樹脂シート及びシリコーン樹脂であり、より好ましくはフッ素樹脂である。また、第２の板状部材３０ｂは、シリコーン系剥離剤、アルキルペンダント系剥離剤、縮合ワックス剥離剤などの剥離剤を使用して剥離処理が実施された、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのプラスチックシートであってもよい。

また、板状部材３０は、第１の板状部材３０ａのみからなるものであってもよい。この場合、第１の板状部材３０ａは、半硬化物複合シート１０に対して剥離性を有する材料により構成されることが好ましい。例えば、第１の板状部材３０ａは、フッ素樹脂またはシリコーン樹脂からなる板状部材であってもよい。また、剥離剤を使用して、第１の板状部材３０ａの表面を剥離処理して、第１の板状部材３０ａが、半硬化物複合シート１０に対して剥離性を有するようにしてもよい。さらに、フッ素樹脂またはシリコーン樹脂などの、半硬化物複合シート１０に対して剥離性を有する材料の層を第１の板状部材３０ａの表面に形成してもよい。

第１の板状部材３０ａ及び第２の板状部材３０ｂの開口部３１は、通常の切断加工法により形成することができる。切断加工法には、例えば、切削加工法、砥粒加工法、ウォータージェット加工法、溶断加工法、レーザー加工法、電子ビーム加工法、放電加工法などの除去切断加工法、せん断加工法、ナイフ刃切断加工法などの破壊切断加工法などが挙げられる。これらの切断加工法の中で、切断効率の観点から破壊切断加工法が好ましく、切断輪郭及び切断面性状の制御の観点から、せん断加工法がより好ましい。この場合、抜き落とされるものがスクラップとなり、穴側が製品となるので、この場合のせん断加工法は、穴あけ（穴抜き）加工法である。なお、せん断加工法には、金型が必要であるので、試作段階では、第１の板状部材３０ａ及び第２の板状部材３０ｂの開口部３１は、除去切断加工法により形成してもよい。

（工程（Ｂ））
工程（Ｂ）では、図２（ｃ）に示すように、板状部材３０の開口部３１に嵌合させて、板状部材３０を配置した半硬化物複合体シート１０の上に金属箔切断加工品２０を配置する。これにより、目的とする位置に金属箔切断加工品２０を正確に配置することができる。

＜金属箔切断加工品＞
金属箔切断加工品２０は、金属箔を切断加工して得られた加工品であり、図１及び図２（ｄ）に示すように、回路基板１の表面に形成する金属パターン３の一部または全部の輪郭と同じ輪郭を有する。金属箔切断加工品２０を構成する材料には、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、スズ、金、銀、モリブデン、チタニウム、ステンレスなどが挙げられる。これらの金属は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。これらの金属の中で、電気伝導率の観点及びコストの観点から、銅及びアルミニウムが好ましく、銅がより好ましい。

上述したように、金属箔切断加工品２０は、金属箔を切断加工して得られたものである。金属箔切断加工品２０を得るための金属箔の切断加工法は、金属箔を切断することができれば、特に限定されない。金属箔切断加工品２０を得るための金属箔の切断加工法には、例えば、切削加工法、砥粒加工法、ウォータージェット加工法、溶断加工法、レーザー加工法、電子ビーム加工法、放電加工法などの除去切断加工法、せん断加工法、ナイフ刃切断加工法などの破壊切断加工法などが挙げられる。これらの切断加工法の中で、切断効率の観点から破壊切断加工法が好ましく、切断輪郭及び切断面性状の制御の観点から、せん断加工法がより好ましい。

回路基板１の表面に形成される金属パターン３のジュール熱発生を抑制する観点から、金属箔切断加工品２０の厚さは、好ましくは０．３ｍｍ以上であり、より好ましくは０．５ｍｍ以上であり、さらに好ましくは１．０ｍｍ以上である。また、パワーモジュールの小型化の観点から、金属箔切断加工品２０の厚さは、好ましくは５．０ｍｍ以下であり、より好ましくは４．０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは３．０ｍｍ以下である。

（工程（Ｃ））
工程（Ｃ）では、板状部材３０（３０ａ、３０ｂ）及び金属箔切断加工品２０を配置した半硬化物複合体シート１０を加熱しながら加圧して第１の積層体４１（図２（ｃ）参照）を作製する。このとき、板状部材３０（３０ａ、３０ｂ）によって、半硬化物複合体シート１０の金属箔切断加工品２０が配置されていない領域においても、半硬化物複合体シート１０の金属箔切断加工品２０が配置されている領域と同様に加圧されることになる。これにより、半硬化物複合体シート１０における金属箔切断加工品２０が配置されている領域と金属箔切断加工品２０が配置されていない領域との間の境界で生じる厚さ方向のズレの発生を抑制できる。その結果、半硬化物複合体シート１０のクラック発生を抑制できる。

金属箔切断加工品２０の厚さ及び板状部材３０の厚さ（第１の板状部材３０ａの厚さ及び第２の板状部材３０ｂの厚さの合計の厚さ）の間の差の絶対値は、０．２５ｍｍ以下である。金属箔切断加工品２０の厚さ及び板状部材３０の厚さの間の差の絶対値が０．２５ｍｍよりも大きいと、工程（Ｃ）において、半硬化物複合体シート１０における金属箔切断加工品２０が配置されている領域と金属箔切断加工品２０が配置されていない領域との間の境界で厚さ方向の大きなズレが発生する。その結果、半硬化物複合体シート１０にクラックが発生する。半硬化物複合体シート１０のクラック発生を抑制するという観点から、金属箔切断加工品２０の厚さ及び板状部材３０の厚さ（第１の板状部材３０ａの厚さ及び第２の板状部材３０ｂの厚さの合計の厚さ）の間の差の絶対値は、好ましくは０．２５ｍｍ以下であり、より好ましくは０．１０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０ｍｍである。また、半硬化物複合体シート１０のクラック発生を抑制するという観点から、金属箔切断加工品２０の厚さ及び板状部材３０の厚さの間の差の絶対値は、半硬化物複合体シート１０の厚みに対し、好ましくは６０％以下としてもよく、より好ましくは３０％以下としてもよく、さらに好ましくは１０％以下としてもよい。

工程（Ｃ）における加圧条件は、加熱温度が好ましくは１６０～２５０℃であり、より好ましくは１８０～２００℃であり、圧力は、好ましくは３．０～２５．０ＭＰａであり、より好ましくは５．０～２５．０ＭＰａであり、加圧時間は、好ましくは３分～３時間であり、より好ましくは５分～１時間である。特に圧力を１０～２０ＭＰａにすることで接着性が極めて高く、絶縁性も高い回路基板を製造できる。

（工程（Ｄ））
工程（Ｄ）では、図２（ｄ）に示すように、第１の積層体４１から板状部材３０（３０ａ．３０ｂ）を除去して第２の積層体４２を作製する。これにより、多孔質セラミックスと、多孔質セラミックスの空隙を充填する熱硬化性組成物の硬化物とを含む硬化物複合体層２と、硬化物複合体層２の表面に設けられた金属パターン３とを含み、金属パターン３の側面の凹み量を金属パターン３の厚さで割り算した値及び金属パターン３の側面の広がり量を金属パターン３の厚さで割り算した値が０．０５５以下である回路基板１を得ることができる。

なお、金属パターン３の側面の凹み量は、図３（ａ）に示すように、金属パターン３の硬化物複合体層側の面の反対側の面３２の端を基準とした、金属パターン３の側面における金属パターン３の内側に最も凹んでいる部分の深さ（ｄ１）である。一方、金属パターン３の側面の広がり量は、図３（ｂ）に示すように、金属パターン３の硬化物複合体層側の面の反対側の面３２の端を基準とした、金属パターン３の側面における金属パターン３の外側に最も広がった部分の広がり量（ｄ２）である。

なお、金属パターン３をエッチングにより形成した場合、エッチングは金属パターン３の厚さ方向のみならず、目的としない横方向にも進行する。このため、通常、金属パターン３の側面の凹み量（ｄ１）を金属パターン３の厚さで割り算した値及び金属パターン３の側面の広がり量（ｄ２）を金属パターン３の厚さで割り算した値の少なくとも一方の値が０．０５５よりも大きくなる。一方、本発明の一実施形態の回路基板の製造方法にて製造された回路基板１は、金属パターン３を切断加工法により、特にせん断加工法により形成するので、金属パターンの側面である切断面の性状を正確に制御できる。その結果、金属パターン３の側面の凹み量を金属パターン３の厚さで割り算した値及び金属パターン３の側面の広がり量を金属パターン３の厚さで割り算した値を０．０５５以下、好ましくは０．０４以下、より好ましくは０．０２以下、さらに好ましくは０．０１以下にすることができる。なお、上記値の範囲の下限値は、例えば０．００である。

エッチングにより形成した金属パターンの側面は、金属箔を除去することにより形成した側面であるので、除去加工面となる。このため、回路基板１の金属パターン３の側面が、破壊切断加工法により形成された側面である場合、破壊面となるので、エッチングにより形成した金属パターンの側面と、側面の組織の点でも異なる。特に、回路基板１の金属パターン３の側面が金属箔をせん断加工して得られた側面である場合、せん断面及び破断面を含む。せん断面は、工具の食い込みによって大きなせん断歪みを受けた面であり、工具の側面によりバニシ加工された光沢のある平滑な部分である。一方、破断面は、亀裂が生じて破断した部分であるので、結晶粒面が現れ、微小な凹凸がある部分である。エッチングにより形成した金属パターンの側面には、このようなせん断面及び破断面は現れない。

回路基板１の表面に形成される金属パターン３のジュール熱発生を抑制する観点から、金属パターン３の厚さは、好ましくは０．３ｍｍ以上であり、より好ましくは０．５ｍｍ以上であり、さらに好ましくは１．０ｍｍ以上である。また、パワーモジュールの小型化の観点から、金属パターン３の厚さは、好ましくは５．０ｍｍ以下であり、より好ましくは４．０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは３．０ｍｍ以下である。

（回路基板の製造方法の変形例）
本発明の一実施形態の回路基板の製造方法は、以下のように変形することができる。
＜変形例１＞
図４に示すように、本発明の一実施形態の回路基板の製造方法の変形例では、メタルベース板５０をさらに使用してもよい。そして、回路基板１Ａ（図５（ｅ）参照）は、硬化物複合体層２の金属パターン側の面とは反対側の面に設けられたメタルベース板４をさらに含むことになる。これにより、回路基板１Ａの強度及び放熱性が改善される。本発明の一実施形態の回路基板の製造方法の変形例は、メタルベース板５０の上に半硬化物複合体シート１０を配置する工程（図５（ａ）参照）をさらに含む。その結果、工程（Ａ）は、メタルベース板５０の上に配置した半硬化物複合体シート１０の上に板状部材３０（３０ａ，３０ｂ）を配置し（図５（ｂ）及び（ｃ）参照）、工程（Ｂ）は、メタルベース板５０の上に配置した半硬化物複合体シート１０の上に金属箔切断加工品２０を配置し（図５（ｄ）参照）、工程（Ｃ）では、メタルベース板５０の上に配置され、板状部材３０（３０ａ，３０ｂ）及び金属箔切断加工品２０を配置した半硬化物複合体シート１０を加熱しながら加圧して第１の積層体４１Ａを作製し（図５（ｄ）参照）、工程（Ｄ）では、第１の積層体４１Ａから板状部材３０（３０ａ，３０ｂ）を除去して第２の積層体４２Ａを作製することになる（図５（ｅ）参照）。

メタルベース板５０を構成する材料には、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、スズ、金、銀、モリブデン、チタニウム、ステンレスなどが挙げられる。これらの金属は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。これらの金属の中で、熱伝導率の観点及びコストの観点から、銅及びアルミニウムが好ましい。またメタルベース板は、板状の形状に限定されず、フィンまたはピン状に加工されていても良い。

回路基板１Ａの強度改善の観点から、メタルベース板５０の厚さは、好ましくは０．３ｍｍ以上であり、より好ましくは１．０ｍｍ以上であり、さらに好ましくは３．０ｍｍ以上である。また、パワーモジュールの小型化の観点から、メタルベース板５０の厚さは、好ましくは５０．０ｍｍ以下であり、より好ましくは３０．０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは１５．０ｍｍ以下である。

＜変形例２＞
本発明の一実施形態の回路基板の製造方法の変形例は第１の積層体４１または第２の積層体４２を加熱して硬化させる工程をさらに含んでもよい。これにより、半硬化物複合体シート１０中の半硬化物を、より確実に硬化させることができる。この工程における加熱温度は、好ましくは１３０～２５０℃であり、より好ましくは１５０～２００℃であり、加熱時間は、好ましくは５分～２４時間であり、より好ましくは６０分～５時間である。上記加熱温度まで、一定の昇温速度で連続的に加熱温度を昇温してもよいし、段階的に加熱温度を昇温してもよい。例えば、２５０℃の加熱温度まで段階的に加熱温度を昇温する場合、所定の昇温速度で１５０℃の加熱温度まで昇温した後、１５０℃の加熱温度で６時間保持し、所定の昇温速度で１５０℃の加熱温度から１８０℃の加熱温度まで昇温した後、１８０℃の加熱温度で４時間保持し、所定の昇温速度で１８０℃の加熱温度から２００℃の加熱温度まで昇温した後、２００℃の加熱温度で４時間保持し、所定の昇温速度で２００℃の加熱温度から２５０℃の加熱温度まで昇温した後、２５０℃の加熱温度で４時間保持してもよい。また、０．１～２５ＭＰａの圧力で加圧しながら、第１の積層体４１または第２の積層体４２を加熱してもよい。

＜変形例３＞
金属箔切断加工品を半硬化物複合体シートに、貼り付け、加圧するとき、半硬化物複合体シートにおける金属箔切断加工品が配置されている領域と金属箔切断加工品が配置されていない領域との間の境界で厚さ方向の大きなズレが発生しないようにする方法として、板状部材を用いず、工程（Ｃ）における加圧条件を１．０～８．０ＭＰａに設定する方法でもよい。このような観点から、工程（Ｃ）における加圧条件は、好ましくは２．０～７．０ＭＰａであり、より好ましくは３．０～６．０ＭＰａである。

本発明の一実施形態の回路基板の製造方法及びその変形例は、本発明の回路基板の製造方法の一例にすぎない。したがって、本発明の回路基板の製造方法は、本発明の一実施形態の回路基板の製造方法及びその変形例に限定されない。

［回路基板］
以下、図２（ｄ）及び図３を参照して、本発明の一実施形態の回路基板１を説明する。本発明の一実施形態の回路基板１は、多孔質セラミックスと、多孔質セラミックスの空隙を充填する熱硬化性組成物の硬化物とを含む硬化物複合体層２と、硬化物複合体層２の表面に設けられた金属パターン３とを含む。そして、金属パターン３の側面の凹み量（ｄ１）を金属パターン３の厚さで割り算した値及び金属パターン３の側面の広がり量（ｄ２）を金属パターン３の厚さで割り算した値が０．０５５以下である。これにより、金属パターンの占有面積が小さくなり回路基板の小型化が可能である。また、金属パターン３のより精密な制御が可能となる。このような観点から、金属パターン３の側面の凹み量（ｄ１）を金属パターン３の厚さで割り算した値及び金属パターン３の側面の広がり量（ｄ２）を金属パターン３の厚さで割り算した値は、好ましくは０．０４以下、より好ましくは０．０２以下、さらに好ましくは０．０１以下である。上記値の範囲の下限値は、例えば０．００である。
なお、回路基板１の硬化物複合体層２及び金属パターン３は、上述の本発明の一実施形態の回路基板の製造方法の項目で説明したものと同様であるので、回路基板１の硬化物複合体層２及び金属パターン３の説明は省略する。

（絶縁性）
本発明の一実施形態の回路基板は、クラックが生じないか、又は非常に少ないため、優れた絶縁性を有する。具体的には実施例に記載の方法で測定した絶縁破壊電圧が３．５ｋＶ以上である。絶縁破壊電圧が３．５ｋＶ未満であると、パワーモジュールに使用するには、回路基板の耐電圧性が不十分となる場合がある。このような観点から、本発明の一実施形態の回路基板の絶縁破壊電圧は、好ましくは４．５ｋＶ以上である。なお、本発明の一実施形態の回路基板の絶縁破壊電圧の範囲の上限値は特に限定されないが、例えば、１０ｋＶである。

（接着性）
本発明の一実施形態の回路基板は良好な接着性を有する。具体的には実施例に記載の方法で測定した黒色部面積比率は、好ましくは９０面積％以上である。特に板状部材を用いた本発明の一実施形態の回路基板の製造方法であれば、本発明の一実施形態の回路基板は、９６面積％以上の高い接着性を実現できる。

（回路基板の変形例）
本発明の一実施形態の回路基板１は、以下のように変形することができる。
図５（ｅ）に示すように、本発明の一実施形態の回路基板１Ａは、硬化物複合体層２の金属パターン３側の面とは反対側の面に設けられたメタルベース板４をさらに含んでもよい。これにより、回路基板１Ａの強度及び放熱性が改善される。なお、回路基板１Ａのメタルベース板４は、上述の本発明の一実施形態の回路基板の製造方法の変形例の項目で説明したものと同様であるので、メタルベース板４の説明は省略する。

本発明の一実施形態の回路基板及びその変形例は、本発明の回路基板の一例にすぎない。したがって、本発明の回路基板は、本発明の一実施形態の回路基板及びその変形例に限定されない。

以下、本発明について、実施例により、詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［空隙が熱硬化性組成物の半硬化物により充填された多孔質窒化ホウ素シートの作製］
（窒化ホウ素多孔体の作製）
容器に、アモルファス窒化ホウ素粉末（デンカ株式会社製、酸素含有量：１．５％、窒化ホウ素純度９７．６％、平均粒径：６．０μｍ）が４０．０質量％、六方晶窒化ホウ素粉末（デンカ株式会社製、酸素含有量：０．３％、窒化ホウ素純度：９９．０％、平均粒径：３０．０μｍ）が６０．０質量％となるようにそれぞれ測り取り、焼結助剤（ホウ酸、炭酸カルシウム）を加えた後に有機バインダー、水を加え混合後、乾燥造粒し窒化物の混合粉末を調整した。

上記混合粉末を金型に充填し、５ＭＰａの圧力でプレス成形し、成形体を得た。次に、冷間等方加圧（ＣＩＰ）装置（株式会社神戸製鋼所製、商品名：ＡＤＷ８００）を用いて、上記成形体を２０～１００ＭＰａの圧力をかけて圧縮した。圧縮された成形体を、バッチ式高周波炉（富士電波工業株式会社製、商品名：ＦＴＨ－３００－１Ｈ）を用いて２０００℃で１０時間保持して焼結させることによって、窒化ホウ素多孔体を作製した。なお、焼成は、炉内に窒素を標準状態で流量を１０Ｌ／分となるように流しながら、炉内を窒素雰囲気下に調整して行った。得られた窒化ホウ素多孔体の細孔の平均孔径は３．５μｍであった。また、得られた窒化ホウ素多孔体の気孔率は４５．０体積％であった。

（熱硬化性組成物の作製）
熱硬化性組成物の作製には、下記の原料を使用した。
エポキシ化合物：商品名「ＨＰ－４０３２Ｄ」、ＤＩＣ株式会社製
シアネート化合物：商品名「ＴＡ－ＣＮ」、三菱ガス化学株式会社製
ベンゾオキサジン化合物：商品名「Ｆ－ａ型ベンゾオキサジン」、四国化成工業株式会社製
金属系硬化促進剤：ビス（２，４－ペンタンジオナト）亜鉛（ＩＩ）、東京化成工業株式会社製

６６質量部のエポキシ化合物、２３質量部のシアネート化合物、及び、１１質量部のベンゾオキサジン化合物又はエステル化合物を容器に投入した。さらに、エポキシ化合物、シアネート化合物及びベンゾオキサジン化合物の合計１００質量部に対して０．０１質量部の金属系硬化促進剤を容器に投入した。そして、容器に投入したこれらの原料を、８０℃程度に加熱した状態で混合し、熱硬化性組成物を作製した。

（多孔体の空隙への熱硬化性組成物の充填）
窒化ホウ素多孔体に、熱硬化性組成物を以下の方法で含浸させた。まず、真空加温含浸装置（商品名「Ｇ－５５５ＡＴ－Ｒ」、株式会社協真エンジニアリング製）に、窒化ホウ素多孔体と、容器に入れた上記熱硬化性組成物とを入れた。次に、１００℃の脱気温度及び１５Ｐａの脱気圧力の条件下で、装置内を１０分間脱気した。脱気後、同条件に維持したまま、窒化ホウ素多孔体を上記熱硬化性組成物に４０分間浸漬し、熱硬化性組成物を窒化ホウ素多孔体に含浸させた。

その後、窒化ホウ素多孔体及び熱硬化性組成物を入れた容器を取出し、加圧加温含浸装置（商品名「ＨＰ－４０３０ＡＡ－Ｈ４５」、株式会社協真エンジニアリング製）に入れ、１３０℃の含浸温度及び３．５ＭＰａの含浸圧力の条件下で、１２０分間保持することで、熱硬化性組成物を窒化ホウ素多孔体にさらに含浸させた。その後、熱硬化性組成物を含浸させた窒化ホウ素多孔体を装置から取出し、１２０℃の加熱温度及び大気圧の条件下で、熱硬化性組成物を含浸させた窒化ホウ素多孔体を所定時間加熱したところ、熱硬化性組成物は半硬化し、空隙が熱硬化性組成物の半硬化物により充填された窒化ホウ素多孔体を作製した。

ワイヤーソーを用いて、得られた窒化ホウ素多孔体をスライスして、５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの空隙が熱硬化性組成物の半硬化物により充填された多孔質窒化ホウ素シートを作製した。

多孔質窒化ホウ素シート以外に、回路基板を作製するために以下の部材を用意した。
金属箔切断加工品１：銅箔（白銅株式会社製、商品名「無酸素銅切板 ＪＩＳ Ｈ３１００ Ｃ１０２０Ｐ」、厚さ：３ｍｍ）を打ち抜き加工したもの（大きさ：１５ｍｍ×１５ｍｍ×３ｍｍ）（図１の金属箔切断加工品２０参照）。
金属箔切断加工品２：銅箔（白銅株式会社製、商品名「無酸素銅切板 ＪＩＳ Ｈ３１００ Ｃ１０２０Ｐ」、厚さ：１ｍｍ）を打ち抜き加工したもの（大きさ：１５ｍｍ×１５ｍｍ×１ｍｍ）（図１の金属箔切断加工品２０参照）。
板状部材１：銅箔（白銅株式会社製、商品名「無酸素銅切板 ＪＩＳ Ｈ３１００ Ｃ１０２０Ｐ」、厚さ：３ｍｍ）を５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り出したものに穴開け加工により、１５ｍｍ×１５ｍｍの穴を４つ開けたもの（図１の板状部材３０ａ参照）。
板状部材２：銅箔（白銅株式会社製、商品名「無酸素銅切板 ＪＩＳ Ｈ３１００ Ｃ１０２０Ｐ」、厚さ：１ｍｍ）を５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り出したものに穴開け加工により、１５ｍｍ×１５ｍｍの穴を４つ開けたもの（図１の板状部材３０ａ参照）。
板状部材３：テフロン（登録商標）シート（中興化成工業株式会社製、商品名「ＰＴＦＥシート」、厚さ：０．０５ｍｍ）を５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り出したものに穴開け加工により、１５ｍｍ×１５ｍｍの穴を４つ開けたもの（図１の板状部材３０ｂ参照）。
板状部材４：テフロン（登録商標）シート（中興化成工業株式会社製、商品名「ＰＴＦＥシート」、厚さ：０．０５ｍｍ）を５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り出したものに穴開け加工により、１５ｍｍ×１５ｍｍの穴を４つ開けたもの（図１の板状部材３０ｂ参照）。
アルミニウムベース板：アルミニウム板（日本軽金属株式会社製、商品名「高強度・高成形性板材（Ｎ５３２）５０５２材」、厚さ：５ｍｍ）を５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り出したもの。
銅箔１：銅箔（白銅株式会社製、商品名「無酸素銅切板 ＪＩＳ Ｈ３１００ Ｃ１０２０Ｐ」、厚さ：３ｍｍ）を１５ｍｍ×１５ｍｍの大きさに切り出したもの。
銅箔２：銅箔（白銅株式会社製、商品名「無酸素銅切板 ＪＩＳ Ｈ３１００ Ｃ１０２０Ｐ」、厚さ：１ｍｍ）を１５ｍｍ×１５ｍｍの大きさに切り出したもの。

［回路基板１の作製］
アルミニウムベース板の上に多孔質窒化ホウ素シートを配置し、多孔質窒化ホウ素シートの上に板状部材３を配置し、板状部材３の上に板状部材１を配置し、板状部材１及び板状部材３の開口部に嵌合させて、多孔質窒化ホウ素シートの上に４つの金属箔切断加工品１を配置して積層体を作製した。得られた積層体を１８０℃の加熱温度で加熱しながら、１５ＭＰａの圧力及び１時間の加圧時間で加圧した。その後、積層体を、１ＭＰａの圧力で加圧しながら、１５０℃の加熱温度で６時間、１８０℃の加熱温度で４時間、２００℃の加熱温度で４時間、及び２５０℃の加熱温度で４時間、加熱して回路基板１を得た（図５（ｅ）の回路基板１Ａ参照）。

［回路基板２の作製］
アルミニウムベース板の上に多孔質窒化ホウ素シートを配置し、多孔質窒化ホウ素シートの上に板状部材４を配置し、板状部材４の上に板状部材２を配置し、板状部材２及び板状部材４の開口部に嵌合させて、多孔質窒化ホウ素シートの上に金属箔切断加工品１を配置して積層体を作製した。得られた積層体を１８０℃の加熱温度で加熱しながら、１５ＭＰａの圧力及び１時間の加圧時間で加圧した。その後、積層体を、１ＭＰａの圧力で加圧しながら、１５０℃の加熱温度で６時間、１８０℃の加熱温度で４時間、２００℃の加熱温度で４時間、及び２５０℃の加熱温度で４時間、加熱して回路基板２を得た（図５（ｅ）の回路基板１Ａ参照）。

［回路基板３の作製］
板状部材１及び板状部材３を配置せず、接合のための加圧力を１５ＭＰａから５ＭＰａに変更した以外は回路基板１の作製方法と同様の方法で回路基板３を作製した。

［回路基板４の作製］
板状部材２及び板状部材４を配置せず、接合のための加圧力を１５ＭＰａから５ＭＰａに変更した以外は回路基板２の作製方法と同様の方法で回路基板４を作製した。

［回路基板５の作製］
板状部材１及び板状部材３を配置しない以外は回路基板１の作製方法と同様の方法で回路基板５を作製した。

［回路基板６の作製］
板状部材２及び板状部材４を配置しない以外は回路基板２の作製方法と同様の方法で回路基板６を作製した。

［回路基板７の作製］
アルミニウムベース板の上に多孔質窒化ホウ素シートを配置し、多孔質窒化ホウ素シートの上に銅箔１を配置して積層体を作製した。得られた積層体を１８０℃の加熱温度で加熱しながら、１０ＭＰａの圧力及び１時間の加圧時間で加圧した。その後、積層体を、１ＭＰａの圧力で加圧しながら、１５０℃の加熱温度で６時間、１８０℃の加熱温度で４時間、２００℃の加熱温度で４時間、及び２５０℃の加熱温度で４時間、加熱した。その後、ドライフィルムレジストを銅箔１の上に積層し、フォトマスクを使用して、ドライフィルムレジストにおいて金属パターンに対応する部分だけＵＶ光を照射して、ドライフィルムレジストの金属パターンに対応する部分だけを硬化させた。そして、ドライフィルムレジストを現像した後、硫酸・過酸化水素エッチング液を使用して、積層体の銅箔におけるドライフィルムレジストが積層されていない部分を除去し、ドライフィルムレジストを剥離して、回路基板１と同様に、１５ｍｍ×１５ｍｍ×３ｍｍの電極を表面に４つ備えた回路基板７を作製した。

［回路基板８の作製］
銅箔１の代わりに銅箔２を使用した以外は、回路基板７の作製方法と同様の方法で、１５ｍｍ×１５ｍｍ×１ｍｍの電極を表面に４つ備えた回路基板８を作製した。

［評価方法］
作製した回路基板１～８について、以下の評価を行った。
（クラックの有無）
回路基板の多孔質窒化ホウ素シートの回路パターン周辺を目視で観察し、多孔質窒化ホウ素シートのクラックの有無を調べた。

（絶縁性）
上述のようにして得られた回路基板について絶縁破壊電圧の評価を行った。具体的には、油中にて銅箔１または銅箔２に測定電極が接するよう設置し、ＪＩＳ Ｃ２１１０－１：２０１６にしたがって、耐圧試験器（菊水電子工業株式会社製、装置名：ＴＯＳ－８７００）を用い、絶縁破壊電圧を測定した。測定結果から、以下の基準で絶縁性を評価した。結果を表１に示す。
Ａ：絶縁破壊電圧が４．５ｋＶ以上
Ｂ：絶縁破壊電圧が３．５ｋＶ以上４．５ｋＶ未満
Ｃ：絶縁破壊電圧が３．５ｋＶ未満

（接着性）
超音波探傷装置（商品名「ＦＳＰ８ＶＡ ＦｉｎｅＳＡＴ」、株式会社日立パワーソリューションズ製）にて回路基板の接着状態を確認した。超音波探傷像において剥離していない部分は接合部内の黒色部で示されることから、この黒色部面積にて接着性を評価した。
Ａ：黒色部の面積比率が９６面積％以上
Ｂ：黒色部の面積比率が９０面積％以下９６面積％未満
Ｃ：黒色部の面積比率が８０面積％以上９０面積％未満

（金属パターンの側面の形状）
回路基板を厚み方向に切り出し、回路基板の断面を観察することができるサンプルを作製した。切り出したサンプルを樹脂に埋め込んだ後、自動研磨機を使用して、サンプルの回路基板の断面に相当する部分を湿式研磨した。研磨後のサンプルを乾燥させた後、研磨面をオスミウムでコーティングした。そして、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（商品名「ＪＣＭ－６０００Ｐｌｕｓ」、日本電子株式会社製）を使用して、金属パターンの側面を観察し、金属パターンの厚さ、金属パターンの側面の凹み量（ｄ１）及び金属パターンの側面の広がり量（ｄ２）を測定した。そして、金属パターンの側面の凹み量を金属パターンの厚さで割り算した値及び金属パターンの側面の広がり量を金属パターンの厚さで割り算した値を算出した。そして、通常、金属パターンには垂直な側面が要求されるので、金属パターンの側面の形状特性を以下の基準で評価した。
Ａ：金属パターンの側面の凹み量を金属パターンの厚さで割り算した値及び金属パターンの側面の広がり量を金属パターンの厚さで割り算した値の両方の値が０．０４以下である。
Ｃ：金属パターンの側面の凹み量を金属パターンの厚さで割り算した値及び金属パターンの側面の広がり量を金属パターンの厚さで割り算した値の両方の値が０．０５５以下であり、かつ、金属パターンの側面の凹み量を金属パターンの厚さで割り算した値及び金属パターンの側面の広がり量を金属パターンの厚さで割り算した値の少なくとも一方の値が０．０４超である。
Ｃ：金属パターンの側面の凹み量を金属パターンの厚さで割り算した値及び金属パターンの側面の広がり量を金属パターンの厚さで割り算した値の少なくとも一方の値が０．０５５超である。

以上の評価の評価結果を表１に示す。

実施例の回路基板１及び回路基板２の製造方法によれば、多孔質窒化ホウ素シートに、金属箔切断加工品を貼り付け、加圧しても、多孔質窒化ホウ素シートにクラックが発生しないことがわかった。また、板状部材を使用しない実施例の回路基板３及び回路基板４の製造方法によれば、多孔質窒化ホウ素シートに、金属箔切断加工品を貼り付け、１．０～８．０ＭＰａの圧力で加圧すると、多孔質窒化ホウ素シートにクラックが発生しないことがわかった。一方、板状部材を使用しない比較例の回路基板５及び回路基板６の製造方法によれば、多孔質窒化ホウ素シートに、金属箔切断加工品を貼り付け、８．０ＭＰａよりも大きな圧力で加圧すると、多孔質窒化ホウ素シートにクラックが発生することがわかった。また、比較例の回路基板７及び回路基板８から、エッチングにより金属パターンを形成すると、金属パターンの側面の凹み量を金属パターンの厚さで割り算した値及び金属パターンの側面の広がり量を金属パターンの厚さで割り算した値の一方の値が０．０５５ｍｍよりも大きくなり、金属パターンの側面の形状特性が悪くなることがわかった。また、比較例の回路基板７及び回路基板８では、エッチングにより金属パターンを形成するので、回路基板の製造に時間がかかった。

１，１Ａ 回路基板
２ 硬化物複合体層
３ 金属パターン
４，５０ メタルベース板
１０ 半硬化物複合体シート
２０ 金属箔切断加工品
３０ 板状部材
３０ａ 第１の板状部材
３０ｂ 第２の板状部材
４１，４１Ａ 第１の積層体
４２，４２Ａ 第２の積層体

Claims (6)

1. 多孔質セラミックスと、前記多孔質セラミックスの空隙を充填する熱硬化性組成物の半硬化物とを含む半硬化物複合体シートに、金属箔を切断加工して得られた金属箔切断加工品を積層して回路基板を製造する回路基板の製造方法であって、
   前記金属箔切断加工品と嵌合する開口部を有する板状部材を前記半硬化物複合体シートの上に配置する工程と、
   前記板状部材の開口部に嵌合させて、前記板状部材を配置した前記半硬化物複合体シートの上に前記金属箔切断加工品を配置する工程と、
   前記板状部材及び前記金属箔切断加工品を配置した前記半硬化物複合体シートを加熱しながら加圧して第１の積層体を作製する工程と、
   前記第１の積層体から前記板状部材を除去して第２の積層体を作製する工程とを含み、
   前記金属箔切断加工品の厚さ及び前記板状部材の厚さの間の差の絶対値が０．２５ｍｍ以下であり、
   前記板状部材が、前記金属箔切断加工品と嵌合する開口部を有する第１の板状部材と、前記金属箔切断加工品と嵌合する開口部を有し、前記第１の板状部材及び前記半硬化物複合体シートの接着を防ぐ剥離シートである第２の板状部材とからなるか、又は、剥離剤を使用して前記板状部材の表面を剥離処理することにより、前記板状部材は、前記半硬化物複合体シートに対して剥離性を有するか、又は、前記板状部材は、前記板状部材の表面に、前記半硬化物複合体シートに対して剥離性を有する材料の層を備える回路基板の製造方法。
2. 前記板状部材の材料もしくは前記第１の板状部材の材料が前記金属箔切断加工品の材料と同じである請求項１に記載の回路基板の製造方法。
3. メタルベース板の上に前記半硬化物複合体シートを配置する工程をさらに含み、
   前記板状部材を配置する工程は、前記メタルベース板の上に配置した前記半硬化物複合体シートの上に前記板状部材を配置し、
   前記金属箔切断加工品を配置する工程は、前記メタルベース板の上に配置した前記半硬化物複合体シートの上に前記金属箔切断加工品を配置する請求項１又は２に記載の回路基板の製造方法。
4. 前記第１の積層体、または前記第２の積層体を加熱して硬化させる工程をさらに含む請求項１又は２に記載の回路基板の製造方法。
5. 多孔質セラミックスと、前記多孔質セラミックスの空隙を充填する熱硬化性組成物の半硬化物とを含む半硬化物複合体シートに、金属箔を切断加工して得られた金属箔切断加工品を積層して回路基板を製造する回路基板の製造方法であって、
   前記半硬化物複合体シートの上に前記金属箔切断加工品を配置する工程と、
   前記金属箔切断加工品を配置した前記半硬化物複合体シートを加熱しながら、１．０～８．０ＭＰａの圧力で加圧して積層体を作製する工程とを含み、
   前記積層体を作製する工程は、前記金属箔切断加工品と嵌合する開口部を有する板状部材を前記半硬化物複合体シートの上に配置しない回路基板の製造方法。
6. 前記積層体を加熱して硬化させる工程をさらに含む請求項５に記載の回路基板の製造方法。

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