JPH10117069A

JPH10117069A - 金属ベース多層回路基板

Info

Publication number: JPH10117069A
Application number: JP8266926A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Saito; 俊樹斉藤; Naoki Yonemura; 直己米村; Tomohiro Miyakoshi; 智寛宮腰
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】バイアホール部導体に１Ａ／孔程度以上の大
電流を流すことのできる金属ベース多層回路基板を提供
する。【解決手段】 (1)金属板上に第１の絶縁接着剤層を介し
て導体回路を形成してなる金属ベース回路基板上に、第
２の絶縁接着剤層を介し回路用導体層を接合する工程
(2)前記導体回路と回路用導体層を電気的に接続するた
めのスルーホールを形成する工程(3)前記回路用導体層
に回路を形成する工程を経て得られる金属ベース多層回
路基板であって、該バイアホールの直径が０．５ｍｍ以
上であり、しかも該バイアホールが導電性物質により充
填されてなることを特徴とする金属ベース多層回路基板
であり、好ましくは、前記導電性物質がハンダ付け可能
な物質、更に好ましくは銅ペーストである前記金属ベー
ス多層回路基板である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大電流の通電が可
能でありかつ小型化が可能な金属ベース多層回路基板に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子の小型化、高性能化、
ハイパワー化が進み、半導体素子から発生した熱を如何
に放散するかということが問題となってきており、電源
分野を中心に金属板上に絶縁層を介して金属箔を積層し
回路形成した金属ベース回路基板が熱放散性に優れると
いう理由から使用されてきている。しかし、金属ベース
回路基板は回路形成面が通常片面一層であるため、配線
面積が限定され、高密度実装化が困難であるという問題
があった。

【０００３】高密度実装化を達成する目的で、例えば金
属ベース回路基板上の全面あるいは一部に両面に回路を
有する上層回路基板を接着剤を介して積層し、前記上層
回路基板上に発熱性の電子部品を搭載した金属ベース多
層回路基板が公知となっている（特開平５−３２７１６
９号公報）。このような金属ベース多層回路基板では、
金属板と上層基板の間に熱伝導性の悪い樹脂からなる接
着剤層が存在すること、又、絶縁材としてエポキシ含浸
ガラスクロス等の熱放散性の悪い材料が使用されている
ことから、上層回路パターン上に発熱性の高いパワー電
子素子を搭載する場合には、熱放散性が不十分であり、
電子素子の温度が上昇し、ひいては誤動作を生ぜしめる
という問題があった。これに対して本発明者らは、上記
問題点の解決を意図して、いろいろな検討を行い、金属
板に高熱伝導絶縁層と導体回路を順次形成し、高熱伝導
絶縁層により隔てられた導体回路間をバイアホールによ
り接合した構造（特願平７−２３４００１号）の金属ベ
ース多層回路基板を提示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記金属ベー
ス多層回路基板はバイアホールの構造如何によっては、
バイアホール部導体に１Ａ／孔程度以上の大電流を流す
場合にバイアホール部導体の発熱が大きくなり、部品の
寿命を縮めてしまうことがあった。

【０００５】本発明の目的は、金属板に高熱伝導絶縁層
と導体回路を順次形成し、高熱伝導絶縁層により隔てら
れた導体回路間をバイアホールにより接合した構造を有
し、バイアホール部導体に１Ａ／孔程度以上の大電流を
流すことが可能であり、かつパッドオンビア対応が可能
な金属ベース多層回路基板を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）金属板
上に第１の絶縁接着剤層を介して導体回路を形成してな
る金属ベース回路基板上に、第２の絶縁接着剤層を介し
て回路用導体層を接合する工程、（２）前記導体回路と
回路用導体層を電気的に接続するためのバイアホールを
形成する工程、（３）前記回路用導体層に回路を形成す
る工程を経ることにより得られる金属ベース多層回路基
板であって、該バイアホールの直径が０．５ｍｍ以上で
あり、しかも該バイアホールが導電性物質により充填さ
れてなることを特徴とする金属ベース多層回路基板であ
り、好ましくは、前記導電性物質がハンダ付け可能な物
質、更に好ましくは銅ペーストであることを特徴とする
前記の金属ベース多層回路基板である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明について
詳細に説明する。本発明における金属ベース多層回路基
板８は、図１に例示した金属板１上に第１の絶縁接着剤
層２を介して導体回路３を有する金属ベース回路基板４
を用い、前記金属ベース回路基板４上に第２の絶縁接着
剤層５を介して回路用導体層６を接合する工程（以下第
１の工程という）、導体回路３と回路用導体層６とを電
気的に接続するためのバイアホールを形成する工程（以
下第２の工程）、回路用導体層６より回路を形成する工
程（以下第３の工程）を経て得られる金属ベース多層回
路基板で、図６に例示される構造を有している。尚、図
２は図１の金属ベース回路基板４を用いて第１の工程を
経た中間段階、図５は図２の構造から第２の工程を経た
中間段階、図６は図５から第３の工程を経た最終段階を
示している。又、図３は図２の中間段階のものが直接に
第３の工程を経たとき、図４は図３の中間段階のものが
第２の工程の途中で、例えばレーザー照射することで第
２の絶縁接着剤層５一部を切削した後の段階を示してい
る。なお、図示していないが、回路用導体層６上には電
子素子が必要に応じ搭載されていてもよいし、ワイヤー
ボンディング等により他部品と結合されていてもよい。
更に、導体回路３及び回路用導体層６は金属板１の少な
くとも一主面上の少なくとも一部に積層されていれば良
く、回路用導体層６上に他の回路基板を複数積層しても
構わない。

【０００８】本発明は、前記第２の工程の改良技術に係
わるもので、バイアホールの形状を特定し、しかもその
空隙を導電性物質で充填することにより、１Ａ程度以上
もの大電流を該バイアホールに流すことができ、この故
に電源分野を初めとするいろいろな分野に適用可能な大
電流用金属ベース多層回路基板を得られるという知見に
基づきなされたものである。

【０００９】即ち、本発明では、バイアホール７は直径
が０．５ｍｍ以上である。直径が０．５ｍｍ未満の場合
には、バイアホールの空隙の中に導電性物質が充填しに
くく、結果的にバイアホール空隙内部の電気抵抗が大き
くなり、バイアホールでの発熱が大きくなるので、結果
的に大電流用の金属ベース多層回路基板が得られず、広
範囲の用途に適用できず実用上有益でない。また、バイ
アホール７の直径の上限については回路幅により制限さ
れるので、本発明において特に定める必要がないが、一
般的には５ｍｍ程度以下である。

【００１０】また、本発明では、バイヤホールの形状が
前記の条件を満たすときに、バイアホール７の空隙内部
は導電性物質で充填されてさえいれば良い。ここで、導
電性物質としては、金、銀、銅、白金、錫、鉛、モリブ
デン等の金属、或いは前記金属の２種以上からなる合
金、例えば白金−ロジウム合金、各種のハンダ等を用い
ることができる。一般的には、バイアホール壁との固
着、銅或いはアルミニウム回路との電気的接合性、更に
得られる回路基板の電気的信頼性等の面から、銅、銀の
貴金属やハンダが用いられ、これらは通常ペースト状態
で用いられる。これら導電性物質のうち、特に銅ペース
トを用いたバイアホールは、電気抵抗が小さく、高電気
信頼性であり、しかも安価に容易に入手できることか
ら、好ましいものである。

【００１１】また導電性物質のうち、ハンダ付け可能な
物質を用いる場合には、バイアホール上に半導体部品等
の発熱部品を載置し、前記発熱部品から発生した熱をバ
イアホールを通じて速やかに導体回路に逃がすことで、
放熱を助長することもできる。この様なハンダ付け可能
な物質としては、前記導電性物質のうち銀、銅、各種の
ハンダ等が挙げられ、このうち銅は作業性に優れるペー
スト状態のものが安価に、容易に入手でき、しかも得ら
れるバイアホールの電気抵抗も小さく、電気的信頼性も
高いので、好適である。

【００１２】また導電性物質は、少なくともバイアホー
ル空隙内部を密に充填していなければならない。バイア
ホールの内部が導電性物質で充填されていない場合に
は、大きな電流を通電することができないし、バイアホ
ールをパッドとして用いるいわゆるパッドオンビアの構
造を取ることができないからである。尚、バイアホール
の壁面及び底面は導電性物質を充填する前に、予め銅め
っきする方が大電流対応の点で好ましいが、銅めっきす
ることなく直接に導電性物質を充填しても構わない。

【００１３】前記第２の工程は、回路用導体層６と第２
の絶縁接着剤層５の一部を物理的、化学的或いは機械的
に除去しバイアホール用の孔を形成する操作と該操作で
生じた空隙内部にメッキ、印刷等の方法で導電性物質を
充填する操作との組み合わせにより、導体回路３と回路
用導体層６との電気的な接続を行う工程であるが、バイ
アホール用の孔を形成する方法としては、ドリル等を用
いる機械加工法の他にエキシマレーザー、ＣＯ２レーザ
ー、ＹＡＧレーザー等の各種レーザー光線を用いる方法
を適用できる。また、ケミカルドリリングにより化学的
に第２の絶縁接着剤層５を溶解する方法もある。

【００１４】しかし、本発明者らの検討によれば、回路
用導体層６の所定の位置をエッチングにより除去開孔
し、該孔にレーザー光線を照射して第２の絶縁接着剤層
５を除去し、更に導体塗料を印刷することでバイアホー
ルを形成する方法が、寸法精度高く、周辺部に傷をいれ
ず、生産性が良く、しかも平坦性が良く大きな電流を流
すことが可能なバイアホールを得るのに好ましい。

【００１５】以下本発明の金属ベース多層回路基板を得
る第１の工程と第３の工程、並びに得られた金属ベース
多層回路基板の詳細について、説明する。

【００１６】本発明の第１の工程では通常の金属ベース
回路基板４が用いられるが、得られる金属ベース多層回
路基板８の耐電圧特性の面からは、金属ベース回路基板
４を構成する絶縁接着剤層が充分に加熱硬化されている
ことが好ましい。然るに、金属ベース回路基板の絶縁接
着剤層は、金属ベース多層回路基板８の第１の絶縁接着
剤層２となるので、この硬化が不充分で、例えば揮発性
物質が含まれていると、第２の絶縁接着剤層５を塗布後
の硬化に際しふくれ現象を発生したり、金属ベース多層
回路基板８の耐電圧を低下する等の問題が発生すること
があるからである。

【００１７】又、第１の工程は、金属ベース回路基板４
上に塗布された第２の絶縁接着剤層５が半硬化状態にあ
るときに、熱プレス、ラミネーターを用いて回路用導体
層６を張り付け、第２の絶縁接着剤層を硬化することで
行われるのが一般的であるが、本発明では導体回路３の
厚さが５μｍ以上１５０μｍ以下とすることで、第２の
絶縁接着剤層５が導体回路３の間に入り込み導体回路３
と回路用導体６の間の耐電圧性を確保できるようにな
る。導体回路３の厚みが５μｍ未満の金属ベース回路基
板４は容易に入手できないし、１５０μｍを越える時は
耐電圧性に優れる金属ベース多層回路基板８を必ずしも
得られるとは限らなくなるからである。

【００１８】本発明の第３の工程は、第１の工程で金属
ベース回路基板に接合された回路用導体層に回路を形成
する工程であり、エッチング等の一般的な回路形成法に
よれば良い。本発明は、上記第１、第２及び第３の工程
を採用することで、従来法の問題点であった、回路間或
いは回路と金属板との間の耐電圧特性の低下、膨れの発
生を大幅に防止し、その結果として生産性を向上するも
のである。即ち、本発明においては、弾力性に富み、し
かも回路形成されていない金属箔を接合するので、回路
間の耐電圧特性が損なわれず、膨れも防止できるし、
又、予め金属板との絶縁を確保してある金属ベース回路
基板を実質的に用いているので、金属板と回路間の耐電
圧特性をも損なうことがない。

【００１９】又、本発明においては、上記第１の工程が
最初であれば良く、第２及び第３の工程の順序は定める
必要がないし、必要に応じて前記第２及び第３の工程を
繰り返すこともできる。また、バイアホール空隙部に導
電性物質を充填する操作は通常第２の工程で行うが、第
２の工程ではバイアホールの空隙部を作成し第３の工程
を経た後に行うこともできる。

【００２０】第１の絶縁接着剤層２の熱伝導率は３５×
１０^-4cal/cm・sec・℃以上１５０×１０^-4cal/cm・sec・℃
以下であり、しかもその厚みは２０μｍ以上２００μｍ
以下である。熱伝導率が３５×１０^-4cal/cm・sec・℃未
満の場合には、金属ベース多層回路基板８の熱抵抗が大
きくなり、目的とする良好な熱放散性が得られないこと
がある。また、１５０×１０^-4cal/cm・sec・℃を越える
ものは工業的に得ることが難しい。しかし、前記の範囲
の熱伝導率を有する第１の絶縁接着剤層２を用い、確実
に、良好な熱放散性を有する金属ベース多層基板８を得
るためには、第１の絶縁接着剤層２の厚みが２０μｍ以
上２００μｍ以下である。２００μｍを越える厚みで
は、良好な熱放散性を達成することができなくなるし、
２０μｍ未満では耐電圧性が低下するので好ましくな
い。

【００２１】第１の絶縁接着剤層２は金属酸化物及び／
又は金属窒化物と樹脂とで構成される。金属酸化物及び
金属窒化物は熱伝導性に優れ、しかも電気絶縁性のもの
が好ましく、金属酸化物としては酸化アルミニウム、酸
化珪素、酸化ベリリウム、酸化マグネシウムが、金属窒
化物としては窒化ホウ素、窒化珪素、窒化アルミニウム
が選択され、これらを単独または２種以上を混合して用
いることができる。特に、前記の金属酸化物のうち、酸
化アルミニウムは電気絶縁性、熱伝導性ともに良好な絶
縁接着剤層を容易に得ることができ、しかも安価に入手
可能であるという理由で、また、前記の金属窒化物のう
ち窒化ホウ素は電気絶縁性、熱伝導性に優れるという理
由で好ましい。

【００２２】前記金属酸化物と金属窒化物の合量は４５
体積％以上８５体積％以下であり、好ましくは４８体積
％以上８０体積％以下である。４５体積％未満では、第
１の絶縁接着剤層２の熱伝導率を３５×１０^-4cal/cm・s
ec・℃以上にすることが容易でなく、その結果、熱放散
性に優れる金属ベース多層回路基板が得られなくなる。
又、８５体積％を越える場合には、樹脂との混合におい
て気泡を巻き込み易くなり、その結果、耐電圧性に優れ
た金属ベース多層回路基板８が得られないことがある。
熱放散性に優れ、しかも耐電圧性に優れる金属ベース多
層回路基板を再現性良く得るためには、４８体積％以上
８０体積％以下の範囲が好ましい。

【００２３】前記の第１の絶縁接着剤層２を構成する樹
脂としては、前記の金属酸化物及び／又は金属窒化物を
含みながらも、硬化状態下において、金属板１及び導体
回路３との接合力に優れ、また耐電圧特性等を損なわな
いものが選択される。このような樹脂として、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂の他各種のエン
ジニアリングプラスチックが単独または２種以上を混合
して用いることができるが、このうちエポキシ樹脂が金
属同士の接合力に優れるので好ましい。特に、エポキシ
樹脂のなかでは、流動性が高く、前記の金属酸化物及び
金属窒化物との混合性に優れるビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂は一層好ま
しい樹脂である。

【００２４】第２の絶縁接着剤層５の熱伝導率は、３５
×１０^-4cal/cm・sec・℃以上１５０×１０^-4cal/cm・sec・
℃以下であり、しかもその厚みが４０μｍ以上２００μ
ｍ以下である。熱伝導率が３５×１０^-4cal/cm・sec・℃
未満のときは、金属ベース多層回路基板８の熱抵抗が大
きくなり、目的とする良好な熱放散性が得られないこと
があるし、１５０×１０^-4cal/cm・sec・℃を越えるもの
は工業的に得ることが難しい。又、第２の絶縁接着剤層
５の厚みが、４０μｍ未満の場合には耐電圧性が低下す
る場合があるし、２００μｍを越えると熱放散性が低下
するためである。第２の絶縁接着剤層５の熱伝導率と厚
さを限定することにより、金属ベース多層回路基板８が
耐電圧性と熱放散とに優れるという特性は、第１の絶縁
接着剤層２の熱伝導率が３５×１０^-4cal/cm・sec・℃以
上１５０×１０^-4cal/cm・sec・℃以下であって、しかも
その厚みが２０μｍ以上２００μｍ以下である場合に、
特に達成されるので好ましい。

【００２５】第２の絶縁接着剤層５は、金属酸化物と金
属窒化物との合量が４５体積％以上８５体積％以下、好
ましくは４８体積％以上８０体積％以下と残部が樹脂と
を用いることで、得ることができる。特に、金属酸化物
が酸化アルミニウム、金属窒化物が窒化硼素のときに好
ましい結果が得られる。第２の絶縁接着剤層５に含まれ
る金属酸化物及び／又は金属窒化物の充填量、種類及び
樹脂の種類については、第１の絶縁接着剤層２に於ける
理由と同じである。即ち、金属酸化物及び金属窒化物は
熱伝導性に優れ、しかも電気絶縁性のものが好ましく、
金属酸化物としては酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化
ベリリウム、酸化マグネシウムがあげられ、金属窒化物
としては窒化硼素、窒化珪素、窒化アルミニウムが選択
され、これらを単独または２種以上を混合して用いるこ
とができる。特に、金属酸化物として酸化アルミニウム
は電気絶縁性、熱伝導性ともに良好な絶縁接着剤層を容
易に得られるし、しかも安価に入手容易であるという理
由で、好ましいものであり、金属窒化物として窒化硼素
は電気絶縁性、熱伝導性が優れ、好ましい。

【００２６】第２の絶縁接着剤層５を構成する樹脂とし
ては、前記金属酸化物及び／又は金属窒化物を含みなが
らも、硬化状態下において、導体回路３及び回路用導体
層６との接合力に優れ、金属ベース多層回路基板８の特
性を損なわないものが選択される。このような樹脂とし
て、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂の
他各種のエンジニアリングプラスチックが単独又は２種
以上を混合して用いることができるが、このうちエポキ
シ樹脂が金属同士の接合力に優れるので好ましい。特に
エポキシ樹脂のなかでも、流動性が高く、無機質充填剤
との混合性に優れるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂は一層好ましい樹脂で
ある。

【００２７】第２の絶縁接着剤層５中の金属酸化物及び
金属窒化物の合量は、４５体積％以上８５体積％以下で
あり、好ましくは４８体積％以上８０体積％以下であ
る。４５体積％未満では、第２の絶縁接着剤層５の熱伝
導率を３５×１０^-4cal/cm・sec・℃以上にすることが容
易でなく、その結果、熱放散性の乏しい金属ベース多層
回路基板８しか得られない。又、８５体積％を越える場
合には、樹脂との混合において気泡を巻き込み易くな
り、その結果、耐電圧性に優れた金属ベース多層回路基
板８が得られないことがある。４８体積％以上８０体積
％以下の場合には、熱放散性と耐電圧性とに優れる金属
ベース多層回路基板が再現良く得ることができる。

【００２８】導体回路３、回路用導体層６の材質は銅、
アルミニウム、ニッケル、鉄、錫、銀、チタニウムのい
ずれか、または、これらの金属を２種類以上含む合金及
びそれぞれの金属を使用したクラッド箔等が用いること
ができる。また、この時の箔の製造方法は電解法でも圧
延法で作製したものでもよく、箔上にはＮｉめっき、Ｎ
ｉ＋Ａｕめっき、はんだめっきなどの金属めっきがほど
こされていてもかまわないが、第２の絶縁接着剤層５と
の接着性の点から、回路用導体層６の表面はエッチング
やめっきにより予め粗化処理されていればさらに好まし
い。又、回路用導体層６の厚みは特に制限はないが一般
的には５００μｍ以下が用いられる。

【００２９】本発明では、金属板１として、良好な熱伝
導性を持つアルミニウムおよびアルミニウム合金、銅お
よび銅合金、鉄および鉄合金等の金属、銅／鉄−ニッケ
ル系合金、アルミニウム／鉄−ニッケル系合金等の２層
の複合材料、あるいは銅／鉄−ニッケル系合金／銅、ア
ルミニウム／鉄−ニッケル系合金／アルミニウム等の３
層の複合材料等が使用可能である。また、金属板１の厚
みとしては、特に制限はないが、０．５ｍｍ〜３．０ｍ
ｍが一般に用いられる。

【００３０】以下、実施例に基づき、発明の内容をより
具体的に説明する。

【実施例】

〔実施例１〕５１０ｍｍ×５１０ｍｍ×１．５ｍｍのア
ルミニウム板上に、窒化硼素（電気化学工業（株）製；
ＧＰ）を５３体積％含有するビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂（油化シェル（株）製；エピコート８２８）を絶
縁接着剤として用い、アミン系硬化剤を加え、２００μ
ｍの厚みとなるように塗布し、厚さが３５μｍの銅箔を
ラミネート法により張り合わせた。次に、この銅箔をエ
ッチングしてシールドパターンを形成した後に、銅箔上
に前記絶縁接着剤にアミン系硬化剤を加え、２００μｍ
の厚みとなるように塗布し、さらに厚さが３５μｍの銅
箔をラミネート法により張り合わせ、加熱硬化した。次
に、外層銅箔の所定箇所にドリルによりφ０．５ｍｍの
丸穴を開け、第２の絶縁接着剤層まで切削した後に、銅
めっきを施し、更に印刷法により銅ペースト（（株）ア
サヒ化研製；ＡＣＰ−００７Ｐ）を充填した。その後外
層銅箔をエッチングして所望の回路を形成し、金属ベー
ス多層回路基板を得た。この金属ベース多層回路基板に
ついて、熱抵抗、耐電圧、電子素子の動作安定性、バイ
アホール部のハンダ付け性、及びバイアホール部の許容
通電量を以下に示す方法で測定した。結果は、表１に記
載したように良好であった。尚、絶縁接着剤より別途直
径１０ｍｍ厚さ１ｍｍの円板の加熱硬化体を作製しレー
ザー法熱伝導率測定に供した。

【００３１】＜熱抵抗の測定方法＞金属ベース多層回路
基板の多層化した部分を４０ｍｍ×３０ｍｍに切りとり
試験片とする。試験片をエッチングして、その中心付近
に大きさ１０ｍｍ×１４ｍｍのパッド部を形成し、この
部分にトランジスター（２ＳＣ２２３３；ＴＯ２２０タ
イプ；株式会社東芝製）をはんだ付けする。基板の裏面
を室温に冷却しつつ、トランジスタを動作させ、トラン
ジスター裏側と基板の温度を測定し、両者の温度差とト
ランジスタの消費電力（コレクター損失）から熱抵抗を
算出する（デンカＨＩＴＴプレートカタログ参照）。

【００３２】＜耐電圧の測定方法＞金属ベース多層回路
基板の第１の絶縁接着剤層上に配置された導体回路をベ
タパターンとし、第２の絶縁接着剤層上の回路用導体を
エッチングしてφ２０ｍｍの円形パターンを１０ｍｍ間
隔で３×３個形成した。尚、前記円形パターンのうち中
心部に位置する円形パターンはバイアホールにより前記
導体回路と電気的に接続した。上記金属ベース多層回路
基板について、ＪＩＳＣ２１１０に規定された段階
昇圧法により、中心部の円形パターンと他の円形パター
ン間の耐電圧を測定した。

【００３３】＜パワー電子素子の動作安定性の評価方法
＞日立製作所製ｐ−ｍｏｓ−ＦＥＴ（２ＳＫ２１７４
Ｓ）を２ｍｍ間隔で３個組み込んだモジュールを作製
し、１００℃の環境下で素子１個当たり１０Ｗの消費電
力となるようにしながら９６時間連続運転し、誤動作の
有無を評価する。誤動作が発生しなければ、消費電力を
更に１０Ｗ加えて再度評価する。以降同様に消費電力を
増加し、誤動作の発生した時の消費電力量にてパワー電
子素子の動作安定性を評価する。

【００３４】＜ハンダ付け性の評価方法＞基板をフラッ
クス（Ｌ−３５；タムラ化研製）処理した後に、２６０
℃−２秒間、ハンダ槽に浸漬したときのハンダ濡れ性の
良否で評価した。

【００３５】＜許容通電量の評価方法＞バイアホールか
ら約１ｍｍはなれた外層回路表面部の温度上昇が５℃と
なったときの通電量で評価した。

【００３６】

【表１】

【００３７】〔実施例２〕絶縁接着剤に酸化アルミニウ
ム（昭和電工（株）製：Ａ−４２−２）を５４体積％含
有するシリコーン樹脂（東レダウコーニングシリコーン
（株）製；ＳＥ１８８０）を用いたこと以外は、実施例
１と同一の操作をして得た金属ベース多層回路基板につ
いて、熱抵抗、耐電圧、電子素子の動作安定性、バイア
ホール部のハンダ付け性、及びバイアホール部の許容通
電量を同様の方法で測定した。結果を表１に記載したよ
うに、良好であった。

【００３８】〔実施例３〕絶縁接着剤に酸化アルミニウ
ム（昭和電工（株）製：Ａ−４２−２）を５４体積％含
有するビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（油化シェル
（株）製：エピコート８０７）を用いたこと以外は、実
施例１と同一の操作をして得た金属ベース多層回路基板
について、熱抵抗、耐電圧、電子素子の動作安定性、バ
イアホール部のハンダ付け性、及びバイアホール部の許
容通電量を測定した。結果は、表１に記載したように、
良好であった。

【００３９】〔実施例４〕５１０ｍｍ×５１０ｍｍ×
１．５ｍｍのアルミニウム板上に、酸化アルミニウム
（昭和電工（株）製：Ａ−４２−２）を５４体積％含有
するビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（油化シェル
（株）製：エピコート８０７）を絶縁接着剤として用
い、アミン系硬化剤を加え、２００μｍの厚みとなるよ
うに塗布し、厚さが５μｍの銅箔をラミネート法により
張り合わせ、加熱硬化した。次に、この銅箔をエッチン
グしてシールドパターンを形成した後、銅箔上に前記の
絶縁接着剤にアミン系硬化剤を加え２００μｍの厚みと
なるように塗布し、厚さが５μｍの銅箔をラミネート法
により張り合わせた後、加熱硬化した。次に、外層銅箔
の所定箇所にエッチングによりφ０．５ｍｍの丸穴を開
け、穴開き部にレーザー光線を照射して第２の絶縁接着
剤層の一部を切削した後に、銅めっきを施し、更に印刷
法により銅ペースト（（株）アサヒ化研製；ＡＣＰ−０
０７Ｐ）を充填した。次に、外層銅箔をエッチングして
所望の回路を形成することで金属ベース多層回路基板を
得た。この金属ベース多層回路基板について、熱抵抗、
耐電圧、電子素子の動作安定性、バイアホール部のハン
ダ付け性、及びバイアホール部の許容通電量を同様の方
法で測定した。結果は、表１に記載したとおり、良好で
あった。

【００４０】〔実施例５〕５１０ｍｍ×５１０ｍｍ×
１．５ｍｍのアルミニウム板上に、酸化アルミニウム
（昭和電工（株）製：Ａ−４２−２）を５４体積％含有
するビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（油化シェル
（株）製：エピコート８０７）を絶縁接着剤として用
い、アミン系硬化剤を加え、２００μｍの厚みとなるよ
うに塗布し、厚さが１５０μｍの銅箔をラミネート法に
より張り合わせ、加熱硬化した。次に、この銅箔をエッ
チングしてシールドパターンを形成した後に、銅箔上に
前記の絶縁接着剤にアミン系硬化剤を加え、２００μｍ
の厚みとなるように塗布し、厚さが１５０μｍの銅箔を
ラミネート法により張り合わせ、加熱硬化した。次に、
外層銅箔の所定箇所にエッチングによりφ０．５ｍｍの
丸穴を開け、穴開き部にレーザー光線を照射し、第２の
絶縁接着剤層の一部を切削した後に、銅めっきを施し、
更に印刷法により銅ペースト（（株）アサヒ化研製；Ａ
ＣＰ−００７Ｐ）を充填した。次に、外層銅箔をエッチ
ングして所望の回路を形成することで金属ベース多層回
路基板を得た。この金属ベース多層回路基板について、
熱抵抗、耐電圧、電子素子の動作安定性、バイアホール
部のハンダ付け性、及びバイアホール部の許容通電量を
同様の方法で測定した。結果は、表１に記載したとお
り、良好であった。

【００４１】〔実施例６〕５１０ｍｍ×５１０ｍｍ×
１．５ｍｍのアルミニウム板上に、酸化アルミニウム
（昭和電工（株）製：Ａ−４２−２）を５６体積％含有
するビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（油化シェル
（株）製：エピコート８０７）を絶縁接着剤として用
い、アミン系硬化剤を加え、２００μｍの厚みとなるよ
うに塗布し、厚さが３５μｍの銅箔をラミネート法によ
り張り合わせ、加熱硬化した。次に、この銅箔をエッチ
ングしてシールドパターンを形成した後に、銅箔上に前
記の酸化アルミニウムを５４体積％含有するビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂（油化シェル（株）製；エピコー
ト８２８）を絶縁接着剤として用い、アミン系硬化剤を
加え、２５０μｍの厚みとなるように塗布し、厚さが３
５μｍの銅箔をラミネート法により張り合わせ、加熱硬
化した。次に、外層銅箔の所定箇所にエッチングにより
φ０．５ｍｍの丸穴を開け、穴開き部にレーザー光線を
照射し、第２の絶縁接着剤層の一部を切削した後に、銅
めっきを施し、更に印刷法により銅ペースト（（株）ア
サヒ化研製；ＡＣＰ−００７Ｐ）を充填した。次に、外
層銅箔をエッチングして所望の回路を形成することで金
属ベース多層回路基板を得た。この金属ベース多層回路
基板について、熱抵抗、耐電圧、電子素子の動作安定
性、バイアホール部のハンダ付け性、及びバイアホール
部の許容通電量を同様の方法で測定した。結果は、表１
に記載したとおり、良好であった。

【００４２】〔実施例７〕５１０ｍｍ×５１０ｍｍ×
１．５ｍｍのアルミニウム板上に、酸化アルミニウム
（昭和電工（株）製：Ａ−４２−２）を５６体積％含有
するビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（油化シェル
（株）製：エピコート８０７）を絶縁接着剤として用
い、アミン系硬化剤を加え、２０μｍの厚みとなるよう
に塗布し、厚さが３５μｍの銅箔をラミネート法により
張り合わせ、加熱硬化した。次に、この銅箔をエッチン
グしてシールドパターンを形成した後に、銅箔上に前記
の酸化アルミニウムを５４体積％含有するビスフェノー
ルＦ型エポキシ樹脂（油化シェル（株）製；エピコート
８０７）を絶縁接着剤として用い、アミン系硬化剤を加
え、２５０μｍの厚みとなるように塗布し、さらに厚さ
が３５μｍの銅箔をラミネート法により張り合わせ、加
熱硬化した。次に、外層銅箔の所定箇所にエッチングに
よりφ０．５ｍｍの丸穴を開け、穴開き部にレーザー光
線を照射し、第２の絶縁接着剤層の一部を切削した後
に、銅めっきを施し、更に印刷法により銅ペースト
（（株）アサヒ化研製；ＡＣＰ−００７Ｐ）を充填し
た。次に、外層銅箔をエッチングして所望の回路を形成
することで金属ベース多層回路基板を得た。この金属ベ
ース多層回路基板について、熱抵抗、耐電圧、電子素子
の動作安定性、バイアホール部のハンダ付け性、及びバ
イアホール部の許容通電量を同様の方法で測定した。結
果は、表１に記載したとおり、良好であった。

【００４３】〔実施例８〕５１０ｍｍ×５１０ｍｍ×
１．５ｍｍのアルミニウム板上に、酸化アルミニウム
（昭和電工（株）製：Ａ−４２−２）を５６体積％含有
するビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（油化シェル
（株）製：エピコート８０７）を絶縁接着剤として用
い、アミン系硬化剤を加え、２００μｍの厚みとなるよ
うに塗布し、厚さが３５μｍの銅箔をラミネート法によ
り張り合わせ、加熱硬化した。次に、この銅箔をエッチ
ングしてシールドパターンを形成した後に、銅箔上に前
記の絶縁接着剤をアミン系硬化剤を加え、２００μｍの
厚みとなるように塗布し、さらに厚さが３５μｍの銅箔
をラミネート法により張り合わせ、加熱硬化した。次
に、外層銅箔の所定箇所をエッチングしてφ０．５ｍｍ
の丸穴を開け、穴開き部にレーザー光線を照射し、第２
の絶縁接着剤層の一部を切削した後に、銅めっきを施
し、更に印刷法により銅ペースト（（株）アサヒ化研
製；ＡＣＰ−００７Ｐ）を充填した。次に、外層銅箔を
エッチングして所望の回路を形成することで金属ベース
多層回路基板を得た。この金属ベース多層回路基板につ
いて、熱抵抗、耐電圧、電子素子の動作安定性、バイア
ホール部のハンダ付け性、及びバイアホール部の許容通
電量を同様の方法で測定した。結果は、表１に記載した
とおり、良好であった。

【００４４】〔実施例９〕５１０ｍｍ×５１０ｍｍ×
１．５ｍｍのアルミニウム板上に、酸化アルミニウム
（昭和電工（株）製：Ａ−４２−２）を５６体積％含有
するビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（油化シェル
（株）製：エピコート８０７）を絶縁接着剤として用
い、アミン系硬化剤を加え、２００μｍの厚みとなるよ
うに塗布し、厚さが３５μｍの銅箔をラミネート法によ
り張り合わせ、加熱硬化した。次に、銅箔をエッチング
してシールドパターンを形成した後に、銅箔上に前記の
絶縁接着剤をアミン系硬化剤を加え、４０μｍの厚みと
なるように塗布し、厚さが３５μｍの銅箔をラミネート
法により張り合わせ、加熱硬化した。次に、外層銅箔の
所定箇所をエッチングしてφ０．５ｍｍの丸穴を開け、
穴開き部にレーザー光線を照射し、第２絶縁接着剤層の
一部を切削した後に、銅めっきを施し、更に印刷法によ
り銅ペースト（（株）アサヒ化研製；ＡＣＰ−００７
Ｐ）を充填した。次に、外層銅箔をエッチングして所望
の回路を形成することで金属ベース多層回路基板を得
た。この金属ベース多層回路基板について、熱抵抗、耐
電圧、電子素子の動作安定性、バイアホール部のハンダ
付け性、及びバイアホール部の許容通電量を同様の方法
で測定した。結果は、表１に記載したとおり、良好であ
った。

【００４５】〔実施例１０〕５１０ｍｍ×５１０ｍｍ×
１．５ｍｍのアルミニウム板上に、酸化アルミニウム
（昭和電工（株）製：Ａ−４２−２）を８０体積％含有
するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル
（株）製：エピコート８２８）を絶縁接着剤として用
い、アミン系硬化剤を加え、２００μｍの厚みとなるよ
うに塗布し、厚さが３５μｍの銅箔をラミネート法によ
り張り合わせた。次に、銅箔をエッチングしてシールド
パターンを形成した後に、銅箔上に前記の絶縁接着剤を
アミン系硬化剤を加え、２００μｍの厚みとなるように
塗布し、厚さが３５μｍの銅箔をラミネート法により張
り合わせ、加熱硬化した。次に、外層銅箔の所定箇所を
ドリルによりφ０．５ｍｍの丸穴を開け、第２絶縁接着
剤層の深さまで切削した後に、銅めっきを施し、更に印
刷法により銅ペースト（（株）アサヒ化研製；ＡＣＰ−
００７Ｐ）を充填した。次に、外層銅箔をエッチングし
て所望の回路を形成することで金属ベース多層回路基板
を得た。この金属ベース多層回路基板について、熱抵
抗、耐電圧、電子素子の動作安定性、バイアホール部の
ハンダ付け性、及びバイアホール部の許容通電量を同様
の方法で測定した。結果は、表１に記載したとおり、良
好であった。

【００４６】〔実施例１１〕５１０ｍｍ×５１０ｍｍ×
１．５ｍｍのアルミニウム板上に、窒化珪素（電気化学
工業工業（株）製；ＳＮ−９）を４８体積％含有するビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル（株）製：
エピコート８２８）を絶縁接着剤として用い、アミン系
硬化剤を加え、２００μｍの厚みとなるように塗布し、
厚さが３５μｍの銅箔をラミネート法により張り合わせ
た。次に、銅箔をエッチングしてシールドパターンを形
成した後に、銅箔上に酸化アルミニウム（昭和電工
（株）製；Ａ−４２−２）を５６体積％含有するビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂を絶縁接着剤として用い、ア
ミン系硬化剤を加え、２００μｍの厚みとなるように塗
布し、厚さが３５μｍの銅箔をラミネート法により張り
合わせ、加熱硬化した。次に、外層銅箔の所定箇所をド
リルによりφ０．５ｍｍの丸穴を開け、第２の絶縁接着
剤層の部分まで切削した後に、銅めっきを施し、更に印
刷法により銅ペースト（（株）アサヒ化研製；ＡＣＰ−
００７Ｐ）を充填した。次に、外層銅箔をエッチングし
て所望の回路を形成することで金属ベース多層回路基板
を得た。この金属ベース多層回路基板について、熱抵
抗、耐電圧、電子素子の動作安定性、バイアホール部の
ハンダ付け性、及びバイアホール部の許容通電量を同様
の方法で測定した。結果は、表１に記載したとおり、良
好であった。

【００４７】〔実施例１２〕５１０ｍｍ×５１０ｍｍ×
１．５ｍｍのアルミニウム板上に、酸化アルミニウム
（昭和電工（株）製；Ａ−４２−２）を５６体積％含有
するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル
（株）製：エピコート８２８）を絶縁接着剤として用
い、アミン系硬化剤を加え、２００μｍの厚みとなるよ
うに塗布し、厚さが３５μｍの銅箔をラミネート法によ
り張り合わせた。次に、銅箔をエッチングしてシールド
パターンを形成した後に、銅箔上に窒化珪素（電気化学
工業（株）製；ＳＮ−９）を４８体積％含有するビスフ
ェノールＦ型エポキシ樹脂を絶縁接着剤として用い、ア
ミン系硬化剤を加え、２００μｍの厚みとなるように塗
布し、厚さが３５μｍの銅箔をラミネート法により張り
合わせ、加熱硬化した。次に、外層銅箔の所定箇所をド
リルによりφ０．５ｍｍの丸穴を開け、第２の絶縁接着
剤層の部分まで切削した後に、銅めっきを施し、更に印
刷法により銅ペースト（（株）アサヒ化研製；ＡＣＰ−
００７Ｐ）を充填した。次に、外層銅箔をエッチングし
て所望の回路を形成することで金属ベース多層回路基板
を得た。この金属ベース多層回路基板について、熱抵
抗、耐電圧、電子素子の動作安定性、バイアホール部の
ハンダ付け性、及びバイアホール部の許容通電量を同様
の方法で測定した。結果は、表１に記載したとおり、良
好であった。

【００４８】〔実施例１３〕銅ペーストをＡＣＰ−０５
１（（株）アサヒ化研製）を用いたこと以外は、実施例
１と同一の操作をして得た金属ベース多層回路基板につ
いて、熱抵抗、耐電圧、電子素子の動作安定性、バイア
ホール部のハンダ付け性、及びバイアホール部の許容通
電量を同様の方法で測定した。結果を表１に記載したよ
うに、良好であった。

【００４９】〔実施例１４〕導電ペーストをＮ−２７９
６（昭栄化学工業（株）製）を用いたこと以外は、実施
例１と同一の操作をして得た金属ベース多層回路基板に
ついて、熱抵抗、耐電圧、電子素子の動作安定性、バイ
アホール部のハンダ付け性、及びバイアホール部の許容
通電量を同様の方法で測定した。結果を表１に記載した
ように、良好であった。

【００５０】〔実施例１５〕導電ペーストをＳＰＴ−６
０−６３Ｍ１０（千住金属工業（株）製）を用いたこと
以外は、実施例１と同一の操作をして得た金属ベース多
層回路基板について、熱抵抗、耐電圧、電子素子の動作
安定性、バイアホール部のハンダ付け性、及びバイアホ
ール部の許容通電量を同様の方法で測定した。結果を表
１に記載したように、良好であった。

【００５１】〔実施例１６〕５１０ｍｍ×５１０ｍｍ×
１．５ｍｍのアルミニウム板上に、窒化硼素（電気化学
工業（株）製；ＧＰ）を５３体積％含有するビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル（株）製；エピコー
ト８２８）を絶縁接着剤として用い、アミン系硬化剤を
加え、２００μｍの厚みとなるように塗布し、厚さが３
５μｍの銅箔をラミネート法により張り合わせた。次
に、この銅箔にシールドパターンを形成した後に、銅箔
上に前記絶縁接着剤にアミン系硬化剤を加え、２００μ
ｍの厚みとなるように塗布し、さらに厚さが３５μｍの
銅箔をラミネート法により張り合わせ、加熱硬化した。
次に、外層銅箔の所定箇所にドリルによりφ０．５ｍｍ
の丸穴を開け、第２の絶縁接着剤層まで切削した後に、
印刷法により銅ペースト（（株）アサヒ化研製；ＡＣＰ
−００７Ｐ）を充填した。この表面にエッチングにより
所望の回路を形成し、金属ベース多層回路基板を得た。
この金属ベース多層回路基板について、熱抵抗、耐電
圧、電子素子の動作安定性、バイアホール部のハンダ付
け性、及びバイアホール部の許容通電量を以下に示す方
法で測定した。結果を表１に記載したように、良好であ
った。

【００５２】〔比較例１〕５１０ｍｍ×５１０ｍｍ×
１．５ｍｍのアルミニウム板上に、窒化硼素（電気化学
工業（株）製；ＧＰ）を５３体積％含有するビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル（株）製；エピコー
ト８２８）を絶縁接着剤として用い、アミン系硬化剤を
加え、２００μｍの厚みとなるように塗布し、厚さが３
５μｍの銅箔をラミネート法により張り合わせた。次
に、この銅箔にシールドパターンを形成した後に、銅箔
上に前記絶縁接着剤にアミン系硬化剤を加え、２００μ
ｍの厚みとなるように塗布し、さらに厚さが３５μｍの
銅箔をラミネート法により張り合わせ、加熱硬化した。
次に、外層銅箔の所定箇所にドリルによりφ０．５ｍｍ
の丸穴を開け、第２の絶縁接着剤層まで切削した後に、
銅めっきを施し、バイアホールを形成した。この表面に
エッチングにより所望の回路を形成し、金属ベース多層
回路基板を得た。この金属ベース多層回路基板につい
て、熱抵抗、耐電圧、電子素子の動作安定性、バイアホ
ール部のハンダ付け性、及びバイアホール部の許容通電
量を以下に示す方法で測定した。その結果、表１に記載
したとおり、バイアホール部のハンダ付け性は不良であ
り、かつバイアホール部の許容通電量に於いても好まし
くなかった。

【００５３】〔比較例２〕５１０ｍｍ×５１０ｍｍ×
１．５ｍｍのアルミニウム板上に、窒化硼素（電気化学
工業（株）製；ＧＰ）を５３体積％含有するビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル（株）製；エピコー
ト８２８）を絶縁接着剤として用い、アミン系硬化剤を
加え、２００μｍの厚みとなるように塗布し、厚さが３
５μｍの銅箔をラミネート法により張り合わせた。次
に、この銅箔にシールドパターンを形成した後に、銅箔
上に前記絶縁接着剤にアミン系硬化剤を加え、２００μ
ｍの厚みとなるように塗布し、さらに厚さが３５μｍの
銅箔をラミネート法により張り合わせ、加熱硬化した。
次に、外層銅箔の所定箇所にドリルによりφ０．３ｍｍ
の丸穴を開け、第２の絶縁接着剤層まで切削した後に、
銅めっきを施し、更に印刷法により銅ペースト（アサヒ
化研製ＡＣＰ−００７Ｐ）を充填した。この表面にエッ
チングにより所望の回路を形成し、金属ベース多層回路
基板を得た。この金属ベース多層回路基板について、熱
抵抗、耐電圧、電子素子の動作安定性、バイアホール部
のハンダ付け性、及びバイアホール部の許容通電量を以
下に示す方法で測定した。その結果、表１に記載したと
おり、バイアホール部の許容通電量に於いて好ましくな
かった。

【００５４】

【発明の効果】本発明の金属ベース多層回路基板は、金
属板に高熱伝導絶縁層と導体回路を順次形成し、高熱伝
導絶縁層により隔てられた導体回路間をバイアホールに
より接合した構造を有していて、バイアホール部導体に
１Ａ／孔程度以上の大電流を流すことが可能であり、し
かもパッドオンビアにも対応可能であるので、特に電源
分野用途での大電流回路基板として有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属ベース多層回路基板に用いる金
属ベース回路基板の一例を示す図。

【図２】第（１）の工程後の金属ベース回路基板の一
例を示す図。

【図３】第（２）の工程の途中を示す一例の図で、回
路用導体層のみが開孔されている状態を示す図。

【図４】第（２）の工程の途中を示す一例の図で、回
路用導体層と第２の絶縁接着剤層が開孔されている状態
を示す図。

【図５】第（２）の工程後を示す一例の図で、バイア
ホールが形成されている状態を示す図。

【図６】第（３）の工程後を示す一例の図で、本発明
の金属ベース多層回路基板の一例である。

【符号の説明】

１金属板２第１の絶縁接着剤層３導体回路４金属ベース回路基板５第２の絶縁接着剤層６回路用導体層７バイアホール（導電性物質）８金属ベース多層回路基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０５Ｋ 1/11 Ｈ０５Ｋ 1/11 Ｎ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）金属板上に第１の絶縁接着剤層を介
して導体回路を形成してなる金属ベース回路基板上に、
第２の絶縁接着剤層を介して回路用導体層を接合する工
程、（２）前記導体回路と回路用導体層を電気的に接続
するためのバイアホールを形成する工程、（３）前記回
路用導体層に回路を形成する工程を経ることにより得ら
れる金属ベース多層回路基板であって、該バイアホール
の直径が０．５ｍｍ以上であり、しかも該バイアホール
が導電性物質により充填されてなることを特徴とする金
属ベース多層回路基板。
【請求項２】前記導電性物質がハンダ付け可能な物質で
あることを特徴とする請求項１記載の金属ベース多層回
路基板。
【請求項３】前記導電性物質が銅ペーストであることを
特徴とする請求項１又は請求項２記載の金属ベース多層
回路基板。