TW201611209A - 覆金屬箔基板、電路基板及發熱體搭載基板 - Google Patents

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Abstract

本發明之覆金屬箔基板10A係用於形成搭載發熱體之電路基板，具備：金屬箔4A；樹脂層5，其形成於金屬箔4A之一個面；散熱金屬板7，其將發熱體所發出之熱散熱，該散熱金屬板7於樹脂層5之俯視下，與樹脂層5之與金屬箔4A相反之面之第1區域15對應地形成，該第1區域15包含搭載發熱體之區域；以及絕緣部6，其與樹脂層5之與金屬箔4A相反之面除去第1區域15以外的第2區域16對應地形成。絕緣部6由第1樹脂組成物之硬化物構成，樹脂層5由與第1樹脂組成物不同之第2樹脂組成物的硬化物或固化物構成。

Description

覆金屬箔基板、電路基板及發熱體搭載基板
本發明係關於一種覆金屬箔基板、電路基板及發熱體搭載基板。
近年來，就有效活用電能等觀點而言，搭載使用SiC(碳化矽)或GaN(氮化鎵)之元件的SiC/GaN功率半導體裝置引人注目(例如參照專利文獻1)。
該等元件與先前之使用Si之元件相比，不僅可大幅降低電力損耗，而且於更高之電壓或大電流、達到300℃之高溫下亦可動作。因此，期待將SiC/GaN功率半導體裝置用於先前之Si功率半導體裝置難以應用之用途。
如此，使用SiC/GaN之元件(半導體元件)本身可於如前述之苛刻狀況下動作。因此，關於搭載具備該元件之半導體裝置之電路基板，以防止因作為發熱體之半導體元件之驅動所發出之熱對半導體元件本身，進而對搭載於電路基板上之其他構件造成不良影響為目的，謀求經由 電路基板而高效散熱。
再者，此種要求不限於半導體裝置，關於搭載有例如發光二極體等發光元件之類之其他發熱體的電路基板亦同樣。
[專利文獻1]日本特開2005-167035號公報
本發明之目的在於提供一種覆金屬箔基板，該覆金屬箔基板可製造電路基板，該電路基板可高效將自待搭載之發熱體發出之熱散熱。又，本發明之其他目的在於提供一種使用該覆金屬箔基板而製造之電路基板、及於該電路基板搭載有發熱體之發熱體搭載基板。
此種目的係藉由下述(1)~(10)中記載之本發明而達成。
(1)一種覆金屬箔基板，用於形成電連接搭載會發熱之發熱體的電路基板，其特徵在於具備：金屬箔，其形成平板狀；樹脂層，其形成於上述金屬箔之一個面；散熱金屬板，其將上述發熱體發出之熱散熱，上述散熱金屬板於上述樹脂層之俯視下，與上述樹脂層之與上述金屬箔相反之面的第1區域對應地形成，上述第1區域包含搭載上述發熱體之區域；以及絕緣部，其與上述樹脂層之與上述金屬箔相反之面除去上述第1區域以外的第2區域對應地形成； 上述絕緣部由含有第1熱硬化性樹脂之第1樹脂組成物之硬化物構成；上述樹脂層由第2樹脂組成物之硬化物或固化物構成，上述第2樹脂組成物含有樹脂材料，與上述第1樹脂組成物不同。
(2)如上述(1)之覆金屬箔基板，其中上述樹脂材料係與上述第1熱硬化性樹脂不同之第2熱硬化性樹脂，上述樹脂層係由上述第2熱硬化性樹脂之硬化物構成。
(3)如上述(2)之覆金屬箔基板，其中上述第2熱硬化性樹脂係環氧樹脂。
(4)如上述(1)至(3)中任一項之覆金屬箔基板，其中上述第2樹脂組成物進而含有填料。
(5)如上述(4)之覆金屬箔基板，其中上述填料主要含有由氧化鋁構成之粒子。
(6)如上述(4)或(5)之覆金屬箔基板，其中上述填料分散於上述樹脂層之上述絕緣部側。
(7)如上述(1)至(6)中任一項之覆金屬箔基板，其中上述第1熱硬化性樹脂為酚樹脂。
如上述(1)至(7)中任一項之覆金屬箔基板，其中由上述絕緣部之與上述樹脂層相反之面及上述散熱金屬板之與上述樹脂層相反之面構成平坦面。
一種電路基板，其使用上述(1)至(8)中任一項之覆金屬箔基板而形成，其特徵在於具有具備將該發熱體電連接之端子的電路，該電路係藉由 將上述金屬箔圖案化而形成。
一種發熱體搭載基板，其特徵在於具備上述(9)之電路基板以及與上述端子電連接而搭載於上述電路基板之上述發熱體。
藉由設為本發明之覆金屬箔基板之構成，能夠製造可高效將自待搭載之發熱體發出之熱散熱的電路基板。
因此，可藉由於本發明之電路基板搭載發熱體而獲得發熱體搭載基板，而於發熱體搭載基板中，將自發熱體發出之熱經由電路基板而高效散熱。
1、1'‧‧‧半導體裝置
4、4'‧‧‧配線
4A‧‧‧金屬箔
5‧‧‧樹脂層
5A‧‧‧樹脂層形成用層
6‧‧‧絕緣部
7‧‧‧散熱金屬板
8、8'‧‧‧基材
10、10"‧‧‧電路基板
10'、10A‧‧‧覆金屬箔基板
11、19‧‧‧塑模部
12‧‧‧連接端子
15‧‧‧第1區域
16‧‧‧第2區域
17‧‧‧半導體元件
18‧‧‧連接線
50、52、51‧‧‧發熱體搭載基板
100‧‧‧成形模具
110‧‧‧上模
111‧‧‧坩堝
112‧‧‧柱塞
113‧‧‧供給路
120‧‧‧下模
121‧‧‧模腔
130‧‧‧第1樹脂組成物
A‧‧‧箭頭
t4、t5、t7‧‧‧厚度
S1、S7‧‧‧面積
圖1係表示本發明之發熱體搭載基板之第1實施形態的縱剖面圖。
圖2係表示自圖1中之箭頭A方向觀察的圖(平面圖)。
圖3係用以說明圖1之發熱體搭載基板之製造所使用之覆金屬箔基板的製造方法之圖。
圖4係用以說明圖1之發熱體搭載基板之製造所使用之覆金屬箔基板的製造方法之圖。
圖5係表示本發明之發熱體搭載基板之第2實施形態的縱剖面圖。
圖6係自圖5中之箭頭A方向觀察之圖(平面圖)。
圖7係表示本發明之發熱體搭載基板之第3實施形態的縱剖面圖。
圖8係表示實施例使用之試片之縱剖面圖。
圖9係實施例1A之試片之樹脂層與絕緣部之界面附近的電子顯微鏡照片。
圖10係實施例2A之試片之樹脂層與絕緣部之界面附近的電子顯微鏡照片。
圖11係實施例3A之試片之樹脂層與絕緣部之界面附近的電子顯微鏡照片。
圖12係實施例4A之試片之樹脂層與絕緣部之界面附近的電子顯微鏡照片。
圖13係實施例5A之試片之樹脂層與絕緣部之界面附近的電子顯微鏡照片。
圖14係實施例6A之試片之樹脂層與絕緣部之界面附近的電子顯微鏡照片。
圖15係實施例7A之試片之樹脂層與絕緣部之界面附近的電子顯微鏡照片。
以下，基於隨附圖式所示之較佳實施形態，對本發明之覆金屬箔基板、電路基板及發熱體搭載基板進行詳細說明。
首先，於說明本發明之覆金屬箔基板及電路基板前，對本發明之發熱體搭載基板進行說明。
再者，以下，對作為本發明之發熱體搭載基板，將具備半導體元件作為發熱體之半導體裝置搭載於電路基板之情形為一例進行說明。
<發熱體搭載基板>
《第1實施形態》
圖1係表示本發明之發熱體搭載基板之第1實施形態的縱剖面圖，圖2係自圖1中之箭頭A方向觀察之圖(平面圖)。再者，以下，為了便於說明，圖1中之上側、圖2中之紙張正面側亦稱為「上」，圖1中之下側、圖2中之紙張背面側亦稱為「下」。又，於各圖中，係將發熱體搭載基板及其各部分放大而示意性地圖示，發熱體搭載基板及其各部分之大小及其比率與實際大幅不同。
圖1、2所示之發熱體搭載基板50具有藉由驅動發出熱之作為發熱體之半導體裝置1，及搭載該半導體裝置1之電路基板(本發明之電路基板)10。再者，通常，電路基板10中除半導體裝置1以外搭載有例如電阻、電晶體等其他電子零件(構件)，但為了便於說明，於圖1、2中省略其記載。
半導體裝置1係具備半導體元件(未圖示)之半導體封裝體，具備密封該半導體元件(半導體晶片)之塑模部(密封部)11及與半導體元件(半導體晶片)電連接之連接端子12。
於本實施形態中，半導體元件使用SiC(碳化矽)或GaN(氮化鎵)而構成。該半導體元件藉由其驅動而發熱。
又，塑模部11通常由各種樹脂材料之硬化物而構成，藉由包圍半導體元件而密封半導體元件。
進而，連接端子12例如由Cu、Fe、Ni或該等之合金等各種金屬材料構成。連接端子12連接於半導體元件具備之端子及配線4具備之 端子，該配線4為電路基板10所具有。藉此，將半導體元件具備之端子及配線4具備之端子電連接。
電路基板10(配線基板)具備將半導體裝置1電連接之配線4，及設置於該配線4之下面(與半導體裝置1相反之面；一個面)，支持配線4且形成平板狀(片狀)之基材(基部)8。
配線(電路)4由特定之圖案形成。藉由該圖案之形成而設置之端子(未圖示)與半導體裝置1具備之連接端子(端子)12電連接。藉此，半導體元件具備之端子與配線4具備之端子電連接。
該配線(導體部)4具備將含有搭載於電路基板10上之半導體裝置1之電子零件電連接而將半導體裝置1中產生之熱傳遞至基材8之下面側並散失之作為受熱板的功能。此種配線4係藉由將下述覆金屬箔基板10A具備之金屬箔4A圖案化而形成。
作為配線4之構成材料，例如可列舉：銅、銅系合金、鋁、鋁系合金等各種金屬材料。
又，配線4對於厚度方向之導熱率較佳為3W/m．K以上、500W/m．K以下，更佳為10W/m．K以上、400W/m．K以下。此種配線4具有優異之導熱率，可將藉由半導體裝置1具備之半導體元件之驅動產生的熱經由配線4而高效傳遞至基材8側。
基材8具備：樹脂層5，其形成平板狀(片狀)；散熱金屬板7，其設置於該樹脂層5之下面(與配線4相反之面)，於基材8之俯視下，與包含搭載半導體裝置1之區域之樹脂層5的第1區域15對應而配置；及絕緣部6，其與除去該第1區域15之樹脂層5之第2區域16對應而覆蓋 樹脂層5。
樹脂層(接合層)5設置於配線4之下面，即設置於配線4與位於該配線4之下側的絕緣部6及散熱金屬板7之間。經由樹脂層5將配線4與絕緣部6及散熱金屬板7接合。
又，該樹脂層5具有絕緣性。藉此，確保配線4與散熱金屬板7之絕緣狀態。
進而，樹脂層5係以發揮優異之導熱性之方式而構成。藉此，樹脂層5可將半導體裝置1(配線4)側之熱傳遞至散熱金屬板7。
此種樹脂層5之導熱率較佳為高，具體而言，較佳為1W/m．K以上、15W/m．K以下，更佳為5W/m．K以上、10W/m．K以下。藉此，可利用樹脂層5將半導體裝置1側之熱高效傳遞至散熱金屬板7。因此，可將藉由半導體裝置1之半導體元件之驅動產生之熱經由配線4及樹脂層5而高效傳遞至散熱金屬板7。其結果，可高效使半導體裝置1中產生之熱散熱。
樹脂層5之厚度(平均厚度)t5並無特別限定，如圖1所示，薄於散熱金屬板7之厚度t7，具體而言，較佳為50μm~250μm左右，更佳為80μm~200μm左右。藉此，可一面確保樹脂層5之絕緣性一面提高樹脂層5之導熱性。
又，樹脂層5之玻璃轉移溫度較佳為100℃以上200℃以下。藉此，可提高樹脂層5之剛性，降低樹脂層5之翹曲。其結果，可抑制電路基板10之翹曲之產生。
再者，樹脂層5之玻璃轉移溫度可基於JISC6481，藉由以下 方式而測量。
測量係使用動態黏彈性測量裝置(TA Instruments公司製造之DMA/983)。根據氮氣氛圍(200ml/分鐘)，對樹脂層5施加拉伸荷重。於頻率1Hz、-50℃至300℃之溫度範圍、升溫速度5℃/分鐘之條件，測量玻璃轉移溫度，獲得圖表。由獲得之圖表的tan δ之波峰位置獲得玻璃轉移溫度Tg。
又，樹脂層5之25℃之彈性模數(儲存彈性模數)E'較佳為10GPa以上70GPa以下。藉此，提高樹脂層5之剛性，因此可降低樹脂層5產生之翹曲。其結果，可抑制電路基板10之翹曲之產生。
再者，上述儲存彈性模數可利用動態黏彈性測量裝置而測量。具體而言，儲存彈性模數E'係對樹脂層5施加拉伸荷重，以頻率1Hz、升溫速度5~10℃/分鐘、-50℃至300℃之條件下測量時25℃之儲存彈性模數的值而測量。
具有該功能之樹脂層5成為如下構成：於以樹脂材料為主材料而構成之層內分散有填料。
樹脂材料發揮作為使填料保持於樹脂層5內之黏合劑的功能。該填料具有高於樹脂材料之導熱率之導熱率。藉由將樹脂層5設為該構成，可提高樹脂層5之導熱率。
此種樹脂層5係由藉由使主要含有樹脂材料及填料之樹脂層形成用樹脂組成物固化或硬化而形成之固化物或硬化物構成。即，樹脂層5係由將樹脂層形成用樹脂組成物成形為層狀之硬化物或固化物而構成。
以下，對該樹脂層形成用樹脂組成物進行說明。
樹脂層形成用樹脂組成物(以下簡稱為「第2樹脂組成物」)如上所述，主要含有樹脂材料及填料而構成。
作為樹脂材料，並無特別限定，可使用熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂之各種樹脂材料。
作為熱塑性樹脂，例如可列舉：聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烴、改性聚烯烴、聚醯胺(例：尼龍6、尼龍46、尼龍66、尼龍610、尼龍612、尼龍11、尼龍12、尼龍6-12、尼龍6-66)、熱塑性聚醯亞胺、芳香族聚酯等液晶聚合物、聚苯醚、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚縮醛、苯乙烯系、聚烯烴系、聚氯乙烯系、聚胺基甲酸酯系、聚酯系、聚醯胺系、聚丁二烯系、反式聚異戊二烯系、氟橡膠系、氯化聚乙烯系等各種熱塑性彈性體等、或以該等為主之共聚物、摻合物、聚合物摻合物等，該等之中，可混合1種或2種以上使用。
另一方面，作為熱硬化性樹脂(第2熱硬化性樹脂)，例如可列舉：環氧樹脂、酚樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯(不飽和聚酯)樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚矽氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂等，可將該等中之1種或2種以上混合使用。
該等之中，作為第2樹脂組成物使用之樹脂材料，較佳使用熱硬化性樹脂，進而更佳使用環氧樹脂。藉此，可獲得具有優異之耐熱性之樹脂層5。又，可利用樹脂層5將配線4與基材8牢固接合。因此，獲得之發熱體搭載基板50可發揮優異之散熱性及優異之耐久性。
又，環氧樹脂較佳為具有芳香環結構及脂環結構(脂環式碳 環結構)之至少任一者之環氧樹脂(A)。藉由使用此種環氧樹脂(A)，可提高樹脂層5之玻璃轉移溫度並且更提高樹脂層5之導熱性。又，可提高樹脂層5對配線4、絕緣部6及散熱金屬板7之密接性。
進而，作為具有芳香環或脂肪環結構之環氧樹脂(A)，例如可列舉：雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚E型環氧樹脂、雙酚M型環氧樹脂、雙酚P型環氧樹脂、雙酚Z型環氧樹脂等雙酚型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、四苯酚基乙烷型酚醛清漆型環氧樹脂等酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、具有聯苯骨架之苯酚芳烷基型環氧樹脂等芳基伸烷基型環氧樹脂、萘型環氧樹脂等環氧樹脂等，可將該等中之1種或2種以上組合使用。
又，作為該環氧樹脂(A)，較佳為萘型環氧樹脂。藉此，可更進一步提高樹脂層5之玻璃轉移溫度，可抑制樹脂層5之空隙之產生。又，可更進一步提高導熱性，且可提高絕緣破壞電壓。
再者，所謂萘型環氧樹脂，係稱為具有萘環骨架且具有2個以上環氧丙基之樹脂。
又，環氧樹脂中之萘型環氧樹脂之含量相對於環氧樹脂100質量%，較佳為20質量%以上80質量%以下，更佳為40質量%以上60質量%以下。
作為萘型環氧樹脂，例如可列舉以下式(5)~(8)中之任一樹脂。
[式中，m、n表示萘環上之取代基之個數，分別獨立表示1~7之整數]
再者，作為式(6)之化合物，較佳使用以下任1種以上。
[式中，Me表示甲基，l、m、n表示1以上之整數]
[式中，n為1以上，20以下之整數，1為1以上，2以下之整數，R'1分別獨立為氫原子、苄基、烷基或下述式(9)所示之取代基，R2分別獨立為氫原子或甲基]
[式中，Ar分別獨立為伸苯基或伸萘基，R2分別獨立為氫原子或甲基，m為1或2之整數]
式(8)之萘型環氧樹脂分類為所謂萘醚型環氧樹脂。該式(8)所示之化合物包含下述式(10)所示之化合物作為一例。
[上述式(10)中，n為1以上，20以下之整數，較佳為1以上，10以下之整數，更佳為1以上，3以下之整數。R分別獨立為氫原子或下述式(11)所示之取代基，更佳為氫原子]
[上述式(11)中，m為1或2之整數]
進而，上述式(10)所示之萘醚型環氧樹脂具體而言例如包含下述式(12)~(16)所示之樹脂。
又，上述樹脂材料之含量較佳為第2樹脂組成物整體(溶劑除外)之30體積%以上，70體積%以下，更佳為40體積%以上，60體積%以下。藉此，可獲得具有優異之機械強度及導熱性之樹脂層5。又，可提高樹脂層5對配線4、絕緣部6及散熱金屬板7之密接性。
相對於此，若該含量未達上述下限值，則根據樹脂材料之種類，無法充分發揮樹脂材料作為結合填料彼此之黏合劑的功能，有獲得之樹脂層5之機械強度下降之虞。又，根據第2樹脂組成物之構成材料，第2樹脂組成物之黏度過高，難以進行第2樹脂組成物(清漆)之過濾作業或層狀成形(塗佈)。又，有產生第2樹脂組成物之流動變得過小，樹脂層5產生空隙之虞。
另一方面，若該含量超過上述上限值，則有根據樹脂材料之種類，難以確保樹脂層5之絕緣性且獲得具有優異之導熱性的樹脂層5之虞。
又，於樹脂材料含有環氧樹脂之情形時，較佳第2樹脂組成物含有苯氧基樹脂。藉此，可提高樹脂層5之耐彎曲性，因此可抑制高填充填料引起之樹脂層5之操作性的降低。
又，若第2樹脂組成物含有苯氧基樹脂，則藉由第2樹脂組成物之黏度上升而降低壓製時之流動性。又，苯氧基樹脂對確保樹脂層5之厚度，提高厚度之均勻性及抑制空隙產生有效果，因此可更進一步提高絕緣可靠性及導熱性。又，提高樹脂層5與配線4、散熱金屬板7及絕緣部6之密接性。根據該等之協同效應，可更進一步提高發熱體搭載基板50之絕緣可靠性及導熱性。
作為苯氧基樹脂，例如可列舉具有雙酚骨架之苯氧基樹脂、具有萘骨架之苯氧基樹脂、具有蒽骨架之苯氧基樹脂、具有聯苯骨架之苯氧基樹脂等。又，亦可使用具有多種該等骨架之結構之苯氧基樹脂。
該等之中，較佳使用雙酚A骨架型或雙酚F骨架型苯氧基 樹脂。可使用具有雙酚A骨架與雙酚F骨架兩者之苯氧基樹脂。
苯氧基樹脂之重量平均分子量並無特別限定，較佳為4.0×104以上，8.0×104以下。
再者，苯氧基樹脂之重量平均分子量係利用凝膠滲透層析法(GPC)測量之聚苯乙烯換算之值。
苯氧基樹脂之含量例如相對於第2樹脂組成物之總固形物成分100質量%，較佳為1質量%以上，15質量%以下，更佳為2質量%以上，10質量%以下。
又，該第2樹脂組成物中，根據上述樹脂材料之種類(例如環氧樹脂之情形)等，視需要含有硬化劑。
作為硬化劑，並無特別限定，例如可列舉：雙氰胺、脂肪族聚醯胺等醯胺系硬化劑、或二胺基二苯基甲烷、甲烷苯二胺、氨、三乙基胺、二乙基胺等胺系硬化劑、或雙酚A、雙酚F、苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、對二甲苯-酚醛清漆樹脂等苯酚系硬化劑、或酸酐類等。
又，第2樹脂組成物可進而含有硬化觸媒(硬化促進劑)。藉此，可提高第2樹脂組成物之硬化性。
作為硬化觸媒，例如可列舉：咪唑類、1,8-二氮雜雙環(5,4,0)十一烯等胺系觸媒、三苯基膦等磷系觸媒等。該等之中，較佳為咪唑類。藉此，尤其可兼具第2樹脂組成物之速硬化性及保存性。
作為咪唑類，例如可列舉：1-苄基-2甲基咪唑、1-苄基-2苯基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三甲酸、2,4-二胺基-6-[2'-甲 基咪唑基-(1')]-乙基-均三、2,4-二胺基-6-[2'-十一烷基咪唑基-(1')]-乙基-均三、2,4-二胺基-6-[2'-乙基-4'甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三異三聚氰酸加成物、2-苯基咪唑異三聚氰酸加成物、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、2,4-二胺基-6-乙烯基-均三、2,4-二胺基-6-乙烯基-均三異三聚氰酸加成物、2,4-二胺基-6-甲基丙烯醯氧基乙基-均三、2,4-二胺基-6-甲基丙烯醯氧基乙基-均三異三聚氰酸加成物等。該等之中，較佳為2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑或2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑。藉此，可尤其提高第2樹脂組成物之保存性。
又，硬化觸媒之含量並無特別限定，較佳相對於樹脂材料100質量份，為0.01~30質量份左右，尤其更佳為0.5~10質量份左右。若該含量未達上述下限值，則有時第2樹脂組成物之硬化性不充分之情形。另一方面，若該含量超過上述上限值，則表示第2樹脂組成物降低之傾向。
又，硬化觸媒之平均粒徑並無特別限定，較佳為10μm以下，尤其更佳為1~5μm。若該平均粒徑在上述範圍內，則尤其硬化觸媒之反應性優異。
又，第2樹脂組成物較佳進而含有偶合劑。藉此，可更提高樹脂材料對填料、絕緣部6、散熱金屬板7及配線4之密接性。
作為該偶合劑，可列舉：矽烷系偶合劑、鈦系偶合劑、鋁系偶合劑等。該等之中，較佳為矽烷系偶合劑。藉此，可更提高第2樹脂組成物之耐熱性及導熱性。
其中，作為矽烷系偶合劑，例如可列舉：乙烯基三氯矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、β-(3,4環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-氯丙基三甲氧基矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、雙(3-三乙氧基矽基丙基)四硫化物等。
偶合劑之含量並無特別限定，相對於樹脂材料100質量份，較佳為0.01~10質量份左右，尤其更佳為0.5~10質量份左右。若該含量未達上述下限值，則有時如上述提高密接性之效應變得不充分。另一方面，若該含量超過上述上限值，則有時形成樹脂層5時成為釋氣或空隙之原因。
又，第2樹脂組成物中之填料係由無機材料構成。藉此，填料發揮高於樹脂材料之導熱率之導熱率。因此，藉由該填料分散於第2樹脂組成物中，可提高樹脂層5之導熱率。
此種填料較佳為，於由無機材料構成之填料之中，由氧化鋁(氧化鋁、Al2O3)及氮化鋁中至少1種構成之粒狀體，尤其較佳為主要由氧化鋁構成之粒狀體。藉此，可發揮優異之導熱性(散熱性)及優異之絕緣性。又，氧化鋁就通用性優異，可廉價獲取方面而言，尤其較佳被使用。
因此，以下對填料主要為由氧化鋁構成之粒狀體之情形為一例進行說明。
填料之含有率較佳為第2樹脂組成物整體(溶劑除外)之30體積%以上，70體積%以下，更佳為40體積%以上，60體積%以下。若在如此範圍，藉由提高第2樹脂組成物之填料之含有率，而可獲得具有更優異之導熱性的樹脂層5。
相對於此，若該含有率未達上述下限值，則難以獲得確保樹脂層5之絕緣性且具有優異之導熱性的樹脂層5。另一方面，若該含有率超過上述上限值，則根據第2樹脂組成物之構成材料，第2樹脂組成物之黏度變得過高，難以進行清漆之過濾作業或成形為層狀(塗佈)。又，有時第2樹脂組成物之流動變得過小，獲得之樹脂層5產生空隙。
再者，即便將第2樹脂組成物之填料之含有率設定為高於上述範圍，作為第2樹脂組成物，將溫度25℃、剪斷速度1.0rpm之條件下之第2樹脂組成物的黏度設為A[Pa．s]，將溫度25℃、剪斷速度10.0rpm之條件下之第2樹脂組成物的黏度設為B[Pa．s]時，藉由使用滿足A/B(觸變比)為1.2以上、3.0以下之關係的第2樹脂組成物，可提供電路基板10(覆金屬箔基板10A)製造時，具有適度之黏度及適度之流動性的第2樹脂組成物(清漆)。
又，該填料之含水量較佳為0.10質量%以上，0.30質量%以下，更佳為0.10質量%以上，0.25質量%以下，進而較佳為0.12質量%以上，0.20質量%以下。藉此，若填料之含量增多，則第2樹脂組成物具有更適度之黏度及流動性。因此，可形成防止獲得之樹脂層5中產生空隙且具有優 異之導熱性的樹脂層5。即，可形成具有優異之導熱性及絕緣性的樹脂層5。
又，氧化鋁通常係藉由燒成氫氧化鋁而獲得。獲得之氧化鋁之粒狀體係由多個一次粒子構成。其一次粒子之平均粒徑可根據其燒成之條件而設定。
又，其燒成後未經任何處理之氧化鋁係由藉一次粒子彼此固著而凝集之凝集體(二次粒子)構成。
因此，藉由粉碎視需要解除其一次粒子彼此之凝集，藉此獲得最終填料。最終填料之平均粒徑可根據其粉碎之條件(例如時間)而設定。
其粉碎時，氧化鋁具有極其高之硬度。因此，僅一次粒子彼此之固著解除，一次粒子本身幾乎未被破壞。因此，一次粒子之平均粒徑於粉碎後亦幾乎維持。
因此，隨著粉碎時間變長，填料之平均粒徑接近於一次粒子之平均粒徑。並且，若粉碎時間為特定時間以上，則填料之平均粒徑與一次粒子之平均粒徑相等。即，若縮短粉碎時間，則填料主要由二次粒子構成。隨著粉碎時間變長，一次粒子之含量增多。若粉碎時間為最終特定時間以上，則填料主要由一次粒子構成。
又，例如如前所述，藉由燒成氫氧化鋁而獲得之氧化鋁的一次粒子並非球形，形成具有鱗片狀之平坦面的形狀。因此，可增大填料彼此之接觸面積。其結果，可提高獲得之樹脂層5之導熱性。
進而，填料為平均粒徑不同之3成分(大粒徑、中粒徑、小粒徑)的混合物。進而，較佳大粒徑成分為球狀，中粒徑成分及小粒徑成 分為多面體狀。
更具體而言，填料較佳為大粒徑氧化鋁、中粒徑氧化鋁與小粒徑氧化鋁之混合物。大粒徑氧化鋁之平均粒徑屬於5.0μm以上，50μm以下、較佳為5.0μm以上，25μm以下之第1粒徑範圍，且圓形度為0.80以上，1.0以下，較佳為0.85以上，0.95以下。中粒徑氧化鋁之平均粒徑屬於1.0μm以上，未達5.0μm之第2粒徑範圍，且圓形度為0.50以上，0.90以下，較佳為0.70以上，0.80以下。小粒徑氧化鋁之平均粒徑屬於0.1μm以上，未達1.0μm之第3粒徑範圍，且圓形度為0.50以上，0.90以下，較佳為0.70以上，0.80以下。
再者，可藉由對氧化鋁液進行1分鐘超音波處理，而於水中分散氧化鋁後，使用雷射繞射式粒度分佈測量裝置SALD-7000，對填料之粒徑進行測量。
藉此，於大粒徑成分之間隙填充中粒徑成分，進而於中粒徑成分之間隙填充小粒徑成分。因此，可提高氧化鋁之填充性，可更增大氧化鋁粒子彼此之接觸面積。其結果，可更進一步提高樹脂層5之導熱性。進而，可更進一步提高樹脂層5之耐熱性、耐彎曲性、絕緣性。
又，藉由使用此種填料，可更進一步提高樹脂層5與配線4、散熱金屬板7及絕緣部6之密接性。
藉由該等之協同效應，可更進一步提高發熱體搭載基板50之絕緣可靠性及散熱可靠性。
再者，第2樹脂組成物除上述成分外，亦可含有整平劑、消泡劑等添加劑。
又，第2樹脂組成物例如含有甲基乙基酮、丙酮、甲苯、二甲基甲醛等溶劑。藉此，第2樹脂組成物藉由樹脂材料等溶解於溶劑，成為清漆之狀態。
再者，此種成為清漆狀之第2樹脂組成物例如可藉由視需要將樹脂材料與溶劑加以混合成為清漆狀後，進而將填料混合而獲得。
又，作為混合使用之混合機，並無特別限定，例如可列舉：分散機、複合葉片型攪拌機、珠磨機及均質機等。
再者，於樹脂材料具有高導熱率之情形時，可省略對第2樹脂組成物添加填料。即，樹脂層5不含填料，主要由樹脂材料構成。
散熱金屬板7於基材8(樹脂層5)之俯視下，形成於包含搭載半導體裝置1之配線4之區域的樹脂層5之下面(與配線4相反之面)的第1區域15。
此種散熱金屬板7發揮作為如下構件(散熱板)之功能：將藉由半導體裝置1具備之半導體元件之驅動產生之熱，經由配線4及樹脂層5，自散熱金屬板7(電路基板10)之下面側散熱。
因此，半導體裝置1具備之半導體元件如本實施形態所示，即便使用例如SiC(碳化矽)或GaN(氮化鎵)而構成，藉由該驅動，發出高於先前之Si功率半導體裝置之溫度的熱，該熱可經由散熱金屬板7自其下面側放出。因此，可確實抑制或防止熱對半導體元件本身，進而搭載於電路基板10上之其他電子零件造成不良影響。
又，如圖2所示，於本實施形態中，於基材8之俯視下，散熱金屬板7之大小(面積S7)大於半導體裝置1之大小(面積S1)。即，散 熱金屬板7所位於之第1區域15於基材8之俯視下，包含搭載半導體裝置1之區域。進而，於俯視下，搭載半導體裝置1之區域及散熱金屬板7所位於之第1區域15分別成為長方形。該等中心部彼此重疊。即，搭載半導體裝置1之區域與第1區域15同心配置。
藉此，決定半導體裝置1對散熱金屬板7之配置位置時，例如提高設定配線4具備之端子位置時之設計的自由度。又，將來自半導體裝置1之熱於散熱金屬板7擴散而散熱，因此可謀求利用散熱金屬板7之散熱效率之提高。
又，如圖1所示，散熱金屬板7之厚度(平均厚度)t7與配線4之厚度(平均厚度)t4互相不同。即，散熱金屬板7之厚度t7厚於配線4之厚度t4。藉此，可確實謀求利用散熱金屬板7之散熱效率之提高。
作為厚度t4，並無特別限定，例如較佳為3μm以上、120μm以下，5μm以上、70μm以下。藉由將配線4之厚度設定為此種數值範圍，謀求確保發揮作為配線4之功能之導電性且提高作為受熱板之功能。
又，作為厚度t7，並無特別限定，例如較佳為1mm以上、3mm以下，更佳為1.5mm以上、2.5mm以下。藉由散熱金屬板7之厚度設定為此種數值範圍，謀求提高作為散熱板之功能。
如以上之厚度之大小關係或俯視下之包含關係(位置關係)相輔相成，由半導體裝置1發出之熱自配線4達到散熱金屬板7，利用散熱金屬板7擴散於儘量寬之範圍。其結果，散熱金屬板7迅速散熱。即提高散熱效率。
作為散熱金屬板7之構成材料，例如可列舉：銅、銅系合金、 鋁、鋁系合金等各種金屬材料。該等之中，散熱金屬板7之構成材料較佳為鋁或鋁合金。此種金屬材料謀求導熱率相對較高、半導體裝置1發出之熱之散熱效率提高。
又，於散熱金屬板7由鋁或鋁合金構成，配線4由銅或銅合金構成之情形，配線4之導熱率高於散熱金屬板7。藉此，若半導體裝置1發出之熱傳遞至配線4，則該熱不利用配線4於寬範圍擴散，迅速經由樹脂層5到達散熱金屬板7。並且，到達該散熱金屬板7之熱於散熱金屬板7擴散且放出至散熱金屬板7之外部。因此，謀求散熱效率之進一步提高。
再者，散熱金屬板7之導熱率較佳為15W/m．K以上、500W/m．K以下，更佳為200W/m．K(鋁)以上、400W/m．K以下(銅)。
絕緣部6設置於樹脂層5之下面，於基材8之俯視下，形成於除去第1區域15之樹脂層5之下面的第2區域16。即，於樹脂層5之下面未位有散熱金屬板7的第2區域16，包圍散熱金屬板7而形成。
藉此，基材8之下面之未位有散熱金屬板7的第2區域16中，絕緣性被確保。又，確保作為基材8整體之強度。
又，絕緣部6實現斷熱效應。因此，可將由散熱金屬板7散熱之熱於絕緣部6遮蔽。因此，搭載於與第2區域16對應位置之配線(電路基板10)之其他電子零件可由於該熱傳遞，確實抑制或防止造成不良影響。
再者，如圖1所示，散熱金屬板7之厚度(平均厚度)t7與絕緣部6之厚度(平均厚度)相同。藉此，由散熱金屬板7之下面與絕緣部6之下面構成平坦面。
於本發明中，該絕緣部6由含有熱硬化性樹脂(第1熱硬化性樹脂)之絕緣部形成用樹脂組成物(以下僅稱為「第1樹脂組成物」)的硬化物構成。再者，第1樹脂組成物與上述第2樹脂組成物不同。
由此種硬化物構成絕緣部6，藉此可將樹脂層5與絕緣部6之間之熱線膨脹係數的差設定為小。半導體裝置1之半導體元件驅動時，半導體裝置1本身發熱，加熱樹脂層5及絕緣部6。然而，於樹脂層5與絕緣部6之間產生翹曲，因此，可確實抑制或防止該等彼此之間產生剝離。
如上所述，本實施形態之電路基板10中，較佳樹脂層5表現出優異之導熱性，較佳絕緣部4表現出優異之斷熱效應。如此，就表現出樹脂層5與絕緣部4不同效應之觀點而言，較佳形成樹脂層5之第2樹脂組成物與形成絕緣部6之第1樹脂組成物不同。藉此，可更顯著表現出樹脂層5與絕緣部6之雙方特性。即，樹脂層5可將來自半導體裝置1之熱高效傳遞至散熱金屬板7，又，絕緣部6可確實抑制或防止自散熱金屬板7散熱之熱傳遞至於半導體裝置1以外之搭載於配線4的其他電子零件。其結果，可提高發熱體搭載基板50之可靠性。
以下，對該第1樹脂組成物進行說明。
熱硬化性樹脂(第1熱硬化性樹脂)並無特別限定，例如可列舉：酚樹脂、環氧樹脂、尿素(尿素)樹脂、三聚氰胺樹脂之具有三環之樹脂、不飽和聚酯樹脂、雙馬來醯亞胺(BMI)樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、聚矽氧樹脂、具有苯并環之樹脂、氰酸酯樹脂等，可組合使用該等中之1種或2種以上。其中，酚樹脂具有良好之流動性。因此，可提高第1樹脂組成物之流動性，不依存於散熱金屬板7之形狀， 於基材8之俯視下，可以包圍散熱金屬板7之方式而形成絕緣部6。又，可提高絕緣部6對樹脂層5及散熱金屬板7之密接性。
又，作為酚樹脂，例如可列舉：苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、雙酚A酚醛清漆樹脂、芳基伸烷基型酚醛清漆樹脂之酚醛清漆型酚樹脂、二亞甲基醚型可溶酚醛樹脂、羥甲基型可溶酚醛樹脂等未改性之可溶酚醛酚樹脂、經桐油、亞麻仁油、核桃油等改性之油改性可溶酚醛酚樹脂之可溶酚醛型酚樹脂等。
又，於使用酚醛清漆型酚樹脂之情形時，第1樹脂組成物含有硬化劑。通常，作為該硬化劑，使用六亞甲基四胺。進而，於使用六亞甲基四胺之情形時，其含量並無特別限定，較佳相對於酚醛清漆型酚樹脂100重量份，含有10重量份以上，30重量份以下，進而較佳為含有15重量份以上，20重量份以下。藉由六亞甲基四胺之含量設為上述範圍，可使第1樹脂組成物之硬化物即絕緣部6之機械強度及成形收縮量良好。
此種酚樹脂之中，較佳使用可溶酚醛型酚樹脂。於使用酚醛清漆型酚樹脂作為主成分之情形時，如上所述，通常使用六亞甲基四胺作為硬化劑，酚醛清漆型酚樹脂硬化時產生氨氣等腐蝕性氣體。因此，起因於此，有散熱金屬板7腐蝕之虞。由此，與酚醛清漆型酚樹脂相比，較佳使用可溶酚醛型酚樹脂。
又，亦可併用可溶酚醛型酚樹脂及酚醛清漆型酚樹脂。藉此，可提高絕緣部6之強度並且亦提高靭性。
又，作為環氧樹脂，例如可列舉：雙酚A型、雙酚F型、雙酚AD型之雙酚型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型、甲酚酚醛清漆型之酚醛清 漆型環氧樹脂、溴化雙酚A型、溴化苯酚酚醛清漆型之溴化型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、三(羥基苯基)甲烷型環氧樹脂等。該等之中，較佳為分子量相對較低之雙酚A型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂。藉此，可進而良好提高絕緣部6之形成時之作業性或成形性。又，就絕緣部6之耐熱性方面而言，較佳為苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、三(羥基苯基)甲烷型環氧樹脂，尤其較佳為三(羥基苯基)甲烷型環氧樹脂。
於使用三(羥基苯基)甲烷型環氧樹脂之情形時，其數量平均分子量並無特別限定，較佳為500~2000，進而較佳為700~1400。
又，於使用環氧樹脂之情形時，較佳第1樹脂組成物中含有硬化劑。作為硬化劑，並無特別限定，例如可列舉：脂肪族聚胺、芳香族聚胺、二胺二醯胺之胺化合物、脂環族酸酐、芳香族酸酐等酸酐、酚醛清漆型酚樹脂之聚苯酚化合物、或咪唑化合物等。其中，較佳為酚醛清漆型酚樹脂。藉此，提高第1樹脂組成物之操作、作業性。又，於環境方面，可獲得優異之第1樹脂組成物。
於尤其使用苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、可溶酚醛酚醛清漆型環氧樹脂、三(羥基苯基)甲烷型環氧樹脂作為環氧樹脂之情形時，作為硬化劑，較佳使用酚醛清漆型酚樹脂。藉此，可提高由第1樹脂組成物獲得之硬化物之耐熱性。再者，硬化劑之添加量並無特別限定，較佳相對於環氧樹脂之理論當量比1.0之容許幅度在±10重量%以內。
又，第1樹脂組成物可為含有上述硬化劑及視需要含有硬化促進劑者。作為硬化促進劑，並無特別限定，例如可列舉：咪唑化合物、 三級胺化合物、有機磷化合物等。硬化促進劑之含量並無特別限定，相對於環氧樹脂100重量份，較佳為0.1~10重量份，更佳為3~8重量份。
又，第1樹脂組成物較佳含有發揮作為填充材之功能之纖維強化材。藉此，可發揮絕緣部6本身優異之機械強度及優異之剛性。
作為纖維強化材，並無特別限定，例如可列舉：玻璃纖維、碳纖維、芳香多醯胺纖維(芳香族聚醯胺)、聚-對伸苯基苯并雙唑(PBO)纖維、聚乙烯醇(PVA)纖維、聚乙烯(PE)纖維、聚醯亞胺纖維之類的塑膠纖維、玄武岩纖維(basalt fiber)之無機纖維及不鏽鋼纖維之類的金屬纖維等，可組合使用該等中之1種或2種以上。
進而，該等纖維強化材中，以提高與熱硬化性樹脂之接著性為目的，可實施利用矽烷偶合劑之表面處理。作為矽烷偶合劑，並無特別限定，例如可列舉：胺基矽烷偶合劑、環氧矽烷偶合劑、乙烯基矽烷偶合劑等，可組合使用該等中之1種或2種以上。
該等纖維強化材中，較佳使用碳纖維或芳香多醯胺纖維。藉此，可進而提高絕緣部6之機械強度。尤其，藉由使用碳纖維，可進而提高絕緣部6之高負荷時之耐摩耗性。再者，就謀求絕緣部6之進一步輕量化之觀點而言，纖維強化材較佳為芳香多醯胺纖維等塑膠纖維。進而，就提高絕緣部6之機械強度之觀點而言，作為纖維強化材，較佳使用玻璃纖維或碳纖維等纖維基材。
硬化物中之纖維強化材之含量相對於硬化物總量，例如為10體積%以上，較佳為20體積%以上，進而較佳為25體積%以上。又，纖維強化材之含量相對於硬化物總量之上限值並無特別限定，較佳為80體積 %以下。藉此，可確實提高絕緣部6之機械強度。
進而，第1樹脂組成物可含有纖維強化材以外之材料作為填充材。作為該填充材，可為無機填充材及有機填充材之任一者。
作為無機填充材，例如使用選自氧化鈦、氧化鋯、氧化矽、碳酸鈣、碳化硼、黏土、雲母、滑石、矽灰石、玻璃珠、磨碎碳、石墨等中之1種以上。再者，作為無機填充材，較佳含有氧化鈦、氧化鋯、氧化矽之類的金屬氧化物。藉此，發揮金屬氧化物具備之氧化皮膜作為鈍態化膜之功能，可提高作為硬化物整體之耐酸性。
又，作為有機填充材，使用選自聚乙烯丁醛、丙烯腈丁二烯橡膠(NBR)、紙漿、木粉等中之1種以上。再者，丙烯腈丁二烯橡膠可為具有部分交聯結構之類型或具有羧基改性結構之類型之任一者。該等之中，就進而提高提昇硬化物之靭性之效應的觀點而言，較佳為丙烯腈丁二烯橡膠。
再者，第1樹脂組成物中，除以上說明之成分以外，亦可添加脫模劑、硬化助劑、顏料等添加劑。
又，絕緣部6與樹脂層5之界面附近中，較佳樹脂層5所含之填料分散於絕緣部6側。藉此，樹脂層5與絕緣部6之界面附近，恰如樹脂層5與絕緣部6混合存在之狀態，謀求提高樹脂層5與絕緣部6之密接性。因此，發熱體搭載基板50可發揮優異之耐久性。
如以上般，搭載半導體裝置1作為發熱體之圖1所示的發熱體搭載基板50可藉由於電路基板10搭載半導體裝置1而獲得，進而，電路基板10可代替上述配線4、樹脂層5、散熱金屬板7及絕緣部6，使用覆金 屬箔基板10A而獲得，該覆金屬箔基板10A於基材8之上面(另一面)具備形成平板狀(片狀)之金屬箔4A。該覆金屬箔基板10A係藉由以下所示之覆金屬箔基板10A之製造方法而製造。
(覆金屬箔基板之製造方法)
圖3、4係用以說明圖1之發熱體搭載基板之製造所使用之覆金屬箔基板的製造方法之圖。再者，以下，為了便於說明，圖3、4中之上側稱為「上」，下側亦稱為「下」。又，於圖3、4中，將覆金屬箔基板及其各部分放大而示意性圖示，覆金屬箔基板及其各部分之大小及其比率與實際有大幅不同。
[1]
首先，準備形成平板狀之金屬箔4A，其後，如圖3(a)所示，於金屬箔4A上形成樹脂層形成用層(以下簡稱為「層」)5A。
該層5A藉由將上述成為清漆狀之第2樹脂組成物於金屬箔4A上供給為層狀後，使第2樹脂組成物乾燥而獲得。並且，該層5A藉由經過下述步驟[2]及步驟[3]並藉由硬化或固化而成為樹脂層5。
金屬箔4A對第2樹脂組成物之供給例如可使用缺角輪塗佈機(comma coater)、模嘴塗佈機、凹版塗佈機等而進行。
該第2樹脂組成物較佳具有如以下之黏度行為。
即，該黏度行為係於初期溫度60℃、升溫速度3℃/min、頻率1Hz之條件下，利用動態黏彈性測量裝置將第2樹脂組成物升溫至熔融狀態時，於升溫初期減少熔融黏度，達到最低熔融黏度後，熔融黏度上升之行為。此種最低熔融黏度較佳為1×103Pa．s以上，1×105Pa．s以下之範圍內。
若最低熔融黏度為上述下限值以上，則樹脂材料與填料分 離，可抑制僅樹脂材料流動，藉由經過步驟[2]及步驟[3]，可獲得更均質之樹脂層5。又，若最低熔融黏度為上述上限值以下，則可提高金屬箔4A對第2樹脂組成物之潤濕性，可更進一步提高樹脂層5與金屬箔4A之密接性。
藉由該等之協同效應，可更進一步提高覆金屬箔基板10A(電路基板10)之散熱性及絕緣破壞電壓。
又，第2樹脂組成物較佳達到最低熔融黏度之溫度為60℃以上、100℃以下之範圍內，更佳為75℃以上、90℃以下之範圍內。
進而，第2樹脂組成物較佳流動率為15%以上、未達60%，更佳為25%以上、未達50%。
再者，該流動率可利用以下程序而測量。即，首先，將具有由本實施形態之第2樹脂組成物形成之樹脂層的金屬箔裁斷為特定之尺寸(50mm×50mm)。其後，將經裁斷之金屬箔積層5~7片，獲得積層體。繼而，測量積層體之重量(測量前重量)。其次，於將內部溫度保持為175℃之熱盤間將積層體加壓5分鐘後，將經加壓之積層體冷卻。將自加壓之積層體流出之樹脂仔細去除，再次測量經冷卻之積層體之重量(測量後重量)。流動率可利用下式(I)而求出。
流動率(%)=(測量前重量-測量後重量)/(測量前重量-金屬箔重量)(I)
若第2樹脂組成物具有此種黏度行為，則將第2樹脂組成物加熱硬化形成樹脂層5時，可抑制空氣侵入至第2樹脂組成物中。又，可將第2樹脂組成物中溶出之氣體充分排出至外部。其結果，可抑制樹脂層5產生氣泡，可自金屬箱4A確實將熱傳至樹脂層5。又，藉由抑制氣泡之產 生，可提高覆金屬箔基板10A(電路基板10)之絕緣可靠性。又，可提高樹脂層5與金屬箔4A之密接性。
藉由該等之協同效應，可更進一步提高覆金屬箔基板10A(電路基板10)之散熱性，其結果，可更進一步提高覆金屬箔基板10A之熱循環特性。
具有此種黏度行為之第2樹脂組成物例如藉由適當調整上述樹脂材料之種類或量、填料之種類或量，又於樹脂材料含有苯氧基樹脂之情形時，適當調整其種類或量而獲得。尤其，藉由使用作為環氧樹脂之萘型環氧樹脂等流動性佳之樹脂，容易獲得如上述之黏度特性。
[2]
其次，準備散熱金屬板7。其後，如圖3(b)所示，以金屬箔4A與散熱金屬板7經過層5A互相接近之方式，將該等加壓並且加熱。
藉此與第1區域15對應，於層5A貼合散熱金屬板7(參照圖3(c))。
此時，於層5A具有熱硬化性之情形時，層5A較佳於未硬化或半硬化之條件、更佳為半硬化之條件下加熱及加壓。又，於層5A具有熱塑性之情形時，層5A於加熱及藉由加熱而熔融後，藉由冷卻而固化之條件下，加熱及加壓。
該加熱及加壓之條件例如亦根據層5A所含之第2樹脂組成物之種類而有稍許不同，但如以下而設定。
即，加熱溫度較佳設定為80~200℃左右，更佳為170~190℃左右。
又，加壓之壓力較佳設定為0.1~3MPa左右，更佳為0.5~2MPa左右。
進而，加熱及加壓之時間較佳為10~90分鐘左右，更佳為30~60分鐘左右。
藉此，散熱金屬板7之下面接合於層5A，其結果，於層5A貼合有散熱金屬板7。
再者，於層5A具有熱硬化性之情形時，是否將層5A未硬化或半硬化之選擇如以下方式進行。例如，於本步驟[2]中，優先將散熱金屬板7貼合於層5A時，層5A成為半硬化之狀態。另一方面，於其次步驟[3]中，優先提高樹脂層5與絕緣部6之界面的密接性時，層5'A成為未硬化之狀態。
[3]
其次，於層5A之俯視下，以包圍散熱金屬板7之方式於層5A上形成絕緣部6。
即，以覆蓋層5A之上面未位有散熱金屬板7之第2區域16之方式形成絕緣部6。
進而，此時，於層5A具有熱硬化性之情形時，藉由層5A硬化而形成樹脂層5。又，於層5A具有熱塑性之情形時，藉由將層5A熔融後，再次使其固化而形成樹脂層5(參照圖3(d))。
作為形成絕緣部6之方法，並無特別限定，例如可列舉於使第1樹脂組成物熔融之狀態下，以覆蓋層5A之上面未位有散熱金屬板7之第2區域16之方式對層5A之上面側供給第1樹脂組成物後，成形該熔融 狀態之第1樹脂組成物的方法。根據該方法，可對層5A之上面之第2區域16，以優異之精度位置選擇性形成絕緣部6。
以下，對根據該方法，形成絕緣部6之情形進行詳細敍述。再者，作為第1樹脂組成物，可為顆粒狀(顆粒狀)、片狀、短條狀、或平板狀之任一者。以下，對使用形成平板狀之第1樹脂組成物之情形為一例進行說明。
[3-1]首先，如圖4所示，於藉由將成形模具100所具備之上模110與下模120重合而形成之模腔(收納空間)121，以散熱金屬板7成為上側之方式收納接合於層5A上之散熱金屬板7。其後，進行上模110與下模120之合模。
再者，此時，於散熱金屬板7之厚度方向，供給路113之下側開口與散熱金屬板7未重合，且以上模110之下面與散熱金屬板7之上面互相連接之方式，將接合於層5A上之散熱金屬板7收納於模腔121內。藉此，可以絕緣部6之厚度與散熱金屬板7之厚度相同的方式，形成於後步驟中形成絕緣部6，。即，絕緣部6不形成於散熱金屬板7之上面，以由絕緣部6之上面與散熱金屬板7之上面構成平坦面之方式，可於層5A之上面之第2區域16選擇性設置絕緣部6。
並且，將形成平板狀之第1樹脂組成物130收納於上模110所具備之坩堝111內。
[3-2]其次，將成形模具100加熱，對坩堝111內之第1樹脂組成物130加熱熔融，且將柱塞112插入坩堝111內。藉此，對第1樹脂組成物130進行加壓。
藉此，將成為熔融狀態之第1樹脂組成物130經由供給路113移送至模腔121內。
[3-3]其次，將柱塞112插入坩堝111內，藉此於對收納於模腔121內之金屬箔4A加熱及加壓之狀態下，將熔融之第1樹脂組成物130以覆蓋位於第2區域16之層5A上之方式填充於模腔121內。
並且，藉由使熔融之第1樹脂組成物130硬化而形成絕緣部6。藉此，於層5A之俯視下，以包圍散熱金屬板7之方式形成絕緣部6。
又，於層5A具有熱硬化性之情形時，藉由該加熱及加壓使層5A硬化，藉此形成樹脂層5。於層5A具有熱塑性之情形時，將層5A熔融後，使層5A冷卻並再次固化，藉此形成樹脂層5。
該步驟之加熱及加壓之條件並無特別限定，例如如以下方式設定。
即，加熱溫度較佳設定為80~200℃左右、更佳為170~190℃左右。
又，加壓之壓力較佳設定為2~10MPa左右，更佳為3~7MPa左右。
進而，加熱及加壓之時間較佳為1~60分鐘左右，更佳為3~15分鐘左右。
藉由將溫度、壓力及時間設定為該條件，於樹脂層5與絕緣部6之界面附近，樹脂層5所含之填料分散於絕緣部6側而混合存在樹脂層5與絕緣部6之狀態下，形成樹脂層5及絕緣部6。因此，可提高樹脂層5與絕緣部6之密接性。
又，第1樹脂組成物130之熔融黏度較佳為於175℃，較佳為10~3000Pa．s左右，更佳為30~2000Pa．s左右。藉此，可於樹脂層5之俯視下，以包圍散熱金屬板7之方式，更確實形成絕緣部6。
再者，175℃之熔融黏度例如可利用島津製作所製造之熱流動評價裝置(流動測試器)而測量。
又，較佳藉由柱塞112插入坩堝111內而產生之壓力，金屬箔4A按壓於下模120所具備之模腔121之底面。藉此，防止熔融之第1樹脂組成物130回折至金屬箔4A。其結果，確實防止金屬箔4A之下面之絕緣部6的形成。藉此，可防止藉由將金屬箔4A圖案化而獲得之配線4被絕緣部6覆蓋。藉此，可防止含有半導體裝置1之電子零件與配線4之電連接阻礙。
經由如以上之步驟，製造覆金屬箔基板10A。
又，形成具有將該覆金屬箔基板10A所具備之金屬箔4A圖案化，於半導體裝置1所具備之連接端子12電連接之端子的配線4。藉此，製造於基材8上形成配線4之電路基板10。再者，作為將金屬箔4A圖案化之方法，並無特別限定，例如可列舉如以下之方法。將與應形成之配線4之圖案(形狀)對應的光阻層形成於金屬箔4A上。其後，使用該光阻層作為遮罩，利用濕式蝕刻法或乾式蝕刻法，對自光阻層之開口部露出之金屬箔4A進行蝕刻。
再者，於本實施形態中，對藉由經過上述步驟[3-1]~[3-3]，獲得一個覆金屬箔基板10A之情形進行說明。然而，本發明並不限定於該情形，例如於上述步驟[3-1]中，亦可將多個散熱金屬板7接合於層5A 上之積層體收納於模腔121，其後，將經由上述步驟[3-2]、[3-3]獲得之一個覆金屬箔基板10A於厚度方向裁斷(切斷)，藉此獲得多個覆金屬箔基板10A。再者，該裁斷可於(I)上述步驟[3-3]之後，(II)將金屬箔4A圖案化並將多個配線4形成於基材8上後，或(III)與多個配線4分別對應而將多個半導體裝置1搭載於電路基板10上之後的任一階段執行。該裁斷較佳於上述(III)之階段執行。藉此，可總括性製造多個發熱體搭載基板50。
又，於本實施形態中，於不同步驟進行步驟[2]及步驟[3]。然而，本發明並不限定於此，例如，若可於省略第1樹脂組成物130裝填於坩堝111內之狀態下，將柱塞112插入坩堝111內，藉此實施散熱金屬板7之對金屬箔4A的擠壓，則亦可於模腔121內總括實施步驟[2]及步驟[3]。
該構成之發熱體搭載基板50以各種電子機器具備之基板(一零件)之形式而搭載。
<第2實施形態>
其次，對本發明之發熱體搭載基板之第2實施形態進行說明。
圖5係表示本發明之發熱體搭載基板之第2實施形態的縱剖面圖，圖6係自圖5中之箭頭A方向觀察的圖(平面圖)。
以下，對第2實施形態之發熱體搭載基板51，以與上述第1實施形態之發熱體搭載基板50之差異為中心進行說明，關於同樣之事項，省略其說明。
圖5所示之發熱體搭載基板51除了以下情形以外，與圖1、2所示之發熱體搭載基板50同樣：於與第1實施形態之電路基板10之構成不同的構成之電路基板10'的上面及下面雙方分別搭載半導體裝置1。
即，於第2實施形態之發熱體搭載基板51中，電路基板10'具備：樹脂層5、於樹脂層5之俯視下與第1區域15對應而覆蓋樹脂層5之散熱金屬板7、與第2區域16對應覆蓋樹脂層5之絕緣部6、具備以其下面將該等散熱金屬板7及絕緣部6覆蓋之樹脂層5的基材8'，以及分別設置於該基材8'之上面及下面之配線4。並且，兩個半導體裝置1分別於連接端子12中與配線4電連接之狀態下，搭載於基材8'所具有之配線4。
又，基材8'中，散熱金屬板7於樹脂層5之俯視下，與第1區域15對應而覆蓋樹脂層5。絕緣部6於樹脂層5之俯視下，與第2區域16對應而覆蓋樹脂層5。於本實施形態中，如圖6所示，散熱金屬板7於基材8'(電路基板10')之一個側面而露出。自該露出之散熱金屬板7之露出面，將於兩個半導體裝置1中產生之熱散熱。
藉由此種第2實施形態之發熱體搭載基板51，亦獲得與上述第1實施形態同樣之效果。
再者，該構成之發熱體搭載基板51以如下方式獲得。首先，準備於基材8'之上面及下面雙方分別設置有金屬箔4A之覆金屬箔基板(本發明之覆金屬箔基板)。其次，將該等雙方之金屬箔4A圖案化獲得配線4。其後，於配線4搭載半導體裝置1。
<第3實施形態>
其次，對本發明之發熱體搭載基板之第3實施形態進行說明。
圖7係表示本發明之發熱體搭載基板之第3實施形態的縱剖面圖。
以下，對第3實施形態之發熱體搭載基板52，以與上述第1 實施形態之發熱體搭載基板50之差異為中心進行說明，關於同樣事項，省略其說明。
圖7所示之發熱體搭載基板52除了如下情形以外，與圖1、2所示之發熱體搭載基板50同樣：於與第1實施形態之電路基板10之構成不同之構成的電路基板10"之上面，搭載與第1實施形態之半導體裝置1之構成不同之構成的半導體裝置1'。
即，於第3實施形態之發熱體搭載基板52中，電路基板10"具備：基材8'、以及配線4'，該配線4'於與搭載半導體裝置1'之位置對應之位置具備開口部。並且，半導體裝置1'具有：半導體元件17、將半導體元件17與配線4'電連接之接合線18，與將半導體元件17及接合線18密封之塑模部19。半導體元件17於配線4'之開口部接合於樹脂層5上。進而，半導體元件17所具備之端子及配線所具備之端子經由接合線18而電連接。於該狀態下，該等以含有配線4'之開口部之方式，於配線4'之上面側由塑模部19密封。
此種發熱體搭載基板52中，半導體裝置1'所具備之半導體元件17接合於基材8'所具備之樹脂層5，半導體元件17中產生之熱經由接合於半導體元件17之樹脂層5，進而經由散熱金屬板7而散熱，因此謀求該熱之散熱效率之提高。
藉由此種第3實施形態之發熱體搭載基板52，亦獲得與上述第1實施形態同樣之效果。
再者，於圖7中，配線4'之開口部中，於散熱金屬板7設置樹脂層5。半導體元件17中產生之熱經由樹脂層5傳遞至散熱金屬板7。然 而，並不限定於此，亦可於配線4'之開口部省略樹脂層5，將半導體元件17接合於散熱金屬板7上。藉此，半導體元件17中產生之熱可不經過樹脂層5而直接傳遞至散熱金屬板7。藉由設為該構成，謀求半導體元件17中產生之熱之散熱效率的進一步提高。
以上，針對圖示之實施形態對本發明之覆金屬箔基板、電路基板及發熱體搭載基板進行說明，但本發明並不限定於該等。
例如，構成本發明之覆金屬箔基板、電路基板及發熱體搭載基板之各部分，可置換成能夠發揮同樣功能之任意構成。又，可於本發明之覆金屬箔基板、電路基板及發熱體搭載基板附加任意之構成物。
又，於本發明中，可組合上述第1~第3實施形態所示之任意2個以上之構成。
進而，本發明之發熱體搭載基板並不限定於上述實施形態。即，本發明並不限定於將作為發熱體之半導體裝置搭載於電路基板之發熱體搭載基板。本發明可應用於作為發熱體之熱敏電阻之類之電阻、電容器、二極體功率MOSFET、絕緣閘雙極電晶體(IGBT)之類之功率電晶體、電抗器、LED(發光二極體)、LD(雷射二極體)、有機EL元件之類之發光元件及馬達等搭載於電路基板之發熱體搭載基板。
【實施例】
以下，對本發明之具體實施例進行說明。再者，本發明並不限定於此。
1.試片之製造
根據以下方式製造試片。
(實施例1A)
1.1第2樹脂組成物(清漆)之製備
[1]首先，稱量雙酚F/雙酚A苯氧基樹脂(三菱化學製造，4275，重量平均分子量6.0×104，雙酚F骨架與雙酚A骨架之比率=75：25)40.0質量份、雙酚A型環氧樹脂(DIC製造，850S，環氧當量190)55.0質量份、2-苯基咪唑(四國化成製造之2PZ)3.0質量份、作為矽烷偶合劑之γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Silicones製造之KBM-403)2.0質量份。將該等溶解於環己酮400質量份進行混合，獲得混合液。使用高速攪拌裝置將混合液攪拌，藉此獲得含有樹脂材料之清漆。
[2]其次，稱量氧化鋁(日本輕金屬製造，平均粒徑A 3.2μm，一次粒徑B 3.6μm，平均粒徑A/一次粒徑B=0.9之市售品(Lot No.Z401))800g。其次，於收納純水1300mL之塑膠製容器內投入氧化鋁，獲得氧化鋁溶液。其後，使用具備直徑50mm之葉片之分散機(特殊機化工業公司製造，「R94077」)，於轉數5000rpm×時間15分鐘之條件下，攪拌氧化鋁溶液。藉此，水洗氧化鋁。
其後，靜置氧化鋁溶液15分鐘，獲得上清液。其次，利用滴管採集50ml之上清液，進行過濾，獲得過濾液。其後，測量過濾液之pH。利用傾析法除去上清液直至過濾液之pH值成為7.0。其後，進行多次上述氧化鋁之水洗。
[3]其次，如上述方式放置實施水洗之氧化鋁20分鐘。其後，利用傾析法除去上清液。其後，於該塑膠製造容器投入丙酮1000mL，獲得氧化鋁與丙酮之混合液。其後，使用上述分散機，於轉數800rpm×攪拌時 間5分鐘之條件下，攪拌氧化鋁與丙酮之混合液。
並且，將氧化鋁與丙酮之混合液放置12小時，獲得上清液。其後，除去上清液。
[4]其次，將除去上清液之後之氧化鋁放置於不鏽鋼坩堝。使用全排氣型箱型乾燥機(塔巴依公司製造，「PHH-200」)，於乾燥溫度40℃×乾燥時間1小時之條件下乾燥氧化鋁，藉此獲得洗淨氧化鋁(填料)。
其後，將該洗淨氧化鋁於200℃×24小時之條件下乾燥後，於85℃×85%RH之條件下放置。如此，將洗淨氧化鋁之含水率設為0.18質量%。
再者，該氧化鋁之含水量係根據使用示差熱天平裝置(TG-DTA)而測量之25℃與500℃之質量差而計算。
[5]其次，於上述步驟[1]中預先準備之含有樹脂材料的清漆，使用分散機(特殊機化工業公司製造，「R94077」)，將洗淨氧化鋁(505.0質量份)於轉數1000rpm×攪拌時間120分鐘之條件下加以混合。藉此，獲得氧化鋁之樹脂固形物成分比83.5重量%(60.0體積%)之第2樹脂組成物。
1.2樹脂層形成用層於金屬箔上之成膜
使用缺角輪塗佈機，於寬度260mm、厚度35μm之輥狀銅箔(日本電解製造，YGP-35)之粗化面塗佈上述1.1所獲得之第2樹脂組成物。其次，於100℃ 3分鐘、150℃ 3分鐘之條件下，對第2樹脂組成物進行加熱乾燥，藉此於銅箔上形成厚度100μm之樹脂層形成用層(層)。藉此獲得積層體。
再者，藉由於該條件下使第2樹脂組成物乾燥，層成為半硬化之狀態。將積層體切成縱65mm×橫100mm而製成金屬箔。
1.3形成平板狀之第1樹脂組成物之製備
調配二亞甲基醚型可溶酚醛樹脂(SUMITOMO BAKELITE製造之R-25)30份、羥甲基型可溶酚醛樹脂(SUMITOMO BAKELITE製造之PR-51723)7份、酚醛清漆型樹脂(SUMITOMO BAKELITE製造之A-1084)4份、氫氧化鋁15份、玻璃纖維(日東紡織製造)10份、燒成黏土12份、有機質填充材、硬化促進劑、脫模劑、顏料等22份，獲得混合物。其次，利用加熱輥將混合物加以混練，獲得混練物，將混練物冷卻。其後，將粉碎混練物獲得之粉碎物平板化，藉此獲得形成平板狀之第1樹脂組成物。
再者，作為可溶酚醛型酚樹脂，使用如下方式獲得之二亞甲基醚型可溶酚醛型酚樹脂(固形)作為主成分。首先於具備回流冷凝器攪拌機、加熱裝置、真空脫水裝置之反應釜內，以莫耳比(F/P)=1.7添加苯酚(P)及甲醛(F)。於該反應釜，相對於苯酚100重量份添加0.5重量份乙酸鋅，獲得混合物。其次，將該混合物之PH調整為5.5，進行回流反應3小時。其後，於真空度100Torr、溫度100℃進行2小時水蒸氣蒸餾，除去未反應苯酚。進而，於真空度100Torr、溫度115下反應1小時，藉此獲得二亞甲基醚型可溶酚醛型酚樹脂。該二亞甲基醚型可溶酚醛型酚樹脂之數量平均分子量為800。
1.4絕緣部於樹脂層上之形成
首先，於成形模具100所具備之模腔121，以層成為上側之方式收納形成有層之金屬箔。其後，於坩堝111內收納形成平板狀之第1樹脂組成物。
其次，加熱熔融坩堝111內之第1樹脂組成物，並且將柱塞112插入至坩堝111內。藉此第1樹脂組成物於被加熱及加壓之狀態下，以 熔融之第1樹脂組成物覆蓋層之方式填充於模腔內。藉此對層上供給熔融之第1樹脂組成物。
並且，藉由使熔融之第1樹脂組成物與層硬化，而獲得於金屬箔依序積層有樹脂層、絕緣部之實施例1A之試片(參照圖8)。
再者，使第1樹脂組成物及層硬化時之條件如以下方式設定。
．加熱溫度：175℃
．加壓時之壓力：5.0MPa
．加熱/加壓時間：3分鐘
(實施例2A~7A)
除將上述1.2中成膜之層之硬化之狀態、上述1.4中形成絕緣部時之條件變更為表1所示以外，以與上述實施例1A同樣之方式，獲得實施例2A~7A之試片。
2.試片之評價
將各實施例之試片分別沿其厚度方向切斷。其後，使用電子顯微鏡觀察獲得之切斷面之樹脂層與絕緣部之界面附近。
將藉由利用該電子顯微鏡觀察而獲得之各實施例之試片的上述界面附近之電子顯微鏡照片示於圖9~15。
由如圖9~15所示之電子顯微鏡照片明確，於各實施例中，樹脂層與絕緣部之界面不形成空隙，樹脂層與絕緣部以優異之密接性接合。
尤其於使層為半硬化狀態之實施例1~5中，樹脂層5所含之填料分散於絕緣部6側，結果為樹脂層與絕緣部以更優異之密接性接合。
再者，於使加壓時之壓力為2.5MPa之實施例2、4、7中，發現於樹脂層5中產生稍許空隙。
又，關於實施例1A，以間距1mm之間隔測量20處上述切斷面之絕緣部的厚度，其平均厚度為85±10μm。根據該測量結果可知，形成之絕緣部具有均勻之膜厚。
[產業上之可利用性]
藉由設為本發明之覆金屬箔基板之構成，能夠製造可高效將自待搭載之發熱體發出之熱散熱的電路基板。
因此，藉由於本發明之電路基板搭載發熱體獲得發熱體搭載基板，可於發熱體搭載基板將自發熱體發出之熱經由電路基板而高效散熱。因此，本發明具有產業上之可利用性。

Claims (10)

  1. 一種覆金屬箔基板，用於形成電連接搭載會發熱之發熱體的電路基板，其特徵在於具備：金屬箔，其形成平板狀；樹脂層，其形成於該金屬箔之一個面；散熱金屬板，其將該發熱體發出之熱散熱，該散熱金屬板於該樹脂層之俯視下，與該樹脂層之與該金屬箔相反之面的第1區域對應地形成，該第1區域包含搭載該發熱體之區域；及絕緣部，其與上述樹脂層之與上述金屬箔相反之面除去上述第1區域以外的第2區域對應地形成；該絕緣部由含有第1熱硬化性樹脂之第1樹脂組成物之硬化物構成；該樹脂層由第2樹脂組成物之硬化物或固化物構成，該第2樹脂組成物含有樹脂材料，與該第1樹脂組成物不同。
  2. 如申請專利範圍第1項之覆金屬箔基板，其中該樹脂材料係與該第1熱硬化性樹脂不同之第2熱硬化性樹脂，該樹脂層係由該第2熱硬化性樹脂之硬化物構成。
  3. 如申請專利範圍第2項之覆金屬箔基板，其中該第2熱硬化性樹脂為環氧樹脂。
  4. 如申請專利範圍第1項之覆金屬箔基板，其中該第2樹脂組成物進而含有填料。
  5. 如申請專利範圍第4項之覆金屬箔基板，其中該填料主要含有由氧化 鋁構成之粒子。
  6. 如申請專利範圍第4項之覆金屬箔基板，其中該填料分散於該樹脂層之該絕緣部側。
  7. 如申請專利範圍第1項之覆金屬箔基板，其中該第1熱硬化性樹脂為酚樹脂。
  8. 如申請專利範圍第1項之覆金屬箔基板，其中由該絕緣部之與該樹脂層相反之面及該散熱金屬板之與該樹脂層相反之面構成平坦面。
  9. 一種電路基板，係使用申請專利範圍第1項之覆金屬箔基板而形成，其特徵在於：具有具備電連接該發熱體之端子的電路，該電路係藉由將該金屬箔圖案化而形成。
  10. 一種發熱體搭載基板，其具備申請專利範圍第9項之電路基板以及與該端子電連接而搭載於該電路基板之該發熱體。
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