WO2015163055A1 - 金属ベース基板、金属ベース基板の製造方法、金属ベース回路基板および電子装置 - Google Patents

金属ベース基板、金属ベース基板の製造方法、金属ベース回路基板および電子装置 Download PDF

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WO2015163055A1
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小宮谷　壽郎
大輔 北原
杠　幸治
新居　良英
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住友ベークライト株式会社
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    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]

Definitions

  • the present invention relates to a metal base substrate, a metal base substrate manufacturing method, a metal base circuit substrate, and an electronic device.
  • a metal base substrate provided with a metal layer formed of a metal foil on an insulating resin layer on a metal substrate is preferably used for applications requiring high current.
  • an inverter device or a power semiconductor device in which a semiconductor device such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) and a diode, a semiconductor device such as a diode, and an electronic component such as a resistor and a capacitor are mounted on a circuit-processed metal base substrate is known. Yes.
  • Patent Document 1 discloses a semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on a support such as a lead frame, and the support and a heat radiating plate connected to a heat sink are bonded with an insulating resin layer.
  • Patent Document 2 discloses a technique for improving the heat dissipation characteristics of a wiring board. Specifically, a technique is disclosed in which a laminated plate composed of an insulating resin layer and a copper foil or copper plate integrated on both sides thereof, and the total thickness of both the copper foil or copper plate is 600 ⁇ m or more.
  • the laminated plate described in Patent Document 2 has a total thickness of both the copper foil and the copper plate as thick as 600 ⁇ m or more. Therefore, there is still room for thinning as a metal base substrate.
  • the copper foil (that is, the upper layer) forming the circuit is as thick as 300 ⁇ m like the metal base substrate described in Example 1 of Patent Document 2, circuit processing may be difficult.
  • the upper layer is 100 ⁇ m thick and the lower layer is 500 ⁇ m thick as in the metal base substrate described in Example 9 of Patent Document 2, it is easy to perform circuit processing on the upper copper foil. .
  • the entire metal base substrate may be warped when placed in a harsh environment with a large temperature change.
  • the upper layer has a thickness of about 100 ⁇ m, the resistance value of the circuit tends to increase when a circuit having a predetermined width is formed. Therefore, when the metal base substrate is used for high current applications, there is a problem. It remained.
  • the present invention provides a metal base substrate that is sufficiently warped even when placed in a severe environment with a large temperature change, is excellent in circuit processability, and can be used for high current applications. provide.
  • a metal base substrate comprising a metal substrate, an insulating resin layer provided on the metal substrate, and a metal layer provided on the insulating resin layer,
  • the metal substrate and the metal layer are made of the same kind of metal material
  • a metal base substrate is provided in which the metal substrate and the metal layer both have a thickness in the range of 170 ⁇ m to 230 ⁇ m.
  • the entire metal base substrate has a symmetrical structure or a structure close to this. Therefore, even when placed in a harsh environment with a large temperature change, the metal substrate constituting the metal base substrate and the metal layer exhibit similar behavior, and the warpage of the metal base substrate as a whole can be suppressed. Moreover, since this invention exists in the range whose thickness of a metal layer is 170 micrometers or more and 230 micrometers or less, it can be ensured sufficient circuit workability and can be used for a high current use.
  • a method for manufacturing a metal base substrate comprising: Preparing a metal layer; Forming an insulating resin layer in a B-stage state on one side of the metal layer; Laminating a metal substrate on the insulating resin layer to obtain a laminate; A step of heating and pressure curing the laminate,
  • the metal substrate and the metal layer are made of the same kind of metal material,
  • a metal base circuit board obtained by circuit-processing the metal layer of the metal base board described above.
  • a metal base substrate that is sufficiently warped even when placed in a harsh environment with a large temperature change, is excellent in circuit workability, and can be used for high current applications.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a metal base substrate according to an embodiment of the present invention.
  • the metal base substrate 100 includes a metal substrate 101, an insulating resin layer 102 provided on the metal substrate 101, and a metal layer 103 provided on the insulating resin layer 102.
  • the metal substrate 101 is made of the same metal material as that of the metal layer 103.
  • the metal substrate 101 has a role of radiating heat accumulated in the metal base substrate 100, and the metal layer 103 is subjected to circuit processing.
  • the metal constituting the metal substrate 101 and the metal layer 103 is not particularly limited as long as they are the same kind of metal material, but copper or aluminum is preferable. By using copper or aluminum, both the heat dissipation of the metal substrate 101 and the circuit workability of the metal layer 103 can be satisfied.
  • the thickness of the metal layer 103 is 170 ⁇ m or more, preferably 200 ⁇ m or more. By using the metal layer 103 having a thickness greater than or equal to this value, even when a circuit is processed and an electronic device for high current use is manufactured, it is possible to suppress a high voltage from being applied to the circuit.
  • the thickness of the metal layer 103 is 230 ⁇ m or less, preferably 220 ⁇ m or less. By using the metal layer 103 having a thickness less than or equal to this numerical value, the metal base substrate 100 as a whole can be thinned. Further, if the metal layer 103 having a thickness equal to or less than this value is used, sufficient circuit processability can be ensured.
  • the thickness of the metal substrate 101 is set in accordance with the thickness of the metal layer 103 in consideration of the symmetry of the metal base substrate 100. That is, the thickness of the metal substrate 101 is 170 ⁇ m or more, preferably 200 ⁇ m or more. The thickness of the metal substrate 101 is 230 ⁇ m or less, preferably 220 ⁇ m or less. If the metal substrate 101 in this numerical range is used, the heat accumulated in the metal base substrate can be sufficiently dissipated.
  • a metal material that can be obtained in a plate shape may be used, or a metal material that may be obtained in a roll shape may be used.
  • a metal material that can be obtained in a roll shape it is preferable to use a metal material that can be obtained in a roll shape for one or both of the metal substrate 101 and the metal layer 103 because manufacturing efficiency can be improved.
  • the insulating resin layer 102 is a layer for bonding the metal layer 103 to the metal substrate 101.
  • the thickness of the insulating resin layer 102 is appropriately set in accordance with the object of the invention, but is preferably 40 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, and from the viewpoint of achieving both heat dissipation and insulation in the entire metal base substrate 100, it is 60 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less. More preferably.
  • the thickness of the insulating resin layer 102 is set to be equal to or greater than the above lower limit value, it is possible to sufficiently reduce the generation of thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the metal substrate 101 and the insulating resin layer 102 with the insulating resin layer 102. . Furthermore, the insulating property of the metal base substrate 100 is improved.
  • the insulating resin layer 102 can be appropriately selected according to the application to be used.
  • cured the epoxy resin composition containing (D) and a coupling agent (E) can be used. That is, the insulating resin layer 102 has a C-stage shape including a thermosetting resin.
  • the epoxy resin composition of the present embodiment includes, for example, an epoxy resin (A) and an inorganic filler (B), and further includes a phenoxy resin (C), a curing agent (D), and a cup as necessary. Ring agent (E).
  • an epoxy resin (A) contains the epoxy resin (A1) which has an aromatic ring or an alicyclic structure.
  • the glass transition temperature can be increased and the thermal conductivity of the insulating resin layer 102 can be improved.
  • Examples of the epoxy resin (A1) having an aromatic ring or alicyclic structure include, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol M type epoxy resin, Bisphenol type epoxy resins such as bisphenol P type epoxy resin and bisphenol Z type epoxy resin; Novolak type epoxy resins such as phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, tetraphenol group ethane type novolac type epoxy resin; biphenyl type epoxy resin And arylalkylene type epoxy resins such as a phenol aralkyl type epoxy resin having a biphenylene skeleton; and epoxy resins such as a naphthalene type epoxy resin.
  • One of these can be used alone, or two or more can be used in combination.
  • the epoxy resin (A1) a naphthalene type epoxy resin can be included.
  • the naphthalene type epoxy resin refers to one having a naphthalene ring skeleton and having two or more glycidyl groups.
  • the content of the naphthalene type epoxy resin is preferably 20% by mass to 80% by mass, and more preferably 40% by mass to 60% by mass with respect to 100% by mass of the epoxy resin (A).
  • naphthalene type epoxy resin for example, any one of the following formulas (5) to (7) can be used.
  • m and n represent the number of substituents on the naphthalene ring, and each independently represents an integer of 1 to 7.
  • Me represents a methyl group
  • l, m, and n are natural numbers of 1 or more.
  • l, m, and n are preferably 10 or less.
  • naphthalene type epoxy resin a naphthylene ether type epoxy resin represented by the following formula (8) can also be used.
  • n is an integer of 1 or more and 20 or less
  • l is an integer of 1 or more and 2 or less
  • R 1 is independently a hydrogen atom, a benzyl group, an alkyl group, or the following formula (9)
  • each R 2 is independently a hydrogen atom or a methyl group.
  • Ar is each independently a phenylene group or a naphthylene group
  • R 2 is each independently a hydrogen atom or a methyl group
  • m is an integer of 1 or 2.
  • Examples of the naphthylene ether type epoxy resin represented by the above formula (8) include those represented by the following formula (10).
  • n is an integer of 1 or more and 20 or less, preferably an integer of 1 or more and 10 or less, more preferably an integer of 1 or more and 3 or less.
  • R is independently a hydrogen atom or (It is a structure represented by the following formula (11), preferably a hydrogen atom.)
  • n is an integer of 1 or 2.
  • Examples of the naphthylene ether type epoxy resin represented by the above formula (10) include those represented by the following formulas (12) to (16).
  • content of the epoxy resin (A) contained in an epoxy resin composition is suitably adjusted according to the objective, 1 mass% or more and 35 mass% with respect to 100 mass% of total solids of an epoxy resin composition. The following is preferable, and 2 mass% or more and 30 mass% or less are more preferable.
  • content of the epoxy resin (A) is not less than the above lower limit value, the handleability is improved and the insulating resin layer 102 can be easily formed.
  • the content of the epoxy resin (A) is not more than the above upper limit value, the strength and flame retardancy of the insulating resin layer 102 are further improved, and the thermal conductivity of the insulating resin layer 102 is further improved.
  • an inorganic filler (B) is used.
  • silicates such as talc, calcined clay, unfired clay, mica and glass
  • oxides such as titanium oxide, alumina, boehmite, silica and fused silica
  • carbonates such as calcium carbonate, magnesium carbonate and hydrotalcite
  • Hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, sulfates or sulfites such as barium sulfate, calcium sulfate, calcium sulfite
  • An inorganic filler such as borate such as sodium oxide, nitride such as aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, and carbon nitride; titanate such as strontium titanate and barium titanate can be used.
  • boron nitride and alumina are examples of silicates such
  • alumina When alumina is used as the inorganic filler (B), it is a mixed system of three components (large particle size, medium particle size, small particle size) having different average particle sizes, the large particle size component is spherical, and the medium particle size Components and small particle size components can be polyhedral. More specifically, alumina belongs to the first particle size range in which the average particle size is 5.0 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, preferably 5.0 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less, and the circularity is 0.80 or more and 1.0 or less.
  • the average particle size belongs to the third particle size range of 0.1 ⁇ m or more and less than 1.0 ⁇ m, and the circularity is 0.00. It is preferable to be a mixture of 50 to 0.90, preferably 0.70 to 0.80 small particle size alumina.
  • the particle diameter can be measured by dispersing the alumina in water by ultrasonic treatment for 1 minute using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer SALD-7000. Further, the circularity can be measured by using a flow type particle image analyzer FPIA-3000 manufactured by Sysmex and adopting the sample preparation method and diffraction method described in Examples.
  • the medium particle size component is filled in the gap between the large particle size components, and the small particle size component is filled in the gap between the medium particle size components, so that the alumina filling property is improved and the contact area between the alumina particles is increased. Can be made larger.
  • the thermal conductivity of the insulating resin layer 102 can be further improved.
  • the solder heat resistance, flex resistance, and insulation of the insulating resin layer 102 can be further improved.
  • the adhesion between the insulating resin layer 102 and the metal substrate 101 can be further improved. Due to these synergistic effects, the insulation reliability of the metal base substrate 100 can be further enhanced.
  • Content of the inorganic filler (B) contained in an epoxy resin composition is 40 to 95 mass% with respect to 100 mass% of the total solid of the said epoxy resin composition, for example, More preferably It is 45 mass% or more and 90 mass% or less.
  • the first particle diameter is 100% by mass with respect to 100% by mass of the whole alumina.
  • the content of alumina belonging to the range is preferably 65% by mass or more and 85% by mass or less, and the content of alumina belonging to the second particle size range is preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less.
  • the content of alumina belonging to the particle size range is preferably 5% by mass or more and 18% by mass or less.
  • the epoxy resin composition preferably further contains a phenoxy resin (C).
  • a phenoxy resin (C) By including the phenoxy resin (C), it is possible to improve the bending resistance of the insulating resin layer 102, and thus it is possible to suppress a decrease in handling properties of the insulating resin layer 102 due to high filling with the inorganic filler (B). . Further, by including the phenoxy resin (C), the elastic modulus of the insulating resin layer 102 can be reduced, and in this case, the stress relaxation force of the metal base substrate 100 can be improved. For example, when the electronic device 11 is manufactured, a defect such as a crack is more likely to occur at or near the solder joint where the electronic component and the metal base substrate 100 are joined even in an environment of rapid heating / cooling.
  • the heat cycle characteristics of the metal base substrate 100 can be further improved.
  • liquidity at the time of a press reduces by viscosity increase and it can suppress that a void etc. generate
  • the adhesion between the insulating resin layer 102 and the metal substrate 101 can be improved. Due to these synergistic effects, the insulation reliability of the metal base substrate 100 can be further enhanced.
  • Examples of the phenoxy resin (C) include a phenoxy resin having a bisphenol skeleton, a phenoxy resin having a naphthalene skeleton, a phenoxy resin having an anthracene skeleton, and a phenoxy resin having a biphenyl skeleton.
  • a phenoxy resin having a structure having a plurality of these skeletons can also be used.
  • bisphenol A type or bisphenol F type phenoxy resin it is preferable to use bisphenol A type or bisphenol F type phenoxy resin.
  • a phenoxy resin having both a bisphenol A skeleton and a bisphenol F skeleton may be used.
  • the weight average molecular weight of the phenoxy resin (C) is not particularly limited, but is preferably 4.0 ⁇ 10 4 or more and 8.0 ⁇ 10 4 or less.
  • the weight average molecular weight of phenoxy resin (C) is a value in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the content of the phenoxy resin (C) is, for example, preferably 1% by mass to 30% by mass, more preferably 2% by mass to 25% by mass with respect to 100% by mass of the total solid content of the epoxy resin composition. .
  • curing agent (D) (curing catalyst) examples include organic metals such as zinc naphthenate, cobalt naphthenate, tin octylate, cobalt octylate, bisacetylacetonate cobalt (II), and trisacetylacetonate cobalt (III).
  • organic metals such as zinc naphthenate, cobalt naphthenate, tin octylate, cobalt octylate, bisacetylacetonate cobalt (II), and trisacetylacetonate cobalt (III).
  • Dicyandiamide diethylenetriamine, triethylenetetramine, metaxylylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiethyldiphenylmethane, metaphenylenediamine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, norbornenediamine, triethylamine, tributylamine, diazabicyclo [2,2,2]
  • Amine-based curing agents such as octane; 2-phenyl-imidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-ethyl-4 Imidazole-based curing agents such as ethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxyimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxyimidazole; triphenylphosphine, tri-p-tolylphosphine, tetraphenylphosphonium
  • curing agent (D) As a hardening
  • an amine-based curing agent and an imidazole-based curing agent are preferable in that a cured product having excellent adhesiveness, reacting at a relatively low temperature, and excellent heat resistance can be obtained.
  • curing agent (D) is not specifically limited, For example, it is 0.05 mass% or more and 3.0 mass% or less with respect to 100 mass% of total solid content of an epoxy resin composition.
  • the epoxy resin composition may include a coupling agent (E).
  • the coupling agent (E) can improve the wettability of the interface between the epoxy resin (A) and the inorganic filler (B).
  • the coupling agent (E) any of those usually used can be used. Specifically, an epoxy silane coupling agent, a cationic silane coupling agent, an aminosilane coupling agent, a titanate coupling agent, and a silicone oil type. It is preferable to use one or more coupling agents selected from coupling agents.
  • the amount of the coupling agent (E) added depends on the specific surface area of the inorganic filler (B) and is not particularly limited, but is 0.05 parts by mass or more and 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic filler (B). The following is preferable, and 0.1 to 2 parts by mass is particularly preferable.
  • the epoxy resin composition can contain an antioxidant, a leveling agent and the like as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the epoxy resin composition of the present embodiment preferably has the following viscosity behavior.
  • the melt viscosity initially decreases and the minimum melt viscosity
  • the minimum melt viscosity is in the range of 1 ⁇ 10 3 Pa ⁇ s to 1 ⁇ 10 5 Pa ⁇ s.
  • the epoxy resin (A) and the inorganic filler (B) are separated, and only the epoxy resin (A) can be prevented from flowing, and a more homogeneous insulating resin Layer 102 can be obtained.
  • the minimum melt viscosity is not more than the above upper limit value, the wettability of the epoxy resin composition to the metal substrate 101 can be improved, and the adhesion between the insulating resin layer 102 and the metal substrate 101 can be further improved.
  • the epoxy resin composition of the present embodiment preferably has a temperature at which the minimum melt viscosity is reached in the range of 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. Moreover, the epoxy resin composition of the present embodiment preferably has a flow rate of 15% or more and less than 60%.
  • the flow rate can be measured by the following procedure. First, 5-7 sheets of metal foil having a resin layer formed of the epoxy resin composition of the present embodiment are cut into a predetermined size (50 mm ⁇ 50 mm), and the weight is measured. Next, after pressing for 5 minutes between hot plates maintained at an internal temperature of 175 ° C. and cooling, the resin that has flowed out is carefully dropped and the weight is measured again. The flow rate can be obtained by the following formula (I).
  • an epoxy resin composition having such a viscosity behavior for example, the type and amount of the epoxy resin (A) described above, the type and amount of the inorganic filler (B), and the type of phenoxy resin (C)
  • the amount may be adjusted as appropriate.
  • a resin having good fluidity such as a naphthalene type epoxy resin, the above-mentioned viscosity characteristics can be easily obtained.
  • the insulating resin layer 102 has high thermal conductivity. Specifically, the thermal conductivity in the thickness direction of the insulating resin layer 102 measured by a laser flash method is preferably 3.0 W / (m ⁇ k) or more, and is preferably 5.0 W / (m ⁇ k). More preferably. Thereby, the heat from the electronic component can be easily transmitted to the metal substrate 101 through the insulating resin layer 102.
  • the insulating resin layer 102 has increased rigidity and can reduce warping of the insulating resin layer 102. As a result, positional displacement of the electronic component with respect to the metal base substrate 100 can be suppressed, and the gap between the electronic component and the metal base substrate 100 can be suppressed.
  • the glass transition temperature is preferably 100 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. The glass transition temperature of the insulating resin layer 102 can be measured as follows based on JIS C 6481.
  • a dynamic viscoelasticity measuring device (DMA / 983 manufactured by TA Instruments Inc.), applying a tensile load under a nitrogen atmosphere (200 ml / min), a frequency of 1 Hz, a temperature of ⁇ 50 ° C. to 300 ° C. The range is measured at a temperature rising rate of 5 ° C./min, and the glass transition temperature Tg is obtained from the peak position of tan ⁇ .
  • DMA / 983 manufactured by TA Instruments Inc.
  • the elastic modulus (storage elastic modulus) E ′ of 25 ° C. of the insulating resin layer 102 increases the rigidity and can reduce the warp of the insulating resin layer 102. As a result, it is possible to suppress the displacement of the electronic component with respect to the circuit board, From the viewpoint of further enhancing the connection reliability between the electronic component and the circuit board, it is preferably 30 GPa or more and 70 GPa or less.
  • the said storage elastic modulus is measured with the dynamic viscoelasticity measuring apparatus.
  • the storage elastic modulus E ′ is a storage elastic modulus of 25 ° C. when a tensile load is applied to the insulating resin layer 102 and measured from ⁇ 50 ° C. to 300 ° C. at a frequency of 1 Hz and a temperature increase rate of 5-10 ° C./min. Value.
  • the metal base substrate 100 as described above can be manufactured, for example, as follows. That is, the metal base substrate 100 of the present embodiment first prepares a carrier material with a resin layer, and laminates the carrier material with a resin layer on the metal substrate 101.
  • a resin layer is formed on a carrier material to obtain a carrier material with a resin layer.
  • the carrier material is, for example, a resin film such as polyethylene terephthalate (PET); a metal foil such as a copper foil.
  • the thickness of the carrier material is, for example, 10 to 500 ⁇ m. As will be described later, this carrier material is removed from the B-stage resin layer formed by pressurization and heat curing, and a separate metal layer 103 is formed on the insulating resin layer 102.
  • the carrier material with a resin layer is laminated on the metal substrate 101 so that the resin layer side surface of the carrier material with the resin layer is in contact with the surface of the metal substrate 101. Thereafter, the resin layer is pressed and heated and cured using a press or the like to bring the resin layer into a B-stage state.
  • the carrier material is removed from the resin layer in the B-stage state, and the metal layer 103 is formed on the surface of the exposed resin layer.
  • other layers such as an adhesive layer are provided between the resin layer and the metal layer 103 and between the resin layer and the metal substrate 101 as long as the symmetry of the metal base substrate 100 as a whole is not excessively impaired. May be interposed.
  • the metal base substrate 100 is obtained by post-curing the resin layer.
  • a metal foil can be used as the carrier material, and this metal foil can be used as the metal layer 103 as it is.
  • the thickness of the metal foil corresponds to the thickness of the metal layer 103, and is not less than 170 ⁇ m and not more than 230 ⁇ m. That is, an insulating resin layer in a B-stage state is formed on one surface of the metal layer 103 having a thickness in the above range, then laminated with the metal substrate 101, and finally subjected to pressure heat curing to obtain the metal base substrate 100. be able to.
  • the metal layer 103 may be a metal foil extruded from a roll, preferably a copper foil or an aluminum foil extruded from a roll. it can. Moreover, since it is the same thickness as the metal layer 103 also about the metal substrate 101, it can be set as the metal foil extruded from the roll, Preferably it can be set as the copper foil extruded from the roll. That is, one or both of the metal substrate 101 and the metal layer 103 can be a metal foil extruded from a roll, preferably a copper foil or an aluminum foil extruded from a roll. By doing in this way, improvement in production efficiency can be aimed at.
  • the obtained metal base substrate 100 can be processed by etching the metal layer 103 into a predetermined pattern, and a metal base circuit substrate can be obtained. Further, the solder resist 10 may be formed on the outermost layer, and the connection electrode portion may be exposed so that the electronic component can be mounted by exposure and development.
  • the electronic device 11 can be obtained by providing electronic components on the metal base circuit board of the present embodiment.
  • the electronic device 11 is a semiconductor device, such as a power semiconductor device, LED lighting, or an inverter device.
  • the inverter device electrically generates AC power from DC power (has a reverse conversion function).
  • a power semiconductor device is characterized by higher withstand voltage, higher current, higher speed and higher frequency than ordinary semiconductor elements, and is generally called a power device. , Power MOSFET, insulated gate bipolar transistor (IGBT), thyristor, gate turn-off thyristor (GTO), triac and the like.
  • Electronic components are semiconductor elements such as insulated gate bipolar transistors, diodes, and IC chips, and various heating elements such as resistors and capacitors.
  • the metal base substrate 100 functions as a heat spreader.
  • the IC chip 2 is mounted on the metal layer 103a of the metal base circuit board via the adhesive layer 3.
  • the IC chip 2 is electrically connected to the metal layer 103b through the bonding wire 7. Further, the IC chip 2, the bonding wire 7, and the metal layers 103 a and 103 b are sealed with a sealing material 6.
  • the chip capacitor 8 and the chip resistor 9 are mounted on the metal layer 103.
  • Conventionally known chip capacitors 8 and chip resistors 9 can be used.
  • the metal substrate 101 of the electronic device 11 is connected to the heat radiating fins 5 through the heat conductive grease 4. That is, the heat generated by the IC chip 2 is conducted to the heat radiating fins 5 through the adhesive layer 3, the metal layer 103 a, the insulating resin layer 102, the metal substrate 101, and the heat conductive grease 4 to remove heat. Can do.
  • a mass% varnish-like epoxy resin composition A was obtained.
  • the circularity of alumina was measured using a flow type particle image analyzer “FPIA-3000” manufactured by Sysmex.
  • a measurement sample was prepared by adding an appropriate amount of a surfactant to 50 to 100 ml of distilled water, adding 10 to 20 mg of alumina particles thereto, and then dispersing the mixture with an ultrasonic disperser for 1 minute.
  • the flow type particle image analyzer “FPIA-3000” analyzes the circumference of one particle projection image and the circumference of a circle corresponding to the area of the particle projection image, and obtains the circularity by the following equation: The average value per 20,000 is automatically calculated.
  • a varnish-like epoxy resin composition C was obtained.
  • Example 1 [Production of metal base substrate]
  • a metal foil a 210 ⁇ m thick copper foil (JTC-210, manufactured by JX Nippon Mining & Metals Co., Ltd.) was used, and a varnished epoxy resin composition A was applied to the roughened surface of the copper foil with a comma coater. Heat drying at 100 ° C. for 3 minutes and 150 ° C. for 3 minutes to obtain a resin-coated copper foil having a resin thickness of 80 ⁇ m.
  • the above-mentioned copper foil with resin and 210 ⁇ m thick copper foil (JTC-210, manufactured by JX Nippon Mining & Metals Co., Ltd.) are bonded together, and are vacuum-pressed at a press pressure of 100 kg / cm 2 at 80 ° C. for 30 minutes and 180 ° C. for 60 minutes.
  • the metal base substrate was obtained by pressing under the above conditions.
  • Example 2 A metal base substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the epoxy resin composition A was changed to the epoxy resin composition B.
  • Example 3 A metal base substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the epoxy resin composition A was changed to the epoxy resin composition C.
  • Example 4 A metal base substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the epoxy resin composition A was changed to the epoxy resin composition D.
  • Example 5 When obtaining a copper foil with resin, a metal foil was used in the same manner as in Example 1 except that a copper foil having a thickness of 210 ⁇ m was not used but a copper foil having a thickness of 175 ⁇ m (GTS-STD, manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.) was used. A base substrate was obtained.
  • GTS-STD Furukawa Electric Co., Ltd.
  • Example 6 After obtaining the resin-coated copper foil, a metal base substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that a 175 ⁇ m-thick copper foil (manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd., GTS-STD) was laminated and heated and pressurized. .
  • a 175 ⁇ m-thick copper foil manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd., GTS-STD
  • Example 7 As the metal foil, an aluminum foil having a thickness of 200 ⁇ m (manufactured by UACJ, # 5052) was used, and a varnish-like epoxy resin composition A was applied to the roughened surface of the aluminum foil with a comma coater, and then at 100 ° C. for 3 minutes. And dried at 150 ° C. for 3 minutes to obtain an aluminum foil with resin having a resin thickness of 80 ⁇ m.
  • the above-mentioned aluminum foil with resin and 200 ⁇ m thick aluminum foil (manufactured by UACJ Co., Ltd., # 5052) are bonded together and pressed by a vacuum press at a press pressure of 100 kg / cm 2 at 80 ° C. for 30 minutes and 180 ° C. for 60 minutes. Thus, a metal base substrate was obtained.
  • the above-mentioned copper plate with resin and a 500 ⁇ m thick copper plate (JX Nippon Mining & Metals Co., Ltd., Tough Pitch C1100) are bonded together, and a vacuum press is performed at a press pressure of 100 kg / cm 2 at 80 ° C. for 30 minutes and 180 ° C. for 60 minutes. To obtain a metal base substrate.
  • Example 2 After obtaining the resin-coated copper foil, a metal base substrate was obtained in the same manner as in Example 1, except that an aluminum foil having a thickness of 200 ⁇ m (manufactured by UACJ, # 5052) was laminated and heated and pressurized.
  • the crack rate of the solder portion refers to the crack progress rate of the solder portion of the component joint portion. The ratio is 100% when the crack progresses and the connection with the substrate is completely disconnected.
  • the metal base substrates obtained by Examples 1 to 7 are sufficiently warped even when placed in a harsh environment where the temperature change is large. The result that it was excellent also in the property was obtained. Moreover, the evaluation of the current test is also good, and it is expected to be used for further high current applications.

Abstract

　本発明の金属ベース基板（１００）は、金属基板（１０１）と、金属基板（１０１）上に設けられた絶縁樹脂層（１０２）と、絶縁樹脂層（１０２）上に設けられた金属層（１０３）とを備え、金属基板（１０１）と、金属層（１０３）は、同種の金属材料から構成され、金属基板（１０１）と、金属層（１０３）は、厚みがともに１７０μｍ以上２３０μｍ以下の範囲にある。

Description

金属ベース基板、金属ベース基板の製造方法、金属ベース回路基板および電子装置
　本発明は、金属ベース基板、金属ベース基板の製造方法、金属ベース回路基板および電子装置に関する。
　種々の用途において、半導体素子等の電子部品を搭載する回路基板が用いられている。その中でも、安価で熱安定性に優れていることから、金属基板上に、絶縁樹脂層を介して、金属箔から形成された金属層を設けた金属ベース基板が高電流を要する用途に好ましく用いられている。たとえば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）およびダイオード等の半導体装置、抵抗、ならびにコンデンサ等の電子部品を、回路加工した金属ベース基板に搭載したインバーター装置またはパワー半導体装置が知られている。
　たとえば、特許文献１には、半導体素子をリードフレーム等の支持体に搭載し、支持体と、ヒートシンクに接続される放熱板とを、絶縁樹脂層とで接着した半導体装置が開示されている。
　また近年では、特に車載用の各種制御・操作に大電流を使用する装置において、その小型化、省スペース化と共に電力制御装置をエンジンルーム内に設置することが望まれている。エンジンルーム内は温度が高く、温度変化も大きい過酷な環境であることから、そのような過酷な環境であっても反りを未然に防ぐ金属ベース基板が求められている。
　特許文献２には、配線板の放熱特性を高める技術が開示されている。具体的には、絶縁樹脂層とその両面に一体化した銅箔ないし銅板で構成される積層板において、この銅箔ないし銅板の両者の総厚みを６００μｍ以上とする技術が開示されている。
特開２０１１－２１６６１９号公報 特開２００６－７６２６３号公報
　しかしながら、特許文献２に記載の積層板は、銅箔ないし銅板の両者の総厚みが６００μｍ以上と厚い。そのため、まだ金属ベース基板として薄型化を行う余地があった。
　また、たとえば特許文献２の実施例１に記載される金属ベース基板のように回路を形成する銅箔（すなわち上層）が３００μｍと厚いと、回路加工が困難となることがある。
　また、特許文献２の実施例９に記載される金属ベース基板のように、上層を１００μｍの厚さ、下層を５００μｍの厚さとする場合、上層の銅箔に回路加工を施すことは容易となる。しかしながら、上層と下層との厚さに大きな差があることから、温度変化の大きい過酷な環境に置いた際に、金属ベース基板全体として反りを生じてしまう可能性がある。また、上層が１００μｍ程度の厚さであると、所定幅の回路を形成した際に、回路の抵抗値が大きくなる傾向があることから、金属ベース基板を高電流用途に供する場合には課題の残るものであった。
　このような事情に鑑み、本発明は温度変化の大きい過酷な環境に置いた際にも十分に反りが抑制され、かつ回路加工性にも優れ、さらには高電流用途に用い得る金属ベース基板を提供する。
　本発明によれば、
　金属基板と、前記金属基板上に設けられた絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層上に設けられた金属層とを備える金属ベース基板であって、
　前記金属基板と、前記金属層は、同種の金属材料から構成され、
　前記金属基板と、前記金属層は、厚みがともに１７０μｍ以上２３０μｍ以下の範囲にある、金属ベース基板が提供される。
　この発明によれば、金属基板と、金属層とが同種の金属材料であり、また厚みが特定の範囲であるため、金属ベース基板全体が対称またはこれに近い構造となる。そのため、温度変化の大きい過酷な環境に置いた際も、金属ベース基板を構成する金属基板と、金属層とが、類似の挙動を示し、金属ベース基板全体としての反りを抑制することができる。
　また、本発明は、金属層の厚みが１７０μｍ以上２３０μｍ以下の範囲にあるため、十分な回路加工性を担保することができ、かつ、高電流用途に供することが期待できる。
　また、本発明によれば、
　金属ベース基板の製造方法であって、
　金属層を準備する工程と、
　前記金属層の片面上にＢステージ状態の絶縁樹脂層を形成する工程と、
　前記絶縁樹脂層上に金属基板を積層し積層体を得る工程と、
　前記積層体を加熱加圧硬化する工程を有し、
　前記金属基板と、前記金属層は、同種の金属材料から構成され、
　前記金属基板と、前記金属層は、厚みがともに１７０μｍ以上２３０μｍ以下の範囲にある、金属ベース基板の製造方法が提供される。
　さらに、本発明によれば、
　前述した金属ベース基板の上記金属層が回路加工されてなる金属ベース回路基板が提供される。
　さらに、本発明によれば、
　前述した金属ベース回路基板と、
　上記金属ベース回路基板上に設けられた電子部品と、
を備える電子装置が提供される。
　本発明によれば、温度変化の大きい過酷な環境に置いた際にも十分に反りが抑制され、かつ回路加工性にも優れ、さらには高電流用途に用い得る金属ベース基板が提供される。
　上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
本発明の一実施形態にかかる金属ベース基板の断面図である。 本発明の一実施形態にかかる電子装置の断面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は重複しないように適宜省略される。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは必ずしも一致していない。また、「～」はとくに断りがなければ、以上から以下を表す。
　はじめに、本実施形態の金属ベース基板１００について説明する。図１は本発明の一実施形態にかかる金属ベース基板の断面図である。
　金属ベース基板１００は、金属基板１０１と、金属基板１０１上に設けられた絶縁樹脂層１０２と、絶縁樹脂層１０２上に設けられた金属層１０３とを備える。
＜金属基板および金属層＞
　金属基板１０１は、金属層１０３と同種の金属材料から構成される。ここで、金属基板１０１は金属ベース基板１００に蓄積された熱を放熱する役割を有し、金属層１０３は回路加工されるものである。
　金属基板１０１および金属層１０３を構成する金属はこれらが同種の金属材料であれば、特に限定されるものではないが、銅またはアルミニウムであることが好ましい。銅またはアルミニウムを用いることで、金属基板１０１の放熱性と金属層１０３の回路加工性をともに満足することができる。
　金属層１０３の厚さは、１７０μｍ以上であり、好ましくは２００μｍ以上である。この数値以上の厚さの金属層１０３を用いることにより、回路加工し、高電流用途の電子装置を作製した場合であっても、回路に高電圧が負荷されることを抑制することができる。
　また、金属層１０３の厚さは、２３０μｍ以下であり、好ましくは２２０μｍ以下である。この数値以下の厚さの金属層１０３を用いることで、金属ベース基板１００全体としての薄型化を行うことができる。また、この数値以下の厚さの金属層１０３を用いれば、十分な回路加工性を確保することができる。
　金属基板１０１の厚さは、金属ベース基板１００の対称性を考慮し、金属層１０３の厚さに合わせて設定される。すなわち、金属基板１０１の厚さは１７０μｍ以上であり、好ましくは２００μｍ以上である。また、金属基板１０１の厚さは２３０μｍ以下であり、好ましくは２２０μｍ以下である。
　なお、この数値範囲の金属基板１０１を用いれば、金属ベース基板に蓄積される熱を十分に放熱することができる。
　金属基板１０１および金属層１０３は、板状で入手できる金属材料を用いてもよいし、ロール状で入手できる金属材料を用いてもよい。しかしながら、金属ベース基板１００を作製するにあたっては、金属基板１０１および金属層１０３の片方もしくは両方についてロール状で入手できる金属材料を用いることが、製造効率を向上させることができるため好ましい。
＜絶縁樹脂層＞
　絶縁樹脂層１０２は、金属層１０３を金属基板１０１に接着するための層である。この絶縁樹脂層１０２の厚みは、発明の目的に合わせて適宜設定されるが、４０μｍ以上３００μｍ以下が好ましく、金属ベース基板１００全体において放熱性と絶縁性を両立する観点から、６０μｍ以上２００μｍ以下とすることがより好ましい。
　絶縁樹脂層１０２の厚みを上記上限値以下とすることで、電子部品からの熱を金属基板１０１に伝達させやすくすることができる。
　また、絶縁樹脂層１０２の厚みを上記下限値以上とすることで、金属基板１０１と絶縁樹脂層１０２との熱膨張率差による熱応力の発生を絶縁樹脂層１０２で緩和することが十分にできる。さらに、金属ベース基板１００の絶縁性が向上する。
　絶縁樹脂層１０２は、用いられる用途に合わせて適宜選択することができるが、たとえば、エポキシ樹脂（Ａ）と、無機充填材（Ｂ）と、必要に応じてフェノキシ樹脂（Ｃ）と、硬化剤（Ｄ）と、カップリング剤（Ｅ）とを含むエポキシ樹脂組成物を熱硬化させたものを用いることができる。すなわち、絶縁樹脂層１０２は、熱硬化した硬化樹脂を含んだＣステージ状となっている。
　ここで、エポキシ樹脂組成物の組成の一例について説明する。
　本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、たとえば、エポキシ樹脂（Ａ）と、無機充填材（Ｂ）とを含み、さらに、必要に応じてフェノキシ樹脂（Ｃ）と、硬化剤（Ｄ）と、カップリング剤（Ｅ）とを含む。
　エポキシ樹脂（Ａ）は、芳香環あるいは脂肪環構造を有するエポキシ樹脂（Ａ１）を含むことが好ましい。
　このような芳香環あるいは脂肪環構造を有するエポキシ樹脂（Ａ１）を使用することで、ガラス転移温度を高くするとともに、絶縁樹脂層１０２の熱伝導性を向上させることができる。
　そして、芳香環あるいは脂肪環構造を有するエポキシ樹脂（Ａ１）としては、例えば、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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェノール基エタン型ノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のアリールアルキレン型エポキシ樹脂；ナフタレン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、２種類以上を併用したりすることもできる。
　また、ガラス転移温度をより一層高くでき、絶縁樹脂層１０２のボイドの発生を抑制し、熱伝導性をより一層向上でき、かつ絶縁破壊電圧を向上できる観点から、芳香環あるいは脂肪環構造を有するエポキシ樹脂（Ａ１）として、ナフタレン型エポキシ樹脂を含ませることができる。ここで、ナフタレン型エポキシ樹脂とは、ナフタレン環骨格を有し、かつ、グリシジル基を２つ以上有するものを呼ぶ。ナフタレン型エポキシ樹脂の含有量は、エポキシ樹脂（Ａ）１００質量％に対し、好ましくは２０質量％以上８０質量％以下であり、より好ましくは４０質量％以上６０質量％以下である。
　ナフタレン型エポキシ樹脂としては、例えば、以下の式（５）～（７）のいずれかを使用できる。なお、式（６）において、ｍ、ｎはナフタレン環上の置換基の個数を示し、それぞれ独立して１～７の整数を示している。また、式（７）においては、Ｍｅはメチル基を示し、ｌ、ｍ、ｎは１以上の自然数である。ただし、ｌ、ｍ、ｎは１０以下であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　なお、式（６）の化合物としては、以下のいずれか１種以上を使用することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　また、ナフタレン型エポキシ樹脂としては、以下の式（８）で表されるナフチレンエーテル型エポキシ樹脂も使用できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 　（上記式（８）において、ｎは１以上２０以下の整数であり、ｌは１以上２以下の整数であり、Ｒ１はそれぞれ独立に水素原子、ベンジル基、アルキル基または下記式（９）で表される構造であり、Ｒ２はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基である。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 　（上記式（９）において、Ａｒはそれぞれ独立にフェニレン基またはナフチレン基であり、Ｒ２はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基であり、ｍは１または２の整数である。）
　上記式（８）で表されるナフチレンエーテル型エポキシ樹脂は、下記式（１０）で表されるものが例として挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 　（上記式（１０）において、ｎは１以上２０以下の整数であり、好ましくは１以上１０以下の整数であり、より好ましくは１以上３以下の整数である。Ｒはそれぞれ独立に水素原子または下記式（１１）で表される構造であり、好ましくは水素原子である。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 　（上記式（１１）において、ｍは１または２の整数である。）
　上記式（１０）で表されるナフチレンエーテル型エポキシ樹脂は、例えば、下記式（１２）～（１６）で表されるものが例として挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ樹脂（Ａ）の含有量は、その目的に応じて適宜調整されるが、エポキシ樹脂組成物の全固形分１００質量％に対し、１質量％以上３５質量％以下が好ましく、２質量％以上３０質量％以下がより好ましい。エポキシ樹脂（Ａ）の含有量が上記下限値以上であると、ハンドリング性が向上し、絶縁樹脂層１０２を形成するのが容易となる。エポキシ樹脂（Ａ）の含有量が上記上限値以下であると、絶縁樹脂層１０２の強度や難燃性がより一層向上したり、絶縁樹脂層１０２の熱伝導性がより一層向上したりする。
　本実施形態のエポキシ樹脂組成物では、無機充填材（Ｂ）が用いられる。例えば、タルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラス等のケイ酸塩；酸化チタン、アルミナ、ベーマイト、シリカ、溶融シリカ等の酸化物；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩；ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素等の窒化物；チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等のチタン酸塩等の無機充填材を用いることができる。
　この中でも、熱伝導性の高さから、窒化ホウ素やアルミナが好ましく用いられ、さらに生産コストを考慮する上で、アルミナを用いることが特に好ましい。
　無機充填材（Ｂ）として、アルミナを用いる場合、平均粒子径が異なる３成分（大粒径、中粒径、小粒径）の混合系で、大粒径成分が球状であり、中粒径成分および小粒径成分が多面体状とすることができる。
　より具体的には、アルミナは、平均粒子径が５．０μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは５．０μｍ以上２５μｍ以下の第１粒径範囲に属し、かつ、円形度が０．８０以上１．０以下、好ましくは０．８５以上０．９５以下である大粒径アルミナと、平均粒子径が１．０μｍ以上５．０μｍ未満の第２粒径範囲に属し、かつ、円形度が０．５０以上０．９０以下、好ましくは０．７０以上０．８０以下である中粒径アルミナと、平均粒子径が０．１μｍ以上１．０μｍ未満の第３粒径範囲に属し、かつ、円形度が０．５０以上０．９０以下、好ましくは０．７０以上０．８０以下ある小粒径アルミナと、の混合物であることが好ましい。
　ここで、粒子径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置ＳＡＬＤ－７０００を用いて、水中にアルミナを１分間超音波処理することにより分散させ、測定することができる。
　また、円形度はＳｙｓｍｅｘ社製のフロー式粒子像解析装置ＦＰＩＡ－３０００を用い、実施例項に記載する試料の調製方法および回析方法を採用することで測定することができる。
　これにより、大粒径成分の隙間に中粒径成分が充填され、さらに中粒径成分の隙間に小粒径成分が充填されるため、アルミナの充填性が高められ、アルミナ粒子同士の接触面積をより大きくすることができる。その結果、絶縁樹脂層１０２の熱伝導性をより一層向上できる。さらに、絶縁樹脂層１０２の半田耐熱性、耐屈曲性、絶縁性をより一層向上できる。
　また、このようなアルミナを用いることにより、絶縁樹脂層１０２と金属基板１０１との密着性をより一層向上できる。
　これらの相乗効果により、金属ベース基板１００の絶縁信頼性をより一層高めることができる。
　エポキシ樹脂組成物中に含まれる無機充填材（Ｂ）の含有量は、例えば、当該エポキシ樹脂組成物の全固形分１００質量％に対し、４０質量％以上９５質量％以下であり、より好ましくは４５質量％以上９０質量％以下である。無機充填材（Ｂ）の含有量を上記範囲とすることで、無機充填材の粒子同士の接触面積が大きくなる。その結果、絶縁樹脂層１０２の熱伝導性を向上でき、電子装置１１（図２参照）の放熱性を向上できる。そのため、電子部品の熱を外部に十分に伝熱させることができる。これにより、耐久性の高い電子装置１１とすることができる。
　また、無機充填材（Ｂ）として平均粒子径が異なる３成分（大粒径、中粒径、小粒径）の混合系のアルミナを用いる場合、アルミナ全体１００質量％に対し、第１粒径範囲に属するアルミナの含有量は、好ましくは６５質量％以上８５質量％以下であり、第２粒径範囲に属するアルミナの含有量は、好ましくは１０質量％以上２０質量％以下であり、第３粒径範囲に属するアルミナの含有量は、好ましくは５質量％以上１８質量％以下である。
　エポキシ樹脂組成物は、さらにフェノキシ樹脂（Ｃ）を含むことが好ましい。フェノキシ樹脂（Ｃ）を含むことにより、絶縁樹脂層１０２の耐屈曲性を向上できるため、無機充填材（Ｂ）を高充填することによる絶縁樹脂層１０２のハンドリング性の低下を抑制することができる。
　また、フェノキシ樹脂（Ｃ）を含むことにより、絶縁樹脂層１０２の弾性率を低下させることが可能となり、その場合には金属ベース基板１００の応力緩和力を向上させることができる。例えば、電子装置１１を製造した場合、急激な加熱／冷却の環境下においても、電子部品と金属ベース基板１００を接合する半田接合部、またはその近傍で、クラック等の不良が発生することがより抑制されることになる。このように金属ベース基板１００のヒートサイクル特性をより向上させることができる。
　また、フェノキシ樹脂（Ｃ）を含むと、粘度上昇により、プレス時の流動性が低減し、ボイド等が発生することを抑制することができる。また、絶縁樹脂層１０２と金属基板１０１との密着性を向上できる。これらの相乗効果により、金属ベース基板１００の絶縁信頼性をより一層高めることができる。
　フェノキシ樹脂（Ｃ）としては、例えば、ビスフェノール骨格を有するフェノキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するフェノキシ樹脂、アントラセン骨格を有するフェノキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するフェノキシ樹脂等が挙げられる。また、これらの骨格を複数種有した構造のフェノキシ樹脂を用いることもできる。
　これらの中でも、ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型のフェノキシ樹脂を用いるのが好ましい。ビスフェノールＡ骨格とビスフェノールＦ骨格を両方有するフェノキシ樹脂を用いても良い。
　フェノキシ樹脂（Ｃ）の重量平均分子量は、とくに限定されないが、４．０×１０４以上８．０×１０４以下が好ましい。
　なお、フェノキシ樹脂（Ｃ）の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定したポリスチレン換算の値である。
　フェノキシ樹脂（Ｃ）の含有量は、例えば、エポキシ樹脂組成物の全固形分１００質量％に対し、好ましくは１質量％以上３０質量％以下、より好ましくは２質量％以上２５質量％以下である。
　硬化剤（Ｄ）（硬化触媒）としては、例えばナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩ）、トリスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩＩ）等の有機金属塩；ジシアンジアミド、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジエチルジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソフォロンジアミン、ノルボルネンジアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン等のアミン系硬化剤；２－フェニル－イミダゾール、２－フェニル－４－メチルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール、２－エチル－４－エチルイミダゾール、２－フェニル－４－メチル－５－ヒドロキシイミダゾール、２－フェニル－４，５－ジヒドロキシイミダゾール等のイミダゾール系硬化剤；トリフェニルホスフィン、トリ－ｐ－トリルホスフィン、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・トリフェニルボラン、１，２－ビス－（ジフェニルホスフィノ）エタン等の有機リン化合物；フェノール、ビスフェノールＡ、ノニルフェノール等のフェノール化合物；酢酸、安息香酸、サリチル酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸等、またはこの混合物が挙げられる。硬化剤（Ｄ）として、これらの中の誘導体も含めて１種類を単独で用いることもできるし、これらの誘導体も含めて２種類以上を併用したりすることもできる。
　これらの中でも、接着性に優れ、かつ比較的低温で反応し、耐熱性が優れた硬化物が得られる点で、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤が好ましい。
　硬化剤（Ｄ）の含有量は、とくに限定されないが、エポキシ樹脂組成物の全固形分１００質量％に対し、例えば、０．０５質量％以上３．０質量％以下である。
　さらに、エポキシ樹脂組成物は、カップリング剤（Ｅ）を含んでもよい。カップリング剤（Ｅ）は、エポキシ樹脂（Ａ）と無機充填材（Ｂ）との界面の濡れ性を向上させることができる。
　カップリング剤（Ｅ）としては、通常用いられるものなら何でも使用できるが、具体的にはエポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤の中から選ばれる１種以上のカップリング剤を使用することが好ましい。
　カップリング剤（Ｅ）の添加量は無機充填材（Ｂ）の比表面積に依存するので、とくに限定されないが、無機充填材（Ｂ）１００質量部に対して０．０５質量部以上３質量部以下が好ましく、とくに０．１質量部以上２質量部以下が好ましい。
　エポキシ樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、レベリング剤等を含むことができる。
　次に、エポキシ樹脂組成物の物性について説明する。
　本実施形態のエポキシ樹脂組成物は以下のような粘度挙動を有することが好ましい。動的粘弾性測定装置を用いて、当該エポキシ樹脂組成物を６０℃から昇温速度３℃／ｍｉｎ、周波数１Ｈｚで溶融状態まで昇温したときに、初期は溶融粘度が減少し、最低溶融粘度に到達した後、さらに上昇するような特性を有し、かつ、最低溶融粘度が１×１０３Ｐａ・ｓ以上１×１０５Ｐａ・ｓ以下の範囲内である。
　最低溶融粘度が上記下限値以上であると、エポキシ樹脂（Ａ）と無機充填材（Ｂ）とが分離し、エポキシ樹脂（Ａ）のみが流動してしまうことを抑制でき、より均質な絶縁樹脂層１０２を得ることができる。
　また、最低溶融粘度が上記上限値以下であると、エポキシ樹脂組成物の金属基板１０１への濡れ性を向上でき、絶縁樹脂層１０２と金属基板１０１との密着性をより一層向上できる。
　これらの相乗効果により、金属ベース基板１００の放熱性および絶縁破壊電圧をより一層向上できる。さらに、金属ベース基板１００のヒートサイクル特性をより一層向上させることができる。
　また、本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、好ましくは最低溶融粘度に到達する温度が６０℃以上１００℃以下の範囲内である。
　また、本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、フロー率が好ましくは１５％以上６０％未満である。フロー率は、以下の手順で測定することができる。まず、本実施形態のエポキシ樹脂組成物により形成された樹脂層を有する金属箔を所定のサイズ（５０ｍｍ×５０ｍｍ）に裁断後５～７枚積層し、その重量を測定する。次に、内部温度を１７５℃に保持した熱盤間で５分間プレスした後冷却し、流れ出た樹脂を丁寧に落として再び重量を測定する。フロー率は次式（Ｉ）により求めることができる。
　フロー率（％）＝（測定前重量－測定後重量）／（測定前重量－金属箔重量） （Ｉ）
　このような粘度挙動を有すると、エポキシ樹脂組成物を加熱硬化して絶縁樹脂層１０２を形成する際に、エポキシ樹脂組成物中に空気が侵入するのを抑制できるとともに、エポキシ樹脂組成物中に溶けている気体を十分に外部に排出できる。その結果、絶縁樹脂層１０２に気泡が生じてしまうことを抑制でき、絶縁樹脂層１０２から金属基板１０１へ確実に熱を伝えることができる。また、気泡の発生が抑制されることにより、金属ベース基板１００の絶縁信頼性を高めることができる。また、絶縁樹脂層１０２と金属基板１０１との密着性を向上できる。
　これらの相乗効果により、金属ベース基板１００の放熱性をより一層向上でき、その結果、金属ベース基板１００のヒートサイクル特性をより一層向上させることができる。
　このような粘度挙動を有するエポキシ樹脂組成物を実現するためには、例えば、前述したエポキシ樹脂（Ａ）の種類や量、無機充填材（Ｂ）の種類や量、フェノキシ樹脂（Ｃ）の種類や量を適宜調整すればよい。特に、ナフタレン型エポキシ樹脂等の流動性の良い樹脂を使うことにより、上記のような粘度特性が得られやすい。
　次に、絶縁樹脂層１０２の物性について説明する。
　絶縁樹脂層１０２は、高い熱伝導性を有する。具体的には、レーザーフラッシュ法により測定される、絶縁樹脂層１０２の厚み方向の熱伝導率が３．０Ｗ／（ｍ・ｋ）以上であることが好ましく、５．０Ｗ／（ｍ・ｋ）以上であることがより好ましい。
　これにより、電子部品からの熱を、絶縁樹脂層１０２を介して、金属基板１０１に伝達させやすくすることができる。
　また、絶縁樹脂層１０２は、剛性が高まり、絶縁樹脂層１０２の反りを低減でき、その結果、電子部品の金属ベース基板１００に対する位置ずれを抑制でき、電子部品と金属ベース基板１００との間の接続信頼性をより一層高めることができる観点から、好ましくはガラス転移温度が１００℃以上１５０℃以下である。絶縁樹脂層１０２のガラス転移温度は、ＪＩＳ Ｃ ６４８１に基づいて、以下のようにして計測できる。
　動的粘弾性測定装置（ティー・エイ・インスツルメント社製ＤＭＡ／９８３）を用いて窒素雰囲気（２００ｍｌ／分）のもと引っ張り荷重をかけて、周波数１Ｈｚ、－５０℃から３００℃の温度範囲を昇温速度５℃／分の条件で測定し、ｔａｎδのピーク位置よりガラス転移温度Ｔｇを得る。
　また、絶縁樹脂層１０２の２５℃の弾性率（貯蔵弾性率）Ｅ'は、剛性が高まり、絶縁樹脂層１０２の反りを低減でき、その結果、電子部品の回路基板に対する位置ずれを抑制でき、電子部品と回路基板との間の接続信頼性をより一層高めることができる観点から、３０ＧＰａ以上７０ＧＰａ以下であることが好ましい。
　なお、上記貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置で測定したものである。
　貯蔵弾性率Ｅ'は、絶縁樹脂層１０２に引張り荷重をかけて、周波数１Ｈｚ、昇温速度５～１０℃／分で－５０℃から３００℃で測定した際の、２５℃の貯蔵弾性率の値である。
＜金属ベース基板の製造方法＞
　以上のような金属ベース基板１００は、たとえば、以下のようにして製造することができる。
　すなわち、本実施形態の金属ベース基板１００は、まず樹脂層付きキャリア材料を作製し、この樹脂層付きキャリア材料を金属基板１０１に積層する。
　まず、キャリア材料上に樹脂層を形成し、樹脂層付きキャリア材料を得る。
　キャリア材料は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂フィルム；銅箔等の金属箔等である。キャリア材料の厚みは、たとえば、１０～５００μｍである。
　なお、後述するように、このキャリア材料は加圧・加熱硬化させて形成されたＢステージ状態の樹脂層から除去され、絶縁樹脂層１０２上に別途金属層１０３が形成される。
　次いで、樹脂層付きキャリア材料の樹脂層側の面が金属基板１０１の表面に接するように樹脂層付きキャリア材料を金属基板１０１に積層する。その後、プレス等を用い樹脂層を加圧・加熱硬化させて樹脂層をＢステージ状態とする。
　次いで、Ｂステージ状態の樹脂層からキャリア材料を除去し、露わになった樹脂層の表面に金属層１０３を形成する。
　なお、樹脂層と金属層１０３との間、また、樹脂層と金属基板１０１との間には、金属ベース基板１００全体としての対称性を過度に損なわない限りにおいて、接着層等の他の層が介在していてもよい。
　その後、樹脂層を後硬化することにより、金属ベース基板１００を得る。
　なお、上には金属基板１０１にキャリア材料付き樹脂層を積層する製造方法を述べたが、本実施形態においては、金属層１０３にキャリア材料付き樹脂層を積層し、キャリア材料を除去した後に、金属基板１０１と接合することもできる。
　一方、キャリア材料として金属箔を用い、この金属箔をそのまま金属層１０３として用いることもできる。この場合、この金属箔の厚さは、金属層１０３の厚さに相当するものとなるので、１７０μｍ以上２３０μｍ以下である。
　すなわち、上記範囲の厚さの金属層１０３の片面にＢステージ状態の絶縁樹脂層を形成し、その後、金属基板１０１と積層させ、最後に加圧加熱硬化させることで、金属ベース基板１００を得ることができる。
　また、キャリア材料として金属箔を用い、当該金属箔をそのまま金属層１０３とする場合、金属層１０３はロールから押し出された金属箔、好ましくはロールから押し出された銅箔またはアルミニウム箔とすることができる。
　また、金属基板１０１についても、金属層１０３と同様の厚みとなっているので、ロールから押し出された金属箔、好ましくはロールから押し出された銅箔とすることができる。
　すなわち、金属基板１０１と金属層１０３の一方または両方がロールから押し出された金属箔、好ましくはロールから押し出された銅箔またはアルミニウム箔とすることができる。
　このようにすることで、生産効率の向上を図ることができる。
＜金属ベース回路基板＞
　得られた金属ベース基板１００を、金属層１０３を所定のパターンにエッチング等することによって、回路加工することができ、金属ベース回路基板を得ることができる。
　また、最外層にソルダーレジスト１０を形成し、露光・現像により電子部品が実装できるよう接続用電極部を露出してもよい。
＜電子装置＞
　本実施形態の金属ベース回路基板上に電子部品を設けることにより電子装置１１を得ることができる。
　本実施形態において、電子装置１１は半導体装置であり、たとえば、パワー半導体装置、ＬＥＤ照明、インバーター装置である。
　ここで、インバーター装置とは、直流電力から交流電力を電気的に生成する（逆変換する機能を持つ）ものである。また、パワー半導体装置とは、通常の半導体素子に比べて高耐圧化、大電流化、高速・高周波化されている特徴を有し、一般的にはパワーデバイスと呼ばれ、整流ダイオード、パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、サイリスタ、ゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）、トライアック等が挙げられる。
　電子部品は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、ダイオード、ＩＣチップ等の半導体素子、抵抗、コンデンサ等の各種発熱素子である。金属ベース基板１００はヒートスプレッターとして機能する。
　ここで、電子装置１１の一例について、図２を参照しながら説明する。
　本実施形態の電子装置１１において、金属ベース回路基板の金属層１０３ａ上に、接着層３を介してＩＣチップ２が搭載されている。ＩＣチップ２はボンディングワイヤー７を介して金属層１０３ｂに導通されている。
　また、ＩＣチップ２、ボンディングワイヤー７、金属層１０３ａ、１０３ｂは封止材６により封止されている。
　また、電子装置１１においては、チップコンデンサ８およびチップ抵抗９が金属層１０３上に搭載されている。これらのチップコンデンサ８およびチップ抵抗９は従来から公知のものを使用することができる。
　また、電子装置１１の金属基板１０１は熱伝導グリス４を介して、放熱フィン５に接続されている。すなわち、ＩＣチップ２の発した熱を、接着層３、金属層１０３ａ、絶縁樹脂層１０２、金属基板１０１、熱伝導グリス４とを介して、放熱フィン５へと伝導させ、除熱を行うことができる。
　なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
　以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例では、部はとくに特定しない限り、質量部を表す。また、それぞれの厚みは平均膜厚で表される。
［エポキシ樹脂組成物Ａの調製］
　ビスフェノールＦ骨格とビスフェノールＡ骨格を有するフェノキシ樹脂（三菱化学社製、４２７５、重量平均分子量６．０×１０４、ビスフェノールＦ骨格とビスフェノールＡ骨格の比率＝７５：２５）３．９質量部、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、８３０Ｓ、エポキシ当量１７０）３．０質量部、ナフタレン型エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、ＨＰ－６０００、エポキシ当量２５０：化学式（１０）において、Ｒがいずれも水素原子で、ｎ＝１である成分とｎ＝２である成分との混合物）３．０質量部、ジシアンジアミド（デグサ社製）０．３質量部、γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越シリコーン社製、ＫＢＭ－４０３）１．３質量部、球状アルミナ（平均粒子径２２μｍ、円形度：０．９１、新日鉄住金マテリアルズ社製、ＡＸ－２５）６７．３質量部、多面体状アルミナ（平均粒子径４μｍ、円形度：０．７５、日本軽金属社製、ＬＳ－２１０）１３．２質量部、多面体状アルミナ（平均粒子径０．７μｍ、円形度：０．７１、日本軽金属社製、ＬＳ－２５０）８．０質量部、をシクロヘキサノンに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で８６質量％のワニス状のエポキシ樹脂組成物Ａを得た。
　なお、アルミナの円形度は、Ｓｙｓｍｅｘ社製のフロー式粒子像解析装置「ＦＰＩＡ－３０００」を用い測定した。測定試料は、蒸溜水５０～１００ｍｌに界面活性剤を適正量添加し、これにアルミナ粒子１０～２０ｍｇを添加した後、超音波分散器で１分間分散処理することにより作製した。円形度は、フロー式粒子像解析装置「ＦＰＩＡ－３０００」が、一個の粒子投影像の周囲長と粒子投影像の面積に相当する円の周囲長を解析し、次式により円形度を求め、２００００個当たりの平均値を自動算出したものである。また、以下に示すエポキシ樹脂組成物Ｂ～Ｄについても、同様の条件にて測定を実施している。
　円形度＝（粒子投影像の面積に相当する円の周囲長）／（粒子投影像の周囲長）
［エポキシ樹脂組成物Ｂの調製］
　ビスフェノールＦ骨格とビスフェノールＡ骨格を有するフェノキシ樹脂（三菱化学社製、４２７５、重量平均分子量６．０×１０４、ビスフェノールＦ骨格とビスフェノールＡ骨格の比率＝７５：２５）３．９質量部、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、８３０Ｓ、エポキシ当量１７０）３．０質量部、ナフタレン型エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、ＨＰ－６０００、エポキシ当量２５０：化学式（１０）において、Ｒがいずれも水素原子で、ｎ＝１である成分とｎ＝２である成分との混合物）３．０質量部、ジシアンジアミド（デグサ社製）０．３質量部、γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越シリコーン社製、ＫＢＭ－４０３）１．３質量部、球状アルミナ（平均粒子径１６μｍ、円形度：０．９３、昭和電工社製、ＣＢ－Ｐ１５）６７．３質量部、多面体状アルミナ（平均粒子径４μｍ、円形度：０．７５、日本軽金属社製、ＬＳ－２１０）１３．２質量部、多面体状アルミナ（平均粒子径０．７μｍ、円形度：０．７１、日本軽金属社製、ＬＳ－２５０）８．０質量部、をシクロヘキサノンに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で８６質量％のワニス状のエポキシ樹脂組成物Ｂを得た。
［エポキシ樹脂組成物Ｃの調製］
　ビスフェノールＦ／ビスフェノールＡフェノキシ樹脂（三菱化学社製、４２７５、重量平均分子量６．０×１０４、ビスフェノールＦ骨格とビスフェノールＡ骨格の比率＝７５：２５）２３．５質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、８５０Ｓ、エポキシ当量１９０）２８．５質量部、２－フェニルイミダゾール（四国化成社製２ＰＺ）０．７質量部、シランカップリング剤としてγ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越シリコーン社製ＫＢＭ－４０３）２．３質量部を秤量し、これらをシクロヘキサノンに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌することで、樹脂材料を含むワニスを得た。次に、アルミナ（日本軽金属社製、平均粒径Ａ３．２μｍ、一次粒径Ｂ３．６μｍ、平均粒径Ａ／一次粒径Ｂ＝０．９の市販品）４５質量部を、高速撹拌装置を用い撹拌して、ワニス状のエポキシ樹脂組成物Ｃを得た。
［エポキシ樹脂組成物Ｄの調製］
　ナフタレン型エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、ＨＰ－６０００、エポキシ当量２５０：化学式（１０）において、Ｒがいずれも水素原子で、ｎ＝１である成分とｎ＝２である成分との混合物）の代わりにビフェニル型エポキシ樹脂（三菱化学社製、ＹＬ６１２１Ｈ、エポキシ当量１７５：下記化学式において、Ｒ＝ＨとＲ＝ＣＨ３の化合物が１：１となる混合物）に置きかえた以外はエポキシ樹脂組成物Ａと同様にしてワニス状のエポキシ樹脂組成物Ｄを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
（実施例１）
［金属ベース基板の作製］
　金属箔として、厚さ２１０μｍの銅箔（ＪＸ日鉱日石金属株式会社製、ＪＴＣ－２１０）を用い、銅箔の粗化面にワニス状のエポキシ樹脂組成物Ａをコンマコーターにて塗布し、１００℃で３分、１５０℃で３分加熱乾燥し、樹脂厚８０μｍの樹脂付き銅箔を得た。
　上記樹脂付き銅箔と、厚さ２１０μｍの銅箔（ＪＸ日鉱日石金属株式会社製、ＪＴＣ－２１０）を張り合わせ、真空プレスで、プレス圧１００ｋｇ／ｃｍ２で８０℃３０分、１８０℃６０分の条件下でプレスし、金属ベース基板を得た。
（実施例２）
　エポキシ樹脂組成物Ａをエポキシ樹脂組成物Ｂに変更した以外は、実施例１と同様に金属ベース基板を得た。
（実施例３）
　エポキシ樹脂組成物Ａをエポキシ樹脂組成物Ｃに変更した以外は、実施例１と同様に金属ベース基板を得た。
（実施例４）
　エポキシ樹脂組成物Ａをエポキシ樹脂組成物Ｄに変更した以外は、実施例１と同様に金属ベース基板を得た。
（実施例５）
　樹脂付き銅箔を得る際に、厚さ２１０μｍの銅箔を用いず、厚さ１７５μｍの銅箔（古河電気工業株式会社製、ＧＴＳ－ＳＴＤ）を用いた以外は、実施例１と同様に金属ベース基板を得た。
（実施例６）
　樹脂付き銅箔を得た後に、厚さ１７５μｍの銅箔（古河電気工業株式会社製、ＧＴＳ－ＳＴＤ）を張り合わせて加熱・加圧した以外は、実施例１と同様に金属ベース基板を得た。
（実施例７）
　金属箔として、厚さ２００μｍのアルミニウム箔（株式会社ＵＡＣＪ製、＃５０５２）を用い、アルミニウム箔の粗化面にワニス状のエポキシ樹脂組成物Ａをコンマコーターにて塗布し、１００℃で３分、１５０℃で３分加熱乾燥し、樹脂厚８０μｍの樹脂付きアルミニウム箔を得た。
　上記樹脂付きアルミニウム箔と、厚さ２００μｍのアルミニウム箔（株式会社ＵＡＣＪ製、＃５０５２）を張り合わせ、真空プレスで、プレス圧１００ｋｇ／ｃｍ２で８０℃３０分、１８０℃６０分の条件下でプレスし、金属ベース基板を得た。
（比較例１）
　厚さ５００μｍの銅板（ＪＸ日鉱日石金属株式会社製、タフピッチＣ１１００）を用い、銅板の粗化面にワニス状のエポキシ樹脂組成物Ａをコンマコーターにて塗布し、１００℃で３分、１５０℃で３分加熱乾燥し、樹脂厚８０μｍの樹脂付き銅板を得た。
　上記樹脂付き銅板と、厚さ５００μｍの銅板（ＪＸ日鉱日石金属株式会社製、タフピッチＣ１１００）を張り合わせ、真空プレスで、プレス圧１００ｋｇ／ｃｍ２で８０℃３０分、１８０℃６０分の条件下でプレスし、金属ベース基板を得た。
（比較例２）
　樹脂付き銅箔を得た後に、厚さ２００μｍのアルミニウム箔（株式会社ＵＡＣＪ製、＃５０５２）を張り合わせて加熱・加圧した以外は、実施例１と同様に金属ベース基板を得た。
（比較例３）
　樹脂付き銅箔を得る際に、厚さ１５０μｍの銅箔（ＪＸ日鉱日石金属株式会社製、ＪＴＣ－１５０）を用い、この樹脂付き銅箔と、厚さ１５０μｍの銅箔（ＪＸ日鉱日石金属株式会社製、ＪＴＣ－１５０）を張り合わせた以外は実施例１と同様に金属ベース基板を得た。
　実施例１～７および比較例１～３で得られた金属ベース基板について、以下の評価を行った。評価結果は表１に示した通りである。
（１）反り評価
　金属ベース基板を１０ｃｍ×１０ｃｍにグラインダーソーでカットした後、得られた試料を、－４０℃３０分～＋１２５℃３０分を１サイクルとして３０００サイクル処理し、当該処理の前後の反り量を測定した。具体的には、凸面を上に定盤に乗せ、定盤面と試料の最大距離を測定した。
（２）回路加工性
　ワークサイズ４５０ｍｍ×３５０ｍｍの面上に一般的な化学的エッチング法により作成された回路の幅が所定幅±１０％以内であり、回路断面の形状が上辺幅／底辺幅＝０．７～１．０であることを満足するものを回路加工性の評価として○、上記数値範囲を満足しないものを×とした。但し、実施例７においてはアルミニウム専用のエッチング液を使用して回路作成した。
（３）通電試験評価
　一般的なエッチング法により回路作成し、９０ｍｍ×６０ｍｍの金属基板下部を２５℃の空気による強制対流冷却しながらその回路基板へ直流電圧を印加し、電流値を２８Ａとした時の２ｍｍ幅回路における飽和温度が７５℃以下であった場合を○、飽和温度が７５℃より大きくなった場合を×とした。但し、実施例７においてはアルミニウム専用のエッチング液を使用した。
（４）ヒートサイクル試験
　実施例１～７および比較例１～３で得られた金属ベース基板上に、絶縁シート、Ｃｕ製のリードフレームを配置した。絶縁シートとしては古河電気工業株式会社製のエフコＴＭシートＨＦを使用した。その後、リードフレームのダイパッド部と、電子部品とを半田（材料Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ）を介して接合した。
　以上のようにして、電子装置３個を用意して、ヒートサイクル試験を実施した。ヒートサイクル試験は、－４０℃５分～＋１２５℃５分を１サイクルとして３０００回行なった。ヒートサイクル試験後、顕微鏡で半田部分のクラック率を観察した。
　電子装置３個のうち１つでもクラック率が１００％となったものがある場合を不良（×）とし、電子装置３個のいずれもがクラック率が１００％未満のものを良好（○）と判定した。
　ここで、半田部分のクラック率とは、部品接合部の半田部分のクラック進行率をいう。クラックが進み基板との接続が完全に断線した場合を１００％とした比率である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　表１にて示されたように、実施例１～７によって得られた金属ベース基板は、発明は温度変化の大きい過酷な環境に置いた際にも十分に反りが抑制され、また、回路加工性にも優れるという結果が得られた。また、通電試験の評価も良好であり、さらなる高電流用途に用いられることが期待される。
　この出願は、２０１４年４月２１日に出願された日本出願特願２０１４－０８７４９１号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (8)

  1. 　金属基板と、前記金属基板上に設けられた絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層上に設けられた金属層とを備える金属ベース基板であって、
    　前記金属基板と、前記金属層は、同種の金属材料から構成され、
    　前記金属基板と、前記金属層は、厚みがともに１７０μｍ以上２３０μｍ以下の範囲にある、金属ベース基板。
  2. 　前記金属基板と、前記金属層は、ともに銅またはアルミニウムから選ばれる金属材料により構成される、請求項１に記載の金属ベース基板。
  3. 　前記絶縁樹脂層の厚みが４０μｍ以上３００μｍ以下である、請求項１または２に記載の金属ベース基板。
  4. 　前記絶縁樹脂層は、エポキシ樹脂を含む、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の金属ベース基板。
  5. 　金属ベース基板の製造方法であって、
    　金属層を準備する工程と、
    　前記金属層の片面上にＢステージ状態の絶縁樹脂層を形成する工程と、
    　前記絶縁樹脂層上に金属基板を積層し積層体を得る工程と、
    　前記積層体を加熱加圧硬化する工程を有し、
    　前記金属基板と、前記金属層は、同種の金属材料から構成され、
    　前記金属基板と、前記金属層は、厚みがともに１７０μｍ以上２３０μｍ以下の範囲にある、金属ベース基板の製造方法。
  6. 　請求項５に記載の金属ベース基板の製造方法において、
    　前記金属基板および前記金属層の片方もしくは両方がロールから押し出された金属材料である、金属ベース基板の製造方法。
  7. 　請求項１ないし４のいずれか一項に記載の金属ベース基板の前記金属層が回路加工されてなる金属ベース回路基板。
  8. 　請求項７に記載の金属ベース回路基板と、
    　当該金属ベース回路基板上に設けられた電子部品と、
    を備える電子装置。
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