WO2018110104A1 - 回路基板用金属板、回路基板、パワーモジュール、金属板成形品及び、回路基板の製造方法 - Google Patents

回路基板用金属板、回路基板、パワーモジュール、金属板成形品及び、回路基板の製造方法 Download PDF

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metal plate
circuit board
thickness
holding member
molded product
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光司 大杉
澄夫 平山
広三 小松
基貴 若松
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Jx金属株式会社
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    • H01L23/12Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
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    • H05K3/20Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by affixing prefabricated conductor pattern

Definitions

  • the present invention relates to a circuit board metal plate, a circuit board, a power module, a metal plate molded product, and a circuit board manufacturing method, and in particular, to the thickness of the metal plate provided on the insulating substrate of the circuit board.
  • the present invention proposes a technique that enables patterning that can ensure the required insulation.
  • power modules that can be used for consumer devices, gasoline vehicles, electric vehicles, and other vehicle-mounted devices function as a heat sink by using a circuit board in which a metal plate such as a copper foil is bonded to each of both surfaces of an insulating substrate.
  • a semiconductor element such as a power transistor is mounted on the circuit board, and is fixed for use. The high heat generated by the semiconductor element is conducted to the base board during use, and the heat is transferred to the base board. Prompt release is required.
  • a ceramic substrate may be used as an insulating substrate bonded to a metal plate.
  • alumina Al 2 O 3
  • Patent Documents 1 to 3 it is considered to be effective to use a nitride ceramic substrate such as aluminum nitride (AlN) having excellent thermal conductivity.
  • the insulating substrate may be composed of other materials such as a resin material.
  • a photosensitive film is laminated on the exposed surface of the metal plate, By exposing and developing the photosensitive film, a predetermined resist pattern is formed on the photosensitive film, and then by etching, unnecessary portions of the metal plate are removed through the resist pattern, thereby forming a circuit on the metal plate. In general, a pattern is formed, and finally, a resist pattern is peeled and removed.
  • the etching reaction proceeds isotropically with diffusion rate control, and therefore, as shown in the cross-sectional view of FIG.
  • the exposed surface Se of the metal plate 102 moves toward the bonding surface Sb on the insulating substrate 103 side, the portion of the metal plate 102 that is removed decreases.
  • the plurality of circuit constituent parts 102a and 102b of the metal plate 102 left without being removed by etching form a tapered shape that gradually approaches toward the insulating substrate 103 side. It is known that a pattern groove 104 is formed.
  • the metal plate 102 of the circuit board 101 is made relatively thick for the purpose of improving heat dissipation or the like, unnecessary portions of the metal plate 102 on the bonding surface Sb side with the insulating substrate 103 are removed.
  • This metal plate may be located directly under the semiconductor element, and its thickness greatly affects the heat dissipation of the power module. In the method of forming a circuit pattern by etching, the metal plate has Since there is a limit to increasing the thickness, it has not been possible to achieve further improvement in heat dissipation by increasing the thickness of the metal plate by this method.
  • the object of the present invention is to solve such problems, and the object of the invention is to ensure the required insulation by patterning regardless of the thickness of the metal plate for circuit metal.
  • it is an object to provide a circuit board metal plate, a circuit board, a power module, a metal plate molded product, and a circuit board manufacturing method capable of easily manufacturing a circuit board.
  • a metal plate molded product comprising: a circuit board metal plate, and a circuit board metal plate integrally connected by a connection bridge and a plate-like or strip-like metal plate holding member holding the circuit board metal plate It was newly found that by using this metal plate molded product, a circuit board capable of effectively ensuring required insulation by patterning even when the thickness of the metal plate for circuit metal is large is obtained. .
  • connection bridge is cut. Then, by separating the metal plate holding member, a circuit board having an intended circuit pattern can be manufactured.
  • the thickness of the connecting bridge is made thinner than the thickness of the metal plate for circuit metal, so that the connecting bridge is easily deformed, and the metal plate for circuit board on the insulating base is strong. It is possible to join, and the connection bridge after the circuit board metal plate is joined on the insulating substrate can be surely and easily performed without causing deterioration in insulation. It is essential.
  • the circuit board metal plate of the present invention has at least one cut mark having a surface property different from that of the other side surface part in the width direction of the side surface of the circuit board metal plate.
  • the cutting trace has a plate thickness direction length smaller than the thickness of the circuit board metal plate in the plate thickness direction.
  • the length in the thickness direction of the cut trace is 0.01 mm to 0.1 mm.
  • the cutting trace is formed in a convex shape protruding from the side surface or a concave shape recessed from the side surface.
  • the maximum protruding height or maximum depth from the side surface of the convex or concave cut trace is more preferably 0.01 mm to 0.15 mm.
  • the cut traces may be located on either the front side or the back side of the circuit board metal plate with respect to the center line in the plate thickness direction on the side surface.
  • the ratio of the width of the cut trace to the length in the plate thickness direction is preferably 1 to 100.
  • the cutting marks, by the inner surface preferably has an area of 0.01mm 2 ⁇ 1.0mm 2.
  • the metal plate for a circuit board according to the present invention has a polygonal shape in plan view, and it is preferable that the cut traces exist on each of two or more different side surfaces of the metal plate for a circuit board. .
  • the thickness of the metal plate for a circuit board is preferably 0.2 mm to 3.0 mm, and particularly a thick metal plate that is difficult to etch, for example, 0.5 mm to More preferably, it is 3.0 mm.
  • a fracture surface region and a shear surface region may be formed on the other side surface portion of the side surface of the circuit board metal plate.
  • a circuit board according to the present invention includes any one of the above-described metal plates for a circuit board and an insulating substrate to which the metal board for a circuit board is bonded.
  • the circuit board of the present invention comprises a plurality of circuit board metal plates bonded on an insulating substrate, and the plurality of circuit board metal plates are 0.5 mm to 8.0 mm on the insulating substrate, and Although it is currently preferable that they are spaced apart from each other within a range of 0.5 mm to 5.0 mm, processing that is narrower to a lower limit of about 0.3 mm can be handled with future technological improvements such as press and etching. There is also a possibility of becoming.
  • the power module of the present invention includes any one of the circuit boards described above.
  • the metal plate molded product of the present invention has one or more circuit board metal plates and a hole shape larger than the outline shape outside the plane of the circuit board metal plate, and the circuit board metal plate is disposed inside.
  • a plate-like or strip-like metal plate holding member having one or more through-holes, wherein the circuit board metal plate and the metal plate holding member hold the side surface of the circuit board metal plate and the metal plate holding member. It is connected by at least one connecting bridge extending in the through hole so as to integrally connect a part in the width direction of each inner surface of the through hole of the member, the connecting bridge in the plate thickness direction, It has a thickness smaller than the thickness of the metal plate for circuit boards.
  • the thickness of the connection bridge is 0.01 mm to 0.1 mm.
  • the connection bridge is for the circuit board with respect to the center line in the plate thickness direction on the side surface of the circuit board metal plate and the inner surface of the through hole of the metal plate holding member.
  • the metal plate and the metal plate holding member are preferably positioned so as to be offset from either the front side or the back side.
  • the ratio of the width to the thickness of the connection bridge is preferably 1 to 100.
  • the connecting bridge has a cross-sectional area of 0.01 mm 2 to 1.0 mm 2 .
  • the circuit board metal plate has a polygonal shape in plan view, and each of the two or more different side surfaces of the circuit board metal plate is formed by the connecting bridge. It is preferable that it is connected to the inner surface of the through hole of the holding member.
  • the thickness of the circuit board metal plate and the metal plate holding member is preferably 0.2 mm to 3.0 mm, and is particularly a thick metal plate that is difficult to etch, for example, 0. More preferably, the thickness is 5 mm to 3.0 mm.
  • a fracture surface region and a shear surface region are formed in a portion other than the connection bridge on the side surface of the circuit board metal plate and the inner surface of the through hole of the metal plate holding member.
  • the circuit board manufacturing method of the present invention uses any one of the above metal plate molded products to manufacture a circuit board including a circuit board metal plate and an insulating substrate to which the circuit board metal plate is bonded.
  • the method includes a step of bonding a metal plate for a circuit board of the metal plate molded article onto an insulating substrate, and then a step of cutting the connecting bridge and removing the metal plate holding member.
  • connection bridge is cut by melting the connection bridge by etching.
  • manufacturing method of the circuit board of this invention includes the process of performing the surface process by an etching with respect to the whole at least side surface of the metal plate for circuit boards.
  • a circuit pattern is not formed by etching, but by using a predetermined metal plate molded product, the insulation of patterning when the circuit pattern is formed by etching is reduced. Therefore, the circuit board can be easily manufactured while ensuring the required insulation by patterning regardless of the thickness of the metal plate for circuit metal.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1. It is sectional drawing in the same position as FIG. 3 which shows each process of manufacturing a circuit board using the metal plate molded product of FIG.
  • FIG. 3 shows each process of manufacturing a circuit board using the metal plate molded product of FIG.
  • FIG. 1 shows one of the metal plates for circuit boards with which the circuit board manufactured using the metal plate molded product of FIG. 1 is provided.
  • a metal plate molded product 1 illustrated in FIG. 1 includes a circuit board metal plate 2 and a metal plate holding member 3 that holds the circuit board metal plate 2 inside.
  • the metal plate molded article 1 is made of a metal material such as pure copper or a copper alloy to which a required element is added.
  • the pure copper include tough pitch copper, oxygen-free copper, and high-purity copper.
  • the copper alloy include tin-containing copper, zirconium-containing copper, silver-containing copper, and chromium-containing copper.
  • the metal plate holding member 3 has, for example, a hole shape such as a rectangle corresponding to the shape of the metal plate for circuit board 2 that is larger than the outline shape outside the plane of the metal plate for circuit board 2 in the center region of the plane. And a through hole 3a penetrating in the thickness direction is provided, and the circuit board metal plate 2 is disposed inside the through hole 3a.
  • the inner surface Si of the through hole 3a and the side surface Ss of the circuit board metal plate 2 adjacent to the through hole 3a are positioned to face each other in a plan view.
  • positioning position of the through-hole 3a is not limited to this, For example, you may open to the outer edge of the metal plate holding member 3. FIG.
  • the circuit board metal plate 2 and the metal plate holding member 3 are, as shown in FIG. 2, the width direction of the side surface Ss of the circuit board metal plate 2 (perpendicular to the plate thickness direction in the front view of the side surface Ss). And a part of the width direction of the inner surface Si of the through hole 3a of the metal plate holding member 3 (a direction perpendicular to the plate thickness direction in the front view of the inner surface Si).
  • the side surface Ss and the inner surface Si are connected by, for example, a connecting bridge 4 extending linearly. Thereby, the circuit board metal plate 2 is held inside the through hole 3 a of the metal plate holding member 3.
  • channel which extends to the circumference
  • the connecting bridge 4 having a rectangular cross section has, for example, the same thickness Tp of the metal plate 2 for circuit board and the metal plate holding member 3 as shown in the cross-sectional view of FIG. It is assumed that the thickness Tb is smaller than the thickness of.
  • the cross-sectional form of the circuit board is not limited to a form in which the side surface Ss is a flat surface perpendicular to the front surface Sf and the back surface Sb as shown in the figure, but also to the side surface Ss with respect to the vertical surface, for example, when etched. It is also possible to adopt a trapezoidal shape with an inclination or a shape in which a stepped process is applied to the side surface Ss.
  • the connecting bridge 4 is easily deformed, and when the circuit board metal plate 2 is bonded to the insulating substrate, even if the insulating substrate is warped, a strong bonding is possible.
  • the extending form of the connecting bridge may be curved or bent, and the cross-sectional shape of the connecting bridge may be a cubic or other polygonal or circular shape. Various shapes are possible.
  • the connecting bridge may change in width and / or height during its extension.
  • the metal plate molded product 1 is, for example, a metal plate molded product obtained by removing a circuit board metal plate 2 and a connecting bridge 4 portion from a raw metal plate material or a metal strip material (not shown) using a progressive die or the like.
  • a stamping process in which a portion corresponding to the portion of one through hole 3a is punched and then a portion corresponding to the portion of the connecting bridge 4 is subjected to coining or crushing to reduce the thickness in the plate thickness direction, or Although it can be formed by cutting, it is not limited to this, and it can also be formed by etching.
  • the connecting portion of the connecting bridge 4 is connected to the side surface Ss of the circuit board metal plate 2 punched by punching and the inner surface Si of the through hole 3a of the metal plate holding member 3.
  • a fracture surface region and a shear surface region that are adjacent to each other in the plate thickness direction and extend in parallel along the width direction of the side surface Ss or the inner surface Si are formed.
  • the shear surface region is considered to be formed by rubbing against the punch or die when the metal plate material or the metal strip material is stretched in the plate thickness direction by punching, and is slightly in the plate thickness direction. It becomes a smooth surface with a linear pattern.
  • the fracture surface area is considered to be caused by tearing from the remainder that becomes scrap after being stretched by punching, and it is clearly different from the shear surface area, and becomes a dimple-like surface with unevenness. It has been known.
  • the surface Sf of the circuit board metal plate 2 is positioned substantially on the same plane as the surface Sf of the metal plate holding member 3, and the circuit board.
  • the back surface Sb of the metal plate 2 is positioned substantially on the same plane as the back surface Sb of the metal plate holding member 3.
  • the back surface Sb of the metal plate 2 for the circuit board of the metal plate molded product 1 is pasted or the like.
  • a silver brazing material or a titanium bonding layer or the like is applied and indirectly or directly through this, as shown by the arrows in FIG.
  • the circuit board metal plate 2 of the metal plate molded product 1 is joined to the insulating substrate 11.
  • the insulating substrate 11 is made of an oxide ceramic such as alumina (Al 2 O 3 ), a nitride ceramic material such as aluminum nitride (AlN), or a resin material or other materials.
  • the thickness Tb of the connection bridge 4 is made thinner than the thickness Tp of the metal plate 2 for circuit board, so that even if the insulating substrate 11 and the metal plate molded product 1 are warped or curved, Therefore, the connecting bridge 4 which is easily deformed makes it possible to cause the circuit board metal plate 2 of the metal plate molded product 1 superposed on the insulating substrate 11 to follow the warp and the curve, so that the circuit board metal plate 2 can be sufficiently adhered onto the insulating substrate, and as a result, the circuit board metal plate 2 can be firmly bonded to the insulating substrate 11 over the entire surface.
  • the connecting bridge 4 is cut as close as possible to the circuit board metal plate 2 and the metal plate holding member 3 including the connecting bridge 4 is removed, as shown in FIG.
  • the circuit board 21 in which the circuit board metal plate 2 is bonded onto the insulating substrate 11 can be manufactured.
  • the cutting of the connecting bridge 4 can be performed by various methods such as machining such as cutting, laser processing or cutting, but a fine circuit can be performed by dissolving the connecting bridge 4 by etching. This is preferable in that the pattern can be formed with high accuracy.
  • a semiconductor element is mounted on the circuit board metal plate 2 and, if necessary, the back side of the insulating substrate 11 opposite to the side on which the circuit board metal plate 2 is provided.
  • a metal foil made of a metal material such as pure copper or a copper alloy is bonded to the base plate (heat sink), and a power module insulating substrate is manufactured.
  • the metal plate holding member 3 is removed from the metal plate molded product 1 by joining the metal plate 2 for the circuit board on the insulating substrate 11 at a predetermined time, for example, the press described above.
  • a predetermined time for example, the press described above.
  • Surface treatment by etching can be performed.
  • the circuit board metal plate 2 is bonded onto the insulating substrate 11 by using the metal plate molded product 1 formed in advance so that a predetermined circuit pattern is formed. Further, each circuit board metal plate 2 is disposed at a predetermined distance even at a position close to the insulating substrate 11 and is sufficiently separated from each other. This is due to the formation of a circuit pattern by etching as in the prior art. However, the problem of deterioration of insulation cannot occur. Moreover, as described above, the circuit board 21 having a desired circuit pattern can be manufactured generally only through the joining process of the circuit board metal plate 2 on the insulating substrate 11 and the cutting process of the connecting bridge 4. The circuit board 21 can be manufactured very easily.
  • This manufacturing method is particularly effective when manufacturing the circuit board 21 including the circuit board metal plate 2 having a thickness Tp of 0.5 mm or more, which makes it difficult to ensure the insulation of the narrow pitch circuit pattern by etching. And such a thick metal plate 2 for circuit boards can dissipate the heat which a semiconductor element emits effectively. In this case, the heat sink provided on the metal foil side may be unnecessary. In this case, by not providing the heat sink, the power module as a whole can be dramatically reduced in thickness and size. Can be realized. On the other hand, when the thickness Tp of the circuit board metal plate 2 becomes too thick, there is a possibility that a shape defect of the circuit board metal plate 2 to be formed by press working or the like may occur.
  • the thickness Tp of the circuit board metal plate 2 is preferably 0.2 mm to 3.0 mm, more preferably 0.5 mm to 3.0 mm.
  • the thickness of the metal plate holding member 3 is preferably 0.2 mm to 3.0 mm, more preferably 0.5 mm to 3.0 mm.
  • the thickness Tp of the metal plate 2 for circuit board and the thickness of the metal plate holding member 3 are 0.5 mm or more, it may be difficult to form a circuit pattern by etching, so the thickness is 0.5 mm or more. In addition, it is more effective to apply the present invention.
  • the thickness Tb of the connecting bridge 4 is smaller than the thickness Tp of the circuit board metal plate 2 and the thickness of the metal plate holding member 3, but specifically, 0.01 mm to 0.1 mm. Is preferable. If the thickness Tb of the connection bridge 4 is thicker than 0.1 mm, the connection bridge 4 will not be deformed so much that it may not be able to follow the warp of the insulating substrate 11 and the like, and the bonding strength will decrease. There is a possibility that the connection bridge 4 cannot be cut with high accuracy by etching or the like after the plate 2 is bonded to the insulating substrate 11.
  • the thickness Tb of the connection bridge 4 is preferably 0.01 mm to 0.1 mm, and more preferably 0.05 mm to 0.1 mm.
  • connection bridge 4 is formed not on the entire side surface Ss of the circuit board metal plate 2 but on a part of the side surface Ss, thereby holding the circuit board metal plate 2 in the metal plate molded product 1. It is possible to easily cut the connection bridge 4 after the circuit board metal plate 2 is joined to the insulating substrate 11 while ensuring the required strength of the connection bridge 4.
  • the ratio of the width of the connection bridge 4 to the thickness Tb of the connection bridge 4 is preferably 1 to 100.
  • connection bridge 4 preferably has a cross-sectional area of 0.01 mm 2 to 1.0 mm 2 in a cross section perpendicular to the extending direction of the connection bridge 4.
  • the cross-sectional area of the connection bridge 4 can be calculated by observing with a CCD camera, an electron microscope, or the like. .
  • connection bridge 4 is the side surface Ss of the circuit board metal plate 2 and the inner surface Si of the through hole 3a of the metal plate holding member 3, and the circuit board metal plate 2 and the metal plate holding with respect to the center line in the plate thickness direction. It is preferable that the member 3 is positioned so as to be shifted to either the front surface Sf side or the rear surface Sb side.
  • Such a connecting bridge 4 can be easily formed by performing coining or crushing only from one direction when the metal plate molded product 1 is formed by press working as described above. More preferably, the connection bridge 4 is disposed at a position closest to the front surface Sf or the back surface Sb of the side surface Ss of the circuit board metal plate 2 and the inner surface Si of the through hole 3a of the metal plate holding member 3. The front surface or the back surface of 4 is smoothly continuous with the front surface Sf or the back surface Sb of the circuit board metal plate 2 and the metal plate holding member 3 without a step.
  • the circuit board metal plate 2 has a rectangular shape or other polygonal shape as shown in the plan view, a plurality of side surfaces Ss of the circuit board metal plate 2 exist.
  • the two or more different side surfaces Ss of the circuit board metal plate 2 are connected to the inner surface Si of the through hole 3a of the metal plate holding member 3 by the connection bridge 4. It is preferable that Thus, the circuit board metal plate 2 is securely held by the metal plate holding member 3 at each of two or more different side surfaces Ss, and the circuit board metal plate 2 is displaced in the metal plate holding member 3. This is because a highly accurate circuit pattern can be formed as a result of being effectively prevented.
  • the metal plate molded article 1 is formed so that another connection bridge exists on an extension line of one connection bridge 4 in a plan view.
  • the circuit board metal plate 2 of the circuit board 21 manufactured using the metal plate molded product 1 has another side surface Ss in the width direction as shown in FIG. There will be at least one cut mark 2a having a different surface property from the side surface portion.
  • the cut mark 2a is formed by reducing the thickness Tb of the connection bridge 4 with the metal plate molded product 1 to be smaller than the thickness Tp of the metal plate 2 for circuit board, as shown in FIG. It has a plate thickness direction length Ht smaller than that of the substrate metal plate 2.
  • the plate thickness direction length Ht of the cut trace 2a is preferably 0.01 mm to 0.1 mm, more preferably 0.05 mm to 0.1 mm, similarly to the connection bridge 4.
  • the plate thickness direction length Ht of the cut mark 2a means a length along the plate thickness direction of the metal plate 2 for circuit board.
  • the cutting trace 2a exists not on the entire side surface Ss of the circuit board metal plate 2, but on a part of the side surface Ss.
  • the cutting trace 2a is long in the thickness direction.
  • the ratio of the width Wt to the height Ht is preferably 1 to 100.
  • the width Wt of the cut mark 2a means a length perpendicular to the plate thickness direction in the front view of the side surface Ss.
  • the cutting marks 2a within side Ss, it is preferable to have an area of 0.01mm 2 ⁇ 1.0mm 2.
  • This area of the cutting trace 2a can be calculated by observing with a CCD camera, an electron microscope, or the like.
  • CCD cameras and electron microscopes have built-in image processing devices and surface texture measuring devices. For example, surface areas such as irregularities and colors are different from other side portions, and the area of cutting marks 2a and the like is measured. Is also possible.
  • the cut mark 2a is also located on the side surface Ss of the circuit board metal plate 2 so as to be shifted to either the front surface Sf side or the back surface Sb side of the circuit board metal plate with respect to the center line in the plate thickness direction. And preferably present on each of two or more different side surfaces Ss of the circuit board metal plate 2 having a polygonal shape such as a rectangle in plan view. It is the same.
  • the cutting trace 2a is a trace that can be visually confirmed by the naked eye or by using an electron microscope or other device, and is formed by pressing or the like when the above-described metal plate molded product 1 is molded. In addition to the side surface portion, and after that, it is formed by cutting the connecting bridge 4 on the insulating substrate 11, so that the surface property is clearly different from that of the other side surface portion.
  • the cut trace 2a may be formed in a convex shape protruding from the side surface Ss of the circuit board metal plate 2 or a concave shape recessed from the side surface Ss of the circuit board metal plate 2.
  • the maximum protruding height or maximum depth of the cut mark 2a with respect to the side surface Ss is measured along a perpendicular line standing on the side surface Ss, and is 0.01 mm to It may be 0.15 mm.
  • the separation distance between the plurality of circuit board metal plates 2 bonded on the insulating substrate is preferably 0.5 mm to 8.0 mm, more preferably 0.5 mm. It can be in the range of ⁇ 5.0 mm. However, there is a possibility that the lower limit of the separation distance between the plurality of circuit board metal plates 2 can be reduced to about 0.3 mm by improving techniques such as pressing or etching. Therefore, the separation distance between the plurality of circuit board metal plates 2 on the insulating substrate may be 0.3 mm to 8.0 mm, preferably 0.3 mm to 5.0 mm, for example.

Abstract

この発明の回路基板用金属板2は、該回路基板用金属板2の側面Ssの幅方向の一部に、他の側面部分と表面性状の異なる少なくとも一箇所の切断痕2aが存在してなり、前記切断痕2aが、板厚方向で、当該回路基板用金属板2の厚みTpより小さい板厚方向長さHtを有する。

Description

回路基板用金属板、回路基板、パワーモジュール、金属板成形品及び、回路基板の製造方法
 この発明は、回路基板用金属板、回路基板、パワーモジュール、金属板成形品及び、回路基板の製造方法に関するものであり、特には、回路基板の絶縁基板上に設ける金属板の厚みの大小によらず、所要の絶縁性を確保できるパターニングを可能にする技術を提案するものである。
 民生機器用や、ガソリン自動車、電気自動車その他の車載用等として用いられ得るパワーモジュールは一般に、絶縁基板の両面のそれぞれに銅箔等の金属板を接合してなる回路基板を、ヒートシンクとして機能するベース板上に固定し、その回路基板上にパワートランジスタ等の半導体素子を搭載させて使用に供されるものであり、使用に際し、半導体素子が発する高熱をベース板に伝導させて、その熱を速やかに放散することが求められる。
 なお、そのような回路基板では、金属板に接合させる絶縁基板として、セラミックス基板を用いることがある。この場合、セラミックス基板としては、当該金属板との直接接合が可能なアルミナ(Al23)が用いられていたが、近年は、アルミナ製セラミックス基板に代えて、特許文献1~3等に記載されているように、優れた熱伝導性を有する窒化アルミニウム(AlN)等の窒化物系セラミックス基板とすることが有効であると考えられている。絶縁基板は樹脂材料等の他の材料で構成することもある。
特開昭64-84648号公報 特公平5-18477号公報 特開平5-218229号公報
 ところで、上述したような回路基板を製造するには、セラミックス基板等に代表される絶縁基板上に、金属板を接合させた後、金属板の露出表面上に感光性フィルムをラミネートし、次いで、その感光性フィルムを露光及び現像することにより、感光性フィルムに所定のレジストパターンを形成し、その後、エッチングによって、レジストパターンを介して金属板の不要な部分を除去することにより、金属板に回路パターンを形成し、最後に、レジストパターンを剥離して除去することが一般に行われている。
 しかるに、このように、絶縁基板上の金属板に、エッチングによって金属板の不要部分を除去することは、回路基板の製造工程を複雑化させて製造能率を低下させるとともに、製造コストの増大を招くという問題がある。特に、窒化アルミニウムからなる絶縁基板は比較的高価であるので、これを用いる回路基板では、エッチングによる回路パターンの形成は、回路基板の価格をさらに上昇させる。
 また、上述したようにしてエッチングにより回路パターンを形成すると、エッチング反応が拡散律速で等方的に進行することに起因して、図7に断面図で示すように、回路基板101の板厚方向で、金属板102の露出面Seから絶縁基板103側の接合面Sbに向かうに従って、金属板102の除去される部分が少なくなる。その結果として、回路基板101の断面視で、エッチングにより除去せずに残した金属板102の複数の回路構成部分102a、102bの相互が、絶縁基板103側に向かうに従って次第に接近するテーパ形状をなすパターン溝104が形成されることが知られている。
 これにより、特に、放熱性の向上等を目的として、回路基板101の金属板102を厚みが比較的厚いものとした場合は、絶縁基板103との接合面Sb側の金属板102の不要部分がエッチングで十分に除去されずに、絶縁基板103側で金属板102の複数の回路構成部分102a、102bが極めて近接し、又は甚だしくは接触することになり、パターニングによる絶縁性が確保されなくなるという問題があった。
 この金属板は半導体素子の直下に位置することがあり、その厚みはパワーモジュールの放熱に大きく影響するところ、エッチングによって回路パターンの形成する手法では、上述した絶縁性低下の理由より、金属板の厚みを厚くすることには限界があるので、この手法によっては、金属板厚みの増大による放熱性の更なる向上を実現することができなかった。
 この発明は、このような問題を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、回路金属用金属板の厚みの大小によらず、パターニングによる所要の絶縁性を確保しつつ、回路基板を容易に製造することのできる回路基板用金属板、回路基板、パワーモジュール、金属板成形品及び、回路基板の製造方法を提供することにある。
 発明者は、エッチングによる回路パターンの形成に起因する上記の問題を解決するべく鋭意検討した結果、たとえば金属条にプレス加工を施すこと等により、所定の回路パターンを形成するよう所定の位置に配置された回路基板用金属板と、回路基板用金属板が連結ブリッジにより一体に連結されて当該回路基板用金属板を保持する板状もしくは条状の金属板保持部材とを備える金属板成形品を予め成形し、この金属板成形品を用いることで、回路金属用金属板の厚みが厚い場合であってもパターニングによる所要の絶縁性を有効に確保し得る回路基板を製造できることを新たに見出した。
 より具体的には、この手法によれば、金属板成形品を絶縁基板上に重ね合せた状態で、金属板成形品の回路基板用金属板のみを絶縁基板に接合した後、連結ブリッジを切断して金属板保持部材を切り離すことにより、所期した回路パターンを有する回路基板を製造することができる。
 上記の手法では、特に、連結ブリッジの厚みを回路金属用金属板の厚みより薄く形成しておくことが、連結ブリッジが変形し易くなって絶縁基材上への回路基板用金属板の強固な接合が可能になる点、及び、回路基板用金属板を絶縁基板上に接合した後の連結ブリッジの切断を、絶縁性の低下を招くことなしに確実に、しかも容易に行うことができる点で肝要である。
 そして、このようにして製造された回路基板の回路基板用金属板の側面には、回路基板用金属板の形成より後に連結ブリッジが切断されたことに起因する切断痕が存在するとの知見を得た。
 このような知見に基き、この発明の回路基板用金属板は、該回路基板用金属板の側面の幅方向の一部に、他の側面部分と表面性状の異なる少なくとも一箇所の切断痕が存在してなり、前記切断痕が、板厚方向で、当該回路基板用金属板の厚みより小さい板厚方向長さを有するものである。
 この発明の回路基板用金属板では、前記切断痕の板厚方向長さが、0.01mm~0.1mmであることが好ましい。
 また、この発明の回路基板用金属板は、前記切断痕が、前記側面から突出する凸形状または、前記側面から窪む凹形状に形成されてなるものであることが好ましい。この場合、凸形状または凹形状の前記切断痕の、前記側面からの最大突出高さ又は最大深さは、0.01mm~0.15mmであることがより好ましい。
 この発明の回路基板用金属板では、前記切断痕が、前記側面で、板厚方向の中心線に対し、当該回路基板用金属板の表面側又は裏面側のいずれかに片寄って位置することが好ましい。
 また、この発明の回路基板用金属板では、前記切断痕の板厚方向長さに対する幅の比が、1~100であることが好ましい。
 また、この発明の回路基板用金属板では、前記切断痕が、前記側面内で、0.01mm2~1.0mm2の面積を有することが好ましい。
 この発明の回路基板用金属板では、平面視で多角形状をなすものであって、該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれに、前記切断痕が存在することが好適である。
 なお、この発明の回路基板用金属板では、回路基板用金属板の厚みが、0.2mm~3.0mmであることが好ましく、特にエッチング加工が困難な、厚い金属板、例えば0.5mm~3.0mmである場合により一層好ましい。
 この発明の回路基板用金属板では、回路基板用金属板の側面の前記他の側面部分に、破断面領域及びせん断面領域が形成されていることがある。
 この発明の回路基板は、上記のいずれかの回路基板用金属板と、前記回路基板用金属板が接合された絶縁基板とを備えるものである。
 この発明の回路基板では、絶縁基板上に接合された複数個の回路基板用金属板を備え、複数個の回路基板用金属板が、絶縁基板上で、0.5mm~8.0mm、さらには0.5mm~5.0mmの範囲内で互いに離隔して配置されていることが現行では好ましいが、将来プレス、エッチング加工等の技術向上に伴い、下限が0.3mm程度まで狭い加工も対応可能となる可能性もある。
 この発明のパワーモジュールは、上記のいずれかの回路基板を備えるものである。
 また、この発明の金属板成形品は、一個以上の回路基板用金属板と、前記回路基板用金属板の平面外輪郭形状より大きい穴形状で、内側に該回路基板用金属板が配置される一個以上の貫通穴を有する板状もしくは条状の金属板保持部材とを備えるものであって、前記回路基板用金属板と金属板保持部材とが、回路基板用金属板の側面及び金属板保持部材の前記貫通穴の内面のそれぞれの幅方向の一部を相互に一体に連結するべく該貫通穴内で延びる少なくとも一箇所の連結ブリッジにより連結されてなり、前記連結ブリッジが、板厚方向で、前記回路基板用金属板の厚みより薄い厚みを有するものである。
 この発明の金属板成形品では、前記連結ブリッジの厚みが、0.01mm~0.1mmであることが好ましい。
 また、この発明の金属板成形品では、前記連結ブリッジが、回路基板用金属板の前記側面及び金属板保持部材の前記貫通穴の内面で、板厚方向の中心線に対し、前記回路基板用金属板及び金属板保持部材の表面側又は裏面側のいずれかに片寄って位置することが好ましい。
 この発明の金属板成形品では、前記連結ブリッジの厚みに対する幅の比が、1~100であることが好ましい。
 また、この発明の金属板成形品では、前記連結ブリッジが、0.01mm2~1.0mm2の横断面積を有することが好ましい。
 また、この発明の金属板成形品では、回路基板用金属板が平面視で多角形状を有し、該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれが、前記連結ブリッジにより、金属板保持部材の貫通穴の内面に連結されていることが好ましい。
 この発明の金属板成形品では、回路基板用金属板及び金属板保持部材の厚みが、0.2mm~3.0mmであることが好ましく、特にエッチング加工が困難な、厚い金属板、例えば0.5mm~3.0mmである場合により一層好ましい。
 なお、この発明の金属板成形品では、回路基板用金属板の側面及び金属板保持部材の貫通穴の内面で、前記連結ブリッジ以外の部分に、破断面領域及びせん断面領域が形成されていることがある。
 また、この発明の回路基板の製造方法は、上記のいずれかの金属板成形品を用いて、回路基板用金属板と前記回路基板用金属板が接合された絶縁基板とを備える回路基板を製造する方法であって、前記金属板成形品の回路基板用金属板を絶縁基板上に接合する工程と、その後、前記連結ブリッジを切断し、前記金属板保持部材を除去する工程を含むものである。
 この発明の回路基板の製造方法では、前記連結ブリッジの切断を、エッチングによる連結ブリッジの溶解にて行うことが好ましい。
 また、この発明の回路基板の製造方法は、回路基板用金属板の少なくとも側面の全体に対し、エッチングによる表面加工を施す工程を含むことが好適である。
 この発明によれば、回路基板を製造するに当り、エッチングにより回路パターンを形成するのではなく、所定の金属板成形品を用いることにより、エッチングで回路パターンを形成した場合のパターニングの絶縁性低下の問題が発生し得なくなるので、回路金属用金属板の厚みの大小によらず、パターニングによる所要の絶縁性を確保しつつ、回路基板を容易に製造することができる。
この発明の金属板成形品の一の実施形態を示す平面図である。 図1の金属板成形品の部分拡大斜視図である。 図1のIII-III線に沿う断面図である。 図1の金属板成形品を用いて回路基板を製造する各工程を示す、図3と同様の位置での断面図である。 図1の金属板成形品を用いて製造された回路基板が備える回路基板用金属板の一個を示す斜視図である。 図5の回路基板用金属板の側面図である。 エッチングによりセラミックス基板上の金属板の不要部分を除去して製造された回路基板の部分断面図である。
 以下に図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
 図1に例示する金属板成形品1は、回路基板用金属板2と、回路基板用金属板2を内側に保持する金属板保持部材3とを備えてなる。金属板成形品1は、純銅又は、所要の元素を添加した銅合金等の金属材料からなるものであり、純銅としては、たとえば、タフピッチ銅や、無酸素銅、高純度銅等を挙げることができ、また、銅合金としては、たとえば、錫含有銅やジルコニウム含有銅、銀含有銅、クロム含有銅等を挙げることができる。
 図示の実施形態は、いずれも平面視でほぼ長方形状をなす二個の回路基板用金属板2を備え、これらの回路基板用金属板2をその長さ方向に相互に所定の間隔をおいて並べて配置したものとしたが、回路基板用金属板2の形状、個数及び配置態様は、金属板成形品1を用いて製造する回路基板の回路パターン等に応じて適宜変更することができる。
 ここで、金属板保持部材3は、たとえばその平面中央領域に、回路基板用金属板2の平面外輪郭形状よりも大きく、該回路基板用金属板2の当該形状に対応する長方形等の穴形状を有し、板厚方向に貫通する貫通穴3aを設けたものであり、この貫通穴3aの内側に、回路基板用金属板2が配置されている。図2に拡大斜視図で示すように、貫通穴3aの内面Siとそれに隣接する回路基板用金属板2の側面Ssとは、平面視で互いに離隔して向き合って位置し、それらの内面Siと側面Ssとの間には、側面Ssに立てた垂線に沿って測って、たとえば0.8mm~8.0mmの範囲内の間隔Dが形成され得る。なお間隔Dが大きくなり過ぎると、後述するようなプレス等により潰す連結ブリッジの形成が困難となる。なお、狭ピッチ化に伴い、プレス、エッチング加工の技術が向上すれば、前記したように下限0.3mmも対応可能となる可能性もある。
 貫通穴3aの配設位置は、これに限定されず、たとえば、金属板保持部材3の外縁に開口するものであってもよい。
 そしてここでは、回路基板用金属板2と金属板保持部材3とは、図2に示すように、回路基板用金属板2の側面Ssの幅方向(側面Ssの正面視で板厚方向に直交する方向)の一部及び、金属板保持部材3の貫通穴3aの内面Siの幅方向(内面Siの正面視で板厚方向に直交する方向)の一部のそれぞれに一体に形成されて、側面Ssと内面Siとの間で、たとえば直線状で延びる連結ブリッジ4により連結される。それにより、金属板保持部材3の貫通穴3aの内側に、回路基板用金属板2が保持されている。なお、回路基板用金属板2及び金属板保持部材3の相互間には、連結ブリッジ4を除く箇所にて回路基板用金属板2の周囲に延びて側面Ssと内面Siとを離隔させる貫通溝が形成されている。
 図示の実施形態では横断面が長方形状をなすこの連結ブリッジ4は、図3に断面図で示すところから解かるように、たとえば互いに等しい回路基板用金属板2の厚みTp及び金属板保持部材3の厚みよりも薄い厚みTbを有するものとする。回路基板の断面形態は、側面Ssが、図示のような表面Sf及び裏面Sbに垂直な平坦面となる形態だけでなく、例えばエッチング加工した場合の様な、当該垂直面に対して側面Ssに傾斜が付いた台形状の形態や、側面Ssに段付きの加工を施した形態とすることも可能である。これにより、詳細は後述するが、連結ブリッジ4が変形しやすくなって、絶縁基板への回路基板用金属板2の接合時に、絶縁基板に反りが存在しても強固な接合が可能になる等といった利点がある。
 図示は省略するが、連結ブリッジの延在形態は、曲線状もしくは折曲線状その他の形状とすることもでき、また、連結ブリッジの横断面形状は、立方体状その他の多角形状または円形状等の種々の形状とすることができる。連結ブリッジはその延在途中で、幅及び/又は高さが変化するものであってもよい。
 かかる金属板成形品1は、たとえば、順送金型等を用いて、図示しない未加工の金属板素材もしくは金属条素材に、回路基板用金属板2及び連結ブリッジ4の部分を除く金属板成形品1の貫通穴3aの部分に対応する箇所に、打ち抜き加工を施した後、連結ブリッジ4の部分に対応する箇所に、板厚方向に厚みを減少させるコイニング又は潰し加工を施すというプレス加工、若しくは切削加工により成形することが可能であるが、これに限定されず、エッチングにより成形することもできる。
 プレス加工により金属板成形品1を成形した場合、打ち抜き加工により打ち抜かれた回路基板用金属板2の側面Ss及び金属板保持部材3の貫通穴3aの内面Siには、連結ブリッジ4の連結箇所以外の箇所に、たとえば板厚方向に互いに隣り合って側面Ssないし内面Siの幅方向に沿って平行に延びる破断面領域及びせん断面領域が形成される。なおここで、せん断面領域は、打ち抜き加工によって金属板素材もしくは金属条素材が板厚方向に引き伸ばされた際にパンチ又はダイに擦れることによって形成されるものと考えられ、板厚方向に若干の線状模様の入った平滑面となる。一方、破断面領域は、打ち抜き加工で引き伸ばされた後に、スクラップとなる残部から引きちぎられることによって生じるものと考えられ、せん断面領域とは明確に異なり、凹凸が存在するディンプル状の面となることが知られている。
 なお、上記のように成形された金属板成形品1では、多くの場合、回路基板用金属板2の表面Sfが金属板保持部材3の表面Sfとほぼ同一平面上に位置するとともに、回路基板用金属板2の裏面Sbが金属板保持部材3の裏面Sbとほぼ同一平面上に位置する。
 このような金属板成形品1を用いて回路基板を製造する方法の一例を述べると、はじめに、必要に応じて、金属板成形品1の回路基板用金属板2の裏面Sbにペースト状等の銀のろう材もしくはチタンの接合層等を塗布してこれを介して間接的に、又は直接的に、金属板成形品1を、図4(a)に矢印で示すように、絶縁基板11上に重ね合わせ、図4(b)に示すように、金属板成形品1の回路基板用金属板2を絶縁基板11に接合する。ここで、絶縁基板11は、アルミナ(Al23)等の酸化物系セラミックスもしくは、窒化アルミニウム(AlN)等の窒化物系セラミックス材料または、樹脂材料その他の材料からなるものである。
 このとき、連結ブリッジ4の厚みTbを回路基板用金属板2の厚みTpよりも薄くしたことにより、仮に絶縁基板11や金属板成形品1が反りや湾曲のある形状であったとしても、薄肉の故に変形しやすい連結ブリッジ4により、絶縁基板11上に重ね合せた金属板成形品1の回路基板用金属板2を当該反りや湾曲に追従させることが可能になって、回路基板用金属板2を絶縁基板上に十分に密着させることができ、その結果として、回路基板用金属板2をその全面にわたって絶縁基板11に強固に接合させることができる。
 しかる後は、連結ブリッジ4を、可能な限り回路基板用金属板2に隣接する位置で切断し、連結ブリッジ4を含む金属板保持部材3を除去することで、図4(c)に示すような、絶縁基板11上に回路基板用金属板2が接合されてなる回路基板21を製造することができる。この連結ブリッジ4の切断は、たとえば、切削等の機械加工、レーザー加工又は切削加工等の様々な手法により行うことができるが、エッチングにより連結ブリッジ4を溶解させることにより行うことが、微細な回路パターンを高い精度で形成できる点で好ましい。
 なおその後、図示は省略するが、回路基板用金属板2上に半導体素子を搭載し、また、必要に応じて、絶縁基板11の、回路基板用金属板2を設けた側とは逆の裏側に、純銅又は銅合金等の金属材料からなる金属箔を接合するとともに、この金属箔側をベース板(ヒートシンク)上に固定することで、パワーモジュール用絶縁基板が製造される。
 上記の回路基板21の製造方法では、所定の時期、たとえば、絶縁基板11上に回路基板用金属板2を接合して金属板成形品1から金属板保持部材3を除去した後に、先述のプレス加工等に起因する回路基板用金属板2の側面Ss等の凹凸を除去する目的等で、回路基板用金属板2の少なくとも側面Ssの全体、場合によっては表面Sfをも含む露出面の全体に、エッチングによる表面加工を施すことができる。
 かかる回路基板21の製造方法によれば、所定の回路パターンが形成されるように回路基板用金属板2が予め成形された金属板成形品1を用いたことにより、絶縁基板11上に接合された各回路基板用金属板2は、絶縁基板11に近接する箇所でも所期した距離で互いに十分に離隔して配置されることになるので、従来技術のようなエッチングによる回路パターンの形成に起因する絶縁性の低下という問題は生じ得ない。しかも、上述したように、概して、絶縁基板11上への回路基板用金属板2の接合工程と、連結ブリッジ4の切断工程を経るのみで、所望の回路パターンを有する回路基板21を製造できるので、回路基板21の製造を極めて容易に行うことができる。
 この製造方法は、特に、エッチングによっては狭ピッチ回路パターンの絶縁性が確保し難くなる0.5mm以上の厚みTpの回路基板用金属板2を備える回路基板21を製造する場合に有効である。そして、このような厚みの厚い回路基板用金属板2は、半導体素子が発する熱を有効に放散することができる。なお、それにより、上記の金属箔側に設けていたヒートシンクを不要とすることができる場合があり、この場合は、ヒートシンクを設けないことにより、パワーモジュール全体として飛躍的な薄肉化、小型化を実現することができる。
 一方、回路基板用金属板2の厚みTpが厚くなりすぎると、プレス加工等により成形する回路基板用金属板2の形状不良が発生するおそれがある。
 これらの観点から、回路基板用金属板2の厚みTpは、好ましくは0.2mm~3.0mm、より好ましくは0.5mm~3.0mmとする。金属板保持部材3の厚みも、回路基板用金属板2の厚みTpと同様に、好ましくは0.2mm~3.0mm、より好ましくは0.5mm~3.0mmとすることができる。特に回路基板用金属板2の厚みTp及び金属板保持部材3の厚みが0.5mm以上である場合、回路パターンをエッチングにより形成することが困難となり得るので、厚みが0.5mm以上である場合に、この発明を適用することがより効果的である。
 連結ブリッジ4の厚みTbは、回路基板用金属板2の厚みTp及び金属板保持部材3の厚みよりも薄くすることは先述したとおりであるが、具体的には、0.01mm~0.1mmとすることが好適である。
 連結ブリッジ4の厚みTbを0.1mmより厚くすると、連結ブリッジ4がそれほど変形しなくなって絶縁基板11等の反りに追従できずに接合強度が低下することが懸念される他、回路基板用金属板2を絶縁基板11に接合した後のエッチング等による連結ブリッジ4の切断を高い精度で行い得なくなるおそれがある。一方、連結ブリッジ4の厚みTbを0.01mm未満とすれば、連結ブリッジ4の強度が低下し、回路基板用金属板2を絶縁基板11に接合する前に金属板成形品1内で回路基板用金属板2の位置ずれが発生することが懸念され、この場合、所期したとおりの回路パターンを形成できなくなる。
 したがって、連結ブリッジ4の厚みTbは、0.01mm~0.1mmとすることが好ましく、さらに、0.05mm~0.1mmとすることがより一層好ましい。
 また、連結ブリッジ4は、回路基板用金属板2の側面Ssの全体ではなく、側面Ssの一部に形成するものとし、これにより、金属板成形品1内で回路基板用金属板2を保持する際の連結ブリッジ4の所要の強度を確保しつつ、回路基板用金属板2を絶縁基板11に接合した後の連結ブリッジ4の切断を容易に行うことができる。たとえば、連結ブリッジ4の厚みTbに対する連結ブリッジ4の幅の比は、好ましくは1~100とする。
 また、連結ブリッジ4は、連結ブリッジ4の延びる方向に直交する横断面で、0.01mm2~1.0mm2の横断面積を有することが好ましい。連結ブリッジ4の横断面積は、CCDカメラ、電子顕微鏡等で観察することで算出することが可能である。。
 なお、連結ブリッジ4は、回路基板用金属板2の側面Ss及び金属板保持部材3の貫通穴3aの内面Siで、板厚方向の中心線に対し、回路基板用金属板2及び金属板保持部材3の表面Sf側又は裏面Sb側のいずれかに片寄せて位置させることが好ましい。このような連結ブリッジ4は、先述したようにプレス加工により金属板成形品1を成形する場合に、コイニング又は潰し加工を一方向からのみ行うことで容易に形成することができる。より好ましくは、連結ブリッジ4を、回路基板用金属板2の側面Ss及び金属板保持部材3の貫通穴3aの内面Siの、最も表面Sf又は裏面Sbに隣接する位置に配置して、連結ブリッジ4の表面又は裏面が、回路基板用金属板2及び金属板保持部材3の表面Sf又は裏面Sbに、段差なしで滑らかに連続するようにする。
 回路基板用金属板2が平面視で、図示のような長方形状その他の多角形状を有するものである場合、回路基板用金属板2の側面Ssは複数面存在することになる。
 この場合、図示の実施形態のように、回路基板用金属板2の異なる二面以上のそれぞれの側面Ssが、連結ブリッジ4により、金属板保持部材3の貫通穴3aの内面Siに連結されていることが好適である。それにより、回路基板用金属板2が、異なる二面以上の各側面Ssで金属板保持部材3に確実に保持されて、金属板保持部材3内での回路基板用金属板2の位置ずれが有効に防止される結果として、高い精度の回路パターンの形成が可能になるからである。
 より好ましくは、図示の実施形態のように、平面視で、1の連結ブリッジ4の延長線上に他の連結ブリッジが存在するように、金属板成形品1を成形する。
 以上に述べたようにして、金属板成形品1を用いて製造された回路基板21の回路基板用金属板2は、図5に示すように、側面Ssの幅方向の一部に、他の側面部分と表面性状の異なる少なくとも一箇所の切断痕2aが存在することになる。
 そして、切断痕2aは、先述したように金属板成形品1で連結ブリッジ4の厚みTbを回路基板用金属板2の厚みTpより薄くしたことにより、図6に側面図で示すように、回路基板用金属板2よりも小さい板厚方向長さHtを有する。具体的には、切断痕2aの板厚方向長さHtは、連結ブリッジ4と同様に、好ましくは0.01mm~0.1mmであり、より好ましくは0.05mm~0.1mmである。切断痕2aの板厚方向長さHtは、回路基板用金属板2の板厚方向に沿う長さを意味する。
 またこれも連結ブリッジ4と同様に、切断痕2aは、回路基板用金属板2の側面Ssの全体ではなく側面Ssの一部に存在し、具体的には、切断痕2aの板厚方向長さHtに対する幅Wtの比は、好ましくは1~100とする。切断痕2aの幅Wtは、側面Ssの正面視で板厚方向に直交する長さを意味する。
 また、切断痕2aは、側面Ss内で、0.01mm2~1.0mm2の面積を有することが好適である。切断痕2aのこの面積は、CCDカメラ、電子顕微鏡等で観察することで算出することが可能である。CCDカメラや電子顕微鏡は、画像処理装置や表面性状の測定装置が内蔵されたものもあり、たとえば凹凸や色彩等の表面性状が他の側面部分とは異なる切断痕2a等の面積を測定することも可能である。
 そしてまた、切断痕2aも、回路基板用金属板2の側面Ssで、板厚方向の中心線に対して当該回路基板用金属板の表面Sf側又は裏面Sb側のいずれかに片寄って位置すること、及び、平面視で長方形等の多角形状をなす回路基板用金属板2の異なる二面以上の側面Ssのそれぞれに存在することがそれぞれ好ましく、その理由はそれぞれ、連結ブリッジ4について先述したところと同様である。
 切断痕2aは、肉眼により又は電子顕微鏡その他の装置を用いることにより目視で確認することが可能な痕跡であって、先述の金属板成形品1を成形する際のプレス加工等で形成された他の側面部分とは別に、またその事後に絶縁基板11上での連結ブリッジ4の切断により形成されたことに起因して、他の側面部分とは明らかに異なる表面性状を呈する。
 たとえば、切断痕2aは、回路基板用金属板2の側面Ssから突出する凸形状または、回路基板用金属板2の側面Ssから窪む凹形状に形成されていることがある。切断痕2aがそのような凸形状または凹形状である場合、側面Ssに対する当該切断痕2aの最大突出高さ又は最大深さは、側面Ssに立てた垂線に沿って測って、0.01mm~0.15mmとなっていることがある。
 なお、先述したようにして製造した回路基板では、絶縁基板上に接合した複数個の回路基板用金属板2間の離隔距離は、好ましくは0.5mm~8.0mm、より好ましくは0.5mm~5.0mmの範囲内とすることができる。但し、プレスないしエッチング加工等の技術の向上により、複数個の回路基板用金属板2間の離隔距離の下限を0.3mm程度まで狭くすることができる可能性がある。そのため、絶縁基板上の複数個の回路基板用金属板2間の離隔距離は、たとえば0.3mm~8.0mm、好ましくは0.3mm~5.0mmとすることも考えられる。
 1  金属板成形品
 2  回路基板用金属板
 2a 切断痕
 3  金属板保持部材
 3a 貫通穴
 4  連結ブリッジ
 11 絶縁基板
 21 回路基板
 Sf 金属板成形品の表面
 Sb 金属板成形品の裏面
 Ss 回路基板用金属板の側面
 Si 貫通穴の内面
 D  間隔
 Tp 回路基板用金属板の厚み
 Tb 連結ブリッジの厚み
 Ht 切断痕の板厚方向長さ
 Wt 切断痕の幅

Claims (26)

  1.  回路基板用金属板であって、該回路基板用金属板の側面の幅方向の一部に、他の側面部分と表面性状の異なる少なくとも一箇所の切断痕が存在してなり、前記切断痕が、板厚方向で、当該回路基板用金属板の厚みより小さい板厚方向長さを有する回路基板用金属板。
  2.  前記切断痕の板厚方向長さが、0.01mm~0.1mmである請求項1に記載の回路基板用金属板。
  3.  前記切断痕が、前記側面から突出する凸形状または、前記側面から窪む凹形状に形成されてなる請求項1又は2に記載の回路基板用金属板。
  4.  凸形状または凹形状の前記切断痕の、前記側面からの最大突出高さ又は最大深さが、0.01mm~0.15mmである請求項3に記載の回路基板用金属板。
  5.  前記切断痕が、前記側面で、板厚方向の中心線に対し、当該回路基板用金属板の表面側又は裏面側のいずれかに片寄って位置してなる請求項1~4のいずれか一項に記載の回路基板用金属板。
  6.  前記切断痕の板厚方向長さに対する幅の比が、1~100である請求項1~5のいずれかに記載の回路基板用金属板。
  7.  前記切断痕が、前記側面内で、0.01mm2~1.0mm2の面積を有する請求項1~6のいずれか一項に記載の回路基板用金属板。
  8.  平面視で多角形状をなす回路基板用金属板であって、該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれに、前記切断痕が存在してなる請求項1~7のいずれか一項に記載の回路基板用金属板。
  9.  回路基板用金属板の厚みが、0.2mm~3.0mmである請求項1~8のいずれか一項に記載の回路基板用金属板。
  10.  回路基板用金属板の厚みが、0.5mm~3.0mmである請求項9に記載の回路基板用金属板。
  11.  回路基板用金属板の側面の前記他の側面部分に、破断面領域及びせん断面領域が形成されてなる請求項1~10のいずれか一項に記載の回路基板用金属板。
  12.  請求項1~11のいずれか一項に記載の回路基板用金属板と、前記回路基板用金属板が接合された絶縁基板とを備える回路基板。
  13.  絶縁基板上に接合された複数個の回路基板用金属板を備え、複数個の回路基板用金属板が、絶縁基板上で、0.5mm~5.0mmの範囲内で互いに離隔して配置されてなる請求項12に記載の回路基板。
  14.  請求項12又は13に記載の回路基板を備えるパワーモジュール。
  15.  一個以上の回路基板用金属板と、前記回路基板用金属板の平面外輪郭形状より大きい穴形状で、内側に該回路基板用金属板が配置される一個以上の貫通穴を有する板状もしくは条状の金属板保持部材とを備える金属板成形品であって、
     前記回路基板用金属板と金属板保持部材とが、回路基板用金属板の側面及び金属板保持部材の前記貫通穴の内面のそれぞれの幅方向の一部を相互に一体に連結するべく該貫通穴内で延びる少なくとも一箇所の連結ブリッジにより連結されてなり、前記連結ブリッジが、板厚方向で、前記回路基板用金属板の厚みより薄い厚みを有する金属板成形品。
  16.  前記連結ブリッジの厚みが、0.01mm~0.1mmである請求項15に記載の金属板成形品。
  17.  前記連結ブリッジが、回路基板用金属板の前記側面及び金属板保持部材の前記貫通穴の内面で、板厚方向の中心線に対し、前記回路基板用金属板及び金属板保持部材の表面側又は裏面側のいずれかに片寄って位置してなる請求項15又は16に記載の金属板成形品。
  18.  前記連結ブリッジの厚みに対する幅の比が、1~100である請求項15~17のいずれかに記載の金属板成形品。
  19.  前記連結ブリッジが、0.01mm2~1.0mm2の横断面積を有する請求項15~18のいずれかに記載の金属板成形品。
  20.  回路基板用金属板が平面視で多角形状を有し、該回路基板用金属板の異なる二面以上の側面のそれぞれが、前記連結ブリッジにより、金属板保持部材の貫通穴の内面に連結されてなる請求項15~19のいずれか一項に記載の金属板成形品。
  21.  回路基板用金属板及び金属板保持部材の厚みが、0.2mm~3.0mmである請求項15~20のいずれか一項に記載の金属板成形品。
  22.  回路基板用金属板及び金属板保持部材の厚みが、0.5mm~3.0mmである請求項21に記載の金属板成形品。
  23.  回路基板用金属板の側面及び金属板保持部材の貫通穴の内面で、前記連結ブリッジ以外の部分に、破断面領域及びせん断面領域が形成されてなる請求項15~22のいずれか一項に記載の金属板成形品。
  24.  請求項15~22のいずれか一項に記載の金属板成形品を用いて、回路基板用金属板と前記回路基板用金属板が接合された絶縁基板とを備える回路基板を製造する方法であって、
     前記金属板成形品の回路基板用金属板を絶縁基板上に接合する工程と、その後、前記連結ブリッジを切断し、前記金属板保持部材を除去する工程を含む、回路基板の製造方法。
  25.  前記連結ブリッジの切断を、エッチングによる連結ブリッジの溶解にて行う、請求項24に記載の回路基板の製造方法。
  26.  回路基板用金属板の少なくとも側面の全体に対し、エッチングによる表面加工を施す工程を含む、請求項24又は25に記載の回路基板の製造方法。
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