WO2021246374A1

WO2021246374A1 - 絶縁樹脂回路基板

Info

Publication number: WO2021246374A1
Application number: PCT/JP2021/020707
Authority: WO
Inventors: 慶昭坂庭; 東洋大橋
Original assignee: 三菱マテリアル株式会社
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2021-12-09
Also published as: TW202211736A; US20230319975A1; CN115669235A; JP2021190586A; EP4161219A1; KR20230017764A

Abstract

この絶縁樹脂回路基板は、絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の一方の面に回路パターン状に離間して配設された複数の金属片からなる回路層と、を備えた絶縁樹脂回路基板であって、前記金属片同士の間の前記絶縁樹脂層の表面をＳＥＭ－ＥＤＸで分析した際の金属片を構成する金属元素の面積率が２．５％未満である。

Description

絶縁樹脂回路基板

　本発明は、絶縁樹脂層と、この絶縁樹脂層の一方の面に回路パターン状に離間して配設された複数の金属片からなる回路層と、を備えた絶縁樹脂回路基板に関する。
　本願は、２０２０年６月１日に、日本に出願された特願２０２０－０９５３０４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　パワーモジュール、ＬＥＤモジュールおよび熱電モジュールにおいては、絶縁層の一方の面に導電材料からなる回路層を形成した絶縁回路基板に、パワー半導体素子、ＬＥＤ素子および熱電素子が接合された構造とされている。
　上述の絶縁回路基板として、例えば特許文献１に記載された金属ベース回路基板が提案されている。

　特許文献１に記載された金属ベース回路基板においては、金属基板上に絶縁樹脂層が形成され、この絶縁樹脂層上に回路パターンを有する回路層が形成されている。ここで、絶縁樹脂層は、熱硬化型樹脂であるエポキシ樹脂で構成されており、回路層は、銅箔で構成されている。

　この金属ベース回路基板においては、回路層上に半導体素子が接合され、金属基板の絶縁樹脂層とは反対側の面にヒートシンクが配設されており、半導体素子で発生した熱をヒートシンク側に伝達して放熱する構造とされている。
　そして、特許文献１に記載された金属ベース回路基板においては、絶縁樹脂層の上に配設された銅箔をエッチング処理することによって回路パターンを形成している。

特開２０１５－２０７６６６号公報

　ところで、特許文献１に記載されたように、銅箔をエッチング処理することによって回路パターンを形成すると、エッチング処理によって完全に銅を溶解することができず、回路パターン間の絶縁樹脂層に銅の残渣が残り、これにより、回路パターン間の絶縁不良が生じるおそれがあった。
　特に、最近では、回路層に搭載された半導体素子に通電される電流が大きくなる傾向にあり、これに伴って半導体素子からの発熱量も大きくなっている。そこで、導電性および熱伝導性を確保するために、回路層の厚肉化が求められている。このため、エッチング処理後に、回路パターン間の絶縁樹脂層に銅の残渣が残りやすく、回路パターン間の絶縁不良が生じやすい傾向にある。

　この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、回路パターン間の絶縁性に優れ、安定して使用可能な絶縁樹脂回路基板を提供することを目的とする。

　上述の課題を解決するために、本発明の絶縁樹脂回路基板は、絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の一方の面に回路パターン状に離間して配設された複数の金属片からなる回路層と、を備えた絶縁樹脂回路基板であって、前記金属片同士の間の前記絶縁樹脂層表面をＳＥＭ－ＥＤＸで分析した際の前記金属片を構成する金属元素の面積率が２．５％未満であることを特徴としている。

　この構成の絶縁樹脂回路基板によれば、前記回路層を構成する前記金属片同士の間（回路パターン間）の前記絶縁樹脂層表面をＳＥＭ－ＥＤＸで分析した際の前記金属片を構成する金属元素の面積率が２．５％未満とされているので、回路パターン間の絶縁不良の発生を抑制することができ、安定して使用することが可能となる。

　ここで、本発明の絶縁樹脂回路基板においては、前記絶縁樹脂層の前記回路層とは反対側の面に放熱層が形成されており、前記放熱層のうち、前記回路層の前記金属片同士の間の裏面に位置する領域における前記絶縁樹脂層と前記放熱層との接合率が７０％以上であり、前記放熱層が前記絶縁樹脂層よりも熱伝導率が高い材料で構成されていることが好ましい。
　この場合、前記絶縁樹脂層の前記回路層とは反対側の面に前記絶縁樹脂層よりも熱伝導率が高い材料で構成された放熱層が形成されているので、この放熱層によって回路層側の熱を効率良く放熱することが可能となる。また、前記放熱層のうち、前記回路層の前記金属片同士の間の裏面に位置する領域における前記絶縁樹脂層と前記放熱層との接合率が７０％以上とされているので、前記絶縁樹脂層と前記放熱層とが確実に接合されており、絶縁樹脂層側からの熱を放熱層でさらに効率良く放熱することができる。

　また、本発明の絶縁樹脂回路基板においては、前記金属片の厚さｔが０．５ｍｍ以上とされていることが好ましい。
　この場合、回路層を構成する前記金属片の厚さｔが０．５ｍｍ以上とされているので、導電性が確保されるとともに、回路層において熱を面方向に拡げることができ、放熱特性に優れている。

　さらに、本発明の絶縁樹脂回路基板においては、回路パターン状に配設された前記金属片の厚さｔと、前記金属片同士の最近接距離Ｌとの比Ｌ／ｔが２．０以下とされていることが好ましい。
　この場合、前記金属片の厚さｔと前記金属片同士の最近接距離Ｌとの比Ｌ／ｔが２．０以下とされているので、この絶縁樹脂回路基板を用いた部品の小型化および軽量化を図ることが可能となる。また、金属片同士の間（回路パターン間）の前記絶縁樹脂層表面の金属元素の面積率が２．５％未満とされているので、最近接距離Ｌが小さい場合であっても、回路パターン間の絶縁性を確保することができる。

　本発明によれば、回路パターン間の絶縁性に優れ、安定して使用可能な絶縁樹脂回路基板を提供することができる。

本発明の実施形態である絶縁樹脂回路基板を用いたパワーモジュールの断面説明図である。本発明の実施形態である絶縁樹脂回路基板の説明図である。（ａ）が断面図、（ｂ）が上面図である。本発明の実施形態である絶縁樹脂回路基板の製造方法の一例を示すフロー図である。本発明の実施形態である絶縁樹脂回路基板の製造方法の一例を示す説明図である。（ａ）が樹脂組成物配設工程Ｓ０２、（ｂ）が金属片配置工程Ｓ０３、（ｃ）が加圧および加熱工程Ｓ０４、（ｄ）が以上の工程で得られる絶縁樹脂回路基板１０を示す。本発明例１において、絶縁樹脂回路基板の回路層を構成する金属片同士の間の絶縁樹脂層表面をＳＥＭ－ＥＤＸで分析した結果を示す図である。比較例において、絶縁樹脂回路基板の回路層を構成する金属片同士の間の絶縁樹脂層表面をＳＥＭ－ＥＤＸで分析した結果を示す図である。実施例において絶縁樹脂回路基板の耐電圧性を評価する試験装置の概略説明図である。

　以下に、本発明の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。
　図１に、本発明の実施形態である絶縁樹脂回路基板１０、および、この絶縁樹脂回路基板１０を用いたパワーモジュール１を示す。

　このパワーモジュール１は、絶縁樹脂回路基板１０と、この絶縁樹脂回路基板１０の一方側（図１において上側）にはんだ層２を介して接合された半導体素子３と、絶縁樹脂回路基板１０の他方側（図１において下側）にはんだ層３２を介して接合されたヒートシンク３１と、を備えている。

　はんだ層２、３２は、例えばＳｎ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｉｎ系、若しくはＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ系のはんだ材（いわゆる鉛フリーはんだ材）とされている。
　半導体素子３は、半導体を備えた電子部品であり、必要とされる機能に応じて種々の半導体素子が選択される。

　絶縁樹脂回路基板１０は、図１および図２（ａ）に示すように、絶縁樹脂層１１と、絶縁樹脂層１１の一方の面（図１および図２（ａ）において上面）に形成された回路層１２と、絶縁樹脂層１１の他方の面（図１および図２（ａ）において上面）に形成された放熱層１３と、を備えている。

　絶縁樹脂層１１は、回路層１２と放熱層１３との間の電気的接続を防止するものであって、絶縁性を有する熱硬化型樹脂で構成されている。本実施形態では、絶縁樹脂層１１の強度を確保するために、フィラーを含有する熱硬化型樹脂が用いることもできる。
　ここで、フィラーとしては、例えばアルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等を用いることができる。また、熱硬化型樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド等を用いることができる。
　本実施形態では、絶縁樹脂層１１は、ポリイミドで構成されている。また、絶縁樹脂層１１の厚さは、２０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲内とされている。

　回路層１２は、図４（ａ）～（ｄ）に示すように、絶縁樹脂層１１の一方の面（図４（ａ）～（ｄ）において上面）に、導電性に優れた金属からなる金属片２２が接合されることにより形成されている。金属片２２としては、金属板を打ち抜き加工することで形成されたものを用いることができる。本実施形態においては、回路層１２を構成する金属片２２として、無酸素銅（ＯＦＣ）の圧延板を打ち抜き加工したものが用いられている。金属片２２としてタフピッチ銅などの銅、銅合金を打ち抜き加工したものを使用することも可能である。

　この回路層１２においては、上述の金属片２２が回路パターン状に配置されることで回路パターンが形成されており、その一方の面（図１において上面）が、半導体素子３が搭載される搭載面とされている。
　ここで、回路層１２（金属片２２）の厚さｔは０．５ｍｍ以上とされている。なお、回路層１２（金属片２２）の厚さｔは１．０ｍｍ以上であることが好ましく、１．５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、回路層１２（金属片２２）の厚さｔの上限は特に制限はないが、現実的には、４．０ｍｍ以下となる。

　また、図２（ａ）に示す、回路パターン状に配設された金属片２２同士の最近接距離Ｌは、回路パターン状に配設された金属片２２の厚さｔとの比Ｌ／ｔが２．０以下となるように設定されていることが好ましい。なお、Ｌ／ｔは、１．０以下とすることがさらに好ましく、０．５以下とすることがより好ましい。Ｌ／ｔの下限値は特に限定されないが、現実的に０．２となる。
　本実施形態では、具体的には、回路パターン状に配設された金属片２２同士の最近接距離Ｌは、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内に設定されている。

　放熱層１３は、絶縁樹脂回路基板１０に搭載された半導体素子３において発生した熱を面方向に拡げることによって、放熱特性を向上させる作用を有する。このため、放熱層１３は、熱伝導性に優れた金属、例えば銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されている。
　これらの金属は、絶縁樹脂層１１に用いる熱硬化型樹脂及びフィラーより熱伝導率が高い傾向を有している。
　本実施形態では、無酸素銅の圧延板で構成されている。また、放熱層１３の厚さは、０．０５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内に設定されている。

　そして、本実施形態である絶縁樹脂回路基板１０においては、回路層１２を構成する金属片２２同士の間（回路パターン間）に位置する絶縁樹脂層１１の表面をＳＥＭ－ＥＤＸで分析した結果、金属片２２を構成する金属元素の面積率が２．５％未満とされている。金属元素の面積率は１．０％以下であるとより好ましい。
　また、金属片２２同士の間（回路パターン間）に位置する絶縁樹脂層１１の表面における金属元素の面積率の下限値は０％である。
　本実施形態では、上述のように金属片２２が無酸素銅の圧延板を打ち抜き加工したもので構成されていることから、金属片２２同士の間（回路パターン間）に位置する絶縁樹脂層１１の表面におけるＣｕ元素の面積率が２．５％未満とされていることになる。

　また、本実施形態である絶縁樹脂回路基板１０においては、放熱層１３のうち、回路層１２の金属片２２同士の間（回路パターン間）の裏面に位置する領域における絶縁樹脂層１１と放熱層１３との接合率が７０％以上であることが好ましい。
　接合率はより好ましくは９０％以上であり、接合率の上限値は１００％であることが好ましい。
　なお、接合率は、超音波探傷装置を用いて評価し、以下の式から算出した。ここで、初期接合面積とは、接合前における接合すべき面積とした。
　　（接合率）＝｛（初期接合面積）－（剥離面積）｝／（初期接合面積）×１００

　ヒートシンク３１は、絶縁樹脂回路基板１０側の熱を放散するためのものである。ヒートシンク３１は、熱伝導性が良好な銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金等で構成されている。本実施形態においては、無酸素銅からなる放熱板とされている。なお、ヒートシンク３１の厚さは、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内に設定されている。
　ここで、絶縁樹脂回路基板１０の放熱層１３とヒートシンク３１とは、はんだ層３２を介して接合されている。

　以下に、本実施形態である絶縁樹脂回路基板の製造方法について、図３および図４（ａ）～（ｄ）を用いて説明する。

（金属片形成工程Ｓ０１）　
　まず、回路層１２となる金属片２２を形成する。金属板（本実施形態では無酸素銅の圧延板）を打ち抜き加工して、金属片２２を形成する。

（樹脂組成物配設工程Ｓ０２）　
　次に、図４（ａ）に示すように、放熱層１３となる金属板２３の一方の面（図４（ａ）において上面）に、絶縁樹脂層１１となる樹脂組成物２１を配設する。本実施形態では、樹脂組成物２１として、ポリイミド樹脂からなる樹脂シート材を用いている。

（金属片配置工程Ｓ０３）
　次に、樹脂組成物２１の一方の面（図４（ｂ）において上面）に、複数の金属片２２を回路パターン状に配置する。

（加圧および加熱工程Ｓ０４）
　次に、図４（ｃ）に示すように、放熱層１３となる金属板２３と樹脂組成物２１と金属片２２とを積層方向に加圧するとともに加熱することにより、金属板２３と絶縁樹脂層１１、絶縁樹脂層１１と金属片２２とを接合して、放熱層１３および回路層１２を形成する。

　ここで、本実施形態においては、加圧および加熱工程Ｓ０４では、金属片２２側に、ゴム状弾性体４５を配置して、金属片２２を樹脂組成物２１側に押圧する構成とされている。
　ゴム状弾性体４５は、例えば、シリコーンゴム等で構成されたものとされている。このゴム状弾性体４５を用いて加圧することで、金属片２２が配設されていない領域においても十分に樹脂組成物２１と金属板２３とを積層方向に加圧することが可能となる。

　また、加圧および加熱工程Ｓ０４においては、加熱温度が１２０℃以上３５０℃以下の範囲内とされ、加熱温度での保持時間が１０分以上１８０分以下の範囲内とされている。また、積層方向の加圧荷重が１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下の範囲内とされている。
　ここで、加熱温度の下限は１５０℃以上とすることが好ましく、１７０℃以上とすることがさらに好ましい。一方、加熱温度の上限は２５０℃以下とすることが好ましく、２００℃以下とすることがさらに好ましい。
　加熱温度での保持時間の下限は３０分以上とすることが好ましく、６０分以上とすることがさらに好ましい。一方、加熱温度での保持時間の上限は１２０分以下とすることが好ましく、９０分以下とすることがさらに好ましい。
　積層方向の加圧荷重の下限は５ＭＰａ以上とすることが好ましく、８ＭＰａ以上とすることがさらに好ましい。一方、積層方向の加圧荷重の上限は１５ＭＰａ以下とすることが好ましく、１０ＭＰａ以下とすることがさらに好ましい。

　上述した各工程によって、図４（ｄ）に示すように、本実施形態である絶縁樹脂回路基板１０が製造される。

（ヒートシンク接合工程Ｓ０５）
　次に、この絶縁樹脂回路基板１０の放熱層１３の他方の面にヒートシンク３１を接合する。本実施形態では、放熱層１３とヒートシンク３１とを、はんだ材を介して接合している。

（半導体素子接合工程Ｓ０６）
　そして、絶縁樹脂回路基板１０の回路層１２に半導体素子３を接合する。本実施形態では、回路層１２と半導体素子３とを、はんだ材を介して接合している。
　以上の工程により、図１に示すパワーモジュール１が製造される。

　以上のような構成とされた本実施形態である絶縁樹脂回路基板１０によれば、回路層１２を構成する金属片２２，２２同士の間（回路パターン間）の絶縁樹脂層１１の表面をＳＥＭ－ＥＤＸで分析した際の金属片２２を構成する金属元素（本実施形態ではＣｕ元素）の面積率が２．５％未満とされているので、回路パターン間の絶縁不良の発生を抑制することができる。

　本実施形態においては、絶縁樹脂層１１の回路層１２とは反対側の面に放熱層１３が形成されているので、この放熱層１３によって、回路層１２側の熱を効率良く放熱することが可能となる。
　そして、放熱層１３のうち、回路層１２の金属片２２，２２同士の間の裏面に位置する領域における、絶縁樹脂層１１と放熱層１３との接合率が７０％以上とされている場合には、絶縁樹脂層１１と放熱層１３とが確実に接合されており、絶縁樹脂層１１側からの熱を放熱層１３でさらに効率良く放熱することができる。

　なお、本実施形態では、加圧および加熱工程Ｓ０４において、ゴム状弾性体４５を配置して金属片２２を樹脂組成物２１側に押圧する構成とされているので、金属片２２が配設されていない領域においても十分に樹脂組成物２１と金属板２３とを積層方向に加圧することが可能となり、回路層１２の金属片２２，２２同士の間の裏面に位置する領域における、絶縁樹脂層１１と放熱層１３との接合率を９５％以上とすることが可能となる。

　また、本実施形態において、回路層１２を構成する金属片２２の厚さｔが０．５ｍｍ以上とされている場合には、導電性および放熱特性に優れており、大電流高電圧を負荷する用途にも良好に適用することができる。また、回路層１２において熱を面方向に拡げることができ、放熱特性に優れている。

　さらに、本実施形態において、回路パターン状に配設された金属片２２の厚さｔと、金属片２２，２２同士の最近接距離Ｌとの比Ｌ／ｔが２．０以下とされている場合には、この絶縁樹脂回路基板１０を用いた部品の小型化および軽量化を図ることが可能となる。また、上述のように、金属片２２，２２同士の間（回路パターン間）の絶縁樹脂層１１の表面をＳＥＭ－ＥＤＸで分析した際の金属片２２を構成する金属元素（本実施形態ではＣｕ元素）の面積率が２．５％未満とされているので、金属片２２，２２同士の最近接距離Ｌとの比Ｌ／ｔが２．０以下とされている場合でも、回路パターン間の絶縁不良の発生を抑制することができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

　例えば、本実施形態では、絶縁樹脂回路基板の回路層にパワー半導体素子を搭載してパワーモジュールを構成するものとして説明したが、これに限定されることはない。例えば、絶縁樹脂回路基板にＬＥＤ素子を搭載してＬＥＤモジュールを構成してもよいし、絶縁樹脂回路基板の回路層に熱電素子を搭載して熱電モジュールを構成してもよい。

　また、本実施形態では、絶縁樹脂回路基板とヒートシンクとをはんだ層を介して接合したものとして説明したが、これに限定されることはなく、絶縁樹脂回路基板（金属基板）とヒートシンクとグリースを介して積層してもよい。
　さらに、ヒートシンクの材質や構造は、本実施形態に限定されることなく、適宜設計変更してもよい。
　また、本実施形態では、絶縁樹脂層をポリイミドで構成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、エポキシ樹脂等で構成したものであってもよい。
　さらに、本実施形態では、金属片を無酸素銅で構成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、その他の銅または銅合金、アルミニウム、銀等の他の金属材料で構成されたものであってもよい。

　また、本実施形態では、加圧および加熱工程においてゴム状弾性体を用いて加圧するものとして説明したが、これに限定されることはなく、ゴム状弾性体を用いなくてもよい。
　さらに、本実施形態においては、金属板を打ち抜くことにより、金属片２２を形成する金属片形成工程Ｓ０１を有するものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の手段によって形成された金属片を用いてもよい。

　以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。

　放熱層となる金属板として、無酸素銅の圧延板（６０ｍｍ×４０ｍｍ×厚さ１．０ｍｍ）を準備し、この金属板の一方の面に表１に示す樹脂組成物のシート材を配置した。
　本発明例１、２においては、樹脂組成物の一方の面に表１に示す金属片（２０ｍｍ×２０ｍｍ）をパターン状に配置した。このとき、金属片同士の最近接距離が表１に示す値となるように金属片を配置した。
　比較例においては、樹脂組成物の一方の面に表１に示す金属板（６０ｍｍ×４０ｍｍ）を配置した。
　金属片同士の最近接距離Ｌと、金属片の厚さｔとの比Ｌ／ｔは、本発明例１、２ではＬ／ｔ＝１．０であり、比較例ではＬ／ｔ＝２．０である。

　そして、加圧および加熱工程として、金属板と樹脂組成物と金属片とを積層方向に加圧するとともに加熱し、樹脂組成物を硬化させて絶縁樹脂層を形成するとともに、金属板と絶縁樹脂層と金属片（金属板）を接合した。なお、加圧および加熱工程の条件は、加圧荷重は３ＭＰａ、加熱温度は３００℃、加熱温度での保持時間を１時間とした。
　このとき、本発明例１においては、金属片側に、シリコーンゴムからなるゴム状弾性体（厚さ４．０ｍｍ）を配置して積層方向に加圧した。また、本発明例２においては、ゴム状弾性体を使用せずに加圧した。
　また、比較例においては、本発明例１と同様に金属板と絶縁樹脂層を接合した後に、回路層となる金属板に対してエッチング処理を行い、最近接距離が表１に示す値となるように回路パターンを形成した。

　上述のようにして得られた絶縁樹脂回路基板について、金属片同士の間の絶縁樹脂層表面の金属元素の面積率を測定し、放熱層のうち回路層の金属片同士の間の裏面に位置する領域における接合率、耐電圧性、について、以下のようにして評価した。

（金属片同士の間の絶縁樹脂層表面の金属元素の面積率）
　得られた絶縁樹脂回路基板について、金属片同士の間の絶縁樹脂層表面を、ＳＥＭ－ＥＤＸ（株式会社日立ハイテク製ＳＵ８２３０）を用いて、加速電圧６ｋＶ，倍率１０００倍で観察し、Ｃｕ元素のマッピング分析を行い、得られたＥＤＸ像（１０視野）から、Ｃｕ元素の面積率を算出した。なお、面積率の算出には、画像解析ソフト「Ｉｍａｇｅ　Ｊ」を用いた。評価結果を表１に示す。また、図５Ａ及び図５Ｂに、本発明例１および比較例の分析結果を示す。
　図５Ａに示すように、本発明例１においては、Ｃｕ元素マップのほぼ全面がバックグラウンドレベルであり、Ｃｕは検出されなかった。図５Ｂに示すように、比較例においては、Ｃｕが検出された。

（放熱層のうち回路層の金属片同士の間の裏面に位置する領域における接合率）
　超音波探傷装置（株式会社日立パワーソリューションズ製ＦｉｎｅＳＡＴ２００）を用いて評価し、以下の式から算出した。評価結果を表１に示す。
　ここで、初期接合面積とは、接合前における接合すべき面積とした。超音波探傷像を二値化処理した画像において剥離は接合部内の白色部で示されることから、この白色部の面積を剥離面積とした。
　（接合率）＝｛（初期接合面積）－（剥離面積）｝／（初期接合面積）×１００

（耐電圧性）
　図６に示すように、絶縁樹脂回路基板を、恒湿恒温槽（温度８５℃，湿度８５％）の中に配置し、絶縁樹脂回路基板に対してＤＣ１０００Ｖの電圧印加を行った。２０００時間後に、金属片間の絶縁抵抗を測定し、その値が１．０×１０^６Ωよりも大きい場合は「Ａ（可）」、１．０×１０^６Ω以下の場合は「Ｂ（不可）」と評価した。評価結果を表１に示す。

　エッチング工程によって回路パターンを有する回路層を形成した比較例においては、図５Ｂに示すように、金属片同士の間の絶縁樹脂層表面にＣｕ元素が多く確認されており、金属片同士の間の絶縁樹脂層表面の金属元素の面積率が２．６６％となった。このため、耐電圧性が「Ｂ」となった。金属片同士の間の絶縁樹脂層表面で、マイグレーションが起きたことによって、絶縁抵抗が低下したと推測される。

　これに対して、金属片を回路パターン状に配設して接合することによって回路層を形成した本発明例１，２においては、図５Ａに示すように、金属片同士の間の絶縁樹脂層表面にＣｕ元素が確認されず、金属片同士の間の絶縁樹脂層表面の金属元素の面積率が０％となった。このため、耐電圧性が「Ａ」となった。
　また、加圧および加熱工程において、ゴム状弾性体を用いた本発明例１においては、放熱層のうち回路層の金属片同士の間の裏面に位置する領域における接合率が１００％となった。

　以上のことから、本発明例によれば、回路パターン間の絶縁性に優れ、安定して使用可能な絶縁樹脂回路基板を提供可能であることが確認された。

１　パワーモジュール
３　半導体素子
１０　絶縁樹脂回路基板
１１　絶縁樹脂層
１２　回路層
１３　放熱層
２１　樹脂組成物
２２　金属片
２３　金属板
４５　ゴム状弾性体

Claims

　絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の一方の面に回路パターン状に離間して配設された複数の金属片からなる回路層と、を備えた絶縁樹脂回路基板であって、
　前記金属片同士の間の前記絶縁樹脂層表面をＳＥＭ－ＥＤＸで分析した際の前記金属片を構成する金属元素の面積率が２．５％未満であることを特徴とする絶縁樹脂回路基板。
　前記絶縁樹脂層の前記回路層とは反対側の面に放熱層が形成されており、前記放熱層のうち、前記回路層の前記金属片同士の間の裏面に位置する領域における前記絶縁樹脂層と前記放熱層との接合率が７０％以上であり、前記放熱層が前記絶縁樹脂層よりも熱伝導率が高い材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁樹脂回路基板。
　前記金属片の厚さｔが０．５ｍｍ以上とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の絶縁樹脂回路基板。
　回路パターン状に配設された前記金属片の厚さｔと、前記金属片同士の最近接距離Ｌとの比Ｌ／ｔが２．０以下とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の絶縁樹脂回路基板。