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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-14
(45)【発行日】2022-11-22
(54)【発明の名称】積層体、電子部品、及びインバータ
(51)【国際特許分類】
H01L 23/36 20060101AFI20221115BHJP
H01L 23/373 20060101ALI20221115BHJP
B32B 7/027 20190101ALI20221115BHJP
B32B 27/20 20060101ALI20221115BHJP
【ＦＩ】
H01L23/36 D
H01L23/36 M
B32B7/027
B32B27/20 Z
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2018240343
(22)【出願日】2018-12-21
(65)【公開番号】P2020102556
(43)【公開日】2020-07-02
【審査請求日】2021-11-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000002174
【氏名又は名称】積水化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100207756
【弁理士】
【氏名又は名称】田口 昌浩
(74)【代理人】
【識別番号】100129746
【弁理士】
【氏名又は名称】虎山 滋郎
(72)【発明者】
【氏名】乾 靖
(72)【発明者】
【氏名】大鷲 圭吾
(72)【発明者】
【氏名】足羽 剛児
【審査官】正山 旭
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／０１６５３４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－０９８３７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／２０７８２１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－０９８２１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／２０７８１９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２３／３６
Ｈ０１Ｌ ２３／３７３
Ｂ３２Ｂ ７／０２７
Ｂ３２Ｂ ２７／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体と、前記熱伝導体の表面上に設けられ、かつ熱伝導性フィラーを含有する絶縁樹脂層とを備える積層体であって、前記絶縁樹脂層は、５０℃以上１７５℃以下で溶融する領域と、５０℃以上１７５℃以下で溶融しない領域とを有し、
画像解析から求めた、前記絶縁樹脂層の断面における空隙率が面積割合で０．０９％以下である積層体。
【請求項2】
前記絶縁樹脂層の前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域が５０℃以上１７５℃以下で溶融する領域である請求項１に記載の積層体。
【請求項3】
前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面側の比誘電率が、前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の比誘電率よりも低い、請求項１又は２に記載の積層体。
【請求項4】
前記絶縁樹脂層は、前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域が少なくとも未硬化物又は半硬化物である請求項１～３のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項5】
前記絶縁樹脂層は、前記熱伝導体が設けられる面側の領域が少なくとも半硬化物又は硬化物である請求項１～４のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項6】
前記熱伝導体が設けられる面側の領域の硬化率が５０％以上であり、前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域の硬化率が８０％未満であり、
前記熱伝導体が設けられる面側の領域の硬化率が、前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域の硬化率よりも大きい請求項１～５のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項7】
前記熱伝導性フィラーが、窒化ホウ素を含み、前記窒化ホウ素は、少なくとも前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面側の領域に含有される請求項１～６のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項8】
前記熱伝導性フィラーが、アルミナを含み、前記アルミナが、前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域に含有される請求項１～７のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項9】
前記アルミナのアスペクト比が、２以下である請求項８に記載の積層体。
【請求項10】
前記熱伝導性フィラーが、窒化ホウ素を含み、前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域には、さらに窒化ホウ素が含有される請求項８又は９に記載の積層体。
【請求項11】
前記熱伝導性フィラーが、窒化ホウ素を含み、前記熱伝導体が設けられる面側の領域、及び前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域がいずれも窒化ホウ素を含み、
前記絶縁樹脂層において、熱伝導体が設けられる面側の領域における窒化ホウ素の含有率が、前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域における窒化ホウ素の含有率よりも高い請求項１～１０のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項12】
前記熱伝導体の厚さが０．０３ｍｍ以上３ｍｍ以下である請求項１～１１のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか１項に記載の積層体を備える電子部品。
【請求項14】
請求項１３に記載の電子部品を備えるインバータ。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品、例えば、パワー半導体モジュールに使用される積層体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、インバータ、エレベータ、無停電電源装置（ＵＰＳ)等の産業用機器には、パワー半導体モジュールが用いられている。パワー半導体モジュールに使用される基板は、一般的にセラミック基板と銅板が積層されて構成されるが、これらはそれぞれの熱膨張率が異なることから経時により剥離及び反りが生じる問題がある。そのため、近年、セラミック基板を、樹脂シートに置き換える開発が進められている。
【0003】
そのような樹脂シートとしては、例えば、特許文献１に示されるように、銅板などの熱伝導体の上に、半硬化物又は硬化物である第１の絶縁層と、未硬化物又は半硬化物である第２の絶縁層とをこの順に設けた積層体が知られている。一般的に基板の上には、リードフレームなどの導電層が取り付けられるが、特許文献１の積層体では、表面側の第２の絶縁層が未硬化物又は半硬化物であるので、導電層が取り付けられた積層体をさらに硬化することで導電層との密着性を高めることができる。
【0004】
特許文献１の積層体においては、第１の絶縁層が、無機フィラーを８６重量％以上９７重量％未満で含み、かつ第２の絶縁層が、無機フィラーを６７重量％以上９５重量％未満で含み、第１の絶縁層の無機フィラーの含有割合が、第２の絶縁層の無機フィラーの含有割合より高くされている。特許文献１では、このように含有割合が調整されることで、導電層との密着性を確保しつつ、高い放熱性が確保されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第５３４６３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
パワー半導体モジュール用途においては、半導体回路の高密度化が進み、基板用樹脂シートの絶縁性を担保しつつ、放熱性をさらに高めることが求められている。放熱性を高めるためには、無機フィラーに熱伝導性の高いものを使用したり、無機フィラーの含有量をさらに高めたりすることが考えられる。しかし、絶縁性と放熱性とを高い水準で兼ね備える積層体は実現されていないことから改良が求められている。
そこで、本発明は、絶縁性及び放熱性に優れた積層体を提供することを課題とする。
そこで、本発明は、絶縁性及び放熱性に優れた積層体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、鋭意検討の結果、積層体の絶縁樹脂層における空隙率を調整することで上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下の［１］～［１５］を提供する。
［１］熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体と、前記熱伝導体の表面上に設けられ、かつ熱伝導性フィラーを含有する絶縁樹脂層とを備える積層体であって、
画像解析から求めた、前記絶縁樹脂層の断面における空隙率が面積割合で０．０９％以下である積層体。
［２］前記絶縁樹脂層は、５０℃以上１７５℃以下で溶融する領域と、５０℃以上１７５℃以下で溶融しない領域とを有する上記［１］に記載の積層体。
［３］前記絶縁樹脂層の前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域が５０℃以上１７５℃以下で溶融する領域である上記［２］に記載の積層体。
［４］前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面側の比誘電率が、前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の比誘電率よりも低い、上記［１］～［３］のいずれか１項に記載の積層体。
［５］前記絶縁樹脂層は、前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域が少なくとも未硬化物又は半硬化物である上記［１］～［４］のいずれか１項に記載の積層体。
［６］前記絶縁樹脂層は、前記熱伝導体が設けられる面側の領域が少なくとも半硬化物又は硬化物である上記［１］～［５］のいずれか１項に記載の積層体。
［７］前記熱伝導体が設けられる面側の領域の硬化率が５０％以上であり、
前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域の硬化率が８０％未満であり、
前記熱伝導体が設けられる面側の領域の硬化率が、前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域の硬化率よりも大きい上記［１］～［６］のいずれか１項に記載の積層体。
［８］前記熱伝導性フィラーが、窒化ホウ素を含み、
前記窒化ホウ素は、少なくとも前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面側の領域に含有される上記［１］～［７］のいずれか１項に記載の積層体。
［９］前記熱伝導性フィラーが、アルミナを含み、
前記アルミナが、前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域に含有される上記［１］～［８］のいずれか１項に記載の積層体。
［１０］前記アルミナのアスペクト比が、２以下である上記［９］に記載の積層体。
［１１］前記熱伝導性フィラーが、窒化ホウ素を含み、
前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域には、さらに窒化ホウ素が含有される上記［９］又は［１０］に記載の積層体。
［１２］前記熱伝導性フィラーが、窒化ホウ素を含み、
前記熱伝導体が設けられる面側の領域、及び前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域がいずれも窒化ホウ素を含み、
前記絶縁樹脂層において、熱伝導体が設けられる面側の領域における窒化ホウ素の含有率が、前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域における窒化ホウ素の含有率よりも高い上記［１］～［１１］のいずれか１項に記載の積層体。
［１３］前記熱伝導体の厚さが０．０３ｍｍ以上３ｍｍ以下である上記［１］～［１２］のいずれか１項に記載の積層体。
［１４］上記［１］～［１３］のいずれか１項に記載の積層体を備える電子部品。
［１５］上記［１４］に記載の電子部品を備えるインバータ。
［１］熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体と、前記熱伝導体の表面上に設けられ、かつ熱伝導性フィラーを含有する絶縁樹脂層とを備える積層体であって、
画像解析から求めた、前記絶縁樹脂層の断面における空隙率が面積割合で０．０９％以下である積層体。
［２］前記絶縁樹脂層は、５０℃以上１７５℃以下で溶融する領域と、５０℃以上１７５℃以下で溶融しない領域とを有する上記［１］に記載の積層体。
［３］前記絶縁樹脂層の前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域が５０℃以上１７５℃以下で溶融する領域である上記［２］に記載の積層体。
［４］前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面側の比誘電率が、前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の比誘電率よりも低い、上記［１］～［３］のいずれか１項に記載の積層体。
［５］前記絶縁樹脂層は、前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域が少なくとも未硬化物又は半硬化物である上記［１］～［４］のいずれか１項に記載の積層体。
［６］前記絶縁樹脂層は、前記熱伝導体が設けられる面側の領域が少なくとも半硬化物又は硬化物である上記［１］～［５］のいずれか１項に記載の積層体。
［７］前記熱伝導体が設けられる面側の領域の硬化率が５０％以上であり、
前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域の硬化率が８０％未満であり、
前記熱伝導体が設けられる面側の領域の硬化率が、前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域の硬化率よりも大きい上記［１］～［６］のいずれか１項に記載の積層体。
［８］前記熱伝導性フィラーが、窒化ホウ素を含み、
前記窒化ホウ素は、少なくとも前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面側の領域に含有される上記［１］～［７］のいずれか１項に記載の積層体。
［９］前記熱伝導性フィラーが、アルミナを含み、
前記アルミナが、前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域に含有される上記［１］～［８］のいずれか１項に記載の積層体。
［１０］前記アルミナのアスペクト比が、２以下である上記［９］に記載の積層体。
［１１］前記熱伝導性フィラーが、窒化ホウ素を含み、
前記絶縁樹脂層の熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域には、さらに窒化ホウ素が含有される上記［９］又は［１０］に記載の積層体。
［１２］前記熱伝導性フィラーが、窒化ホウ素を含み、
前記熱伝導体が設けられる面側の領域、及び前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域がいずれも窒化ホウ素を含み、
前記絶縁樹脂層において、熱伝導体が設けられる面側の領域における窒化ホウ素の含有率が、前記熱伝導体が設けられる面とは反対の面側の領域における窒化ホウ素の含有率よりも高い上記［１］～［１１］のいずれか１項に記載の積層体。
［１３］前記熱伝導体の厚さが０．０３ｍｍ以上３ｍｍ以下である上記［１］～［１２］のいずれか１項に記載の積層体。
［１４］上記［１］～［１３］のいずれか１項に記載の積層体を備える電子部品。
［１５］上記［１４］に記載の電子部品を備えるインバータ。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、絶縁性及び放熱性に優れた積層体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明について、実施形態を用いて説明する。
＜積層体＞
本発明の積層体１０は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体１１と、熱伝導体１１の表面上に設けられ、かつ熱伝導性フィラーを含有する絶縁樹脂層１２とを備えるものであり、画像解析から求めた、前記絶縁樹脂層１２の断面における空隙率が面積割合で０．０９％以下となるものである。
絶縁樹脂層１２は熱伝導性フィラーを含有するため熱伝導性を高くすることが可能であるが、一方で絶縁樹脂層の空隙率を面積割合で０．０９％以下に調整しているため、熱伝導性と絶縁性とを兼ね備える積層体とすることが可能になる。
＜積層体＞
本発明の積層体１０は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体１１と、熱伝導体１１の表面上に設けられ、かつ熱伝導性フィラーを含有する絶縁樹脂層１２とを備えるものであり、画像解析から求めた、前記絶縁樹脂層１２の断面における空隙率が面積割合で０．０９％以下となるものである。
絶縁樹脂層１２は熱伝導性フィラーを含有するため熱伝導性を高くすることが可能であるが、一方で絶縁樹脂層の空隙率を面積割合で０．０９％以下に調整しているため、熱伝導性と絶縁性とを兼ね備える積層体とすることが可能になる。
【0011】
［絶縁樹脂層］
（空隙率）
絶縁樹脂層１２は、画像解析から求めた、前記絶縁樹脂層の断面における空隙率が面積割合で０．０９％以下である。空隙率が０．０９％を超えると絶縁樹脂層中の空気の割合が高くなるため絶縁性が悪化する。また、絶縁樹脂層１２が脆くなりやすくなるためシート強度が低下する。
絶縁性及びシート性を向上させる観点から、絶縁樹脂層１２の空隙率は、０．０７％以下が好ましく、０．０６％以下がより好ましく、０．０４％以下が更に好ましい。
なお、絶縁樹脂層１２の空隙率は、後述する実施例に記載する方法により測定できる。
（空隙率）
絶縁樹脂層１２は、画像解析から求めた、前記絶縁樹脂層の断面における空隙率が面積割合で０．０９％以下である。空隙率が０．０９％を超えると絶縁樹脂層中の空気の割合が高くなるため絶縁性が悪化する。また、絶縁樹脂層１２が脆くなりやすくなるためシート強度が低下する。
絶縁性及びシート性を向上させる観点から、絶縁樹脂層１２の空隙率は、０．０７％以下が好ましく、０．０６％以下がより好ましく、０．０４％以下が更に好ましい。
なお、絶縁樹脂層１２の空隙率は、後述する実施例に記載する方法により測定できる。
【0012】
絶縁樹脂層１２は、後述する製造方法で述べるように、溶剤で希釈した樹脂組成物を塗布し、その後、希釈剤として使用した溶剤を乾燥することにより形成する。次いで、得られた絶縁樹脂層１２を加熱しながら真空プレスすることにより積層体を得る。したがって、特に限定されるわけではないが、これら乾燥条件、硬化条件、及び真空プレス条件などを適宜変更することで、絶縁樹脂層１２の空隙率を調整するとよい。
【0013】
（比誘電率）
絶縁樹脂層１２においては、熱伝導体１１が設けられる面（一方の面１２Ｘ）側の比誘電率が、熱伝導体１１が設けられる面とは反対の面（他方の面１２Ｙ）側の比誘電率よりも低いことが好ましい。積層体１０は、半導体基板などに使用されものであり、他方の面１２Ｙ上には、後工程などにおいて、リードフレームなどの導電層（図示しない）が形成される。導電層が形成された積層体１０に電圧を印加した場合、絶縁樹脂層１２の他方の面１２Ｙ側の比誘電率が高いと、一般的に導電層と絶縁樹脂層１２の界面の端部に電界が集中することによって絶縁破壊が起こることあるが、絶縁樹脂層１２の一方の面１２Ｘ側の比誘電率を低くすると電界集中が緩和される。それにより、絶縁破壊が生じにくくなり、積層体１０の絶縁性を向上させることができる。
絶縁樹脂層１２においては、熱伝導体１１が設けられる面（一方の面１２Ｘ）側の比誘電率が、熱伝導体１１が設けられる面とは反対の面（他方の面１２Ｙ）側の比誘電率よりも低いことが好ましい。積層体１０は、半導体基板などに使用されものであり、他方の面１２Ｙ上には、後工程などにおいて、リードフレームなどの導電層（図示しない）が形成される。導電層が形成された積層体１０に電圧を印加した場合、絶縁樹脂層１２の他方の面１２Ｙ側の比誘電率が高いと、一般的に導電層と絶縁樹脂層１２の界面の端部に電界が集中することによって絶縁破壊が起こることあるが、絶縁樹脂層１２の一方の面１２Ｘ側の比誘電率を低くすると電界集中が緩和される。それにより、絶縁破壊が生じにくくなり、積層体１０の絶縁性を向上させることができる。
【0014】
絶縁樹脂層１２において、一方の面１２Ｘ側の比誘電率を、他方の面１２Ｙ側の比誘電率より低くする場合、これらの比誘電率の差は、２以上であることが好ましく、３以上であることがより好ましい。比誘電率の差をこれら下限値以上とすることで、電界集中を緩和させて積層体１０の絶縁性を確保しやすくなる。
比誘電率の差は、特に限定されないが、実用性の観点から、例えば１０以下、好ましくは７以下である。
比誘電率の差は、特に限定されないが、実用性の観点から、例えば１０以下、好ましくは７以下である。
【0015】
また、絶縁性を高める観点から、一方の面１２Ｘ側の比誘電率は、例えば、２以上１０以下、好ましくは３以上７以下、さらに好ましくは３以上５以下である。絶縁樹脂層１２は、絶縁樹脂層１２の全厚みに対して、一方の面１２Ｘから一定の厚さの領域の比誘電率が上記範囲内であればよいが、具体的には少なくとも１０％の厚さの領域の比誘電率が上記範囲内であればよく、少なくとも２０％の厚さの領域の比誘電率が上記範囲内であることが好ましい。
他方の面１２Ｙ側の比誘電率は、絶縁性を高める観点から、例えば、４以上１１以下、好ましくは５以上９以下、さらに好ましくは６以上８以下である。絶縁樹脂層１２は、絶縁樹脂層１２の全厚みに対して、他方の面１２Ｙから一定の厚さの領域の比誘電率が上記範囲内であればよいが、具体的には少なくとも１０％の厚さの領域の比誘電率が上記範囲内であればよく、少なくとも２０％の厚さの領域の比誘電率が上記範囲内であることが好ましい。
なお、本明細書において比誘電率は、周波数１ＭＨｚにおける比誘電率をいう。比誘電率は、後述の実施例に記載の方法にて測定することができる。
他方の面１２Ｙ側の比誘電率は、絶縁性を高める観点から、例えば、４以上１１以下、好ましくは５以上９以下、さらに好ましくは６以上８以下である。絶縁樹脂層１２は、絶縁樹脂層１２の全厚みに対して、他方の面１２Ｙから一定の厚さの領域の比誘電率が上記範囲内であればよいが、具体的には少なくとも１０％の厚さの領域の比誘電率が上記範囲内であればよく、少なくとも２０％の厚さの領域の比誘電率が上記範囲内であることが好ましい。
なお、本明細書において比誘電率は、周波数１ＭＨｚにおける比誘電率をいう。比誘電率は、後述の実施例に記載の方法にて測定することができる。
【0016】
（溶融特性）
絶縁樹脂層１２においては、５０℃以上１７５℃以下で溶融する領域と、５０℃以上１７５℃以下で溶融しない領域とを有することが好ましく、熱伝導体１１が設けられる面とは反対の面（他方の面１２Ｙ）側の領域が５０℃以上１７５℃以下で溶融する領域であることが好ましい。積層体１０は、前述のとおり半導体基板などに使用されものであり、他方の面１２Ｙ上には、後工程などにおいて、リードフレームなどの導電層が形成される。したがって、熱伝導体１１が設けられる面とは反対の面側の領域が５０℃以上１７５℃以下で溶融する領域であると、絶縁樹脂層１２と導電層との密着性が良好になる。
なお、本明細書において５０℃以上１７５℃以下で溶融するとは、５０℃以上１７５℃以下の範囲で流動性を有すること、すなわち、溶融温度が５０℃以上１７５℃以下の範囲であることをいう。したがって、絶縁樹脂層１２は、絶縁樹脂層１２の全厚みに対して、他方の面１２Ｙから一定の厚さの領域が５０℃以上１７５℃以下の範囲に溶融温度が存在すればよい。具体的には他方の面１２Ｙから少なくとも１０％の厚さの領域の溶融温度が上記範囲内であればよく、少なくとも２０％の厚さの領域の溶融温度が上記範囲内であることが好ましい。なお、溶融温度は実施例に記載の方法で測定することができる。
絶縁樹脂層１２においては、５０℃以上１７５℃以下で溶融する領域と、５０℃以上１７５℃以下で溶融しない領域とを有することが好ましく、熱伝導体１１が設けられる面とは反対の面（他方の面１２Ｙ）側の領域が５０℃以上１７５℃以下で溶融する領域であることが好ましい。積層体１０は、前述のとおり半導体基板などに使用されものであり、他方の面１２Ｙ上には、後工程などにおいて、リードフレームなどの導電層が形成される。したがって、熱伝導体１１が設けられる面とは反対の面側の領域が５０℃以上１７５℃以下で溶融する領域であると、絶縁樹脂層１２と導電層との密着性が良好になる。
なお、本明細書において５０℃以上１７５℃以下で溶融するとは、５０℃以上１７５℃以下の範囲で流動性を有すること、すなわち、溶融温度が５０℃以上１７５℃以下の範囲であることをいう。したがって、絶縁樹脂層１２は、絶縁樹脂層１２の全厚みに対して、他方の面１２Ｙから一定の厚さの領域が５０℃以上１７５℃以下の範囲に溶融温度が存在すればよい。具体的には他方の面１２Ｙから少なくとも１０％の厚さの領域の溶融温度が上記範囲内であればよく、少なくとも２０％の厚さの領域の溶融温度が上記範囲内であることが好ましい。なお、溶融温度は実施例に記載の方法で測定することができる。
【0017】
絶縁樹脂層１２と導電層との密着性を良好にする観点から、熱伝導体１１が設けられる面とは反対の面（他方の面１２Ｙ）側の領域の溶融温度は、好ましくは８５℃以上１７０℃以下、より好ましくは１００℃以上１７０℃以下、更に好ましくは１２０℃以上１６０℃以下である。
また、熱伝導体１１が設けられる面とは反対の面（他方の面１２Ｙ）側の領域の５０℃以上１７５℃以下℃における溶融粘度は、好ましくは１５０Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは１２０Ｐａ・ｓ以下、更に好ましくは７０Ｐａ・ｓ以下、より更に好ましくは５０Ｐａ・ｓ以下である。溶融粘度が前記上限値以下であれば、絶縁樹脂層１２と導電層との密着性を良好になる。一方、５０℃以上１７５℃以下における溶融粘度の下限値は、通常、１Ｐａ・ｓ以上である。
なお、溶融粘度は実施例に記載の方法により測定することができる。
また、熱伝導体１１が設けられる面とは反対の面（他方の面１２Ｙ）側の領域の５０℃以上１７５℃以下℃における溶融粘度は、好ましくは１５０Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは１２０Ｐａ・ｓ以下、更に好ましくは７０Ｐａ・ｓ以下、より更に好ましくは５０Ｐａ・ｓ以下である。溶融粘度が前記上限値以下であれば、絶縁樹脂層１２と導電層との密着性を良好になる。一方、５０℃以上１７５℃以下における溶融粘度の下限値は、通常、１Ｐａ・ｓ以上である。
なお、溶融粘度は実施例に記載の方法により測定することができる。
【0018】
（硬化特性）
絶縁樹脂層１２は、他方の面１２Ｙ側の領域が少なくとも未硬化物又は半硬化物であることが好ましい。上記のように、絶縁樹脂層１２の他方の面１２Ｙには、後工程において、導電層などが積層されるが、絶縁樹脂層１２の他方の面１２Ｙ側の領域を未硬化物又は半硬化物とし、かつ、導電層を積層した後に絶縁樹脂層１２の他方の面１２Ｙ側を硬化すると、導電層と絶縁樹脂層１２との接着性が高められる。
絶縁樹脂層１２は、他方の面１２Ｙ側の領域が少なくとも未硬化物又は半硬化物であることが好ましい。上記のように、絶縁樹脂層１２の他方の面１２Ｙには、後工程において、導電層などが積層されるが、絶縁樹脂層１２の他方の面１２Ｙ側の領域を未硬化物又は半硬化物とし、かつ、導電層を積層した後に絶縁樹脂層１２の他方の面１２Ｙ側を硬化すると、導電層と絶縁樹脂層１２との接着性が高められる。
【0019】
また、絶縁樹脂層１２は、他方の面１２Ｙ側の領域が少なくとも未硬化物又は半硬化物であるとともに、一方の面１２Ｘ側の領域が半硬化物又は硬化物であることがより好ましい。一方の面１２Ｘ側の領域が半硬化物又は硬化物であると、積層体１０の熱伝導性、絶縁性などの各種性能を安定して確保できる。
【0020】
ここで、他方の面１２Ｙ側の領域が少なくとも未硬化物又は半硬化物であるとは、他方の面１２Ｙから一定の厚さの領域が未硬化物又は半硬化物であることを意味し、具体的には、その一定の厚さの領域の硬化率が８０％未満であればよい。硬化率を８０％未満とすることで、導電層との接着性を高めやすくなる。また、該硬化率は、７０％未満であることが好ましく、６０％未満がより好ましく、５０％未満がさらに好ましい。
また、他方の面１２Ｙから一定の厚さの領域の硬化率は、１％以上であることが好ましく、５％以上であることがより好ましく、１０％以上であることがさらに好ましい。
なお、絶縁樹脂層１２は、絶縁樹脂層１２の全厚みに対して、他方の面１２Ｙから一定の厚さの領域の硬化率が上記範囲内であればよいが、具体的には少なくとも１０％の厚さの領域の硬化率が上記範囲内であればよく、少なくとも２０％の厚さの領域の硬化率が上記範囲内であることが好ましい。
また、他方の面１２Ｙから一定の厚さの領域の硬化率は、１％以上であることが好ましく、５％以上であることがより好ましく、１０％以上であることがさらに好ましい。
なお、絶縁樹脂層１２は、絶縁樹脂層１２の全厚みに対して、他方の面１２Ｙから一定の厚さの領域の硬化率が上記範囲内であればよいが、具体的には少なくとも１０％の厚さの領域の硬化率が上記範囲内であればよく、少なくとも２０％の厚さの領域の硬化率が上記範囲内であることが好ましい。
【0021】
また、一方の面１２Ｘ側の領域が半硬化物又は硬化物であるとは、一方の面１２Ｘから一定の厚さの領域が半硬化物又は硬化物であることを意味し、具体的には、その一定の厚さの領域の硬化率が例えば５０％以上であればよい。硬化率を５０％以上とすることで、熱伝導体１１との密着性を高めやすくなる。また、積層体１０の絶縁性、熱伝導性なども良好にしやすくなる。該硬化率は、これら観点から、６５％以上であることが好ましく、７５％以上がより好ましく、８５％以上がさらに好ましい。
また、一方の面１２Ｘから一定の厚さの領域の硬化率は、１００％以下であればよいが、例えば、９５％以下であってもよい。
なお、絶縁樹脂層１２は、絶縁樹脂層１２の全厚みに対して、一方の面１２Ｘから一定の厚さの領域の硬化率が上記範囲内であればよいが、具体的には少なくとも１０％の厚さの領域の硬化率が上記範囲内であればよく、少なくとも２０％の厚さの硬化率が上記範囲内であることが好ましい。
また、一方の面１２Ｘから一定の厚さの領域の硬化率は、１００％以下であればよいが、例えば、９５％以下であってもよい。
なお、絶縁樹脂層１２は、絶縁樹脂層１２の全厚みに対して、一方の面１２Ｘから一定の厚さの領域の硬化率が上記範囲内であればよいが、具体的には少なくとも１０％の厚さの領域の硬化率が上記範囲内であればよく、少なくとも２０％の厚さの硬化率が上記範囲内であることが好ましい。
【0022】
上記した一方の面１２Ｘ側の領域の硬化率は、典型的には、他方の面１２Ｙ側の領域の硬化率よりも大きくなる。ここで、一方の面１２Ｘ側の領域の硬化率は、他方の面１２Ｙ側の領域の硬化率よりも５％以上大きくなることが好ましく、１０％以上大きくなることがより好ましく、３０％以上大きくなることが更に好ましい。また、一方の面１２Ｘ側の領域の硬化率は、他方の面１２Ｙ側の領域の硬化率よりも、１００％以下の差で大きくなるとよく、９０％以下の差で大きくなることが好ましく、８５％以下の差で大きくなることがより好ましい。硬化率の差をこれら範囲内とすることで、絶縁性、熱伝導性、熱伝導体１１との密着性、導電層との接着性などをバランスよく良好にしやすくなる。
上記した硬化率は、後述するように、例えば、第１の絶縁層１２Ａと第２の絶縁層１２Ｂの硬化温度、硬化時間などの硬化条件を適宜設定することで調整できる。また、第１の絶縁層１２Ａの熱硬化剤の含有量を、第２の絶縁層１２Ｂの熱硬化剤の含有量より多くすることでも調整できる。
上記した硬化率は、後述するように、例えば、第１の絶縁層１２Ａと第２の絶縁層１２Ｂの硬化温度、硬化時間などの硬化条件を適宜設定することで調整できる。また、第１の絶縁層１２Ａの熱硬化剤の含有量を、第２の絶縁層１２Ｂの熱硬化剤の含有量より多くすることでも調整できる。
【0023】
絶縁樹脂層１２は、好ましい一実施形態において、図２に示すように、第１の絶縁層１２Ａと、第２の絶縁層１２Ｂとを備える。第１の絶縁層１２Ａ及び第２の絶縁層１２Ｂは、図２に示すように、熱伝導体１１の表面上にこの順に設けられる。この場合、比誘電率及び硬化率の説明において述べた、一方の面１２Ｘ側から一定の厚さの領域とは、第１の絶縁層１２Ａにより構成される領域である。また、他方の面１２Ｙ側から一定の厚さの領域とは、第２の絶縁層１２Ｂより構成される領域である。
したがって、第１の絶縁層１２Ａの比誘電率は、第２の絶縁層１２Ｂの比誘電率よりも低くなり、第１の絶縁層１２Ａの比誘電率、及び第２の絶縁層１２Ｂの比誘電率の具体的な値は、上記で述べた一方の面１２Ｘ側の領域の比誘電率、他方の面１２Ｙ側の領域の比誘電率の通りである。
したがって、第１の絶縁層１２Ａの比誘電率は、第２の絶縁層１２Ｂの比誘電率よりも低くなり、第１の絶縁層１２Ａの比誘電率、及び第２の絶縁層１２Ｂの比誘電率の具体的な値は、上記で述べた一方の面１２Ｘ側の領域の比誘電率、他方の面１２Ｙ側の領域の比誘電率の通りである。
【0024】
さらに、絶縁樹脂層１２は、第２の絶縁層１２Ｂが未硬化物又は半硬化物であることが好ましく、より好ましくは第２の絶縁層１２Ｂが未硬化物又は半硬化物で、かつ第１の絶縁層１２Ａが半硬化物又は硬化物である。
そして、第１の絶縁層１２Ａの硬化率、第２の絶縁層１２Ｂの硬化率、及びこれら硬化率の差の具体的な値は、上記で述べた一方の面１２Ｘ側の領域の硬化率、他方の面１２Ｙ側の領域の硬化率、及びこれら硬化率の差の通りである。
本発明では、２つの絶縁層１２Ａ，１２Ｂを設けることで、絶縁樹脂層１２の比誘電率、及び硬化特性を上記した所定の範囲内に容易に調整することが可能になる。
そして、第１の絶縁層１２Ａの硬化率、第２の絶縁層１２Ｂの硬化率、及びこれら硬化率の差の具体的な値は、上記で述べた一方の面１２Ｘ側の領域の硬化率、他方の面１２Ｙ側の領域の硬化率、及びこれら硬化率の差の通りである。
本発明では、２つの絶縁層１２Ａ，１２Ｂを設けることで、絶縁樹脂層１２の比誘電率、及び硬化特性を上記した所定の範囲内に容易に調整することが可能になる。
【0025】
（熱伝導性フィラー）
絶縁樹脂層１２は、熱伝導性フィラーを含む。絶縁樹脂層１２は、熱伝導性フィラーを含有することで熱伝導性が高くなり、積層体１０の放熱性が良好となる。熱伝導性フィラーは無機フィラーであり、その熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものである。熱伝導性フィラーは１種のみが用いられてもよいが、２種以上が併用されることが好ましい。
積層体１０の熱伝導性をより一層高める観点から、熱伝導性フィラーの熱伝導率は好ましくは１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。熱伝導性フィラーの熱伝導率の上限は特に限定されないが、熱伝導率が３００Ｗ／ｍ・Ｋ程度である無機フィラーは広く知られており、また熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ程度である無機フィラーは容易に入手できる。
絶縁樹脂層１２は、熱伝導性フィラーを含む。絶縁樹脂層１２は、熱伝導性フィラーを含有することで熱伝導性が高くなり、積層体１０の放熱性が良好となる。熱伝導性フィラーは無機フィラーであり、その熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものである。熱伝導性フィラーは１種のみが用いられてもよいが、２種以上が併用されることが好ましい。
積層体１０の熱伝導性をより一層高める観点から、熱伝導性フィラーの熱伝導率は好ましくは１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。熱伝導性フィラーの熱伝導率の上限は特に限定されないが、熱伝導率が３００Ｗ／ｍ・Ｋ程度である無機フィラーは広く知られており、また熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ程度である無機フィラーは容易に入手できる。
【0026】
熱伝導性フィラーは、例えば、アルミナ、合成マグネサイト、シリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、タルク、マイカ、及びハイドロタルサイトから選択された少なくとも１種である。熱伝導性フィラーは、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素及び窒化アルミニウムから選択された少なくとも１種であることがより好ましい。これら無機フィラーを使用することで、積層体の熱伝導性高くなる。
【0027】
熱伝導性フィラーは、アルミナ及び窒化ホウ素から選択された少なくとも１種であることがさらに好ましく、これら両方を使用することがよりさらに好ましい。窒化ホウ素は比誘電率が低い材質であるので、後述するように、窒化ホウ素を第１の絶縁層１２Ａ（一方の面１２Ｘ側の領域）に含有させると、一方の面１２Ｘ側の領域の比誘電率を低くしやすくなる。一方で、アルミナを第２の絶縁層１２Ｂ（他方の面１２Ｙ側の領域）に含有させることで、一方の面１２Ｘ側の比誘電率を、他方の面１２Ｙ側の比誘電率よりも低くしやすくなる。
なお、窒化ホウ素は、第１の絶縁層１２Ａ（一方の面１２Ｘ側の領域）、及び第２の絶縁層１２Ｂ（他方の面１２Ｙ側の領域）のいずれにも含有させてもよい。その場合には、以下でも詳細に述べるように、一方の面１２Ｘ側の領域の比誘電率を低くするために、一方の面１２Ｘ側の領域における窒化ホウ素の含有率が、他方の面１２Ｙ側の領域における窒化ホウ素の含有率よりも高いほうが好ましい。
なお、窒化ホウ素及びアルミナの形状などは、より詳細には、後述する第１のフィラー、第２のフィラーで説明するとおりである。
なお、窒化ホウ素は、第１の絶縁層１２Ａ（一方の面１２Ｘ側の領域）、及び第２の絶縁層１２Ｂ（他方の面１２Ｙ側の領域）のいずれにも含有させてもよい。その場合には、以下でも詳細に述べるように、一方の面１２Ｘ側の領域の比誘電率を低くするために、一方の面１２Ｘ側の領域における窒化ホウ素の含有率が、他方の面１２Ｙ側の領域における窒化ホウ素の含有率よりも高いほうが好ましい。
なお、窒化ホウ素及びアルミナの形状などは、より詳細には、後述する第１のフィラー、第２のフィラーで説明するとおりである。
【0028】
熱伝導性フィラーの形状は、特に限定されず、板状、球形、不定形、破砕形状、多角形形状などのいずれでもよい。また、熱伝導性フィラーは、板状フィラーなどの一次粒子が凝集した凝集粒子であってもよい。
【0029】
（第１のフィラー）
本発明の熱伝導性フィラーは、板状フィラー（「第１のフィラー」ともいう）を含有することが好ましい。板状フィラーを含有することで、熱伝導性が良好となりやすい。第１のフィラーは、その材質を上記したものから適宜選択すればよいが、好ましくは窒化ホウ素である。窒化ホウ素を使用することで、熱伝導性、絶縁性を良好にしやすくなり、比誘電率も低くしやすくなる。また、第1のフィラーは、好ましくは、後述する第２のフィラーよりも比誘電率が低くなるものである。また、第１のフィラーは凝集粒子を構成することが好ましい。
本発明の熱伝導性フィラーは、板状フィラー（「第１のフィラー」ともいう）を含有することが好ましい。板状フィラーを含有することで、熱伝導性が良好となりやすい。第１のフィラーは、その材質を上記したものから適宜選択すればよいが、好ましくは窒化ホウ素である。窒化ホウ素を使用することで、熱伝導性、絶縁性を良好にしやすくなり、比誘電率も低くしやすくなる。また、第1のフィラーは、好ましくは、後述する第２のフィラーよりも比誘電率が低くなるものである。また、第１のフィラーは凝集粒子を構成することが好ましい。
【0030】
第１のフィラーとして使用される窒化ホウ素は、六方晶窒化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、ホウ素化合物とアンモニアとの還元窒化法により作製された窒化ホウ素、ホウ素化合物とメラミン等の含窒素化合物とから作製された窒化ホウ素、及び、ホウ水素ナトリウムと塩化アンモニウムとから作製された窒化ホウ素等が挙げられる。熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、上記窒化ホウ素は、六方晶窒化ホウ素であることが好ましい。
【0031】
板状フィラー（第１のフィラー）のアスペクト比は２より大きいことが好ましく、３以上であることがより好ましく、４以上であることがさらに好ましい。また、２５以下であることが好ましく、２２以下であることがより好ましく、２０以下であることがさらに好ましい。４以上であることで、板状フィラーの一次粒子の長径（最大長）が長くなり、積層体の熱伝導性を高くしやすくなる。また、２０以下とすることで、シート性が向上しやすくなる。
本発明において、アスペクト比は、各フィラー（一次粒子）における最大長／最小長を意味する。最小長は、板状フィラーにおいては厚さとなる。本明細書において、アスペクト比は平均アスペクト比であり、具体的には、任意に選択された５０個の粒子を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、各粒子の最大長／最小長の平均値を算出することにより求められる。
本発明において、アスペクト比は、各フィラー（一次粒子）における最大長／最小長を意味する。最小長は、板状フィラーにおいては厚さとなる。本明細書において、アスペクト比は平均アスペクト比であり、具体的には、任意に選択された５０個の粒子を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、各粒子の最大長／最小長の平均値を算出することにより求められる。
【0032】
また、板状フィラーの一次粒子において、その長径（各粒子における最大長）の平均である平均長径は、熱伝導率を好適に高めるという観点から、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上、また、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは３８μｍ以下である。なお、平均長径は、既述のアスペクト比の測定において求められる長径１００個の平均をいう。
【0033】
上記のように第１のフィラーは、凝集粒子としてもよい。凝集粒子は、上記した板状フィラーからなる一次粒子を凝集させた二次粒子である。第１のフィラーを凝集粒子とすることで、絶縁性を確保しつつ、熱伝導性をより一層効果的に高めることができる。板状フィラーは、上記したように窒化ホウ素であることが好ましく、すなわち、凝集粒子は窒化ホウ素凝集粒子であることが好ましい。
【0034】
凝集粒子の製造方法としては特に限定されず、噴霧乾燥方法及び流動層造粒方法等が挙げられる。凝集粒子の製造方法は、噴霧乾燥（スプレードライとも呼ばれる）方法であることが好ましい。噴霧乾燥方法は、スプレー方式によって、二流体ノズル方式、ディスク方式（ロータリ方式とも呼ばれる）、及び超音波ノズル方式等に分類でき、これらのどの方式でも適用できる。全細孔容積をより一層容易に制御できる観点から、超音波ノズル方式が好ましい。
【0035】
凝集粒子は、上記のように窒化ホウ素凝集粒子が好ましいが、窒化ホウ素凝集粒子は、窒化ホウ素の一次粒子を原料として製造されることが好ましい。窒化ホウ素凝集粒子の原料となる窒化ホウ素としては特に限定されず、六方晶窒化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、ホウ素化合物とアンモニアとの還元窒化法により作製された窒化ホウ素、ホウ素化合物とメラミン等の含窒素化合物とから作製された窒化ホウ素、及び、ホウ水素ナトリウムと塩化アンモニウムとから作製された窒化ホウ素等が挙げられる。窒化ホウ素凝集粒子の熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、窒化ホウ素凝集粒子の材料となる窒化ホウ素は、六方晶窒化ホウ素であることが好ましい。
【0036】
また、凝集粒子の製造方法としては、必ずしも造粒工程は必要ではない。例えば、窒化ホウ素凝集粒子においては、窒化ホウ素の結晶の成長に伴い、窒化ホウ素の一次粒子が自然に集結することで形成された窒化ホウ素凝集粒子であってもよい。また、凝集粒子は、凝集粒子の粒子径をそろえるために、粉砕した凝集粒子であってもよい。
【0037】
絶縁性と熱伝導性とを効果的に高める観点からは、凝集粒子の平均粒子径は、１２μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以上であることが好ましく、また、２００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがより好ましい。
平均粒子径は、堀場製作所社製「レーザー回折式粒度分布測定装置」を用いて測定することができる。平均粒子径の算出方法については、累積体積が５０％であるときの熱伝導性フィラーの粒子径（ｄ５０）を平均粒子径として採用する。
平均粒子径は、堀場製作所社製「レーザー回折式粒度分布測定装置」を用いて測定することができる。平均粒子径の算出方法については、累積体積が５０％であるときの熱伝導性フィラーの粒子径（ｄ５０）を平均粒子径として採用する。
【0038】
凝集粒子の２０％圧縮時における圧縮強度は、０．８～２．５Ｎ／ｍｍ２であることが好ましく、１．０～２．０Ｎ／ｍｍ２であることがより好ましい。０．８～２．５Ｎ／ｍｍ２であることで、プレス時に容易に解砕させることができ形状が変形することによりフィラー界面に存在する空気を押し出すことができるため、凝集粒子を用いた場合であっても絶縁樹脂層１２の空隙率を調整しやすくなる。すなわち、凝集粒子の圧縮強度は比較的小さいため、絶縁樹脂層１２の製造時のプレス処理によって解砕されるが、プレス処理時に圧力を調整することで空隙率を低く保ち、熱伝導性及び絶縁性を良好にすることができる。
【0039】
本発明において圧縮強度は、以下のようにして測定できる。
まず、微小圧縮試験機を用いて、ダイヤモンド製の角柱を圧縮部材として、該圧縮部材の平滑端面を凝集粒子に向かって降下させ、凝集粒子を圧縮する。測定結果として圧縮荷重値と圧縮変位の関係が得られるが、圧縮荷重値を凝集粒子の粒子径を用いて算出した平均断面積を用いて単位面積当たりの圧縮荷重値を算出し、これを圧縮強度とする。また、圧縮変位と凝集粒子の粒子径とから、圧縮率を算出し、圧縮強度と圧縮率との関係を得る。測定する凝集粒子は顕微鏡を用いて観察し、粒子径±１０％の粒子径を有する凝集粒子を選出して測定する。また、それぞれの圧縮率における圧縮強度は、２０回の測定結果を平均した平均圧縮強度として算出する。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー・インストルメンツ社製「微小圧縮試験機 ＨＭ２０００」等が用いられる。また、圧縮率は（圧縮率＝圧縮変位÷平均粒子径×１００）で算出できる。
まず、微小圧縮試験機を用いて、ダイヤモンド製の角柱を圧縮部材として、該圧縮部材の平滑端面を凝集粒子に向かって降下させ、凝集粒子を圧縮する。測定結果として圧縮荷重値と圧縮変位の関係が得られるが、圧縮荷重値を凝集粒子の粒子径を用いて算出した平均断面積を用いて単位面積当たりの圧縮荷重値を算出し、これを圧縮強度とする。また、圧縮変位と凝集粒子の粒子径とから、圧縮率を算出し、圧縮強度と圧縮率との関係を得る。測定する凝集粒子は顕微鏡を用いて観察し、粒子径±１０％の粒子径を有する凝集粒子を選出して測定する。また、それぞれの圧縮率における圧縮強度は、２０回の測定結果を平均した平均圧縮強度として算出する。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー・インストルメンツ社製「微小圧縮試験機 ＨＭ２０００」等が用いられる。また、圧縮率は（圧縮率＝圧縮変位÷平均粒子径×１００）で算出できる。
【0040】
（第２のフィラー）
本発明の熱伝導性フィラーは、上記した板状フィラー以外の熱伝導性フィラーを含有していてもよい。そのようなフィラーとしては、アスペクト比が２以下である熱伝導性フィラー（以下、「第２のフィラー」ともいう）が挙げられる。
第２のフィラーのアスペクト比は、好ましくは１．８以下、より好ましくは１．５以下である。このようにアスペクト比が低い熱伝導性フィラーを使用することで、シート性や絶縁性などを低下させることなく、熱伝導性を高めることが可能になる。第２のフィラーのアスペクト比は、１以上であればよい。
第２のフィラーの形状は、特に限定されないが、球形、破砕形状などが挙げられる。また、第２のフィラーの材質は、上記したものから適宜選択すればよいが、第２のフィラーは、好ましくはアルミナである。
本発明の熱伝導性フィラーは、上記した板状フィラー以外の熱伝導性フィラーを含有していてもよい。そのようなフィラーとしては、アスペクト比が２以下である熱伝導性フィラー（以下、「第２のフィラー」ともいう）が挙げられる。
第２のフィラーのアスペクト比は、好ましくは１．８以下、より好ましくは１．５以下である。このようにアスペクト比が低い熱伝導性フィラーを使用することで、シート性や絶縁性などを低下させることなく、熱伝導性を高めることが可能になる。第２のフィラーのアスペクト比は、１以上であればよい。
第２のフィラーの形状は、特に限定されないが、球形、破砕形状などが挙げられる。また、第２のフィラーの材質は、上記したものから適宜選択すればよいが、第２のフィラーは、好ましくはアルミナである。
【0041】
第２のフィラーの平均粒子径は、０．１μｍ以上であることが好ましく、０．５μｍ以上であることがより好ましく、１μｍ以上であることが好ましい。また、２０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。平均粒子径をこれら下限値以上とすると、第２のフィラーを高充填で絶縁樹脂層に含有させることができる。また、上限値以下とすると、絶縁性を高めやすくなる。さらに、これら範囲内の平均粒子径を有する第２のフィラーは、上記した第１のフィラーと同じ領域（例えば、第１の絶縁層１２Ａ）内で併用される場合には、第１のフィラー間の隙間に容易に入り込んで、積層体の熱伝導性を効果的に高めることができる。
【0042】
本発明では、絶縁樹脂層１２の比誘電率は、絶縁樹脂層１２に含有される熱伝導性フィラーによって調整される。具体的には、使用する熱伝導性フィラーの種類によって、比誘電率を調整するとよい。例えば、一方の面１２Ｘ側の領域（すなわち、第１の絶縁層１２Ａ）に含有される熱伝導性フィラーに、比誘電率の低いフィラー（「低誘電率フィラー」ともいう）を含有させ、他方の面１２Ｙ側の領域（すなわち、第２の絶縁層１２Ｂ）に含有される熱伝導性フィラーに比誘電率の高いフィラー（「高誘電率フィラー」ともいう）を使用してもよい。
さらに、一方の面１２Ｘ側の領域（すなわち、第１の絶縁層１２Ａ）及び他方の面１２Ｙ側の領域（すなわち、第２の絶縁層１２Ｂ）のいずれにも、低誘電率フィラーを含有させ、一方の面１２Ｘ側の領域における低誘電率フィラーの含有率を、他方の面１２Ｙ側の領域における低誘電率フィラーの含有率より高くしてもよい。なお、ここでいう低誘電率フィラーの含有率とは、各フィラーが含有される領域（例えば、各絶縁層）の質量に対する、低誘電率フィラーの含有量の割合を意味する。
なお、低誘電率フィラーは、例えば上記した第1のフィラーであり、例えば窒化ホウ素である。また、高誘電率フィラーは、例えば上記した第２のフィラーであり、低誘電率フィラーよりも比誘電率が高いフィラーであればよいが、例えばアルミナが挙げられる。
さらに、一方の面１２Ｘ側の領域（すなわち、第１の絶縁層１２Ａ）及び他方の面１２Ｙ側の領域（すなわち、第２の絶縁層１２Ｂ）のいずれにも、低誘電率フィラーを含有させ、一方の面１２Ｘ側の領域における低誘電率フィラーの含有率を、他方の面１２Ｙ側の領域における低誘電率フィラーの含有率より高くしてもよい。なお、ここでいう低誘電率フィラーの含有率とは、各フィラーが含有される領域（例えば、各絶縁層）の質量に対する、低誘電率フィラーの含有量の割合を意味する。
なお、低誘電率フィラーは、例えば上記した第1のフィラーであり、例えば窒化ホウ素である。また、高誘電率フィラーは、例えば上記した第２のフィラーであり、低誘電率フィラーよりも比誘電率が高いフィラーであればよいが、例えばアルミナが挙げられる。
【0043】
絶縁樹脂層１２において、熱伝導性フィラーの含有量は、絶縁樹脂層全量基準で、４０質量％以上９６質量％以下が好ましく、５５質量％以上９５質量％以下がより好ましく、６５質量％以上９３質量％以下がより好ましい。これら範囲内とすることで、シート性、絶縁性、熱伝導性のいずれも良好にしやすくなる。
【0044】
上記したように、絶縁樹脂層１２は、第１及び第２の絶縁層１２Ａ，１２Ｂを有することが好ましい。この場合、第１及び第２の絶縁層１２Ａ、１２Ｂはいずれも熱伝導性フィラーを含有することが好ましい。すなわち、第１及び第２の絶縁層１２Ａ、１２Ｂ（すなわち、一方の面１２Ｘ側の領域、他方の面１２Ｙ側の領域）は、後述するとおり、それぞれ熱伝導性フィラーを含有する第１及び第２の硬化性組成物により形成されることが好ましい。
第1の絶縁層１２Ａ（すなわち、第１の硬化性組成物）において、熱伝導性フィラーの含有量は、４０質量％以上９４質量％以下が好ましく、５５質量％以上９０質量％以下がより好ましく、６５質量％上８７質量％以下がさらに好ましい。これら範囲内とすることで、絶縁性を確保しつつ、第1の絶縁層１２Ａの熱伝導性を良好にしやすくなる。
第1の絶縁層１２Ａ（すなわち、第１の硬化性組成物）において、熱伝導性フィラーの含有量は、４０質量％以上９４質量％以下が好ましく、５５質量％以上９０質量％以下がより好ましく、６５質量％上８７質量％以下がさらに好ましい。これら範囲内とすることで、絶縁性を確保しつつ、第1の絶縁層１２Ａの熱伝導性を良好にしやすくなる。
【0045】
第1の絶縁層１２Ａに含有される熱伝導性フィラーとしては、第1のフィラー単独で使用してもよいし、第1のフィラーと、第２のフィラーを併用してもよい。また、第1のフィラーとしては、上記のとおり、比誘電率が低い窒化ホウ素などを使用するとよい。特に凝集した窒化ホウ素を用いることにより、絶縁樹脂層１２の空隙率を調整しやすくなる点でも好ましい。一方で、第２のフィラーは、第１のフィラーよりも比誘電率が高いフィラーであり、好ましくはアルミナである。
第１の絶縁層１２Ａにおいて、第１のフィラーを単独で使用すると、一方の面１２Ｘ側の比誘電率を低くしやすくなり、絶縁性を向上しやすくなる。また、第１及び第２のフィラーを併用すると、絶縁性、熱伝導性、及び、熱伝導体１１への密着性などをバランスよく向上させやすくなる。
第１の絶縁層１２Ａにおいて、第１のフィラーを単独で使用すると、一方の面１２Ｘ側の比誘電率を低くしやすくなり、絶縁性を向上しやすくなる。また、第１及び第２のフィラーを併用すると、絶縁性、熱伝導性、及び、熱伝導体１１への密着性などをバランスよく向上させやすくなる。
【0046】
第1の絶縁層１２Ａ（すなわち、第１の硬化性組成物）における第1のフィラーの含有量は、２０質量％以上８４質量％以下が好ましく、３０質量％以上８０質量％以下がより好ましく、４５質量％以上７５質量％以下がさらに好ましい。これら範囲内とすることで、熱伝導体１１との密着性、及び絶縁性を確保しつつ、第1の絶縁層１２Ａの熱伝導性を良好にしやすくなる。また、これら範囲内とし、かつ第1のフィラーとして上記のとおり比誘電率が低いフィラー（例えば、窒化ホウ素）を使用することで、絶縁樹脂層１２の一方の面１２Ｘ側の領域の比誘電率を低くできる。また、例えば凝集した窒化ホウ素等を前記含有量で用いることにより絶縁樹脂層１２の空隙率を調整しやすくなる。
【0047】
また、第1の絶縁層１２Ａ（すなわち、第１の硬化性組成物）における第２のフィラーの含有量は、例えば、７０質量％以下である。７０質量％以下とすることで、第１の絶縁層１２Ａに第１のフィラーを一定量以上含有させることが可能になり、絶縁樹脂層１２の一方の面１２Ｘ側の領域の比誘電率を低くして絶縁性を向上させやすくなる。比誘電率を低くしつつ、絶縁性、熱伝導性、及び熱伝導体１１への密着性などをバランスよく向上させる観点から、第1の絶縁層１２Ａ（すなわち、一方の面１２Ｘ側の領域）に第２のフィラーを含有させる場合、上記第２のフィラーの含有量は、１０質量％以上６０質量％以下がより好ましく、２０質量％上５０質量％以下がさらに好ましい。
【0048】
第1の絶縁層１２Ａ（すなわち、第１の硬化性組成物）における、第１のフィラーの含有量（Ａ１）に対する、第２のフィラーの含有量（Ａ２）の質量比（Ａ２／Ａ１）は、２以下が好ましく、１．５以下がより好ましく、１．２以下がさらに好ましく、０．８以下がよりさらに好ましい。質量比（Ａ２／Ａ１）を一定値以下とすると、第１の絶縁層１２Ａに第１のフィラーを一定量以上含有させることが可能になり、絶縁樹脂層１２の一方の面１２Ｘ側の領域の比誘電率を低くして、絶縁性を向上しやすくなる。
また、比誘電率を低くしつつ、絶縁性、放熱性、及び熱伝導体１１への密着性などをバランスよく向上させる観点から、第1の絶縁層１２Ａ（すなわち、一方の面１２Ｘ側の領域）に第２のフィラーを含有させない方が好ましいが、第２のフィラーを含有させる場合、上記質量比（Ａ２／Ａ１）は、０．２以上が好ましく、０．３以上がより好ましく、０．５以上がさらに好ましい。
また、比誘電率を低くしつつ、絶縁性、放熱性、及び熱伝導体１１への密着性などをバランスよく向上させる観点から、第1の絶縁層１２Ａ（すなわち、一方の面１２Ｘ側の領域）に第２のフィラーを含有させない方が好ましいが、第２のフィラーを含有させる場合、上記質量比（Ａ２／Ａ１）は、０．２以上が好ましく、０．３以上がより好ましく、０．５以上がさらに好ましい。
【0049】
第２の絶縁層１２Ｂ（すなわち、第２の硬化性組成物）において、熱伝導性フィラーの含有量は、４０質量％以上９６質量％以下が好ましく、５５質量％以上９５質量％以下がより好ましく、７０質量％上９４質量％以下がさらに好ましい。これら範囲内とすることで、絶縁性を確保しつつ、第1の絶縁層１２Ａの熱伝導性を良好にしやすくなる。
【0050】
第２の絶縁層１２Ｂ（すなわち、第２の硬化性組成物）に含有される熱伝導性フィラーとしては、第２のフィラーを使用することが好ましい。第２のフィラーとしては、上記したように、アルミナなどの第１のフィラーよりも比誘電率が高いフィラーを使用するとよく、それにより、第２のフィラーを第２の絶縁層１２Ｂに含有させることで、絶縁樹脂層１２の他方の面１２Ｙ側の領域の比誘電率を、一方の面１２Ｘ側の領域の比誘電率よりも高くしやすくなり、絶縁性が良好となる。
第２の絶縁層１２Ｂにおいては、第２のフィラーを単独で使用してもよいし、第２のフィラーと、第１のフィラーを併用してもよい。第１のフィラーとしては、上記のとおり、比誘電率が低い窒化ホウ素などを使用するとよい。
第２の絶縁層１２Ｂにおいては、第２のフィラーを単独で使用してもよいし、第２のフィラーと、第１のフィラーを併用してもよい。第１のフィラーとしては、上記のとおり、比誘電率が低い窒化ホウ素などを使用するとよい。
【0051】
第２の絶縁層１２Ｂ（すなわち、第２の硬化性組成物）における第２のフィラーの含有量は、２５質量％以上９６質量％以下が好ましく、４０質量％以上９５質量％以下がより好ましく、５０質量％上９４質量％以下がさらに好ましい。これら範囲内とすることで、絶縁性を確保しつつ、積層体１０の熱伝導性を良好にしやすくなる。
【0052】
第２の絶縁層１２Ｂ（すなわち、第２の硬化性組成物）における第１のフィラーの含有量は、例えば、５０質量％未満である。５０質量％未満とすることで、第２の絶縁層１２Ｂの比誘電率が第１の絶縁層１２Ｂよりも高くしやすくなり、また、シート性が悪化したりすることも防止する。
これら観点から、第２の絶縁層１２Ｂ（すなわち、第２の硬化性組成物）に第１のフィラーを含有させる場合、上記第１のフィラーの含有量は、１０質量％以上４５質量％以下がより好ましく、２０質量％上４０質量％以下がさらに好ましい。
これら観点から、第２の絶縁層１２Ｂ（すなわち、第２の硬化性組成物）に第１のフィラーを含有させる場合、上記第１のフィラーの含有量は、１０質量％以上４５質量％以下がより好ましく、２０質量％上４０質量％以下がさらに好ましい。
【0053】
第２の絶縁層１２Ｂ（すなわち、第２の硬化性組成物）における、第２のフィラーの含有量（Ａ２）に対する、第１のフィラーの含有量（Ａ１）の質量比（Ａ１／Ａ２）は、１．５未満が好ましく、１未満がより好ましく、０．８未満がさらに好ましい。質量比（Ａ１／Ａ２）を一定値以下とすると、第２の絶縁層１２Ｂに第１のフィラーが必要以上に含有されなくなり、シート性などを良好にしつつ、一方の面１２Ｘ側の領域の比誘電率を低くしやすくなる。また、導電層との接着性なども低下しにくくなる。
また、絶縁性、熱伝導性などの観点から、第２の絶縁層１２Ｂ（すなわち、第２の硬化性組成物）に第１のフィラーが含有させなくてもよいが、第２の絶縁層１２Ｂ（すなわち、第２の硬化性組成物）に第１のフィラーを含有させる場合、上記質量比（Ａ１／Ａ２）は、０．１以上が好ましく、０．３以上がより好ましく、０．４以上がさらに好ましい。
また、絶縁性、熱伝導性などの観点から、第２の絶縁層１２Ｂ（すなわち、第２の硬化性組成物）に第１のフィラーが含有させなくてもよいが、第２の絶縁層１２Ｂ（すなわち、第２の硬化性組成物）に第１のフィラーを含有させる場合、上記質量比（Ａ１／Ａ２）は、０．１以上が好ましく、０．３以上がより好ましく、０．４以上がさらに好ましい。
【0054】
（硬化性化合物）
絶縁樹脂層１２は、硬化性化合物と熱伝導性フィラーが含まれる硬化性組成物から形成されるものである。硬化性化合物は、熱硬化されることで絶縁樹脂層１２のマトリックス樹脂を構成するものである。また、硬化性化合物は、熱硬化剤により硬化されることが好ましい。すなわち、硬化性組成物は、硬化性化合物と熱伝導性フィラーに加えて熱硬化剤を含有することが好ましい。
絶縁樹脂層１２は、上記のとおり、第１及び第２の硬化性組成物それぞれから形成される第１及び第２の絶縁層１２Ａ、１２Ｂを有することが好ましいが、第１及び第２の硬化性組成物は、それぞれ、硬化性化合物と熱伝導性フィラーを含み、好ましくは硬化性化合物と熱伝導性フィラーに加えて熱硬化剤も含有する。
絶縁樹脂層１２は、硬化性化合物と熱伝導性フィラーが含まれる硬化性組成物から形成されるものである。硬化性化合物は、熱硬化されることで絶縁樹脂層１２のマトリックス樹脂を構成するものである。また、硬化性化合物は、熱硬化剤により硬化されることが好ましい。すなわち、硬化性組成物は、硬化性化合物と熱伝導性フィラーに加えて熱硬化剤を含有することが好ましい。
絶縁樹脂層１２は、上記のとおり、第１及び第２の硬化性組成物それぞれから形成される第１及び第２の絶縁層１２Ａ、１２Ｂを有することが好ましいが、第１及び第２の硬化性組成物は、それぞれ、硬化性化合物と熱伝導性フィラーを含み、好ましくは硬化性化合物と熱伝導性フィラーに加えて熱硬化剤も含有する。
【0055】
本発明において、硬化性化合物としては、エポキシ基を有する硬化性化合物が好ましく、具体的には、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、又はこれらの両方を使用することが好ましい。エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、又はこれらの両方を使用することで、耐熱性、シート性、熱伝導体１１への密着性、導電層への接着性などが良好になる。
【0056】
＜エポキシ樹脂＞
エポキシ樹脂としては、例えば、分子中にエポキシ基を２つ以上含有する化合物が挙げられる。エポキシ樹脂は、重量平均分子量が５０００未満となるものである。
エポキシ樹脂としては、具体的には、スチレン骨格含有エポキシ樹脂、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、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、アダマンタン骨格を有するエポキシ樹脂、トリシクロデカン骨格を有するエポキシ樹脂、及びトリアジン核を骨格に有するエポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中では、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が好ましい。
エポキシ樹脂としては、例えば、分子中にエポキシ基を２つ以上含有する化合物が挙げられる。エポキシ樹脂は、重量平均分子量が５０００未満となるものである。
エポキシ樹脂としては、具体的には、スチレン骨格含有エポキシ樹脂、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、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、アダマンタン骨格を有するエポキシ樹脂、トリシクロデカン骨格を有するエポキシ樹脂、及びトリアジン核を骨格に有するエポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中では、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が好ましい。
【0057】
また、エポキシ樹脂のエポキシ当量は、特に限定されないが、例えば１００ｇ／ｅｑ以上５００ｇ／ｅｑ以下、好ましくは１２０ｇ／ｅｑ以上４００ｇ／ｅｑ以下、さらに好ましくは１５０ｇ／ｅｑ以上３５０ｇ／ｅｑ以下である。
なお、エポキシ当量は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７２３６に規定された方法に従って測定できる。
なお、エポキシ当量は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７２３６に規定された方法に従って測定できる。
【0058】
＜フェノキシ樹脂＞
フェノキシ樹脂は、例えばエピハロヒドリンと２価のフェノール化合物とを反応させて得られる樹脂、又は２価のエポキシ化合物と２価のフェノール化合物とを反応させて得られる樹脂である。上記フェノキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型骨格、ビスフェノールＦ型骨格、ビスフェノールＡ／Ｆ混合型骨格、ナフタレン骨格、フルオレン骨格、ビフェニル骨格、アントラセン骨格、ピレン骨格、キサンテン骨格、アダマンタン骨格又はジシクロペンタジエン骨格を有することが好ましい。上記フェノキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型骨格、ビスフェノールＦ型骨格、ビスフェノールＡ／Ｆ混合型骨格、ナフタレン骨格、フルオレン骨格又はビフェニル骨格を有することがより好ましく、ビスフェノールＡ型骨格を有することがさらに好ましい。
フェノキシ樹脂は、例えばエピハロヒドリンと２価のフェノール化合物とを反応させて得られる樹脂、又は２価のエポキシ化合物と２価のフェノール化合物とを反応させて得られる樹脂である。上記フェノキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型骨格、ビスフェノールＦ型骨格、ビスフェノールＡ／Ｆ混合型骨格、ナフタレン骨格、フルオレン骨格、ビフェニル骨格、アントラセン骨格、ピレン骨格、キサンテン骨格、アダマンタン骨格又はジシクロペンタジエン骨格を有することが好ましい。上記フェノキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型骨格、ビスフェノールＦ型骨格、ビスフェノールＡ／Ｆ混合型骨格、ナフタレン骨格、フルオレン骨格又はビフェニル骨格を有することがより好ましく、ビスフェノールＡ型骨格を有することがさらに好ましい。
【0059】
また、フェノキシ樹脂は、重量平均分子量が１００００以上であり、好ましくは２００００以上、より好ましくは３００００以上であり、好ましくは１００００００以下、より好ましくは２５００００以下である。樹脂としてこのように分子量の高いものを使用しても、本発明では、後述するように硬化性組成物を希釈した希釈液を塗布することで絶縁樹脂層を形成するので、容易に積層体を形成できる。なお、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）により測定されるポリスチレン換算での重量平均分子量である。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定では、溶離液として、テトラヒドロフランを用いるとよい。
また、フェノキシ樹脂のエポキシ当量は、特に限定されないが、例えば２５００ｇ／ｅｑ以上２５０００ｇ／ｅｑ以下、好ましくは４０００ｇ／ｅｑ以上１８０００ｇ／ｅｑ以下、さらに好ましくは５０００ｇ／ｅｑ以上１３０００ｇ／ｅｑ以下である。
また、フェノキシ樹脂のエポキシ当量は、特に限定されないが、例えば２５００ｇ／ｅｑ以上２５０００ｇ／ｅｑ以下、好ましくは４０００ｇ／ｅｑ以上１８０００ｇ／ｅｑ以下、さらに好ましくは５０００ｇ／ｅｑ以上１３０００ｇ／ｅｑ以下である。
【0060】
本発明において、上記したように、絶縁樹脂層１２は、第１及び第２の硬化性組成物により形成される第１及び第２の絶縁層１２Ａ，１２Ｂを有することが好ましい。第１の硬化性組成物において、硬化性化合物の含有量は、５質量％以上５５質量％以下が好ましく、８質量％以上４０質量％以下がより好ましく、９質量％上３０質量％以下がさらに好ましい。これら範囲内とすることで、シート性などの各種性能を確保しやすくなる。
また、第２の硬化性組成物において、硬化性化合物の含有量は、３質量％以上５５質量％以下が好ましく、４質量％以上３５質量％以下がより好ましく、５質量％上２５質量％以下がさらに好ましい。これら範囲内とすることで、シート性などの各種性能を確保しやすくなる。
また、第２の硬化性組成物において、硬化性化合物の含有量は、３質量％以上５５質量％以下が好ましく、４質量％以上３５質量％以下がより好ましく、５質量％上２５質量％以下がさらに好ましい。これら範囲内とすることで、シート性などの各種性能を確保しやすくなる。
【0061】
第１及び第２の硬化性組成物それぞれにおいて、エポキシ樹脂及びフェノキシ樹脂の両方を含有する場合、これらの合計量基準で、エポキシ樹脂の含有量が４０質量％以上９０質量％以下であり、フェノキシ樹脂の含有量が１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。また、エポキシ樹脂の含有量が５０質量％以上８０質量％以下であり、フェノキシ樹脂の含有量が２０質量％以上５０質量％以下であることがより好ましく、エポキシ樹脂の含有量が５５質量％以上７５質量％以下であり、フェノキシ樹脂の含有量が２５質量％以上４５質量％以下であることがさらに好ましい。
【0062】
＜熱硬化剤＞
熱硬化剤としては、上記エポキシ樹脂やフェノキシ樹脂を使用する場合、フェノール化合物（フェノール熱硬化剤）、アミン化合物（アミン熱硬化剤）、イミダゾール化合物、酸無水物などが挙げられる。これらの中では、イミダゾール系化合物が好ましい。
熱硬化剤としては、上記エポキシ樹脂やフェノキシ樹脂を使用する場合、フェノール化合物（フェノール熱硬化剤）、アミン化合物（アミン熱硬化剤）、イミダゾール化合物、酸無水物などが挙げられる。これらの中では、イミダゾール系化合物が好ましい。
【0063】
フェノール化合物としては、ノボラック型フェノール、ビフェノール型フェノール、ナフタレン型フェノール、ジシクロペンタジエン型フェノール、アラルキル型フェノール及びジシクロペンタジエン型フェノール等が挙げられる。
アミン化合物としては、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン及びジアミノジフェニルスルフォン等が挙げられる。
アミン化合物としては、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン及びジアミノジフェニルスルフォン等が挙げられる。
【0064】
イミダゾール化合物としては、２－ウンデシルイミダゾール、２－ヘプタデシルイミダゾール、２－メチルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール、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、１－ベンジル－２－メチルイミダゾール、１－ベンジル－２－フェニルイミダゾール、１，２－ジメチルイミダゾール、１－シアノエチル－２－メチルイミダゾール、１－シアノエチル－２－エチル－４－メチルイミダゾール、１－シアノエチル－２－ウンデシルイミダゾール、１－シアノエチル－２－フェニルイミダゾール、１－シアノエチル－２－ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、１－シアノエチル－２－フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４－ジアミノ－６－［２’－メチルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリアジン、２，４－ジアミノ－６－［２’－ウンデシルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリアジン、２，４－ジアミノ－６－［２’－エチル－４’－メチルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリアジン、２，４－ジアミノ－６－［２’－メチルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリアジンイソシアヌル酸付加物、２－フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、２－メチルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、２－フェニル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾール及び２－フェニル－４－メチル－５－ジヒドロキシメチルイミダゾール等が挙げられる。
【0065】
酸無水物としては、スチレン／無水マレイン酸コポリマー、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、ピロメリット酸無水物、トリメリット酸無水物、４，４’－オキシジフタル酸無水物、フェニルエチニルフタル酸無水物、グリセロールビス（アンヒドロトリメリテート）モノアセテート、エチレングリコールビス（アンヒドロトリメリテート）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、及びトリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。
【0066】
第１及び第２の絶縁層１２Ａ、１２Ｂ（すなわち、一方の面１２Ｘ側の領域，他方の面１２Ｙ側の領域）それぞれを形成するための第１及び第２の硬化性組成物それぞれにおいて、熱硬化剤の含有量は、硬化性化合物１００質量部に対して、例えば、１質量部以上１００質量部以下、好ましくは１０質量部以上９０質量部以下、より好ましくは２０質量部以上７０質量部以下である。だだし、第１の絶縁層１２Ａは，硬化率を高めて、熱伝導体１１との密着性を高めるために、上記の中でも、４０質量部以上７０質量部以下とすることがさらに好ましい。
また、硬化性化合物１００質量部に対する熱硬化剤の含有量（すなわち、含有割合）は、第１の絶縁層のほうが、第２の絶縁層よりも多いことが好ましい。第１の絶縁層の含有量を多くすることで、第１の絶縁層１２Ａ（すなわち、一方の面１２Ｘ側の領域）の硬化率を高くしやすくなる。
また、硬化性化合物１００質量部に対する熱硬化剤の含有量（すなわち、含有割合）は、第１の絶縁層のほうが、第２の絶縁層よりも多いことが好ましい。第１の絶縁層の含有量を多くすることで、第１の絶縁層１２Ａ（すなわち、一方の面１２Ｘ側の領域）の硬化率を高くしやすくなる。
【0067】
なお、上記では、硬化性化合物は、エポキシ基を有する硬化性化合物である場合について説明したが、エポキシ基を有する硬化性化合物に限定されず、メラミン化合物、オキセタニル化合物、イソシアネート化合物などでもよく、また、熱硬化剤も、硬化性化合物に合わせて適宜選択されればよい。
【0068】
（分散剤）
硬化性組成物（すなわち、第１及び第２の硬化性組成物それぞれ）は、分散剤を含有してもよい。分散剤を、熱伝導性フィラーを樹脂成分に分散させやすくなり、積層体の絶縁性、熱伝導性を向上させる。
分散剤としては、例えば、アルコキシシラン類が使用される。アルコキシシラン類としては、反応性基を有するアルコキシシラン、及び反応性基を有しないアルコキシシランが挙げられる。反応性基を有するアルコキシシランにおける反応性基は、例えば、エポキシ基、（メタ）アクリロイル基、アミノ基、ビニル基、ウレイド基、メルカプト基、及びイソシアネート基から選ばれる。アルコキシシラン類は、反応性基を有するアルコキシシランが好ましく、エポキシ基を有するアルコキシシランがより好ましい。
エポキシ基を有するアルコキシシランとしては、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
第１及び第２の硬化性組成物それぞれにおいて、分散剤の含有量は、０．０１質量％以上２質量以下が好ましく、０．０２質量％以上１．５質量以下がより好ましく、０．０５質量％以上１質量％以下がさらに好ましい。これら下限値以上とすることで、熱伝導性フィラーを各絶縁層に分散させやすくなる。また、これら上限値以下とすることで、配合量に見合った効果を得やすくなる。
硬化性組成物（すなわち、第１及び第２の硬化性組成物それぞれ）は、分散剤を含有してもよい。分散剤を、熱伝導性フィラーを樹脂成分に分散させやすくなり、積層体の絶縁性、熱伝導性を向上させる。
分散剤としては、例えば、アルコキシシラン類が使用される。アルコキシシラン類としては、反応性基を有するアルコキシシラン、及び反応性基を有しないアルコキシシランが挙げられる。反応性基を有するアルコキシシランにおける反応性基は、例えば、エポキシ基、（メタ）アクリロイル基、アミノ基、ビニル基、ウレイド基、メルカプト基、及びイソシアネート基から選ばれる。アルコキシシラン類は、反応性基を有するアルコキシシランが好ましく、エポキシ基を有するアルコキシシランがより好ましい。
エポキシ基を有するアルコキシシランとしては、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
第１及び第２の硬化性組成物それぞれにおいて、分散剤の含有量は、０．０１質量％以上２質量以下が好ましく、０．０２質量％以上１．５質量以下がより好ましく、０．０５質量％以上１質量％以下がさらに好ましい。これら下限値以上とすることで、熱伝導性フィラーを各絶縁層に分散させやすくなる。また、これら上限値以下とすることで、配合量に見合った効果を得やすくなる。
【0069】
本発明の樹脂組成物は、上記成分以外にも、難燃剤、酸化防止剤、イオン捕捉剤、粘着性付与剤、可塑剤、チキソ性付与剤、光増感剤及び着色剤などを含んでいてもよい。
【0070】
絶縁樹脂層１２の厚さは、例えば、０．０４ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、好ましくは０．０６ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である。これら下限値以上とすることで、絶縁性や放熱性を担保しやすくなる。また、これら上限値以下とすることで、電子部品の薄型化などをしやすくなる。
また、第１の絶縁層１２Ａの厚さ（Ｔ１）に対する、第２の樹脂層の厚さ（Ｔ２）の比（Ｔ２／Ｔ１）は、例えば１／９以上９以下であり、好ましくは２／８以上８／２以下である。
また、第１の絶縁層１２Ａの厚さ（Ｔ１）に対する、第２の樹脂層の厚さ（Ｔ２）の比（Ｔ２／Ｔ１）は、例えば１／９以上９以下であり、好ましくは２／８以上８／２以下である。
【0071】
［熱伝導体］
熱伝導体１１は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体であれば特に限定されない。例えば、アルミニウム、銅、アルミナ、ベリリア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム及びグラファイトシート等が挙げられる。中でも、熱伝導体１１は、銅又はアルミニウムであることが好ましい。銅又はアルミニウムは、熱伝導率が高く放熱性に優れている。なお、熱伝導体１１の熱伝導率は、例えば、レーザーフラッシュ法によって測定可能である。
熱伝導体１１の厚さは、例えば０．０３ｍｍ以上３ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。
熱伝導体１１は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体であれば特に限定されない。例えば、アルミニウム、銅、アルミナ、ベリリア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム及びグラファイトシート等が挙げられる。中でも、熱伝導体１１は、銅又はアルミニウムであることが好ましい。銅又はアルミニウムは、熱伝導率が高く放熱性に優れている。なお、熱伝導体１１の熱伝導率は、例えば、レーザーフラッシュ法によって測定可能である。
熱伝導体１１の厚さは、例えば０．０３ｍｍ以上３ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。
【0072】
なお、以上の説明においては、絶縁樹脂層１２が、図２に示すように、第１及び第２の絶縁層１２Ａ，１２Ｂの２層からなる構成を中心に説明したが、絶縁樹脂層１２は２層からなる構成に限定されない。例えば、第１及び第２の絶縁層の間に、第３の絶縁層が設けられてもよい。第３の絶縁層は、典型的には、上記のように熱伝導性フィラーが含有されるものであり、その熱伝導性フィラーは、上記した熱伝導性フィラーから適宜選択されるとよい。この場合、第３の絶縁層の比誘電率は、第１の絶縁層よりも大きく、第２の絶縁層よりも小さいことが好ましい。
また、絶縁樹脂層１２の一方の面１２Ｘから他方の面１２Ｙに向けて、比誘電率が徐々に大きくなるように構成されてもよい。この場合には、絶縁樹脂層１２は、例えば、絶縁樹脂層１２全体の厚さよりも十分に薄い薄膜絶縁層が４層以上積層されて構成されればよい。この場合、各薄膜絶縁層は、例えば、フィラーの種類、含有量などを調整することで、各々の比誘電率が調整されればよい。
また、絶縁樹脂層１２の一方の面１２Ｘから他方の面１２Ｙに向けて、比誘電率が徐々に大きくなるように構成されてもよい。この場合には、絶縁樹脂層１２は、例えば、絶縁樹脂層１２全体の厚さよりも十分に薄い薄膜絶縁層が４層以上積層されて構成されればよい。この場合、各薄膜絶縁層は、例えば、フィラーの種類、含有量などを調整することで、各々の比誘電率が調整されればよい。
【0073】
（積層体の製造方法）
本発明においては、絶縁樹脂層を構成するための硬化性組成物の希釈液を作製して、その硬化性組成物の希釈液により、絶縁樹脂層を形成すればよい。以下、本発明の積層体の製造方法を、絶縁樹脂層が第１及び第２の絶縁層からなる場合について詳細に説明する。
本発明においては、絶縁樹脂層を構成するための硬化性組成物の希釈液を作製して、その硬化性組成物の希釈液により、絶縁樹脂層を形成すればよい。以下、本発明の積層体の製造方法を、絶縁樹脂層が第１及び第２の絶縁層からなる場合について詳細に説明する。
【0074】
まず、第１及び第２の絶縁層それぞれを形成するための第１及び第２の硬化性組成物の希釈液を準備する。具体的には、硬化性化合物と、熱伝導性フィラーと、その他必要に応じて配合される熱硬化剤、その他の添加剤などを、有機溶剤に混合して、第１及び第２の硬化性組成物の希釈液を準備するとよい。
【0075】
ここで、樹脂組成物液を希釈させるための溶剤としては、特に限定されないが、ｎ－ペンタン、ｎ－ヘキサン、ｎ－ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤、トルエンなどの芳香族炭化水素系溶剤、酢酸エチル、酢酸ｎ－ブチルなどのエステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤などが挙げられる。これら有機溶剤は、1種単独で使用してもよいし、２種以上を使用して混合溶剤としてもよい。これらの中では、メチルエチルケトンが好ましい。
また、第１及び第２の硬化性組成物の希釈液それぞれにおける固形分濃度は、例えば６０～９６質量％、好ましくは６５～９５質量％、より好ましく７０～９４質量％である。固形分濃度が下限値以上であると、効率的に絶縁層を形成することができる。また、固形分濃度を上限値以下とすることで、硬化性組成物の希釈液を適切な粘度に調整しやすくなるので、工程上の不具合が生じにくくなる。
また、第１及び第２の硬化性組成物の希釈液それぞれにおける固形分濃度は、例えば６０～９６質量％、好ましくは６５～９５質量％、より好ましく７０～９４質量％である。固形分濃度が下限値以上であると、効率的に絶縁層を形成することができる。また、固形分濃度を上限値以下とすることで、硬化性組成物の希釈液を適切な粘度に調整しやすくなるので、工程上の不具合が生じにくくなる。
【0076】
次に、第１の硬化性組成物の希釈液を、離型シートなどに塗布などして、乾燥することで、離型シート上に第１の絶縁層を形成するとよい。同様に、第２の硬化性組成物の希釈液を、離型シートなどに塗布などして、乾燥することで、離型シート上に第２の絶縁層を形成するとよい。
【0077】
絶縁樹脂層１２は、第１及び第２の硬化性組成物の希釈に使用した有機溶剤を、絶縁層１２Ａ，１２Ｂに微少量（例えば５０～２０００ｐｐｍ）残存させてもよい。絶縁層１２Ａ，１２Ｂに有機溶剤を微少量残存させることにより積層体１０のシート性が向上する。
絶縁樹脂層１２における溶剤含有量を一定範囲内とするためには、上記第１及び第２の硬化性組成物の希釈液の乾燥における乾燥時間及び乾燥温度は、比較的緩やかな条件で行えばよい。
具体的には、乾燥温度は、溶剤の種類などによって適宜設定すればよいが、例えば６０℃以上１２０℃以下、好ましくは７５℃以上１００℃以下の範囲内で行うとよい。また、乾燥時間については、例えば５分以上６０分以下、好ましくは１０分以上４０分以下である。乾燥温度及び乾燥時間を前記範囲に調整することにより、絶縁層１２Ａ，１２Ｂが過度に硬化しないため、後の工程において絶縁樹脂層１２を真空プレスした際に絶縁層１２Ａ，１２Ｂ中の空気が層外に押し出されやすくなるため、空隙率を所望の範囲に調整しやすくなる。
乾燥は、熱風により行ってもよいし、硬化性組成物の希釈液が塗布された離型シートなどを乾燥炉やオーブン内に入れて乾燥させてもよい。
絶縁樹脂層１２における溶剤含有量を一定範囲内とするためには、上記第１及び第２の硬化性組成物の希釈液の乾燥における乾燥時間及び乾燥温度は、比較的緩やかな条件で行えばよい。
具体的には、乾燥温度は、溶剤の種類などによって適宜設定すればよいが、例えば６０℃以上１２０℃以下、好ましくは７５℃以上１００℃以下の範囲内で行うとよい。また、乾燥時間については、例えば５分以上６０分以下、好ましくは１０分以上４０分以下である。乾燥温度及び乾燥時間を前記範囲に調整することにより、絶縁層１２Ａ，１２Ｂが過度に硬化しないため、後の工程において絶縁樹脂層１２を真空プレスした際に絶縁層１２Ａ，１２Ｂ中の空気が層外に押し出されやすくなるため、空隙率を所望の範囲に調整しやすくなる。
乾燥は、熱風により行ってもよいし、硬化性組成物の希釈液が塗布された離型シートなどを乾燥炉やオーブン内に入れて乾燥させてもよい。
【0078】
上記のようにして作製した第１及び第２の絶縁層は、熱伝導体に順次積層した後にプレスし、必要に応じて硬化することで積層体が得られる。具体的には、まずは、離型シートから剥がした第１の絶縁層を熱伝導体に積層し、その後、例えば第１の絶縁層を真空プレスしつつ第１の絶縁層を硬化させるとよい（第１の硬化工程）。次に、離型シートから剥がした第２の絶縁層を第１の絶縁層の上に積層した後、次いで、必要に応じて、例えば第１及び第２の絶縁層を真空プレスしつつ、第１及び第２の絶縁層又は第２の絶縁層を硬化させるとよい（第２の硬化工程）。なお、第１及び第２の硬化工程における硬化は、加熱により行う。本製造方法においては、硬化を２回行うことで、第１の絶縁層、第２の絶縁層における硬化率を別々の値に調整しやすくなる。
【0079】
第１の硬化工程における絶縁層の真空プレスの条件は、特に限定されないが、真空プレス時のプレス圧は、好ましくは７ＭＰａ以上、より好ましくは８ＭＰａ以上であり、好ましくは２０ＭＰａ以下、より好ましくは１５ＭＰａ以下である。プレス圧が７ＭＰａ以上となると絶縁樹脂層の空隙率が低くなり、絶縁樹脂層中の空気が少なくなるため絶縁性能が良好となる。また、例えば、板状フィラーや凝集粒子などの空隙ができやすいフィラーを使用し、また、フィラーを大量に配合した場合であっても空隙ができにくくなる。一方、プレス圧が２０ＭＰａ以下であると積層体が過度に圧縮されず柔軟性が良好となる。
第２の硬化工程における真空プレスの条件は、特に限定されないが、真空プレス時のプレス圧は、好ましくは０．１ＭＰａ以上、より好ましくは０．５ＭＰａ以上であるが、第１の硬化工程と同様に、７ＭＰａ以上であったりしてもよいし、８ＭＰａ以上であってもよい。第２の絶縁層は、好ましくは未硬化物または半硬化物であるが、未硬化物または半硬化物である場合には、プレス圧を高くしなくても空隙ができにくく、そのため、上記のように真空プレス圧を低くしてもよい。また、第２の硬化工程におけるプレス圧は、好ましくは２０ＭＰａ以下、より好ましくは１５ＭＰａ以下である。プレス圧が２０ＭＰａ以下であると積層体が過度に圧縮されず柔軟性が良好となる。
第２の硬化工程における真空プレスの条件は、特に限定されないが、真空プレス時のプレス圧は、好ましくは０．１ＭＰａ以上、より好ましくは０．５ＭＰａ以上であるが、第１の硬化工程と同様に、７ＭＰａ以上であったりしてもよいし、８ＭＰａ以上であってもよい。第２の絶縁層は、好ましくは未硬化物または半硬化物であるが、未硬化物または半硬化物である場合には、プレス圧を高くしなくても空隙ができにくく、そのため、上記のように真空プレス圧を低くしてもよい。また、第２の硬化工程におけるプレス圧は、好ましくは２０ＭＰａ以下、より好ましくは１５ＭＰａ以下である。プレス圧が２０ＭＰａ以下であると積層体が過度に圧縮されず柔軟性が良好となる。
【0080】
第１及び第２の硬化工程は、第１及び第２の絶縁層が所望の硬化特性となるように、加熱温度、加熱時間を調整するとよい。
具体的には、第１の硬化工程における加熱温度は、例えば、１００℃以上２３０℃以下、好ましくは１２０℃以上２１０℃以下である。また、これら温度範囲内における加熱時間は、例えば３０分以上５時間以下、好ましくは例えば１時間以上３時間以下である。
具体的には、第１の硬化工程における加熱温度は、例えば、１００℃以上２３０℃以下、好ましくは１２０℃以上２１０℃以下である。また、これら温度範囲内における加熱時間は、例えば３０分以上５時間以下、好ましくは例えば１時間以上３時間以下である。
【0081】
第２の硬化工程における加熱温度は、通常、第１の硬化工程における加熱温度よりも低くするとよい。第２の硬化工程における加熱温度を低くすると、第２の絶縁層の硬化率を第１の絶縁層の硬化率よりも低くしやすくなる。
具体的には、第２の硬化工程における加熱温度は、例えば８０℃以上１５０℃以下、好ましくは９０℃以上１３０℃以下である。また、これら温度範囲内での加熱時間は、例えば１分以上１時間以下、好ましくは例えば１分以上３０分以下である。第２の硬化工程における加熱温度及び加熱温度を上記範囲内とすることで、第２の絶縁層の硬化率を所望の範囲に調整しやすくなる。
ただし、第２の絶縁層を未硬化とする場合には、第２の硬化工程を省略するとよい。
具体的には、第２の硬化工程における加熱温度は、例えば８０℃以上１５０℃以下、好ましくは９０℃以上１３０℃以下である。また、これら温度範囲内での加熱時間は、例えば１分以上１時間以下、好ましくは例えば１分以上３０分以下である。第２の硬化工程における加熱温度及び加熱温度を上記範囲内とすることで、第２の絶縁層の硬化率を所望の範囲に調整しやすくなる。
ただし、第２の絶縁層を未硬化とする場合には、第２の硬化工程を省略するとよい。
【0082】
また、上記では、硬化工程は、第１の絶縁層を硬化する第１の工程と、主に第２の絶縁層を硬化する第２の硬化工程に分けて行われたが、第１及び第２の絶縁層は、同じ硬化工程において一括で行われてもよい。具体的には、例えば、熱伝導体の上に、第１の絶縁層、第２の絶縁層を順次積層した後に、加熱して、第１及び第２の絶縁層を硬化させてもよい。
この場合には、第１の絶縁層及び第２の絶縁層の硬化率は、例えば、各層に含有される熱硬化剤の含有量などにより適宜調整可能である。
この場合には、第１の絶縁層及び第２の絶縁層の硬化率は、例えば、各層に含有される熱硬化剤の含有量などにより適宜調整可能である。
【0083】
上記した製造方法では、離型シート上に形成された第１の絶縁層及び第２の絶縁層を、熱伝導体に順次転写したが、離型シートを使用しなくてもよい。そのような場合、第１の絶縁層は、熱伝導体に直接塗布し乾燥して形成するとよい。また、第２の絶縁層は、熱伝導体の上に形成された第１の絶縁層の上に直接塗布して乾燥して形成するとよい。
【0084】
なお、以上では、絶縁樹脂層が第１及び第２の絶縁層からなる積層体の製造方法について説明したが、絶縁樹脂層が他の構成を有する場合も同様の手法により製造できる。例えば、絶縁樹脂層が３つ以上の絶縁層からなる場合には、複数の絶縁層を、順次、熱伝導体の上に積層していけばよい。また、各絶縁層の硬化は、熱伝導体に１層積層する毎に加熱して行ってもよいが、例えば、複数層積層する毎に加熱して行ってもよい。
【0085】
（積層体の用途）
積層体１０は、例えば、電子部品の一構成要素として使用され、具体的には回路などが取り付けられる基板とし使用され、好ましくはパワー半導体モジュールにおける基板として使用される。すなわち、本発明は、上記した積層体を備える電子部品や、その電子部品を備えるパワー半導体モジュールも提供する。
パワー半導体モジュールは、例えば、インバータ、エレベータ、無停電電源装置（ＵＰＳ)等の産業用機器において使用され、好ましくはインバータである。
積層体１０は、例えば、電子部品の一構成要素として使用され、具体的には回路などが取り付けられる基板とし使用され、好ましくはパワー半導体モジュールにおける基板として使用される。すなわち、本発明は、上記した積層体を備える電子部品や、その電子部品を備えるパワー半導体モジュールも提供する。
パワー半導体モジュールは、例えば、インバータ、エレベータ、無停電電源装置（ＵＰＳ)等の産業用機器において使用され、好ましくはインバータである。
【0086】
積層体１０は、他方の面１２Ｙの表面に、リードフレームなどの導電層が取り付けられる。より具体的には、積層体１０は、絶縁樹脂層１２の他方の面１２Ｙ上に、導電層（図示しない）を配置し、次に、絶縁樹脂層１２を加熱することで硬化させることで、導電層を積層体１０に取り付けるとよい。本発明では、絶縁樹脂層１２の他方の面１２Ｙ側の領域（例えば、第２絶縁層１２Ｂ）を、上記したように、半硬化又は未硬化としておくことで、絶縁樹脂層１２の硬化により、導電層と絶縁樹脂層１２とが強固に接着されることになる。
また、積層体１０は、導電層を他方の面１２Ｙ上に配置した後に、導電層が積層された積層体１０をモールド樹脂などに埋め込んでもよい。なお、この場合、モールド樹脂の埋め込みは、絶縁樹脂層１２が硬化された後に行ってもよいし、硬化される前に行ってもよい。
また、積層体１０は、導電層を他方の面１２Ｙ上に配置した後に、導電層が積層された積層体１０をモールド樹脂などに埋め込んでもよい。なお、この場合、モールド樹脂の埋め込みは、絶縁樹脂層１２が硬化された後に行ってもよいし、硬化される前に行ってもよい。
【実施例】
【0087】
以下、実施例及び比較例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0088】
なお、各物性の測定方法は、以下の通りである。
［比誘電率］
各実施例、比較例で作製した第１及び第２の絶縁層を離型ＰＥＴシートから剥がして、その両面を銅箔（厚み４０μｍ）とアルミニウム板（厚み１．０ｍｍ）とでそれぞれ挟み、各実施例、比較例と同様の条件で硬化して、サンプルシートを得た。得られたサンプルシートを４０ｍｍ×４０ｍｍにカットし、φ２０ｍｍのパターンをエッチングにて加工した。その後、比誘電率を岩崎通信株式会社製ＬＣＲ（インピーダンス）解析装置「ＰＳＭ３７５０」にて空気中室温で、周波数１００ｍＨｚから１０ＭＨｚまでをログスケールで分割して３３点、１サイクル測定し、得られる波形を読み取ることで、周波数１ＭＨｚの比誘電率を求めた。
［比誘電率］
各実施例、比較例で作製した第１及び第２の絶縁層を離型ＰＥＴシートから剥がして、その両面を銅箔（厚み４０μｍ）とアルミニウム板（厚み１．０ｍｍ）とでそれぞれ挟み、各実施例、比較例と同様の条件で硬化して、サンプルシートを得た。得られたサンプルシートを４０ｍｍ×４０ｍｍにカットし、φ２０ｍｍのパターンをエッチングにて加工した。その後、比誘電率を岩崎通信株式会社製ＬＣＲ（インピーダンス）解析装置「ＰＳＭ３７５０」にて空気中室温で、周波数１００ｍＨｚから１０ＭＨｚまでをログスケールで分割して３３点、１サイクル測定し、得られる波形を読み取ることで、周波数１ＭＨｚの比誘電率を求めた。
【0089】
［硬化率］
硬化率は、絶縁樹脂層の該当する領域を加熱する際の硬化発熱を測定することにより求められる。硬化率を測定する際には、示差走査型熱量分析（ＤＳＣ）装置（ＳＩＩナノテクノロジー社製「ＤＳＣ７０２０」）が用いられる。硬化率は、具体的には、以下のようにして測定される。
測定開始温度３０℃及び昇温速度８℃／分で、絶縁樹脂層の該当する領域の成分をサンプルとして採取（サンプル重量２０～３０ｍｇ）して、１８０℃まで昇温し１時間保持する。この昇温でサンプルを硬化させた時に発生する熱量（以下「熱量Ａ」とする）を測定する。また、厚み５０μｍの離型ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートに、各領域を形成するための硬化性組成物を厚み８０μｍとなるように塗工し、２３℃及び０．０１気圧の常温真空下において１時間乾燥すること以外は該当する領域の絶縁樹脂層と同様にして、非加熱で乾燥された未硬化状態の絶縁樹脂層を用意する。この絶縁樹脂層を用いて、上記の熱量Ａの測定と同様にして、昇温硬化させたときに発生する熱量（以下、「熱量Ｂ」とする）を測定する。得られた熱量Ａ及び熱量Ｂから、下記の式により硬化率を求める。
硬化率（％）＝［１－（熱量Ａ／熱量Ｂ）］×１００
硬化率は、絶縁樹脂層の該当する領域を加熱する際の硬化発熱を測定することにより求められる。硬化率を測定する際には、示差走査型熱量分析（ＤＳＣ）装置（ＳＩＩナノテクノロジー社製「ＤＳＣ７０２０」）が用いられる。硬化率は、具体的には、以下のようにして測定される。
測定開始温度３０℃及び昇温速度８℃／分で、絶縁樹脂層の該当する領域の成分をサンプルとして採取（サンプル重量２０～３０ｍｇ）して、１８０℃まで昇温し１時間保持する。この昇温でサンプルを硬化させた時に発生する熱量（以下「熱量Ａ」とする）を測定する。また、厚み５０μｍの離型ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートに、各領域を形成するための硬化性組成物を厚み８０μｍとなるように塗工し、２３℃及び０．０１気圧の常温真空下において１時間乾燥すること以外は該当する領域の絶縁樹脂層と同様にして、非加熱で乾燥された未硬化状態の絶縁樹脂層を用意する。この絶縁樹脂層を用いて、上記の熱量Ａの測定と同様にして、昇温硬化させたときに発生する熱量（以下、「熱量Ｂ」とする）を測定する。得られた熱量Ａ及び熱量Ｂから、下記の式により硬化率を求める。
硬化率（％）＝［１－（熱量Ａ／熱量Ｂ）］×１００
【0090】
［空隙率］
実施例及び比較例の各積層体を２８５℃で５分保持した後、１０×１０ｍｍにカットし、得られたサンプルの断面を研磨紙にて表面平滑化し、クロスセクションポリッシャ（日本電子株式会社制「ＩＢ－１９５２０ＣＣＰ」）にて観察面を作製した。その後、断面をＰｔイオンスパッタ―（Ｅ－１０４５、日立ハイテクノロジーズ製）にてスパッタして得られた観察面を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてシート全体が入るように５００倍及びＰｉｘｅｌ Ｓｉｚｅ１９８．４に調整し、断面画像を得た。
次いで、この画像に対して画像処理及び解析を行った。「Ａｖｉｚｏ９．２」（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）によりｍｅｄｉａｎフィルター処理（１ｐｉｘｅｌ）を行った上で２５６階調のうち閾値７５以下の領域をクラックとみなし、閾値７５以下の領域の割合を求めることで空隙率を求めた。
実施例及び比較例の各積層体を２８５℃で５分保持した後、１０×１０ｍｍにカットし、得られたサンプルの断面を研磨紙にて表面平滑化し、クロスセクションポリッシャ（日本電子株式会社制「ＩＢ－１９５２０ＣＣＰ」）にて観察面を作製した。その後、断面をＰｔイオンスパッタ―（Ｅ－１０４５、日立ハイテクノロジーズ製）にてスパッタして得られた観察面を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてシート全体が入るように５００倍及びＰｉｘｅｌ Ｓｉｚｅ１９８．４に調整し、断面画像を得た。
次いで、この画像に対して画像処理及び解析を行った。「Ａｖｉｚｏ９．２」（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）によりｍｅｄｉａｎフィルター処理（１ｐｉｘｅｌ）を行った上で２５６階調のうち閾値７５以下の領域をクラックとみなし、閾値７５以下の領域の割合を求めることで空隙率を求めた。
【0091】
［溶融温度・溶融粘度］
第１の絶縁層、及び第２の絶縁層について、１．５ｃｍ角に切り取ったサンプルを準備し、レオメーター測定装置（ＴＡ instruments社製、「ＡＲＥＳ」）を用いて、Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ６．２８Ｈｚ、Ｓｔｒａｉｎ２１．８％、温度３０～１９５℃、８℃/分の昇温速度の条件で溶融温度、及び溶融温度における溶融粘度を測定した。なお、本測定において絶縁層が溶融しない場合には表１において「－」で示す。
第１の絶縁層、及び第２の絶縁層について、１．５ｃｍ角に切り取ったサンプルを準備し、レオメーター測定装置（ＴＡ instruments社製、「ＡＲＥＳ」）を用いて、Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ６．２８Ｈｚ、Ｓｔｒａｉｎ２１．８％、温度３０～１９５℃、８℃/分の昇温速度の条件で溶融温度、及び溶融温度における溶融粘度を測定した。なお、本測定において絶縁層が溶融しない場合には表１において「－」で示す。
【0092】
実施例、比較例で得られた積層体は、以下の方法により評価した。
［絶縁性評価］
得られた積層体の熱伝導体が設けられない他方の面上に直径２ｃｍの円形の銅箔をパターニングして、テストサンプルを得た。耐電圧試験機（ＥＴＥＣＨ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製「ＭＯＤＥＬ７４７３」）を用いて、テストサンプル間に０．３３ｋＶ／秒の速度で電圧が上昇するように、２５℃にて交流電圧を印加した。テストサンプルに１０ｍＡの電流が流れた電圧を絶縁破壊電圧とした。絶縁破壊電圧をサンプル厚みで除算することで規格化し、絶縁破壊強度を算出した。絶縁破壊強度を以下の基準で判定した。
Ａ：６０ｋＶ／ｍｍ以上
Ｂ：５０ｋＶ／ｍｍ以上６０ｋＶ／ｍｍ未満
Ｃ：５０ｋＶ／ｍｍ未満
［絶縁性評価］
得られた積層体の熱伝導体が設けられない他方の面上に直径２ｃｍの円形の銅箔をパターニングして、テストサンプルを得た。耐電圧試験機（ＥＴＥＣＨ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製「ＭＯＤＥＬ７４７３」）を用いて、テストサンプル間に０．３３ｋＶ／秒の速度で電圧が上昇するように、２５℃にて交流電圧を印加した。テストサンプルに１０ｍＡの電流が流れた電圧を絶縁破壊電圧とした。絶縁破壊電圧をサンプル厚みで除算することで規格化し、絶縁破壊強度を算出した。絶縁破壊強度を以下の基準で判定した。
Ａ：６０ｋＶ／ｍｍ以上
Ｂ：５０ｋＶ／ｍｍ以上６０ｋＶ／ｍｍ未満
Ｃ：５０ｋＶ／ｍｍ未満
【0093】
［放熱性評価］
実施例、比較例で得られた積層体を１ｃｍ角にカットした後、両面にカーボンブラックをスプレーした測定サンプルに対して、測定装置「ナノフラッシュ」（ＮＥＴＺＳＣＨ社、型番：ＬＦＡ４４７）を用いて、レーザーフラッシュ法により熱伝導率の測定を行った。熱伝導率より、以下の基準により放熱性を評価した。
Ａ：７Ｗ／ｍ・Ｋ以上
Ｂ：７Ｗ／ｍ・Ｋ未満
実施例、比較例で得られた積層体を１ｃｍ角にカットした後、両面にカーボンブラックをスプレーした測定サンプルに対して、測定装置「ナノフラッシュ」（ＮＥＴＺＳＣＨ社、型番：ＬＦＡ４４７）を用いて、レーザーフラッシュ法により熱伝導率の測定を行った。熱伝導率より、以下の基準により放熱性を評価した。
Ａ：７Ｗ／ｍ・Ｋ以上
Ｂ：７Ｗ／ｍ・Ｋ未満
【0094】
実施例、比較例で使用した各成分は、以下の通りである。
エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、新日鉄住金化学株式会社製、商品名「ＹＤ－１２７」、エポキシ当量：１８０～１９０ｇ／ｅｑ
フェノキシ樹脂：三菱ケミカル株式会社製、商品名「ｊＥＲ１２５６」、エポキシ当量：７，５００～８，５００ｇ／ｅｑ、重量平均分子量：約５万
分散剤：３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、信越化学社製、商品名「ＫＢＭ４０３」
熱硬化剤（１）：イミダゾール系化合物、四国化成工業株式会社製、商品名「２Ｐ４ＭＺ」
熱硬化剤（２）：ジシアンジアミド微粉砕品、三菱ケミカル株式会社、商品名「ＤＩＣＹ７」
第１のフィラー：窒化ホウ素、板状フィラー、凝集粒子、水島合金属社製「ＨＰ－４０」、アスペクト比６、一次粒子の平均長径７μｍ、凝集粒子の平均粒子径４０μｍ、２０％圧縮時における圧縮強度１．７Ｎ／ｍｍ２
第２のフィラー：アルミナ、アスペクト比１、マイクロン製、商品名「ＡＺ－４」、平均粒子径５μｍ
エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、新日鉄住金化学株式会社製、商品名「ＹＤ－１２７」、エポキシ当量：１８０～１９０ｇ／ｅｑ
フェノキシ樹脂：三菱ケミカル株式会社製、商品名「ｊＥＲ１２５６」、エポキシ当量：７，５００～８，５００ｇ／ｅｑ、重量平均分子量：約５万
分散剤：３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、信越化学社製、商品名「ＫＢＭ４０３」
熱硬化剤（１）：イミダゾール系化合物、四国化成工業株式会社製、商品名「２Ｐ４ＭＺ」
熱硬化剤（２）：ジシアンジアミド微粉砕品、三菱ケミカル株式会社、商品名「ＤＩＣＹ７」
第１のフィラー：窒化ホウ素、板状フィラー、凝集粒子、水島合金属社製「ＨＰ－４０」、アスペクト比６、一次粒子の平均長径７μｍ、凝集粒子の平均粒子径４０μｍ、２０％圧縮時における圧縮強度１．７Ｎ／ｍｍ２
第２のフィラー：アルミナ、アスペクト比１、マイクロン製、商品名「ＡＺ－４」、平均粒子径５μｍ
【0095】
［実施例１］
表１の配合に従って、第１及び第２の絶縁層を形成するための第1及び第２の硬化性組成物を調製した。なお、第1及び第２の硬化性組成物は、それぞれ固形量７５質量％、９０質量％となるように有機溶媒（ＭＥＫ）で希釈した各組成物の希釈液として調製した。
第1の硬化性組成物の希釈液を離型ＰＥＴシート（厚み４０μｍ）上に、乾燥後の厚さが２００μｍになるように塗布した。また、第２の硬化性組成物の希釈液を別の離型ＰＥＴシート（厚み４０μｍ）上に、乾燥後の厚みが８０μｍになるように塗布し、これらを表１に記載の乾燥条件に従ってオーブン内で乾燥させ、各離型ＰＥＴシートの上に、第１及び第２の絶縁層それぞれを形成した。
表１の配合に従って、第１及び第２の絶縁層を形成するための第1及び第２の硬化性組成物を調製した。なお、第1及び第２の硬化性組成物は、それぞれ固形量７５質量％、９０質量％となるように有機溶媒（ＭＥＫ）で希釈した各組成物の希釈液として調製した。
第1の硬化性組成物の希釈液を離型ＰＥＴシート（厚み４０μｍ）上に、乾燥後の厚さが２００μｍになるように塗布した。また、第２の硬化性組成物の希釈液を別の離型ＰＥＴシート（厚み４０μｍ）上に、乾燥後の厚みが８０μｍになるように塗布し、これらを表１に記載の乾燥条件に従ってオーブン内で乾燥させ、各離型ＰＥＴシートの上に、第１及び第２の絶縁層それぞれを形成した。
【0096】
次いで、離型ＰＥＴシートの上に形成された第１の絶縁層を、離型ＰＥＴシートを剥がしながら銅板（厚み０．４ｍｍ）に積層した。得られた硬化前の積層体を、温度１９５℃、圧力８ＭＰａの条件で８０分間真空プレスすることにより、第１の絶縁層を硬化させた（第１の硬化工程）。次に、離型ＰＥＴシートの上に形成された第２の絶縁層を、離型ＰＥＴシートを剥がしながら第１の絶縁層の上に積層し、温度１１０℃、圧力８ＭＰａの条件で３分間真空プレスすることにより、第２の絶縁層が半硬化した積層体を得た（第２の硬化工程）。この積層体において、第１の絶縁層の厚さは０．１ｍｍ、第２の絶縁層の厚さは０．０８ｍｍであった。
【0097】
［実施例２～５、比較例１～３］
第1及び第２の硬化性組成物の配合を表１に示す配合に変更し、かつ真空プレス圧を表１に示すとおり変更した点を除いて実施例１と同様に実施した。なお、第１の絶縁層の欄に記載した真空プレス圧が、第１の硬化工程におけるプレス圧であり、第２の絶縁層の欄に記載した真空プレス圧が、第２の硬化工程におけるプレス圧である。
第1及び第２の硬化性組成物の配合を表１に示す配合に変更し、かつ真空プレス圧を表１に示すとおり変更した点を除いて実施例１と同様に実施した。なお、第１の絶縁層の欄に記載した真空プレス圧が、第１の硬化工程におけるプレス圧であり、第２の絶縁層の欄に記載した真空プレス圧が、第２の硬化工程におけるプレス圧である。
【0098】
【表1】
【0099】
表１の結果から明らかなように、各実施例では空隙率を特定の量以下とすることで、放熱性、及び絶縁性を良好にすることができた。
【符号の説明】
【0100】
１０ 積層体
１１ 熱伝導体
１２ 絶縁樹脂層
１２Ａ 第１の絶縁層
１２Ｂ 第２の絶縁層
１２Ｘ 一方の面
１２Ｙ 他方の面
１１ 熱伝導体
１２ 絶縁樹脂層
１２Ａ 第１の絶縁層
１２Ｂ 第２の絶縁層
１２Ｘ 一方の面
１２Ｙ 他方の面
【図1】
【図2】
