特許 7635897 ヒートシンク付回路基板の製造方法

(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】2025-02-17

(45)【発行日】2025-02-26

(54)【発明の名称】ヒートシンク付回路基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20250218BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20250218BHJP

   H05K 1/05 20060101ALI20250218BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20250218BHJP

   H05K 3/44 20060101ALI20250218BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20250218BHJP

【ＦＩ】

H01L23/12 J

H01L23/36 C

H05K1/05 A

H05K1/02 F

H05K3/44 Z

H05K7/20 C

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2024548282

(86)(22)【出願日】2023-09-20

(86)【国際出願番号】 JP2023034068

(87)【国際公開番号】W WO2024063088

(87)【国際公開日】2024-03-28

【審査請求日】2024-12-04

(31)【優先権主張番号】P 2022148869

(32)【優先日】2022-09-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002141

【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(72)【発明者】

【氏名】田頭 宣雄

(72)【発明者】

【氏名】八木 茂幸

【審査官】ゆずりは 広行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－１２３９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／１１７７５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１８８６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０４９４９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／１２

Ｈ０１Ｌ ２３／３６

Ｈ０５Ｋ １／０５

Ｈ０５Ｋ １／０２

Ｈ０５Ｋ ３／４４

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平板状のベース板と、前記ベース板の一方面から突出する複数のフィンとを備えるヒートシンクを準備する工程と、
熱硬化性樹脂と、窒化ホウ素粒子とを含む材料を８０～１４０℃、５分～１時間で加熱加圧処理してＢステージ状態の絶縁層用シートを得る工程と、
前記ヒートシンクのベース板側の面上に、前記絶縁層用シートと、回路を構成する導体層とをこの順に積層する工程と、
積層された前記ヒートシンクと、前記絶縁層用シートと、前記回路を構成する導体層とを加熱加圧することによって前記絶縁層用シートを硬化させて絶縁層を得るとともに一体化する工程と、
を含む、ヒートシンク付回路基板の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記一体化する工程において、１５０～２５０℃、５～１５ＭＰａで加熱加圧する、ヒートシンク付回路基板の製造方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記絶縁層用シートは以下の条件を満たす、ヒートシンク付回路基板の製造方法。
（条件）Ｂステージ状態の当該絶縁層用シートについて、キュラストメータを用いて、１８０℃にて、硬化トルクを測定したとき、最大トルクに対する１０％トルクに到達するまでのゲルタイムＡが３０～１８０（秒）である。

【請求項4】

請求項１または２に記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記一体化する工程において、前記ヒートシンクと、前記絶縁層用シートと、前記回路を構成する導体層とを一括に一体化する、ヒートシンク付回路基板の製造方法。

【請求項5】

請求項１または２に記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記ヒートシンク付回路基板において、導体層の外周端縁に囲まれる領域は、前記ベース板の前記絶縁層に覆われる領域に内包されている、ヒートシンク付回路基板の製造方法。

【請求項6】

請求項１または２に記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記ヒートシンク付回路基板において、前記フィンの外側端を結ぶ外郭線に囲まれる領域は、前記ベース板の前記絶縁層に覆われた領域に内包されている、ヒートシンク付回路基板の製造方法。

【請求項7】

請求項１または２に記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂が、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂の少なくともいずれか一方を含む、ヒートシンク付回路基板の製造方法。

【請求項8】

請求項１または２に記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記窒化ホウ素粒子の含有量が、前記絶縁層全量に対して、６０質量％以上である、ヒートシンク付回路基板の製造方法。

【請求項9】

請求項１または２に記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記ヒートシンクは、銅、およびアルミニウムの中から選ばれる少なくとも１種である、ヒートシンク付回路基板の製造方法。

【請求項10】

請求項１または２に記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記絶縁層用シートは、イミダゾール類をさらに含む、ヒートシンク付回路基板の製造方法。

【請求項11】

請求項１または２に記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記窒化ホウ素は、鱗片状窒化ホウ素である、ヒートシンク付回路基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヒートシンク付回路基板およびヒートシンク付回路基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

回路を構成する導体層と大容量ヒートシンクの一面とが絶縁層を介して一体化されたヒートシンク付き回路基板が知られている（例えば、特許文献１）。なかでも、放熱性を向上するため、フィン付きのヒートシンクが知られている。例えば、特許文献２には、セラミックス基板の一方の面に回路層が形成され、他方の面に金属層が形成された絶縁回路基板と、金属層のセラミックス基板とは反対側の面に配置され、一方の面に複数のフィンを有するヒートシンクとを備えたヒートシンク付き絶縁回路基板の製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－８２１０８号公報

【文献】特開２０２０－１３９１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ヒートシンク付回路基板の製造過程において、フィン付きヒートシンクは、導体層と絶縁層とともに一体化される際、積層方向に加圧されることとなる。この時、圧力を高くすることでヒートシンクと、絶縁層および導体層との密着性を向上することはできるが、フィンの機械的強度を考慮すると、その圧力には限度があった。そのため、導体層とヒートシンクとの密着性には改善の余地があった。
そこで、本発明者は、鋭意検討行ったところ、適切な絶縁層を用いることで、導体層とヒートシンクとの良好な密着性を得つつ、導体層の熱をヒートシンクに伝える良好な熱伝導性と絶縁性のバランスに優れることができることを見出し、本発明を完成させた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明によれば、以下のヒートシンク付回路基板に関する技術が提供される。

【0006】

［１］ 回路を構成する導体層と、ヒートシンクとが、絶縁層を介して一体化されたヒートシンク付回路基板であって、
前記ヒートシンクは、平板状のベース板と、前記絶縁層側とは反対側の面から突出する複数のフィンとを備え、
前記絶縁層は、熱硬化性樹脂と、窒化ホウ素粒子とを含む材料から構成される、ヒートシンク付回路基板。
［２］ ［１］に記載のヒートシンク付回路基板であって、
前記導体層の外周端縁に囲まれる領域は、前記ベース板の前記絶縁層に覆われる領域に内包されている、ヒートシンク付回路基板。
［３］ ［１］または［２］に記載のヒートシンク付回路基板であって、
前記フィンの外側端を結ぶ外郭線に囲まれる領域は、前記ベース板の前記絶縁層に覆われた領域に内包されている、ヒートシンク付回路基板。
［４］ ［１］乃至［３］いずれか一つに記載のヒートシンク付回路基板であって、
前記熱硬化性樹脂が、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂の少なくともいずれか一方を含む、ヒートシンク付回路基板。
［５］ ［１］乃至［４］いずれか一つに記載のヒートシンク付回路基板であって、
前記窒化ホウ素粒子の含有量が、前記絶縁層全量に対して、６０質量％以上である、ヒートシンク付回路基板。
［６］ ［１］乃至［５］いずれか一つに記載のヒートシンク付回路基板であって、
前記ヒートシンクは、銅、およびアルミニウムの中から選ばれる少なくとも１種である、ヒートシンク付回路基板。
［７］ 平板状のベース板と、前記ベース板の一方面から突出する複数のフィンとを備えるヒートシンクを準備する工程と、
前記ヒートシンクのベース板側の面上に、絶縁層と、回路を構成する導体層とをこの順に積層する工程と、
積層された前記ヒートシンクと、前記絶縁層と、前記回路を構成する導体層とを加熱加圧することによって一体化する工程と、
を含み、
前記絶縁層は、熱硬化性樹脂と、窒化ホウ素粒子とを含む材料から構成される、ヒートシンク付回路基板の製造方法。
［８］ ［７］に記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記一体化する工程において、１５０～２５０℃、５～１５ＭＰａで加熱加圧する、ヒートシンク付回路基板の製造方法。
［９］ ［７］または［８］に記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記絶縁層は以下の条件を満たす、ヒートシンク付回路基板の製造方法。
（条件）Ｂステージ状態の当該絶縁層について、キュラストメータを用いて、１８０℃にて、硬化トルクを測定したとき、最大トルクに対する１０％トルクに到達するまでのゲルタイムＡが３０～１８０（秒）である。
［１０］ ［７］乃至［９］いずれか一つに記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記ヒートシンクのベース板側の面上に、前記絶縁層と、前記回路を構成する導体層とをこの順に積層する前記工程において、前記絶縁層はシート状である、ヒートシンク付回路基板の製造方法。
［１１］ ［７］乃至［１０］いずれか一つに記載のヒートシンク付回路基板の製造方法であって、
前記一体化する工程において、前記ヒートシンクと、前記絶縁層と、前記回路を構成する導体層とを一括に一体化する、ヒートシンク付回路基板の製造方法。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、フィン付きヒートシンク付回路基板において、導体層とヒートシンクとの良好な密着性を得つつ、導体層の熱をヒートシンクに伝える良好な熱伝導性と絶縁性のバランスに優れることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態に係るヒートシンク付回路基板を模式的に示した断面図である。

【図2】実施の形態に係るヒートシンク付回路基板の製造方法の一過程を模式的に示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図面はあくまで説明用のものである。図面中の各部材の形状や寸法比などは、必ずしも現実の物品と対応するものではない。

【0010】

本明細書中、数値範囲の説明における「ａ～ｂ」との表記は、特に断らない限り、ａ以上ｂ以下のことを表す。例えば、「１～５質量％」とは「１質量％以上５質量％以下」を意味する。

【0011】

＜ヒートシンク付回路基板＞
図１は、本実施形態に係るヒートシンク付回路基板５０の断面図である。
図１に示すように、ヒートシンク付回路基板５０は、回路を構成する導体層３０と、ヒートシンク１０とが、絶縁層２０を介して一体化されている。また、ヒートシンク１０は、平板状のベース板１１と、絶縁層２０側とは反対側の面から突出する複数のフィン１２とを備え、絶縁層２０は、熱硬化性樹脂と、窒化ホウ素粒子とを含む材料から構成されるものである。
かかる構成を備えることにより、ヒートシンク付回路基板５０は、導体層３０とヒートシンク１０との良好な密着性を得つつ、導体層３０の熱をヒートシンク１０に伝える良好な熱伝導性と絶縁性のバランスに優れることができる。

【0012】

以下、各構成の詳細について説明する。

【0013】

［ヒートシンク］
ヒートシンク１０は、導体層３０等において発生した熱を外部に放出する機能を有する。
本実施形態のヒートシンク１０は、平板状のベース板１１と、ベース板１１の絶縁層２０側とは反対側の面から突出する複数のフィン１２とを備える。平板状のベース板１１と、フィン１２とは公知の方法で接合されたものであってもよく、一体成型されたものであってもよい。

【0014】

ヒートシンク１０は、銅、アルミニウムの中から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、熱伝導性・加工性等を向上する観点からは銅であることがより好ましい。

【0015】

ベース板１１の厚みは、用途に応じて適宜設定できるが、例えば、０．２～１．５ｍｍであることが好ましい。また、ベース板１１の厚みを、導体層３０の厚みの０．５～１．５倍とすることで、ヒートシンク付回路基板５０全体の反りを抑制し、密着性を向上しやすくなる。

【0016】

ヒートシンク１０は、ベース板１１の一方の面から立設する複数のフィン１２を備えることにより、ヒートシンク１０の表面積を高め、放熱効率を高めることができる。また複数のフィン１２は面一となっている。複数のフィン１２の高さが均一であり、また、フィン１２の上面は平坦であることで面を構成できるため、ヒートシンク付回路基板５０の安定的に製造できるようになる。

【0017】

フィン１２の形状は特に限定されないが、例えば、四角、六角などの多角柱状、円柱状であってもよい。また、上記の四角柱状には、断面における断面形状が正方形を呈する柱状、長方形を呈する柱状、ひし形を呈する柱状、平行四辺形を呈する柱状等であってよい。上記の円柱状には、断面における断面形状が円形、楕円形及び長円形等であってもよい。

【0018】

複数のフィン１２の数は特に限定されず、用途、機械的強度等の観点から、適宜設定される。複数のフィン１２の形状は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよく、一部のみ異なるものであってもよい。

【0019】

また、複数のフィン１２の配置は、特に限定されないが、フィン１２の外側端を結ぶ外郭線に囲まれる領域は、ベース板１１の絶縁層２０に覆われた領域に内包されていることが好ましい。また、ベース板１１の外周端部にフィン１２を有さないことが好ましい。
こうすることにより、ヒートシンク付回路基板５０の製造過程における加圧に対して、機械的強度を保持しつつ、密着性を向上できる。

【0020】

複数のフィン１２同士の間隔は、特に限定されないが、０．５～２．０ｍｍであることが好ましい。フィン１２同士の間隔を０．５ｍｍ以上とすることにより、フィン１２の切削加工を効率的に行うことができ、またヒートシンク付回路基板５０の製造過程における押圧に対して、機械的強度を保持できるようになる。また、フィン１２同士の間隔を２．０ｍｍ以下とすることにより、ヒートシンク１０の放熱性能をより向上させることができる。

【0021】

［絶縁層］
絶縁層２０は、導体層３０に通電される電気がヒートシンク１０側に漏れないよう絶縁するために用いられる。
絶縁層２０は、熱硬化性樹脂と、窒化ホウ素粒子とを含む樹脂材料から構成される。これにより、良好な熱伝導性、および絶縁性が得られる。また、絶縁層２０は、ヒートシンク付回路基板５０の製造過程において圧力がかかることによって、フィラー間の樹脂充填性が優れ熱伝導性を効率的に向上することができるとともに、密着性を高めることができる。
以下、樹脂材料の各成分について説明する。

【0022】

（樹脂材料）
・熱硬化性樹脂
上記の熱硬化性樹脂としては、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Ｅ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂（４，４’－（１，３－フェニレンジイソプリジエン）ビスフェノール型エポキシ樹脂）、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂（４，４’－（１，４－フェニレンジイソプリジエン）ビスフェノール型エポキシ樹脂）、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂（４，４’－シクロヘキシジエンビスフェノール型エポキシ樹脂）等のビスフェノール型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、アダマンタン骨格を有するエポキシ樹脂、フェノールアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレンアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、メトキシナフタレンアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、およびシアネート樹脂から選択される一種または二種以上が挙げられる。これにより、窒化ホウ素粒子の分散性を向上させやすくなる。

【0023】

上記の熱硬化性樹脂は、フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂の中から選ばれる一種または二種以上を含むことが好ましく、エポキシ樹脂の中でも、窒化ホウ素粒子の分散性、絶縁層用シートの熱伝導性、絶縁層用シートの銅やアルミニウムとの密着性に優れるナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、およびトリスフェノールメタン型エポキシ樹脂の少なくともいずれか一方を含むことがより好ましい。

【0024】

上記のシアネート樹脂としては、シアネートエステル樹脂を用いることができる。
シアネートエステル樹脂としては、具体的には、ビスフェノールＡジシアネート、ポリフェノールシアネート（オリゴ（３－メチレン－１，５－フェニレンシアネート）、４，４’－メチレンビス（２，６－ジメチルフェニルシアネート）、４，４’－エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールＡジシアネート、２，２－ビス（４－シアネート）フェニルプロパン、１，１－ビス（４－シアネートフェニルメタン）、ビス（４－シアネート－３，５－ジメチルフェニル）メタン、１，３－ビス（４－シアネートフェニル－１－（メチルエチリデン））ベンゼン、ビス（４－シアネートフェニル）チオエーテル、ビス（４－シアネートフェニル）エーテルなどの２官能シアネート樹脂；フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ジシクロペンタジエン構造含有フェノール樹脂などから誘導される多官能シアネート樹脂；上記例示したシアネートエステル樹脂の一部がトリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。
ここで、シアネートエステル樹脂の市販品としては、例えば、ロンザジャパン社製のＰＴ３０、ＢＡ２３０、ＤＴ－４０００、ＤＴ－７０００などを用いることができる。

【0025】

熱硬化性樹脂の含有量は、絶縁層２０を構成する樹脂材料（固形分）全量に対して、１質量％以上３０質量％以下の範囲が好ましく、５質量％以上２８質量％以下の範囲がより好ましく、１０質量％以上２０質量％以下の範囲がさらに好ましい。

【0026】

・窒化ホウ素粒子
窒化ホウ素（ＢＮ）粒子は、熱伝導性と電気絶縁性を付与する無機フィラーである。
窒化ホウ素粒子は、一次粒子が凝集した凝集粒子であることが好ましい。窒化ホウ素粒子の一次粒子は、板状、鱗片状、または球状であり得、好ましくは鱗片状である。本実施形態で用いられる窒化ホウ素粒子は、鱗片状窒化ホウ素の凝集粒子であることが好ましい。これにより、窒化ホウ素粒子が配列し、熱伝導性を向上しやすくなる。

【0027】

鱗片状（または板状）の窒化ホウ素の一次粒子は、長手方向長さ（鱗片の厚み方向に対する直交方向における最大長さ）の平均が、例えば、１～１００μｍ、好ましくは、３～９０μｍである。また、窒化ホウ素粒子の長手方向長さの平均は、５μｍ以上、好ましくは、１０μｍ以上、さらに好ましくは、２０μｍ以上、とりわけ好ましくは、３０μｍ以上、最も好ましくは、４０μｍ以上であり、通常、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、９０μｍ以下である。

【0028】

また、鱗片状窒化ホウ素の一次粒子の厚み（鱗片の厚み方向長さ、つまり、粒子の短手方向長さ）の平均は、例えば、０．０１～２０μｍ、好ましくは、０．１～１５μｍである。

【0029】

また、鱗片状窒化ホウ素の一次粒子のアスペクト比（長手方向長さ／厚み）は、例えば、２～１００００、好ましくは、１０～５０００である。

【0030】

なお、光散乱法によって測定される平均１次粒子径は、動的光散乱式粒度分布測定装置にて測定される体積平均粒子径である。窒化ホウ素粒子の光散乱法によって測定される平均１次粒子径が上記範囲に満たないと、絶縁層２０が脆くなり、取扱性が低下する場合がある。

【0031】

窒化ホウ素粒子の市販品として、具体的には、例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製の「ＰＴ」シリーズ（例えば、「ＰＴ－１１０」など）、昭和電工社製の「ショービーエヌＵＨＰ」シリーズ（例えば、「ショービーエヌＵＨＰ－１」など）などが挙げられる。

【0032】

窒化ホウ素粒子の含有量は、絶縁層２０を構成する材料（固形分）全量に対して、好ましくは６０質量％以上８０質量％以下の量であり、より好ましくは、６５質量％以上７８質量％以下の量であり、さらに好ましくは、７０質量％以上７５質量％以下の量である。
また、窒化ホウ素粒子の体積基準の含有割合は、絶縁層２０を構成する材料（固形分）の全積に対して、５０～７０体積％であることが好ましく、５５～６５体積％であることがより好ましい。

【0033】

絶縁層２０を構成する樹脂材料としては、上記熱硬化性樹脂、窒化ホウ素粒子以外の成分をさらに含んでもよい。

【0034】

例えば、絶縁層２０を構成する樹脂材料として、窒化ホウ素粒子以外の無機フィラーを含む場合、無機フィラー全量に対する窒化ホウ素粒子の割合は、８０質量％以上が好ましく、９０質量％以上がより好ましく、９５質量％以上がさらに好ましく、９９質量％以上がことさらに好ましく、１００質量％であってもよい。
窒化ホウ素粒子以外の無機フィラーとしては、例えば、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、および炭化ケイ素等が挙げられる。

【0035】

・硬化剤
例えば、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、硬化剤を用いることが好ましい。
硬化剤としては、硬化触媒またはフェノール系硬化剤を用いることが好ましい。

【0036】

硬化触媒としては、たとえばナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩ）、トリスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩＩ）等の有機金属塩；トリエチルアミン、トリブチルアミン、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン等の３級アミン類；２－フェニル－４－メチルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール、２，４－ジエチルイミダゾール、２－フェニル－４－メチル－５－ヒドロキシイミダゾール、２－フェニル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール類；トリフェニルホスフィン、トリ－ｐ－トリルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、１，２－ビス－（ジフェニルホスフィノ）エタン等の有機リン化合物；フェノール、ビスフェノールＡ、ノニルフェノール等のフェノール化合物；酢酸、安息香酸、サリチル酸、ｐ－トルエンスルホン酸等の有機酸；等、またはこの混合物が挙げられる。

【0037】

硬化触媒を用いる場合、その含有量は、絶縁層２０を構成する材料（固形分）全量に対し、０．００１質量部以上１質量部以下が好ましい。

【0038】

また、フェノール系硬化剤としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、アミノトリアジンノボラック樹脂、ノボラック樹脂、トリスフェニルメタン型のフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂；フェニレン骨格及び／又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格及び／又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のビスフェノール化合物；レゾール型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
フェノール系硬化剤の含有量は、絶縁層２０を構成する材料（固形分）全量に対し、０．１質量％以上３０質量％以下が好ましく、０．３質量％以上１５質量％以下がより好ましい。

【0039】

絶縁層２０を構成する樹脂材料は、さらに、レベリング剤、カップリング剤、酸化防止剤等を含んでもよい。

【0040】

レベリング剤としては、アクリル系共重合物等が挙げられる。レベリング剤は、絶縁層２０を構成する樹脂材料（固形分）全量に対し、２質量％以下の量で使用することが好ましく、０．０１質量％以上１．０質量％以下の量で使用することがより好ましい。

【0041】

カップリング剤としては、エポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤等が使用できる。
カップリング剤の配合量は、窒化ホウ素粒子１００質量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下が好ましく、特に０．５質量部以上７質量部以下が好ましい。

【0042】

本実施形態の絶縁層２０を構成する樹脂材料（固形分）は、上述した熱硬化性樹脂、窒化ホウ素粒子、その他の成分、および溶媒を上述の割合で配合し、公知の方法により撹拌混合することにより調製できる。

【0043】

溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトンなどケトン、酢酸エチルなどのエステル、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミドなどのアミドなどの有機溶媒が挙げられる。また、溶媒として、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコールなどの水系溶媒も挙げられる。

【0044】

溶媒を用いて攪拌混合する場合には、攪拌混合の後、溶媒を除去する。溶媒を除去するには、例えば、室温にて、１～４８時間放置するか、例えば、４０～１００℃で、０．５～３時間加熱するか、または、例えば、０．００１～５０ｋＰａの減圧雰囲気下で、２０～６０℃で、０．５～３時間加熱する。

【0045】

本実施形態の絶縁層２０は、Ｂステージ状態のシート状に成形して作製することができる。すなわち、絶縁層２０は、ヒートシンク付回路基板５０の製造過程において、ヒートシンク１０および導体層３０と加熱加圧一体化される際に、完全硬化する。

【0046】

Ｂステージ状態の絶縁層用シートは、たとえば、基材上にワニス状にした上記樹脂材料を塗布した後、乾燥し、さらにプレス機で加熱加圧処理することにより得られる。
基材としては、たとえば放熱部材やリードフレーム、剥離可能なキャリア材等を構成する金属箔が挙げられるが、ワニス状の樹脂材料をヒートシンク１０上に直接塗布してもよい。
また、上記の加熱加圧処理は、たとえば８０～１５０℃、５分～１時間の条件において行われる。
絶縁層２０の厚みは、たとえば６０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。

【0047】

本実施形態において、Ｂステージ状態のシート状の絶縁層２０（絶縁層用シート）の比重は１．０～２．０であることが好ましく、１．５～１．９がより好ましい。これにより、ヒートシンク付回路基板５０の製造過程において、より適切に加圧でき、ヒートシンク１０および導体層３０との密着性を高めやすくなる。

【0048】

また、Ｂステージ状態のシート状の絶縁層２０について、キュラストメータを用いて、１８０℃にて、硬化トルクを測定したとき、最大トルクに対する１０％トルクに到達するまでのゲルタイムＡが３０～１８０（秒）であることが好ましく、４０～１４０秒であることがより好ましく、５０～１００秒であることがさらに好ましい。これにより、ヒートシンク付回路基板５０の製造過程において、より適切に加圧でき、ヒートシンク１０および導体層３０との密着性を高めやすくなる。
なお、ゲルタイムは、キュラスト解析法によって測定される。

【0049】

上記最大トルクに対する１０％トルクに達するまでのゲルタイムＡの調整は、ワニス状の上記樹脂材料を塗布した後、これを加熱加圧処理する際の温度を調整したり、樹脂材料中の熱硬化性樹脂の構造・種類、硬化剤または硬化触媒の組み合わせおよびその添加量等により行うことができる。

【0050】

［導体層］
導体層３０は、絶縁層２０を介してヒートシンク１０上に配置され、回路を形成する。導体層３０としては公知の方法で得られる公知のものとすることができる。

【0051】

また、平面視における導体層３０の配置は適宜設定されるが、導体層３０の外周端縁に囲まれる領域は、ベース板１１の絶縁層２０に覆われる領域に内包されていることが好ましい。すなわち、導体層３０は、絶縁層２０の領域内、すなわち絶縁層２０上に配置されることが好ましい。これにより、導体層３０と絶縁層２０とをより確実に密着できる。

【0052】

＜ヒートシンク付回路基板の製造方法＞
本実施形態のヒートシンク付回路基板５０の製造方法は、以下の工程を含む。
平板状のベース板１１と、ベース板１１の一方面から突出する複数のフィン１２とを備えるヒートシンク１０を準備する工程と、
ヒートシンク１０のベース板１１側の面上に、絶縁層２０と、回路を構成する導体層３０とをこの順に積層する工程と、
積層されたヒートシンク１０と、絶縁層２０と、導体層３０とを加熱加圧することによって一体化する工程と、を含む。
以下、説明する。

【0053】

まず、ヒートシンク１０としては、上述したものを用いることができる。次に、ヒートシンク１０のベース板１１側の面上に、絶縁層２０と、回路を構成する導体層３０とをこの順に積層する。
次に、図２に示すように、公知のプレス装置を用いて積層方向に加熱加圧し、絶縁層２０を完全硬化させることによって、ヒートシンク１０と、絶縁層２０と、導体層３０とを加熱加圧することによって一体化する。例えば、ヒートシンク１０と、絶縁層２０と、導体層３０とをこの順に積層したものを、金属板６１上に配置し、さらに、クッション材７０を載せ、金属板６２で一括に加熱加圧する。
加熱加圧条件としては、１５０～２５０℃、５～１５ＭＰａ、３０～１２０分とすることが好ましい。
これにより、導体層３０とヒートシンク１０との良好な密着性を得つつ、導体層３０の熱をヒートシンク１０に伝える良好な熱伝導性と絶縁性のバランスに優れるヒートシンク付回路基板５０を得ることができる。
なお、クッション材７０としては、耐熱性およびクッション性が良好な材料であればよく、公知のものを用いることができる。また、複数の材料、シートを組み合わせて、耐熱性およびクッション性を得てもよい。また、クッション材７０以外の材料を適宜用いてもよい。

【0054】

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

【実施例】

【0055】

次に、実施例により本発明を詳しく説明するが、本発明の内容は実施例に限られるものではない。

【0056】

＜実施例１＞
（１）絶縁層用シートの作製
表１に示す組成（質量％）となるようにシート用樹脂組成物を調製した。具体的には、表１に示す各成分をシクロヘキサノン溶媒へ添加して、高速撹拌装置を用いて液温が３５～３８℃となるようにして撹拌し、ワニス状のシート用樹脂組成物を得た。
次いで、得られたシート用樹脂組成物を成形して絶縁層用シートを形成した。具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に、シート用樹脂組成物を塗布した後、１１０℃、１５分乾燥し、さらにプレス機で１０ＭＰａ、１４０℃、５分加熱加圧することでＢステージ状態の絶縁層用シートを得た。
得られた絶縁層用シートの膜厚は、いずれも１００μｍであり、比重は１．９であった。

【0057】

＜実施例２＞
プレス機での加熱加圧条件を１０ＭＰａ、１５０℃、５分に変更した以外は、実施例１と同様に絶縁層用シートを得た。得られた絶縁層用シートの膜厚は１００μｍであり、比重は１．９であった。

【0058】

＜実施例３＞
プレス機での加熱加圧条件を１０ＭＰａ、１２０℃、５分に変更した以外は、実施例１と同様に絶縁層用シートを得た。得られた絶縁層用シートの膜厚は１００μｍであり、比重は１．９であった。

【0059】

＜実施例４＞
表１に示す硬化触媒を０．５重量部から０．１重量部に変更した以外は、実施例１と同様に絶縁層用シートを得た。得られた絶縁層用シートの膜厚は１００μｍであり、比重は１．９であった。

【0060】

＜実施例５＞
プレス機での加熱加圧条件を１０ＭＰａ、１２０℃、５分に変更し、また、表１に示す硬化触媒を０．５重量部から０．１重量部に変更した以外は、実施例１と同様に絶縁層用シートを得た。得られた絶縁層用シートの膜厚は１００μｍであり、比重は１．９であった。

【0061】

＜実施例６＞
表１に記載のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂をナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂に変更した以外は、実施例１と同様に絶縁層用シートを得た。得られた絶縁層用シートの膜厚は１００μｍであり、比重は１．９であった。

【0062】

＜実施例７＞
表１に記載のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂５０重量部を、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂３０重量部およびトリスフェノールメタン型エポキシ樹脂２０重量部に変更した以外は、実施例１と同様に絶縁層用シートを得た。得られた絶縁層用シートの膜厚は１００μｍであり、比重は１．９であった。

【0063】

＜比較例１＞
表１に示す窒化ホウ素粒子３００重量部をアルミナ粒子１００重量部に変更した以外は、実施例１と同様に絶縁層用シートを得た。得られた絶縁層用シートの膜厚は１００μｍであり、比重は２．６であった。

【0064】

なお、表１中における各成分の詳細は下記のとおりである。
（熱硬化性樹脂）
・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂：「８３０Ｓ」ＤＩＣ社製
・ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂：「ＨＰ－４０３２」ＤＩＣ社製
・トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂：「１０３２Ｈ６０」三菱ケミカル社製
・フェノキシ樹脂：「ＹＰ５５Ｕ」新日鉄住金化学社製
（硬化剤）
・ノボラック型フェノール樹脂：「ＰＲ－５１４７０」住友ベークライト社製
・イミダゾール：「２Ｐ４ＭＺ」四国化成社製
（無機フィラー）
・窒化ホウ素粒子：「ＨＰ－４０」水島合金鉄社製
・アルミナ粒子：「ＡＯ－５０９」アドマテックス社製

【0065】

（２）ヒートシンク付回路基板の作製
ヒートシンク１０（「ピンフィンヒートシンク」タイワ工業社製、平板厚み２ｍｍ、フィン丸柱、ピッチ１ｍｍ）上に、得られた絶縁層用シート、０．５ｍｍ銅回路を順に積層し、加熱加圧プレス装置をもちいて、２００℃、１０ＭＰａ、６０分で加熱加圧して、ヒートシンク付回路基板を得た。

【0066】

（３）評価
得られた絶縁層用シートを用いて以下の評価を行った。結果を表１に示す。

【0067】

・１０％トルクに達するまでのゲルタイムＡの測定方法
得られた絶縁層用シートの１０％トルクに達するまでのゲルタイムＡ（ＧＴ）は、キュラストメータを用いて測定した。キュラストメータを用いた測定を１８０℃で実施し、最大トルクに対する１０％トルクに到達するまでの時間をゲルタイムＡとした。

【0068】

得られたヒートシンク付回路基板を用いて、以下の評価を行った。結果を表１に示す。
・密着性：せん断密着強度の測定方法
得られたヒートシンク付回路基板を切削加工により長さ３ｍｍ×幅３ｍｍに切り出し試験サンプルを作製した。
作製された試験サンプルにつき、室温（２５℃）の温度条件下、ボンドテスター／ＤＡＧＥ－５０００装置を用い、シェアツールを前記試験サンプルの前記銅回路の上面から２０μｍ離間させた状態で水平方向に速度８０μｍ／ｓｅｃ移動させ、せん断密着強度［ＭＰａ］を測定した。

【0069】

・熱伝導性、放熱性
ヒートシンク付回路基板の厚み方向の熱伝導率を測定した。
具体的には、レーザーフラッシュ法（ハーフタイム法）にて測定した熱拡散係数（α）、ＤＳＣ法により測定した比熱（Ｃｐ）、ＪＩＳ－Ｋ－６９１１に準拠して測定した密度（ρ）より次式を用いて熱伝導率を算出した。測定温度は２５℃とした。
式：熱伝導率［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］＝α［ｍｍ^２／ｓ］×Ｃｐ［Ｊ／ｋｇ・Ｋ］×ρ［ｇ／ｃｍ^３］

【0070】

・絶縁破壊電圧
ＪＩＳ Ｃ２１１０－１に準拠した方法で絶縁破壊電圧（ｋＶ）を測定した。

【0071】

【表1】

【0072】

この出願は、２０２２年９月２０日に出願された日本出願特願２０２２－１４８８６９号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

【符号の説明】

【0073】

１０ ヒートシンク
１１ ベース板
１２ フィン
２０ 絶縁層
３０ 導体層
５０ ヒートシンク付回路基板
６１ 金属板
６２ 金属板
７０ クッション材

【図1】

【図2】