(57)【要約】【課題】絶縁基板の材料として絶縁樹脂接着シートを使用して、信頼性の高い半導体モジュールを簡易な手法で製造できる手法を提供する。【解決手段】積層構造体３は、半導体素子１と、接合層１７を介して半導体素子１を支持するリードフレーム２１と、リードフレーム２１に接合層２３を介して電気伝導可能かつ熱伝導可能に接合された第１の金属箔層２５と、この第１の金属箔層２５に接着した絶縁樹脂接着層２７と、絶縁樹脂接着層２７に接着した第２の金属箔層２９と、この第２の金属箔層２９に接合層３１を介して熱伝導可能に接合され、ヒートシンクへの熱伝導を媒介する伝熱金属層としてのスペーサー３３と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体モジュールに用いる積層構造体であって、
半導体素子と、
前記半導体素子を支持するリードフレームと、
前記リードフレームに電気伝導可能かつ熱伝導可能に接合された第１の金属箔層と、
前記第１の金属箔層に接着した絶縁樹脂接着層と、
前記絶縁樹脂接着層に接着した第２の金属箔層と、
前記第２の金属箔層に熱伝導可能に接合され、放熱部材への熱伝導を媒介する伝熱金属層と、
を備えている積層構造体。
【請求項２】
前記リードフレームと第１の金属箔層との接合部分、及び、前記第２の金属箔層と伝熱金属層との接合部分に、それぞれ、金属接合層を備えている請求項１に記載の積層構造体。
【請求項３】
前記第１の金属箔層の前記絶縁樹脂接着層と当接する側の面、及び前記第２の金属箔層の前記絶縁樹脂接着層と当接する側の面に、それぞれ表面処理層を有する請求項１又は２に記載の積層構造体。
【請求項４】
前記第１の金属箔層と、前記絶縁樹脂接着層と、前記第２の金属箔層と、が両面金属張積層体から加工されてなるものである請求項１から３のいずれかに記載の積層構造体。
【請求項５】
前記両面金属張積層体が、ポリイミド樹脂フィルム又はエポキシ樹脂フィルムの両面に銅箔を張り合わせてなる両面銅張積層体である請求項４に記載の積層構造体。
【請求項６】
半導体モジュールに用いる積層構造体の製造方法であって、
絶縁樹脂フィルムの両面に金属箔が積層された両面金属張積層体の片側の面の金属箔をエッチングにより部分的に除去し、複数のパターン化金属箔を形成する工程と、
前記エッチングを行った部位で、前記絶縁樹脂フィルムと他方の面の金属箔を切断し、少なくとも一つの前記パターン化金属箔を含む複数の積層体に分割する工程と、
前記積層体のパターン化金属箔の側にリードフレームとなる金属板を、前記積層体の他方の側に伝熱金属層となる金属板を、それぞれ接合する工程と、
前記リードフレームとなる金属板の外側に、さらに半導体素子を接合する工程と、
を備えた積層構造体の製造方法。
【請求項７】
半導体モジュールに用いる積層構造体の製造方法であって、
絶縁樹脂フィルムの両面に金属箔が積層された両面金属張積層体の片側の面の金属箔をエッチングにより部分的に除去し、複数のパターン化金属箔を形成する工程と、
前記エッチングを行った部位で、前記絶縁樹脂フィルムと他方の面の金属箔を切断し、少なくとも一つの前記パターン化金属箔を含む複数の積層体に分割する工程と、
前記積層体のパターン化金属箔の側にリードフレームとなる金属板を配置するとともに、前記積層体の他方の側に伝熱金属層となる金属板を配置し、さらに、前記リードフレームとなる金属板の外側に半導体素子を配置して、これらを同時に接合する工程と、
を備えた積層構造体の製造方法。
【請求項８】
前記接合する工程を、ハンダ付け又はロウ付けにより行う請求項６又は７に記載の積層構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＩＧＢＴ素子を搭載した半導体パワーモジュールなどに使用可能な積層構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
制御用電力素子の大容量化に伴い、制御用モーターのみならず駆動用モーターも直流モーターから交流モーターへ変化している。交流モーターを用いることで、メンテナンスフリー、大容量化、きめ細かい制御が達成される。そのため、交流モーターは、例えば高速鉄道、ハイブリッド自動車、電気自動車への利用が進展している。交流モーターを制御する電力素子の中心となるＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）モジュールに使用される絶縁基板には、絶縁性と熱伝導性を併せ持つことが必要とされており、従来は、セラミック基板が中心に使用されていた。セラミック基板は、絶縁性と熱伝導性に優れており、信頼性を有するが、価格が高い、重い、構造が複雑になるといった欠点がある。このような欠点が、ＩＧＢＴモジュールを例えば自動車用途へ利用する上で問題となっている。
【０００３】
これら欠点を解消するため、例えば、特許文献１では、パワーモジュールにおいて絶縁基板の材料として絶縁樹脂接着シートを用いることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８８０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
絶縁基板の材料として、セラミックスの代わりに上記絶縁樹脂接着シートを使用する場合、ＩＧＢＴモジュールの構造から、絶縁樹脂接着シートには、ＩＧＢＴ素子に電気的に接続される金属板（リードフレーム）と、放熱部材への熱伝導を媒介する金属板（スペーサー）との間の絶縁性を確保しながら、ある程度の伝熱性を有しており、さらに熱衝撃に耐える接着性が要求される。しかし、金属板であるリードフレームやスペーサーと絶縁樹脂接着シートとは、線熱膨張率が異なるため、強固な接着性を維持するためには、アンカー効果を付与させる目的で、金属板の表面をサンドブラスト処理のような機械的処理、粗化エッチングのような化学的処理により、表面粗化させておく必要がある。
【０００６】
また、ＩＧＢＴ素子のリードフレームのように小型で厚みのある部材と絶縁樹脂接着シートとのプレス加工による接着を行うためには、圧力むらの防止、位置決め精度の確保など、難易度の高い課題を個別の形状ごとに調整して解決する必要がある。例えば、絶縁性を確保するための沿面距離をとりながら、絶縁樹脂接着シート上にプレス加工により部分的にリードフレームを接着させる場合、リードフレームの厚みを吸収しながらプレスを行う必要があるため、圧力むらによる歪みが生じやすく、非常に難易度が高い。また、プレス圧力により、沿面距離部分への樹脂の流れ出しが起こりやすいので、加圧部分にボイド等の欠陥が発生しやすく、絶縁耐圧が低下するおそれがある。
【０００７】
さらに、電力素子として使用する場合、絶縁樹脂接着シートとリードフレームとの接合面が長期にわたり高温にさらされる。そのため、リードフレームの材質である銅が高温で絶縁樹脂接着シート層中へ拡散し、該接着シート層が脆弱になり、接着力が低下することも懸念される。
【０００８】
以上のように、ＩＧＢＴモジュールの製造において、絶縁基板の材料として、セラミックスの代わりに絶縁樹脂接着シートを使用し、プレス加工による積層形成を行う場合には、多くの問題があり、現在も実用化に至っていない。
【０００９】
従って、本発明の目的は、絶縁基板の材料として絶縁樹脂接着シートを使用して、信頼性の高い半導体モジュールを簡易な手法で製造できる手法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の積層構造体は、半導体モジュールに用いる積層構造体であって、
半導体素子と、
前記半導体素子を支持するリードフレームと、
前記リードフレームに電気伝導可能かつ熱伝導可能に接合された第１の金属箔層と、
前記第１の金属箔層に接着した絶縁樹脂接着層と、
前記絶縁樹脂接着層に接着した第２の金属箔層と、
前記第２の金属箔層に熱伝導可能に接合され、放熱部材への熱伝導を媒介する伝熱金属層と、
を備えている。
【００１１】
本発明の積層構造体は、前記リードフレームと第１の金属箔層との接合部分、及び、前記第２の金属箔層と伝熱金属層との接合部分に、それぞれ、金属接合層を備えていてもよい。
【００１２】
また、本発明の積層構造体は、前記第１の金属箔層の前記絶縁樹脂接着層と当接する側の面、及び前記第２の金属箔層の前記絶縁樹脂接着層と当接する側の面に、それぞれ表面処理層を有していてもよい。
【００１３】
また、本発明の積層構造体において、前記第１の金属箔層と、前記絶縁樹脂接着層と、前記第２の金属箔層と、が両面金属張積層体から加工されてなるものであってもよい。
【００１４】
また、本発明の積層構造体において、前記両面金属張積層体が、ポリイミド樹脂フィルム又はエポキシ樹脂フィルムの両面に銅箔を張り合わせてなる両面銅張積層体であってもよい。
【００１５】
本発明の積層構造体の製造方法は、半導体モジュールに用いる積層構造体の製造方法であって、
絶縁樹脂フィルムの両面に金属箔が積層された両面金属張積層体の片側の面の金属箔をエッチングにより部分的に除去し、複数のパターン化金属箔を形成する工程と、
前記エッチングを行った部位で、前記絶縁樹脂フィルムと他方の面の金属箔を切断し、少なくとも一つの前記パターン化金属箔を含む複数の積層体に分割する工程と、
前記積層体のパターン化金属箔の側にリードフレームとなる金属板を、前記積層体の他方の側に伝熱金属層となる金属板を、それぞれ接合する工程と、
前記リードフレームとなる金属板の外側に、さらに半導体素子を接合する工程と、
を備えている。
【００１６】
本発明の別の観点の積層構造体の製造方法は、半導体モジュールに用いる積層構造体の製造方法であって、
絶縁樹脂フィルムの両面に金属箔が積層された両面金属張積層体の片側の面の金属箔をエッチングにより部分的に除去し、複数のパターン化金属箔を形成する工程と、
前記エッチングを行った部位で、前記絶縁樹脂フィルムと他方の面の金属箔を切断し、少なくとも一つの前記パターン化金属箔を含む複数の積層体に分割する工程と、
前記積層体のパターン化金属箔の側にリードフレームとなる金属板を配置するとともに、前記積層体の他方の側に伝熱金属層となる金属板を配置し、さらに、前記リードフレームとなる金属板の外側に半導体素子を配置して、これらを同時に接合する工程と、
を備えている。
【００１７】
本発明の積層構造体の製造方法は、前記接合する工程を、ハンダ付け又はロウ付けにより行ってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の積層構造体及びその製造方法では、絶縁樹脂接着層の上下に第１の金属箔層及び第２の金属箔層が接着した両面金属張積層体を用いることにより、他の部材との接合は、金属接合技術のみによって行うことができる。そのため、従来法でのプレス加工における技術課題を回避できるとともに、総工程数も削減できる。従って、本発明の積層構造体を組み込んだ半導体モジュールの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施の形態にかかる積層構造体を備えたパワーモジュールの概略構成例を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる積層構造体の概略構成例を示す断面図である。
【図３】積層構造体の製造工程の説明に供する両面金属張積層体の断面図である。
【図４】両面金属張積層体の製造過程を説明する図面である。
【図５】両面金属張積層体にエッチングをして片側の金属箔をパターン化した状態を説明する図面である。
【図６】エッチング後の両面金属張積層体を切断して個別の積層体に切り分けた状態を説明する図面である。
【図７Ａ】接合工程の一例を説明する図面である。
【図７Ｂ】接合工程の別の例を説明する図面である。
【図７Ｃ】接合工程のさらに別の例を説明する図面である。
【図８】半導体素子を実装する工程を説明する図面である。
【図９】接合工程と実装工程とを同時に行う変形例を説明する図面である。
【図１０】第２の実施の形態にかかる積層構造体を備えたパワーモジュールの概略構成例を示す断面図である。
【図１１】第２の実施の形態にかかる積層構造体の概略構成例を示す断面図である。
【図１２】第３の実施の形態にかかる積層構造体を備えたパワーモジュールの概略構成例を示す断面図である。
【図１３】実施例１で作製した積層体の構造を説明する図面である。
【図１４】実施例１で作製した金属張積層板の構造を説明する図面である。
【図１５】金属張積層板の評価における樹脂のフローについて説明する図面である。
【図１６】絶縁層と銅箔層（又は銅板層）の密着力の評価方法について説明する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１の実施の形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる積層構造体を備えた半導体モジュールの概略構成例を示す断面図である。図１に示すように、パワーモジュール１００は、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、還流ダイオード（ＦＷＤ）などの半導体素子１を有する積層構造体３と、外部電極端子（図示せず）に接続された導電部材５ａ，５ｂと、導電部材５ａ，５ｂにそれぞれ接続する中継基板７ａ，７ｂと、隣接する半導体素子１どうし、及び半導体素子１と中継基板７ａ，７ｂとを接続するボンディングワイヤ９と、これらを収容するケース１１と、積層構造体３との間で熱交換を行う放熱部材としてのヒートシンク１３と、を備えている。また、ケース１１の内部には、例えばシリコーンゲル等の絶縁樹脂１５が必要な量で充填され、硬化させることにより封止されている。
【００２１】
なお、図１に例示したパワーモジュール１００では、本実施の形態の特徴的構成部分である積層構造体３以外の構成は、様々な変形が可能である。
【００２２】
＜積層構造体＞
次に、第１の実施の形態にかかる積層構造体３の構成について、図２を参照しながら、詳細に説明する。積層構造体３は、半導体素子１と、接合層１７を介して半導体素子１を支持するリードフレーム２１と、リードフレーム２１に接合層２３を介して電気伝導可能かつ熱伝導可能に接合された第１の金属箔層２５と、この第１の金属箔層２５に接着した絶縁樹脂接着層２７と、絶縁樹脂接着層２７に接着した第２の金属箔層２９と、この第２の金属箔層２９に接合層３１を介して熱伝導可能に接合され、ヒートシンク１３への熱伝導を媒介する伝熱金属層としてのスペーサー３３と、を備えている。図２における符号Ｌは、後述する沿面距離である。なお、図１では、スペーサー３３は、ヒートシンク１３に面接触して設けられているが、スペーサー３３とヒートシンク１３との間に、さらに熱伝導性の部材が介在していてもよい。
【００２３】
図２に示す半導体素子１、リードフレーム２１、スペーサー３３は、いずれも公知の構成である。リードフレーム２１、スペーサー３３としては、例えば厚みが０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度の銅板、アルミニウム板などを用いることができる。
【００２４】
リードフレーム２１と第１の金属箔層２５とは、例えばハンダ、金属接着剤等によって接合されている。リードフレーム２１と第１の金属箔層２５との間には、導電性及び熱伝導性を有する金属材料からなる接合層２３が設けられている。接合層２３の材質としては、例えばハンダ材料として、錫を主成分とする、銀、銅、ニッケル、ゲルマニウム、アンチモン、インジウム又はビスマス等の合金が好適に使用できる。また、金属系接着剤としては、市販品が入手可能であり、例えばニホンハンダ株式会社製のＭＡＸ１０１（商品名）等が好適に使用できる。
【００２５】
また、第２の金属箔層２９とスペーサー３３も、例えばハンダ、金属接着剤等によって接合されている。第２の金属箔層２９とスペーサー３３との間には、熱伝導性を有する金属材料からなる接合層３１が設けられている。
【００２６】
絶縁樹脂接着層２７は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ＢＴレジン、カルド樹脂（フルオレン樹脂）、ポリシロキサン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、ビニル樹脂、フェノール樹脂などの絶縁性の樹脂材料によって形成することができる。また、絶縁樹脂接着層２７には、出来るだけ耐熱性の高い絶縁材料を用いることが好ましい。このような観点から、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ＢＴレジンを用いることが好ましい。
【００２７】
絶縁樹脂接着層２７の厚みは、必要な絶縁耐圧性能を確保しながら、熱伝導性を損なわない観点から、例えばポリイミド樹脂では、１０μｍ〜２００μｍが好ましく、１２μｍ〜１００μｍがより好ましく、１８μｍ〜７５μｍが更に好ましい。また、例えばエポキシ樹脂では、５０μｍ〜３００μｍが好ましく、８０μｍ〜２００μｍがより好ましい。
【００２８】
第１の金属箔層２５及び第２の金属箔層２９としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔、鉄箔、ニッケル箔、ベリリウム箔、亜鉛箔、インジウム箔、銀箔、金箔、スズ箔、ジルコニウム箔、ステンレス箔、タンタル箔、チタン箔、鉛箔、マグネシウム箔、マンガン箔及びこれらの合金箔が挙げられる。これらのなかでも、銅箔が好ましい。なお、ここでいう「銅箔」には、銅以外に、銅を主成分とする銅合金からなるものも含まれる。銅箔は、好ましくは銅含有率が９０質量％以上、特に好ましくは９５質量％以上である。銅箔には、例えばクロム、ジルコニウム、ニッケル、シリコン、亜鉛、ベリリウム等の金属を含有していてもよい。
【００２９】
第１の金属箔層２５及び第２の金属箔層２９の厚みは、それぞれ、原料となる両面金属張積層体を形成する場合のプレス加工性を高めるため、例えば１２μｍ〜１５０μｍが好ましく、１２μｍ〜７０μｍがより好ましい。
【００３０】
第１の金属箔層２５及び第２の金属箔層２９において、絶縁樹脂接着層２７と接している側の面には、接着力の向上を目的として、化学的な表面処理を施しておくことが好ましい。そのような表面処理としては、例えば防錆処理、ニッケルめっき処理、粗化エッチング、アルミニウムアルコラート、アルミニウムキレート、シランカップリング剤等による化学的処理を挙げることができる。この中でも、特に防錆処理を施しておくことが好ましい。防錆処理は、金属箔に例えば亜鉛めっき処理およびクロメート処理を順次施して防錆層を形成するものである（図４の符号４１を参照）。亜鉛めっき処理およびクロメート処理は、公知の方法で行うことができる。第１の金属箔層２５及び第２の金属箔層２９に防錆処理を施しておくことにより、リードフレーム２１及び第１の金属箔層２５、又はスペーサー３３及び第２の金属箔層２９から、例えばＣｕイオン等の金属イオンが絶縁樹脂接着層２７へ拡散することが防止される。従って、Ｃｕイオン等の金属イオンの拡散が原因で、絶縁樹脂接着層２７に脆弱層が形成されて劣化し、接着力が低下することを防止できる。以上のように、第１の金属箔層２５及び第２の金属箔層２９に表面処理を行なっておくことにより、絶縁樹脂接着層２７の接着性が長期間に渡り維持される。従って、積層構造体３を、例えば図１のパワーモジュール１００に組み込んだ場合に、パワーモジュール１００の信頼性を高めることができる。このような観点から、回路配線基板等の電子材料用途に適用される銅箔を使用することが望ましい。防錆処理を施した市販の銅箔としては、例えば日本電解株式会社製のＨＬ箔（商品名）、同ＵＳＬＰ箔（商品名）、古河電工株式会社製のＷＳ箔（商品名）、同ＧＴＳ箔（商品名）、三井金属鉱山株式会社製のＶＬＰ箔（商品名）、日鉱金属株式会社製のＨＡ箔（商品名）、同ＢＨＹＡ箔（商品名）等が挙げられ、これらは好適に利用できる。
【００３１】
図１に示すパワーモジュール１００では、絶縁樹脂接着層２７を境にして、半導体素子１側と、接地電位に置かれたヒートシンク１３側とが電気的に絶縁されている必要がある。このような観点から、積層構造体３においては、半導体素子１とスペーサー３３の間に高い絶縁耐圧性を有する絶縁樹脂接着層２７を介在させている。また、半導体素子１が通電により発熱したまま放熱できないと故障の原因になるので、冷却を効率的に行う必要がある。そこで、半導体素子１に、絶縁性を確保する絶縁樹脂接着層２７として比較的熱抵抗が低い樹脂材料の薄膜を用いるとともに、複数の金属層（第２の金属箔層２９、接合層３１、スペーサー３３）を介してヒートシンク１３を接続し、半導体素子１を積極的に冷却するようにしている。
【００３２】
［積層構造体の製造方法］
図３〜図９を参照しながら、積層構造体３の製造方法について説明する。本実施の形態の積層構造体の製造方法は、例えば、両面金属張積層体を準備する工程、エッチング工程、切断工程、接合工程及び実装工程を含むことができる。
【００３３】
＜両面金属張積層体＞
まず、図３に示すような両面金属張積層体４０を準備する。図４は、積層前の状態の一例を示している。両面金属張積層体４０は、樹脂フィルム２７Ａ、金属箔２５Ａ及び金属箔２９Ａを含んでいる。樹脂フィルム２７Ａは、加工後に積層構造体３において上記絶縁樹脂接着層２７となるものであり、絶縁樹脂接着層２７と同様の材質で形成されている。金属箔２５Ａ，２９Ａは、加工後に積層構造体３において、それぞれ、上記第１の金属箔層２５、上記第２の金属箔層２９となるものであり、第１の金属箔層２５、第２の金属箔層２９と同様の材質で形成されている。金属箔２５Ａ，２９Ａの樹脂フィルム２７Ａに当接させる側の面には、図４に示すように、例えば防錆層などの表面処理層４１を形成しておくことが好ましい。
【００３４】
この両面金属張積層体４０は、例えば図４に示すように、樹脂フィルム２７Ａの両面に、それぞれ金属箔２５Ａと金属箔２９Ａを配置して、これらを張り合わせることにとって製造できる。樹脂フィルム２７Ａと金属箔２５Ａ，２９Ａとのラミネートは、公知の方法により行うことが出来る。例えば、通常のハイドロプレス、真空タイプのハイドロプレス、オートクレーブ加圧式真空プレス、連続式熱ラミネータ等により行うことができる。これらの中でも、十分なプレス圧力が得られ、金属箔２５Ａ，２９Ａの酸化を防止できる、といった利点が得られる真空ハイドロプレスや連続式熱ラミネータを用いることが好ましい。なお、連続式熱ラミネータを用いる場合、樹脂フィルム２７Ａと金属箔２５Ａ，２９Ａとのラミネートは、これらを長いフィルム状にした形態で、ロール・トゥ・ロール方式で行うことができるので、効率的である。
【００３５】
樹脂フィルム２７Ａと金属箔２５Ａ，２９Ａとを張り合わせる際には、例えば、樹脂フィルム２７Ａ又はその接着面が、熱可塑性ポリイミド樹脂で構成されている場合には、２００〜４００℃程度の範囲内の温度に加熱しながらプレスすることが好ましく、２８０〜４００℃の範囲内がより好ましく、３００〜４００℃の範囲内の温度がさらに好ましい。また、プレス圧力については、使用するプレス機の種類にもよるが、１００〜１５０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度が好ましい。また、例えば樹脂フィルム２７Ａ又はその接着面が、熱硬化性ポリイミド樹脂又はエポキシ樹脂で構成されている場合には、１２０〜２５０℃程度の範囲内の温度に加熱しながらプレスすることが好ましく、１４０〜２２０℃の範囲内がより好ましく、１４０〜２００℃の範囲内の温度がさらに好ましく、プレス圧力は５０〜１５０Ｋｇｆ／ｃｍ２程度が好ましい。
【００３６】
また、図示は省略するが、両面金属張積層体４０は、例えば、樹脂フィルム２７Ａと金属箔２５Ａ又は金属箔２９Ａとを積層した２層積層体の樹脂フィルム２７Ａ側に、残りの金属箔２５Ａ又は金属箔２９Ａのうちの片方を重ね合わせ、熱圧着することによって作製することもできる。さらに、両面金属張積層体４０は、樹脂フィルムと金属箔２５Ａとを積層した２層積層体と、樹脂フィルムと金属箔２９Ａとを積層した２層積層体とを別々に準備し、金属箔２５Ａ及び２９Ａが外側になるように、樹脂フィルムどうしを貼り合わせるようにして重ね合わせ、熱圧着することによって作製することもできる。この場合は、２層の樹脂フィルムが積層されて樹脂フィルム２７Ａとなる。以上のいずれの場合においても、熱圧着の方法は特に制限されず、上述と同様のラミネート方法、ラミネート条件を採用することが出来る。
【００３７】
両面金属張積層体４０としては、市販の両面金属張積層体を使用することもできる。この場合、特に電子材料用途に適した両面金属張積層体を使用することが好ましい。そのような市販品としては、例えば新日鐵化学株式会社製ＭＢ１８−２５−１８ＣＥＧ（商品名）、同ＭＢ１８−１２−１８ＦＲ（商品名）、同ＭＢ１２−１２−１２ＲＥＧ（商品名）、同ＳＢ１８−２５−１８ＣＥ（商品名）などを好ましく用いることができる。
【００３８】
（ポリイミド樹脂の使用例）
次に、樹脂フィルム２７Ａがポリイミドフィルムである場合を例に挙げて両面金属張積層体４０のより具体的な構成例について説明する。両面金属張積層体４０の積層構造の代表例として、以下の積層構造１〜５を挙げることができる。ただし、両面金属張積層体４０は、これらの積層構造に限定されるものではない。
【００３９】
積層構造１：Ｍ１／Ａ／Ｍ２
積層構造２：Ｍ１／Ａ１／Ｂ／Ａ２／Ｍ２
積層構造３：Ｍ１／Ａ１／Ｂ１／Ｂ２／Ｂ３／Ａ２／Ｍ２
積層構造４：Ｍ１／Ａ１／Ｂ１／Ｂ２／Ｂ３／Ａ２／Ｍ２
積層構造５：Ｍ１／Ａ１／Ｂ１／Ｃ／Ｂ２／Ａ２／Ｍ２
【００４０】
積層構造１〜５において、Ｍ１、Ｍ２は金属箔（金属箔２５Ａ、金属箔２９Ａの順序は問わない）であり、Ａ（Ａ１、Ａ２）は熱可塑性ポリイミド樹脂層、Ｂ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）は低熱膨張性ポリイミド樹脂層、Ｃはその他のポリイミド樹脂層を意味する。熱可塑性ポリイミド樹脂層Ａ（Ａ１およびＡ２）、ならびに低熱膨張性のポリイミド樹脂層Ｂ（Ｂ１、Ｂ２およびＢ３）は、それぞれ材質、厚みが同一であってもよく、一方（つまり、ＡまたはＢ）のみが異なる材質、厚みを有していてもよく、両者（つまり、ＡとＢ）が異なる材質、厚みを有していてもよい。また、熱可塑性ポリイミド樹脂層Ａおよび低熱膨張性ポリイミド樹脂層Ｂの代わりに、これらのいずれにも該当しないその他のポリイミド樹脂層Ｃを用いることもできる。
【００４１】
積層構造１〜５において、各ポリイミド樹脂層の厚みは、低熱膨張性ポリイミド樹脂層Ｂ（複数層の場合はその合計）が全体の５０％以上、好ましくは７０％以上であることがよく、熱可塑性ポリイミド樹脂層Ａは金属箔との接着性を確保できる厚みであればよい。
【００４２】
熱可塑性ポリイミド樹脂層Ａ１およびＡ２には、金属箔２５Ａ又は金属箔２９Ａと良好な接着性を示す熱可塑性ポリイミド樹脂を用いることが好ましく、そのガラス転移温度（Ｔｇ）が例えば３５０℃以下であるものが好ましく、２００〜３２０℃の範囲内にあるものがより好ましい。低熱膨張性ポリイミド樹脂層Ｂは、その線熱膨張係数が例えば１×１０−６〜３０×１０−６（１／Ｋ）の範囲内であることが好ましく、１×１０−６〜２５×１０−６（１／Ｋ）の範囲内がより好ましく、１５×１０−６〜２５×１０−６（１／Ｋ）の範囲内がさらに好ましい。
【００４３】
熱可塑性ポリイミド樹脂層Ａおよび低熱膨張性ポリイミド樹脂層Ｂを構成するポリイミド樹脂は、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリイミドエステル、ポリエーテルイミド、ポリシロキサンイミド等の構造中にイミド基を有するポリマーからなる耐熱性樹脂を挙げることが出来る。これらは、公知のジアミンと酸無水物との反応によって合成できる。
【００４４】
低熱膨張性ポリイミド樹脂としては、一般式（１）で表される構造単位を有するポリイミド樹脂が好ましい。一般式（１）において、Ａｒ１は式(２)又は式(３)で表される４価の芳香族基を示し、Ａｒ２は式(４)又は式(５)で表される２価の芳香族基を示し、Ｒ１は独立に炭素数１〜６の１価の炭化水素基又はアルコキシ基を示し、Ｘ及びＹは独立に単結合又は炭素数１〜１５の２価の炭化水素基、Ｏ、Ｓ、ＣＯ、ＳＯ、ＳＯ２若しくはＣＯＮＨから選ばれる２価の基を示し、ｎ１は独立に０〜４の整数を示し、ｑは構成単位の存在モル比を示し、０．１〜１．０の値である。
【００４５】
【化１】
2011211190.tif 000003
【００４６】
上記構造単位は、単独重合体中に存在しても、共重合体の構造単位として存在してもよい。構造単位を複数有する共重合体である場合は、ブロック共重合体として存在しても、ランダム共重合体として存在してもよい。このような構造単位を有するポリイミド樹脂の中で、好適に利用できるポリイミド樹脂は、非熱可塑性のポリイミド樹脂である。
【００４７】
ポリイミド樹脂は、一般に、ジアミンと酸無水物とを反応させて製造されるので、ジアミンと酸無水物を説明することにより、ポリイミド樹脂の具体例が理解される。上記一般式（１）において、Ａｒ２はジアミンの残基ということができ、Ａｒ１は酸無水物の残基ということができるので、好ましいポリイミド樹脂をジアミンと酸無水物により説明する。しかし、ポリイミド樹脂は、ここで説明するジアミンと酸無水物から得られるものに限定されることはない。
【００４８】
酸無水物としては、無水ピロメリット酸、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルフォンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物が好ましく例示される。また、酸無水物として、2,2',3,3'-、2,3,3',4'-又は3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4'-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物等も好ましく例示される。さらに、酸無水物として、3,3'',4,4''-、2,3,3'',4''-又は2,2'',3,3''-p-テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)-プロパン二無水物、ビス(2,3-又は3.4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1-ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物等も好ましく例示される。
【００４９】
その他の酸無水物としては、例えば1,2,7,8-、1,2,6,7-又は1,2,9,10-フェナンスレン-テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス（3,4-ジカルボキシフェニル）テトラフルオロプロパン二無水物、2,3,5,6-シクロヘキサン二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、4,8-ジメチル-1,2,3,5,6,7-ヘキサヒドロナフタレン-1,2,5,6-テトラカルボン酸二無水物、2,6-又は2,7-ジクロロナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-（又は1,4,5,8-）テトラクロロナフタレン-1,4,5,8-（又は2,3,6,7-）テトラカルボン酸二無水物、2,3,8,9-、3,4,9,10-、4,5,10,11-又は5,6,11,12-ペリレン-テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物、ピラジン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、チオフェン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビス（2,3-ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルメタン二無水物等が挙げられる。
【００５０】
ジアミンとしては、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2’-メトキシ-4,4’-ジアミノベンズアニリド、1,4-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン、1,3-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン、2,2’-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノベンズアニリド等が好ましく例示される。また、ジアミンとしては、2,2-ビス-［4-（3-アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［4-（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［4-（4-アミノフェノキシ）］ビフェニル、ビス［4-（3-アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス［1-（4-アミノフェノキシ）］ビフェニル、ビス［1-（3-アミノフェノキシ）］ビフェニル、ビス［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］メタン、ビス［4-（3-アミノフェノキシ）フェニル］メタン、ビス［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ビス［4-（3-アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ビス［4-（4-アミノフェノキシ）］ベンゾフェノン、ビス［4-（3-アミノフェノキシ）］ベンゾフェノン、ビス［4,4'-（4-アミノフェノキシ）］ベンズアニリド、ビス［4,4'-（3-アミノフェノキシ）］ベンズアニリド、9,9-ビス［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］フルオレン、9,9-ビス［4-（3-アミノフェノキシ）フェニル］フルオレン等が好ましく例示される。
【００５１】
その他のジアミンとして、例えば2,2−ビス-［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス-［4-（3-アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、4,4’-メチレンジ-o-トルイジン、4,4’-メチレンジ-2,6-キシリジン、4,4’-メチレン-2,6-ジエチルアニリン、4,4’-ジアミノジフェニルプロパン、3,3’-ジアミノジフェニルプロパン、4,4’-ジアミノジフェニルエタン、3,3’-ジアミノジフェニルエタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3-ジアミノジフェニルエーテル、3,4'-ジアミノジフェニルエーテル、ベンジジン、3,3’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメトキシベンジジン、4,4''-ジアミノ-p-テルフェニル、3,3''-ジアミノ-p-テルフェニル、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、2,6-ジアミノピリジン、1,4-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン、1,3-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン、4,4'-［1,4-フェニレンビス（1-メチルエチリデン）］ビスアニリン、4,4'-［1,3-フェニレンビス（1-メチルエチリデン）］ビスアニリン、ビス(p-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(p-β-アミノ-t-ブチルフェニル)エーテル、ビス(p-β-メチル-δ-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(2-メチル-4-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(1,1-ジメチル-5-アミノペンチル)ベンゼン、1,5-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタレン、2,4-ビス(β-アミノ-t-ブチル)トルエン、2,4-ジアミノトルエン、m-キシレン-2,5-ジアミン、p-キシレン-2,5-ジアミン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、2,6-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノ-1,3,4-オキサジアゾール、ピペラジン等が挙げられる。
【００５２】
ジアミンおよび酸無水物は、それぞれ、その１種のみを使用することもできるし、あるいは２種以上を併用して使用することもできる。また、上記一般式（１）に含まれないその他の酸無水物又はジアミンを上記のジアミンまたは酸無水物と共に使用することもでき、この場合、上記一般式（１）に含まれないジアミンまたは酸無水物の使用割合は９０モル％以下、好ましくは５０モル％以下とすることがよい。ジアミンまたは酸無水物の種類や、２種以上のジアミンまたは酸無水物を使用する場合のそれぞれのモル比を選定することにより、熱膨張性、接着性、ガラス転移点(Ｔｇ)等を制御することができる。
【００５３】
前駆体の合成は、ほぼ等モルのジアミンおよび酸無水物を溶媒中で反応させることにより行うことができる。使用する溶媒については、例えば、N,N-ジメチルアセトアミド（DMAc）、n-メチルピロリジノン、2-ブタノン、ジグライム、キシレン等が挙げられ、これらの１種若しくは２種以上併用して使用することもできる。
【００５４】
ポリイミド樹脂として、熱可塑性のポリイミド樹脂を用いることもできる。熱可塑性のポリイミド樹脂に使用される前駆体としては、一般式（６）で表される構造単位を有する前駆体が好ましい。一般式（６）において、Ａｒ４は式（７）、式（８）又は式（９）で表される２価の芳香族基を示し、Ａｒ３は式（１０）又は式（１１）で表される４価の芳香族基を示し、Ｒ２は独立に炭素数１〜６の１価の炭化水素基又はアルコキシ基を示し、Ｖ及びＷは独立に単結合、炭素数１〜１５の２価の炭化水素基、Ｏ、Ｓ、ＣＯ、ＳＯ２若しくはＣＯＮＨから選ばれる２価の基を示し、ｍ１は独立に０〜４の整数を示し、ｐは構成単位の存在モル比を示し、０．１〜１．０の値である。
【００５５】
【化２】
2011211190.tif 000004
【００５６】
上記一般式（６）において、Ａｒ３はジアミンの残基ということができ、Ａｒ４は酸無水物の残基ということができるので、好ましい熱可塑性のポリイミド樹脂をジアミンと酸無水物により説明する。しかし、熱可塑性のポリイミド樹脂は、ここで説明するジアミンと酸無水物から得られるものに限定されることはない。
【００５７】
熱可塑性のポリイミド樹脂の形成に好適に用いられるジアミンとしては、例えば、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2’-メトキシ-4,4’-ジアミノベンズアニリド、1,4-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン、1,3-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノベンズアニリド等が挙げられる。その他、上記非熱可塑性のポリイミド樹脂の説明で挙げたジアミンを挙げることができる。この中でも、特に好ましいジアミン成分としては、1,3-ビス（4-アミノフェノキシ）-2,2-ジメチルプロパン（DANPG）、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン（BAPP）、1,3-ビス（3-アミノフェノキシ）ベンゼン（APB）、パラフェニレンジアミン（p−PDA）、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル（DAPE34）、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル（DAPE44）から選ばれる１種以上のジアミンを挙げることができる。
【００５８】
熱可塑性のポリイミド樹脂の形成に好適に用いられる酸無水物としては、例えば、無水ピロメリット酸、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルフォンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物が挙げられる。その他、上記非熱可塑性のポリイミド樹脂の説明で挙げた酸無水物を挙げることができる。この中でも、特に好ましい酸無水物としては、無水ピロメリット酸（PMDA）、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（BPDA）、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（BTDA）、3,3’,4,4’-ジフェニルスルフォンテトラカルボン酸二無水物（DSDA）から選ばれる１種以上の酸無水物が挙げられる。
【００５９】
熱可塑性のポリイミド樹脂の形成に好適に用いられるジアミンおよび酸無水物は、それぞれ、その１種のみを使用してもよく２種以上を併用して使用することもできる。また、上記以外のジアミン及び酸無水物を併用することもできる。
【００６０】
熱可塑性ポリイミド樹脂の前駆体において、式（６）で表される構造単位は、単独重合体中に存在しても、共重合体の構造単位として存在してもよい。構造単位を複数有する共重合体である場合は、ブロック共重合体として存在しても、ランダム共重合体として存在してもよい。式（６）で表される構造単位は複数であるが、１種であっても２種以上であってもよい。有利には、式（６）で表される構造単位を主成分とすることであり、好ましくは６０モル％以上、より好ましくは８０モル％以上含む前駆体であることがよい。
【００６１】
合成されたポリイミド樹脂（熱可塑性のポリイミド樹脂を含む）の前駆体は溶液として使用される。通常、反応溶媒溶液として使用することが有利であるが、必要により濃縮、希釈又は他の有機溶媒に置換することができる。また、ポリイミド前駆体樹脂は一般に溶媒可溶性に優れるので、有利に使用される。
【００６２】
このような有機溶媒としては特に限定されないが、具体的には、ジメチルスルフォキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、N−メチル−２−ピロリドン、ヘキサメチルホスホルムアミド、フェノール、クレゾール、γ−ブチロラクトン、ｎ−メチルピロリジノン、２−ブタノン、ジグライム、キシレン等が挙げられ、これらは単独で、又は混合して用いることができる。また、このような有機溶剤の使用量としては特に制限されるものではないが、重合反応よって得られるポリアミド酸樹脂溶液（ポリイミド前駆体溶液）の濃度が５〜３０重量％程度になるような使用量に調整して用いることが好ましい。また、このような溶媒を用いた反応において用いるジアミンと酸無水物との配合割合は、全ジアミンに対して酸無水物のモル比が０．９５から１．０５の割合で使用することが好ましい。ジアミンと酸無水物との反応は、０℃から６０℃の範囲内の温度条件で１〜２４時間反応させることが好ましい。温度条件が前記下限（０℃）未満では、反応速度が遅くなって分子量の増加が進まない傾向にあり、他方、前記上限（６０℃）を超えるとイミド化が進行して反応溶液がゲル化し易くなる傾向にある。上記範囲内の温度条件で反応させることで効率的にポリアミド酸樹脂溶液を得ることができる。また、重合して得られたポリアミド酸（ポリイミド前駆体）の樹脂粘度については、５００ｃｐｓ〜３５０００ｃｐｓの範囲とするのが好ましい。
【００６３】
樹脂フィルム２７Ａとしてのポリイミドフィルムの形成方法については特に限定されないが、例えば、ポリイミド樹脂溶液（又はポリアミド酸樹脂溶液）を任意の基材上に塗布した後に熱処理（乾燥、硬化）を施して基材上にポリイミド樹脂層（又はポリアミド酸樹脂層）を形成した後、剥離してポリイミドフィルムとする方法を挙げることができる。ポリイミド樹脂溶液（又はポリアミド酸樹脂溶液）を基材上に塗布する方法としては特に制限されず、例えばコンマ、ダイ、ナイフ、リップ等のコーターにて塗布することが可能である。多層のポリイミド樹脂層の形成に際しては、ポリイミド樹脂溶液（又はポリアミド酸樹脂溶液）を基材に塗布、乾燥する操作を繰り返す方法が好ましい。
【００６４】
また、金属箔２５Ａ及び／又は金属箔２９Ａの片面（例えば、表面処理層４１を形成した側の面）に、ポリイミド樹脂溶液（又はポリアミド酸樹脂溶液）を塗布し、熱処理（乾燥、硬化）を施すことにより、樹脂フィルム２７Ａを直接金属箔２５Ａ及び／又は金属箔２９Ａ上に形成することもできる。ポリイミド樹脂溶液（又はポリアミド酸樹脂溶液）を金属箔２５Ａ及び／又は金属箔２９Ａ上に塗布する方法としては特に制限されず、例えばコンマ、ダイ、ナイフ、リップ等のコーターにて塗布することが可能である。樹脂フィルム２７Ａが多層例えば３層以上のポリイミド樹脂層が積層されたものである場合も、３層以上のポリイミド樹脂層を金属箔２５Ａ又は金属箔２９Ａに直接形成することができる。多層のポリイミド樹脂層の形成に際しては、ポリイミド樹脂溶液（又はポリアミド酸樹脂溶液）を金属箔２５Ａ又は金属箔２９Ａに塗布、乾燥する操作を繰り返す方法が好ましい。
【００６５】
以上のように、任意の基材や、金属箔２５Ａ及び／又は金属箔２９Ａ上にポリイミド樹脂溶液（又はポリアミド酸樹脂溶液）を塗布し、乾燥してポリイミド樹脂層（又はポリアミド酸樹脂層）を形成させた後は、未硬化のポリイミド樹脂（又はポリアミド酸樹脂）を硬化（又はイミド化）させるために、通常、１５０℃以上の温度に加熱処理する。前記加熱処理（乾燥、硬化）の方法は特に制限されないが、例えば８０℃〜４００℃の範囲内の温度条件で１〜６０分間加熱するといった熱処理が好適に採用される。このような熱処理を行うことで、前記ポリアミド酸の脱水閉環反応が進行するため、任意の基材や金属箔２５Ａ及び／又は金属箔２９Ａ上にポリイミド樹脂層を形成することが出来る。特に、基材を用いず、金属箔２５Ａ及び／又は金属箔２９Ａに、ポリアミド酸樹脂溶液を塗布してイミド化することにより形成された両面金属張積層体４０は、金属箔２５Ａ及び／又は金属箔２９Ａと樹脂フィルム２７Ａとの密着性が良好となる。
【００６６】
また、樹脂フィルム２７Ａとなるポリイミドフィルムとしては、市販のポリイミド樹脂又はポリイミドフィルムも好適に使用可能であり、例えば東レ・デュポン株式会社製のカプトンＥＮ（商品名）、鐘淵化学株式会社製のアピカルＮＰＩ（商品名）、宇部興産株式会社製のユーピレックス（商品名）等が挙げられる。さらに、このような非熱可塑性ポリイミドフィルムの片面又は両面に、１種類以上の熱可塑性ポリイミドの前駆体溶液を塗布した後、熱処理して樹脂フィルム２７Ａを形成することもできる。市販の熱可塑性ポリイミド樹脂の前駆体溶液としては、例えば新日鐵化学株式会社製のＳＰＩ−２００Ｎ（商品名）、同ＳＰＩ−３００Ｎ（商品名）、同ＳＰＩ−１０００Ｇ（商品名）、東レ株式会社製のトレニース＃３０００（商品名）等が挙げられる。
【００６７】
以上のように、両面金属張積層体４０は種々の方法で準備することができるが、いずれの方法で作製した両面金属張積層体４０についても、特に制限なく利用できる。
【００６８】
次に、耐熱性、寸法安定性に加え、熱伝導性を考慮した絶縁層について説明する。特に、ポリイミドフィルム（又はポリイミド樹脂層）を適用した場合について詳細に説明する。
【００６９】
本発明に好適に適用できる絶縁層は、ポリイミド樹脂中に熱伝導性フィラーを含有するフィラー含有ポリイミド樹脂層を少なくとも1層有することが好ましい。本発明においては、このようなポリイミド樹脂層を有する片面又は両面に金属層を有する積層板を使用することが可能であり、また、該積層体から金属層を除去して得られる絶縁層のフィルムを使用することが可能である。
【００７０】
絶縁層はフィラー含有ポリイミド樹脂層のみからなってもよく、フィラーを含有しないポリイミド樹脂層を有してもよい。フィラーを含有しないポリイミド樹脂層を有する場合、その厚みはフィラー含有ポリイミド樹脂層の１／１００〜１／２の範囲、好ましくは１／２０〜１／３の範囲とすることがよい。フィラーを含有しないポリイミド樹脂層を有する場合、そのポリイミド樹脂層が金属層に接するようにすれば、金属層と絶縁層の接着性が向上する。
【００７１】
熱伝導性フィラーは、板状フィラーと球状フィラーとを含有し、フィラー含有ポリイミド樹脂層は、板状フィラーと球状フィラーとの合計量で好ましくは２０〜９５ｗｔ％、より好ましくは３０〜９０ｗｔ％、更に好ましくは６０〜８５wｔ％の割合で熱伝導性フィラーを含有することがよい。熱伝導性フィラーの含有割合が２０ｗｔ％に満たないと、熱伝導特性が低くなり、放熱材料として十分な特性を得ることができない。９５ｗｔ％を超えると、絶縁層が脆くなり、取り扱いにくくなるばかりでなく、絶縁層をポリアミド酸樹脂溶液から形成しようとする場合、ワニスの粘度が高くなり、作業性も低下する。また、熱伝導性フィラー中、球状フィラーの含有割合は、２５〜７０ｗｔ％の範囲とすることが好ましい。なお、フィラーを含有しないポリイミド樹脂層を有する場合、全絶縁層中の熱伝導性フィラーの含有率は好ましくは３０〜９０wｔ％の範囲、より好ましくは３０〜８５ｗｔ％、更に好ましくは３０〜６０ｗｔ％とすることがよい。
【００７２】
ここで、板状フィラーとは、フィラー形状が板状、燐片状のフィラーで、平均厚みが、表面部の平均長径又は平均短径より十分に小さいもの（好ましくは１／２以下）をいう。本発明で使用する板状フィラーは、平均長径ＤLが０.１〜１５μｍの範囲のものである。平均長径ＤLが０.１μｍに満たないと、熱伝導率が低く、熱膨張係数が大きくなり、板状の効果が小さくなってしまう。１５μｍを超えると製膜時に配向させることは困難となる。ここで、平均長径ＤLとは板状フィラーの長手直径の平均値を意味する。板状フィラーの好ましい具体例を挙げると、窒化ホウ素、酸化アルミニウム（以下、「アルミナ」と記すことがある）が挙げられ、これらを単独で又は２種以上併用して使用することもできる。また、平均長径ＤLは、０．５〜１０μｍの範囲にあることが高熱伝導の点から好ましい。更に、ポリイミド樹脂層に銅箔が積層する積層体における耐電圧を向上させるという観点から、平均長径ＤLは、より好ましくは０．５〜５μｍの範囲、更に好ましくは０．５〜３μｍの範囲にあることがよい。このような範囲とすることで、ポリアミド酸樹脂の熱硬化によって生じるポリイミド樹脂の熱収縮に伴うフィラー表面の空隙を抑制できるものと考えられる。更にまた、板状フィラーの最適なものは、平均長径ＤLが０．５〜９μｍの窒化ホウ素（より最適は平均長径ＤLが０．５〜５μｍの窒化ホウ素）である。なお、平均径はメディアン径を意味し、モード径は上記範囲内で１つのピークであることがよく、これは球状フィラーについても同様である。
【００７３】
球状フィラーとは、フィラー形状が球状及び球状に近いもので、平均長径と平均短径の比が１又は1に近いもの（好ましくは０．８以上）をいい、平均粒径ＤRが０.０５〜１０μｍの範囲のものをいう。平均粒径ＤRが０.０５μｍに満たないと、熱伝導向上の効果が小さくなり、１０μｍを超えると板状フィラーとの層間に入りづらくなる。ここで平均粒径ＤRとは、球状フィラー粒子の直径の平均値（メディアン径）を意味する。球状フィラーの好ましい具体例を挙げると、酸化アルミニウム、溶融シリカ、窒化アルミニウムが挙げられ、これらを単独で又は２種以上併用して使用することもできる。また、平均粒径ＤRは、０．１〜６μmの範囲にあることが充填性の点から好ましい。更に、ポリイミド樹脂層に銅箔が積層する積層体における耐電圧を向上させるという観点から、平均粒径ＤRは、より好ましくは０．５〜５μｍの範囲、更に好ましくは０．５〜３μｍの範囲にあることがよい。更にまた、球状フィラーの最適なものは、平均粒径ＤRが０．５〜３．０μｍの酸化アルミニウムである。酸化アルミニウムは熱伝導率が劣るが、板状フィラーと球状フィラーの両方を使用することにより、この欠点は解消される。ただし、より高い熱伝導率を望む場合は、板状フィラーと球状フィラーのいずれか又は両方は、酸化アルミニウム以外のフィラーとすることが好ましい。なお、本発明でいう熱伝導性フィラーは、熱伝導率が１．０Ｗ/ｍ・Ｋ以上であることがよい。
【００７４】
熱伝導性フィラーは、上記平均長径ＤLと平均粒径ＤRとの関係がＤL＞ＤR／２であり、３０μｍ以上の熱伝導フィラーを含有しないことが好ましい。平均長径ＤLと平均粒径ＤRとの関係がＤL＞ＤR／２の要件を満たさないと、熱伝導率の低下を招くこととなる。また、３０μｍ以上の熱伝導フィラーを含有すると、表面の外観不良が生じる傾向になる。平均長径ＤLと平均粒径ＤRとの関係はＤL＞ＤRであることがより好ましい。範囲としては、ＤRはＤLの１／３〜５／３の範囲であることがよい。
【００７５】
また、使用する熱伝導性フィラー中の粒径９μｍ以上のフィラーが、全体の５０ｗｔ％以下とすることが好ましく、特には、板状フィラー中における粒径９μｍ以上のフィラーの割合を５０ｗｔ％以下とすることが好ましい。このことにより、絶縁層表面の凹凸がなくなり平滑な表面とすることができる。ここで、板状フィラーの場合の粒径は、長径を意味する。
【００７６】
ポリイミド樹脂中に熱伝導性フィラーを含有するフィラー含有ポリイミド樹脂層を含む絶縁層は、上記の方法で形成することができる。最も代表的な例を示せば、絶縁層の原料である熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液を、金属層である銅箔等の金属箔上に直接流延塗布して１５０℃以下の温度である程度溶媒を乾燥除去し、その後更にイミド化のために１００〜４５０℃、好ましくは３００〜４５０℃の温度範囲で５〜４０分間程度の熱処理を行って金属層上に熱伝導性フィラーを含有するポリイミド樹脂からなる絶縁層を形成する方法が一般的である。絶縁層を２層以上のポリイミド層とする場合、第一のポリアミド酸樹脂溶液を塗布、乾燥したのち、第二のポリアミド酸樹脂溶液を塗布、乾燥し、以降は同様にして第三のポリアミド酸樹脂溶液、第四のポリアミド酸樹脂溶液・・・というように、ポリアミド酸樹脂溶液を順次、塗布、乾燥したのち、まとめて３００〜４５０℃の温度範囲で５〜４０分間程度の熱処理を行って、イミド化を行うことがよい。熱処理の温度が１００℃より低いとポリイミドの脱水閉環反応が十分に進行せず、反対に４５０℃を超えると、ポリイミド樹脂層及び銅箔が酸化等により劣化するおそれがある。
【００７７】
また、フィラー含有ポリイミド樹脂層を含む絶縁層を形成する別の方法として、例えば任意の支持基体上に絶縁層の原料である熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液を流延塗布してフィルム状に成型し、支持体上で加熱乾燥することにより自己支持性を有するゲルフィルムとした後、支持体より剥離して、更に高温で熱処理してイミド化させてポリイミドフィルム（高熱伝導性ポリイミドフィルム）とする方法も挙げられる。このポリイミドフィルムを絶縁層として、金属層に積層させた積層体を形成するには、ポリイミドフィルムに直接、又は任意の接着剤を介して金属箔を加熱圧着する方法や、金属蒸着等によって金属層を形成する方法が一般的である。
【００７８】
上記絶縁層の形成において用いられる熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液は、ポリアミド酸樹脂溶液に熱伝導性フィラーを直接配合してもよいが、フィラー分散性を考慮し、原料（酸二無水物成分又はジアミン成分）の一方を投入した反応溶媒に予め熱伝導性フィラーを配合し、攪拌下に重合を進行させてもよい。
【００７９】
絶縁層は、単層からなるものであっても複数層からなるものであってもよいが、本発明の積層構造体を製造するにあたっての中間体（以下、絶縁層の片面又は両面に金属層を有するものを「中間体」を記すことがある）としての寸法安定性や、銅箔との接着強度を優れたものとするために、複数層とすることもできる。ここで、絶縁層を複数層とする場合には、すべての層に熱伝導性フィラーを含有させてフィラー含有ポリイミド樹脂層とすることがよい。なお、フィラー含有ポリイミド樹脂層と金属箔とを接着するための接着剤を用いることを除外するものではないが、絶縁層の両面に金属層を有する両面金属中間体において接着層を介在させる場合には、接着層の厚みは、全絶縁層の厚みの３０％未満の範囲が好ましく、２０％未満がより好ましい。また、絶縁層の片面のみに金属層を有する片面金属中間体においては、接着層の厚みは、全絶縁層の厚みの１５％未満の範囲が好ましく、１０％未満がより好ましい。そして、接着層は絶縁層の一部を構成するので、ポリイミド樹脂層であることが好ましい。
【００８０】
また、絶縁層の主体となるポリイミド樹脂層におけるポリイミド樹脂のガラス転移温度は、耐熱性の観点から３００℃以上とすることが好ましい。ガラス転移温度を３００℃以上とするには、上記したポリイミドを構成する酸二無水物やジアミン成分を適宜選択することで可能となる。
【００８１】
中間体の製造時における搬送時の金属箔のシワを抑制するという観点から、絶縁層の厚さは、好ましくは５〜２００μｍの範囲であることがよく、より好ましくは１０〜５０μｍの範囲である。
【００８２】
また、中間体の製造時におけるカールを抑制したり、ハンドリング性を良好にする観点から、絶縁層の熱膨張係数（ＣＴＥ）は、例えば１０×１０-6〜３０×１０-6／Ｋの範囲にあることが好ましく、より好ましくは１５×１０-6〜２５×１０-6／Ｋの範囲である。
【００８３】
絶縁層の熱伝導率は、厚み方向で０．５Ｗ／ｍＫ以上で、平面方向で１．０Ｗ／ｍＫ以上であることが有利であるが、更には、厚み方向で１．０Ｗ／ｍＫ以上で、平面方向で２．５Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。この特性と絶縁層の他の諸特性を満たすことでより優れた中間体とすることができる。
【００８４】
また、絶縁層に、加工助剤、抗酸化剤、光安定剤、難燃剤、帯電防止剤、界面活性剤、分散剤、沈降防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤など熱伝導性フィラー以外の他の有機添加剤又は無機フィラーなどの追加の添加物を含むことができる。
【００８５】
上記したとおり、中間体は、絶縁層の片面側のみに金属層を備えた中間体であってもよいことはもちろんのこと、絶縁層の両面に金属層を備えた中間体でもよい。なお、両面金属の中間体を得るためには、片面金属の中間体を形成した後、互いにポリイミド樹脂層を向き合わせて熱プレスによって圧着し形成することや、片面金属の中間体のポリイミド樹脂層に金属箔を圧着し形成すること等により得ることができる。
【００８６】
中間体の金属層は、上記したように金属箔からなるものであってもよいし、フィルムに金属蒸着したものであってもよい。熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液を直接塗布可能な点からは、金属箔が有利で、中でも銅箔が好ましい。金属箔の厚みは、５〜１００μｍの範囲が好ましく、９〜３０μｍの範囲がより好ましい。
【００８７】
また、中間体の構成部分として利用可能な高熱伝導性ポリイミドフィルムの製造方法は特に限定されるものではなく公知の手法を採用することができる。例えば、任意の支持基体上に絶縁層の原料である熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液を流延塗布してフィルム状に成形し、支持体上で加熱乾燥することにより自己支持性を有するゲルフィルムとした後、支持体より剥離して、更に高温で熱処理してイミド化させてポリイミドフィルムとする方法が挙げられる。
【００８８】
（エポキシ樹脂の使用例）
次に、樹脂フィルム２７Ａがエポキシ樹脂フィルムである場合を例に挙げて両面金属張積層体４０のより具体的な構成例について説明する。エポキシ樹脂フィルムを適用する利点としては、例えば比較的低温での熱プレスによる接着が可能であることや、比較的低温での熱プレスによるものなので接着加工時の寸法安定性を維持しやすいことなどが挙げられる。
【００８９】
エポキシ樹脂フィルムは、（ａ）成分のエポキシ系接着剤樹脂原料を含有する、接着剤樹脂組成物（以下、「樹脂組成物」と略称することがあるが、（ａ）成分のエポキシ系接着剤樹脂原料とは区別する。）から形成される。ここで、（ａ）成分は、（イ）エポキシ樹脂、及び（ロ）硬化促進剤を必須成分として含有する。また、絶縁樹脂接着層２７とした場合の熱伝導性及び耐電圧特性を向上させるという観点から、樹脂組成物には、上記（ａ）成分とともに、（ｂ）成分の熱伝導性フィラーを含有することが好ましい。
【００９０】
（イ）成分のエポキシ樹脂は、エポキシ樹脂フィルムとして十分な絶縁性、密着性、耐熱性、機械的強度、加工性等を備えるための有効な成分である。この（イ）成分としては、公知のエポキシ樹脂が特に制限なく使用できるが、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＳ型、テトラメチルビスフェノールＡ型等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型等のノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等のような芳香族エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。
【００９１】
（ロ）成分の硬化促進剤は、エポキシ樹脂に十分な硬化速度、耐熱性、機械的強度等を与えるための有効な成分である。この（ロ）成分の硬化促進剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン等の有機リン系化合物や、２−フェニルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、３級アミン、ルイス酸等を用いることができる。その配合率は、求められる硬化時間に応じて適宜選定されるが、一般的には、（ａ）成分のエポキシ系接着樹脂原料の不揮発成分１００重量部に対し、例えば０．０１〜１５．０重量部の範囲内で使用することが好ましい。
【００９２】
（ａ）成分のエポキシ系接着剤樹脂原料として、上記の必須成分（イ）及び（ロ）成分の他に、必要に応じて、（ハ）硬化剤を含有してもよい。硬化剤は、エポキシ樹脂フィルムが十分な絶縁性、密着性、耐熱性、機械的強度等を備えるために有効な成分である。この（ハ）成分は、（イ）成分のエポキシ樹脂の硬化剤として知られているものが適用でき、その１つとしてフェノール樹脂が挙げられる。このフェノール樹脂として、具体的には、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、ナフタレンジオール等の２価のフェノール類、フェノールノボラック、ｏ-クレゾールノボラック、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、フェノールフェニルアラルキル型樹脂、フェノールビフェニルアラルキル型樹脂、ナフトールフェニルアラルキル型樹脂、ナフトールビフェニルアラルキル型樹脂等の３価以上のフェノール類、ビスフェノールＡ等の２価のフェノール類とホルムアルデヒド等のアルデヒド類との縮合により得られる多価ヒドロキシ性化合物、フェノール類とトリアジン環含有化合物とアルデヒド類とから得られるトリアジン構造含有フェノールノボラック樹脂等を例示することができる。その他にも、（ハ）成分として、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルメタン等の芳香族アミン系硬化剤、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族アミン系硬化剤、あるいは塩基性活性水素化合物であるジシアンジアミド、イミダゾール類等を例示することができる。
【００９３】
（イ）成分のエポキシ樹脂と（ハ）成分の硬化剤の好ましい割合については、硬化剤がフェノール樹脂、芳香族アミン系硬化剤、又は脂肪族アミン系硬化剤の場合は、エポキシ樹脂／硬化剤の当量比が０．７〜１．３であり、より好ましくは０．８〜１．２である。また、（ハ）成分として、イミダゾール類を使用する場合、これは（ロ）成分の硬化促進剤でもあるので、（ロ）成分としても計算される。
【００９４】
樹脂組成物に含有してもよい（ｂ）成分の熱伝導性フィラーとしては、例えば窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、マグネシア（酸化アルミニウム）、アルミナ（酸化アルミニウム）、結晶性シリカ（酸化ケイ素）、溶融シリカ（酸化ケイ素）等の絶縁性の無機フィラーが挙げられる。これらの熱伝導性フィラーは、エポキシ樹脂フィルムの熱伝導率を向上させるために、エポキシ樹脂フィルムに対する体積充填率が５０％以上となるように配合することが一般的である。
【００９５】
上記の熱伝導性フィラーがアルミナ粉末である場合を例に挙げてより具体的な構成例について説明する。アルミナ粉末の利点としては、熱伝導性フィラーの中でも、比較的安価であることや、幅広い粒子サイズのものでも市販品で対応できることなどが挙げられる。
【００９６】
（ｂ）成分の熱伝導性フィラーとしてアルミナ粉末を含有する場合、樹脂組成物の不揮発成分当たりのアルミナ粉末の含有率が好ましくは４０〜９５重量％、より好ましくは６０〜９３重量％であることがよい。樹脂組成物中のアルミナ粉末の含有率が多くなるほど高熱伝導化、低熱膨張化の観点から望ましく、樹脂組成物の不揮発成分におけるアルミナ粉末の含有率が４０重量％より少ないと高熱伝導化が十分ではなく、十分な放熱性が発現しないのに加えて、低熱膨張化も十分でないため、半田耐熱性の低下を招く。反対に９５重量％より多くなると、ワニスとした場合の粘度が増大し、または樹脂組成物を乾燥して得られる乾燥物又はフィルム状接着剤（以下、Ｂステージ状態組成物ともいう）としての溶融粘度が増大して、絶縁樹脂接着層２７としての加工性、耐電圧特性、接着性が低下したり、表面状態が悪くなったりする。
【００９７】
ここで、樹脂組成物の不揮発成分とは、例えば樹脂組成物が所定の溶剤を含むワニスの場合、このワニスを用いて絶縁樹脂接着層２７を形成する際、乾燥や硬化によって溶剤が除去された後に最終的に残る不揮発成分を意味する。すなわち、ここでのアルミナ粉末の含有率とは、この不揮発成分当たりに含まれるアルミナ粉末の重量％を表すものである。尚、樹脂組成物には必須成分である（イ）及び（ロ）成分、並びに（ｂ）成分のほか、（ハ）成分及び、以下で説明するように、必要に応じてその他の成分が添加される場合もあるが、その場合には別途添加された成分についても含めて考えるものとする。樹脂組成物の不揮発成分とは、ワニスの場合も包括して規定するための表記である。ワニスとは、樹脂組成物の粘度を低減することにより、加工性を向上させることを目的として溶剤を含んでいるものである。しかし最終的に絶縁樹脂接着層２７を形成した際には、溶剤は乾燥、硬化により、除去されている。樹脂組成物中での成分の含有率は、溶剤が除去され、最終的に絶縁樹脂接着層２７を形成した段階で発明の効果を発揮する。したがって、樹脂組成物の不揮発成分に対する成分含有率を用いて規定した。
【００９８】
また、このアルミナ粉末の最大粒子径は、好ましくは１２０μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下がよい。最大粒子径が１２０μｍより大きくなると絶縁樹脂接着層２７としての加工性が十分ではなく、絶縁樹脂接着層２７の表面状態が悪くなったりする傾向になる。ここで最大粒子径とは、アルミナ粒子の全体積を１００％としたとき、粒子径の体積分率の分布カーブにおいて、ある粒子径以上で粒子の分布確率が全て０となるときの粒子径の最小値を示す。
【００９９】
更に、上記アルミナ粉末については、全アルミナ粉末中の好ましくは９０重量％以上、より好ましくは９５重量％以上が結晶性の球状アルミナであることがよい。アルミナ粉末の種類としては結晶アルミナ、溶融アルミナ等が挙げられ、アルミナ粉末の形状としては球状または破砕状が挙げられるが、中でも最密充填による高熱伝導性の観点からは、結晶性の球状アルミナが最も適する。アルミナ粉末における結晶性の球状アルミナの含有率が９０重量％より少ないと、ワニスとした場合の粘度、またはフィルム状接着剤としての溶融粘度が増大して、絶縁樹脂接着層２７としての加工性、耐電圧特性、接着性が低下したり、表面状態が悪くなったりする傾向になる。ここで、結晶性のアルミナを用いることにより、溶融アルミナと比較して熱伝導率を高くする効果が得られる。また、球状アルミナを用いることによって、破砕アルミナと比較して、ワニスとした場合の粘度、またはフィルム状接着剤としての溶融粘度を低くする効果が得られる。
【０１００】
樹脂組成物は、所定の溶剤、例えばＮ，Ｎ-ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ-ジメチルアセトアミド、Ｎ-メチル-２-ピロリドン（ＮＭＰ）等のアミド系溶剤、１−メトキシ−２−プロパノ−ル等のエーテル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤等の１種又は２種以上を混合したものに溶解又は分散させてワニスを形成するようにしてもよい。（ロ）硬化促進剤、（ハ）硬化剤、（ｂ）成分としてのアルミナ粉末、その他必要により添加される添加剤のうちで無機充填剤、有機充填剤、着色剤等については、溶剤中に均一分散していれば、必ずしも溶剤に溶解していなくてもよい。
【０１０１】
また、このワニスを支持材としてのベースフィルム上に塗布し、乾燥させることでフィルム状接着剤を形成してもよく、あるいはこのワニスを銅箔上又は銅板上に塗布し、乾燥させることによってフィルム状接着剤付き銅箔又は銅板を形成してもよい。ここで、硬化前のフィルム状接着剤、又は硬化前のフィルム状接着剤付き銅箔若しくは銅板のフィルム支持性については、溶剤残存率が高いほどフィルム支持性が良好な傾向にあるが、溶剤残存率が高すぎると、硬化前のフィルム状接着剤、又は硬化前のフィルム状接着剤付き銅箔若しくは銅板にタックが発生したり、硬化時に発泡が発生したりする。したがって、溶剤残存率は５重量％以下が好ましい。なお、ここでの溶剤残存率は、１８０℃雰囲気にて６０分乾燥した際の、フィルム状接着剤部分の正味重量減少率の測定により求めた値である。また、上記フィルム状接着剤及びフィルム状接着剤付き銅箔若しくは銅板については、溶剤を含まない樹脂組成物を支持材としてのベースフィルム上に加熱溶融状態で塗布した後、冷却するようにして得てもよい。
【０１０２】
フィルム状接着剤又はフィルム状接着剤付き銅箔若しくは銅板を形成する際に用いる支持材としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、銅箔、アルミ箔、離型紙等を挙げることができる。この支持材の厚みについては、例えば１０〜１００μｍの範囲内とすることが一般的である。また、支持材として、例えば銅、アルミ等の金属箔若しくは金属板を用いることもでき、これらの製造方法は電解法でもよいし、圧延法でもよい。
【０１０３】
また、フィルム状接着剤又はフィルム状接着剤付き銅箔は、支持材としてのベースフィルム上に貼り合わされた後、貼り合わされていないもう一方の面を、保護材としてのフィルムで覆い、ロール状に巻き取って保存することもできる。この際に用いられる保護材としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、離型紙等が挙げられ、この保護材の厚みについては例えば１０〜１００μｍの範囲内とするのが一般的である。
【０１０４】
樹脂組成物は、必須成分である（イ）及び（ロ）成分及び任意成分である（ハ）及び（ｂ）成分のほかに、フィルム状接着剤又はフィルム状接着剤付き銅箔若しくは銅板とした際の可とう性向上の観点から、必要に応じて、ビスフェノ−ル型フェノキシ樹脂を添加することができる。具体的には、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂、ビフェニル型フェノキシ樹脂、フルオレン型フェノキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂等が挙げられる。使用するビスフェノ−ル型フェノキシ樹脂の重量平均分子量は、例えば１０,０００〜２００,０００が好ましく、２０,０００〜１００,０００であることがより好ましい。重量平均分子量が１０,０００より小さいと、樹脂組成物としての耐熱性、機械的強度、可とう性の低下を招くことがあり、２００,０００より大きいと有機溶剤への溶解性、エポキシ樹脂、硬化剤との相溶性等の作業性の低下を招くことがあり、加えて、ワニスとしての粘度、またはフィルム状接着剤としての溶融粘度が増大して、絶縁樹脂接着層２７としての加工性や接着性が低下したり、表面状態が悪くなったりすることがある。尚、ここでの重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）測定によるポリスチレン換算の値である。
【０１０５】
このビスフェノ−ル型フェノキシ樹脂の含有率については、樹脂組成物の不揮発成分当たり、例えば６０重量％以下が好ましく、３０重量％以下がより好ましい。ビスフェノ−ル型フェノキシ樹脂の含有率が６０重量％より多くなると有機溶剤への溶解性が低下したり、（イ）エポキシ樹脂や（ハ）硬化剤との相溶性等の作業性の低下を招くことに加えて、ワニスとしての粘度やフィルム状接着剤としての溶融粘度が増大して、絶縁樹脂接着層２７としての加工性、接着性が低下したり、表面状態が悪くなったりする。場合によっては耐熱性の低下を招く傾向になる。
【０１０６】
また、樹脂組成物には、フィルム状接着剤又はフィルム状接着剤付き銅箔若しくは銅板とした際のフィルム支持性向上や絶縁樹脂接着層２７としての低弾性化等の観点から、必要に応じて、ゴム成分を添加することができる。このようなゴム成分としては、例えばポリブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、変性アクリロニトリル−ブタジエンゴム、アクリルゴム等が挙げられる。使用するゴムの重量平均分子量については、例えば１０,０００〜１，０００,０００、好ましくは２０,０００〜５００,０００であるのがよい。重量平均分子量が１０,０００より小さいと樹脂組成物として、耐熱性、機械的強度、可とう性の低下を招くのに加えて、硬化前段階でのフィルム支持性の低下を招くことがある。重量平均分子量が１，０００,０００より大きいと有機溶剤への溶解性、エポキシ樹脂、硬化剤との相溶性等の作業性の低下を招くことがあるのに加えて、ワニスとしての粘度、またはフィルム状接着剤としての溶融粘度が増大して、絶縁樹脂接着層２７としての加工性や接着性が低下したり、表面状態が悪くなったりする場合がある。なお、ここでの重量平均分子量は、ＧＰＣ測定によるポリスチレン換算の値である。これらのゴムは１種又は２種以上を用いることができる。また、ゴム成分として用いるゴムの純度については、耐電圧特性、耐湿信頼性向上の観点から、イオン性不純物の少ないものがよい。
【０１０７】
また、樹脂組成物には、ボイド低減や平滑性向上等の観点から、必要に応じて、例えばフッ素系、シリコーン系等の消泡剤、レベリング剤等を添加することができる。また、第１の金属箔層２５及び第２の金属箔層２９等の部材との密着性向上の観点から、樹脂組成物にシランカップリング剤、熱可塑性オリゴマー等の密着性付与剤を添加することができる。
【０１０８】
更には、樹脂組成物には、（ｂ）成分としてのアルミナ粉末以外の充填剤として、必要に応じて、アルミナ以外の無機充填剤、有機充填剤を添加してもよい。この場合の無機充填剤としては、例えばシリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等を例に挙げることができ、また、有機充填剤としては、例えばシリコンパウダー、ナイロンパウダー、アクリロニトリル-ブタジエン系架橋ゴム等を例に挙げることができる。これらの充填剤についてはその１種又は２種以上を用いることができる。
【０１０９】
更にまた、樹脂組成物には、必要に応じて、フタロシアニン・グリーン、フタロシアニン・ブルー、カーボンブラック等の着色剤を配合することができる。
【０１１０】
＜エッチング工程＞
次に、図５に示すように、両面金属張積層体４０の一方の側の金属箔（図５では、金属箔２５Ａ）を、エッチングによって所定のパターンに加工する。すなわち、両面金属張積層体４０の片側の面の金属箔２５Ａをエッチングにより部分的に除去し、複数のパターン化金属箔２５Ｂを形成する。エッチングは、フォトリソグラフィー技術を利用して実施できる。例えば、まず、両面金属張積層体の金属箔２５Ａに所定のレジストパターンを形成する。次に、塩化第二鉄又は塩化第二銅を主成分とする水溶液等のエッチング液を用いて露出した部分の金属箔２５Ａをエッチングし、その後レジストを剥離すればよい。
【０１１１】
エッチングは、積層構造体３に加工した場合に第１の金属箔層２５となるパターン化金属箔２５Ｂの外側（つまり、周囲）に、樹脂フィルム２７Ａが露出するように行う。樹脂フィルム２７Ａの露出部分は、次の工程で樹脂フィルム２７Ａと金属箔２９Ａを切断する際の切断部位となる。
【０１１２】
＜切断工程＞
次に、図６に示すように、エッチングによって片側の金属箔２５Ａが除去された領域内で、積層された樹脂フィルム２７Ａと金属箔２９Ａを切断し、少なくとも一つのパターン化金属箔２５Ｂを含む複数の積層体５０に分割する。切断の方法は、特に制限はなく、例えばプレス打ち抜き、回転ソー、ウォータージェット等を用いて行うことができる。
【０１１３】
このようにして、小片樹脂フィルム２７Ｂと、この小片樹脂フィルム２７Ｂの片側の面に張り合わされた小片金属箔２９Ｂと、もう一方の面に張り合わされたパターン化金属箔２５Ｂと、を備えた複数の積層体５０が形成される。なお、一つの小片樹脂フィルム２７Ｂ上には、分離した２つ以上のパターン化金属箔２５Ｂが形成されていてもよい。
【０１１４】
また、積層構造体３をパワーモジュールに組み込んだ場合に、絶縁樹脂接着層２７が十分な絶縁性能と耐圧性能を確保できるようにするために、切り出された積層体５０の横断方向（ここでは、積層方向に直交する方向を意味する）において、パターン化金属箔２５Ｂの端部と、小片樹脂フィルム２７Ｂの端部との間の距離（沿面距離）Ｌを十分に確保することが必要である。沿面距離Ｌは、パワーモジュールの種類や大きさ、半導体素子１とスペーサー３３との間の電圧などに応じて決定することができるが、例えば１ｍｍ以上２０ｍｍ以下とすることが好ましく、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることがより好ましい。このように、本実施の形態では、金属箔２５Ａのエッチングと、樹脂フィルム２７Ａの切断によって、十分な絶縁性能を確保するための沿面距離Ｌを自由に調節できる。また、エッチングや切断は、高精度なフォトリソグラフィー技術と切断技術により可能であるため、プレス加工での位置決めにより沿面距離Ｌの精度が左右されていた従来方法に比べて、沿面距離Ｌをより高精度に規定できる。
【０１１５】
＜接合工程＞
ここからの工程では、一つの積層体５０を例に挙げて説明する。接合工程では、図７Ａ〜７Ｃに示すように、積層体５０に、リードフレーム２１となる金属板２１Ａと、スペーサー３３となる金属板３３Ａを接合する。この工程では、例えば図７Ａに示すように、積層体５０の上下両側に金属板２１Ａ及び金属板３３Ａを位置合わせして配置し、これら３つを同時に接合してもよい。また、図７Ｂに示すように、まず積層体５０と金属板２１Ａを接合した後、金属板３３Ａを接合してもよい。あるいは、図７Ｃに示すように、まず積層体５０と金属板３３Ａを接合した後、金属板２１Ａを接合してもよい。図７Ａ〜図７Ｃは、接合の順序が異なるだけで接合方法は同じであり、いずれもハンダ付け、金属系接着剤等による金属接合技術によって実施できる。接合工程の回数を省略できるという観点では、図７Ａに示すように金属板２１Ａと積層体５０と金属板３３Ａを同時に接合することが好ましい。
【０１１６】
積層体５０と、金属板２１Ａ及び金属板３３Ａを接合する工程では、図７Ａ〜７Ｃに示すように、対向する接合面のどちらかにハンダペースト２３Ａ，３１Ａを塗布し、加熱して張り合わせる。なお、図７Ｂ及び図７Ｃに示す場合は、金属板２１Ａ−積層体５０間、及び積層体５０−金属板３３Ａ間に介在させるハンダの融点を変えて、融点の高いハンダから先に接合するようにすることが好ましい。この場合、相対的に高融点のハンダ材料としては、例えば、ニホンハンダ株式会社製のＰＦ３０５（商品名）（融点；２２０℃）、同ＦＮＳ（商品名）（融点；２１９℃）、同Ｏ３（商品名）（融点；２２１℃）、同２４（商品名）（融点；２４０℃）、タムラ化研株式会社製のＴＦＬ−２０４−ＳＩＳ（商品名）（融点；２２０℃）、同ＴＦＬ−２０４−１５１（商品名）（融点；２２０℃）、同ＴＦＬ−２０４−ＭＤＳ（商品名）（融点；２１３℃）、株式会社日本スペリア製のＳＮ１００Ｃ  Ｐ８００（商品名）（融点；２２７℃）、同ＳＮ１００ＣＬ（商品名）（融点；２２７℃）等、相対的に低融点のハンダ材料としては、例えば、タムラ化研株式会社製のＴＦＬ−８０１−１７（商品名）（融点；１９５〜２０９℃）、同ＴＦＬ−４０１−１１（商品名）（融点；１３９℃）、株式会社日本スペリア社製のＢ１５７（商品名）（融点；１３９℃）、同ＳＮ８８（商品名）（融点；１９８〜２１０℃）等を用いることができる。
【０１１７】
以上のようにして、リードフレーム２１と、接合層２３と、第１の金属箔層２５と、絶縁樹脂接着層２７と、第２の金属箔層２９と、接合層３１と、スペーサー３３が、上からこの順に積層された積層体６０が形成される（図８参照）。
【０１１８】
＜実装工程＞
次に、図８に示すように、積層体６０の最上部の金属板２１の上に、例えばＩＧＢＴ素子やＦＷＤ素子などの半導体素子１を接合する。接合方法は、ハンダ付け、ロウ付け等の金属接合技術によって実施できる。図８では、ハンダペースト１７Ａを半導体素子１に塗布して、リードフレーム２１に接合する方法を示している。なお、半導体素子１への配線の接続は常法によって行うことができるので、ここでは説明を省略する。
【０１１９】
以上のようにして、図２に示すように、半導体素子１、接合層１７、リードフレーム２１、接合層２３、第１の金属箔層２５、絶縁樹脂接着層２７、第２の金属箔層２９、接合層３１、スペーサー３３が、上からこの順に積層された積層構造体３を製造することができる。以後は、常法に従い、ヒートシンク１３と接合し、モジュール化することによって、例えばパワーモジュール１００を製造することができる。
【０１２０】
＜変形例＞
以上の工程において、積層体６０を作成せず、半導体素子１と、金属板２１Ａと、積層体５０と、金属板３３Ａとを同時に接合することも可能である。すなわち、上記接合工程と実装工程とを同時に行うことができる。例えば、図９に示したように、半導体素子１、金属板２１Ａ、積層体５０及び金属板３３Ａを、対向する接合面のいずれかにハンダペースト１７Ａ，２３Ａ，３１Ａを塗布した後、位置合わせして配置し、これら４つのパーツを同時に接合してもよい。
【０１２１】
さらに、図７Ａ〜図７Ｃのいずれかの状態で、金属板２１Ａと半導体素子１が接合したものを用いることにより、上記実装工程と接合工程を同時に実施することも可能である。すなわち、図７Ａにおいて、金属板２１Ａに接合層１７を介して半導体素子１が接合されていてもよい。また、図７Ｂにおいて、金属板２１Ａに接合層１７を介して半導体素子１が接合されていてもよい。この場合は、金属板２１Ａと積層体５０とを接合する前、又は接合した後に、半導体素子１を接合することができる。さらに、図７Ｃにおいて、金属板２１Ａに接合層１７を介して半導体素子１が接合されていてもよい。
【０１２２】
以上述べたように、本実施の形態の積層構造体の製造方法では、両面金属張積層体４０を用いることにより、絶縁樹脂接着層とその上下の金属板とのプレス加工による接着を省略できる。つまり、両面金属張積層体４０を用いれば、積層構造体３における他の部材との接合による積層は、金属接合技術のみによって行うことができる。そのため、従来法でのプレス加工の技術課題を回避できるだけでなく、総工数削減も可能となる。
【０１２３】
両面金属張積層体４０の製造は、既に技術的に確立されているプリント基板等の電子材料用途の両面金属張積層体の製造と同じプロセスで実施が可能であり、例えばプレス加工やキャスト法など種々の方法で容易に行うことができる。この工程をプレス加工で行う場合でも、図４に示すように、薄い樹脂フィルム２７Ａと金属箔２５Ａ，２９Ａとの積層プレスとなるため、リードフレーム等の金属板の形状とは無関係に一定の条件で実施できる上、大面積でのプレスであるため、均一な接着が可能であり、圧力むらが生じにくい。また、リードフレーム等の金属板に対して個別にプレス加工を行う従来法に比べて工数も削減できる。さらに、樹脂フィルム２７Ａや金属箔２５Ａ，２９Ａ、さらに両面金属張積層体４０として、調達が容易な市販品を用いることも可能である。特に、市販のプリント基板用金属箔やプリント基板用両面金属張積層体は、金属箔表面に粗化処理、防錆処理がされており、新たにこれらの処理を行う必要がない。また、防錆処理により、積層構造体３が長期に高温にさらされても、Ｃｕイオン等の金属イオンの拡散が起こりにくく、接着力の低下が生じない。
【０１２４】
また、絶縁樹脂接着層２７における沿面距離Ｌの確保は、両面金属張積層体４０のエッチングによる金属箔２５Ａの部分的な除去により行うことができるので、難易度の高いプレス加工による位置ずれなどの問題は起こりえない。すなわち、従来法で個別に条件出しが必要であったプレス工程での沿面距離Ｌの調整は不要になる。しかも、エッチング工程では、フォトリソグラフィー技術を利用できるため、沿面距離Ｌの精度の確保も容易である。
【０１２５】
また、エッチング後の積層体５０と、リードフレーム２１となる金属板２１Ａ、スペーサー３３となる金属板３３Ａとの接合も、小片樹脂フィルム２７Ｂの両面に金属箔（パターン化金属箔２５Ｂ、小片金属箔２９Ｂ）が存在しているため、例えばハンダ付け、ロウ付け等の慣用の金属接合技術により、容易に行うことが出来る。
【０１２６】
以上の優れた特長により、積層構造体３を組み込んだ半導体モジュールの信頼性を高めることができる。
【０１２７】
［第２の実施の形態］
次に、図１０及び図１１を参照しながら、第２の実施の形態にかかる積層構造体とパワーモジュールの構成例について説明する。なお、図１０及び図１１において、第１の実施の形態（図１及び図２）と同じ構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２８】
図１０は、異なる半導体素子が実装されている積層構造体３Ａ，３Ｂを備えたパワーモジュール１０１を示している。例えば、積層構造体３ＡにはＩＧＢＴ素子１Ａが実装されており、積層構造体３ＢにはＦＷＤ素子１Ｂが実装されている。積層構造体３Ａ，３Ｂは、それぞれ基本的に図１に例示したものと同様の構成と機能を有しているが、図１１に拡大して示したように、二つの積層構造体３Ａ，３Ｂにおいて、絶縁樹脂接着層２７、第２の金属箔層２９、接合層３１、スペーサー３３が共通化されている。換言すれば、リードフレーム２１、接合層２３、第１の金属箔層２５は、ＩＧＢＴ素子１Ａ側とＦＷＤ素子１Ｂ側で異なる電気的制御を受ける部分であるため、別々に分離させているが、絶縁樹脂接着層２７より下層は、熱伝導機能が確保できればよいので共有されている。
【０１２９】
このような構造の積層構造体３Ａ，３Ｂは、エッチング工程でのパターン設計で十分な沿面距離Ｌが確保できるようにするとともに、切断工程で切り出される積層体５０がそれぞれ２つのパターン化金属箔２５Ｂを含むように切断する点以外は、第１の実施の形態と同様に製造することができる（図６参照）。積層構造体３Ａ，３Ｂでは、最終的に一枚の小片樹脂フィルム２７Ｂの上に、２つの半導体素子（ＩＧＢＴ素子１Ａ、ＦＷＤ素子１Ｂ）を実装しているが、リードフレーム２１の積層に、プレス加工は必要とせず、ハンダ付けやロウ付けにより容易に接合を行なうことができるため、従来法のような問題は生じない。すなわち、図１１のような構造を、金属板（リードフレーム２１）をプレス加工により絶縁樹脂接着層２７に圧着させることによって製造することは非常に難易度が高いが、両面金属張積層体４０を用いることによって容易に製造できる。なお、共通化された絶縁樹脂接着層２７の上には、２つに限らず、３つ以上の半導体素子でも制約なく簡単に実装できる。このように、絶縁樹脂接着層２７を共有化して複数の半導体素子を容易に実装できることも、両面金属張積層体４０を用いることの大きなメリットである。
【０１３０】
本実施の形態にかかるパワーモジュール１０１及び積層構造体３Ａ及び３Ｂの他の構成及び効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１３１】
［第３の実施の形態］
次に、図１２を参照しながら、本発明の第３の実施の形態にかかる積層構造体を備えたパワーモジュールについて説明する。図１２に示すように、パワーモジュール１０２は、２つの半導体素子として、ＩＧＢＴ素子１ＡとＦＷＤ素子１Ｂを備えている。ＩＧＢＴ素子１Ａは、接合層１７を介して２つの積層体６０Ａ，６０Ｃに上下から挟持されるように実装されている。ＦＷＤ素子１Ｂは、接合層１７を介して２つの積層体６０Ｂ，６０Ｄに上下から挟持されるように実装されている。
【０１３２】
積層体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄの構成は、第１の実施の形態の図８に示したものと同様であるが、積層体６０Ａと６０Ｂ、積層体６０Ｃと６０Ｄにおいて、それぞれ伝熱金属層としてのスペーサー３３Ｃ，３３Ｄが共通化されている。スペーサー３３Ｃ，３３Ｄは、第１及び第２の実施の形態よりも大型に形成されており、互いに対向するように配置されている。スペーサー３３Ｃ，３３Ｄは、図示しない放熱部材としてのヒートシンクへの熱伝導を媒介するように構成されている。なお、積層体６０Ａと６０Ｂ、積層体６０Ｃと６０Ｄのそれぞれに、個別にスペーサー３３を設けることもできる。
【０１３３】
４つの積層体６０Ａ〜６０Ｄの製造方法は、第１の実施の形態と同様である。そして、最終的にＩＧＢＴ素子１Ａを介して２つの積層体６０Ａ，６０Ｃを、また、ＦＷＤ素子１Ｂを介して積層体６０Ｂ，６０Ｄを、上下が逆になるように配置して接合することによって図１２に示すような上下対称な構造にすることができる。
【０１３４】
パワーモジュール１０２では、ＩＧＢＴ素子１Ａ、ＦＷＤ素子１Ｂ及び積層体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄを間に挟むように、大型のスペーサー３３Ｃ，３３Ｄを配置し、モールド樹脂７１によって封止することにより、モジュール化されている。このような両面冷却構造のパワーモジュール１０２は、ＩＧＢＴ素子１ＡとＦＷＤ素子１Ｂの上下に設けられた放熱構造によって、素子の冷却効率に優れており、パワーモジュールとしての動作信頼性をさらに向上させることができる。
【０１３５】
本実施の形態にかかるパワーモジュール１０２の他の構成及び効果は、第１の実施の形態と同様である。
【実施例】
【０１３６】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例において、特にことわりのない限り各種測定、評価は下記によるものである。
【０１３７】
本実施例に用いた略号を以下に示す。ｍ-ＴＢ：2,２'-ジメチル-4,4'-ジアミノビフェニルＴＰＥ-Ｒ：1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼンＢＡＰＰ：2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパンＰＭＤＡ：ピロメリット酸二無水物ＢＰＤＡ：３,３',４,４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
ＤＭＡｃ：Ｎ,Ｎ-ジメチルアセトアミド
【０１３８】
［熱伝導率］  所定量のエポキシ樹脂のフィルム状接着剤を用いて、圧縮プレス成形機にて１８０℃で１０分加熱し、プレスから取り出した後、さらに乾燥機中にて１８０℃で５０分加熱することにより、直径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円盤状試験片を得た。この試験片を、英弘精機製ＨＣ−１１０を用いて、定常法により熱伝導率を測定した。
【０１３９】
［厚さ方向熱伝導率（λｚ）］
測定対象のポリイミドフィルム（絶縁フィルム、以下同じ）を２０ｍｍ×２０ｍｍのサイズに切り出し、レーザーフラッシュ法による厚さ方向の熱拡散率（ブルカー・エイエックスエス製ＬＦＡ  ４４７  Ｎａｎｏｆｌａｓｈ装置）、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）による比熱、気体置換法による密度をそれぞれ測定し、これらの結果をもとに熱伝導率を算出した。
【０１４０】
［熱膨張係数（ＣＴＥ）］
３ｍｍ×１５ｍｍのサイズの絶縁フィルムを、熱機械分析(ＴＭＡ)装置にて５gの荷重を加えながら一定の昇温速度（２０℃/ｍｉｎ）で３０℃から２６０℃の温度範囲で引張り試験を行い、温度に対する絶縁フィルムの伸び量から線熱膨張係数（ｐｐｍ／Ｋ）を測定した。
【０１４１】
［ガラス転移温度(Ｔｇ)］
絶縁フィルム（１０ｍｍ×２２．６ｍｍ）を動的熱機械分析装置にて２０℃から５００℃まで５℃／分で昇温させたときの動的粘弾性を測定し、ガラス転移温度（tanδ極大値：℃）を求めた。
【０１４２】
［引き裂き伝播抵抗］
６３．５ｍｍ×５０ｍｍの絶縁フィルムを準備し、試験片に長さ１２．７ｍｍの切り込みを入れ、東洋精機製の軽荷重引き裂き試験機を用い測定した。
【０１４３】
［接着強度］
接着力は、テンションテスターを用い、幅１ｍｍの銅張品の樹脂側を両面テープによりアルミ板に固定し、銅を１８０°方向に５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で剥離してピール強度を求めた。
【０１４４】
［反り］
目視にて金属―絶縁樹脂積層体（サイズ１０ｃｍ×１０ｃｍ）の反り状況を判断した。反りが１０ｍｍ未満で平坦なものは○（良好）とし、１０ｍｍ以上曲がるものは×（不良）とした。
【０１４５】
［半田耐熱性］
金属―絶縁樹脂基板を所定形状で回路加工を行い、４００℃を上限として各温度の半田浴に３０秒漬け膨れを確認した。膨れが生じていない温度を半田耐熱温度とした。
【０１４６】
［耐電圧］
両面に銅箔を有する金属−絶縁樹脂基板を５ｃｍ×５ｃｍのサイズでカットし、片側の銅箔を直径２ｃｍ円状に加工し、不要部分は銅箔エッチング液で除去した。ＪＩＳ  Ｃ２１１０に基づき、ＫＩＫＵＳＵＩ製ＴＯＳ  ５１０１装置にて、段階昇圧法により、絶縁油中にて耐電圧を測定した。０．２ｋＶ刻みで電圧をステップ上昇させ、各電圧において２０秒保持し、漏れ電流８．５ｍＡとし、破壊した電圧の一つ前の値を初期耐電圧とした。
サンプルを１２０℃／９５ＲＨ％湿度の環境に２４時間保持後、測定した耐電圧を湿熱後耐電圧とした。
【０１４７】
［外観］
金属―絶縁樹脂基板の金属層を除去した絶縁層表面の目視による判断を行った。表面に凝集体があり、凹凸が生じたサンプルは×（不良）とし、平滑なものは○（良好）とした。
【０１４８】
合成例１
窒素気流下で、ｍ−ＴＢ（１２．７３ｇ、０．０６０ｍｏｌ）及びＴＰＥ−Ｒ（１．９５ｇ、０．００７ｍｏｌ）を３００ｍｌのセパラブルフラスコの中で攪拌しながら溶剤ＤＭＡｃ１７０ｇ中に溶解させた。次いで、ＰＭＤＡ（１１．４６ｇ、０．０５３ｍｏｌ）、ＢＰＤＡ（３．８６ｇ、０．０１３ｍｏｌ）を加えた。その後、溶液を室温で３時間攪拌を続けて重合反応を行い、茶褐色の粘稠なポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ１）を得た。
【０１４９】
合成例２
窒素気流下で、ＢＡＰＰ（１５．０２ｇ、０．０３７ｍｏｌ）を３００ｍｌのセパラブルフラスコの中で攪拌しながら溶剤ＤＭＡｃ１７０ｇ中に溶解させた。次いで、ＰＭＤＡ（１７．７３ｇ、０．０３５ｍｏｌ）、ＢＰＤＡ（０．５５ｇ、０．００２ｍｏｌ）を加えた。その後、溶液を室温で３時間攪拌を続けて重合反応を行い、茶褐色の粘稠なポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ２）を得た。
【０１５０】
合成例３
窒素気流下で、ｍ−ＴＢ（１０．３８ｇ、０．０４９ｍｏｌ）及びＤＡＰＥ（８．０１ｇ、０．０４０ｍｏｌ）を５００ｍｌのセパラブルフラスコの中で攪拌しながら溶剤ＤＭＡｃ２６２．５０ｇ中に溶解させた。次いで、ＰＭＤＡ（１９．１０ｇ、０．０８８ｍｏｌ）を加えた。その後、溶液を室温で3時間攪拌を続けて重合反応を行い、茶褐色の粘稠なポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ３）を得た。
【０１５１】
合成例４
窒素気流下で、ＢＡＰＰ（２３．２０ｇ、０．０５７ｍｏｌ）を５００ｍｌのセパラブルフラスコの中で攪拌しながら溶剤ＤＭＡｃ２６４ｇ中に溶解させた。次いで、ＰＭＤＡ（１１．９４７３ｇ、０．０５４８ｍｏｌ）、ＢＰＤＡ（０．８４８２ｇ、０．００２９ｍｏｌ）を加えた。その後、溶液を室温で３時間攪拌を続けて重合反応を行い、茶褐色の粘稠なポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ４）を得た。
【０１５２】
作製例１  固形分濃度１５ｗｔ％のポリアミド酸樹脂溶液(Ｐ１)２００重量部と、板状フィラーとして窒化ホウ素（電気化学工業（株）社製、商品名：ＨＧＰＥ、鱗片形状、平均長径４．５μｍ）を分級機により３０μｍ以上の粒子を取除いたもの１５重量部と、球状フィラーとしてアルミナ（住友化学（株）社製、商品名：ＡＡ−３、球状、平均粒子径３μｍ）１５重量部とを均一になるまで遠心攪拌機で混合し、熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ１’）を得た。このポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ１’）を硬化後の厚みが２５μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去した。その後、１３０〜３６０℃の温度範囲で、段階的に３０分かけて昇温加熱して、防錆処理を施した厚さ１２μｍの電解銅箔上にポリイミド樹脂中に熱伝導性フィラーが分散した絶縁層を形成し、中間体１を作製した。この絶縁層における窒化ホウ素及びアルミナの含有量は各２５ｗｔ％である。すなわち、絶縁層中における熱伝導性フィラーの合計の重量分率は５０ｗｔ％である。また、熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ１’）には、２５μｍ以上の熱伝導性フィラーは含有されていなかった。この中間体１における絶縁層の構成を表１に示す。
【０１５３】
得られた中間体１における絶縁層（フィルム）の特性を評価するために銅箔をエッチング除去して絶縁フィルム（Ｆ１）を作製し、ＣＴＥ、引き裂き伝播抵抗、ガラス転移温度、熱伝導率をそれぞれ評価した。結果を表２に示す。更に、中間体１の特性評価結果を表３に示した。
【０１５４】
得られた中間体１のフィルム面に金属原料が成膜されるように、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置にセットし、槽内を３×１０−４Ｐａまで減圧した後、アルゴンガスを導入し真空度を２×１０−１Ｐａとし、ＲＦ電源にてプラズマを発生した。このプラズマにてニッケル：クロムの合金層[比率８：２、９９．９ｗｔ％、以下、ニクロム層（第一スパッタリング層）]が膜厚３０ｎｍとなるように成膜した。ニクロム層を成膜した後、同一雰囲気にて、このニクロム層上にさらにスパッタリングにより銅（９９．９９wt％）を０．２μｍ成膜して第二スパッタリング層を得た。次いで、上記スパッタ膜（第二スパッタリング層）を電極として電解めっき浴にて１２μｍ厚の銅めっき層を形成した。電解めっき浴としては、硫酸銅浴（硫酸銅１００ｇ／Ｌ、硫酸２２０ｇ／Ｌ、塩素４０ｍｇ／Ｌ、アノードは含りん銅）を使用し、電流密度２．０Ａ／ｄｍ２にてめっき膜を形成した。めっき後には十分な蒸留水で洗浄し乾燥を行った。このようにして両面金属の中間体１’を作製した。
【０１５５】
作製例２
固形分濃度１５ｗｔ％のポリアミド酸樹脂溶液(Ｐ１)２００重量部と、板状フィラーとして窒化ホウ素（昭和電工（株）社製、商品名：ＵＨＰ−１、鱗片形状、平均長径８μｍ）を分級機により２５μｍ以上の粒子を取除いたもの１５重量部と、球状フィラーとしてアルミナ（住友化学（株）社製、商品名：ＡＡ−３、球状、平均粒子径３μｍ）１５重量部とを均一になるまで遠心攪拌機で混合し、熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ１”）を得た。
【０１５６】
作製例１で用いたと同じ銅箔上に、フィラーを配合していないポリアミド酸樹脂溶液(Ｐ２)を硬化後の厚みが２μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去した。次に、その上に、上記の熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ１”）を硬化後の厚みが２1μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去した。さらに、その上にフィラーを配合していないポリアミド酸樹脂溶液(Ｐ２)を硬化後の厚みが２μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去し、その後、１３０〜３６０℃の温度範囲で、段階的に３０分かけて昇温加熱して、銅箔上に３層のポリイミド層からなる絶縁層を有する中間体２を作製した。この中間体２における絶縁層の構成を表１に示す。
【０１５７】
得られた中間体２における絶縁層（フィルム）の特性を評価するために銅箔をエッチング除去して絶縁フィルム（Ｆ２）を作製し、ＣＴＥ、引き裂き伝播抵抗、ガラス転移温度、熱伝導率をそれぞれ評価した。結果を表２に示す。更に、中間体２の特性評価結果を表３に示した。
【０１５８】
得られた中間体２のフィルム面に金属原料が成膜されるように、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置にセットし、槽内を３×１０−４Ｐａまで減圧した後、アルゴンガスを導入し真空度を２×１０−１Ｐａとし、ＲＦ電源にてプラズマを発生した。このプラズマにてニッケル：クロムの合金層[比率８：２、９９．９ｗｔ％、以下、ニクロム層（第一スパッタリング層）]が膜厚３０ｎｍとなるように成膜した。ニクロム層を成膜した後、同一雰囲気にて、このニクロム層上にさらにスパッタリングにより銅（９９．９９wt％）を０．２μｍ成膜して第二スパッタリング層を得た。次いで、上記スパッタ膜（第二スパッタリング層）を電極として電解めっき浴にて１２μｍ厚の銅めっき層を形成した。電解めっき浴としては、硫酸銅浴（硫酸銅１００ｇ／Ｌ、硫酸２２０ｇ／Ｌ、塩素４０ｍｇ／Ｌ、アノードは含りん銅）を使用し、電流密度２．０Ａ／ｄｍ２にてめっき膜を形成した。めっき後には十分な蒸留水で洗浄し乾燥を行った。このようにして両面金属の中間体２’を作製した。
【０１５９】
作製例３
固形分濃度１２．５ｗｔ％のポリアミド酸溶液(Ｐ３)７２．７１ｇと、板状フィラーとして窒化ホウ素（電気化学工業（株）社製、商品名：ＳＰ−３’、鱗片形状、平均長径２．２μｍ）を分級機により１１μｍを超える粒子を取除いたもの７．４９ｇと、球状フィラーとしてアルミナ（住友化学（株）社製、商品名：ＡＡ−３、球状、平均粒子径３μｍ、最大粒子径１１μｍ）１９．８０ｇとを均一になるまで遠心攪拌機で混合し、熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ３’）を得た。
【０１６０】
防錆処理を施した厚さ３５μｍの電解銅箔上に、フィラーを配合していないポリアミド酸樹脂溶液(Ｐ４)を硬化後の厚みが１．５μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去した。次に、その上に、上記の熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ３’）を硬化後の厚みが２１μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去した。さらに、その上にフィラーを配合していないポリアミド酸樹脂溶液(Ｐ４)を硬化後の厚みが１．５μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去し、その後、１３０〜３００℃の温度範囲で、段階的に２０分かけて昇温加熱して、銅箔上に３層のポリイミド層からなる絶縁層を有する中間体３を作製した。この中間体３における絶縁層の構成を表４に示す。
【０１６１】
得られた中間体３における絶縁層（フィルム）の特性を評価するために銅箔をエッチング除去して絶縁フィルム（Ｆ３）を作製し、ＣＴＥ、引き裂き伝播抵抗、ガラス転移温度、熱伝導率をそれぞれ評価した。結果を表５に示す。更に、中間体３における絶縁層と銅箔との接着強度を表６に示す。
【０１６２】
また、得られた中間体３の耐熱樹脂層の上に作製例１で用いたのと同じ、厚さ１２μｍの電解銅箔を最高３８０℃の温度でプレスを行い、両面金属の中間体３’を得た。これを耐電圧測定に使用した。結果を表６に示す。
【０１６３】
作製例４
固形分濃度１２．０ｗｔ％のポリアミド酸溶液(Ｐ４)７４．５４ｇと、板状フィラーとして窒化ホウ素（電気化学工業（株）社製、商品名：ＳＰ−３’、鱗片形状、平均長径２．２μｍ）を分級機により１１μｍを超える粒子を取除いたもの９．２２ｇと、球状フィラーとしてアルミナ（住友化学（株）社製、商品名：ＡＡ−３、球状、平均粒子径３μｍ、最大粒子径１１μｍ）１６．２４ｇとを均一になるまで遠心攪拌機で混合し、熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ４’）を得た。
【０１６４】
防錆処理を施した厚さ３５μｍの電解銅箔上に、フィラーを配合していないポリアミド酸樹脂溶液(Ｐ４)を硬化後の厚みが１．５μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去した。次に、その上に、上記の熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ４’）を硬化後の厚みが２１μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去した。さらに、その上にフィラーを配合していないポリアミド酸樹脂溶液(Ｐ４)を硬化後の厚みが１．５μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去し、その後、１３０〜３００℃の温度範囲で、段階的に２０分かけて昇温加熱して、銅箔上に３層のポリイミド層からなる絶縁層を有する中間体４を作製した。この中間体４における絶縁層の構成を表４に示す。
【０１６５】
得られた中間体４における絶縁層（フィルム）の特性を評価するために銅箔をエッチング除去して絶縁フィルム（Ｆ４）を作製し、ＣＴＥ、引き裂き伝播抵抗、ガラス転移温度、熱伝導率をそれぞれ評価した。結果を表５に示す。更に、中間体４における絶縁層と銅箔との接着強度を表６に示す。
【０１６６】
また、得られた中間体４の耐熱樹脂層の上に作製例１で用いたのと同じ、厚さ１２μｍの電解銅箔を最高３８０℃の温度でプレスを行い、両面金属の中間体４’を得た。これを耐電圧測定に使用した。結果を表６に示す。
【０１６７】
作製例５
固形分濃度１２．５ｗｔ％のポリアミド酸溶液(Ｐ３)５７．６０ｇと、板状フィラーとして窒化ホウ素（電気化学工業（株）社製、商品名：ＳＰ−３’、鱗片形状、平均長径２．２μｍ）を分級機により１１μｍを超える粒子を取除いたもの１５．７ｇと、球状フィラーとしてアルミナ（住友化学（株）社製、商品名：ＡＡ−３、球状、平均粒子径３μｍ、最大粒子径１１μｍ）３．１ｇとを均一になるまで遠心攪拌機で混合し、熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ３”）を得た。
【０１６８】
防錆処理を施した厚さ３５μｍの電解銅箔上に、フィラーを配合していないポリアミド酸樹脂溶液(Ｐ４)を硬化後の厚みが１．５μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去した。次に、その上に、上記の熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ３”）を硬化後の厚みが２３μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去した。さらに、その上にフィラーを配合していないポリアミド酸樹脂溶液(Ｐ４)を硬化後の厚みが１．５μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去し、その後、１３０〜３００℃の温度範囲で、段階的に２０分かけて昇温加熱して、銅箔上に３層のポリイミド層からなる絶縁層を有する中間体５を作製した。この中間体における絶縁層の構成を表４に示す。
【０１６９】
得られた中間体５における絶縁層（フィルム）の特性を評価するために銅箔をエッチング除去して絶縁フィルム（Ｆ５）を作製し、ＣＴＥ、引き裂き伝播抵抗、ガラス転移温度、熱伝導率をそれぞれ評価した。結果を表５に示す。更に、中間体５における絶縁層と銅箔との接着強度を表６に示す。
【０１７０】
また、得られた中間体５の耐熱樹脂層の上に作製例１で用いたのと同じ、厚さ１２μｍの電解銅箔を最高３８０℃の温度でプレスを行い、両面金属の中間体５’を得た。これを耐電圧測定に使用した。結果を表６に示す。
【０１７１】
作製例６
固形分濃度１２．５ｗｔ％のポリアミド酸溶液(Ｐ３)７９．５ｇと、板状フィラーとして窒化ホウ素（電気化学工業（株）社製、商品名：ＳＰ−３’、鱗片形状、平均長径２．２μｍ）を分級機により１１μｍを超える粒子を取除いたもの８．４ｇと、球状フィラーとして窒化アルミニウム（トクヤマ（株）社製、商品名：ＡｌＮ−Ｈ、球状、平均粒子径１．１μｍ）１２．０９ｇとを均一になるまで遠心攪拌機で混合し、熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ３'''）を得た。
【０１７２】
防錆処理を施した厚さ３５μｍの電解銅箔上に、上記の熱伝導性フィラーを含有するポリアミド酸樹脂溶液（Ｐ３'''）を硬化後の厚みが２５μｍとなるように塗布し、１３０℃で加熱乾燥し溶剤を除去した。その後、１３０〜３００℃の温度範囲で、段階的に２０分かけて昇温加熱して、銅箔上に１層のポリイミド層からなる絶縁層を有する中間体６を作製した。この中間体６における絶縁層の構成を表４に示す。
【０１７３】
得られた中間体６における絶縁層（フィルム）の特性を評価するために銅箔をエッチング除去して絶縁フィルム（Ｆ６）を作製し、ＣＴＥ、引き裂き伝播抵抗、ガラス転移温度、熱伝導率をそれぞれ評価した。結果を表５に示す。更に、中間体６における絶縁層と銅箔との接着強度を表６に示す。
【０１７４】
また、得られた中間体６の耐熱樹脂層の上に防錆処理を施した厚さ１２μｍの電解銅箔を最高３８０℃の温度でプレスを行い、両面金属の中間体６’を得た。これを耐電圧測定に使用した。結果を表６に示す。
【０１７５】
【表１】
2011211190.tif 000005
【０１７６】
【表２】
2011211190.tif 000006
【０１７７】
【表３】
2011211190.tif 000007
【０１７８】
【表４】
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【０１７９】
【表５】
2011211190.tif 000009
【０１８０】
【表６】
2011211190.tif 000010
【０１８１】
［実施例１］
エポキシ高熱伝導樹脂接着シート（新日鐵化学株式会社製、商品名；ＮＥＸ１６０、樹脂組成物の固形分当たりのアルミナ含有率９３重量％、厚み１２０μｍ、熱伝導率６Ｗ／ｍｋ）を１５０ｍｍ×１５０ｍｍに切断し、支持基材から剥離して、Ｂステージ状態のエポキシ樹脂フィルムを準備した。このフィルムを１５０ｍｍ×１５０ｍｍに切断した２枚の銅箔（古河電気工業株式会社製、商品名；Ｆ２ＷＳ−１８、厚さ１８μｍ、フィルムと接する面の表面粗度Ｒｚ＝３．０）で挟み、大気下、温度１８０℃、圧力４ＭＰａ、時間１０分間の条件で熱圧着後、１８０℃、６０分間の熱オーブンによる加熱硬化を行い、銅箔層２０１ａ、絶縁層２０１ｂ、及び銅箔層２０１ｃから構成される積層板２０１を作製した。このときの熱圧着は、２組のクッション材（クラフト紙２枚を、１．８ｍｍ厚みのステンレス板で挟んだもの）で積層板２０１を挟み、また、クッション材と、積層板２０１における銅箔層２０１ａ面及び銅箔層２０１ｃ面のそれぞれの間に、離型シート（フッ素樹脂含浸クロス、中興化成工業株式会社製、商品名；ファブリック）を挟んで行った。
【０１８２】
次に、積層板２０１にエッチング加工を施し、銅箔層２０１ａ’（縦×横×厚さ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×１８μｍ）を形成した。この銅箔層２０１ａ’より縦横がそれぞれ５ｍｍずつ大きくなるよう絶縁層２０１ｂ’と銅箔層２０１ｃ’を切断し、銅箔層２０１ａ’（縦×横×厚さ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×１８μｍ）、絶縁層２０１ｂ’（縦×横×厚さ＝６０ｍｍ×６０ｍｍ×１２０μｍ）、及び銅箔層２０１ｃ’（縦×横×厚さ＝６０ｍｍ×６０ｍｍ×１８μｍ）から構成される積層板２０１’を作製した（図１３参照）。作製した積層板２０１’の銅箔層２０１ａ’及び銅箔層２０１ｃ’の表面にハンダペースト（タムラ化研株式会社製、商品名；ソルダーペーストＬＦＳＯＬＤＥＲ  ＴＬＦ−２０４−１５１）を全面に塗布した後、それぞれの面に銅板２０１ａ’’（縦×横×厚さ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍ）及び銅板２０１ｃ’’（縦×横×厚さ＝６０ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍ）をそれぞれ重ね合わせ、３１０℃に予め設定した熱風オーブン内で２０分間加熱してハンダペーストを溶解してハンダ接合し、金属張積層板２０１を作製した（図１４参照）。
【０１８３】
［実施例２］
銅箔層２０２ａ（厚さ１８μｍ）、ポリイミド絶縁層２０２ｂ（厚さ２５μｍ）、及び銅箔層２０２ｃ（厚さ１８μｍ）から構成される積層板２０２（新日鐵化学株式会社製、商品名；ＭＢ１８−２５−１８ＣＥＧ、縦×横＝１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）を用意し、実施例１と同様にして、この積層板２０２にエッチング加工及び切断加工を施し、銅箔層２０２ａ’（縦×横×厚さ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×１８μｍ）、絶縁層２０２ｂ’（ポリイミド樹脂層、縦×横×厚さ＝６０ｍｍ×６０ｍｍ×２５μｍ）、及び銅箔層２０２ｃ’（縦×横×厚さ＝６０ｍｍ×６０ｍｍ×１８μｍ）から構成される積層板２０２’を作製した。次に、実施例１と同様にして、作製した積層板２０２’の両面に銅板２０２ａ’’及び銅板２０２ｃ’’をそれぞれハンダ接合して、金属張積層板２０２を作製した。
【０１８４】
［実施例３］
実施例２における積層板２０２の代わりに、作製例１の中間体１’を使用した以外は、実施例２と同様にして、金属張積層板を作製した。なお、エッチング加工は、厚さ１２μｍの銅箔層の側を行った。
【０１８５】
［実施例４］
実施例２における積層板２０２の代わりに、作製例２の中間体２’を使用した以外は、実施例２と同様にして、金属張積層板を作製した。なお、エッチング加工は、厚さ１２μｍの銅箔層の側を行った。
【０１８６】
［実施例５］
実施例２における積層板２０２の代わりに、作製例３の中間体３’を使用した以外は、実施例２と同様にして、金属張積層板を作製した。なお、エッチング加工は、厚さ１２μｍの銅箔層の側を行った。
【０１８７】
［実施例６］
実施例２における積層板２０２の代わりに、作製例４の中間体４’を使用した以外は、実施例２と同様にして、金属張積層板を作製した。なお、エッチング加工は、厚さ１２μｍの銅箔層の側を行った。
【０１８８】
［実施例７］
実施例２における積層板２０２の代わりに、作製例５の中間体５’を使用した以外は、実施例２と同様にして、金属張積層板を作製した。なお、エッチング加工は、厚さ１２μｍの銅箔層の側を行った。
【０１８９】
［比較例１］
エポキシ高熱伝導樹脂接着シート（新日鐵化学株式会社製、商品名；ＮＥＸ１６０）を６０ｍｍ×６０ｍｍに切断し、支持基材から剥離して、Ｂステージ状態のエポキシ樹脂フィルムを準備した。このフィルムの片側の面に、市販の無酸素銅板２０３（ＪＩＳ  Ｃ１０２０、縦×横×厚さ＝６０ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍ、表面粗化処理なし）を配置し、２枚のＰＥＴフィルムで樹脂側及び銅箔側を挟み込んだ後、真空ラミネート装置を使用し、減圧下、温度１００℃、圧力０．４ＭＰａ、時間１分間の条件で仮圧着を行った。仮貼り付けした無酸素銅板付きエポキシ樹脂フィルムの樹脂側の面の中央部に、サイズの異なる市販の無酸素銅板２０３’（ＪＩＳ  Ｃ１０２０、縦×横×厚さ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍ、表面粗化処理なし）を配置し、大気下、温度１８０℃、圧力４ＭＰａ、時間１０分間の条件で熱圧着した後、１８０℃、６０分間の熱オーブンによる加熱硬化を行い、金属張積層板２０３を作製した。このときの熱圧着は、実施例１と同様にして、クッション材及び離型シートを用いることによって行った。
【０１９０】
［比較例２］
エポキシ高熱伝導樹脂接着シート（新日鐵化学株式会社製、商品名；ＮＥＸ１６０）を６０ｍｍ×６０ｍｍに切断し、支持基材から剥離して、Ｂステージ状態のエポキシ樹脂フィルムを準備した。このフィルムの片側の面に、予めサンドブラスト処理（処理条件；アルミナ＃２２０、エア圧力０．４ＭＰａ）を施した市販の無酸素銅板２０４（ＪＩＳ  Ｃ１０２０、縦×横×厚さ＝６０ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍ、フィルムと接する面の表面粗度Ｒｚ＝３．５）を配置し、２枚のＰＥＴフィルムで樹脂側及び銅箔側を挟み込んだ後、真空ラミネート装置を使用し、減圧下、温度１００℃、圧力０．４ＭＰａ、時間１分間の条件で仮圧着を行った。仮貼り付けした無酸素銅板付きエポキシ樹脂フィルムの樹脂側の面の中央部に、上記と同様のサンドブラスト処理を施したサイズの異なる市販の無酸素銅板２０４’（ＪＩＳ  Ｃ１０２０、縦×横×厚さ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍ、フィルムと接する面の表面粗度Ｒｚ＝３．５）を配置し、大気下、温度１８０℃、圧力４ＭＰａ、時間１０分間の条件で熱圧着した後、１８０℃、６０分間の熱オーブンによる加熱硬化を行い、金属張積層板２０４を作製した。このときの熱圧着は、実施例１と同様にして、クッション材としてクラフト紙２枚をステンレス板で挟んだものを使用し、またクッション材及び離型シートを用いることによって行った。
【０１９１】
［比較例３］
エポキシ高熱伝導樹脂接着シート（新日鐵化学株式会社製、商品名；ＮＥＸ１６０）を６０ｍｍ×６０ｍｍに切断し、支持基材から剥離して、Ｂステージ状態のエポキシ樹脂フィルムを準備した。このフィルムの片側の面に、予めウェットブラスト処理（処理条件；アルミナ＃３２０、エア圧力０．２ＭＰａ）を施した市販の無酸素銅板２０５（ＪＩＳ  Ｃ１０２０、縦×横×厚さ＝６０ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍ、フィルムと接する面の表面粗度Ｒｚ＝２．０）を配置し、２枚のＰＥＴフィルムで樹脂側及び銅箔側を挟み込んだ後、真空ラミネート装置を使用し、減圧下、温度１００℃、圧力０．４ＭＰａ、時間１分間の条件で仮圧着を行った。仮貼り付けした無酸素銅板付きエポキシ樹脂フィルムの樹脂側の面の中央部に、上記と同様のウェットブラスト処理を施したサイズの異なる市販の無酸素銅板２０５’（ＪＩＳ  Ｃ１０２０、縦×横×厚さ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍ、フィルムと接する面の表面粗度Ｒｚ＝２．０）を配置し、大気下、温度１８０℃、圧力４ＭＰａ、時間１０分間の条件で熱圧着した後、１８０℃、６０分間の熱オーブンによる加熱硬化を行い、金属張積層板２０５を作製した。このときの熱圧着は、実施例１と同様にして、クッション材及び離型シートを用いることによって行った。
【０１９２】
［比較例４］
両面銅張ポリイミド積層板（新日鐵化学株式会社製、商品名；ＭＢ１８−２５−１８ＣＥＧ、縦×横＝６０ｍｍ×６０ｍｍ）の両面の銅箔層をエッチングにより除去し、２５μｍの厚みのポリイミドフィルムを得た。このポリイミドフィルムの片側の面に、予めウェットブラスト処理（処理条件；アルミナ＃３２０、エア圧力０．２ＭＰａ）を施した市販の無酸素銅板２０６（ＪＩＳ  Ｃ１０２０、縦×横×厚さ＝６０ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍ、フィルムと接する面の表面粗度Ｒｚ＝２．０）を配置し、また反対側の面に、上記と同様のウェットブラスト処理を施したサイズの異なる市販の無酸素銅板２０６’（ＪＩＳ  Ｃ１０２０、縦×横×厚さ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍ、フィルムと接する面の表面粗度Ｒｚ＝２．０）を樹脂面の中央部に配置した後、大気下、温度３９０℃、圧力１０ＭＰａ、時間２５分間の条件で熱圧着して、金属張積層板２０６を作製した。このときの熱圧着は、金属張積層板２０６における銅板２０６側の面に、クッション材（１枚のザイロンシートを、２枚の１．８ｍｍ厚みのステンレスで挟んだもの）を配置し、クッション材と銅板２０６側の面の間に離型板（前記の両面銅張ポリイミド積層板）を挟み、また、金属張積層板２０６における銅板２０６’側の面に、無酸素銅板（ＪＩＳ  Ｃ１０２０、縦×横×厚さ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍ、表面粗化処理なし）を配置し、無酸素銅板と銅板２０６’側の面の間に、離型板（前記の両面銅張ポリイミド積層板）を挟んで行った。
【０１９３】
作製例７〜作製例１１
エポキシ接着剤フィルム作製のために、樹脂組成物を得るために使用した原料と略号は以下の通りである。
【０１９４】
（Ａ）エポキシ樹脂
エポキシ樹脂（１）：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製、商品名；ＹＤ１２８、エポキシ当量１８９、液状）
【０１９５】
エポキシ樹脂（２）：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製、商品名；ＹＦ−１７０、エポキシ当量１７０、液状）
【０１９６】
エポキシ樹脂（３）：ｏ‐クレゾールノボラックエポキシ樹脂（日本化薬株式会社製、商品名；ＥＯＣＮ−１０２０−５５、エポキシ当量２００、軟化点５５℃）
【０１９７】
（Ｂ）硬化剤
硬化剤（１）：ジシアンアミド（活性水素当量２１）
【０１９８】
硬化剤（２）：フェノールノボラック（群栄化学工業株式会社製、ＰＳＭ−４２６１、フェノール性水酸基当量１０５、軟化点８０℃）
【０１９９】
（Ｃ）硬化促進剤
硬化促進剤（１）：２−エチル−４−イミダゾール
【０２００】
（Ｄ）フェノキシ樹脂
フェノキシ樹脂（１）：ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂（東都化成株式会社製、ＹＰ−５０）
【０２０１】
フェノキシ樹脂（２）：ビスフェノールＡＦ型フェノキシ樹脂（東都化成株式会社製、ＹＰ−７０）
【０２０２】
フェノキシ樹脂（３）：ビスフェノールＳ型フェノキシ樹脂（東都化成株式会社製、ＹＰＳ−００７）
【０２０３】
（Ｅ）アルミナ粉末
表７に示すアルミナ粉末（１）〜（３）を用いた。なお、表中の各項目については、以下に説明する通りにそれぞれ求めた。
【０２０４】
【表７】
2011211190.tif 000011
【０２０５】
［アルミナ粉末の粒子径分布パラメータ］測定対象のアルミナ粉末を、分散媒である０．２ｗｔ％ヘキサメタりん酸ナトリウム溶液に試料濃度が０．０４ｗｔ％になるように計量して混合し、超音波ホモジナイザーを用いて３分間分散させた。このアルミナ分散液を、粒度分布測定装置マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸ(日機装株式会社製)を用いて、波長７８０ｎｍの半導体レーザの照射により得られた散乱光から粒子径分布を測定した。  
【０２０６】
最大粒子径は、前記測定法により得られた粒子径分布において、粒子の全体積を１００％としたとき、粒子径の体積分率の分布カーブにおいて、ある粒子径以上で粒子の分布確率が全て０となるときの粒子径の最小値を示す。  
【０２０７】
平均粒子径Ｄ50は、前記測定法により得られた粒子径分布において、粒子の全体積を１００％としたとき、粒子径の体積分率の累積カーブにおいて５０％累積となるときの粒子径を示す。
【０２０８】
上記で示した原料を用いて、表８に示す割合で配合した。まず、フェノキシ樹脂のみを、攪拌装置付きの容器中にて、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）に攪拌、溶解した。次に、この溶液に、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤を配合し、攪拌、溶解した。その後、ワニス中にアルミナ粉末を配合し、攪拌、分散させ、樹脂組成物ワニスを作製した。この樹脂組成物ワニスを、厚さ５０μｍの離型処理ＰＥＴフィルム（三菱化学株式会社製、商品名；ＭＲ−５０）に、乾燥後の樹脂層の厚さが１５０μｍになるように塗布し、１１０℃で５分乾燥させた後、離型処理ＰＥＴフィルムから剥離することにより、フィルム状接着シート（Ｂステージ状態のエポキシ樹脂フィルム）７〜１１を作製した。なお、表８中の配合量の数値は、重量部を示す。
【０２０９】
【表８】
2011211190.tif 000012
【０２１０】
［実施例８］
実施例１におけるエポキシ高熱伝導樹脂接着シートの代わりに、作製例７で作製したフィルム状接着シート７（熱伝導率１０Ｗ／ｍｋ）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、金属張積層板２０８を作製した。
【０２１１】
［実施例９］
実施例１におけるエポキシ高熱伝導樹脂接着シートの代わりに、作製例８で作製したフィルム状接着シート８（熱伝導率１０Ｗ／ｍｋ）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、金属張積層板２０９を作製した。
【０２１２】
［実施例１０］
実施例１におけるエポキシ高熱伝導樹脂接着シートの代わりに、作製例９で作製したフィルム状接着シート９（熱伝導率１０Ｗ／ｍｋ）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、金属張積層板２１０を作製した。
【０２１３】
［実施例１１］
実施例１におけるエポキシ高熱伝導樹脂接着シートの代わりに、作製例１０で作製したフィルム状接着シート１０（熱伝導率１０Ｗ／ｍｋ）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、金属張積層板２１１を作製した。
【０２１４】
［実施例１２］
実施例１におけるエポキシ高熱伝導樹脂接着シートの代わりに、作製例１１で作製したフィルム状接着シート１１（熱伝導率１０Ｗ／ｍｋ）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、金属張積層板２１２を作製した。
【０２１５】
（金属張積層板の評価）
１）熱圧着後の樹脂フロー（銅端部からの樹脂の盛り上がり）
比較例１〜３においては、いずれも各金属張積層板の製造過程において、サイズの異なる銅板を熱圧着した際に、銅板が絶縁層に押し込まれるのと同時に、絶縁層と接する銅板面の端部に樹脂のフロー（樹脂の盛り上がり）が生じていることを確認した（図１５参照）。比較例４においては、樹脂のフローは確認されなかったが、銅板の絶縁層への沈み込みが確認された。これに対し、実施例１及び２においては、樹脂のフロー又は銅箔層の沈み込みは確認されず、問題はなかった。
【０２１６】
２）絶縁層と銅箔層（又は銅板層）の密着力
比較例１〜４で作製した各金属張積層板を３００℃に予め設定した熱風オーブン内に２０分間放置後、取り出し常温環境下にて急冷することで、チップ実装時の熱衝撃を模擬した。処理後、図１６（ａ）に示すように、絶縁層と銅板層とを剥離し、密着力を確認したところ、比較例１〜４の金属張積層板においては、いずれも容易に引き剥がすことができた。また、引き剥がした絶縁層表面を図１６（ｂ）に示すように目視にて観察したところ、比較例１〜３では、いずれも圧着ムラと考えられる絶縁層側の接着面の変色が確認され、また、大きいサイズの銅板層側における銅板端部の圧着不足が原因と考えられる剥離が確認された。
【０２１７】
実施例１及び２では、各金属張積層板の製造過程におけるハンダ接合時の熱履歴が、チップ装着時の熱衝撃の模擬とできるので、得られた金属張積層板における絶縁層と銅箔層との密着力を評価した。実施例１及び２の金属張積層板においては、いずれもそれぞれの銅箔層側における絶縁層と銅箔層との剥離が困難であり、剥離面はいずれもハンダ接合部であった。つまり、実施例１及び２では、絶縁層と銅箔層との密着性が極めて強固なものであることが確認された。
【０２１８】
以上、本発明の実施の形態を例示の目的で詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に制約されることはない。当業者は本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を成し得、それらも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【０２１９】
１…半導体素子、３…積層構造体、１７…接合層、２１…リードフレーム、２３…接合層、２５…第１の金属箔層、２７…絶縁樹脂接着層、２９…第２の金属箔層、３１…接合層、３３…スペーサー
【図１】
2011211190.tif 000013
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
2011211190.tif 000019
【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
2011211190.tif 000021
【図８】
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【図９】
2011211190.tif 000023
【図１０】
2011211190.tif 000024
【図１１】
2011211190.tif 000025
【図１２】
2011211190.tif 000026
【図１３】
2011211190.tif 000027
【図１４】
2011211190.tif 000028
【図１５】
2011211190.tif 000029
【図１６】
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