(57)【要約】【課題】耐電圧特性、耐湿性に優れた回路基板を得る。【解決手段】この発明に係る回路基板１は、熱伝導シート２と、この熱伝導シート２の一面に設けられた電極３と、熱伝導シート２の他面に設けられたベース板４とを備えている。そして、例えばＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ等の熱可塑性樹脂で封止される回路基板１において、熱伝導シート２の前記一面の電極３を除く領域には、熱可塑性樹脂と接着する例えばガラスエポキシ基板で構成された絶縁スペーサー５が設けられている。【選択図】図２
2008218907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導シートと、
この熱伝導シートの一面に設けられた電極と、
前記熱伝導シートの他面に設けられたベース板とを備え、
樹脂で封止される回路基板において、
前記熱伝導シートの前記一面の前記電極を除く領域には、前記樹脂と接着する絶縁スペーサーが設けられていることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記絶縁スペーサーは、ガラスエポキシ基板で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記絶縁スペーサーは、ガラスエポキシ基板の表面に半硬化プリプレグ層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項４】
前記絶縁スペーサーは、ガラスエポキシ基板の表面がシランカップリング剤処理されていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項５】
前記絶縁スペーサーは、ガラスエポキシ基板とプリプレグの硬化層とが積層された積層体であることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項６】
前記絶縁スペーサーは、ガラスエポキシ基板とプリプレグの硬化層とが積層された積層体の表面に半硬化プリプレグ層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項７】
前記絶縁スペーサーは、ガラスエポキシ基板とプリプレグの硬化層とが積層された積層体の表面に粗化処理された表面加工フィルムが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項８】
前記絶縁スペーサーと前記電極とは、同一厚さであることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項９】
前記絶縁スペーサーの厚みは、前記電極の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の回路基板と、
前記電極上に設けられたパワー半導体素子と、
前記回路基板及び前記パワー半導体素子を封止した前記樹脂とを備えたことを特徴とするパワーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱伝導シートと、この熱伝導シートの一面に設けられた電極と、前記熱伝導シートの他面に設けられたベース板とを備え、樹脂で封止される回路基板に関する。
また、この発明は、回路基板及びパワー半導体素子を樹脂で封止したパワーモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
パワー半導体素子を内部に有するパワーモジュールは、大電流が流れるパワー半導体素子の発熱の影響で温度が上昇しパワー半導体素子の動作が不安定になる。
そこで、これを防ぐために放熱を容易にする構造を採用し、パワーモジュールの温度上昇を抑制している。
【０００３】
一般にパワーモジュールとして採用される封止方法は、主に２種類あげられる。パワー半導体素子等の回路素子が実装された回路基板の上に蓋を被せるケース型と、樹脂封止型の２種類である。ケース型には中空構造や蓋の中に樹脂が注入されているものがある。
樹脂封止の中には２種類あり、トランスファーモールド法とインジェクションモールド法である。トランスファーモールド法は一般に熱硬化性樹脂が用いられ、金型温度を約１８０℃まで上昇させて、温度を維持し硬化させるものである。この方法は熱硬化であるために成形時間が長く、製造に時間を要する。
熱硬化性樹脂の場合、エポキシ樹脂が用いられることが多く、回路基板との接着性は良い場合が多いが、エポキシ樹脂中のフィラー充填量が高い場合や、基板や電極の厚みなどの構成によっては熱硬化性樹脂でも接着性が悪い場合がある。具体的には、樹脂応力の差が発生し、その応力が密着力を上回った場合、樹脂と基板の界面で接着性が悪くなり剥離する場合があり、ヒートサイクル性に問題が発生し、接着性向上の改善策が必要になる。
【０００４】
一方、インジェクションモールド法は、成形時間が短縮される熱可塑性樹脂を用いている。熱可塑性樹脂の場合硬化反応はせずに熱を加えることによって溶融し、冷やすと固化するものである。そのため、短時間で封止を完了することができる。
しかし、熱可塑性樹脂は、一般的に回路基板との接着性が悪く、特に官能基を有しない熱可塑性樹脂の場合、回路基板の表面部材との間で化学結合することができないので、回路基板に対して接着性が悪い。そのため、回路基板の耐電圧性、耐湿性が劣る。
この問題に対しては、回路基板の裏面をダレ面とすることにより熱可塑性樹脂でモールド成形したときに、ダレ面の周辺部にモールド樹脂を回り込ませることで、回路基板とモールド樹脂との接着が強固になり、回路基板がモールド樹脂から離脱するのを防止する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１８３３３号公報（第２頁〜第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このパワーモジュールの場合、回路基板とモールド樹脂との間の接着力が向上し、モールド樹脂が回路基板から離脱するのを防止できるものの、例えば回路基板とモールド樹脂との間で隙間が生じ、その隙間に水分が浸入してしまうことがあった。
また、ダレ面の周辺部にモールド樹脂を回り込ませなければならず、パワーモジュール自体が大型化してしまうという問題点もあった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、耐電圧特性、耐湿性に優れた回路基板、及び耐電圧特性、耐湿性に優れているとともに小型化されたパワーモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る回路基板は、熱伝導シートと、この熱伝導シートの一面に設けられた電極と、前記熱伝導シートの他面に設けられたベース板とを備え、樹脂で封止される回路基板において、前記熱伝導シートの前記一面の前記電極を除く領域には、前記樹脂と接着する絶縁スペーサーが設けられている。
【０００９】
この発明に係るパワーモジュールは、電極上に設けられたパワー半導体素子と、前記回路基板及び前記パワー半導体素子を封止した樹脂とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る回路基板によれば、樹脂との密着性に優れ、優れた耐電圧特性、耐湿性を得ることができる。
また、この発明に係るパワーモジュールによれば、樹脂に対する回路基板の密着性が優れ、耐電圧特性、耐湿性が向上するとともに、小型化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の各実施の形態について説明するが、各図において、同一または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における回路基板１の平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。
【００１２】
この回路基板１は、熱伝導シート２と、この熱伝導シート２の一面に設けられた電極３と、熱伝導シート２の他面に設けられたベース板４と、熱伝導シート２の前記一面の電極３を除く領域に設けられ熱可塑性樹脂からなるモールド樹脂と接着する絶縁スペーサー５とを備えている。
絶縁スペーサー５の厚さと電極３の厚さとは同じ厚さである。
【００１３】
熱伝導シート２は、主に樹脂組成物と無機フィラーで構成されている。樹脂組成物としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーンゴム等の熱硬化性樹脂が用いられる。また、ポリエチレン、ポリイミド、アクリル系の熱可塑性樹脂等を用いてもよい。
また、無機フィラーとしては、良熱伝導性のアルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等が用いられる。また、無機フィラーは、一種類でも２種類以上充填してもよい。
電極３及びベース板４は、例えば銅等の導電性金属で構成されている。
また、絶縁スペーサー５は、例えば熱可塑性樹脂であるＰＰＳ（ポリフェニレンサルファンド）で構成されたモールド樹脂に対して優れた密着性を有するガラスエポキシ基板で構成されている。
なお、絶縁スペーサー５の材料として、絶縁性、及びモールド樹脂に対して優れた密着性を有する例えばポリイミド樹脂等を用いてもよい。
【００１４】
次に、この実施の形態の回路基板１の製造手順について図３を用いて説明する。
先ず、図３（Ａ）に示すように、ベース板４に熱伝導シート２を配置し、圧力を加えながら接着させる。
次に、熱伝導シート２の上に、絶縁スペーサー５を配置し（図３（Ｂ））、引き続き電極３を配置する。
最後に、電極３及び絶縁スペーサー５に圧力をかけながら熱伝導シート２を高温で硬化させることで回路基板１を得ることができる（図３（Ｃ））。
なお、絶縁スペーサー５は、予め電極３が嵌入できる孔６が形成されている。この孔６は、均一な孔寸法が得やすい機械加工や金型打ち抜き加工が望ましい。
【００１５】
この実施の形態の回路基板１によれば、絶縁スペーサー５は、例えば熱可塑性樹脂であるＰＰＳ（ポリフェニレンサルファンド）に対して優れた接着性を有するガラスエポキシ基板で構成されている。ＰＰＳは、官能基を有していないので、他の化合物と化学結合ができず、他の化合物からなる熱伝導シートと強固に接着できないが、ガラスエポキシ基板との間で物理的な結合（アンカー効果）がなされ、絶縁スペーサー５に対する接着性が確保され、回路基板１は優れた耐電圧特性、耐湿性を得ることができる。
【００１６】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２における回路基板６０を示す断面図である。
この実施の形態の回路基板６０では、絶縁スペーサー６１ｂは、予め電極３が嵌入できる孔６が形成されたガラスエポキシ基板１２の最表面に半硬化プリプレグ層１３ｃ（半硬化のガラスエポキシ基板）が形成されている。
他の構成は、実施の形態１と同じである。
【００１７】
次に、この実施の形態の回路基板６０の製造手順について図５を用いて説明する。
先ず、図５（Ａ）に示すように、ベース板４に熱伝導シート２を配置し、圧力を加えながら接着させる。
次に、熱伝導シート２に、ガラスエポキシ基板１２を配置し（図５（Ｂ））、引き続き孔６に電極３をはめ込んで配置する。
その後、電極３及びガラスエポキシ基板１２に圧力をかけながら熱伝導シート２を高温で硬化させる（図５（Ｃ））。
さらに、ガラスエポキシ基板１２上にプリプレグ層１３ａを配置し、ガラスエポキシ基板１２とプリプレグ層１３ａとから構成された未硬化絶縁スペーサー６１ａを形成する（図５（Ｄ））。
最後に、未硬化絶縁スペーサー６１ａに低温度、低圧力をかけて、プリプレグ層１３ａを半硬化プリプレグ層１３ｃにすることで、図４に示す、表面に半硬化プリプレグ層１３ｃを有する絶縁スペーサー６１ｂが形成される。
【００１８】
具体的には、ガラスエポキシ基板１２と同形状に加工した（または、電極形状を打ち抜きした）プレス後の仕上がり層厚さ０．１ｍｍのプリプレグ層１３ａをガラスエポキシ基板１２の最表面に配置し、２０ｋｇ／ｃｍ2（１００℃，１５分）で接着させることで、プリプレグ層１３ａは半硬化プリプレグ層１３ｃとなり、回路基板６０を得ることができる。
この実施の形態の回路基板６０によれば、モールド樹脂で封止される前の段階では、最表面の半硬化プリプレグ層１３ｃは半硬化の状態で形成されており、封止樹脂との接着界面に半硬化プリプレグ層１３ｃを構成させることができる。その結果、モールド樹脂と絶縁スペーサー６０との接着性が向上し、回路基板６０の耐電圧特性、耐湿性が向上する。
なお、未硬化絶縁スペーサー６１ａは、熱硬化処理されることで、プリプレグ層１３ａが完全に硬化される前の半硬化プリプレグ層１３ｃを有する絶縁スペーサー６１ｂとなり、その後モールド樹脂で封止された後では、半硬化プリプレグ層１３ｃは、ガラスエポキシ基板１２と一体化された硬化層となる。
【００１９】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３における回路基板７０を示す断面図である。
この実施の形態の回路基板７０の絶縁スペーサー１０１では、ガラスエポキシ基板１２の表面にシランカップリング剤７１の処理など、密着性向上効果のある処理が施されている。他の構成は、実施の形態１と同じである。
ガラスエポキシ基板１２の表面に化学的な密着性向上の効果のあるシランカップリング剤７１の処理を施すことにより、封止樹脂との接着性を向上させることができる。
シランカップリング剤７１は、例えばＫＢＭ６０３（信越化学工業株式会社製）等を使用することができる。
【００２０】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４における回路基板１０を示す断面図である。
この実施の形態の回路基板１０では、絶縁スペーサー１１ｂは、ガラスエポキシ基板１２、硬化層１３ｂ及びガラスエポキシ基板１２の３層構造の積層体である。
ここで、硬化層１３ｂは、プリプレグ層１３ａが熱硬化処理され、完全に硬化されたプリプレグの硬化層をいう。
他の構成は、実施の形態１と同じである。
【００２１】
次に、この実施の形態の回路基板１０の製造手順について図８を用いて説明する。
先ず、図８（Ａ）に示すように、ベース板４に熱伝導シート２を配置し、圧力を加えながら接着させる。
次に、熱伝導シート２に、ガラスエポキシ基板１２、プリプレグ層１３ａ及びガラスエポキシ基板１２の３層構造の積層体からなる未硬化絶縁スペーサー１１ａを配置し（図８（Ｂ））、引き続き孔６に電極３をはめ込み、配置する（図８（Ｃ））。
最後に、電極３及び未硬化絶縁スペーサー１１ａに圧力をかけながら熱伝導シート２を高温で硬化させることで、図７に示す回路基板１０を得ることができる。
【００２２】
この実施の形態の回路基板１０によれば、電極３及び未硬化絶縁スペーサー１１ａに圧力をかけながら熱伝導シート２を高温で硬化させる際に、プリプレグ層１３ａが軟化し、電極３の周側面と未硬化絶縁スペーサー１１ａとの隙間が埋められる。また、未硬化絶縁スペーサー１１ａのプリプレグ層１３ａも硬化して硬化層１３ｂに変成する。その結果、熱伝導シート２の全面に均等に圧力が加わり、全面に渡って等しい厚さの熱伝導シート２を得ることができる。
また、モールド樹脂は、熱伝導シート２と接触することはなく、絶縁スペーサー１１ｂに対する接着性が確保され、回路基板１０の耐電圧特性、耐湿性が向上する。
なお、図９に示す回路基板８０のように、絶縁スペーサー８１は、硬化層１３ｂ及びガラスエポキシ基板１２の２層構成の積層体であってもよい。
【００２３】
この実施の形態の回路基板８０によれば、電極３及び絶縁スペーサー８１に圧力をかけながら熱伝導シート２を高温で硬化させる際に、プリプレグ層１３ａが軟化し、電極３の周側面と絶縁スペーサー８１との隙間が埋められる。その結果、熱伝導シート２の全面に均等に圧力が加わり、全面に渡って等しい厚さの熱伝導シート２を得ることができる。
また、熱伝導シート２を高温で硬化させる際、プリプレグ層１３ａが接しているために、絶縁スペーサー８１と熱伝導シート２の接着力を向上させることができる。
また、モールド樹脂は、熱伝導シート２と接触することはなく、絶縁スペーサー８１に対する接着性が確保され、回路基板８０の耐電圧特性、耐湿性が向上する。
【００２４】
実施の形態５．
図１０はこの発明の実施の形態５における回路基板９０を示す断面図である。
この実施の形態の回路基板９０では、絶縁スペーサー９１は、実施の形態４で示した、ガラスエポキシ基板１２、硬化層１３ｂ及びガラスエポキシ基板１２の３層構造の最表面に半硬化プリプレグ層１３ｃが形成されている。
他の構成は、実施の形態１と同じである。
この実施の形態の回路基板９０によれば、モールド樹脂で封止される前の段階では、最表面の半硬化プリプレグ層１３ｃは半硬化の状態で形成されており、封止樹脂との接着界面に半硬化の樹脂を構成させることができる。その結果、モールド樹脂と絶縁スペーサー９１との接着性が向上し、回路基板９０の耐電圧特性、耐湿性が向上する。
【００２５】
実施の形態６．
図１１はこの発明の実施の形態６における回路基板２０を示す断面図である。
この実施の形態の回路基板２０では、絶縁スペーサー２１は、ガラスエポキシ基板１２、硬化層１３ｂ及びガラスエポキシ基板１２の３層構造の積層体の表面に、エンボス加工した表面加工フィルム２２が形成されている。
なお、表面加工フィルム２２については、粗化処理されたものであればよく、エンボス加工に限定されない。
【００２６】
この実施の形態の回路基板２０によれば、絶縁スペーサー２１は、実施の形態４で示した３層構造の積層体の表面に、表面加工フィルム２２が形成されているので、実施の形態４の絶縁スペーサー１１ｂと比較して、モールド樹脂と絶縁スペーサー２１との接触面積が増大し、モールド樹脂の絶縁スペーサー２１に対する接着性が実施の形態４の回路基板１０と比較してより向上し、回路基板２０の耐電圧特性、耐湿性がより向上する。
【００２７】
実施の形態７．
図１２はこの発明の実施の形態７における回路基板３０を示す断面図である。
この実施の形態の回路基板３０では、実施の形態６の回路基板２０と比較して、絶縁スペーサー３１の高さが、プレス圧力と、電極３と絶縁スペーサー３１との熱膨張率差とを利用して電極３の高さよりも高い。
なお、絶縁スペーサー３１と電極３との高さの違いは、初期厚みを調整することでも可能である。
他の構成は、実施の形態６と同じである。
【００２８】
この実施の形態の回路基板３０によれば、隣接した電極３間における沿面距離が長くなり、回路基板３０の耐電圧特性がより向上する。
【００２９】
実施の形態８．
図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）はこの実施の形態８における回路基板４０の製造手順を示す図である。
この実施の形態の回路基板４０では、図１３（Ａ）に示すように、ベース板４に熱伝導シート２を配置し圧力をかけながら接着させる。次に、電極３及び未硬化絶縁スペーサー１１ａに圧力及び温度を加えて予め一体化されたブロックを、熱伝導シート２上に配置し、圧力をかけながら熱伝導シート２を高温で硬化させることにより、プリプレグ層１３ａが硬化層１３ｂになった絶縁スペーサー１１ｂを有する回路基板４０を得る（図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ））。
【００３０】
この実施の形態の回路基板４０では、電極３及び未硬化絶縁スペーサー１１ａからなるブロックは、圧力及び温度を加えて一体化されており、熱伝導シート２の全面に均等に圧力が加わり、全面に渡って等しい厚さの熱伝導シート２を得ることができる。
【００３１】
実施の形態９．
図１４はこの発明の実施の形態９におけるパワーモジュール５０を示す断面図である。
この実施の形態のパワーモジュール５０は、図７に示された実施の形態４の回路基板１０と、電極３上にはんだ５１を用いて接着されたパワー半導体素子５２と、パワー半導体素子５２と電極３とをはんだ５１を用いて電気的に接続したリード線５４と、電極３にはんだ５１を用いて接続されたリードフレーム５３と、回路基板１０、パワー半導体素子５２及びリード線５４を封止したＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）からなる熱可塑性樹脂のモールド樹脂５５とを備えている。
また、この実施の形態のパワーモジュール５０では、ベース板４の反熱伝導シート２側にヒートスプレッダ５６が接続されている。このヒートスプレッダ５６は、金属製の放熱構造を有するものである。
【００３２】
なお、上記パワーモジュール５０では、実施の形態４の回路基板１０がＰＰＳ樹脂で封止されているが、実施の形態１〜３，５〜８の回路基板１，６０，７０，１０，８０，９０，２０，３０，４０がＰＰＳ樹脂で封止されたものでもよい。
また、ＰＰＳ樹脂に限定されるものではなく、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やＬＣＰ（液晶ポリマー）等の熱可塑性樹脂を用いてもよい。
【００３３】
上記構成のパワーモジュール５０によれば、絶縁スペーサー１１の最上層は、熱可塑性樹脂であるＰＰＳに対して優れた接着性を有するガラスエポキシ基板１２で構成されているので、ＰＰＳに対する接着性が確保され、電極３間の耐絶縁性が向上し、耐電圧特性、耐湿性が向上する。
また、上記特許文献１に記載のパワーモジュールと比較して、モールド樹脂の容量が小さくなり、小型化される。
なお、上記実施の形態９のモールド樹脂５５は、熱可塑性樹脂に限定されるものではなく、例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を用いてもよい。特に、実施の形態１に示した絶縁スペーサー５は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂に対して優れた接着性を有するガラスエポキシ基板で構成されているので、エポキシ樹脂に対する接着性が確保され、電極３間の耐絶縁性が向上し、耐電圧特性、耐湿性が向上する。
【００３４】
次に、この発明における上記実施の形態１，２，４〜８の各回路基板１，６０，１０，９０，２０，３０，４０の製造方法の具体例、並びに実施の形態９のパワーモジュール５０の製造方法の具体例について以下に示す実施例１〜８で説明する。
【００３５】
実施例１．
実施の形態１に関する回路基板１の一例として、ベース板４、電極３には銅を用いた。ベース板４及び電極３は、ぞれぞれの表面が熱伝導シート２との密着性向上のため、表面にエッチングによって凹凸面を形成したＣＺ処理を施したものを使用した。
ベース板４上に３５ｍｍ×４５ｍｍにカットした熱伝導シート２を載置し、１００ｋｇ／ｃｍ２（１００℃，１５分加熱）で真空プレスすることによって熱伝導シート２をベース板４に接着させた。
次に、絶縁スペーサー５、絶縁スペーサー５の孔６に嵌入した電極３をそれぞれ熱伝導シート２上に載置し、さらに２００ｋｇ／ｃｍ２（１００℃，１５分加熱後に、引き続き１８０℃，３０分加熱の条件下）でプレスすることで回路基板１を得た。
【００３６】
絶縁スペーサー５には、ガラスエポキシ基板で構成された厚さ０．５ｍｍのものを１枚使用した。ガラスエポキシ基板の加工は機械加工で行ったものを用いた。
熱伝導シート２には、フィラーとして窒化ホウ素と窒化アルミニウムの混合系で充填量が６５ｖｏｌ％のエポキシ樹脂を用いた。真空プレス後の熱伝導シート２の厚さは約１５０μｍであった。フィラーの径は、熱伝導シート２の最終的な厚さ以下の径の１〜１００μｍであることが好ましい。
【００３７】
実施例２．
実施の形態２に関する回路基板６０の一例として、実施例１と同様の工程及び条件で回路基板１を得た後、ガラスエポキシ基板１２と同形状の（電極形状を打ち抜きした）プレス後の仕上がり厚み０．１ｍｍのプリプレグ層１３ａをガラスエポキシ基板１２上に配置し、２０ｋｇ/ｃｍ２（１００℃，１５分）で接着させ、ガラスエポキシ基板１２上に半硬化プリプレグ層１３ｃを有する絶縁スペーサー６１ｂを備えた回路基板６０を得た。
【００３８】
実施例３．
実施の形態４に関する回路基板１０の一例として、熱伝導シート２上に、プレス後の仕上がり層厚が０．２ｍｍのガラスエポキシ基板１２で、プレス後の仕上がり層厚が０．１ｍｍのプリプレグ層１３ａを挟んだ未硬化絶縁スペーサー１１ａと、０．５ｍｍ厚の電極３とを載置し、高温度のもと、同時にプレスし、硬化層１３ｂを有する絶縁スペーサー１１ｂを備えた回路基板１０を得た。
他の製造工程、条件は、実施例１の工程、条件と同じである。
【００３９】
実施例４．
実施の形態５に関する回路基板９０の一例として、熱伝導シート２上に、プレス後の仕上がり層厚が０．２ｍｍのガラスエポキシ基板１２で、プレス後の仕上がり層厚が０．１ｍｍのプリプレグ層１３を挟んだ積層体と、０．５ｍｍ厚の電極３とを載置し、高温度のもと、同時にプレスした。その後、積層体と同形状の（電極形状を打ち抜きした）プレス後仕上がり厚み０．１ｍｍのプリプレグ層１３ａを積層体上に置き、２０ｋｇ／ｃｍ２（１００℃，１５分）で接着させて、最表面に半硬化プリプレグ層１３ｃを有する絶縁スペーサー９１を備えた回路基板９０を得た。
他の製造工程、条件は、実施例１の工程、条件と同じである。
【００４０】
実施例５．
実施の形態６に関する回路基板２０の一例として、熱伝導シート２上に、層厚が０．２ｍｍのガラスエポキシ層１２で、層厚０．０６ｍｍのプリプレグ層１３ａを挟み、さらに最表面に層厚０．０５ｍｍの表面加工フィルム２２（０．０５ｍｍ）を載置した未硬化絶縁スペーサーと、０．５ｍｍ厚の電極３とを載置し、高温度のもと、同時にプレスすることで、硬化層１３ｂを有する絶縁スペーサー２１を備えた回路基板２０を得た。
他の製造工程、条件は、実施例１の工程、条件と同じである。
【００４１】
実施例６．
実施の形態７に関する回路基板３０の一例として、熱伝導シート２上に、プレス後の層厚が０．２ｍｍのガラスエポキシ基板１２で、層厚０．１０ｍｍのプリプレグ層１３ａを挟み、さらに最表面に層厚０．０５ｍｍの表面加工フィルム２２（０．０５ｍｍ）を重ねた未硬化絶縁スペーサーと、０．５ｍｍ厚の電極３とを載置し、高温度のもと、同時にプレスすることで、硬化層１３ｂを有する絶縁スペーサー３１を備えた回路基板３０を得た。
この回路基板３０では、回路基板３０の表面には凹凸形状の段差が生じるが、プレス工程では、プレス時に段差を吸収するクッション紙を介して絶縁スペーサー３１及び電極３に圧力が加わるようになっており、熱伝導シート２の全面により均等の圧力が加わるようになっている。
他の製造工程、条件は、実施例１の工程、条件と同じである。
【００４２】
実施例７．
実施の形態８に関する回路基板４０の一例として、電極３と未硬化絶縁スペーサー１１ａとを予め一体化したブロックを用いた例を示す。
一体化するために、未硬化絶縁スペーサー１１ａにはプレス後の厚さが０．２ｍｍのガラスエポキシ基板１２を２枚とその間にプリプレグ層１３ａを１枚（プレス後仕上がり膜厚０．１ｍｍ）を配置し、絶縁スペーサー０．５ｍｍ厚に電極３をはめこみ、２０ｋｇ／ｃｍ２で１８０℃，３０分（室温まで戻してから圧力を開放する）加熱プレスを行った。ベース板４に３５ｍｍ×４５ｍｍにカットした熱伝導シート２を置き、１００ｋｇ／ｃｍ２（１００℃，１５分加熱）で真空プレスすることによって熱伝導シート２をベース板４に接着させた。
次に、電極３と未硬化絶縁スペーサー１１ａを一体化したブロック絶縁スペーサー１１ｂを熱伝導シート２上に載置し、さらに２００ｋｇ／ｃｍ２（１００℃，１５分加熱後、引き続き１８０℃，３０分加熱の条件下）でプレスすることで、回路基板４０を得た。
【００４３】
実施例８．
実施の形態９に関するパワーモジュール５０の一例として、実施例３で得られた回路基板１０を用いて作製したパワーモジュール５０の実施例について述べる。
回路基板１０の電極３上に、パワー半導体素子５２及びリードフレーム５３をはんだ５１を用いて接着し、その後ＰＰＳを金型内に射出してモールド樹脂５５を成形してパワーモジュール５０を得た。ＰＰＳは樹脂注入部であるゲートから注入されて、注入ノズル先端温度は３１０度、金型温度は１５０℃設定、圧力は４０ＭPa条件下で行った。
【００４４】
なお、本願の発明者は、実施例１で得られた回路基板１を用いて作製したパワーモジュール５０に対して、「−４０℃での３０分間保持及び１２５℃での３０分間保持」を１サイクルとして、３００サイクルを施したヒートサイクル試験を行った。
そして、回路基板１におけるベース板４と熱伝導シート２、電極３と熱伝導シート２、絶縁スペーサー５とモールド樹脂５５とのそれぞれの界面での剥離を超音波探傷測定で確認したところ、剥離は認められず放熱性を維持することができ、高容量化が可能となり、優れた耐電圧特性を有するパワーモジュール５０であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の実施の形態１における回路基板の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は図１の回路基板の各製造工程を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２における回路基板の断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は図４の回路基板の各製造工程を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３における回路基板の断面図である。
【図７】この発明の実施の形態４における回路基板を示す断面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は図７の回路基板の各製造工程を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態４における回路基板の変形例を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態５における回路基板を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態６における回路基板を示す断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態７における回路基板を示す断面図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明の実施の形態８における回路基板の各製造工程を示す断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態９におけるパワーモジュールを示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１，１０，２０，３０，４０，６０，７０，８０，９０  回路基板、２  熱伝導シート、３  電極、４  ベース板、５，１１ｂ，２１，３１，６１ｂ，８１，９１，１０１  絶縁スペーサー、１１ａ，６１ａ  未硬化絶縁スペーサー、６  孔、１２  ガラスエポキシ基板、１３ａ  プリプレグ層、１３ｂ  硬化層、１３ｃ  半硬化プリプレグ層、２２  表面加工フィルム、５０  パワーモジュール、５１  はんだ、５２  パワー半導体素子、５５  モールド樹脂、７１  シランカップリング剤。
【図１】
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【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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