(57)【要約】【課題】絶縁層にクラックが発生することを抑制したり、発生したクラックの進展を抑制することが可能な高信頼性の回路基板を提供する。【解決手段】本発明によれば、金属基板と、この基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された導電回路層を有し、前記絶縁層は、樹脂と、無機フィラーとを含み、前記絶縁層は、前記導電回路層のエッジ部でのクラックの発生を抑制するか、発生したクラックの進展を抑制する耐クラック成分、耐クラック層、及び耐クラック領域のうちの少なくとも一つを備える金属ベース回路基板が提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基板と、この基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された導電回路層を有し、
前記絶縁層は、樹脂と、無機フィラーとを含み、前記絶縁層は、前記導電回路層のエッジ部でのクラックの発生を抑制するか、発生したクラックの進展を抑制する耐クラック成分、耐クラック層、及び耐クラック領域のうちの少なくとも一つを備える金属ベース回路基板。
【請求項２】
前記樹脂は、ハードセグメント相と、前記耐クラック成分として、前記ハードセグメント相と混合されるか又は共重合されるソフトセグメント相を備える請求項１に記載の金属ベース回路基板。
【請求項３】
前記ハードセグメント樹脂は、エポキシ系樹脂、ベンゾオキサジン系樹脂、又はシアナート系樹脂であり、前記ソフトセグメント相は、軟質粒子またはエラストマー成分である請求項２に記載の金属ベース回路基板。
【請求項４】
前記エラストマー成分は、官能基含有ＮＢＲ、ＰＢｄ、ＣＲ、液状シリコーン、ポリオレフィンから選ばれる単数または複数であることを特徴とする請求項２に記載の金属ベース回路基板。
【請求項５】
前記耐クラック層は、前記絶縁層の表面又は内部に設けられる請求項１〜４の何れか１つに記載の金属ベース回路基板。
【請求項６】
前記耐クラック層は、ゴム層、又は前記無機フィラーの充填率が３０体積％以下である樹脂リッチ層である請求項５に記載の金属ベース回路基板。
【請求項７】
前記無機フィラーの充填率は、前記基板側から前記樹脂層の表面側に向けて低下するように傾斜する請求項５又は６に記載の金属ベース回路基板。
【請求項８】
前記耐クラック領域は、前記導電回路層のエッジ部近傍に設けられる請求項１〜７の何れか１つに記載の金属ベース回路基板。
【請求項９】
前記耐クラック領域は、ゴム領域、又は前記無機フィラーの充填率が３０％以下である樹脂リッチ領域である請求項８に記載の金属ベース回路基板。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１つに記載の回路基板と、この回路基板上に搭載された電子部品を有する電子部品搭載基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁層にクラックが発生することを抑制したり、発生したクラックの進展を抑制することが可能な高信頼性の回路基板及び電子部品搭載基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属板上に無機フィラ−を充填したエポキシ樹脂等からなる絶縁層を設け、その上に導電回路層を配設した金属ベース回路基板が、熱放散性に優れることから高発熱性電子部品を実装する回路基板として用いられている（例えば、特許文献１〜４）。
特許文献１の回路基板では、エポキシ樹脂を主体とする樹脂、硬化剤化合物、シリコーン軟質粒子及び無機充填剤を含む組成物を用いて絶縁層を形成することによって、電子部品固定のための半田にクラックが発生することを抑制している。
特許文献２の回路基板では、（１）エポキシ樹脂を主体とする樹脂、（２）ポリエーテル骨格を有し、主鎖の末端に１級アミン基を有する硬化剤を含む硬化剤、及び（３）無機充填剤を必須成分とする組成物を用いて絶縁層を形成することによって、電子部品固定のための半田にクラックが発生することを抑制している。
特許文献３の回路基板では、主鎖がポリエーテル骨格を有し直鎖状であるエポキシ樹脂、芳香環を有し、主鎖の末端に１級アミン基を２個以上有する硬化剤、及び無機充填剤を必須成分とする回路基板用組成物を用いて絶縁層を形成することによって、電子部品固定のための半田にクラックが発生することを抑制している。
特許文献４の回路基板では、絶縁層と接する金属板の側面部を、特定の角度に調節することによって、絶縁層にクラックが発生することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０７６５４９号公報
【特許文献２】特開２００２−０１２６５３号公報
【特許文献３】特開２００８−２６６５３５号公報
【特許文献４】特開２００１−２１７３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３の発明は、電子部品固定のための半田にクラックが発生することを抑制することを目的としており、絶縁層に発生するクラックについては、議論されていない。また、特許文献４の発明は、絶縁層に発生するクラックを抑制することを目的としているが、導電回路層の側面部をエッチングで特定の角度に調節する必要があり、そのためのコストが発生していた。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、絶縁層にクラックが発生することを抑制したり、発生したクラックの進展を抑制することが可能な高信頼性の回路基板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、金属基板と、この基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された導電回路層を有し、前記絶縁層は、樹脂と、無機フィラーとを含み、前記絶縁層は、前記導電回路層のエッジ部でのクラックの発生を抑制するか、発生したクラックの進展を抑制する耐クラック成分、耐クラック層、及び耐クラック領域のうちの少なくとも一つを備える金属ベース回路基板が提供される。
【０００７】
本発明者らは、信頼性が極めて高い金属ベース回路基板を開発すべく、電子部品を固定した導電回路層を、Ｂステージ状態にした絶縁層に貼り合わせ、絶縁層を硬化させた後に、ヒートサイクル試験を行ったところ、図１に示すように、導電回路層のエッジ部近傍において、絶縁層にクラックが生じる場合があることに気がついた。このクラックは、絶縁層の厚さ方向に延びており、金属基板にまで到達すると、金属基板と導電回路層との間に絶縁不良が生じてしまう。
【０００８】
この問題に取り組むにあたって、本発明者らは、クラックの発生自体を抑制する手段、及び発生したクラックの進展を抑制する手段の両面から検討を行った。クラックの発生が完全に抑制されれば、上記の絶縁不良の問題は回避できるが、その場合、例えば、絶縁層の熱伝導性を犠牲にしなければならない等の別の問題を引き起こす場合がある。そこで、本発明者らは、クラックの発生自体を抑制しなくても、発生したクラックが金属基板にまで到達しなければ絶縁不良とはならないという点に気がついた。
【０００９】
以上の観点から、導電回路層のエッジ部でのクラックの発生を抑制するか、発生したクラックの進展を抑制する耐クラック成分、耐クラック層、及び耐クラック領域のうちの少なくとも一つを絶縁層に設けることによって、導電回路層のエッジ部で発生するクラックに起因する問題を回避することができ、本発明の完成に到った。
【００１０】
以下、本発明の種々の実施形態を説明する。以下に示す種々の実施形態は、互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記樹脂は、ハードセグメント相と、前記耐クラック成分として、前記ハードセグメント相と混合されるか又は共重合されるソフトセグメント相を備える。
好ましくは、前記ハードセグメント樹脂は、エポキシ系樹脂、ベンゾオキサジン系樹脂、又はシアナート系樹脂であり、前記ソフトセグメント相は、軟質粒子である。
好ましくは、前記耐クラック層は、前記絶縁層の表面又は内部に設けられる。
好ましくは、前記耐クラック層は、ゴム層、前記無機フィラーの充填率が３０体積％以下である樹脂リッチ層、又は無機ファイバー層である。
好ましくは、前記無機フィラーの充填率は、前記基板側から前記樹脂層の表面側に向けて低下するように傾斜する。
好ましくは、前記耐クラック領域は、前記導電回路層のエッジ部近傍に設けられる。
好ましくは、前記耐クラック領域は、ゴム領域、前記無機フィラーの充填率が３０％以下である樹脂リッチ領域、又は無機ファイバー領域である。
【００１１】
また、本発明によれば、上記回路基板と、この回路基板上に搭載された電子部品を有する電子部品搭載基板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来の回路基板において、導電回路層のエッジ部近傍において絶縁層に発生するクラックを示す断面ＳＥＭ写真である。
【図２】本発明の一実施形態の回路基板の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図２を用いて、本発明の一実施形態の回路基板について説明する。
図２に示すように、本実施形態の回路基板は、金属基板１と、基板１上に形成された絶縁層２と、絶縁層２上に形成された導電回路層３を有する。
【００１４】
１．金属基板１
金属基板１の材質は、特に制限はなく、鉄、銅、アルミニウムやその合金を用いることができる。基板１の厚さは、特に限定されないが、例えば０.２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。基板１が薄すぎるとハンドリングが困難であったり、放熱性が悪化したりするからであり、基板１が厚すぎると、回路基板全体が不必要に厚くなってしまうからである。
【００１５】
２．絶縁層２
絶縁層２は、樹脂と、無機フィラーとを含む。絶縁層２には、導電回路層３のエッジ部でのクラックの発生を抑制するか、発生したクラックの進展を抑制する耐クラック成分、耐クラック層、及び耐クラック領域のうちの少なくとも一つが設けられている。
【００１６】
２−１．絶縁層の厚さ
本実施形態において、絶縁層２の厚さは、８０μｍ以上３００μｍ以下が好ましい。この範囲が好ましいのは、あまりに薄いと電気絶縁性が確保できなくなる傾向にあり、あまりに厚いと熱放散性が低下する傾向にあり、さらに小型化や薄型化に寄与できなくなる傾向にあるためである。
【００１７】
２−２．無機フィラー
絶縁層２に含有される無機フィラーとしては、電気絶縁性に優れかつ熱伝導率の高いものが用いられ、例えばアルミナ、シリカ、窒化アルミ、窒化ケイ素、窒化硼素の単独又は複数の組み合わせがあり、高い充填可能性及び高い熱伝導性の見地から、アルミナ、窒化アルミ、窒化ケイ素、窒化硼素が好ましい。無機フィラーの充填率は、例えば、４０〜８５体積％であり、具体的には４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５体積％であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。無機フィラーは、充填率を高めるために、平均粒子径が異なる複数種類の粒子を混合したものを用いることができる。例えば、二種類の粒子を混合する場合、平均粒子径が５〜５０μｍの大粒子と、平均粒径が０．５〜２μｍの小粒子とを混合することができる。なお、本明細書において、「平均粒径」は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径を意味する。
【００１８】
２−３．耐クラック成分
耐クラック成分は、絶縁層２中に分散して存在し、クラックの発生又は進展を抑制する機能を有する成分である。耐クラック成分は、母材樹脂に混合される添加物として存在してもよく、樹脂を構成するポリマーの一部として存在してもよい。従って、絶縁層２の樹脂は、例えば、ハードセグメント相と、前記耐クラック成分として、前記ハードセグメント相と混合されるか又は共重合されるソフトセグメント相を備える。ソフトセグメント相／ハードセグメント相の質量比は、例えば０．１〜１であり、具体的には例えば０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
【００１９】
ハードセグメント相は、樹脂の耐熱性及び力学強度を担保するための相であり、Ｔｇは、例えば４０〜３００℃であり、１００〜３００℃が好ましく、２００〜３００℃が特に好ましい。本明細書において、Ｔｇは、周波数１Ｈｚで測定した動的粘弾性スペクトルにおけるtanδピークの温度である。ハードセグメント相は、例えば、エポキシ系樹脂、ベンゾオキサジン系樹脂、又はシアナート系樹脂で構成される。
【００２０】
エポキシ系樹脂とは、エポキシ樹脂の単独重合物であってもよく、他の成分との共重合物であってもよい。高いＴｇ（例：２００℃以上）を有するエポキシ系樹脂の例として、特開２０１１−２０８００７、特開２００５−０８９６３３に記載のように、多環芳香族型エポキシ樹脂と芳香族アミンとを反応させて得られるものや、特開２００２−０１２６５３に記載のように応力緩和性に優れるものが用いられる。多環芳香族型エポキシ樹脂としては、主鎖が、ビフェニル、アントラセン、ナフタレン、ターフェニルのような多環芳香族骨格を有するものが耐熱性の観点からは好ましい。
【００２１】
ベンゾオキサジン系樹脂は、ベンゾオキサジンの単独重合物であってもよく、他の成分特にエポキシ化合物との共重合物であってもよい。ベンゾオキサジン系樹脂の例として、特開２０１１−２３１１９６号に記載のように、ベンゾオキサジン誘導体と多環芳香族型エポキシ樹脂とを反応させて得られるものが耐熱性の点からは好ましい。エポキシ化合物との共重合にあたっては、他に適当なフェノール、アミン系の硬化剤を共存させてもよい。
【００２２】
シアナート（シアネート）系樹脂とは、加熱によりトリアジン構造を形成し硬化する樹脂である。このようなシアナート系樹脂の原料としては、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Ｅ型、ビスフェノールＭ型等のビスフェノール型シアナート、ノボラック型シアナート、ジシクロペンタジエニルビスフェノール型シアナート等がある。このようなシアナート樹脂やその原料については特開２０１１-１４４２２９、特開２００９−３５７２８、特開平０５-６５３５２に記載されており、１種もしくは２種以上を適宜混合して使用することも可能である。これらのシアネート化合物は、そのまま使用してもよく、あるいはプレポリマー化したものを使用することもできる。
【００２３】
尚、プレポリマー化する方法は、特に限定されないが、例えば、５０〜２００℃程度に加熱することにより得られる。また、触媒の存在下で、加熱することによりプレポリマー化することができる。本シアネート樹脂は、硬化促進剤を併用することは好ましい。促進剤の種類や配合量は特に限定するものではなく、例えばイミダゾール系化合物、有機リン系化合物、第３級アミン、第４級アンモニウム塩、金属塩等が用いられ、２種類以上を併用してもよい。
【００２４】
シアナート樹脂は耐熱性が高い特徴を有するが、力学的強度や靱性、耐クラック性の向上のため、適当な樹脂とのＩＰＮ（インターペネトレーションネットワーク）構造とすることが好ましい。ＩＰＮ構造に用いられる他の樹脂としては、スチレン-Ｎフェニルマレイミド-ジビニルベンゼン共重合体や、オレフィン-ジビニルベンゼン共重合体等の炭化水素系樹脂が好適に用いられる。ＩＰＮ構造に用いられる樹脂は、シアナート樹脂の硬化時に適当なラジカル開始剤によりモノマーから重合、架橋されてもよく、あるいはプレポリマーとして添加され、架橋されてもよい。
【００２５】
ソフトセグメント相は、耐クラック性を担保するための相であり、Ｔｇは、例えば−１００〜０℃であり、−１００〜−２０℃が好ましい。ソフトセグメント相は、例えば、軟質粒子またはエラストマー成分から誘導される相である。本Ｔｇは、絶縁層のDSC測定や例えば１Hzで測定した粘弾性スペクトルのtanδピークから求めることができるが、必ずしも明確なピークとして得られない場合には、軟質粒子またはエラストマー成分自身のＴｇで示すことができる。
【００２６】
ソフトセグメント相を構成する軟質粒子としては、例えば、シリコーンゴム（特開平９−２４９７４７を参照）、架橋ＮＢＲ、アクリル系ゴム、架橋オレフィンゴムなどのゴムの粒子が挙げられる。これらのゴム粒子は、前記ハードセグメント相がエポキシ系樹脂、ベンゾオキサジン系樹脂、シアナート系樹脂のいずれであっても、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ（グリシジル）基で変性されていることが好ましい。
【００２７】
軟質粒子の粒子径は、例えば、平均粒径０．１〜１０μｍであり、好ましくは０．１〜１μｍであり、具体的には例えば、０．１、０．２、０．５、１、２、３、４、５、１０μｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。本明細書において、「平均粒径」は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径を意味する。
【００２８】
本発明に用いられるエラストマー成分とは、前記ハードセグメント相がエポキシ系樹脂、ベンゾオキサジン系樹脂、シアナート系樹脂のいずれであっても、加熱により液状流動化し、あるいは加熱なしでも液状であり、前記ハードセグメント相の原料成分と混合して用いられ、官能基を末端又は主鎖中に有する反応性エラストマー成分であることが好ましい。エラストマーとしては、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンラバー）、ＰＢｄ（ポリブタジエン）、ＣＲ（クロロプレン）、液状シリコーン、ポリオレフィンが挙げられる。また、反応性エラストマーの具体例としては、官能基として例えばカルボキシル基、アミノ基、あるいはエポキシ基を有するこれらエラストマー、すなわち、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンラバー）、ＰＢｄ（ポリブタジエン）、ＣＲ（クロロプレン）、液状シリコーン、ポリオレフィンが好ましく用いられる。カルボキシル基を有する例としては、ＣＴＢＮ、ＣＴＢ、マレイミド変性ポリオレフィン、無水マレイン酸変性ポリオレフィン、アミノ基を有する例としてはＡＴＢＮ、ＡＴＢ、アミノ変性ポリオレフィン等が挙げられる。エポキシ基を有するポリオレフィンとしては、グリシジルメタクリレートを共重合した各種ポリオレフィンが例示でき、例えば商品名モディパーとして住友化学社より、モディパーとして日油社より入手できる。これらエラストマー成分はあらかじめ上記ハードセグメント相に用いられる特にエポキシ樹脂とのプレリアクションを行い、変性エポキシ樹脂として用いてもよい。
【００２９】
本発明に用いられるエラストマー成分として、そのＴｇが上記の範囲にある従来公知の軟質エポキシ樹脂を用いることが可能である。本軟質エポキシ樹脂は、プレポリマーまたは架橋体として配合されても良いし、上記ハードセグメント相に用いられる特にエポキシ樹脂とのプレリアクションを行い、変性エポキシ樹脂として用いてもよい。好ましい軟質エポキシ樹脂としては、特開平９−１８３９５９、特開平１０−３６８０４、特開２０００−４４６５６に記載のものが例示できる。
【００３０】
２−４．耐クラック層
耐クラック層は、絶縁層２の表面又は内部に設けられ、クラックの発生又は進展を抑制する機能を有する層である。クラックは、導電回路層３のエッジ部近傍位置において、絶縁層２の表面から発生し、金属基板１に向かって進展するものであるから、耐クラック層を絶縁層２の表面に設けることによって、クラックの発生を抑制することができる。また、絶縁層２の内部に耐クラック層を設けると、クラックの進展を途中で止めることができる。
【００３１】
耐クラック層は、絶縁層２の他の部分（以下、「主層」と称する。）よりもクラックが入りにくい層であればよく、その具体的な構成は限定されないが、例えば、ゴム層、前記無機フィラーの充填率が３０％以下である樹脂リッチ層、又は無機ファイバー層である。ゴム層は、シリコーンゴム、架橋ＮＢＲ系ゴム、アクリル系ゴム、架橋オレフィン系ゴムなどのゴムで形成されている層であり、このようなゴムが有する弾性によってクラックの発生が抑制される。ゴム層には、無機フィラーが含まれていてもいなくてもよいが、クラック抑制の観点からは含まれていない又は充填率が小さい（例：３０体積％以下）であることが好ましく、絶縁層２の熱伝導性の観点からはフィラーの充填率ができるだけ大きいことが好ましい。また、無機フィラーの含有率が３０体積％以下である樹脂リッチ層もクラックの発生を抑制する。無機フィラーの充填率が大きくなるほど、無機フィラー同士が接触しやすくなり、無機フィラー同士はくっつかないので、その界面でクラックが発生しやすい。樹脂リッチ層では、無機フィラー同士の界面が少なくなるので、クラックの発生が抑制される。樹脂リッチ層の無機フィラー充填率は、具体的には例えば３０、２５、２０、１５、１０、５体積％であり、ここで例示した数値の何れかの値以下であってもよい。無機ファイバー層は、アスペクト比（長さ／直径の比）が３以上である無機ファイバーを含有する層である。無機ファイバーをフィラーとして用いれば、無機粒子をフィラーとして用いた場合よりも、無機フィラー同士の界面を減らすことができるので、クラックが発生しにくい。従って、無機ファイバー層も耐クラック層として機能する。無機ファイバーは、重ならないように（例えば平行に）配置されてもよく、網目状に配置されてもよい。無機ファイバーの直径は、例えば、１〜１００μｍであり、具体的には例えば、１、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００μｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。無機ファイバー層は、通常は、導電回路層３の接着性が良好でないので、無機ファイバー層は、絶縁層２の内部に設けることが好ましい。
【００３２】
耐クラック層の厚さは、クラック抑制機能が発揮される厚さであれば特に限定されないが、例えば、５〜１００μｍであり、具体的には例えば５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００μｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
【００３３】
絶縁層２の主層は、樹脂と、無機フィラーとを含有する。この樹脂の種類は、特に限定されず、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂などを使用することができる。エポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂、例えばナフタレン型、フェニルメタン型、テトラキスフェノールメタン型、ビフェニル型、およびビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物型のエポキシ樹脂等があげられ、このうち応力緩和性という理由で、主鎖がポリエーテル骨格を有し直鎖状であるエポキシ樹脂が好ましい。主鎖がポリエーテル骨格を有し直鎖状であるエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型の水素添加エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂、ポリテトラメチレングリコール型エポキシ樹脂に代表される脂肪族エポキシ樹脂、およびポリサルファイド変性エポキシ樹脂等があり、これらを複数組み合わせてもよい。
【００３４】
エポキシ樹脂には硬化剤を添加することが好ましい。硬化剤としては、エポキシ樹脂と反応して硬化させるものであれば特に限定されず、それらの具体例としては、たとえばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡやレゾルシンなどから合成される各種ノボラック、各種多価フェノール化合物、無水マレイン酸、無水マレイン酸、無水ピロメリト酸などの酸無水物およびメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノフェニルスルホンなどの芳香族アミンなどがあげられる。半導体装置封止用としては、耐熱性、耐湿性および保存性の点から、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどのノボラック樹脂が好ましく用いられ、用途によっては二種以上の硬化剤を併用してもよい。硬化剤の添加量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂１００質量部に対して、５質量部以上５０質量部以下であることが好ましく、例えば５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０質量部であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
【００３５】
絶縁層２の表面の耐クラック層は、最初に、公知の方法に従って、金属基板１上に絶縁層２の主層を形成し、その上に、ゴム層又は樹脂リッチ層を積層することによって、形成することができる。ゴム層は、例えば、熱硬化型のゴム原料液（例：特開平１１−２２８８３５号に記載のもの）を主層上に塗布し、加熱によって硬化させることによって形成することができる。樹脂リッチ層は、例えば、主層を形成時よりも無機フィラーの量を減らした樹脂層原料を調製し、これを塗布し、加熱によって硬化させることによって形成することができる。
【００３６】
また、樹脂リッチ層は、例えば、金属基板１上に樹脂成分（例えば、エポキシ樹脂及び硬化剤）と無機フィラーを含有する樹脂層原料液を塗布し、その状態で静置させて無機フィラーを沈降させることによって、金属基板１側の充填率が高く、樹脂層２の表面側の充填率が低くなるように、充填率を傾斜させることによって形成することもできる。この場合、樹脂層２の表面側の充填率が３０体積％以下の層が樹脂リッチ層となる。また、無機フィラーの沈降速度は、フィラー粒子形状、比表面積、樹脂粘度、樹脂−フィラー間の相互作用の大きさなどを変化させることによって制御可能である。
【００３７】
絶縁層２の内部の耐クラック層は、最初に、公知の方法に従って、絶縁層２の第１主層を形成し、硬化させた後に、ゴム層、樹脂リッチ層、又は無機ファイバー層を形成し、その後、絶縁層２の第２主層を形成することによって、形成可能である。第１主層及び第２主層は、公知の方法に従って形成可能である。ゴム層又は樹脂リッチ層を形成する前に、第１主層をＣステージにまで硬化させることが好ましい。これによって、金属基板１と導電回路層３の間のショートを確実に防ぐことができる。ゴム層及び樹脂リッチ層は、上述した方法で形成可能である。無機ファイバー層は、例えば、第１主層上に無機ファイバーを配置し、その状態で第２主層を形成すると、第２主層の樹脂が無機ファイバーに含浸されて形成することができる。
【００３８】
２−５．耐クラック領域
耐クラック領域は、導電回路層３のエッジ部近傍に設けられ、クラックの発生又は進展を抑制する機能を有する領域である。クラックは、導電回路層３のエッジ部近傍位置において、絶縁層２の表面から発生し、金属基板１に向かって進展するものであるから、耐クラック領域を導電回路層３のエッジ部近傍において絶縁層２に設けることによって、クラックの発生を抑制することができる。耐クラック領域の作用は、耐クラック層の作用に類似しているが、大きな違いは、耐クラック層は、絶縁層２の全面又はほぼ全面に設けられるのに対し、耐クラック領域は、導電回路層３のエッジ部近傍という、クラックが発生しやすい部位に選択的に設けられる点である。耐クラック層は、導電回路層３の直下という特に高い放熱性が要求される領域にも設けられるので、耐クラック層を設けることによって、放熱性が低下しやすい。これに対して、耐クラック領域は、クラックを抑制するために必要な領域に選択的に形成されるため、耐クラック層に比べて、放熱性低下を抑制することができる。
【００３９】
耐クラック領域は、絶縁層２の他の部分（以下、「主領域」と称する。）よりもクラックが入りにくい領域であればよく、その具体的な構成は限定されないが、例えば、ゴム領域、前記無機フィラーの充填率が３０％以下である樹脂リッチ領域、又は無機ファイバー領域である。ゴム領域、樹脂リッチ領域、無機ファイバー領域及び主領域の構成は、上述のゴム層、樹脂リッチ層、無機ファイバー層及び主層と同様である。
【００４０】
耐クラック領域の幅は、クラック抑制機能が発揮される幅であれば特に限定されないが、例えば、１０〜５００μｍであり、具体的には例えば１０、２０、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００μｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。耐クラック領域の厚さは、クラック抑制機能が発揮される厚さであれば特に限定されないが、例えば、５〜１００μｍであり、具体的には例えば５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００μｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
【００４１】
耐クラック領域の形成方法は、特に限定されないが、一例では、パターニング法によって形成することができる。具体的には、例えば、金属基板１上にＣステージ状態にまで硬化させた絶縁層を形成し、その上に、特開２００８−１１５３３８号に記載されているような熱及び紫外線硬化型エポキシ樹脂組成物を塗布し、耐クラック領域とすべき部位をマスクした状態で紫外線を照射して、Ｂステージ状態にする。紫外線が照射されていない部分は、全く硬化が進んでいないので容易に除去可能であり、この部分に、ゴム領域、樹脂リッチ領域、又は無機ファイバー層を形成するための原料組成物を流し込んだ後に硬化させることによって主領域と一体化させて、耐クラック領域の形成を完了する。なお、「Ｂステージ状態」とは、樹脂組成物が室温で乾いた状態を示し、高温に加熱すると再び溶融する状態をいい、より厳密には、ＤＳＣ（Differential Scanning Calorimetry：示差走査型熱量計）を用いて、硬化時に発生する熱量から計算した値で硬化度が７０％未満の状態を示す。さらに、Ｂステージのエポキシ樹脂組成物を加熱し、硬化を進めることで、Ｃステージのエポキシ樹脂組成物を作製することができる。「Ｃステージ状態」とは、樹脂組成物の硬化がほぼ終了した状態で、高温に加熱しても再度溶融することはない状態をいい、硬化度７０％以上の状態をいう。
【００４２】
３．導電回路層３
導電回路層の素材としては、銅、アルミニウム、鉄、錫、金、銀、モリブデン、ニッケル、チタニウムの単体又はこれら金属を二種類以上含む合金があり、汎用性の高い銅が好ましい。導電回路層の形状としては、板、シート、箔、これらの積層体がある。導電回路層の厚さは、５０〜３００μｍである。厚さが薄すぎると、大電流を流したときの発熱が大きくなり、厚さが厚すぎると、絶縁層２にクラックが生じやすくなるからである。導電回路層３の表面にニッケルメッキ、ニッケル−金メッキ等のメッキ処理をしても良い。
【００４３】
４．製造方法
本実施形態の回路基板の製造方法は、従来公知の回路基板の製造方法で良く、例えば、金属基板に絶縁層としての絶縁材を塗布した後に加熱半硬化させ、さらに絶縁層の表面に導電回路層としての金属箔をラミネート又は熱プレスする製造方法、絶縁剤をシート状にしたものを介して金属基板と導電回路層としての金属箔を貼り合わせる製造方法がある。
本実施形態において、上記絶縁材には組成に影響を与えない範囲で、硬化促進剤、変色防止剤、界面活性剤、カップリング剤、着色剤、粘度調整剤などを適宜配合することができる。
【実施例】
【００４４】
水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂（YX8000、三菱化学）１００質量部、ビフェニル型エポキシ樹脂（YX4000、三菱化学）２２質量部、高分子量ビスフェノールA型エポキシ樹脂（YD-017、新日鐵化学）２２質量部、フェノール樹脂（MEH-8005、昭和化成）８４質量部を１３０℃まで加熱した後、攪拌して混合し、室温まで冷却した後、トリフェニルフォスフィン（TPP、北興化学）０．１質量部、及び無機フィラーを加えて、プラネタリーミキサーで１５分間、攪拌混合しエポキシ樹脂組成物を作製した。無機フィラーは、エポキシ樹脂組成物全体に対して５０容量％となるように添加した。また、無機フィラーとして、窒化アルミ（平均粒径３０μｍ、電気化学工業）７０体積％と、窒化アルミ（Hグレード、平均粒径１．０７〜１．１７μｍ、トクヤマ）３０体積％を混合したものを用いた。
【００４５】
厚さ３００μｍの銅板上に、得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ１００μｍで塗布した後に１５０℃４５分で加熱してＣステージ状態とした（Ｃステージ層）。その後、上記樹脂組成物を厚さ１５０μｍで塗布した後に１１０℃３０分で加熱してＢステージ状態とした（Ｂステージ層）。次に、予め準備した厚さ７０μｍの導電回路層（リードフレーム）を１２０℃４０秒で加熱した状態で仮接着し、その後、１７５℃１８０秒のモールド成形をした後、１８０℃４時間のアフターキュアを経て、比較例サンプルを作製した。このサンプルに対して、高温高湿（８５℃８５％）下で−４０℃〜１５０℃の間でのヒートサイクルを繰り返し行った。
その結果、耐クラック成分、耐クラック層、及び耐クラック領域の何れも形成していない比較例サンプルでは、１０回のヒートサイクルで、導電回路層のエッジ部で絶縁層にクラックが発生した（図１参照）。
【００４６】
次に、以下のサンプルを作製し、同様のヒートサイクル試験を行った。その結果、サンプル（１）〜（５）及び（８）〜（９）においてはクラックが発生しないか、発生までのサイクル数が多くなった。また、サンプル（６）〜（７）では、クラックは発生したものの、ゴム層又は樹脂リッチ層で進展が止まり、Ｃステージ層には到達しなかった。以上より、これによって、耐クラック成分、耐クラック層、及び耐クラック領域の何れか１つを形成することによって、クラックの発生又は進展が抑制されることが実証された。
【００４７】
（１）上記エポキシ樹脂組成物に代えて、Ｔｇが２２０℃となるエポキシ樹脂組成物を用い、この樹脂組成物にシリコーンゴム粒子を添加したサンプル
（２）上記エポキシ樹脂組成物に代えて、Ｔｇが２２０℃となるエポキシ樹脂組成物を用い、この樹脂組成物に軟質エポキシ樹脂プレポリマーを添加したサンプル
（３）Ｂステージ層上にシリコーンゴム層（厚さ１０μｍ）を形成したサンプル
（４）Ｂステージ層上にフィラー充填率が２５体積％である樹脂リッチ層（厚さ１０μｍ）を形成したサンプル
（５）Ｂステージ層形成時に、樹脂組成物塗布後に静置させてフィラーを沈降させた後に、加熱を行うことによって、Ｂステージ層表面側のフィラー充填率が２５体積％である樹脂リッチ層（厚さ１０μｍ）を形成したサンプル
（６）Ｃステージ層とＢステージ層の間にシリコーンゴム層（厚さ１０μｍ）を形成したサンプル
（７）Ｃステージ層とＢステージ層の間にフィラー充填率が２５体積％である樹脂リッチ層（厚さ１０μｍ）を形成したサンプル
（８）導電回路層のエッジ部近傍のＢステージ層にシリコーンゴム領域（エッジ部を中心に幅３０μｍ）を形成したサンプル
（９）導電回路層のエッジ部近傍のＢステージ層にフィラー充填率が２５体積％である樹脂リッチ領域（エッジ部を中心に幅３０μｍ）を形成したサンプル
【図１】
2013254919.tif 000003
【図２】
2013254919.tif 000004