(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法であって、
（１）円柱状サーマルビアを１個以上有する金属基板の上に、Ｂステージ状態の接着シートを配置する工程、
（２）金属基板上に配置された接着シートの上に、更に金属箔を配置する工程、及び、
（３）金属基板と接着シートと金属箔との積層物を、該接着シートがＣステージ状態になるまで加圧下で加熱することにより一体化して、金属ベース回路用基板を形成する工程
を含み、
Ｂステージ状態の接着シートが、エポキシ樹脂と該エポキシ樹脂の硬化剤とを含むが、無機フィラーは含まない接着シート形成用組成物から製造される
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
Ｃステージ状態の接着シートの耐電圧が５００Ｖ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法。
【請求項３】
エポキシ樹脂の硬化剤が、水酸基を有する化合物であることを特徴とする、請求項１乃至２のいずれか一項に記載の発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法。
【請求項４】
金属基板の円柱状サーマルビアの表面積が０．０００３ｍｍ2以上である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法。
【請求項５】
金属基板の円柱状サーマルビアが、化学処理または機械加工により作製されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法。
【請求項６】
金属基板と接着シートと金属箔との積層物の加圧下で加熱を、該金属基板の円柱状サーマルビアが該接着シートを貫通して、該円柱状サーマルビアと金属箔とが導通接続するように行う、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法。
【請求項７】
発光素子がＬＥＤである、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の製造方法により製造される、発光素子用金属ベース回路用基板。
【請求項９】
発光素子がＬＥＤである、請求項８に記載の発光素子用金属ベース回路用基板。
【請求項１０】
発光素子用金属ベース回路基板の製造方法であって、
（１）円柱状サーマルビアを１個以上有する金属基板の上に、Ｂステージ状態の接着シートを配置する工程、
（２）金属基板上に配置された接着シートの上に、更に金属箔を配置する工程、及び、
（３）金属基板と接着シートと金属箔との積層物を、該接着シートがＣステージ状態になるまで加圧下で加熱することにより一体化して、金属ベース回路用基板を形成する工程
（４）金属ベース回路用基板の金属基板及び／又は金属箔を加工して回路を形成する工程を含み、
Ｂステージ状態の接着シートが、エポキシ樹脂と該エポキシ樹脂の硬化剤とを含むが、無機フィラーは含まない接着シート形成用組成物から製造される
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の製造方法により製造される、発光素子用金属ベース回路基板。
【請求項１２】
発光素子がＬＥＤである、請求項１１に記載の発光素子用金属ベース回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱性に優れ、更に耐電性にも優れる発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法及び前記方法によって得られる発光素子用金属ベース回路用基板に関する。更に本発明は、前記回路用基板を用いた発光素子用金属ベース回路基板の製造方法及び前記方法によって得られる発光素子用金属ベース回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤをはじめとする発光素子を組み込んだ装置に対して、高密度実装化及び高性能化が要求されている。これらの要求に伴う装置の小型化、ハイパワー化により、狭いスペースの中で、発光素子から発生した熱を如何に放散（放熱）するかといったことが問題となっている。この放熱問題に対しては、種々のアプローチが存在している。
【０００３】
例えば、発光素子より発生した熱を放熱するためのサーマルビアを発光素子用回路基板に設けることが知られている（特許文献１〜３）。
【０００４】
また、サーマルビアの回路基板への設置について種々の方法が知られている。（特許文献４〜６）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−８６３９１号公報
【特許文献２】特開２００６−６６５１９号公報
【特許文献３】特開２００５−１９７６３３号公報
【特許文献４】特許第３２１７３８１号公報
【特許文献５】特許第３９０７０６２号公報
【特許文献６】特開２００４−９５７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の発光素子用回路用基板の製造方法は、表面積の大きいサーマルビアを基板内に形成することができなかったので、得られた基板の放熱性は満足のいくものではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、発光素子用金属ベース回路用基板の放熱性及び生産性について鋭意検討を重ねたところ、所定の硬化状態にあるエポキシ樹脂接着シートを絶縁層として用いることにより、表面積の大きいサーマルビアを回路用基板内に形成することができ、更に得られた発光素子用回路用基板が放熱性に優れることを見いだした。本発明はこの知見に基づいてなされたものである。
すなわち、本発明は、
（１）発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法であって、
（ｉ）ビアを１個以上有する金属基板の上に、Ｂステージ状態の接着シートを配置する工程、
（ii）金属基板上に配置された接着シートの上に、更に金属箔を配置する工程、及び、
（iii）金属基板と接着シートと金属箔との積層物を、該接着シートがＣステージ状態になるまで加圧下で加熱することにより一体化して、金属ベース回路用基板を形成する工程
を含み、
Ｂステージ状態の接着シートが、エポキシ樹脂と該エポキシ樹脂の硬化剤とを含むが、無機フィラーは含まない接着シート形成用組成物から製造されることを特徴とする方法；
（２）Ｃステージ状態の接着シートの耐電圧が５００Ｖ以上であることを特徴とする、前記（１）に記載の発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法；
（３）エポキシ樹脂の硬化剤が、水酸基を有する化合物であることを特徴とする、前記（１）乃至（２）のいずれか一項に記載の発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法；
（４）金属基板のビアの表面積が０．０００３ｍｍ2以上である、前記（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法；
（５）金属基板のビアが、化学処理または機械加工により作製されていることを特徴とする、前記（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法；
（６）金属基板と接着シートと金属箔との積層物の加圧下で加熱を、該金属基板のビアが該接着シートを貫通して、該ビアと金属箔とが導通接続するように行う、前記（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法；
（７）発光素子がＬＥＤである、前記（１）乃至（６）のいずれか一項に記載の発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法；
（８）前記（１）乃至（７）のいずれか一項に記載の製造方法により製造される、発光素子用金属ベース回路用基板；
（９）発光素子がＬＥＤである、前記（８）に記載の発光素子用金属ベース回路用基板；
（10）発光素子用金属ベース回路基板の製造方法であって、
（ｉ）ビアを１個以上有する金属基板の上に、Ｂステージ状態の接着シートを配置する工程、
（ii）金属基板上に配置された接着シートの上に、更に金属箔を配置する工程、及び、
（iii）金属基板と接着シートと金属箔との積層物を、該接着シートがＣステージ状態になるまで加圧下で加熱することにより一体化して、金属ベース回路用基板を形成する工程
（iv）金属ベース回路用基板の金属基板及び／又は金属箔を加工して回路を形成する工程
を含み、
Ｂステージ状態の接着シートが、エポキシ樹脂と該エポキシ樹脂の硬化剤とを含むが、無機フィラーは含まない接着シート形成用組成物から製造されることを特徴とする方法；
（11）前記（10）に記載の製造方法により製造される、発光素子用金属ベース回路基板；並びに
（12）発光素子がＬＥＤである、前記（11）に記載の発光素子用金属ベース回路基板
に関するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、後述する実施例で示されるように、表面積の大きいサーマルビアを備え放熱性に優れる発光素子用金属ベース回路用基板を簡便な工程により得ることができる。更に得られた金属ベース回路用基板は、放熱性だけでなく、耐電圧性にも優れる。したがって、本発明は、放熱性及び耐電圧性に優れる発光素子用金属ベース回路用基板並びに前記回路用基板からなる発光素子用金属ベース回路基板を生産性良く提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１０】
金属基板を構成する金属は、アルミニウム、鉄、銅及びこれらの合金である。熱放散性に優れる点でアルミニウム、銅及びこれらの合金が好ましい。
金属基板と接着シートとの密着性を向上させるために、接着シートとの接着面に、脱脂処理、サンドブラスト、エッチング、各種メッキ処理、カップリング剤処理等の表面処理も施してもよい。
【００１１】
金属基板の厚さ（ビアのない平坦部の厚さをいう）は、発光素子用金属ベース回路用基板の用途に応じて適宜変化しうるものであるが、０.０１３ｍｍ〜４ｍｍが好ましく、０．０２０ｍｍ〜２ｍｍが特に好ましい。０．０１３ｍｍ以上であると、ハンドリング時のしわの発生を防止することができる。なお、上限値に技術的な制限はないが、現状の発光素子用金属ベース回路用基板の実用的な用途を鑑みると４ｍｍ以下であれば十分である。
【００１２】
金属基板は接着シートとの接着面側に１個以上のビアを有している。このビアは、発光素子より発生した熱の放散を目的として設けられるものであるが、併せて、金属基板と金属箔との局所的な電気的接続として機能することもできる。
金属基板上にビアを設ける方法としては、メッキ、エッチング等の化学処理や、エンドミル、フライス盤、レーザー等の機械加工が挙げられる。具体例として下記の作成方法が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、これらの具体的な方法を組み合わせて用いることもできる。
１．金属基板をハーフエッチングする。
２．金属基板又は金属箔にＮｉメッキを施し、更に銅メッキを接着シートに相当する厚みで設ける。これに金属柱が必要な箇所に保護膜（レジスト）を設け不要部のＣｕを選択エッチング、更にＮｉを選択エッチングする（金属箔については、１つ金属基板の上に複数の接着シートと複数の金属箔が積層している多層構造の回路用基板において、接着シートに挟まれる金属箔にビアを形成する場合）。
３．金属基板をエンドミルで機械加工する。
【００１３】
ビアの形状に特に制限はないが、円柱や円錐台形が好ましい。
【００１４】
１つのビアの上面の表面積（以下、表面積という）（ビア形状が円柱又は円錐台形の場合、金属基板又は金属箔上に設けられた状態のビアの全表面積から側面積を除いたものをいう）は、０．０００３ｍｍ2〜３００ｍｍ2、好ましくは０．００３ｍｍ2〜２００ｍｍ2、特に好ましくは０．０１ｍｍ2〜１５０ｍｍ2である。０．０００３ｍｍ2以上であるとサーマルビア（放熱性向上を目的とするビア）として十分な機能を発揮することができ、かつ、接着シートや金属箔を積層する際にビアの形状を維持して十分な信頼性を発揮することができる。３００ｍｍ2以下であると、ビアと金属箔との接触不良（ビアと金属箔との間における接着シートの残存や、ビア上面と金属箔との接触状態のムラにより生ずる）による放熱に対する信頼性の低下を抑えることができる。
【００１５】
１つのビアの高さは、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。より好ましくは０．０８ｍｍ〜０．４ｍｍである。０．０５ｍｍ以上であるとビアを介した金属基板と金属箔との十分な電気的接続を達成することができる。０．５ｍｍ以下であると、接着シートの厚さを０．５ｍｍ以下に設定して十分な放熱性を得ることができる。
【００１６】
接着シートは、エポキシ樹脂と該エポキシ樹脂の硬化剤とを含む接着シート形成用組成物から製造される。
【００１７】
エポキシ樹脂としては、発光素子用金属ベース回路用基板に用いることができ、かつ、接着シートの硬化体へ電気絶縁性を与えることができるものであれば特に制限なく使用することができる。尚、本明細書におけるエポキシ樹脂とは、後述の硬化剤と反応しうる未反応のエポキシ基を含んだ硬化前のプレポリマーのことをいう。
具体例としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラキスフェノールメタン型エポキシ樹脂及びビフェニル型エポキシ樹脂等があげられる。
これらの中では、硬化後の応力緩和性に優れるという理由で、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。具体例としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物型のエポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型の水素添加エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂（例えば、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）及びポリサルファイド変性エポキシ樹脂等が挙げられる。
本発明では、単一種類のエポキシ樹脂を単独で用いてもよく、複数種類のエポキシ樹脂を組み合わせて使用してもよい。
【００１８】
金属ベース回路用基板に高い耐熱性が求められる場合には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を単独、若しくは他のエポキシ樹脂（例えば、脂肪族エポキシ樹脂）と組み合わせて用いることで電気絶縁性が高く、耐熱性の高い樹脂硬化体が得られることが可能となるので特に好ましい。
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、エポキシ当量が３００以下であることが一層好ましい。エポキシ当量が３００以下であると、硬化時の架橋密度の低下によるＴｇ低下（すなわち、耐熱性の低下）を防止することができる。
【００１９】
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂は、エポキシ当量が１５００以下であることが一層好ましい。エポキシ当量が１５００以下であると、硬化時の架橋密度の低下によるＴｇ低下（すなわち、耐熱性の低下）を防止することができる。
【００２０】
金属ベース回路用基板の製造工程における接着シートのハンドリング性をより向上させたい場合は、脂肪族エポキシ樹脂を単独、若しくは他のエポキシ樹脂（例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂）と組み合わせて用いることが好ましい。
脂肪族エポキシ樹脂としては、低弾性、機械特性、耐熱性、取り扱い等のバランスを考慮して、高級アルコール系グリシジルエーテル型を一般に用いることができる。高級アルコール系グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の構造に特に制限はなく、高級アルコール部は分枝していてもよいが、側鎖を有するアルキレン基またはアルケニレン基を４０個以下含む構造がより好ましい。具体例としては、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等が挙げられる。
【００２１】
本発明に用いるエポキシ樹脂は、加水分解性塩素濃度が６００ｐｐｍ以下であることが好ましい。加水分解性塩素濃度が６００ｐｐｍ以下であると、発光素子用金属ベース回路用基板として充分な耐湿性を示すことができる。
【００２２】
上述のエポキシ樹脂はいずれも公知物質であり、市場において容易に入手することができる。
【００２３】
エポキシ樹脂の硬化剤としては、上述のエポキシ樹脂を硬化させることのできるものであれば特に制限なく使用することができるが、得られる硬化物の電気特性の点から水酸基を有する化合物が好ましい。具体例としては、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤及びジシアンアミドからなる群から選ばれる１種類以上を用いることができる。
アミン系硬化剤としては、芳香族アミン（メタフェニレンジアミン、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）、脂環式アミン（イソホロンジアミン等）、脂肪族アミン（ジエチレントリアミン、トリエチレントリアミン、テトラエチレンメンタミン等）が挙げられる。
酸無水物系硬化剤としては、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。
フェノール系硬化剤としては、フェノールノボラック系樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂等が挙げられる。
これらの中では、製造段階での半硬化状態（Ｂステージ状態）の制御の点からフェノールノボラック系樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂、ジシアンアミドが好ましい。
【００２４】
上述の硬化剤はいずれも公知物質であり、市場において容易に入手することができる。
【００２５】
エポキシ樹脂の硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、５〜６０質量部であることが好ましく、１０〜５０質量部であることが特に好ましい。
【００２６】
エポキシ樹脂の硬化を向上させるために、必要に応じて硬化触媒を使用してもよい。
硬化触媒としては、一般にイミダゾール化合物（例えば、２，３−ジヒドロ−１Ｈ−ピロロ（１，２−ａ）ベンズイミダゾール）、有機リン酸化合物（例えば、トリフェニルフォスフィン）、第三級アミン、第四級アンモニウム等が使用され、いずれか１種類以上を選択することができる。
硬化触媒の添加量は、硬化温度に応じて適宜設定することができるが、一般にエポキシ樹脂１００質量部に対して０．０１質量部以上５質量部以下であることが好ましい。０．０１質量部以上であると十分に硬化を得ることができる。５質量部以下であると、接着シートのＢステージ状態からＣステージ状態への急速な硬化を防止することができる。
【００２７】
その他、必要に応じて、カップリング剤等の分散助剤、溶剤等の粘度調整助剤など公知の各種添加剤を添加してもよい。
また、接着シートの強度を補強するために繊維状の補強材、例えば、ガラス繊維、セラミック繊維、アラミド繊維等を添加してもよい。
【００２８】
接着シートは無機フィラーを含まない。無機フィラーとは、金属、金属酸化物及びセラミックからなる群より選ばれる材料の粒子状物をいう。材料の具体例としては、酸化ケイ素（特に二酸化ケイ素）、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化硼素、酸化マグネシウム、窒化珪素等が挙げられる。粒子状物とは、球状物、針状物、鱗片状物及び破砕物をいう。但し、繊維状の物質は粒子状物には含まれない。
【００２９】
接着シートの代表的な製造方法は下記の通りである。
エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬化剤並びに任意成分（硬化触媒及び／又は各種添加剤）を、公知の混合手段（例えば、万能攪拌機、ハイブリッドミキサー等）により予め混合して接着シート形成用組成物を形成する。得られた組成物を公知のコーティング手段（ダイコーター、コンマコーター、ドクターコーター等）によりライナー上へ所望の厚みでコーティングし、加熱してＢステージ状態まで半硬化させ、その後、得られたシートを剥離する。
【００３０】
ライナーとしては、コスト及び作業性の理由から、樹脂フィルムが好ましい。樹脂フィルムは、接着シートをＢステージ化する際の耐熱性に問題なければ特に制限はなく、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）等を用いることができる。ライナーとしての樹脂フィルムの厚さは、一般的に０．０２５〜０．５ｍｍである。樹脂フィルムには、剥離性を考慮してシリコーン樹脂、フッ素樹脂、またはオレフィン樹脂による被覆、サンドブラスト処理、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を施すことが好ましい。
【００３１】
Ｂステージ状態の接着シートを得る温度は、接着シートを構成するエポキシ樹脂、硬化剤や硬化触媒の種類により変化するが、高温であると加熱時間を短縮することができるので好ましい。具体的には、８０℃〜２００℃で加熱することが好ましい。８０℃以上であると、Ｂステージ状態を得るのに必要な加熱時間を短縮できる。２００℃以下であると、Ｂステージ状態となるまでの硬化速度を適切に制御することができる。
【００３２】
接着シートは、上述のように、金属基板へ配置する前に別途ライナー上で製造してもよいが、金属基板上で製造してもよい。すなわち、前述の接着シート形成用組成物を金属基板上に直接塗布し、加熱し、Ｂステージ状態まで半硬化させて製造してもよい。
【００３３】
接着シートの状態を示す用語である「Ｂステージ状態」とは、接着シートが室温（２５℃）では乾いた状態であるが、高温（８０℃以上）に加熱すると再び溶融する状態をいう。
具体的には、ＤＳＣ（示差走査型熱量計）を用いて下記計算式から求められる硬化度が５〜７０％、更に好ましくは２０〜６５％の状態をいう。
【００３４】
硬化度（％）＝（Ｘ−Ｙ）／Ｘ×１００
Ｘ：Ｂステージ状態化処理（加熱処理）を施していない接着シートサンプルについて、ＤＳＣを用いて硬化させた際に生じた熱量。
Ｙ：Ｂステージ状態化処理を施した接着シートサンプルについて、ＤＳＣを用いて硬化させた際に測定された熱量。
尚、上述のＸ及びＹにおいて「硬化させた」状態は、得られたＤＳＣ曲線のピークから特定できる。
【００３５】
Ｂステージ状態の接着シートは、その上に金属箔を配置する際の位置決めを容易ならしめるのに適切な粘着性を有する。したがって、Ｂステージ状態の接着シートの使用は、金属ベース回路用基板製造における作業性を格段に向上させることができる。
【００３６】
「Ｃステージ状態」とは、接着シートの硬化がほぼ終了しており、高温に加熱しても再度溶融することはない状態をいう。具体的には、「Ｂステージ状態」の欄で述べた硬化度が７０％を超えている状態をいう。尚、Ｃステージ状態を確認する際、上述の硬化度の計算式における「Ｘ」及び「Ｙ」はそれぞれ以下の通りとなる。
Ｘ：Ｂステージ状態化処理（加熱処理）及びＣステージ状態化処理（後述の工程（３））を施していない接着シートサンプルについて、ＤＳＣを用いて硬化させた際に生じた熱量。
Ｙ：Ｂステージ状態化処理及びＣステージ状態化処理を施した接着シートサンプルについて、ＤＳＣを用いて硬化させた際に測定された熱量。
尚、上述のＸ及びＹにおいて「硬化させた」状態は、得られたＤＳＣ曲線のピークから特定できる。
【００３７】
接着シートの厚さは、発光素子用金属ベース回路用基板を構成する金属基板及び金属箔の種類等に応じて適宜変化しうるものであるが、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。より好ましくは０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍである。０．０５ｍｍ以上であると、金属ベース回路用基板における金属基板と金属箔との間の電気絶縁性及び当該基板の放熱性を確保できる。０．５ｍｍ以下であると、接着シートの製造を容易に行うことができる。
【００３８】
本発明に使用する金属箔を構成する金属は、前述の金属基板と同様、アルミニウム、鉄、銅及びこれらの合金である。熱放散性に優れる点でアルミニウム、銅及びこれらの合金が好ましい。
【００３９】
金属箔の厚さは、発光素子用金属ベース回路用基板の用途に応じて適宜変化しうるものであるが、０．０１３ｍｍ〜０．４ｍｍが好ましく、０．０２０ｍｍ〜０．２０ｍｍが特に好ましい。０．０１３ｍｍ以上であると、ハンドリング時のしわの発生を防止することができる。なお、上限値に技術的な制限はないが、現状の発光素子用金属ベース回路用基板の実用的な用途を鑑みると回路を形成する層としては０．４ｍｍ以下であれば十分である。
【００４０】
本発明の発光素子用金属ベース回路用基板は下記の工程により製造される：
（１）ビアを１個以上有する金属基板の上に、Ｂステージ状態の接着シートを配置する工程、
（２）金属基板上に配置された接着シートの上に、更に金属箔を配置する工程、及び、
（３）金属基板と接着シートと金属箔との積層物を、該接着シートがＣステージ状態になるまで加圧下で加熱することにより一体化して、金属ベース回路用基板を形成する工程。
【００４１】
工程（１）では、金属基板の上にＢステージ状態の接着シートを配置する。
ここでいう「配置」には、金属基板へ配置する前に別途製造した接着シートを金属基板上へ置くことだけでなく、接着シート形成用組成物を金属基板上へ直接塗布し、加熱して、金属基板上に接着シートを直接形成することを含む。
金属基板上に接着シートを配置する際には、金属基板と接着シートとの密着性を高めるため、金属基板を予め脱脂処理しておくことが好ましい。
【００４２】
工程（２）では、工程（１）で得た「金属基板と接着シートとの積層物」の接着シートの上に、更に金属箔を配置する。
【００４３】
上述の工程（１）及び（２）では、「金属基板と接着シートと金属箔との積層物（金属基板−接着シート−金属箔）」を、金属基板上へ接着シートと金属箔とを順次配置することにより製造しているが、「接着シートと金属箔との積層物」を予め製造しておき、この積層物を金属基板上へ配置することにより「金属基板と接着シートと金属箔との積層物」を製造してもよい。
「接着シートと金属箔との積層物」は、前述の接着シート形成用組成物を金属箔上へ直接塗布し、Ｂステージ状態となるまで加熱することにより製造することができる。
【００４４】
工程（３）では、工程（２）で得た「金属基板と接着シートと金属箔との積層物（金属基板−接着シート−金属箔）」を、接着シートがＣステージ状態になるまで硬化させることにより一体化して、金属ベース回路用基板を形成する。接着シートのＣステージ状態への硬化は、積層物を加圧下で加熱することにより達成することができる。
加熱温度は、接着シートをＢステージ状態からＣステージ状態へと硬化させることができる温度であれば特に制限されないが、１００℃〜２５０℃であることが好ましい。１００℃以上であると、積層物の一体化に必要な接着シートの硬化時間を短縮（例えば、５時間未満）し、生産性を向上させることができる。１５０℃以上であると、硬化時間を更に短縮できるので特に好ましい。加熱温度が２５０℃以下であると、加熱による接着シート（エポキシ樹脂）の劣化を防ぐことができる。
加熱時の圧力は、接着シートと金属基板及び金属箔との密着性を高めることができる大きさであれば特に制限されないが、５ｋｇｆ／ｃｍ2〜５０ｋｇｆ／ｃｍ2であることが好ましい。１０ｋｇｆ／ｃｍ2〜４０ｋｇｆ／ｃｍ2であることが特に好ましい。５ｋｇｆ／ｃｍ2以上であると、十分な接着性が得られる。５０ｋｇｆ／ｃｍ2以下であると接着シートの厚みを均一なものとすることができる。
加熱により、接着シートはＢステージ状態からＣステージ状態へと硬化する。その際、加圧により接着シートと金属基板及び金属箔とは密着しているので、接着シートと金属基板及び金属箔との強固な接着が起こり「金属基板と接着シートと金属箔との積層物」の一体化が達成される。
【００４５】
上述の圧力範囲内で加圧することにより、ビアで接着シートを貫通させて、ビアを介した金属基板と金属箔との導通接続を作成することが放熱性の向上や導通回路形成による回路設計の自由度向上の点で好ましい。
【００４６】
上記の製造方法は、１つの金属基板上に１つの接着シートと１つの金属箔とを配置してなる構造を有する発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法に関するものである。
本発明の発光素子用金属ベース回路用基板は上述の構造だけでなく、１つ金属基板の上に複数の接着シートと複数の金属箔が積層している多層構造であってもよい。接着シートと金属箔との多層構造は、工程（２）と工程（３）との間に行う下記工程により作成することができる：
（２−２）工程（２）で得られた積層物の金属箔の上に更に接着シートを配置する工程、及び
（２−３）工程（２−２）で配置した接着シートの上に更に金属箔を配置する工程。
工程（２−２）及び（２−３）を繰り返して、接着シートと金属箔との更なる多層化を達成してもよい。
接着シートと金属箔を多層化する工程の間に後述の回路形成法を用いて、接着シートで挟まれた金属箔に回路を形成してもよい。
【００４７】
また、発光素子用金属ベース回路用基板を構成する接着シートは、Ｃステージ状態にしたときに絶縁性を有している。具体的には、接着シートは、５００Ｖ以上の耐電圧を有していることが好ましい。耐電圧が５００Ｖであると、発光素子を本発明の発光素子用金属ベース回路用基板へ組み込んで得られる装置の電気的信頼性を高めることができる。
本発明の発光素子用金属ベース回路用基板を高電圧及び高電流が印加される産業用装置へ用いる場合、Ｃステージ状態の接着シートは１５００Ｖ以上の耐電圧を有することが好ましい。耐電圧はＪＩＳ  Ｃ  ２１１０に規定された段階昇圧法に従い測定することができる。
【００４８】
本発明の製造方法により得られる発光素子用金属ベース回路用基板は高い放熱性を有し、これを用いた装置に高い信頼性を与えることができる。したがって、本発明は、発熱量の高い発光素子を多く含み、かつ、高い信頼性が要求される装置、例えばＬＥＤ等の発光素子回路基板等に好適に用いることができる。
【００４９】
発光素子としては、発光時に高熱を放出するＬＥＤを好適に用いることができる。
【００５０】
発光素子用金属ベース回路用基板は、その金属基板及び／又は金属箔を加工して回路を形成することにより、回路基板とすることができる。金属基板及び金属箔に回路を形成する方法としては、エッチング等の化学処理や、エンドミル、フライス盤、レーザー等の機械加工等が挙げられる。
【００５１】
例えば、本発明をＬＥＤ用回路基板へ適用する場合、前述の製造方法により得られた金属ベース回路用基板に回路を形成し、ＬＥＤを搭載し、配線することにより、ＬＥＤ回路基板とすることができる。
【００５２】
ＬＥＤ等の発光素子をパッケージ化されていない状態で本発明の基板に直接搭載する場合には、発光素子から発せられる光を効率的に発光素子の前面に集める為に、反射効果のある金属枠を設けることが好ましい。金属枠の材質としてはアルミニウムやステンレス等が挙げられる。金属枠の回路基板への設置は、接着剤（例えば、エポキシ系接着剤やウレタン系接着剤等）を介して行ってもよく、電解メッキやエッチングの組み合わせにより行ってもよい。
【００５３】
また、ＬＥＤを搭載した基板の輝度を向上させる為に、回路基板の表面に高反射率の白色膜を設けてもよい。白色膜としては、紫外線硬化性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂等に酸化亜鉛、炭酸カルシウム、酸化チタン（特に二酸化チタン）、アルミナ及びスメクタイトからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の白色顔料を配合してなるものが好ましい。白色膜の回路基板への設置は、当該技術分野で周知の方法を用いて行うことができる。
【実施例】
【００５４】
次に、実施例により本発明の効果を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００５５】
（実施例１）
本例では、図１に示す発光素子（ＬＥＤ）用金属ベース回路基板を製造した。
（１）ビアを設けた金属基板の製造
金属基板としての平坦な銅板１（厚さ：０．１００ｍｍ）に、放熱用ビア３（直径：３．０ｍｍ（表面積：７．１ｍｍ2）。形状：円柱状。高さ：０．１５ｍｍ）１つと、電気接続用ビア５（直径：０．５ｍｍ（表面積：０．２０ｍｍ2）。形状：円柱状。高さ０．１５ｍｍ）２つをエッチングにより形成した。次いで、ビアを設けた面を脱脂処理に付した。これを発光素子用金属ベース回路基板の製造に用いた。
【００５６】
（２）接着シート形成用組成物の製造
エポキシ樹脂であるポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂（側鎖を有するアルキレン基の数：５〜７；加水分解性塩素濃度：５００ｐｐｍ）（阪本薬品工業社製、「ＳＲ−ＰＴＭＧ」）と、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：１５９；加水分解性塩素濃度：６００ｐｐｍ）（ジャパンエポキシレジン社製、「ＥＰ８２８」）と、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：８４８；加水分解性塩素濃度：６００ｐｐｍ）（ジャパンエポキシレジン社製、「ＥＰ４００４Ｐ」）とを３５：３５：３０の割合（質量比）で混合した。前記混合エポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤としてフェノールノボラック系樹脂（明和化成社製、「Ｈ−１」）を３０質量部、添加剤であるカップリング剤（信越化学工業社製、「ＫＢＭ４０３」）を１質量部添加して組成物を作製した。更に硬化触媒として２，３−ジヒドロ−１Ｈ−ピロロ（１，２−ａ）ベンズイミダゾール（四国化成社製、「ＴＢＺ」）を前記エポキシ樹脂混合物１００質量部に対して０．５重量部配合して、接着シート形成用組成物を製造した。尚、各成分の配合は万能攪拌機を用いて行った。
【００５７】
（３）発光素子用金属ベース回路基板の製造
（１）で得た金属基板１のビアのある表面上に、（２）で製造した接着シート形成用組成物をビア３の高さと同一になるように直接塗布し、１３０℃で１０分間加熱して接着シート７（厚さ：０．１５ｍｍ）を形成した。得られた接着シート７の硬化度は６２％であり、Ｂステージ状態であった（ＤＳＣ（SIIテクノロジー社製DSC6620）を用いて測定）。次いで、当該接着シート７の上に金属箔としての銅箔９（厚さ：０．０３５ｍｍ）を配置した。得られた銅板１と接着シート７と銅箔９とからなる積層物を、３０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力をかけながら１５０℃で６０分間加熱して一体化し、金属ベース回路用基板を製造した。得られた金属ベース回路用基板を構成する接着シート７は８８％の硬化度を有し、Ｃステージ状態であった。
得られた金属ベース回路用基板の銅板１と銅箔９の両面にエッチング法により回路を形成した。次いで、銅箔９側のエッチングにより接着シート７が露出した面へ、金属枠１５（材質：ステンレス)を接着剤１７（ウレタン系接着剤）により設置した。
【００５８】
（試験例）
実施例１の発光素子用金属ベース回路基板について、以下に示す方法により、（１）回路基板の耐電圧及び（２）回路基板放熱性を測定した。
【００５９】
（１）金属ベース回路基板の耐電圧
銅板の放熱用ビアのない箇所を覆う銅箔をエッチングして直径２０ｍｍの円電極を作製したものを測定サンプルとし、ＪＩＳ  Ｃ  ２１１０に規定された段階昇圧法にしたがって銅板と銅箔との間の耐電圧を測定した。
【００６０】
（２）金属ベース回路基板の放熱性
実施例１の発光素子用金属ベース回路基板について、それぞれ放熱用ビア３直上部の銅箔９にＬＥＤ１１を搭載（銅箔とＬＥＤとは電気的に接続される）し、配線１３を設置して、金属ベース回路基板を作成した（図２）。得られた発光素子用金属ベース回路基板に、３Ｖ電圧を加えてＬＥＤ１１を発光させ、（ｉ）ＬＥＤ搭載部及び（ii）ＬＥＤ直下の銅板部の温度をサーモグラフィーにより測定した。
【００６１】
上記（１）〜（２）の測定結果を以下の表１に示す。
【００６２】
表１
0005030103.tif 000002
【００６３】
実施例１の発光素子用金属ベース回路基板は、産業用装置にも充分適用可能な耐電圧（１５００Ｖ以上）を有していた。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、高い放熱性が要求される発光素子を組み込んだ装置の製造に利用可能である
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、実施例１の発光素子用金属ベース回路基板の垂直断面図である。
【図２】図２は、試験例の放熱性測定に用いた実施例１の発光素子用金属ベース回路基板の垂直断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  銅板
３  放熱用ビア
５  電気接続用ビア
７  接着シート
９  銅箔
１１  ＬＥＤ
１３  配線
１５  金属枠
１７  接着剤
１９  白色膜
【図１】
0005030103.tif 000003
【図２】
0005030103.tif 000004