JP5640121B2 - 回路基板用積層板及び金属ベース回路基板 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板用積層板、この回路基板用積層板から製造される金属ベース回路基板、及びそれらの製造方法に関する。

半導体素子を搭載する回路基板には、小型化、高密度実装化及び高性能化が要求されている。また、半導体素子の小型化、高性能化及びハイパワー化に伴い、回路基板には、素子が発生した熱を効率よく放散可能であることが要求されている。

高い放熱性が要求される回路基板としては、主に、アルミニウム及び窒化アルミニウムなどのセラミックからなる基板上にメタライジングによって回路パターンを形成したものが使用されている。しかしながら、セラミック基板を含んだ回路基板は、大型化が難しく、価格も高い。また、セラミックは脆いため、そのような回路基板は、激しく振動されるような用途には必ずしも適しているとは言えない。

金属ベース回路基板は、金属基板上に絶縁層と回路パターンとがこの順に積層された構造を有している。金属ベース回路基板は、例えば、金属基板と金属箔とが絶縁層を間に挟んで一体化された回路基板用積層板、所謂「金属ベース基板」を準備し、その金属箔を回路パターンへとパターニングすることによって得られる。金属ベース回路基板は、セラミック基板を含んでいないため、上述した問題は生じない。

金属ベース回路基板では、絶縁層は、回路パターンを金属基板から電気的に絶縁する役割を果たしているのに加え、それらを互いに貼り合せる役割も果たしている。そのため、絶縁層には、一般に樹脂を使用している。

しかしながら、樹脂は熱伝導率が低い。そこで、金属ベース回路基板について、絶縁層の熱伝導率を高めるための研究が進められている。

例えば、特許文献１には、６５乃至８０体積％の無機充填材と分散剤とを含んだ絶縁層を介して金属箔と金属基板とが一体化された金属ベース基板が記載されている。この金属ベース基板は、無機充填材と分散剤とを含んだ熱硬化性樹脂からなる塗工液を金属箔上に塗布し、熱硬化性樹脂がＢ段階になるまで塗膜を加熱し、それによって得られる絶縁層上に金属基板を重ねて、それらを加圧しながら加熱することによって製造される。

特許文献２には、絶縁層が６５乃至８５体積％の球状無機充填材を含んだ金属ベース基板が記載されている。この文献には、平均粒径が異なる複数種の球状無機充填材を使用して無機充填材を最密充填することにより、優れた放熱性を達成することが記載されている。この金属ベース基板は、球状無機充填材と樹脂とを含んだ接着剤を金属基板上に塗布し、樹脂がＢ段階になるまで塗膜を加熱し、それによって得られる絶縁層上に金属箔を重ねて、それらを加圧しながら加熱することによって製造される。

特許文献３には、無機充填材を絶縁層が含んだ金属ベース基板が記載されている。この金属ベース基板では、無機充填材として、窒化硼素、ダイアモンド及び酸化ベリリウムなどの熱伝導率が３．０×１０^-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以上であり且つ比誘電率が４．５以下であるものを使用する。また、この金属ベース基板は、無機充填材と熱硬化性樹脂との混合物を金属基板上に塗布し、その上に金属箔を重ね、それらを加熱することによって製造される。

特開平８−８３９６３号公報 特開平５−１６７２１２号公報 特開平７−３２０５３８号公報

本発明者らは、従来技術に係る回路基板用積層板から得られる金属ベース回路基板には、耐電圧又は回路パターンのピール強度に関して改善の余地があることを見出している。

そこで、本発明は、高い耐電圧と高いピール強度を同時に実現可能とすることを目的とする。

本発明の第１側面によると、金属基板と、前記金属基板と向き合った金属箔と、前記金属基板と前記金属箔との間に介在してそれらを互いに貼り合せている絶縁層であって、電気絶縁性の樹脂と電気絶縁性の無機充填材とを含有し、前記絶縁層に占める前記無機充填材の体積比が、前記金属基板側の領域と比較して、前記金属箔側の領域においてより小さい絶縁層とを具備し、前記絶縁層は前記金属基板及び前記金属箔の各々に直接に接触しており、波長分散型Ｘ線分析装置によって前記無機充填材が含んでいる元素の量又は濃度を前記絶縁層の厚さ方向に測定し、これにより得られる前記元素の分布を、前記金属基板からの距離を横軸とし、前記無機充填材の頻度を縦軸としたグラフに描いた場合に、直線で近似される分布曲線が得られる回路基板用積層板が提供される。

本発明の第２側面によると、金属基板と、前記金属基板と向き合った回路パターンと、前記金属基板と前記回路パターンとの間に介在してそれらを互いに貼り合せている絶縁層であって、電気絶縁性の樹脂と電気絶縁性の無機充填材とを含有し、前記絶縁層に占める前記無機充填材の体積比が、前記金属基板側の領域と比較して、前記回路パターン側の領域においてより小さい絶縁層とを具備し、前記絶縁層は前記金属基板及び前記回路パターンの各々に直接に接触しており、波長分散型Ｘ線分析装置によって前記無機充填材が含んでいる元素の量又は濃度を前記絶縁層の厚さ方向に測定し、これにより得られる前記元素の分布を、前記金属基板からの距離を横軸とし、前記無機充填材の頻度を縦軸としたグラフに描いた場合に、直線で近似される分布曲線が得られる金属ベース回路基板が提供される。

本発明によると、高い耐電圧と高いピール強度を同時に実現することが可能となる。

本発明の一態様に係る回路基板用積層板を概略的に示す斜視図。 図１に示す回路基板用積層板のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。 図１及び図２に示す回路基板用積層板から得られる金属ベース回路基板の一例を概略的に示す断面図。 図１及び図２に示す回路基板用積層板の製造における第１工程を概略的に示す断面図。 図１及び図２に示す回路基板用積層板の製造における第２工程を概略的に示す断面図。 実施例１に係る回路基板用積層板の絶縁層における無機充填材の分布を示すグラフ。 比較例１に係る回路基板用積層板の絶縁層における無機充填材の分布を示すグラフ。

以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一態様に係る回路基板用積層板を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示す回路基板用積層板のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

図１及び図２に示す回路基板用積層板１は、金属基板２と、絶縁層３と、金属箔４とを含んでいる。なお、図１及び図２において、Ｘ及びＹ方向は金属基板２の主面に平行であり且つ互いに直交する方向であり、Ｚ方向はＸ及びＹ方向に対して垂直な厚さ方向である。図１には、一例として矩形状の回路基板用積層板１を描いているが、回路基板用積層板１は他の形状を有していてもよい。

金属基板２は、例えば、単体金属又は合金からなる。金属基板２の材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、アルミニウム合金、又はステンレスを使用することができる。金属基板２は、炭素などの非金属を更に含んでいてもよい。例えば、金属基板２は、炭素と複合化したアルミニウムを含んでいてもよい。また、金属基板２は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。

金属基板２は、高い熱伝導率を有している。典型的には、金属基板２は、６０Ｗ・ｍ⁻¹・Ｋ⁻¹以上の熱伝導率を有している。

金属基板２は、可撓性を有していてもよく、可撓性を有していなくてもよい。金属基板２の厚さは、例えば、０．２乃至５ｍｍの範囲内にある。

絶縁層３は、金属基板２上に設けられている。絶縁層３は、樹脂３ａと無機充填材３ｂとを含有している。絶縁層３の厚さは、例えば、５０乃至２００μｍの範囲内にある。

絶縁層３が含んでいる樹脂３ａは、電気絶縁性である。この樹脂３ａは、無機充填材３ｂ同士を結合させるバインダとしての役割を果たしている。更に、この樹脂３ａは、金属箔４を金属基板２に接着させる接着剤としての役割を果たしている。加えて、この樹脂３ａは、絶縁層３の表面を平坦にする役割を果たしている。

絶縁層３に占める樹脂３ａの割合は、例えば１５乃至５５体積％の範囲内にあり、典型的には２０乃至５０体積％の範囲内にある。この割合を過度に小さくすると、絶縁層３と金属基板２若しくは金属箔４との接着強度が低下するか、又は、絶縁層３の表面を平坦にすることが困難になる。この割合を過度に大きくすると、回路基板用積層板１の熱抵抗が大きくなる。

樹脂３ａとしては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴレジン）、ポリフェニレンオキシド、水添スチレン−ブタジエン樹脂、水添スチレン−イソブチレン樹脂、ポリアミドイミド、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ポリエステル、アクリル樹脂又はアクリルゴムを使用することができる。これらは、単独で又は混合して使用することができる。

樹脂３ａの少なくとも一部として、液晶ポリエステルを使用してもよい。液晶ポリエステルは、電気絶縁性の材料である。液晶ポリエステルは、他の多くの樹脂と比較して、比抵抗値がより大きい。

また、液晶ポリエステルは、長期間に亘って優れた熱安定性を示す。従って、液晶ポリエステルの使用は、高熱を発する電気又は電子素子、例えばパワー素子、特には炭化珪素基板を用いたパワー素子を、この回路基板用積層板１から得られる金属ベース回路基板に搭載させる場合に特に有利である。

液晶ポリエステルは、典型的には熱可塑性を有している。液晶ポリエステルとしては、例えば、溶融時に光学異方性を示し、４５０℃以下の温度で異方性溶融体を形成するものを使用することができる。そのような液晶ポリエステルとしては、例えば、下記一般式（１）乃至（３）で表される構造単位を有しているものを使用することができる。

下記一般式（１）乃至（３）において、Ａｒ１は、例えばフェニレン基又はナフチレン基を表し、Ａｒ２は、例えばフェニレン基、ナフチレン基又は下記一般式（４）で表される基を表し、Ａｒ３は、例えばフェニレン基又は下記一般式（４）で表される基を表し、Ｘ及びＹは、例えば、それぞれ独立にＯ又はＮＨを表している。Ａｒ、Ａｒ２及びＡｒ３の芳香族環に結合している水素原子は、例えば、ハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。また、下記一般式（４）において、Ａｒ１１及びＡｒ１２は、例えば、それぞれ独立にフェニレン基又はナフチレン基を表し、Ｚは、例えば、Ｏ、ＣＯ又はＳＯ₂を表している。

−Ｏ−Ａｒ１−ＣＯ− …（１）
−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ− …（２）
−Ｘ−Ａｒ３−Ｙ− …（３）
−Ａｒ１１−Ｚ−Ａｒ１２− …（４）
この液晶ポリエステルでは、上記一般式（１）乃至（３）で表される構造単位の合計に対して、上記一般式（１）で表される構造単位の割合は、例えば、３０乃至８０モル％の範囲内にある。この場合、上記一般式（１）乃至（３）で表される構造単位の合計に対して、上記一般式（２）で表される構造単位の割合は、例えば、１０乃至３５モル％の範囲内にある。そして、この場合、上記一般式（１）乃至（３）で表される構造単位の合計に対して、上記一般式（３）で表される構造単位の割合は、例えば、１０乃至３５モル％の範囲内にある。

一般式（１）で表される構造単位は芳香族ヒドロキシカルボン酸由来の構造単位であり、一般式（２）で表される構造単位は芳香族ジカルボン酸由来の構造単位であり、一般式（３）で表される構造単位は芳香族ジアミン又はフェノール性水酸基を有する芳香族アミンに由来の構造単位である。このような構造単位（１）乃至（３）をそれぞれ誘導する化合物をモノマーとして用い、それらモノマーを重合することにより、上記の液晶ポリエステルが得られる。

なお、この液晶ポリエステルを得るための重合反応の進行を容易にする観点からは、上述のモノマーの代わりに、それらのエステル形成性誘導体やアミド形成性誘導体を用いてもよい。

上記カルボン酸のエステル形成性誘導体又はアミド形成性誘導体としては、例えば、ポリエステルやポリアミドを生成する反応を促進するように、カルボキシル基が酸塩化物及び酸無水物などの反応活性が高い誘導体となっているもの、並びに、エステル交換反応又はアミド交換反応によりポリエステルやポリアミドを生成するように、カルボキシル基がアルコール類やエチレングリコールなどとエステルを形成しているものが挙げられる。

また、上記フェノール性水酸基のエステル形成性誘導体又はアミド形成性誘導体としては、例えば、エステル交換反応によりポリエステルやポリアミドを生成するように、フェノール性水酸基がカルボン酸類とエステルを形成しているものが挙げられる。

また、上記アミノ基のアミド形成性誘導体としては、例えば、アミド交換反応によりポリアミドを生成するように、アミノ基がカルボン酸類とエステルを形成しているものが挙げられる。

上記構造単位（１）乃至（３）で表される構造単位としては、具体的には、下記のものを例示することができる。但し、上記構造単位（１）乃至（３）で表される構造単位は、これらに限定されるものではない。

一般式（１）で表される構造単位としては、例えば、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸及び４−ヒドロキシ−４’−ビフェニルカルボン酸から選ばれる芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来の構造単位等が挙げられる。液晶ポリエステルは、これら構造単位のうち１種のみを含んでいてもよく、２種以上を含んでいてもよい。特に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸由来の構造単位又は２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸由来の構造単位を有する芳香族液晶ポリエステルを用いることが好ましい。

全構造単位の合計に対して、一般式（１）で表される構造単位が占める割合は、例えば３０．０乃至８０．０モル％の範囲内にあり、好ましくは３５．０乃至４０．０モル％の範囲内にある。

一般式（１）で表される構造単位の全構造単位に対する割合を大きくすると、後述する非プロトン性溶媒に対する液晶ポリエステルの溶解性が低下する。この割合が小さい場合、ポリエステルが液晶性を示さない傾向がある。

一般式（２）で示される構造単位としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸及び２，６−ナフタレンジカルボン酸から選ばれる芳香族ジカルボン酸に由来の構造単位が挙げられる。液晶ポリエステルは、これら構造単位のうち１種のみを含んでいてもよく、２種以上を含んでいてもよい。とりわけ、後述する非プロトン性溶媒に対する液晶ポリエステルの溶解性の観点からは、イソフタル酸由来の構造単位を有する液晶ポリエステルを用いることが好ましい。

全構造単位の合計に対して、一般式（２）で表される構造単位が占める割合は、例えば１０．０乃至３５．０モル％の範囲内にあり、好ましくは３０．０乃至３２.５モル％の範囲内にある。

一般式（２）で表される構造単位の全構造単位に対する割合を大きくすると、ポリエステルの液晶性が低下する傾向がある。この割合を小さくすると、非プロトン性溶媒に対するポリエステルの溶解性が低下する傾向がある。

一般式（３）で表される構造単位としては、例えば、３−アミノフェノール及び４−アミノフェノールなどのフェノール性水酸基を有する芳香族アミン由来構造単位、並びに、１，４−フェニレンジアミン及び１，３−フェニレンジアミンなどの芳香族ジアミン由来の構造単位を挙げることができる。液晶ポリエステルは、これらの構造単位のうち１種のみを含んでいてもよく、２種以上を含んでいてもよい。なかでも、液晶ポリエステルの製造において行う重合反応の観点から、４−アミノフェノール由来の構造単位を有する液晶ポリエステルを用いることが好ましい。

全構造単位の合計に対して、一般式（３）で表される構造単位が占める割合は、例えば１０．０乃至３５．０モル％の範囲内にあり、好ましくは３０．０乃至３２.５モル％の範囲内にある。

一般式（３）で表される構造単位の全構造単位に対する割合を大きくすると、ポリエステルの液晶性が低下する傾向がある。この割合を小さくすると、非プロトン性溶媒に対する液晶ポリエステルの溶解性が低下する傾向がある。

なお、一般式（３）で表される構造単位と、一般式（２）で表される構造単位とは、実質的に等量であることが好ましい。一般式（３）で表される構造単位の全構造単位に対する割合と一般式（２）で表される構造単位の全構造単位に対する割合との差を−１０乃至＋１０モル％の範囲内とすることにより、芳香族液晶ポリエステルの重合度を制御することもできる。

上記液晶ポリエステルの製造方法は、特に限定されない。この液晶ポリエステルの製造方法としては、例えば、一般式（１）で表される構造単位に対応する芳香族ヒドロキシカルボン酸と、一般式（３）で表される構造単位に対応する水酸基を有する芳香族アミン又は芳香族ジアミンのフェノール性水酸基若しくはアミノ基とを、過剰量の脂肪酸無水物によりアシル化し、得られたアシル化物（エステル形成性誘導体やアミド形成性誘導体）と、一般式（２）で表される構造単位に対応する芳香族ジカルボン酸とをエステル交換（重縮合）して溶融重合する方法が挙げられる。

上記アシル化物としては、予めアシル化して得た脂肪酸エステルを用いてもよい（例えば、特開２００２−２２０４４４号公報又は特開２００２−１４６００３号公報を参照のこと）。

上記アシル化反応においては、脂肪酸無水物の添加量は、フェノール性水酸基とアミノ基との合計に対して、１．０乃至１．２倍当量であることが好ましく、１．０５乃至１．１倍当量であることがより好ましい。

脂肪酸無水物の添加量が少ない場合、エステル交換（重縮合）時にアシル化物や原料モノマーなどが昇華し、反応系が閉塞し易い傾向にある。また、脂肪酸無水物の添加料が多い場合、得られる芳香族液晶ポリエステルの着色が著しくなる傾向にある。

上記アシル化反応は、１３０乃至１８０℃で５分乃至１０時間に亘って行うことが好ましく、１４０乃至１６０℃で１０分乃至３時間に亘って行うことがより好ましい。

上記アシル化反応に使用される脂肪酸無水物は、特に限定されない。この脂肪酸無水物としては、例えば、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸、無水吉草酸、無水ピバル酸、無水２エチルヘキサン酸、無水モノクロル酢酸、無水ジクロル酢酸、無水トリクロル酢酸、無水モノブロモ酢酸、無水ジブロモ酢酸、無水トリブロモ酢酸、無水モノフルオロ酢酸、無水ジフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、及び無水β−ブロモプロピオン酸が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。

これらの中でも、価格と取り扱い性との観点から、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸及び無水イソ酪酸が好ましく、より好ましくは無水酢酸である。

上記エステル交換及びアミド交換反応においては、アシル化物のアシル基がカルボキシル基の０．８乃至１．２倍当量であることが好ましい。

また、上記エステル交換及びアミド交換反応は、１３０乃至４００℃で０．１乃至５０℃／分の割合で昇温しながら行うことが好ましく、１５０乃至３５０℃で０．３乃至５℃／分の割合で昇温しながら行うことがより好ましい。

上記アシル化して得た脂肪酸エステルとカルボン酸やアミンとをエステル交換及びアミド交換させる際、平衡を移動させるため、副生する脂肪酸と未反応の脂肪酸無水物とは、蒸発させるなどして系外へ留去することが好ましい。

なお、アシル化反応並びにエステル交換及びアミド交換反応は、触媒の存在下で行ってもよい。この触媒としては、例えば、ポリエステルの重合用触媒として慣用のものを使用することができる。そのような触媒としては、例えば、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム及び三酸化アンチモンなどの金属塩触媒、並びに、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン及びＮ−メチルイミダゾールなどの有機化合物触媒を挙げることができる。

上記触媒の中でも、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン及びＮ−メチルイミダゾールなどの窒素原子を２個以上含む複素環状化合物が好ましく使用される（特開２００２−１４６００３号公報を参照のこと）。

上記触媒は、通常、モノマー類の投入時に投入される。この触媒は、アシル化後に除去してもよく、除去しなくてもよい。この触媒を除去しない場合には、アシル化と連続してエステル交換を行うことができる。

上記エステル交換及びアミド交換反応による重合は、通常、溶融重合により行なわれるが、溶融重合と固相重合とを併用してもよい。固相重合は、溶融重合工程からポリマーを抜き出し、これを粉砕してパウダー状又はフレーク状にした後、公知の固相重合方法により行うことができる。具体的には、例えば、窒素等の不活性雰囲気下、２０乃至３５０℃で、１乃至３０時間に亘って固相状態で熱処理する方法が挙げられる。固相重合は、攪拌しながら行ってもよく、攪拌することなく静置した状態で行ってもよい。

なお、適当な攪拌機構を設けることにより、溶融重合と固相重合とを同一の反応槽において行うこともできる。

固相重合後、得られた液晶ポリエステルは、公知の方法により、例えばペレット状に成形してもよい。

上記液晶ポリエステルの製造は、回分装置及び／又は連続装置を用いて行うことができる。

上記液晶ポリエステルは、下記の方法で求められる流動開始温度が２５０℃以上であることが好ましく、２６０℃以上であることがより好ましい。このような液晶ポリエステルを使用した場合、流動開始温度がより低い液晶ポリエステルを使用した場合と比較して、絶縁層３と金属箔４との間で、及び、絶縁層３と金属基板２との間で、より高度の密着性が得られる。

また、上記液晶ポリエステルは、流動開始温度が３００℃以下であることが好ましく、２９０℃以下であることがより好ましい。このような液晶ポリエステルは、流動開始温度がより高い液晶ポリエステルと比較して、溶媒への溶解性がより高い傾向にある。

ここで、「流動開始温度」とは、フローテスタによる溶融粘度の評価において、かかる芳香族ポリエステルの溶融粘度が９．８ＭＰａの圧力下で４８００Ｐａ・ｓ以下になる最低温度をいう。

なお、１９８７年発行の書籍「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」（小出直之編、９５乃至１０５頁、シーエムシー、１９８７年６月５日発行）によれば、１９７０年代に液晶ポリエステル樹脂が開発されて以降、液晶ポリエステル樹脂の分子量の目安として、フロー温度（本明細書で使用している用語「流動開始温度」と同等）が用いられている。

上記液晶ポリエステルの流動開始温度の制御は、例えば、溶融重合工程からポリマーを抜き出し、そのポリマーを粉砕してパウダー状又はフレーク状にした後、公知の固相重合方法により流動開始温度を調整することで容易に実施できる。

より具体的には、例えば、溶融重合工程の後、窒素等の不活性雰囲気下、２１０℃を超える温度で、より好ましくは２２０乃至３５０℃の温度で、１乃至１０時間に亘って固相状態で熱処理する方法によって得られる。固相重合は、攪拌しながら行ってもよく、攪拌することなく静置した状態で行ってもよい。例えば、窒素などの不活性雰囲気下、攪拌することなく静置した状態で、２２５℃で３時間に亘って固相重合を行ってもよい。

無機充填材３ｂは、絶縁層３のほぼ全体に亘って分布している。典型的には、絶縁層３の厚さ方向に対して垂直な各断面において、無機充填材３ｂはほぼ均一に分布している。そして、典型的には、絶縁層の厚さ方向に対して平行な各断面において、無機充填材３ｂの密度は、金属基板２側から金属箔４側へ向けて減少している。

絶縁層３に占める無機充填材３ｂの割合は、例えば４５乃至８５体積％の範囲内にあり、典型的には５０乃至８０体積％の範囲内にある。この割合を過度に小さくすると、熱抵抗が大きくなる。この割合を過度に大きくすると、無機充填材３ｂ同士の接着強度が低下するか、絶縁層３と金属基板２若しくは金属箔４との接着強度が低下するか、又は、絶縁層３の表面を平坦にすることが困難になる。

絶縁層３に占める無機充填材３ｂの体積比は、金属基板２側の領域と比較して、金属箔４側の領域においてより小さい。なお、この構造は、例えば、波長分散型Ｘ線分析装置（ＷＤＸ）を用いて、無機充填材３ｂが含んでいる特定の元素の量又は濃度を絶縁層３の厚さ方向に測定することによって確認することができる。

この測定によって得られる分布において、金属基板２からの距離が絶縁層３の厚さの１０％以下の区域における先の元素の度数の最大値Ｆ_maxに対する、金属基板２からの距離が絶縁層３の厚さの９０％乃至１００％の区域における先の元素の度数の最小値Ｆ_minの比Ｆ_min／Ｆ_maxは、例えば０．７５乃至０．９５の範囲内にあり、典型的には０．８乃至０．９の範囲内にある。

この比Ｆ_min／Ｆ_maxを過度に大きくすると、金属箔４をパターニングすることによって得られる回路パターンの絶縁層３からの剥離が生じ易くなるか、又は、絶縁層３と金属箔４との界面の平坦性が低下する。比Ｆ_min／Ｆ_maxを過度に小さくすると、Ｃ絶縁層３と金属基板２との接着強度が低下する。

なお、ＷＤＸを用いて得られる結果は、誤差を含んでいる可能性がある。従って、そのような場合は、誤差を十分に小さくするべく、複数の位置で測定を行い、それら測定結果から得られる比Ｆ_min／Ｆ_maxの平均値を利用してもよい。

無機充填材３ｂは、典型的には、樹脂３ａと比較して熱伝導率が高く、絶縁性に優れている。無機充填材３ｂは、例えば、３０Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1以上の熱伝導率を有している。

無機充填材３ｂは、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム及び酸化亜鉛などの金属酸化物、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、又は窒化硼素などの非金属化合物からなる。無機充填材３ｂは、これら材料の１つのみを含んでいてもよく、２つ以上を含んでいてもよい。

無機充填材３ｂは、球状粒子であってもよく、非球状粒子であってもよく、それらの混合物であってもよいが、球状粒子であることが好ましい。球状粒子は、他の形状を有している粒子と比較して、樹脂溶液に分散させたときに生じる粘度の増加が少ない。また、典型的には、球状粒子は、他の形状を有している粒子と比較して、より高密度に充填することができる。

無機充填材３ｂとして、非球状の絶縁微粒子を凝集させてなる球状の二次粒子を使用してもよい。球状の二次粒子は、例えば、非球状の絶縁微粒子と分散媒と必要に応じてバインダとを含んだ分散液を噴霧乾燥することにより得られる。

無機充填材３ｂの少なくとも一部として、樹脂３ａとの密着性及び後述する分散液中での分散性を向上させるべく、上述した粒子に表面処理を施してなるものを使用してもよい。この表面処理に使用可能な表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウム又はジルコニウム系のカップリング剤、長鎖脂肪酸、イソシアナート化合物、及び、例えば、エポキシ基、メトキシシラン基、アミノ基若しくは水酸基を含んだ極性高分子又は反応性高分子を挙げることができる。

無機充填材３ｂの平均粒径は、例えば、０．１乃至１００μｍの範囲内にある。ここで、「平均粒径」は、レーザ回折散乱法によって測定した粒子の平均粒径を意味している。

金属箔４は、絶縁層３上に設けられている。金属箔４は、絶縁層３を間に挟んで金属基板２と向き合っている。

金属箔４は、例えば、単体金属又は合金からなる。金属箔４の材料としては、例えば、銅又はアルミニウムを使用することができる。金属箔４の厚さは、例えば、１０乃至５００μｍの範囲内にある。

次に、上述した回路基板用積層板１から得られる金属ベース回路基板１’について説明する。
図３は、図１及び図２に示す回路基板用積層板１から得られる金属ベース回路基板１’の一例を概略的に示す断面図である。

図３に示す金属ベース回路基板１’は、金属基板２と、絶縁層３と、回路パターン４’とを含んでいる。回路パターン４’は、図１及び図２を参照しながら説明した回路基板用積層板１の金属箔４をパターニングすることにより得られる。このパターニングは、例えば、金属箔４の上にマスクパターンを形成し、金属箔４の露出部をエッチングによって除去することにより得られる。金属ベース回路基板１’は、例えば、先の回路基板用積層板１の金属箔４に対して上記のパターニングを行い、必要に応じて、切断及び穴あけ加工などの加工を行うことにより得ることができる。

この金属ベース回路基板１’は、後で説明するように、放熱性及び耐熱性に優れている。加えて、この金属ベース回路基板１’は、絶縁層３に占める無機充填材の割合が高いにも拘らず、回路パターン４’は十分なピール強度を有している。

なお、この金属ベース回路基板１’は、例えば、自動車に搭載される。この場合、金属ベース回路基板１’は、例えば、電動パワーステアリングコントロールユニット、ＬＥＤ（light-emitting diode）ヘッドアップディスプレイ、オートマチックトランスミッション、ＡＢＳ（antilock braking system）モジュール、エンジン制御コントロールユニット、又はＬＥＤメータパネルにおいて使用され得る。

また、この金属ベース回路基板１’は、他の用途、例えば、ＬＥＤ照明器具、バックライトがＬＥＤを含んだ表示板、又は、エレベータ及び電車などの電力系統において使用することも可能である。

上述した回路基板用積層板１及び金属ベース回路基板１’は、例えば、以下の方法により製造する。図１乃至図５を参照しながら説明する。

図４は、図１及び図２に示す回路基板用積層板１の製造における第１工程を概略的に示す断面図である。図５は、図１及び図２に示す回路基板用積層板１の製造における第２工程を概略的に示す断面図である。

図１及び図２に示す回路基板用積層板１を製造するに当っては、まず、図４に示す転写シート１１を準備する。転写シート１１は、離型フィルム５と、その上に形成された絶縁層３’とを含んでいる。

離型フィルム５は、絶縁層３’を剥離可能に支持した支持体である。離型フィルム５の形状に特に制限はないが、絶縁層３’を連続式で形成する場合、典型的には、離型フィルム５として帯形状を有しているものを使用する。

離型フィルム５としては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム及びポリメチルペンテンフィルムなどの樹脂フィルムを、単独で又は２種以上をラミネートして使用することができる。或いは、離型フィルム５として、紙又は樹脂フィルムの表面にシリコーン樹脂を塗布してなるものを使用してもよい。

離型フィルム５は、十分な耐熱性及び耐溶剤性を有している必要がある。また、離型フィルム５は、ガス透過性が高いこと、具体的には、気化した溶媒を透過させる能力が高いことが望ましい。この観点では、離型フィルム５として、ポリエステルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム又はポリプロピレンフィルムを使用することが好ましい。また、離型フィルム５の厚さは、強度及びガス透過性の観点から、３０乃至１５０μｍの範囲内とすることが好ましい。

離型フィルム５は、透明部を含んでいてもよい。例えば、離型フィルム５のうち絶縁層３’を支持する部分は、そのほぼ全体が透明であってもよい。このような構成を採用すると、この透明部を介した観察によって、絶縁層３’に不具合があるか否かを確認することができる。

絶縁層３’は、樹脂３ａ’と無機充填材３ｂとを含んだ層である。絶縁層３’は、樹脂３ａ’と無機充填材３ｂと溶媒とを含んだ塗工液を離型フィルム５上に塗布し、この塗膜を加熱して溶媒の少なくとも一部を除去することによって得られる。

樹脂３ａ’は、例えば、樹脂３ａ、その未硬化物、又はそれらの混合物である。この樹脂としては、その溶媒への溶解性を考慮して、分子量が比較的小さなものを使用することが好ましい。

絶縁層３’は、溶媒を含んでいてもよく、溶媒を含んでいなくてもよい。溶媒を含んでいる絶縁層３’は、高い靭性又は柔軟性を有しており、転写シート１１を図示しないロールに巻き取った場合でも脆性破壊を生じ難い。また、樹脂３ａ’として熱可塑性樹脂を使用した場合、絶縁層３’に溶媒を含有させると、樹脂３ａ’の軟化温度がより低くなる。従って、後述する転写をより低い温度で行うことができる。

絶縁層３’は、例えば、以下の方法により製造する。
まず、溶媒に樹脂３ａ’を溶解させる。溶媒としては、樹脂３ａ’を溶解させることが可能であれば、純粋物質を使用してもよく、混合物を使用してもよい。

溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、メチルエチルケトン及びアセトンなどの低沸点溶媒；メチルセロソルブ及びブチルセロソロブなどのセロソルブ類、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド並びにジメチルスルホキシドなどの高沸点極性溶媒；又はそれらの２つ以上を含んだ混合物を使用することができる。

樹脂３ａ’として液晶ポリエステルを使用する場合、この溶媒としては、ハロゲン原子を含まない非プロトン性溶媒を用いることが好ましい。そのような非プロトン性溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン及び１，４−ジオキサンなどのエーテル系溶媒；アセトン及びシクロヘキサノンなどのケトン系溶媒；酢酸エチルなどのエステル系溶媒；γ−ブチロラクトンなどのラクトン系溶媒；エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネートなどのカーボネート系溶媒；トリエチルアミン及びピリジンなどのアミン系溶媒；アセトニトリル及びサクシノニトリルなどのニトリル系溶媒；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素及びＮ−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒；ニトロメタン及びニトロベンゼンなどのニトロ系溶媒；ジメチルスルホキシド及びスルホランなどのスルフィド系溶媒；ヘキサメチルリン酸アミド及びトリｎ−ブチルリン酸などのリン酸系溶媒が挙げられる。

これらの中でも、双極子モーメントが３乃至５の溶媒が、上述した溶解性の観点から好ましい。具体的には、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶媒、及びγ−ブチロラクトン等のラクトン系溶媒が好ましく、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド及びＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）が特に好ましい。更に、１気圧における沸点が１８０℃以下である揮発性の高い溶媒を使用した場合、樹脂と無機充填材３ｂとを含んだ分散液からなる塗膜を形成した後に、この塗膜から溶媒を除去し易い。この観点からは、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）が特に好ましい。

この溶液には、液晶ポリエステルなどの樹脂を、溶媒１００質量部に対して、例えば１０乃至５０質量部、好ましくは２０乃至４０質量部含有させる。樹脂の量が過度に少ない場合、塗膜から大量の溶媒を除去しなければならない。それ故、絶縁層３’の外観不良を生じ易い。樹脂の量を過度に多くすると、上述した溶液又は分散液が高粘度化する傾向があり、その取り扱い性が低下する。

この溶液には、他の成分を更に溶解させてもよい。例えば、この溶液には、シランカップリング剤及びチタンカップリング剤などのカップリング剤並びにイオン吸着剤などの添加剤を加えてもよい。

次に、無機充填材３ｂを先の溶液中に分散させて、樹脂と無機充填材３ｂとを含んだ分散液を塗工液として得る。無機充填材は、例えば、ボールミル、３本ロール、遠心攪拌機、ビーズミル又はホモミキサを用いて、粉砕しつつ上記溶液中に分散させてもよい。

なお、ここでは、溶媒に樹脂３ａ’を溶解させてなる溶液に無機充填材３ｂを分散させる方法について説明したが、溶媒に無機充填材３ｂを分散させてなる分散液に樹脂３ａ’を溶解させてもよい。

次いで、この塗工液を脱泡し、これを離型フィルム５の一方の主面上に塗布する。離型フィルム５の分散液を塗布する面は、滑らかであり、典型的には平坦面である。塗工液の塗布には、例えば、ロールコート法、バーコート法、スクリーン印刷法、ダイスコータ法又はコンマコータ法を利用することができる。塗工液の塗布は、連続式で行ってもよく、単板式で行ってもよい。

以上のようにして離型フィルム５上に塗膜を形成した後、この塗膜を乾燥させる。これにより、絶縁層３’を含んだ転写シート１１を得る。

この方法では、塗工液を塗布してから塗膜の乾燥を終了するまでの時間内に、塗膜中で無機充填材３ｂを不均一に分布させる。具体的には、無機充填材３ｂを、その密度が離型フィルム５側からその反対側へ向けて減少するように分布させる。この分布は、例えば、重力を利用して無機充填材３ｂを沈降させることによって生じさせることができる。

無機充填材３ｂの沈降の生じ易さは、例えば、無機充填材３ｂの平均粒径、樹脂３ａ’及び溶媒を含んだ溶液の粘度、無機充填材３ｂの溶液との親和性、それらの比重の差、及び溶媒の蒸発速度に依存する。具体的には、平均粒径が小さな無機充填材３ｂは、平均粒径が大きな無機充填材３ｂと比較して沈降し難い。また、無機充填材３ｂは、粘度がより大きな溶液、無機充填材３ｂとの親和性がより大きな溶液、又は無機充填材３ｂとの比重の差が小さな溶液中では沈降し難い。そして、溶媒の蒸発が進行すると溶液の粘度が高くなるため、溶媒の蒸発速度を高くすると、無機充填材３ｂの沈降は生じ難くなる。

上述した塗膜の乾燥は、例えば、溶媒の一部が塗膜中に残留するように行う。この場合、塗膜の乾燥は、例えば、絶縁層３’における溶媒の量が、乾燥時の固形分と溶媒量との総和に対して１乃至２５％となるように行ってもよい。

上記の通り、溶媒を含んでいる絶縁層３’は、高い柔軟性を有しており、転写シート１１をロールに巻き取った場合でも脆性破壊を生じ難い。また、溶媒を含んだ絶縁層３’に溶媒を残留させた場合、溶媒を完全に除去した場合と比較して、後述する転写をより低い温度で行うことができる。

絶縁層３’中の溶媒残存量の適正値は、樹脂及び無機充填材の種類に依存する。例えば、樹脂及び無機充填材としてそれぞれ液晶ポリエステル及び窒化硼素を使用した場合であって、溶媒としてＮ−メチルピロリドン又はＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを使用したときには、塗膜の乾燥は、絶縁層３’における溶媒の量が、乾燥前の塗膜が含んでいる溶媒の量の５乃至２５％となるように行うことが好ましい。

次に、絶縁層３’を離型フィルム５から金属箔４上へと転写して、図５に示す構造１２を得る。

具体的には、まず、転写シート１１と金属箔４とを、絶縁層３’が金属箔４と接触するように重ね合わせる。そして、この状態で、それらに熱及び圧力を加える。これにより、絶縁層３’を金属箔４に接着する。

その後、離型フィルム５を金属箔４から剥離する。絶縁層３’の金属箔４に対する接着強度が、絶縁層３’の離型フィルム５に対する接着強度と比較してより高ければ、絶縁層３’を金属箔４上に残したまま、離型フィルム５のみを除去することができる。
以上のようにして、図５に示す構造１２を得る。

この方法によって得られる構造１２は、絶縁層３’が均一な厚さを有している。これについて、以下に説明する。

絶縁層３’は、滑らかな表面を有している離型フィルム５上に形成したものである。それ故、図４に示す転写シート１１において、絶縁層３’の離型フィルム５側の第１主面は滑らかである。この第１主面の滑らかさは、図５に示す構造１２においても維持される。

また、図４に示す転写シート１１において、絶縁層３’の第１主面とは反対側の第２主面は、第１主面と比較して滑らかさに劣る。しかしながら、この第２主面に隣接した領域は、無機充填材３ｂの密度が低いので、熱及び圧力を加えることによって表面形状を容易に変化させる。それ故、図５に示す構造１２において、第２主面は滑らかである。

以上の通り、図５に示す構造１２において、絶縁層３’の第１及び第２主面は滑らかである。それ故、この構造１２では、第１又は第２主面の凹凸に起因した絶縁層３’の厚さのばらつきは小さい。

以上のようにして図５に示す構造１２を得た後、絶縁層３’を完全に乾燥させる。絶縁層３’は、転写の際に加える熱によって完全に乾燥させてもよい。但し、通常、転写に最適な温度条件と乾燥に最適な温度条件とは異なっており、典型的には、それらは別々の工程で行う。

また、乾燥後、更に高い温度で絶縁層３’を熱処理してもよい。こうすると、樹脂の分子量を調節することができる。

次に、上述した構造１２と金属基板２とを貼り合せる。具体的には、まず、構造１２と金属基板２とを、絶縁層３’が金属基板２と接触するように重ね合わせる。そして、この状態で、それらに熱及び圧力を加える。これにより、絶縁層３としての絶縁層３’を金属基板２に接着する。このようにして、図１及び図２に示す回路基板用積層板１を得る。

その後、金属箔４をパターニングする。例えば、金属箔４の上にマスクパターンを形成し、金属箔４の露出部をエッチングによって除去する。これにより、図３に示す回路パターン４’を得る。更に、必要に応じて、切断及び穴あけ加工などの加工を行う。以上のようにして、図４に示す金属ベース回路基板１’を完成する。

上述した方法によって得られる回路基板用積層板１では、図２に示すように、無機充填材３ｂは、絶縁層３中で、その密度が金属基板２側から金属箔４側へ向けて減少するように分布している。それ故、この回路基板用積層板１から得られる金属ベース回路基板１’においても、無機充填材３ｂは、図３に示すように、その密度が金属基板２側から回路パターン４’側へ向けて減少するように分布している。

絶縁層３に占める樹脂３ａの割合が大きくなるほど、接着強度は大きくなる。それ故、この金属ベース回路基板１’では、回路パターン４’は、金属基板２と比較して、絶縁層３に対する接着強度がより大きい。従って、上述した方法によって得られる回路基板用積層板１を金属ベース回路基板１の製造に使用すると、無機充填材３ｂの量を減らすことなしに、回路パターン４’のピール強度が不十分となるのを防止できる。即ち、放熱性を犠牲にすることなしに、回路パターン４’のピール強度が不十分となるのを防止できる。

このように、上述した構成を採用すると、回路パターン４’のピール強度が不十分となるのを防止できる。回路パターン４’と絶縁層３との接着強度が高ければ、回路パターン４’をより微細に形成したとしても、その剥離を生じ難い。即ち、上記の構成は、回路パターン４’の微細化に有利である。

また、一般的な金属ベース回路基板では、無機充填材として窒化硼素を使用すると、高い放熱性及び耐電圧を達成できるが、その反面で、回路パターンのピール強度が不十分となる。特に、絶縁層に占める窒化硼素の割合を大きく、例えば４５乃至８５体積％の範囲内とすると、回路パターンのピール強度は大幅に低下する。これに対し、図１乃至図５を参照しながら説明した構成を採用すると、無機充填材３ｂとして窒化硼素を使用し且つ絶縁層３に占める窒化硼素の割合を大きくした場合であっても、回路パターン４’のピール強度が不十分となるのを防止することができる。即ち、窒化硼素を使用することに伴う不都合を生じることなしに、窒化硼素の利益を享受することができる。

なお、図３に示すように、この金属ベース回路基板１’では、金属基板２は、回路パターン４’と比較して、絶縁層３との接触面積がより大きい。それ故、金属基板２と絶縁層３との結合には、回路パターン４’と絶縁層３との結合ほど大きな接着強度は要求されない。従って、上記のように無機充填材３ｂを分布させたとしても、絶縁層３の金属基板２からのピール強度が不十分となることはない。

また、上述の通り、図５に示す構造１２では、絶縁層３’の第１及び第２主面は滑らかであり、第１又は第２主面の凹凸に起因した絶縁層３’の厚さのばらつきは小さい。それ故、上記の方法によって得られる回路基板用積層板１においても、絶縁層３の両主面は滑らかであり、その厚さのばらつきは小さい。従って、上述した方法によると、絶縁層３の厚さのばらつきに起因して耐電圧が不十分となることはない。

更に、上述した方法によると、以下の理由で、接着強度、放熱性及び耐電圧に関して優れた性能を達成することができる。

一般に、塗膜の乾燥は、その表面から進行する。また、金属基板及び金属箔は、ガス不透過性である。それ故、金属基板又は金属箔上に形成した塗膜を乾燥させるべく加熱すると、乾燥した表面と金属基板又は金属箔とによって、塗膜の深部に存在している溶媒の外部への放出が妨げられる。その結果、この乾燥工程において又は加熱を伴う後工程において、先の塗膜から得られる絶縁層内に又はこの絶縁層と金属基板若しくは金属箔との間に気孔（ボイド）を生じる可能性がある。ボイドは、絶縁層と金属基板又は金属箔との接着強度、並びに、金属ベース回路基板の放熱性及び耐電圧を低下させ得る。

ボイドは、極めて高い圧力でプレスを行うことによって除去できる可能性がある。しかしながら、実際には、そのようなプレスを行ったとしても、ボイドを完全に除去することは困難である。

図１乃至図５を参照しながら説明した方法では、離型フィルム５上に塗膜を形成し、この塗膜から溶媒の一部を除去することによって絶縁層３’を得る。絶縁層３’の第１主面側の表面領域は、その第２主面側の表面領域と比較して、無機充填材３ｂの密度がより高い。即ち、前者は、後者と比較して、ガス透過性がより高い。また、一般に、離型フィルム５は、金属箔４と比較して、ガス透過性がより高い。それ故、この方法によると、溶媒を、絶縁層３’の露出面側から外部へと放出させることができるのに加え、絶縁層３’から離型フィルム５を介して外部へと放出させることができる。

また、この方法では、絶縁層３’を離型フィルム５から金属箔４上へと転写した直後に、絶縁層３’を乾燥工程に供する。即ち、この方法によると、転写前には第２主面を露出させた状態で絶縁層３’を乾燥させ、転写後には第１主面を露出させた状態で絶縁層３’を乾燥させることができる。

従って、この方法によると、溶媒が絶縁層３’中に残留するのを抑制することができ、また、気化した溶媒に起因して絶縁層３’にボイドが発生するのを防止することができる。即ち、上述した方法によると、接着強度、放熱性及び耐電圧に関して優れた性能を達成することができる。

なお、一般に、熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂と比較して、平均分子量が著しく大きい。それ故、熱可塑性樹脂を含んだ塗工液は、熱硬化性樹脂を含んだ塗工液と比較して遥かに高粘度である。

高粘度の塗工液からなる塗膜を乾燥工程に供した場合、塗膜の表面は深部と比較して遥かに速い速度で乾燥し、この乾燥した表面は塗膜の深部の乾燥を妨げる。このため、熱可塑性樹脂を含んだ塗工液を使用した場合、熱硬化性樹脂を含んだ塗工液を使用した場合と比較して、絶縁層中に過剰量の溶媒が残留し易い。

また、一部の樹脂、例えば液晶ポリエステル及びポリアミドイミドは、ガス透過性が低い。そして、これら樹脂を溶解させるための溶媒としては、高沸点溶媒を使用することが多い。それ故、絶縁層を形成するための塗工液が液晶ポリエステル又はポリアミドイミドと高沸点溶媒とを含んでいる場合、一般には、絶縁層から溶媒を十分に除去することは難しい。即ち、この場合も、絶縁層中に過剰量の溶媒が残留し易い。

図１乃至図５を参照しながら説明した方法によると、上記の通り、転写前に第２主面を露出させた状態で絶縁層３’を乾燥させること、気化した溶媒を絶縁層３’から離型フィルム５を介して外部へと放出させること、及び、転写後に第１主面を露出させた状態で絶縁層３’を乾燥させることが可能である。従って、絶縁層中に過剰量の溶媒が残留し易い場合であっても、不要な溶媒が絶縁層３’中に残留するのを抑制することができ、また、気化した溶媒に起因して絶縁層３’にボイドが発生するのを防止することができる。即ち、接着強度、放熱性及び耐電圧に関して優れた性能を達成することができる。

図１乃至図５を参照しながら説明した方法では、転写シート１１の絶縁層３’に溶媒を含有させた場合、転写シート１１をロールに巻き取ることができる。ロールに巻き取った転写シート１１は、在庫するのに都合がよい。そして、この中間製品としての転写シート１１は金属基板２及び金属箔４を含んでいないので、これを使用すると、以下に説明するように製造の自由度が大きくなる。

金属箔４は、金属基板２とは異なり、一般にはロールに巻き取ることができる。そのため、金属箔４上に塗工液を塗布する方法によれば、連続式の製造が容易であるのに加え、絶縁層３を形成した金属箔４を中間製品として在庫することができる。しかしながら、この方法では、中間製品を金属箔４の種類毎に在庫しなければならない。

転写シート１１は、金属基板２及び金属箔４を含んでいないので、金属基板２及び金属箔４の種類毎に在庫する必要はない。それ故、多量の中間製品を在庫として抱えることなしに、回路基板用積層板１を製造することができる。

また、金属箔４として、例えば、厚さが５００μｍ程度の銅箔を使用する場合、そのような金属箔４は、一般には、ロールに巻かれた状態では提供されず、複数枚のシートとして提供される。金属箔４上への塗工液の塗布を断続的に行う方法では、厚さの均一性に優れた絶縁層３を高い生産性で製造することは難しい。

離型フィルム５には、寸法の制約がない。それ故、離型フィルム５上には、塗工液を連続的に塗布することができ、厚さの均一性に優れた絶縁層３を高い生産性で容易に製造することができる。そして、離型フィルム５から金属箔４への絶縁層３’の転写は、金属箔４の寸法とは無関係に行うことができる。即ち、転写シート１１を使用した場合、絶縁層３の厚さの均一性に優れた回路基板用積層板１を高い生産性で製造することができる。

以下に、本発明の例を記載する。

＜液晶ポリエステルの製造＞
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、１９７６ｇ（１０．５モル）の２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸と、１４７４ｇ（９．７５モル）の４−ヒドロキシアセトアニリドと、１６２０ｇ（９．７５モル）のイソフタル酸と、２３７４ｇ（２３．２５モル）の無水酢酸とを仕込んだ。反応器内の雰囲気を窒素ガスで十分に置換した後、窒素ガス気流下で１５分かけて１５０℃まで昇温させ、この温度で３時間に亘って還流させた。

その後、留出した副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、１７０分かけて３００℃まで昇温させ、トルクの上昇が認められた時点を反応終了と見做して、内容物を取り出した。取り出した内容物を室温まで冷却し、粉砕機で粉砕することにより、比較的低分子量の液晶ポリエステルの粉末を得た。

得られた粉末の流動開始温度を島津製作所フローテスタＣＦＴ−５００によって測定したところ、２３５℃であった。また、この液晶ポリエステル粉末を、窒素雰囲気において２２３℃で３時間に亘って加熱処理して、固相重合を生じさせた。固相重合後の液晶ポリエステルの流動開始温度は２７０℃であった。

＜液晶ポリエステル溶液の調製＞
上述した方法によって得られた２２００ｇの液晶ポリエステルを、７８００ｇのＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド(ＤＭＡｃ)に加え、１００℃で２時間に亘って加熱して液晶ポリエステル溶液を得た。この溶液の粘度は３２０ｃＰであった。なお、この粘度は、Ｂ型粘度計（東機産業製、「ＴＶＬ−２０型」、ロータＮｏ．２１（回転数：５ｒｐｍ））を用いて、２３℃で測定した値である。

＜実施例１＞
上述した方法により得られた液晶ポリエステル溶液に窒化硼素（水島合金鉄株式会社製、「ＨＰ−４０」、平均粒径１５μｍ）を添加して、分散液を調製した。ここでは、窒化硼素は、この分散液から得られる絶縁層において、窒化硼素からなる無機充填材が占める割合が６０体積％となるように添加した。

この分散液を遠心式攪拌脱泡機で５分間に亘って攪拌した後、これを離型フィルム上に塗布した。ここでは、離型フィルムとして、帯形状を有しており、厚さが１００μｍのポリエステルフィルムを使用した。次いで、この塗膜を７０℃で６分間に亘って乾燥させ、更に１００℃で６分間に亘って乾燥させた。これにより、離型フィルムと絶縁層とからなり、この絶縁層の厚さが約１００μｍの転写シートを得た。

なお、この転写シートの絶縁層には、乾燥前の塗膜が含んでいた溶媒の１０％が残留していた。また、この転写シートは、ロールに巻き取っても、絶縁層の脆性破壊を生じることはなかった。

次に、転写シートと金属箔とを重ね合わせ、一対の熱ロール間に通過させることによって、それらに熱及び圧力を加えた。ここでは、金属箔として、厚さが７０μｍの銅箔を使用した。転写シートと金属箔とは、転写シートの絶縁層が金属箔と接触するように重ね合わせた。転写シート側の熱ロールの温度は１３０℃に設定し、金属箔側の熱ロールの温度は１５０℃に設定した。これにより、絶縁層と金属箔とを貼り合せた。

離型フィルムを剥離した後、絶縁層と金属箔とからなる積層体を乾燥処理に供した。具体的には、この積層体を１０時間かけて３００℃にまで昇温し、続いて、この温度に３時間に亘って維持した。

次いで、上記の積層体と金属基板とを、金属基板と金属箔との間に絶縁層が介在するように重ね合わせた。ここでは、金属基板として、厚さが２ｍｍのアルミニウム基板を使用した。そして、これらを、１５ＭＰａの圧力を加えながら３３０℃で１５分間に亘って加熱処理して熱接着させた。
以上のようにして、回路基板用積層板を製造した。

この回路基板用積層板について、絶縁層の密度Ｄを測定した。また、分散液の組成及び単位面積当たりの塗工量などに基づいて、気泡含有率がゼロであると仮定した場合の絶縁層の密度Ｄ’を算出した。そして、密度Ｄと密度Ｄ’との比Ｄ／Ｄ’を１から減じ、これを百分率で表したものを気孔率として求めた。その結果、気孔率は０％であった。

次に、この回路基板用積層板を用いて、耐電圧、Ｔピール強度及び熱抵抗を測定した。また、この回路基板用積層板の耐熱性を評価した。更に、この回路基板用積層板について、絶縁層内での無機充填材の分布を調べた。以下に、これらの測定及び評価方法を記載する。

耐電圧：
所定の寸法に切断した回路基板用積層板を絶縁油中に浸漬させ、室温で金属箔と金属基板との間に交流電圧を印加した。印加電圧を上昇させ、絶縁破壊を生じる最低電圧を耐電圧とした。

Ｔピール強度試験：
所定の寸法に切断した回路基板用積層板の金属箔をエッチングにより部分的に除去して、幅１０ｍｍの金属箔パターンを形成した。この金属箔パターンの一端を掴み、金属箔パターンのうち剥離した部分が金属基板の主面に対して垂直となるように力を加えながら、金属箔パターンを５０ｍｍ／分の速度でアルミニウム基板から引き剥がした。このとき、金属箔パターンに加えた力をＴピール強度とした。

熱抵抗：
３０ｍｍ×４０ｍｍの寸法に切断した回路基板用積層板の金属箔をエッチングにより部分的に除去して、１４ｍｍ×１０ｍｍのランドを形成した。このランドに半田を用いてトランジスタ（Ｃ２２３３）を取り付けた後、これを、金属基板がシリコーングリース層を介して冷却装置の冷却面と接するように水冷却装置にセットした。次いで、トランジスタに３０Ｗの電力Ｐを供給して、トランジスタの温度Ｔ１と冷却装置の冷却面の温度Ｔ２とを測定した。このようにして得られた温度Ｔ１と温度Ｔ２との差Ｔ１−Ｔ２を求め、この差Ｔ１−Ｔ２と供給した電力Ｐとの比（Ｔ１−Ｔ２）／Ｐを熱抵抗とした。

耐熱性：
５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法に切断した回路基板用積層板の金属箔をエッチングにより部分的に除去して、矩形状のランドを形成した。このエッチングは、金属箔を除去した領域の寸法とランドの寸法との各々が２５ｍｍ×５０ｍｍとなるように行った。次いで、３００℃の半田浴にランドを４分間に亘って接触させ、その後、金属箔の状態を観察した。そして、金属箔に膨れ又は剥がれを生じた場合には不合格と判定し、金属箔に膨れ及び剥がれの何れも生じなかった場合には合格と判定した。

無機充填材の分布：
ＷＤＸを用いて、回路基板用積層板の絶縁層における硼素の分布を、その厚さ方向に測定した。ここでは、絶縁層の金属基板側の主面から金属箔側の主面までの区間を、０．８μｍのピッチで線分析した。そして、この測定結果を平均値が１となるように換算し、これによって得られた硼素の分布を無機充填材の分布とした。

以上の条件で各測定及び評価を行ったところ、耐電圧は７．０乃至８．０ｋＶ、Ｔピール強度は１０．９Ｎ／ｃｍ、熱抵抗は０．１３℃／Ｗであり、耐熱性は「合格」と判定された。また、分布曲線における無機充填材の頻度は、金属基板の近傍では１．０３乃至１．１０であり、金属箔の近傍では０．８５であった。なお、本例において得られた分布曲線を図６に示す。

図６は、実施例１に係る回路基板用積層板の絶縁層における無機充填材の分布を示すグラフである。

図６において、横軸は、金属基板からの距離を、金属基板から銅箔までの距離を１とした相対値で表している。また、図６において、縦軸は、無機充填材の頻度を表している。

図６において、実線で表した曲線は、無機充填材の分布曲線である。他方、破線は、分布曲線を直線で近似したものである。

図６に示すように、本例に係る回路基板用積層板の絶縁層では、無機充填材の密度は、金属基板側から金属箔側へ向けて減少していた。

＜比較例１＞
本例では、まず、実施例１において行ったのと同様の方法により分散液を調製した。この分散液は、離型フィルム上に塗布する代わりに、厚さが７０μｍの銅箔上に塗布した。次いで、この塗膜を乾燥処理に供した。具体的には、この塗膜を１０時間かけて３００℃にまで昇温し、続いて、この温度に３時間に亘って維持した。これにより、厚さが約１００μｍの絶縁層と金属箔とからなる積層体を得た。更に、上記の積層体と厚さが２ｍｍのアルミニウム基板とを、実施例１で行ったのと同様の方法により熱接着させた。以上のようにして、回路基板用積層板を製造した。

この回路基板用積層板について、実施例１で行ったのと同様の方法により、各種測定及び評価を行った。その結果、気孔率は２％、耐電圧は４．０乃至７．０ｋＶ、Ｔピール強度は７．５Ｎ／ｃｍ、熱抵抗は０．１５℃／Ｗであり、耐熱性は「合格」と判定された。また、分布曲線における無機充填材の頻度は、金属基板の近傍では０．９０であり、金属箔の近傍では１．０５乃至１．１０であった。なお、本例において得られた分布曲線を図７に示す。

図７は、比較例１に係る回路基板用積層板の絶縁層における無機充填材の分布を示すグラフである。

図７において、横軸は、金属基板からの距離を、金属基板から金属箔までの距離を１とした相対値で表している。また、図７において、縦軸は、無機充填材の頻度を表している。

図７において、実線で表した曲線は、無機充填材の分布曲線である。他方、破線は、分布曲線を直線で近似したものである。

図７に示すように、本例に係る回路基板用積層板の絶縁層では、無機充填材の密度は、金属箔側から金属基板側へ向けて減少していた。

＜実施例２＞
２０質量部のポリアミドイミド樹脂（日立化成社製、「ＨＰ５０００」）を１００質量部のＮ−メチルピロリドンに溶解させて、樹脂溶液を調製した。この樹脂溶液に、例１において使用したのと同様の窒化硼素を添加して、分散液を調製した。ここでは、窒化硼素は、この分散液から得られる絶縁層において、窒化硼素からなる無機充填材が占める割合が７０体積％となるように添加した。

この分散液を遠心式攪拌脱泡機で５分間に亘って攪拌した後、これを離型フィルム上に塗布した。ここでは、離型フィルムとして、帯形状を有しており、表面がシリコーン樹脂で離型処理され、厚さが１００μｍのポリエステルフィルムを使用した。次いで、この塗膜を７０℃で１０分間に亘って乾燥させた。これにより、離型フィルムと絶縁層とからなり、この絶縁層の厚さが約１００μｍの転写シートを得た。

なお、この転写シートの絶縁層には、乾燥前の塗膜が含んでいた溶媒の１０％が残留していた。また、この転写シートは、ロールに巻き取っても、絶縁層の脆性破壊を生じることはなかった。

次に、転写シートと金属箔とを重ね合わせ、一対の熱ロール間に通過させることによって、それらに熱及び圧力を加えた。ここでは、金属箔として、厚さが７０μｍの銅箔を使用した。転写シートと金属箔とは、転写シートの絶縁層が金属箔と接触するように重ね合わせた。また、各熱ロールの温度は１５０℃に設定した。これにより、絶縁層と金属箔とを貼り合せた。

離型フィルムを剥離した後、絶縁層と金属箔とからなる積層体を乾燥処理に供した。具体的には、この絶縁層を１７０℃で１時間に亘って乾燥させた。

次いで、上記の積層体と金属基板とを、金属基板と金属箔との間に絶縁層が介在するように重ね合わせた。ここでは、金属基板として、厚さが２ｍｍのアルミニウム基板を使用した。そして、これらを、１０ＭＰａの圧力を加えながら２５０℃で１５分間に亘って加熱処理して熱接着させた。
以上のようにして、回路基板用積層板を製造した。

この回路基板用積層板について、実施例１で行ったのと同様の方法により、各種測定及び評価を行った。その結果、気孔率は０％、耐電圧は７．０ｋＶ、Ｔピール強度は２０．０Ｎ／ｃｍ、熱抵抗は０．１８℃／Ｗであった。また、絶縁層における無機充填材の密度は、金属基板側から金属箔側へ向けて減少していた。分布曲線における無機充填材の頻度は、金属基板の近傍では約１．１０であり、金属箔の近傍では約０．８０であった。

＜比較例２＞
本例では、まず、実施例２において行ったのと同様の方法により分散液を調製した。この分散液は、離型フィルム上に塗布する代わりに、厚さが７０μｍの銅箔上に塗布した。次いで、この塗膜を乾燥処理に供した。具体的には、この塗膜を１７０℃で１時間に亘って乾燥させた。これにより、厚さが約１００μｍの絶縁層と金属箔とからなる積層体を得た。更に、上記の積層体と厚さが２ｍｍのアルミニウム基板とを、実施例２で行ったのと同様の方法により熱接着させた。以上のようにして、回路基板用積層板を製造した。

この回路基板用積層板について、実施例１で行ったのと同様の方法により、各種測定及び評価を行った。その結果、気孔率は３％、耐電圧は２．０乃至５．０ｋＶ、Ｔピール強度は１５．０Ｎ／ｃｍ、熱抵抗は０．２０℃／Ｗであった。また、絶縁層における無機充填材の密度は、金属箔側から金属基板側へ向けて減少していた。具体的には、分布曲線における無機充填材の頻度は、金属基板の近傍では約０．８５であり、金属箔の近傍では約１．１０であった。

＜実施例３＞
１００質量部のビスフェノールＡ系エポキシ樹脂（アデカ社製、「ＥＰ４１００Ｇ」、エポキシ当量１９０）と、８５質量部の酸無水物系硬化剤（アデカ社製、「ＥＨ３３２６」、酸化６５０）とを、５０質量部のトルエンと５０質量部のブチルセロソルブとの混合液に溶解させて、樹脂溶液を調製した。この樹脂溶液に球状アルミナ（昭和電工社製、「ＡＳ４０」、平均粒径１１μｍ）を添加して、分散液を調製した。ここでは、球状アルミナは、この分散液から得られる絶縁層において、球状アルミナからなる無機充填材が占める割合が７５体積％となるように添加した。

この分散液を遠心式攪拌脱泡機で５分間に亘って攪拌した後、これを離型フィルム上に塗布した。ここでは、離型フィルムとして、帯形状を有しており、表面がシリコーン樹脂で離型処理され、厚さが１００μｍのポリエステルフィルムを使用した。次いで、この塗膜を７０℃で１０分間に亘って乾燥させた。これにより、離型フィルムと絶縁層とからなり、この絶縁層の厚さが約１００μｍの転写シートを得た。

なお、この転写シートの絶縁層には、乾燥前の塗膜が含んでいた溶媒の１０％が残留していた。また、この転写シートは、ロールに巻き取っても、絶縁層の脆性破壊を生じることはなかった。

次に、転写シートと金属箔とを重ね合わせ、一対の熱ロール間に通過させることによって、それらに熱及び圧力を加えた。ここでは、金属箔として、厚さが７０μｍの銅箔を使用した。転写シートと金属箔とは、転写シートの絶縁層が金属箔と接触するように重ね合わせた。また、各熱ロールの温度は８０℃に設定した。これにより、絶縁層と金属箔とを貼り合せた。

離型フィルムを剥離した後、絶縁層と金属箔とからなる積層体を乾燥処理に供した。具体的には、この絶縁層を１００℃で１０分間に亘って乾燥させた。

次いで、上記の積層体と金属基板とを、金属基板と金属箔との間に絶縁層が介在するように重ね合わせた。ここでは、金属基板として、厚さが２ｍｍのアルミニウム基板を使用した。そして、これらを、５ＭＰａの圧力を加えながら１８０℃で６０分間に亘って加熱処理して熱接着させた。
以上のようにして、回路基板用積層板を製造した。

この回路基板用積層板について、実施例１で行ったのと同様の方法により、各種測定及び評価を行った。その結果、気孔率は０％、耐電圧は５．０ｋＶ、Ｔピール強度は２０．０Ｎ／ｃｍ、熱抵抗は０．２０℃／Ｗであり、耐熱性は「合格」と判定された。また、絶縁層における無機充填材の密度は、金属基板側から金属箔側へ向けて減少していた。分布曲線における無機充填材の頻度は、金属基板の近傍では約１．１０であり、金属箔の近傍では約０．８５であった。

＜比較例３＞
本例では、まず、実施例３において行ったのと同様の方法により分散液を調製した。この分散液は、離型フィルム上に塗布する代わりに、厚さが７０μｍの銅箔上に塗布した。次いで、この塗膜を乾燥処理に供した。具体的には、この塗膜を１００℃で１０分間に亘って乾燥させた。これにより、厚さが約１００μｍの絶縁層と金属箔とからなる積層体を得た。更に、上記の積層体と厚さが２ｍｍのアルミニウム基板とを、実施例３で行ったのと同様の方法により熱接着させた。以上のようにして、回路基板用積層板を製造した。

この回路基板用積層板について、実施例１で行ったのと同様の方法により、各種測定及び評価を行った。その結果、気孔率は２％、耐電圧は約２．０ｋＶ、Ｔピール強度は１５．０Ｎ／ｃｍ、熱抵抗は０．２５℃／Ｗであった。また、絶縁層における無機充填材の密度は、金属箔側から金属基板側へ向けて減少していた。具体的には、分布曲線における無機充填材の頻度は、金属基板の近傍では約０．８５であり、金属箔の近傍では約１．１０であった。

［１］
支持体上に形成され、電気絶縁性の樹脂と電気絶縁性の無機充填材と任意に溶媒とを含有した絶縁層を、前記支持体から金属箔上へと転写する工程と、
前記絶縁層を間に挟んで前記金属箔と金属基板とを貼り合せる工程と
を含んだ回路基板用積層板の製造方法。

［２］
前記支持体は帯形状を有し、
前記方法は、
前記樹脂と前記無機充填材と前記溶媒とを含有した塗工液を前記支持体上にその長さ方向に沿って塗布して塗膜を形成する工程と、
前記塗膜から前記溶媒の一部のみを除去して前記絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層を前記支持体とともにロールに巻き取る工程と、
前記絶縁層の転写に先立ち、巻き取った前記絶縁層を前記支持体とともに前記ロールから繰り出す工程と
を更に含んだ［１］に記載の方法。

［３］
前記支持体は透明部を含み、
前記方法は、前記絶縁層の転写に先立ち、前記透明部を介した観察によって前記絶縁層の不具合の有無を確認する工程を更に含んだ［１］又は［２］に記載の方法。

［４］
支持体上に形成され、電気絶縁性の樹脂と電気絶縁性の無機充填材と任意に溶媒とを含有した絶縁層を、前記支持体から金属箔上へと転写する工程と、
前記絶縁層を間に挟んで前記金属箔と金属基板とを貼り合せる工程と、
前記金属箔をパターニングする工程と
を含んだ金属ベース回路基板の製造方法。

［５］
金属基板と、
前記金属基板と向き合った金属箔と、
前記金属基板と前記金属箔との間に介在してそれらを互いに貼り合せている絶縁層であって、電気絶縁性の樹脂と電気絶縁性の無機充填材とを含有し、前記絶縁層に占める前記無機充填材の体積比が、前記金属基板側の領域と比較して、前記金属箔側の領域においてより小さい絶縁層と
を具備した回路基板用積層板。

［６］
金属基板と、
前記金属基板と向き合った回路パターンと、
前記金属基板と前記回路パターンとの間に介在してそれらを互いに貼り合せている絶縁層であって、電気絶縁性の樹脂と電気絶縁性の無機充填材とを含有し、前記絶縁層に占める前記無機充填材の体積比が、前記金属基板側の領域と比較して、前記回路パターン側の領域においてより小さい絶縁層と
を具備した金属ベース回路基板。

１…回路基板用積層板、１’…金属ベース回路基板、２…金属基板、３…絶縁層、３’…絶縁層、３ａ…樹脂、３ａ’…樹脂、３ｂ…無機充填材、４…金属箔、４’…回路パターン、５…離型フィルム、１１…転写シート、１２…構造。

Claims (2)

1. 金属基板と、
   前記金属基板と向き合った金属箔と、
   前記金属基板と前記金属箔との間に介在してそれらを互いに貼り合せている絶縁層であって、電気絶縁性の樹脂と電気絶縁性の無機充填材とを含有し、前記絶縁層に占める前記無機充填材の体積比が、前記金属基板側の領域と比較して、前記金属箔側の領域においてより小さい絶縁層と
   を具備し、
   前記絶縁層は前記金属基板及び前記金属箔の各々に直接に接触しており、
   波長分散型Ｘ線分析装置によって前記無機充填材が含んでいる元素の量又は濃度を前記絶縁層の厚さ方向に測定し、これにより得られる前記元素の分布を、前記金属基板からの距離を横軸とし、前記無機充填材の頻度を縦軸としたグラフに描いた場合に、直線で近似される分布曲線が得られる回路基板用積層板。
2. 金属基板と、
   前記金属基板と向き合った回路パターンと、
   前記金属基板と前記回路パターンとの間に介在してそれらを互いに貼り合せている絶縁層であって、電気絶縁性の樹脂と電気絶縁性の無機充填材とを含有し、前記絶縁層に占める前記無機充填材の体積比が、前記金属基板側の領域と比較して、前記回路パターン側の領域においてより小さい絶縁層と
   を具備し、
   前記絶縁層は前記金属基板及び前記回路パターンの各々に直接に接触しており、
   波長分散型Ｘ線分析装置によって前記無機充填材が含んでいる元素の量又は濃度を前記絶縁層の厚さ方向に測定し、これにより得られる前記元素の分布を、前記金属基板からの距離を横軸とし、前記無機充填材の頻度を縦軸としたグラフに描いた場合に、直線で近似される分布曲線が得られる金属ベース回路基板。

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