[go: up one dir, main page]

JP2017028129A - Substrate for power module, circuit board for power module, and power module - Google Patents

Substrate for power module, circuit board for power module, and power module Download PDF

Info

Publication number
JP2017028129A
JP2017028129A JP2015146053A JP2015146053A JP2017028129A JP 2017028129 A JP2017028129 A JP 2017028129A JP 2015146053 A JP2015146053 A JP 2015146053A JP 2015146053 A JP2015146053 A JP 2015146053A JP 2017028129 A JP2017028129 A JP 2017028129A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power module
substrate
module substrate
pore diameter
resin layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015146053A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
俊佑 望月
Shunsuke Mochizuki
俊佑 望月
和哉 北川
Kazuya Kitagawa
和哉 北川
洋次 白土
Hirotsugu Shirato
洋次 白土
啓太 長橋
Keita NAGAHASHI
啓太 長橋
美香 津田
Mika TSUDA
美香 津田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP2015146053A priority Critical patent/JP2017028129A/en
Publication of JP2017028129A publication Critical patent/JP2017028129A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H10W74/00

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】耐久性の高いパワーモジュールを実現できる、放熱性及び絶縁性のバランスに優れたパワーモジュール用基板並びにパワーモジュール用回路基板を提供する。
【解決手段】パワーモジュール用基板100は、金属基板101と、絶縁樹脂層102と、金属層103からなり、絶縁樹脂層102は、熱硬化性樹脂と、無機充填材とを含む。絶縁樹脂層102を700℃、4時間加熱処理した灰化残渣に含まれる無機充填材について、水銀圧入法による細孔径分布測定により、細孔径Rを横軸とし、対数微分細孔容積(dV/dlogR)を縦軸とした無機充填材の細孔径分布曲線が、細孔径Rが0.1μm以上5.0μm以下の範囲に第1の極大値及び細孔径Rが10μm以上30μm以下の範囲に第2の極大値を有し、第2の極大値における第2の細孔径と、第1の極大値における第1の細孔径との差が9.9μm以上25μm以下である。
【選択図】図1
Provided are a power module substrate and a power module circuit board, which are capable of realizing a highly durable power module and have an excellent balance between heat dissipation and insulation.
A power module substrate includes a metal substrate, an insulating resin layer, and a metal layer. The insulating resin layer includes a thermosetting resin and an inorganic filler. With respect to the inorganic filler contained in the ashing residue obtained by heat-treating the insulating resin layer 102 at 700 ° C. for 4 hours, the pore size distribution is measured by mercury porosimetry, and the logarithm differential pore volume (dV / dlogR) is the pore size distribution curve of the inorganic filler, and the first maximum value and the pore size R are in the range of 10 μm to 30 μm in the range of the pore size R of 0.1 μm to 5.0 μm. The difference between the second pore diameter at the second maximum value and the first pore diameter at the first maximum value is 9.9 μm or more and 25 μm or less.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、パワーモジュール用基板、パワーモジュール用回路基板およびパワーモジュールに関する。   The present invention relates to a power module substrate, a power module circuit substrate, and a power module.

従来から絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT;Insulated Gate Bipolar Transistor)およびダイオード等の半導体素子、抵抗、ならびにコンデンサ等の電子部品を回路基板上に搭載して構成したパワーモジュールが知られている。
これらのパワーモジュールは、その耐圧や電流容量に応じて各種機器に応用されている。特に、近年の環境問題、省エネルギー化推進の観点から、各種電気機械へのこれらパワーモジュールの使用が年々拡大している。
特に車載用電力制御装置について、その小型化、省スペ−ス化と共に電力制御装置をエンジンル−ム内に設置することが要望されている。エンジンル−ム内は温度が高く、温度変化が大きい等過酷な環境であり、放熱面積の大きな基板が必要とされる。このような用途に対して、より一層放熱性に優れる金属ベース回路基板が注目されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a power module in which an insulated gate bipolar transistor (IGBT) and a semiconductor element such as a diode, a resistor, and an electronic component such as a capacitor are mounted on a circuit board.
These power modules are applied to various devices according to their withstand voltage and current capacity. In particular, the use of these power modules in various electric machines is increasing year by year from the viewpoint of environmental problems in recent years and the promotion of energy saving.
In particular, regarding an in-vehicle power control device, it is desired to install the power control device in an engine room along with downsizing and space saving. The engine room has a harsh environment such as a high temperature and a large temperature change, and a substrate having a large heat radiation area is required. For such applications, a metal base circuit board that is further excellent in heat dissipation has attracted attention.

例えば、特許文献1には、半導体素子をリードフレーム等の支持体に搭載し、支持体と、ヒートシンクに接続される放熱板とを、絶縁樹脂層とで接着したパワーモジュールが開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a power module in which a semiconductor element is mounted on a support such as a lead frame, and the support and a heat radiating plate connected to a heat sink are bonded with an insulating resin layer.

特開2011−216619号公報JP2011-216619A

しかし、このようなパワーモジュールは高温での放熱性および絶縁性がまだ十分に満足できるものでなかった。そのため、電子部品の熱を外部に十分に放熱させたり、電子部品の絶縁性を保ったりすることが困難となる場合があり、その場合はパワーモジュールの性能が低下してしまう。   However, such a power module has not yet been sufficiently satisfactory in heat dissipation and insulation at high temperatures. For this reason, it may be difficult to sufficiently dissipate the heat of the electronic component to the outside or to maintain the insulation of the electronic component, and in this case, the performance of the power module is deteriorated.

本発明によれば、
金属基板と、上記金属基板上に設けられた絶縁樹脂層と、上記絶縁樹脂層上に設けられた金属層と、を備えるパワーモジュール用基板であって、
上記絶縁樹脂層は、熱硬化性樹脂と、上記熱硬化性樹脂中に分散された無機充填材とを含み、
上記絶縁樹脂層を700℃、4時間加熱処理して灰化した後の灰化残渣に含まれる上記無機充填材について、水銀圧入法による細孔径分布測定を行ったとき、
上記水銀圧入法により測定される、細孔径Rを横軸とし、対数微分細孔容積(dV/dlogR)を縦軸としたときの上記無機充填材の細孔径分布曲線が、
上記細孔径Rが0.1μm以上5.0μm以下の範囲に第1の極大値を有し、
上記細孔径Rが10μm以上30μm以下の範囲に第2の極大値を有し、
上記第2の極大値における第2の細孔径と、上記第1の極大値における第1の細孔径との差が9.9μm以上25μm以下であるパワーモジュール用基板が提供される。
According to the present invention,
A power module substrate comprising a metal substrate, an insulating resin layer provided on the metal substrate, and a metal layer provided on the insulating resin layer,
The insulating resin layer includes a thermosetting resin and an inorganic filler dispersed in the thermosetting resin,
For the inorganic filler contained in the ashing residue after ashing by heat treatment of the insulating resin layer at 700 ° C. for 4 hours, when pore size distribution measurement was performed by mercury porosimetry,
The pore diameter distribution curve of the inorganic filler measured by the mercury intrusion method when the pore diameter R is the horizontal axis and the logarithmic differential pore volume (dV / dlogR) is the vertical axis,
The pore diameter R has a first maximum value in the range of 0.1 μm or more and 5.0 μm or less,
The pore diameter R has a second maximum value in the range of 10 μm or more and 30 μm or less,
There is provided a power module substrate in which a difference between the second pore diameter at the second maximum value and the first pore diameter at the first maximum value is 9.9 μm or more and 25 μm or less.

絶縁樹脂層中の上記無機充填材の細孔径分布曲線が、上記細孔径Rが0.1μm以上5.0μm以下の範囲に第1の極大値を有しており、上記細孔径Rが10μm以上30μm以下の範囲に第2の極大値を有しており、さらに上記第2の極大値における第2の細孔径と、上記第1の極大値における第1の細孔径との差が9.9μm以上であると、無機充填材の強度を向上させることができ、その結果、パワーモジュール用基板製造前後において、上記無機充填材の形状や配向をある程度保持することができる。これにより、パワーモジュール用基板の熱伝導性を向上できるため、得られるパワーモジュールの放熱性を向上できる。
また、上記第2の細孔径と上記第1の細孔径との差が25μm以下であると、熱硬化性樹脂が無機充填材の内部に十分に入り込むため、絶縁樹脂層中のボイドの発生が少ない。これにより、パワーモジュール用基板の絶縁性を向上できるため、得られるパワーモジュールの絶縁信頼性を向上できる。
さらに上記第2の細孔径と、上記第1の細孔径との差が25μm以下であると、絶縁樹脂層中の無機充填材の充填性が高く、無機充填材同士の接触面積が大きい。これにより、パワーモジュール用基板の熱伝導性を向上させることができる。
以上から、本発明によれば、絶縁樹脂層中の無機充填材の上記第2の細孔径と上記第1の細孔径との差を上記範囲内に制御することにより、放熱性および絶縁性のバランスに優れたパワーモジュール用基板を得ることができると推察される。そして、当該パワーモジュール用基板をパワーモジュールに適用することで、耐久性の高いパワーモジュールを実現できる。
The pore diameter distribution curve of the inorganic filler in the insulating resin layer has a first maximum value in the range where the pore diameter R is 0.1 μm or more and 5.0 μm or less, and the pore diameter R is 10 μm or more. The second maximum value is in a range of 30 μm or less, and the difference between the second pore diameter at the second maximum value and the first pore diameter at the first maximum value is 9.9 μm. As described above, the strength of the inorganic filler can be improved, and as a result, the shape and orientation of the inorganic filler can be maintained to some extent before and after manufacturing the power module substrate. Thereby, since the heat conductivity of the board | substrate for power modules can be improved, the heat dissipation of the power module obtained can be improved.
In addition, when the difference between the second pore diameter and the first pore diameter is 25 μm or less, since the thermosetting resin sufficiently enters the inside of the inorganic filler, voids are generated in the insulating resin layer. Few. Thereby, since the insulation of the board | substrate for power modules can be improved, the insulation reliability of the power module obtained can be improved.
Further, when the difference between the second pore diameter and the first pore diameter is 25 μm or less, the filling property of the inorganic filler in the insulating resin layer is high, and the contact area between the inorganic fillers is large. Thereby, the thermal conductivity of the power module substrate can be improved.
As described above, according to the present invention, by controlling the difference between the second pore diameter and the first pore diameter of the inorganic filler in the insulating resin layer within the above range, heat dissipation and insulating properties can be achieved. It is inferred that a power module substrate having an excellent balance can be obtained. Then, by applying the power module substrate to the power module, a highly durable power module can be realized.

また、本発明によれば、
上記パワーモジュール用基板の上記金属層を回路加工してなるパワーモジュール用回路基板が提供される。
Moreover, according to the present invention,
Provided is a power module circuit board obtained by processing the metal layer of the power module board.

さらに、本発明によれば、
上記パワーモジュール用回路基板と、
上記パワーモジュール用回路基板上に設けられた電子部品と、
を備えるパワーモジュールが提供される。
Furthermore, according to the present invention,
The power module circuit board;
Electronic components provided on the power module circuit board;
A power module is provided.

本発明によれば、耐久性の高いパワーモジュールを実現できる、放熱性および絶縁性のバランスに優れたパワーモジュール用基板およびパワーモジュール用回路基板並びに耐久性の高いパワーモジュールを提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power module board | substrate and power module circuit board which were able to implement | achieve a highly durable power module and was excellent in the balance of heat dissipation and insulation, and a highly durable power module can be provided.

本発明の一実施形態に係るパワーモジュール用基板の断面図である。It is sectional drawing of the board | substrate for power modules which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るパワーモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the power module which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は重複しないように適宜省略される。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。また、数値範囲の「〜」は特に断りがなければ、以上から以下を表す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is appropriately omitted so as not to overlap. Moreover, the figure is a schematic diagram and does not match the actual dimensional ratio. In addition, “to” in the numerical range represents the following from the above unless otherwise specified.

[パワーモジュール用基板]
はじめに、本実施形態に係るパワーモジュール用基板100について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るパワーモジュール用基板100の断面図である。
パワーモジュール用基板100は、金属基板101と、金属基板101上に設けられた絶縁樹脂層102と、絶縁樹脂層102上に設けられた金属層103とを備える。
[Power Module Substrate]
First, the power module substrate 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of a power module substrate 100 according to an embodiment of the present invention.
The power module substrate 100 includes a metal substrate 101, an insulating resin layer 102 provided on the metal substrate 101, and a metal layer 103 provided on the insulating resin layer 102.

<絶縁樹脂層>
絶縁樹脂層102は、金属層103を金属基板101に接着するための層である。
絶縁樹脂層102は、熱硬化性樹脂(A)と、熱硬化性樹脂(A)中に分散された無機充填材(B)とを含む。
そして、絶縁樹脂層102を700℃、4時間加熱処理して灰化した後の灰化残渣に含まれる無機充填材(B)について、水銀圧入法による細孔径分布測定を行ったとき、上記水銀圧入法により測定される、細孔径Rを横軸とし、対数微分細孔容積(dV/dlogR)を縦軸としたときの無機充填材(B)の細孔径分布曲線が、上記細孔径Rが0.1μm以上5.0μm以下、好ましくは0.2μm以上1.5μm以下、より好ましくは0.2μm以上1.0μm以下の範囲に第1の極大値を有し、
上記細孔径Rが10μm以上30μm以下、好ましくは11μm以上25μm以下、より好ましくは12μm以上20μm以下の範囲に第2の極大値を有し、
上記第2の極大値における第2の細孔径と、上記第1の極大値における第1の細孔径との差が9.9μm以上25μm以下、好ましくは11μm以上23μm以下、より好ましくは12μm以上20μm以下である。
ここで、上記各範囲内にそれぞれ極大値が2つ以上ある場合は、最も大きいものを第1の極大値または第2の極大値とする。
<Insulating resin layer>
The insulating resin layer 102 is a layer for bonding the metal layer 103 to the metal substrate 101.
The insulating resin layer 102 includes a thermosetting resin (A) and an inorganic filler (B) dispersed in the thermosetting resin (A).
When the pore size distribution measurement by mercury intrusion method was performed on the inorganic filler (B) contained in the ashing residue after the insulating resin layer 102 was ashed by heat treatment at 700 ° C. for 4 hours, the mercury The pore diameter distribution curve of the inorganic filler (B) measured by the press-fitting method when the pore diameter R is the horizontal axis and the logarithmic differential pore volume (dV / dlogR) is the vertical axis is the pore diameter R Having a first maximum value in the range of 0.1 μm to 5.0 μm, preferably 0.2 μm to 1.5 μm, more preferably 0.2 μm to 1.0 μm,
The pore diameter R has a second maximum value in the range of 10 μm to 30 μm, preferably 11 μm to 25 μm, more preferably 12 μm to 20 μm,
The difference between the second pore diameter at the second maximum value and the first pore diameter at the first maximum value is 9.9 to 25 μm, preferably 11 to 23 μm, more preferably 12 to 20 μm. It is as follows.
Here, when there are two or more maximum values in each of the above ranges, the largest value is set as the first maximum value or the second maximum value.

無機充填材(B)の上記細孔径Rは、例えば、水銀圧入式のポロシメータで測定できる。ここで、無機充填材(B)の細孔径分布曲線のピークが細孔径0.03μm以上100μm以下の範囲で2つ以上ある場合、通常は、細孔径が0.03μm以上3.0μm以下の範囲のピークが粒子内空隙体積を示し、細孔径が3.0μm以上100μm以下の範囲のピークが粒子間空隙体積を示す。よって、第1の細孔径が粒子内の細孔径を示し、第2の細孔径が粒子間の細孔径を示す。ここで、細孔径Rが上記範囲にピークを有するとは、ピークの極大値が上記範囲内にあることを意味する。また、本実施形態において、細孔径は細孔の直径を示す。第1の細孔径および第2の細孔径はモード径である。   The pore diameter R of the inorganic filler (B) can be measured, for example, with a mercury intrusion porosimeter. Here, when there are two or more peaks in the pore diameter distribution curve of the inorganic filler (B) in the range of the pore diameter of 0.03 μm or more and 100 μm or less, usually the pore diameter is in the range of 0.03 μm or more and 3.0 μm or less Indicates a void volume in the particle, and a peak having a pore diameter in the range of 3.0 μm to 100 μm indicates the interparticle void volume. Therefore, the first pore diameter indicates the pore diameter in the particles, and the second pore diameter indicates the pore diameter between the particles. Here, that the pore diameter R has a peak in the above range means that the maximum value of the peak is in the above range. Moreover, in this embodiment, a pore diameter shows the diameter of a pore. The first pore diameter and the second pore diameter are mode diameters.

本実施形態によれば、上記第2の細孔径と、上記第1の細孔径との差が上記下限値以上であると、無機充填材(B)の強度(二次凝集粒子の場合は凝集力)を向上させることができ、その結果、パワーモジュール用基板100製造前後において、無機充填材(B)の形状や配向(二次凝集粒子の場合は一次粒子の配向)をある程度保持することができる。これにより、パワーモジュール用基板100の熱伝導性を向上できるため、得られるパワーモジュールの放熱性を向上できる。特に無機充填材(B)が二次凝集粒子の場合、二次凝集粒子の形状をある程度維持することにより、一次粒子間の接触が保たれ、また一次粒子のランダム配向が保たれるためにパワーモジュール用基板100の熱伝導性をより一層向上できる。
また、上記第2の細孔径と、上記第1の細孔径との差が上記上限値以下であると、熱硬化性樹脂(A)が無機充填材(B)の内部に十分に入り込むため、絶縁樹脂層102中のボイドの発生が少ない。これにより、パワーモジュール用基板100の絶縁性を向上できるため、得られるパワーモジュールの絶縁信頼性を向上できる。
さらに上記第2の細孔径と、上記第1の細孔径との差が上記上限値以下であると、絶縁樹脂層102中の無機充填材(B)の充填性が高く、無機充填材(B)同士の接触面積が大きい。これにより、パワーモジュール用基板100の熱伝導性を向上させることができる。
以上から、本実施形態によれば、絶縁樹脂層102中の無機充填材(B)の上記第2の細孔径と上記第1の細孔径との差を上記範囲内に制御することにより、熱伝導性および放熱性に優れたパワーモジュール用基板100を得ることができると推察される。そして、パワーモジュール用基板100をパワーモジュールに適用することで、耐久性の高いパワーモジュールを実現できる。
According to this embodiment, when the difference between the second pore diameter and the first pore diameter is equal to or greater than the lower limit, the strength of the inorganic filler (B) (aggregation in the case of secondary agglomerated particles) As a result, the shape and orientation of the inorganic filler (B) (or the orientation of primary particles in the case of secondary agglomerated particles) can be maintained to some extent before and after the production of the power module substrate 100. it can. Thereby, since the heat conductivity of the board | substrate 100 for power modules can be improved, the heat dissipation of the power module obtained can be improved. Especially when the inorganic filler (B) is secondary agglomerated particles, the shape of the secondary agglomerated particles is maintained to some extent, so that the contact between the primary particles is maintained and the random orientation of the primary particles is maintained. The thermal conductivity of the module substrate 100 can be further improved.
Further, if the difference between the second pore diameter and the first pore diameter is not more than the upper limit value, the thermosetting resin (A) sufficiently enters the inside of the inorganic filler (B). There is little generation of voids in the insulating resin layer 102. Thereby, since the insulation of the board | substrate 100 for power modules can be improved, the insulation reliability of the power module obtained can be improved.
Further, when the difference between the second pore diameter and the first pore diameter is not more than the upper limit value, the filling property of the inorganic filler (B) in the insulating resin layer 102 is high, and the inorganic filler (B ) The contact area between each other is large. Thereby, the thermal conductivity of the power module substrate 100 can be improved.
From the above, according to the present embodiment, by controlling the difference between the second pore diameter and the first pore diameter of the inorganic filler (B) in the insulating resin layer 102 within the above range, It is presumed that the power module substrate 100 having excellent conductivity and heat dissipation can be obtained. By applying the power module substrate 100 to the power module, a highly durable power module can be realized.

本実施形態に係るパワーモジュール用基板100を用いることにより、耐久性の高いパワーモジュールを実現できる。この理由は必ずしも明らかではないが、以下のような理由が考えられる。
本発明者の検討によれば、従来のパワーモジュール用基板を用いたパワーモジュールは、自動車のエンジンルーム内等の温度変化が激しい環境下に長時間置かれると、パワーモジュール用基板の放熱性や絶縁性の低下等が生じてパワーモジュールの耐久性が低下してしまうことが明らかになった。そのため、従来のパワーモジュールは耐久性に劣っていた。
一方、本実施形態に係るパワーモジュール用基板100を用いたパワーモジュールは温度変化が激しい環境下でも耐久性に優れている。この理由としては、絶縁樹脂層102は、ボイドが発生し難い構造になっており、かつ、絶縁樹脂層102中の無機充填材(B)がパワーモジュール用基板100製造前の形状をある程度維持しており、さらに絶縁樹脂層102中の無機充填材(B)の充填性が高く、無機充填材(B)同士の接触面積が大きいからだと考えられる。
絶縁樹脂層102中のボイドの発生が少ないことにより、パワーモジュール用基板100の絶縁性を向上でき、さらにパワーモジュール用基板100製造前後において、無機充填材(B)の形状や配向をある程度保持し、無機充填材(B)同士の接触面積を向上させることにより、パワーモジュール用基板100の熱伝導性を向上できる。
以上の理由から、本実施形態に係るパワーモジュール用基板100は熱伝導性および絶縁性の観点からバランスの良い構造となっている。そのため、パワーモジュール用基板100を用いると、耐久性に優れるパワーモジュールが得られると推察される。
By using the power module substrate 100 according to the present embodiment, a highly durable power module can be realized. Although this reason is not necessarily clear, the following reasons can be considered.
According to the inventor's study, when a power module using a conventional power module substrate is placed in an environment where the temperature change is severe, such as in an automobile engine room, for a long time, the heat dissipation of the power module substrate It has been clarified that the durability of the power module is lowered due to a decrease in insulation or the like. Therefore, the conventional power module is inferior in durability.
On the other hand, the power module using the power module substrate 100 according to the present embodiment is excellent in durability even in an environment where the temperature change is severe. This is because the insulating resin layer 102 has a structure in which voids are unlikely to occur, and the inorganic filler (B) in the insulating resin layer 102 maintains the shape before the power module substrate 100 is manufactured to some extent. Furthermore, it is considered that the filling property of the inorganic filler (B) in the insulating resin layer 102 is high and the contact area between the inorganic fillers (B) is large.
Since the generation of voids in the insulating resin layer 102 is small, the insulation of the power module substrate 100 can be improved, and the shape and orientation of the inorganic filler (B) are maintained to some extent before and after the power module substrate 100 is manufactured. The thermal conductivity of the power module substrate 100 can be improved by improving the contact area between the inorganic fillers (B).
For the above reasons, the power module substrate 100 according to this embodiment has a well-balanced structure from the viewpoints of thermal conductivity and insulation. Therefore, it is speculated that when the power module substrate 100 is used, a power module having excellent durability can be obtained.

パワーモジュール用基板100において、上記細孔径Rが5.0μmを超えて180μm以下の範囲における累積細孔体積V1が好ましくは0.4mL/g以上1.0mL/g以下、より好ましくは0.5mL/g以上0.9mL/g以下であり、
上記細孔径Rが0.01μm以上180μm以下の範囲における累積細孔体積V2が好ましくは0.8mL/g以上1.7mL/g以下、より好ましくは0.9mL/g以上1.6mL/g以下である。
ここで、累積細孔体積V1は、粒子間の細孔体積を示し、(V2−V1)が粒子内の細孔体積を示す。
累積細孔体積V1および累積細孔体積V2が上記範囲内であると、放熱性および絶縁性のバランスにより一層優れたパワーモジュール用基板100を得ることができる。
In the power module substrate 100, the cumulative pore volume V1 in the range where the pore diameter R is more than 5.0 μm and 180 μm or less is preferably 0.4 mL / g or more and 1.0 mL / g or less, more preferably 0.5 mL. / G to 0.9 mL / g,
The cumulative pore volume V2 in the range where the pore diameter R is 0.01 μm or more and 180 μm or less is preferably 0.8 mL / g or more and 1.7 mL / g or less, more preferably 0.9 mL / g or more and 1.6 mL / g or less. It is.
Here, the cumulative pore volume V1 indicates the pore volume between the particles, and (V2-V1) indicates the pore volume in the particle.
When the cumulative pore volume V1 and the cumulative pore volume V2 are within the above ranges, the power module substrate 100 that is more excellent in terms of the balance between heat dissipation and insulation can be obtained.

絶縁樹脂層102中の無機充填材(B)の上記第1の細孔径および上記第2の細孔径は、絶縁樹脂層102を構成する各成分の種類や配合割合、および絶縁樹脂層102の作製方法を適切に調節することにより制御することが可能である。
本実施形態においては、とくに熱硬化性樹脂(A)の種類を適切に選択することや、絶縁樹脂層102を形成するための樹脂ワニスを構成する溶媒を適切に選択すること、絶縁樹脂層102に対して圧縮圧力を印加する工程を含むこと、熱硬化性樹脂(A)および無機充填材(B)を添加した樹脂ワニスに対しエージングを行うこと、当該エージングにおける加熱・加圧条件、無機充填材(B)の焼成条件等が、上記第1の細孔径および上記第2の細孔径を制御するための因子として挙げられる。
The first pore diameter and the second pore diameter of the inorganic filler (B) in the insulating resin layer 102 are the types and blending ratios of the components constituting the insulating resin layer 102, and the production of the insulating resin layer 102. It can be controlled by adjusting the method appropriately.
In the present embodiment, in particular, the type of the thermosetting resin (A) is appropriately selected, the solvent constituting the resin varnish for forming the insulating resin layer 102 is appropriately selected, and the insulating resin layer 102 is selected. Including a step of applying a compression pressure to the resin, aging the resin varnish to which the thermosetting resin (A) and the inorganic filler (B) are added, heating / pressurizing conditions in the aging, inorganic filling The firing conditions and the like of the material (B) can be cited as factors for controlling the first pore diameter and the second pore diameter.

絶縁樹脂層102は金属基板101と金属層103との間に設けられ、パワーモジュールにおいて、発熱体から放熱体への熱伝導を促進する。これにより、半導体チップ等における特性変動に起因した故障を抑え、パワーモジュールの安定性の向上が図られている。   The insulating resin layer 102 is provided between the metal substrate 101 and the metal layer 103, and promotes heat conduction from the heat generating element to the heat radiating element in the power module. As a result, failures due to characteristic fluctuations in a semiconductor chip or the like are suppressed, and stability of the power module is improved.

パワーモジュール用基板100において、昇温速度5℃/min、周波数1Hzの条件で動的粘弾性測定により測定される、絶縁樹脂層102のガラス転移温度が好ましくは175℃以上であり、より好ましくは190℃以上である。上記ガラス転移温度の上限値は特に限定されないが、例えば、300℃以下である。
ここで、絶縁樹脂層102のガラス転移温度(Tg)は、金属基板101と金属層103を取り除いた後、DMA(動的粘弾性測定)により昇温速度5℃/min、周波数1Hzの条件で測定する。
ガラス転移温度が上記下限値以上であると、導電性成分の運動開放をより一層抑制できるため、温度上昇による絶縁樹脂層102の絶縁性の低下をより一層抑制できる。その結果、より一層絶縁信頼性に優れたパワーモジュールを実現できる。
ガラス転移温度は絶縁樹脂層102を構成する各成分の種類や配合割合、および絶縁樹脂層102の作製方法を適切に調節することにより制御することができる。
In the power module substrate 100, the glass transition temperature of the insulating resin layer 102 measured by dynamic viscoelasticity measurement under conditions of a temperature rising rate of 5 ° C./min and a frequency of 1 Hz is preferably 175 ° C. or more, more preferably. 190 ° C. or higher. Although the upper limit of the said glass transition temperature is not specifically limited, For example, it is 300 degrees C or less.
Here, the glass transition temperature (Tg) of the insulating resin layer 102 is determined under the conditions of a temperature rising rate of 5 ° C./min and a frequency of 1 Hz by DMA (dynamic viscoelasticity measurement) after removing the metal substrate 101 and the metal layer 103. taking measurement.
When the glass transition temperature is equal to or higher than the above lower limit value, it is possible to further suppress the movement release of the conductive component, and thus it is possible to further suppress the decrease in the insulating property of the insulating resin layer 102 due to the temperature rise. As a result, a power module with even better insulation reliability can be realized.
The glass transition temperature can be controlled by appropriately adjusting the type and blending ratio of each component constituting the insulating resin layer 102 and the method for manufacturing the insulating resin layer 102.

絶縁樹脂層102の厚みは目的に合わせて適宜設定されるが、機械的強度や耐熱性の向上を図りつつ、電子部品からの熱をより効果的に金属基板101へ伝えることができる観点から、絶縁樹脂層102の厚さは40μm以上400μm以下が好ましく、パワーモジュール用基板100全体における放熱性と絶縁性のバランスがより一層優れる観点から、絶縁樹脂層102の厚みを100μm以上300μm以下に設定することがより好ましい。
絶縁樹脂層102の厚みを上記上限値以下とすることで、電子部品からの熱を金属基板101に伝達させやすくすることができる。
また、絶縁樹脂層102の厚みを上記下限値以上とすることで、金属基板101と絶縁樹脂層102との熱膨張率差による熱応力の発生を絶縁樹脂層102で緩和することが十分にできる。さらに、パワーモジュール用基板100の絶縁性が向上する。
Although the thickness of the insulating resin layer 102 is appropriately set according to the purpose, it is possible to transmit heat from the electronic component to the metal substrate 101 more effectively while improving the mechanical strength and heat resistance. The thickness of the insulating resin layer 102 is preferably 40 μm or more and 400 μm or less, and the thickness of the insulating resin layer 102 is set to 100 μm or more and 300 μm or less from the viewpoint of further improving the balance between heat dissipation and insulation in the power module substrate 100 as a whole. It is more preferable.
By setting the thickness of the insulating resin layer 102 to be equal to or less than the above upper limit value, heat from the electronic component can be easily transmitted to the metal substrate 101.
Further, by setting the thickness of the insulating resin layer 102 to be equal to or greater than the above lower limit, it is possible to sufficiently reduce the generation of thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the metal substrate 101 and the insulating resin layer 102 with the insulating resin layer 102. . Furthermore, the insulation of the power module substrate 100 is improved.

絶縁樹脂層102は、熱硬化性樹脂(A)と、熱硬化性樹脂(A)中に分散された無機充填材(B)とを含む。以下、絶縁樹脂層102を構成する各材料について説明する。   The insulating resin layer 102 includes a thermosetting resin (A) and an inorganic filler (B) dispersed in the thermosetting resin (A). Hereinafter, each material constituting the insulating resin layer 102 will be described.

(熱硬化性樹脂(A))
熱硬化性樹脂(A)としては、例えば、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ビスマレイミド樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂(A)として、これらの中の1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
(Thermosetting resin (A))
Examples of the thermosetting resin (A) include epoxy resins, cyanate resins, polyimide resins, benzoxazine resins, unsaturated polyester resins, phenol resins, melamine resins, silicone resins, bismaleimide resins, acrylic resins, and the like. As the thermosetting resin (A), one of these may be used alone, or two or more may be used in combination.

エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂(4,4'−(1,3−フェニレンジイソプリジエン)ビスフェノール型エポキシ樹脂)、ビスフェノールP型エポキシ樹脂(4,4'−(1,4−フェニレンジイソプリジエン)ビスフェノール型エポキシ樹脂)、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂(4,4'−シクロヘキシジエンビスフェノール型エポキシ樹脂)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エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェノール基エタン型ノボラック型エポキシ樹脂、縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂;キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂等のアリールアルキレン型エポキシ樹脂;ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、2官能ないし4官能エポキシ型ナフタレン樹脂、ビナフチル型エポキシ樹脂、ナフタレンアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂等のナフタレン型エポキシ樹脂;アントラセン型エポキシ樹脂;フェノキシ型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂;ノルボルネン型エポキシ樹脂;アダマンタン骨格を有するエポキシ樹脂;フルオレン型エポキシ樹脂;フェノールアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂等が挙げられる。   Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol M type epoxy resin (4,4 ′-(1,3-phenylenediiso Pridiene) bisphenol type epoxy resin), bisphenol P type epoxy resin (4,4 ′-(1,4-phenylenediisopridiene) bisphenol type epoxy resin), bisphenol Z type epoxy resin (4,4′-cyclohexyl) Diene bisphenol type epoxy resin), etc .; phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, tetraphenol group ethane type novolac type epoxy resin, novolak having condensed ring aromatic hydrocarbon structure Type epoxy resins and other novolak type epoxy resins; biphenyl skeleton epoxy resins; xylylene type epoxy resins and biphenyl aralkyl epoxides and other aryl alkylene type epoxy resins; naphthylene ether type epoxy resins, naphthol type epoxy resins, naphthalene Diol type epoxy resin, bifunctional or tetrafunctional epoxy type naphthalene resin, binaphthyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin such as epoxy resin having naphthalene aralkyl skeleton; anthracene type epoxy resin; phenoxy type epoxy resin; having dicyclopentadiene skeleton Epoxy resin; Norbornene type epoxy resin; Epoxy resin having adamantane skeleton; Fluorene type epoxy resin; Epoxy resin having phenol aralkyl skeleton, etc. And the like.

これらの中でも、熱硬化性樹脂(A)としては、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、アダマンタン骨格を有するエポキシ樹脂、フェノールアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレンアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、シアネート樹脂等が好ましい。
このような熱硬化性樹脂(A)を使用することで、絶縁樹脂層102のガラス転移温度を高くするとともに、パワーモジュール用基板100の放熱性および絶縁性を向上させることができる。
Among these, the thermosetting resin (A) has an epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton, an epoxy resin having a biphenyl skeleton, an epoxy resin having an adamantane skeleton, an epoxy resin having a phenol aralkyl skeleton, and a biphenyl aralkyl skeleton. Epoxy resins, epoxy resins having a naphthalene aralkyl skeleton, cyanate resins and the like are preferable.
By using such a thermosetting resin (A), it is possible to increase the glass transition temperature of the insulating resin layer 102 and improve the heat dissipation and insulation of the power module substrate 100.

絶縁樹脂層102中に含まれる熱硬化性樹脂(A)の含有量は、絶縁樹脂層(102)100質量%に対し、1質量%以上30質量%以下が好ましく、5質量%以上28質量%以下がより好ましい。熱硬化性樹脂(A)の含有量が上記下限値以上であると、ハンドリング性が向上し、絶縁樹脂層102を形成するのが容易となる。熱硬化性樹脂(A)の含有量が上記上限値以下であると、絶縁樹脂層102の強度や難燃性がより一層向上したり、絶縁樹脂層102の熱伝導性がより一層向上したりする。   The content of the thermosetting resin (A) contained in the insulating resin layer 102 is preferably 1% by mass to 30% by mass, and preferably 5% by mass to 28% by mass with respect to 100% by mass of the insulating resin layer (102). The following is more preferable. When the content of the thermosetting resin (A) is not less than the above lower limit value, the handling property is improved and the insulating resin layer 102 can be easily formed. When the content of the thermosetting resin (A) is not more than the above upper limit, the strength and flame retardancy of the insulating resin layer 102 are further improved, or the thermal conductivity of the insulating resin layer 102 is further improved. To do.

(無機充填材(B))
無機充填材(B)としては、例えば、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
(Inorganic filler (B))
Examples of the inorganic filler (B) include silica, alumina, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

無機充填材(B)の形状は、特に限定されないが、通常は球状である。   The shape of the inorganic filler (B) is not particularly limited, but is usually spherical.

無機充填材(B)としては、絶縁樹脂層102の熱伝導性をより一層向上させる観点から、鱗片状窒化ホウ素の一次粒子を凝集させることにより形成される二次凝集粒子であることが好ましい。   The inorganic filler (B) is preferably secondary agglomerated particles formed by agglomerating primary particles of scaly boron nitride from the viewpoint of further improving the thermal conductivity of the insulating resin layer 102.

鱗片状窒化ホウ素の一次粒子を凝集させることにより形成される二次凝集粒子は、例えば、鱗片状窒化ホウ素にバインダーを混ぜてスラリーを作製し、スプレードライ法等を用いて凝集させたあと、これを焼成することにより形成することができる。焼成温度は、例えば、1200〜2500℃である。焼成時間は、例えば、2〜24時間である。
通常は、焼成温度を上げたり、焼成時間を増加させたりするほど、上記第1の細孔径を大きくし、上記第2の細孔径を小さくすることができる。その結果、上記第2の細孔径と上記第1の細孔径との差を小さくすることができる。
このように、無機充填材(B)として、鱗片状窒化ホウ素の一次粒子を焼結させて得られる二次凝集粒子を用いる場合には、熱硬化性樹脂(A)中における無機充填材(B)の分散性を向上させる観点から、熱硬化性樹脂(A)としてジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂がとくに好ましい。
Secondary agglomerated particles formed by agglomerating the primary particles of flaky boron nitride are prepared by, for example, preparing a slurry by mixing a binder with flaky boron nitride and aggregating it using a spray drying method or the like. Can be formed by firing. The firing temperature is, for example, 1200 to 2500 ° C. The firing time is, for example, 2 to 24 hours.
Usually, as the firing temperature is increased or the firing time is increased, the first pore diameter can be increased and the second pore diameter can be decreased. As a result, the difference between the second pore diameter and the first pore diameter can be reduced.
Thus, when using secondary agglomerated particles obtained by sintering primary particles of flaky boron nitride as the inorganic filler (B), the inorganic filler (B) in the thermosetting resin (A) ) Is particularly preferred as the thermosetting resin (A) is an epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton.

無機充填材(B)の平均粒径は、例えば、5μm以上180μm以下であることが好ましく、10μm以上100μm以下であることがより好ましい。これにより、熱伝導性と絶縁性のバランスにより一層優れた絶縁樹脂層102を実現することができる。
ここで、無機充填材(B)の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置により、粒子の粒度分布を体積基準で測定したときのメディアン径(D50)である。
The average particle diameter of the inorganic filler (B) is, for example, preferably from 5 μm to 180 μm, and more preferably from 10 μm to 100 μm. Thereby, the more excellent insulating resin layer 102 can be realized by the balance between thermal conductivity and insulating properties.
Here, the average particle diameter of the inorganic filler (B) is the median diameter (D 50 ) when the particle size distribution of the particles is measured on a volume basis by a laser diffraction particle size distribution measuring device.

上記二次凝集粒子を構成する鱗片状窒化ホウ素の一次粒子の平均長径は、好ましくは0.01μm以上20μm以下であり、より好ましくは0.1μm以上15μm以下である。これにより、熱伝導性と絶縁性のバランスにより一層優れた絶縁樹脂層102を実現することができる。
なお、この平均長径は電子顕微鏡写真により測定することができる。例えば、以下の手順で測定する。まず、二次凝集粒子をミクロトーム等で切断しサンプルを作製する。次いで、走査型電子顕微鏡により、数千倍に拡大した二次凝集粒子の断面写真を数枚撮影する。次いで、任意の二次凝集粒子を選択し、写真から鱗片状窒化ホウ素の一次粒子の長径を測定する。このとき、10個以上の一次粒子について長径を測定し、それらの平均値を平均長径とする。
The average major axis of the primary particles of the scaly boron nitride constituting the secondary agglomerated particles is preferably 0.01 μm or more and 20 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 15 μm or less. Thereby, the more excellent insulating resin layer 102 can be realized by the balance between thermal conductivity and insulating properties.
The average major axis can be measured by an electron micrograph. For example, the measurement is performed according to the following procedure. First, secondary agglomerated particles are cut with a microtome or the like to prepare a sample. Subsequently, several cross-sectional photographs of the secondary aggregated particles magnified several thousand times are taken with a scanning electron microscope. Next, arbitrary secondary agglomerated particles are selected, and the major axis of the primary particles of scaly boron nitride is measured from the photograph. At this time, the major axis is measured for 10 or more primary particles, and the average value thereof is taken as the average major axis.

絶縁樹脂層102中に含まれる無機充填材(B)の含有量は、絶縁樹脂層(102)100質量%に対し、50質量%以上95質量%以下であることが好ましく、55質量%以上88質量%以下であることがより好ましく、60質量%以上80質量%以下であることが特に好ましい。
無機充填材(B)の含有量を上記下限値以上とすることにより、絶縁樹脂層102における熱伝導性や機械的強度の向上をより効果的に図ることができる。一方で、無機充填材(B)の含有量を上記上限値以下とすることにより、熱硬化性樹脂組成物(P)の成膜性や作業性を向上させ、絶縁樹脂層102の膜厚の均一性をより一層良好なものとすることができる。
The content of the inorganic filler (B) contained in the insulating resin layer 102 is preferably 50% by mass or more and 95% by mass or less, and 55% by mass or more and 88% by mass with respect to 100% by mass of the insulating resin layer (102). More preferably, it is at most 60 mass%, particularly preferably at least 60 mass% but at most 80 mass%.
By making content of an inorganic filler (B) more than the said lower limit, the thermal conductivity in the insulating resin layer 102 and the improvement of mechanical strength can be aimed at more effectively. On the other hand, by making content of an inorganic filler (B) below the said upper limit, the film formability and workability | operativity of a thermosetting resin composition (P) are improved, and the film thickness of the insulating resin layer 102 is improved. The uniformity can be further improved.

本実施形態に係る無機充填材(B)は、絶縁樹脂層102の熱伝導性をより一層向上させる観点から、上記二次凝集粒子に加えて、二次凝集粒子を構成する鱗片状窒化ホウ素の一次粒子とは別の鱗片状窒化ホウ素の一次粒子をさらに含むのが好ましい。この鱗片状窒化ホウ素の一次粒子の平均長径は、好ましくは0.01μm以上20μm以下であり、より好ましくは0.1μm以上15μm以下である。
これにより、熱伝導性と絶縁性のバランスにより一層優れた絶縁樹脂層102を実現することができる。
From the viewpoint of further improving the thermal conductivity of the insulating resin layer 102, the inorganic filler (B) according to the present embodiment is composed of the scaly boron nitride constituting the secondary aggregated particles in addition to the secondary aggregated particles. It is preferable to further include primary particles of flaky boron nitride different from the primary particles. The average major axis of the primary particles of the scaly boron nitride is preferably 0.01 μm or more and 20 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 15 μm or less.
Thereby, the more excellent insulating resin layer 102 can be realized by the balance between thermal conductivity and insulating properties.

(硬化剤(C))
絶縁樹脂層102は、熱硬化性樹脂(A)としてエポキシ樹脂を用いる場合、さらに硬化剤(C)を含むのが好ましい。
硬化剤(C)としては、硬化触媒(C−1)およびフェノール系硬化剤(C−2)から選択される1種以上を用いることができる。
硬化触媒(C−1)としては、例えば、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナートコバルト(II)、トリスアセチルアセトナートコバルト(III)等の有機金属塩;トリエチルアミン、トリブチルアミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等の3級アミン類;2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2,4−ジエチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール類;トリフェニルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、1,2−ビス−(ジフェニルホスフィノ)エタン等の有機リン化合物;フェノール、ビスフェノールA、ノニルフェノール等のフェノール化合物;酢酸、安息香酸、サリチル酸、p−トルエンスルホン酸等の有機酸;等、またはこの混合物が挙げられる。硬化触媒(C−1)として、これらの中の誘導体も含めて1種類を単独で用いることもできるし、これらの誘導体も含めて2種類以上を併用したりすることもできる。
絶縁樹脂層102中に含まれる硬化触媒(C−1)の含有量は、特に限定されないが、絶縁樹脂層(102)100質量%に対し、0.001質量%以上1質量%以下が好ましい。
(Curing agent (C))
When using an epoxy resin as the thermosetting resin (A), the insulating resin layer 102 preferably further contains a curing agent (C).
As a hardening | curing agent (C), 1 or more types selected from a hardening catalyst (C-1) and a phenol type hardening | curing agent (C-2) can be used.
Examples of the curing catalyst (C-1) include organic metal salts such as zinc naphthenate, cobalt naphthenate, tin octylate, cobalt octylate, bisacetylacetonate cobalt (II), and trisacetylacetonate cobalt (III). Tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane; 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2,4-diethylimidazole Imidazoles such as 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxyimidazole and 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole; triphenylphosphine, tri-p-tolylphosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, triphenyl Phenylphosphine Organic phosphorus compounds such as rephenylborane and 1,2-bis- (diphenylphosphino) ethane; phenolic compounds such as phenol, bisphenol A and nonylphenol; organic acids such as acetic acid, benzoic acid, salicylic acid and p-toluenesulfonic acid; Etc., or mixtures thereof. As the curing catalyst (C-1), one kind including these derivatives can be used alone, or two or more kinds including these derivatives can be used in combination.
Although content of the curing catalyst (C-1) contained in the insulating resin layer 102 is not specifically limited, 0.001 mass% or more and 1 mass% or less are preferable with respect to 100 mass% of the insulating resin layer (102).

また、フェノール系硬化剤(C−2)としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、アミノトリアジンノボラック樹脂、ノボラック樹脂、トリスフェニルメタン型のフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂;テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂;フェニレン骨格及び/又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格及び/又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール化合物;レゾール型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
これらの中でも、ガラス転移温度の向上及び線膨張係数の低減の観点から、フェノール系硬化剤(C−2)がノボラック型フェノール樹脂またはレゾール型フェノール樹脂であることが好ましい。
フェノール系硬化剤(C−2)の含有量は、特に限定されないが、絶縁樹脂層(102)100質量%に対し、1質量%以上30質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
Examples of the phenolic curing agent (C-2) include phenol novolak resins, cresol novolak resins, naphthol novolak resins, aminotriazine novolak resins, novolak resins, and novolak phenol resins such as trisphenylmethane type phenol novolak resins; Modified phenol resins such as modified phenol resins and dicyclopentadiene modified phenol resins; aralkyl type resins such as phenol aralkyl resins having a phenylene skeleton and / or biphenylene skeleton, naphthol aralkyl resins having a phenylene skeleton and / or biphenylene skeleton; Examples thereof include bisphenol compounds such as bisphenol F; resol type phenol resins and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.
Among these, it is preferable that a phenol type hardening | curing agent (C-2) is a novolak type phenol resin or a resol type phenol resin from a viewpoint of the improvement of a glass transition temperature, and the reduction of a linear expansion coefficient.
Although content of a phenol type hardening | curing agent (C-2) is not specifically limited, 1 to 30 mass% is preferable with respect to 100 mass% of insulating resin layers (102), and 5 to 15 mass% is preferable. Is more preferable.

(カップリング剤(D))
さらに、絶縁樹脂層102は、カップリング剤(D)を含んでもよい。
カップリング剤(D)は、熱硬化性樹脂(A)と無機充填材(B)との界面の濡れ性を向上させることができる。
(Coupling agent (D))
Furthermore, the insulating resin layer 102 may contain a coupling agent (D).
The coupling agent (D) can improve the wettability of the interface between the thermosetting resin (A) and the inorganic filler (B).

カップリング剤(D)としては、通常用いられるものなら何でも使用できるが、具体的にはエポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤の中から選ばれる1種以上のカップリング剤を使用することが好ましい。
カップリング剤(D)の添加量は無機充填材(B)の比表面積に依存するので、特に限定されないが、無機充填材(B)100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下が好ましく、特に0.5質量部以上7質量部以下が好ましい。
As the coupling agent (D), any commonly used one can be used. Specifically, an epoxy silane coupling agent, a cationic silane coupling agent, an aminosilane coupling agent, a titanate coupling agent, and a silicone oil type. It is preferable to use one or more coupling agents selected from coupling agents.
The addition amount of the coupling agent (D) depends on the specific surface area of the inorganic filler (B) and is not particularly limited, but is 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic filler (B). The following is preferable, and 0.5 to 7 parts by mass is particularly preferable.

(フェノキシ樹脂(E))
絶縁樹脂層102は、さらにフェノキシ樹脂(E)を含んでもよい。フェノキシ樹脂(E)を含むことによりパワーモジュール用基板100の耐屈曲性をより一層向上できる。
また、フェノキシ樹脂(E)を含むことにより、絶縁樹脂層102の弾性率を低下させることが可能となり、パワーモジュール用基板100の応力緩和力を向上させることができる。
また、フェノキシ樹脂(E)を含むと、粘度上昇により流動性が低減し、ボイド等が発生することを抑制できる。また、絶縁樹脂層102と金属基板101や金属層103との密着性を向上できる。これらの相乗効果により、パワーモジュールの絶縁信頼性をより一層高めることができる。
(Phenoxy resin (E))
The insulating resin layer 102 may further contain a phenoxy resin (E). By including the phenoxy resin (E), the bending resistance of the power module substrate 100 can be further improved.
Further, by including the phenoxy resin (E), the elastic modulus of the insulating resin layer 102 can be reduced, and the stress relaxation force of the power module substrate 100 can be improved.
Moreover, when phenoxy resin (E) is included, fluidity | liquidity will reduce by a viscosity raise and it can suppress that a void etc. generate | occur | produce. In addition, adhesion between the insulating resin layer 102 and the metal substrate 101 or the metal layer 103 can be improved. These synergistic effects can further increase the insulation reliability of the power module.

フェノキシ樹脂(E)としては、例えば、ビスフェノール骨格を有するフェノキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するフェノキシ樹脂、アントラセン骨格を有するフェノキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するフェノキシ樹脂等が挙げられる。また、これらの骨格を複数種有した構造のフェノキシ樹脂を用いることもできる。   Examples of the phenoxy resin (E) include a phenoxy resin having a bisphenol skeleton, a phenoxy resin having a naphthalene skeleton, a phenoxy resin having an anthracene skeleton, and a phenoxy resin having a biphenyl skeleton. A phenoxy resin having a structure having a plurality of these skeletons can also be used.

フェノキシ樹脂(E)の含有量は、例えば、絶縁樹脂層(102)100質量%に対し、3質量%以上10質量%以下である。   Content of a phenoxy resin (E) is 3 to 10 mass% with respect to 100 mass% of insulating resin layers (102), for example.

(その他の成分)
絶縁樹脂層102には、本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、レベリング剤等を含むことができる。
(Other ingredients)
The insulating resin layer 102 can contain an antioxidant, a leveling agent and the like as long as the effects of the present invention are not impaired.

絶縁樹脂層102は、例えば、次のようにして作製することができる。
まず、上述の各成分を溶媒へ添加して、ワニス状の熱硬化性樹脂組成物(P)を得る。本実施形態においては、例えば、溶媒中に熱硬化性樹脂(A)等を添加して樹脂ワニスを作製したのち、当該樹脂ワニスへ無機充填材(B)を入れて三本ロール等を用いて混練することにより熱硬化性樹脂組成物(P)を得ることができる。これにより、無機充填材(B)をより均一に、熱硬化性樹脂(A)中へ分散させることができる。
上記溶媒としては特に限定されないが、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン等が挙げられる。
The insulating resin layer 102 can be manufactured as follows, for example.
First, each above-mentioned component is added to a solvent, and a varnish-like thermosetting resin composition (P) is obtained. In this embodiment, for example, a thermosetting resin (A) or the like is added to a solvent to prepare a resin varnish, and then an inorganic filler (B) is put into the resin varnish and a three-roll or the like is used. A thermosetting resin composition (P) can be obtained by kneading. Thereby, an inorganic filler (B) can be disperse | distributed more uniformly in a thermosetting resin (A).
Although it does not specifically limit as said solvent, Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, cyclohexanone, etc. are mentioned.

次いで、熱硬化性樹脂組成物(P)に対しエージングを行う。これにより、得られるパワーモジュール用基板100について、絶縁樹脂層102中の無機充填材(B)の上記第1の細孔径を大きくし、上記第2の細孔径を小さくすることができる。その結果、上記第2の細孔径と上記第1の細孔径との差を小さくすることができる。
これは、エージングによって熱硬化性樹脂(A)の無機充填材(B)に対する親和性が上昇するため、熱硬化性樹脂(A)が無機充填材(B)の内部に十分に染み込み、その結果、パワーモジュール用基板100製造前後において、無機充填材(B)の粒子内の空隙を保持することができるため、上記第1の細孔径を大きくすることができると推定される。
また、エージングによって熱硬化性樹脂(A)の無機充填材(B)に対する親和性が上昇し、熱硬化性樹脂(A)中での無機充填材(B)の分散性が向上する。これにより無機充填材(B)の充填性が上がるため、上記第2の細孔径を小さくすることができると推定される。
エージングは、例えば、30〜80℃、8〜25時間、好ましくは12〜24時間、0.1〜1.0MPaの条件により行うことができる。通常は、エージング温度を上げたり、エージング時間を長くしたりするほど、上記第1の細孔径を大きくし、上記第2の細孔径を小さくすることができる。
Next, aging is performed on the thermosetting resin composition (P). Thereby, about the obtained power module substrate 100, the said 1st pore diameter of the inorganic filler (B) in the insulating resin layer 102 can be enlarged, and the said 2nd pore diameter can be made small. As a result, the difference between the second pore diameter and the first pore diameter can be reduced.
This is because the affinity of the thermosetting resin (A) to the inorganic filler (B) is increased by aging, so that the thermosetting resin (A) sufficiently penetrates into the inorganic filler (B), and as a result Since the voids in the particles of the inorganic filler (B) can be retained before and after the power module substrate 100 is manufactured, it is estimated that the first pore diameter can be increased.
Moreover, the affinity with respect to the inorganic filler (B) of a thermosetting resin (A) rises by aging, and the dispersibility of the inorganic filler (B) in a thermosetting resin (A) improves. Thereby, since the filling property of the inorganic filler (B) is improved, it is presumed that the second pore diameter can be reduced.
Aging can be performed, for example, under conditions of 30 to 80 ° C., 8 to 25 hours, preferably 12 to 24 hours, and 0.1 to 1.0 MPa. Usually, as the aging temperature is increased or the aging time is increased, the first pore diameter can be increased and the second pore diameter can be decreased.

次いで、熱硬化性樹脂組成物(P)をシート状に成形して、絶縁樹脂層102を形成する。本実施形態においては、例えば、基材上にワニス状の熱硬化性樹脂組成物(P)を塗布した後、これを熱処理して乾燥することにより絶縁樹脂層102を得ることができる。基材としては、例えば、金属基板101や金属層103、剥離可能なキャリア材料等を構成する金属箔が挙げられる。また、熱硬化性樹脂組成物(P)を乾燥するための熱処理は、例えば、80〜150℃、5分〜1時間の条件において行われる。   Next, the thermosetting resin composition (P) is formed into a sheet shape to form the insulating resin layer 102. In the present embodiment, for example, the insulating resin layer 102 can be obtained by applying a varnish-like thermosetting resin composition (P) on a substrate and then heat-treating it and drying it. As a base material, the metal foil which comprises the metal substrate 101, the metal layer 103, the peelable carrier material etc. is mentioned, for example. Moreover, the heat processing for drying thermosetting resin composition (P) is performed on the conditions of 80-150 degreeC and 5 minutes-1 hour, for example.

次いで、絶縁樹脂層102を二本のロール間に通して圧縮することにより、絶縁樹脂層102内の気泡を除去することが好ましい。
本実施形態においては、このようにロールによる圧縮圧力をかけて気泡を除去する工程を含むことにより、圧縮圧力に起因して無機充填材(B)が変形し、絶縁樹脂層102中の無機充填材(B)の第2の細孔径と第1の細孔径との差を低下させることができる。
Next, it is preferable to remove bubbles in the insulating resin layer 102 by compressing the insulating resin layer 102 through two rolls.
In this embodiment, the inorganic filler (B) is deformed due to the compression pressure and includes the inorganic filling in the insulating resin layer 102 by including the step of removing bubbles by applying the compression pressure by the roll in this way. The difference between the second pore diameter of the material (B) and the first pore diameter can be reduced.

<金属基板>
金属基板101はパワーモジュール用基板100に蓄積された熱を放熱する役割を有する。金属基板101は、放熱性の金属基板であれば特に限定されないが、例えば、銅基板、銅合金基板、アルミニウム基板、アルミニウム合金基板であり、銅基板またはアルミニウム基板が好ましく、銅基板がより好ましい。銅基板またはアルミニウム基板を用いることで、金属基板101の放熱性を良好なものとすることができる。
<Metal substrate>
The metal substrate 101 has a role of radiating heat accumulated in the power module substrate 100. The metal substrate 101 is not particularly limited as long as it is a heat-dissipating metal substrate, and is, for example, a copper substrate, a copper alloy substrate, an aluminum substrate, or an aluminum alloy substrate, preferably a copper substrate or an aluminum substrate, and more preferably a copper substrate. By using a copper substrate or an aluminum substrate, the heat dissipation of the metal substrate 101 can be improved.

金属基板101の厚さは、本発明の目的が損なわれない限り、適宜設定できる。
金属基板101の厚さの上限値は、例えば、20.0mm以下であり、好ましくは5.0mm以下である。この数値以下の厚さの金属基板101を用いることで、パワーモジュール用基板100全体としての薄型化を行うことができる。また、パワーモジュール用基板100の外形加工や切り出し加工等における加工性を向上させることができる。
また、金属基板101の厚さの下限値は、例えば、0.1mm以上であり、好ましくは1.0mm以上であり、さらに好ましくは2.0mm以上である。この数値以上の金属基板101を用いることで、パワーモジュール用基板100全体としての放熱性を向上させることができる。
The thickness of the metal substrate 101 can be appropriately set as long as the object of the present invention is not impaired.
The upper limit value of the thickness of the metal substrate 101 is, for example, 20.0 mm or less, preferably 5.0 mm or less. By using the metal substrate 101 having a thickness equal to or less than this value, the power module substrate 100 as a whole can be thinned. Moreover, the workability in the outer shape processing, the cutting processing, etc. of the power module substrate 100 can be improved.
Moreover, the lower limit of the thickness of the metal substrate 101 is, for example, 0.1 mm or more, preferably 1.0 mm or more, and more preferably 2.0 mm or more. By using the metal substrate 101 having a value equal to or higher than this value, the heat dissipation property of the power module substrate 100 as a whole can be improved.

<金属層>
金属層103は絶縁樹脂層102上に設けられ、回路加工されるものである。
この金属層103を構成する金属としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、鉄、錫等から選択される一種または二種以上が挙げられる。これらの中でも、金属層103を構成する金属としては、好ましくは銅またはアルミニウムであり、特に好ましくは銅である。銅またはアルミニウムを用いることで、金属層103の回路加工性を良好なものとすることができる。
<Metal layer>
The metal layer 103 is provided on the insulating resin layer 102 and is subjected to circuit processing.
Examples of the metal constituting the metal layer 103 include one or more selected from copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, nickel, iron, tin, and the like. Among these, as a metal which comprises the metal layer 103, Preferably it is copper or aluminum, Most preferably, it is copper. By using copper or aluminum, the circuit workability of the metal layer 103 can be improved.

金属層103の厚みの下限値は、例えば、0.01mm以上であり、好ましくは0.10mm以上、さらに好ましくは0.25mm以上である。このような数値以上であれば、高電流を要する用途であっても、回路パターンの発熱を抑えることができる。
また、金属層103の厚みの上限値は、例えば、2.0mm以下であり、好ましくは1.5mm以下であり、さらに好ましくは1.0mm以下である。このような数値以下であれば、回路加工性を向上させることができ、また、基板全体としての薄型化を図ることができる。
The lower limit of the thickness of the metal layer 103 is, for example, 0.01 mm or more, preferably 0.10 mm or more, and more preferably 0.25 mm or more. If it is more than such a numerical value, even if it is a use requiring a high current, the heat generation of the circuit pattern can be suppressed.
Moreover, the upper limit of the thickness of the metal layer 103 is 2.0 mm or less, for example, Preferably it is 1.5 mm or less, More preferably, it is 1.0 mm or less. If it is below such a numerical value, circuit workability can be improved and thickness reduction of the whole board | substrate can be achieved.

金属層103は、板状で入手できる金属箔を用いてもよいし、ロール状で入手できる金属箔を用いてもよい。   The metal layer 103 may be a metal foil that can be obtained in a plate shape, or a metal foil that can be obtained in a roll shape.

<パワーモジュール用基板の製造方法>
以上のようなパワーモジュール用基板100は、例えば、以下のようにして製造することができる。
<Manufacturing method of power module substrate>
The power module substrate 100 as described above can be manufactured, for example, as follows.

まず、キャリア材料上にワニス状の熱硬化性樹脂組成物(P)を塗布した後、これを熱処理して乾燥することにより樹脂層を形成し、樹脂層付きキャリア材料を得る。
キャリア材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の樹脂フィルム;銅箔等の金属箔等である。キャリア材料の厚みは、例えば、10〜500μmである。
First, after applying a varnish-like thermosetting resin composition (P) on a carrier material, this is heat-processed and dried to form a resin layer, thereby obtaining a carrier material with a resin layer.
The carrier material is, for example, a resin film such as polyethylene terephthalate (PET); a metal foil such as a copper foil. The thickness of the carrier material is, for example, 10 to 500 μm.

次いで、樹脂層付きキャリア材料の樹脂層側の面が金属基板101の表面に接するように樹脂層付きキャリア材料を金属基板101に積層する。その後、プレス等を用い加圧・加熱させて樹脂層をBステージ状態で接着する。   Next, the carrier material with a resin layer is laminated on the metal substrate 101 such that the surface on the resin layer side of the carrier material with the resin layer is in contact with the surface of the metal substrate 101. Thereafter, the resin layer is bonded in a B-stage state by pressing and heating using a press or the like.

次いで、Bステージ状態の樹脂層からキャリア材料を除去し、露わになった樹脂層の表面に金属層103を形成し、積層体を得る。
なお、キャリア材料として金属箔を用いる場合は、このキャリア材料をそのまま金属層103とすることができる。すなわち、この場合にあっては、樹脂層付き金属層103を得た後、樹脂層付き金属層103を金属基板101に積層することにより、目的とする積層体が得られる。
Next, the carrier material is removed from the resin layer in the B-stage state, and the metal layer 103 is formed on the surface of the exposed resin layer to obtain a laminate.
In addition, when using metal foil as a carrier material, this carrier material can be used as the metal layer 103 as it is. That is, in this case, after obtaining the resin layer-attached metal layer 103, the resin layer-attached metal layer 103 is laminated on the metal substrate 101, whereby the target laminate is obtained.

次いで、プレス等を用い積層体を加圧・加熱することにより、樹脂層を加熱硬化させて絶縁樹脂層102を形成し、パワーモジュール用基板100が得られる。   Next, by pressing and heating the laminate using a press or the like, the resin layer is heated and cured to form the insulating resin layer 102, and the power module substrate 100 is obtained.

なお、上記では金属基板101に樹脂層付きキャリア材料を積層する製造方法を述べたが、本実施形態においては、金属層103に樹脂層付きキャリア材料を積層し、キャリア材料を除去した後に、金属基板101と接合することもできる。
また、キャリア材料として金属箔を用い、当該金属箔をそのまま金属層103とする場合、金属層103はロールから押し出された金属箔、好ましくはロールから押し出された銅箔またはアルミニウム箔とすることができる。
このようにすることで、生産効率の向上を図ることができる。
In the above description, the manufacturing method for laminating the carrier material with the resin layer on the metal substrate 101 is described. However, in this embodiment, the metal layer 103 is laminated with the carrier material with the resin layer and the carrier material is removed. It can also be bonded to the substrate 101.
When a metal foil is used as the carrier material and the metal foil is used as it is as the metal layer 103, the metal layer 103 may be a metal foil extruded from a roll, preferably a copper foil or an aluminum foil extruded from a roll. it can.
By doing in this way, improvement in production efficiency can be aimed at.

[パワーモジュール用回路基板]
得られたパワーモジュール用基板100について、金属層103を所定のパターンにエッチング等することによって回路加工し、パワーモジュール用回路基板を得ることができる。
また、最外層にソルダーレジスト10(図2参照)を形成し、露光・現像により電子部品が実装できるよう接続用電極部を露出してもよい。
[Power Module Circuit Board]
The obtained power module substrate 100 can be processed by etching the metal layer 103 into a predetermined pattern to obtain a power module circuit substrate.
Further, a solder resist 10 (see FIG. 2) may be formed on the outermost layer, and the connection electrode portion may be exposed so that electronic parts can be mounted by exposure and development.

[パワーモジュール]
次に、本実施形態に係るパワーモジュール11について説明する。図2は、本発明の一実施形態に係るパワーモジュール11の断面図である。
本実施形態のパワーモジュール用回路基板上に電子部品を設けることによりパワーモジュール11を得ることができる。
本実施形態において、パワーモジュール11は半導体装置であり、例えば、パワー半導体装置、LED照明、インバーター装置である。
ここで、インバーター装置とは、直流電力から交流電力を電気的に生成する(逆変換する機能を持つ)ものである。また、パワー半導体装置とは、通常の半導体素子に比べて高耐圧化、大電流化、高速・高周波化されている特徴を有し、一般的にはパワーデバイスと呼ばれ、整流ダイオード、パワートランジスタ、パワーMOSFET、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、サイリスタ、ゲートターンオフサイリスタ(GTO)、トライアック等の電子部品が搭載されたものが挙げられる。
電子部品は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、ダイオード、ICチップ等の半導体素子、抵抗、コンデンサ等の各種発熱素子である。パワーモジュール用基板100はヒートスプレッターとして機能する。
[Power module]
Next, the power module 11 according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of the power module 11 according to an embodiment of the present invention.
The power module 11 can be obtained by providing an electronic component on the power module circuit board of the present embodiment.
In this embodiment, the power module 11 is a semiconductor device, for example, a power semiconductor device, LED lighting, or an inverter device.
Here, the inverter device electrically generates AC power from DC power (has a reverse conversion function). A power semiconductor device is characterized by higher withstand voltage, higher current, higher speed and higher frequency than ordinary semiconductor elements, and is generally called a power device. , A power MOSFET, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a thyristor, a gate turn-off thyristor (GTO), and a triac mounted electronic component.
Electronic components are semiconductor elements such as insulated gate bipolar transistors, diodes, and IC chips, and various heating elements such as resistors and capacitors. The power module substrate 100 functions as a heat spreader.

ここで、パワーモジュール11の一例について、図2に示しながら説明する。
本実施形態のパワーモジュール11において、パワーモジュール用回路基板の金属層103a上に、接着層3を介してICチップ2が搭載されている。ICチップ2はボンディングワイヤー7を介して金属層103bに導通されている。
また、ICチップ2、ボンディングワイヤー7、金属層103a、103bは封止材6により封止されている。
Here, an example of the power module 11 will be described with reference to FIG.
In the power module 11 of the present embodiment, the IC chip 2 is mounted on the metal layer 103a of the power module circuit board via the adhesive layer 3. The IC chip 2 is electrically connected to the metal layer 103b through the bonding wire 7.
Further, the IC chip 2, the bonding wire 7, and the metal layers 103 a and 103 b are sealed with a sealing material 6.

また、パワーモジュール11においては、チップコンデンサ8およびチップ抵抗9が金属層103上に搭載されている。これらのチップコンデンサ8およびチップ抵抗9は従来から公知のものを使用することができる。   In the power module 11, the chip capacitor 8 and the chip resistor 9 are mounted on the metal layer 103. Conventionally known chip capacitors 8 and chip resistors 9 can be used.

また、パワーモジュール11の金属基板101は熱伝導グリス4を介して、放熱フィン5に接続されている。すなわち、ICチップ2の発した熱を、接着層3、金属層103a、絶縁樹脂層102、金属基板101、熱伝導グリス4を介して、放熱フィン5へと伝導させ、除熱を行うことができる。   Further, the metal substrate 101 of the power module 11 is connected to the heat radiating fins 5 through the heat conductive grease 4. That is, the heat generated by the IC chip 2 is conducted to the heat radiating fins 5 through the adhesive layer 3, the metal layer 103 a, the insulating resin layer 102, the metal substrate 101, and the heat conduction grease 4, thereby removing heat. it can.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.

以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例では、部はとくに特定しない限り質量部を表す。また、それぞれの厚みは平均膜厚で表わされている。   Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention, the present invention is not limited to these. In addition, in an Example, unless otherwise specified, a part represents a mass part. Moreover, each thickness is represented by the average film thickness.

(鱗片状窒化ホウ素の一次粒子により構成された二次凝集粒子の作製)
ホウ酸メラミン(ホウ酸:メラミン=2:1(モル比))と鱗片状窒化ホウ素粉末(平均長径:15μm)を混合して得られた混合物(ホウ酸メラミン:鱗片状窒化ホウ素粉末=10:1(質量比))を、0.2質量%のポリアクリル酸アンモニウム水溶液へ添加し、2時間混合して噴霧用スラリーを調製した(ポリアクリル酸アンモニウム水溶液:混合物=100:30(質量比))。次いで、このスラリーを噴霧造粒機に供給し、アトマイザーの回転数15000rpm、温度200℃、スラリー供給量5ml/minの条件で噴霧することにより、複合粒子を作製した。次いで、得られた複合粒子を、窒素雰囲気下、2000℃、10時間の条件で焼成することにより、平均粒径が80μmの凝集窒化ホウ素を得た。
ここで、凝集窒化ホウ素の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(HORIBA社製、LA−500)により、粒子の粒度分布を体積基準で測定し、そのメディアン径(D50)とした。
(Preparation of secondary agglomerated particles composed of primary particles of scaly boron nitride)
A mixture obtained by mixing melamine borate (boric acid: melamine = 2: 1 (molar ratio)) and flaky boron nitride powder (average major axis: 15 μm) (melamine borate: flaky boron nitride powder = 10: 1 (mass ratio)) was added to a 0.2 mass% aqueous solution of ammonium polyacrylate, and mixed for 2 hours to prepare a slurry for spraying (aqueous solution of ammonium polyacrylate: mixture = 100: 30 (mass ratio)). ). Subsequently, this slurry was supplied to a spray granulator and sprayed under the conditions of an atomizer rotation speed of 15000 rpm, a temperature of 200 ° C., and a slurry supply amount of 5 ml / min, thereby producing composite particles. Next, the obtained composite particles were fired under a nitrogen atmosphere at 2000 ° C. for 10 hours to obtain aggregated boron nitride having an average particle size of 80 μm.
Here, the average particle diameter of the aggregated boron nitride was determined by measuring the particle size distribution of the particles on a volume basis with a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus (LA-500, manufactured by HORIBA), and the median diameter (D 50 ). .

(パワーモジュール用基板の作製)
実施例1〜7および比較例1〜2について、以下のようにパワーモジュール用基板を作製した。
まず、表1に示す配合に従い、熱硬化性樹脂と、硬化剤とを溶媒であるメチルエチルケトンに添加し、これを撹拌して熱硬化性樹脂組成物の溶液を得た。次いで、この溶液に無機充填材を入れて予備混合した後、三本ロールにて混練し、無機充填材を均一に分散させたワニス状の熱硬化性樹脂組成物を得た。次いで、得られた熱硬化性樹脂組成物に対し、60℃、0.6MPa、15時間の条件によりエージングを行った。次いで、熱硬化性樹脂組成物を、銅箔(厚さ0.07mm、古河電気工業株式会社製、GTS−MP箔)上にドクターブレード法を用いて塗布した後、これを100℃、30分間の熱処理により乾燥して樹脂層付き銅箔を作製した。
次いで、樹脂層付き銅箔を二本のロール間に通して圧縮することにより、樹脂層内の気泡を除去した。
次いで、得られた樹脂層付き銅箔と、3.0mm厚の銅板(タフピッチ銅)を張り合わせ、真空プレスで、プレス圧100kg/cmで180℃40分の条件下でプレスし、パワーモジュール用基板(絶縁樹脂層102の厚さ:200μm)を得た。
(Production of power module substrate)
About Examples 1-7 and Comparative Examples 1-2, the board | substrate for power modules was produced as follows.
First, according to the composition shown in Table 1, a thermosetting resin and a curing agent were added to methyl ethyl ketone as a solvent, and this was stirred to obtain a solution of a thermosetting resin composition. Next, an inorganic filler was put into this solution and premixed, and then kneaded with three rolls to obtain a varnish-like thermosetting resin composition in which the inorganic filler was uniformly dispersed. Next, aging was performed on the obtained thermosetting resin composition under the conditions of 60 ° C., 0.6 MPa, and 15 hours. Next, the thermosetting resin composition was applied onto a copper foil (thickness 0.07 mm, manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd., GTS-MP foil) using a doctor blade method, and then applied at 100 ° C. for 30 minutes. The copper foil with a resin layer was produced by drying by heat treatment.
Subsequently, air bubbles in the resin layer were removed by compressing the copper foil with the resin layer through two rolls.
Next, the obtained copper foil with a resin layer and a 3.0 mm thick copper plate (tough pitch copper) are bonded together, and are pressed with a vacuum press at a press pressure of 100 kg / cm 2 at 180 ° C. for 40 minutes for a power module. A substrate (the thickness of the insulating resin layer 102: 200 μm) was obtained.

実施例8については、熱硬化性樹脂組成物に対し、80℃、0.6MPa、20時間の条件によりエージングを行った以外は、実施例1と同様にしてパワーモジュール用基板を作製した。   For Example 8, a power module substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting resin composition was aged under the conditions of 80 ° C., 0.6 MPa, and 20 hours.

実施例9については、熱硬化性樹脂組成物に対し、40℃、0.6MPa、10時間の条件によりエージングを行った以外は、実施例1と同様にしてパワーモジュール用基板を作製した。   For Example 9, a power module substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting resin composition was aged under the conditions of 40 ° C., 0.6 MPa, and 10 hours.

実施例10については、熱硬化性樹脂組成物に対し、50℃、0.6MPa、15時間の条件によりエージングを行った以外は、実施例1と同様にしてパワーモジュール用基板を作製した。   For Example 10, a power module substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting resin composition was aged under the conditions of 50 ° C., 0.6 MPa, and 15 hours.

実施例11については、熱硬化性樹脂組成物に対し、30℃、0.6MPa、15時間の条件によりエージングを行い、かつ、エポキシ樹脂1の代わりにエポキシ樹脂7を用いた以外は、実施例1と同様にしてパワーモジュール用基板を作製した。   For Example 11, the thermosetting resin composition was aged under the conditions of 30 ° C., 0.6 MPa, and 15 hours, and the epoxy resin 7 was used instead of the epoxy resin 1. In the same manner as in Example 1, a power module substrate was produced.

実施例12については、熱硬化性樹脂組成物に対し、30℃、0.6MPa、20時間の条件によりエージングを行い、かつ、エポキシ樹脂1の代わりにエポキシ樹脂8を用いた以外は、実施例1と同様にしてパワーモジュール用基板を作製した。   For Example 12, the thermosetting resin composition was aged under the conditions of 30 ° C., 0.6 MPa, and 20 hours, and the epoxy resin 8 was used instead of the epoxy resin 1. In the same manner as in Example 1, a power module substrate was produced.

比較例3については、熱硬化性樹脂組成物に対してエージングを行わなかった点を除き、実施例1と同様にしてパワーモジュール用基板を作製した。
なお、表1中における各成分の詳細は下記のとおりである。
For Comparative Example 3, a power module substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that aging was not performed on the thermosetting resin composition.
The details of each component in Table 1 are as follows.

(熱硬化性樹脂(A))
エポキシ樹脂1:ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂(XD−1000、日本化薬社製)
エポキシ樹脂2:ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂(YX−4000、三菱化学社製)
エポキシ樹脂3:アダマンタン骨格を有するエポキシ樹脂(E201、出光興産社製)
エポキシ樹脂4:フェノールアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂(NC−2000−L、日本化薬社製)
エポキシ樹脂5:ビフェニルアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂(NC−3000、日本化薬社製)
エポキシ樹脂6:ナフタレンアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂(NC−7000、日本化薬社製)
エポキシ樹脂7:ビスフェノールF型エポキシ樹脂(830S、大日本インキ社製)
エポキシ樹脂8:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(828、三菱化学社製)
シアネート樹脂1:フェノールノボラック型シアネート樹脂(PT−30、ロンザジャパン社製)
(Thermosetting resin (A))
Epoxy resin 1: Epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton (XD-1000, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
Epoxy resin 2: Epoxy resin having a biphenyl skeleton (YX-4000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
Epoxy resin 3: Epoxy resin having an adamantane skeleton (E201, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.)
Epoxy resin 4: Epoxy resin having a phenol aralkyl skeleton (NC-2000-L, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
Epoxy resin 5: epoxy resin having a biphenylaralkyl skeleton (NC-3000, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
Epoxy resin 6: epoxy resin having naphthalene aralkyl skeleton (NC-7000, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
Epoxy resin 7: Bisphenol F type epoxy resin (830S, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
Epoxy resin 8: bisphenol A type epoxy resin (828, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
Cyanate resin 1: phenol novolac type cyanate resin (PT-30, manufactured by Lonza Japan)

(硬化触媒C−1)
硬化触媒1:2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(2PHZ−PW、四国化成社製)
硬化触媒2:トリフェニルホスフィン(北興化学社製)
(硬化剤C−2)
フェノール系硬化剤1:トリスフェニルメタン型のフェノールノボラック樹脂(MEH−7500、明和化成社製)
(Curing catalyst C-1)
Curing catalyst 1: 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (2PHZ-PW, manufactured by Shikoku Chemicals)
Curing catalyst 2: Triphenylphosphine (Hokuko Chemical Co., Ltd.)
(Curing agent C-2)
Phenol curing agent 1: Trisphenylmethane type phenol novolac resin (MEH-7500, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.)

(無機充填材(B))
充填材1:上記鱗片状窒化ホウ素の一次粒子により構成された二次凝集粒子の作製により作製された凝集窒化ホウ素
充填材2:上記作製例において、焼成温度を1500℃、焼成時間を8時間に変更した以外は上記二次凝集粒子の作製例と同様の方法により作製された、平均粒径が80μmの凝集窒化ホウ素
充填材3:上記作製例において、焼成温度を2100℃、焼成時間を15時間に変更した以外は上記二次凝集粒子の作製例と同様の方法により作製された、平均粒径が80μmの凝集窒化ホウ素
(Inorganic filler (B))
Filler 1: Aggregated boron nitride produced by producing secondary agglomerated particles composed of the primary particles of the flaky boron nitride Filler 2: In the above production example, the firing temperature is 1500 ° C. and the firing time is 8 hours. Aggregated boron nitride with an average particle size of 80 μm, produced by the same method as in the above example of secondary aggregated particles, except for the change. Filler 3: In the above example of preparation, the firing temperature is 2100 ° C. and the firing time is 15 hours. Aggregated boron nitride having an average particle size of 80 μm, produced by the same method as in the above example of producing secondary agglomerated particles except that

(細孔径分布曲線の測定)
はじめに、得られたパワーモジュール用基板から金属板と金属層を剥離して絶縁樹脂層を得た。次いで、絶縁樹脂層を大気圧下で、700℃、4時間加熱処理して灰化した。次いで、得られた灰化残渣に含まれる無機充填材(B)の細孔径分布曲線を水銀圧入式のポロシメータ(島津製作所社製マイクロメリテックス 細孔分布測定装置オートポア9520型)により計測した。
具体的には以下の通りである。灰化残渣を100℃、1時間、大気圧下で、加熱乾燥し水分を蒸発させることにより測定試料(無機充填材(B))を得た。次いで、得られた測定試料約0.2gを標準5cc粉体用セル(ステム容積0.4cc)に採り、初期圧7kPa(約1psia、細孔径約180μm相当)の条件で測定した。水銀パラメーターは、装置デフォルトの水銀接触角130degrees、水銀表面張力は485dynes/cmに設定した。
(Measurement of pore size distribution curve)
First, the metal plate and the metal layer were peeled from the obtained power module substrate to obtain an insulating resin layer. Next, the insulating resin layer was ashed by heat treatment at 700 ° C. for 4 hours under atmospheric pressure. Subsequently, the pore diameter distribution curve of the inorganic filler (B) contained in the obtained ashing residue was measured with a mercury intrusion type porosimeter (Micromeritex pore distribution measuring device Autopore 9520 manufactured by Shimadzu Corporation).
Specifically, it is as follows. A measurement sample (inorganic filler (B)) was obtained by heating and drying the incineration residue at 100 ° C. for 1 hour under atmospheric pressure to evaporate water. Next, about 0.2 g of the obtained measurement sample was placed in a standard 5 cc powder cell (stem volume: 0.4 cc), and measured under conditions of an initial pressure of 7 kPa (about 1 psia, corresponding to a pore diameter of about 180 μm). Mercury parameters were set to a device default mercury contact angle of 130 degrees and a mercury surface tension of 485 dynes / cm.

得られた細孔径分布曲線から、第1の細孔径および第2の細孔径をそれぞれ求めた。細孔径Rが0.1μm以上5.0μm以下の範囲にあるピークの第1の極大値における細孔径を第1の細孔径とし、上記細孔径Rが10μm以上30μm以下の範囲にある第2の極大値における細孔径を第2の細孔径とした。得られた第1の細孔径および第2の細孔径により第2の細孔径と第1の細孔径の差を算出した。
また、得られた細孔径分布曲線から、細孔径Rが5.0μmを超えて180μm以下の範囲における累積細孔体積V1および細孔径Rが0.01μm以上180μm以下の範囲における累積細孔体積V2をそれぞれ求めた。
From the obtained pore diameter distribution curve, the first pore diameter and the second pore diameter were determined. A pore diameter at a first maximum value of a peak having a pore diameter R in the range of 0.1 μm or more and 5.0 μm or less is defined as a first pore diameter, and the pore diameter R is in a range of 10 μm or more and 30 μm or less. The pore diameter at the maximum value was taken as the second pore diameter. The difference between the second pore diameter and the first pore diameter was calculated from the obtained first pore diameter and second pore diameter.
Further, from the obtained pore diameter distribution curve, the cumulative pore volume V1 in the range where the pore diameter R exceeds 5.0 μm and 180 μm or less and the cumulative pore volume V2 in the range where the pore diameter R is 0.01 μm or more and 180 μm or less are obtained. I asked for each.

(Tg(ガラス転移温度)の測定)
絶縁樹脂層のガラス転移温度を次のように測定した。まず、得られたパワーモジュール用基板から金属板と金属層を剥離して絶縁樹脂層を得た。
次いで、得られた絶縁樹脂層のガラス転移温度(Tg)を、DMA(動的粘弾性測定)により昇温速度5℃/min、周波数1Hzの条件で測定した。
(Measurement of Tg (glass transition temperature))
The glass transition temperature of the insulating resin layer was measured as follows. First, the metal plate and the metal layer were peeled from the obtained power module substrate to obtain an insulating resin layer.
Next, the glass transition temperature (Tg) of the obtained insulating resin layer was measured by DMA (dynamic viscoelasticity measurement) under conditions of a temperature rising rate of 5 ° C./min and a frequency of 1 Hz.

(絶縁信頼性評価)
実施例1〜12および比較例1〜3のそれぞれについて、パワーモジュールの絶縁信頼性を次のように評価した。まず、パワーモジュール用基板を用いて図2に示すパワーモジュールを作製した。ICチップとしてはIGBTチップを用いた。ボンディングワイヤーとしては、Cu製のものを用いた。次いで、このパワーモジュールを用いて、温度85℃、湿度85%、交流印加電圧1.5kVの条件で連続湿中絶縁抵抗を評価した。なお、抵抗値10Ω以下を故障とした。評価基準は以下の通りである。
◎◎:300時間以上故障なし
◎ :200時間以上300時間未満で故障あり
○ :150時間以上200時間未満で故障あり
△ :100時間以上150時間未満で故障あり
× :100時間未満で故障あり
(Insulation reliability evaluation)
About each of Examples 1-12 and Comparative Examples 1-3, the insulation reliability of the power module was evaluated as follows. First, the power module shown in FIG. 2 was produced using the power module substrate. An IGBT chip was used as the IC chip. A bonding wire made of Cu was used. Next, using this power module, the insulation resistance in continuous humidity was evaluated under the conditions of a temperature of 85 ° C., a humidity of 85%, and an AC applied voltage of 1.5 kV. A resistance value of 10 6 Ω or less was regarded as a failure. The evaluation criteria are as follows.
◎: No failure for 300 hours or more ◎: Failure for 200 hours to less than 300 hours ○: Failure for 150 hours to less than 200 hours △: Failure for 100 hours to less than 150 hours ×: Failure for less than 100 hours

(ヒートサイクル試験)
実施例1〜12および比較例1〜3のそれぞれについて、パワーモジュールのヒートサイクル性を次のように評価した。まず、パワーモジュール用基板を用いて図2に示すパワーモジュールを作製した。ICチップとしてはIGBTチップを用いた。ボンディングワイヤーとしては、Cu製のものを用いた。次いで、このパワーモジュール3個を用いて、ヒートサイクル試験を実施した。ヒートサイクル試験は、−40℃5分〜+125℃5分を1サイクルとして3000回行なった。評価基準は以下の通りである。
つぎに、超音波映像装置(日立建機ファインテック社製、FS300)を用いて、ICチップ、導電層に異常がないか観察した。
◎:ICチップ、導電層ともに異常なし。
○:ICチップおよび/または導電層の一部にクラックが見られるが実用上問題なし。
△:ICチップおよび/または導電層の一部にクラックが見られ実用上問題あり。
×:ICチップ、導電層ともにクラックが見られ使用できない。
(Heat cycle test)
About each of Examples 1-12 and Comparative Examples 1-3, the heat cycle property of the power module was evaluated as follows. First, the power module shown in FIG. 2 was produced using the power module substrate. An IGBT chip was used as the IC chip. A bonding wire made of Cu was used. Next, a heat cycle test was performed using the three power modules. The heat cycle test was performed 3000 times with one cycle of −40 ° C. for 5 minutes to + 125 ° C. for 5 minutes. The evaluation criteria are as follows.
Next, using an ultrasonic imaging device (manufactured by Hitachi Construction Machinery Finetech Co., Ltd., FS300), the IC chip and the conductive layer were observed for abnormalities.
A: No abnormality in both IC chip and conductive layer.
○: Cracks are seen in a part of the IC chip and / or conductive layer, but there is no practical problem.
(Triangle | delta): A crack is seen in a part of IC chip and / or a conductive layer, and there is a problem in practical use.
X: Both IC chip and conductive layer are cracked and cannot be used.

Figure 2017028129
Figure 2017028129

第2の細孔径と第1の細孔径との差が本発明の範囲内であるパワーモジュール用基板を用いた実施例1〜12のパワーモジュールは、絶縁信頼性およびヒートサイクル性に優れていた。
一方、第2の細孔径と第1の細孔径との差が本発明の範囲外であるパワーモジュール用基板を用いた比較例1〜3のパワーモジュールは、絶縁信頼性およびヒートサイクル性に劣っていた。
したがって、本発明によるパワーモジュール用基板を用いることにより、耐久性の高いパワーモジュールが得られることが分かった。
The power modules of Examples 1 to 12 using the power module substrate in which the difference between the second pore diameter and the first pore diameter is within the scope of the present invention were excellent in insulation reliability and heat cycle performance. .
On the other hand, the power modules of Comparative Examples 1 to 3 using the power module substrate whose difference between the second pore diameter and the first pore diameter is outside the scope of the present invention are inferior in insulation reliability and heat cycle performance. It was.
Therefore, it was found that a highly durable power module can be obtained by using the power module substrate according to the present invention.

2 ICチップ
3 接着層
4 熱伝導グリス
5 放熱フィン
6 封止材
7 ボンディングワイヤー
8 チップコンデンサ
9 チップ抵抗
10 ソルダーレジスト
11 パワーモジュール
100 パワーモジュール用基板
101 金属基板
102 絶縁樹脂層
103 金属層
103a 金属層
103b 金属層
2 IC chip 3 Adhesive layer 4 Thermal conductive grease 5 Radiation fin 6 Sealing material 7 Bonding wire 8 Chip capacitor 9 Chip resistor 10 Solder resist 11 Power module 100 Power module substrate 101 Metal substrate 102 Insulating resin layer 103 Metal layer 103a Metal layer 103b metal layer

Claims (14)

金属基板と、前記金属基板上に設けられた絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層上に設けられた金属層と、を備えるパワーモジュール用基板であって、
前記絶縁樹脂層は、熱硬化性樹脂と、前記熱硬化性樹脂中に分散された無機充填材とを含み、
前記絶縁樹脂層を700℃、4時間加熱処理して灰化した後の灰化残渣に含まれる前記無機充填材について、水銀圧入法による細孔径分布測定を行ったとき、
前記水銀圧入法により測定される、細孔径Rを横軸とし、対数微分細孔容積(dV/dlogR)を縦軸としたときの前記無機充填材の細孔径分布曲線が、
前記細孔径Rが0.1μm以上5.0μm以下の範囲に第1の極大値を有し、
前記細孔径Rが10μm以上30μm以下の範囲に第2の極大値を有し、
前記第2の極大値における第2の細孔径と、前記第1の極大値における第1の細孔径との差が9.9μm以上25μm以下であるパワーモジュール用基板。
A power module substrate comprising a metal substrate, an insulating resin layer provided on the metal substrate, and a metal layer provided on the insulating resin layer,
The insulating resin layer includes a thermosetting resin and an inorganic filler dispersed in the thermosetting resin,
For the inorganic filler contained in the ashing residue after ashing by heat treatment of the insulating resin layer at 700 ° C. for 4 hours, when pore diameter distribution measurement was performed by mercury porosimetry,
The pore size distribution curve of the inorganic filler measured by the mercury intrusion method when the pore diameter R is the horizontal axis and the logarithmic differential pore volume (dV / dlogR) is the vertical axis,
The pore diameter R has a first maximum value in a range of 0.1 μm or more and 5.0 μm or less,
The pore diameter R has a second maximum value in the range of 10 μm or more and 30 μm or less,
A power module substrate, wherein a difference between a second pore diameter at the second maximum value and a first pore diameter at the first maximum value is 9.9 μm or more and 25 μm or less.
請求項1に記載のパワーモジュール用基板において、
前記細孔径Rが5.0μmを超えて180μm以下の範囲における累積細孔体積V1が0.4mL/g以上1.0mL/g以下であり、
前記細孔径Rが0.01μm以上180μm以下の範囲における累積細孔体積V2が0.8mL/g以上1.7mL/g以下であるパワーモジュール用基板。
The power module substrate according to claim 1,
The cumulative pore volume V1 in the range where the pore diameter R is more than 5.0 μm and 180 μm or less is 0.4 mL / g or more and 1.0 mL / g or less,
A power module substrate having a cumulative pore volume V2 of 0.8 mL / g or more and 1.7 mL / g or less in a range where the pore diameter R is 0.01 μm or more and 180 μm or less.
請求項1または2に記載のパワーモジュール用基板において、
前記無機充填材は、鱗片状窒化ホウ素の一次粒子により構成されている二次凝集粒子であるパワーモジュール用基板。
The power module substrate according to claim 1 or 2,
The power module substrate, wherein the inorganic filler is secondary agglomerated particles composed of primary particles of scaly boron nitride.
請求項3に記載のパワーモジュール用基板において、
前記二次凝集粒子を構成する前記一次粒子の平均長径が0.01μm以上20μm以下であるパワーモジュール用基板。
In the power module substrate according to claim 3,
The power module substrate, wherein an average major axis of the primary particles constituting the secondary agglomerated particles is 0.01 μm or more and 20 μm or less.
請求項1乃至4いずれか一項に記載のパワーモジュール用基板において、
前記無機充填材の平均粒径が5μm以上180μm以下であるパワーモジュール用基板。
In the board | substrate for power modules as described in any one of Claims 1 thru | or 4,
A power module substrate, wherein the inorganic filler has an average particle size of 5 μm or more and 180 μm or less.
請求項1乃至5いずれか一項に記載のパワーモジュール用基板において、
前記無機充填材の含有量が、前記絶縁樹脂層100質量%に対し、50質量%以上95質量%以下であるパワーモジュール用基板。
In the board | substrate for power modules as described in any one of Claims 1 thru | or 5,
The power module substrate, wherein the content of the inorganic filler is 50% by mass to 95% by mass with respect to 100% by mass of the insulating resin layer.
請求項1乃至6いずれか一項に記載のパワーモジュール用基板において、
前記熱硬化性樹脂がジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、アダマンタン骨格を有するエポキシ樹脂、フェノールアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレンアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、およびシアネート樹脂から選択される一種または二種以上であるパワーモジュール用基板。
In the board | substrate for power modules as described in any one of Claims 1 thru | or 6,
The thermosetting resin has an epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton, an epoxy resin having a biphenyl skeleton, an epoxy resin having an adamantane skeleton, an epoxy resin having a phenol aralkyl skeleton, an epoxy resin having a biphenyl aralkyl skeleton, and a naphthalene aralkyl skeleton. A power module substrate that is one or more selected from an epoxy resin and a cyanate resin.
請求項1乃至7いずれか一項に記載のパワーモジュール用基板において、
昇温速度5℃/min、周波数1Hzの条件で動的粘弾性測定により測定される、前記絶縁樹脂層のガラス転移温度が175℃以上であるパワーモジュール用基板。
In the board | substrate for power modules as described in any one of Claims 1 thru | or 7,
A power module substrate having a glass transition temperature of 175 ° C. or higher measured by dynamic viscoelasticity measurement under conditions of a temperature rising rate of 5 ° C./min and a frequency of 1 Hz.
請求項1乃至8いずれか一項に記載のパワーモジュール用基板において、
前記金属層の厚みが0.25mm以上1.0mm以下であるパワーモジュール用基板。
In the power module substrate according to any one of claims 1 to 8,
A power module substrate, wherein the metal layer has a thickness of 0.25 mm to 1.0 mm.
請求項1乃至9いずれか一項に記載のパワーモジュール用基板において、
前記金属層を構成する金属が銅を含むパワーモジュール用基板。
The power module substrate according to any one of claims 1 to 9,
The power module substrate in which the metal constituting the metal layer contains copper.
請求項1乃至10いずれか一項に記載のパワーモジュール用基板において、
前記金属基板の厚みが2.0mm以上5.0mm以下であるパワーモジュール用基板。
In the power module substrate according to any one of claims 1 to 10,
A power module substrate, wherein the metal substrate has a thickness of 2.0 mm to 5.0 mm.
請求項1乃至11いずれか一項に記載のパワーモジュール用基板において、
前記金属基板が銅基板であるパワーモジュール用基板。
In the board | substrate for power modules as described in any one of Claims 1 thru | or 11,
A power module substrate, wherein the metal substrate is a copper substrate.
請求項1乃至12いずれか一項に記載のパワーモジュール用基板の前記金属層を回路加工してなるパワーモジュール用回路基板。   A power module circuit board obtained by processing a circuit on the metal layer of the power module board according to claim 1. 請求項13に記載のパワーモジュール用回路基板と、
前記パワーモジュール用回路基板上に設けられた電子部品と、
を備えるパワーモジュール。
A circuit board for a power module according to claim 13,
An electronic component provided on the circuit board for the power module;
Power module comprising.
JP2015146053A 2015-07-23 2015-07-23 Substrate for power module, circuit board for power module, and power module Pending JP2017028129A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015146053A JP2017028129A (en) 2015-07-23 2015-07-23 Substrate for power module, circuit board for power module, and power module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015146053A JP2017028129A (en) 2015-07-23 2015-07-23 Substrate for power module, circuit board for power module, and power module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017028129A true JP2017028129A (en) 2017-02-02

Family

ID=57950684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015146053A Pending JP2017028129A (en) 2015-07-23 2015-07-23 Substrate for power module, circuit board for power module, and power module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017028129A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019196434A (en) * 2018-05-09 2019-11-14 住友ベークライト株式会社 Highly thermoconductive curable composition, highly thermoconductive cured film, laminate and power module
JPWO2020256005A1 (en) * 2019-06-21 2021-09-13 住友ベークライト株式会社 Thermosetting resin composition, resin sheet and metal base substrate
CN114171477A (en) * 2021-12-06 2022-03-11 苏州查斯特电子有限公司 Efficient heat dissipation protective shell for patch type diode

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010070582A (en) * 2008-09-16 2010-04-02 Sekisui Chem Co Ltd Heat conductive paste composition for filling substrate hole, and printed wiring board
JP2010157563A (en) * 2008-12-26 2010-07-15 Mitsubishi Electric Corp Heat conductive sheet and power module
JP2011216619A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Nippon Steel Chem Co Ltd Laminated structure and method of manufacturing the same
WO2012070289A1 (en) * 2010-11-26 2012-05-31 三菱電機株式会社 Thermal conductive sheet and power module
WO2014136959A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-12 電気化学工業株式会社 Boron-nitride powder and resin composition containing same
JP2014196403A (en) * 2013-03-29 2014-10-16 三菱電機株式会社 Thermosetting resin composition, heat conductive resin sheet and its manufacturing method, and power module
JP2014203978A (en) * 2013-04-05 2014-10-27 三菱電機株式会社 Power module
WO2015056555A1 (en) * 2013-10-17 2015-04-23 住友ベークライト株式会社 Metal substrate, metal-based circuit board, electronic device, and method for manufacturing metal-based circuit board

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010070582A (en) * 2008-09-16 2010-04-02 Sekisui Chem Co Ltd Heat conductive paste composition for filling substrate hole, and printed wiring board
JP2010157563A (en) * 2008-12-26 2010-07-15 Mitsubishi Electric Corp Heat conductive sheet and power module
JP2011216619A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Nippon Steel Chem Co Ltd Laminated structure and method of manufacturing the same
WO2012070289A1 (en) * 2010-11-26 2012-05-31 三菱電機株式会社 Thermal conductive sheet and power module
WO2014136959A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-12 電気化学工業株式会社 Boron-nitride powder and resin composition containing same
JP2014196403A (en) * 2013-03-29 2014-10-16 三菱電機株式会社 Thermosetting resin composition, heat conductive resin sheet and its manufacturing method, and power module
JP2014203978A (en) * 2013-04-05 2014-10-27 三菱電機株式会社 Power module
WO2015056555A1 (en) * 2013-10-17 2015-04-23 住友ベークライト株式会社 Metal substrate, metal-based circuit board, electronic device, and method for manufacturing metal-based circuit board

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019196434A (en) * 2018-05-09 2019-11-14 住友ベークライト株式会社 Highly thermoconductive curable composition, highly thermoconductive cured film, laminate and power module
JP7151156B2 (en) 2018-05-09 2022-10-12 住友ベークライト株式会社 High thermal conductivity curable composition, high thermal conductivity cured film, laminate and power module
JPWO2020256005A1 (en) * 2019-06-21 2021-09-13 住友ベークライト株式会社 Thermosetting resin composition, resin sheet and metal base substrate
CN114171477A (en) * 2021-12-06 2022-03-11 苏州查斯特电子有限公司 Efficient heat dissipation protective shell for patch type diode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6634717B2 (en) Thermal conductive sheet, cured product of thermal conductive sheet, and semiconductor device
JP6627303B2 (en) Thermal conductive resin composition, laminate for circuit board, circuit board and semiconductor device
JP6657616B2 (en) Thermal conductive sheet, cured product of thermal conductive sheet, and semiconductor device
JP7073716B2 (en) Thermally conductive resin compositions, thermally conductive sheets and semiconductor devices
JP6477483B2 (en) Epoxy resin composition, carrier material with resin layer, metal base circuit board, and electronic device
JP2017028128A (en) Substrate for power module, circuit board for power module, and power module
JP5854062B2 (en) Thermally conductive sheet and semiconductor device
CN106133900B (en) Thermally conductive sheet and semiconductor device
WO2015163054A1 (en) Metal-based substrate, method for manufacturing metal-based substrate, metal-based circuit board, and electronic device
JP2016094599A (en) Resin composition for thermally conductive sheet, resin layer with substrate, thermally conductive sheet, and semiconductor device
JP6572643B2 (en) Thermally conductive sheet, cured product of thermally conductive sheet, and semiconductor device
JP2017028129A (en) Substrate for power module, circuit board for power module, and power module
WO2022176448A1 (en) Thermosetting resin composition, susbstrate for power modules, and power module
JP6281663B2 (en) Power module board, power module circuit board and power module
JP2016117836A (en) Heat-conductive sheet, cured article of heat-conductive sheet and semiconductor device
JP2018129526A (en) Heat conductive sheet and semiconductor device
JP2017028130A (en) Power module board, power module circuit board and power module
JP6795285B2 (en) Thermal conductive sheet, cured product of thermal conductive sheet and semiconductor device
WO2023002789A1 (en) Thermosetting resin composition, substrate for power modules, printed wiring board and heat dissipation sheet
JP2015207667A (en) Metal base board, manufacturing method thereof, metal base circuit board, and electronic device
JP2015207669A (en) Metal base board, metal base circuit board, and electronic device
JP2015207668A (en) Metal base board, metal base circuit board, and electronic device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180703

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190305

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190910