(57)【要約】【課題】コンデンサへの熱伝導を抑制できる積層基板を提供する。【解決手段】積層基板は、表面にコンデンサが実装される第１部位と、コンデンサが実装されない第２部位とを有する第１基板と、第１基板の裏面側に積層される第２基板と、第１基板の第２部位の裏面と第２基板とを接着する接着層と、第１基板の第１部位の裏面と第２基板との間に設けられ、接着層よりも熱伝導率が低い低熱伝導率層とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にコンデンサが実装される第１部位と、コンデンサが実装されない第２部位とを有する第１基板と、
前記第１基板の裏面側に積層される第２基板と、
前記第１基板の前記第２部位の裏面と前記第２基板とを接着する接着層と、
前記第１基板の前記第１部位の裏面と前記第２基板との間に設けられ、前記接着層よりも熱伝導率が低い低熱伝導率層とを備える、積層基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサを実装した基板と他の基板とを積層した積層基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体チップの直下にシート状のコンデンサを接続した電子回路装置が記載されている。特許文献１に記載の電子回路装置には、半導体チップとシート状のコンデンサとの間に断熱材を設け、半導体チップが発する熱がシート状のコンデンサに与える影響を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０７２５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
表面にコンデンサを実装した基板と他の基板とを積層した積層基板が知られている。コンデンサは熱に弱いため、このような積層基板においても、基板上に実装されたコンデンサの受熱を抑制することが要求される。
【０００５】
それ故に、本発明は、コンデンサへの熱伝導を抑制できる積層基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る積層基板は、表面にコンデンサが実装される第１部位と、コンデンサが実装されない第２部位とを有する第１基板と、第１基板の裏面側に積層される第２基板と、第１基板の第２部位の裏面と第２基板とを接着する接着層と、第１基板の第１部位の裏面と第２基板との間に設けられ、接着層よりも熱伝導率が低い低熱伝導率層とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、コンデンサへの熱伝導を抑制できる積層基板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る積層基板を模式的に示す断面図
【図２】図１に示す積層基板の製造工程を模式的に示す断面図
【図３】第２の実施形態に係る積層基板を模式的に示す断面図
【図４】図３に示す積層基板の製造工程を模式的に示す断面図
【図５】第３の実施形態に係る積層基板の一例を模式的に示す断面図
【図６】第３の実施形態に係る積層基板の他の一例を模式的に示す断面図
【図７】変形例に係る積層基板の一例を模式的に示す断面図
【図８】変形例に係る積層基板の他の一例を模式的に示す断面図
【図９】変形例に係る積層基板の他の一例を模式的に示す断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る積層基板は、表面にコンデンサを実装した第１基板と、第１基板の裏面側に積層される第２基板とを含む。第１基板と第２基板とは、接着層を介して接着されるが、第１基板のコンデンサ実装部位の裏面と第２基板との間に、接着層よりも熱伝導率が低い低伝導率層を設けることにより、第２基板側からコンデンサへの熱伝導を抑制する。
【００１０】
尚、以下の説明においては、積層基板に含まれる基板の両面のうち、各図における上側の面を「表面」と称し、各図における下側の面を「裏面」と称する。
【００１１】
（第１の実施形態）
＜構成＞
図１は、第１の実施形態に係る積層基板を模式的に示す断面図である。
【００１２】
積層基板１０は、第１基板１と、第２基板２と、プリプレグ４及び５とを有する。第１基板１の第１部位Ｐ１の表面には、導電性高分子コンデンサ等のコンデンサ７が実装されており、第１部位Ｐ１以外の第２部位Ｐ２には、コンデンサが実装されていない。プリプレグ４及び５は、第１基板１及び第２基板２を接着する接着層である。プリプレグ４は、第１基板１の第２部位Ｐ２の裏面と第２基板２の表面との間に設けられ、プリプレグ５は、第１基板１の第１部位Ｐ１の裏面と第２基板２の表面との間に設けられている。プリプレグ５は、プリプレグ４よりも熱伝導率が低い材料であり、第２基板２側からコンデンサ７への熱伝導を抑制する低伝導率層として機能する。プリプレグ４としては、例えば、熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ以上の高い熱伝導率を有する材料を使用することが好ましい。一方、プリプレグ５としては、例えば、熱伝導率が０．１Ｗ／ｍＫ以下の低い熱伝導率を有する材料を使用することが好ましい。
【００１３】
第２基板２の裏面側には、更に、表面に半導体チップ等の発熱部品８が実装された第３基板３がプリプレグ６を介して積層されている。発熱部品８は、エポキシ系樹脂等からなる封止樹脂９により封止されている。図１の例では、第２基板２には開口部１１が形成され、開口部１１内に発熱部品８及び封止樹脂９の一部が収容されている。
【００１４】
尚、図示を省略しているが、第３基板３の裏面側には、発熱部品８の熱を放熱するために、放熱シートを介してヒートシンクが設けられても良い。
【００１５】
＜基板積層工程＞
【００１６】
図２は、図１に示す積層基板の製造工程を模式的に示す断面図である。
【００１７】
まず、図２（ａ）に示すように、予め開口部１１が形成された第２基板２と第３基板３との間にプリプレグ６を挟んで加熱及び加圧することにより、第２基板２及び第３基板３を接合する。プリプレグ６としては、熱伝導率が高いもの（例えば、熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ以上のもの）を使用することが好ましい。
【００１８】
次に、図２（ｂ）に示すように、半導体チップ等の発熱部品８を、第２基板２の開口部１１から露出した第３基板３の表面上の領域に実装する。発熱部品８の第３基板３への実装は、銀ペーストを用いた接着または半田付け等により行うことができる。発熱部品８の実装後、発熱部品８を覆うように、第２基板２の開口部１１内をエポキシ系樹脂等の封止樹脂９により封止する。
【００１９】
次に、図２（ｃ）に示すように、第１基板１と第２基板２との間にプリプレグ４及び５を挟んで加熱及び加圧することにより、第１基板１及び第２基板２を接合する。プリプレグ５は、後続の工程（図２（ｄ）参照）でコンデンサ７が実装される第１部位Ｐ１の裏面と第２基板２の表面との間に設けられ、プリプレグ４は、第１部位Ｐ１以外の第２部位の裏面と第２基板２の表面との間に設けられる。上述したとおり、プリプレグ５としては、プリプレグ４よりも熱伝導率が低い材料を使用する。
【００２０】
その後、図２（ｄ）に示すように、第１基板１の第１部位Ｐ１の表面にコンデンサ７を実装し、積層基板１０が完成する。
【００２１】
＜効果等＞
【００２２】
電子機器の小型化を図るために、積層した複数の基板の中に電子部品を実装することが検討されている。積層基板内に発熱量が少ない受動部品だけでなく、半導体部品等の発熱量が多い電子部品を内蔵すると、発熱量が多い電子部品の直上に配置した部品の受熱量が増加する。発熱量が多い電子部品の直上に、コンデンサ等の熱に弱い部品が配置される場合、受熱量の増加により寿命や信頼性を低下させる可能性がある。本実施形態に係る積層基板１０においては、表面にコンデンサ７が実装される第１部位Ｐ１の裏面と第２基板２の表面との間に、熱伝導率が低いプリプレグ５を介在させることにより、プリプレグ５よりも更に裏面側に設けられた発熱部品８からコンデンサ７への熱伝導を抑制することができる。この積層基板１０の構成は、第１部位Ｐ１及び第２部位Ｐ２のそれぞれで使用するプリプレグを異ならせるだけで実現できるので、追加工程や部品点数を増やすことなく、コンデンサ７への熱伝導を抑制することができる。熱伝導率が低いプリプレグ５は安価であるため、積層基板１０の製造コストの上昇を抑制することもできる。また、プリプレグ４及び５のいずれも、基板を貼り合わせるために用いられる材料であるため、基板間の接着力に優れており、半導体チップ等の発熱部品８から受熱しても基板を剥離させる虞はない。
【００２３】
（第２の実施形態）
＜構成＞
図３は、第２の実施形態に係る積層基板を模式的に示す断面図である。
【００２４】
積層基板２０は、第１の実施形態と同じ第１基板１と、第２基板２と、プリプレグ４及び５とに加えて、第２基板２の裏面側に積層された第３基板１３及び第４基板１４を更に備える。第３基板１３は、第２基板２の裏面側にプリプレグ１５を介して積層され、第４基板１４は、第３基板１３の裏面側にプリプレグ１６を介して積層されている。第４基板１４の表面には、半導体チップ等の発熱部品が実装されている。発熱部品８は、エポキシ樹脂等からなる封止樹脂９により封止されている。図３の例では、第３基板１３に開口部１７が形成され、開口部１７内に発熱部品８及び封止樹脂９の一部が収容されている。図示を省略しているが、第４基板１４の裏面側には、発熱部品８の熱を放熱するために、放熱シートを介してヒートシンクが設けられても良い。
【００２５】
尚、プリプレグ４及び５の配置は、第１の実施形態と同じであり、コンデンサ７が実装された、第１基板１の第１部位Ｐ１の裏面と第２基板２の表面との間に熱伝導率が低いプリプレグ５が設けられ、第１基板１の第２部位Ｐ２の裏面と第２基板２の表面との間には、熱伝導率が高いプリプレグ４が設けられている。
【００２６】
＜基板積層工程＞
【００２７】
図４は、図３に示す積層基板の製造工程を模式的に示す断面図である。
【００２８】
まず、図４（ａ）に示すように、第１基板１と第２基板２との間にプリプレグ４及び５を挟んで加熱及び加圧することにより、第１基板１及び第２基板２を接合する。プリプレグ５は、後続の工程でコンデンサが実装される第１部位Ｐ１の裏面と第２基板２の表面との間に設けられ、プリプレグ４は、第１部位Ｐ１以外の第２部位の裏面と第２基板２の表面との間に設けられる。上述したとおり、プリプレグ５としては、プリプレグ４よりも熱伝導率が低い材料を使用する。
【００２９】
次に、図４（ｂ）に示すように、予め開口部１７が形成された第３基板１３と第４基板１４との間にプリプレグ１６を挟んで加熱及び加圧することにより、第３基板１３及び第４基板１４を接合する。プリプレグ１６としては、熱伝導率が高いもの（例えば、熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ以上のもの）を使用することが好ましい。
【００３０】
次に、図４（ｃ）に示すように、半導体チップ等の発熱部品８を、第３基板１３の開口部１７から露出した第４基板１４の表面上の領域に実装する。発熱部品８の第４基板１４への実装は、銀ペーストを用いた接着または半田付け等により行うことができる。発熱部品８の実装後、発熱部品８を覆うように、第３基板１３の開口部１７内をエポキシ系樹脂等の封止樹脂９により封止する。
【００３１】
次に、図４（ｄ）に示すように、図４（ａ）の工程で作製した積層基板の第２基板２と、図４（ｃ）の工程で作製した積層基板の第３基板１３との間にプリプレグ１５を挟んで加熱及び加圧することにより、第２基板２及び第３基板１３を接合する。プリプレグ１５としては、熱伝導率が高いもの（例えば、熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ以上のもの）を使用することが好ましい。
【００３２】
そして、図４（ｅ）に示すように、第１基板１の第１部位Ｐ１の表面にコンデンサ７を実装し、積層基板２０が完成する。
【００３３】
＜効果等＞
【００３４】
本実施形態に係る積層基板２０においても、第１の実施形態と同様に、表面にコンデンサ７が実装される第１部位Ｐ１の裏面と第２基板２の表面との間に、熱伝導率が低いプリプレグ５を介在させることにより、プリプレグ５よりも更に裏面側に設けられた発熱部品８からの熱伝導を抑制することができる。また、第１の実施形態と同様に、追加工程や部品点数を増やすことも不要で、かつ、安価なプリプレグ５を用いることができるため、積層基板２０の製造コストの上昇を抑制することもできる。
【００３５】
（第３の実施形態）
図５及び図６は、第３の実施形態に係る積層基板を模式的に示す断面図である。
【００３６】
本実施形態に係る積層基板３０及び３１は、第１基板１、第２基板２、第３基板３、プリプレグ４及び６からなる積層構造において、第１の実施形態に係る積層基板１０と共通する。ただし、本実施形態に係る積層基板３０及び３１は、第１基板１の第１部位Ｐ１の裏面と第２基板２の表面との間にプリプレグを設けず、空気層１８が形成されている点で第１の実施形態に係る積層基板１０と相違する。空気の熱伝導率はプリプレグの熱伝導率より小さいため、第１基板１の第１部位Ｐ１と第２基板２との間に空気層１８を設けることによって、プリプレグ５よりも更に裏面側に設けられた発熱部品８からコンデンサ７への熱伝導をより抑制することができる。
【００３７】
また、図６に示す積層基板３１においては、発熱部品８を封止する封止樹脂１９を、図５に示す封止樹脂９よりも熱伝導率が高い材料で形成している。封止樹脂１９の熱伝導率を高めることによって、発熱部品８から発せられた熱が封止樹脂１９を介して第３基板３に伝わりやすくなり、第３基板３に伝わった熱は、第３基板３に接する他の層に拡散する。この結果、発熱部品８から、封止樹脂１９、空気層１８及び第１基板１の第１部位Ｐ１を介してコンデンサ７に伝わる熱をより低減することができる。
【００３８】
尚、図５及び図６に示した積層基板３０及び３１は、図２に示した第１の実施形態に係る積層工程と同様の工程で作製することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、第１の実施形態に係る積層基板１０のプリプレグ５を空気層１８に置換した例を説明したが、本実施形態を第２の実施形態に適用し、積層基板２０のプリプレグ５を空気層１８に置換した積層基板を構成することもでき、本実施形態と同様に、コンデンサ７への熱伝導をより抑制することができる。
【００４０】
（変形例）
図７〜図９は、変形例に係る積層基板の模式的に示す断面図である。図７〜図９において、第１の実施形態と同じ構成要素には第１の実施形態と同じ符号を付して、繰り返しの説明を省略し、以下、各変形例と第１の実施形態との相異点を中心に説明する。
【００４１】
図７に示す積層基板４０において、第１基板１及び第２基板２を接合するためのプリプレグ４が第１基板１の裏面全体に設けられている。本変形例では、第１の実施形態のように、第１基板１の第１部位Ｐ１の裏面と第２基板２との間に熱伝導率が低いプリプレグ５を設ける代わりに、コンデンサ７を実装した第１基板１の第１部位Ｐ１の裏面側に位置する、第２基板２の開口部１１の内部に、熱伝導率が低いプリプレグ４４が設けられている。より詳細には、図７に示すように、発熱部品８を封止する封止樹脂４３の上面が第２基板２の開口部１１内に位置するように封止樹脂４３を形成し、開口部１１の内部において、第１基板１の第１部位Ｐ１の裏面側にあるプリプレグ４と封止樹脂４３との間に挟まれるように、熱伝導率が低いプリプレグ４４が設けられている。図７に示す積層基板４０においても、コンデンサ７が実装された第１基板１の第１部位Ｐ１と発熱部品８との間にプリプレグ４４を介在させることにより、発熱部品８からコンデンサ７への熱伝導を抑制することができる。
【００４２】
図８に示す積層基板４１は、図７に示す積層基板４０のプリプレグ４４を空気層４５に置換したものである。空気の熱伝導率は、プリプレグ４４の熱伝導率より低いため、発熱部品８からコンデンサ７への熱伝導をより抑制することができる。
【００４３】
図９に示す積層基板４２は、図６で説明した構成と同様に、発熱部品８を封止する封止樹脂４６を、図８に示す封止樹脂４３よりも熱伝導率が高い材料で形成している。封止樹脂４６の熱伝導率を高めることによって、発熱部品８から発せられた熱が封止樹脂４６を介して第２基板２に伝わりやすくなり、第２基板２に伝わった熱は、第２基板２に接する他の層に拡散する。この結果、発熱部品８から、封止樹脂４６、空気層４５及び第１基板１の第１部位Ｐ１を介してコンデンサ７に伝わる熱をより低減することができる
【００４４】
（その他の変形例）
上記の各実施形態では、第１基板の第１部位の表面に実装される、熱に弱い電子部品として、コンデンサを例示したが、本発明は、第１基板の表面にコンデンサ以外の熱に弱い電子部品が実装される積層基板にも適用可能である。
また、上記の各実施形態では、積層基板内に半導体チップ等の発熱部品を内蔵した構成を例示したが、更に、抵抗器等の受動部品が積層基板内に内蔵されていても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、複数の基板を積層して構成され、表面にコンデンサを実装した積層基板に利用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１  第１基板
２  第２基板
４  プリプレグ
５  プリプレグ
７  コンデンサ
Ｐ１  第１部位
Ｐ２  第２部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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