(57)【要約】【課題】実装される電子部品の熱を、放熱基板を用いることなく効果的に放熱することが可能で、電子部品を実装した状態を小型化することが可能なフレキシブル基板を提供する。【解決手段】薄板状の基材４と、基材の一方の表面に設けられた配線パターン５と、基材の他方の表面に設けられた放熱パターン６と、基材に一方の表面の側から他方の表面の側に達するように形成された貫通孔７と、貫通孔内に設けられた放熱体８とを備え、放熱体の放熱パターン側の端部は、放熱パターンに対して熱伝達可能な状態で接続されるとともに、放熱体の配線パターン側の端部の外周の外囲部には、配線パターンの一部により形成された、電子部品との接続用の接続端子９が配置されている。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板状の基材と、
前記基材の一方の表面に設けられた配線パターンと、
前記基材の他方の表面に設けられた放熱パターンと、
前記基材に前記一方の表面の側から前記他方の表面の側に達するように形成された貫通孔と、
前記貫通孔内に設けられた放熱体とを備え、
前記放熱体の前記放熱パターン側の端部は、前記放熱パターンに対して熱伝達可能な状態で接続されるとともに、前記放熱体の前記配線パターン側の端部の外周の外囲部には、前記配線パターンの一部により形成された、電子部品との接続用の接続端子が配置されたことを特徴とするフレキシブル基板。
【請求項２】
前記基材の前記他方の表面側における前記貫通孔の領域が、前記放熱パターンで覆われている請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項３】
前記基材の前記他方の表面の略全面に前記放熱パターンが設けられている請求項１または２に記載のフレキシブル基板。
【請求項４】
前記放熱体は、前記放熱パターン上へのメッキ形成体により構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項５】
前記放熱パターンは銅箔により形成され、
前記放熱体は、銅による柱状メッキ形成体と、前記柱状メッキ形成体の前記配線パターン側の端面上に順次形成された銅メッキ層と錫メッキ層とにより形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項６】
前記放熱体の前記配線パターン側の端部は、前記配線パターンの表面と略同一高さの面を形成している請求項１〜５のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項７】
前記放熱体の前記配線パターン側の端部は、その中央部が高く、周辺部が低い湾曲面を形成している請求項１〜６のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の前記一方の表面に配置された電子部品とを備え、
前記電子部品は、前記フレキシブル基板に面する側に、前記接続端子と電気的に接続された接続電極と、前記放熱体に熱伝達可能状態で接続された放熱接続面とが設けられた実装基板。
【請求項９】
前記電子部品は半導体素子であって、前記放熱パターンの平面積は前記半導体素子の平面積よりも大きい請求項７に記載の実装基板。
【請求項１０】
薄板状の基材と、前記基材の一方の表面に設けられた配線パターンと、前記基材の他方の表面に設けられた放熱パターンと、前記基材に前記一方の表面の側から前記他方の表面の側に達するように形成された貫通孔と、前記貫通孔内には設けられた放熱体とを備えたフレキシブル基板を製造する方法であって、
前記貫通孔内にメッキを施すことにより、前記放熱体を形成することを特徴とするフレキシブル基板の製造方法。
【請求項１１】
前記基材の前記他方の表面側における前記貫通孔の領域を前記放熱パターンで覆い、
その後、前記貫通孔内にメッキを施すことにより前記放熱体を形成する工程を行う請求項１０に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項１２】
前記貫通孔内にメッキを施す工程では、前記放熱パターン上へメッキを施す請求項１１に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項１３】
前記放熱パターンを銅箔により形成する請求項１２に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板状の基材の一方の表面に設けられ配線パターンに電子部品を実装するためのフレキシブル基板、特に、発熱を伴う電子部品からの効果的な放熱が可能なフレキシブル基板、それを用いた実装基板、及びそのフレキシブル基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル基板を用いた実装基板は、各種電子機器に広く活用され、その構造は、概ね次のような構成となっていた。
【０００３】
すなわち、フレキシブル基板は、薄板状の基材と、この基材の一方の表面に設けられた配線パターンとを有する。このフレキシブル基板の一方の表面には、電子部品として、例えば半導体素子が実装されて配線パターンと接続され、さらにフレキシブル基板の他方の表面には、放熱基板が配置されている。
【０００４】
放熱効率を良好にするために、半導体素子と放熱基板は、グリースを介して熱的に結合されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３２７８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来例のフレキシブル基板には、放熱基板が大きいことに起因して、実装基板の形状が大型化するという課題があった。
【０００６】
すなわち、放熱基板は、放熱効果を高めるために、その形状は相当の大きさを有するように構成される。これが原因で、この放熱基板とフレキシブル基板を組み合わせた実装基板は、大型化することが避けられなかった。
【０００７】
そこで本発明は、実装される電子部品の熱を、放熱基板を用いることなく効果的に放熱することが可能で、電子部品を実装した状態を小型化することが可能なフレキシブル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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のフレキシブル基板は、薄板状の基材と、前記基材の一方の表面に設けられた配線パターンと、前記基材の他方の表面に設けられた放熱パターンと、前記基材に前記一方の表面の側から前記他方の表面の側に達するように形成された貫通孔と、前記貫通孔内に設けられた放熱体とを備え、前記放熱体の前記放熱パターン側の端部は、前記放熱パターンに対して熱伝達可能な状態で接続されるとともに、前記放熱体の前記配線パターン側の端部の外周の外囲部には、前記配線パターンの一部により形成された、電子部品との接続用の接続端子が配置されている。
【０００９】
本発明のフレキシブル基板の製造方法は、薄板状の基材と、前記基材の一方の表面に設けられた配線パターンと、前記基材の他方の表面に設けられた放熱パターンと、前記基材に前記一方の表面の側から前記他方の表面の側に達するように形成された貫通孔と、前記貫通孔内には設けられた放熱体とを備えたフレキシブル基板を製造する方法であって、前記貫通孔内にメッキを施すことにより、前記放熱体を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成のフレキシブル基板によれば、基材の一方の面上に実装された電子部品が、基材の貫通孔中に設けられた放熱体を介して、基材の他方の面上に形成された放熱パターンと熱伝達可能な状態に接続されるので、放熱基板を用いることなく、電子部品の熱を効果的に放熱することが可能である。従って、放熱基板を廃止して小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は上記構成を基本として、以下のような態様をとることができる。
【００１２】
すなわち、上記構成のフレキシブル基板において、前記基材の前記他方の表面側における前記貫通孔の領域が、前記放熱パターンで覆われていることが好ましい。
【００１３】
また、前記基材の前記他方の表面の略全面に前記放熱パターンが設けられていることが好ましい。
【００１４】
前記放熱体は、前記放熱パターン上へのメッキ形成体により構成することができる。
【００１５】
また、前記放熱パターンは銅箔により形成され、前記放熱体は、銅による柱状メッキ形成体と、前記柱状メッキ形成体の前記配線パターン側の端面上に順次形成された銅メッキ層と錫メッキ層とにより形成されている構成とすることができる。
【００１６】
前記放熱体の前記配線パターン側の端部は、前記配線パターンの表面と略同一高さの面を形成していることが好ましい。
【００１７】
また、前記放熱体の前記配線パターン側の端部は、その中央部が高く、周辺部が低い湾曲面を形成していることが好ましい。
【００１８】
本発明の実装基板は、上記いずれかの構成のフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の前記一方の表面に配置された電子部品とを備え、前記電子部品は、前記フレキシブル基板に面する側に、前記接続端子と電気的に接続された接続電極と、前記放熱体に熱伝達可能状態で接続された放熱接続面とが設けられた構成とすることができる。
【００１９】
前記電子部品は半導体素子であって、前記放熱パターンの平面積は前記半導体素子の平面積よりも大きい構成とすることができる。
【００２０】
上記構成のフレキシブル基板の製造方法において、前記基材の前記他方の表面側における前記貫通孔の領域を前記放熱パターンで覆い、その後、前記貫通孔内にメッキを施すことにより前記放熱体を形成する工程を行うことが好ましい。
【００２１】
また、前記貫通孔内にメッキを施す工程では、前記放熱パターン上へメッキを施すことができる。その場合、前記放熱パターンを銅箔により形成することが好ましい。
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、より具体的に説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態におけるフレキシブル基板及びそれを用いた実装基板について、薄型表示装置の駆動部に用いた場合を例として説明する。図１は、本実施形態における実装基板を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図３Ａ及び図３Ｂは、同実装基板の製造工程における、図２のＢ部に対応する部分を拡大して示す断面図であり、図３Ａは、実装前の状態のフレキシブル基板１及び半導体素子２を示し、図３Ｂは、フレキシブル基板１上に半導体素子２を実装した状態を示す。
【００２４】
図１、図２に示すように、本実施形態の実装基板は、フレキシブル基板１と、このフレキシブル基板１の上面（一方の表面）に実装された半導体素子（電子部品の一例）２とを備える。半導体素子２は、フレキシブル基板１の上面側において、封止樹脂３により封止されている。
【００２５】
フレキシブル基板１は、薄板状の基材４（図２参照）と、この基材４の上面側に設けられた配線パターン５と、基材４の下面（他方の表面）に設けられた放熱パターン６とを備えており、フレキシブルな状態に構成されている。配線パターン５は、図１に示すようにフレキシブル基板１の両端部にも引き出され、入力信号用接続端子５ａ、及び出力信号用接続端子５ｂを形成している。また、基材４にはその上面側から下面側に達する貫通孔７（図２参照）が設けられており、この貫通孔７内には放熱体８が配設されている。
【００２６】
放熱パターン６は、基材４の下面の、略全面に設けた銅箔により構成されている。従って、貫通孔７における基材４の下面は、放熱パターン６で覆われている。当然のことではあるが、この状態における放熱パターン６の平面積は、半導体素子２の平面積よりもはるかに大きく、効果的な放熱が出来る状態となっている。
【００２７】
さらに、放熱体８における放熱パターン６側の端部は、放熱パターン６に対して熱伝達可能な状態で接続されている。また、放熱体８における配線パターン５側の端部の外周の外囲部には、配線パターン５の一部により接続端子９が形成されている。
【００２８】
放熱体８は、放熱パターン６上へのメッキにより形成された銅のメッキ形成体を主体として構成されている。すなわち放熱体８は、銅箔からなる放熱パターン６上に形成された銅からなる柱状メッキ形成体８ａと、この柱状メッキ形成体８ａの配線パターン５側の端部上に順次形成された銅メッキ層８ｂ及び錫メッキ層８ｃとにより形成されている（図３Ａ参照）。
【００２９】
放熱体８の配線パターン５側の端部は、図３Ａに示すように、その中央部が高く、周辺部が低い湾曲面を形成している。また、この形状において、放熱体８の配線パターン５側の端部、つまり錫メッキ層８ｃの表面側の高さと、配線パターン５の表面とが略同一面となるように、配線パターン５上にも錫メッキ層８ｃが設けられている。
【００３０】
一方、半導体素子２は、図３Ａに示すように機能領域層１０が形成された面を下方に向けて配置される。その下面側つまりフレキシブル基板１に面する側に、半導体素子上配線１１ａが設けられ、配線１１ａに対して金バンプ１２が設けられている。また、この半導体素子２の下面側の中央部の伝熱部１１ｂには、金からなる放熱接続面１４が形成されている。伝熱部１１ｂは配線１１ａの形成時に同時に形成することができる。また、放熱接続面１４は、金バンプ１２形成時に同時に形成することができる。半導体素子２の下面には、配線１１ａ及び伝熱部１１ｂが形成された領域以外の領域を覆って、表面保護膜１３が形成されている。
【００３１】
図３Ｂに示すように、フレキシブル基板１上に半導体素子２を実装した状態では、半導体素子２の配線１１は、金バンプ１２を介して配線パターン５の接続端子９に電気的に接続されている。さらに、図１、図２に示すように、フレキシブル基板１の上面側において、入力信号用接続端子５ａ、出力信号用接続端子５ｂ、接続端子９の領域以外は、ソルダーレジスト１５によって覆われている。
【００３２】
半導体素子２の放熱接続面１４は、放熱体８の錫メッキ層８ｃに接続されている。放熱接続面１４は上述のとおり金で形成されており、この金が放熱体８の錫メッキ層８ｃと金−錫合金層１６を形成して一体化している。従って、この両者間の熱伝導接続状態は極めて安定したものとなっている。
【００３３】
また、半導体素子２の金バンプ１２と配線パターン５の接続端子９との接続部では、その両者間に介在する金バンプ１２の金と、錫メッキ層８ｃの錫が金−錫合金層１６（図３Ｂ）を形成して一体化している。そのため、電気的な接続状態は極めて安定したものとなっている。
【００３４】
本実施形態におけるフレキシブル基板及びそれを用いた実装基板は、以上のような基本的な構成を有するが、次にその特徴点について説明する。
【００３５】
本実施形態においては、半導体素子２は、放熱接続面１４と、基材４の貫通孔７に設けた放熱体８を介して、基材４の下面側の放熱パターン６に熱的に接続されている。そのため、半導体素子２の熱を、放熱接続面１４、及び放熱体８を介して放熱パターン６に放熱させることが出来る。
【００３６】
また、放熱接続面１４と放熱体８は上述のように金−錫合金層１６を介して接続されているので、両者間の熱伝導接続状態は極めて安定したものとなっている。また、放熱体８の柱状メッキ形成体８ａは、放熱パターン６上にメッキにより形成したものであるので、この両者間の熱伝導接続状態も極めて安定したものとなっている。また、放熱パターン６は、基材４の下面の略全面に設けられているので、放熱面が大きく高い放熱効率を得ることができる。
【００３７】
以上の構成により、半導体素子２の熱を、放熱接続面１４及び放熱体８を介して放熱パターン６により、効果的に放熱させることが出来る。
【００３８】
また、本実施形態では、上述のように、放熱体８の配線パターン側端部、つまり錫メッキ層８ｃの表面側と、配線パターン５の表面とを略同一面の高さとすべく、配線パターン５上にも錫メッキ層８ｃが設けられ、しかも放熱体８の配線パターン側端部は、図３Ａに示すように、その中央部が高く、周辺部が低い湾曲面に形成されているので、半導体素子２の金バンプ１２と、配線パターン５の接続端子９との電気的接続状態を安定したものとすることができる。
【００３９】
すなわち、半導体素子２の金バンプ１２と、配線パターン５の接続端子９との電気的接続を行う際に、放熱体８の配線パターン側端部、つまり錫メッキ層８ｃの表面側の高さが、配線パターン５の表面よりも高いと、放熱体８が不要な支持構造となって、金バンプ１２を接続端子９側に押し付けることが困難になる。その結果として両者間の電気的接続状態が阻害される恐れがある。
【００４０】
これに対して、上述のように、放熱体８の上端面における錫メッキ層８ｃの表面側の高さと、配線パターン５上の錫メッキ層８ｃの表面側の高さを略同一面とすることにより、金バンプ１２を接続端子９側に押し付けることが容易になる。その結果、両者間の電気的接続状態が極めて安定したものとなる。
【００４１】
また、放熱体８の上端部を、図３Ａに示すように、その中央部が高く、周辺部が低い湾曲面としているので、金−錫合金層１６が、図３Ｂに示すように広く広がる。従って、このことも、半導体素子２の放熱接続面１４と、放熱体８との熱伝導接続状態を極めて安定したものとする効果の要因となる。
【００４２】
また、放熱体８及び放熱パターン６の材料は上述の銅の他、アルミニュームや金でもよい。
【００４３】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態に示した構成を有するフレキシブル基板を製造するための方法について、図４Ａ〜図４Ｄを参照して説明する。
【００４４】
まず、図４Ａに示すように、貫通孔７を有する薄板状の基材４の下面に、銅箔により放熱パターン６を形成する。
【００４５】
次に、図４Ｂに示すように、基材４の貫通孔７内で放熱パターン６上へ銅メッキを施すことにより、柱状メッキ形成体８ａを形成する。メッキにより形成されるため、柱状メッキ形成体８ａの上端面では図示するように、その中央部が高く、周辺部が低い湾曲面が形成される。次に、図４Ｃに示すように、柱状メッキ形成体８ａ部を含む基材４上にメッキにより、銅メッキ層８ｂと、配線パターン５（図では、配線パターン５における接続端子９の部分のみを図示）を同時に形成する。
【００４６】
次に、図４Ｄに示すように、柱状メッキ形成体８ａの上端面の銅メッキ層８ｂの表面、および配線パターン５（接続端子９）の表面に、錫メッキ層８ｃを形成する。
【００４７】
以上の工程において、放熱体８及び放熱パターン６の材料は上述の銅の他、アルミニュームや金でもよい。
【００４８】
以上のようにして、基材４の貫通孔７内に放熱体８を形成し、その上端面を、中央部が高く、周辺部が低い湾曲面に形成し、さらに放熱体８の配線パターン側端面の高さと、配線パターン５の表面の高さを同一にすることができる。また、柱状メッキ形成体８ａを放熱パターン６上にメッキで形成することにより、両者間の熱伝導接続状態を極めて安定したものとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のフレキシブル基板は、基材における配線パターンとは反対側の表面に放熱パターンが設けられることにより、放熱基板を用いることなく実装される電子部品の熱を効果的に放熱することが可能であり、その結果として小型化を図ることができるので、各種実装基板や電子機器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるフレキシブル基板を示す斜視図
【図２】同フレキシブル基板の図１におけるＡ−Ａ断面を示す断面図
【図３Ａ】同フレキシブル基板を用いた実装基板の製造方法の一工程を示し、実装前の状態のフレキシブル基板及び半導体素子について図２のＢ部に対応する部分を拡大して示す断面図
【図３Ｂ】同製造方法の他の工程を示し、フレキシブル基板上に半導体素子を実装した状態について図２のＢ部に対応する部分を拡大して示す断面図
【図４Ａ】第２の実施形態におけるフレキシブル基板の製造方法の工程を示す断面図
【図４Ｂ】図４Ａに続く工程を示す断面図
【図４Ｃ】図４Ｂに続く工程を示す断面図
【図４Ｄ】図４Ｃに続く工程を示す断面図
【符号の説明】
【００５１】
１  フレキシブル基板
２  半導体素子
３  封止樹脂
４  基材
５  配線パターン
５ａ  入力信号用接続端子
５ｂ  出力信号用接続端子
６  放熱パターン
７  貫通孔
８  放熱体
８ａ  柱状メッキ形成体
８ｂ  銅メッキ層
８ｃ  錫メッキ層
９  接続端子
１０  機能領域層
１１ａ  配線
１１ｂ  伝熱部
１２  金バンプ
１３  表面保護膜
１４  放熱接続面
１５  ソルダーレジスト
１６  金−錫合金層
【図１】
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【図２】
2010177366.tif 000004
【図３Ａ】
2010177366.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
2010177366.tif 000007
【図４Ｂ】
2010177366.tif 000008
【図４Ｃ】
2010177366.tif 000009
【図４Ｄ】
2010177366.tif 000010