(57)【要約】【課題】回路基板の放熱を向上させる技術を提供する。【解決手段】表面実装部品９１を搭載する回路基板１０であって、回路基板１０の厚さ方向に、前記表面実装部品９１の放熱を行うための銅ポスト３１が形成されている。また、前記銅ポスト３１は、銅メッキが施されたブラインドビア７１ａによってと同じく銅メッキが施された銅箔により形成された配線パターン１２１に連続している。そして、その配線パターン１２１には、銅ペースト１３１を介して表面実装部品９１が取り付けられている。【選択図】図１
2010062199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を搭載する回路基板であって、
当該回路基板の厚さ方向に、前記電子部品の放熱を行うための銅ポストが形成されていることを特徴とする回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を搭載する回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ等の電子機器では、小型化、電子部品の高集積化が進んでおり、回路基板（プリント基板）上にパワーアンプが搭載されることも見受けられる。パワーアンプが搭載される回路基板において、考慮すべき重要な特性のひとつが放熱問題である。特に、製品の小型化の要請が厳しい電子機器にあっては、電極接続と放熱とに関連する事項への対策が大きな課題となっている。
【０００３】
そして、そのような課題を解決する様々な技術が提案されている。例えば、基板のスルーホール内に意図しない半田層が流入してしまい空洞が発生し放熱を阻害することがある。そのような課題を解決するために、スルーホールを囲むように半田層流出阻止層を形成して、スルーホールに半田層が溶融して流れ込まないようにした技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３４０２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の通り、基板上には多くの電子部品が搭載されることが多くなり、また、小型化のために高集積化の要請が強くなっている。周知の通り、僅か一つの部品に不具合が発生しただけで、製品全体が不良となってしまう。例えば、各電子部品が良品であっても、放熱が不適切な場合、熱による一部の部品の性能劣化によって、製品寿命を著しく短くしかねない。このような背景により、放熱に対する対策は、今まで以上に求められるようになっており、上述のような技術の他にも様々な技術の導入が求められている。
【０００５】
本発明は、このような従来の事情に鑑みなされたもので、回路基板の放熱を向上させる技術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】
本発明に係る回路基板は、電子部品を搭載する回路基板であって、当該回路基板の厚さ方向に、前記電子部品の放熱を行うための銅ポストが形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
以上、本発明によると、回路基板の放熱を向上させる技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。以下に説明する実施形態では、回路基板を形成するときに、アイランド形状の銅コアをエッチングで形成することで、板厚方向(基板厚さ方向)に部品の熱逃げを効率的に行う構成を実現する。また、そのような構成により、低コスト、軽量、かつ高密度パターン形成が可能な回路基板を実現する。
【０００９】
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る表面実装部品９１が実装された領域の回路基板１０の断面構造を示した図である。また、図２及び図３は、回路基板１０の製造工程を示した図であり、図２は前半の工程、図３は後半の工程を示している。まず、図１をもとに、回路基板１０の断面構造について説明する。
【００１０】
図示のように、回路基板１０は、上下方向の略中央にガラスエポキシ樹脂のコア基板５２を配置している。そして、このコア基板５２は上下に貫通する銅ポスト用孔５５を有して、後述の銅板１１がエッチングされて形成された断面略台形の銅ポスト３１が挿入されている。なお、銅ポスト３１は底面には断面水平後方（図示では左右方向）に延出する所定厚の平面状の銅ベース部３２が形成されている。そして、銅ポスト３１が銅ポスト用孔５５に挿入されたときに、この銅ベース部３２とコア基板５２の底面がガラスエポキシ樹脂（プリプレグ）の第１の接着層５３によって接着されている。ここでは、銅ポスト３１の上面は、コア基板５２の上面と同じ高さに形成され、表面実装部品９１を放熱するために表面実装部品９１に接続される放熱用パッド３３として機能する。
【００１１】
また、コア基板５２の上面及び放熱用パッド３３の上面には、ガラスエポキシ樹脂の第２の接着層５１を介して銅パターン１２１、１２２が形成されている。ここで放熱用パッド３３上の銅パターンを「銅パターン１２２」と表記している。このとき、第２の接着層５１は、銅ポスト３１の側面とコア基板５２の銅ポスト用孔５５の間の空間を埋めている。また、銅ポスト３１の上側（放熱用パッド３３の上側）には、銅メッキにより穴埋めされたブラインドビア７１ａが形成されており、銅メッキ層がエッチングされた銅パターン１２２に一体に形成されている。つまり、銅ポスト３１の上面の放熱用パッド３３は、銅メッキにより穴埋めされたブラインドビア７１ａによって銅パターン１２２に接続している。そして、銅パターン１２２の上面には、銅ペースト１３１を介して表面実装部品９１が実装されている。
【００１２】
一方、コア基板５２の下側についてみると、銅ベース部３２と第１の接着層５３とを覆うようにして、エポキシ樹脂の絶縁層５４が形成されている。銅ベース部３２の下側の面の略中央で、上述の銅ベース部３２の上面のブラインドビア７１ａと相対する位置に、ブラインドビア７２ａが形成されている。そして、絶縁層５４の下側には、銅メッキ層８１が形成され、ブラインドビア７２ａが銅メッキで穴埋めされた状態となっている。この構造によって、銅ポスト３１（銅ベース部３２）の下側の面と銅メッキ層８１とは、銅メッキされたブラインドビア７２ａによって接続されている。
【００１３】
つまり、回路基板１０の上面側に実装された表面実装部品９１は、銅ペースト１３１、銅メッキで穴埋めされたブラインドビア７１ａ、銅ポスト３１及び銅メッキで穴埋めされたブラインドビア７２ａを介して、回路基板１０の下側の面に形成された銅メッキ層８１に接続されている。これによって、表面実装部品９１の熱が銅メッキ層８１へスムーズに伝達されるようになっている。
【００１４】
つづいて、図２及び図３をもとに、回路基板１０の製造手順について説明する。
図２（ａ）に示すように、銅ポスト３１のベース材である所定の厚さの銅板１１の上面に、上述した銅ポスト３１の上面の領域、つまり放熱用パッド３３が形成されるようにして所定形状のエッチングレジスト２１が形成される。また、銅板１１の下面には、全面にエッチングレジスト２２が形成される。
【００１５】
そして、エッチング処理をすることによって図２（ｂ）に示すように、上面にエッチングレジスト２１が形成されていない領域には、下面を所定の厚さだけ平板状の銅ベース部３２が形成され、また、エッチングレジスト２１が形成されている領域には、銅ベース部３２と連続して断面略台形形状となる銅ポスト３１が形成される。そして、銅ポスト３１及び銅ベース部３２が形成されると、エッチングレジスト２１、２２は剥離される。
【００１６】
つぎに、図２（ｃ）に示すように、銅ベース部３２の上には、銅ポスト３１が挿通可能に銅ポスト用孔５５が形成された第１の接着層５３とコア基板５２の二層と、第１の銅箔層４１とが重ねられ、積層プレスによって接着される。このとき、コア基板５２と第１の銅箔層４１とは第２の接着層５１によって接着されている。
【００１７】
つづいて、図２（ｄ）に示すように、銅ベース部３２及び銅ポスト３１の下側の面がエッチング処理されることによって、厚さが薄くなる。
【００１８】
そして、図２（ｅ）に示すように、薄くなった銅ポスト３１及び銅ベース部３２の下側の面にエッチングレジスト２３が形成され、エッチングによって、所望の内層パターン（配線パターン）が形成される。ここでは、図示において銅ベース部３２の左右の端部近傍がエッチング処理で取り除かれている。内層パターン（配線パターン）が形成されると、エッチングレジスト２３は剥離される。
【００１９】
内層パターンが形成されると、図３（ａ）に示すように、銅ポスト３１及び銅ベース部３２の下側の面と第１の接着層５３の下側の面には絶縁層５４が、さらに絶縁層５４の下側の面に第２の銅箔層４２が積層される。絶縁層５４と第２の銅箔層４２とは積層プレスで接着されてベース基板１０ａが形成されている。
【００２０】
つづいて、図３（ｂ）に示すように、ベース基板１０ａの上側において放熱用パッド３３の上方の所定の位置に、第１の銅箔層４１及び第２の接着層５１を貫通し放熱用パッド３３へ届くように、レーザ又はドリルによってブラインドビア７１が形成される。なお、同様に、ベース基板１０ａの下側において、絶縁層５４を貫通して銅ベース部３２に届くように、レーザ又はドリルによってブラインドビア７２が形成される。このとき形成されるブラインドビア７１，７２は、表面実装部品９１の放熱に必要とされる数だけ形成される。
【００２１】
さらに、図３（ｃ）に示すように、ベース基板１０ａの上面及び下面に形成されたブラインドビア７１、７２に対して、銅メッキで穴埋め処理を施す。なお、銅メッキで穴埋め処理を施された後のブラインドビアを、「ブラインドビア７１ａ、７２ａ」と表記している。これによって、第１の銅箔層４１、第２の銅箔層４２、ブラインドビア７１ａ、７２ａには銅メッキが形成される。ここで便宜的に、第１の銅箔層４１及びブラインドビア７１に銅メッキが施されて形成されている銅の層を第１の配線ベース層８２といい、また、第２の銅箔層４２とブラインドビア７２に銅メッキが施されて形成されている銅の層を第２の配線ベース層８３という。このような構成によって、回路基板１０の板厚方向の熱逃げ経路が確保される。
【００２２】
つぎに、図３（ｄ）に示すように、第１の配線ベース層８２には所望の配線パターンを形成するためのエッチングレジスト２４が形成され、第２の配線ベース層８３には表面全体にエッチングレジスト２５が形成される。このとき、第１の配線ベース層８２において、放熱用パッド３３の上方の領域は、エッチングレジスト２４が形成されている。
【００２３】
エッチングレジスト２４、２５を形成してエッチング処理を施すと、図３（ｅ）に示すように、第１の配線ベース層８２には、所望の銅パターン１２１、１２２が形成される。また、放熱用パッド３３の上方には、銅メッキにより穴埋めされたブラインドビア７１を介して放熱用パッド３３と接続する銅パターン１２２が形成されている。
【００２４】
そして、図１に示したように、表面実装部品９１が、銅ペースト１３１を介して銅パターン１２２に実装される。
【００２５】
以上、本実施形態によれば、表面実装部品９１の放熱部材として、銅ポスト３１（銅ベース部３２）及び銅メッキ処理したブラインドビア７１ａ、７２ａを用いていることから、これらの部材に相当する構成に銅ペーストや銀ペーストなどを使用したときに比較して熱伝導率が良好であるため、基板板厚方向の熱抵抗を小さくすることができ、良好な放熱が実現できる。また、ブラインドビア（スルーホール）に銅ペーストを埋め込む構成の場合、ブラインドビア（スルーホール）の穴径の大きさに制限があり、例えば、０．４ｍｍを超える場合に、ボイド（気泡）が発生し熱伝導特性が劣化する虞があったが、本実施形態では、そのような制限がない。また、銅ポスト３１に相当する部材を穴埋めメッキで形成した基板や凸状形状の銅バンプを用いた基板によって熱逃げ経路を確保する場合、基板板厚が０．１ｍｍ以上となると積層数が増え製造工程が長くなりコスト高になる傾向がある。本実施形態では、製造工程が長くならないため、コスト高にならない。
【００２６】
さらに、回路基板１０に埋め込まれる銅ポスト３１（銅ベース部３２）の形状や、大きさ、面積に制限がない。このため、設計の自由度が高く、放熱に関する設計が容易である。さらに、必要とされる部分にだけ銅ポスト３１を形成できるので、銅コアの基板と比べて、本実施形態の回路基板１０は軽量である。またさらに、ブラインドビア７１、７２を用いていること、また、表層導体（銅パターン１２１、１２２）の厚さが薄いことから、表層に高密銅微細パターンを形成することができる。
【００２７】
＜第２の実施形態＞
本実施形態は、第１の実施形態の回路基板１０の下側の銅ベース部３２を、特にエッチング処理等を施さずそのままに露出したヒートスプレッタを有し、上面側の片方の面がパターン形成される構成としたものである。
【００２８】
図４は、本実施形態の回路基板２１０の製造工程を示した図である。図４（ａ）〜図４（ｃ）までは、図２（ａ）〜図２（ｃ）で第１の実施形態の回路基板１０の製造工程と同一である。
【００２９】
まず、図４（ａ）に示すように、銅板２１１の上面に、放熱用パッド２３３が形成されるように所定形状のエッチングレジスト２２１を形成する。また、銅板２１１の下面には、前面にエッチングレジスト２２２を形成する。
【００３０】
そして、エッチング処理をすることによって図４（ｂ）に示すように、銅板２１１から銅ポスト２３１及び銅ベース部２３２が形成される。この銅ベース部２３２はヒートスプレッタとして機能する。
【００３１】
つぎに、図４（ｃ）に示すように、銅ベース部２３２の上には、銅ポスト２３１が挿通可能に銅ポスト用孔２５５が形成された第１の接着層２５３と、コア基板２５２と、第１の銅箔層２４１とが重ねられ、積層プレスによって接着される。このとき、コア基板２５２と第１の銅箔層２４１とは第２の接着層２５１によって接着されている。
【００３２】
つづいて、図４（ｄ）に示すように、ベース基板２１０ａの上側において放熱用パッド２３３の上方の所定の位置に、第１の銅箔層２４１及び第２の接着層２５１を貫通し放熱用パッド２３３へ届くように、レーザ又はドリルによってブラインドビア２７１が形成される。
【００３３】
さらに、図４（ｅ）に示すように、ベース基板２１０ａの上面に形成されたブラインドビア２７１に対して、銅メッキで穴埋め処理を施す。これによって、第１の銅箔層２４１及びブラインドビア２７１には銅メッキの層が形成される。銅メッキで穴埋め処理を施されたブラインドビア２７１を「ブラインドビア２７１ａ」と表記している。また、第１の銅箔層２４１及びブラインドビア２７１に銅メッキが施されて形成されている銅の層を第１の配線ベース層２８２という。このような構成によって、回路基板２１０の板厚方向の熱逃げ経路が確保される。
【００３４】
そして、図４（ｆ）に示すように、第１の配線ベース層２８２の表面にエッチングレジスト（図示せず）を形成してレジスト処理を施すことで、所望の銅パターン２９１が形成される。
【００３５】
そして、図１と同じように、銅パターン２９１の表面に、図示しない銅ペーストを介して表面実装部品が実装され、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
以上、本実施形態を概要をまとめると、以下の通りである。
電子部品（９１）を搭載する回路基板（１０、２１０）であって、当該回路基板（１０、２１０）の厚さ方向に、前記電子部品（９１）の放熱を行うための銅ポスト（３１、３２、２３１、２３２）が形成されている。
また、前記銅ポスト（３１、３２、２３１、２３２）は、表面に形成された配線パターン（１２１、２９１）と、銅メッキが施された連通孔（７１、７２、２７１）によって連続している。
本実施形態の別の態様は、回路基板の製造方法であって、銅板（１１、２１１）をエッチングして銅ポスト（３１、３２、２３１、２３２）を形成する銅ポスト形成工程と、基板のコア材（５２）に、前記銅ポスト（３１、３２、２３１、２３２）を基板（１０、２１０）の厚さ方向に配し、前記コア材（５２、２５２）及び前記銅ポスト（３１、３２、２３１、２３２）の表面を覆って接着層（５１、２５１）を介して銅層（４１、２４１）を積層する銅層形成工程等、前記銅層（４１、２４１）の表面から前記銅ポスト（３１、３２、２３１、２３２）に繋がる連通孔（７１、７２、２７１）を形成する連通孔形成工程と、前記連通孔（７１、７２、２７１）を埋めるように前記銅層（４１）を銅メッキするメッキ工程と、銅メッキされた前記銅層（４１、２４１）に配線パターン（１２１、１２２、２９１）を形成する配線パターン形成工程とを備える。
【００３７】
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施形態に係る、表面実装部品が実装された領域の回路基板の断面構造を示した図である。
【図２】第１の実施形態に係る、回路基板の製造工程に関して前半の工程を示した図である。
【図３】第１の実施形態に係る、回路基板の製造工程に関して後半の工程を示した図である。
【図４】第２の実施形態に係る、回路基板の製造工程を示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０、２１０  回路基板
１１、２１１  銅板
２１〜２５、２２１、２２２  エッチングレジスト
３１、２３１  銅ポスト
３２、２３２  銅ベース部
３３、２３３  放熱用パッド
４１、２４１  第１の銅箔層
４２  第２の銅箔層
５１、２５１  第２の接着層
５２、２５２  コア基板
５３、２５３  第１の接着層
５４  絶縁層
５５、２５５  銅ポスト用孔
７１、７２、２７１、７１ａ、７２ａ、２７１ａ  ブラインドビア（連通孔）
８２、２８２  第１の配線ベース層
８３  第２の配線ベース層
９１  表面実装部品
１２１、１２２、２９１  銅パターン
１３１  銅ペースト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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