(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの金属パターン層と、
平面を有する熱伝導板部材と、
前記金属パターン層と前記熱伝導板部材の平面との間に配置され、かつ前記平面を局所的に覆う少なくとも１つの電気絶縁層と、
前記電気絶縁層に覆われていない前記熱伝導板部材の平面を覆うとともに、前記熱伝導板部材に接触している少なくとも１つの電気絶縁材料と、
を備え、
前記電気絶縁層が前記電気絶縁材料を露出させ、かつ前記電気絶縁材料の熱伝導率が前記電気絶縁層の熱伝導率より大きく、
前記熱伝導板部材は、
そのうちの１つが前記平面を有する複数の熱伝導基板と、
前記複数の熱伝導基板の間に配置されている少なくとも１つの熱伝導パターンと、
前記複数の熱伝導基板の間に配置されている少なくとも１つの内部電気絶縁層と、
を備え、
前記熱伝導パターンと前記内部電気絶縁層がいずれも前記複数の熱伝導基板に接触し、前記熱伝導パターンの熱伝導率が前記内部電気絶縁層の熱伝導率より大きいことを特徴とする、
回路板。
【請求項２】
前記電気絶縁材料が、さらに前記金属パターン層に接触していることを特徴とする、請求項１に記載の回路板。
【請求項３】
前記金属パターン層と前記電気絶縁層との間に配置されている少なくとも１つの内部金属パターン層と、
前記内部金属パターン層と前記金属パターン層との間に配置され、かつ前記内部金属パターン層を覆っている少なくとも１つの外部電気絶縁層と、
前記内部金属パターン層と前記金属パターン層との間に配置され、かつ前記外部電気絶縁層中に位置していると共に前記外部電気絶縁層に囲まれている少なくとも１つの外部電気絶縁材料と、
をさらに備え、
前記外部電気絶縁材料の熱伝導率が前記外部電気絶縁層の熱伝導率より大きく、前記外部電気絶縁材料と前記外部電気絶縁層がいずれも前記金属パターン層および前記内部金属パターン層に接触していることを特徴とする、請求項１に記載の回路板。
【請求項４】
少なくとも１つの電子部品をさらに備え、前記電子部品が、
底面を有する部品本体と、
前記底面上に配置され、かつ前記金属パターン層に電気的に接続され、少なくとも１つが前記電気絶縁材料に熱的に結合されている複数の接続パッドとを備えることを特徴とする、請求項１に記載の回路板。
【請求項５】
熱伝導板部材の平面上に電気絶縁層および少なくとも１つの電気絶縁材料を形成するステップと、
前記熱伝導板部材の平面を前記電気絶縁層が局所的に覆い、前記電気絶縁層に覆われていない前記熱伝導板部材の平面を前記電気絶縁材料が覆い、
前記前記電気絶縁層および電気絶縁材料は熱伝導板部材に接触しており、
前記電気絶縁材料の熱伝導率が前記電気絶縁層の熱伝導率より大きく、
前記電気絶縁層上に位置させて金属パターン層を形成するステップと、
を含み、
前記熱伝導板部材は、
そのうちの１つが前記平面を有する複数の熱伝導基板と、
前記複数の熱伝導基板の間に配置されている少なくとも１つの熱伝導パターンと、
前記複数の熱伝導基板の間に配置されている少なくとも１つの内部電気絶縁層と、
を備え、
前記熱伝導パターンと前記内部電気絶縁層がいずれも前記複数の熱伝導基板に接触し、前記熱伝導パターンの熱伝導率が前記内部電気絶縁層の熱伝導率より大きいことを特徴とする、
回路板の製造方法。
【請求項６】
前記電気絶縁層および前記電気絶縁材料が積層または印刷によって形成されることを特徴とする、請求項５に記載の回路板の製造方法。
【請求項７】
前記電気絶縁層および前記電気絶縁材料を形成するステップが、
少なくとも１つの開口を有する半硬化プリプレグを前記平面上に積層すること、および
前記開口内に位置する放熱パッドを前記平面上に積層すること、
を含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の回路板の製造方法。
【請求項８】
前記電気絶縁層および前記電気絶縁材料を形成するステップが、２つの塗料を前記平面に塗布することを含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の回路板の製造方法。
【請求項９】
前記電気絶縁層および前記電気絶縁材料が金属箔上に形成され、かつ前記電気絶縁層および前記電気絶縁材料がいずれも前記金属箔に接触していることを特徴とする、請求項５に記載の回路板の製造方法。
【請求項１０】
前記金属パターン層を形成するステップが、
前記電気絶縁層および前記電気絶縁材料上に金属箔を積層すること、および
前記金属箔を積層した後に該金属箔の一部を取り除くこと、
を含むことを特徴とする、請求項５に記載の回路板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路板およびその製造方法に関し、特に熱エネルギーの伝達速度を速めることができる回路板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の携帯電話やコンピュータなどの電子装置（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）、およびテレビや冷蔵庫などの家電用品は、能動部品（ａｃｔｉｖｅ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）または受動部品（ｐａｓｓｉｖｅ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）などの複数の電子部品（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を備えている。これらの電子部品の大半が回路基板上に実装され、回路基板が有する回路によって電気信号を送受信している。このように、電気信号はこれらの電子部品の間で伝達される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、電子部品は動作時に幾らかの熱エネルギーを発生し、しかも、一部の電子部品、例えば、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）や電源デバイス（ｐｏｗｅｒ  ｄｅｖｉｃｅ）は、動作時に大量の熱エネルギーを発生する。したがって、電子部品の熱エネルギーの伝達速度をいかに速められるかが、現在の研究課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は電子部品の熱エネルギーの伝達速度を速めることができる回路板を提供する。
【０００５】
本発明は上記回路板を製造できる回路板の製造方法を提供する。
【０００６】
本発明は金属パターン層、熱伝導板部材、電気絶縁層および少なくとも１つの電気絶縁材料を備える回路板を提供する。熱伝導板部材は平面を有する。電気絶縁層は金属パターン層と平面との間に配置され、かつ平面を部分的に覆っている。電気絶縁材料は、絶縁層に覆われていない平面を覆うとともに、熱伝導板部材に接触している。電気絶縁層は電気絶縁材料を露出させ、電気絶縁材料の熱伝導率（ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）は電気絶縁層の熱伝導率より大きい。
【０００７】
本発明の一実施例において、上記熱伝導板部材は熱伝導層および本体層を備え、熱伝導層は本体層と電気絶縁層との間に位置するとともに、電気絶縁材料に接触している。
【０００８】
本発明の一実施例において、上記熱伝導板部材は、複数の熱伝導基板、少なくとも１つの熱伝導パターン、および少なくとも１つの内部電気絶縁層（ｉｎｎｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）を備える。熱伝導基板は上記平面を有し、熱伝導パターンはこれらの熱伝導基板の間に配置されている。内部電気絶縁層はこれらの熱伝導基板の間に配置され、熱伝導パターンと内部電気絶縁層はともにこれらの熱伝導基板に接触し、熱伝導パターンの熱伝導率は内部電気絶縁層の熱伝導率より大きい。
【０００９】
本発明の一実施例において、上記電気絶縁材料は、さらに金属パターン層に接触している。
【００１０】
本発明の一実施例において、上記回路板は、少なくとも１つの内部金属パターン層（ｉｎｎｅｒ  ｍｅｔａｌｌｉｃ  ｐａｔｔｅｒｎ  ｌａｙｅｒ）、少なくとも１つの外部電気絶縁層（ｏｕｔｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）および少なくとも１つの外部電気絶縁材料（ｏｕｔｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）をさらに備える。内部金属パターン層は金属パターン層と電気絶縁層との間に配置されている。外部電気絶縁層は内部金属パターン層と金属パターン層との間に配置され、かつ内部金属パターン層を覆っている。外部電気絶縁材料は内部金属パターン層と金属パターン層との間に配置され、かつ外部電気絶縁層中に位置しており、外部電気絶縁材料の熱伝導率は外部電気絶縁層の熱伝導率より大きい。上記外部電気絶縁材料と外部電気絶縁層はともに金属パターン層と内部金属パターン層に接触している。
【００１１】
本発明の一実施例において、上記回路板は、少なくとも１つの電子部品をさらに備え、電子部品は部品本体および複数の接続パッドを備える。部品本体は底面を有し、これらの接続パッドが底面上に配置されているとともに、金属パターン層に電気的に接続されており、少なくとも１つの接続パッドが電気絶縁材料に熱的に結合されている（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｔｏ）。
【００１２】
本発明はさらに、回路板の製造方法を提供し、この回路板の製造方法において、熱伝導板部材の平面上に電気絶縁層および少なくとも１つの電気絶縁材料を形成し、さらに電気絶縁層上に位置する金属パターン層を形成する。電気絶縁層は平面を局所的に覆い、電気絶縁材料は電気絶縁層に覆われていない平面を覆うとともに、熱伝導板部材に接触しており、電気絶縁材料の熱伝導率は電気絶縁層の熱伝導率より大きい。
【００１３】
本発明の一実施例において、上記電気絶縁層および電気絶縁材料は積層（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）または印刷（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）によって形成されている。
【００１４】
本発明の一実施例において、上記電気絶縁層および電気絶縁材料を形成する方法は、少なくとも１つの開口を有する半硬化プリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）を平面上に積層すること、および開口内に位置する放熱パッドを平面上に積層することを含む。
【００１５】
本発明の一実施例において、上記電気絶縁層および電気絶縁材料を形成する方法は、２つの塗料を平面に塗布する（ａｐｐｌｙ）ことを含む。
【００１６】
本発明の一実施例において、上記電気絶縁層および電気絶縁材料が金属箔（ｍｅｔａｌ  ｆｏｉｌ）上に形成され、かつ電気絶縁層および電気絶縁材料はともに金属箔に接触している。
【００１７】
本発明の一実施例において、上記金属パターン層を形成する方法は、まず、電気絶縁層および電気絶縁材料上に金属箔を積層することを含む。金属箔を積層した後、金属箔の一部を取り除く。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にあっては、電気絶縁材料の熱伝導率が電気絶縁層の熱伝導率より大きく、かつ電気絶縁材料は電気絶縁層に覆われていない平面を覆うとともに、熱伝導基板に接触しているため、動作している電子部品が熱エネルギーを発生するときに、電気絶縁材料および熱伝導基板が熱エネルギーの伝達速度を速めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例の回路板の断面図である。
【図２】本発明のもう１つの実施例の回路板の断面図である。
【図３】は本発明のもう１つの実施例の回路板の断面図である。
【図４】は本発明のもう１つの実施例の回路板の断面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施例の回路板の製造方法の流れを示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施例の回路板の製造方法の流れを示す断面図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施例の回路板の製造方法の流れを示す断面図である。
【図６Ａ】本発明のもう１つの実施例の回路板の製造方法の流れを示す断面図である。
【図６Ｂ】本発明のもう１つの実施例の回路板の製造方法の流れを示す断面図である。
【図６Ｃ】本発明のもう１つの実施例の回路板の製造方法の流れを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の上述の特徴および長所をより分かりやすくするために、以下、特に実施例を挙げ、図面と併せて、詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施例の回路板の断面図である。図１を参照すると、回路板１００は、金属パターン層１１０、熱伝導板部材１２０、電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０を備え、熱伝導板部材１２０は平面１２２を有し、電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０はともに金属パターン層１１０と平面１２２との間に配置されている。
【００２２】
電気絶縁層１３０は平面１２２を局所的に覆い、すなわち、電気絶縁層１３０は平面１２２を全面的に覆っていず、平面１２２の一部は電気絶縁層１３０によって覆われてはいない。電気絶縁材料１４０は、電気絶縁層１３０に覆われていない平面１２２を覆っており、電気絶縁層１３０は電気絶縁材料１４０を露出させている。電気絶縁材料１４０は、熱伝導板部材１２０に接触し、さらに金属パターン層１１０に接触することができるので、熱伝導板部材１２０と金属パターン層１１０に熱的に結合することができ、熱伝導（ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）方式で電気絶縁材料１４０と熱伝導板部材１２０との間で熱エネルギーを伝達できるようになっている。
【００２３】
熱伝導板部材１２０は、例えば１Ｗ／ＭＫよりも大きな高い熱伝導率（ｈｉｇｈ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を有し、熱伝導板部材１２０は、金属板または炭素材料板（ｃａｒｂｏｎ−ｍａｔｅｒｉａｌ  ｂｏａｒｄ）である。炭素材料板とは、一般的に主として炭素で構成された板材を指し、例えば炭素繊維板（ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ  ｂｏａｒｄ）またはグラファイト板（ｇｒａｐｈｉｔｅ  ｂｏａｒｄ）である。金属板は合金板（ａｌｌｏｙ  ｂｏａｒｄ）、または実質的に単一の金属から作製された板材であり、例えばアルミマグネシウム合金板、アルミ板または銅板である。
【００２４】
電気絶縁材料１４０は、セラミック（ｃｅｒａｍｉｃ  ｌａｙｅｒ）、放熱パッド（ｔｈｅｒｍａｌ  ｐａｄ）または放熱接着剤層（ｔｈｅｒｍａｌ  ａｄｈｅｓｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）であり、放熱パッドは固体である。放熱接着剤層とは、一般的に高い熱伝導率を有する接着性物質（ａｄｈｅｓｉｖｅ）で形成されたフィルム層を指し、この接着性物質は、例えば放熱接着剤であり、放熱接着剤は液状またはのり状である。また、放熱パッドおよび放熱接着剤はいずれも、金属顆粒、炭素粉体または炭化ケイ素（化学式：ＳｉＣ）粉体など、高い熱伝導能力を有する複数の顆粒を含んでいる。
【００２５】
図１には１つの電気絶縁材料１４０を示しているが、他の実施例において、回路板１００は複数の電気絶縁材料１４０を備えていてもよい。つまり、回路板１００が備える電気絶縁材料１４０の数は１個でも複数個でもよい。したがって、図１に示す電気絶縁材料１４０の数は例示に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２６】
電気絶縁材料１４０の熱伝導率は電気絶縁層１３０の熱伝導率より大きいので、電気絶縁材料１４０の熱エネルギーの伝達速度は電気絶縁層１３０の熱エネルギーの伝達速度より大きい。電気絶縁層１３０の熱伝導率は１Ｗ／ＭＫより低くてよく、例えば、電気絶縁層１３０の熱伝導率は０．３Ｗ／ＭＫ〜０．５Ｗ／ＭＫであり、電気絶縁材料１４０の熱伝導率は２．０Ｗ／ＭＫより高くてよい。本発明の明細書に記載された熱伝導率は絶対温度３００Ｋで測定したものである。また、電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０はいずれも積層または印刷によって形成される。
【００２７】
電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０を積層によって形成する場合には、電気絶縁層１３０は半硬化プリプレグであり、電気絶縁材料１４０は放熱パッドでよい。すなわち、電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０の形成方法は、半硬化プリプレグおよび放熱パッドを積層することで形成できる。また、半硬化プリプレグを積層する前に、半硬化プリプレグに対して打ち抜き（ｐｕｎｃｈ）、くり抜き（ｒｏｕｔｉｎｇ）またはレーザアブレーション（ｌａｓｅｒ  ａｂｌａｔｉｏｎ）を行って、電気絶縁層１３０上に開口Ｈ１を形成し、開口Ｈ１内に放熱パッドを配置して形成してもよい。
【００２８】
電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０を印刷によって形成する場合には、電気絶縁材料１４０はセラミック層または放熱接着剤層でよく、電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０は、液状、のり状またはペースト状の塗料を塗布して形成する。塗料は、例えば樹脂（ｒｅｓｉｎ）または成分として樹脂を含有する塗料である。また、電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０を印刷によって形成する場合には、上述した塗料を塗布した後に、塗料を加熱乾燥するか、または紫外線等の光線を照射して塗料を硬化させる。
【００２９】
回路板１００は、発光ダイオード、電源デバイス、ダイパッケージ（ｄｉｅ  ｐａｃｋａｇｅ）またはダイ（ｄｉｅ）などの電子部品１５０をさらに備えている。電子部品１５０は、部品本体１５２および複数の接続パッド１５４ｄ、１５４ｗを備え、部品本体１５２は底面Ｂ１を有する。これらの接続パッド１５４ｄ、１５４ｗは底面Ｂ１上に配置されている。接続パッド１５４ｄはダミーパッド（ｄｕｍｍｙ  ｐａｄ）であり、接続パッド１５４ｗはワークパッド（ｗｏｒｋｉｎｇ  ｐａｄ）である。電子部品１５０が動作するとき、電流は接続パッド１５４ｗのみを通過し、接続パッド１５４ｄを通過しない。
【００３０】
図１に示す電子部品１５０の数は１個のみであるが、他の実施例において、回路板１００は複数の電子部品１５０を備えてもよい。すなわち、回路板１００が備える電子部品１５０の数は、１個でも複数個でもよい。したがって、図１に示す電子部品１５０の数は例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００３１】
電子部品１５０は、図１に示すように、フリップチップ（ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ）方式で金属パターン層１１０に電気的に接続される。詳しく言うと、回路板１００は、電子部品１５０と熱伝導板部材１２０とを接続する複数のはんだブロック１６０をさらに備え、各々のはんだブロック１６０は、そのうちの１つの接続パッド１５４ｗまたは１５４ｄに接続され、かつこれらのはんだブロック１６０は、これらの接続パッド１５４ｗ、１５４ｄおよび金属パターン層１１０に接触している。したがって、これらの接続パッド１５４ｗ、１５４ｄは、これらのはんだブロック１６０を介して金属パターン層１１０に電気的に接続されているとともに、さらにこれらのはんだブロック１６０および金属パターン層１１０を介して電気絶縁材料１４０に熱的に結合されている。
【００３２】
図１に示す実施例において、接続パッド１５４ｗ、１５４ｄは、はんだブロック１６０および金属パターン層１１０を介して電気絶縁材料１４０に熱的に結合されているが、他の実施例において、接続パッド１５４ｄがダミーパッドであるとき、接続パッド１５４ｄは金属パターン層１１０を介さず、はんだブロック１６０のみを介して電気絶縁材料１４０に熱的に結合することができる。接続パッド１５４ｄは、さらに電気絶縁材料１４０に直接接触し、はんだブロック１６０を必要とせずに電気絶縁材料１４０に熱的に結合することができる。したがって、はんだブロック１６０がなく、かつ電気絶縁材料１４０も金属パターン層１１０に接触していない場合でも、接続パッド１５４ｄは電気絶縁材料１４０に直接熱的に結合することができる。
【００３３】
上述したように、接続パッド１５４ｗ、１５４ｄが電気絶縁材料１４０と熱的に結合し、電気絶縁材料１４０が熱伝導板部材１２０と熱的に結合されているため、動作する電子部品１５０が熱エネルギーを発生するときには、電気絶縁材料１４０および熱伝導板部材１２０は熱エネルギーの伝達速度を高め、電子部品１５０が過熱（ｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇ）を生じる確率を低減することができる。
【００３４】
また、電気絶縁材料１４０が電気絶縁層１３０に覆われていない平面１２２を覆っており、かつ電気絶縁層１３０によって露出されているので、電気絶縁材料１４０は熱伝導板部材１２０の平面１２２を全面的に覆ってはいず、したがって回路板１００の電気絶縁材料１４０の使用量を制限することができる。
次に、熱伝導率の大きい電気絶縁材料１４０は、その材料コストが一般に熱伝導率の小さい電気絶縁層１３０の材料コストよりも高い。したがって、電気絶縁材料１４０の使用量が制限できることによって、本実施例は回路板１００の全体の製造コストを低減させることができる。
【００３５】
電子部品１５０は、フリップチップの他に、他の方式で金属パターン層１１０に電気的に接続されていてもよい。例えば、電子部品１５０はワイヤボンディング（ｗｉｒｅ  ｂｏｎｄｉｎｇ）方式で金属パターン層１１０に電気的に接続されてしてもよい。したがって、図１に示す電子部品１５０と金属パターン層１１０との間の電気的接続方式は例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００３６】
部品本体１５２は、底面Ｂ１に結合されている側面Ｓ１をさらに有し、電気絶縁材料１４０は、熱伝導板部材１２０に接触する接触面１４２および接触面１４２に結合されている側縁部１４４を有する。底面Ｂ１の面積は、電気絶縁材料１４０に覆われた平面１２２の面積よりも小さい。すなわち、底面Ｂ１の面積は接触面１４２の面積よりも小さい。
【００３７】
次に、本実施例において、電気絶縁材料１４０は側面Ｓ１から突出し、部品本体１５２は側縁部１４４から突出しなくてよいので、部品本体１５２は完全に接触面１４２内に位置することができる。このように、電子部品１５０からの熱エネルギーの大半が電気絶縁材料１４０によって伝達され、電子部品１５０が過熱を生じる確率をさらに低減することができる。
【００３８】
図２は本発明のもう１つの実施例の回路板の断面図である。図２を参照すると、本実施例の回路板２００は前述した実施例の回路板１００に類似し、例えば、両者は幾つか同様の部品を備えるが、両者の相違点は、回路板２００に含まれる熱伝導板部材２２０および電子部品２５０にある。
【００３９】
詳しく言うと、熱伝導板部材２２０は多層構造（ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する。電子部品２５０に含まれる部品本体２５２は、底面Ｂ２および底面Ｂ２に結合されている側面Ｓ２を有する。その底面Ｂ２の面積は、電気絶縁材料１４０に覆われた平面２２６の面積よりも大きい。すなわち、底面Ｂ２の面積は接触面１４２の面積よりも大きく、しかも電気絶縁材料１４０は部品本体２５２の側面Ｓ２から突出していない。
【００４０】
熱伝導板部材２２０は熱伝導層２２２および本体層２２４を備える。熱伝導層２２２は本体層２２４と電気絶縁層１３０との間に位置し、かつ電気絶縁材料１４０に接触している。熱伝導層２２２は、例えば１Ｗ／ＭＫより大きな高い熱伝導率を有する。熱伝導層２２２は金属層または炭素材料層（ｃａｒｂｏｎ−ｍａｔｅｒｉａｌ  ｌａｙｅｒ）である。ここで、炭素材料層とは、一般に、例えば炭素繊維層、グラファイト層またはダイヤモンド薄膜（ｄｉａｍｏｎｄ  ｆｉｌｍｓ）、主として炭素から構成されるフィルム層を指す。したがって、熱伝導板部材２２０も熱エネルギーの伝達速度を高め、電子部品２５０が過熱を生じる確率を低減することができる。
【００４１】
電子部品２５０は、複数の接続パッド１５４ｄ、１５４ｗをさらに備え、１個の接続パッド１５４ｄのみが電気絶縁材料１４０に熱的に結合されているが、図２に示すように、接続パッド１５４ｗ、１５４ｄもともに電気絶縁材料１４０に熱的に結合してもよい。また、図２に示す回路板２００において、熱伝導板部材２２０を図１中の熱伝導板部材１２０に置き換えることができる。したがって、図２に示す接続パッド１５４ｄ、１５４ｗおよび熱伝導板部材２２０は例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００４２】
図３は本発明のもう１つの実施例の回路板の断面図である。図３を参照すると、本実施例の回路板３００は図２に示す回路板２００に類似し、例えば、両者とも幾つかの同様の部品を備え、しかも電子部品１５０または２５０（図１と図２を参照する）は、フリップチップまたはワイヤボンディングなどの方式で回路板３００の金属パターン層１１０に電気的に接続されている。回路板３００と２００との二者には相違点が存在する。それは、回路板３００に含まれる熱伝導板部材３２０が熱伝導板部材２２０と異なることにある。
【００４３】
詳しく説明すると、熱伝導板部材３２０は複数の熱伝導基板３２４、少なくとも１つの熱伝導パターン３２６、および少なくとも１つの内部電気絶縁層３２８を備える。図３に示すように、熱伝導パターン３２６と内部電気絶縁層３２８はいずれもこれらの熱伝導基板３２４の間に配置され、熱伝導パターン３２６と内部電気絶縁層３２８はいずれもこれらの熱伝導基板３２４に接触している。
【００４４】
そのうちの１つの熱伝導基板３２４は平面３２２を有し、金属パターン層１１０、電気絶縁層１３０、および電気絶縁材料１４０はいずれも平面３２２上に配置されている。電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０はいずれも金属パターン層１１０と平面３２２との間に配置され、かついずれも平面３２２に接触している。電気絶縁層１３０は平面３２２を局所的に覆い、電気絶縁材料１４０は電気絶縁層１３０に覆われていない平面３２２を覆っている。また、図３に示す実施例において、電気絶縁材料１４０も金属パターン層１１０に接触してもよい。
【００４５】
熱伝導基板３２４は、例えば１Ｗ／ＭＫより大きな高い熱伝導率を有するため、これらの熱伝導基板３２４は熱エネルギーの伝達速度を速めることができる。また、各々の熱伝導基板３２４は、金属板または炭素繊維板もしくはグラファイト板などの炭素材料板であり、金属板は合金板または実質的に単一の金属から作製された板材でよく、例えばアルミマグネシウム合金板、アルミ板または銅板である。
【００４６】
熱伝導パターン３２６の材料は電気絶縁材料１４０の材料と同じで、セラミック層、放熱パッドまたは放熱接着剤層でよい。熱伝導パターン３２６の形成方法は電気絶縁材料１４０の形成方法と同じである。内部電気絶縁層３２８は、材料および形成方法においてはいずれも電気絶縁層１３０と同じでよいので、熱伝導パターン３２６と内部電気絶縁層３２８はいずれも積層または印刷によって形成される。
【００４７】
熱伝導パターン３２６の材料は電気絶縁材料１４０の材料と同じであり、内部電気絶縁層３２８の材料は電気絶縁層１３０の材料と同じであり、熱伝導パターン３２６の熱伝導率は内部電気絶縁層３２８の熱伝導率より大きい。したがって熱伝導パターン３２６の熱エネルギーの伝達速度は内部電気絶縁層３２８の熱エネルギーの伝達速度より大きい。また、内部電気絶縁層３２８の熱伝導率は１Ｗ／ＭＫより低くてよく、例えば、内部電気絶縁層３２８の熱伝導率は０．３Ｗ／ＭＫ〜０．５  Ｗ／ＭＫでよく、熱伝導パターン３２６の熱伝導率は２．０Ｗ／ＭＫより高くてよい。
【００４８】
上記から分かるように、金属パターン層１１０に電気的に接続された電子部品１５０または２５０が動作するとき、熱伝導パターン３２６およびこれらの熱伝導基板３２４は電子部品１５０または２５０が発生した熱エネルギーを迅速に伝達することができる。このように、熱伝導板部材３２０は熱エネルギーの伝達速度を高め、電子部品１５０または２５０が過熱を生じる確率を低減することができる。
【００４９】
図３に示す熱伝導基板３２４の数は２個であり、熱伝導パターン３２６と内部電気絶縁層３２８の数はいずれも１個しかないが、他の実施例において、回路板３００は３個またはそれ以上の熱伝導基板３２４、複数の熱伝導パターン３２６および複数の内部電気絶縁層３２８を備えていてよい。ここで、各々の熱伝導パターン３２６と各々の内部電気絶縁層３２８はいずれも隣接する２個の熱伝導基板３２４に位置している。したがって、図３に示す熱伝導基板３２４、熱伝導パターン３２６および内部電気絶縁層３２８の三者の数は例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００５０】
図４は本発明のもう１つの実施例の回路板の断面図である。図４を参照すると、本実施例の回路板４００は図１中の回路板１００に類似し、例えば、二者は幾つかの同様の部品を備え、しかも電子部品１５０または２５０（図１および図２を参照する）は、フリップチップまたはワイヤボンディングなどの方式で回路板４００の金属パターン層１１０に電気的に接続される。下記の内容を簡潔にするために、以下、主に回路板１００と４００の両者の相違点について説明するが、回路板１００と４００の両者は同じ技術的特徴を有するのでその説明を省略する。
【００５１】
回路板４００は、金属パターン層１１０、電気絶縁層１３０、電気絶縁材料１４０、熱伝導板部材４２０、少なくとも１つの内部金属パターン層４７０、少なくとも１つの外部電気絶縁層４８０、および少なくとも１つの外部電気絶縁材料４９０を備え、熱伝導板部材４２０は熱エネルギーの伝達速度を高めることができる、上記した実施例中の熱伝導板部材１２０、２２０または３２０の何れかでよい。
【００５２】
内部金属パターン層４７０は金属パターン層１１０と電気絶縁層１３０との間に配置され、外部電気絶縁層４８０と外部電気絶縁材料４９０はいずれも内部金属パターン層４７０と金属パターン層１１０との間に配置される。外部電気絶縁層４８０は内部金属パターン層４７０を覆い、外部電気絶縁材料４９０は外部電気絶縁層４８０中に位置していると共に外部電気絶縁層４８０に囲まれている。
【００５３】
外部電気絶縁層４８０は外部電気絶縁材料４９０を露出させ、外部電気絶縁材料４９０と外部電気絶縁層４８０はいずれも金属パターン層１１０と内部金属パターン層４７０に接触するとともに、内部金属パターン層４７０を覆っている。しかし、他の実施例において、電気絶縁材料１４０は外部電気絶縁材料４９０に接触させ、外部電気絶縁材料４９０を内部金属パターン層４７０に接触しないようにしてもよい。
【００５４】
外部電気絶縁材料４９０の熱伝導率は外部電気絶縁層４８０の熱伝導率より大きい。例を挙げて言うと、外部電気絶縁層４８０の熱伝導率は１Ｗ／ＭＫより低くてよく、例えば０．３Ｗ／ＭＫ〜０．５Ｗ／ＭＫでよいが、外部電気絶縁材料４９０の熱伝導率は２．０Ｗ／ＭＫより高くてよい。外部電気絶縁材料４９０の材料および形成方法はいずれも電気絶縁材料１４０と同じでよく、外部電気絶縁層４８０の材料および形成方法もいずれも電気絶縁層１３０と同じでよい。外部電気絶縁材料４９０と外部電気絶縁層４８０はいずれも積層または印刷によって形成されてよい。
【００５５】
金属パターン層１１０に電気的に接続された電子部品１５０または２５０が動作するとき、外部電気絶縁材料４９０、電気絶縁材料１４０およびこれらの熱伝導基板３２４は電子部品１５０または２５０が発生した熱エネルギーを迅速に伝達することができる。このように、外部電気絶縁材料４９０、内部金属パターン層４７０、電気絶縁材料１４０および熱伝導板部材４２０は熱エネルギーの伝達速度を高め、電子部品１５０または２５０が過熱を生じる確率を低減することができる。
【００５６】
図４に示す内部金属パターン層４７０、外部電気絶縁層４８０および外部電気絶縁材料４９０の三者の数はいずれも１個であるが、他の実施例において、回路板４００は複数の内部金属パターン層４７０、複数の外部電気絶縁層４８０および複数の外部電気絶縁材料４９０を備えてよいことを説明しておくべきである。
【００５７】
外部電気絶縁層４８０は内部金属パターン層４７０と交互に積層されてよく、各々の外部電気絶縁材料４９０はそのうちの１つの外部電気絶縁層４８０中に位置している。したがって、図４に示す内部金属パターン層４７０、外部電気絶縁層４８０および外部電気絶縁材料４９０の三者の数は例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００５８】
また、現在、回路板技術分野で対称構造（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する回路板が既に現れており、回路板４００も対称構造を有してもよい。詳細に説明すると、他の実施例において、回路板４００は複数の金属パターン層１１０、複数の電気絶縁層１３０、複数の電気絶縁材料１４０、複数の内部金属パターン層４７０、複数の外部電気絶縁層４８０および複数の外部電気絶縁材料４９０を備えてもよい。
【００５９】
これらの金属パターン層１１０、電気絶縁層１３０、電気絶縁材料１４０、内部金属パターン層４７０、外部電気絶縁層４８０および外部電気絶縁材料４９０は、それぞれ熱伝導板部材４２０を対称面とし、熱伝導板部材４２０の対向している２つの平面４２２および４２４に線対称に配置され、金属パターン層１１０は回路板４００の最外側に配置される。これらの電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０はそれぞれ平面４２２と４２４を覆うおよび平面４２２と４２４に接触している。
【００６０】
上記の対称構造は従来の回路板の一部によく見られるため、対称構造を有する回路板４００が図示されなくても、回路板技術分野の当業者は上記の実施例に基づいて対称構造を有する回路板４００の構造を知り得る。言い換えれば、対称構造を有する回路板４００が図面で開示されていなくても、本発明の属する技術分野における当業者は上記の発明に関する充分かつ明確な説明に基づいて対称構造を有する回路板４００を理解し実施することができるものである。
【００６１】
図５Ａ〜図５Ｃは本発明の一実施例の回路板の製造方法の流れを示す断面図である。
図５Ａ〜図５Ｃで開示されている製造方法を用いて図１〜図４中の回線板１００、２００、３００または４００を製造することができる。図５Ａを参照すると、まず、熱伝導板部材４２０の平面４２２上に電気絶縁層１３０および少なくとも１つの電気絶縁材料１４０を形成し、電気絶縁層１３０は平面４２２を局所的に覆うが、電気絶縁材料１４０は、電気絶縁層１３０に覆われていない平面４２２を覆うとともに、熱伝導板部材４２０に接触している。
【００６２】
電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０は積層または印刷によって形成される。詳細に説明すると、電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０を積層によって形成する場合、電気絶縁層１３０は半硬化プリプレグでよいが、電気絶縁材料１４０は放熱パッドでよい。電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０の両者の形成方法において、まず、少なくとも１つの開口Ｈ１を有する半硬化プリプレグ（すなわち、電気絶縁層１３０）を平面４２２上に積層する。ここで、開口Ｈ１を形成する方法には、半硬化プリプレグに対して打ち抜き、くり抜きまたはレーザアブレーションを行うことが含まれ得る。
【００６３】
次いで、放熱パッド（すなわち、電気絶縁材料１４０）を平面４２２上に積層し、放熱パッドは開口Ｈ１内に位置している。ここまで、電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０の二者は平面４２２上に形成されることができた。以上の電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０の二者の形成過程から分かるように、電気絶縁層１３０は電気絶縁材料１４０が形成される前に形成することができる。
【００６４】
しかし、他の実施例においては、電気絶縁材料１４０を形成するために、予め平面４２２上に放熱パッドを積層してもよい。この後、開口Ｈ１を有する半硬化プリプレグを平面４２２上に積層して電気絶縁層１３０を形成するので、電気絶縁層１３０は電気絶縁材料１４０が形成された後に形成することができる。したがって、電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０の二者が形成される前後の順序は、本発明において制限されない。
【００６５】
電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０を印刷によって形成する場合、電気絶縁材料１４０はセラミック層または放熱接着剤層でよく、電気絶縁層１３０は樹脂層でよい。電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０はいずれも液状、のり状またはペースト状の塗料によって形成される。
【００６６】
電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０の形成方法には、２種の塗料を塗布することが含まれ得る。１種の塗料は電気絶縁層１３０の形成に用いられ、もう１種の塗料は電気絶縁材料１４０の形成に用いられる。また、塗料を平面４２２上に塗布してよい。塗料を塗布した後、塗料を加熱乾燥するか、または紫外線等の光線を照射して塗料を硬化させる。
【００６７】
図５Ｂを参照すると、次に、電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０上に金属箔５１０を積層する。金属箔５１０は、例えば銅箔、アルミニウム箔、錫箔、銀箔、金箔または樹脂付き銅箔（Ｒｅｓｉｎ  Ｃｏａｔｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ、ＲＣＣ）である。
【００６８】
図５Ｂと図５Ｃを参照すると、金属箔５１０を積層した後、金属箔５１０の一部を取り除いて電気絶縁層１３０に位置する金属パターン層１１０を形成する。金属箔５１０の一部を取り除く方法には、リソグラフィー（ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）およびエッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）が含まれ得る。これで、熱エネルギーの伝達速度を高めることができる回路板５００はほぼ完成した。
【００６９】
以上の図５Ｂおよび図５Ｃで開示されている金属パターン層１１０の形成方法の他に、金属パターン層１１０は、積層、リソグラフィーおよびエッチングを用いずに他の方法で形成してもよい。金属パターン層１１０の形成方法には、例えば無電解めっきおよび電気めっきが含まれ得る。このようにして、金属パターン層１１０を形成することもできる。
【００７０】
図６Ａ〜図６Ｃは本発明のもう１つの実施例の回路板の製造方法の流れを示す断面図である。図６Ａ〜図６Ｃで開示されている製造方法を用いて図１〜図４中の回線板１００、２００、３００または４００を製造することもできる。図６Ａを参照すると、まず、金属箔５１０上に電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０を形成する。ここで、電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０はいずれも金属箔５１０に接触している。電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０の形成方法は、金属箔５１０上に２種の塗料を塗布する。これらの塗料はいずれも粘性を有し、かついずれも樹脂成分を含有している。
【００７１】
図６Ｂを参照すると、次に、熱伝導板部材４２０を提供し、熱伝導板部材４２０の平面４２２上に金属箔５１０を積層する。電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０は金属箔５１０と平面４２２との間に位置している。電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０を形成するための塗料はいずれも粘性を有している。したがって金属箔５１０を積層した後、電気絶縁層１３０および電気絶縁材料１４０はいずれも金属箔５１０と熱伝導板部材４２０とを結合することができる。
【００７２】
図６Ｂと図６Ｃを参照すると、金属箔５１０を積層した後、金属箔５１０の一部を取り除いて金属パターン層１１０を形成する。金属箔５１０の一部を取り除く方法には、リソグラフィーおよびエッチングが含まれ得る。これで、熱エネルギーの伝達速度を高めることができる回路板６００が完成した。
【００７３】
本発明を前述の実施例をもって上記のとおりに開示したが、それは本発明を限定するものではなく、当業者が、本発明の精神および範囲を逸脱せずに行った変更および修飾など同等の置き替えも、やはり本発明の特許保護範囲に属する。
【符号の説明】
【００７４】
１００、２００、３００、４００、５００、６００  回路板
１１０  金属パターン層
１２０、２２０、３２０、４２０  熱伝導板部材
１２２、２２６、３２２、４２２  平面
１３０  電気絶縁層
１４０  電気絶縁材料
１４２  接触面
１４４  側縁部
１５０、２５０  電子部品
１５２、２５２  部品本体
１５４ｄ、１５４ｗ  接続パッド
１６０  はんだブロック
２２２  熱伝導層
２２４  本体層
３２４  熱伝導基板
３２６  熱伝導パターン
３２８  内部電気絶縁層
４７０  内部金属パターン層
４８０  外部電気絶縁層
４９０  外部電気絶縁材料
５１０  金属箔
Ｂ１、Ｂ２  底面
Ｈ１  開口
Ｓ１、Ｓ２  側面
【図１】
0005411174.tif 000002
【図２】
0005411174.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
0005411174.tif 000007
【図５Ｃ】
0005411174.tif 000008
【図６Ａ】
0005411174.tif 000009
【図６Ｂ】
0005411174.tif 000010
【図６Ｃ】
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