(57)【要約】【課題】  放熱パターンに接続されるビアホールを、放熱パターン形成領域内に密に形成する場合においても、放熱パターンと絶縁基板との密着強度を確保できるプリント配線板の提供。【解決手段】  放熱パターンが、ビアホール間に島状に形成されたアンカーパターンを介して形成されているプリント配線板；少なくとも、絶縁基板に積層されている金属箔をエッチングして、放熱パターン形成領域内に形成されるビアホール形成部間に、島状のアンカーパターンを形成する工程と、当該島状のアンカーパターンを介して放熱パターンを形成する工程とを有するプリント配線板の製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の一部に形成されるベタ状の金属パターンからなる放熱パターンと、当該放熱パターンに接続されたビアホールとを通じて、半導体素子から発生する熱を外部に放出するようにしたプリント配線板であって、当該ビアホールが当該放熱パターン形成領域内に形成されており、且つ、当該放熱パターンが、当該ビアホール間に島状に形成されたアンカーパターンを介して形成されていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
当該ビアホールが、非貫通孔内にめっき充填されているものであることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
絶縁基板の一部に形成されるベタ状の金属パターンからなる放熱パターンと、当該放熱パターンに接続されたビアホールとを通じて、半導体素子から発生する熱を外部に放出するようにしたプリント配線板の製造方法であって、少なくとも、絶縁基板に積層されている金属箔をエッチングして、放熱パターン形成領域内に形成されるビアホール形成部間に、島状のアンカーパターンを形成する工程と、当該ビアホール形成部にレーザを照射し、下層に達する非貫通孔を穿孔する工程と、デスミア処理を行った後、当該非貫通孔の導通処理を行うと共に当該絶縁基板の表面に金属膜を形成する工程と、エッチングにより、当該放熱パターンを含んだ配線パターンを形成する工程とを有することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
当該非貫通孔の導通処理を行うと共に当該絶縁基板の表面に金属膜を形成する工程が、フィルドビア用のめっき液を用いためっき処理にて行われることを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子を搭載するプリント配線板に関し、特に、放熱性に優れるプリント配線板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の電極配列変換用のプリント配線板の例として、図３（ｄ）に示したものがあり（例えば、特許文献１）、当該プリント配線板の構成について、当該プリント配線板に半導体素子を搭載した半導体装置の製造工程図（図３）を用いて説明する。尚、説明の便宜上、ソルダーレジストや細かい配線パターン等は省略することにした。
【０００３】
まず、図３（ａ）に示したように、絶縁基材１の表裏に金属箔２を備えた絶縁基板３を用意し、所望の位置にドリルで貫通孔１５を穿孔する（図３（ｂ）参照）。
【０００４】
次に、図３（ｃ）に示したように、めっき膜１８を形成することによって、当該貫通孔１５を導通させ、次いで、一般的なフォトエッチングプロセス等の回路形成を行うことによって、半導体素子１０が搭載される第一放熱パターン７、当該半導体素子１０の電極１１とワイヤーボンディング接続されるボンディングパッド５、第二放熱パターン７ａ、外部接続パッド６、当該ボンディングパッド５と外部接続パッド６とを接続するスルーホール１５ａ、第一放熱パターン７と第二放熱パターン７ａとを接続するスルーホール１５ｂとを備えた図３（ｄ）に示したプリント配線板８ａを得る。
【０００５】
そして、第一放熱パターン７に銀ペースト等の接着剤９を介して半導体素子１０を搭載し、当該半導体素子１０の電極１１とボンディングパッド５とをボンディングワイヤ１２で接続した後、封止樹脂１３で当該半導体素子１０等を封止することによって、図３（ｅ）に示した半導体装置１４ａを得る。
【０００６】
このような構成のプリント配線板とすることで、半導体素子１０から発生する熱を、第一放熱パターン７、スルーホール１５ｂ、第二放熱パターン７ａを通じて外部に放出することができるため、従来ボンディングパッド５と外部接続パッド６間のみで伝熱（放熱）を行っていた場合と比較して効率良く放熱を行うことができ、熱による半導体素子１０の破壊等を防止することができるというものである。
【０００７】
ところで、上記構成のプリント配線板の例では、第一放熱パターン７と第二放熱パターン７ａ間の接続を、スルーホール１５ｂで接続する例が開示されているが、より効率良く放熱を行うには、ドリル加工によって形成される貫通スルーホールの代わりに、レーザ加工によって形成される小径のビアホールを、放熱パターンの形成領域内に密に形成するのが有効な手段といえる。
【０００８】
この場合、図５に示したように、レーザ加工の障害となる第一放熱パターン７（ここでいう第一放熱パターン７とは、レーザ照射面側に形成される放熱パターンを指し、以降も同様の意味合いでこの用語を用いることとする。因みに第二放熱パターン７ａは、反対の面、すなわちレーザを受ける側の面に形成される放熱パターンとして用いることとする）形成領域の金属箔２を全てエッチング除去することによって、より多くの孔明け加工（図中の符号１９はレーザ加工によって穿孔された、後にビアホールとなる非貫通孔である）、即ち、ビアホール形成が可能となるが、下地となる当該金属箔２がなくなるため、当該第一放熱パターン７となるめっき膜と絶縁基板との密着性が劣り、高温時に当該第一放熱パターン７が剥離してしまうという懸念があった。
【０００９】
このような懸念を回避するビアホールの形成方法として、コンフォーマルマスク法、ラージウインドウ法が知られる。
【００１０】
これらの方法によってビアホールを形成すれば、第一放熱パターン７形成領域内に多くの金属箔２が残存するため、後にめっき等で第一放熱パターン７を形成した際、絶縁基板３と第一放熱パターン７との密着強度を高くすることができる。
【００１１】
しかし、上記手段においても以下のような不具合があった。
【００１２】
すなわち、コンフォーマルマスク法は、図６に示したように、エッチングにより金属箔２に開口部１６ｂを設け、当該開口部１６ｂをパターンマスクとしてレーザ加工を行う工法であるため、下層の配線パターンとの位置合わせが難しく、図４（（ａ）はプリント配線板の側面から放熱させる例、（ｂ）はプリント配線板の裏面から放熱させる例を示したものである）に示したように、放熱パターンをスタック形成した場合に、上下層のビアホール４ｂに大きな位置ズレが発生してしまうと、放熱効果が減少してしまうという問題があった。また、ラージウインドウ法は、図７に示したように、レーザ照射径Ｌよりも大きい径の開口部１６ｃを金属箔２に形成する工法であるため、ビアホールを密に形成できないという問題があった。
【特許文献１】特開平１１−１２１６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記不具合を解消するためになされたもので、半導体素子を搭載する第一放熱パターンに接続されるビアホールを、当該放熱パターン形成領域内に密に形成する場合においても、当該第一放熱パターンと絶縁基板との密着強度を確保することができるプリント配線板とその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に係る本発明は、絶縁基板の一部に形成されるベタ状の金属パターンからなる放熱パターンと、当該放熱パターンに接続されたビアホールとを通じて、当該半導体素子から発生する熱を外部に放出するようにしたプリント配線板であって、当該ビアホールが当該放熱パターン形成領域内に形成されており、且つ、当該放熱パターンが、当該ビアホール間に島状に形成されたアンカーパターンを介して形成されているプリント配線板により上記課題を解決したものである。
【００１５】
このように、絶縁基板に積層された金属箔をエッチングして島状のアンカーパターンを形成し、当該絶縁基板との密着力の高いアンカーパターンを介して放熱パターンを形成しているため、高熱状況下においても当該放熱パターンと絶縁基板との密着強度を確保することができる（アンカーパターンは、絶縁基板に元から積層された金属箔をエッチングして形成されるため、密着力が高い）。
【００１６】
また、請求項２に係る本発明は、上記請求項１に係る発明において、当該ビアホールが、非貫通孔内にめっき充填されているものであることを特徴とする。
【００１７】
これにより、孔壁にめっきを析出したビアホールに比して、より効率良く放熱することができる。
【００１８】
また、請求項３に係る本発明は、絶縁基板の一部に形成されるベタ状の金属パターンからなる放熱パターンと、当該放熱パターンに接続されたビアホールとを通じて、半導体素子から発生する熱を外部に放出するようにしたプリント配線板の製造方法であって、少なくとも、絶縁基板に積層されている金属箔をエッチングして、放熱パターン形成領域内に形成されるビアホール形成部間に、島状のアンカーパターンを形成する工程と、当該ビアホール形成部にレーザを照射し、下層に達する非貫通孔を穿孔する工程と、デスミア処理を行った後、当該非貫通孔の導通処理を行うと共に当該絶縁基板の表面に金属膜を形成する工程と、エッチングにより、当該放熱パターンを含んだ配線パターンを形成する工程とを有するプリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。
【００１９】
これにより、絶縁基板と放熱パターンとの密着強度を確保した放熱性に優れるプリント配線板を得ることができる。
【００２０】
また、請求項４に係る本発明は、上記請求項３に係る発明において、当該非貫通孔の導通処理を行うと共に当該絶縁基板の表面に金属膜を形成する工程が、フィルドビア用のめっき液を用いためっき処理にて行われることを特徴とする。
【００２１】
これにより、絶縁基板と放熱パターンとの密着強度を確保した放熱性、並びに高速信号性に優れるプリント配線板を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明プリント配線板は、放熱パターンと絶縁基材との密着強度に優れると共に、半導体素子から発生する熱を効率良く外部に放出することができる。また、本発明プリント配線板の製造方法によれば、放熱パターンと絶縁基材との密着性に優れると共に、半導体素子の放熱性に優れるプリント配線板を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態を、図１乃至図２を用いて説明する。尚、本発明のプリント配線板８としては、図３（ｄ）で示したプリント配線板８ａのスルーホール１５ａ、１５ｂをビアホール４ａ、４ｂとした以外は、当該プリント配線板８ａと同様な断面図（図２の半導体装置１４の断面図参照）となるので、製造工程図としては、本発明の特徴であるアンカーパターン１７が確認し易い、レーザ照射面側（半導体素子１０搭載側）の平面図を用いて説明することにした。また、上記従来技術の説明図と同様、ソルダーレジストや細かい配線パターンは省略した。
【００２４】
図１（ａ）は絶縁基材１に積層された半導体素子１０が搭載される側の金属箔２で、まず、エッチングにより、第一放熱パターン７形成領域に開口部１６とアンカーパターン１７を形成すると共に、ボンディングパッド５と外部接続パッド６とを接続するビアホール４ａ形成部の金属箔２に開口部１６ａを形成する（図１（ｂ）参照）。
【００２５】
ここで、アンカーパターン１７は、後に形成される複数のビアホール４ｂ間に島状に形成するのが、当該ビアホール４ｂの数を多く形成できると共に、後に形成される第一放熱パターン７と絶縁基材１との密着性を確保できるという点で好ましい。
【００２６】
また、アンカーパターン１７が形成されない場合（第一放熱パターン７形成領域の金属箔２を全てエッチング除去した場合：図５参照）と比較して、第一放熱パターン７をフラットに形成できるという点においても好ましい。
【００２７】
更に説明すると、めっきが充填されたビアホールを形成する際に、例えば、レベラー支配型の添加剤を用いたフィルドビア用めっき浴（染料系の添加剤を用いたもの）を用いて電解めっきを行った場合、非貫通孔内へのめっき充填性に優れる反面、ビアホールの開口縁部に析出するめっきが極端に薄くなるという特徴がある。
【００２８】
従って、第一放熱パターン７形成領域の金属箔２を全て除去した場合には、図８（ａ）に示したように、当該第一放熱パターン７の中心部にビアホール４ｂが密集して形成されると、当該第一放熱パターン７及びビアホール４ｂを形成する際のめっきが、非貫通孔内（ビアホール４ｂ形成部）に集中し、当該ビアホール４ｂの形成領域表面、すなわち、第一放熱パターン７中心部のめっき析出量が減少するため、ビアホール４ｂの密集する中心部から当該ビアホール４ｂの配置がなくなる外周部にかけて湾曲した形状となり、半導体素子の実装性が低下するという不具合が生じるのに対し、ビアホール４ｂ形成部間にアンカーパターン１７を形成した場合には、図８（ｂ）に示したように、当該アンカーパターン１７の高さ分だけ湾曲を抑制でき、半導体素子の実装性を改善することができる。
【００２９】
次に、図１（ｃ）に示したように、ビアホール４ａ、４ｂ形成部にレーザを照射し、下層の金属箔２に達する非貫通孔４を穿孔し、次いで、当該非貫通孔４内を含んだ絶縁基板３の全面に無電解めっき（例えば、無電解銅めっき）を施した後、電解めっき（例えば、電解銅めっき）を行うことによって、当該非貫通孔４を導通させると共に、第一放熱パターン７形成領域に形成された開口部１６をめっき膜１８（例えば銅めっき）で被覆する（図１（ｄ）参照）。
【００３０】
当該電解めっきとしては、通常のめっき液を用いて当該非貫通孔４の孔壁にのみめっきを析出させるようにしても良いが、より放熱性を向上させる上で、フィルドビア用のめっき液を用いて電解めっき（例えば、電解銅めっき）を充填するのが好ましい。
【００３１】
次に、一般的なフォトエッチングプロセスにて回路形成を行うことによって、ボンディングパッド５や、密着性に優れた第一放熱パターン７等を備えたプリント配線板８を得る（図１（ｅ）参照）。
【００３２】
そして、第一放熱パターン７に銀ペースト等の接着剤９を介して半導体素子１０を搭載し、当該半導体素子１０の電極１１とボンディングパッド５とをボンディングワイヤ１２で接続した後、封止樹脂１３で当該半導体素子１０等を封止することによって、図２に示した半導体装置１４を得る。
【００３３】
本発明の最大のポイントは、第一放熱パターン（レーザ照射面側の放熱パターン）形成領域内の隣接するビアホール形成部間に、島状のアンカーパターンを形成した点である。
【００３４】
これにより、レーザ加工によるビアホールを密に形成することができ、尚且つ第一放熱パターンと絶縁基板との密着強度を確保することができる。
【００３５】
本発明を説明するにあたって、両面構造のプリント配線板を例にして説明したが、構成としてはこの限りでなく、図４に示したように多層構造として、放熱パターンをスタック状に設けた場合においても、本発明は有効に作用する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明プリント配線板の概略平面工程説明図。
【図２】図１（ｅ）に示したプリント配線板に半導体素子を搭載した半導体装置の概略断面説明図。
【図３】従来の半導体装置の概略断面工程説明図。
【図４】放熱パターンをスタック形成した多層プリント配線板の概略断面説明図で、（ａ）はプリント配線板の側面から放熱させる例、（ｂ）はプリント配線板の裏面から放熱させる例を示す。
【図５】第一放熱パターン形成領域の金属箔を全面エッチングしてからレーザ加工を行った場合の状態を示す概略平面説明図。
【図６】コンフォーマルビア法によりレーザ加工を行った場合の状態を示す概略平面説明図。
【図７】ラージウインドウ法によりレーザ加工を行った場合の状態を示す概略平面説明図。
【図８】（ａ）は第一放熱パターンが湾曲した状態を示す概略断面説明図、（ｂ）はアンカーパターンにより第一放熱パターンの湾曲が改善された状態を示す概略断面説明図。
【符号の説明】
【００３７】
１：絶縁基材
２：金属箔
３：絶縁基板
４：非貫通孔
４ａ、４ｂ：ビアホール
５：ボンディングパッド
６：外部接続パッド
７：第一放熱パターン
７ａ：第二放熱パターン
８、８ａ：プリント配線板
９：接着剤
１０：半導体素子
１１：電極
１２：ボンディングワイヤ
１３：封止樹脂
１４、１４ａ：半導体装置
１５：貫通孔
１５ａ、１５ｂ：スルーホール
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ：開口部
１７：アンカーパターン
１８：めっき膜
１９：非貫通孔
Ｌ：レーザ照射径
【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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