(57)【要約】【課題】プリント配線板の放熱性の向上。【解決手段】実施形態のプリント配線板１は、第１面１０Ｂおよび第１面１０Ｂと反対側の第２面１０Ｆを有する絶縁層と、絶縁層の第２面１０Ｆ側に積層されている第２導体層２１と、絶縁層の第１面１０Ｂ側に積層されている、第２導体層２１よりも厚い第１導体層１１と、を含む。そして、第１導体層１１が放熱フィン１１ｆを含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面および前記第１面と反対側の第２面を有する絶縁層と、
前記絶縁層の第２面側に積層されている第２導体層と、
前記絶縁層の第１面側に積層されている、前記第２導体層よりも厚い第１導体層と、を含むプリント配線板であって、
前記第１導体層が放熱フィンを含んでいる。
【請求項２】
請求項１記載のプリント配線板であって、
前記第１導体層が、同じ材料により形成されている。
【請求項３】
請求項１記載のプリント配線板であって、
前記放熱フィンが、めっき膜または導電性ペーストの固化物により形成されている。
【請求項４】
請求項１記載のプリント配線板であって、
前記放熱フィンの長さが、８０μｍ以上、１０００μｍ以下である。
【請求項５】
請求項１記載のプリント配線板であって、
前記放熱フィンが、先端に向かうに従って段階的に先細りする形状となっている。
【請求項６】
請求項１記載のプリント配線板であって、さらに
前記第２導体層上にカバーレイが形成されている。
【請求項７】
請求項１記載のプリント配線板であって、
前記第２導体層に発光素子搭載パッドが形成されている。
【請求項８】
プリント配線板の製造方法であって、
第１面および前記第１面と反対側の第２面のそれぞれに金属箔を有する絶縁層を用意することと、
前記絶縁層を貫通する導通用孔を形成することと、
前記絶縁層の第１面に、放熱フィンを含む第１導体層を形成することと、
前記絶縁層の第２面に第２導体層を形成することと
を含んでいる。
【請求項９】
請求項８記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記導通用孔の形成を前記第１面側から形成し、前記第１導体層の形成の際にビア導体を形成することを含んでいる。
【請求項１０】
請求項９記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第１導体層を形成することは、
前記絶縁層の第１面にめっき膜を形成することと、
前記めっき膜上にめっきレジストを形成することと、
前記めっきレジストに、前記めっき膜を底面に露出する開口を設けることと、
前記開口内にめっき膜または導電性ペーストの固化物からなる導体層を形成することと、
前記めっきレジストを除去することと
により前記第１導体層に前記放熱フィンを形成することを含んでいる。
【請求項１１】
請求項９記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第１導体層を形成することは、
前記絶縁層の第１面に、前記放熱フィンの長さより厚い厚さのめっき膜を形成することと、
前記めっき膜上にレジスト層を形成することと、
前記レジスト層に覆われずに露出している前記めっき膜をエッチングまたは研削することにより除去することと、
前記レジスト層を除去することと
により前記第１導体層に前記放熱フィンを形成することを含んでいる。
【請求項１２】
請求項８記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記絶縁層を用意することは、前記第２面に金属箔を設けると共に前記第１面に、前記第２面に設けられる前記金属箔よりも厚い金属箔を設けることを含み、
前記製造方法が、前記導通用孔を前記第２面側から形成し、前記第２導体層の形成の際にビア導体を形成することをさらに含んでいる。
【請求項１３】
請求項１２記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第１導体層を形成することは、
前記厚い金属箔上にめっき膜を形成することと、
前記めっき膜上にレジスト層を形成することと、
前記レジスト層に覆われずに露出している前記めっき膜、および、前記レジスト層が積層されていない前記厚い金属箔をエッチングまたは研削することにより除去することと、
前記レジスト層を除去することと
により前記第１導体層に前記放熱フィンを形成することを含んでいる。
【請求項１４】
請求項８記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第２導体層上にカバーレイを形成することをさらに含んでいる。
【請求項１５】
請求項８記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第１導体層を形成することは、
前記絶縁層の第１面にめっき膜を形成することと、
前記めっき膜上に放熱シートを積層することと、
前記放熱シート上に金属膜を形成することと、
前記金属膜上にめっきレジストを形成することと、
前記めっきレジストに、前記金属膜を底面に露出する開口を設けることと、
前記開口内にめっき膜または導電性ペーストの固化物からなる導体層を形成することと、
前記めっきレジストを除去することと
により前記第１導体層に前記放熱フィンを形成することを含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、上面に導体用金属部を支持する絶縁層の下面に、金属材からなる放熱フィンのベース面を貼着した放熱フィン付きプリント配線板が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２０４２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のプリント配線板では、実装された電子部品の熱は、導体用金属部、絶縁層を経て放熱フィンから放出されるため、放熱効果が十分でないおそれがある。また、絶縁層から放熱フィンが剥離するおそれもあると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のプリント配線板は、第１面および前記第１面と反対側の第２面を有する絶縁層と、前記絶縁層の第２面側に積層されている第２導体層と、前記絶縁層の第１面側に積層されている、前記第２導体層よりも厚い第１導体層と、を含む。そして、前記第１導体層が放熱フィンを含んでいる。
【０００６】
本発明のプリント配線板の製造方法は、第１面および前記第１面と反対側の第２面のそれぞれに金属箔を有する絶縁層を用意することと、前記絶縁層を貫通する導通用孔を形成することと、前記絶縁層の第１面に、放熱フィンを含む第１導体層を形成することと、前記絶縁層の第２面に第２導体層を形成することと、を含む。
【０００７】
本発明の実施形態によれば、実装される電子部品で発生した熱が放熱フィンから効率よく放熱されると考えられる。また、本発明の実施形態によれば、プリント配線板に合わせて放熱フィンを予め形成しておく必要がない。プリント配線板に対する放熱フィンの配置の自由度も高いと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態のプリント配線板の断面図。
【図２Ａ】本発明の一実施形態のプリント配線板の一方の表面の一例を示す平面図。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態のプリント配線板の一方の表面の他の例を示す平面図。
【図３】本発明の一実施形態のプリント配線板の放熱フィンの一例を示す拡大図。
【図４Ａ】本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図４Ｄ】本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図４Ｅ】本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図４Ｆ】本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図４Ｇ】本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図４Ｈ】本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図４Ｉ】本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図５Ａ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図５Ｂ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図５Ｃ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図５Ｄ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図５Ｅ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図５Ｆ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図５Ｇ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図５Ｈ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図６Ａ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の他の例を示す図。
【図６Ｂ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の他の例を示す図。
【図６Ｃ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の他の例を示す図。
【図６Ｄ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の他の例を示す図。
【図６Ｅ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の他の例を示す図。
【図６Ｆ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の他の例を示す図。
【図６Ｇ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の他の例を示す図。
【図６Ｈ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の他の例を示す図。
【図６Ｉ】本発明の他の実施形態のプリント配線板の製造方法の他の例を示す図。
【図７】本発明のさらに他の実施形態のプリント配線板の製造方法により製造されたプリント配線板の一例の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態のプリント配線板１が図面を参照しながら説明される。図１、２Ａおよび２Ｂには、一実施形態のプリント配線板１の一例の断面図および平面図がそれぞれ示されている。図１は、図２Ａおよび図２Ｂに線Ｉ−Ｉで示されている位置での断面図である。プリント配線板１は、第１絶縁層１０と、第１絶縁層１０の一面である第１面１０Ｂおよび第１面１０Ｂと反対側の第２面１０Ｆにそれぞれ積層される第１導体層１１および第２導体層２１と、を有している。第１導体層１１は、第２導体層２１と比較して厚く形成されている。そして、厚い第１導体層１１によって放熱フィン１１ｆが形成されている。優れた放熱効果が得られると考えられる。
【００１０】
第１導体層１１は、放熱フィン１１ｆに対するベース部分となるベース部１１ｂと、ベース部１１ｂの第１絶縁層１０と反対側の面から、図１上、下方に突出していて相互に隣接する複数のフィンから構成される放熱フィン１１ｆと、を含んでいる。図１に示されるように、一実施形態のプリント配線板１では、第１導体層１１は、第１絶縁層１０の第１面１０Ｂ上に形成されている第１金属箔１２と、第１金属箔１２上に形成されて第１金属箔１２と共にベース部１１ｂを形成するめっき膜１３と、放熱フィン１１ｆを形成する導体層１５と、から形成されている。第１金属箔１２とめっき膜１３とは、直接接合されている。めっき膜１３と導体層１５とは、直接接合されている。すなわち、第１絶縁層１０の第１面１０Ｂ側において、第１導体層１１を構成する各層は、接着層などを介することなく、互いに接合している。本実施形態によれば、放熱フィンを基板に取り付けるための熱伝導率の低い接着層や接合材などは第１導体層１１内に含まれない。したがって、本実施形態によれば、プリント配線板上に実装された電子、電気部品から発生する熱は、熱伝導率の低い接着層などを介することなく放熱フィンに伝導し、外部に放出される。高放熱性の配線板が得られると考えられる。
【００１１】
さらに、めっき膜１３と導体層１５との形成には、熱伝導性に優れた同一の金属材料が用いられてもよい。ベース部１１ｂと放熱フィン１１ｆとが継ぎ目なく形成され得る。また、第１金属箔１２が、めっき膜１３および導体層１５の材料と同じ材料で形成されていてもよい。図１にはこの例が示されている。すなわち、図１の例において、第１導体層を形成する金属箔、めっき膜および放熱フィンは全て同じ材料で形成されている。放熱フィンを含む第１導体層１１がシームレスに形成され得る。放熱性に優れた配線板が得られると考えられる。
【００１２】
本実施形態では、電子部品を実装する基板から放熱フィンまでが界面に接着剤や樹脂材料などの異種材料を介在させることなしに形成されている。このため、プリント配線板１の製造工程や使用中に応力が生じても、第１金属箔１２とめっき膜１３との界面や、めっき膜１３と導体層１５との界面に剥離や破断が生じ難いと考えられる。製造された基板に放熱フィンを取り付ける場合に生じ得る取り付けの不具合や放熱フィンの脱落などの問題は起こらない。また、それぞれの界面部分に生じる熱応力も少ないと考えられる。放熱フィンを備える信頼性の高いプリント配線板１が得られると考えられる。
【００１３】
第１導体層１１の第１金属箔１２、めっき膜１３および導体層１５は、例えば、銅で形成され得る。しかし、第１金属箔１２、めっき膜１３および導体層１５の材料は、銅に限定されず、ニッケルなどの他の金属であってもよい。第１金属箔１２、めっき膜１３および導体層１５の材料は、熱伝導率が大きい金属材料であればよい。
【００１４】
実施形態のプリント配線板１では、導体層１５は、後述されるように、例えば電解めっきなどによりめっき膜１３上に形成される。めっき膜１３と導体層１５とは継ぎ目なく形成され得る。第１金属箔１２およびめっき膜１３からなるベース部１１ｂの厚さは、例えば、１２μｍ以上であって、５０μｍ以下である。
【００１５】
導体層１５の厚さは、放熱フィン１１ｆの高さＨ、すなわち放熱フィン１１ｆの第１面１０Ｂ側への突出部分の長さであり、例えば、８０μｍ以上であって、１０００μｍ以下である。好ましくは、放熱フィン１１ｆの高さＨは、２００μｍ以上であって、１０００μｍ以下である。一実施形態において、放熱フィン１１ｆは電解めっきによって形成される。放熱フィンの厚みや間隔、面積などを使用条件等にあわせて適切に設計および形成することが容易である。例えば、後述されるように、放熱フィン１１ｆを構成する導体層１５は、複数回の電解めっきにより段階的に形成され得る。さらに、放熱フィンの形成におけるファインピッチな加工も可能である。放熱フィン１１ｆは、好ましくは、放熱フィン１１ｆの各フィンの間のフィン間隔Ｓを小さくかつフィン高さＨを大きく形成される。各フィンの表面積が大きくなり、放熱フィン１１ｆの放熱面積が拡大される。放熱性能の高い放熱フィン１１ｆが得られる。例えば、一実施形態の放熱フィン１１ｆの、隣接する各フィン間の間隔Ｓに対する放熱フィン１１ｆの高さＨの比（トング比）は、０．４以上とすることができる。例えば、各フィン間の間隔Ｓは、１００μｍ以上であって、５００μｍ以下である。放熱フィン１１ｆの各フィンの厚さＤは、例えば２００μｍ以上であって、５００μｍ以下で形成される。各フィン間の間隔Ｓおよびフィンの厚さＤは、放熱フィン１１ｆの放熱量やフィン効率が最適となるよう選択され得る。
【００１６】
導体層１５により形成される放熱フィン１１ｆは、各フィンが第１絶縁層１０の第１面１０Ｂ側の外方に突き出すように、例えば、ピン型やくし型などに形成されている。図２Ａおよび２Ｂにそれぞれ、ピン型フィンおよびくし型フィンの例が示されている。図２Ａには、各フィンの平面形状が円形であるピン型フィンが示されているが、フィンの平面形状はこれに限定されるものではなく、任意の形状が選択され得る。例えば、フィンの平面形状は、三角形でも、矩形もしくは菱形でも、六角形などのそれ以上の多角形でも、十字形でも、また、楕円形でも構わない。また、図２Ａでは、全てのフィンが格子状の規則的な形に配置されている例が示されている。しかし、ピン型フィンは、隣接する２つのパターンの列でそれぞれ１／２ピッチずれたいわゆる千鳥状に配列されてもよい。このような配列により、放熱フィンで乱流が発生して、放熱効果が高まる場合がある。図２Ａに示される例において、各フィンの厚さＤは、ピン型フィンの径Ｄ１に相当し、フィンの径Ｄ１は、例えば２００μｍ以上であって、５００μｍ以下である。フィン間の間隔Ｓは、例えば１００μｍ以上であって、５００μｍ以下である。なお、便宜上「径」という用語が用いられているが、これは、フィンの外周に属する２点間の距離の内、最大の値を意味している。ピン型フィンとすることによって、フィンの表面積が大きくなり放熱フィンの放熱性能がより高まることがある。
【００１７】
図２Ｂは、導体層１５によって、図２Ｂ上、左右方向に等間隔をおいて並列状に配置された複数のブレードフィンが形成されているくし型フィンの例である。図２Ｂの例では、ストレート形状のブレードからなるくし型フィンが示されている。このようなフィンの場合、各フィンの厚さＤは、ブレードフィンの厚さＤ２に相当し、ブレードフィンの厚さＤ２は、例えば、２００μｍ以上、５００μｍ以下である。ブレードフィン間の間隔Ｓは、例えば１００μｍ以上であって、５００μｍ以下である。ピン型フィンの代わりにくし型フィンの形状とすることで、放熱フィンに直線流路が形成されて高い放熱性能が得られることがある。また、フィンを波状にうねらせるウェービングフィンや、フィンを長手方向に分割して横方向にオフセットを付けて配列されるオフセットフィンが形成されていてもよい。放熱性能が向上する可能性がある。
【００１８】
前述のように、放熱フィン１１ｆを形成する導体層１５は、例えば、電解めっきによって形成されるめっき膜である。したがって、実施形態の放熱フィンは、通常の配線板の回路形成プロセスを用いて製造され得る。また、薄肉かつ狭ピッチのブレードフィンや極細のピン型フィンなどの形成が容易であると考えられる。
【００１９】
図３に、例えば８０μｍ以上の高さＨを有するフィンの例の断面図が拡大図で示されている。この例では、ピン型フィンを形成する導体層１５が三回の電解めっきで形成されている。一度の電解めっきでは形成できない高さの高いフィンを形成することができる。図３に示される例では、ピン型フィンの径が一回の電解めっき毎に小さくなるように、電解めっきが行われている。このため、ピン型フィンは、先端に向かうに従って段階的に先細りする形状を有している。すなわち、ピン型フィンのめっき膜１３とは反対側の端面の径Ｄ３は、めっき膜１３側の径Ｄ１より小さく形成されている。そして、ピン型フィンの一回の電解めっきによって形成されるそれぞれの部分は、めっき膜１３に対して略垂直な側面を有している。このようにピン型フィンが複数回の電解めっきによって形成されても、それぞれのめっき層は、互いに直接接合されているため、例え放熱フィン１１ｆにストレスが働いても、めっき層同士の接合部分にクラック等の不具合は発生し難いと考えられる。さらに、本実施形態では、より太い径を有するフィン上に細い径のフィンをめっきにて形成していくため、めっきを行うためのアライメントが容易であると考えられる。また、先細りする形状をピン型フィンが有することにより、フィンピッチの小さい放熱フィンにおいても、フィン先端付近におけるフィン間の空気の移動が容易となる可能性がある。
【００２０】
実施形態のプリント配線板の放熱フィンは、図３の例に限定されず、所望の回数の電解めっきを繰り返すことによって所望の高さのフィンに形成され得る。また、各フィンの側面は、図３に示される例のように階段状に先細りする形状で形成される必要はなく、例えば、一定のテーパー角度をもつように形成されていてもよい。また、先細りの形状の代わりに、各フィンのめっき膜１３と対向する端面の径Ｄ１とめっき膜１３とは反対側の端面の径とが等しい形状を有するフィンが、複数回の電解めっきによって形成されてもよい。なお、このような複数回の電解めっきによって形成されるフィンは、ピン型フィンに限らず、ブレードフィンであってもよい。
【００２１】
プリント配線板１は、前述のように、第１導体層１１と第２導体層２１との間の第１絶縁層１０を含んでいる。この第１絶縁層１０は、１層とは限らず、導体層を介して積層された複数層を有する絶縁層でもよい。すなわち、第１絶縁層１０は、１または２以上の絶縁層と導体層とが交互に積層されている積層体を有する絶縁層でもよい。第１絶縁層１０となる絶縁材は、例えば、フィルム状に形成されたエポキシ樹脂や、ガラス繊維などの補強材にエポキシ樹脂を含浸してなるプリプレグでもよい。第１絶縁層１１の厚さは、例えば、１０μｍ以上であって、１００μｍ以下である。
【００２２】
また、第１絶縁層１０には、第１導体層１１と第２導体層２１とを接続する複数のビア導体が形成されている。複数のビア導体のうち、第１ビア導体３１は、第１導体層１１と第２導体層２１との間を、高い熱伝導性を備えて熱的に接続する、所謂サーマルビアとして機能し得る。したがって、第１ビア導体３１は、少なくとも熱に関して良好な伝導性を備えていることが好ましい。一方で、第１ビア導体３１は第１導体層１１と第２導体層２１との間をそれぞれ電気的にも接続するので、電気的にも良好な伝導体であることが好ましい。
【００２３】
図１に示されるように、第１絶縁層１０の第２面１０Ｆ側には、第２導体層２１が設けられている。そして、第２導体層２１には、部品実装用のランド部を含む任意の導体パターンが形成されている。ランド部と第１導体層１１との間は、サーマルビアの機能を有する第１ビア導体３１で接続されている。ランド部には、外部の電子部品Ｅ１が、はんだなどの接合材Ｅ２によりフリップチップ方式などで実装される。すなわち、プリント配線板１では、第２面１０Ｆ側が部品実装面である。電子部品Ｅ１としては、例えば、半導体装置のような能動部品や、抵抗やインダクタなどの受動部品等が挙げられる。
【００２４】
実施形態のプリント配線板１では、電子部品により発生した熱は、ランド部で外方に広がり表面からの輻射により放熱されるとともに、第１ビア導体３１を介して効率的に第１導体層１１へと伝導により放熱される。プリント配線板１は、第１導体層１１として放熱性に優れた放熱フィン１１ｆを第１絶縁層１０の第１面１０Ｂ側の外層に備えているため、第１ビア導体３１を介して第１導体層１１に伝導した熱は、放熱フィン１１ｆから効率よく放熱される。したがって、プリント配線板１は、動作時に発熱を伴う電子部品、例えば、電力系半導体、電力系抵抗器、および、発光ダイオードなどがプリント配線板に実装される場合に特に適していると考えられる。例えば、プリント配線板１は発熱量の大きいＬＥＤ実装用の向上した放熱性を有する基板として良好に使用され得る。このようなプリント配線板１では、部品実装用のランド部は、ＬＥＤなどの発光素子を実装するための発光素子搭載パッドである。
【００２５】
サーマルビアとして機能する第１ビア導体３１は、後述のように、銅などの熱伝導率の高い金属で形成され得る。第１絶縁層１０の第２面１０Ｆ側の部品実装用のランド部から第１ビア導体３１を介して第１導体層１１の放熱フィン１１ｆに効率よく熱が伝導し得ると考えられる。例えば、第１ビア導体３１は、銅のめっき膜により形成されている。
【００２６】
第２導体層２１は、前述のように、部品実装用のランド部以外に、所定の導体パターンを含み得る。第２導体層２１は、例えば、金属箔およびめっき膜などにより形成されている。図１の例では、第２導体層２１は、金属箔２２およびめっき膜２３から形成されている。第２導体層２１の導体パターンは、サブトラクティブ法やアディティブ法など任意の方法で形成され得る。第２導体層２１の材料としては、銅やニッケルなどが例示される。しかし、第２導体層２１の材料はこれらに限定されない。第２導体層２１の厚さは、例えば、１０μｍ以上であって、７０μｍ以下である。
【００２７】
図１の例では、プリント配線板１は、第２導体層２２上に形成されているカバーレイ５１をさらに含んでいる。カバーレイ５１は、第２導体層２２の部品実装用のランド部を露出させる開口を有している。カバーレイ５１は、絶縁性を有する保護膜として機能し得る。カバーレイ５１の材料としては、高い耐熱性をもつものが好ましい。また、可視光領域における反射率の高い、導体回路保護用カバーレイフィルムが好ましいことがある。また、カバーレイ５１を形成することによって、プリント配線板１の耐マイグレーション特性も向上され得る。カバーレイ５１を形成することにより、例えば１つまたはそれ以上の複数のＬＥＤ等の発光素子を実装させたプリント配線板における導体回路の絶縁や保護が好適に行われると考えられる。
【００２８】
実施形態のプリント配線板１では、放熱フィン１１ｆが、第１絶縁層１０および第１絶縁層１０の第２面１０Ｆ側の導体層と、一体物として形成されている。そして、第２導体層２１の部品実装用のランド部と第１導体層１１の放熱フィン１１ｆは、互いを接続するビア導体と直接接合されている。したがって、熱伝導経路の単純化が可能になり、半導体装置の薄型化を促進することもできると考えられる。
【００２９】
次に、図１に示されるプリント配線板１を例に、一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例が、図４Ａ〜４Ｉを参照して説明される。なお、図４Ａ〜４Ｉにおいて、各構成要素の厚さの正確な比率を示すことは意図されていない。
【００３０】
図４Ａに示されるように、第１面１０Ｂおよび第１面１０Ｂと反対側の第２面１０Ｆを有する第１絶縁層１０が用意される。第１絶縁層１０の第１面１０Ｂおよび第２面１０Ｆの両方に、それぞれ、金属箔１２、２２が設けられている。第１絶縁層１０を構成する絶縁部材としては、例えばエポキシ樹脂などの絶縁性の樹脂が用いられる。好ましくは、第１絶縁層１０を構成する絶縁部材には、ガラス繊維などの補強材にエポキシ樹脂を含浸してなる、所謂プリプレグが用いられる。第１絶縁層１０の材料は、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）、フェノール樹脂などであってもよい。また、第１絶縁層１０の材料には、シリカ（ＳｉＯ2）などの無機フィラーが含まれていてもよい。第１絶縁層１０としては、図４Ａに示されているような１層の絶縁層ではなく、第１絶縁層１０の第２面１０Ｆ側に１または２以上の導体層と絶縁層とが交互に積層されて形成される、複数層からなる絶縁層が用いられてもよい。この場合、複数層からなる絶縁層の第１絶縁層１０上に金属箔１２が設けられ、複数層からなる絶縁層の第１絶縁層１０と反対側の表面を形成する絶縁層上に金属箔２２が設けられ得る。
【００３１】
金属箔１２、２２としては、例えば、３μｍ以上であって、１２μｍ以下の厚さの銅箔が用いられる。しかしながら、金属箔１２、２２の材料は、これに限定されない。金属箔１２、２２は、例えば、他の金属からなる膜状体または箔状体であってもよい。
【００３２】
第１絶縁層１０を構成する絶縁部材がプリプレグなどである場合、第１絶縁層１０と、金属箔１２、２２のそれぞれとが互いに向かって加圧され、さらに加熱される。その結果、プリプレグが本硬化すると共に、第１絶縁層１０と金属箔１２、２２のそれぞれとが接合される。
【００３３】
次に、図４Ｂに示されるように、第１絶縁層１０を貫通する導通用孔３１ａが形成される。導通用孔３１ａは、第１絶縁層１０の第１ビア導体３１（図４Ｃ参照）の形成場所に、金属箔１２側の表面からレーザー光を金属箔２２が露出するまで照射することにより形成される。金属箔１２側の表面からレーザー光が照射されると、金属箔１２側が幅広で、金属箔２２側で幅狭の導通用孔３１ａが形成される。レーザー光の種類としては、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザーなどが例示されるが、これらに限定されない。
【００３４】
続いて、例えば銅の無電解めっきなどにより、導通用孔３１ａ内に銅被膜（図示せず）が形成される。この被膜は、スパッタリングや真空蒸着などにより形成されてもよい。被膜の材料としては、銅が好ましいが、銅に限定されるものではない。例えば銅被膜の厚さは、０.０５μｍ以上であって、１.０μｍ以下程度である。
【００３５】
続いて、銅被膜をシード層とする電解めっきにより電解めっき膜が形成される。図４Ｃに示されるように、導通用孔３１ａ内に電解めっき膜が埋め込まれる。導通用孔３１ａ内の銅被膜および電解めっき膜からなるめっき膜によって第１ビア導体３１が形成される。また、第１ビア導体３１の形成と共に、第１絶縁層１０の第１面１０Ｂ側の金属箔１２上に銅被膜および電解めっき膜からなるめっき膜１３が形成され、第２面１０Ｆ側の金属箔２２上に銅被膜および電解めっき膜からなるめっき膜２３が形成される。金属箔１２およびめっき膜１３は、放熱フィンに対するベース部１１ｂ（図１参照）を構成する。
【００３６】
図４Ｄに示されるように、金属箔２２およびめっき膜２３がパターニングされて第２導体層２１が形成される。例えば、エッチングレジスト膜（図示せず）がめっき膜２３上に形成され、第２導体層２１の導体パターンに応じて形成されているマスクを通して露光され、その後現像される。第２導体層２１の導体パターンとなる金属箔２２およびめっき膜２３の部分がエッチングレジストに覆われている状態でエッチングが行われる。エッチングレジストから露出しているめっき膜２３の部分、次いで金属箔２２の部分が順に除去されることにより、所定の導体パターンを有する金属箔２２およびめっき膜２３からなる第２導体層２１が形成される。第２導体層２１には、部品実装用のランド部が形成されている。
【００３７】
図４Ｅに示されるように、部品実装用のランド部上に開口を有するカバーレイ５１が第２導体層２１上に形成される。例えば、カバーレイフィルムにおいて部品を実装する箇所が窓抜き加工される。加工されたカバーレイフィルムが第２導体層２１上に積層される。なお、窓抜き加工する方法としては、特に制限されるものではなく、ビク型を用いる方法や、レーザー加工する方法等が用いられ得る。カバーレイフィルムとしては、例えばポリイミド樹脂等の耐熱性の高い樹脂フィルムが使用され得る。樹脂フィルムは、例えば、接着剤により第２導体層２１に貼り付けられる。
【００３８】
続いて、めっき膜１３上に放熱フィン１１ｆ（図１参照）が形成される。図４Ｆに示されるように、めっき膜１３上に、放熱フィン形成用のめっきレジスト４１が形成される。第１絶縁層１０の第２面１０Ｆ側、すなわちカバーレイ５１上およびカバーレイ５１から露出されている部品実装用のランド部を構成する第２導体層２１上にも、めっきレジスト４２は形成される。めっき膜１３上のめっきレジスト４１の厚さは、放熱フィン１１ｆの高さＨ（図１参照）と略同程度か、それより若干厚くされ得る。次いで、図４Ｇに示されるように、めっき膜１３上のめっきレジスト４１に、例えばフォトリソグラフィ技術により、開口４１ａが、放熱フィン１１ｆの形成位置に設けられる。開口４１ａの底面には、めっき膜１３が露出されている。
【００３９】
続いて、図４Ｈに示されるように、めっき膜１３をシード層とする電解めっきにより開口４１ａ内に、放熱フィン１１ｆとなる厚い導体層１５が形成される。導体層１５は、好ましくはめっき膜１３と同じ材料で形成され、好ましくは銅で形成される。開口４１ａ内への導体層１５の形成は、電解めっき法ではなく、導電性ペーストの充填により行われてもよい。導電性ペーストとしては、銀、銅、金、ニッケルなどから選ばれる１または２以上の金属粒子を含む導電性ペーストが使用され得る。金属粒子としては、銅が好ましい。導電性ペーストの充填後、導電性ペーストは加熱され硬化される。すなわち、導電性ペーストの固化物で開口４１ａ内が充填される。開口４１ａ内に導体層１５が形成される。
【００４０】
導体層１５は、めっきレジスト４１の表面４１Ｓよりも低い高さに形成されるか、または、表面４１Ｓと略同じ高さに形成され得る。したがって、導体層１５から形成される各フィンのめっき膜１３と反対側の端面１５Ｓは、めっきレジスト４１の表面４１Ｓより凹むか、略面一とされ得る。
【００４１】
各フィンの端面１５Ｓは、その後、研磨され得る。各フィンの高さＨが略均一な放熱フィン１１ｆが形成される。また、研磨は各フィンの高さＨが所望の値となるまで行われてもよい。前述のように、好ましい放熱フィン１１ｆの高さＨは、例えば、２００μｍ以上、１０００μｍ以下である。
【００４２】
導体層１５の形成のための電解めっきは、放熱フィン１１ｆの高さＨや厚さＤに応じた適切なめっき時間をかけて行われる。電解めっき工程は、めっき液の特性やめっき条件などに応じて複数回にわたって行われてもよい。その結果、前述のように、例えば図３に示される段階的に先細りする形状を有するフィンが形成されてもよい。複数回のめっきにより、例えば、フィンの厚さＤが２００μｍ程度であって、高さＨが６００μｍ程度のフィンが形成され得る。より放熱性能の向上した放熱フィンが得られる可能性がある。
【００４３】
その後、めっきレジスト４１、４２が除去される。図４Ｉに示されるように、ベース部１１ｂを金属箔１２と共に構成するめっき膜１３上に導体層１５からなる放熱フィン１１ｆが形成される。第１導体層１１に放熱フィン１１ｆを備えた図１に示されるプリント配線板１が完成する。
【００４４】
前述の説明では、図１に示されるプリント配線板１を例に、厚い導体層１５の形成による放熱フィン１１ｆの形成工程が説明された。しかし、第１導体層１１に設けられる放熱フィンは、図１に示される構造に限定されない。例えば、本実施形態の配線板の製造方法において、めっき膜１３上への放熱フィン１１ｆとなる厚い導体層１５の形成は必須ではない。例えば、厚い導体層１５の形成の代わりに、図１の例の導体層１５の厚みより厚くめっき膜１３が形成されて、このめっき膜１３がエッチンングされることによって、放熱フィン１１ｆが形成されてもよい。このような厚いめっき膜１３を用いる一実施形態の配線板の製造方法の他の例が、図５Ａ〜５Ｈを参照して以下に説明される。なお、図５Ａ〜５Ｈにおいて、プリント配線板１と同じ構成要素には図１の符号と同じ符号が付され、それら同様の構成要素の形成方法についての説明は適宜省略されている。
【００４５】
まず、前述の図４Ａと同様に、第１面１０Ｂ上に金属箔１２を、第１面１０Ｂと反対側の第２面１０Ｆ上に金属箔２２を有する第１絶縁層１０が準備される。そして、図４Ｂに示される工程と同様の工程を経ることにより、図５Ａに示されるように、第１絶縁層１０を貫通する導通用孔３１ａが形成される。導通用孔３１ａは、図４Ｂに示される例と同様に、金属箔１２側が幅広で金属箔２２側が幅狭である形状を有している。その後、導通用孔３１ａ内に図示されない銅被膜が形成される。
【００４６】
図５Ｂに示されるように、銅被膜をシード層とする電解めっきにより、第１絶縁層１０の第１面１０Ｂ側に厚いめっき膜１３０が形成される。すなわち、導通用孔３１ａ内に電解めっき膜が埋め込まれて導通用孔３１ａ内の銅被膜および電解めっき膜からなるめっき膜で形成される第１ビア導体３１が形成される。また、第１ビア導体３１の形成と共に、第１絶縁層１０の第１面１０Ｂ側の金属箔１２上に銅被膜および厚い電解めっき膜からなる厚いめっき膜１３０が形成される。この例では、第１導体層１１は、金属箔１２と厚いめっき膜１３０とで構成される。本実施形態では、金属箔１２の厚さおよびめっき膜１３０の厚さの合計が、ベース部１１ｂ（図１参照）の厚さに放熱フィン１１ｆ（図１参照）の高さを加えた大きさに略等しい。すなわち、めっき膜１３０は、放熱フィンの高さより厚い厚さで形成され得る。この例では、図４Ｃの例と異なり、第１絶縁層１０の第２面１０Ｆ側にはめっき膜は形成されない。例えば、めっき膜１３０の形成中、第２面１０Ｆを覆うめっきレジスト（図示せず）が形成される。
【００４７】
図５Ｃに示されるように、図４Ｄの工程と同様のパターニングが金属箔２２に行われる。第２導体層２１０が形成される。図４Ｄの例と同様に、第２導体層２１０には、部品実装用のランド部が設けられている。続いて、図５Ｄに示されるように、図４Ｅの工程と同様のカバーレイ５１が、部品実装用のランド部を露出するように第２導体層２１０上に形成される。
【００４８】
図５Ｅに示されるように、めっき膜１３０上に、レジスト層４５が形成される。図４Ｆの例と同様に、第１絶縁層１０の第２面１０Ｆ側、すなわちカバーレイ５１上およびカバーレイ５１から露出されている部品実装用のランド部を構成する第２導体層２１０上にも、レジスト層４６が形成される。次いで、図５Ｆに示されるように、放熱フィンを形成する部分がレジスト層４５に覆われ、その他の部分がレジスト層４５から露出するように、例えばフォトリソグラフィ技術により、レジスト層４５に開口４５ａが設けられる。
【００４９】
図５Ｇに示されるように、レジスト層４５に覆われずに露出しているめっき膜１３０が所定の深さまで除去される。しかし、めっき膜１３０のレジスト層４５に覆われている部分は、除去されない。このめっき膜１３０のレジスト層４５に覆われていて除去されない部分により放熱フィン１１ｆが形成される。めっき膜１３０の除去には、例えばエッチング、サンドブラストなどによる研削などによる方法が用いられる。本実施形態では、めっき膜１３０の一部が放熱フィン１１ｆの高さＨと略等しい深さまで除去される必要がある。したがって、除去にエッチングが使用される場合、例えば、エッチングのための薬液を強い勢いで噴出させて製造途中のプリント配線板のめっき膜１３０の所定の位置に吹きかけるなどの方法が用いられ得る。除去により、各フィンが高さＨを有している放熱フィン１１ｆと、金属箔１２および金属箔１２側のめっき膜１３０の一部から形成されるベース部１１ｂとが形成される。この例においても、放熱フィン１１ｆの各フィンの側面が金属箔１２に対して略垂直でなくても、また、各フィンが先細りの形状を有していたり、段階的に細くなっていく径を有していたりしてもよい。
【００５０】
続いて、レジスト層４５、４６が除去される。図５Ｈに示されるように、金属箔１２およびめっき膜１３０の一部からなるベース部１１ｂと、めっき膜１３０の残りの部分からなる放熱フィン１１ｆと、を含む第１導体層１１を有するプリント配線板１００が完成する。
【００５１】
図５Ａ〜５Ｈに示されるような厚いめっき膜１３０が形成される代わりに、第１面１０Ｂ上に厚い金属箔が設けられた第１絶縁層１０が用いられてもよい。このような一実施形態の配線板の製造方法のさらに他の例が、図６Ａ〜６Ｉを参照して以下に説明される。なお、図６Ａ〜６Ｉにおいて、プリント配線板１と同じ構成要素には図１の符号と同じ符号が付され、それら同様の構成要素の形成方法についての説明は適宜省略されている。
【００５２】
図６Ａに示されるように、第１面１０Ｂ上に厚い金属箔１２０が設けられ、第１面１０Ｂと反対側の第２面１０Ｆ上には図４Ａに示される例と同様の厚さであり、金属箔１２０と比べて薄い金属箔２２が設けられている第１絶縁層１０が用意される。図６Ａの例では、厚い金属箔１２０として、放熱フィンの高さＨ（図６Ｈ参照）の厚さより厚い金属箔１２０が、第１絶縁層１０に設けられている。厚い金属箔１２０としては、例えば銅箔が用いられる。金属箔１２０は他の材料から成る金属箔であってもよい。金属箔１２０、２２と第１絶縁層１０との接合は、図４Ａの例と同様に行われ得る。
【００５３】
次に、図６Ｂに示されるように、第１絶縁層１０を貫通する導通用孔３２ａが形成される。図４Ｂおよび図５Ａの例とは異なり、厚い金属箔１２０が第１面１０Ｂ上に設けられているこの例では、導通用孔３２ａは、第１絶縁層１０の第１ビア導体３２（図６Ｃ参照）の形成場所に、薄い金属箔である金属箔２２側の表面からレーザー光を照射することにより形成される。したがって、導通用孔３２ａは、金属箔２２側が幅広で、金属箔１２０側が幅狭である形状を有している。導通用孔３２ａの底面には、金属箔１２０が露出されている。
【００５４】
導通用孔３２ａ内に銅被膜（図示せず）が形成された後、図４Ｃ〜４Ｅに示される工程と同様の工程が行われる。図６Ｃに示されるように、導通用孔３２ａ内の銅被膜および電解めっき膜からなるめっき膜で形成される第２ビア導体３２が形成される。第２ビア導体３２の形成と共に、金属箔１２０上に銅被膜および電解めっき膜からなるめっき膜１３が形成され、金属箔２２上に銅被膜および電解めっき膜からなるめっき膜２３が形成される。すなわち、この例では、第１導体層１１は、厚い金属箔１２０とめっき膜１３とから構成される。次いで、金属箔２２およびめっき膜２３がパターニングされて、部品実装用のランド部を含む第２導体層２１が形成される（図６Ｄ参照）。さらに、第２導体層２１上に、部品実装用のランド部上に開口を有するカバーレイ５１が形成される（図６Ｅ参照）。
【００５５】
続いて、図５Ｅ〜５Ｈに示される工程と同様の工程が行われて、第１導体層１１に放熱フィンが形成される。まず、図５Ｅに示される工程と同様の工程で、めっき膜１３上にレジスト層４５が形成され、カバーレイ５１上およびカバーレイ５１から露出されている第２導体層２１上にレジスト層４６が形成される（図６Ｆ参照）。図５Ｆに示される工程と同様の工程で、レジスト層４５に開口４５ａが設けられる（図６Ｇ参照）。次に、図５Ｇに示される工程と同様に、エッチング等により、レジスト層４５に覆われずに露出しているめっき膜１３およびレジスト層４５が積層されていない金属箔１２０の部分の一部が除去される（図６Ｈ参照）。この例では、第１導体層１１は、表面１１Ｓから順に、めっき膜１３および厚い金属箔１２０が積層されているため、放熱フィン１１ｆ形成箇所以外のめっき膜１３は除去され、そして、その後厚い金属箔１２０が、表面１１Ｓからのエッチングの深さがフィンの所望の高さＨと略等しくなるまで、除去される。その後、図５Ｈに示される例と同様に、レジスト層４５、４６が除去される。図６Ｉに示されるように、めっき膜１３および金属箔１２０の一部からなる放熱フィン１１ｆと、第１絶縁層１０側の金属箔１２０の一部からなるベース部１１ｂと、を含む第１導体層１１を有するプリント配線板１０１が完成する。
【００５６】
実施形態のプリント配線板の製造方法は、図４Ａ〜４Ｉ、図５Ａ〜５Ｈおよび図６Ａ〜６Ｉを参照して説明された方法に限定されない。実施形態のプリント配線板の製造方法には、前述の各工程以外に任意の工程が追加されてもよく、前述の説明で説明された工程のうちの一部が省略されてもよい。例えば、図４Ｃで示される、めっき膜１３の形成工程の後に、放熱シートがめっき膜１３上に積層される工程が追加されていてもよい。図７にその例が示される。この例では、めっき膜１３の形成後に、めっき膜１３上に放熱シート６１が積層され、その上に金属膜６２が積層されて、加熱プレスされる。放熱シート６１としては例えば、熱伝導性に優れたシリコーン系やアクリル系などの放熱シートが使用され得る。金属膜６２としては例えば銅箔が用いられる。しかしながら、放熱シート６１や金属膜６２の材料は、これらに限定されない。金属膜６２の形成後、図４Ｄ〜４Ｉで示される工程と同様の工程が行われる。図７で示されるような放熱シート６１が、第１絶縁層１０の第１面１０Ｂ側に挟み込まれたプリント配線板２００が形成され得る。
【符号の説明】
【００５７】
１、１００、１０１、２００    プリント配線板
１０    第１絶縁層
１０Ｂ  第１絶縁層の第１面
１０Ｆ  第１絶縁層の第２面
１１    第１導体層
１１ｂ  ベース部
１１ｆ  放熱フィン
１２、２２、１２０  金属箔
１３、２３、１３０  めっき膜
１５    導体層
２１、２１０  第２導体層
３１、３２  第１ビア導体
４１、４２  めっきレジスト
４５、４６  レジスト層
５１    カバーレイ
Ｅ１    電子部品
【図１】
2018207083.tif 000003
【図２Ａ】
2018207083.tif 000004
【図２Ｂ】
2018207083.tif 000005
【図３】
2018207083.tif 000006
【図４Ａ】
2018207083.tif 000007
【図４Ｂ】
2018207083.tif 000008
【図４Ｃ】
2018207083.tif 000009
【図４Ｄ】
2018207083.tif 000010
【図４Ｅ】
2018207083.tif 000011
【図４Ｆ】
2018207083.tif 000012
【図４Ｇ】
2018207083.tif 000013
【図４Ｈ】
2018207083.tif 000014
【図４Ｉ】
2018207083.tif 000015
【図５Ａ】
2018207083.tif 000016
【図５Ｂ】
2018207083.tif 000017
【図５Ｃ】
2018207083.tif 000018
【図５Ｄ】
2018207083.tif 000019
【図５Ｅ】
2018207083.tif 000020
【図５Ｆ】
2018207083.tif 000021
【図５Ｇ】
2018207083.tif 000022
【図５Ｈ】
2018207083.tif 000023
【図６Ａ】
2018207083.tif 000024
【図６Ｂ】
2018207083.tif 000025
【図６Ｃ】
2018207083.tif 000026
【図６Ｄ】
2018207083.tif 000027
【図６Ｅ】
2018207083.tif 000028
【図６Ｆ】
2018207083.tif 000029
【図６Ｇ】
2018207083.tif 000030
【図６Ｈ】
2018207083.tif 000031
【図６Ｉ】
2018207083.tif 000032
【図７】
2018207083.tif 000033