(57)【要約】【課題】放熱性を向上するとともに、設計上の制約を低減することが可能な配線基板を提供すること。【解決手段】配線パターンが形成された回路基板１１と、絶縁性の樹脂で形成された第１の絶縁層３と、絶縁性の樹脂で形成された第２の絶縁層８と、第１の絶縁層３と第２の絶縁層８によって挟まれたシート状の、導電性を有するグラファイトシート２とを有し、回路基板１１の配線パターンが形成された側に設けられた放熱層２０とを備え、放熱層２０は、第１の絶縁層３とグラファイトシート２と第２の絶縁層８を貫通し、配線パターンの全部又は一部と電気的に接続され、導電性材料によって形成された導電部４と、導電部４とグラファイトシート２の間を絶縁するために、絶縁性の樹脂によって形成された絶縁部５とを有する、配線基板である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する熱伝導部材の両面に、第１の絶縁層素材と第２の絶縁層素材を配置し、放熱層素材を作製する配置工程と、
前記放熱層素材に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔が形成された前記放熱層素材を加熱及び加圧する加熱加圧工程と、
前記加熱加圧工程によって狭窄された前記貫通孔に導電性材料を充填し、導電部素材を形成する充填工程と、
前記導電部素材が形成された前記放熱層素材と、回路基板を接合する接合工程とを備え、
前記加熱加圧工程において、前記貫通孔の一部を構成する前記熱伝導部材の内壁を覆うように前記第１の絶縁層素材及び前記第２の絶縁層素材を形成する樹脂がまわりこみ、前記熱伝導部材と前記導電部素材の間を絶縁する前記絶縁部素材が形成される、配線基板の製造方法。
【請求項２】
導電性を有する熱伝導部材の両面に、第１の絶縁層素材と第２の絶縁層素材を配置し、放熱層素材を作製する配置工程と、
前記放熱層素材に第１の貫通孔を形成する第１の貫通孔形成工程と、
前記第１の貫通孔に絶縁性の樹脂を充填する充填工程と、
前記第１の貫通孔に絶縁性の樹脂が充填された前記放熱層素材を加熱及び加圧する加熱加圧工程と、
前記樹脂が充填された前記第１の貫通孔に、前記第１の貫通孔より径の小さい第２の貫通孔を形成する第２の貫通孔形成工程と、
前記第２の貫通孔に導電性材料を充填し、導電部素材を形成する充填工程と、
前記導電部素材が形成された前記放熱層素材と、回路基板を接合する接合工程とを備え、
前記第２の貫通孔形成工程により、前記熱伝導部材と前記導電部素材の間を絶縁する絶縁部素材が形成される、配線基板の製造方法。
【請求項３】
導電性を有する熱伝導部材に第１の貫通孔を形成する第１の貫通孔形成工程と、
前記第１の貫通孔が形成されている前記熱伝導部材の両面に、第１の絶縁層素材と第２の絶縁層素材を配置し、加熱及び加圧して放熱層素材を作製する放熱層素材形成工程と、
前記放熱層素材の、前記第１の貫通孔が形成されている部分に、前記第１の貫通孔よりも径の小さい第２の貫通孔を形成する第２の貫通孔形成工程と、
前記第２の貫通孔に導電性材料を充填し、導電部素材を形成する充填工程と、
前記導電部素材が形成された前記放熱層素材と、回路基板を接合する接合工程とを備え、
前記第２の貫通孔形成工程において、前記加熱及び加圧によって前記第１の貫通孔の内側にまわりこんだ樹脂のうち、前記第２の貫通孔の内側の部分が取り除かれ、前記熱伝導部材と前記導電部素材の間を絶縁する絶縁部素材が形成される、配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記第２の貫通孔形成工程とともに、前記第１の絶縁層と前記熱伝導部材と前記第２の絶縁層を貫通する第３の貫通孔を形成する第３の貫通孔形成工程を備え、
前記充填工程は、前記第２の貫通孔とともに、前記第３の貫通孔に前記導電性材料を充填することによって、前記熱伝導部材と接触し、前記回路基板と電気的に絶縁される放熱部素材を形成する工程である、請求項３記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記熱伝導部材は、グラファイト材料である、請求項１〜３のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記第１の絶縁層素材を形成する樹脂、前記第２の絶縁層素材を形成する樹脂、及び前記絶縁部素材を形成する樹脂は、同じ材料である、請求項１〜３のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１の絶縁層素材を形成する樹脂、前記第２の絶縁層素材を形成する樹脂、及び前記絶縁部を形成する樹脂素材は、それぞれフェノール、ユリア、ポリエレタン、及びエポキシの中から選択される少なくとも１種類の樹脂材料である、請求項１〜３のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記導電性材料は、フェノール、ユリア、ポリエレタン、及びエポキシの中から選択される少なくとも１種類の樹脂材料と、金、銀、銅、ニッケル、カーボンの中から選択される少なくとも１種類の導電性材料を含んでいる、請求項１〜３のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
【請求項９】
配線パターンが形成された回路基板と、
絶縁性の樹脂で形成された第１の絶縁層と、絶縁性の樹脂で形成された第２の絶縁層と、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層によって挟まれたシート状の、導電性を有する熱伝導部材とを有し、前記回路基板の前記配線パターンが形成された側に設けられた放熱層とを備え、
前記放熱層は、
前記第１の絶縁層と前記熱伝導部材と前記第２の絶縁層を貫通し、前記配線パターンの全部又は一部と電気的に接続され、導電性材料によって形成された導電部と、前記導電部と前記熱伝導部材の間を絶縁するために、絶縁性の樹脂によって形成された絶縁部とを有する、配線基板。
【請求項１０】
配線パターンが形成された別の回路基板を更に備え、
前記別の回路基板は、前記放熱層に、前記回路基板と反対側であって、その配線パターンが形成された面が前記放熱層と対向するよう設けられている、請求項９記載の配線基板。
【請求項１１】
前記第１の絶縁層と前記熱伝導部材と前記第２の絶縁層を貫通し、前記導電性材料によって形成された放熱部を備え、
前記放熱部は、前記熱伝導部材と接触し、前記回路基板と電気的に絶縁されている、請求項９記載の配線基板。
【請求項１２】
請求項９記載の配線基板と、
前記回路基板に実装された電子部品とを備えた、電子装置。
【請求項１３】
前記電子部品は、半導体部品である、請求項１２記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板、それを用いた電子装置、及び配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やデジタルカメラ、ノート型パソコンなどの携帯型の電子機器では、小型・高機能化に伴い、電子装置部における高い放熱性能を有することが求められている。
【０００３】
一般的に、電子装置では、半導体チップが発生した熱を効率よく放熱するために、半導体チップに放熱器として作用する金属平板や冷却ファンを備えるヒートシンクが取り付けられることが多い。半導体チップで発生した熱が、ヒートシンクに伝達され、さらにその表面から大気中に発散されることによって、放熱が実現されている。
【０００４】
図１０は、従来の電子装置の断面構成図であり、発熱量の増大に伴う放熱構造を説明する図である。
【０００５】
図１０に示す電子装置では、回路基板１０４１上に回路基板電極１０４２が形成されており、接続用のはんだ１０４３を介して、半導体部品１０４４が回路基板１０４１に実装されている。また、図中、半導体部品１０４４の放熱対策部品として、半導体部品１０４４の上側には、ヒートシンク１０４５が配置されており、ヒートシンク１０４５の上側には空冷ファン１０４６が配置されている。このように、半導体の発熱量の増大が進むにつれて、図１０に示すようにヒートシンク１０４５の大型化や空冷ファン１０４６や水冷システムの設置で対応しなければならなくなる。
【０００６】
しかしながら、携帯電話やデジタルカメラ、ノート型パソコンなどの携帯型電子機器ではこのような放熱器に割くスペースには限りがあるので、ヒートシンク１０４５の大型化には限界がある。また空冷ファン１０４６や水冷システムの設置・搭載使用に対してはスペースの課題に加え、バッテリーの消耗速度の加速化につながり、実質的には困難である。
【０００７】
一方、半導体部品の放熱に関して、熱伝導率の高いグラファイトシートを用いる手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００６−１９６５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した図１０に示す電子装置に対して、上記特許文献１に示すグラファイトシートを用いようとすると、例えば、図中、回路基板１０４１の下側（面１０４１ｂ側）にグラファイトシートを配置することが考えられる。
【００１０】
しかしながら、グラファイトシートは導電性を有しているためグラファイトシートの下側に電子部品を配置し、多層基板を実現しようとしても、回路基板１０４１と電気的に接続することが出来ないという問題があった。
【００１１】
このように、片面にしか回路部品を配置できないという設計上の制約があるため、電子部品の小型化が実現できなかった。
【００１２】
本発明は、放熱性を向上するとともに、設計上の制約を低減することが可能な配線基板、それを用いた電子装置、及び配線基板の製造方法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】
【００１３】
上記目的を達成するために、第１の本発明は、
導電性を有する熱伝導部材の両面に、第１の絶縁層素材と第２の絶縁層素材を配置し、放熱層素材を作製する配置工程と、
前記放熱層素材に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔が形成された前記放熱層素材を加熱及び加圧する加熱加圧工程と、
前記加熱加圧工程によって狭窄された前記貫通孔に導電性材料を充填し、導電部素材を形成する充填工程と、
前記導電部素材が形成された前記放熱層素材と、回路基板を接合する接合工程とを備え、
前記加熱加圧工程において、前記貫通孔の一部を構成する前記熱伝導部材の内壁を覆うように前記第１の絶縁層素材及び前記第２の絶縁層素材を形成する樹脂がまわりこみ、前記熱伝導部材と前記導電部素材の間を絶縁する前記絶縁部素材が形成される、配線基板の製造方法である。
【００１４】
また、第２の本発明は、
導電性を有する熱伝導部材の両面に、第１の絶縁層素材と第２の絶縁層素材を配置し、放熱層素材を作製する配置工程と、
前記放熱層素材に第１の貫通孔を形成する第１の貫通孔形成工程と、
前記第１の貫通孔に絶縁性の樹脂を充填する充填工程と、
前記第１の貫通孔に絶縁性の樹脂が充填された前記放熱層素材を加熱及び加圧する加熱加圧工程と、
前記樹脂が充填された前記第１の貫通孔に、前記第１の貫通孔より径の小さい第２の貫通孔を形成する第２の貫通孔形成工程と、
前記第２の貫通孔に導電性材料を充填し、導電部素材を形成する充填工程と、
前記導電部素材が形成された前記放熱層素材と、回路基板を接合する接合工程とを備え、
前記第２の貫通孔形成工程により、前記熱伝導部材と前記導電部素材の間を絶縁する絶縁部素材が形成される、配線基板の製造方法である。
【００１５】
また、第３の本発明は、
導電性を有する熱伝導部材に第１の貫通孔を形成する第１の貫通孔形成工程と、
前記第１の貫通孔が形成されている前記熱伝導部材の両面に、第１の絶縁層素材と第２の絶縁層素材を配置し、加熱及び加圧して放熱層素材を作製する放熱層素材形成工程と、
前記放熱層素材の、前記第１の貫通孔が形成されている部分に、前記第１の貫通孔よりも径の小さい第２の貫通孔を形成する第２の貫通孔形成工程と、
前記第２の貫通孔に導電性材料を充填し、導電部素材を形成する充填工程と、
前記導電部素材が形成された前記放熱層素材と、回路基板を接合する接合工程とを備え、
前記第２の貫通孔形成工程において、前記加熱及び加圧によって前記第１の貫通孔の内側にまわりこんだ樹脂のうち、前記第２の貫通孔の内側の部分が取り除かれ、前記熱伝導部材と前記導電部素材の間を絶縁する絶縁部素材が形成される、配線基板の製造方法である。
【００１６】
また、第４の本発明は、
前記第２の貫通孔形成工程とともに、前記第１の絶縁層と前記熱伝導部材と前記第２の絶縁層を貫通する第３の貫通孔を形成する第３の貫通孔形成工程を備え、
前記充填工程は、前記第２の貫通孔とともに、前記第３の貫通孔に前記導電性材料を充填することによって、前記熱伝導部材と接触し、前記回路基板と電気的に絶縁される放熱部素材を形成する工程である、第３の本発明の配線基板の製造方法である。
【００１７】
また、第５の本発明は、
前記熱伝導部材は、グラファイト材料である、第１〜３のいずれかの本発明の配線基板の製造方法である。
【００１８】
また、第６の本発明は、
前記第１の絶縁層素材を形成する樹脂、前記第２の絶縁層素材を形成する樹脂、及び前記絶縁部素材を形成する樹脂は、同じ材料である、第１〜３のいずれかの本発明の配線基板の製造方法である。
【００１９】
また、第７の本発明は、
前記第１の絶縁層素材を形成する樹脂、前記第２の絶縁層素材を形成する樹脂、及び前記絶縁部を形成する樹脂素材は、それぞれフェノール、ユリア、ポリエレタン、及びエポキシの中から選択される少なくとも１種類の樹脂材料である、第１〜３のいずれかの本発明の配線基板の製造方法である。
【００２０】
また、第８の本発明は、
前記導電性材料は、フェノール、ユリア、ポリエレタン、及びエポキシの中から選択される少なくとも１種類の樹脂材料と、金、銀、銅、ニッケル、カーボンの中から選択される少なくとも１種類の導電性材料を含んでいる、第１〜３のいずれかの本発明の配線基板の製造方法である。
【００２１】
また、第９の本発明は、
配線パターンが形成された回路基板と、
絶縁性の樹脂で形成された第１の絶縁層と、絶縁性の樹脂で形成された第２の絶縁層と、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層によって挟まれたシート状の、導電性を有する熱伝導部材とを有し、前記回路基板の前記配線パターンが形成された側に設けられた放熱層とを備え、
前記放熱層は、
前記第１の絶縁層と前記熱伝導部材と前記第２の絶縁層を貫通し、前記配線パターンの全部又は一部と電気的に接続され、導電性材料によって形成された導電部と、前記導電部と前記熱伝導部材の間を絶縁するために、絶縁性の樹脂によって形成された絶縁部とを有する、配線基板である。
【００２２】
また、第１０の本発明は、
配線パターンが形成された別の回路基板を更に備え、
前記別の回路基板は、前記放熱層に、前記回路基板と反対側であって、その配線パターンが形成された面が前記放熱層と対向するよう設けられている、第９の本発明の配線基板である。
【００２３】
また、第１１の本発明は、
前記第１の絶縁層と前記熱伝導部材と前記第２の絶縁層を貫通し、前記導電性材料によって形成された放熱部を備え、
前記放熱部は、前記熱伝導部材と接触し、前記回路基板と電気的に絶縁されている、第９の本発明の配線基板である。
【００２４】
また、第１２の本発明は、
第９の本発明の配線基板と、
前記回路基板に実装された電子部品とを備えた、電子装置である。
【００２５】
また、第１３の本発明は、
前記電子部品は、半導体部品である、第１２の本発明の電子装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、放熱性を向上するとともに、設計上の制約を低減することが可能な配線基板、それを用いた電子装置、及び配線基板の製造方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１における電子装置の断面構成図
【図２】本発明の実施の形態１における電子装置の導電部近傍を拡大した断面構成図
【図３（ａ）】本発明の実施の形態１における電子装置の製造方法を説明するための図
【図３（ｂ）】本発明の実施の形態１における電子装置の製造方法を説明するための図
【図３（ｃ）】本発明の実施の形態１における電子装置の製造方法を説明するための図
【図３（ｄ）】本発明の実施の形態１における電子装置の製造方法を説明するための図
【図３（ｅ）】本発明の実施の形態１における電子装置の製造方法を説明するための図
【図３（ｆ）】本発明の実施の形態１における電子装置の製造方法を説明するための図
【図３（ｇ）】本発明の実施の形態１における電子装置の製造方法を説明するための図
【図４】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態１の変形例における電子装置の製造方法を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態２における電子装置の断面構成図
【図６】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態２における電子装置の製造方法を説明するための図
【図７（ａ）】本発明の実施の形態３における電子装置の製造方法を説明するための図
【図７（ｂ）】本発明の実施の形態３における電子装置の製造方法を説明するための図
【図７（ｃ）】本発明の実施の形態３における電子装置の製造方法を説明するための図
【図７（ｄ）】本発明の実施の形態３における電子装置の製造方法を説明するための図
【図７（ｅ）】本発明の実施の形態３における電子装置の製造方法を説明するための図
【図７（ｆ）】本発明の実施の形態３における電子装置の製造方法を説明するための図
【図７（ｇ）】本発明の実施の形態３における電子装置の製造方法を説明するための図
【図７（ｈ）】本発明の実施の形態３における電子装置の製造方法を説明するための図
【図８】本発明の実施の形態３における電子装置の製造方法を説明するための図
【図９】本発明の実施の形態１の変形例における電子装置の断面構成図
【図１０】発熱量増大に伴う従来の電子装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明にかかる実施の形態について説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素には同一の参照符号を付す。
【００２９】
（実施の形態１）
以下に、本発明にかかる実施の形態１における電子装置について説明するとともに、本発明の配線基板の一例についても述べる。
【００３０】
図１は、本発明にかかる実施の形態１における電子装置１の断面構成図である。図１に示すように、本実施の形態１における電子装置１には、多層基板１４と、多層基板１４に実装された発熱部品９と、発熱部品９の上側に配置されたヒートシンク１０が設けられている。
【００３１】
また、多層基板１４は、両面に電極６が形成された第１の回路基板１１と、両面に電極７が形成された第２の回路基板１２とを備えている。この第１の回路基板１１と第２の回路基板１２の間には、発熱部品９で発生した熱を放熱するための放熱層２０が設けられている。
【００３２】
また、放熱層２０には、第１の回路基板１１の下側に設けられた、絶縁性の樹脂によって形成された第１の絶縁層３と、第２の回路基板１２の上側に設けられた、絶縁性の樹脂によって形成された第２の絶縁層８と、第１の絶縁層３と第２の絶縁層８によって挟まれた、熱伝導率の高いグラファイトシート２が設けられている。
【００３３】
更に、放熱層２０には、上記第１の絶縁層３、グラファイトシート２、及び第２の絶縁層８を貫通する貫通孔に導電性接着剤が充填されることによって形成された導電部４が設けられている。この導電部４は、第１の回路基板１１に設けられている電極６と、第２の回路基板１２に設けられている電極７とを電気的に接続している。
【００３４】
図２は、導電部４近傍の拡大図である。図２に示すように、導電部４とグラファイトシート２が電気的に絶縁されるように、グラファイトシート２に形成されている貫通孔２ｂの内壁２ａと、導電部４の間に絶縁性の樹脂によって形成された絶縁部５が形成されている。
【００３５】
尚、本発明の配線基板の一例は、本実施の形態１の多層基板１４に相当する。又、本発明の回路基板の一例は、本実施の形態の第１の回路基板１１に相当し、本発明の回路基板に形成された配線パターンは、本実施の形態の第１の回路基板１１の第１の絶縁層３側に設けられた複数の電極６に相当する。また、本発明の別の回路基板の一例は、本実施の形態の第２の回路基板１２に相当し、本発明の別の回路基板に形成された配線パターンは、本実施の形態の第２の回路基板１２の第２の絶縁層８側に設けられた複数の電極７に相当する。また、本発明の熱伝導部材の一例は、本実施の形態のグラファイトシート２に相当する。
【００３６】
次に、本実施の形態１の電子装置１の製造方法について説明するとともに、本発明の配線基板の製造方法の一例についても同時に述べる。
【００３７】
図３（ａ）〜（ｇ）は、本実施の形態１の電子装置の製造方法の作製プロセスを説明するための図である。
【００３８】
先ず、図３（ａ）に示すように、熱硬化性を有する絶縁性樹脂３０が、熱伝達効率の高いグラファイトシート２の必要な表面部分に塗布される。本実施例においては、予め保護フィルム１５の一面に未硬化の熱硬化性を有する絶縁性樹脂３０を塗膜したシートが一対準備される。この塗膜により、最終的に第１の絶縁層３となる第１の絶縁層素材１０３と、最終的に第２の絶縁層８となる第２の絶縁層素材１０８が形成される。
【００３９】
そして、グラファイトシート２の両面を、熱硬化性を有する絶縁性樹脂３０で覆うようにシートが重ねられ、加圧加熱処理することで、グラファイトシート２の両面に、絶縁性樹脂３０を塗膜したシートが貼り合わせられる。このように、グラファイトシート２に第１の絶縁層素材１０３と第２の絶縁層素材１０８を貼り付けることで、最終的に放熱層２０となる放熱層素材１２０が形成される。なお、この際、熱硬化性樹脂は完全には硬化していない。また、このように、放熱層素材１２０を形成する工程が、本発明の配置工程の一例に相当する。
【００４０】
また、例えば熱硬化性を有する絶縁性樹脂３０を塗膜した保護フィルム１５としては、ニッカン工業株式会社製のポリミドフィルム付きカバーレイフィルム（商品名：ニカフレックスＣＩＳＶ）が使用できる。また、上記張り合わせる際の加熱及び加圧条件は、加熱６０℃、加圧０．４ＭＰａで３０秒間行うことが望ましい。
【００４１】
次に、図３（ｂ）に示すように、保護フィルム１５ごと放熱層素材１２０の所定の位置に複数の第１の貫通孔２１が形成される。孔開けはパンチングマシーンやレーザー装置を用いて行うことが出来る。この放熱層素材１２０に第１の貫通孔を形成する工程が、本発明の貫通孔形成工程の一例に相当する。
【００４２】
次に、図３（ｃ）に示すように、第１の貫通孔２１が形成された放熱層素材１２０が再度、加圧及び加熱処理される。この加圧及び加熱処理により、軟化した絶縁性樹脂３０は、絶縁性樹脂３０中に形成された第１の貫通孔２１を狭窄する方向に移動するとともに、グラファイトシート２に形成された、第１の貫通孔２１の内壁２ａを覆うようにぬれ広がる。このぬれ広がりにより、最終的に絶縁部５となる絶縁部素材１０５が形成される。この際、加圧及び加熱条件が重要となり、圧力や熱が高すぎると第１の貫通孔２１が埋まり、低すぎると内壁２ａに十分に濡れ広がらない結果となる。本実施例においては、１００℃、及び０．４ＭＰａで３０秒間、加圧及び加熱が行われることが望ましい。なお、第１の貫通孔２１が狭窄された貫通孔が、第２の貫通孔２２として図３（ｃ）に示されている。また、第１の貫通孔２１が形成された放熱層素材１２０を再度、加圧及び加熱処理する工程が、本発明の加熱加圧工程の一例に相当する。
【００４３】
次に、図３（ｄ）に示すように、第２の貫通孔２２の内部に導電性接着剤４０が充填される。導電性接着剤４０としては、例えば、藤倉化成製ＦＡ−５４５を用いることが出来、第２の貫通孔２２内には、スキージーにより充填することが出来る。尚、第２の貫通孔２２に導電性接着剤４０を充填することにより、最終的に導電部４となる導電部素材１０４が形成される。又、第２の貫通孔２２の内部に導電性接着剤４０を充填する工程が、本発明の充填工程の一例に相当する。
【００４４】
次に、図３（ｅ）に示すように、図３（ｄ）に示す状態の部材の両面から保護フィルム１５が剥がされる。この保護フィルム１５がはがされた状態の部材が、接着シート２３として示されている。
【００４５】
次に、図３（ｆ）に示すように、高放熱機能を有する接着シート２３の導電性接着剤４０の突出している部分が、所定の第１の回路基板１１側の電極６及び第２の回路基板１２側の電極７と当接するように、第１の回路基板１１、接着シート２３、及び第２の回路基板１２の位置合わせが行われ、積層して載置される。
【００４６】
最後に、図３（ｇ）に示すように、加熱及び加圧処理を行い、高放熱機能を有する接着シート２３を形成する絶縁性樹脂３０と導電性接着剤４０を硬化させることで、第１の回路基板１１と接着シート２３と第２の回路基板１２の一体化と、第１の回路基板１１と第２の回路基板１２の電気的接続が行われ、高放熱機能を有する多層基板１４が作製される。尚、上記加熱及び加圧処理により、グラファイトシート２の両面に塗布された絶縁性樹脂３０によって、第１の絶縁層３及び第２の絶縁層８が形成され、第２の貫通孔２２に充填された導電性接着剤４０によって導電部４が形成されることになる。また、このように第１の回路基板１１と接着シート２３と第２の回路基板１２の一体化する工程が、本発明の接合工程の一例に相当する。
【００４７】
上記のように作製された多層基板１４に、半導体チップなどの発熱部品９を第１の回路基板１１の表面に接続用はんだ１３を用いて実装し、更に発熱部品９の上側にヒートシンク１０を配置することによって、図１で説明した電子装置１が作製される。
【００４８】
本実施の形態１の電子装置１の構成によれば、グラファイトシート２を第１の回路基板１１の下側に配置しているため、発熱部品９による発熱を上側のヒートシンク１０だけでなく、第１の回路基板１１の下側にも放熱することが出来るため、従来の電子装置（図１０参照）と比べて、効率良く放熱することが可能となる。そのため、従来設けられていたヒートシンク及び空冷ファンなどの冷却機構を小型化することが出来る。例えば、放熱量によっては、空冷ファンを設けなくてもよくなる場合や、更にヒートシンクを小型化することが出来る場合が生じる。更に放熱量によってはヒートシンクも設けなくてよくなる場合も生じる。
【００４９】
また、本実施の形態１では、グラファイトシート２に貫通孔を形成して導電部４を作製し、更に導電部４とグラファイトシート２の間に絶縁部５を設けることにより、第１の回路基板１１の下側にグラファイトシート２を設けつつ、第２の回路基板１２を配置することが出来るため、従来と比較して、設計上の制約を低減することが可能となる。
【００５０】
また、本実施の形態によれば、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、加熱及び加圧の数値を調整して、絶縁性樹脂３０を第１の貫通孔２１の内壁２ａに回り込ませることにより、絶縁部５を作製しているため、グラファイトシート２と導電部４の絶縁を簡便に生産性良く形成できる点において優れている。
【００５１】
尚、本発明の導電性材料の一例は、本実施の形態の導電性接着剤４０に相当しており、フェノール、ユリア、ポリエレタン、及びエポキシの中から選択される少なくｔも１種類の樹脂材料と、金、銀、銅、ニッケル、カーボンの中から選択される少なくとも１種類の樹脂材料を含んでいることが好ましい。
【００５２】
尚、本実施の形態１では、第１の絶縁層３を形成する絶縁性樹脂と、第２の絶縁層８を形成する絶縁性樹脂と、絶縁部５を形成する絶縁性樹脂は、全て同じ絶縁性樹脂３０が用いられているが、異なる絶縁性樹脂が用いられても良い。これらの絶縁性樹脂としては、フェノール、ユリア、ポリエレタン、及びエポキシの中から選択されることが好ましい。
【００５３】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１の絶縁層３及び第２の絶縁層８と異なる絶縁性材料３２を用いて絶縁部５を作製する場合の作製プロセスを説明するための断面構成図である。図４（ａ）は、図３（ｂ）と同様の状態を示す図である。図４（ａ）に示すように、放熱層素材１２０に第１の貫通孔２１が形成される。この工程が、本発明の第１の貫通孔形成工程の一例に相当する。
【００５４】
そして、図４（ｂ）に示すように、絶縁部５に用いる絶縁性材料３２が第１の貫通孔２１に充填される。この工程が、本発明の充填工程の一例に相当する。そして、加熱及び加圧が行われる。この加熱及び加圧が、本発明の加熱加圧工程の一例に相当する。
【００５５】
続いて、図４（ｃ）に示すように、第１の貫通孔２１よりも小さい径の第２の貫通孔２２がパンチング、レーザー等によって形成される。このように第２の貫通孔２２を形成する工程が、本発明の第２の貫通孔形成工程の一例に相当する。
【００５６】
以上の工程により、絶縁性材料３２を用いて、内壁２ａを覆うような絶縁部素材１０５´を作製することが出来る。この絶縁部素材１０５´から、図３（ｄ）〜（ｇ）の工程を経て、絶縁部５が形成される。
【００５７】
また、第１の絶縁層３及び第２の絶縁層８についても異なる絶縁性材料を用いて作製してもよい。この場合、図３（ａ）の保護フィルム１５に塗布する絶縁性樹脂を、第１の絶縁層素材１０３及び第２の絶縁層素材１０８で異なるものにすればよい。
【００５８】
尚、本発明の熱伝導部材の一例は、本実施の形態のグラファイトシート２に相当するが、グラファイト材料でなく、金属等の熱伝達効率の高い別の材料によって形成されていても良い。
【００５９】
（実施の形態２）
次に、本発明にかかる実施の形態２の電子装置について説明するとともに、本発明の配線基板の一例についても説明する。本実施の形態２の電子装置７０は、実施の形態１の電子装置と基本的な構成は同じであるが、放熱の効率を向上させるための放熱部が設けられている点が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明する。尚、本実施の形態２において、実施の形態１と同様の構成については同一の符号が付されている。
【００６０】
図５は、本実施の形態２の電子装置７０の断面構成図である。図５に示すように、本実施の形態２の電子装置７０では、実施の形態１の電子装置１と異なり、導電部４と平行に放熱部３１が設けられている。この放熱部３１は、第１の絶縁層３、グラファイトシート２、及び第２の絶縁層８を貫通した貫通孔に、導電性接着剤４０を充填して形成されている。また、放熱部３１は、導電部４と異なり、グラファイトシート２と接触し、且つ、第１の回路基板１１と第２の回路基板１２とは電気的に絶縁されている。
【００６１】
次に、本実施の形態２の電子装置７０の放熱部３１を作製する方法について説明する。尚、放熱部３１の作製以外は、実施の形態１と同じであるため、説明を省略する。
【００６２】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、放熱部３１を作製する方法を説明するための断面構成図である。図６（ａ）は、図３（ｃ）と同じ状態を示す図である。図３（ａ）〜（ｃ）において説明したように、図６（ａ）に示す状態は、放熱層素材１２０に第１の貫通孔２１を形成し、加圧及び加熱を行い、第２の貫通孔２２を作製した後である。その後、図６（ｂ）に示すように第３の貫通孔４２が、パンチング、レーザー等によって形成される。続いて、図６（ｃ）に示すように、導電性接着剤４０が、第２の貫通孔２２とともに第３の貫通孔４２にも充填される。この第３の貫通孔４２に導電性接着剤４０を充填することによって、加熱及び加圧することによって最終的に放熱部３１となる放熱部素材１３１が形成される。後は、図３（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）と同様の作製プロセスを経て、第３の貫通孔４２に充填された導電性接着剤４０が硬化し、放熱部３１が形成される。
【００６３】
本実施の形態２の電子装置７０では、放熱部３１において、導電性接着剤４０を伝わる熱が、絶縁部５を介さず直接グラファイトシート２の壁面に接触することにより、低損失でグラファイトシート２に熱を伝えることができ、放熱部３１が高効率なサーマルビアとしての機能を果たすことが出来る。
【００６４】
（実施の形態３）
次に、本発明にかかる実施の形態３の電子装置の製造方法について説明するとともに、本発明の配線基板の製造方法の一例についても同時に述べる。本実施の形態３の電子装置の製造方法は、実施の形態２で説明した電子装置７０を製造する方法である。尚、本実施の形態３の電子装置の製造方法は、実施の形態１、２と基本的な構成は同じであるが、絶縁部素材の作製方法が異なっている。尚、実施の形態１、２と同様の構成については、同一の符号が付されている。
【００６５】
図７（ａ）〜（ｈ）は、本実施の形態３の電子装置の製造方法の作製プロセスを説明するための断面構成図である。
【００６６】
先ず、図７（ａ）に示すように、グラファイトシート２の所定の位置に、複数の第１の貫通孔５１が開口される。尚、孔開けはパンチングマシーンやレーザー装置を用いて行われる。この工程が、本発明の第１の貫通孔形成工程の一例に相当する。
【００６７】
次に、図７（ｂ）に示すように、熱硬化性を有する絶縁性樹脂３０が、熱伝導効率の高いグラファイトシート２の第１の貫通孔５１の壁面２ａを含む必要な表面部分に塗布される。具体的には、本実施例においては、予め保護フィルム１５の一面に未硬化の熱硬化性を有する絶縁性樹脂３０を塗膜したシートが一対準備される。この塗膜により、最終的に第１の絶縁層３となる第１の絶縁層素材１０３と、最終的に第２の絶縁層８となる第２の絶縁層素材１０８が形成される。
【００６８】
そして、グラファイトシート２の両面を、熱硬化性を有する絶縁性樹脂３０で覆うようにシートが重ねられ、加熱・加圧処理することで、グラファイトシート２の両面に、絶縁性樹脂３０を塗膜したシートが貼り合わせられる。このように、最終的に放熱層２０となる放熱層素材１２０が形成される。なお、この際、熱硬化性樹脂は完全には硬化していない。又、例えば熱硬化性を有する絶縁性樹脂３０を塗膜した保護フィルム１５としては、ニッカン工業株式会社製のポリミドフィルム付きカバーレイフィルム（商品名：ニカフレックスＣＩＳＶ）が使用でき、その際の加熱加圧条件は、加熱６０℃、加圧０．８ＭＰａで９０秒行うことが望ましい。また、このように、放熱層素材１２０を形成する工程が、本発明の放熱層素材作製工程の一例に相当する。
【００６９】
上記加熱・加圧処理によって、図７（ｃ）に示すように、第１の貫通孔５１の内壁２ａを覆うように、絶縁性樹脂３０が回り込む。この絶縁性樹脂３０が回り込んだ回り込み部が符号５９で示されている。
【００７０】
次に、図７（ｄ）に示すように、放熱層素材１２０の両面に保護フィルム１５を貼り合せたシート状部材に、第１の貫通孔５１の内側を通過するように、第２の貫通孔５２を開けることで、第１の貫通孔５１内の不要な絶縁性樹脂３０（第２の貫通孔５２の内側に存在している部分）が除去され、絶縁部素材１０５が形成される。
【００７１】
図８は、図７（ｃ）の第１の貫通孔５１近傍を示す断面構成図である。図８の点線部分が、第２の貫通孔５２を示しており、回り込み部５９のうち、第２の貫通孔５２の内側に存在する余分な部分５８が、第２の貫通孔５２形成時に取り除かれる。そして、回り込み部５９から、余分な部分５８が除かれた部分によって絶縁部素材１０５が形成されることになる。この絶縁部素材１０５は、加熱加圧されることによって、最終的に絶縁部５となるものである。このように、第１の貫通孔５１の内側を通過するように、第２の貫通孔５２を開ける工程が、本発明の第２の貫通孔形成工程の一例に相当する。
【００７２】
この際、必要に応じ、その他の場所にも孔開けを行う。本実施の形態では、第１の貫通孔５１に対応する位置に形成された第２の貫通孔５２以外に、放熱層素材１２０の両端に、２つの第３の貫通孔５４が形成される。この第３の貫通孔５４を形成する工程が、本発明の第３の貫通孔形成工程の一例に相当する。
【００７３】
次に、図７（ｅ）に示すように、導電性接着剤４０を第２の貫通孔５２の内部に充填することにより、最終的に導電部４となる導電部素材１０４が形成されるとともに、導電性接着剤４０を第３の貫通孔５４の内部にも充填することにより、最終的に放熱部３１となる放熱部素材１３１が形成される。導電性接着剤４０としては、例えば、藤倉化成製ＦＡ−５４５を用いて、スキージーにより充填することが出来る。このように導電性接着剤４０を第２の貫通孔５２の内部に充填する工程が、本発明の充填工程の一例に相当する。
【００７４】
尚、図７（ｅ）以降については、実施の形態１と同様に、図７（ｆ）に示すように、放熱層素材１２０から保護フィルム１５が剥がされ、接着シート２３が形成される。そして、図７（ｇ）に示すように、接着シート２３と、第１の回路基板１１と、第２の回路基板１２が位置合わせされ、積層される。
【００７５】
最後に、図７（ｈ）に示すように、積層された第１の回路基板１１、接着シート２３、及び第２の回路基板１２を加熱及び加圧することによって、導電性接着剤４０及び絶縁性樹脂３０が硬化し、第１の回路基板１１と接着シート２３と第２の回路基板１２が接合される。
【００７６】
ここで、上記加熱及び加圧処理により、グラファイトシート２の両面に塗布された絶縁性樹脂３０によって、第１の絶縁層３及び第２の絶縁層８が形成され、第２の貫通孔２２に充填された導電性接着剤４０によって導電部４が形成され、第３の貫通孔５４に充填された導電性接着剤４０によって放熱部３１が形成されることになる。尚、このように第１の回路基板１１と接着シート２３と第２の回路基板１２の一体化する工程が、本発明の接合工程の一例に相当する。
【００７７】
そして、第１の回路基板１１の表面に発熱部品９が実装され、更に、その上側にヒートシンク１０が配置され、図５に示す電子装置７０を作製することが出来る。
【００７８】
本実施の形態によれば、実施の形態１において説明した製造方法と比べ、高効率なサーマルビアを同時に形成できるという効果を併せ持つ点に優れる。また、実施の形態２では、パンチング又はレーザーなどによって形成された第１の貫通孔２１から、加熱加圧することによって第２の貫通孔２２が作製された後に、再度、パンチングなどにより、放熱部３１用の第３の貫通孔４２を形成する必要があったが、本実施の形態では第２の貫通孔５２をパンチング等により作製する際に同時に、放熱用の第３の貫通孔４２を作製することが出来るため、工程が簡易であるという利点がある。
【００７９】
尚、上述した実施の形態の電子装置１、７０では、第２の回路基板１２が設けられていたが、図９に示す電子装置６０のように、第２の回路基板１２が設けられておらず、第２の絶縁層８に設けられた電極７に直接電子部品６１が配置されていても良い。要するに、本発明の電子装置によれば、第１の回路基板１１の発熱部品９と反対側に、グラファイトシート２を設け、グラファイトシート２の更に下側に自由に電子部品を配置することが出来さえすればよく、設計上の制約を低減させることが出来る。
【００８０】
以上のように、上述した実施の形態においては、発熱部品９が発生する熱の多くが、接続用はんだ１３を伝わり、高放熱機能を有する多層基板１４内の導電性接着剤を介して、グラファイトシート２の面に拡散される。このように、上記実施の形態の電子装置は、半導体の発熱量が増大しても、半導体部品の下面からも熱伝導の高いグラファイトシートを使った効率の良い放熱が行える点で優れたものである。従って、半導体部品等の発熱部品９の上面に設置するヒートシンク１０等の放熱部品の大型化や、冷却ファン、水冷システム等の冷却システムの設置、搭載を防ぐことが出来るという効果を有し、高性能で高発熱な半導体部品を必要とする携帯型電子機器における小型、薄型化に貢献できる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の配線基板及び配線基板の製造方法は、放熱性を向上するとともに、設計上の制約を低減することが可能な効果を有し、電子装置等として有用である。
【符号の説明】
【００８２】
１、３０、６０  電子装置
２  グラファイトシート
３  第１の絶縁樹脂層
４  導電部
５  絶縁部
６、７  電極
８  第２の絶縁層
９  発熱部品
１０  ヒートシンク
１１  第１の回路基板
１２  第２の回路基板
１３  接続用はんだ
１４  多層基板
２０  放熱部
【図１】
2011166029.tif 000003
【図２】
2011166029.tif 000004
【図３（ａ）】
2011166029.tif 000005
【図３（ｂ）】
2011166029.tif 000006
【図３（ｃ）】
2011166029.tif 000007
【図３（ｄ）】
2011166029.tif 000008
【図３（ｅ）】
2011166029.tif 000009
【図３（ｆ）】
2011166029.tif 000010
【図３（ｇ）】
2011166029.tif 000011
【図４】
2011166029.tif 000012
【図５】
2011166029.tif 000013
【図６】
2011166029.tif 000014
【図７（ａ）】
2011166029.tif 000015
【図７（ｂ）】
2011166029.tif 000016
【図７（ｃ）】
2011166029.tif 000017
【図７（ｄ）】
2011166029.tif 000018
【図７（ｅ）】
2011166029.tif 000019
【図７（ｆ）】
2011166029.tif 000020
【図７（ｇ）】
2011166029.tif 000021
【図７（ｈ）】
2011166029.tif 000022
【図８】
2011166029.tif 000023
【図９】
2011166029.tif 000024
【図１０】
2011166029.tif 000025