(57)【要約】【課題】多孔性構造の酸化絶縁層を含んで放熱性が向上され、酸化絶縁層にエンベッドされた回路層を含んで微細パターンの形成が可能である放熱基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の放熱基板１００は、金属コア層１０、金属コア層１０の一面または両面に形成されて、金属コア層１０に接触するバリア層及び直径が異なる第１ポアと第２ポアを含んでバリア層に連結された多孔性層で構成された第１絶縁層２０、第１絶縁層２０にエンベッドされ、多孔性層の第２ポアに充填されて第２ポアの側面で連結された第１回路層３０、及び第１絶縁層２０の多孔性層上に形成された第２絶縁層４０を含む。また、本発明の放熱基板１００は、第１回路層３０が第２ポアの一部を充填して、第２絶縁層４０が第１絶縁層２０と平坦面を成すように第２ポアに充填されたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属コア層;
前記金属コア層の一面または両面に形成され、前記金属コア層に接触するバリア層及び直径が異なる第１ポアと第２ポアを含んで前記バリア層に連結された多孔性層で構成された第１絶縁層;
前記第１絶縁層にエンベッドされ、前記多孔性層の前記第２ポアに充填されて前記第２ポアの側面で連結された第１回路層; 及び
前記第１絶縁層の前記多孔性層上に形成された第２絶縁層;
を含む放熱基板。
【請求項２】
前記第２絶縁層上に形成される第２回路層; 及び
前記第１回路層と前記第２回路層を連結する第１ビア;
をさらに含む請求項１に記載の放熱基板。
【請求項３】
前記金属コア層の両面に形成された前記第２回路層を連結する第２ビアをさらに含む請求項２に記載の放熱基板。
【請求項４】
前記金属コア層が、アルミニウムで構成され、前記第１絶縁層が、Ａｌ２Ｏ３で構成された請求項１に記載の放熱基板。
【請求項５】
金属コア層;
前記金属コア層の一面または両面に形成され、前記金属コア層に接触するバリア層及び直径が異なる第１ポアと第２ポアを含んで前記バリア層に連結された多孔性層で構成された第１絶縁層;
前記第１絶縁層にエンベッドされ、前記多孔性層に含まれた前記第２ポアに前記第２ポアの底面から一部を充填し、前記第２ポアの側面で連結された第１回路層;及び
前記第１絶縁層と平坦面を成すように前記第２ポアの上端から厚さ方向に充填された第２絶縁層;
を含む放熱基板。
【請求項６】
前記第２絶縁層が、前記第１絶縁層と平坦面を成すように前記多孔性層の前記第１ポアと前記第２ポアに充填され、
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層が成す平坦面上に形成された第２回路層;及び
前記第１回路層と前記第２回路層を連結する第１ビア;
をさらに含む請求項５に記載の放熱基板。
【請求項７】
前記第２絶縁層が、前記多孔性層の前記第１ポアと前記第２ポアに充填され、前記第１絶縁層の前記多孔性層の上端をカバーするように形成された請求項５に記載の放熱基板。
【請求項８】
前記第２絶縁層上に形成された第２回路層;及び
前記第１回路層と前記第２回路層を連結する第１ビア;
をさらに含む請求項７に記載の放熱基板。
【請求項９】
前記金属コア層の両面に形成された前記第２回路層を連結する第２ビアをさらに含む請求項８に記載の放熱基板。
【請求項１０】
前記金属コア層が、アルミニウムで構成され、前記第1絶縁層が、Ａｌ２Ｏ３で構成された請求項５に記載の放熱基板。
【請求項１１】
金属コア部材を提供する段階;
前記金属コア部材の一面または両面を陽極酸化し、前記金属コア部材に接触するバリア層及び前記バリア層と連結されて中心部の直径が両端の直径より大きい第１ポアを含む多孔性層で構成された第１絶縁層を形成する段階;
前記多孔性層に含まれた前記第１ポアが隣接する複数のポアと側面で連結された第２ポアになるように等方性エッチングを遂行する段階;
前記第２ポアにエンベッドされるように第１回路層を形成する段階;及び
前記多孔性層をカバーするように第２絶縁層をシーリングする段階;
を含む放熱基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第２絶縁層をシーリングする段階の後に、
前記第１回路層が露出されるように第１ビアホールを形成する段階;及び
前記第１回路層と連結される第１ビア及び前記第２絶縁層上に位置する第２回路層を形成する段階;
をさらに含む請求項１１に記載の放熱基板の製造方法。
【請求項１３】
前記第１ビアホールを形成する段階の後に、
前記放熱基板を貫通する第２ビアホールを形成する段階;
前記第２ビアホールの内壁に絶縁内膜を形成する段階;及び
前記第１回路層と連結される前記第１ビア、前記第２絶縁層上に位置する前記第２回路層、及び前記金属コア部材の両面に位置する前記第２回路層を連結する第２ビアを形成する段階;
をさらに含む請求項１２に記載の放熱基板の製造方法。
【請求項１４】
前記金属コア部材が、アルミニウムで構成され、前記第１絶縁層が、Ａｌ２Ｏ３で構成された請求項１１に記載の放熱基板の製造方法。
【請求項１５】
金属コア部材を提供する段階;
前記金属コア部材の一面または両面を陽極酸化し、前記金属コア部材に接触するバリア層及び前記バリア層と連結されて中心部の直径が両端の直径より大きい第１ポアを含む多孔性層で構成された第１絶縁層を形成する段階;
前記多孔性層に含まれた前記第１ポアが隣接する複数のポアと中心部で連結された第２ポアになるように等方性エッチングを遂行する段階;
前記第２ポアにエンベッドされ、前記第２ポアに前記第２ポアの底面から一部を充填して第１回路層を形成する段階;及び
前記第１絶縁層と平坦面を成すように前記第２ポアの上端から厚さ方向に充填して第２絶縁層を形成する段階;
を含む放熱基板の製造方法。
【請求項１６】
前記第２絶縁層を形成する段階が、
前記多孔性層の前記第１ポア及び前記第２ポアに充填され、前記第１絶縁層の上端をカバーするように遂行される請求項１５に記載の放熱基板の製造方法。
【請求項１７】
前記第２絶縁層を形成する段階の後に、
前記第１回路層が露出されるように第１ビアホールを形成する段階;及び
前記第１回路層と連結される第１ビア及び前記第２絶縁層上に位置する第２回路層を形成する段階;
をさらに含む請求項１６に記載の放熱基板の製造方法。
【請求項１８】
前記第１ビアホールを形成する段階の後に、
前記放熱基板を貫通する第２ビアホールを形成する段階;
前記第２ビアホールの内壁に絶縁内膜を形成する段階;及び
前記第１回路層と連結される前記第１ビア、前記第２絶縁層上に位置する前記第２回路層、及び前記金属コア部材の両面に位置する前記第２回路層を連結する第２ビアを形成する段階;
をさらに含む請求項１７に記載の放熱基板の製造方法。
【請求項１９】
前記金属コア部材が、アルミニウムで構成され、前記第１絶縁層が、Ａｌ２Ｏ３で構成されたことを特徴とする請求項１５に記載の放熱基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な分野において応用されるパワー素子及びパワーモジュールの放熱問題を解決するために、熱伝導特性の良い金属材料を用いて様々な形態の放熱基板を製作しようと努力している。また、ＬＥＤモジュール、パワーモジュールはもちろん、その外の製品分野で多層微細パターンが形成された放熱基板が求められている。
【０００３】
しかしながら、従来の有機ＰＣＢ、セラミックス基板、ガラス基板や金属コア層を含む放熱基板の場合、シリコンウエハーに比べて微細パターンの形成が相対的に難しく、コストが高くてその応用分野が制限されてきた。
【０００４】
従来の印刷回路基板の製造方法を例を通じて検討すると、まずプリプレグに銅箔が形成された銅箔積層板（Ｃｏｐｐｅｒ  ｃｌａｄ  ｌａｍｉｎａｔｅ；ＣＣＬ）を準備する。そして、機械的ドリルビットを用いて層間連結のための垂直ビアホールを加工した後、垂直ビアホールの内壁を含んで銅箔に無電解メッキ層を形成する。
【０００５】
次に、垂直ビアホールの内部を含んで無電解メッキ層に電解銅メッキ工程(フィルメッキ工程)を行って電解メッキ層を形成する。銅箔、無電解メッキ層、及び電解メッキ層にパターニング工程を遂行してビアを含む回路層を形成する。
【０００６】
一方、前記銅箔積層板の代わりに金属コア層を用いると、金属コア層を含む放熱基板が形成される。
【０００７】
その後、前記回路層上にビルドアップ層を形成すると多層印刷回路基板が製造される。この際、ビルドアップ層は、メッキと印刷方法によって形成された回路パターンと絶縁素材を順番に積んで上げる方式で製造される。
【０００８】
上述の従来方式によって製造された従来の印刷回路基板(または放熱基板)は、微細パターンの形成が困難であり、放熱特性が悪いという問題があった。また、従来の多層印刷回路基板(または多層放熱基板)は、ビルドアップ層の厚さのため、印刷回路基板の厚さが大きくなってしまうという問題があった。これにより、多層印刷回路基板は、配線の長さが長くなり、信号処理の所要時間がたくさんかかり、結局、高密度配線化の要求に逆行するようになる問題が発生した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するために導き出されたものであり、多孔性構造の酸化絶縁層を含んで放熱性が向上され、酸化絶縁層にエンベッドされた回路層を含んで微細パターンの形成が可能である放熱基板を提供することにある。
【００１０】
また、本発明は、ビルドアップ方式を用いなく、多層構造を形成してスリムな構造を有する多層放熱基板を提供することにある。
【００１１】
更に、本発明は、前記放熱基板と前記多層放熱基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、放熱基板に関するもので、金属コア層、前記金属コア層の一面または両面に形成されて、前記金属コア層に接触するバリア層及び直径が異なる第１ポアと第２ポアを含んで前記バリア層に連結された多孔性層で構成された第１絶縁層、前記第１絶縁層にエンベッドされ、前記多孔性層の前記第２ポアに充填されて前記第２ポアの側面で連結された第１回路層、及び前記第１絶縁層の前記多孔性層上に形成された第２絶縁層を含むものである。
【００１３】
このとき、本発明では、前記第２絶縁層上に形成される第２回路層及び前記第１回路層と前記第２回路層を連結する第１ビアをさらに含むことが好ましい。
【００１４】
また、本発明では、前記金属コア層の両面に形成された前記第２回路層を連結する第２ビアをさらに含むことが好ましい。
【００１５】
更に、前記金属コア層は、アルミニウムで構成され、前記第１絶縁層は、Ａｌ２Ｏ３で構成されたことが好ましい。
【００１６】
また、本発明による放熱基板は、金属コア層、前記金属コア層の一面または両面に形成されて、前記金属コア層に接触するバリア層及び直径が異なる第１ポアと第２ポアを含んで、前記バリア層に連結された多孔性層で構成された第１絶縁層、前記第１絶縁層にエンベッドされ、前記多孔性層に含まれた前記第２ポアに前記第２ポアの底面から一部を充填して、前記第２ポアの側面で連結された第１回路層、及び前記第１絶縁層と平坦面を成すように前記第２ポアの上端から厚さ方向に充填された第２絶縁層を含むものである。
【００１７】
このとき、前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層と平坦面を成すように前記多孔性ポーラ層の前記第１ポアと前記第２ポアに充填されて、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層が成す平坦面上に形成された第２回路層及び前記第１回路層と前記第２回路層を連結する第１ビアをさらに含むことが好ましい。
【００１８】
前記第２絶縁層は、前記多孔性層の前記第１ポアと前記第２ポアに充填され、前記第１絶縁層の前記多孔性層の上端をカバーするように形成されたことが好ましい。
【００１９】
また、本発明では、前記第２絶縁層上に形成された第２回路層及び前記第１回路層と前記第２回路層を連結する第１ビアをさらに含むことが好ましい。
【００２０】
更に、本発明は、前記金属コア層の両面に形成された前記第２回路層を連結する第２ビアをさらに含むことが好ましい。
【００２１】
尚、前記金属コア層は、アルミニウムで構成され、前記第１絶縁層は、Ａｌ２Ｏ３で構成されたことが好ましい。
【００２２】
そして、本発明は、放熱基板の製造方法に関するもので、金属コア部材を提供する段階、 前記金属コア部材の一面または両面を陽極酸化して、前記金属コア部材に接触するバリア層及び前記バリア層と連結されて中心部の直径が両端の直径より大きい第１ポアを含む多孔性層で構成された第１絶縁層を形成する段階、前記多孔性層に含まれた前記第１ポアが隣接する複数のポアと側面で連結された第２ポアになるように等方性エッチングを遂行する段階、前記第２ポアにエンベッドされるように第１回路層を形成する段階及び前記多孔性層をカバーするように第２絶縁層をシーリングする段階を含むものである。
【００２３】
このとき、本発明では、前記第２絶縁層をシーリングする段階の後に、前記第１回路層が露出されるように第１ビアホールを形成する段階及び前記第１回路層と連結される第１ビア及び前記第２絶縁層上に位置する第２回路層を形成する段階をさらに含むことが好ましい。
【００２４】
また、本発明では、前記第１ビアホールを形成する段階の後に、前記放熱基板を貫通する第２ビアホールを形成する段階、前記第２ビアホールの内壁に絶縁内膜を形成する段階、及び前記第１回路層と連結される前記第１ビア、前記第２絶縁層上に位置する前記第２回路層、及び前記金属コア部材の両面に位置する前記第２回路層を連結する第２ビアを形成する段階をさらに含むことが好ましい。
【００２５】
尚、前記金属コア部材は、アルミニウムで構成され、前記第１絶縁層は、Ａｌ２Ｏ３で構成されたことが好ましい。
【００２６】
更に、本発明による放熱基板の製造方法は、金属コア部材を提供する段階、前記金属コア部材の一面または両面を陽極酸化して、前記金属コア部材に接触するバリア層及び前記バリア層と連結されて中心部の直径が両端の直径より大きい第１ポアを含む多孔性層で構成された第１絶縁層を形成する段階、前記多孔性層に含まれた前記第１ポアが隣接する複数のポアと中心部で連結された第２ポアになるように等方性エッチングを遂行する段階、前記第２ポアにエンベッドされて、前記第２ポアに前記第２ポアの底面から一部を充填して第１回路層を形成する段階及び前記第１絶縁層と平坦面を成すように前記第２ポアの上端から厚さ方向に充填して第２絶縁層を形成する段階を含むものである。
【００２７】
このとき、前記第２絶縁層を形成する段階は、前記多孔性層の前記第１ポア及び前記第２ポアに充填されて、前記第１絶縁層の上端をカバーするように遂行されることが好ましい。
【００２８】
また、本発明では、前記第２絶縁層を形成する段階の後に、前記第１回路層が露出されるように第１ビアホールを形成する段階及び前記第１回路層と連結される第１ビア及び前記第２ 絶縁層上に位置する第２回路層を形成する段階をさらに含むことが好ましい。
【００２９】
更に、本発明では、前記第１ビアホールを形成する段階の後に、前記放熱基板を貫通する第２ビアホールを形成する段階、前記第２ビアホールの内壁に絶縁内膜を形成する段階及び前記第１回路層と連結される前記第１ビア、前記第２絶縁層上に位置する前記第２回路層、及び前記金属コア部材の両面に位置する前記第２回路層を連結する第２ビアを形成する段階をさらに含むことが好ましい。
【００３０】
尚、前記金属コア部材は、アルミニウムで構成され、前記第１絶縁層は、Ａｌ２Ｏ３で構成されたことが好ましい。
【００３１】
本発明の特徴及び利点は、添付図面に基づいた以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【００３２】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはいけなく、発明者がその自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されなければならない。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る放熱基板は、金属コア層に積層された絶縁層ではない酸化絶縁層を含み、酸化絶縁層にエンベッドされた回路層を含んで放熱性が向上され、微細回路パターンを得ることが可能である。
【００３４】
また、本発明に係る多層放熱基板は、樹脂絶縁層のような積層された絶縁層を含まず、金属コア層を陽極酸化して形成された多孔性の酸化絶縁層を含んで放熱基板の厚さを減少させることができ、放熱特性が向上する。
【００３５】
更に、本発明による放熱基板の回路層は、多孔性構造を有する酸化絶縁層のポアに形成されて、ポアの側面で連結された形状を有して回路パターンの断線問題を防止することができる。
【００３６】
そして、本発明に係る放熱基板の製造方法は、ビルドアップ工程が要らなく、製造工程が単純で生産性が向上され、製造コストが節減される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の好ましい第１実施形態による放熱基板を簡略に示す断面図である。
【図２】図１に示す放熱基板に含まれた第１絶縁層の構造を拡大した断面図である。
【図３】図１に示す放熱基板の変形例を示す断面図である。
【図４】図３に示す放熱基板の変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の好ましい第２実施形態による放熱基板を示す断面図である。
【図６】図５に示す放熱基板の変形例を示す断面図（１）である。
【図７】図５に示す放熱基板の変形例を示す断面図（２）である。
【図８】図７に示す放熱基板の変形例を示す断面図である。
【図９】図１に示す第１実施形態による放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図（１）である。
【図１０】図１に示す第１実施形態による放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図（２）である。
【図１１ａ】図１に示す第１実施形態による放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図（３−１）である。
【図１１ｂ】図１に示す第１実施形態による放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図（３−２）である。
【図１１ｃ】図１に示す第１実施形態による放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図（３−３）である。
【図１２】図１に示す第１実施形態による放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図（４）である。
【図１３】図１に示す第１実施形態による放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図（５）である。
【図１４】図１に示す第１実施形態による放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図（６）である。
【図１５】図１に示す第１実施形態による放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図（７）である。
【図１６】図３に示す放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図（１）である。
【図１７】図３に示す放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図（２）である。
【図１８】図４に示す放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図（１）である。
【図１９】図４に示す放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面と以下の詳細な説明および好ましい実施形態によってさらに明らかになろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同じ構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の説明において、係わる公知技術に対する具体的な説明が、本発明の要旨を不必要にぼかす可能性があると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。
【００３９】
図１は、本発明の好ましい第１実施形態による放熱基板を簡略に示す断面図であり、図２は、図１に示す放熱基板に含まれた第１絶縁層の構造を拡大した断面図であり、図３は、図１に示す放熱基板の変形例を示す断面図であり、図４は、図３に示す放熱基板の変形例を示す断面図である。
【００４０】
以下、これを参照して本実施形態による放熱基板を説明する。
【００４１】
図１に示すように、本実施形態による放熱基板１００は、金属コア層１０、金属コア層１０の一面または両面に形成された第１絶縁層２０、第１絶縁層２０にエンベッドされる第１回路層３０、及び第２絶縁層４０を含むものである。
【００４２】
金属コア層１０は、金属で構成されて、一般的な樹脂コア層に比べて強度が大きくて反り（ｗａｒｐａｇｅ）に対する抵抗が大きく、基板に実装された発熱素子(図示せず)で発生する熱を分散して外部に放出する役割をする。
【００４３】
このような金属コア層１０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、タンタルム（Ｔａ）、またはこれらの合金で構成されることができる。但し、説明の便宜のためにアルミニウムを例として説明することにする。
【００４４】
第１絶縁層２０は、金属コア層１０に形成されて、金属コア層１０に接触するバリア層２２及びバリア層２２に連結された多孔性層２４を含む。第１絶縁層２０に対する詳細な説明は、図２を参照して説明する。
【００４５】
図２に示す第１絶縁層２０は、金属コア層１０を陽極酸化して形成された酸化絶縁層で、金属コア層１０がアルミニウムで構成された場合、第１絶縁層２０は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で構成される。
【００４６】
バリア層２２は、金属コア層１０と接触して金属コア層１０と界面を形成する酸化絶縁層であり、多孔性層２４は、バリア層２２に連結されて、結晶柱ＣとポアＰを有する多孔性層である。
【００４７】
この際、多孔性層２４は、２種に分類されるポアＰを含む。このうち一つは中心部の直径が両端の直径より大きい形状を有し、ポアＰのほとんどを占めるポア（Ｐ１：以下、第１ポア）である。このような第１ポアＰ１は、隣接する他の第１ポアＰ１と空間的に分離されている。
【００４８】
他の一つは、隣接するポアと側面で連結された形状を有し、第１回路層３０をエンベッドするポア（Ｐ２：以下、第２ポア）である。第２ポアＰ２は、第１ポアＰ１と同じく中心部の直径が両端の直径より大きく、第１ポアＰ１より多少大きい直径を有する。これは第２ポアＰ２が隣接するポアと側面で連結されるために、いくつかの第１ポアＰ１に等方性エッチングを遂行して形成されるからである。等方性エッチングを遂行する時、両端より直径が大きい中心部で隣接する第２ポアＰ２と側面で連結される。
【００４９】
一方、このような第１ポアＰ１と第２ポアＰ２の形状は、放熱基板１００の製造工程に起因したもので、これは放熱基板の製造方法を説明する過程で明確になるのであろう。
【００５０】
そして、第１回路層３０は、図１に示すように、第１絶縁層２０にエンベッドされる。通常の放熱基板（または、印刷回路基板）で回路層が絶縁層の外面に形成されることとは異なり、本実施形態による放熱基板１００の第１回路層３０は、絶縁層にエンベッドされて放熱基板の厚さを減少させることができ、回路層の損傷を防止することができる。
【００５１】
より詳しく検討すると、第１回路層３０は、上述した多孔性層２４の第２ポアＰ２に形成される。第２ポアＰ２は、上述したように隣接する他の第２ポアＰ２と側面(中心側面部)で連結されるから、第２ポアＰ２にエンベッドされた第１回路層３０も第２ポアＰ２の形状を有し、隣接する第２ポアＰ２に形成された回路パターンと側面連結される。
【００５２】
そして、第１回路層３０は、メッキ方式によって形成されるから、第２ポアＰ２の底面から側面に沿って充填される。この際、第１回路層３０が側面で連結された形状を有するために、第２ポアＰ２の底面から中心部までの高さより大きく形成されることが好ましい。
【００５３】
また、図１に示すように、第１回路層３０は、第２ポアＰ２を完全に充填して結晶柱Ｃと同一の高さを有することがさらに好ましい。このような形状を有する第１回路層３０は、隣接する第２ポアＰ２に充填された回路パターンと充分に連結されるだけではなく、後述する第２絶縁層４０が平坦に形成されて、堅固に接着されることができるようにする。
【００５４】
第２絶縁層４０は、第１絶縁層２０の多孔性層２４上に形成される。第１ポアＰ１及び第２ポアＰ２の上端をカバーするように形成され、結晶柱Ｃの上端面で接着する。また、上述したように、第１回路層３０が結晶柱Ｃと同一の高さを有する場合、第２絶縁層４０は、第１回路層３０の上端でも接着する。このような第２絶縁層４０は、放熱基板１００の外面を平坦にさせて、外部に露出された第１回路層３０を酸化から保護する。
【００５５】
一方、多層放熱基板を形成する場合、第２絶縁層４０は、通常のビルドアップ方式で用いられるプリプレグのような絶縁材で構成されることができ、図１に示すように単層の回路層を有する場合、第２絶縁層４０は、保護層の性質を有するから、第２絶縁層４０でソルダーレジストが採用されることができる。
【００５６】
また、図１には図示しないが、第２絶縁層４０に開口部を形成して第１回路層３０が外部に露出されることにより、パッド部を形成することができる。このようなパッド部は、外部に実装される電子素子と連結される。
【００５７】
図３は、図１に示す放熱基板の変形例であり、多層放熱基板の切断面を示している。以下、これを参照して多層放熱基板を説明する。但し、図１及び図２を参照して説明した構成と同一の構成に対する詳細な説明は省略する。
【００５８】
図３に示すように、本実施形態による放熱基板１００−１は、第２絶縁層４０上に形成される第２回路層５０、第１回路層３０と前記第２回路層を連結する第１ビア５５をさらに含んで２層の多層基板を形成する。
【００５９】
第２回路層５０は、第２絶縁層４０上に形成されて、メッキ方式によって形成されることができ、銅、銀、ニッケル等が採用されることができる。
【００６０】
第１ビア５５は、第２絶縁層４０に形成されたビアホール（４５：以下、第１ビアホール）に形成されて第１回路層３０と第２回路層５０とを連結する。図３に示すように、第１回路層３０が結晶柱Ｃと同一の高さを有する場合、第１ビア５５は、第１回路層３０の上端で連結される。このような第１ビア５５は、メッキ方式によって第２回路層５０と同時に形成されることができ、その製造方法に対する詳細な説明は後述することにする。
【００６１】
図４は、図３に示す放熱基板の変形例であり、両面放熱基板の切断面を示している。以下、これを参照して両面放熱基板を説明する。但し、図１乃至図３を参照して説明した構成と同一の構成に対する詳細な説明は省略する。
【００６２】
図４に示すように、本実施形態による放熱基板１００−２は、金属コア層１０の両面に形成された第２回路層５０を連結する第２ビア７０をさらに含んで両面放熱基板を形成する。
【００６３】
放熱基板１００−２は、第１絶縁層２０、第１絶縁層２０にエンベッドされる第１回路層３０、第２絶縁層４０、第２絶縁層４０上に形成される第２回路層５０と第１回路層３０と前記第２回路層５０を連結する第１ビア５５が金属コア層１０の両面に形成される。
【００６４】
第２ビア７０は、金属コア層１０の両面に形成された第２回路層５０を連結して、この第２ビア７０は、放熱基板を貫通する第２ビアホール６０の内壁に形成されたメッキパターンである。
【００６５】
また、第２ビア７０と金属コア層１０のショートを防止するために、第２ビア７０と第２ビアホール６０の内壁の間には絶縁内膜６５が形成される。従って、第２ビア７０は、実質的に第２ビアホール６０の内壁に形成された絶縁内膜６５上に形成されたメッキパターンである。
【００６６】
このような絶縁内膜６５は、図４に示すように、第２ビアホール６０の内壁のうち金属コア層１０を貫通する領域に対して、陽極酸化して酸化絶縁内膜（例えば、アルミナ絶縁内膜）を形成したり、第２ビアホール６０の内壁全体に絶縁材を薄膜で塗布して形成されることができる。
【００６７】
図５は、本発明の好ましい第２実施形態による放熱基板を簡略に示す断面図であり、図６及び図７は、図５に示す放熱基板の変形例を示す断面図であり、図８は、図７に示す放熱基板の変形例を示す断面図である。
【００６８】
以下、これを参照して本実施形態による放熱基板を説明する。但し、図１乃至図４を参照して説明した第１実施形態による放熱基板と同一の構成に対する詳細な説明は省略する。
【００６９】
図５に示すように、本実施形態による放熱基板２００は、金属コア層１０、金属コア層１０の一面または両面に形成される多孔性の第１絶縁層２０、第１絶縁層２０にエンベッドされる第1回路層３０’、及び第２絶縁層４０’を含む。
【００７０】
この際、本実施形態による第１回路層３０’は、図１に示す第１回路層３０と異なり、第１絶縁層２０にエンベッドされて第２ポアＰ２の側面で連結され、第２ポアＰ２の底面から一部に充填される。
【００７１】
そして、第２絶縁層４０’は、第１絶縁層２０と平坦面を成すように第２ポアＰ２の上端から厚さ方向に充填される。
【００７２】
より詳しく検討すると、第１回路層３０’が多孔性層２２に含まれた第２ポアＰ２の底面から側面に沿って充填されて、第２ポアＰ２に完全に充填されない。但し、第１回路層３０’が側面で連結された形状を有するために、図５に示すように第２ポアＰ２の底面から中心部までの高さより多少高く形成されることが好ましい。
【００７３】
そして、第２絶縁層４０’も第２ポアＰ２に充填され、第１回路層３０’の上端から第１絶縁層２０と平坦面を成す高さまで充填される。特に、第２ポアＰ２に隣接した結晶柱Ｃの上端まで充填されれば、図５に示す形状を有するようになる。
【００７４】
また、第２絶縁層４０’は、第２ポアＰ２だけではなく、第１ポアＰ１にも充填されることができる。これも第１ポアＰ１の上端から厚さ方向に充填されて、但し、第１ポアに充填された第２絶縁層４０’は、その深さが制限されない。この際、第１ポアＰ１の底面まで充填されることが、放熱基板２００の外面を形成する絶縁層をもっと堅固にさせる。
【００７５】
一方、第２絶縁層４０’が第１ポアＰ１及び第２ポアＰ２の全部に充填される場合、図３に示すように第２回路層と第１ビアをさらに含む多層放熱基板を形成することができる。
【００７６】
図６には、図５に示す放熱基板の変形例を示している。本実施形態による放熱基板２００−１は、第２絶縁層４０’’が多孔性層２４のポアＰに充填され、第１絶縁層２０の上端をカバーするように形成されたことを特徴とする。従って、第２絶縁層４０’’は、第２ポアＰ２に充填され、これに延長されて第１絶縁層２０の上端をカバーするように形成されたり、第２絶縁層４０’’は、第１ポアＰ１及び第２ポアＰ２の全部に充填されて第１絶縁層２０の上端をカバーするように延長されて形成されることができる。
【００７７】
これによって、放熱基板２００−１は、第２絶縁層４０’’が放熱基板２００−１の外面を形成する。このような放熱基板２００−１は、ポアＰの空いた空間を最小化して放熱基板の堅固性を向上させるとともに、放熱基板の外面をもっと平坦にさせる。
【００７８】
また、図７及び図８には、図６に示す放熱基板の変形例で、多層放熱基板と両面放熱基板を示している。
【００７９】
図７に示す放熱基板２００−２は、第２絶縁層４０’’上に形成される第２回路層５０、第１回路層３０’と前記第２回路層５０を連結する第１ビア５５をさらに含む。第２回路層５０と第１ビア５５の構造及び機能は、図３を参照して説明した構造及び機能と同一であり、その詳細な説明は省略する。
【００８０】
図８に示す放熱基板２００−３は、金属コア層１０の両面に形成された第２回路層５０を連結する第２ビア７０をさらに含む。このような第２ビア７０の構造及び機能も図４を参照して説明した構造及び機能と同一であり、その詳細な説明は省略する。
【００８１】
図９乃至図１４は、図１に示す第１実施形態による放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図である。以下、これを参照して本実施形態による放熱基板の製造方法を説明する。
【００８２】
まず、図９に示すように、放熱基板の金属コア層を形成する金属コア部材１０を提供する。
【００８３】
次に、図１０に示すように金属コア部材１０の一面または両面を陽極酸化する。一般的な陽極酸化は、金属コア部材１０を直流電源の陽極に接続して酸性溶液(電解質溶液)中に浸漬することで、金属コア部材１０の表面にバリア層と多孔性層からなる酸化絶縁層(金属酸化物層)を形成する工程をいう。
【００８４】
本発明で第１絶縁層２０が酸化絶縁層で形成され、図１０に示すように、バリア層２２と連結されて中心部の直径が両端の直径より長い第１ポアＰ１を有する多孔性層２４を形成するために、条件が異なる環境での３回の陽極酸化工程が必要である。
【００８５】
３回の陽極酸化工程は、図１１ａ乃至図１１ｃを参照して説明する。
【００８６】
まず、図９に示す金属コア部材１０に第１陽極酸化すると、図１１ａに示す酸化絶縁層が形成される。ここで第１陽極酸化の条件は、０．５℃の０．０１５モルのシュウ酸（Ｈ２Ｃ２Ｏ４）電解質溶液で２分間１３７Ｖの電圧を金属コア部材１０に印加することである（このような条件をＨＡ条件（Ｈａｒｄ  Ａｎｏｄｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）という）。
【００８７】
アルミニウム部材を例として説明すると、アルミニウム部材の表面が電解質溶液（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）と反応して境界面（アルミニウム部材表面／電解質溶液）で、電解質溶液によりアルミニウム金属がイオンに酸化されてアルミニウムイオン（Ａｌ３＋）が形成される。また、アルミニウム部材に加えられる電圧によりアルミニウム部材の表面に電流密度が集中される地点（ｄｏｔ）らが形成される。この地点での局所的な熱が発生して、電解質溶液（特に、シュウ酸）の活性度が増加するようになってアルミニウムが電解質溶液と非常に早く反応し、アルミニウムイオンはもっとたくさん生成される。その結果、アルミニウム部材の表面に非常に微細で整列性を有する複数のホームが形成される。
【００８８】
また、印加された電圧により水の分解反応が起きて、この時生成された酸素イオン（Ｏ２−）は、電場の力で上述した複数のホームに移動し、電解質溶液により生成されたアルミニウムイオンと反応してアルミナ層を形成するようになる。
【００８９】
上述した第１陽極酸化条件で陽極酸化して形成されたアルミナ層は、図１１ａに示すように、バリア層と直径が小さいポアを有する多孔性層で構成される。
【００９０】
次に、上述した第１陽極酸化が終了されると、第２陽極酸化を遂行する。ここで、第２陽極酸化条件は、１０℃の４重量％のリン酸（Ｈ３ＰＯ４）電解質溶液で１５分間１１０Ｖの電圧を印加することである（このような条件をＭＡ条件（Ｍｉｌｄ  Ａｎｏｄｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）ともいう）。第１陽極酸化の後、第２陽極酸化を遂行すると、図１１ｂに示すように第１陽極酸化で形成されたポアより直径が大きいポアを有する多孔性層が形成される。
【００９１】
バリア層のＷ’−Ｘ’境界面は、持続的にアルミナを形成して厚さ方向に成長する。同時に Ｙ’−Ｚ’境界面は、電流集中で局所的な熱が発生して、アルミナの溶解作用がもっと活発に起きるようになり、Ｙ’−Ｚ’境界面も厚さ方向に成長するようになる。これにより、バリア層の厚さは、一定に維持されながら、ポアの深さはもっと成長する。
【００９２】
この際、第２陽極酸化条件は、Ｙ’−Ｚ’境界面で、第１陽極酸化条件のＹ−Ｚ境界面よりアルミナの溶解作用が活発で、この際形成されたポアは、図１１ｂに示すように、第１陽極酸化で形成されたポアよりもっと大きい直径を有するようになる。
【００９３】
そして、第２陽極酸化が終了されると、もう一度、第１陽極酸化を遂行する。これによって、直径の小さいポアが形成される。このように、３回の陽極酸化を経ることにより、図１１ｃに示す第１ポアＰ１を有する多孔性層２４が形成される。
【００９４】
その後、図１２に示すように、多孔性層２４に含まれた第１ポアＰ１が隣接する複数のポアと側面で連結されるように、等方性エッチングを遂行する。
【００９５】
等方性エッチングが遂行された第１ポアＰ１は、第２ポアＰ２になり、エッチングレジスト８０によって、エッチングが遂行されないポアは、相変らず第１ポアＰ１になる。この際用いられるエッチング液の種類は、制限されない。
【００９６】
エッチング液は、第１ポアＰ１の内壁を同一の厚さで溶解させ、この際、第２陽極酸化で形成された第１絶縁層２０の領域(中心部領域)は、第１陽極酸化で形成された第１絶縁層２０の領域より内壁(結晶柱)が薄いため、全部溶解されて隣接する第１ポアＰ１と連結される。これによって、隣接する複数のポアと側面で連結された第２ポアＰ２が形成される。
【００９７】
次に、アセトンと脱イオン化された蒸溜水を用いて放熱基板を洗浄し、エッチングレジストをとり除くと、図１３に示すような多孔性層２４を含む第１絶縁層２０が形成される。多孔性層２４は、中心部の直径が両端の直径より大きい形状を有する第１ポアＰ１、隣接する複数のポアと側面で連結された形状を有する第２ポアＰ２を有するようになる。
【００９８】
次に、図１４に示すように、第２ポアＰ２にエンベッドされるように第１回路層３０を形成する。第１回路層３０は、メッキ方式によって形成されることができる。一方、メッキ条件によって、第１回路層３０の高さを調節することができる。
【００９９】
露光及び現像工程を経てパターニングされたドライフィルム(またはフォトレジストフィルム)を第１ポアＰ１の上端に形成した後、無電解メッキ法によって第１回路層３０を形成する。一方、第１回路層３０は、通常的なＳＡＰ（Ｓｅｍｉ  Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）、ＭＳＡＰ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｓｅｍｉ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）またはサブトラクティブ法（Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）などを用いて形成することができる。
【０１００】
次に、図１５に示すように、多孔性層２４をカバーするように、第２絶縁層４０をシーリング（ｓｅａｌｉｎｇ）する。これによって、図１に示す放熱基板が完成される。
【０１０１】
図１６乃至図１７は、図３に示す放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図である。以下、これを参照して本実施形態による放熱基板の製造方法を説明する。
【０１０２】
第２絶縁層４０を第１絶縁層２０上にシーリングする段階の後に、図１６に示すように第２絶縁層４０を貫通する第１ビアホール４５を形成する。第１ビアホール４５は、第１回路層３０を露出させて、ドリル方式またはＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザーなどのようなレーザー方式によって形成されることができる。
【０１０３】
その後、図１７に示すように、第２回路層５０と第１ビア５５を形成する。第２回路層５０と第１ビア５５は、メッキ方式によってメッキ層を形成した後、パターニング(エッチング)することで同時に形成することができる。例えば、ＳＡＰ（Ｓｅｍｉ  Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）、ＭＳＡＰ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｓｅｍｉ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）またはサブトラクティブ法（Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）などによって形成することができる。
【０１０４】
一方、図１７には図示しないが、第２回路層５０上に保護層(図示せず)をさらに形成することができる。保護層は、ソルダーレジストであり、通常のスクリーン印刷法、ローラーコーティング法、カーテンコーティング法、スプレーコーティング法によって形成することができる。
【０１０５】
また、第２回路層５０が外部に露出されたパッド部を含む場合、電解金メッキ法、無電解金メッキ法、無電解ニッケル／パラジウム／金メッキ法のうち、いずれか一つによって遂行される外面処理工程によって、パッド保護層を形成することができる。
【０１０６】
図１８乃至図１９は、図４に示す放熱基板の製造工程を簡略に示す断面図である。以下、これを参照して本実施形態による放熱基板の製造方法を説明する。
【０１０７】
図９に示すように、金属コア部材１０を提供した後、金属コア部材１０の両面に、図１５に示す第２絶縁層４０をシーリングする段階まで遂行する。
【０１０８】
その後、図１６に示すように、第２絶縁層４０に第１ビアホール４５を形成して（この際、第１ビアホール４５は、放熱基板の一面または両面に形成される）、図１８に示すように、放熱基板１００−２を貫通する第２ビアホール６０を形成する。
【０１０９】
そして、第２ビアホール６０の内壁に絶縁内膜６５を形成する。絶縁内膜６５は、金属コア層１０を貫通する領域に対して陽極酸化して酸化絶縁内膜（例えば、アルミナ絶縁内膜）を形成したり、第２ビアホール６０の内壁の全体に絶縁材を薄膜で塗布して形成されることができる。
【０１１０】
更に、図１９に示すように、メッキ方式によって第１ビア５５、第２回路層５０、第２ビア７０を形成する。これも、ＳＡＰ（Ｓｅｍｉ  Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）、ＭＳＡＰ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｓｅｍｉ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）またはサブトラクティブ法（Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）によって形成することができる。
【０１１１】
図５に示す本発明の第２実施形態による放熱基板２００の製造方法を、図９乃至図１４を参照して説明した第１実施形態による放熱基板の製造方法と比較して説明する。
【０１１２】
図５に示す放熱基板２００は、図１４を参照して説明した第１回路層３０を形成する段階で、第１回路層３０’を第１絶縁層２０にエンベッドされて、第２ポアＰ２の側面で連結され、第２ポアＰ２の底面から一部に充填される。
【０１１３】
そして、図１５を参照して説明した第２絶縁層４０を形成する段階で、多孔性層２４の上端にシーリングすることなく、第２絶縁層４０’は、第１絶縁層２０と平坦面を成すように、第２ポアＰ２の上端から厚さ方向に充填する。
【０１１４】
また、図６に示す放熱基板２００−１は、上記のように第１回路層３０’を形成した後、第２絶縁層４０’’をポアＰに充填して、多孔性層２４の上端をカバーするよう、延長されるように形成する。従って、第２絶縁層４０’を第２ポアＰ２に充填し、これに延長されて第１絶縁層２０の上端をカバーするように形成したり、第２絶縁層４０’’を第１ポアＰ１及び第２ポアＰ２の全部に充填し、これに延長されて第１絶縁層２０の上端をカバーするように形成することができる。
【０１１５】
また、図７及び図８に示す放熱基板２００−２、２００−３は、図６に示す放熱基板を形成した後、図１６乃至図１９を参照して説明した過程を経て形成される。
【０１１６】
一方、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく様々な修正及び変更が可能であるということは、この技術分野にて通常の知識を有する者には明らかである。従って、そういう変形例または修正例などは、本発明の特許請求の範囲に属するというべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、多孔性構造の酸化絶縁層を含んで放熱性が向上され、酸化絶縁層にエンベッドされた回路層を含んで微細パターンの形成が可能である放熱基板及びその製造方法に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
１００、１００−１、１００−２              放熱基板
２００、２００−１、２００−２、２００−３  放熱基板
１０  金属コア層
２０  第１絶縁層
２２  バリア層
２４  多孔性層
Ｐ    ポア
Ｐ１  第１ポア
Ｐ２  第２ポア
Ｃ    結晶柱
３０、３０’              第１回路層
４０、４０’、４０’’    第２絶縁層
４５  第１ビアホール
５０  第２回路層
５５  第１ビア
６０  第２ビアホール
６５  絶縁内膜
７０  第２ビア
８０  エッチングレジスト
【図１】
2011216842.tif 000003
【図２】
2011216842.tif 000004
【図３】
2011216842.tif 000005
【図４】
2011216842.tif 000006
【図５】
2011216842.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011216842.tif 000009
【図８】
2011216842.tif 000010
【図９】
2011216842.tif 000011
【図１０】
2011216842.tif 000012
【図１１ａ】
2011216842.tif 000013
【図１１ｂ】
2011216842.tif 000014
【図１１ｃ】
2011216842.tif 000015
【図１２】
2011216842.tif 000016
【図１３】
2011216842.tif 000017
【図１４】
2011216842.tif 000018
【図１５】
2011216842.tif 000019
【図１６】
2011216842.tif 000020
【図１７】
2011216842.tif 000021
【図１８】
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【図１９】
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