(57)【要約】【課題】放熱基板上に実装される電子部品の発熱に起因する不具合を抑えることが可能な放熱基板及びその製造方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明に係る放熱基板１０は、コア基板１１の表裏の両面にビルドアップ層２０，２０がそれぞれ積層されている。そして、コア基板１１及びビルドアップ層２０，２０とを貫通する貫通孔１０Ａと、貫通孔１０Ａに少なくとも一部が収容される金属ブロック４０と、を有し、金属ブロック４０には、ビルドアップ層２０に係止するフランジ４２と、電子部品９０が搭載される電子部品搭載面４１Ｍが備えられ、電子部品搭載面４１Ｍは、貫通孔１０Ａの途中位置に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア基板と、
前記コア基板の表裏の両面である第１面と第２面とにそれぞれ積層されるビルドアップ層と、
前記第１面側のビルドアップ層と、前記コア基板と、前記第２面側のビルドアップ層とを貫通する貫通孔と、
前記貫通孔に少なくとも一部が収容される金属ブロックと、を有し、
前記金属ブロックには、前記第２面側の前記ビルドアップ層に係止するフランジと、電子部品が搭載される電子部品搭載面が備えられ、
前記電子部品搭載面は、前記貫通孔の途中位置に配置されている放熱基板。
【請求項２】
請求項１に記載の放熱基板において、
前記第２面側の前記ビルドアップ層の上面には、前記金属ブロックの前記フランジ部と固定される固定部が形成されている。
【請求項３】
請求項２に記載の放熱基板において、
前記固定部は、導体層で形成されている。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の放熱基板において、
前記電子部品搭載面は、前記第１面側のビルドアップ層の上面と前記コア基板の第２面との間に配置されている。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載の放熱基板において、
前記フランジと前記ビルドアップ層との間には接着層が設けられている。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載の放熱基板において、
前記コア基板は、絶縁性基材と、その表裏の両面にそれぞれ積層されている導体層と、
前記絶縁性基板の表面の導体層と前記絶縁性基板の裏面の導体層とを接続する接続導体を含み、
前記ビルドアップ層は、交互に積層されている複数の導体層と複数の絶縁層と、複数の導体層を接続する接続導体を含み、
前記コア基板及び前記ビルドアップ層に含まれる全ての前記接続導体は、フィルドめっき導体である。
【請求項７】
コア基板の表裏の両面である第１面と第２面とにそれぞれビルドアップ層を積層することと、
前記第１面側のビルドアップ層と、前記コア基板と、前記第２面側のビルドアップ層とを貫通する貫通孔を形成することと、
前記貫通孔に前記第２面側から金属ブロックを挿入して、前記金属ブロックに備えられているフランジを前記第２面側の前記ビルドアップ層に係止するとともに、
前記金属ブロックの電子部品が搭載される電子部品搭載面を前記ビルドアップ層又は前記コア基板の厚み方向の途中位置に配置することと、を含む放熱基板の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の放熱基板の製造方法であって、
さらに、前記第２面側のビルドアップ層の上面に接着剤を塗布することと、前記フランジと前記ビルドアップ層を前記接着剤により固定することを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コア基板にビルドアップ層が積層されている放熱基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の放熱基板として、放熱ブロックが内蔵された回路基板上に電子部品（例えば、半導体素子）が実装されているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１３５１６８号（段落［００２８］〜［００３０］、図３（Ｂ））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の放熱基板では、放熱基板上に実装されている電子部品の熱がたまると、熱による放熱基板の反り等が発生し、断線等の問題が生じると考えられる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、放熱基板上に実装される電子部品の発熱に起因する不具合を抑えることが可能な放熱基板及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためなされた本発明に係る回路基板は、コア基板と、前記コア基板の表裏の両面である第１面と第２面とにそれぞれ積層されるビルドアップ層と、前記コア基板及び前記ビルドアップ層とを貫通する貫通孔と、前記貫通孔に少なくとも一部が収容される金属ブロックと、を有している。前記金属ブロックには、前記第２面側の前記ビルドアップ層に係止するフランジと、電子部品が搭載される電子部品搭載面が備えられ、前記電子部品搭載面は、前記貫通孔の途中位置に配置されている。
【０００７】
また、本発明に係る回路基板の製造方法は、コア基板の表裏の両面である第１面と第２面とにそれぞれビルドアップ層を積層することと、前記コア基板及び前記ビルドアップ層とを貫通する貫通孔を形成することと、前記貫通孔に前記第２面側から金属ブロックを挿入して、前記金属ブロックに備えられているフランジを前記第２面側の前記ビルドアップ層に係止するとともに、前記金属ブロックの電子部品が搭載される電子部品搭載面を前記ビルドアップ層又は前記コア基板の厚み方向の途中位置に配置することと、を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の放熱基板の側断面図
【図２】放熱基板の製造工程を示す側断面図
【図３】放熱基板の製造工程を示す側断面図
【図４】放熱基板の製造工程を示す側断面図
【図５】放熱基板の製造工程を示す側断面図
【図６】放熱基板の製造工程を示す側断面図
【図７】放熱基板の製造工程を示す側断面図
【図８】放熱基板の側断面図
【図９】変形例に係る放熱基板の側断面図
【図１０】変形例に係る放熱基板の側断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１に示されるように、本実施形態の放熱基板１０は、コア基板１１の表裏の両面にそれぞれビルドアップ層２０，２０が積層され、さらにソルダーレジスト層２６，２６が積層された構造をなしている。なお、以下ではコア基板１１の板厚方向の一端側の表面をＦ面１１Ｆ（本発明の「第１面」に相当する。）といい、他端側の表面をＳ面１１Ｓ（本発明の「第２面」に相当する。）という。
【００１０】
コア基板１１は、絶縁性基材１１Ｋの表裏の両面に導体層１２がそれぞれ形成されている。なお、絶縁性基材１１Ｋは、補強繊維の織布（例えば、ガラスクロス）に樹脂を含浸させてなるプリプレグである。絶縁性基材１１Ｋの厚さは、例えば、５０〜１５０［μｍ］程度になっている。
【００１１】
ビルドアップ層２０は、交互に積層されている複数の層間絶縁層２１と複数の導体層２２とから構成されている。なお、ビルドアップ層２０，２０を区別するときは、コア基板１１のＦ面１１Ｆ側に積層されているビルドアップ層２０を第１ビルドアップ層２０Ａといい、コア基板１１のＳ面１１Ｓ側に積層されているビルドアップ層２０を第２ビルドアップ層２０Ｂという。
【００１２】
層間絶縁層２１及びソルダーレジスト層２６は、補強繊維を含んでいない樹脂層である。層間絶縁層２１の厚さは、例えば、１５〜３０［μｍ］程度であり、ソルダーレジスト層２６の厚さは、その層間絶縁層２１より厚く、例えば、１８〜３５［μｍ］程度である。
【００１３】
導体層１２，２２は、主として銅メッキで構成され、１０〜２５［μｍ］程度になっている。また、導体層１２，２２は、層間絶縁層２１を貫通するビア導体１７又は絶縁性基材１１Ｋを貫通する接続導体１５によって接続されている。ビア導体１７及び接続導体１５は、めっきフィルドで構成されている。なお、ビア導体１７及び接続導体１５が、本発明の「接続導体」に相当する。
【００１４】
また、ソルダーレジスト層２６には、最外の導体層２２の一部を露出させる複数の開口２６Ｈ，２６Ｈが形成されている。そして、導体層２２のうち開口２６Ｈ，２６Ｈから露出する部分がパッド２９，２９を構成する。
【００１５】
ところで、図１に示されるように、本実施形態の放熱基板１０には、コア基板１１及びビルドアップ層２０，２０を貫通する貫通孔１０Ａが設けられている。貫通孔１０Ａの内径は、略０．５〜１０［ｍｍ］となっている。
【００１６】
貫通孔１０Ａには、金属ブロック４０の一部が挿通されている。金属ブロック４０は、貫通孔１０Ａに挿通される軸部４１と、軸部４１の一端側に形成されて、Ｓ面１０Ｓ側のビルドアップ層２０に係止されるフランジ４２とを備えている。軸部４１の径は、略０．５〜１０［ｍｍ］となっていて、フランジ４２の径は、略０．７〜１０．２［ｍｍ］となっている。なお、金属ブロック４０は、例えば、銅で構成されていてもよいし、銅にモリブデンやタングステンを混ぜたものや、アルミニウム等で構成されていてもよい。
【００１７】
また、金属ブロック４０の軸部４１の他端側の上面は、電子部品９０を搭載可能な電子部品搭載面４１Ｍとなっている。そして、金属ブロック４０は、電子部品搭載面４１Ｍが第１面１１Ｆ側のビルドアップ層２０の上面２０Ｆよりも下方に配置されている。具体的には、電子部品搭載面４１Ｍは、コア基板１１の厚み方向の途中位置に配置されている。
【００１８】
また、第２ビルドアップ層２０Ｂのうち、貫通孔１０Ａの周辺部分には固定部２５が形成されている。具体的には、固定部２５は、第２ビルドアップ層２０Ｂの最外に配置されている導体層２２から構成されている。なお、固定部２５の幅はフランジ４２の張り出し部分と略同径又はフランジ４２の張り出し部分よりも大きく形成されている。
【００１９】
また、固定部２５とフランジ４２との間には、接着層３０が形成されている。接着層３０は貫通孔１０Ａの全周を囲う環状に形成されている。また、接着層３０は、例えば、Ａｇペーストなどの導電性接着剤から構成される。さらに、第２ビルドアップ層２０Ｂの上面２０Ｓには、フランジ４２を囲う金属固定部３５が形成されている。金属固定部３５は、例えば、半田から構成される。また、金属固定部３５の一部が金属ブロック４０の上面にはみ出していてもよい。
【００２０】
本実施形態の放熱基板１０は、以下のようにして製造される。
（１）図２（Ａ）に示されるように、絶縁性基材１１Ｋの表裏の両面に、銅箔１１Ｃが積層されている銅張積層板１１Ｚが用意される。
【００２１】
（２）図２（Ｂ）に示されるように、銅張積層板１１Ｚに接続導体１５（図１参照）を形成するための接続導体用貫通孔１１Ｈが形成される。具体的には、銅張積層板１１Ｚの両面から、例えばＣＯ２レーザが照射されて接続導体１５用の接続導体用貫通孔１１Ｈが形成される。
【００２２】
（３）無電解めっき処理が行われ、銅箔１１Ｃ上と接続導体用貫通孔１１Ｈの内面とに無電解めっき膜（図示せず）が形成される。次いで、図２（Ｃ）に示されるように、銅箔１１Ｃ上の無電解めっき膜上に、所定パターンのめっきレジスト３３が形成される。
【００２３】
（４）図２（Ｄ）に示されるように、電解めっき処理が行われ、電解めっきが接続導体用貫通孔１１Ｈ内に充填されて接続導体１５が形成されると共に、銅張積層板１１Ｚ上に形成されている無電解めっき膜（図示せず）のうちめっきレジスト３３から露出している部分の上に電解めっき膜３４，３４が形成される。
【００２４】
（５）めっきレジスト３３が剥離されると共に、めっきレジスト３３の下方の無電解めっき膜（図示せず）及び銅箔１１Ｃが除去され、図３（Ａ）に示されるように、残された電解めっき膜３４、無電解めっき膜及び銅箔１１Ｃにより、絶縁性基材１１Ｋの表裏の両面に導体層１２，１２が形成される。これにより、コア基板１１が得られる。
【００２５】
（６）図３（Ｂ）に示されるように、導体層１２，１２上にそれぞれ層間絶縁層２１C，２１Ｄが積層される。
【００２６】
（７）図３（Ｃ）に示されるように、各層間絶縁層２１Ｃ，２１ＤにＣＯ２レーザが照射されて、層間絶縁層２１を貫通するテーパー状のビアホール２１Ｈが形成される。
【００２７】
（８）無電解めっき処理が行われ、各層間絶縁層２１，２１上とビアホール２１Ｈの内面とに無電解めっき膜（図示せず）が形成される。次いで、図３（Ｄ）に示されるように、各層間絶縁層２１，２１上の無電解めっき膜上に、所定パターンのめっきレジスト４４が形成される。
【００２８】
（９）電解めっき処理が行われ、図４（Ａ）に示されるように、電解めっきがビアホール２１Ｈ内に充填されてビア導体１７が形成されると共に、各層間絶縁層２１，２１の無電解めっき膜（図示せず）のうちめっきレジスト４４から露出している部分に電解めっき膜４５，４５が形成される。
【００２９】
（１０）次いで、図４（Ｂ）に示されるように、めっきレジスト４４が剥離されると共に、めっきレジスト４４の下方の無電解めっき膜（図示せず）が除去され、残された電解めっき膜４５及び無電解めっき膜により導体層２２，２２が形成される。
【００３０】
（１１）上記した（６）〜（１０）と同様の処理により、図４（Ｃ）から図５（Ｂ）に示されるように、コア基板１１の表裏の導体層２２上に層間絶縁層２１と導体層２２とが形成されて、各導体層２２がビア導体１７によって接続された状態になる。以上により、コア基板１１の表裏の両面にビルドアップ層２０，２０が形成される。
【００３１】
（１２）図５（Ｃ）に示すように、ビルドアップ層２０，２０の表裏の両面にソルダーレジスト層２６，２６が積層される。
【００３２】
（１３）そして、図６（Ａ）に示されるように、Ｆ面１１Ｆ側及びＳ面１１Ｓ側のソルダーレジスト層２６，２６の所定箇所にテーパー状の開口２６Ｈが形成されて最外の導体層２２の一部がソルダーレジスト層２６から露出し、パッド２９，２９が形成される。また、第２ビルドアップ層２０Ｂの最外の導体層２２の一部がソルダーレジスト層から露出して、固定部２５が形成される。
【００３３】
（１４）図６（Ｂ）に示されるように、ルーター加工によってソルダーレジスト層２６，２６、ビルドアップ層２０，２０、コア基板１１を貫通する貫通孔１０Ａが形成される。
【００３４】
（１５）図６（Ｃ）に示されるように、固定部２５上に貫通孔１０Ａの全周囲を囲う接着層３０が形成される。
【００３５】
（１６）図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、貫通孔１０Ａに金属ブロック４０が、第２ビルドアップ層２０Ｂ側から挿通される。金属ブロック４０の軸部４１が貫通孔１０Ａに挿通されるとともに、フランジ４２が接着層３０によって固定部２５に仮固定される。
【００３６】
（１７）図７（Ｃ）に示されるように、フランジ４２の外縁部が溶解した半田によって覆われて、金属固定部３５が形成される。以上により、図１に示される放熱基板１０が得られる。
【００３７】
本実施形態の放熱基板１０の構造及び製造方法に関する説明は以上である。次に放熱基板１０の作用効果を、放熱基板１０の使用例と共に説明する。本実施形態の放熱基板１０は、図８に示されるように、金属ブロック４０の上面に形成されている電子部品搭載面４１Ｍに電子部品９０が搭載されて使用される。なお、図８に示される例では、電子部品９０の上面に設けられている端子９０Ａと、放熱基板１０に形成されているパッド２９とが、ワイヤーボンディングによって接続されている。
【００３８】
電子部品９０が発熱すると、その熱は、金属ブロック４０を介して放熱される。本実施形態の放熱基板１０は、電子部品搭載面４１Ｍが第１ビルドアップ層２０Ａの最外面であるＦ面２０Ｆから下方に配置されている。これにより、電子部品９０を戴置したときの全体の厚みを薄くすることが可能となる。
【００３９】
また、金属ブロック４０のフランジ４２は、第２ビルドアップ層２０Ｂに形成されている導体層からなる固定部２５に固定されている。これにより、金属ブロック４０の熱によって固定部２５が変形することが抑制される。さらに、接着層３０が、貫通孔１０Ａの全周囲を囲うように形成されているので、金属ブロック４０を本固定するための金属固定部３５が貫通孔１０Ａの内部に入り込むことを抑制することが可能となる。
［他の実施形態］
【００４０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４１】
（１）上記実施形態の放熱基板１０は、金属ブロック４０の軸部４１の径と、貫通孔１０Ａの径とが略同径になっていたが、図９に示されるように、軸部４１Ｚの径が貫通孔１０Ａの径よりも小さくてもよい。
【００４２】
（２）図１０に示されるように、貫通孔１０ＡＸは、その途中位置で拡径する形状であってもよい。図１０に示される例では、フランジ４２は、貫通孔１０ＡＸの段差部分に係止する構成となっている。
【符号の説明】
【００４３】
１０    放熱基板
１０Ａ    貫通孔
１１    コア基板
２０    ビルドアップ層
２１    層間絶縁層
１２，２２    導体層
２５    固定部
２６    ソルダーレジスト層
３５    金属固定部
４０    金属ブロック
４１    軸部
４１Ｍ    電子部品搭載面
４２    フランジ
９０    電子部品
【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】
2019046955.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019046955.tif 000011
【図１０】
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