(57)【要約】【課題】実装部品への熱的影響が小さく、高寿命、高信頼性、高精度のメタルコア基板を得る。【解決手段】本発明のメタルコア基板は、第一の絶縁層１と、接地用導体層２と、半導体素子等の部品が実装される部品実装面をもつ第二の絶縁層４とにより形成され、第一の絶縁層と導体層との間に、熱伝導率の高い物質で生成された高熱伝導率層３ａと、熱伝導率の低い物質で生成された低熱伝導率層３ｂとを交互に積層した積層体３をその積層方向が第一の絶縁層の板厚方向に対して直角になるよう設けたものである。また、高熱伝導率層をアルミニウムとし、低熱伝導率層をエポキシ樹脂としてもよい【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の絶縁層と、接地用導体層と、半導体素子等の部品が実装される部品実装面をもつ第二の絶縁層とにより形成されたメタルコア基板において、
前記第一の絶縁層と前記導体層との間に、熱伝導率の高い物質で生成された高熱伝導率層と、熱伝導率の低い物質で生成された低熱伝導率層とを交互に積層した積層体をその積層方向が前記第一の絶縁層の板厚方向に対して直角になるよう設けたことを特徴とするメタルコア基板。
【請求項２】
前記高熱伝導率層がアルミニウムであり、前記低熱伝導率層がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１記載のメタルコア基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子等が実装された基板の放熱性を改善したメタルコア基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来電子機器等に用いられる印刷配線用基板はフェノール樹脂、エポキシ樹脂等を含浸させた紙やガラス布等(プリプレグ)と金属箔を積層し、プレスにより加熱、加圧成形して得られる。このような紙やガラス布と樹脂からなる基板は、熱伝導性が低く発熱の多い半導体素子等が直接搭載できず、別途放熱板等に搭載する必要がある。一方、放熱性を付与した配線板としてメタルコア基板があり、これは金属板表面に樹脂を塗布して絶縁層を形成し金属箔を接着して得られる。このメタルコア基板は金属板の層を有するため、熱を発熱体からその周りへ逃がすことができ、放熱性に優れている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２９１７４６号公報(第１図)
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のメタルコア基板は、発熱体の熱を金属製コアの層から発熱体の周囲に熱を伝導させるため、発熱体の周囲に位置する熱に弱い部品の動作特性に影響を与えてしまい、回路の動作不良を生じてしまう。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、発熱体からの熱に熱伝導の方向性を与えて効率的に放熱させ、部品への熱的影響が小さく、高寿命、高信頼性、高精度のメタルコア基板を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明はつぎの構成にしている。
（１）第一の絶縁層と、接地用の導体層と、半導体素子等の部品が実装される部品実装面をもつ第二の絶縁層とにより形成されたメタルコア基板において、
前記第一の絶縁層と前記導体層との間に、熱伝導率の高い物質で生成された高熱伝導率層と、熱伝導率の低い物質で生成された低熱伝導率層とを交互に積層した積層体をその積層方向が前記第一の絶縁層の板厚方向に対して直角になるよう設けたものである。
（２）前記高熱伝導率層をアルミニウムとし、前記低熱伝導率層をエポキシ樹脂としてもよい。
本発明のメタルコア基板によれば、低熱伝導率層により基板面上の熱伝導を抑え、高熱伝導率層で部品実装面の熱を効率よく放熱する。熱伝導に方向性を与えることができる為、基板の実装部品の配置を考慮することにより、効率的に発熱部品の放熱をすることができ、熱に弱い部品への熱的影響を最小限にすることができるため、高寿命化、高信頼性化、高精度化を図ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態を示すメタルコア基板の斜視図である。図において、１は第一の絶縁層、２は接地用導体層、３は積層体、４は第二の絶縁層である。
本発明のメタルコア基板は、第一の絶縁層１に接地用導体２、積層体３、第二の絶縁層４が張合わされて構成されている。
第一の絶縁層１および第二の絶縁層４は、基板配線を形成するために貼られている絶縁物であり、多層の配線基板等でもよい。
積層体３は、熱伝導性の高い物質のアルミニウムからなる高熱伝導率層３ａと熱伝導性の低い物質のエポキシ樹脂からなる低熱伝導率層３ｂより構成されている。積層体３の積層方向はどの方向でもよいが、本実施形態では図１のように配置している。高熱伝導率層３ａは、熱が加わった場合、その熱源より温度の低いところに熱伝導させる。そのため高熱伝導率層３ａの一部が温度上昇すると、高熱伝導率層３ａ全体が温度上昇する。
つぎに、動作について述べる。
いま、第二の絶縁層４の左端部を加熱すると、熱はＸ方向、−Ｚ方向に伝導する。低熱伝導率層３ｂは熱伝導性の低い物質で生成された低熱伝導率層３ｂと隣接している高熱伝導率層３ａの断熱材の役目をする。もし、高熱伝導率層３ａのひとつが温度上昇しても、低熱伝導率層３ｂが断熱するため、高熱伝導率層３ａのとなりにある他の熱伝導性の高い物質は温度上昇しない。
よって図１の積層体３は基板のＸ軸方向、Ｚ軸方向は熱を伝導しやすく、Ｙ軸方向には熱を伝えにくい性質を持つ。基板面をＸＹ平面に平行な面、コアの積層面がＸＺ平面に平行であるとする。基板の部品実装面４ａからの熱を効率よくＺ方向に伝達するために、コアの積層面が基板面に対し垂直になるように配置する。
本発明のメタルコア基板によれば、熱伝導に方向性を与えることができる。
【０００７】
以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて説明する。
図２はメタルコア基板の積層体３の作製方法を示す図で、（ａ）はリールの斜視図、（ｂ）はリールから切り出した積層体を示す。 図において、３ａは高熱伝導率層のアルミテープ、３ｂは低熱伝導率層のエポキシ樹脂テープを示している。
リール体８は、テープ状のアルミとエポキシ樹脂を交互に重ね、リールに巻き、固めたものである。これにより基板厚さ分の積層されたコアの材料を形成する。リール体の切断位置８ａから切り出し積層体３の形状とし、基板のコアとする。
積層体３のもう一つの作製方法を、図３に示す。この方法は、板状のアルミとエポキシ樹脂板を交互に重ね、積み上げ、固めて積層物９としたものである。そして、前述のリール８と同様に切断位置９ａから切り出し積層体３の形状とした。
このようにして作製した積層体３を用いて組立てた基板装置を図４に示す。図４は、本発明のメタルコア基板を用いた基板装置を示す斜視図である。図において、５は発熱の多い半導体素子、６は熱に影響されやすい素子、７は放熱器である。
ＸＹＺは、直交座標系であり、つぎのように定義する。すなわち、積層体３の積層方向はＸＹ平面と平行、基板はＸＺ平面に対し平行である。したがって、高熱伝導率層３ａのアルミは、熱をＸ軸方向、Ｚ軸方向に伝導しやすい。しかし、低熱伝導率層３ｂのエポキシ樹脂が熱を絶縁しているため、Ｙ軸方向には熱が伝わりにくい。接地用導体２、第一の絶縁層１および第二の絶縁層４の厚さは薄いため、Ｚ軸方向の熱伝導にはさほど影響なく、Ｘ軸、Ｙ軸方向には伝熱しない。
接地用導体２は、高熱伝導率層３ａのアルミをアースにつなぐために配置している。
いま、図４のように絶縁体２５側の基板表面に発熱の多い半導体素子２６を実装し、第一の絶縁層１の基板表面に放熱器７を設置する。そして発熱の多い半導体素子５からＹ軸方向に熱に影響されやすい素子６を配置する。そうすると、発熱の多い半導体素子５から発生した熱は積層体３により−Ｚ方向に伝導し、基板裏面にある放熱器７により放熱される。また、発熱の多い半導体素子５から発生した熱はＹ軸方向には伝導しにくいため、発熱の多い半導体素子５からＹ軸方向に位置する熱に影響されやすい素子６は熱の影響を受けない。つまり熱伝導に方向性を与えることができる。そのため熱伝導の方向、基板の実装部品の配置を考慮することにより、発熱部品の放熱、熱に弱い部品への熱的影響を最小限にすることができ、熱に影響されやすい素子６の高寿命化、高信頼性化、高精度化を図ることができる。
【０００８】
【発明の効果】
以上で述べたように、本発明のメタルコア基板によれば、低熱伝導率層により基板面上の熱伝導を抑え、高熱伝導率層により部品実装面の熱を効率よく放熱するため、熱伝導に方向性を与えることができる。そうすると、基板の実装部品の配置を考慮することにより、効率的に発熱部品の放熱が可能となる。したがって、熱に弱い部品への熱的影響は最小限となり、高寿命化、高信頼性化、高精度化を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すメタルコア基板の斜視図
【図２】本発明の積層体の作製方法を示す図で、（ａ）はリールの斜視図、（ｂ）はリールから切り出した積層体の斜視図
【図３】本発明の他の積層体の作製方法を示す斜視図
【図４】本発明のメタルコア基板を用いた基板装置を示す斜視図
【符号の説明】
１  第一の絶縁層
２ 接地用導体層
３  積層体
３ａ  高熱伝導率層（アルミニウム）
３ｂ  低熱伝導率層（エポキシ樹脂）
４  第二の絶縁層
４ａ 部品実装面
５  発熱の多い半導体素子
６  熱に影響されやすい素子
７  放熱器
８  リール
９  積層物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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