(57)【要約】【課題】基板内に金属板を埋設せずに高い放熱効果が得られ、低コストで信頼性が高いビルドアップ基板を提供する。【解決手段】コア層１０の表面と裏面にそれぞれ絶縁層と配線層を１層毎に積層することによって配線形成を繰り返して形成したビルドアップ層２０，３０を有する基板において、ビルドアップ層２０，３０の絶縁層２１ｉ，２２ｉ等に、粒状の金属フィラーＭＦを均一に混入する。これにより、基板に搭載した電子部品等から発生する熱が、絶縁層内の金属フィラーＭＦによって基板全体に拡散され、この基板が放熱器の役割を果たす。従って、基板内に金属板を埋設することなく高い放熱効果が得られ、かつ、低コストで信頼性の高い基板が実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア基板の表面と裏面にそれぞれ絶縁層と配線層を１層毎に積層することによって配線形成を繰り返して形成したビルドアップ層を有するプリント配線基板において、
前記ビルドアップ層の絶縁層に、粒状の金属フィラーを均一に混入したことを特徴とするプリント配線基板。
【請求項２】
前記絶縁層はエポキシ樹脂を主成分とし、前記金属フィラーは、アルミニウムまたは銅またはそれらの金属の合金の直径１０μｍ以下の粒子で、該絶縁層の主成分であるエポキシ樹脂に対する体積比が１０％以下であることを特徴とする請求項１記載のプリント配線基板。
【請求項３】
前記配線層と前記絶縁層の間に、絶縁性のレジスト膜を形成したことを特徴とする請求項１または２記載のプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に使用されるプリント配線基板（以下、単に「基板」という）、特に基板の放熱技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板に搭載された電子部品の放熱には、ヒートシンクやヒートパイプ等の放熱器が用いられている。放熱器を用いる場合、放熱器を取り付けた電子部品だけしか冷却効果が得られず、かつ、基板へ電子部品を半田付けする際、または半田付け後に、その電子部品に放熱器を取り付ける工程が必要となるため、加工コストが高くなるという問題があった。また、ＩＣＴ(In  Circuit  Tester)等を使用して基板を検査する際に、放熱器を取り外す必要が生ずる場合がある等の問題があった。
【０００３】
更に、ヒートパイプを用いた冷却方法では、発熱体である電子部品で発生した熱を、熱伝導性のあるヒートパイプで筐体等へ伝導させる構造のため、基板単体での冷却構造をとることが困難で、筐体を含めた冷却構造を設計するため、設計工数が大きくなりコストと工期が増加するという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するため、下記特許文献１には、多層基板の内に放熱用の金属板（メタルコア）を埋設し、この金属板によって基板上の電子部品で発生する熱を基板全体に伝導させ、基板自体を１つの放熱板とするように構成したメタルコア基板が記載されている。このように、メタルコア基板では、放熱器を使用せずに基板全体を放熱板として使用することで、加工コストの低減と高い放熱効果が得られる。
【０００５】
なお、メタルコア基板では、基板全体がほぼ同じ温度に上昇するので、熱に弱いコンデンサや、温度によって抵抗値が大きく変化する抵抗器等の電子部品を保護するため、下記特許文献１には、温度上昇から保護する必要のあるコンデンサや抵抗器等の電子部品の搭載領域のメタルコアを除去した構造のメタルコア基板が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３５１６３４号公報
【特許文献２】特開２００３−６０３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記メタルコア基板では、基板自体の製造工程が複雑になり、一般の基板の２倍以上の製造時間が必要となってコストが増加するという課題があった。また、多層の基板内に金属板を埋設しているため、基板のスルーホール穴あけ加工において、穴あけドリル寿命が短縮し、スルーホール穴あけ不良の発生率が高くなるという課題があった。
【０００８】
本発明は、高い放熱効果が得られ、かつ、低コストで信頼性の高い基板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、コア基板の表面と裏面にそれぞれ絶縁層と配線層を１層毎に積層することによって配線形成を繰り返して形成したビルドアップ層を有する基板において、前記ビルドアップ層の絶縁層に、粒状の金属フィラーを均一に混入したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、基板のビルドアップ層の絶縁層に粒状の金属フィラーを均一に混入している。これにより、基板に搭載した電子部品等から発生する熱が、絶縁層内の金属フィラーによって基板全体に拡散され、この基板が放熱器の役割を果たす。従って、基板内に金属板を埋設することなく高い放熱効果が得られ、かつ、低コストで信頼性の高い基板が実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例の基板の構造を示す断面図で、この基板は、ビルドアップ工法を利用して製作されたビルドアップ基板である。
【００１３】
ビルドアップ工法とは、一層毎に積層、穴あけ加工、配線形成等を繰り返すことによって多層構造の基板を製作する方法で、一般的なビルドアップ基板は、コア基板と呼ばれる２層〜４層の配線層を形成した芯となるコア層の表面と裏面に、それぞれ１層〜３層の配線層（ビルドアップ層）を形成した合計４層〜１０層の多層構造となっている。
【００１４】
本実施例の基板は、図１に示すように、基板中心部に形成されたコア層１０と、このコア層１０の表面に形成されたビルドアップ層２０と、コア層１０の裏面に形成されたビルドアップ層３０による多層構造となっている。また、多層構造の基板の表面と裏面には、それぞれ保護用のソルダーレジスト４０，５０が塗布されている。
【００１５】
図１中に一部の拡大図を示したように、コア層１０は、エポキシ樹脂による絶縁層１１と、この絶縁層１１の表面と裏面にそれぞれ銅箔パターンによって形成された配線層１２，１３で構成されている。
【００１６】
ビルドアップ層２０は、１層目のビルドアップ層２１と２層目のビルドアップ層２２の２層構造となっている。１層目のビルドアップ層２１は、コア層１０の配線層１２の上に形成された絶縁層２１ｉと、この絶縁層２１ｉの上に形成された配線層２１ｗで構成されている。また、２層目のビルドアップ層２２は、１層目のビルドアップ層２１の配線層２１ｗの上に形成された絶縁層２２ｉと、この絶縁層２２ｉの上に形成された配線層２２ｗで構成されている。
【００１７】
同様に、ビルドアップ層３０は、１層目のビルドアップ層３１と２層目のビルドアップ層３２の２層構造となっており、各ビルドアップ層は、それぞれ絶縁層と配線層で構成されている。
【００１８】
これらのビルドアップ層２１，２２，３１，３２の絶縁層２１ｉ等は、絶縁物であるエポキシ樹脂に熱伝導性を持たせるための金属フィラーＭＦを混入したものである。金属フィラーＭＦは、熱伝導性の高いアルミニウムや銅またはそれらの金属の合金等の金属を直径５μｍ程度の粒子状にしたもので、エポキシ樹脂に対して体積比で５％程度の割合で均一に混ぜ合わされている。
【００１９】
各層の配線層の間は、必要に応じて絶縁層を貫通して形成された層間接続用のフォトビアＶＩＡによって電気的に接続されている。ビルドアップ層２１，２２，３１，３２に形成されたフォトビアＶＩＡは、銅めっきによって、これらのビルドアップ層２１，２２，３１，３２の配線層と一体形成されるようになっている。また、基板の表面と裏面の配線層を電気的に接続したり、電子部品のリード線を取り付けたりするために、基板全体を貫通するスルーホールＴＨが設けられている。
【００２０】
図２及び図３は、図１中のビルドアップ層の製造方法を示す工程図（その１及びその２）であり、図１中の拡大図に対応する箇所の製造工程を示している。
（工程１）  コア層１０の絶縁層１１表面に配線パターン１２用の銅箔Ｃ１を形成する。
（工程２）  銅箔Ｃ１の表面に、配線パターン１２を形成するためのエッチングマスクＭ１を塗布する。
（工程３）  エッチングマスクＭ１を用いて銅箔Ｃ１をエッチングし、配線パターン１２を形成する。
（工程４）  配線パターン１２上の所定の箇所に層間接続用の電極（パッド）Ｐを形成するためのマスクＭ２を用い、配線パターン１２上に銅めっきを施して電極Ｐを形成する。
（工程５）  その後、マスクＭ２をエッチングで除去する。
（工程６）  電極Ｐを含む配線パターン１２が形成されたコア層１０の表面全体に、厚さ５μｍ程度の絶縁性のレジスト膜Ｒ１をスプレーコート等で形成し、熱硬化させる。
（工程７）  レジスト膜Ｒ１の硬化後、このレジスト膜Ｒ１の表面に、電極Ｐ以外の部分にマスクＭ３を塗布する。
（工程８）  マスクＭ３を用いて、電極Ｐ上のレジスト膜Ｒ１をエッチングで除去する。
（工程９）  マスクＭ３をエッチングで除去する。
（工程１０）  金属フィラーＭＦが均一に混入された液状のエポキシ樹脂（以下、「金属ペースト」という）ＭＰ１を印刷し、熱硬化させる。
（工程１１）  電極Ｐ上の金属ペーストＭＰ１を除去するために、この電極Ｐ以外の箇所にマスクＭ４を塗布する。
（工程１２）  マスクＭ４を用いて、電極Ｐ上の金属ペーストＭＰ１をエッチングで除去する。これにより、コア層１０表面の配線層１２に達するビアホールＶＨが形成される。
（工程１３）  マスクＭ４をエッチングで除去する。
（工程１４）  露出された電極Ｐ及び金属ペーストＭＰ１の表面全体に、絶縁性のレジスト膜Ｒ２を塗布する。レジスト膜Ｒ１，Ｒ２で挟まれた金属ペーストＭＰ１による層が、ビルドアップ層２１の絶縁層２１ｉとなる。
（工程１５）  更に、電極Ｐ上のレジスト膜Ｒ２を除去するために、この電極Ｐ以外の箇所にマスクＭ５を塗布する。
（工程１６）  マスクＭ５を用いて、電極Ｐ上のレジスト膜Ｒ２をエッチングで除去する。
（工程１７）  マスク１５を除去し、表面に銅めっきを施してビルドアップ層２１の配線層２１ｗとなる銅箔Ｃ２を形成する。これにより、配線層２１ｗと、配線層１２，２１ｗを接続するフォトビアＶＩＡが形成される。
（工程１８）  ビアホールＶＨと銅箔Ｃ２（配線層２１ｗ）の表面全体にソルダーレジストＲ３を塗布する。なお、多層化するには、上記工程１〜工程１７を行った後、上記工程６〜工程１７を繰り返し、最上層にのみソルダーレジストを塗布することにより、工程１８’に示した層構成となり、図１中の拡大図に示したビルドアップ層が形成される。
【００２１】
以上の工程を基板の裏面にも施すことにより、図１のような基板が完成する。この基板に対する電子部品の搭載は、従来のビルドアップ基板と同じように行うことができる。
【００２２】
以上のように、本実施例の基板は、ビルドアップ層の絶縁層に熱伝導性の良いアルミニウムや銅の金属フィラーを混入させているので、絶縁層を通して熱が基板全体に伝導され、基板が放熱器としての役割を果たすことができる。また、絶縁層に金属フィラーＭＦが混入されているが、極めて小さい粒子であるので、スルーホールＴＨの形成には支障がない。これにより、基板内に金属板を埋設しなくても、高い放熱効果が得られ、かつ、低コストで信頼性の高い基板が得られるという利点がある。
【００２３】
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
（ａ）  基板を構成するコア層及びビルドアップ層の層数は、例示したものに限定されない。
（ｂ）  金属フィラーのサイズは、大きすぎるとフィラー同士が接触して絶縁性を損なうおそれがあるので、直径１０μｍ以下であれば良い。
（ｃ）  金属フィラーのエポキシ樹脂に対する体積比は、多すぎるとフィラー同士が接触して絶縁性を損なうおそれがあるので、１０％以下であれば良い。
（ｄ）  工程６で配線層１２の表面にレジスト膜Ｒ１を形成し、工程１４で金属ペーストＭＰ１の表面にレジスト膜Ｒ２を形成しているが、この金属ペーストＭＰ１だけで十分な絶縁が保持されるのであれば、レジスト膜Ｒ１，Ｒ２は必要ではない。その他の箇所のレジスト膜についても同様である。
（ｅ）  ビルドアップ層の形成工程は、例示したものに限定されない。通常のビルドアップ基板の製造工程と同様の工程で形成することができる。例えば、本実施例の工程１１，１２ではフォトリソグラフィでビアホールＶＨを形成しているが、レーザー加工でレーザービアを形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例の基板の構造を示す断面図である。
【図２】図１中のビルドアップ層の製造方法を示す工程図（その１）である。
【図３】図１中のビルドアップ層の製造方法を示す工程図（その２）である。
【符号の説明】
【００２５】
１０    コア層
１１，２１ｉ，２２ｉ    絶縁層
１２，２１ｗ，２２ｗ    配線層
２０，３０    ビルドアップ層
４０，５０    ソルダーレジスト
ＭＦ    金属フィラー
ＶＩＡ    フォトビア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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