JPH0442989A

JPH0442989A - 電子部品搭載用基板及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0442989A
Application number: JP2148156A
Authority: JP
Inventors: Hajime Yatsu; 矢津　一; Takao Iriyama; 杁山　卓男
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1990-06-06
Filing date: 1990-06-06
Publication date: 1992-02-13
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JP2753761B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、半導体などの電子部品から発生ずる熱を効率
良く放散させることができる電子部品搭載用基板に関す
る。

［従来技術］電子部品搭載用基板は、絶縁基材表面の凹所に半導体な
どの電子部品を搭載すると共に、絶縁基材の表面に導体
回路を形成しているものである。

そして＋　ＳＮ絶縁基材としては１合成樹脂を素材する
ものと、セラミックスを素材とするものとがある、前者
の合成樹脂絶縁基材は、セラミックス絶縁基材に比して
、安価、軽量かつ加工容易性等の点から優れている。

しかし９合成樹脂絶縁基材はセラミックス絶縁基材に比
して熱伝導率が約１００分の１程度と非常に小さい。そ
のため２合成樹脂絶縁基材は、高熱を発する半導体素子
の搭載用基板としては不向きである。

そこで、放熱性向上のためにヒートシンクを用いた電子
部品搭載用基板が提案されている（例えば、特開昭６０
−１３６３４８号公報）。このものは、第５図に示すご
とく、絶縁基材９０に搭載した電子部品９３の下方に、
金属製のヒートシンク８１を配設したものである。電子
部品９３とヒートシンク８１とは接着剤９４により、ま
た、絶縁１［９ｏとヒートシンク８１とは接着剤８２に
よりそれぞれ接合されている。

なお、絶縁基材９０に設けたスルーホール９２及びその
周辺には銅等のめっき層９１により導体回路が形成され
ている。また、スルーホール９２にはめっき層９１を介
してリードピン９６の頭部が挿置されている。また、符
号９８は、ボンディングワイヤーである。なお２図示し
ていないが。

電子部品９３の外周は湿気侵入防止のために樹脂封止が
行われる。

また、第６図に示すごとく、絶縁基材９０の下方に凹所
９７を設け、該凹所９７内にヒートシンク８３を配置し
、該ヒートシンク８３の上面に電子部品９３を接着剤９
２により接合した電子部品搭載用基板も提案されている
。

この基板の製造においては、まず絶縁基材９０の下方に
凹所９７を設け９その中に接着剤８４を介してヒートシ
ンク８３を配置して、これらをプレスして一体となす。

更に、絶縁基材９０における電子部品搭載部分には、上
方より切削加工を施し、ヒートシンク８３の上面を露出
させる。そして、その後、スルーホール９２及びヒート
シンク８３の裏面にめっき層９１を施す。そして、ヒー
トシンク８３上に電子部品９３を接合する。その他は、
上記第５図の場合と同様である。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら、前者のヒートシンク８１を接合した基板
（第５図）においては、金属製ヒートシンク８１の面積
が大きいので放熱性には優れているが、ヒートシンク８
１と絶縁基材９０との間は接着剤８２が介在しているの
で、気密性が悪（。

耐湿性に劣っている。

つまり、接着剤８２の間から電子部品９３の方向に湿気
が侵入して、電子部品９が劣化する。更に、ヒートシン
ク８１と絶縁基材９０とを接合している接着剤８２は、
ヒートシンク８１との熱膨張係数の差が大きいため、高
温と低温間の温度サイクルによってヒートシンク８１が
絶縁基材９０から剥離し易い。

一方、後者の凹所９７内にヒートシンク８３を配設した
基板（第６図）においては、前記のごとく、その製造に
当り、絶縁基材９０に予め凹所９７を設け、ヒートシン
ク８３と絶縁基材９０とを接合し、その後電子部品搭載
部分に切削加工を施してヒートシンク８３の上面を露出
させる等という複雑かつ精密な加工を必要とする。

また、そのためにコスト高となる。更には、ヒートシン
ク８３の面積を電子部品９３よりも大きく設けなければ
ならない。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、熱放散性、
耐湿性に優れ、かつコンパクトな電子部品搭載□周基板
を提供しようとするものである。

（課題の解決手段〕本発明は、導体回路を設けた絶縁基材に電子部品搭載用
の凹所を設け、また該凹所の内面には金属メッキ層を施
してなる電子部品搭載用基板において、該電子部品搭載
用基板は上記絶縁基材の内部に放熱用の上部金属層と下
部金属層の２層を互いに離隔して配設していると共に絶
縁基材の裏面側には放熱金属層を有し、また上記上部金
属層は上記凹所の金属メッキ層に接続し、該上部金属層
と上記下部金属層とは金属メッキ層を施したインナーバ
イアホールにより接続し、また、下部金属層と放熱金属
層とは金属メッキ層を施した凹状伝熱部により接続され
ていることを特徴とする特許部品搭載用基板にある。

本発明（、二おいて最も注目すべきことは、絶縁基材の
内部に放熱用の−Ｌ部金属層及び放熱用下部金属層を設
けると共に両者間をインナーバイアホールにより熱的に
接結１２．また該下部金属層は絶縁基材のν（而（！？
１１に設！Ｊた放熱金属層との間を凹状伝熱部により熱
的に接続した二とにある。

上記１一部金属層は、絶縁基材の内部う二おいてその表
面側、つまり」−記凹所に近い側に配設する。

また、下部金属層は絶縁基材の内部ｊ、こおいて、その
裏面側に近い部分Ｍ配設する。そ１〜て１上部金属層と
下部金属層とは互い（、こ離隔ｊ７ている。

かかる」二部金属層及び下部金属層は１例えば銅張絶縁
基材の」１下両表面に設けた銅箔により形成する６即ち
、銅張絶縁基材の上下にプリプレグ層を設けることｊ、
こより、内部に上部金属層と下部金属層とを形成する（
第３Ｃ図参照）。

また、上部金属層と下部金属層とば２金属メ・ンキ廣を
施１．たインナーバイアホールにより熱的に接続するａ
該インナーバイアホールは９例えば円筒状とする。また
、インナーバイアホールは１例えば電子部品搭載用の凹
所の外方位置においてこれを囲むように多数設ける。

また、上記放熱金属層は、絶縁基材の裏面側に。

例えば銅等の金属メッキ層を施すこと？、こより形成す
る。そして１Ｍ放熱金属層と−Ｙ記下部金属層との間は
、金属メンキ層を施した凹状伝熱部ζ−より熱的に接続
する。また、上記の放熱金属層％Ｉｚび凹状伝熱部にお
りる金属メンキ層の形成は、同時に行うこともできる。

また、上記凹状伝熱部は９例えばブラインドバイアホー
ルのごとき、単一の円筒状体のものを多数設けること（
第４図）、或いは電子部品搭載用基板の凹所よりも太き
目に環状溝として形成すること（第２図）により設ける
。

また、十記放熱金属層には、放熱性同士のために１通常
使用される放熱フィンを取イ」けることもできる。

また１本発明は２合成樹脂系、セラミックス系など種々
の絶縁基材に対して適用することができまた。上記電子
部品搭載用基板の製造方法としては、内部絶縁基材の上
下両面に上部金属層と下部金属層とを有する積Ｎ板を用
い、該積層板にインナーバイアホールを穿設すると共に
該インナーバイアホール内に金属メッキ層を形成し１次
いで該積層板の上Ｆにブリブ１／グ層を介１−て金属箔
層を加熱接合し１次いで上方に上記−Ｆ部金属層まで達
する電子部品搭載用の凹所をザグリ加工ｔこより形成１
−１また下方には上記下部金属層に達する凹状伝熱部を
形成し２次いで一ト記凹所及び凹状伝熱部に金属メッキ
層を形成することを特徴とする電子部品搭載用基板の製
造方法がある。

上記において、上部金属層、下部金属層、金属箔層は銅
箔層などの金属層を用いる。また、金属メンキ層として
は、銅メッキ、ニンケルメ・７キ金メ、ヰなどがある。

また、内部絶縁基材としてはガラスエポキシ樹脂基板、
ガラス］・リアジン樹脂基板、ガラスポリイミド樹脂基
板などがある。

また、ブリブ１／グとしては、エボキシブリブＩ／グト
リアジンブリブレグ、ポリイミドプリプレグなどを用い
る。

〔作用及び効果］本発明の電子部品搭載用基板においては、搭載した電子
部品が発熱すると、この熱は電子部品搭載用の凹所内面
に形成した金属メッキ層より、放熱用の上部金属層に伝
達される。そして、核熱はインナーバイアホールの金属
メッキ層より放熱用の下部金属層に伝熱され、更にブラ
インドバイアホール等の凹状伝熱部の金属メッキ層を経
て裏面側の放熱金属層に伝達される。即ち、上記インサ
ーバイアホール及び凹状伝熱部がヒートバイブの役割を
果たす。

次に、この放熱金属層に伝えられた熱は、　ｍ１Ｔｉ′
ｉ側より大気中へ放熱される。そして、この放熱金属層
は、絶縁基材の裏面側に設けであるので広い面積を有す
る。そのため、放熱金ＷＡＭからは効率良く放熱が行わ
れる。

また１、ト記凹所の内部ば金属メッキ層が被覆され、更
にインナーバイアボール、凹状伝熱部及び放熱金属層は
全て金属メッキ層等の金属層によって形成されている。

そのため、凹所内部から絶縁基材裏面側の間には、前記
従来のごとく樹脂接着剤が存在しない、それ故、絶縁基
材裏面側より凹所内へ湿気が浸入することがない。なお
、凹所側は、前記のごとく電子部品を搭載した後、湿気
浸入防止用の樹脂封止を行う。

また、上記のごとく、凹所内部の金属メッキ層は、上部
金属層、インナーバイアホール、下部金属層、凹状伝熱
部、放熱金属層と接続されているため、これらの間に電
気的導通が図られている。

そのため、これらの金属層を電源回路又は接地回路とし
て利用することも出来る。

また２本発明においては、前記従来のごとくヒートシン
クを用いないので、電子部品搭載用基板全体の厚みを絶
縁基材の厚みに抑えることができ。

厚みが薄くてコンパクトである。

したがって１本発明によれば、熱放散性、耐湿気性に優
れ、かつコンパクトな電子部品搭載用基板を提供するこ
とができる。

また、上記製造法によれば、上記のごとく優れた電子部
品搭載用基板を容易に製造することができる。

〔実施例〕

第１実施例本発明の実施例にかかる電子部品搭載用基板につき、第
１図〜第３Ｆ図を用いて説明する。

本例の電子部品搭載用基板は、第１図及び第２図に示す
ごとく、導体回路４４０を設けた絶縁基材３に、電子部
品搭載用の凹所４を設け、該凹所４の内面に金属メッキ
層４１を施してなる。そして、上記絶縁基材３の内部に
は、放熱用の上部金属層１と放熱用の下部金属層２との
二層を互いに離隔して配設している。

また、絶縁基材３の裏面側には放熱金属層４５を有する
。また、上記上部金属層１は、上記凹所４の金属メッキ
層４１に接続され、該上部金属層１と上記下部金属層２
とは金属メッキ層５１を施したインナーバイアホール５
により接続されている。また、下部金属層２と上記放熱
金属層４５との間は、金属メッキ層６１を施した凹状伝
熱部６により接続されている。

また、該凹状伝熱部６は、第２図に示すごとく環状溝に
より形成されている。なお、第１図、第２図において、
符号９２は、導体ピン挿入用のスルーホールである。

次に、上記電子部品搭載用基板の製造方法につき、第３
Ａ図〜第３Ｆ図を用いて説明する。

まず、第３Ａ図に示すごとく、銅張り積層板３０を準備
する。該銅張り積層板３０は、その上面のｔｐ、Ｖｉ層
が本発明にかかる上部金属層１を、下面の銅箔層が下部
金属層２を形成することとなる。

そして、上部金属層ｌと下部金属層２との間にガラスエ
ポキシ基板からなる内部絶縁基材３１を有する。

次に、第３Ｂ図に示すごとく、該銅張り積層板３０にお
いて　インナーバイアホール５を穿設する。そして、該
インナーバイアホール５内に金属メッキ層５１を形成す
る。また、上下両面をエツチングして、後述するスルー
ホール９２のランド用金属層１３．２３を形成する。

次に、第３Ｃ図に示すごとく、上記銅張り積１板３０の
上下に９合成樹脂のプリプレグ層３３を介して、銅箔層
４４．放熱金属層４５を配ｔｒる。

該放熱金属層４５は銅箔よりなる。

そして、第３Ｄ図に示すごとく、これらを加詑下に圧着
して、積層板３０１とする。これによりインナーバイア
ホール５内もプリプレグ３３によって充填される。また
、積層板３０１内の絶縁基材３は、上記内部絶縁基材３
１と上下のプリプレグ３３３３との三層により構成され
ることとなる。

その後、第３Ｅ図に示すごとく、上記積層板３０１の上
方にザグリ加工を施し、１１子部品搭載用の凹所４を設
ける。該凹所４は上部金属層１を貫通して内部絶縁基材
３１まで達している。また。

該積層板３０１の下方には、上記インナーバイアホール
５より外方において、凹状伝熱部６をザグリ加工により
形成する。更にスルーホール９２を穿設する。

その後、第３Ｆ同に示すごとく、上記積層板３０１の全
表面に銅金属メッキ層を施すにれにより、凹所４内、凹
状伝熱部６内、スルーホール９２内に、金属メッキ層４
１，６１．９２１が形成される。次いで、常法により９
表面側の銅箔層４４をエンチングして、導体回路４４０
を形成する。

これムこより、前記第１図に示した電子部品搭載用基板
が得られる。

本例の電子部品搭載用基板においては、凹所４内に搭載
した電子部品（図示略）が発熱した熱は凹所４の金属メ
ッキ層４１．」一部金属層１．インナーバイアホール５
の金属メッキ層５１．下部金属！２．凹状伝熱部６の金
属メンキ層６１を通して放熱金属層４５乙こ放出される
。そして、この放熱金属層４５は、電子部品搭載用基板
の裏面側に幅広く形成されているので、放熱性に優れて
いる。

また、凹所４の内部は、金属メッキ層４１が被覆され、
インナーバイアホール５．凹状伝熱部６放熱金属層４５
は全て金属層である。そのため絶縁基材の裏面側から凹
所４内に湿気が浸入することかない。なお、凹所４側は
、電子部品を搭載した後に樹脂封止ｊ〜で、湿気防止を
行う。

また、凹所の金属メッキ屡４１は、Ｌ部金ｒｊＡ層１　
インナーバイアホール５．下部金属層２．凹状伝熱部６
．放熱金属層４５との間が全て金属（、−より連結され
、これらの間に電気的導通が得られている。それ故、こ
れらの金属層を電源回路又は接地回路として利用するこ
ともできる。

また、上記の製法ｊ、こよれば、上記電子部品搭載用基
板を容易に製造することができる。

また、従来のごとく大きな面積のヒートシンクを用いる
必要かないので３電子部品搭載用基板全体がコンバクｊ
−になる。

第２実施例本例の電子部品搭載用基板は、第４図すこ示すごと（、
第１実施例におりる環状溝の凹状伝熱部６に代えて２円
筒状のブラインドバイアホールからなる凹状伝熱部６５
を多数設けたものである、その他は、第１実施例と同様
である。

本例によれば、第１実施例と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３Ｆ図は第１実施例の電子部品搭載用基板を
示し７第１図はその断面図、第２回は一部切欠裏面図、
第３Ａし１〜第３Ｆ図は製造工程ｌ第４図は第２実施例
の電子部品搭載用基板の婁面図、第５回及び第６図は従
来の電子部品搭載用基板の断面図である。第１図Ｉ。３゜３１゜４゜４１゜４５゜５゜上部金属層。下部金属層絶縁基材内部絶縁水利プリプレグ。凹所６１、、、　　金属メッキ層。、放熱金属層、インナーバイアホール６５、、、凹状伝熱部。第２図第ヌ図第工図第４図第工図第）図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導体回路を設けた絶縁基材に電子部品搭載用の凹
所を設け，また該凹所の内面には金属メッキ層を施して
なる電子部品搭載用基板において，該電子部品搭載用基
板は上記絶縁基材の内部に放熱用の上部金属層と下部金
属層の２層を互いに離隔して配設していると共に絶縁基
材の裏面側には放熱金属層を有し，また上記上部金属層
は上記凹所の金属メッキ層に接続し，該上部金属層と上記下部金属層とは金属メッキ層を施し
たインナーバイアホールにより接続し，また，下部金属
層と放熱金属層とは金属メッキ層を施した凹状伝熱部に
より接続されていることを特徴とする電子部品搭載用基
板。
（２）内部絶縁基材の上下両面に上部金属層と下部金属
層とを有する積層板を用い，該積層板にインナーバイア
ホールを穿設すると共に該インナーバイアホール内に金
属メッキ層を形成し，次いで該積層板の上下にプリプレ
グ層を介して金属箔層を加熱接合し，次いで上方に上記
上部金属層まで達する電子部品搭載用の凹所をザグリ加
工により形成し，また下方には上記下部金属層に達する
凹状伝熱部を形成し，次いで上記凹所及び凹状伝熱部に
金属メッキ層を形成することを特徴とする電子部品搭載
用基板の製造方法。