JPH1154939A

JPH1154939A - 配線基板

Info

Publication number: JPH1154939A
Application number: JP9206035A
Authority: JP
Inventors: Katsura Hayashi; 桂林
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 1999-02-26
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: JP3588230B2

Abstract

(57)【要約】【課題】素子の実装密度を下げることなく、半導体素子
や抵抗素子などの発熱素子を冷却するとともに、発生し
た熱を効率的に放散することのできる配線基板を提供す
る。【解決手段】少なくとも熱硬化性樹脂を含む複数の絶縁
層を積層してなる絶縁基板と、該絶縁基板の表面および
／または内部に形成された配線回路層とを具備するとと
もに、前記絶縁基板の表面および／または内部に発熱性
電気素子を搭載してなる多層配線基板において、前記発
熱性電気素子近傍の前記絶縁基板内部に、Ｃｕ，Ａｌ、
ＡｌＮ、ＳｉＣなどの高熱伝導性の伝熱部材を埋設し、
さらに前記伝熱部材の端部を、前記絶縁基板の側面から
露出あるいは突出させたことを特徴とする請求項１記載
の配線基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ＭＰＵ等
の高消費電力のＬＳＩや、パワーＩＣ素子等を搭載した
半導体素子収納用パッケージや、抵抗素子などの発熱素
子を搭載したプリント配線基板の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】従来より、電子機器は小型化が進んでいる
が、近年携帯情報端末の発達や、コンピューターを持ち
運んで操作する、いわゆるモバイルコンピューティング
の普及によってさらに小型、薄型且つ高精細の多層配線
基板が求められる傾向にある。

【０００３】従来のプリント配線基板では、プリプレグ
と呼ばれる有機樹脂を含む平板の表面に銅箔を接着した
後、これをエッチングして微細な回路を形成し、これを
積層した後、所望位置にマイクロドリルでスルーホール
の穴明けを行い、そのホール内壁にメッキ法により金属
を付着させてスルーホール導体を形成して各層間の電気
的な接続を行っている。

【０００４】ところが、この方法では、スルーホール導
体は配線基板全体にわたり貫通したものであるために、
積層数が増加するに伴い、スルーホール数が増加する
と、配線に必要なスペースが確保できなくなるという問
題が生じ、電子機器の軽量、小型化に伴うプリント基板
の薄層化、小型化、軽量化に対しては、対応できないの
が現状である。

【０００５】そこで、最近では、絶縁層に対して形成し
たビアホール内に金属粉末を充填してビアホール導体を
形成した後、他の絶縁層を積層して多層化した配線基板
が提案されている。

【０００６】また、従来のプリント配線基板に対して、
半導体素子やコンデンサ素子、抵抗素子などを実装する
場合には、配線基板の表面に形成された配線回路層に対
してこれらの電気素子を半田等により実装し、実装した
素子を樹脂によってモールドする方法、絶縁基板の表面
に凹部を形成して、その凹部内に素子を収納して樹脂モ
ールドしたり、蓋体によって凹部を気密に封止する方法
がある。

【０００７】また、これらの電気素子の中には、パワー
ＩＣ素子や抵抗素子など、作動時に発熱する素子も多
く、ＩＣ素子などにおいては、発生した熱によりＩＣ素
子が誤動作するなどの問題が生じるために、これら素子
自体の熱をいかに放散させて素子自体の温度を低下させ
るかが大きな課題となっている。

【０００８】このような素子から発生した熱を放散する
ための構造としては、例えば、半導体素子収納用パッケ
ージにおいては、図６に示すように、絶縁基板５１の表
面にＩＣ素子５２が実装され、このＩＣ素子５２と絶縁
基板５１内に形成された配線回路層５３とスルーホール
導体５４を介して絶縁基板５１の底面に形成された接続
端子５５と電気的に接続されている。そして、ＩＣ素子
５２には直に金属からなる放熱体５６が取付られてい
る。また、図７は、絶縁基板５７の表面に形成された配
線回路層５８とＴＡＢ接続されたＩＣ素子５９が絶縁基
板５７内に収納され、配線回路層５８に対して、接続端
子６０が取付られている。そして、絶縁基板５７の一方
の表面には放熱体６１が取り付けられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
図６や図７に示したような放熱構造においては、素子を
搭載する配線基板自体が放熱体を配線基板の少なくとも
一方の表面に接合するために必然的に嵩高くなり、小型
の電子機器に搭載するのが困難である。しかも、パッケ
ージの一方の面に放熱体が取り付けられるために、電気
素子などの高密度実装化、多素子化が難しく、素子の多
ピン化にも対応できないという問題があった。

【００１０】また、ビアホール導体を金属粉末の充填に
よって形成する方法は、ビアホール導体の小径化が可能
であるとともに、任意の位置に配設できる点で配線基板
の小型化に対しては有効であるが、配線基板をより多層
化したとしても、その配線基板に搭載する素子は、配線
基板の表面にしか実装することができないために、配線
基板の小型化には自ずと限界があった。

【００１１】従って、本発明は、半導体素子や抵抗素子
などの発熱素子を搭載する多層配線基板において、発熱
素子を冷却するとともに、発生した熱を効率的に放散す
ることのできる配線基板を提供することを目的とするも
のである。さらに、本発明は、配線基板に対して多くの
素子を搭載することができるとともに、それらの素子か
らの発生する熱を素子の実装密度を下げることなく、放
散させることのできる配線基板を提供することを目的と
するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、熱硬化性
樹脂を含有する絶縁基板の表面および／または内部に配
線回路層を被着形成し、絶縁基板の表面および／または
内部に電気素子を搭載した配線基板に対して、電気素子
の実装密度を下げることなく、発熱性電気素子の温度を
低減できる構造について検討を重ねた結果、発熱性電気
素子近傍の絶縁基板内部に金属箔からなる伝熱層を埋設
することにより、電気素子から発生した熱を伝熱層によ
り配線基板全体に拡散させて均熱化させることができ、
これにより素子の温度を低下させることができることを
見いだし、本発明に至った。

【００１３】即ち、本発明の配線基板は、少なくとも熱
硬化性樹脂を含む複数の絶縁層を積層してなる絶縁基板
と、該絶縁基板の表面および／または内部に形成された
配線回路層とを具備するとともに、前記絶縁基板の表面
および／または内部に発熱性電気素子を搭載してなる多
層配線基板において、前記発熱性電気素子近傍の前記絶
縁基板内部に伝熱部材を埋設したことを特徴とするもの
である。特に、前記伝熱層を、前記配線基板のほぼ全面
に形成したこと、前記伝熱層の端部を、前記絶縁基板の
側面から露出または突出させて放熱性を高めること、前
記電気素子が、前記絶縁基板内に設けられた空隙部にて
実装収納されてなること、さらには、前記発熱性電気素
子が、ＩＣ素子、抵抗素子、コンデンサ、発振子、フィ
ルターの群から選ばれる１種であることを特徴とするの
である。

【００１４】本発明の配線基板によれば、伝熱部材を、
発熱性の電気素子（以下、発熱素子という。）が搭載さ
れた近傍の絶縁基板内に埋設したことにより、発熱素子
から発生した熱を均熱層を介して、配線基板全体に均熱
化させることができる結果、電気素子の発生熱により熱
の淀みを解消し、発熱素子の温度を低下させることがで
きる。また、この均熱層の端部を配線基板の側面から露
出させることにより、発熱素子から発生した熱を均熱層
を介して、基板外に放熱することができる。

【００１５】本発明によれば、電気素子を絶縁基板内部
に設けた空隙内にて実装させることにより、配線基板の
表面のみならず、基板内部に電気素子を搭載することが
できる結果、配線基板の多素子実装化、高密度実装化が
可能となるとともに、それらの電気素子に対して、個々
に均熱層を形成することにより、発生した熱の均熱化と
放熱性を高めることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面をもとに説明
する。図１は、本発明の配線基板のうち、電気素子を配
線基板の表面に実装したタイプの配線基板に適用した場
合の基本的な構造を説明するための要部切り欠き斜視図
である。図１によれば、配線基板１は、少なくとも熱硬
化性樹脂を含む複数の絶縁層２ａ，２ｂ、２ｃおよび２
ｄを積層してなる絶縁基板３の表面および内部に配線回
路層４が形成され、さらに、絶縁基板３内には異なる層
間の配線回路層を接続するためのビアホール導体５を具
備する。そして、図１の配線基板によれば、絶縁基板３
の表面には、発熱素子６を収納するためのキャビティ７
が設けられ、絶縁基板３の表面に形成された配線回路層
４とワイヤーボンディング８等により電気的に接続され
ている。

【００１７】また、発熱素子６が収納されたキャビティ
７の底面には、高熱伝導性材料からなる伝熱部材９が埋
設されている。この伝熱部材９は、図１に示すように、
キャビティ７の底面を形成する絶縁層２ｂの表面の発熱
素子６の近傍、即ち、発熱素子６と接触するか、または
発熱素子６と対面する場所を含め、ビアホール導体５や
配線回路層４が設けられていない領域に伝熱部材９が埋
設されている。

【００１８】このような構造において、発熱素子６から
発生した熱は、伝熱部材９によって、配線基板全体に拡
散され、均熱化されると同時に、発熱素子６での熱の淀
みを防止し、発熱素子６を冷却することができる。な
お、この伝熱部材９は、配線基板の表面で埋設すると、
配線基板の表面での回路設計が大きく制約されるため
に、絶縁基板の内部に埋設されることが必要である。

【００１９】また、伝熱部材９の端部は、配線基板１の
側面に露出しているか、あるいは図１の端部１０のよう
に、配線基板１の側面から突出させることが望ましい。
このように、伝熱部材９の端部を配線基板１の側面から
露出または突出させることにより、伝熱部材９の伝達さ
れた熱が、伝熱部材９の露出面、または端部１０の突出
部１２から熱を放散することができる。なお、この場
合、伝熱部材９の突出部１１は、放熱フィンなどの他の
放熱部材（図示せず）と熱的に接続して、さらに放熱性
を高めることもできる。

【００２０】図１に示した配線基板は、例えば、以下の
方法によって作製される。まず、図２（ａ）に示すよう
に、熱硬化性樹脂を含有する非硬化または半硬化の軟質
状態の絶縁層２ａにビアホールを形成して、その内部に
金属粉末を含有する導体ペーストを充填してビアホール
導体５ａを形成する。それと同時に、半導体素子６を収
納するためのキャビティ７をパンチング等により形成す
る。また、絶縁層２ａの所定箇所に配線回路層４ａを被
着形成する。配線回路層４ａは、１）絶縁層の表面に金
属箔を貼り付けた後、エッチング処理して回路パターン
を形成する方法、２）絶縁層表面にレジストを形成し
て、メッキにより形成する方法、３）転写フィルム表面
に金属箔を貼り付け、金属箔をエッチング処理して配線
回路層を形成した後、この金属箔からなる配線回路層を
絶縁層表面に転写させる方法等により形成することがで
きる。

【００２１】また、同様に図２（ｂ）に軟質状態の絶縁
層２ｂに対して、絶縁層２ａと同様に、所定箇所にビア
ホール導体を５ｂおよび配線回路層４ｂを形成する。そ
して、絶縁層２ｂのキャビティ７の底面を形成する箇所
に伝熱部材９を埋設する。伝熱部材９の埋設は、軟質状
態の絶縁層２ｂに対して、伝熱部材９を圧着して強制的
に埋め込むか、または伝熱部材９の厚みが厚い場合に
は、絶縁層２ｂの所定箇所に凹部を形成して、その凹部
内に、伝熱部材９を嵌め込む。凹部の形成は、軟質の絶
縁層２ａ’の表面を加工するか、または型材にスラリー
を流して形成すればよい。また、絶縁層２ｂ’には、絶
縁層２ａと同様に、所定箇所にビアホール導体５および
配線回路層４を形成する。

【００２２】さらに、上記の絶縁層２ａ、２ｂと同様
に、図２（ｃ）（ｄ）に示すように、軟質状態の絶縁層
２ｃおよび絶縁層２ｄに対しても、ビアホール導体５
ｃ，５ｄと配線回路層４ｃ、５ｃを形成する。

【００２３】そして、これら絶縁層２ａ、２ｂ、２ｃお
よび２ｄを位置合わせして積層圧着した後、熱硬化性樹
脂が完全硬化するに十分な温度で加熱して多層配線基板
を作製する。そして、その基板のキャビティ７内の伝熱
部材９の表面に半導体素子６を接着して、絶縁基板３表
面の配線回路層４とワイヤボンディング等により接続す
ることにより、半導体素子６を表面に搭載した図１の配
線基板を作製することができる。なお、キャビティ７内
の発熱素子６は、所望によりエポキシ樹脂等の封止樹脂
で封止してもよい。

【００２４】次に、図３は、本発明の配線基板のうち、
電気素子を配線基板の内部に実装したタイプの配線基板
に適用した場合の基本的な構造を説明するための要部切
り欠き斜視図である。図３によれば、配線基板２１は、
少なくとも熱硬化性樹脂を含む複数の絶縁層２２ａ，２
２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅを積層してなる絶縁基板
２３の表面および内部に配線回路層２４が形成され、さ
らに、絶縁基板２３内には異なる層間の配線回路層を接
続するためのビアホール導体２５を具備する。

【００２５】そして、絶縁基板２３の内部には、発熱素
子２６を収納するための空隙部２７が設けられ、空隙部
２７内の絶縁層２２ａの表面に形成された配線回路層２
４ａと電気的に接続されている。

【００２６】図３の配線基板２１によれば、発熱素子２
６が収納された空隙部２７に面した絶縁層２２ｃの表面
には、金属からなる伝熱部材２９が埋設されている。こ
の伝熱部材２９は、絶縁層２２ｃのビアホール導体２５
や配線回路層２４が設けられていない領域に埋設されて
いる。

【００２７】このような構造において、発熱素子２６か
ら発生した熱は、伝熱部材２９によって、配線基板全体
に拡散され、均熱化されると同時に、発熱素子２６での
熱の淀みを防止し、発熱素子２６を冷却することができ
る。

【００２８】また、伝熱部材２９の端部３０は、配線基
板２１の側面に露出しているか、あるいは図３の端部３
０のように、配線基板２１の側面から突出させることが
望ましい。このように、伝熱部材２９の端部を配線基板
２１の側面から露出または突出させることにより、伝熱
部材２９の伝達された熱が、伝熱部材２９の端部の露出
面、または端部３０の突出部３２から熱を放散すること
ができる。なお、この場合、伝熱部材２９の突出部３２
は、放熱フィンなどの他の放熱部材（図示せず）と熱的
に接続して、さらに放熱性を高めることもできる。

【００２９】図３の配線基板２１は、例えば、図４に示
されるような工程によって作製される。まず、図４
（ａ）に示すように、熱硬化性樹脂を含む非硬化または
半硬化した軟質状態の絶縁層２２ａに、所望により厚み
方向に貫通するビアホールを形成し、そのビアホール内
に金属粉末を含む導体ペーストをスクリーン印刷や吸引
処理しながら充填して、ビアホール導体２５ａを形成す
る。また、この絶縁層３３の所定箇所に空隙部３５を形
成する。

【００３０】配線回路層２４ａは、１）絶縁層の表面に
金属箔を貼り付けた後、エッチング処理して回路パター
ンを形成する方法、２）絶縁層表面にレジストを形成し
て、メッキにより形成する方法、３）転写フィルム表面
に金属箔を貼り付け、金属箔をエッチング処理して回路
パターンを形成した後、この金属箔からなる回路パター
ンを絶縁層表面に転写させる方法等が挙げられる。

【００３１】また、図４（ｂ）に示すように、絶縁層２
２ａと同様にして、軟質状態の絶縁層２２ａに対してビ
アホール導体２５ｂを形成するとともに、所定箇所に空
隙部２７を形成する。そして、絶縁層２２ｂの表面に配
線回路層２４ｂを形成するとともに、絶縁層２２ｂの空
隙部２７にて発熱素子２６を実装収納する。

【００３２】発熱素子２６の配線回路層２４ｂへの実装
方法としては、図４（ｂ１）に示すように、転写フィル
ム３３の表面に予め配線回路層２４Ａを形成した^-5、そ
の配線回路層２４ｂに対して発熱素子２６を半田、ＴＡ
Ｂ，ワイヤ−ボンディング等により実装する。その後、
配線回路層２４ｂと発熱素子２６が実装された転写フィ
ルム３３を絶縁層２２ｂに積層して転写フィルム３３の
みを剥がすことにより配線回路層２４ｂと発熱素子２６
を絶縁層２２ｂに転写させることができる。

【００３３】また、上記の例では、基本的には、発熱素
子２６を実装する配線回路層２４ｂは発熱素子２６とと
もに、同時に転写させるものであるが、発熱素子２６の
実装に関与しない配線回路層（図示せず）は、発熱素子
２６と配線回路層２４ｂとともに同時するか、または個
別に前述した１）〜３）のいずれの方法で形成してもよ
い。また、空隙部２７内に収納された発熱素子２６は、
配線回路層２４ｂに実装された状態でエポキシ樹脂等に
より封止してもよい。

【００３４】また、軟質状態の絶縁層２２ｃに前記と同
様にしてビアホール導体２５ｃを形成すると同時に、絶
縁層２２ｃの空隙部２７に対面する箇所に伝熱部材２９
を埋設する。伝熱部材２９の埋設は、前記図２（ｂ）で
説明したのと同様な方法により行われる。

【００３５】さらに、軟質状態の絶縁層２２ｄおよび絶
縁層２２ｅに対して、上記と同様な方法で配線回路層２
４ｄ，２４ｅやビアホール導体２５ｄ、２５ｅを形成す
る。

【００３６】そして、上記のようにして作製した各軟質
状態の絶縁層２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ，２２ｅ
を位置合わせして積層圧着した後に、絶縁層２２ａ〜２
２ｅ中の熱硬化性樹脂が硬化するに十分な温度に加熱し
て一括して完全硬化させることにより、図３に示したよ
うな発熱素子２６を内蔵するとともに、その発熱素子３
２６の近傍の絶縁基板２２内に伝熱部材２９を埋設した
配線基板を作製することができる。また、この配線基板
の表面には、他の電子部品を搭載することができる。

【００３７】また、本発明によれば、上記の発熱素子の
絶縁基板内に形成した空隙部内への実装収納構造と伝熱
部材の埋設方法を基礎として、あらゆる形態の多層配線
基板を作製することができ、図３、図４で説明した空隙
部を有する絶縁層と、伝熱部材を埋設した絶縁層との積
層技術によって、例えば、図５に示すように、多層配線
基板の絶縁基板３４内において、ＩＣ素子３５や抵抗素
子３６等のなどの発熱素子を収納する空隙部３７，３８
を同一面内、または異なる層内に形成して、これら複数
の発熱素子を実装収納させることができる。そして、各
発熱素子３５、３６に対して伝熱部材３９、４０、４１
を埋設することにより、個々の発熱素子に対して、発生
した熱を基板全体に均熱化することができ、伝熱部材３
９、４０、４１を基板側面から突出させることによりさ
らに熱の放散性を高めることができる。その結果、配線
基板における素子の高密度実装化と、小型化を実現しつ
つ、発熱素子の冷却を行うことのできる多層配線基板を
得ることができる。なお、図５の実施例によれば、基板
の表面にも電子部品を搭載することができる。

【００３８】本発明において、基板内に埋設される伝熱
部材は、熱伝導性に優れた金属やセラミックスが良好に
使用できる。金属としては銅、アルミニウムまたはその
合金が適している。セラミックでは窒化アルミニウム、
炭化珪素が良好に用いられるが、加工性の点からは銅や
アルミニウムが最適である。この伝熱部材の厚さは５０
μｍ以上、望ましくは１００μｍ以上がよい。伝熱部材
の厚みが５０μｍ未満でも均熱性および放熱性は改善で
きるが、伝熱部材としての取り扱いが難しくなり、製造
上の困難が伴う。厚さの上限は特に限定されないが、小
型軽量の機器に使用するためには１ｍｍ以下、望ましく
は０．５ｍｍ以下が良い。最適には厚さ０．１〜０．３
ｍｍである。パワーアンプ用としてはさらに厚いものが
好適であり、０．５〜５ｍｍ程度のものが使用でき，最
適には０．５〜２ｍｍが良い。

【００３９】また、この伝熱部材は必要によりグランド
（接地）等の配線層を兼ねることができる。この場合、
伝熱部材に直結する形でビアホール導体を形成すればよ
い。

【００４０】その場合、伝熱部材表面の酸化膜や油脂等
の汚れをあらかじめエッチング等により除去しておくこ
とにより、ビアホール導体との接触抵抗が増大し、接続
部から発熱するのを防止することができる。

【００４１】なお、図２および図４で説明した製造方法
において、用いられる熱硬化性樹脂を含有する絶縁層
は、熱硬化性有機樹脂、または熱硬化性有機樹脂とフィ
ラーなどの組成物を混練機や３本ロールなどの手段によ
って十分に混合し、これを圧延法、押し出し法、射出
法、ドクターブレード法などによってシート状に成形す
る。そして、所望により熱処理して熱硬化性樹脂を半硬
化させる。半硬化には、樹脂が完全硬化するに十分な温
度よりもやや低い温度に加熱する。

【００４２】そして、この絶縁層に対してビアホール、
空隙部の形成は、ドリル、パンチング、サンドブラス
ト、あるいは炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、及びエキ
シマレーザ等の照射による加工など公知の方法が採用さ
れる。

【００４３】なお、絶縁層を形成する熱硬化性樹脂とし
ては、絶縁材料としての電気的特性、耐熱性、および機
械的強度を有する熱硬化性樹脂であれば特に限定される
ものでなく、例えば、アラミド樹脂、フェノール樹脂、
エポキシ樹脂、イミド樹脂、フッ素樹脂、フェニレンエ
ーテル樹脂、ビスマイレイドトリアジン樹脂、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、アリル樹脂等が、単独または組
み合わせて使用できる。

【００４４】また、上記の絶縁層には、絶縁基板あるい
は配線基板全体の強度を高めるために、有機樹脂に対し
てフィラーを複合化させることもできる。有機樹脂と複
合化されるフィラーとしては、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、
ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＢａＴｉＯ₃、
ＳｒＴｉＯ₃、ゼオライト、ＣａＴｉＯ₃、ほう酸アル
ミニウム等の無機質フィラーが好適に用いられる。ま
た、ガラスやアラミド樹脂からなる不織布、織布などに
上記樹脂を含浸させて用いてもよい。なお、有機樹脂と
フィラーとは、体積比率で１５：８５〜５０：５０の比
率で複合化されるのが適当である。

【００４５】これらの発熱素子を収納するための空隙部
を形成する絶縁層は、上記の種々の材質の中でも空隙部
をパンチング又はレーザーで容易に加工できる点から、
エポキシ樹脂、イミド樹脂、フェニレンエーテル樹脂
と、シリカまたはアラミド不織布との混合物であること
が最も望ましい。

【００４６】一方、ビアホール導体に充填される金属ペ
ーストは、銅粉末、銀粉末、銀被覆銅粉末、銅銀合金な
どの、平均粒径が０．５〜５０μｍの金属粉末を含む。
金属粉末の平均粒径が０．５μｍよりも小さいと、金属
粉末同士の接触抵抗が増加してスルーホール導体の抵抗
が高くなる傾向にあり、５０μｍを越えるとスルーホー
ル導体の低抵抗化が難しくなる傾向にある。

【００４７】また、導体ペーストは、前述したような金
属粉末に対して、前述したような結合用有機樹脂や溶剤
を添加混合して調製される。ペースト中に添加される溶
剤としては、用いる結合用有機樹脂が溶解可能な溶剤で
あればよく、例えば、イソプロピルアルコール、テルピ
ネオール、２−オクタノール、ブチルカルビトールアセ
テート等が用いられる。

【００４８】上記の導体ペースト中の結合用有機樹脂と
しては、前述した種々の絶縁シートを構成する有機樹脂
の他、セルロースなども使用される。この有機樹脂は、
前記金属粉末同士を互いに接触させた状態で結合すると
ともに、金属粉末を絶縁シートに接着させる作用をなし
ている。この有機樹脂は、金属ペースト中において、
０．１乃至４０体積％、特に０．３乃至３０体積％の割
合で含有されることが望ましい。これは、樹脂量が０．
１体積％よりも少ないと、金属粉末同士を強固に結合す
ることが難しく、低抵抗金属を絶縁層に強固に接着させ
ることが困難となり、逆に４０体積％を越えると、金属
粉末間に樹脂が介在することになり粉末同士を十分に接
触させることが難しくなり、スルーホール導体の抵抗が
大きくなるためである。

【００４９】配線回路層としては、銅、アルミニウム、
金、銀の群から選ばれる少なくとも１種、または２種以
上の合金からなることが望ましく、特に、銅、または銅
を含む合金が最も望ましい。また、場合によっては、導
体組成物として回路の抵抗調整のためにＮｉ−Ｃｒ合金
などの高抵抗の金属を混合、または合金化してもよい。
さらには、配線層の低抵抗化のために、前記低抵抗金属
よりも低融点の金属、例えば、半田、錫などの低融点金
属を導体組成物中の金属成分中にて２〜２０重量％の割
合で含んでもよい。

【００５０】また、配線回路層と絶縁層、または伝熱部
材と絶縁層との密着強度を高める上では、絶縁層の表面
または、配線回路層または伝熱部材の表面を０．１μｍ
以上、特に０．３μｍ〜３μｍ、最適には０．３〜１．
５μｍに粗面加工することが望ましい。また、ビアホー
ル導体の両端を金属箔からなる配線回路層によって封止
する上では、配線回路層の厚みは、５〜４０μｍが適当
である。

【００５１】このようにして、本発明によれば、配線基
板の表面への種々の素子の実装性を低下させることな
く、表面または絶縁基板内部の空隙部に実装された発熱
素子による熱の淀みを解消して発生した熱を基板全体に
均熱化するとともに、伝熱部材を介して熱を放散させる
ことができる結果、発熱素子を冷却して、素子の誤動作
などの障害が発生するのを防止することができる。

【００５２】

【実施例】

実施例１イミド樹脂５０体積％を、アラミド樹脂の不織布に含浸
したプリプレグに炭酸ガスレーザーで直径０．１ｍｍの
ビアホールを形成し、そのホール内に銀をメッキした銅
粉末を含む銅ペーストを充填してビアホール導体を形成
した。さらにレーザーで発熱素子として、パワーＩＣ素
子を設置するためのキャビティを形成して絶縁層ｂを作
製した。

【００５３】次に、イミド樹脂５０体積％、シリカ粉末
５０体積％の割合となるよう、ワニス状態の樹脂と粉末
を混合しドクターブレード法で作製した絶縁層にパンチ
ングで直径０．１ｍｍのビアホールを形成し、そのホー
ル内に銀をメッキした銅粉末を含む銅ペーストを充填し
てビアホール導体を形成して、絶縁層ａおよび絶縁層ｃ
を作製した。

【００５４】一方、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）樹脂からなる転写シートの表面に接着剤を塗布して
粘着性をもたせＴＡＢ接続のために一部を切除した。そ
の後、厚さ１２μｍ、表面粗さ０．８μｍの銅箔を一面
に接着した。その後、フォトレジスト（ドライフィル
ム）を塗布し露光現像を行った後、これを塩化第二鉄溶
液中に浸漬して非パターン部をエッチング除去して配線
回路層を形成した。なお、作製した配線回路層は、線幅
が２０μｍ、配線と配線との間隔が２０μｍの微細なパ
ターンである。そして、この配線回路層を絶縁層ｂの表
面に転写させた。

【００５５】また、絶縁層ａおよび絶縁層ｃに対しても
同様に転写によって配線回路層を形成した。

【００５６】そして、絶縁層ｂのビアホール導体および
配線回路層を形成してない部分の表面に、凹部を形成し
て、その凹部内に厚さ０．１ｍｍの炭化ケイ素（熱伝導
率２００Ｗ／ｍ・Ｋ）からなる伝熱部材を嵌め込んだ。

【００５７】その後、絶縁層ａ，絶縁層ｂおよび絶縁層
ｃの順で積層圧着した後、５０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で圧
着し、２００℃で１時間加熱して完全硬化させて多層配
線基板を作製した。そして、キャビティ内に露出してい
る伝熱部材表面にパワ−ＩＣ素子を熱伝導性接着剤によ
り接着して、パワーＩＣ素子と絶縁層Ａ表面の配線回路
層とワイヤボンディングにより接続して、パワ−ＩＣ素
子を搭載した配線基板を作製した。また、比較のため
に、伝熱部材を埋設しない以外は、全く同様にして、パ
ワ−ＩＣ素子を搭載した配線基板を作製した。

【００５８】得られた各配線基板において、パワ−ＩＣ
素子を１０時間作動後のＩＣ素子自体の温度を測定した
結果、本発明に基づく伝熱部材を埋設することにより作
動時のＩＣ素子の温度を１２℃低下させることができ
た。

【００５９】しかも、伝熱部材を形成した箇所を観察し
た結果、なんら問題はなかった。配線回路層とビアホー
ル導体とは良好な接続状態であり、各配線間の導通テス
トを行った結果、配線の断線も認められなかった。特別
な冷却ファンを用いなくても、各種素子及び電子部品は
所定の動作が確認された。

【００６０】実施例２イミド樹脂５０体積％を、アラミ
ド樹脂の不織布に含浸したプリプレグに炭酸ガスレーザ
ーで直径０．１ｍｍのビアホールを形成し、そのホール
内に銀をメッキした銅粉末を含む銅ペーストを充填して
ビアホール導体を形成した。さらにレーザーで発熱素子
としてパワーＩＣ素子を設置するための空隙部を形成し
て絶縁層Ａを作製した。

【００６１】一方、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）樹脂からなる転写シートの表面に接着剤を塗布して
粘着性をもたせＴＡＢ接続のために一部を切除した。そ
の後、厚さ１２μｍ、表面粗さ０．８μｍの銅箔を一面
に接着した。その後、フォトレジスト（ドライフィル
ム）を塗布し露光現像を行った後、これを塩化第二鉄溶
液中に浸漬して非パターン部をエッチング除去して配線
回路層を形成した。なお、作製した配線回路層は、線幅
が２０μｍ、配線と配線との間隔が２０μｍの微細なパ
ターンである。その後、この配線回路層にパワーＩＣ素
子をＴＡＢ接続し、エポキシ樹脂で封止した。

【００６２】そして、前記絶縁層Ａの表面にパワ−ＩＣ
素子が実装された転写シートを位置決めして積層圧着し
て、転写シートのみを剥離して絶縁層Ａに配線回路層と
ともにパワーＩＣ素子を転写させた。

【００６３】次に、イミド樹脂５０体積％、シリカ粉末
５０体積％の割合となるよう、ワニス状態の樹脂と粉末
を混合しドクターブレード法で作製した絶縁層にパンチ
ングで直径０．１ｍｍのビアホールを形成し、そのホー
ル内に銀をメッキした銅粉末を含む銅ペーストを充填し
てビアホール導体を形成して、絶縁層Ｂ、絶縁層Ｃを作
製した。そして、前記絶縁層Ｂの絶縁層Ａの空隙部に対
面する箇所に、厚さ０．１ｍｍの銅からなる伝熱部材を
圧着して埋め込んだ。さらに、絶縁層Ｂおよび絶縁層Ｃ
の必要な部分に配線回路層を転写した。

【００６４】その後、空隙部にパワ−ＩＣ素子が収納さ
れた絶縁層Ａを中心に、その上に絶縁層Ｃ、その下側に
絶縁層Ｂの伝熱部材が空隙部に対向するようにして積層
し、これを５０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で圧着し、２００℃
で１時間加熱して完全硬化させて、パワーＩＣ素子を内
蔵した多層配線基板を作製した。また、比較のために、
伝熱部材を埋設しない以外は、全く同様にしてパワーＩ
Ｃ素子を内蔵した多層配線基板を作製した。また、放熱
性の評価のために、絶縁層にＩＣ素子と接触するように
熱電対を埋め込んだ。

【００６５】そして、この基板に対してパワ−ＩＣ素子
を１０時間作動後のＩＣ素子自体の温度を測定した結
果、本発明に基づく伝熱部材を埋設することにより、埋
設しない場合に比較して作動時のＩＣ素子の温度を１５
℃低下させることができた。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明によれば、
発熱素子を搭載した配線基板において、伝熱部材を絶縁
基板内に埋設させることにより、基板の表面への素子の
実装性を阻害することなく、発熱素子から発生する熱の
淀みなく、基板全体に均熱化、さらには放熱することが
でき、それにより発熱素子の異常加熱による誤動作を防
止することができる。また、発熱素子を複数個内蔵した
配線基板においても、内蔵された個々の発熱素子の近傍
の絶縁基板内に伝熱部材を埋設することにより、基板の
多素子化、高密度実装化に対して対応できる放熱構造を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層配線基板の一実施例を説明するた
めの要部切り欠き斜視図である。

【図２】図１の多層配線基板を作製するための工程図で
ある。

【図３】本発明の多層配線基板の他の実施例を説明する
ための要部切り欠き断面図である。

【図４】図３の多層配線基板を作製するための工程図で
ある。

【図５】本発明の多層配線基板のさらに他の実施例を説
明するための概略断面図である。

【図６】従来の配線基板を説明するための概略断面図で
ある。

【図７】他の従来の配線基板を説明するための概略断面
図である。

【符号の説明】

１配線基板２ａ〜２ｄ配線層３絶縁基板４配線回路層５ビアホール導体６発熱素子７キャビティ８ワイア−ボンディング９伝熱部材１０端部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも熱硬化性樹脂を含む複数の絶縁
層を積層してなる絶縁基板と、該絶縁基板の表面および
／または内部に形成された配線回路層とを具備するとと
もに、前記絶縁基板の表面および／または内部に発熱性
電気素子を搭載してなる多層配線基板において、前記発
熱性電気素子近傍の前記絶縁基板内部に高熱伝導性を有
する伝熱部材を埋設したことを特徴とする配線基板。
【請求項２】前記伝熱部材の端部を、前記絶縁基板の側
面から露出あるいは突出させたことを特徴とする請求項
１記載の配線基板。
【請求項３】前記電気素子が、前記絶縁基板内部に設け
られた空隙部に実装収納されてなることを特徴とする請
求項１記載の配線基板。
【請求項４】前記発熱性電気素子が、ＩＣ素子、抵抗素
子、コンデンサ、発振子、フィルターの群から選ばれる
１種であることを特徴とする請求項１記載の配線基板。