JP2006332449A - 多層プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 放熱特性及び／又は電流特性に優れ、しかも軽量で、高密度化することができる多層プリント配線板及びその製造方法の提供。
【解決手段】 放熱特性及び／又は電流特性を有する複数の個片体とその周囲に形成された絶縁性樹脂部とが内層部に配置され、かつ少なくともその上下どちらか一方の面に絶縁層とランド部を備えた導体層とが積層形成されている多層プリント配線板であって、当該ランド部と前記個片体とが層間接続部を介して接続されている多層プリント配線板；放熱特性及び／又は電流特性を有する複数の個片体とその周囲に形成された絶縁性樹脂部とからなるコア基板を中心に、少なくともその上下どちらか一方の面に絶縁層と導体層とを積層形成する工程と、前記導体層にランド部を形成する工程と、当該ランド部と当該個片体とを層間接続部にて接続する工程とを具備している多層プリント配線板の製造方法。
【選択図】 図４

Description

本発明は、発熱する電子部品の搭載用あるいは大電流用として好適な多層プリント配線板及びその製造方法に関する。

近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）などに代表される電子部品は、その利便性より多く使用されるに至っている。しかしながら、ＬＥＤなどに代表される電子部品は発熱するために、電子機器内で当該電子部品が正常に機能するためには、発生した熱源を適切な媒体により放熱処理を施すことが必要とされる。

従来、電子機器は、発熱部品の周辺に放熱用のフィンやファン及びペルチェ素子またはそれらを組み合わせてヒートシンクを構成させることにより放熱問題の解決を図っていたのが一般的であった。しかしながら、その一方で、プリント配線板に搭載される前記発熱部品を、当該プリント配線板自体によって放熱させることができる、いわゆる放熱機能を有する放熱型のプリント配線板についての技術開発もなされている。

前記放熱型のプリント配線板としては、これまで、銅板やアルミ板などの金属板５２をプリント配線板の内層部に導入せしめた、図７に示される構造体のプリント配線板が使用されてきた。すなわち、始めに金属板５２を用意し、当該金属板５２の表裏面部にプリプレグなどの絶縁材５１と銅箔を順に配置し、積層により張り合せ、所望の回路配線を形成した上で、前記ＬＥＤのような発熱する部品２０を搭載して得られるものである。

図７に示される放熱型のプリント配線板の放熱機能は、発熱する部品２０の直下に、層間の接続として例えばスルーホール１０ａを配置し、加えて、当該スルーホール１０ａを前記金属板５２に接続させる構成により成り立っている。これにより、部品２０から発生する熱源を、図７に示される部品２０からの矢印の如く、スルーホール１０ａを介して金属板５２に伝え、当該金属板５２にて、蓄熱もしくは熱の分散をし、または金属板５２に相応の冷却媒体を接続することにより、前記放熱の目的を達成するものである。

しかしながら、図７に示される放熱型のプリント配線板は、放熱や伝熱などを目的とする金属板５２がプリント配線板の内層部の広範囲に配置されているため、プリント配線板全体の重量を増加させる問題に加え、プリント配線板の高密度化や高機能化などの諸機能にも弊害をもたらすと云う問題があった。

また、放熱を目的とせず、層間での広範な電気的接続を主な目的とするスルーホール１０ｂを形成する場合には、図７に示されるように、あらかじめ金属板５２に開口部５３を設け、良好な位置合わせをもとに当該スルーホール１０ｂを開口部５３内に設けることが必要であった。これはスルーホール１０ｂと金属板５２とを非接触な状態とすることで、電気的な信号の送受信がスルーホール１０ｂから金属板５２へ導通させないための配慮である。換言すれば、これらは放熱型のプリント配線板の諸機能を実現させるために構造上並びに工程上必要とされるものであった。

一方、前記問題点に鑑み、放熱を主な目的とする前記金属板にあらかじめエッチング形式の回路形成を行ない、小片化することによりプリント配線板全体の重量を減少させ、加えて小片化することにより空いたスペースを有効に利用し、プリント配線板の高密度化や高機能化などの諸機能を向上させる技術も既に知られている。

しかしながら、前記金属板の回路形成による小片化の方法は、当該金属板が放熱を目的とするために、熱伝導性の良い、厚い金属板が必要であるとされるが、当該厚い金属板の回路形成においては次のような問題を生じていた。

以下、図８を用いてこの厚い金属板の回路形成における問題を説明する。図８（ａ）では始めに、絶縁材５５に付着せしめた熱伝導性の良い厚い銅箔５４を用意する。次いで、図８（ｂ）に示されるように、回路形成用のエッチングレジストをマスク５６として貼付け、露光、現像、導体のエッチング、マスクの剥離工程を順に行ない、図８（ｃ）に示される回路形成終了後の構造体を得る。しかし、この回路形成後の構造体が問題である。

すなわち、図８（ｃ）に示される回路形成終了後の構造体は、導体の厚みが厚い為に回路形成のエッチングの際に、当該厚い導体を十分にエッチングすることが困難となり、回路５７の裾部５８において裾引き不具合を生じ、隣接する回路と接触すると云う問題があった。

このような厚い導体を使用した場合のエッチングによる不具合に鑑み、放熱部位の形成にエッチング方法を使用することなしに放熱型のプリント配線板を製造する方法として、例えば図９に示されるようなパワーモジュール構造体のプリント配線板を製造する方法も既に報告されている（特許文献１参照）。

図９に示されるパワーモジュールは、あらかじめ補強材に熱硬化性樹脂を含浸せしめた回路基板６３と、回路基板６３に形成した開口部に無機フィラーと絶縁性樹脂とを含む絶縁性樹脂混合物６４を充填したものを用意し、当該絶縁性樹脂混合物６４を放熱媒体として使用するものである。

すなわち、図９（ａ）に示されるように、前記回路基板６３と絶縁性樹脂混合物６４を中心として、その上面にリードフレーム６１と金属箔６２を配置すると共に、その下面に金属箔６２を配置し、積層プレスすることで図９（ｂ）に示される構造体を得る。そして、最後に表裏面の金属箔６２を回路形成することにより、図９（ｃ）に示される回路配線６５を有するパワーモジュールを得る。

図９（ｃ）に示されるパワーモジュールは、放熱性の高い絶縁性樹脂混合物６４に形成された大電流回路に適したリードフレーム６１と、金属箔からなる微細配線パターン６５とにより構成され、回路基板６３の所望の部分に放熱性の高い高熱伝導層としての絶縁性樹脂混合物６４が設けられた構造であり、パワーモジュールとして、放熱が必要な場所に限定してリードフレームを用いながら、独立した島状の配線パターンを形成することができ、しかも放熱をそれほど必要としない場所には、微細配線パターンを形成することができる特徴を有している。

しかしながら、前記図９に示されるパワーモジュールは、次のような問題があった。

第１に、絶縁性樹脂混合物６４を放熱部材としているが、部品より発生する熱を確実に放熱することや確実に裏面部への熱の移動をするためには放熱特性が弱く、当該放熱部材には銅ないし同等の伝熱特性を有する金属種が必要とされている点である。

第２に、部品より発生する熱を確実に放熱することや確実に裏面部への熱の移動をするためには、放熱部材の直上に発熱する部品を搭載できる構造が良好であるが、放熱部材である絶縁性樹脂混合物６４の直上には発熱する部品を搭載することが困難な点である。

第３に、図９に示される放熱型のパワーモジュールは、絶縁性樹脂混合物６４を放熱部材とし、また、リードフレーム６１を大電流回路とし、適宜両者を組み合わせもしくは単独で使用することで、放熱を必要とされる箇所及びそれほど必要としない場所の使い分けを良好にしているが、配置位置に特別な配慮が必要とされ、回路配線の設計自由度を阻害している点である。

第４に、積層によりリードフレーム６１を絶縁性樹脂混合物６４に埋込むこが必要であるが、当該埋込みが困難な点である。すなわち、埋込みをする際には絶縁性樹脂混合物６４に比較的多くの熱流動性を有する有機樹脂成分を必要とするが、その一方で絶縁性樹脂混合物６４は放熱をするために無機フィラーを多く含有させる必要があるため、絶縁性樹脂混合物６４の材料設計が困難な点である。

特許３２１４６９６号公報

このような背景に基づき本発明が解決しようとする課題は、特に発熱する部品を搭載するための多層プリント配線板として好適な、放熱特性及び／又は大電流特性に優れ、しかも軽量で、高密度化することができ、加えて短い工程数で製造することができる多層プリント配線板及びその製造方法を提供することにある。

本発明者は上記課題を解決するために種々検討を重ねた。その結果、放熱特性及び／又は電流特性を有する複数の個片体とその周囲に形成された絶縁性樹脂部とを内層部に配置して多層化した後に、部品が実装されるランド部と前記個片体とを層間接続部を介して接続せしめた多層プリント配線板とすれば極めて良い結果が得られることを見出して本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、放熱特性及び／又は電流特性を有する複数の個片体とその周囲に形成された絶縁性樹脂部とが内層部に配置され、かつ少なくともその上下どちらか一方の面に絶縁層とランド部を備えた導体層とが積層形成されている多層プリント配線板であって、当該ランド部と前記個片体とが層間接続部を介して接続されていることを特徴とする多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、放熱特性及び／又は電流特性を有する複数の個片体とその周囲に形成された絶縁性樹脂部とが内層部に配置され、かつその上下両面に絶縁層とランド部を備えた導体層とが積層形成されている多層プリント配線板であって、当該多層プリント配線板の最上層に配置されたランド部が層間接続部を介して前記個片体と接続されていると共に、当該多層プリント配線板の最下層に配置されたランド部が層間接続部を介して前記個片体と接続されていることを特徴とする多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記ランド部と層間接続部を介して接続される前記個片体の少なくとも一つが端子部となっていることを特徴とする多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記ランド部に、部品が搭載されていることを特徴とする多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記絶縁性樹脂部の表面に、銅めっきからなる導体が形成されていることを特徴とする多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記絶縁性樹脂部と全ての個片体とが、少なくとも一方の面で面一になっていることを特徴とする多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記個片体が、厚さの異なる少なくとも２種以上の個片体であることを特徴とする多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記個片体が、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金、炭素又は炭素と金属との複合材料からなることを特徴とする多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記個片体の厚さが、３５μｍ以上であることを特徴とする多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記絶縁性樹脂部が、熱硬化性樹脂で成形されていることを特徴とする多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記絶縁性樹脂部が、熱可塑性樹脂で成形されていることを特徴とする多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記端子部が、放熱端子又は電気接続端子であることを特徴とする多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、放熱特性及び／又は電流特性を有する複数の個片体とその周囲に形成された絶縁性樹脂部とからなるコア基板を中心に、少なくともその上下どちらか一方の面に絶縁層と導体層とを積層形成する工程と、前記導体層にランド部を形成する工程と、当該ランド部と当該個片体とを層間接続部にて接続する工程とを具備していることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

また、本発明の前記コア基板は、放熱特性及び／又は電流特性を有する材料からなる箔の下面に接着シートを配置する工程と、当該箔を金型にて打ち抜き、個片体を得ると同時に当該接着シートに当該個片体を接着する工程と、接着シートに接着された前記個片体の周囲に絶縁性樹脂部を成形する工程と、前記個片体と絶縁性樹脂部からなる表面を平坦化する工程とにより製造することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

また、本発明の前記コア基板は、前記個片体と絶縁性樹脂部からなる表面の平坦化工程の後、当該平坦化された表面に銅めっきからなる導体を形成する工程を更に有することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

また、本発明の前記コア基板の絶縁性樹脂部は、熱硬化性樹脂で成形することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

また、本発明の前記コア基板の絶縁性樹脂部は、熱可塑性樹脂で成形することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

また、本発明の前記コア基板は、前記絶縁性樹脂部の成形を、射出成形法、圧縮成形法又はトランスファー成形法により行なうことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

また、本発明の前記コア基板は、前記表面の平坦化を、バフ研磨により行なうことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

本発明における多層プリント配線板は、個片体が放熱特性及び電流特性を有し、かつ、当該個片体と部品実装ランド部とが接続されているので、部品の放熱もしくは裏面部へ伝熱が効果的に行なえ、加えて大電流を目的とした電気的な導通が効果的に行なえる。しかも、当該個片体は個々に単独な状態で多層プリント配線板のコア部に配置されているため、軽量で、高密度化することができる。更に、本発明の多層プリント配線板の製造方法によれば、短い工程数で本発明のプリント配線板を効率良く製造することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図６を使用して説明する。

図１は、本発明の多層プリント配線板における、内層のコア部分（中心となる部分）に使用されるコア基板Ｐ１の第１の製造方法について示した概略断面工程説明図である。

始めに、箔１を材料として少なくとも一枚以上を用意する。本発明におけるプリント配線板は、放熱用途、伝熱用途及び蓄熱用途などの熱的な機能を果たすことを目的としており、また、大電流用途を目的としているため、当該箔１は、高い熱伝導性と電気抵抗値の低い材料が好適に使用される。

而して、当該箔１を構成する材料としては、銅もしくは銅の合金またはアルミもしくはアルミの合金が特に好ましいものとして挙げられる。また、前記熱的な機能を果たすことを最も重要な目的として使用する場合には、当該箔１を構成する材料として、前記銅ないしアルミの材質の他にも、炭素又は炭素と金属との複合材料が特に好適に使用される。これは、炭素又は炭素と金属との複合材料が、前記銅ないしアルミの材質よりも高い熱伝導性を有するためである。

また当該箔１は、充分な放熱などの前記熱的な機能を果たすことを考慮し、厚みとしては３５μm以上の厚みのものを使用するのが好ましい。而して、本願発明における箔１には、箔と呼称されるもののみならず、シート、板、プレートなどと呼称される態様のものも含まれる。

次に、箔１を抜き加工する目的で、箔１の金型加工を行なう。ここで、金型加工方法としては、従来より使用されているリードフレーム用の金型加工の設備にて行なうことができる。その際に、図１（ａ）に示されるように、金型３内のパンチ３ａとストロークアンドブロック３ｂを使用して打ち抜き度合の調整を行なう。例えば、形状の良い個片体４を打ち抜き、加えて当該個片体４を接着性良く接着シート２に貼り付けるためには、箔１が打ち抜かれる際のパンチ３ａの最下点の設定が重要である。特に、当該個片体４を接着性良く接着シート２に貼り付けるためには、ストロークアンドブロック３ｂの調整により、箔１の打ち抜きに必要なパンチ３ａの最下点よりさらに下方０．０５〜０．１５ｍｍの範囲にパンチ３ａの最下点を設定し、若干量の圧力をパンチ３ａにて個片体４に与え、押さえつけるように個片体４を接着シート２に貼り付けることが望ましい。当該範囲が浅いと個片体４が接着シート２に接着する際に位置ズレが生じ易い。また、加工に際しては、本発明では箔１の金型加工により打抜かれた個片体４を使用するため、図１（ａ）に示されるように、箔１の下面には接着シート２を配置することが重要である。

すなわち、図１（ａ）に示されるように、箔１の下面には接着シート２を配置し、次いで、当該箔１を金型３により抜き加工を行ない、図１（ｂ）に示されるような、個片体４が個々に浮島状態で接着シート２に接着された状態を形成する。

ここで、本発明では目的とする多層プリント配線板を形成するにあたり、金型３により抜き加工された浮島状態の個片体４に意味がある。

従来のリードフレームは、前記金型により打ち抜かれて残るフレーム状態の部分を使用するのに対して、本発明においては、前記金型により打ち抜かれた個片体４の部分を使用する点で異なる。すなわち、リードフレームは打ち抜かれて残る部分を使用するためフレーム状の連続性を有するが、本発明における個片体４の部分は個々に独立しているため、当該個々に独立した箇所において、放熱もしくは伝熱または大電流用途としての機能を付与することができる。

次いで、前記加工にて得られた図１（ｂ）に示される浮島状態の個片体の周囲４に、射出成形法、圧縮成形法、トランスファー成形法等により、金型を使用して図１（ｃ）に示されるように、絶縁性樹脂部５を成形する。尚、本発明においては、バリの発生が少ないという利点から、射出成形法が特に好適に使用される。

絶縁性樹脂部５の材質としては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を使用するのが好ましい。ここに熱硬化性樹脂としては、主にフェノール樹脂とエポキシ樹脂が使用されるが、他にポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、メラミン樹脂、シアネート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、不飽和ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンオキサイド、ジアリルフタレート樹脂も好適に使用することができる。

また、前記熱可塑性樹脂としては、ポリイミド、ポリエステル、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリノルボルネン、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィン樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、アクリル樹脂が好適に使用される。

また、当該樹脂の中には、得られる構造体に剛性や低腺膨張特性及び放熱特性を付与するために、更にアルミナやシリカなどのフィラーを混入するのが、物性面での機能を向上させる上でより好ましい。

上記、射出成形方法にて絶縁樹脂部５を成形する際には、モールディング金型の一部で個片体４を固定するようにモールディング金型の設計を行なう。これは個片体４が接着シート２の上で仮固定されている状態に過ぎないため、射出成形方法にて前記樹脂を熱流動させる際に、個片体４が所定の位置からズレてしまうためである

因に、上記モールディング金型の設計の際には、モールディング金型に凹凸を設けることにより、図１（ｃ）に示される構造体の絶縁性樹脂部５を、立体的な構造で形成することも可能であり、当該金型を適宜設計することにより、所望の構造のプリント配線板を得ることができる。

上記射出成形方法にて、浮島状態の個片体４に絶縁性樹脂部５を成形することで、個片体４と絶縁性樹脂部５が面一で且つ平坦な図１（ｃ）に示される構造体が得られる。次いで、図１（ｃ）に示される構造体より接着シート２を剥がすことで、図１（ｄ）に示されるコア基板Ｐ１を得る。

上記の製造過程において接着シート２としては、（ｉ）打ち抜かれた個片体４を接着するのに充分な接着力、（ii）射出成形でのモールディング樹脂加工の際の熱に耐えられる耐熱力、（iii）コア基板Ｐ１を得る際の良好な剥離特性を有するものが好ましい。

このような特性を有する接着シート２としては、例えば加熱発泡型の接着シートが挙げられる。この加熱発泡型の接着シートは、常温環境下においては、打ち抜かれた個片体４を接着する接着力を有する一方、射出成形でのモールディング樹脂加工の際の熱により発泡するので、コア基板Ｐ１を得る際の良好な剥離特性を有する。従って、前記（ｉ）接着力、（ii）耐熱力、（iii）良好な剥離特性を具備した接着シート２として好適に使用される。

また、前記接着シート２としては、前記加熱発泡特性を有するシート単体に留どまらず、コア基板Ｐ１を得る際の寸法安定性を良好とすることから、収縮や膨張による面積変化率の少ないシートを更に貼り合わせたラミネート体として使用するのがより望ましい。

このようにして得られたコア基板Ｐ１は、その表裏の面のいずれも個片体４と絶縁性樹脂部５が面一で且つ平坦な構造となる。しかしながら、個片体４と絶縁性樹脂部５との界面などにおいて段差が生じた場合においては、適宜バフ研磨などにより平坦化する。

ここでのバフ研磨は、コア基板Ｐ１において個片体４と絶縁性樹脂部５が個片体４の側面でしか接着されていないために比較的緩やかな研磨条件とする。例えば、コア基板Ｐ１の段差による残渣部分を切削処理する目的の場合には、研磨電流値を０．５（Ａ）以下に設定してバフ研磨を行なうのが好ましい。

図１（ｄ）に示されるコア基板Ｐ１の特徴としては、コア基板Ｐ１内に配置された個片体４が放熱用途もしくは大電流用途としての役割を果たし、図７に示される従来のプリント配線板内の金属板５２の代替品として使用することができ、所望の箇所のみに個片体４を設けることができる特徴を有するため、従来の技術の問題を解決し得る構造となっていることである。

すなわち、図７に示されるプリント配線板内の金属板５２は、放熱用途もしくは大電流用途としての役割を担っていたが、従来技術の問題点で記述したように、金属板５２がプリント配線板の内層部の広範囲に配置されていたため、プリント配線板全体の重量を増加させ、加えてプリント配線板の高密度化や高機能化などの諸機能に弊害をもたらすことがあった。また、放熱を目的とせず、電気的接続を主な目的とするスルーホール１０ｂを形成する際には、図７に示されるように、あらかじめ金属板５２に開口部５３を設け、良好な位置合わせをもとに当該スルーホール１０ｂを開口部５３に設けることが必要であった。

これに対し、図１（ｄ）に示されるコア基板Ｐ１は、個々に独立した個片体４が厚みのある銅部材などから成るために、当該個片体４が放熱用途もしくは大電流用途としての役割を果たすことができる。加えて、個片体４には配置位置の選択性があるために、放熱用途もしくは大電流用途を必要とする所望の箇所にのみ適宜配置することが可能になる。

また、個片体４の周囲には金属体より軽量な絶縁性樹脂部５が成形されているので、プリント配線板全体の重量を減少せしめることができる。加えて後述するコア基板Ｐ１へのめっきによる回路の形成により、プリント配線板を高密度化や高機能化することができる構造体となる。さらに、従来の技術である図７に示されるようなスルーホール１０ｂを形成する際にも、当該スルーホール１０ｂを絶縁性樹脂部５部位に形成すれば、個片体４との電気的な接触がなくなる。そのため、図７に示されるようにあらかじめ金属板５２に開口部５３を設ける必要性も無くなり有利である。

次に、図２は、本発明の多層プリント配線板における、内層のコア部分（中心となる部分）に使用されるコア基板Ｐ２の第２の製造方法について示した概略断面工程説明図である。

始めに厚みの異なる箔すなわち、相対的に薄い箔と相対的に厚い箔を材料として少なくとも各一枚以上を用意する。本発明における多層プリント配線板は、放熱用途、伝熱用途及び蓄熱用途などの熱的な機能を果たすことを目的としており、また、大電流用途を目的としているため、当該箔は、高い熱伝導性と電気抵抗値の低い材料が好適に使用される。

而して、当該厚みの異なる箔を構成する材料としては、銅もしくは銅の合金またはアルミもしくはアルミの合金が特に好ましいものとして挙げられる。また、前記熱的な機能を果たすことを最も重要な目的として使用する場合には、当該厚みの異なる箔を構成する材料として、前記銅ないしアルミの材質の他にも、炭素又は炭素と金属との複合材料が特に好適に使用される。これは、炭素又は炭素と金属との複合材料が、前記銅ないしアルミの材質よりも高い熱伝導性を有するためである。

また当該厚みの異なる箔は、充分な放熱などの前記熱的な機能を果たすことを考慮し、厚みとしては３５μm以上の厚みのものを使用するのが好ましい。而して、当該箔には箔と呼称されるもののみならず、シート、板、プレートなどと呼称される態様のものも含まれる。

また、当該厚みの異なる箔の厚みとしては、特に何れも３５μm以上の厚みのものから適宜選択されることがより好ましく、例えば、薄い箔としては１００μｍ品を使用し、厚い箔としては７５０μｍ品を使用するなど、目的とするプリント配線板の用途に適したものを使用する。

次に、上記箔を抜き加工する目的で、当該厚みの異なる箔の金型加工を行なう。ここで、金型加工方法としては、従来より使用されているリードフレーム用の金型加工の設備にて行なうことができる。また、加工に際し、本発明では厚みの異なる箔の金型加工により打抜かれた個片体を使用するため、図１（ａ）の説明にて記載した態様と同様に、当該厚みの異なる箔の下面には接着シート２を配置することが重要である。

金型加工方法としては図１（ａ）の説明にて記載した態様と同様に、金型加工により打ち抜かれた個片体を接着シート２に接着させる工法にて行なうが、先に相対的に薄い箔の金型による抜き加工を行ない、図２（ａ）に示されるように、打ち抜かれた個片体７のみを接着シート２に接着させる。

次いで、箔の貼付け位置にズレが生じないように調整した上で、相対的に厚い箔の金型による抜き加工を行ない、打ち抜かれた個片体４を接着シート２に接着させ、図２（ａ）に示されるように、個片体７（相対的に薄い方）及び個片体４（相対的に厚い方）の両方が接着シート２に接着された状態を形成する。

次いで、前記加工にて得られた図２（ａ）に示される浮島状態の個片体７及び個片体４の周囲に、例えば射出成形方法にて、モールディング金型を使用して、絶縁性樹脂部５を成形する。絶縁性樹脂部５の材質としては、前記図１（ｃ）の説明にて記載した態様と同様に、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が好適に使用される。

上記射出成形方法にて、浮島状態の個片体７及び個片体４に絶縁性樹脂部５を成形することで、接着シート２側において個片体４と個片体７と絶縁性樹脂部５とが面一となり、かつその反対側において個片体４と絶縁性樹脂部５が面一となる図２（ｂ）に示される構造体が得られる。次いで、図２（ｂ）に示される構造体より接着シート２を剥がし、表裏の反転をすることで、図２（ｃ）に示されるコア基板Ｐ２を得る。

このようにして得られたコア基板Ｐ２は、その表裏（図中、上下）両面で、個片体４と絶縁性樹脂部５とが面一構造となると共に、その表面（図中、上面）で個片体４と個片体７と絶縁性樹脂部５が面一となる構造となる。しかしながら、各個片体４、７と絶縁性樹脂部５との界面などにおいて段差が生じた場合においては、適宜バフ研磨などにより平坦化する。

図２（ｃ）に示されるコア基板Ｐ２の特徴としては、発熱部品の放熱や裏面部への伝熱又は大電流用途を主な役割とした個片体４に加え、配線回路を主な役割とした個片体７が、同一層の表面にて面一状態に形成されている点にある。

図３は、先に得られたコア基板Ｐ１及びコア基板Ｐ２の表面に、更にランド部や回路配線を形成した構造例を示す概略断面説明図である。

図３（ａ）に示される構造体は、先に得られたコア基板Ｐ１に、化学銅及び電解銅を順次使用して銅めっきを行ない、さらに加熱処理を行ない、次いで当該銅めっきを回路形成することで、個片体４に接続せしめたランド部８及び主に回路配線などに使用される導体９を備えているものである。

ここで回路形成は、従来の回路形成方法であるドライフィルムエッチングレジストや電着レジストを使用したサブトラクティブ工法などにより行なうことができる。例えば、回路形成方法としては、前記銅めっきの表面を粗化処理した後、銅表面にドライフィルムエッチングレジストをラミネート貼付し、次いで、露光機にて紫外線露光及び炭酸ナトリウム水溶液による現像を行ない、塩化第二鉄液を用いてエッチングを行なった後、ドライフィルムエッチングレジストを剥離し、前記ランド部８や導体９を形成し、図３（ａ）に示されるプリント配線板を得る。

一方、図３（ｂ）に示される構造体は、先に得られたコア基板Ｐ２に、化学銅及び電解銅を順次使用して銅めっきを行ない、次いで銅めっきを、前記図３（ａ）に示される構造体への回路形成と同様に、回路形成することで、個片体４に接続せしめたランド部８及び主に回路配線などに使用される導体９を備えているものである。

このようにして得られた図３（ａ）及び図３（ｂ）に示される構造体は、（ｉ）箔の打ち抜き、（ii）モールディング樹脂加工、（iii）表層部への回路配線の形成、と云う短い工程数から成り立つために、工業的な量産を背景とした場合に特に有利に本発明多層プリント配線板を製造することができる。

図４は、先に得られたコア基板Ｐ１もしくはコア基板Ｐ２を内層材として使用し、それに絶縁層と導体層とを交互に少なくとも各１層ずつ積層することで、多層化した本発明の多層プリント配線板の概略断面説明図である。以下、図４に示される本発明の多層プリント配線板の製造方法について説明する。

始めに、図１〜図３に示されたコア基板Ｐ１もしくはコア基板Ｐ２を、内層に配置する内層部材として用意する。ここでは、コア基板Ｐ１を、内層に配置する内層部材として用いた場合の例を図４（ａ）に示す。

ここで使用するコア基板Ｐ１は、個片体４を有することが必要であるが、個片体４にはランド部８が付着していても、あるいはまた付着していなくても良く、求められるプリント配線板の構造体に従いそれぞれ選択使用することができる。したがって、このようにランド部８が付着している個片体４と、ランド部８が付着していない個片体４があり、これらの個片体４を区別するために、図４（ａ）に示されるコア基板Ｐ１においては、前者を個片体４ａとして、後者を個片体４ｂとして表現する。

次いで、前記コア基板Ｐ１を内層材として使用し、当該コア基板Ｐ１が中心になるように配置し、その表裏面部に絶縁層１６と導体層とを各１枚を積層により積み重ねた後、エッチングにより部品実装パッド１３を形成することで、図４（ａ）に示されるＬ１〜Ｌ４からなる４層構造の多層構造のプリント配線板を形成する。

次いで、層間部における伝熱や導通を得るために、層間接続ビア１１ａ及びスルーホール１０を所望の箇所に設ける。図４（ａ）に示される多層プリント配線板における層間接続ビア１１ａとしては、部品２０を搭載したＬ１層よりＬ２層への電気的な接続を目的として設けられる層間接続ビア１１ａ、あるいはまた、特に発熱する部品２０より個片体４への伝熱を目的として、当該部品２０と個片体４とを接続する層間接続ビア１１ａが挙げられる。

斯かる、層間接続ビア１１ａの接続方法としては、図４（ａ）に示される個片体４ａに付着されるランド部８に接続する方法や、Ｌ２層のランド部８以外の導体部に接続する方法が主に使用されるが、直接に層間接続ビア１１ａを個片体４に接続しても良い。これは、目的とする層間部における伝熱や導通が形成できるためである。さらに、層間接続ビア１１ａは、層間部における伝熱や導通を主な目的としているため、Ｌ３層とＬ４層との間に設けても良い。

また、同様に層間部における伝熱や導通を主な目的として、スルーホール１０を層間部に設ける。ここで、スルーホール１０は主に多層プリント配線板の最上層と最下層を接続する構造にて配置され、当該スルーホール１０内は絶縁樹脂や金属などにより充填されていても良く、充填されていない状態でも良い。例えば、図４（ａ）に示されるように、部品２０が搭載されてなる最上層のＬ１層の実装ランドから、個片体４ｂを貫通する構造として、最下層のＬ４層に接続するようにスルーホール１０を設けることが好適である。これにより、部品２０より発生する熱源を当該スルーホール１０を介して、個片体４ｂに伝熱することができる。また、前記最下層のＬ４層に接続する場合は、当該Ｌ４層部に冷熱媒体などを設けることにより放熱機能を向上することもできる。

このように、本発明における多層プリント配線板は、層間接続ビアやスルーホールを適宜使用することにより、個片体４に容易に接続することができ、加えて放熱や大電流用途を目的とする所望の箇所にのみ当該個片体４を設けることができる特徴を有する。これにより、多層プリント配線板を軽量で、高密度化することができ、加えて短工程で製造することができる。

一方、前記層間接続ビア１１ａは層間部における伝熱や導通の形成を目的とするため、容量として、大きな伝熱容量や大電流の導通容量が必要とされる場合がある。このような場合には、図４（ｂ）に示されるように、層間接続ビア１１ａより大きな層間接続ビア１１ｂを設けることにより、容易に上記目的を達成することができる。

このように、本発明の多層プリント配線板は、個片体４及びそれに接続される層間接続ビアやスルーホールを組み合わせた一つの接続構造体により、放熱特性及び大電流特性の両方を発揮することができ、特に使い分ける必要はなく、配置位置に特別な配慮をすることなく、回路配線の設計を行なえる利点を有する。

また、個片体４は厚み及び打ち抜き面積により容易に所望のサイズを形成でき、それによって熱的、電気的な容量値を設計することができる。加えて、前記記載の如く、個片体４に接続される層間接続ビアも同様に容量値を設計することができるため、材料設計が困難であった従来の問題点を解決することができる。

図５は、先に得られたコア基板Ｐ１もしくはコア基板Ｐ２を内層材として使用し、それに絶縁層と導体層とを交互に少なくとも各１層ずつ積層する際に、当該絶縁層と導体層の一部に抜き部を設けることで、端子部１５が多層プリント配線板の主骨格より突き出た本発明の多層プリント配線板の概略断面説明図である。
以下、図５に示される本発明の多層プリント配線板の製造方法について説明する。

図５（ａ）に示される前記端子部１５は、本発明における多層プリント配線板の製造方法においては容易に形成することができる。すなわち、あらかじめ個片体４を所望の大きなサイズで形成し、次いで、あらかじめ絶縁層１６と導体層の一部に抜き部を設けた状態で積層することにより形成できる。

前記端子部１５の特徴としては、個片体４の機能を併せ持つ箇所にある。すなわち、個片体４はこれまでに説明した如く、接続される層間接続ビアやスルーホールを組み合わせた一つの接続構造体により、放熱特性及び大電流特性の両方を発揮することができため、端子部１５においても放熱特性及び大電流特性を有する。加えて、端子部１５が多層プリント配線板の主骨格より突き出た構造体であることより、当該端子部１５は、多層プリント配線板の外部放熱端子もしくは外部電気接続端子として使用できる特徴を有する。

また、前記端子部１５を多層プリント配線板の外部放熱端子もしくは外部電気接続端子として使用する場合、図５（ｂ）に示されるような端子部１５の片側の面を絶縁材１６で固定した構造体が、安定性や利用面において有利である。

前記図５（ｂ）に示されるような端子部１５は、あらかじめ絶縁層１６と導体層の一部に抜き部を設けた状態を形成する際に、表裏どちらか一方の面において抜き部を設け、積層することにより用意に形成することができる。

さらに、当該端子部１５の使用方法としては、例えば図５に示される多層プリント配線板を表面より観察した形状として、図６に示されるような差込型の端子構造として使用することが挙げられる。

以上のように本発明の多層プリント配線板を用いれば、従来の問題点を解決し得、特に、放熱及び大電流特性に優れ、軽量で、高密度化することができる。また、本発明の製造方法によれば、斯かる優れた多層プリント配線板を短工程で効率良く製造することができる。

本発明の多層プリント配線板に使用されるコア基板の第１の製造例を示す概略断面工程説明図。 本発明の多層プリント配線板に使用されるコア基板の第２の製造例を示す概略断面工程説明図。 本発明の多層プリント配線板に使用されるコア基板の他の構造例を示す概略断面説明図。 本発明の多層プリント配線板の例を示す概略断面説明図。 本発明の多層プリント配線板の他の例を示す概略断面説明図。 本発明の多層プリント配線板の端子部例を示す拡大平面説明図。 従来のプリント配線板の概略断面説明図。 従来方法によるプリント配線板の製造例を示す概略断面工程説明図。 他の従来方法によるプリント配線板の製造例を示す概略断面工程説明図。

符号の説明

１：箔
２：接着シート
３：金型
４：個片体
５：絶縁性樹脂部
７：個片体
８：ランド部
９：導体
１０，１０ａ，１０ｂ：スルーホール
１１，１１ａ，１１ｂ：層間接続ビア
１３：パッド部
１５：端子部
１６：絶縁層
２０：部品
５１：絶縁材
５２：金属板
５３：開口部
５４：銅箔
５５：絶縁材
５６：マスク
５７：回路
５８：裾部
６１：リードフレーム
６２：金属箔
６３：回路基板
６４：絶縁性樹脂混合物
６５：配線パターン
Ｐ１：コア基板
Ｐ２：コア基板

Claims (20)

1. 放熱特性及び／又は電流特性を有する複数の個片体とその周囲に形成された絶縁性樹脂部とが内層部に配置され、かつ少なくともその上下どちらか一方の面に絶縁層とランド部を備えた導体層とが積層形成されている多層プリント配線板であって、当該ランド部と前記個片体とが層間接続部を介して接続されていることを特徴とする多層プリント配線板。
2. 放熱特性及び／又は電流特性を有する複数の個片体とその周囲に形成された絶縁性樹脂部とが内層部に配置され、かつその上下両面に絶縁層とランド部を備えた導体層とが積層形成されている多層プリント配線板であって、当該多層プリント配線板の最上層に配置されたランド部が層間接続部を介して前記個片体と接続されていると共に、当該多層プリント配線板の最下層に配置されたランド部が層間接続部を介して前記個片体と接続されていることを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板。
3. 前記ランド部と層間接続部を介して接続される前記個片体の少なくとも一つが端子部となっていることを特徴とする請求項１又は２記載の多層プリント配線板。
4. 前記ランド部に、部品が搭載されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の多層プリント配線板。
5. 前記絶縁性樹脂部の表面に、銅めっきからなる導体が形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の多層プリント配線板。
6. 前記絶縁性樹脂部と全ての個片体とが、少なくとも一方の面で面一になっていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の多層プリント配線板。
7. 前記個片体が、厚さの異なる少なくとも２種以上の個片体であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項記載の多層プリント配線板。
8. 前記個片体が、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金、炭素又は炭素と金属との複合材料からなることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項記載の多層プリント配線板。
9. 前記個片体の厚さが、３５μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項記載の多層プリント配線板。
10. 前記絶縁性樹脂部が、熱硬化性樹脂で成形されていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項記載の多層プリント配線板。
11. 前記絶縁性樹脂部が、熱可塑性樹脂で成形されていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項記載の多層プリント配線板。
12. 前記端子部が、放熱端子又は電気接続端子であることを特徴とする請求項３〜１１の何れか１項記載の多層プリント配線板。
13. 放熱特性及び／又は電流特性を有する複数の個片体とその周囲に形成された絶縁性樹脂部とからなるコア基板を中心に、少なくともその上下どちらか一方の面に絶縁層と導体層とを積層形成する工程と、前記導体層にランド部を形成する工程と、当該ランド部と当該個片体とを層間接続部にて接続する工程とを具備していることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
14. 前記コア基板を、放熱特性及び／又は電流特性を有する材料からなる箔の下面に接着シートを配置する工程と、当該箔を金型にて打ち抜き、個片体を得ると同時に当該接着シートに当該個片体を接着する工程と、接着シートに接着された前記個片体の周囲に絶縁性樹脂部を成形する工程と、前記個片体と絶縁性樹脂部からなる表面を平坦化する工程とにより製造することを特徴とする請求項１３記載の多層プリント配線板の製造方法。
15. 前記個片体と絶縁性樹脂部からなる表面の平坦化工程の後、当該平坦化された表面に銅めっきからなる導体を形成する工程を更に有することを特徴とする請求項１４記載の多層プリント配線板の製造方法。
16. 前記ランド部に、部品を搭載する工程を更に有することを特徴とする請求項１３〜１５の何れか１項記載の多層プリント配線板の製造方法。
17. 前記絶縁性樹脂部を、熱硬化性樹脂で成形することを特徴とする請求項１３〜１６の何れか１項記載の多層プリント配線板の製造方法。
18. 前記絶縁性樹脂部を、熱可塑性樹脂で成形することを特徴とする請求項１３〜１６の何れか１項記載の多層プリント配線板の製造方法。
19. 前記絶縁性樹脂部の成形を、射出成形法、圧縮成形法又はトランスファー成形法により行なうことを特徴とする請求項１３〜１８の何れか１項記載の多層プリント配線板の製造方法。
20. 前記個片体と絶縁性樹脂部からなる表面の平坦化を、バフ研磨により行なうことを特徴とする請求項１４〜１９の何れか１項記載の多層プリント配線板の製造方法。

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