JP2011091112A - Method for manufacturing electronic component mounting substrate and electronic component mounting substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁基板の両面に設けた導体層相互を導電部材によって接続する電子部品搭載用基板の製造方法及び電子部品搭載用基板に関する。 The present invention relates to an electronic component mounting substrate manufacturing method and an electronic component mounting substrate in which conductor layers provided on both surfaces of an insulating substrate are connected to each other by a conductive member.
絶縁基板の両面に銅箔による導体層を設け、この絶縁基板に設けた貫通孔に放熱部材を圧入することによって両面の導体層相互を接続し、もって放熱特性を改善させるようにした電子部品搭載用基板が知られている(下記特許文献1)。 Electronic component mounting in which a conductor layer made of copper foil is provided on both sides of an insulating substrate, and a heat-dissipating member is press-fitted into a through-hole provided in the insulating substrate, thereby connecting the conductor layers on both sides to improve heat dissipation characteristics. A substrate is known (Patent Document 1 below).
しかしながら、上記した従来の電子部品搭載用基板では、1本のピン状の放熱部材を、両面に導体層を設けた絶縁基板の貫通孔に圧入しているだけなので、放熱部材と貫通孔との間に隙間が発生しやすく相互間の密着性が充分とは言えず、改善が望まれている。 However, in the above-described conventional electronic component mounting board, a single pin-shaped heat radiating member is only press-fitted into the through hole of the insulating substrate provided with the conductor layer on both sides. A gap is easily generated between them, and the adhesion between them is not sufficient, and improvement is desired.
そこで、本発明は、放熱部材を兼ねる導電部材と貫通孔との間の密着性を高めて信頼性を向上させることを目的としている。 Then, this invention aims at improving the reliability by improving the adhesiveness between the electroconductive member which serves as a heat radiating member, and a through-hole.
本発明は、基板貫通孔を備える絶縁基板の両面に導体層をそれぞれ配置するとともに、前記基板貫通孔に対応して該基板貫通孔よりも小さい貫通孔を備える一方の前記導体層の表面に充填用導体層を配置し、前記一方の導体層の貫通孔に対応する位置の前記充填用導体層の表面に、前記貫通孔の内径よりも大きくかつ前記基板貫通孔の内径よりも小さい直径の加熱部材を押し当てることで、前記貫通孔周辺の一方の導体層及び充填用導体層を溶融させ、前記充填用導体層の溶融物の一部を前記一方の導体層の貫通孔から流下させるとともに、該一方の導体層の溶融物の一部を流下させて、これら流下物を前記基板貫通孔に充填し、前記一方の導体層の貫通孔に対応する部位及びその周囲を、前記充填用導体層の溶融物の他の一部及び前記一方の導体層の溶融物の他の一部で充填し、これら充填した溶融物を固化させた後、前記充填用導体層を前記一方の導体層から離脱させることを特徴とする。 According to the present invention, conductor layers are respectively disposed on both surfaces of an insulating substrate having a substrate through hole, and the surface of one conductor layer having a through hole smaller than the substrate through hole corresponding to the substrate through hole is filled. The conductive layer is disposed, and heating is performed on the surface of the filling conductor layer at a position corresponding to the through hole of the one conductor layer with a diameter larger than the inner diameter of the through hole and smaller than the inner diameter of the substrate through hole. By pressing the member, the one conductor layer and the filling conductor layer around the through hole are melted, and a part of the melt of the filling conductor layer flows down from the through hole of the one conductor layer, A part of the melted material of the one conductor layer is caused to flow down, the falling material is filled into the substrate through-hole, and the portion corresponding to the through-hole of the one conductor layer and the periphery thereof are filled with the filling conductor layer. The other part of the melt and said one Filled with another portion of the melt of the conductive layer, after solidifying the melt was these filled, characterized in that disengaging said filling conductive layer from the conductive layer of the one.
本発明によれば、一方の導体層及びその上部に配置した充填用導体層を、加熱部材を用いて溶融させることで絶縁基板の基板貫通孔に溶融物を充填し、この充填して固化させた導電部により導体層相互を接続するようにしたので、導電部による基板貫通孔に対する密着性が高まるとともに、溶融物である導電部が各導体層に一体化して各導体層相互間での導電性及び放熱性が向上し、電子部品搭載用基板として信頼性を高めることができる。 According to the present invention, one of the conductor layers and the filling conductor layer disposed thereon are melted by using a heating member to fill the substrate through-hole of the insulating substrate with the melt, and this is filled and solidified. Since the conductive layers are connected to each other by the conductive portions, the adhesion of the conductive portions to the substrate through-holes is enhanced, and the conductive portions that are melts are integrated into the conductive layers to conduct the electric conduction between the conductive layers. And heat dissipation are improved, and the reliability of the electronic component mounting board can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、図1(a)に示すように、絶縁層となる絶縁基板1と、その上下両側に位置する導体層となる銅板3,5と、上部の銅板3のさらに上部に位置する充填用導体層となる充填用銅板7とを用意する。絶縁基板1は、例えばガラス繊維からなる基材に接着剤に相当する熱硬化性樹脂である例えばエポキシ樹脂を上下方面に含浸させた半硬化状態のプリプレグである。すなわち、本絶縁基板1は、接着剤をあらかじめ設けていることになる。
First, as shown in FIG. 1A, an insulating substrate 1 serving as an insulating layer,
上記した絶縁基板1には基板貫通孔1aを形成し、上部の銅板3には、基板貫通孔1aと同心状でかつ基板貫通孔1aよりも小径の貫通孔としての銅板貫通孔3aを形成してある。
A substrate through
次に、図1(b)に示すように、上記した4つの部材を、図1(a)の配置状態、すなわち、最下部から順に、銅板5,絶縁基板1,銅板3,充填用銅板7となるようこれらを水平状態で重ね合わせる。このとき、基板貫通孔1aと銅板貫通孔3aとは中心がほぼ一致しており、この状態で図示しない加工設備に位置決めピンなどを用いて位置決め固定する。
Next, as shown in FIG. 1 (b), the above four members are arranged in the arrangement state of FIG. 1 (a), that is, in order from the bottom,
そして、この状態で、図1(c)に示すように、先端を平坦とした加熱部材としての超硬ドリル9を、その中心軸線を基板貫通孔1a及び銅板貫通孔3aの中心に合わせた状態で、回転させながら最上部の充填用銅板7に押し付ける。なお、このとき超硬ドリル9の先端(刃先)を1500℃程度に加熱し、回転速度は、溶融した銅が飛散らない程度の、例えば20〜80rpm程度とする。
And in this state, as shown in FIG.1 (c), the state which matched the center axis line with the center of the board | substrate through-
これにより、図2(a)に示すように、まず銅板貫通孔3a周辺の充填用銅板7が孔明け加工されつつ溶融し、その溶融物の一部が銅板3の銅板貫通孔3aから流下して絶縁基板1の基板貫通孔1aに充填され充填物7bとなる。この際、銅板3の一部も溶融して自身の銅板貫通孔3aから流下して基板貫通孔1aに充填される。このとき、絶縁基板1も加熱されることから、基板貫通孔1aが当初の形状(円形)に対し内側に突出するなどして変形する。
2A, first, the filling copper plate 7 around the copper plate through
その後、超硬ドリル9を、その先端面が銅板3の下面にほぼ達する位置もしくはその直前付近まで下降させることで、絶縁基板1の基板貫通孔1aに対応する部分周辺の銅板3及び充填用銅板7が溶融し、超硬ドリル9の周囲の銅板3及び充填用銅板7が溶融状態となる。
Thereafter, the
そしてこの状態で、超硬ドリル9を後退(上昇)させると、図2(b)に示すように、基板貫通孔1aには、充填用銅板7及び銅板3の溶融物が充填された状態になるとともに、銅板3の銅板貫通孔3a周囲の基板貫通孔1aに対応する部位には、銅板3の溶融物とその上部の充填用銅板7の溶融物が充填された状態になる。その後時間経過によって、これらの溶融物が固化して導電部11及び銅板固化部13となり、導電部11はその下部の銅板5に一体化するとともに、その上部の銅板固化部13と一体化し、さらにこの銅板固化部13はその周囲の銅板3とも一体化する。
In this state, when the
なお、加熱して使用する超硬ドリル9は、剥離剤をコーティングしたものを使用し、これにより銅板3及び充填用銅板7の溶融物の固着を防いでいる。また、図2(b)における銅板固化部13の表面は、研磨仕上げして平滑化している。
In addition, the
その後、絶縁基板1とその両側の各銅板3,5との3つの部材を、図示しない加圧プレスによって加熱しつつ加圧することで、プリプレグである絶縁基板1中のあらかじめ設けてある接着剤を溶融させて絶縁基板1と各銅板3,5とを圧着して接合し積層体を形成する。
Thereafter, the three members of the insulating substrate 1 and the
続いて、この積層体に対し、図示しないスルーホールとなる所定の孔明け加工を実施してから、図2(c)に示すように、図2(a)の絶縁基板1の両側における各銅板3,5の表面に銅などによる金属メッキ層15,17をそれぞれ形成するとともに、スルーホールの内面にも同様にして金属メッキ層を形成する。そして、上記金属メッキ層15,17に対してエッチング処理によって所要の回路パターンを形成した上で、所要の電子部品19を実装する。
Subsequently, the laminated body is subjected to a predetermined drilling process to be a through hole (not shown), and then, as shown in FIG. 2 (c), the copper plates on both sides of the insulating substrate 1 in FIG. 2 (a).
上記のように溶融物が固化して形成された導電部11は、前記した所要の回路パターンによって、電子部品19が実装される金属メッキ層15及び銅板3から銅板5及び金属メッキ層17に向けて電流を流す導電部材として機能すると同時に、電子部品19から発生する熱を金属メッキ層15及び銅板3から銅板5及び金属メッキ層17に伝達して放熱する放熱部材としても機能する。
The
このように、本実施形態によれば、絶縁基板1の基板貫通孔1aに対応する部位の銅板3及び充填用銅板7を溶融させて、該溶融物を基板貫通孔1a内に充填させて導電部11を形成するようにしたので、導電部11によって基板貫通孔1aに対する密着性が高まり、耐振動性が向上して経時劣化にも有効となる。これと同時に、上下の銅板3,5が、銅板3及び充填用銅板7の溶融物を固化させた導電部11と銅板固化部13とによって一体化しているので、銅板3,5相互間での導電性及び放熱性が向上する。
As described above, according to the present embodiment, the copper plate 3 and the filling copper plate 7 corresponding to the substrate through
以上によって、本実施形態の電子部品搭載用基板の信頼性を高めることができる。 As described above, the reliability of the electronic component mounting board according to the present embodiment can be improved.
なお、本実施形態では、加熱部材として超硬ドリル9を用いているが、単に円柱形状のピン状の部材を用いてもよい。超硬ドリル9を用いることで孔明け作用も発生するので、銅板3及び充填用銅板7をより容易に短時間に溶融させることができ、作業性が向上する。一方、加熱部材としてピン状の部材を用いることで、安価な工具で済み、製造コストを抑えることができる。ピン状の部材の場合には、回転させてもよく、回転させずに単に押付けるだけでもよい。
In the present embodiment, the
また、上記した基板貫通孔13a及び銅板貫通孔3aは円形としているが、円形に限らず、四角形や多角形でもよい。
Moreover, although the board | substrate through-hole 13a and the copper plate through-
また、図3に示すように、銅板3の銅板貫通孔3aに対応する位置の表面上に、図1に示した充填用銅板7に代わる充填用銅片7Aを配置してもよい。
Further, as shown in FIG. 3, a filling copper piece 7 </ b> A in place of the filling copper plate 7 shown in FIG. 1 may be disposed on the surface of the copper plate 3 corresponding to the copper plate through
1 絶縁基板
1a 基板貫通孔
3,5 銅板(導体層)
3a 銅板貫通孔
7 充填用銅板(充填用導体層)
9 超硬ドリル(加熱部材)
1
3a Copper plate through hole 7 Filling copper plate (filling conductor layer)
9 Carbide drill (heating member)
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