JP3202426U - セラミック埋め込み回路基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の回路基板による不都合を効果的に改善できるセラミック埋め込み回路基板を提供する。【解決手段】セラミック部材2と、第1の導電層3と、多層板構造1と、を備えるセラミック埋め込み回路基板100。多層板構造は、反対する両板面11,12を貫通する貫通孔13が形成されており、粘着体15と、粘着体を介して積層して結合された複数の板体14とを備える。セラミック部材は、多層板構造の貫通孔内に収容され、一部の表面が多層板構造の一部の板面とほぼ同一平面になるように設置され、これらの板体と互いに接着されるように、粘着体がセラミック部材の環形状の側面に付着する。第1の導電層は、同一平面になるように設置される多層板構造板面とセラミック部材表面に形成される。これにより、高発熱量の製品に適用でき、従来の回路基板構造と異なるセラミック埋め込み回路基板を提供する。【選択図】図3A
Description
本考案は回路基板に関し、特にセラミック埋め込み回路基板に関する。
高発熱量の製品(例えば、高輝度LED)の適用が次第に普及しているので、回路基板に対して散熱効果と耐熱の要求もますます高まっている。そして、近年、セラミック回路基板が徐々に高発熱量の製品に適用されることで、高発熱量の製品に必要な散熱効果と耐熱の要求を満たすようにする。
しかし、現在のセラミック回路基板は、セラミック基板全体に所望の導電回路が形成され、一部のブロックに高発熱電子部品が設置され、即ち、前記高発熱電子部品は一部のセラミック回路基板ブロックのみを使用すればよく、上記高発熱電子部品に用いられていないセラミック回路基板のブロックは、セラミック材料の無駄遣いを引き起こすこととなる。
本考案は、従来の回路基板による不都合を効果的に改善できるセラミック埋め込み回路基板を提供する。
(課題を解決するための手段)
(課題を解決するための手段)
本考案は、互いに対向する側に位置する第1の板面と第2の板面とを有し、前記第1の板面と前記第2の板面を貫通する貫通孔が形成されており、複数の板体と粘着体とを含み、これらの板体が前記粘着体を介して積層して結合された多層板構造と、第1の表面、前記第1の表面の反対側に位置する第2の表面、及び前記第1の表面と前記第2の表面の周縁に連結される環形状の側面を有し、前記多層板構造の貫通孔内に収容され、第1の表面が前記多層板構造の第1の板面とほぼ同一平面になるように設置され、第2の表面が前記多層板構造の第2の板面から突出しておらず、これらの板体と互いに接着されるように、前記粘着体が環形状の側面に付着するセラミック部材と、前記多層板構造の第1の板面と前記セラミック部材の第1の表面に形成される第1の導電層と、を備えるセラミック埋め込み回路基板を提供する。
好ましくは、前記セラミック部材は、セラミック本体と、前記セラミック本体に形成されるとともに前記第1の表面を構成し、化学結合により前記セラミック本体と前記第1の導電層に結合される第1の結合層とを有する。前記粘着体には、前記セラミック部材の第1の表面とほぼ同一平面になるように前記第1の導電層に接着される第1の端面が形成されている。
好ましくは、前記貫通孔は、前記多層板構造の第1の板面が凹設されることにより形成される第1の孔と、前記多層板構造の第2の板面が凹設されることにより形成されると共に第1の孔と相互に連通される第2の孔とを備え、前記第1の孔の孔径が前記第2の孔の孔径よりも大きく、前記セラミック部材は、前記多層板構造の第1の孔内に収容され、これらの板体と互いに接着されるように、前記粘着体が前記セラミック部材の環形状の側面及び一部の第2の表面に付着する。
(考案の効果)
(考案の効果)
本考案が提供するセラミック埋め込み回路基板は、従来のセラミック回路基板に比べて、セラミックの占有割合を大幅に低減させるとともに、高発熱量の製品に適用することが可能である。
[第1の実施例]
図1から図3Bを参照する。これらは本考案の第1の実施例であり、本実施例の対応する図面に述べられた関連する数と外形は、本考案の実施の形態を具体的に説明して、その内容が分かるようにするためのものに過ぎず、本考案の請求の範囲が制限されるものではない。
図1から図3Bを参照する。これらは本考案の第1の実施例であり、本実施例の対応する図面に述べられた関連する数と外形は、本考案の実施の形態を具体的に説明して、その内容が分かるようにするためのものに過ぎず、本考案の請求の範囲が制限されるものではない。
本実施例は、多層板構造1、多層板構造1内に埋め込まれるセラミック部材2、多層板構造1とセラミック部材2との両方の反対の両側の表面(例えば、トップ側の表面とボトム側の表面)に形成される第1の導電層3と第2の導電層4を備えるセラミック埋め込み回路基板100を提供する。
多層板構造1は本実施例において、FR−4の積層板を例にするものであり、セラミック部材2の数は本実施例において、一つにして例を挙げて説明するが、これに限定されるものではない。次に、以下にまず多層板構造1とセラミック部材2の構造について説明し、その後、適時に両者間の接続関係を説明する。
多層板構造1は単独の部材から見ると、互いに対向する側に位置する第1の板面11(例えば、図3Aにおける多層板構造1の天板面)と第2の板面12(例えば、図3Aにおける多層板構造1の底板面)を有し、第1の板面11と垂直になる方向(例えば、第1の板面11の法線方向)に沿って第1の板面11と第2の板面12を貫通する貫通孔13が形成されている。
言い換えれば、多層板構造1は、積層された複数の板体14と、いずれか2層が積層された板体14を接着させる粘着体15とを有する。即ち、これらの板体14は粘着体15を介して積層して結合され、板体14は積層方向N(第1の板面11の法線方向に相当する)に沿って積層される。
なお、信号伝達のために、多層板構造1における少なくとも一つの板体14には少なくとも一つの導電回路(図示せず)が形成されている。本実施例に記載の多層板構造1は、板体14を2層備えることを例にするものである。しかし、多層板構造1の板体14の層数が2層より多くても良く、ここでは制限されない。
板体14は通常、プリプレグ層(Preimpregnated Material)から形成され、異なる強化材料により分けると、プリプレグ層はガラス繊維プリプレグ(Glass fiber prepreg)、炭素繊維プリプレグ(Carbon fiber prepreg)、エポキシ樹脂(Epoxy resin)等の材料であってもよい。ただし、板体14がフレキシブルシート材料から形成されても良く、即ち、板体14はほとんどポリエステル材料(Polyester、PET)又はポリイミド樹脂(Polyimide、PI)で構成され、ガラス繊維、炭素繊維等を含んでいない。しかし、本実施例は板体14の材料に限定されるものではない。
より詳しくは、これらの板体14は、それぞれ孔壁141を有し、孔壁141により共同で囲まれた空間は貫通孔13に相当し、セラミック部材2を収容するために用いられる。即ち、これらの板体14の孔壁141とセラミック部材2との両方はそれぞれ対応する構造でなければならない。なお、設計者は必要に応じて、多層板構造1が積層して圧着される前に、各板体14よりも先に所望の孔壁141を形成させることができる。形成させる手段としては、例えば、レーザドリル、プラズマエッチング、又はフライス盤等のような非化学エッチング手段を用いてもよい。さらには、レーザドリルにより板体14表面から積層方向Nに沿って下へ向かってアブレージョンして形成されてもよく、あるいはフライス盤により板体14表面から下へ向かって加工して形成されてもよい。
セラミック部材2は単独の部材から見ると、第1の表面(例えば、図3Aにおけるセラミック部材2の頂面)、第1の表面21の反対側に位置する第2の表面22(例えば、図3Aにおけるセラミック部材2の底面)、第1の表面21と第2の表面22の周縁に接続される環形状の側面23を有する。セラミック部材2は、多層板構造1の貫通孔13内に収容され、本実施例において、多層板構造1のほぼ中央部に埋め込まれるが、これに限定されるものではない。本実施例のセラミック部材2は、設計者の需要によりセラミック回路基板(図示せず)が形成されてもよいが、これに限定されるものではない。
なお、セラミック部材2の第1の表面21が多層板構造1の第1の板面11とほぼ同一平面になるように設置され、多層板構造1の第1の板面11の面積は、セラミック部材2の第1の表面21の面積の少なくとも2倍(本実施例では、例えば、ほぼ2倍)である。セラミック部材2の第2の表面22が多層板構造1の第2の板面12とほぼ同一平面になるように設置され、同様に、多層板構造1の第2の板面12の面積は、セラミック部材2の第2の表面22の面積の少なくとも2倍(本実施例では、例えば、ほぼ2倍)である(図示せず)。これにより、本考案に係るセラミック埋め込み回路基板100は、従来のセラミック回路基板に比べて、セラミックの占有割合を大幅に低減させることが可能である。
なお、セラミック部材2とこれらの板体14が互いに接着されるように、多層板構造1の粘着体15がセラミック部材2の環形状の側面23とこれらの板体14の孔壁141に付着している。そして、粘着体15は、セラミック部材2の環形状の側面23とこれらの板体14の孔壁141との間に、第1の端面151と第2の端面152が形成されており、第1の端面151がセラミック部材2の第1の表面21とほぼ同一平面になるように設置され、第2の端面152がセラミック部材2の第2の表面22とほぼ同一平面になるように設置される。
より詳しくは、セラミック部材2は、セラミック本体24と、セラミック本体24に形成されるとともにセラミック部材2の第1の表面21を構成させる第1の結合層25と、セラミック本体24に形成されるとともにセラミック部材2の第2の表面22を構成させる第2の結合層26とを有する。セラミック本体24は、本実施例において、塊状の窒素化アルミニウムの構造を例にするものであり、第1の結合層25と第2の結合層26は、本実施例において、いずれもチタンめっき層でありながら、それぞれ化学結合によりセラミック本体24の反対の両表面(例えば、図3Aにおけるセラミック本体24の頂面と底面)に結合される。また、セラミック部材2の環形状の側面23はセラミック本体24の側表面に相当する。
図3Aに示すように、第1の導電層3が多層板構造1の第1の板面11とセラミック部材2の第1の表面21に形成され、第2の導電層4が多層板構造1の第2の板面12とセラミック部材2の第2の表面22に形成される。セラミック部材2は、第1の結合層25が化学結合により第1の導電層3に結合されることに加えて、第2の結合層26が化学結合により第2の導電層4に結合されることで、第1の導電層3と第2の導電層4とは、第1の結合層25と第2の結合層26によりセラミック部材2と強固に結合されることが可能である。なお、粘着体15の第1の端面151が第1の導電層3に接着され、第2の端面152が第2の導電層4に接着される。
なお、図3Bに示すように、第1の導電層3は2層の積層構造であってもよく、その中の1層が粘着体15に離間された二つの部位を有し、それぞれに多層板構造1の第1の板面11とセラミック部材2の第1の表面21に形成され、別の1層が二つの離間された部位を接続させる。第2の導電層4は2層の積層構造であっても良く、その中の1層が粘着体15に離間された二つの部位を有し、それぞれに多層板構造1の第2の板面12とセラミック部材2の第2の表面22に形成され、別の1層が二つの離間された部位を接続させる。
なお、第1の導電層3と第2の導電層4は、本実施例において、材質が銅のことを例にするものであり、第1の導電層3と第2の導電層4の外形は、設計者の需要により所望の回路パターン(図2のように)に調整されることが可能であり、本実施例の図面に限定されるものではない。
[第2の実施例]
[第2の実施例]
図4Aから図5Bを参照する。これらは本考案の第2の実施例であり、本実施例は第1の実施例に類似しており、両方の同じ点は省略するが、その差異は、主として、本実施例のセラミック部材2の第2の表面22に第2の結合層26が選択的に設置されてもよいことにある。セラミック部材2の第2の表面22に第2の結合層26が設けられている態様では(図4Bと図5Bのように)、第2の結合層26は、チタンめっき層と、チタンめっき層に積層された銅層とを備え、且つセラミック部材2の第2の表面22が多層板構造1の内部に位置し、即ち、セラミック部材2の第2の表面22と多層板構造1の第2の板面12が同一平面になるように設置されるものではない。
より詳しくは、本実施例の多層板構造1の貫通孔13は、多層板構造1の第1の板面11が凹設されることにより形成される第1の孔131と、多層板構造1の第2の板面12が凹設されることにより形成されると共に第1の孔131と相互に連通される第2の孔132とを備える。第1の孔131の孔径は第2の孔132の孔径よりも大きい。第2の導電層4に第2の孔132に対応する開口(表示せず)が形成されている。
なお、セラミック部材2は、多層板構造1の第1の孔131内に収容され、これらの板体14と互いに接着されるように、多層板構造1の粘着体15がセラミック部材2の環形状の側面23及び一部の第2の表面22(例えば、図4Aと図4Bにおける第2の表面22の周辺部)に付着している。セラミック部材2の粘着体15に付着されていない第2の表面22(例えば、図4Aにおける第2の表面22の中央部)は、その上に電子素子200が取り付けられるように、第2の孔132と対応する第2の導電層4の開口を介して多層板構造1の外に露出する(図5Aと図5Bのように)。
なお、本考案のセラミック埋め込み回路基板100に用いられるセラミック部材2は、多層板構造1に比べて、低い熱膨脹係数を有し、且つその熱膨脹係数が電子素子200に近いので、セラミック部材2と電子素子200とは好ましい適合性がある。
[第3の実施例]
[第3の実施例]
図6を参照する。これは本考案の第3の実施例であり、本実施例は第2の実施例に類似しており、両方の同じ点は省略するが、その差異は、主として、本実施例のセラミック部材2がセラミック回路基板であってもよいことにある。
より詳しくは、本実施例のセラミック部材2は、セラミック本体24に形成される導電回路27を有する。導電回路27が第1の導電層3に電気的に接続されるとともに少なくとも一部が第2の孔132に露出して、セラミック部材2に取り付けられる電子素子(図示せず。図5参照)が導電回路27を介して第1の導電層3と電気的に接続できるようにする。なお、セラミック部材2の第2の表面22(例えば、図6におけるセラミック本体24の底面)には、設計者の需要により導電層(図示せず)を増設してもよいが、これに限定されるものではない。
[本考案に係る実施例の可能な効果]
[本考案に係る実施例の可能な効果]
以上の通り、本考案に係る実施例が提供するセラミック埋め込み回路基板は、従来のセラミック回路基板に比べて、セラミックの占有割合を大幅に低減させ、高発熱量の製品に適用することが可能である。
なお、本考案のセラミック埋め込み回路基板に用いられるセラミック部材は低い熱膨脹係数を有し、且つその熱膨脹係数が電子素子に近いので、セラミック部材と電子素子とは好ましい適合性がある。
以上に述べられたことは本考案の好ましい可能な実施例に過ぎず、本考案の特許請求の範囲を限定するためのものではなく、本考案の特許請求の範囲で為された均等な変形と修飾は、いずれも本考案の範囲に属するものである。
100 セラミック埋め込み回路基板
1 多層板構造
11 第1の板面
12 第2の板面
13 貫通孔
131 第1の孔
132 第2の孔
14 板体
141 孔壁
15 粘着体
151 第1の端面
152 第2の端面
2 セラミック部材
21 第1の表面
22 第2の表面
23 環形状の側面
24 セラミック本体
25 第1の結合層
26 第2の結合層
27 導電回路
3 第1の導電層
4 第2の導電層
200 電子素子
N 積層方向
1 多層板構造
11 第1の板面
12 第2の板面
13 貫通孔
131 第1の孔
132 第2の孔
14 板体
141 孔壁
15 粘着体
151 第1の端面
152 第2の端面
2 セラミック部材
21 第1の表面
22 第2の表面
23 環形状の側面
24 セラミック本体
25 第1の結合層
26 第2の結合層
27 導電回路
3 第1の導電層
4 第2の導電層
200 電子素子
N 積層方向
Claims (10)
- 互いに対向する側に位置する第1の板面と第2の板面を有し、前記第1の板面と前記第2の板面を貫通する貫通孔が形成されており、複数の板体と粘着体を含み、前記複数の板体が前記粘着体を介して積層して結合された多層板構造と、
第1の表面、前記第1の表面の反対側に位置する第2の表面、及び前記第1の表面と前記第2の表面の周縁に連結される環形状の側面を有し、前記多層板構造の貫通孔内に収容され、前記第1の表面が前記多層板構造の前記第1の板面とほぼ同一平面になるように設置され、前記第2の表面が前記多層板構造の前記第2の板面から突出しておらず、前記複数の板体と互いに接着されるように、前記粘着体が前記環形状の側面に付着するセラミック部材と、
前記多層板構造の前記第1の板面と前記セラミック部材の前記第1の表面に形成される第1の導電層と、を含むことを特徴とするセラミック埋め込み回路基板。 - 前記セラミック部材は、セラミック本体と、前記セラミック本体に形成されるとともに前記第1の表面を構成し、化学結合により前記セラミック本体と前記第1の導電層に結合される第1の結合層とを有することを特徴とする請求項1に記載のセラミック埋め込み回路基板。
- 前記粘着体には、前記セラミック部材の前記第1の表面とほぼ同一平面になるように前記第1の導電層に接着される第1の端面が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のセラミック埋め込み回路基板。
- 前記セラミック部材が前記多層板構造のほぼ中央部に埋め込まれ、
前記多層板構造の前記第1の板面の面積は、前記セラミック部材の前記第1の表面の面積の少なくとも2倍であることを特徴とする請求項3に記載のセラミック埋め込み回路基板。 - 前記セラミック部材の前記第2の表面は前記多層板構造の前記第2の板面とほぼ同一平面になるように設置され、
前記セラミック埋め込み回路基板は、前記多層板構造の前記第2の板面と前記セラミック部材の前記第2の表面に形成される第2の導電層をさらに含み、
前記セラミック部材は、前記セラミック本体に形成されるとともに前記第2の表面を構成し、化学結合により前記セラミック本体と前記第2の導電層に結合される第2の結合層を有することを特徴とする請求項3に記載のセラミック埋め込み回路基板。 - 前記粘着体には、前記セラミック部材の前記第2の表面とほぼ同一平面になるように前記第2の導電層に接着される第2の端面が形成されていることを特徴とする請求項5に記載のセラミック埋め込み回路基板。
- 前記貫通孔は、
前記多層板構造の前記第1の板面が凹設されることにより形成される第1の孔と、
前記多層板構造の前記第2の板面が凹設されることにより形成されると共に前記第1の孔と相互に連通される第2の孔と
を備え、
前記第1の孔の孔径は前記第2の孔の孔径よりも大きく、
前記セラミック部材は、前記多層板構造の前記第1の孔内に収容され、
前記複数の板体と互いに接着されるように、前記粘着体が前記セラミック部材の前記環形状の側面及び一部の前記第2の表面に付着することを特徴とする請求項3に記載のセラミック埋め込み回路基板。 - 前記セラミック部材における前記粘着体に付着されていない前記第2の表面部は、その上に前記セラミック部材の熱膨脹係数に近い電子素子が取り付けられるように、前記第2の孔を介して前記多層板構造の外に露出することを特徴とする請求項7に記載のセラミック埋め込み回路基板。
- 前記セラミック部材は、前記セラミック本体に形成される導電回路を有し、
前記導電回路は、前記第1の導電層に電気的に接続されるとともに、前記セラミック部材に取り付けられる前記電子素子が前記導電回路を介して前記第1の導電層に電気的に接続されることができるように少なくとも一部が前記第2の孔に露出することを特徴とする請求項8に記載のセラミック埋め込み回路基板。 - 前記セラミック本体は塊状の窒素化アルミニウム構造であり、
前記第1の結合層はチタンめっき層であることを特徴とする請求項2に記載のセラミック埋め込み回路基板。
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