JP4411720B2

JP4411720B2 - Thermally conductive substrate and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4411720B2
Application number: JP2000025017A
Authority: JP
Inventors: 康之松岡; 圭司稲葉; 誠一中谷; 康博菅谷
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: JP2001217511A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂と無機フィラーの混合物により放熱性を向上させた回路基板に関し、特に、パワー用エレクトロニクス実装のための熱伝導基板（高放熱樹脂基板）とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、軽量化、高性能化に伴い、半導体をはじめとする電子部品の高密度化、高機能化が要求されている。しかしながら、電力変換回路を始めとする発熱を伴う回路部では、放熱板や放熱フィンを用いて熱を外部に逃す必要があるため、他の部分と比較して小型・軽量化が著しく困難を極めている。これを受けて放熱性を考慮した回路基板の設計が近年重要となっている。
【０００３】
回路基板の放熱性を改良する技術としては、従来のガラス−エポキシ樹脂によるプリント基板に対し、アルミニウムなどの金属基板を使用し、この金属基板の片面もしくは両面に絶縁層を介して回路パターンを形成する金属ベース基板が知られている。
【０００４】
またより高熱伝導性を要求される場合は、アルミナや窒化アルミなどのセラミック基板に銅板をダイレクトに接合した基板が利用されているが、セラミック基板は一般にコストが高く、逆に金属ベース基板は、熱伝導の改善のため絶縁層を薄く形成するため、浮遊容量が高くノイズを伝播し易いという課題がある。
【０００５】
また同様に金属ベース基板では、配線パターンが３５μｍ厚み程度の銅箔をエッチングして形成するため、大電流が流せない。このため、パワーエレクトロニクス分野ではこれらが抵抗ロスして無視できないため、今後の省エネの観点で課題となる。
【０００６】
ところで、近年熱可塑性樹脂に熱伝導性フィラーを充填した組成物を電極であるリードフレームと一体化した射出成形による熱伝導モジュールが提案されている。この基板は、前述の金属ベース基板およびセラミック基板における性能及びコストの面で両立の難しい部分を補うものとなっている。
【０００７】
具体的には、この射出成形熱伝導モジュールは、機械的強度の面で優れているという金属ベース基板の特徴と、放熱性が良いというセラミック基板の特性を有するものとなっている（特開平９−２９８３４４号公報、特開平９−３２１３９５号公報）。
【０００８】
ところが、金型打ち抜きによるリードフレームでは、単独ランドや曲線状の信号回路等の形成が出来ないために回路の自由度がないことにより、エッチングによる回路形成により、より自由度のある回路形成が求められていると同時に高密度回路の形成を要望されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記熱伝導度基板は、射出成形によるためにリードフレームの導体配線パターン形成は、片面パターンの構成工程にて行われる。しかしながら、片面パターンであると電気回路の高密度化には限界があり、従来プリント配線板と同様回路設計を用いることができないため、小型化用の基板には使用できない欠点があった。
【００１０】
本発明は上記の問題点を解消するためになされたもので、異なる導体パターンを貼り合わせた後に、スルーホール形成、めっきを施すことで両面回路を可能としたことで、高密度実装回路を可能とする回路配線並びに基板の小型構成及び製造方法を提供することと導体厚の異なるパターンを形成することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる導体パターンは、一定の厚みを有する金属板を用いて、片面エッチングを施すことにより、一方表面には任意の独立した島状の導体配線パターンを含む配線パターンが形成され、前記一方表面の導体配線パターン以外の部分には厚み方向に対して一様な深さの溝を有しており、他方表面は平坦な面を持つことで構成されている。
【００１２】
この異なる導体パターンを熱伝導シート状物を用いて、貼り合わせることにより、両面に導体パターンを埋設し、その外側には、導体パターンを形成する金属平面部からなる構成とされている。
【００１３】
前記構成において、導体パターンが、銅、鉄、アルミニウム、ニッケルから選ばれた少なくとも１種を主成分とする金属からなることが望ましい。抵抗ロスを少なくし、大電流に対応できるからである。
【００１４】
また前記構成において、導体パターンに用いる金属板は、０．１〜０．７ｍｍの厚みを有する一様な圧延板であることが望ましい。従来の金属ベース基板の薄い銅箔に比べ大きな電流を流すことができ、微小な配線パターンを形成できるからである。
【００１５】
また前記構成において、導体パターンの一様な深さの溝が、一定厚みを有する金属板の厚み方向に対して厚みの２０〜８０％の深さからなる溝を有することが望ましい。深さが２０％以下では、表面は平坦な面を持つ金属板をエッチングするのに長時間を有し、経済的ではない。一方８０％以上では、配線パターン間の溝が深くなり過ぎ、独立した島状パターン位置を正確に保持することが困難となる。さらに望ましくは３０〜６０％の深さであることが望ましく、エッチング時間と導体パターンの強度、さらには大電流に対応した埋設された導体パターンの厚みが適切な範囲となる。
【００１６】
前記構成において、前記レジスト膜を除去する工程に加え、前記導体配線パターン面上を表面粗化として、亜塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸三ナトリウム等の金属酸化溶液を用いて金属表面に酸化金属膜を形成する工程を追加することが望ましい。成型時の導体パターンと絶縁樹脂との接着性を高める効果に加えて、導体パターンの絶縁性も向上するからである。
【００１７】
さらにこの発明に係わる熱伝導基板は、両面には導体パターンが埋設され、かつ前記導体配線パターンが存在しない部分には少なくとも熱硬化樹脂と無機フィラーからなる絶縁物が露出しており、各々独立した形状を有する前記導体配線パターンを有するものである。
【００１８】
前記構成において、熱伝導基板の放熱性を更に向上させるため、熱伝導基板の片面に前記熱伝導シート状物を用いて、放熱特性を向上させるための金属板を付加する場合、その金属は、導体パターンと同じ種類の金属を用いることが望ましい。熱伝導シートに埋設する導体パターンの金属と放熱板用の金属種が異なる場合、金属間の熱膨張係数差により、前記形成した基板にそりが生じる可能性がある。
【００１９】
また前記構成において、熱伝導基板で、導体パターン直下の絶縁層厚みが０．０２〜２ｍｍの範囲であることが望ましい。０．０２ｍｍ以下であると基板の放熱面と浮遊容量が大きくなり、ノイズを伝播し易くなるからである。一方２ｍｍ以上の絶縁層厚みであると、熱抵抗が高くなり、放熱効率が極端に低下し、所定の部品発熱温度以上となり、場合によっては半導体部品が破壊することがある。
【００２０】
前記構成において、スルーホール形成を行う場合、ドリルを用いて形成時には、穴径を０．４ｍｍ以上であることが望ましく、加えてそのドリルには、ダイヤモンドをコーティングしたものを用いることが望ましい。熱伝導シートに用いられる無機フィラーは、ドリルの消耗を激しくするため、超鋼質にダイヤモンドをプラズマによりコーティングしたドリルの消耗の少ないものを使うことが望ましい。また、０．４ｍｍ以下の穴形を形成する場合は、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ等のプリント配線板の小径穴加工に用いられるレーザ加工機により加工することが望ましい。前記ドリルのような摩耗がないためである。レーザ加工機の場合、０．４ｍｍ以上の穴径の加工も可能であるが、加工面積を大きくすることで、レーザ強度が低下するため、複数回の照射となるため、経済的でなくなる。
【００２１】
前記構成にて、形成したスルーホールのめっきには、プリント配線板等に用いられる銅めっき処理工程と同様にスルーホール内のスミア処理、無電解めっき、電解めっきの処理を施すことでプリント配線板と同等の性能を持つスルーホールを有することが出来る。
【００２２】
前記構成において、熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる前記絶縁物に含まれる熱硬化樹脂が、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂若しくはシアネート系樹脂の少なくとも１種類であることが望ましい。熱伝導基板が高温にさらされても電気絶縁性に優れるからである。特に熱硬化エポキシ樹脂は、半導体封止樹脂、プリント基板で良く知られるように、電気特性ばかりでなく、耐薬品性、機械的性能などに優れている。
【００２３】
また前記構成において、熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる前記絶縁物に含まれる無機フィラーが、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素から選ばれた少なくとも１種の粉末で構成されることが望ましい。種々の性能を発揮させることができるからである。即ちアルミナ、窒化アルミニウムを用いた場合、熱伝導性に優れたモジュールとなる。またマグネシアでは、熱伝導度が良好になりかつ熱膨張係数を大きくすることができる。さらにシリカ（特に非晶質シリカ）であれば、熱膨張係数が小さく、軽く、また誘電率の小さい熱伝導基板とすることができる。
【００２４】
前記構成において、加熱、加圧する条件が、前記熱伝導基板用シート状物中の熱硬化樹脂組成物の硬化温度以上でかつ１０〜２００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で成形を行うことが望ましい。リードフレーム表面の凹凸にくまなく前記熱伝導基板用シート状物が充填できると共に放熱板の端面を覆うからである。
【００２５】
前記構成において、加熱、加圧する条件が、前記熱伝導基板用シート状物中の熱硬化樹脂組成物の硬化温度以下でかつ１０〜２００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で成型し、リードフレームの表面まで充填一体化し、次いで前記熱硬化樹脂組成物の硬化温度以上でさらに１０〜４００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加熱加圧して前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程よりなることが望ましい。硬化温度以下でリードフレームの凹凸部に充填を行い、硬化温度以上に加熱して短時間で硬化、接着させることができ、しかも後のエッチング液に耐えうる絶縁物となるからである。
【００２６】
これにより従来の片面のみ導体パターンを有する基板に対して、両面に導体パターンの形成を可能とさせることで、より高密度化回路形成を可能とした、熱伝導性の良い基板を製造することが出来る。加えて、プリント配線板と同様なスルーホール形成を用いるため効率の良い回路配線を可能とすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２８】
図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の一実施の形態における導体パターンの製造方法を示す工程図である。図１（ａ）において、１１は電気良導性の金属板である。金属板１１としては、熱伝導性を考慮すると、例えば銅、鉄、アルミニウム、ニッケルから選ばれた少なくとも１種を主成分とする金属からなり、０．１〜０．７ｍｍの厚みを有する一様な圧延板であることが好ましい。
【００２９】
図１（ｂ）において、１２はレジスト膜である。図１（ｃ）において、金属板１１の一方面にのみフィルムパターン１３ａを、レジスト膜１２上に位置あわせをして配置させる。ここで、フィルムパターン１３ａが貼り付けられている面に対して、紫外線を用いて露光する。このときフィルムパターン１３ａを貼り付けない面は全面露光する。
【００３０】
次いでさらにレジスト現像を行う。レジストは、露光後、露光部分のみ硬化し、現像により非露光部は除去され、図１（ｄ）のように、露光部１４ａと非露光部１５に分けられる。図１（ｅ）において、図１（ｄ）の露光面をエッチングすることで、金属板１１の一方表面にのみ厚み方向に対して一様な深さを持つ溝と所望の形状をもつ導体配線パターンの凹凸が形成される。
【００３１】
ここで、エッチングを行う深さであるが、一定厚みを有する金属板１１の厚み方向に対して厚みの２０〜８０％の深さからなる溝を有することが望ましいが、金属板１１の厚みの半分とするのが一般的である。
【００３２】
最後に苛性ソーダなどで硬化したレジスト膜１２を剥離することで、図１（ｆ）のような凹凸面を持った導体パターン１６ａが成形される。その後、前記導体配線パターン面上を亜鉛素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸三ナトリウム溶液などの金属酸化溶液を用いて、表面粗化する工程を追加することも有効である。
【００３３】
上記導体パターン１６ａを作製するにあたり、レジスト膜を形成しエッチング法を用いて凹凸パターンを作製する方法を記したが、例えばスクリーン印刷法などで配線パターンに対応した逆パターンを印刷して、化学エッチング法でパターン凹凸を形成する方法などで凹凸溝を形成してもよい。
【００３４】
図２〜図５の（ａ）〜（ｊ）は、本発明の一実施の形態における熱伝導基板の製造方法を示す工程図である。図２（ａ）において、上述した製造方法に基づき導体パターン１６ａ、及び導体パターン１６ｂを作製するとともに熱伝導性シート状物１７を準備する。この熱硬化性シート状物１７は、少なくとも未硬化状態の熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる絶縁物をシート状に加工したものを用いることができる。
【００３５】
本熱伝導シート状物１７に含まれる熱硬化樹脂は、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂若しくはシアネート系樹脂の少なくとも１種類から成る。また無機フィラーは、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素から選ばれた少なくとも１種の粉末で構成される。無機フィラーの添加量は、シート状物全体の７０〜９５重量％程度が望ましいが、良好な熱伝導性を要求される熱伝導基板においては、９０重量％以上の高い無機フィラー充填が望ましい。
【００３６】
図２（ｂ）において、導体パターン１６ａ，１６ｂを形成した凹凸面に、未硬化状態の熱伝導基板用シート状物１７を積層した後に同時に一定条件により加熱・加温して、硬化かつ接着させて基板１８を形成する。このとき導体パターン１６ａ，１６ｂの凹凸面の凹部にも前記熱伝導基板用シート状物１７が完全に充填される。
【００３７】
図２（ｃ）において、所望とする導体パターン部にドリルを用いた精密ＮＣ機械で穴開けを行い、スルーホール１９を形成する。スルーホール１９を形成するドリルは、その表面にダイヤモンドをプラズマ処理にてコーティングしたドリルを用いることで、高い無機フィラー充填されている熱伝導シート１７からのドリル摩耗を防ぐことが望ましい。
【００３８】
加えて、０．４ｍｍ以下の小径穴を加工する場合は、レーザ照射による加工が最適である。小径穴の場合、ドリルにかかる負荷が大きいために、ドリルに折れが生じ易くなったり、その摩耗も激しいからである。また、図２（ｃ）工程後に形成したスルーホール１９の壁面に付着したスミア除去のため、過マンガン酸処理を行うことが次工程であるスルーホールめっきの形成を容易にさせ、信頼性を向上させる。
【００３９】
図３（ｄ）においては、前記により形成したスルーホールに導体パターン１６ａ及び１６ｂの導通を図るためにめっき２０を施す。この際のめっき処理は、一般的にプリント配線板のめっき処理と同様に無電解めっき後に電解めっきを施す。その厚みは、パワーエレクトロニクス向けを考慮すると２０〜３０μｍが望ましい。
【００４０】
図３（ｅ）においては、２１はレジスト膜である。図３（ｆ）において、両面にフィルムパターン１３ｃ，１３ｄを、レジスト膜２１上に位置あわせをして配置させる。ここで、フィルムパターン１３ｃ，１３ｄが貼り付けられている面に対して、紫外線を用いて露光する。このときフィルムパターン１３ｃ，１３ｄを貼り付けない面は全面露光する。
【００４１】
次いでさらにレジスト現像を行う。レジストは、露光後、露光部分のみ硬化し、現像により非露光部は除去され、図４（ｇ）のように、露光部１４ｃ，１４ｄとなる。図４（ｈ）において、図４（ｇ）の露光面をエッチングすることで、熱伝導シートに埋設され、かつその熱伝導シートから突出した凸状の導体パターン３１，埋設された導体パターン３３、並びに熱伝導シートから突出した凸状の導体パターン３２等の所望の形状をもつ導体配線パターンが形成される。
【００４２】
図４（ｉ）においては、前記レジスト膜１４ｃ，１４ｄを苛性ソーダを用いて、除去したものである。
【００４３】
次に図５（ｊ）において、スクリーン印刷等によりソルダレジスト３４を形成する。これにより、部品の実装時のはんだ量の低減を図ると共に回路の絶縁性を向上させる。
【００４４】
【実施例】
以下、具体的実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００４５】
（実施例１）
本実施例のリードフレームの作製に際し、一定厚みを有する金属板１１として、厚み０．２ｍｍの銅板（神戸製鋼製：ＫＦＣ１／２）を準備した。一定厚みを有する金属板１１の片面に任意のパターン形状を有するレジスト膜１２を形成するため、ドライフィルムレジストを用いてロールラミネート装置により、前記金属板１１の両面にレジスト膜１２の形成を行った。ドライフィルムレジストは、プリント基板のパターニングに使用される一般的なものである（ドライフィルムレジスト：日立化成工業製Ｈ−Ｓ９３０−３０）。
【００４６】
次に両面にレジスト膜１２を形成した金属板１１に紫外線露光装置を用いて、配線パターンを描画したフィルムマスクを介して密着露光を行った。金属板１１の配線パターン形成しない面は、全面露光した。次に露光した金属板１１上のドライフィルムレジストを現像液中で処理し、露光されたレジスト部分は、紫外線により硬化され残るが、フィルムマスクにより露光されなかった部分のレジストは除去され、前記金属板面が露出した状態となる。
【００４７】
さらに前記レジスト膜１２を利用して塩化鉄溶液中でエッチング処理をして、前記金属板１１の一方表面にのみ厚み方向に対して一様な深さを持つ溝と所望の凸部をもつ導体パターン１６ａが形成された。このときエッチング処理する時間を変更することにより、一定の厚みを有する金属板に形成する溝の深さを制御することができる。本実施例では、０．２ｍｍの厚みの金属板に対し、約半分の０．１ｍｍ深さの溝を形成した。
【００４８】
最後に前記レジスト膜１２を苛性ソーダで処理することで除去し、表面に任意の配線パターンと独立したパターンを有する凹凸からなる導体パターン１６ａが作製された。
【００４９】
さらに表面を亜塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸三ナトリウム溶液などの金属酸化溶液にて、酸化被膜処理することで、前記凹凸部の表面を粗化され熱硬化性樹脂との密着性を強化することが可能となる。
【００５０】
（実施例２）
本実施例の熱伝導基板の作製に際し、まず無機フィラーと熱硬化樹脂によるシート状物の作製方法から述べる。本実施例に使用したシート状物の作製方法は、無機フィラーと液状の熱硬化樹脂、適度の溶剤を攪拌混合機により混合する。使用した攪拌混合機は、所定の容量の容器に無機フィラーと液状の熱硬化樹脂、溶剤を投入し、容器自身を自転させながら公転させるもので、比較的粘度が高くても充分な分散状態が得られるものである。
【００５１】
実施した熱伝導基板用のシート状物の配合組成は、液状熱硬化樹脂としてのエポキシ樹脂は、日本ペルノックス（株）製（ＷＥ−２０２５，酸無水系硬化剤を含む）、フェノール樹脂は、大日本インキ（株）製（フェライトＶＨ４１５０）、シアネート樹脂は、旭チバ（株）製（ＡｒｏＣｙＭ−３０）を用いた。
【００５２】
シート状物の具体的作製方法は、秤量・混合されたペースト状の混合物の所定量を取り、離型フィルム上に造膜させる。離型フィルムとして厚み７５μｍの表面にシリコンによる離型処理を施されたポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。混練した材料をドクターブレード法で一定厚みに造膜させた。次に離型フィルム上の混合物を離型フィルムごと加熱し、粘着性が無くなる条件下で乾燥熱処理した。
【００５３】
熱処理条件は、温度が１２０℃で１５分間保持である。これにより前記混合物は、厚み５００μｍの粘着性のないシート状物ができる。前記熱硬化エポキシ樹脂は、硬化開始温度が１３０℃であるため、前記熱処理条件下では、未硬化状態（Ｂステージ）であり、以降の工程で加熱により再度溶融させることができる。
【００５４】
このようにして作製されたシート状物を実施例１で作製した導体パターン間の凹凸面が向かい合うように位置合わせして重ね合わせ、１５０℃条件下で５０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加熱加圧した。このとき両面の導体パターン間の凹凸には前記のシート状物が流入し完全に充填され、しかもシート状物中の熱硬化樹脂は加熱により硬化され導体パターンと機械的に接着される。
【００５５】
このようにして作製された熱伝導シート状物１７と導体パターン１６ａ，１６ｂの一本化された基板１８の両面に再びパターン形成を行うために、ドライフィルムレジストを用いてロールラミネート装置により、前記基板１８の両面にレジスト膜２１の形成を行った。ドライフィルムレジストは、プリント基板のパターニングに使用される一般的なものである（ドライフィルムレジスト：日立化成工業製Ｈ−Ｓ９３０−３０）。
【００５６】
次に両面にレジスト膜２１を形成した基板１８に紫外線露光装置を用いて、配線パターンを描画したフィルムマスクを介して密着両面露光を行った。次に露光した金属板１１上のドライフィルムレジストを現像液中で処理し、露光されたレジスト部分は、紫外線により硬化され残るが、フィルムマスクにより露光されなかった部分のレジストは除去され、前記金属板面が露出した状態となる。そして、エッチングレジストが形成された基板を塩化鉄溶液中に投入してエッチング処理を行った。
【００５７】
このとき前記基板１８のエッチング処理は、少なくとも前記のシート状物１７が表面に現れるまで行う。これによりシート状物中に前記実施例１の導体パターン１６ａ，１６ｂの凸部だけが埋設され平坦な配線パターンを有する部分とエッチングレジストが形成している部分は、凸状の配線パターン熱伝導基板、即ち熱伝導シートに埋設した平面状の導体パターン３３もしくは凸状の導体パターン３１、及び埋設されない凸状の導体パターン３２が存在する熱伝導基板が得られた。
【００５８】
その後に、スクリーン印刷にて、所望とする箇所にソルダレジスト（太陽インキ製造（株）製熱硬化ソルダレジストインキＳ−２２２）を印刷し、その後、表面温度１５０℃、２０分にて乾燥し、硬化させた。
【００５９】
（実施例３）
図６に示すように前記で作製した基板表面の一方に、放熱特性を向上させるための金属板４１を更に熱伝導シート状物にて接着し、付加することで、基板の強度を上げると共に部品から発生した熱を効率よく反対面の金属板４１を介して放熱できる。
【００６０】
特に、前記にて作製する基板の厚みが０．６ｍｍ以下であると、重量部品などの搭載時の基板強度を維持するためにも金属板を貼り合わせることが望ましい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明から得られる基板は、両面での導体パターンを形成でき、しかもスルーホールにて接続が可能とし、しかも導体パターンは、絶縁シートに埋設されるパターン、絶縁シートから凸状パターン等、パターンの厚みを任意に選択できることで、必要に応じた回路厚に可能となり、高密度性が要求される信号系の回路には、回路厚の薄いパターンにて形成し、放熱及び高電流部を要する電源回路等のパワー系回路には回路厚の厚いパターンにて形成することにより、効率の良い回路設計を可能にするとともに、小型化及び省エネルギー化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による導体パターンの製造方法を示す工程断面図
【図２】本発明の一実施の形態による導体パターンを用いて作製される熱伝導基板の製造工程を示す工程別断面図
【図３】本発明の一実施の形態による導体パターンを用いて作製される熱伝導基板の製造工程を示す工程別断面図
【図４】本発明の一実施の形態による導体パターンを用いて作製される熱伝導基板の製造工程を示す工程別断面図
【図５】本発明の一実施の形態による導体パターンを用いて作製される熱伝導基板の製造工程を示す工程別断面図
【図６】図２〜図５の工程により作製される熱伝導基板にさらに放熱金属板を形成した熱伝導基板の断面図
【符号の説明】
１１金属板
１２，２１レジスト膜
１３ａ，１３ｃ，１３ｄフィルムパターン
１４ａレジスト膜１２のフィルムパターン１３ａの露光部
１４ｃレジスト膜２１のフィルムパターン１３ｃの露光部
１４ｄレジスト膜２１のフィルムパターン１３ｄの露光部
１５レジスト膜１２のフィルムパターン１３ａの非露光部
１６ａフィルムパターン１３ａにて作製した導体パターン
１６ｂフィルムパターン１３ｂにて作製した導体パターン
１７熱伝導シート状物
１８導体パターンａ，ｂを熱伝導シートにて貼り合わせた基板
１９スルーホール
２０めっき
３１熱伝導シートに埋設されかつその熱伝導シートから突出した凸状の導体パターン
３２熱伝導シートから突出した凸状の導体パターン
３３熱伝導シートに埋設された導体パターン
３４ソルダレジスト
４１放熱用金属板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit board whose heat dissipation is improved by a mixture of a resin and an inorganic filler, and more particularly to a heat conductive substrate (high heat dissipation resin substrate) for power electronics mounting and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the miniaturization, weight reduction, and high performance of electronic devices, there is a demand for higher density and higher functionality of electronic components such as semiconductors. However, in circuit parts that generate heat, such as power conversion circuits, it is necessary to release heat to the outside using heat sinks and fins, so it is extremely difficult to reduce the size and weight compared to other parts. Yes. In response to this, circuit board design considering heat dissipation has become important in recent years.
[0003]
As a technology to improve the heat dissipation of the circuit board, a metal substrate such as aluminum is used for the conventional glass-epoxy resin printed circuit board, and a circuit pattern is formed on one or both sides of this metal board via an insulating layer. Metal base substrates are known.
[0004]
In addition, when higher thermal conductivity is required, a substrate in which a copper plate is directly bonded to a ceramic substrate such as alumina or aluminum nitride is used, but the ceramic substrate is generally expensive, and conversely, the metal base substrate is Since the insulating layer is formed thin for improving heat conduction, there is a problem that the stray capacitance is high and noise is easily propagated.
[0005]
Similarly, in the metal base substrate, since the wiring pattern is formed by etching a copper foil having a thickness of about 35 μm, a large current cannot flow. For this reason, in the power electronics field, these are resistance losses and cannot be ignored.
[0006]
By the way, in recent years, a heat conduction module by injection molding in which a composition in which a thermoplastic resin is filled with a heat conductive filler is integrated with a lead frame as an electrode has been proposed. This substrate compensates for the difficult part of the above-mentioned metal base substrate and ceramic substrate in terms of performance and cost.
[0007]
Specifically, this injection-molded heat conducting module has the characteristics of a metal base substrate that is excellent in terms of mechanical strength and the characteristics of a ceramic substrate that has good heat dissipation (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9). No. -298344, JP-A-9-321395).
[0008]
However, a lead frame by die punching cannot form a single land or a curved signal circuit, so that there is no degree of freedom in the circuit. Therefore, a more flexible circuit formation is required by forming a circuit by etching. At the same time, it is desired to form a high-density circuit.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the thermal conductivity substrate is formed by injection molding, the formation of the conductor wiring pattern of the lead frame is performed in a single-sided pattern forming process. However, if the pattern is a single-sided pattern, there is a limit to increasing the density of the electric circuit, and circuit design cannot be used in the same way as conventional printed wiring boards.
[0010]
The present invention was made to solve the above-mentioned problems. After bonding different conductor patterns, through-hole formation and plating were performed to enable double-sided circuits, enabling high-density mounting circuits. It is an object of the present invention to provide a circuit wiring and a small configuration and manufacturing method of a substrate and to form patterns having different conductor thicknesses.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The conductor pattern according to the present invention is formed by performing single-sided etching using a metal plate having a certain thickness, whereby a wiring pattern including any independent island-shaped conductor wiring pattern is formed on one surface. A portion other than the conductor wiring pattern on the surface has a groove having a uniform depth in the thickness direction, and the other surface has a flat surface.
[0012]
By sticking these different conductor patterns together using a heat conductive sheet-like material, the conductor patterns are embedded on both surfaces, and on the outside thereof, a metal flat portion forming the conductor pattern is formed.
[0013]
In the above-described configuration, it is desirable that the conductor pattern is made of a metal having as a main component at least one selected from copper, iron, aluminum, and nickel. This is because resistance loss can be reduced and large currents can be handled.
[0014]
Moreover, in the said structure, it is desirable that the metal plate used for a conductor pattern is a uniform rolled plate which has a thickness of 0.1-0.7 mm. This is because a larger current can be flowed than a thin copper foil of a conventional metal base substrate, and a minute wiring pattern can be formed.
[0015]
In the above configuration, it is desirable that the groove having a uniform depth of the conductor pattern has a groove having a depth of 20 to 80% of the thickness with respect to the thickness direction of the metal plate having a constant thickness. If the depth is 20% or less, the surface has a long time to etch a metal plate having a flat surface, which is not economical. On the other hand, if it is 80% or more, the grooves between the wiring patterns become too deep, and it becomes difficult to accurately maintain independent island pattern positions. More desirably, the depth is 30 to 60%, and the etching time, the strength of the conductor pattern, and the thickness of the buried conductor pattern corresponding to a large current are within an appropriate range.
[0016]
In the above configuration, in addition to the step of removing the resist film, the surface of the conductor wiring pattern is roughened on the metal surface using a metal oxide solution such as sodium chlorite, sodium hydroxide, or trisodium phosphate. It is desirable to add a step of forming a metal oxide film. This is because, in addition to the effect of increasing the adhesion between the conductor pattern and the insulating resin during molding, the insulation of the conductor pattern is also improved.
[0017]
Further, in the heat conductive substrate according to the present invention, the conductor pattern is embedded on both sides, and at least the insulator made of the thermosetting resin and the inorganic filler is exposed in the portion where the conductor wiring pattern does not exist, and each of them is independent. It has the said conductor wiring pattern which has a shape.
[0018]
In the above configuration, in order to further improve the heat dissipation performance of the heat conductive substrate, using the heat conductive sheet-like material on one side of the heat conductive substrate, when adding a metal plate for improving the heat dissipation characteristics, the metal, It is desirable to use the same type of metal as the conductor pattern. When the metal of the conductor pattern embedded in the heat conductive sheet is different from the metal type for the heat sink, warpage may occur in the formed substrate due to a difference in thermal expansion coefficient between the metals.
[0019]
Moreover, in the said structure, it is desirable that the insulating layer thickness just under a conductor pattern is the range of 0.02-2 mm in a heat conductive board | substrate. This is because when the thickness is 0.02 mm or less, the heat dissipation surface and the stray capacitance of the substrate are increased, and noise is easily propagated. On the other hand, if the insulating layer thickness is 2 mm or more, the thermal resistance becomes high, the heat radiation efficiency is extremely lowered, the temperature exceeds a predetermined component heat generation temperature, and the semiconductor component may be broken in some cases.
[0020]
In the above configuration, when forming a through-hole, it is desirable that the hole diameter is 0.4 mm or more when using a drill. In addition, it is desirable to use a drill coated with diamond. As the inorganic filler used for the heat conductive sheet, it is desirable to use a drill with less wear of a drill in which diamond is coated on a super steel material by plasma in order to make the wear of the drill severe. Moreover, when forming a hole shape of 0.4 mm or less, it is desirable to process with the laser processing machine used for the small diameter hole processing of printed wiring boards, such as a carbon dioxide laser and a YAG laser. This is because there is no wear like the drill. In the case of a laser processing machine, processing with a hole diameter of 0.4 mm or more is possible. However, increasing the processing area reduces the laser intensity, resulting in multiple irradiations, which is not economical.
[0021]
In the above-described configuration, the through-hole plating formed is subjected to smear treatment, electroless plating, and electrolytic plating treatment in the through-hole in the same manner as the copper plating treatment step used for printed wiring boards and the like. Can have a through hole with the same performance.
[0022]
The said structure WHEREIN: It is desirable that the thermosetting resin contained in the said insulator which consists of a thermosetting resin and an inorganic filler is at least 1 sort (s) of an epoxy resin, a phenol resin, or cyanate resin. This is because the heat insulating substrate is excellent in electrical insulation even when exposed to high temperatures. In particular, thermosetting epoxy resins are excellent not only in electrical properties but also in chemical resistance and mechanical performance, as is well known in semiconductor encapsulating resins and printed circuit boards.
[0023]
Moreover, in the said structure, the inorganic filler contained in the said insulator which consists of a thermosetting resin and an inorganic filler is comprised with at least 1 sort (s) of powder chosen from the alumina, the silica, the magnesia, the aluminum nitride, and the boron nitride. desirable. This is because various performances can be exhibited. That is, when alumina or aluminum nitride is used, the module has excellent thermal conductivity. In magnesia, the thermal conductivity is improved and the coefficient of thermal expansion can be increased. Furthermore, if it is silica (especially amorphous silica), it can be set as a heat conductive board | substrate with a small thermal expansion coefficient, light, and a small dielectric constant.
[0024]
In the said structure, it is desirable to shape | mold by the conditions of heating and pressurizing more than the curing temperature of the thermosetting resin composition in the said sheet-like material for heat conductive substrates, and the pressure of 10-200 kg / cm < ² >. This is because the sheet-like material for the heat conductive substrate can be filled all over the irregularities on the surface of the lead frame and the end face of the heat sink is covered.
[0025]
In the above-described configuration, the heating and pressurizing conditions are equal to or lower than the curing temperature of the thermosetting resin composition in the sheet-like material for the heat conductive substrate and are filled at a pressure of 10 to 200 kg / cm ² to fill the surface of the lead frame. It is desirable to comprise a step of integrating and then curing the thermosetting resin by heating and pressing at a pressure of 10 to 400 kg / cm ² above the curing temperature of the thermosetting resin composition. This is because the concave and convex portions of the lead frame are filled at a temperature lower than the curing temperature, heated to the temperature higher than the curing temperature and cured and bonded in a short time, and an insulating material that can withstand a subsequent etching solution is obtained.
[0026]
As a result, it is possible to manufacture a substrate with good thermal conductivity that enables formation of a higher-density circuit by making it possible to form a conductor pattern on both sides of a conventional substrate having a conductor pattern only on one side. I can do it. In addition, since the through-hole formation similar to the printed wiring board is used, efficient circuit wiring can be realized.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
1A to 1F are process diagrams showing a method for manufacturing a conductor pattern in an embodiment of the present invention. In FIG. 1A, reference numeral 11 denotes a metal plate having good electrical conductivity. In consideration of thermal conductivity, the metal plate 11 is made of, for example, a metal mainly composed of at least one selected from copper, iron, aluminum, and nickel, and has a thickness of 0.1 to 0.7 mm. A rolled plate is preferable.
[0029]
In FIG. 1B, reference numeral 12 denotes a resist film. In FIG. 1 (c), the film pattern 13 a is positioned and arranged on the resist film 12 only on one surface of the metal plate 11. Here, it exposes using the ultraviolet-ray with respect to the surface where the film pattern 13a is affixed. At this time, the entire surface where the film pattern 13a is not attached is exposed.
[0030]
Next, further resist development is performed. After the exposure, only the exposed portion is cured after exposure, and the non-exposed portion is removed by development, and the resist is divided into an exposed portion 14a and a non-exposed portion 15 as shown in FIG. In FIG. 1E, by etching the exposed surface of FIG. 1D, only one surface of the metal plate 11 has a groove having a uniform depth in the thickness direction and a conductor wiring having a desired shape. Pattern irregularities are formed.
[0031]
Here, although it is the depth which etches, it is desirable to have a groove | channel which has a depth of 20 to 80% of thickness with respect to the thickness direction of the metal plate 11 which has fixed thickness, Generally it is half.
[0032]
Finally, the resist film 12 cured with caustic soda or the like is peeled to form a conductor pattern 16a having an uneven surface as shown in FIG. Thereafter, it is also effective to add a step of roughening the surface of the conductor wiring pattern surface by using a metal oxide solution such as sodium zinc borate, sodium hydroxide, or trisodium phosphate solution.
[0033]
In producing the conductor pattern 16a, a method for forming a concavo-convex pattern by forming a resist film and using an etching method has been described. For example, a reverse pattern corresponding to a wiring pattern is printed by chemical printing by a screen printing method or the like. The uneven grooves may be formed by a method of forming pattern unevenness by a method.
[0034]
FIGS. 2A to 5J are process diagrams showing a method for manufacturing a heat conductive substrate in one embodiment of the present invention. In FIG. 2A, the conductor pattern 16a and the conductor pattern 16b are prepared based on the manufacturing method described above, and a heat conductive sheet 17 is prepared. This thermosetting sheet-like material 17 can be obtained by processing an insulating material made of at least an uncured thermosetting resin and an inorganic filler into a sheet shape.
[0035]
The thermosetting resin contained in the heat conductive sheet 17 is made of at least one of an epoxy resin, a phenol resin, or a cyanate resin. The inorganic filler is composed of at least one powder selected from alumina, silica, magnesia, aluminum nitride, and boron nitride. The amount of the inorganic filler added is desirably about 70 to 95% by weight of the entire sheet-like material, but in the case of a heat conductive substrate that requires good thermal conductivity, high inorganic filler filling of 90% by weight or more is desirable.
[0036]
In FIG. 2 (b), an uncured heat conductive substrate sheet 17 is laminated on the concavo-convex surface on which the conductor patterns 16a and 16b are formed, and simultaneously heated and heated under certain conditions to be cured and adhered. Then, the substrate 18 is formed. At this time, the heat conductive substrate sheet 17 is completely filled in the concave portions of the concave and convex surfaces of the conductor patterns 16a and 16b.
[0037]
In FIG. 2C, a through hole 19 is formed by drilling a desired conductor pattern portion with a precision NC machine using a drill. It is desirable to prevent drill wear from the heat conductive sheet 17 filled with a high inorganic filler by using a drill whose surface is coated with diamond by plasma treatment.
[0038]
In addition, when processing a small-diameter hole of 0.4 mm or less, processing by laser irradiation is optimal. This is because, in the case of a small-diameter hole, since the load applied to the drill is large, the drill is likely to be broken, and the wear thereof is severe. In addition, to remove smear attached to the wall surface of the through hole 19 formed after the step of FIG. 2 (c), the permanganate treatment facilitates the formation of the next through hole plating and improves the reliability. Let
[0039]
In FIG. 3D, plating 20 is applied to the through holes formed as described above in order to conduct the conductive patterns 16a and 16b. In this case, generally, the plating treatment is performed after the electroless plating in the same manner as the plating treatment of the printed wiring board. The thickness is preferably 20 to 30 μm considering power electronics.
[0040]
In FIG. 3E, 21 is a resist film. In FIG. 3F, film patterns 13c and 13d are arranged on both sides of the resist film 21 in alignment. Here, the surface on which the film patterns 13c and 13d are attached is exposed using ultraviolet rays. At this time, the entire surface where the film patterns 13c and 13d are not attached is exposed.
[0041]
Next, further resist development is performed. After the exposure, the resist is cured only at the exposed portion, and the unexposed portion is removed by development, so that exposed portions 14c and 14d are formed as shown in FIG. 4 (h), by etching the exposed surface of FIG. 4 (g), a convex conductor pattern 31 embedded in the thermal conductive sheet and protruding from the thermal conductive sheet, an embedded conductor pattern 33, In addition, a conductor wiring pattern having a desired shape such as a convex conductor pattern 32 protruding from the heat conductive sheet is formed.
[0042]
In FIG. 4I, the resist films 14c and 14d are removed using caustic soda.
[0043]
Next, in FIG. 5J, a solder resist 34 is formed by screen printing or the like. This reduces the amount of solder when mounting the components and improves the insulation of the circuit.
[0044]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
[0045]
Example 1
When producing the lead frame of this example, a 0.2 mm thick copper plate (manufactured by Kobe Steel: KFC 1/2) was prepared as the metal plate 11 having a certain thickness. In order to form a resist film 12 having an arbitrary pattern shape on one surface of the metal plate 11 having a certain thickness, the resist film 12 was formed on both surfaces of the metal plate 11 by a roll laminator using a dry film resist. . The dry film resist is a general one used for patterning of printed circuit boards (dry film resist: H-S930-30 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.).
[0046]
Next, the metal plate 11 having the resist film 12 formed on both sides was subjected to contact exposure through a film mask on which a wiring pattern was drawn using an ultraviolet exposure device. The surface of the metal plate 11 where no wiring pattern was formed was exposed entirely. Next, the exposed dry film resist on the metal plate 11 is processed in a developer, and the exposed resist portion is left to be cured by ultraviolet rays, but the portion of the resist not exposed by the film mask is removed, and the metal is removed. The plate surface is exposed.
[0047]
Further, the resist film 12 is used for etching in an iron chloride solution so that only one surface of the metal plate 11 has a groove having a uniform depth in the thickness direction and a conductor having a desired convex portion. Pattern 16a was formed. At this time, the depth of the groove formed in the metal plate having a certain thickness can be controlled by changing the etching time. In this example, a groove with a depth of about 0.1 mm was formed on a metal plate with a thickness of 0.2 mm.
[0048]
Finally, the resist film 12 was removed by treatment with caustic soda, and a conductor pattern 16a composed of irregularities having a pattern independent of an arbitrary wiring pattern on the surface was produced.
[0049]
Furthermore, the surface of the concavo-convex portion is roughened by performing an oxide film treatment with a metal oxidation solution such as sodium chlorite, sodium hydroxide, or trisodium phosphate solution, thereby improving adhesion with the thermosetting resin. It becomes possible to strengthen.
[0050]
(Example 2)
In the production of the heat conductive substrate of this example, a method for producing a sheet-like material using an inorganic filler and a thermosetting resin will be described first. In the production method of the sheet-like material used in this example, an inorganic filler, a liquid thermosetting resin, and an appropriate solvent are mixed with a stirring mixer. The stirring mixer used is a container in which an inorganic filler, a liquid thermosetting resin, and a solvent are put into a container of a predetermined capacity and revolved while rotating the container itself. It is obtained.
[0051]
The composition of the sheet-like material used for the heat conductive substrate is as follows. The epoxy resin as a liquid thermosetting resin is manufactured by Nippon Pernox Co., Ltd. (including WE-2025, acid anhydride curing agent), and the phenol resin is large. Asahi Ciba Co., Ltd. (AroCy M-30) was used as a product of Nippon Ink Co., Ltd. (Ferrite VH4150) and cyanate resin.
[0052]
As a specific method for producing a sheet-like material, a predetermined amount of a weighed and mixed paste-like mixture is taken and formed on a release film. As a release film, a polyethylene terephthalate film having a surface of 75 μm in thickness and subjected to release treatment with silicon was used. The kneaded material was formed into a film with a constant thickness by the doctor blade method. Next, the mixture on the release film was heated together with the release film, and was subjected to a dry heat treatment under conditions where the tackiness disappeared.
[0053]
The heat treatment condition is that the temperature is kept at 120 ° C. for 15 minutes. As a result, the mixture is a non-sticky sheet having a thickness of 500 μm. Since the thermosetting epoxy resin has a curing start temperature of 130 ° C., it is in an uncured state (B stage) under the heat treatment condition, and can be melted again by heating in the subsequent steps.
[0054]
The sheet-like material produced in this way was aligned and overlapped so that the concave and convex surfaces between the conductor patterns produced in Example 1 faced each other, and heated and pressurized at a pressure of 50 kg / cm ² at 150 ° C. . At this time, the sheet-like material flows into the unevenness between the conductor patterns on both sides and is completely filled, and the thermosetting resin in the sheet-like material is cured by heating and mechanically bonded to the conductor pattern.
[0055]
In order to form a pattern again on both surfaces of the heat conductive sheet 17 thus produced and the integrated substrate 18 of the conductor patterns 16a and 16b, a roll laminating apparatus using a dry film resist is used. Resist films 21 were formed on both surfaces of the substrate 18. The dry film resist is a general one used for patterning of printed circuit boards (dry film resist: H-S930-30 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.).
[0056]
Next, contact double-sided exposure was performed on the substrate 18 on which the resist film 21 was formed on both sides using a UV exposure apparatus through a film mask on which a wiring pattern was drawn. Next, the exposed dry film resist on the metal plate 11 is processed in a developer, and the exposed resist portion is left to be cured by ultraviolet rays, but the portion of the resist not exposed by the film mask is removed, and the metal is removed. The plate surface is exposed. And the board | substrate with which the etching resist was formed was thrown into the iron chloride solution, and the etching process was performed.
[0057]
At this time, the substrate 18 is etched until at least the sheet-like material 17 appears on the surface. Thus, only the convex portions of the conductor patterns 16a and 16b of the first embodiment are embedded in the sheet-like material, and the portion having the flat wiring pattern and the portion where the etching resist is formed are the convex wiring pattern heat conductive substrate. That is, a heat conductive substrate was obtained in which the planar conductor pattern 33 or the convex conductor pattern 31 embedded in the heat conductive sheet and the convex conductor pattern 32 not embedded were present.
[0058]
Then, by screen printing, a solder resist (Taiyo Ink Mfg. Co., Ltd. thermosetting solder resist ink S-222) is printed at a desired location, and then dried at a surface temperature of 150 ° C. for 20 minutes. Cured.
[0059]
(Example 3)
As shown in FIG. 6, a metal plate 41 for improving heat dissipation characteristics is further bonded to one side of the substrate surface produced as described above with a heat conductive sheet, and the component is added to increase the strength of the substrate. The heat generated from the heat can be efficiently radiated through the metal plate 41 on the opposite surface.
[0060]
In particular, when the thickness of the substrate manufactured as described above is 0.6 mm or less, it is desirable that the metal plate be bonded in order to maintain the substrate strength when a heavy component or the like is mounted.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, the substrate obtained from the present invention can form a conductor pattern on both sides and can be connected by a through hole, and the conductor pattern protrudes from the pattern embedded in the insulating sheet and from the insulating sheet. The thickness of the pattern, such as a pattern, can be selected arbitrarily, so that it is possible to achieve a circuit thickness as required.For signal circuits that require high density, a pattern with a thin circuit thickness is formed, and heat dissipation and By forming a power system circuit such as a power supply circuit that requires a high current portion with a thick circuit pattern, it is possible to design an efficient circuit, and to reduce the size and energy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conductor pattern according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 illustrates a process for manufacturing a heat conductive substrate manufactured using a conductor pattern according to an embodiment of the present invention. Cross-sectional view by process FIG. 3 is a cross-sectional view by process showing a manufacturing process of a heat conductive substrate manufactured using a conductor pattern according to an embodiment of the invention. FIG. 4 is a conductor pattern according to an embodiment of the invention. Sectional drawing according to process which shows the manufacturing process of the heat conductive board | substrate produced using FIG. 5: Cross-sectional view according to process which shows the manufacturing process of the heat conductive board | substrate produced using the conductor pattern by one embodiment of this invention FIG. 6 is a cross-sectional view of a heat conductive substrate in which a heat radiating metal plate is further formed on the heat conductive substrate manufactured by the steps of FIGS.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Metal plate 12, 21 Resist film 13a, 13c, 13d Film pattern 14a Exposed part 14c of film pattern 13a of resist film 12 Exposed part 14d of film pattern 13c of resist film 21 Exposed part 15 of film pattern 13d of resist film 21 Resist Non-exposed portion 16a of film pattern 13a of film 12 Conductor pattern 16b produced by film pattern 13a Conductor pattern 17 produced by film pattern 13b Thermal conductive sheet material 18 Conductor patterns a and b are bonded together by a thermal conductive sheet Substrate 19 Through hole 20 Plating 31 Convex conductor pattern 32 embedded in the heat conduction sheet and protruding from the heat conduction sheet 32 Convex conductor pattern 33 protruding from the heat conduction sheet Conductor pattern 34 embedded in the heat conduction sheet Solder Resist 41 radiating metal plate

Claims

熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる絶縁物となる熱伝導シートと、
前記熱伝導シートに埋設されかつ前記熱伝導シートから突出した凸状の導体パターンと、
前記熱伝導シートから突出した凸状の導体パターンと、
前記熱伝導シートに埋設された導体パターンとを備え、
前記の各導体パターンは、金属からなる一様な圧延板をエッチング処理して形成されたものであることを特徴とする熱伝導基板。A heat conductive sheet to be an insulator composed of a thermosetting resin and an inorganic filler;
A convex conductor pattern embedded in the heat conductive sheet and protruding from the heat conductive sheet;
A convex conductor pattern protruding from the heat conductive sheet;
A conductor pattern embedded in the heat conductive sheet,
Each of the conductor patterns is formed by etching a uniform rolled plate made of a metal.

片面に放熱用金属板を備え、前記放熱用金属板は圧延板と同じ種類の金属が用いられていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導基板。 The heat conductive substrate according to claim 1, wherein a metal plate for heat dissipation is provided on one side, and the same type of metal as the rolled plate is used for the metal plate for heat dissipation.

熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる前記絶縁物に含まれる熱硬化樹脂が、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂若しくはシアネート系樹脂の少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導基板。 2. The heat conduction according to claim 1, wherein the thermosetting resin contained in the insulator made of a thermosetting resin and an inorganic filler is at least one of an epoxy resin, a phenol resin, and a cyanate resin. substrate.

熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる前記絶縁物に含まれる無機フィラーが、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素から選ばれた少なくとも１種の粉末で構成されることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導基板。 The inorganic filler contained in the insulator composed of a thermosetting resin and an inorganic filler is composed of at least one powder selected from alumina, silica, magnesia, aluminum nitride, and boron nitride. The heat conductive substrate according to 1.

金属板の片面に一様な深さの溝と凸部の導体パターンからなる凹凸面を形成する工程と、
未硬化状態の熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる熱伝導シートを準備する工程と、
前記金属板の凹凸面に前記熱伝導シートを積層し加熱・加圧する工程と、
前記金属板にエッチングレジストを形成する工程と、
前記金属板をエッチングする工程とを備え、
前記加熱・加圧する工程は前記導体パターンの凸部だけが前記熱伝導シートに埋設されるものであり、
前記金属板をエッチングする工程は前記熱伝導シートの表面が現れるまで行うものであって、前記熱伝導シートに埋設されかつ前記熱伝導シートから突出した凸状の導体パターンと前記熱伝導シートから突出した凸状の導体パターンと前記熱伝導シートに埋設された導体パターンとを形成するものであることを特徴とする熱伝導基板の製造方法。Forming a concavo-convex surface comprising a groove having a uniform depth and a conductive pattern of a convex portion on one side of a metal plate;
Preparing a heat conductive sheet comprising an uncured thermosetting resin and an inorganic filler;
Laminating the heat conductive sheet on the uneven surface of the metal plate, heating and pressing,
Forming an etching resist on the metal plate;
Etching the metal plate, and
In the heating / pressurizing step, only the convex portion of the conductor pattern is embedded in the heat conductive sheet ,
The step of etching the metal plate is performed until the surface of the heat conductive sheet appears, and is protruded from the heat conductive sheet and a convex conductor pattern embedded in the heat conductive sheet and protruding from the heat conductive sheet. A method for producing a heat conductive substrate, comprising forming a convex conductive pattern and a conductive pattern embedded in the heat conductive sheet.