JP6420561B2 - Printed wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents
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本発明は、実装した半導体素子などの電子部品からの熱を放熱させるようにした印刷配線板、この印刷配線板と実装された部品とを備えた実装構造体、および印刷配線板の製造方法に関する。 The present invention relates to a printed wiring board configured to dissipate heat from an electronic component such as a mounted semiconductor element, a mounting structure including the printed wiring board and the mounted component, and a method for manufacturing the printed wiring board. .
放熱用印刷配線板で、例えば、電源回路などに厚肉の導体が要求される場合には、特許文献１および２に開示されるように、厚銅タイプのコア基板を用いる方法が知られている。また、特許文献３には、銅箔にワイヤを溶接して、必要箇所のみに厚銅と同じ効果を付与する方法が開示されている。
For example, when a printed wiring board for heat dissipation requires a thick conductor for a power supply circuit or the like, as disclosed in
しかし、特許文献１および２の方法では、使用する銅箔面が非常に厚くなるため、エッチングの裾引きの影響でエッチング処理により細線化した配線パターンを形成することが難しい。また、エッチングの裾引きによって、放熱用厚肉配線パターン部の回路幅精度が悪くなる問題もある。
特許文献３には、銅箔に０．３ｍｍ〜０．４ｍｍの厚さを持つワイヤを溶接することにより、必要箇所のみに厚銅と同様な効果をもたらす技術が提案されていた。しかし、特許文献３の方法では、銅箔とワイヤとを特別な装置を用いて、高精度に接合する必要がある。
However, in the methods of
特許文献４には、コア基板に形成された貫通孔に銅などの金属小片（放熱ブロック）が収容された放熱用印刷配線板が開示されている。このような印刷配線板では、コア基板として厚銅を用いる必要がなく、上述のような問題は生じにくい。しかし、コア基板に絶縁樹脂層を積層後、放熱ブロックにビアホールを経由して伝熱させるため、ビアホールの断面積に伝熱量が制限される問題があった。
特許文献５では、ビア導体（金属小片等）を開口部に嵌合する際、開口部の突溝にビア導体の突起を結合させ嵌めこんでいる。このビア導体は、開口部の面積より片側で０．２〜０．５ｍｍ程度の小さな形状であるため隙間が生じ、この隙間を埋めるための接着性樹脂等を充填している。さらに、ビア導体が開口部から抜け落ちないようにビア導体とグランド用パターンとを一体化させる技術が開示されている。
しかし、特許文献５では、ビア導体が突起を有しているためビア導体の形成が困難で、高コストで歩留りが低いという問題がある。また、ビア導体を基板の開口部に嵌合する際、開口部の突溝にビア導体の突起を結合させ嵌め込むため、ビア導体に高精度な位置合わせが必要であり、さらに、この嵌合にはかなりの力を必要とするため特殊な装置を用いなければ嵌合は困難である。また、このビア導体は０．２ｍｍ以下の開口部には嵌合できない。さらに、ビア導体と開口部の隙間を埋めるための接着性樹脂等を充填しているにもかかわらず、ビア導体が開口部から抜け落ちることの防止に、ビア導体とグランド用パターンとの一体化が必要なため、ビア導体を嵌合からビア導体とグランド用パターンとの一体化までの間の搬送・作業中に、ビア導体が開口部から抜け落ちる危換があり、生産性がきわめて低い問題がある。
In Patent Document 5, when a via conductor (a small metal piece or the like) is fitted into an opening, a protrusion of the via conductor is coupled and fitted into a protruding groove of the opening. Since the via conductor has a small shape of about 0.2 to 0.5 mm on one side from the area of the opening, a gap is formed, and an adhesive resin or the like for filling the gap is filled. Furthermore, a technique is disclosed in which the via conductor and the ground pattern are integrated so that the via conductor does not fall out of the opening.
However, in Patent Document 5, since the via conductor has a protrusion, it is difficult to form the via conductor, and there is a problem that the yield is low at a high cost. Also, when the via conductor is fitted into the opening of the board, the via conductor protrusion is coupled and fitted into the groove of the opening, so that the via conductor needs to be aligned with high accuracy. Since a considerable force is required, the fitting is difficult without using a special device. Further, this via conductor cannot be fitted into an opening of 0.2 mm or less. Furthermore, in order to prevent the via conductor from falling out of the opening even though it is filled with adhesive resin or the like for filling the gap between the via conductor and the opening, the via conductor and the ground pattern are integrated. Because it is necessary, there is a risk that the via conductor may fall out of the opening during transportation and work from fitting the via conductor to integration of the via conductor and the ground pattern. .
また、特許文献５には、ビア導体を内蔵した片側面にめっき処理を施して一体化する構造体が開示されているが、片側にしかめっき処理を施さないため、両面に回路形成が出来ない等の設計的制約がある。 Further, Patent Document 5 discloses a structure in which one side with a built-in via conductor is plated and integrated. However, since only one side is plated, a circuit cannot be formed on both sides. There are design constraints such as
本発明の主たる課題は、実装した部品からの熱を放熱させる放熱性能に優れた印刷配線板を提供することである。
本発明の他の課題は、優れた放熱性を有する印刷配線板を効率よく製造することができる印刷配線板の製造方法を提供することである。
The main subject of this invention is providing the printed wiring board excellent in the thermal radiation performance which radiates the heat | fever from the mounted components.
The other subject of this invention is providing the manufacturing method of the printed wiring board which can manufacture efficiently the printed wiring board which has the outstanding heat dissipation.
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）絶縁板の少なくとも一方の面に配線パターンが形成されたコア基板と、コア基板の表面に積層された絶縁樹脂層と、前記コア基板と絶縁樹脂層とを貫通する収容部と、収容部に収容された金属小片とを備え、さらに、前記収容部の一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容部に収容した前記金属小片が他方の表面から落下しないように、収容部の他方の表面側に金属小片を支持する導体を有することを特徴とする印刷配線板。
（２）前記収容部内周面と金属小片との間隙部分に、絶縁性の金属小片固定樹脂を充填して金属小片が固定されている（１）に記載の印刷配線板。
（３）前記金属小片が銅小片である、（１）または（２）に記載の印刷配線板。
（４）前記収容部は、印刷配線板の一方の面から他方の面にかけて寸法が小さくなる逆錐台状、または該寸法が一定である柱状の貫通孔である、（１）〜（３）のいずれかに記載の印刷配線板。
（５）前記金属小片の表面が、前記絶縁樹脂層の表面と略同一面である、（１）〜（４）のいずれかに記載の印刷配線板。
（６）前記上面側の金属小片の表面に配線導体層を備えた（１）〜（５）のいずれかに記載の印刷配線板。
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の印刷配線板の少なくとも一方の面における前記金属小片が収容された位置に部品を直接実装したことを特徴とする実装構造体。
（８）前記部品がフェイスダウンまたはフェイスアップで印刷配線板に実装され、部品下部を熱伝導樹脂または低融点金属で金属小片上の配線導体層に密着させていることを特徴とする（７）に記載の実装構造体。
(９)絶縁板の少なくとも一方の面に配線パターンを形成してコア基板を得る工程と、コア基板の表面に絶縁樹脂層を積層する工程と、前記コア基板と絶縁樹脂層とを貫通する収容部を形成する工程と、前記収容部に金属小片を収容する工程と、前記金属小片の表面に配線導体層を形成する工程とを含み、収容部の一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容部に収容した前記金属小片が他方の表面から落下しないように、金属小片の収容前に、収容部の他方の表面側に金属小片を支持する導体を設けることを特徴とする印刷配線板の製造方法。
（１０）前記コア基板を得る工程の前に、絶縁板にビアホールを形成する工程を含む、請求項９に記載の印刷配線板の製造方法。
（１１）前記収容部を形成する工程がレーザ加工または金型加工によって行われる、請求項９または１０に記載の印刷配線板の製造方法。
（１２）前記収容部に前記金属小片を収容する工程の後、前記収容部と前記金属小片との間隙に絶縁性の金属小片固定樹脂を充填して硬化させる工程をさらに含む、請求項９〜１１のいずれかに記載の印刷配線板の製造方法。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found a solution means having the following configuration, and have completed the present invention.
(1) A core substrate having a wiring pattern formed on at least one surface of an insulating plate, an insulating resin layer laminated on the surface of the core substrate, an accommodating portion penetrating the core substrate and the insulating resin layer, and accommodating A small piece of metal housed in a portion, and when one surface of the housing portion is an upper surface, the small piece of metal housed in the housing portion is prevented from falling from the other surface from the one surface. A printed wiring board having a conductor for supporting a small metal piece on the other surface side of the portion.
(2) The printed wiring board according to (1), wherein a metal piece is fixed by filling an insulating metal piece fixing resin in a gap portion between the inner peripheral surface of the housing portion and the metal piece.
(3) The printed wiring board according to (1) or (2), wherein the metal piece is a copper piece.
(4) The accommodating portion is an inverted frustum shape whose size is reduced from one surface of the printed wiring board to the other surface, or a columnar through-hole having a constant size, (1) to (3) A printed wiring board according to any one of the above.
(5) The printed wiring board according to any one of (1) to (4), wherein the surface of the metal piece is substantially flush with the surface of the insulating resin layer.
(6) The printed wiring board according to any one of (1) to (5), wherein a wiring conductor layer is provided on a surface of the metal piece on the upper surface side.
(7) A mounting structure in which a component is directly mounted at a position where the metal piece is accommodated on at least one surface of the printed wiring board according to any one of (1) to (6).
(8) The component is mounted on a printed wiring board face-down or face-up, and a lower part of the component is adhered to a wiring conductor layer on a metal piece with a heat conductive resin or a low melting point metal (7) Mounting structure described in 1.
(9) A step of obtaining a core substrate by forming a wiring pattern on at least one surface of the insulating plate, a step of laminating an insulating resin layer on the surface of the core substrate, and a housing penetrating the core substrate and the insulating resin layer Including a step of forming a portion, a step of housing a metal piece in the housing portion, and a step of forming a wiring conductor layer on a surface of the metal piece, wherein one surface of the housing portion is an upper surface. Before the metal piece is accommodated, a conductor for supporting the metal piece is provided on the other surface side of the accommodation portion so that the metal piece accommodated in the accommodation portion from the other surface does not fall from the other surface. A method for manufacturing a wiring board.
(10) The method for manufacturing a printed wiring board according to claim 9, including a step of forming a via hole in the insulating plate before the step of obtaining the core substrate.
(11) The method for manufacturing a printed wiring board according to claim 9 or 10, wherein the step of forming the housing portion is performed by laser processing or mold processing.
(12) After the step of housing the metal piece in the housing portion, the method further includes a step of filling and hardening an insulating metal piece fixing resin in a gap between the housing portion and the metal piece. 11. A method for producing a printed wiring board according to any one of 11 above.
本発明の印刷配線板によれば、収容部に収容される金属小片の厚みと基板厚み（コア基板と絶縁樹脂層との総厚み）を同一に調整可能であり、また、印刷配線板の表裏に段差が無いため微細回路を形成しやすい。しかも、収容部の一方の表面から収容部内に収容された金属小片は、収容部の他方の表面側に設けた導体によって落下しないように支持されているので、金属小片の収容部内への収容が容易になる。
収容部に収容された金属小片と実装した部品とは、ビアホールを介することなく、配線導体層を介して接触するため、高い放熱性能が安定的に得られる。また、前記導体は伝熱性にも優れているので、金属小片の放熱性能をより向上させることができる。さらに、収容部に金属小片を圧入しないため、内蔵に特殊な装置を必要とせず、汎用の部品マウンタを使用できるという効果がある。
According to the printed wiring board of the present invention, the thickness of the metal piece accommodated in the accommodating portion and the substrate thickness (the total thickness of the core substrate and the insulating resin layer) can be adjusted to be the same. Since there is no step, it is easy to form a fine circuit. Moreover, since the metal piece accommodated in the accommodation portion from one surface of the accommodation portion is supported so as not to fall by the conductor provided on the other surface side of the accommodation portion, the metal piece can be accommodated in the accommodation portion. It becomes easy.
Since the small metal piece accommodated in the accommodating portion and the mounted component are in contact via the wiring conductor layer without via holes, high heat radiation performance can be stably obtained. Moreover, since the said conductor is excellent also in heat conductivity, the thermal radiation performance of a metal piece can be improved more. Furthermore, since a small metal piece is not press-fitted into the accommodating portion, there is an effect that a general-purpose component mounter can be used without requiring a special device.
本発明に係る印刷配線板の製造方法によれば、優れた放熱性能を有する印刷配線板を効率よく製造することができる。 According to the method for manufacturing a printed wiring board according to the present invention, a printed wiring board having excellent heat dissipation performance can be efficiently manufactured.
本発明の印刷配線板を、図１に基づいて説明する。図１（ａ）は、本発明に係る印刷配線板の一実施態様を示す平面図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線側断面図を示す。
本発明の印刷配線板は、図１（ａ）に示すように、金属小片４０を収容する収容部１１と配線基板部１２を備えている。より詳細には、図１（ｂ）に示すように、本発明の印刷配線板は、絶縁板１の表面に配線パターン４が形成されたコア基板２と、コア基板２の表面に積層された絶縁樹脂層２１ａと、コア基板２と絶縁樹脂層２１ａとを貫通して形成された収容部１１に収容された金属小片４０と、金属小片４０の表面に形成された配線導体層２２とを備える。さらに、コア基板２の上下面を電気的に接続するために、絶縁板１にはビアホール３が形成されている。
The printed wiring board of this invention is demonstrated based on FIG. Fig.1 (a) shows the top view which shows one embodiment of the printed wiring board based on this invention, FIG.1 (b) shows the sectional view on the AA 'line side of Fig.1 (a).
As shown in FIG. 1A, the printed wiring board of the present invention includes a
絶縁板１は、絶縁性を有する素材で形成されていれば特に限定されない。このような絶縁性を有する素材としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂などの有機樹脂などが挙げられる。これらの有機樹脂は２種以上を混合して用いてもよい。絶縁板１として有機樹脂を使用する場合、有機樹脂に補強材を配合して使用するのが好ましい。補強材としては、例えば、ガラス繊維、ガラス不織布、アラミド不織布、アラミド繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。これらの補強材は２種以上を併用してもよい。絶縁板１は、好ましくはガラス繊維やガラス不織布などのガラス材入り有機樹脂から形成される。さらに、絶縁板１には、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機充填材が含まれていてもよい。絶縁板１の厚みは特に限定されないが、好ましくは０．０２〜１０ｍｍであるのがよい。
The insulating
図１に示す印刷配線板のように、配線パターン４は絶縁板１の両表面に形成されていることが好ましい。すなわち、コア基板２の上下面に配線パターン４が存在する。この場合、コア基板２の上下面を電気的に接続するために、絶縁板１にはビアホール３が形成されている。
As in the printed wiring board shown in FIG. 1, the
コア基板２の表面には、絶縁樹脂層２１ａが積層されている。絶縁樹脂層２１ａを形成する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ケイ素樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は２種以上を混合してもよい。絶縁樹脂層２１ａを形成する樹脂には、上述の補強材や無機充填材、フェノール樹脂やメタクリル樹脂からなる有機充填材が含まれていてもよい。
An insulating
金属小片４０の両表面に形成されている配線導体層２２は、エッチングなどによって形成される。配線導体層２２の形成方法の詳細は後述する。
The
図１に示す印刷配線板では、絶縁樹脂層２１ａおよび配線導体層２２は、印刷配線板の上下面にそれぞれ１層積層されているが、１層に限定されない。例えば、絶縁樹脂層２１ａおよび配線導体層２２を交互に積層させて多層のビルドアップ層としてもよい。この場合、絶縁樹脂層２１ａにビアホール２３が形成される。
In the printed wiring board shown in FIG. 1, the insulating
本発明の印刷配線板において、金属小片４０は、絶縁板１に形成された収容部１１に収容されている。金属小片４０を構成する金属は、例えば、銅、金、鉄、アルミニウムなどが挙げられる。これらの金属の中でも、銅が好ましい。金属小片４０が銅小片の場合、例えば、下記の方法によって得られる。
（Ｉ）銅板または銅箔をエッチングによって、銅小片に加工する。
（ＩＩ）銅板、銅箔または銅線材を、金型で打ち抜き、銅小片に加工する。
（ＩＩＩ）銅板または銅箔を、ダイシングで切削することによって、銅小片に加工する。
また、金属小片４０の厚みは、印刷配線板に内蔵するため、コア基板２と絶縁樹脂層２１ａとの総厚み±２５μｍ程度にすることが好ましい。
In the printed wiring board of the present invention, the
(I) A copper plate or a copper foil is processed into copper pieces by etching.
(II) A copper plate, a copper foil or a copper wire is punched with a mold and processed into a copper piece.
(III) A copper plate or a copper foil is cut into pieces by cutting with a dicing.
Moreover, since the thickness of the
本実施形態における金属小片４０の形状は直方体状である。そして、この金属小片４０を収容する収容部１１は、コア基板と絶縁樹脂層とを貫通する貫通孔であり、金属小片４０と同様な直方体状の形状を有する。
さらに、印刷配線板の一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容した前記金属小片４０を他方の表面から落下させないように印刷配線板の他方の表面側に金属小片４０を保持する金属小片支持導体２７を有する。
具体的には、コア基板と絶縁樹脂層を貫通することで形成した壁面を側面とし、金属小片支持導体２７を底面としたキャビティとする。このキャビティは、凹形状の空間を指す。
The shape of the
Further, when one surface of the printed wiring board is the upper surface, the
Specifically, a wall surface formed by penetrating the core substrate and the insulating resin layer is a side surface, and a cavity is formed with the metal
金属小片４０の大きさは、絶縁板１の厚みなどに応じて適宜設定される。例えば、金属小片４０の下面の長辺は、０．１〜５０ｍｍ程度であり、金属小片４０の上面から下面までの高さ（厚み）は０．０２〜１０ｍｍ程度である。
The size of the
収容部１１の内周面と金属小片４０との間隙部分には、絶縁性の金属小片固定樹脂１３が充填されており、これにより収容部１１内に金属小片４０を固定している。
An insulating metal
前記金属小片固定樹脂１３としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂などが挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂と他の樹脂との混合樹脂が好ましい。金属小片固定樹脂１３には、さらにシリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどのフィラーが含まれていてもよい。
Examples of the metal
次に、本発明に係る印刷配線板の製造方法を説明する。本発明に係る印刷配線板の製造方法は、下記の工程（ｉ）〜（ｖｉ）を含む。
（ｉ）絶縁板の両面に配線パターンを形成してコア基板を得て、このコア基板の両面に絶縁樹脂層を積層し、さらに絶縁樹脂層の表面に薄銅箔を積層した、コア基板と絶縁樹脂層との積層体（以下、積層体）を得る工程。
（ｉｉ）前記積層体の収容部の直上の薄銅箔をエッチング等により除去し、前記積層体のコア基板と絶縁樹脂層のみ貫通し、直下の薄銅箔を残した収容部を形成し、上面より金属小片を収容する工程。
（ｉｉｉ）前記収容部の内周面と金属小片との間隙部分に金属小片固定樹脂を充填する工程。
（ｉｖ）前記金属小片固定樹脂を硬化させた後、印刷配線板の表面と金属小片の表面とが略同一面となるように研磨する工程。
（ｖ）印刷配線板の、金属小片を内蔵しない箇所にビアホールを形成する工程。
（ｖｉ）印刷配線板の両面にめっき処理をし、エッチング処理等により導体の厚みを調整した後、配線導体層を形成し、ソルダーレジスト印刷して金めっき処理等を施す工程。
Next, a method for manufacturing a printed wiring board according to the present invention will be described. The method for manufacturing a printed wiring board according to the present invention includes the following steps (i) to (vi).
(I) A core substrate obtained by forming a wiring pattern on both surfaces of an insulating plate, laminating an insulating resin layer on both surfaces of the core substrate, and laminating a thin copper foil on the surface of the insulating resin layer; The process of obtaining a laminated body (henceforth a laminated body) with an insulating resin layer.
(Ii) removing the thin copper foil immediately above the accommodating portion of the laminate by etching or the like, penetrating only the core substrate and the insulating resin layer of the laminate, and forming the accommodating portion leaving the thin copper foil immediately below; The process of accommodating a metal piece from the upper surface.
(Iii) A step of filling a metal piece fixing resin into a gap portion between the inner peripheral surface of the housing portion and the metal piece.
(Iv) A step of polishing the metal piece fixing resin after curing the surface so that the surface of the printed wiring board and the surface of the metal piece are substantially flush with each other.
(V) A step of forming a via hole in a portion of the printed wiring board where no metal piece is incorporated.
(Vi) A step of plating the both sides of the printed wiring board, adjusting the thickness of the conductor by etching, etc., forming a wiring conductor layer, printing a solder resist, and performing gold plating.
本発明に係る印刷配線板の製造方法を、図２〜４に基づいて説明する。まず、図２（ａ）に示すように、絶縁板１の両表面に薄銅箔２ａが形成された両面銅張基板２ｂを準備する。薄銅箔２ａは、好ましくは１〜１２μｍ程度の厚みを有する。絶縁板１は上述の通りであり、説明は省略する。
The manufacturing method of the printed wiring board which concerns on this invention is demonstrated based on FIGS. First, as shown in FIG. 2A, a double-sided copper-clad
図２（ｂ）に示すように、両面銅張基板２ｂの所定の位置にビアホール下穴３ａを形成する。ビアホール下穴３ａは、絶縁板１の上下面を電気的に接続するビアホール３を形成するための穴である。ビアホール下穴３ａは、例えばレーザ加工などによって形成される。レーザ光としては、ＣＯ２レーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザなどが挙げられる。ビアホール下穴３ａの形成と同時に、ビアホール下穴３ａ直上の薄銅箔２ａを開口させてもよい。
As shown in FIG. 2B, via hole
レーザ加工によってビアホール下穴３ａを形成すると、ビアホール下穴３ａの底部に薄い樹脂膜が残存する場合がある。この場合、デスミア処理が行われる。デスミア処理は、強アルカリによって樹脂を膨潤させ、次いで酸化剤（例えば、クロム酸、過マンガン酸塩水溶液など）を用いて樹脂を分解除去する。あるいは、研磨材によるウェットブラスト処理やプラズマ処理によって、樹脂膜を除去してもよい。さらに、ビアホール下穴３ａの内壁面を粗面化してもよい。粗面化処理としては、例えば、酸化剤（例えば、クロム酸、過マンガン酸塩水溶液など）によるウェットプロセス、プラズマ処理やアッシング処理などのドライプロセスなどが挙げられる。
When the via hole
次いで、図２（ｃ）に示すように、ビアホール下穴３ａの内壁面および絶縁板１の表面に銅めっきが施され、導体２ｃおよびビアホール３が形成される。銅めっきは無電解銅めっきでもよく、電解銅めっきでもよい。めっきの厚付けを行うには電解銅めっきが好ましく、例えば１〜３０μｍ程度の厚みを有する銅めっきが形成される。また、ビアホール下穴３ａの内壁面だけでなく、フィルドめっきによってビアホール下穴３ａに銅を充填してビアホール３形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 2C, copper plating is applied to the inner wall surface of the via hole
次いで、図２（ｄ）に示すように、絶縁板１の表面に配線パターン４を形成する。感光性レジスト（例えば、ドライフィルムのエッチングレジスト）をロールラミネートで貼り付け、露光および現像して回路パターン以外の部分を露出させる。露出部分の銅をエッチングにより除去する。エッチング液としては、例えば塩化第二鉄水溶液などが挙げられる。ドライフィルムのエッチングレジストを剥離して、配線パターン４が形成される。このようにして、絶縁板１の表面に配線パターン４が形成されたコア基板２が得られる。
Next, as shown in FIG. 2D, a
次いで、図２（ｅ）および（ｆ）に示すように、コア基板２の表面にプリプレグ２１および薄銅箔２２ａを積層し、積層プレスで熱圧着してプリプレグ２１を硬化させて絶縁樹脂層２１ａ（硬化樹脂層）を形成する。なお、プリプレグ２１としては、上述の絶縁樹脂層２１ａで説明した樹脂（必要に応じて補強材および充填材）が用いられる。
このようにして得たコア基板２と絶縁樹脂層２１ａとの積層体２０（以下、積層体２０）は、多層ビルドアップ基板に限定されるものではなく、両面基板、多層基板を用いてもよい。
Next, as shown in FIGS. 2E and 2F, the
The laminate 20 (hereinafter, laminate 20) of the
次いで、図３（ｇ）、（ｈ）に示すように、前記積層体２０に、金属小片４０を収容するための収容部１１を形成する。
まず、図３（ｇ）に示すように、銅張基板２０の金属小片を内蔵させたい箇所に、ドライフィルム等の感光性レジストを使用し、公知のエッチング工法により、前記積層体２０の上部の銅箔２２ａを除去して銅箔開口部２６を作成する。この銅箔開口部２６は、金属小片４０の大きさより若干大きく、好ましくは片側２５μｍ程大きめに作成する。同時に下部に金属小片支持導体２７を形成する。金属小片支持導体２７は、銅めっき接続孔２８を有する。
Next, as shown in FIGS. 3G and 3H, the
First, as shown in FIG. 3 (g), a photosensitive resist such as a dry film is used in a portion where the metal piece of the copper-clad
次いで、図３（ｈ）に示すように、前記銅箔開口部２６により絶縁樹脂層２１ａが剥き出しとなった箇所に、例えばＣＯ２レーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザなどのレーザ加工等により、コア基板及び絶縁樹脂層のみを貫通する収容部１１を形成する。
レーザ加工によって収容部１１を形成すると、金属小片支持導体２７に薄い樹脂膜が残存する場合がある。この場合、必要に応じて前述のデスミア処理を実施しても良い。
Next, as shown in FIG. 3 (h), the core substrate and the insulation are formed at a location where the insulating
When the
次いで、図３（ｉ）に示すように、マウンタ等の実装機を使用して金属小片４０を収容部１１に収容する。
この時、金属小片支持導体２７があることによって、収容部１１内から金属小片４０を落下させないようにすることができる。金属小片支持導体２７内の銅めっき接続孔２８は、金属小片４０を収容部１１に収容する際のエア抜き孔としての役割もあり、金属小片４０下にエア溜りを作ることなく収容部１１に容易に収容することができる。
Next, as shown in FIG. 3 (i), the
At this time, the presence of the metal
次いで、図３（ｊ）に示すように、収容部１１に収容した金属小片４０の周辺部と収容部１１の内周面との間隙部分に、絶縁性の金属小片固定樹脂１３を充填し、金属小片固定樹脂１３を硬化させる。
Next, as shown in FIG. 3 (j), an insulating metal
金属小片固定樹脂１３を充填する方法としては、例えば、スクリーン印刷、スプレー、ディスペンサなどの方法で実施される。充填後、熱硬化樹脂であれば高温槽で熱硬化させ、紫外線硬化型樹脂であれば紫外線照射によって硬化させる。金属小片支持導体２７内の銅めっき接続孔２８は、金属小片固定樹脂１３が行き渡る際のエア抜きとしての役割もあり、金属小片４０と金属小片支持導体２７の間に、気泡なく金属小片固定樹脂１３を形成する効果がある。
As a method of filling the metal
次いで、図４（ｋ）に示すように、余計な箇所に付着し硬化した金属小片固定樹脂１３と印刷配線板から突出していた金属小片４０とを、バフ等の物理研磨やエッチング等の化学研磨を行い、表層と同一面の高さにする。
Next, as shown in FIG. 4 (k), the metal
次いで、図４（ｌ）に示すように、金属小片４０が内蔵されていない積層体２０の箇所にて、絶縁樹脂層２１ａに内層回路の層間接続のためのビアホール下穴２３ａを形成と同時に銅めっき接続孔２８内の金属小片固定樹脂１３を除去する。ビアホール下穴２３ａ及び銅めっき接続孔２８内の金属小片固定樹脂１３の除去はレーザ加工などによって実施され、必要に応じてデスミア処理や粗面化処理が行われる。
Next, as shown in FIG. 4L, a via
次いで、図４（ｍ）に示すように、印刷配線板の表層に銅めっき６０を形成してビアホール下穴２３ａを銅めっき６０で埋めビアホール２３を得ると共に、銅めっき接続孔２８内を銅めっき６０で埋め、銅めっき６０と金属小片４０の熱伝導を強化し、金属小片４０および金属小片固定樹脂１３上にも銅めっき６０を形成する（図４（ｎ））。
Next, as shown in FIG. 4 (m), a copper plating 60 is formed on the surface layer of the printed wiring board, the via hole
銅めっき処理の後、硫酸と過酸化水素混合溶液によるソフトエッチング処理等の化学的粗化処理あるいはバフ等の機械的粗化処理を行い、任意の導体厚みまで処理を行う。
次いで、公知の工法を使用し、感光性レジスト、例えばドライフィルムのエッチングレジストをロールラミネートで貼り付け、露光および現像し、回路パターン以外の部分を露出させ、露出した部分の銅めっき６０をエッチングで除去する。このエッチング液としては、塩化第二鉄水溶液等が使用できる。
After the copper plating process, a chemical roughening process such as a soft etching process using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, or a mechanical roughening process such as a buff is performed, and the process is performed to an arbitrary conductor thickness.
Next, using a known method, a photosensitive resist, for example, a dry film etching resist is applied with a roll laminate, exposed and developed to expose portions other than the circuit pattern, and the exposed copper plating 60 is etched. Remove. As this etching solution, a ferric chloride aqueous solution or the like can be used.
次いで、ドライフィルムのエッチングレジストを剥離すると、図４（ｎ）に示すように絶縁樹脂層２１ａおよび金属小片４０の表面に配線導体層２２を形成することができる。配線導体層２２は、上述の配線パターン４と同様の方法で形成することができる。
Next, when the etching resist of the dry film is peeled off, the
金属小片４０の表面に形成される配線導体層２２の大きさは、図３（ｇ）で形成した薄銅箔開口部２６よりも、片側１５〜２５μｍずつ大きく形成されている。これは前記薄銅箔開口部２６より前記配線導体層２２が小さいと、金属小片固定樹脂１３にエッチング液が染み込み、金属小片４０がエッチングされてしまうことを防ぐためである。
The size of the
最後に、図４（ｏ）に示すように、絶縁樹脂層２１ａ表面の所定の位置にソルダーレジスト３０を形成する。ソルダーレジスト３０の形成方法は、まず、スプレーコート、ロールコート、カーテンコート、スクリーン法などを用い、感光性液状ソルダーレジストを２０μｍ程度の厚みで塗布して乾燥する、あるいは感光性ドライフィルム・ソルダーレジストをロールラミネートで貼り付ける。その後、露光および現像してパッド部分を開口させて加熱硬化させる。
Finally, as shown in FIG. 4 (o), a solder resist 30 is formed at a predetermined position on the surface of the insulating
ソルダーレジスト３０を形成する前に、形成面をＣＺ処理などの銅の粗面化処理に供してもよい。ソルダーレジスト３０の開口部に、無電解ニッケルめっきを３μｍ以上の厚みで形成し、その上に無電解金めっきを０．０３μｍ以上（好ましくは０．０６μｍ以上、ワイヤーボンディング用途の場合は０．３μｍ以上）の厚みで形成してもよい。このようなめっき層３１は図４（ｏ）に示すように、配線導体層２２と、ビアホール２３に形成され、さらに、その上にはんだプリコートを施す場合もある。無電解めっきではなく、電解めっきで形成してもよい。めっきではなく、水溶性防錆有機被膜（例えば、四国化成工業（株）製タフエースなど）を形成してもよい。外形加工を施し、本発明の印刷配線板が得られる。
Before forming the solder resist 30, the surface to be formed may be subjected to a copper roughening treatment such as a CZ treatment. An electroless nickel plating with a thickness of 3 μm or more is formed in the opening of the solder resist 30, and an electroless gold plating is 0.03 μm or more (preferably 0.06 μm or more, 0.3 μm for wire bonding). You may form with the thickness of the above. As shown in FIG. 4 (o), such a
本発明の印刷配線板には、例えば半導体素子などの部品が実装され、実装構造体に加工される。例えば、図５には、本発明に係る印刷配線板に部品７０がワイヤーボンディング（フェイスアップ）実装された実装構造体が示され、図６には本発明に係る印刷配線板に部品７１がフリップチップ（フェイスダウン）実装された実装構造体が示されている。
部品７０、７１と金属小片４０の上面の配線導体層２２は、熱伝導樹脂８０などの伝熱材を介して接続され、また図６では部品７１のはんだボール８１がビアホール２３と接続される。
なお、伝熱材は熱伝導樹脂に限定するものではなく、はんだ等の低融点金属でも良い。例えば、Ｓｎ３．０Ａｇ０．５Ｃｕなどの組成の金属である。
金属小片４０と表面実装の部品７０、７１とが、従来のようにビアホールを介さずに接するため、実装された部品からの熱の放熱性が向上する。
For example, a component such as a semiconductor element is mounted on the printed wiring board of the present invention and processed into a mounting structure. For example, FIG. 5 shows a mounting structure in which a
The
The heat transfer material is not limited to the heat conductive resin, and may be a low melting point metal such as solder. For example, a metal having a composition such as Sn3.0Ag0.5Cu.
Since the
なお、以上の実施形態では、金属小片および収容部が共に直方体状である場合について説明したが、収容部は、例えば逆円錐台状、逆楕円錐台状、逆多角錐台状などの逆錐台状であってもよい。逆多角錐台状としては、逆四角錐台状以外にも、例えば逆三角錐台状、逆五角錐台状、逆六角錐台状、逆七角錐台状、逆八角錐台状などが挙げられる。 In the above embodiment, the case has been described in which both the metal piece and the accommodating portion have a rectangular parallelepiped shape. However, the accommodating portion may be an inverted cone such as an inverted truncated cone shape, an inverted elliptical truncated cone shape, or an inverted polygonal truncated cone shape. It may be trapezoidal. In addition to the inverted quadrangular frustum shape, the inverted polygonal frustum shape includes, for example, an inverted triangular frustum shape, an inverted pentagonal frustum shape, an inverted hexagonal frustum shape, an inverted heptagonal frustum shape, and an inverted octagonal frustum shape. It is done.
また、金属小片は、例えば錐台状（円錐台状、楕円錐台状、多角錐台状など）、柱状（円柱状、楕円柱状、多角柱状など）などであってもよい。多角錐台状としては、四角錐台状以外にも、例えば三角錐台状、五角錐台状、六角錐台状、七角錐台状、八角錐台状などが挙げられる。また、多角柱状としては、四角柱状以外にも、三角柱状、五角柱状、六角柱状、七角柱状、八角柱状などが挙げられる。
金属小片と収容部とは、四角錐台状と逆四角錐台状とのように角数（形状）が同じであることが好ましい。
Further, the metal piece may be, for example, a frustum shape (conical frustum shape, elliptic frustum shape, polygonal frustum shape, etc.), columnar shape (columnar shape, elliptical columnar shape, polygonal columnar shape, etc.). Examples of the polygonal frustum shape include a triangular frustum shape, a pentagonal frustum shape, a hexagonal frustum shape, a heptagonal frustum shape, and an octagonal frustum shape in addition to the quadrangular frustum shape. In addition to the quadrangular column shape, the polygonal column shape includes a triangular column shape, a pentagonal column shape, a hexagonal column shape, a heptagonal column shape, an octagonal column shape, and the like.
It is preferable that the metal piece and the accommodating portion have the same number of angles (shape) such as a quadrangular frustum shape and an inverted quadrangular frustum shape.
図７は、収容部１１´を逆錐台状にした一例を示している。この収容部１１´に収容される金属小片４０´は直方体で構成されており、下端部が収容部１１´の下部縁部で保持されている。その他は、図１〜図６に示した配線基板と同じであるので、同一符号を付して説明を省略する。
このように収容部１１´を逆錐台状にすると、収容部１１´の上部が広いため、金属小片４０´を収容するのが容易になり、また収容部１１´の下部縁部で金属小片４０´を安定に保持できるようになる。
FIG. 7 shows an example in which the
When the
１ 絶縁板
２ コア基板
２ａ 薄銅箔
２ｂ 両面銅張基板
２ｃ 導体
３ ビアホール
３ａ ビアホール下穴
４ 配線パターン
１１、１１’ 収容部
１２ 配線基板部
１３ 金属小片固定樹脂
２０ 積層体
２１ プリプレグ
２１ａ 絶縁樹脂層
２２ 配線導体層
２２ａ 薄銅箔
２３ ビアホール
２３ａ ビアホール下穴
２６ 薄銅箔開口部
２７ 金属小片支持導体
２８ 銅めっき接続孔
３０ ソルダーレジスト
３１ めっき層
４０、４０’ 金属小片
６０ 銅めっき
７０，７１ 部品
８０ 熱伝導樹脂
８１ はんだボール
DESCRIPTION OF
Claims (8)
コア基板の表面に積層された絶縁樹脂層と、
前記コア基板と絶縁樹脂層とを貫通する収容部と、
収容部に収容された金属小片とを備え、
さらに、前記収容部の一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容部に収容した前記金属小片が他方の表面から落下しないように、収容部の他方の表面側に金属小片を支持する導体を有し、
金属小片を支持する前記導体は、金属小片と接続される銅めっきで埋めた銅めっき接続孔を有し、
前記収容部内周面と金属小片との間隙部分に、絶縁性の金属小片固定樹脂を充填して金属小片が固定され、
前記金属小片の表面が、前記絶縁樹脂層の表面と略同一面であり、
前記上面側の金属小片の表面に、収容部を覆い、且つ収容部の周縁より絶縁樹脂層の表面まで延びる配線導体層を備え、金属小片と金属小片を支持する前記導体とは、前記銅めっき接続孔を埋めた銅めっきによっても接続されており、
前記収容部は、印刷配線板の一方の面から他方の面にかけて寸法が小さくなる逆錐台状の貫通孔であり、逆錐台状の収容部内に錐台状の金属小片が収容され、前記金属小片の上端部が前記収容部との間に間隙を形成し、且つ前記金属小片の下端部は、前記収容部の下部縁部で保持されていることを特徴とする印刷配線板。 A core substrate having a wiring pattern formed on at least one surface of the insulating plate;
An insulating resin layer laminated on the surface of the core substrate;
An accommodating portion penetrating the core substrate and the insulating resin layer;
A metal piece housed in the housing portion,
Further, when one surface of the housing portion is an upper surface, the metal piece supported on the other surface side of the housing portion is supported so that the metal piece housed in the housing portion does not fall from the other surface from the one surface. A conductor
The conductor supporting the metal piece has a copper plating connection hole filled with copper plating connected to the metal piece,
The gap between the inner peripheral surface of the housing part and the metal piece is filled with an insulating metal piece fixing resin to fix the metal piece,
The surface of the metal piece is substantially flush with the surface of the insulating resin layer,
The surface of the metal piece on the upper surface side includes a wiring conductor layer that covers the housing portion and extends from the periphery of the housing portion to the surface of the insulating resin layer, and the metal piece and the conductor that supports the metal piece are the copper plating It is also connected by copper plating filling the connection hole,
The accommodating portion is an inverted frustum-shaped through-hole whose size decreases from one surface to the other surface of the printed wiring board, and the frustum-shaped metal piece is accommodated in the inverted frustum-shaped accommodating portion, A printed wiring board , wherein an upper end portion of the metal piece forms a gap with the housing portion, and a lower end portion of the metal piece is held by a lower edge portion of the housing portion .
コア基板の表面に絶縁樹脂層および薄銅箔を積層する工程と、
前記薄銅箔の一部を除去して、薄銅箔開口部を形成する工程と、
前記薄銅箔開口部の範囲内で、前記コア基板と絶縁樹脂層とを貫通する収容部を形成する工程と、
収容部に金属小片を収容する工程と、
前記収容部に前記金属小片を収容する工程の後、前記収容部と前記金属小片との間隙に絶縁性の金属小片固定樹脂を充填して硬化させる工程と、
前記金属小片の表面と、前記絶縁樹脂層の表面と略同一面にする工程と、
前記金属小片の表面に前記薄銅箔開口部の周縁より絶縁樹脂層の表面まで延びる配線導体層を形成する工程とを含み、
収容部の一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容部に収容した前記金属小片が他方の表面から落下しないように、金属小片の収容前に、収容部の他方の表面側に金属小片を支持する導体を設け、
前記導体に、金属小片と接続される銅めっきで埋められる銅めっき接続孔を形成し、
前記収容部は、絶縁板の前記一方の表面から他方の表面にかけて寸法が小さくなる逆錐台状の貫通孔であり、逆錐台状の収容部内に錐台状の金属小片の上端部が、前記収容部との間に間隙を形成し、且つ前記金属小片の下端部が、逆錐台状の収容部の下部縁部で保持されるように収容されることを特徴とする印刷配線板の製造方法。 Forming a wiring pattern on at least one surface of the insulating plate to obtain a core substrate;
Laminating an insulating resin layer and a thin copper foil on the surface of the core substrate;
Removing a portion of the thin copper foil to form a thin copper foil opening; and
Within the range of the thin copper foil opening, forming a housing portion that penetrates the core substrate and the insulating resin layer;
A step of accommodating the metal piece in the accommodating portion;
After the step of housing the metal piece in the housing portion, filling the insulating metal piece fixing resin in the gap between the housing portion and the metal piece and curing it;
Making the surface of the metal piece substantially flush with the surface of the insulating resin layer;
Forming a wiring conductor layer extending from the periphery of the thin copper foil opening to the surface of the insulating resin layer on the surface of the metal piece,
When one surface of the housing portion is an upper surface, the metal piece housed in the housing portion from this one surface is placed on the other surface side of the housing portion before housing the metal piece so that the metal piece does not fall from the other surface. Provide a conductor to support the metal piece ,
In the conductor, a copper plating connection hole filled with copper plating connected to a metal piece is formed,
The accommodating portion is an inverted frustum-shaped through-hole whose size decreases from the one surface to the other surface of the insulating plate, and the upper end portion of the frustum-shaped metal piece is in the inverted frustum-shaped accommodating portion. forming a gap between said housing portion, and a lower end portion of the metal piece is housed so as to be held at the bottom edge of the inverse frustum shaped housing portion of the printed wiring board, wherein Rukoto Production method.
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