JPH02129989A - 複合絶縁層を有する金属ベース基板 - Google Patents

複合絶縁層を有する金属ベース基板

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JPH02129989A
JPH02129989A JP28327788A JP28327788A JPH02129989A JP H02129989 A JPH02129989 A JP H02129989A JP 28327788 A JP28327788 A JP 28327788A JP 28327788 A JP28327788 A JP 28327788A JP H02129989 A JPH02129989 A JP H02129989A
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JP
Japan
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insulating layer
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heat
conductive base
conductor
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JP28327788A
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English (en)
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Minoru Kimura
稔 木村
Yoshihiro Maruyama
丸山 佳宏
Kyoko Adachi
恭子 足立
Yutaka Yaizumi
家泉 豊
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
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    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/05Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/303Surface mounted components, e.g. affixing before soldering, aligning means, spacing means

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本願発明は絶縁層を複合絶縁層とした金属ベース基板に
関するものである。
(従来の技術) 従来の金属ベース基板を第5図(a)及び(b)に示す
。金属ベース基板は、銅箔などからなる導体5と絶縁層
3.4とアルミニウム板、銅板、鉄板などのベース金属
板2から成り、絶縁層3に、ガラスクロスとエポキシ樹
脂、紙とフェノール樹脂などからなる汎用基材を用いた
金属ベース基板8や、絶縁層4に、アルミナベーパとエ
ポキシ樹脂、アルミナ、窒化ホウ素などのセラミックフ
ィラとエポキシ樹脂などからなる高熱伝導性基材を用い
た金属ベース基板9がある。
このように構成された金属ベース基板において、導体5
には、プリント配線板のパターンが形成され、種々の電
子部品が装着される。ベース金属板2は、基板の剛性1
強度部材であると共に、基板のソリ防止や電子部品から
発生する熱を効率よく伝えて逃す機能も兼ね具える。絶
縁層3゜4は、電気的に絶縁を保持すると共に、電子部
品−導体5−絶縁層3,4−金属板2の熱の流路となる
部材でもあり、熱的にも、重要な機能を果たすことが要
求される。従来、前記汎用基材は、熱伝導率が0.2〜
0.4にcal/m、llr、℃程度の比較的低熱伝導
率の基材である。これに対して近年熱的機能を大きく要
求され、前述のセラミック系ベーパ、フィルム、フィシ
をエポキシ樹脂などと共に使用した基材は、熱伝導率が
、1.0〜2にcal/m、llr、℃の高熱伝導率の
基材である。
(発明が解決しようとする課題) 近年、基板実装の高密度化部品のハイパワー化等により
、部品の熱密度や熱発生量が大きくなり、高熱伝導性基
材を用いた高熱伝導性基板の要求が高まっている。しか
しながら、これら高熱伝導性基材は汎用基材に比べ非常
に高価で、入手し難く、且つ成形性が悪いなどの問題が
あり、市場ニーズから高熱伝導性基板の要求が高まって
いる中で、コスト的面や供給面から使用量が増大しない
などの問題がある。
本願発明は、前記問題を解決して従来より低コストで充
分に高熱伝導性を維持出来る金属ベース基板を提供せん
とするものである。
(課題を解決するための手段〕 本願発明は、上記目的を達成するため、絶縁層に高熱伝
導性基材と汎用の低熱伝導性基材の複合絶縁層を用いる
もので、詳しくは金属ベース基板をつぎの(1)、(2
)のように構成するものである。
(1)導体、絶縁層、金属板をこの順に積層した基板で
あって、実装する放熱部品の直下及びその周辺の絶縁層
を高熱伝導性基材で形成し、その他の部分の絶縁層を低
熱伝導性基材で形成する。
(2)導体、絶縁層、金属板をこの順に積層した基板で
あって、実装する放熱部品の直下及びその周辺の絶縁層
を高熱伝導性基材のみで形成し、その他の部分の絶縁層
を導体側が低熱伝導性基材で金属板側が高熱伝導性基材
の複合絶縁層で形成する。
〔作m〕
上記(1)、(2)の構成によれば、絶縁層の一部分に
高熱伝導性基材を用いるだけにもかかわらず、絶縁層が
全て高熱伝導性基材からなる金属ベース基板と遜色のな
い放熱特性を得ることができる。
(実施例) 以下、本願発明を実施例で説明する。
第1図は本願の第1の発明の実施例である金属ベース基
板の断面図であり、第2図は同金属ベース基板から製作
したプリント配線板の断面図である。
図において、1aは金属ベース基板、2はベース金属板
、3は汎用基材(低熱伝導性基材)による絶縁層、4は
高熱伝導性基材による絶縁層、5は導体、6aはプリン
ト配線板、7は放熱部品である。
続いて、この金属ベース基板1a及びプリント配線板6
aの製法を説明する。
先ず、ベース金属板2として、熱伝導率の高い、純アル
ミニウム板(3its厚さ)を用意し、片面の絶縁層3
.4に接する側にアルマイト処理などの接着処理を施し
、全体をトリクレン蒸気脱脂などの方法で脱脂する。
次に絶縁層用基材の低熱伝導性の汎用基材として、エポ
キシ樹脂含浸処理ガラスクロス(0,!■厚さ)のプリ
プレグを用意し、これを第2図に示す複合絶縁層を有す
る金属ベースプリント配線板6aでの放熱部品7の位置
(直下及びその周辺)に相当する部分をパンチング加工
や裁断等の方法で切欠いておく。高熱伝導性基材として
、エポキシ樹脂含浸処理の高純度アルミナベーパ(0,
1a+m厚さ)のプリプレグを用意し、これを前記汎用
基材の切欠部に相当する形状寸法にパンチング加工や裁
断等の方法で切断しておく。次に第1図に示す金属ベー
ス基板lを製作するため、各材料を積層する。先ず、前
記処理をしたベース金属板2をステンレス板(1,6m
++Faさ)上に載置し、その上に前記した汎用基材の
絶縁層材料を所定の位置に置き、その切欠部分に、高熱
伝導性基材を置く。
更にその上に、導体5としての70μm厚さの電解鋼箔
を載置する。これを持って構成基材の積層は完了する。
次にこの積層品をプレス成形する。プレス成形は、圧力
40 Kg/c♂、温度170℃1時間60分の条件で
、各基材を一体に硬化させる。これにより、第1図に示
す複合絶縁層を有する金属ベース基板1を得る。
この基板の導体5上の必要部分に、アルカリ剥離型レジ
ストを印刷した後アルカリエッチャントのエツチング液
で、45℃、ライン速度1.8m/分でスプレーエツチ
ングし、所定のパターンを有する複合絶縁層を有する金
属ベースプリント配線板6aを得る。この際、2種類の
絶縁層とパターンと実装部品の位置を合せる様、パター
ンユング前に充分に位置合せし、ズレない様にする。
ところで、高放熱部品7から発生する熱は、その直下の
導体5.絶縁層4及びベース金属板2にその大部分が伝
導され、その範囲は部品直下から略45゛の拡がりをも
ってベース金属板2側に伝導され放熱される。この様な
理由から、本実施例は、高熱伝導性基材4を、放熱部品
の直下及びその周囲のみに配置しており、これで充分実
用に供し得る高放熱性基板を得ることが出来る。
なお、複合絶縁層は、前述のように、汎用基材による絶
縁層の間にスポット的に高熱伝導性基材による絶縁層を
配置するのみならず、両者を格子状に配置したり、周辺
部のみに汎用基材による絶縁層を形成したり、必要に応
じて種々の形態をとることが出来ることは云うまでもな
い。
又、複合絶縁層は、実装部品の発熱程度に応じて、種々
のレベルの熱伝導率の基材を2種以上組合せて形成する
ことも出来る。
次に本願の第2の発明の詳細な説明する。
第3図は同実施例の金属ベース基板の断面図であり、第
4図は同金属ベース基板から製作したプリント配線板の
断面図である。
図において、1bは金属ベース基板、6bはプリント配
線板であり、2乃至5及び7は、第1図、第2図の同一
符号部分と同−又は相当部分を指す。
続いて、この金属ベース基板1b及びプリント配線板6
bの製法を説明する。
先ず、ベース金属板2として、熱伝導率の高い純アルミ
ニウム板(3IIll厚さ)を用、@シ、片面の絶縁層
3,4に接する側に、アルマイト処理などの接着処理を
施し、全体をトリクレン蒸気脱詣などの方法で脱詣する
次に絶縁層用基材の低熱伝導性の汎用基材として、エポ
キシ樹脂含浸処理ガラスクロス(0,11I11厚さ)
のプリプレグを用意し、これを第4図に示す複合絶縁層
を有する金属ベースプリント配線板6bでの放熱部品7
の位置(直下及びその周辺)に相当する部分をパンチン
グ加工や、裁断等の方法で切欠いてあく。
高熱伝導性基材として、エポキシ樹脂含浸処理の高純度
アルミナベーパ(0,1m■厚さ)のプリプレグを用意
し、これを前記した汎用基材の切欠部に相当する形状方
法にパンチング加工や裁断等の方法で切断したものと、
無切断のものを用意しておく。
次に、第3図に示す金属ベース基板lを製作するため、
各材料を積層する。
先ず、前記処理をしたベース金属板2をステンレス板(
1,6mm厚さ)上に載置し、その上に前記した高熱伝
導性基材4を置く。これに合せる様に、この上に、低熱
伝導性の汎用基材3を乗せる。更に、その汎用基材の切
欠切断部分に、高熱伝導性基材4を置く。この様にして
絶縁層基材の積層が終り、その上に導体5としての70
μm厚さの電解銅箔を載置し、積層を完了する。
次にこの積層品をプレス成形する。プレス成形は、圧力
40にg/crn”、温度170℃9時間60分の条件
で、各基材を一体に硬化させた。これにより、第3図に
示す複合絶縁層を有する金属ベース基板1を得る。
この基板の導体5を、必要部分に、アルカリ剥離型レジ
ストを印刷した後アルカリエッチャントのエツチング液
で、45℃、ライン速度1.8m/分でスプレーエツチ
ングし、所定のパターンを有する複合絶縁層を有する金
属ベースプリント配線板6bを得る。この際、214類
の絶縁層とパターンと実装部品の位置を合せる様、パタ
ーンユング前に充分に位置合せし、ズレのない様にする
上述の構成により、本・願の第1の発明の実施例と同様
の理由で高放熱性の基板を得ることができる。
なお、複合絶縁層は、上述のように、導体側の絶縁層は
、汎用基材による絶縁層の間にスポット的に高熱伝導性
基材を配置した形態であるが、このみならず、両者を格
子状に配置したり、周辺部のみに汎用基材の絶縁層を形
成したり、必要に応じて種々の形態をとることが出来る
のは云うまでもない。
又、複合絶縁層は、実装部品の発熱程度に応じて、種々
のレベルの熱伝導率の基材を2種以上組合せて形成する
ことも出来る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、高コストを占め
る高熱伝導性基材による絶縁層を必要部分のみに配置す
ることにより、金属ベース基板を安価に供給することが
出来、又従来の高熱伝導性基材による絶縁層のみで形成
した金属ベース基板の放熱特性と遜色ない基板を供給す
ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願の第1の発明の実施例である金属ベース基
板の断面図、第2図は同金属ベース基板から製作したプ
リント配線板の断面図、第3図は本願の第2の発明の実
施例である金属ベース基板の断面図、第4図は第3図の
金属ベース基板から製作したプリント配線板の断面図、
第5図(a)は汎用基材による絶縁層を有する従来の金
属ベース基板の断面図、第5図(b)は高熱伝導性基材
による絶縁層を有する従来の金属ベース基板の断面図で
ある。 図において、1a、1bは複合絶縁層を存する金属ベー
ス基板、2はベース金属板、3は汎用基材(低熱伝導性
基材)による絶縁層、4は高熱伝導性基材による絶縁層
、5は導体、6a、6bはプリント配線板、7は放熱部
品である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 5、導体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)導体,絶縁層,金属板をこの順に積層した基板で
    あって、実装する放熱部品の直下及びその周辺の絶縁層
    を高熱伝導性基材で形成し、その他の部分の絶縁層を低
    熱伝導性基材で形成してなることを特徴とする複合絶縁
    層を有する金属ベース基板。
  2. (2)導体,絶縁層,金属板をこの順に積層した基板で
    あって、実装する放熱部品の直下及びその周辺の絶縁層
    を高熱伝導性基材のみで形成し、その他の部分の絶縁層
    を導体側が低熱伝導性基材で金属板側が高熱伝導性基材
    の複合絶縁層で形成してなることを特徴とする複合絶縁
    層を有する金属ベース基板。
JP28327788A 1988-11-09 1988-11-09 複合絶縁層を有する金属ベース基板 Pending JPH02129989A (ja)

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