CN106170174B - 印刷基板和电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及印刷基板和电子装置。印刷基板包括：基础构件；设置在该基础构件上的凹部；装配在所述凹部内的散热构件；以及布线图案，所述布线图案隔着绝缘体设置在所述散热构件和所述基础构件的上侧上。形成有其中所述凹部的内周面和所述散热构件的外周面彼此接触的接触部和其中所述凹部的内周面和所述散热构件的外周面彼此不接触的分离部。所述凹部和所述散热构件之间的间隙内填充有所述基础构件的通过加热而融化的热固性树脂。所述布线图案的宽度方向上的至少局部部分经过与所述分离部竖直重叠的位置，而所述布线图案的所述宽度方向上的整个部分都不经过与所述接触部竖直重叠的位置。

Description

印刷基板和电子装置

技术领域

本发明的一个或多个实施方式涉及一种结构，在该结构中通过嵌入在印刷基板中的散热构件来消散安装在该印刷基板上的电子元件中产生的热。

背景技术

已经提出了各种方法，在这些方法中，将散热构件嵌入在印刷基板中，以便消散安装在该印刷基板上的电子元件中产生的热。

例如，在JP-A-2010-258260中，在印刷基板上安装电子元件的位置设置开口部(通孔)，并且将面积小于该开口部的散热构件(隔着导体)装配在该开口部中。另外，在该开口部的内周面中，在内周向上以预定间隔形成多个凹槽，并且在散热构件的外周面上形成与每个凹槽接合的多个突起。此外，利用由粘合剂树脂制成的填料填充在将散热构件装配到开口部中之后产生的间隙，因而将散热构件固定至印刷基板。

另外，在JP-A-2010-205995中，在印刷基板上安装电子元件的位置设置开口部(贯穿印刷基板的通孔)，将散热构件(金属件)插入到该开口部中，并且然后通过加压使该散热构件变形将该散热构件固定至印刷基板，并且使印刷基板的高度和散热构件的高度变成一样。另外，在开口部的内周面上设置凸部和凹部，并且使凸部的顶点与散热构件接触，然后利用焊料填充开口部和散热构件之间的间隙。

如在JP-A-2010-258260和JP-A-2010-205995中，当在开口部的内周面上或散热构件的外周面上设置凸部或凹部并且使开口部的内周面和散热构件的外周面彼此部分接触时，可以防止散热构件从开口部脱出。

另外，在JP-A-2014-157949中，设置在下基础构件上的通孔利用金属片材或金属膏填充，并且在上面印刷金属图案，然后叠置上基础构件并对该上基础构件加压，然后将金属基础散热构件(热传递构件)嵌入到基础构件中。在该散热构件的上侧，隔着绝缘体设置多个布线图案，并且将电子元件安装在每个布线图案上。

如在JP-A-2014-157949中公开的，当将多个电子元件安装在一个散热构件的上侧上时，可以利用该散热构件有效地消散在多个电子元件中产生的热，并且可以提高基板的安装密度。

另一方面，在多层印刷基板中，例如在JP-A-2003-17862中公开的，基础构件的绝缘层和导电层由双面布线基板和预浸材料(prepreg)形成。通过将预浸材料夹在多个双面布线基板之间并将多个双面布线基板加热和加压，将包含在预浸材料中的热固性树脂溶解，然后使该热固性树脂固化。于是，多个双面印刷基板和预浸材料成为一体。

发明内容

例如，在图13A至图13C中的印刷基板50中，当在基础构件52上形成通孔52h或当将散热构件56装配到通孔52h中时，如图13A所示，可能在通孔52h的边缘上产生从基础构件52的板表面突出的毛刺。因而，如图13B所示，当在具有毛刺53的基础构件52上以及在散热构件56的上侧上设置绝缘层51并且在绝缘层51上进一步设置布线图案54和55时，毛刺53一定程度地塌缩。然而，有些时候，毛刺53的一部分骑跨在散热构件56上。在这种情况下，毛刺53以大山形状保留在散热构件56和基础构件52之间的边界部分处，因而在毛刺53周围产生残余应力。于是，当通过在布线图案54和55的上部上安装电子元件而使用印刷基板50时，各部分由于电子元件中产生的热或周围温度的变化而反复地膨胀和收缩。由于各部分的膨胀和收缩以及毛刺53周围的残余应力，如图13C所示，存在绝缘层51在毛刺53上面隆起并使布线图案54断开的情况。在布线图案54完全断开的情况下，安装在布线图案54上的电子元件不能操作。

本发明的一个或多个实施方式的目的是防止嵌入在印刷基板中的散热构件和基础构件之间的边界部分的上侧的布线图案断开。

根据本发明的一个或多个实施方式的印刷基板包括：基础构件，该基础构件包括加强构件和热固性树脂，并且形成为板状；设置在该基础构件的下表面上的凹部；装配在所述凹部内的散热构件；以及布线图案，所述布线图案隔着绝缘体设置在所述散热构件和所述基础构件的上侧上。然后，在所述散热构件装配在所述凹部内的状态下，形成有其中所述凹部的内周面和所述散热构件的外周面彼此接触的接触部和其中所述凹部的内周面和所述散热构件的外周面彼此不接触的分离部，所述凹部和所述散热构件之间的间隙内填充有所述基础构件的通过加热而融化的热固性树脂，并且所述布线图案被设置成：所述布线图案的宽度方向上的至少局部部分经过与所述分离部竖直重叠的位置，而所述布线图案的所述宽度方向上的整个部分都不经过与所述接触部竖直重叠的位置。

根据本发明的一个或多个实施方式，在其中所述散热构件装配到设置在所述印刷基板的基础构件上的凹部内的状态下，形成了其中所述凹部的内周面和所述散热构件的外周面彼此接触的接触部和其中所述凹部的内周面和所述散热构件的外周面彼此不接触的分离部。另外，所述布线图案被设置成：所述布线图案的宽度方向上的整个部分或局部部分经过与所述分离部重叠的位置，而所述布线图案的所述宽度方向上的整个部分都不经过与所述接触部重叠的位置。于是，在所述散热构件和所述基础构件之间的边界部分上，即使在接触部上产生基础构件的骑跨在所述散热构件上的毛刺，担心可能在毛刺周围产生残余应力，也不会在分离部上产生基础构件的骑跨在所述散热构件上的毛刺，因此不会由于毛刺产生残余应力。因而，通过将布线图案设置成使得布线图案的宽度方向上的至少局部部分经过与所述分离部竖直重叠的位置，可以防止布线图案在所述散热构件和所述基础构件之间的边界部分的上侧断开。

在本发明的一个或多个实施方式中，在以上描述的印刷基板中，多个接触部和分离部可以分别以预定间隔交替地设置在所述凹部和所述散热构件的周向上。

另外，根据本发明的一个或多个实施方式，在以上描述的印刷基板中，所述接触部可以由形成在所述凹部的内周面上的凸部形成，并且所述分离部可以由所述凹部的内周面上的所述凸部之外的部分形成。

另外，根据本发明的一个或多个实施方式，在以上描述的印刷基板中，所述基础构件可以包括：包括所述绝缘体的第一绝缘层，所述布线图案设置在该第一绝缘层的上表面上；以及设置在所述第一绝缘层的下表面上的第二绝缘层，所述凹部的内周面可以由形成在所述第二绝缘层中的通孔的内周面形成，所述凹部的底表面可以由所述第一绝缘层的下表面形成，并且所述布线图案可以从不与所述散热构件竖直重叠的位置经过所述布线图案的宽度方向上的至少局部部分与所述分离部竖直重叠的位置而到达与所述散热构件竖直重叠的位置。

另外，根据本发明的一个或多个实施方式，在以上描述的印刷基板中，所述布线图案可以被设置成使得所述布线图案的宽度方向上的整个部分都经过与所述分离部竖直重叠的位置。

另外，根据本发明的一个或多个实施方式的电子装置包括以上描述的印刷基板以及电子元件，所述电子元件在与所述散热构件竖直重叠的位置安装在所述印刷基板上。

另外，根据本发明的一个或多个实施方式，在以上描述的电子装置中，所述散热构件可以从所述印刷基板的下表面暴露出，并且所述电子装置可以进一步包括外部散热体，该外部散热体设置在所述印刷基板的下侧上，从而与所述散热构件的暴露表面接触。

根据本发明的一个或多个实施方式，可以防止嵌入在印刷基板中的散热构件和基础构件之间的边界部分的上部上的布线图案断开。

附图说明

图1是示出了本发明的一个实施方式中的印刷基板的上表面层的图；

图2是示出了图1中的横截面A-A的图；

图3是示出了图1中的印刷基板的内层的图；

图4是示出了图1中的印刷基板的下表面层的图；

图5A至图5C是示出了设置在图1中的印刷基板上的金属芯和凹部的图；

图6A是示出了图1中的印刷基板的制造过程的图；

图6B是示出了图6A中的制造过程的延续的图；

图7A和图7B是示出了在图1中的印刷基板的制造过程中在接触部上产生的毛刺的示例的图；

图8A和图8B是示出了在图1中的印刷基板的制造过程中在分离部上产生的毛刺的示例的图；

图9是示出了本发明中的另一个实施方式的图；

图10是示出了本发明中的又一个实施方式的图；

图11是示出了本发明中的又一个实施方式的图；

图12是示例了本发明中的又一个实施方式的图；以及

图13A至图13C是用于描述本发明的实施方式的目的的图。

具体实施方式

在本发明的实施方式中，阐述了许多具体细节以便提供本发明的完全理解。然而，对本领域技术人员将明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其它情况下，没有详细描述公知特征以避免使本发明模糊不清。

在下文中，将参照附图描述本发明的实施方式。在每幅图中，相同的附图标记将被赋予相同或对应元件。

首先，将参照图1至图5C描述一个实施方式中的印刷基板10和电子装置100的结构。

图1是示出了印刷基板10的上表面上的上表面层L1的图。图2是示出了图1中的横截面A-A的图。图3是示出了印刷基板10的内部的内层L2、L3和L4的图。图4是示出了印刷基板10的下表面上的下表面层L5的图；图5A至5C是示出了设置在印刷基板10上的金属芯3和凹部11k的图。

图1和图3示出了从印刷基板10的上侧看的状态，而图4和图5A至图5C示出了从印刷基板10的下侧看的状态。另外，在每幅图中，为了方便起见，仅示出了印刷板10和电子装置100的一部分。

电子装置100由DC-DC转换器构成，该DC-DC转换器安装在例如电动车辆或混合汽车中。电子装置100包括印刷基板10、电子元件9a至9j和散热片4。

如图2所示，印刷基板10是多层基板，在该多层基板上，表面层L1和L5分别设置在该多层基板的上表面和下表面上，并且多个内层L2、L3和L4设置在该多层基板的内部。如图1至图4所示，在印刷基板10中包括基础构件11、金属芯3、布线图案5a至5w以及通孔6a至6e。

基础构件11由第一绝缘层1和第二绝缘层2形成。第一绝缘层1由具有高导热率的预浸材料形成。该具有高导热率的预浸材料是例如通过将铝与环氧树脂混合而产生的预浸材料，并且具有高导热率和绝缘特性。铝是增强构件的实施例，而环氧树脂是热固性树脂的实施例。

第一绝缘层1形成为具有预定厚度(大约100μm)的平面形状。在第一绝缘层1的暴露于外部的上表面上，设置有上表面层L1。如图1所示，电子元件9a至9g和布线图案5a至5i设置在上表面层L1上。

布线图案5a至5i由具有导电率和导热率的铜箔形成。图线图案5a至5i的一部分用作用于焊接电子元件9a至9g的焊接区(land)。电子元件9a至9g由场效应晶体管(FET)9a至9b、分立元件9c和芯片电容器9d至9g形成。

FET 9a至9b为具有高发热量的表面安装型电子元件。FET 9a的源极端子s1焊接在布线图案5a上。FET 9a的栅极端子g1焊接在布线图案5b上。FET 9a的漏极端子d1焊接在布线图案5c上。FET 9b的源极端子s2焊接在布线图案5c上。FET 9b的栅极端子g2焊接在布线图案5d上。FET 9b的漏极端子d2焊接在布线图案5e上。

如图2所示，分立元件9c为包括穿过印刷基板10的引线端子t1和t2(图1)的电子元件。分立元件9c的主体部安装在第一绝缘层1的上表面上。分立元件9c的每个引线端子t1和t2分别插入在通孔6c和6d内并且然后被焊接。

芯片电容器9d至9g为表面安装型电子元件。如图1所示，芯片电容器9d焊接在布线图案5b和5h上。芯片电容器9e焊接在布线图案5e和5f上。芯片电容器9f焊接在布线图案5d和5i上。芯片电容器9g焊接在布线图案5e和5g上。

如图2所示，第二绝缘层2设置在第一绝缘层1的下表面上。第二绝缘层2形成为厚度比第一绝缘层1厚的平面形状并且具有层叠结构。更具体地说，第二绝缘层2是通过将覆铜层压体2a结合至普通预浸材料2b的上表面和下表面而形成的。

普通预浸材料2b是能够用作用于通用印刷基板的材料的预浸材料，并且是其中例如环氧树脂被浸渍到玻璃纤维内的板状构件。覆铜层压体2a是一板，其中铜箔被粘贴在其中环氧树脂被浸渍到玻璃纤维内的板状芯构件2c的上表面和下表面上。分别形成普通预浸材料2b和覆铜层压体2a的玻璃纤维和环氧树脂在当前实施例中彼此具有不同成分。然而，在另一个实施例中，其成分可以相同。玻璃纤维是增强构件的实施例，而环氧树脂是热固性树脂的实施例。

作为另一个实施例，可以使用另一种增强构件如碳纤维来代替玻璃纤维，并且可以使用由环氧树脂之外的热固性树脂形成的板构件作为第二绝缘层2。

内层L2利用第二绝缘层2的覆铜层压体2a中的每个层压体的铜箔部分设置在第一绝缘层1和第二绝缘层2之间，并且内层L3和L4设置在第二绝缘层2的内部，而下表面层L5设置在第二绝缘层2的下表面上。

如图3所示，布线图案5j至5n、5j’至5n’和5j”至5n”设置在内层L2至L4中。布线图案5j至5n、5j’至5n’和5j”至5n”中的每个由具有导电率和导热率的铜箔形成。

在当前实施例中，内层L2的布线图案5j、5k、5l、5m和5n、内层L3的布线图案5j’、5k’、5l’、5m’和5n’和内层L4的布线图案5j”、5k”、5l”、5m”和5n”分别具有相同形状。作为另一个实施例，内层L2、L3和L4中的每个层的布线图案的形状都可以彼此不同。

如图4所示，电子元件9h至9j和布线图案5o至5W设置在下表面层L5上。布线图案5o至5w由具有导电率和导热率的铜箔形成。布线图案5p、5q、5s、5t和5W的一部分用作用于焊接电子元件9h至9j的焊接区。

电子元件9h至9j为表面安装型芯片电容器。芯片电容器9h焊接在布线图案5p和5q上。芯片电容器9i焊接在布线图案5t和5s上。芯片电容器9j焊接在布线图案5v和5w上。

如图2等所示，凹部11k设置在基础构件11的下表面上。具体地说，凹部11k设置在第二绝缘层2上，从而在从第二绝缘层2的下表面在厚度方向上凹入的同时到达第一绝缘层1的下表面。金属芯3装配在凹部11k中。金属芯3还设置在第二绝缘层2上，从而从第二绝缘层2的下表面到达第一绝缘层1的下表面。

另外，金属芯3设置在第一绝缘层1的下表面上，从而与FET 9a至9b至少竖直重叠。具体地说，如图1所示，金属芯3被广泛地设置，从而与设置在从印刷基板10的上侧看的第一绝缘层1的上表面上的多个布线图案5a至5e、5h和5i或多个电子元件9a、9b、9d和9f的全部或部分重叠。

金属芯3由具有导热率的诸如铜之类的金属板形成。如图1、图4和图5A至图5C所示，从上侧或从下侧看时，金属芯3形成为矩形形状。从上侧或从下侧看时，凹部11k形成为几乎矩形形状。凹部11k的面积大于金属芯3的面积。

如图2所示，金属芯3的上表面被第一绝缘层1覆盖。金属芯3的下表面从第二绝缘层2暴露出。在本发明的一个或多个实施方式中，金属芯3是“散热构件”的实施例。

第一绝缘层1和金属芯3的导热率高于第二绝缘层2的导热率。另外，金属芯3的导热率高于第一绝缘层1的导热率。具体地说，例如，第一绝缘层1的导热率为3W/mK到5W/mK(mK：米开尔文)，而第二绝缘层2的导热率为0.3W/mK到0.5W/mK。另外，在金属芯3由铜制成的情况下，金属芯3的导热率为大约400W/mK。

在内层L2至L4中的每个层中，第二绝缘层2的绝缘体(环氧树脂或玻璃纤维)被插设在布线图案5j至5n、5j’至5n’和5j”至5n”与金属芯3之间(图2和图3)。由于该原因，金属芯3分别与布线图案5j至5n、5j’至5n’和5j”至5n”绝缘。

在下表面层L5上，在金属芯3和设置在金属芯3附近的布线图案5o、5p、5r、5s和5u之间设置预定绝缘距离(图2和图4)。因此，金属芯3和每个布线图案5o至5w都被绝缘。

在上表面层L1中，第一绝缘层1插设在金属芯3和直接设置在金属芯3上方的布线图案5a至5e、5h和5i之间(图1和图2)。换言之，布线图案5a至5e、5h和5i隔着第一绝缘层1设置在金属芯3的上侧上。由于该原因，金属芯3和布线图案5a至5e、5h和5i彼此绝缘。另外，布线图案5a、5e、5f、5g、5i和5h隔着第一绝缘层1设置在第二绝缘层2的上侧上。由于该原因，内层L2中的布线图案5j至5n和上表面层L1上的布线图案5a、5e、5f、5g、5i和5h彼此绝缘。在本发明的一个或多个实施方式中，第一绝缘层1是“绝缘体”的实施例。

通孔6a到6e穿过第一绝缘层1、第二绝缘层2以及设置在这两个绝缘层1和2二者上的布线图案(图2)。在每个通孔6a到6e的内表面上，施加铜或锡镀层。通孔6a到6e连接其它层L1到L5上的布线图案。

具体来说，多个通孔6a被设置成穿过绝缘层1和2以及上表面层L1上的布线图案5a、内层L2至L4上的布线图案5J、5J’和5J”、以及下表面层L5上的布线图案5o。每一个通孔连接布线图案5a、5j、5j’、5j”和5o。

多个通孔6b被设置成穿过绝缘层1和2、上表面层L1上的布线图案5e、内层L2至L4上的布线图案5m、5m’、5m”、以及下表面层L5上的布线图案5s。每一个通孔6b连接布线图案5e、5m、5m’、5m”和5s。

通孔6c被设置成穿过绝缘层1和2、上表面层L1上的布线图案5e、内层L2至L4上的布线图案5m、5m’和5m”、以及下表面层L5上的布线图案5s。分立元件9c的一个引线端子t1被焊接到通孔6c，从而借助于通孔6c将引线端子t1和布线图案5e、5m、5m’、5m”和5s连接至彼此。

通孔6d被设置成穿过绝缘层1和2、上表面层L1上的布线图案5f、内层L2至L4上的布线图案5n、5n’和5n”、以及下表面层L5上的布线图案5r。分立元件9c的另一个引线端子t2被焊接至通孔6d，从而借助于通孔6d将引线端子t2和布线图案5f、5n、5n’、5n”和5r连接至彼此。

通孔6e被设置成穿过绝缘层1和2、上表面层L1上的布线图案5h、内层L2至L4上的布线图案5k、5k’和5k”、以及下表面层L5上的布线图案5p。通孔6e连接布线图案5h、5k、5k’、5k”和5p。

如图2所示，散热片4设置在金属芯3和第二绝缘层2的下侧上。散热片4由诸如铝之类的金属制成，并且将在印刷基板10中产生的热消散到外部从而冷却印刷基板10。在本发明的一个或多个实施方式中，散热片4是“外部散热体”的实施例。

突出到上侧的凸部4a和4b形成在散热片4的上表面上。凸部4a和4b的上表面平行于印刷基板10的板表面。

螺钉孔4h在印刷基板10的厚度方向(图2中的竖直方向)上形成在散热片4的凸部4b上。在每个绝缘层1和2中，通孔7设置在电子元件9a至9j不与布线图案5a至5w重叠的位置。通孔7与散热片4的螺钉孔4h连通。

如图2所示，通过将螺钉8从第一绝缘层1的上侧穿过通孔7并拧到散热片4的螺钉孔4h中而将散热片4的凸部4b固定至第二绝缘层2的下表面。通过设置多个如上所述的螺钉连接部位，能够将散热片4安装在印刷基板10的下侧。

在散热片4的凸部4b被固定在第二绝缘层2的下表面上的状态下，金属芯3的下表面与散热片4的凸部4a的上表面接触。在当前实施例中，使散热片4的凸部4a的上表面的面积略微小于金属芯3的下表面的面积，以便确保下表面层L5上的布线图案5o、5p、5r、5s和5u与金属芯3之间的预定绝缘距离。

作为另一个实施例，考虑到下表面层L5上的布线图案以及电子元件的布置，可以使散热片4的凸部4a的上表面的面积与金属芯3的下表面的面积相同或比其略大。

具有高导热率的热油脂(未示出)施加在散热片4的凸部4a的上表面上。这样，能够提高凸部4a的上表面和金属芯3的下表面之间的粘结，因而能够提高从金属芯到散热片4的导热率。

接下来，将参照图1、图5A至图5C、图6A和图6B描述用于制造印刷基板10的方法。

图6A和图6B是示出了印刷基板10的制造过程的图。在图6A和图6B中，为了方便起见，以简化方式示出了印刷基板10的各个部分。

在图6A中，在设置在两个覆铜层压体2a当中的一个覆铜层压体2a的上侧表面和下侧表面二者上的铜箔上进行蚀刻过程等，于是形成内层L2和L3的布线图案5j至5n和5j’至5n’(在图6A和图6B中省略了附图标记)。另外，在另一个覆铜层压体2a的上侧表面上的铜箔上执行蚀刻过程等，于是形成内层L4的布线图案5j”至5n”(在图6A和图6B中省略了附图标记)(图6A的(1))。

接下来，形成用于将金属芯3装配到覆铜层压体2a中的通孔2h(图6A的(2))。另外，在普通预浸材料2b中，形成待装配到金属芯3中的通孔2h’(图6A的(3))。如下所述，通孔2h和2h’的内周面构成了凹部11k的内周面。

如图5A所示，从覆铜层压体2a或普通预浸材料2b的厚度方向上看，通孔2h和2h’形成为基本矩形形状。在通孔2h和2h’的内周面上，朝向内侧以恒定间隔形成了多个凸部2t。每个凸部2t的突出长度如此之长以至于在金属芯3装配到通孔2h和2h’内的状态下到达金属芯3的外周面，如图5B所示。

这样，在金属芯3装配到通孔2h和2h’内的状态下，形成了金属芯3的外周面与通孔2h和2h’的内周面彼此接触的接触部2t’(凸部2t的远端部)以及金属芯3的外周面与通孔2h和2h’的内周面彼此不接触的分离部2s(没有凸部2t的部分)。这里，在金属芯3以及通孔2h和2h’的周向上分别以恒定间隔交替地形成多个接触部2t’和分离部2s。

由于该原因，金属芯3与通孔2h和2h’的内周面之间的接触面积变得较小，因而可以容易地将金属芯3装配到通孔2h和2h’内。显然，当一旦将金属芯3装配到通孔2h和2h’内，由于与通孔2h和2h’的内周面接触的每个接触部2t’和金属芯3的外周面之间的摩擦阻力而可以使金属芯3难以从通孔2h和2h’逃逸。

另外，制备具有高导热率和预定厚度的预浸材料1a和将被粘贴在具有预定厚度的预浸材料1a的上表面上的铜箔5(图6A的(4))。此外，在对金属板如铜进行处理之后形成具有预定形状的金属芯3(图6A的(5))。

然后，将一个覆铜层压体2a、普通预浸材料2b、另一个覆铜层压体2a、具有高导热率的预浸材料1a和铜箔5以该顺序从下开始堆叠，并且将金属芯3装配到通孔2h和2h’中。然后，在层叠构件被加热的同时(在每个构件的厚度方向上)竖直挤压该层叠构件(图6B的(6))。

这样，覆铜层压体2a以及预浸材料2b和1a上的环氧树脂熔化并进入构件1a、2a和2b之间的间隙。然后，通过使环氧树脂固化，将构件1a、2a和2b结合，然后，构造第一绝缘层1、第二绝缘层2、内层L2至L4以及基础构件11的凹部11k(图6B的(6’))。凹部11k的内周面由通孔2h和2h’的内周面形成，凹部11k的底表面由具有高导热率的预浸材料1a的下表面形成。

另外，金属芯3和凹部11k以及分离部2s之间的间隙内填充有从预浸材料2b和1a以及覆铜层压体2a中的每个熔化的环氧树脂。然后，通过将环氧树脂固化而使基础构件11和金属芯3成一体。也就是说，金属芯3的上表面保持在第一绝缘层1上。金属芯3由覆铜层压体2a或预浸材料2b的玻璃纤维以及金属芯3与凹部11k之间的接触部2t’上的环氧树脂保持。另外，金属芯3通过覆铜层压体2a或预浸材料2的固化的环氧树脂2j而保持在金属芯3与凹部11k之间的分离部2s上。

图7A和图7B是示出了在印刷基板10的制造过程中在接触部2t’上产生的毛刺2z的示例。例如，当在覆铜层压体2a上在上侧(图6A中的(2))上形成通孔2h时或当在金属芯3装配到通孔2h内(图6B中的(6))时，如图7A所示，担心在通孔2h的凸部2t的端部上(即，在接触部2t’的向上侧突出的边缘上)产生芯构件2c的毛刺2z。于是，如上所述，如果每个构件5、1a、2a、2b和3的堆叠本体通过被加热和挤压而成一体，则毛刺2z的一部分会骑跨在金属芯3上。在这种情况下，如图7B所示，毛刺2z以山形形状保留在金属芯3和第二绝缘层2的边界部分上，因而在毛刺2z周围产生残余应力。

图8A和图8B是示出了在印刷基板10的制造过程中在分离部2s中产生的毛刺2z’的示例。当在覆铜层压体2a上在上侧上形成通孔2h时，如图8A所示，担心在相邻于通孔2h的凸部2t之间也就是说在分离部2s的向上侧突出的边缘上形成芯构件2c的毛刺2z’。然而，在这种情况下，如上所述，如果每个构件5、1a、2a、2b和3的堆叠本体通过被加热和挤压而成一体，则通过将毛刺2z’埋在填充分离部2s的环氧树脂中而将该毛刺2z’消除(图8B)。由于该原因，不会由于毛刺2z’而在金属芯3和第二绝缘层2之间的边界部分上产生残余应力。

在图6B中，如上所述，在使每个构件5、1a、2a、2b和3的堆叠本体成一体之后，在铜箔5和基础构件11上的预定位置开设通孔，在这些通孔的内表面上施加镀层，于是形成通孔6a至6e(图6B中的附图标记6的一部分形成(图6B中的(7))。接下来，通过在设置在最下面部分上的铜箔上执行蚀刻过程，在第二绝缘层2的下表面上形成下表面层L5的布线图案5o至5w(在图6B中省略了附图标记)。另外，通过在设置在最上面部分上的铜箔5上执行蚀刻过程，在第一绝缘层1的上表面上形成上表面层L1的布线图案5a至5i(在图6B中省略了附图标记)(图6B的(8))。

在这种情况下，如图1中所示，在上表面层L1上，设置在金属芯3和第二绝缘层2的边界部分上的布线图案5a、5e、5h和5i的宽度方向上的整个部分都被设置成经过与分离部2s竖直重叠的位置，而不经过与接触部2t’竖直重叠的部分。具体地说，布线图案5a、5e、5h和5i设置在上表面层L1上，使得布线图案5a、5e、5h和5i的宽度方向上的整个部分都到达与金属芯3竖直重叠的位置，但是从不与金属芯3竖直重叠的位置经过而到达与分离部2s竖直重叠的位置。

接下来，进行表面处理，如将抗蚀剂或丝网施加至第一绝缘层1的暴露上表面、布线图案5a至5i、第二绝缘层2的下表面、布线图案5o至5w等等(图6B的(9))。之后，通过将每个绝缘层1和2的端部的额外部分切除而对外部形状进行处理(图6B中的(10))。如上所述，形成了印刷基板10。

根据以上描述的实施方式，在其中金属芯3装配在设置在印刷基板10的基础构件11上的凹部11k内的状态，彼此接触的接触部2t’和彼此不接触的分离部2s形成在凹部11k的内周面和金属芯3的外周面之间。然后，将上表面层L1上的布线图案5a、5e、5h和5i设置成经过与分离部2s重叠的位置，而不经过与接触部2t’重叠的位置。

由于该原因，即使担心在接触部2t’上产生芯构件2c的毛刺2z(图7B)和在毛刺2z周围产生残余应力，布线图案5a、5e、5h和5i也不出现在接触部2t’的位置上。因此，布线图案不会受到残余应力的影响。另一方面，不会在分离部2s上产生芯构件2c的毛刺(图8B)，因而也不会由于毛刺而产生残余应力。因而，即使当在分离部2s的位置上存在布线图案5a、5e、5h和5i时，布线图案也不会受到残余应力的影响。这样，在金属芯3和第二绝缘层2之间的边界部分的上侧，可以防止布线图案5a、5e、5h和5i由于由芯构件2c的毛刺引起的残余应力而断开。

另外，在以上描述的实施方式中，布线图案5a、5e、5h和5i在上表面层L1上设置成从与金属芯3竖直重叠的位置经过布线图案5a、5e、5h和5i的宽度方向上的整个部分都与分离部2s竖直重叠的位置而到达不与金属芯3竖直重叠的位置。因此，在金属芯3和第二绝缘层2之间的边界部分的上侧，可以防止布线图案5a、5e、5h和5i由于由芯构件2c引起的残余应力而断开，并且可以防止布线图案5a、5e、5h和5i的一部分损坏。因而，可以维持布线图案5a、5e、5h和5i的高电气稳定性。

另外，在以上描述的实施方式中，多个接触部2t’和分离部2s分别以预定间隙交替地设置在凹部11k和金属芯3的周向上。因此，当将金属芯3装配到凹部11k内时，由于每个接触部2t’与凹部11k的内周面和金属芯3的外周面之间的摩擦阻力，金属芯3变得难以从凹部11k逃逸。因此，通过对每个构件5、1a、2a、2b和3的堆叠本体进行加热和加压而将基础构件11和金属芯3成一体变得容易，因而可以容易地制造印刷基板10。

另外，在以上描述的实施方式中，当在覆铜层压体2a上或在基础构件11的预浸材料2b上形成通孔2h和2h’时，通过在通孔2h和2h’的内周面上设置多个凸部2t，可以容易地在凹部11k和金属芯3之间设置多个接触部2t’和分离部2s。另外，不必在金属芯3的外周面上进行复杂的处理。因此，可以容易地形成金属芯3。

另外，在以上描述的实施方式中，基础构件11由第一绝缘层1和导热率低于第一绝缘层1的第二绝缘层2形成，并且凹部11k和金属芯3在第二绝缘层2上设置成从第二绝缘层2的下表面到达第一绝缘层1的下表面。因此，能够容易地确定金属芯3相对于基础构件11的厚度方向的位置，而无需使凹部11k穿过基础构件11，因此可以容易地制造印刷基板10。另外，由于金属芯3的上表面与第一绝缘层1的下表面接触，所以安装在第一绝缘层1的上表面上的电子元件9a、9b、9d和9f中产生的热能够通过第一绝缘层1容易地传递至金属芯3，因而可以有效地将热消散。

此外，在以上描述的实施方式中，凹部11k设置成在厚度方向上从印刷基板10的下表面凹入，金属芯3从印刷基板10的下表面暴露出，并且散热片4安装在印刷基板10的下侧上，从而与金属芯3的暴露表面接触。因此，在安装在印刷基板10的上表面上的电子元件9a、9b、9d和9f中产生的热或传递至印刷基板10的热能够从金属芯3传递至散热片4，因而可以有效地将热消散到外部。

在本发明中，除了以上描述的实施方式之外，还可以采用各种实施方式。例如，在以上描述的实施方式中，描述了一个实施例，其中位于金属芯3和第二绝缘层2之间的边界部分的上侧上的布线图案5a、5e、5h和5i设置在上表面层L1上，使得这些布线图案的宽度方向上的整个部分都经过与分离部2s竖直重叠的位置。然而，本发明不仅仅限于以上描述。除此之外，例如，如图9所示，位于金属芯3和第二绝缘层2之间的边界部分的上侧上的布线图案5a和5e可以设置在上表面层L1上，使得这些布线图案的宽度方向上的整个部分都不经过与接触部2t’竖直重叠的位置，但是这些布线图案的宽度方向上的至少局部部分经过与分离部2s竖直重叠的位置。这里，布线图案5a和5e的宽度方向上的几乎整个部分在上表面层L1上都设置成经过与分离部2s竖直重叠的位置。

这样，在金属芯3和第二绝缘层2之间的边界部分中，即使在接触部2t’上产生骑跨在金属芯3上的芯构件2c的毛刺，并且在该毛刺周围产生残余应力，也不会在分离部2s上产生骑跨在金属芯3上的芯构件2c的毛刺，因而不会由于毛刺而产生残余应力。因此，在金属芯3和第二绝缘层2之间的边界部分上，即使由于芯构件2c的毛刺引起的残余应力而损坏布线图案5a和5e的局部部分，也可以防止完全断开。

另外，在以上描述的实施方式中，描述了一个实施例，其中凸部2t分别形成在构成凹部11k的覆铜层压体2a上和预浸材料2b的通孔2h和2h’的内周面上。然而，本发明不仅仅局限于此。除此之外，例如，图5A至图5C中所示的凸部2t可以仅仅形成在覆铜层压体2a的通孔2h的内周面上，，并且如图10中所示，在普通预浸材料2b中，可以形成在内周面上不具有凹部或凸部的通孔2h”。

另外，在以上描述的实施方式中，描述了一个实施例，其中从上侧或下侧看时金属芯3的形状为矩形形状。然而，不限于此，根据印刷基板上的电子元件的布置或形状，从上侧看时金属芯的形状可以为任何形状。例如，如图11所示，金属芯3’可以形成为从上侧看时具有多个角和边的不规则形状。在这种情况下，基础构件11’的凹部11k’也可以形成为从上侧看时具有多个角和边的不规则形状，并且其尺寸可以比金属芯3’的外部直径大。另外，如图11所示，通过仅在金属芯3’的外周面上以预定间隔设置多个凸部3t，可以在金属芯3’的外周面和凹部11k’的内周面之间设置接触部2t’和分离部2s。

另外，通过在金属芯的外周面上和凹部的内周面上都设置凸部，这些凸部接触的部分可以为接触部，而这些凸部之外的部分可以为分离部。

此外，如图12所示，金属芯3”可以形成为圆柱形形状，使得金属芯3”的外周面变成弯曲表面，然后可以以从上侧看的矩形形状形成基础构件11”的凹部11k”，从而能够装配金属芯3”。在这种情况下，即使不在金属芯3”的外周面和凹部11k”的内周面上设置凹部或凸部，如果将凹部11k”的内部宽度形成为与金属芯3”的直径相同，就可以形成其中金属芯3”的外周面和凹部11k”的内周面彼此接触的接触部2t’和其中金属芯3”的外周面和凹部11k”的内周面彼此不接触的分离部2s。

另外，在以上描述的实施方式中，描述了其中使用散热片4作为外部散热体的实施例。然而，除此之外，可以使用空气冷却或水冷却散热器或使用冷却剂的散热器。另外，不仅可以使用基于金属的外部散热体，还可以使用由具有高导热率的树脂形成的外部散热体。

另外，在以上描述的实施方式中，描述了其中本发明应用于印刷基板10(在该印刷基板10上设置两个表面层L1和L5以及三个内层L2至L4)的实施例。然而，本发明还可以应用于诸如布线图案之类的导体仅设置在上表面上的单层印刷基板或导体设置在等于两层或多于两层的层上的印刷基板。

另外，在以上描述的实施方式中，描述了其中以安装在电动车辆或混合汽车中的DC-DC转换器作为电子装置100的示例的实施例。然而，本发明可以应用于包括印刷基板、产生热的电子元件和散热体的其它电子装置。

尽管已经参照有限数量的实施方式描述了本发明，但是受益于该公开的本领域技术人员将认识到可以设计出不脱离如这里公开的本发明的范围的其它实施方式。因而，本发明的范围应该仅由所附权利要求来限定。

相关申请的交叉参考

本申请基于2015年5月19日提交的日本专利申请No.2015-101548的优先权并要求该日本专利申请的优先权权益。通过参考将该申请的全部内容结合于此。

Claims (7)

1.一种印刷基板，该印刷基板包括：

基础构件，该基础构件包括加强构件和热固性树脂，并且形成为板状；

设置在所述基础构件的下表面上的凹部；

装配在所述凹部内的散热构件；以及

布线图案，该布线图案隔着绝缘体设置在所述散热构件和所述基础构件的上侧上，

其中，在所述散热构件装配在所述凹部内的状态下，形成有所述凹部的内周面和所述散热构件的外周面彼此接触的接触部以及所述凹部的所述内周面和所述散热构件的所述外周面彼此不接触的分离部，

其中，所述凹部和所述散热构件之间的间隙内填充有所述基础构件的通过加热而融化的所述热固性树脂，并且

其中，所述布线图案被设置成：所述布线图案的宽度方向上的至少局部部分经过与所述分离部竖直重叠的位置，而所述布线图案的所述宽度方向上的整个部分都不经过与所述接触部竖直重叠的位置。

2.根据权利要求1所述的印刷基板，

其中，多个接触部和分离部分别以预定间隔交替地设置在所述凹部和所述散热构件的周向上。

3.根据权利要求1或2所述的印刷基板，

其中，所述接触部由形成在所述凹部的所述内周面上的凸部形成；并且

其中，所述分离部由所述凹部的所述内周面上的所述凸部之外的部分形成。

4.根据权利要求1或2所述的印刷基板，

其中，所述基础构件包括：

包括所述绝缘体的第一绝缘层，所述布线图案设置在该第一绝缘层的上表面上；以及

设置在所述第一绝缘层的下表面上的第二绝缘层，

其中，所述凹部的所述内周面由形成在所述第二绝缘层中的通孔的内周面形成；

其中，所述凹部的底表面由所述第一绝缘层的所述下表面形成；并且

其中，所述布线图案从不与所述散热构件竖直重叠的位置经过所述布线图案的宽度方向上的至少局部部分与所述分离部竖直重叠的位置而到达与所述散热构件竖直重叠的位置。

5.根据权利要求1或2所述的印刷基板，

其中，所述布线图案被设置成：所述布线图案的所述宽度方向上的所述整个部分都经过与所述分离部竖直重叠的所述位置。

6.一种电子装置，该电子装置包括：

根据权利要求1至5中任一项所述的印刷基板；以及

电子元件，该电子元件在与所述散热构件竖直重叠的位置安装在所述印刷基板上。

7.根据权利要求6所述的电子装置，

其中，所述散热构件从所述印刷基板的下表面暴露出；并且

其中，所述电子装置进一步包括外部散热体，该外部散热体设置在所述印刷基板的下侧上，以与所述散热构件的暴露表面接触。

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