CN109152214A - 布线基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种布线基板及其制造方法，重视生产率且即使在基于冲压的剪切加工中产生毛刺或飞边也能抑制树脂部和金属部发生剥离，从而能够实现高可靠性。利用具有导电布线层、在一面具有上述导电布线层的绝缘树脂层、和在上述绝缘树脂层的另一面配置并覆盖上述绝缘树脂层的端部的金属基板的布线基板。此外，利用的布线基板的制造方法包括：凹部形成工序，在层叠有导电布线层、树脂绝缘层和金属板的布线基板形成凹部；和冲压工序，通过模具冲压上述布线基板，使得在俯视下对上述凹部进行剪切加工，由上述金属板覆盖上述绝缘层的端部的一部分。

Description

布线基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及布线基板及其制造方法。
背景技术
近年来，社会环境的节能要求越来越强烈，因而逐步推进功率半导体、LED(LightEmitting Diode，发光二极管)等以减小耗电为目的的电子设备的普及。在这种电子设备中，从所搭载的框体组的小型化要求、电气、光学的容易设计性考虑，搭载于模块的设备的数目本身减少。作为结果，对每个元件的供给电量增加。因而，元件的高发热化成为问题。从而，具备高散热性这一点在确保产品的可靠性上变得重要。因而，开发了散热性高的布线基板，尤其是以金属为基底来贴合树脂布线基板的高散热基板(例如专利文献1以及2)。
以金属为基底的散热基板成为将作为散热部的金属板和形成了电布线层的树脂布线基板贴合的结构。一般是在以大张尺寸实施了贴合之后切割为期望的尺寸来进行单片化。
该单片化的方法一般为如专利文献1中所示那样基于刳刨机加工那样的切削的方法、基于模具的剪切加工的方法。但是，如果基板的制备个数变多而需要生产能力，则从抑制成本来考虑，主要基于模具的剪切加工也是有效的。
在基于模具的剪切加工中，在金属基底面会产生毛刺或飞边。在搭载有电子部件的散热基板还隔着散热润滑脂来设置散热片等时，由于该毛刺或飞边而散热润滑脂的厚度变厚。作为结果，散热特性恶化。
因此，在实施剪切加工的情况下，如专利文献2所示那样将冲压方向规定为一个方向，避免毛刺或飞边的产生方向成为电子部件搭载面。
图5(a)～图5(c)表示现有的基于剪切加工的基板的单片化工序。如图5(b)所示那样，将图5(a)所示的集合基板100由阴模14从下方支承并由冲模13冲压。结果形成图5(c)中所示的单片基板30。
此时，图6(a)中表示冲压得到的单片基板30的整体截面。单片基板30包括导体布线层1、绝缘树脂层2和金属基板3。此外，图6(b)表示单片基板30的端部放大截面图。在金属基板3的端部产生金属基板3的飞边。通过该飞边，绝缘树脂层2和金属基板3成为一体化的结构。
专利文献1：JP特开2007-258590号公报
专利文献2：JP特开2005-166868号公报
但是，如果从产品的可靠性观点来看，在搭载有这种反复发热的电子部件的散热基板中，会带来热上升和下降的反复。此时，会产生由绝缘树脂层2和金属基板3的线膨胀系数差引起的热应力。进而，由于存在金属基板3的飞边，因而对绝缘树脂层2会施加垂直方向的力。结果，绝缘树脂层2和金属基板3产生剥离，从而产生对散热特性、绝缘特性带来影响而不满足质量这样的问题。
发明内容
在此，本发明鉴于上述课题，其目的在于，提供一种重视生产率且即使在基于冲压的剪切加工中产生毛刺、飞边也能抑制树脂部和金属部发生剥离的布线基板及其制造方法。
为了解决上述课题，利用下述布线基板，该布线基板具有：导电布线层；在一面具有上述导电布线层的绝缘树脂层；和金属基板，配置于上述绝缘树脂层的另一个面，覆盖上述绝缘树脂层的端部。
此外，利用下述布线基板的制造方法，该布线基板的制造方法包括：凹部形成工序，在层叠有导电布线层、树脂绝缘层和金属板的布线基板形成凹部；和冲压工序，通过模具冲压上述布线基板，使得在俯视下对上述凹部进行剪切加工，由上述金属板覆盖上述绝缘层的端部的一部分。
发明效果
通过本公开中的布线基板及其制造方法，即使是基于生产率优良的冲压的剪切加工，也能抑制树脂部和金属部发生剥离，从而能够实现高可靠性。
附图说明
图1(a)是表示第1实施方式所涉及的布线基板的截面图，图1(b)是表示第1实施方式所涉及的布线基板的端部放大图，图1(c)～(e)是第1实施方式所涉及的布线基板的俯视图。
图2(a)～(d)是表示第1实施方式所涉及的布线基板的制造方法的截面图。
图3(a)是表示第2实施方式所涉及的布线基板的截面图，图3(b)是表示第2实施方式所涉及的布线基板的端部放大图。
图4(a)～(d)是表示第2实施方式所涉及的布线基板的制造方法的截面图。
图5(a)～(c)是表示现有技术所涉及的布线基板的制造方法的截面图。
图6(a)是表示现有技术所涉及的布线基板的截面图，图6(b)是表示现有技术所涉及的布线基板的端部放大图。
图7是利用了实施方式的布线基板的前灯的截面图。
符号说明
1 导体布线层
2 绝缘树脂层
2a 倾斜面
2b 垂直面
3 金属基板
4 保持部
5 发热部件
6 拐角部
10 布线基板
11 凹部形成模具
12 突起部
13 冲模
14 阴模
15a、15b 凹部
20 布线基板
21 刳刨机(router)
30 单片基板
70 前灯
72 透镜
100 集合基板
具体实施方式
以下，适当参照附图对实施方式详细地进行说明。此外，在以下的实施方式中，有时对实质上相同的结构赋予相同的符号，并省略说明。此外，以下说明的实施方式均表示一个具体例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置位置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等为一例，并不是限定本发明的主旨。进而，在以下的实施方式的结构要素中，关于表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的结构要素，作为任意的结构要素被说明。但是，有时省略所需程度以上的详细说明。例如有时省略已知的事项的详细说明、对实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明变得不必要地冗长，使本领域技术人员容易理解。
此外，附图以及以下的说明是用于使本领域技术人员充分地理解本申请的部分，并不意图由此限定权利要求书中记载的主题。
(第1实施方式)
<结构>
以下，采用图1说明本发明的第1实施方式。
图1是示意地表示本实施方式所涉及的布线基板10的结构的概略截面图的图1(a)和端部放大截面图的图1(b)。
图1(a)中布线基板10由为了电连接电子部件而形成的导体布线层1、和在导体布线层1与金属基板3之间形成的绝缘树脂层2形成。
导体布线层1在其上通过焊接等连接电子部件。因此，为了确保焊料的润湿，导体布线层1一般对铜材质的布线实施金、锡等的镀敷。此外，为了防止焊料的多余的润湿扩展，形成有阻焊剂等树脂。导体布线层1成为参照一般的树脂布线基板的结构。
此外，绝缘树脂层2一般包括含环氧树脂的工业塑料材料，为了抑制高温时的膨胀而往往复合玻璃布、芳纶、二氧化硅、氧化铝等线膨胀系数低的材料。
进而，金属基板3在一般的散热用途中往往包括铜、铝、或者其合金，有时由与钼、钨等的合金谋求导热率和低膨胀这两者。
图1(b)表示布线基板10的端部放大图。绝缘树脂层2的端部是相对于金属基板3的端部的铅垂方向或者绝缘树脂层2的上下表面而具有角度的倾斜面2a，下部由作为金属基板3的一部分的保持部4覆盖。金属基板3的材料的一部分成为重叠覆盖到绝缘树脂层2的端部的倾斜面2a的一部分的结构。绝缘树脂层2的厚度为80μm。绝缘树脂层2的端部的倾斜面2a相对于金属基板3的端部的铅垂方向或者绝缘树脂层2的上下表面而构成45度的角度。保持部4成为10～60μm的高度。
在此，角度θ优选为1度以上并小于90度。保持部4优选覆盖倾斜面2a的比例为10％以上且小于100％。保持部4的高度优选与绝缘树脂层2的上表面相同或者低于绝缘树脂层2的上表面。在保持部4的高度高于绝缘树脂层2的上表面的情况下，优选保持部4在平面上不与导体布线层1相接触。保持部4在平面上与导体布线层1考虑各自的热膨胀而优选分离0.5mm以上。
通过具有该保持部4，即使产生由于热导致的绝缘树脂层2和金属基板3的线膨胀差所引起的剥离，由于保持部4压住绝缘树脂层2和金属基板3，因而能够避免发生剥离。
此外，该保持部4的形成部位优选形成于实施方式1所涉及的单片的布线基板10的端部的整周。但是，也可只形成于容易发生剥离的拐角部(图1(d))。此外，也可只形成于搭载有发热部件而由于热引起的膨胀较大的部分。
图1(c)～图1(e)表示布线基板10的俯视图。
图1(c)中，保持部4存在于整周。图1(d)中，保持部4存在于拐角部6。保持部4也可仅存在于拐角部6。图1(e)中，保持部4位于发热部件5的附近的布线基板10的端部。保持部4也可仅位于发热部件5的附近。此外，保持部4的位置通过使设置下述的间隙(clearance)的场所变化而在布线基板10的全体、部分均能设定。
此外，保持部4不会超过绝缘树脂层2的上表面。原因是如以下所说明的那样，由冲模13按压上表面的缘故。
此外，发热部件5为LED等。布线基板10例如为汽车用的LED前灯的基板。
此外，发热部件5为LED、激光二极管、功率设备等发热元件。布线基板10有时为搭载有多个发热部件5的模块基板。布线基板10例如为用于汽车用的LED前灯、建筑物的航空障碍灯、高亮度探照灯、搭载于大型投影机的发光部的布线基板。
<制造方法>
接下来，采用图2(a)～图2(d)，对第1实施方式中的布线基板的制造方法进行说明。
图2(a)中，集合基板100为单片化前的基板尺寸，一般为100mm至300mm的尺寸，绝缘树脂层的厚度为80μm，金属板的厚度为1.5mm，为相同材质。此外，为了简化图，图1(a)中所示的导体布线层1在图2(a)～图2(d)中省略。
首先，如图2(b)所示那样，通过形成有突起部12的凹部形成模具11按压到集合基板100，在集合基板100形成凹部15a。突起部12的形状相对于按压的方向而构成1度以上且小于90度的角度。在本实施例中，突起部12的形状成为高度80μm、角度45度，对凹部形成模具11进行了切削而形成。由此在绝缘树脂层2形成具有角度的凹部15a。
接下来，如图2(c)所示那样，通过阴模14支承集合基板100并通过冲模13进行冲压。此时，通过使基于冲模13和阴模14形成的剪切部位与预先形成的凹部15a一致，从而由剪切加工产生的金属基板3的飞边部包覆于绝缘树脂层2的凹部斜面。
结果，如图2(d)所示那样，形成单片的布线基板10，形成保持部4(图1(b))。本实施方式中间隙为约75μm。这是金属板厚度1.5mm和铜材质所决定的适当间隙值。
此外，保持部4的形成高度、形成部位能由冲模13和阴模14的间隙控制。例如在提高保持部4的高度的情况下，通过增大间隙而增多流动的材料来实现。
(第2实施方式)
<结构>
以下，采用图3(a)、图3(b)来说明本发明的第2实施方式。图3(a)为布线基板20的截面图。图3(b)为布线基板20的端部放大截面图。未说明的事项与实施方式1相同。
本实施方式所涉及的布线基板20的特征在于，绝缘树脂层2的端部与金属基板3的端部平行地或者相对于绝缘树脂层2的上下表面而垂直地设置有垂直面2b。此外，绝缘树脂层2通过金属基板3的保持部4从侧面方向被约束。
通过这种结构，与实施方式1相比没有上下方向的约束，仅通过侧面的约束来防止绝缘树脂层2发生剥离。进而，从布线基板20的平面方向来观察的外观变得较好。即，保持部4覆盖绝缘树脂层2的部分在多个布线基板20间偏差较少。实施方式1的图1(b)的情况下，由于绝缘树脂层2的端部倾斜，因此由保持部4覆盖的范围容易产生偏差。
<制造方法>
接下来，采用图4(a)～图4(d)对第2实施方式中的布线基板的制造方法进行说明。
图4(a)中，集合基板100为单片化前的较大的基板尺寸。集合基板100为与实施方式1相同的尺寸、材质。此外，为了简化图，图3(a)、图3(b)中所示的导体布线层1在图4(a)～图4(d)中省略。
首先，如图4(b)所示那样，通过刳刨机21等切削加工而在集合基板100形成凹部15b。本实施方式中，刳刨机直径为6mm，前端形状是平坦的，角部半径为0.2mm。相对于绝缘树脂层的厚度80μm，设切入深度为90μm而加工至金属基板3。作为此时的凹部15b的加工手段，不仅为基于刳刨机21的加工，也可以是基于激光或者刃具的加工。
接下来，如图4(c)所示那样，通过阴模14支承集合基板100，并通过冲模13冲压集合基板100。此时，基于冲模13和阴模14的剪切部位与预先形成的凹部15b一致。由此通过剪切加工生成的金属基板3的保持部4与绝缘树脂层2的侧面相接触。
结果，如图4(d)所示那样，形成单片的布线基板20，形成图3(b)的保持部4。
(作为全体)
以上，基于实施方式对一个或者多个方式中采用的布线基板以及布线基板的制造方法进行了说明，但本发明并不限定于该实施方式。
只要不脱离本发明的主旨，对本实施方式实施了本领域技术人员所想到的各种变形、组合不同的实施方式中的结构要素而构建的方式也可包括在一个或者多个方式的范围内。
此外，布线基板10、20能够用于图7所示的汽车、自行车等的前灯70。图7是前灯70的截面图。前灯70具有反射体71(reflector)和布线基板10或者20、透镜72。来自布线基板10、20上的作为发热部件5的LED的光由反射体71反射，通过透镜72被向外部照射。
产业上的可利用性
本发明在利用了高输出LED的车载照明、产业没备、利用了进行大电流驱动的功率设备的DC-DC转换器、DC-AC逆变器等电力变换设备、进行高频驱动的系统LSI中有用。

Claims (14)

1.一种布线基板，具有：
导电布线层；
绝缘树脂层，在一个面具有所述导电布线层；和
金属基板，配置于所述绝缘树脂层的另一个面，覆盖所述绝缘树脂层的端部。
2.根据权利要求1所述的布线基板，其中，
所述绝缘树脂层的端部相对于所述绝缘树脂层的上下表面而具有倾斜面。
3.根据权利要求1所述的布线基板，其中，
所述绝缘树脂层的端部相对于所述绝缘树脂层的上下表面而具有垂直面。
4.根据权利要求1所述的布线基板，其中，
所述绝缘树脂层的端部的拐角部被所述金属基板覆盖。
5.根据权利要求1所述的布线基板，其中，
在所述导电布线层搭载有发热部件。
6.根据权利要求5所述的布线基板，其中，
所述发热部件为LED。
7.根据权利要求5所述的布线基板，其中，
所述发热部件的附近部的所述绝缘树脂层的端部配置为被所述金属基板覆盖。
8.一种汽车的前灯，利用了权利要求1所述的布线基板。
9.根据权利要求1所述的布线基板，其中，
所述绝缘树脂层的端部的整周被所述金属基板覆盖。
10.一种布线基板的制造方法，包括：
凹部形成工序，在层叠有导电布线层、树脂绝缘层和金属板的布线基板形成凹部；和
冲压工序，通过模具冲压所述布线基板，使得在俯视下对所述凹部进行剪切加工，由所述金属板覆盖所述绝缘层的端部的一部分。
11.根据权利要求10所述的布线基板的制造方法，其中，
在所述凹部形成工序中，通过将具有突起部的模具按压到所述布线基板来形成所述凹部。
12.根据权利要求10所述的布线基板的制造方法，其中，
所述突起部相对于所述布线基板的表面的顶角小于90度。
13.根据权利要求10所述的布线基板的制造方法，其中，
所述凹部形成工序通过切削加工来形成。
14.根据权利要求10所述的布线基板的制造方法，其中，
所述凹部形成工序通过激光来形成。
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