DE112012002829T5

DE112012002829T5 - Mehrschichtige Leiterplatte und Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen Leiterplatte

Info

Publication number: DE112012002829T5
Application number: DE112012002829.5T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Asano; Yasuhiro Koike; Kiminori Ozaki; Tetsuya Furuta; Takahiro Hayakawa; Tomoaki Asai; Hitoshi Shimadu; Masao Miyake; Ryou Yamauchi
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2014-04-24
Also published as: KR20140031998A; TW201304630A; US20140226296A1; TWI439194B; BR112013033573A2; CN103636297A; JPWO2013005451A1; JP5672381B2; WO2013005451A1

Abstract

Diese mehrschichtige Leiterplatte (20) weist ein Isoliersubstrat (40), eine Innenschichtkupferplatte (50, 60) und eine Außenschichtkupferfolie (70, 80) auf. Die Innenschichtkupferplatte (50, 60) ist innerhalb des Isoliersubstrats (40) angeordnet und wurde bemustert. Die Außenschichtkupferfolie (70, 80) ist in einem bemusterten Zustand auf der Oberfläche des Isoliersubstrats (40) angeordnet, dünner als die Innenschichtkupferplatte (50, 60) und weist einen Strompfadquerschnitt auf, der kleiner als der Strompfadquerschnitt der Innenschichtkupferplatte (50, 60) ist. Als Ergebnis wird eine mehrschichtige Leiterplatte geschaffen, bei der ein großer Strom und ein kleinerer Strom fließen können, während gleichzeitig eine Erhöhung des hervorstehenden Bereiches des Substrats vermieden wird; und es wird ein Verfahren zum Herstellen der mehrschichtigen Leiterplatte geschaffen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrschichtige Leiterplatte und ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen Leiterplatte.
HINTERGRUND
Das Patentdokument 1 beschreibt ein bedrucktes Substrat, das einen großen Stromfluss durch Anordnen von mehreren konzentrierten Stromdurchgangslöchern, die sich durch das Substrat von einer Vorderseite zu einer Rückseite erstrecken, ermöglicht.
DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-267649

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LOSENDE PROBLEME
Bei einer Konfiguration, bei der ein großer Strom durch ein Leitungsmuster fließt, muss der Querschnitt für ein dünnes Leitungsmuster erhöht werden. Somit muss die Breite erhöht werden. Dieses verbreitert den Bereich, der von dem Leitungsmuster belegt wird. Für ein dickes Leitungsmuster kann die Breite klein sein. Die Ätzzeit, die zum Bemustern benötigt wird, verlängert sich jedoch. Dieses erhöht die Kosten.
Wenn ein Substrat, das ein dünnes Leitungsmuster enthält, und ein Substrat, das ein dickes Leitungsmuster enthält, auf einem Substrat verbunden werden, das eine fluchtende Ebene aufweist, erhöht sich der Flächenbereich des Substrats.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mehrschichtige Leiterplatte und ein Verfahren zum Herstellen der mehrschichtigen Leiterplatte zu schaffen, die ein Fließen eines großen Stromes und eines kleineren Stromes ermöglichen, wobei eine Erhöhung des Flächenbereiches des Substrats vermieden wird.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Um die obige Aufgabe zu lösen, enthält eine mehrschichtige Leiterplatte gemäß der vorliegenden Erfindung ein Isolierbasismaterial, eine gemusterte Innenschichtmetallplatte, die in dem Isolierbasismaterial angeordnet ist, und eine Außenschichtmetallfolie, die in einem gemusterten Zustand auf einer Oberfläche des Isolierbasismaterials angeordnet ist. Die Außenschichtmetallfolie ist dünner als die Innenschichtmetallplatte und weist einen Strompfad auf, der einen kleineren Querschnitt als derjenige eines Strompfads der Innenschichtmetallplatte aufweist.
Bei der obigen Konfiguration ist die gemusterte Innenschichtmetallplatte in dem Isolierbasismaterial angeordnet, und es wird ein großer Stromfluss zu der gemusterten Innenschichtmetallplatte ermöglicht. Außerdem ist die gemusterte Außenschichtmetallfolie auf der Oberfläche des Isolierbasismaterials angeordnet, und es kann ein kleinerer Strom als zu der Innenschichtmetallplatte zu der Außenschichtmetallfolie fließen.
Bei einer Konfiguration, bei der ein großer Strom durch das Leitungsmuster fließt, muss der Querschnitt für ein dünnes Leitungsmuster erhöht werden. Somit muss die Breite erhöht werden, und es wird ein breiter Bereich von dem Leitungsmuster belegt. Im Gegensatz dazu kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein großer Strom zu der gemusterten Innenschichtmetallplatte fließen. Somit belegt das Leitungsmuster einen kleinen Bereich. Außerdem kann ein kleinerer Strom als derjenige zu der Innenschichtmetallplatte zu der gemusterten Außenschichtmetallfolie fließen. Da die Außenschichtmetallfolie auf der Oberfläche des Isolierbasismaterials angeordnet ist, ist der Flächenbereich klein.
Auf diese Weise ist ein Fließen eines großen Stromes und eines kleinen Stromes möglich, wobei eine Erhöhung des Flächenbereiches des Substrats vermieden wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Außenschichtmetallfolie auf zwei Oberflächen des Isolierbasismaterials angeordnet. Bei der obigen Konfiguration kann die Außenschichtmetallfolie auf beiden Oberflächen des Isolierbasismaterials angeordnet sein.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erstreckt sich ein Leitungsmuster, das von der Innenschichtmetallplatte ausgebildet wird, aus dem Isolierbasismaterial und ist an einem Gehäuse fixiert.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das Isolierbasismaterial ein Isolierkernsubstrat, und die gemusterte Innenschichtmetallplatte ist an das Isolierkernsubstrat geklebt bzw. haftet an diesem.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Innenschichtmetallplatte eine Kupferplatte.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine sechsschichtige Struktur zwei erste Schichten, die von der Innenschichtmetallplatte ausgebildet werden und in einer Stapelrichtung übereinander angeordnet sind, zwei zweite Schichten, die von der Außenschichtmetallfolie ausgebildet werden und in der Stapelrichtung übereinander angeordnet sind, und zwei dritte Schichten, die in der Stapelrichtung übereinander angeordnet sind.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Durchgangsloch, das sich in der Stapelrichtung von einer der beiden zweiten Schichten, die in der Stapelrichtung übereinander angeordnet sind, zu der anderen zweiten Schicht erstreckt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mindestens eine Öffnung des Durchgangsloches mit einem Isoliermaterial gefüllt, und die dritte Schicht ist auf dem Isoliermaterial angeordnet.
Bei der obigen Konfiguration kann das Substrat miniaturisiert werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Teilungsloch, das sich in der Stapelrichtung von einem der beiden zweiten Schichten, die in der Stapelrichtung übereinander angeordnet sind, zu der anderen zweiten Schicht erstreckt.
Bei der obigen Konfiguration kann das Potenzial zwischen den geteilten Schichten aufgeteilt werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mindestens eine Öffnung des Teilungsloches mit einem Isoliermaterial gefüllt, und die dritte Schicht ist auf dem Isoliermaterial angeordnet.
Bei der obigen Konfiguration kann das Substrat miniaturisiert werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Anschlussfläche, die ein Steuerhalbleiterelement und ein Leistungshalbleiterelement miteinander verbindet, auf der dritten Schicht ausgebildet.
Bei der obigen Konfiguration können das Leistungssubstrat und das Steuersubstrat integriert werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Muster von mindestens einer der beiden ersten Schichten mit einem Gehäuse verbunden.
Die oben beschriebene Konfiguration weist ein überlegenes Wärmeabgabevermögen auf.
Um die obige Aufgabe zu lösen, wird in einem Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen Leiterplatte gemäß der vorliegenden Erfindung eine gemusterte Innenschichtmetallplatte zwischen Prepregs angeordnet, und eine Außenschichtmetallfolie, die dünner als die Innenschichtmetallplatte ist und einen Strompfad aufweist, der einen kleineren Querschnitt als derjenige des Strompfades in der Innenschichtmetallplatte aufweist, wird in einem Ausbildungsschritt auf einer freigelegten Oberfläche von mindestens einem der Prepregs angeordnet. In einem Aufheiz- und Pressschritt wird ein Block, der in dem Ausbildungsschritt ausgebildet wird, aufgeheizt und gepresst, um den Block zu integrieren. In einem Bemusterungsschritt wird die Außenschichtmetallfolie in dem Block, der in dem Aufheiz- und Pressschritt integriert wird, bemustert.
Somit kann ein großer Strom zu der gemusterten Innenschichtmetallplatte fließen, und das Leitungsmuster belegt einen kleinen Bereich. Außerdem kann ein Strom, der kleiner als derjenige zu der Innenschichtmetallplatte ist, zu der gemusterten Außenschichtmetallfolie fließen. Der Flächenbereich kann klein sein, da die Außenschichtmetallfolie auf der Oberfläche des Isolierbasismaterials angeordnet ist. Daher ist ein Fließen eines großen Stromes und eines kleineren Stromes möglich, während gleichzeitig eine Erhöhung des Flächenbereichs des Substrats vermieden wird.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung weist außerdem einen Schritt zum Teilen eines Leitungsmusters, das von der Innenschichtmetallfolie ausgebildet wird, mittels Durchführen eines Stanzprozesses eines Teilbereiches der Blockes, der in dem Aufheiz- und Pressschritt integriert wird, auf.
Bei der obigen Konfiguration kann das Leitungsmuster, das die Innenschichtmetallplatte enthält, mittels Durchführen des Stanzprozesses eines Teilbereiches des Blockes, der dem Aufheiz- und Pressschritt integriert wird, geteilt werden.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein Fließen eines großen Stromes und eines kleineren Stromes, während gleichzeitig eine Erhöhung des Flächenbereichs des Substrats vermieden wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
2A ist eine Querschnittsansicht, die einen Herstellungsschritt der elektronischen Vorrichtung darstellt, und 2B ist eine Querschnittsansicht, die einen Herstellungsschritt der elektronischen Vorrichtung darstellt.
3A ist eine Querschnittsansicht, die einen Herstellungsschritt der elektronischen Vorrichtung darstellt, und 3B ist eine Querschnittsansicht, die einen Herstellungsschritt der elektronischen Vorrichtung darstellt.
4A ist eine Querschnittsansicht, die einen Herstellungsschritt der elektronischen Vorrichtung darstellt, und 4B ist eine Querschnittsansicht, die einen Herstellungsschritt der elektronischen Vorrichtung darstellt.
5A ist eine Querschnittsansicht, die einen Herstellungsschritt der elektronischen Vorrichtung darstellt, und 5B ist eine Querschnittsansicht, die einen Herstellungsschritt der elektronischen Vorrichtung darstellt.
6A ist eine Querschnittsansicht, die einen Herstellungsschritt der elektronischen Vorrichtung darstellt, und 6B ist eine Querschnittsansicht, die einen Herstellungsschritt der elektronischen Vorrichtung darstellt.
7 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
8 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem weiteren Beispiel.
9 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem noch weiteren Beispiel.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie es in 1 gezeigt ist, enthält eine elektronische Vorrichtung 10 eine mehrschichtige Leiterplatte 20 und ein Aluminiumgehäuse 30.
Die mehrschichtige Leiterplatte 20 enthält ein Isolierbasismaterial 40, Innenschichtkupferplatten 50, 60, die als Innenschichtmetallplatten dienen, die in dem Isolierbasismaterial 40 angeordnet sind, und Außenschichtkupferfolien 70, 80, die als Außenschichtmetallfolien dienen, die auf jeweiligen zwei Oberflächen (Vorder- und Rückflächen) des Isolierbasismaterials 40 angeordnet sind.
Das Isolierbasismaterial 40 ist eben und horizontal angeordnet. Die Innenschichtkupferplatten 50, 60 sind in dem Isolierbasismaterial 40 in der vertikalen Richtung voneinander getrennt angeordnet. Die Innenschichtkupferplatten 50, 60 sind derart angeordnet, dass die Innenschichtkupferplatte 50 auf der Oberschichtseite angeordnet ist und die Innenschichtkupferplatte 60 auf der Unterschichtseite angeordnet ist. Die Dicke der Innenschichtkupferplatten 50, 60 beträgt beispielsweise näherungsweise 100 bis 200 μm.
Die Innenschichtkupferplatte 50 wird in einem Stanzprozess bemustert. Das heißt, es werden Leitungsmuster 51, 52, 53, 54 in einem Stanzpressprozess ausgebildet, und die Leitungsmuster 51, 52, 53, 54 erlauben das Fließen eines großen Stroms.
Die Innenschichtkupferplatte 60 wird in einem Stanzprozess bemustert. Das heißt, es werden Leitungsmuster 61, 62, 63 in einem Stanzpressprozess ausgebildet, und die Leitungsmuster 61, 62, 63 erlauben das Fließen eines großen Stroms. Auf diese Weise dienen die Leitungsmuster, die von den beiden Innenschichten (Innenschichtkupferplatten 50, 60) ausgebildet werden, als die Verdrahtung für ein Energieversorgungssystem.
Das Leitungsmuster 51 erstreckt sich in der horizontalen Richtung von einer Endfläche des Isolierbasismaterials 40 aus dem Isolierbasismaterial 40. Das Leitungsmuster 54 erstreckt sich in der horizontalen Richtung von der anderen Endfläche des Isolierbasismaterials 40 aus dem Isolierbasismaterial 40.
Die Dicke der Außenschichtkupferfolien 70, 80 beträgt beispielsweise näherungsweise 18 bis 35 μm. Die Außenschichtkupferfolie 70 wird auf einer oberen Fläche des Isolierbasismaterials 40 angeordnet und mittels eines Nassätzprozesses bemustert. Insbesondere wird ein Mikroherstellungsprozess durchgeführt, um Leitungsmuster 71, 72, 73, 74 auszubilden. Die Leitungsmuster 71, 72, 73, 74, die von der Außenschichtkupferfolie 70 ausgebildet werden, dienen als Signalleitung. Die Außenschichtkupferfolie 80 wird auf einer unteren Fläche des Isolierbasismaterials 40 angeordnet und mittels eines Nassätzprozesses bemustert. Insbesondere wird ein Mikroherstellungsprozess durchgeführt, um Leitungsmuster 81, 82, 83, 84 auszubilden. Die Leitungsmuster 81, 82, 83, 84, die von der Außenschichtkupferfolie 80 ausgebildet werden, dienen als Signalleitung.
Auf diese Weise enthält die Verdrahtung eines Signalsystems die Leitungsmuster, die von den beiden Außenschichten (Außenschichtkupferfolien 70, 80) ausgebildet werden.
In diesem Fall können die Außenschichtkupferfolien 70, 80 in einem Stanzprozess anstelle eines Ätzprozesses bemustert werden. Außerdem können die Außenschichtkupferfolien 70, 80 mittels eines Kupferplattierprozesses, Druckprozesses und Ähnlichem bemustert werden.
Die Außenschichtkupferfolien 70, 80 sind dünner als die Innenschichtkupferplatten 50, 60 und bilden einen Strompfad, der einen kleineren Querschnitt als derjenige des Strompfades, der von den Innenschichtkupferplatten 50, 60 ausgebildet wird, aufweist.
Es werden Durchgangslöcher 130, 131, 132 in Abschnitten in dem Isolierbasismaterial 40 zwischen der Außenschichtkupferfolie 70 und der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet. Es werden plattierte Schichten 135, 136, 137 in den Durchgangslöchern 130 ausgebildet. Das Leitungsmuster 72, das von der Außenschichtkupferfolie 70 ausgebildet wird, wird mit dem Leitungsmuster 52, das von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet wird, mittels der plattierten Schicht 135 in dem Durchgangsloch 130 elektrisch verbunden. Das Leitungsmuster 73, das von der Außenschichtkupferfolie 70 ausgebildet wird, wird mit dem Leitungsmuster 53, das von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet wird, mittels der plattierten Schicht 136 in dem Durchgangsloch 131 elektrisch verbunden. Außerdem wird das Leitungsmuster 74, das von der Außenschichtkupferfolie 70 ausgebildet wird, mit dem Leitungsmuster 54, das von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet wird, mittels der plattierten Schicht 137 in dem Durchgangsloch 132 elektrisch verbunden.
Die mehrschichtige Leiterplatte 20 enthält ein Durchgangsloch 120. Das Durchgangsloch 120 verbindet die Innenschichtkupferplatten 50, 60 und die Außenschichtkupferfolien 70, 80 elektrisch miteinander. Insbesondere sind das Leitungsmuster 51, das die Innenschichtkupferplatte 50 enthält, das Leitungsmuster 61, das die Innenschichtkupferplatte 60 enthält, das Leitungsmuster 71, das die Außenschichtkupferfolie 70 enthält, und das Leitungsmuster 81, das die Außenschichtkupferfolie 80 enthält, mittels einer plattierten Schicht 121 des Durchgangslochs 120 verbunden.
Auf diese Weise werden die Leitungsmuster 51, 52, 53, 54, 61, 62, 63, die Strompfade bilden, durch die ein großer Strom fließt, mittels Ausstanzen der dicken Innenschichtkupferplatten 50, 60 ausgebildet. Die Leitungsmuster 71, 72, 73, 74, 81, 82, 83, 84, die Signalpfade bilden, werden mittels Ätzen der Außenschichtkupferfolien 70, 80 ausgebildet (es werden feine Muster ausgebildet). Die Leitungsmuster 51, 52, 53, 54, 61, 62, 63, die von den dicken Innenschichtkupferplatten 50, 60 ausgebildet werden, und die Leitungsmuster 71, 72, 73, 74, 81, 82, 83, 84, die mittels Durchführen eines Mikroherstellungsprozesses hinsichtlich der dünnen Außenschichtkupferfolien 70, 80 ausgebildet werden, werden integriert, um die mehrschichtige Leiterplatte 20 auszubilden.
Es werden elektronische Komponenten 90, 91 auf einer oberen Fläche der mehrschichtigen Leiterplatte 20 montiert. Insbesondere wird ein Lötresist 100 auf dem Isolierbasismaterial 40, das die Außenschichtkupferfolie 70 enthält, ausgebildet, und die elektronische Komponente 90 wird auf dem Lötresist 100 angeordnet. Das Leitungsmuster 71, das von der Außenschichtkupferfolie 70 ausgebildet wird, und eine Leitung 90a der elektronischen Komponente 90 werden mittels eines Lötmittels 95 miteinander verbunden.
Auf dieselbe Weise wird die elektronische Komponente 91 auf dem Lötresist 100 angeordnet. Das Leitungsmuster 73, das von der Außenschichtkupferfolie 70 ausgebildet wird, und eine Leitung 91a der elektronischen Komponente 91 werden mittels eines Lötmittels 79 miteinander verbunden. Das Leitungsmuster 74, das von der Außenschichtkupferfolie 70 ausgebildet wird, und eine Leitung 91b der elektronischen Komponente 91 werden mittels eines Lötmittels 98 miteinander verbunden.
Es wird ein Lötresist 101 auf einer unteren Fläche des Isolierbasismaterials 40, das die Außenschichtkupferfolie 80 enthält, ausgebildet.
Das Aluminiumgehäuse 30 enthält einen Plattenabschnitt 31 und Substratträgerabschnitte 32, 33, 34. Der Plattenabschnitt 31 ist in einer horizontalen Richtung angeordnet, und die Substratträgerabschnitte 32, 33, 34 stehen von der oberen Oberfläche des Plattenabschnitts 31 vor. Das Leitungsmuster 51, das die Innenschichtkupferplatte 50 enthält, ist auf der oberen Oberfläche des Substratträgerabschnitts 32 angeordnet. Das Leitungsmuster 54, das von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet wird, ist auf der oberen Oberfläche des Substratträgerabschnitts 34 angeordnet. Außerdem ist die untere Fläche der mehrschichtigen Leiterplatte 20 auf der oberen Fläche des Substratträgerabschnitts 33 angeordnet.
Eine Schraube 110, die sich durch das Leitungsmuster 51 erstreckt, das von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet wird, wird an dem Substratträgerabschnitt 32 des Aluminiumgehäuses 30 befestigt. Eine Schraube 111, die sich durch das Leitungsmuster 54 erstreckt, das von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet wird, wird an dem Substratträgerabschnitt 34 des Aluminiumgehäuses 30 befestigt. Dadurch werden die Leitungsmuster 51, 54, die von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet werden und sich aus dem Isolierbasismaterial 40 erstrecken, an dem Aluminiumgehäuse 30 befestigt und fixiert. Somit kann die mehrschichtige Leiterplatte 20 auf einfache Weise an dem Aluminiumgehäuse 30 fixiert werden.
Eine Schraube 112, die sich durch die mehrschichtige Leiterplatte 20 erstreckt, wird an dem Substratträgerabschnitt 33 des Aluminiumgehäuses 30 befestigt. Somit wird die mehrschichtige Leiterplatte 20 getragen, während sie einen Kontakt zu der oberen Fläche des Substratträgerabschnitts 33 des Aluminiumgehäuses 30 aufweist.
Das Leitungsmuster 51 und das Leitungsmuster 54, die von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet werden, werden beispielsweise körpergeerdet (auf Massepotenzial des Energieversorgungssystems gesetzt).
Die elektronischen Komponenten 90, 91 erzeugen Wärme, wenn sie angesteuert werden. Die Wärme wird durch die Pfade L1, L2, die durch die einfach gestrichelten Linien in 1 angegeben sind, an das Aluminiumgehäuse 30 abgegeben.
Im Folgenden wird der Betrieb der elektronischen Vorrichtung 10 beschrieben.
Die elektronischen Komponenten 90, 91 erzeugen Wärme, wenn sie angesteuert werden. Die Wärme wird über die Pfade L1, L2, die durch die einfach gestrichelten Linien in 1 angegeben sind, freigegeben. Das heißt die Wärme wird, wie es mit L1 angegeben ist, über einen Pfad von der elektronischen Komponente 90 → die plattierte Schicht 121 des Durchgangslochs 120 → das Leitungsmuster 51, das von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet wird, → den Substratträgerabschnitt 32 des Aluminiumgehäuses 30 freigegeben. Außerdem wird die Wärme, wie es mit L2 bezeichnet ist, über einen Pfad von der elektronischen Komponente 91 → der plattierten Schicht 137 des Durchgangslochs 132 → das Leitungsmuster 54, das von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet wird, → den Substratträgerabschnitt 34 des Aluminiumgehäuses 30 freigegeben.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen der elektronischen Vorrichtung 10 beschrieben.
Zunächst werden, wie es in 2A gezeigt ist, Innenschichtkupferplatten 49, 59, die einer Bemusterung unterzogen wurden, vorbereitet. Wie es in 2B gezeigt ist, werden die Innenschichtkupferplatten 49, 59 mittels Pressstempeln 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156 ausgestanzt. Wie es in 3A gezeigt ist, werden dadurch die gemusterten Innenschichtkupferplatten 50, 60 ausgebildet. Außerdem bilden die Orte, die mittels der Pressstempel 152, 153, 154 der 2B gestanzt werden, Schraubeneinführungslöcher, durch die sich die Schrauben 110, 111, 112 der 1 erstrecken.
Anschließend werden, wie es in 3B gezeigt ist, die gemusterten Innenschichtkupferplatten 50, 60, ein Prepreg 160, eine Außenschichtkupferfolie 69, die auf der Oberfläche des Prepregs 160 ausgebildet wird, ein Prepreg 161, eine Außenschichtkupferfolie 79, die auf der Oberfläche des Prepregs 161 ausgebildet wird, und ein Prepreg 162 vorbereitet. Die Außenschichtkupferfolie 79 vor der Bemusterung, das Prepreg 161, die gemusterte Innenschichtkupferplatte 60, das Prepreg 162, die gemusterte Innenschichtkupferplatte 50, das Prepreg 160 und die Außenschichtkupferfolie 69 vor der Bemusterung werden und von dem Boden ausgehend gestapelt angeordnet. Das heißt, die Innenschichtkupferplatten 50, 60, die in dem Stanzprozess bemustert wurden, werden zwischen den Prepregs 160, 161, 162 angeordnet. Die Außenschichtkupferfolien 69, 79, die als die Außenschichtmetallfolien dienen, werden auf den freiliegenden Oberflächen der Prepregs 160, 161 angeordnet. Dadurch wird ein Block (gestapelter Körper) ausgebildet.
Der ausgebildete Block wird mittels eines Stapelpressens aufgeheizt und gepresst und integriert (Harz wird geschmolzen und gehärtet), wie es in 4A gezeigt ist. Auf diese Weise können mittels Durchführen eines Volltrocknungsprozesses Kosten verringert werden.
Dann werden die Außenschichtkupferfolien 69, 79 in dem integrierten Block (gestapelter Körper) mittels Durchführen eines Nassätzprozesses bemustert, um die Leitungsmuster 71, 72, 73, 74, 81, 82, 83, 84 auszubilden, wie es in 4B gezeigt ist.
Außerdem wird eine Verbindung der beiden Oberflächen und der Schichten durchgeführt. Insbesondere wird das Durchgangsloch 120 ausgebildet, um die Leitungsmuster 71, 51, 61, 81 mit der plattierten Schicht 121 elektrisch zu verbinden, und die Durchgangslöcher 130, 131, 132 werden ausgebildet, um die Leitungsmuster 72, 52, die Leitungsmuster 73, 53 und die Leitungsmuster 74, 54 mit den plattierten Schichten 135, 136, 137 elektrisch zu verbinden.
Dann werden die Lötresists 100, 101 ausgebildet, wie es in 5A gezeigt ist.
Anschließend werden eine Außengestaltausbildung und ein Teilen des Innenschichtmusters durchgeführt, wie es in 5B gezeigt ist. Das heißt, es wird ein Schneiden zum Ausbilden der Außengestalt und ein Schneiden des verbundenen Abschnitts der Leitungsmuster 52, 53 in der Innenschichtkupferplatte 50 mittels Durchführen eines Stanzprozesses mittels der Druckstempel 170, 171 und 172 durchgeführt. Mit anderen Worten, das Leitungsmuster 52 und das Leitungsmuster 53 werden durch die Einführung des Pressstempels 171 aufgeteilt bzw. getrennt. Das Ergebnis dessen ist in 6A gezeigt.
Wie es in 6B gezeigt ist, werden dann die elektronischen Komponenten 90, 91 auf dem Lötresist 100 angeordnet und mit den Lötmitteln 95, 96, 97, 98 verbunden.
Anschließend werden, wie es in 1 gezeigt ist, die Leitungsmuster 51, 54, die von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet werden, auf den oberen Oberflächen der Substratträgerabschnitte 32, 34 des Aluminiumgehäuses 30 angeordnet, und die mehrschichtige Leiterplatte 20 wird auf der oberen Oberfläche des Substratträgerabschnitts 33 des Aluminiumgehäuses 30 angeordnet. Die Schrauben 110, 111, die sich durch die Leitungsmuster 51, 54 erstrecken, die von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet werden, werden an den Substratträgerabschnitten 32, 34 des Aluminiumgehäuses 30 befestigt, und die Schraube 112, die sich durch die mehrschichtige Leiterplatte 20 erstreckt, wird an dem Substratträgerabschnitt 33 des Aluminiumgehäuses 30 befestigt. Dieses koppelt die mehrschichtige Leiterplatte 20 mit den elektronischen Komponenten 90, 91 an das Aluminiumgehäuse 30.
Dementsprechend wurde die elektronische Vorrichtung 10, die in 1 gezeigt ist, hergestellt.
Die oben beschriebene Ausführungsform weist die folgenden Vorteile auf.

(1) Die mehrschichtige Leiterplatte 20 enthält das Isolierbasismaterial 40 und die Innenschichtkupferplatten 50, 60, die in dem Isolierbasismaterial 40 angeordnet und bemustert sind. Die Innenschichtkupferplatten 50, 60 werden in einem Stanzprozess bemustert. Außerdem enthält die mehrschichtige Leiterplatte 20 die Außenschichtkupferfolien 70, 80, die auf der Oberfläche des Isolierbasismaterials 40 in einem bemusterten Zustand angeordnet werden, dünner als die Innenschichtkupferplatten 50, 60 sind und einen kleineren Strompfadquerschnitt als derjenige der Innenschichtkupferplatten 50, 60 aufweisen. Die Außenschichtkupferfolien 70, 80 werden geätzt und bemustert.

Somit werden die gemusterten die Innenschichtkupferplatten 50, 60 in dem Isolierbasismaterial 40 angeordnet, und es wird ein großer Stromfluss zu den gemusterten Innenschichtkupferplatten 50, 60 ermöglicht. Außerdem werden die gemusterten Außenschichtkupferfolien 70, 80 auf der Oberfläche des Isolierbasismaterials 40 angeordnet, und es wird ein kleinerer Stromfluss als derjenige zu den Innenschichtkupferplatten 50, 60 zu den Außenschichtkupferfolien 70, 80 ermöglicht. Wenn ein großer Strom durch das Leitungsmuster fließt, muss die Breite für ein dünnes Leitungsmuster erhöht werden, da ein großer Querschnitt benötigt wird, und es wird ein großer Bereich, der von dem Leitungsmuster belegt wird, benötigt. In der vorliegenden Ausführungsform kann ein großer Strom zu den gemusterten Innenschichtkupferplatten 50, 60 fließen. Somit ist der Bereich, der von dem Leitungsmuster belegt wird, klein. Außerdem fließt ein Strom, der kleiner als derjenige zu den Innenschichtkupferplatten 50, 60 ist, zu den gemusterten Außenschichtkupferfolien 70, 80, und die Außenschichtkupferfolien 70, 80 sind auf der Oberfläche des Isolierbasismaterials 40 angeordnet. Somit ist der Flächenbereich klein. Die Innenschichtkupferplatten 50, 60 werden in einem Stanzprozess bemustert und benötigen somit keinen Ätzprozess zum Bemustern.
Die gemusterten Außenschichtkupferfolien 70, 80 sind auf der Oberfläche des Isolierbasismaterials 40 angeordnet, und die Außenschichtkupferfolien 70, 80 werden geätzt, um feine Muster auszubilden.
Als Ergebnis wird das Fließen eines großen Stromes und eines kleineren Stromes ermöglicht, während gleichzeitig eine Erhöhung des Flächenbereichs des Substrats vermieden wird. Außerdem werden feine Muster (mikroskopische Muster) auf einfache Weise ausgebildet.

(2) Die Leitungsmuster 51, 54, die von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet werden, erstrecken sich aus dem Isolierbasismaterial 40 und werden mittels der Schrauben 110, 111 an dem Aluminiumgehäuse 30 fixiert. Dabei werden die Leitungsmuster 51, 54, die von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet werden, als Wärmefreisetzungspfade verwendet (erhalten), die die Wärme, die von den elektronischen Komponenten 90, 91 erzeugt wird, durch die Leitungsmuster 51, 54 freisetzen und die elektronischen Komponenten 90, 91 kühlen.
(3) Die mehrschichtige Leiterplatte 20 wird mittels der Schraube 112 an dem Aluminiumgehäuse 30 befestigt. Dieses vermeidet ein Abheben der mehrschichtigen Leiterplatte 20 an dem Substratträgerabschnitt 33 des Aluminiumgehäuses 30, wenn die Leitungsmuster 51, 54, die von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet werden, sich nach außen erstrecken.
(4) Das dicke Muster wird mittels Durchführen eines Pressstanzprozesses hinsichtlich der Innenschichtkupferplatten 50, 60 und nicht mittels Durchführen eines Ätzprozesses ausgebildet. Dieses verringert die Kosten. Genauer gesagt wird das dicke Innenschichtmuster mittels Durchführen eines Pressstanzprozesses (direktes Pressen) hinsichtlich der Innenschichtkupferplatten 50, 60 ausgebildet, sodass die Innenschichten einem vollständigen Trocknungsprozess unterzogen werden. Dieses verringert die Kosten.
(5) Die Leitungsmuster der Innensicht und die Leitungsmuster der Außenschicht werden mittels des Durchgangslochs 120 und der Durchgangslöcher 130, 131, 132 miteinander verbunden (mittels der Plattierung verbunden).
(6) Ein Verfahren zum Herstellen der mehrschichtigen Leiterplatte 20 enthält einen Ausbildungsschritt, einen Aufheiz- und Pressschritt und einen Bemusterungsschritt. In dem Ausbildungsschritt werden die gemusterten Innenschichtkupferplatten 50, 60 zwischen den Prepregs 160, 161, 162 angeordnet. Die Außenschichtkupferfolien 69, 79, die dünner als die Innenschichtkupferplatten 50, 60 sind und einen kleineren Strompfadquerschnitt als die Innenschichtkupferplatten 50, 60 aufweisen, werden auf den freiliegenden Oberflächen der Prepregs 160, 161 angeordnet. Allgemeiner gesagt wird die Außenschichtkupferfolie auf der Oberfläche mindestens eines der Prepregs, bei dem die Oberfläche freiliegt, angeordnet. Die Bemusterung der Innenschichtkupferplatten 50, 60 wird mittels des Stanzprozesses durchgeführt. In dem Aufheiz- und Pressschritt wird der Block, der in dem Ausbildungsschritt ausgebildet wird, zur Integration aufgeheizt und gepresst. In dem Bemusterungsschritt werden die Außenschichtkupferfolien 69, 79 in dem Block, der in dem Aufheiz- und Pressschritt integriert wird, bemustert. Die Außenschichtkupferfolien 69, 79 werden geätzt und bemustert.

Somit wird ein großer Stromfluss zu den gemusterten Innenschichtkupferplatten 50, 60 ermöglicht, und es wird von dem Leitungsmuster ein kleiner Bereich belegt. Außerdem wird ein Stanzprozess durchgeführt, um die Muster auszubilden. Dieses beseitigt die Notwendigkeit, ein Ätzen durchzuführen. Es werden feine Muster mittels des Ätzens der Außenschichtkupferfolien 69, 79 ausgebildet. Auf diese Weise wird ein Fließen eines großen Stromes und eines kleineren Stromes ermöglicht, während eine Erhöhung des Flächenbereiches des Substrats vermieden wird. Außerdem werden feine Muster auf einfache Weise ausgebildet.

(7) Ein weiterer Schritt teilt die Leitungsmuster 52, 53, die von der Innenschichtkupferplatte 50 ausgebildet werden, mittels Durchführen eines Stanzprozesses hinsichtlich eines Teilbereiches des Blockes, der in dem Aufheiz- und Pressschritt integriert wird. Dieses ermöglicht eine Teilung der Leitungsmuster 52, 53 in einem an gewünschten Positionen positionierten und angeordneten Zustand.

Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform mit dem Fokus auf den Unterschieden zu der ersten Ausführungsform beschrieben.
Die vorliegende Ausführungsform weist die in 7 gezeigte Konfiguration anstelle der in 1 gezeigten Konfiguration auf. In 7 enthält eine elektronische Vorrichtung 200 eine mehrschichtige Leiterplatte 210 und ein Aluminiumgehäuse 220. Die mehrschichtige Leiterplatte 210 enthält ein Isolierbasismaterial 230, Innenschichtkupferplatten 240, 250, die als Innenschichtmetallplatten dienen, und Außenschichtkupferfolien 260, 270, die als Außenschichtmetallfolien dienen. Das Isolierbasismaterial 230 enthält ein Isolierkernsubstrat 280, und die gemusterten Innenschichtkupferplatten 240, 250 sind an das Isolierkernsubstrat 280 geklebt bzw. haften an diesem.
Die Dicke des Isolierkernsubstrats 280 beträgt beispielsweise etwa 400 μm. Die Dicke der Außenschichtkupferfolien 260, 270 für einen kleinen Strom beträgt beispielsweise näherungsweise 18 bis 35 μm. Die Dicke der Innenschichtkupferplatten 240, 250 für einen großen Strom beträgt beispielsweise näherungsweise 100 bis 200 μm.
Die Innenschichtkupferplatte 240 klebt mittels einer Klebefolie 281 an der oberen Fläche des Isolierkernsubstrats 280, und die Innenschichtkupferplatte 250 klebt mittels einer Klebefolie 282 an der unteren Fläche des Isolierkernsubstrats 280. Die Dicke der Klebefolien 281, 282 beträgt beispielsweise näherungsweise 40 μm.
Die Innenschichtkupferplatte 240 wird einem Stanzprozess unterzogen und in eine gewünschte Gestalt bemustert, um Leitungsmuster 241, 242, 243, 244 auszubilden. Die Innenschichtkupferplatte 250 wird ebenfalls einem Stanzprozess unterzogen und in eine gewünschte Gestalt bemustert, um Leitungsmuster 251, 252, 253 auszubilden.
Eine Isolierschicht 290 wird auf der oberen Fläche des Isolierkernsubstrats 280, das die Innenschichtkupferplatte 240 enthält, angeordnet. Eine Isolierschicht 300 wird auf der unteren Fläche des Isolierkernsubstrats 280, das die Innenschichtkupferplatte 250 enthält, angeordnet. Die Innenschichtkupferplatten 240, 250 werden dann in dem Isolierbasismaterial 230 angeordnet und in einem Stanzprozess bemustert.
Die Außenschichtkupferfolie 260 wird auf der oberen Fläche des Isolierbasismaterials 230 (Isolierschicht 290) angeordnet. Die Außenschichtkupferfolie 270 wird auf der unteren Fläche des Isolierbasismaterials 230 (Isolierschicht 300) angeordnet. Die Außenschichtkupferfolie 260 wird geätzt und in eine gewünschte Gestalt bemustert, um Leitungsmuster 261, 262, 263 auszubilden. Die Außenschichtkupferfolie 270 wird ebenfalls geätzt und in eine gewünschte Gestalt bemustert, um Leitungsmuster 271, 272, 273 auszubilden. Somit werden die Außenschichtkupferfolien 260, 270, die auf der Oberfläche des Isolierbasismaterials 230 angeordnet sind, geätzt und bemustert. In diesem Fall können die Außenschichtkupferfolien 260, 270 in einem Stanzprozess anstelle in einem Ätzprozess bemustert werden, und die Außenschichtkupferfolien 260, 270 können mittels Durchführen eines Kupferplattierprozesses, eines Druckprozesses oder Ähnlichem bemustert werden. Die Außenschichtkupferfolien 260, 270 sind dünner als die Innenschichtkupferplatten 240, 250 und weisen einen Strompfad auf, der einen kleineren Querschnitt als derjenige des Strompfads der Innenschichtkupferplatten 240, 250 aufweist.
Die Leitungsmuster 261, 241, 251, 271 werden mittels einer plattierten Schicht 311 eines Durchgangslochs 310 elektrisch miteinander verbunden. Außerdem werden das Leitungsmuster 243 und das Leitungsmuster 262 sowie das Leitungsmuster 244 und das Leitungsmuster 263 mittels plattierten Schichten 325, 326 der Durchgangslöcher 320, 321 elektrisch miteinander verbunden.
Ein Lötresist 330 wird auf der oberen Fläche des Isolierbasismaterials 230 (Isolierschicht 290), das die Außenschichtkupferfolie 260 enthält, ausgebildet. Ein Lötresist 331 wird auf der unteren Fläche des Isolierbasismaterials 230 (Isolierschicht 300), das die Außenschichtkupferfolie 270 enthält, ausgebildet. Eine elektronische Komponente 340 wird auf dem Lötresist 330, das mit Lötmitteln 341, 342 verbunden ist, angeordnet.
Das Leitungsmuster 244, das von der Innenschichtkupferplatte 240 ausgebildet wird, erstreckt sich in der horizontalen Richtung aus der Seitenfläche des Isolierbasismaterials 230 (Isolierkernsubstrat 280) und ist an dem Substratträgerabschnitt 221 des Aluminiumgehäuses 220 mittels einer Schraube 350 fixiert. Eine Schraube 351, die sich durch die mehrschichtige Leiterplatte 210 erstreckt, wird an dem Substratträgerabschnitt 222 des Aluminiumgehäuses 220 befestigt, und die mehrschichtige Leiterplatte 210 wird getragen, wobei sie einen Kontakt zu der oberen Fläche des Substratträgerabschnitts 222 des Aluminiumgehäuses 220 aufweist.
Die elektronische Komponente 340 erzeugt Wärme, wenn sie angesteuert wird, und die Wärme wird durch die plattierte Schicht 326 des Durchgangslochs 321 und das Leitungsmuster 244, das von der Innenschichtkupferplatte 240 ausgebildet wird, an den Substratträgerabschnitt 221 des Aluminiumgehäuses 220 abgegeben (abgestrahlt), wie es mit 110 bezeichnet ist.
In einem Herstellungsverfahren wird die gemusterte Innenschichtkupferplatte 240 mittels der Klebefolie 281 an die obere Fläche des Isolierkernsubstrats 280 geklebt, und die gemusterte Innenschichtkupferplatte 250 wird mittels der Klebefolie 282 an die untere Fläche des Isolierkernsubstrats 280 geklebt. Es wird ein Stanzprozess durchgeführt, um die Innenschichtkupferplatten 240, 250 zu bemustern. Die gemusterten Innenschichtkupferplatten 240, 250 werden zwischen Prepregs (Prepregs, die die Isolierschichten 290, 300 werden) gehalten, und die Außenschichtkupferfolien vor der Bemusterung werden auf der freiliegenden Oberfläche der Prepregs (Prepregs, die die Isolierschichten 290, 300 werden) angeordnet (Ausbildungsschritt).
Außerdem wird der ausgebildete Block zur Integration gepresst und aufgeheizt (Aufheiz- und Pressschritt). Die Außenschichtkupferfolie in dem integrierten Block wird dann bemustert (Bemusterungsschritt). Die Außenschichtkupferfolie wird bemustert und geätzt.
Die Verbindung der beiden Oberflächen und der Schichten wird dann durchgeführt. Insbesondere wird das Durchgangsloch 310 ausgebildet, um die Leitungsmuster 261, 241, 251, 271 mittels der plattierten Schicht 311 elektrisch zu verbinden, und die Durchgangslöcher 320, 321 werden ausgebildet, um die Leitungsmuster 243, 262 und die Leitungsmuster 244, 263 mittels der plattierten Schichten 325, 326 elektrisch zu verbinden.
Außerdem werden die Lötresists 330, 331 ausgebildet, und es wird eine Außengestaltausbildung durchgeführt (Durchführen eines Schneidens zur Ausbildung der Außengestalt). Die elektronische Komponente 340 wird dann mit den Lötmitteln 341, 342 verbunden. Anschließend wird das Leitungsmuster 244, das von der Innenschichtkupferplatte 240 ausgebildet wird, auf der oberen Fläche des Substratträgerabschnitts 221 des Aluminiumgehäuses 220 angeordnet, und die mehrschichtige Leiterplatte 210 wird auf der oberen Fläche des Substratträgerabschnitts 222 des Aluminiumgehäuses 220 angeordnet. Die Schraube 350, die sich durch das Leitungsmuster 244 erstreckt, das von der Innenschichtkupferplatte 240 ausgebildet wird, wird dann an dem Substratträgerabschnitt 221 des Aluminiumgehäuses 220 befestigt, und die Schraube 351, die sich durch die mehrschichtige Leiterplatte 210 erstreckt, wird an dem Substratträgerabschnitt 222 des Aluminiumgehäuses 220 befestigt. Dadurch wird die mehrschichtige Leiterplatte 210 einschließlich der elektronischen Komponente 340 an das Aluminiumgehäuse 220 gekoppelt.
Demzufolge wurde die elektronische Vorrichtung 200, die in 7 gezeigt ist, hergestellt.
Die vorliegende Ausführungsform kann außerdem einen Schritt zum Teilen des Leitungsmusters, das von der Innenschichtkupferplatte ausgebildet wird, mittels Durchführen des Stanzprozesses hinsichtlich eines Teilbereiches des Blockes, der in dem Aufheiz- und Pressschritt integriert wird, enthalten, wie es bei (7) der ersten Ausführungsform beschrieben ist.
Die Ausführungsformen sind nicht auf die obige Beschreibung beschränkt und können die folgenden Formen annehmen.
In den 1 und 7 ist die Kupferfolie (Muster) jeweils auf beiden Oberflächen des Isolierbasismaterials angeordnet, das ein doppelseitiges Substrat ist, kann jedoch auch auf nur einer Oberfläche des Isolierbasismaterials angeordnet sein, das ein einseitiges Substrat sein kann.
In 1 werden zwei Innenschichtkupferplatten verwendet. Stattdessen kann eine Innenschichtkupferplatte zwischen den beiden Isolierschichten (zwei Prepregs) angeordnet sein, sodass nur eine Schicht vorhanden ist. Außerdem können drei oder mehr Schichten von Innenschichtkupferplatten verwendet werden.
Auf dieselbe Weise werden gemäß 7 zwei Innenschichtkupferplatten verwendet. Stattdessen kann nur eine Innenschichtkupferplatte an nur eine Oberfläche des Isolierkernsubstrats 280 geklebt werden, sodass nur eine Schicht vorhanden ist. Außerdem können drei oder mehr Innenschichtkupferplatten angeordnet werden.
Gemäß 8 kann, wie es mit L3 bezeichnet ist, ein Wärmepfad von der Elektrode auf der rückseitigen Fläche der unteren Oberfläche der elektronischen Komponente 92 durch das Lötmittel 93 → die Innenschichtkupferplatte 50 → das Aluminiumgehäuse 30 ausgebildet werden. Das heißt, die Wärme, die von der elektronischen Komponente 92 erzeugt wird, kann durch das Lötmittel 93, das als Verbindungsmaterial dient, übertragen und durch die Innenschichtkupferplatte 50 an das Aluminiumgehäuse 30 abgegeben werden. In diesem Fall wird die Wärme durch die rückseitige Elektrode der elektronischen Komponente 92 freigesetzt, sodass der Wärmeabstrahlungsbereich erhöht werden kann, womit eine überlegene Wärmeabgabeeigenschaft realisiert wird.
Wie es in 9 gezeigt ist, können eine sechsschichtige Struktur aus zwei ersten Schichten 402, 403, die von der Innenschichtmetallplatte ausgebildet werden und in einer Stapelrichtung übereinander angeordnet sind, zwei zweiten Schichten 405, 407, die von der Außenschichtmetallfolie ausgebildet werden und in der Stapelrichtung übereinander angeordnet sind, und zwei dritte Schichten 409, 412, die in der Stapelrichtung übereinander angeordnet sind, verwendet werden. Die dritten Schichten 409, 412 können Metallplatten für einen großen Strom oder Metallfolien für einen kleinen Strom sein. In 9 sind die ersten Schichten 402, 403 Innenschichtmetallplatten, die innerhalb des Isolierbasismaterials 400 angeordnet und bemustert sind, die zweiten Schichten 405, 407 sind Außenschichtmetallfolien, die in einem bemusterten Zustand auf der Oberfläche des Isolierbasismaterials 400 angeordnet sind, eine geringere Dicke als die Innenschichtmetallplatten aufweisen und einen kleineren Strompfadquerschnitt als der Strompfadquerschnitt in der Innenschichtmetallplatte aufweisen. Die erste Schicht 402 ist auf einer Oberfläche einer Isolierschicht 401 ausgebildet, die das Kernmaterial ist, und die erste Schicht 403 ist auf der anderen Oberfläche der Isolierschicht 401 ausgebildet. Die zweite Schicht 405 ist auf der ersten Schicht 402 mit einer dazwischen liegenden Isolierschicht 404 ausgebildet, und die zweite Schicht 407 ist auf der ersten Schicht 403 mit einer dazwischen liegenden Isolierschicht 406 ausgebildet. Die dritte Schicht 409 ist auf der zweiten Schicht 405 mit einer dazwischen liegenden Isolierschicht 408 ausgebildet, und die dritte Schicht 409 ist mit einem Isolierfilm 410 bedeckt. Die dritte Schicht 412 ist auf der zweiten Schicht 407 mit einer dazwischen liegenden Isolierschicht 411 ausgebildet, und die dritte Schicht 412 ist mit einem Isolierfilm 413 bedeckt.
Die Durchgangslöcher 420, 421, 422 sind über den beiden zweiten Schichten 405, 407 ausgebildet. Die Durchgangslöcher 420, 421, 422 enthalten plattierte Schichten 423, 424, 425. Die Durchgangslöcher 420, 421, 422 sind mit Harz 427, 428, 429 gefüllt, und die dritten Schichten 409, 412 sind darauf angeordnet. Allgemeiner gesagt ist mindestens eine Öffnung der Durchgangslöcher 420, 421, 422 mit dem Harz 427, 428, 429 gefüllt, das als ein Isoliermaterial dient, und die dritten Schichten 409, 412 sind darauf angeordnet. Dieses ermöglicht eine Miniaturisierung des Substrats.
Jede der beiden zweiten Schichten 405, 407 wird mittels eines Teilungslochs 426, das sich in der Stapelrichtung erstreckt, geteilt. Mit anderen Worten, das Teilungsloch 426, das sich in der Stapelrichtung von einer der beiden zweiten Schichten 405, 407 zu der anderen der beiden zweiten Schichten erstreckt, teilt jede der beiden ersten Schichten 402, 403 und jede der beiden zweiten Schichten 405, 407 auf. Somit wird das Substrat geteilt, und das Potenzial kann zwischen den geteilten Schichten bzw. Teilschichten aufgeteilt werden. Das Teilungsloch 426, das der Teilungsbereich ist, wird mit Harz 430 gefüllt, und die dritten Schichten 409, 412 werden darauf angeordnet. Allgemeiner gesagt wird mindestens eine Öffnung des Teilungslochs 426 mit dem Harz 430, das als das Isoliermaterial dient, gefüllt, und die dritten Schichten 409, 412 werden darauf angeordnet. Dieses ermöglicht eine Miniaturisierung des Substrats.
Die dritte Schicht 409 enthält Anschlussflächen 409a, 409b, 409c, 409d, 409e, 409f, 409g, die die Leistungshalbleiterelemente 440, 441, 442 und das Steuerhalbleiterelement 443 verbinden. Die dritte Schicht 412 enthält Anschlussflächen 412a, 412b, 412c, 412d, 412e, die mit den Steuerhalbleiterelementen 444, 445, 446, 447, 448 verbunden sind. Allgemeiner gesagt enthalten die dritten Schichten 409, 412 Anschlussflächen, die die Steuerhalbleiterelemente und die Leistungshalbleiterelemente miteinander verbinden. Die Leitungen 440a des Leistungshalbleiterelementes 440 der 9 sind mit den Anschlussflächen 409a, 409b verbunden, die Leitungen 441a des Leistungshalbleiterelementes 441 sind mit den Anschlussflächen 409c, 409d verbunden, und die Leitungen 442a des Leistungshalbleiterelementes 442 sind mit den Anschlussflächen 409e, 409f verbunden. Die rückseitige Elektrode des Steuerhalbleiterelementes 443 ist mit der Anschlussfläche 409g verbunden. Die rückseitigen Elektroden der Steuerhalbleiterelemente 444, 445, 446, 447, 448 sind mit den Anschlussflächen 412a, 412b, 412c, 412d, 412e verbunden. Auf diese Weise können das Leistungssubstrat und das Steuersubstrat integriert werden.
Das Muster der ersten Schicht 402 ist mit dem Gehäuse 30 verbunden. Allgemeiner gesagt ist das Muster von mindestens einer der beiden ersten Schichten 402, 403 mit dem Gehäuse 30 verbunden. Die Wärme, die von den Leistungshalbleiterelementen 440, 441, 442 der 9 erzeugt wird, wird durch die Pfade, die mit L11, L12, L13 bezeichnet sind, abgegeben und erreicht das Gehäuse 30 von der ersten Schicht 402 durch die Durchgangslöcher 420, 421, 422 etc. Dadurch kann eine überlegene Wärmeabgabeeigenschaft realisiert werden. Außerdem kann Wärme über die Durchgangslöcher 420, 421, 422 abgegeben werden.
Die Metallplatte und die Metallfolie bestehen aus Kupfer, können jedoch aus anderen Metallen, beispielsweise Aluminium bestehen.
Bezugszeichenliste

20: mehrschichtige Leiterplatte
30: Aluminiumgehäuse
40: Isolierbasismaterial
50: Innenschichtkupferplatte
60: Innenschichtkupferplatte
69: Außenschichtkupferfolie
70: Außenschichtkupferfolie
79: Außenschichtkupferfolie
80: Außenschichtkupferfolie
160: Prepreg
161: Prepreg
162: Prepreg
210: mehrschichtige Leiterplatte
220: Aluminiumgehäuse
230: Isolierbasismaterial
240: Innenschichtkupferplatte
250: Innenschichtkupferplatte
260: Außenschichtkupferfolie
270: Außenschichtkupferfolie
280: Isolierkernsubstrat
400: Isolierbasismaterial
402: erste Schicht
403: erste Schicht
405: zweite Schicht
407: zweite Schicht
409: dritte Schicht
409a: Anschlussfläche
409b: Anschlussfläche
409c: Anschlussfläche
409d: Anschlussfläche
409e: Anschlussfläche
409f: Anschlussfläche
409g: Anschlussfläche
412: dritte Schicht
412a: Anschlussfläche
412b: Anschlussfläche
412c: Anschlussfläche
412d: Anschlussfläche
412e: Anschlussfläche
420: Durchgangsloch
421: Durchgangsloch
422: Durchgangsloch
426: Teilungsloch
427: Harz
428: Harz
429: Harz
430: Harz
440: Leistungshalbleiterelement
441: Leistungshalbleiterelement
442: Leistungshalbleiterelement
443: Steuerhalbleiterelement
444: Steuerhalbleiterelement
445: Steuerhalbleiterelement
446: Steuerhalbleiterelement
447: Steuerhalbleiterelement
448: Steuerhalbleiterelement

Claims

Mehrschichtige Leiterplatte, die aufweist: ein Isolierbasismaterial; eine gemusterte Innenschichtmetallplatte, die in dem Isolierbasismaterial angeordnet ist; und eine Außenschichtmetallfolie, die in einem bemusterten Zustand auf einer Oberfläche des Isolierbasismaterials angeordnet ist, wobei die Außenschichtmetallfolie dünner als die Innenschichtmetallplatte ist und einen Strompfad aufweist, der einen kleineren Querschnitt als derjenige eines Strompfads der Innenschichtmetallplatte aufweist.
Mehrschichtige Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei die Außenschichtmetallfolie auf zwei Oberflächen des Isolierbasismaterials angeordnet ist.
Mehrschichtige Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich ein Leitungsmuster, das von der Innenschichtmetallplatte ausgebildet wird, aus dem Isolierbasismaterial heraus erstreckt und an einem Gehäuse fixiert ist.
Mehrschichtige Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Isolierbasismaterial ein Isolierkernsubstrat enthält und die gemusterte Innenschichtmetallplatte an das Isolierkernsubstrat geklebt ist.
Mehrschichtige Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Innenschichtmetallplatte eine Kupferplatte ist.
Mehrschichtige Leiterplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 5, die eine sechsschichtige Struktur aufweist, die enthält: zwei erste Schichten, die von der Innenschichtmetallplatte ausgebildet werden und in einer Stapelrichtung übereinander angeordnet sind, zwei zweite Schichten, die von der Außenschichtmetallfolie ausgebildet werden und in der Stapelrichtung übereinander angeordnet sind, und zwei dritte Schichten, die in der Stapelrichtung übereinander angeordnet sind.
Mehrschichtige Leiterplatte nach Anspruch 6, die ein Durchgangsloch aufweist, das sich in der Stapelrichtung von einer der beiden zweiten Schichten, die in der Stapelrichtung übereinander angeordnet sind, zu der anderen zweiten Schicht erstreckt.
Mehrschichtige Leiterplatte nach Anspruch 7, wobei mindestens eine Öffnung des Durchgangslochs mit einem Isoliermaterial gefüllt ist und die dritte Schicht auf dem Isoliermaterial angeordnet ist.
Mehrschichtige Leiterplatte nach einem der Ansprüche 6 bis 8, die außerdem ein Teilungsloch aufweist, das sich in der Stapelrichtung von einem der beiden zweiten Schichten, die in der Stapelrichtung übereinander angeordnet sind, zu der anderen zweiten Schicht erstreckt.
Mehrschichtige Leiterplatte nach Anspruch 9, wobei mindestens eine Öffnung des Teilungslochs mit einem Isoliermaterial gefüllt ist und die dritte Schicht auf dem Isoliermaterial angeordnet ist.
Mehrschichtige Leiterplatte nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei eine Anschlussfläche, die ein Steuerhableiterelement und ein Leistungshalbleiterelement miteinander verbindet, auf der dritten Schicht ausgebildet ist.
Mehrschichtige Leiterplatte nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei ein Muster von mindestens einer der beiden ersten Schichten mit einem Gehäuse verbunden ist.
Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen Leiterplatte, das aufweist: einen Ausbildungsschritt zum Anordnen einer gemusterten Innenschichtmetallplatte zwischen Prepregs und Anordnen einer Außenschichtmetallfolie, die dünner als die Innenschichtmetallplatte ist und einen Strompfad aufweist, der einen kleineren Querschnitt als derjenige der Innenschichtmetallplatte aufweist, auf einer freiliegenden Oberfläche von mindestens einem der Prepregs; einen Aufheiz- und Pressschritt zum Aufheizen und Pressen eines Blockes, der in dem Ausbildungsschritt ausgebildet wird, um den Block zu integrieren; und einen Bemusterungsschritt zum Bemustern der Außenschichtmetallfolie in dem Block, der in dem Aufheiz- und Pressschritt integriert wird.
Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen Leiterplatte nach Anspruch 13, das außerdem einen Schritt zum Teilen eines Leitungsmusters aufweist, das von der Innenschichtmetallplatte ausgebildet wird, mittels Durchführen eines Stanzprozesses hinsichtlich eines Teilbereiches des Blockes, der in dem Aufheiz- und Pressschritt integriert wird.