JP2002198619A

JP2002198619A - 回路基板

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Publication number: JP2002198619A
Application number: JP2000393101A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Matsuo; 光洋松尾; Hiroyuki Handa; 浩之半田; Seiichi Nakatani; 誠一中谷; Koichi Hirano; 浩一平野; Yoshihisa Yamashita; 嘉久山下
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2002-07-12

Abstract

(57)【要約】【課題】無機フィラーを含有する絶縁層に金属膜を接
着する回路基板の製作工程において、リード線の挿入孔
やスルーホール用の貫通孔をドリルによって形成すると
きのドリル刃の磨耗を減らすこと。【解決手段】貫通孔を形成する部分の導体の回路パタ
ーンを厚肉にして絶縁層中に食い込ませることで、貫通
孔部分の絶縁層の厚みを薄くする。ドリル刃は主として
無機フィラーにより摩耗するので絶縁層を薄くすると摩
耗が減る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無機フィラーと熱
硬化性樹脂を絶縁層に用いた高い熱伝導性を有する回路
基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板には、絶縁基板の片面にの
み回路パターンが形成されている片面プリント基板と、
絶縁基板の表裏両面に回路パターンが形成されている両
面プリント基板がある。片面プリント基板は、まずガラ
ス繊維を織った布に半硬化状態のエポキシ樹脂を含浸さ
せたプリプレグ材の一方の面に銅箔などの金属箔を張り
付けて積層板を形成する。この積層板の所望の位置に部
品実装時のリード端子を貫通させる貫通孔をドリルによ
って形成した後、銅箔をパターンエッチングすることで
回路パターンが形成されたプリント基板ができる。両面
プリント基板の場合は、プリプレグ材の両面に銅箔等の
金属箔を張り付けて積層板を形成する。次に電子部品の
取り付け用リード線の挿入孔やスルーホールのための貫
通孔をドリルによって形成する。この積層板をめっき槽
にいれて無電解銅めっき等のめっき処理を行い、貫通孔
内部に導電層を形成する。両面の金属箔をパターンエッ
チングして回路パターン以外の金属箔を除去することに
よりスルーホール付きの回路基板が形成される。電子機
器における軽薄短小の要求から、回路の高密度実装が急
速に進んでいる。部品の実装密度が上昇するにつれて、
回路基板の温度の上昇が顕著になる。すなわち、電子部
品などの素子の熱が回路基板内部にこもりやすくなり、
温度が上昇して電子部品の信頼性に支障をきたすおそれ
がある。これを解決するためには、放熱性のよい回路基
板が必要となる。近年絶縁基板の材料として、熱硬化性
樹脂にセラミックフィラーなどの無機フィラーを高い比
率で混入した高い熱伝導性を有する絶縁樹脂混合物を用
いた放熱性のよい回路基板が開発されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記の絶縁樹脂混合物
は、セラミックフィラー等の高い硬さを有する無機フィ
ラーを含むため貫通孔を形成するためのドリルによる穴
加工時に、ドリル刃の磨耗が著しい。絶縁基板の厚みが
増加するとドリル刃の磨耗は一層顕著になる。そのた
め、１本のドリル刃で加工できる貫通孔の数が従来の積
層板の場合より大幅に減少し、ドリル刃の交換頻度が高
くなる。その結果貫通孔の加工時の生産性は著しく低下
し、生産コストが増大してしまう。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の回路基板は、少
なくとも熱硬化性樹脂と無機フィラーとを含む絶縁基板
の少なくとも片面に導電体膜の回路パターン部を形成
し、前記所定の回路パターン部の所定の部分に貫通孔を
形成した回路基板において、前記回路パターン部の前記
貫通孔の周辺部の導電体膜の膜厚を他の部分より厚く
し、前記厚くなされた部分を前記絶縁基板中に食い込ま
せたことを特徴とする。貫通孔の周辺部の導電体膜を厚
くしかつ絶縁基板中に食い込ませたことにより、その部
分の絶縁基板の厚さが他の部分より薄くなる。これによ
り貫通孔を形成する際にドリル刃が掘削すべき絶縁基板
の厚みが薄くなり、ドリル刃の磨耗を低く抑えることが
できる。その結果ドリル刃の交換頻度が減少し、生産コ
ストを削減することができる。また貫通孔の周辺部の厚
い導電体膜が絶縁基板に食い込んでいるので、貫通孔を
有する部分の導電体膜の強度が高くなり、大型部品の実
装も可能となり、その信頼性も向上する。厚い導電体膜
は熱を拡散しやすいので、貫通孔に半田付けした部品の
半田付け部の温度上昇が低く抑えられ、接続の信頼性が
向上する。

【０００５】本発明の他の観点の回路基板は、少なくと
も熱硬化性樹脂と無機フィラーとを含む絶縁基板の両面
に導電体膜の回路パターン部を形成し、前記所定の回路
パターン部の所定の部分に、内壁面に導電層を有する貫
通孔を形成した回路基板において、少なくとも一方の面
の回路パターン部の貫通孔の周辺部の導電体膜の膜厚を
他の部分より厚くし、前記厚くなされた部分を前記絶縁
基板中に食い込ませたことを特徴とする。本発明によれ
ば、前記の特徴に加えて、両面の導電体膜の回路パター
ン部と貫通孔により、スルーホール付き回路基板が形成
される。特に回路基板の両面に部品が接続できるので高
密度な実装が可能となる。またスルーホールを形成する
ことで回路パターン部と絶縁基板の密着強度を向上させ
ることができる。さらに、厚い導電体膜のスルーホール
部の電気抵抗が小さいので発熱が減り、基板に対する熱
ストレスも減少して部品の半田付け部の信頼性が向上す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例につ
いて図１から図８を参照して説明する。《第１実施例》図１は、本発明の第１実施例による貫通
孔を有する回路基板の断面図である。図１において、こ
の回路基板は、無機フィラーと熱硬化性樹脂を混合して
硬化させた絶縁樹脂混合物の絶縁基板である絶縁層１０
１に銅箔等の電気良導体の導電体膜で回路の配線部分と
なる回路パターン１０２を設けている。回路パターン１
０２の一部に厚肉部１０３を設け、この厚肉部に、貫通
孔１０４を形成している。すなわち貫通孔１０４を形成
したい部分の回路パターン１０２の箔厚を厚くして厚肉
部１０３とし、厚肉部１０３を絶縁層１０１に食い込ま
せている。これにより貫通孔１０４を形成する部分の絶
縁層１０１の厚みは回路基板の他の部分の絶縁層１０１
の厚みより好ましくは７０％程薄くなる。

【０００７】貫通孔１０４は、電子部品の取り付け用リ
ード線の挿入孔や外部回路との接続端子の挿入孔として
用いられる。リード線を貫通孔１０４に挿入して半田付
けを行った場合、電子部品の荷重は回路パターン１０２
の銅箔により支えられるが、従来の銅箔は薄かったため
大型部品の実装は困難であった。本実施例では、絶縁層
１０１に食い込んだ回路パターン１０２の厚肉部１０３
が電子部品の荷重を支えるため、荷重を負担する能力が
大きく、大型部品の実装も可能であり信頼性が向上す
る。発熱部品を実装すると、そのリード線を介して半田
付け部に熱が伝わり温度が上昇して半田接続の信頼性に
悪影響を及ぼす。本実施例では、厚肉部１０３から絶縁
層１０１内に熱が拡散されるので半田付け部の温度上昇
は低く抑えられ、半田付け部の信頼性が向上する。

【０００８】回路パターン１０２の貫通孔１０４の周囲
は厚肉でありかつ絶縁層１０１に深く食い込んでいるの
で、貫通孔１０４を形成する工程でドリル刃が掘削する
絶縁層１０１の厚みが従来例の約１／３と薄く、ドリル
刃の磨耗を低く抑えることが可能になる。これにより１
本のドリル刃で加工できる貫通孔１０４の数が従来のも
のより多くなり、ドリル刃の交換頻度が減少し生産コス
トの削減ができる。この貫通孔１０４を利用すれば、パ
ワートランジスタ等の発熱素子や、外部機器との電気的
接続を行うためのコネクタ等の大型部品を実装する場合
でも熱や機械的負荷に十分耐えうる回路基板を実現でき
る。

【０００９】絶縁樹脂混合物の絶縁層１０１は、未硬化
状態の熱硬化性樹脂と無機フィラーの混合物をシート状
に加工することで得られる。無機フィラーを混入するこ
とで熱伝導性に優れた絶縁層１０１が得られる。熱硬化
性樹脂は、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、シアネ
ート系樹脂の内の少なくとも１種類を用いるのが好まし
い。これらの樹脂で回路基板を形成すれば、高温時の電
気絶縁性が優れた回路基板を得ることができる。特に、
エポキシ系樹脂は半導体封止樹脂やプリント基板の材料
として良く知られており、電気的特性だけでなく、耐薬
品性、機械的特能（強度等）にも優れている。絶縁層１
０１中の無機フィラーは、アルミナ、シリカ、マグネシ
ア、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素から選ばれた少な
くとも１種のものの粉末であるのが好ましい。アルミ
ナ、窒化アルミニウムを無機フィラーとして用いると、
熱伝導性に優れた回路基板となる。マグネシアを用いる
と、熱伝導度が高いが熱膨張係数が大きくなる。シリカ
（特に、非晶質シリカ）を用いれば、熱膨張係数が小さ
く、軽量で誘電率の小さい回路基板ができる。無機フィ
ラーの添加率は、絶縁層１０１全体の７０〜９５重量％
程度が望ましいが、良好な熱伝導性が要求される回路基
板においては、９０重量％以上の高い充填率にするのが
望ましい。回路パターン１０２は銅などの電気良導性の
金属を用いるのが望ましい。回路パターン１０２は絶縁
層１０１の表面に接着された構造を有しており、特に回
路パターン１０２の厚肉部１０３は絶縁層１０１内に食
い込ませている。

【００１０】本実施例の回路基板の製造方法を図２を参
照して説明する。はじめに図２の（ａ）の断面図に示す
金属板フレーム２０１を準備する。金属板フレーム２０
１は、図の紙面に垂直な方向にも所定の長さを有する一
様な厚みの金属板の片面を選択的にエッチングして作
る。これにより、凸部２０３が形成される。次に図２の
（ｂ）に示すように、金属板フレーム２０１の下面の凸
部２０３を有する面に、未硬化状態の絶縁樹脂混合物を
シート状にした絶縁シート２０４を複数枚（図では３
枚）重ね、図示を省略した既知の金型ではさんで加圧し
つつ加熱する。これにより当初まだ柔軟である絶縁シー
ト２０４は金属板フレーム２０１の下面に接着されて硬
化し図２の（ｃ）に示す積層板２０５が形成される。こ
のとき金属板フレーム２０１の凹部２０２内に未だ十分
硬化していない絶縁シート２０４が押し込まれ所定の厚
さＴとなる。凸部２０３は台形になされているので、そ
れほど高い圧力を与えなくても凹部２０２にすきまなく
軟化した絶縁シート２０４が充填され絶縁層１０１を有
する積層板２０５が形成される。

【００１１】積層板２０５において、凸部２０３の部分
の下の絶縁層１０１の厚みｔは２ｍｍ以下であるのが好
ましい。厚みｔが２ｍｍを超えると、貫通孔１０４を形
成する工程においてドリル刃の磨耗が著しくなる。ま
た、絶縁層１０１が厚いと基板の熱抵抗が高くなって放
熱効果が極端に低下し、場合によっては回路基板上に実
装した電子部品（半導体装置等）の温度が上昇して電子
部品が破損するおそれがある。種々の実験の結果、ドリ
ル刃の耐久性や電子部品の発熱等を考慮すると上記厚み
ｔを２ｍｍ以下に設定するのが好ましい。図２の（ｃ）
に示す積層板２０５の凸部２０３において、図２の
（ｄ）に示すように、この凸部２０３に回路基板の厚み
方向の貫通孔１０４をドリル加工によって形成する。最
後に図２の（ｅ）に示すように、金属板フレーム２１０
を所定の回路パターンにエッチング処理して回路基板が
完成する。

【００１２】本実施例によれば、貫通孔１０４を加工す
るときにドリル刃が貫通する絶縁層１０１の距離を短く
することによりドリル刃の磨耗を低く抑えることができ
る。貫通孔１０４の近傍の回路パターン１０２が厚いの
で、パワートランジスタなどの発熱素子や、外部機器と
の電気的接続を行うためのコネクタなどの大型部品を実
装する際の熱や機械的負荷に耐えうる回路基板が得られ
る。

【００１３】本実施例の回路基板の作製に用いる、無機
フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂からなる絶縁シー
ト２０４の作製方法について以下に説明する。まず既知
の攪拌混練機により無機フィラーと液状の熱硬化性樹脂
との混合物を攪拌しつつ，適量の溶剤を加えてスラリー
状にする。この攪拌混練機は容器を自転させながら全体
を公転させるもので，混練する樹脂の粘度が比較的高く
ても十分な脱泡ができ良好な分散状態が得られる。本実
施例に使用した絶縁シート２０４は無機フィラーとして
９０重量％のＡｌ_２Ｏ_３（昭和電工（株）製の商品型番
「ＡＳ−４０」）と９．５重量％のエポキシ樹脂（日本
レック（株）製，商品型番「ＮＲＶ−１０１０」）を主
成分とし，０．５重量％のブチルカルビトールと粘度調
整用のメチルエチルケトンを含んでいる。混合したスラ
リー状の物を，表面にシリコンによる離型処理を施した
厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレートの離型フィ
ルム上にドクターブレード法で厚さ約７５０μｍのシー
トに造膜する。次に造膜したシートを１５分間温度１２
５℃に保ち乾燥させる。スラリー状に混合する際に粘度
調整用に加えたメチルエチルケトンはこの乾燥処理によ
り揮発する。前記乾燥処理により、適度な粘性を有し、
未硬化状態の厚みが４００μｍの絶縁シート２０４が得
られる。

【００１４】次に導体配線パターンを有する金属板フレ
ーム２０１の作製方法について図８を参照して説明す
る。図８の（ａ）に示すように、金属板５０１として、
一定の厚み５００μｍを有する銅板（神戸製鋼製：ＫＦ
Ｃ１／２）を用いる。図８の（ｂ）に示すように金属
板５０１の両面にロールラミネート装置により、ドライ
フィルムレジストを用いてレジスト膜５０２を形成す
る。ドライフィルムレジストは、プリント基板のパター
ン形成に使用される一般的なものであり、日立化成工業
製の品番Ｈ−Ｓ９３０−３０のものが知られている。上
面のレジスト膜５０２に図示を省略した紫外線露光装置
を用いて、図８の（ｃ）に示すように配線パターンを描
画したフィルムマスクパターン５０３を介して密着露光
を行う。金属板５０１の下面のレジスト膜５０２（フィ
ルムマスクパターン５０３を当てていない面）は全面を
露光する。次に、露光した金属板５０１上のレジスト膜
５０２を現像液中で処理する。この処理で、紫外線によ
り硬化したレジスト露光部５０５だけが図８の（ｄ）に
示すように残存し、フィルムマスクパターン５０３によ
り露光されなかったレジスト膜５０２が除去され前記配
線パターンの金属板５０１の面が露出する。

【００１５】レジスト露光部５０５が形成された金属板
５０１を塩化鉄溶液中でエッチング処理することで、図
８の（ｅ）に示すように、金属板５０１の上面にのみ厚
み方向に対して一様な深さの溝５０６と、溝５０６に対
して金属板５０１の面に突出する回線パターン５０７と
が形成される。エッチング処理の時間を変更することに
より、金属板５０１に形成する溝５０６の深さを制御す
ることができる。この金属板５０１では、５００μｍの
厚みの金属板５０１に２５０μｍの深さの溝５０６を形
成した。

【００１６】最後にレジスト露光部５０５を苛性ソーダ
で処理して除去し、図８の（ｆ）に示すように、表面に
所望の回路パターン５０７と溝５０６とを有する金属板
フレーム５０８が得られる。なお、金属フレーム５０８
の表面には、絶縁シート２０４との接着性を向上させる
ために、黒化処理などの粗面化処理を施すのが好まし
い。先に作製した絶縁シート２０４を３枚と金属板フレ
ーム５０８とを重ね合わせて１５０℃の温度に保ちつつ
５０Ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で加圧する（図２の（ｂ）を参
照）。これにより金属板フレーム５０８の溝５０６に絶
縁シート２０４が軟化して流れ込み，金属板フレーム２
０１と絶縁層１０１からなる図２の（ｃ）に示すような
積層板２０５が得られる。

【００１７】次に積層板２０５を乾燥機を用いて１７５
℃の温度で３時間加熱し，絶縁層１０１中の熱硬化性樹
脂を完全に硬化させる。積層板２０５の金属板フレーム
２０１と絶縁層１０１を貫く直径０.４ｍｍの貫通孔１
０４をＮＣドリルを用いて穴あけ加工する。最後に金属
板フレーム２０１の表面をエッチングして所望の回路パ
ターンを形成し、貫通孔１０４を有する回路基板が形成
される。貫通孔１０４の部分の絶縁層１０１の厚みｔが
０.５ｍｍと１.４ｍｍの２種類の回路基板を作製し、貫
通孔の加工に用いるドリル刃の寿命を比較した。絶縁層
の厚みｔが１．４ｍｍの場合は、１０００回の穴あけ加
工でドリル刃の交換を余儀なくされた。絶縁層の厚みｔ
が０．５ｍｍの場合は、同じドリル刃で６０００回の穴
あけ加工が可能であった。これにより、貫通孔１０４の
部分の絶縁層１０１の厚みが薄くなればドリル刃の寿命
が飛躍的に向上することがわかる。

【００１８】絶縁層１０１の上に形成されている回路パ
ターン１０２の引き剥がし強度を測定した。回路パター
ン１０２の面積は、貫通孔１０４近傍の厚肉部と、貫通
孔１０４を有しない薄肉部とを同じにした。その結果薄
肉部では３．０〜３．４ｋｇｆの引き剥がし強度を有し
ていた。それに対して、厚肉部は４．０〜４．４ｋｇｆ
の引き剥がし強度を有していた。これにより、厚肉部の
貫通孔１０４を有する回路パターン１０２Ａは絶縁層１
０１内に食い込んでいる部分が存在するために、引き剥
がし強度が高まっていることが確認できた。さらに同じ
面積を有する厚肉部と薄肉部の回路パターン上にＴＯ−
２２０パッケージのパワー半導体素子を実装して、その
回路パターンにおける熱抵抗を測定した。薄肉部の回路
パターンでは、熱抵抗は１.４℃／Ｗであるのに対し
て、厚肉部の回路パターンでは熱抵抗は１．２７℃／Ｗ
であった。これによりパターンを厚くすることによる放
熱効果が確認できた。

【００１９】《第２実施例》本発明の第２実施例の回路
基板について図３及び図４を参照して説明する。図３
は、本発明の第２実施例によるスルーホール付き回路基
板の断面図である。図３において、この回路基板は無機
フィラーと熱硬化性樹脂を混合した絶縁樹脂混合物の絶
縁層３０１の両面に回路パターン３０２及び回路パター
ン３０２Ａを設けている。回路パターン３０２Ａには厚
肉部３０３を設けている。厚肉部３０３にスルーホール
３０４を形成し、スルーホール３０４の内壁面に導体め
っき層３０５を形成している。回路パターン３０２Ａの
スルーホール３０４を形成した厚肉部３０３を未だ硬化
していない絶縁層３０１に圧入する。この圧入によりス
ルーホール３０４を形成する部分において、対向する回
路パターン３０２Ａ間に存在する絶縁層３０１の厚みが
薄くなる。スルーホール３０４の内壁の導体めっき層３
０５は絶縁層３０１の両面の回路パターン３０２、３０
２Ａを電気的に接続させることができる。他の例として
図５に示すように、厚い回路パターン３０７，３０８を
絶縁基板３０１の両面に形成することも可能である。

【００２０】以上のように、スルーホール３０４を形成
する部分において回路パターン３０２Ａ、３０７，３０
８を厚くしてその結果絶縁層３０１の厚さを薄くするこ
とにより、スルーホール３０４の貫通孔の加工時のドリ
ル刃の磨耗を低く抑えることが可能である。その結果１
本のドリル刃により加工できる貫通孔の数が増加し、生
産コストが削減される。スルーホール３０４を形成する
ことにより両面の回路パターン３０２Ａ間の立体的な接
続が可能となり、高密度な実装が可能となる。また、ス
ルーホール３０４により厚肉部３０７、３０８と絶縁層
３０１間の密着強度を向上させることが可能である。ま
た回路パターン３０２Ａのスルーホール３０４の部分に
厚肉部３０３を設けたことにより、電気抵抗が減少して
発熱も減少する。従って基板に対する熱ストレスが減少
して、この基板に取り付けられる電子部品の半田付け部
の信頼性が向上する。

【００２１】絶縁層３０１を形成する絶縁樹脂混合物
は、未硬化状態の熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる
絶縁物をシート状に加工した絶縁シート材であり、熱伝
導性に優れている。この絶縁シート材に含まれる熱硬化
性樹脂は、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、シアネ
ート系樹脂の少なくとも１種類又はそれらの混合物であ
るのが好ましい。これらの樹脂からなる絶縁シート材を
硬化させて回路基板を形成すれば、高温時における電気
絶縁性に優れた回路基板を得ることができる。特に、エ
ポキシ系樹脂は、半導体封止樹脂やプリント基板の樹脂
として良く知られているように、電気特性ばかりでな
く、耐薬品性、機械的特能（強度等）にも優れている。
無機フィラーは、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化
アルミニウム及び窒化ホウ素から選ばれた少なくとも１
種の粉末で構成されるのが好ましい。アルミナ、窒化ア
ルミニウムを無機フィラーとして用いた場合には、熱伝
導性に優れた回路基板が得られる。マグネシアを用いた
場合には、熱伝導度が高くなり、かつ熱膨張係数も大き
くなる。シリカ（特に、非晶質シリカ）を用いた場合に
は、熱膨張係数が小さく、軽量で、誘電率の小さい回路
基板とすることができる。無機フィラーの添加率は、絶
縁シート材全体の７０〜９５重量％程度が望ましいが、
良好な熱伝導性が要求される回路基板においては、９０
重量％以上の高い無機フィラー充填率にするのが望まし
い。回路パターン３０２、３０２Ａとその厚肉部３０３
は銅などの電気良導性の金属からなるのが望ましい。

【００２２】第２の実施例の貫通孔３０４を有する回路
基板の製造方法を図４を参照して説明する。図４の
（ａ）の断面図に示す金属板フレーム４０１は、一様な
厚みを有する金属板の一方の面（図では上面）に選択的
にエッチングを施して、金属板の厚み方向に形成した所
望の形状を有する溝４０２と、回路パターンの厚肉部３
０３のための凸部４０３が設けられる。次に図４の
（ｂ）に示すように、金属板フレーム４０１の厚肉部４
０３を形成している面（上面）に、未硬化状態の絶縁樹
脂混合物の絶縁シート４０４を複数枚（図では３枚）重
ねる。さらに一様な厚みを有する金属板４０５を絶縁シ
ート４０４の上に重ねる。金属板フレーム４０１，絶縁
シート４０４及び金属板４０５を重ね合わせたものを図
示を省略した治具ではさみ、加圧しつつ加熱する。これ
により絶縁樹脂混合物が硬化し金属板フレーム４０１と
金属板４０５は絶縁シート４０４で接着されて積層板４
０８ができる。厚肉部４０３が台形になっているため
に、比較的低い加圧力で金属板フレーム４０１の溝４０
２内に絶縁シート４０４が押し込まれ、溝４０２の内部
にすきまなく充填され積層板４０８となる。

【００２３】図４の（ｃ）に示すように、金属板フレー
ム４０１の厚肉部４０３と金属板４０５との間の絶縁層
４０６の厚みｔは２ｍｍ以下にするのが好ましい。厚み
ｔが２ｍｍ以上であると、図４の（ｄ）に示すスルーホ
ール用の貫通孔４０７をドリルを用いて形成する際のド
リル刃の磨耗が著しくなる。また、絶縁層４０６が厚く
なると積層板４０８の熱抵抗が高くなって放熱効果が低
下し、場合によっては回路基板上に実装した電子部品
（半導体装置等）の温度が上昇して電子部品が破損する
場合がある。図４の（ｄ）に示すように貫通孔４０７を
ドリル加工によって形成したのちに、図４の（ｅ）に示
すように無電解めっきにより貫通孔４０７の内壁に導電
膜４０９を形成する。導電膜４０９により金属板フレー
ム４０１と金属板４０５は電気的に接続される。次に図
４の（ｆ）に示すように、金属板４０１と金属板４０５
を所望の回路パターンにエッチング加工してスルーホー
ル４０１を有する回路基板が完成する。

【００２４】本実施例において、回路基板にスルーホー
ルを形成する工程の具体例について述べる。厚み５００
μｍの銅板をエッチング法で加工した金属板フレーム４
０１，絶縁樹脂混合物をシート化した絶縁シート４０
４，及び片面を粗化した厚み３５μｍの銅箔の金属板４
０５を用意する。図４の（ｂ）に示すように、金属板フ
レーム４０１の上に、３枚の絶縁シート４０４と金属板
４０５を重ね合わせて温度１５０℃、圧力５０Ｋｇ／ｃ
ｍ^２で加熱しつつ加圧する。これにより金属板フレーム
４０１の溝４０２に絶縁シート４０４が変型して入り込
み，図４（ｃ）に示す積層板４０８が形成される。積層
板４０８を乾燥機を用いて１７５℃の温度で３時間加熱
し，絶縁シート４０４中の熱硬化性樹脂を完全に硬化さ
せる。次に，金属板フレーム４０１の厚肉部４０３に直
径０.４ｍｍの貫通孔４０７をＮＣドリルを用いて加工
する。貫通孔４０７の内壁に無電解銅めっき層４０９を
形成する。最後に金属板フレーム４０１と金属板４０５
にエッチングにより回路パターンを形成してスルーホー
ル４１０付き回路基板が完成する。

【００２５】貫通孔を形成する際のドリル刃の寿命や回
路パターンの引き剥がし強度と熱抵抗等の諸特性は第１
実施例のものと同じ結果であった。スルーホール４１０
を介して対向している金属板フレーム４０１と金属板４
０５間の抵抗値は、０．１Ω以下であった。スルーホー
ル４１０の接続の信頼性を評価するために、最高温度２
４０℃のリフロー装置に１０回通してから同様にスルー
ホール４１０の抵抗値を測定したが、変化は認められな
かった。また−４０℃と１２５℃間の熱サイクル試験を
５００回行った後でも、同様にスルーホール４１０の抵
抗値に変化が認められなかった。このことから、スルー
ホール４１０の接続の信頼性が高いことが確認された。

【００２６】《第３実施例》図６は本発明の第３実施例
における貫通孔を有する回路基板の断面図である。図６
において第２実施例と同じ要素については同じ番号を付
して説明を省略する。同図において図１及び図３の構成
と異なるのは、電導良導体の板を打ち抜いて形成した外
部接続に便利なリードフレーム３０９を絶縁層３０１内
部に埋め込んでいる点である。リードフレーム３０９の
接続部がスルーホール３１０を形成しようとする部分に
配置されており、基板表面の配線導体パターン３１１と
リードフレーム３０９がスルーホール３１０を介して電
気的に接続される。リードフレーム３０９は銅などの電
気良導性の金属から構成するのが望ましい。

【００２７】リードフレーム３０９を絶縁層３０１の内
部に埋設することで基板が多層化される。リードフレー
ム３０９と基板上の配線導体パターン３１１間をめっき
によるスルーホール３１０で接続することで外部との良
好な接続が得られる。またスルーホール３１０を形成す
る部分にリードフレーム３０９のような強固な導体が配
置されるので、スルーホール３１０を端子として用いた
ときの基板と外部との接続の信頼性が向上する。スルー
ホール３１０の部分の絶縁層３０１は薄いので、貫通孔
１０４を形成する際にドリル刃が絶縁層３０１を貫通す
る距離は短く、ドリル刃の磨耗を抑えることが可能とな
る。

【００２８】《第４実施例》図７は本発明の第４実施例
におけるスルーホール付き回路基板の断面図である。前
記の各実施例と異なる点は、特定のスルーホール３２０
の内部に絶縁層３０１と同じ絶縁樹脂混合物を充填して
いることである。スルーホール３２０の内部に絶縁層３
０１と同じ絶縁性樹脂混合物を充填することにより、基
板に実装されている部品が発する熱がスルーホール３２
０に接続された導体を介して放熱される。これにより配
線パターン導体３１１の発熱を抑えることができ、結果
として基板の温度を低く抑えることができる。配線パタ
ーン導体３１１と絶縁層３０１とが接する面積が大きい
ことから、配線パターン導体３１１と絶縁層３０１との
接着強度が高くなるという利点がある。さらには回路基
板の内部に配線層を形成することが可能であるので、配
線密度の向上が図れるとともに、基板表面に形成してい
たジャンパー配線を基板内部に埋設できるという利点が
ある。

【００２９】

【発明の効果】以上の各実施例で詳細に説明したよう
に、本発明の回路基板によれば、熱硬化性樹脂と無機フ
ィラーから構成される絶縁層の少なくとも片面に回路パ
ターン部が形成された貫通孔を有する回路基板におい
て、前記貫通孔の部分は厚肉になされ、かつ前記絶縁層
中に埋設されている。これにより貫通孔部分の絶縁層は
薄くなり、ドリル加工時のドリル刃の磨耗を低く抑える
ことができる。これにより、１本のドリル刃により加工
できる貫通孔の数が増加し、ドリル刃の交換頻度が減少
する。その結果ドリル刃のコストが節減されると同時
に、ドリル刃交換のために加工装置を止める回数が減
り、生産性が飛躍的に向上するとともに大幅なコストダ
ウンができる。また絶縁樹脂中に食い込んだ厚肉の回路
パターン部により部品の荷重が支えられるため、大型部
品の実装も可能であり信頼性が向上する。また発熱部品
を実装する場合、回路パターン部の厚肉部により熱が拡
散されるので、半田付け部の温度はあまり高くならず信
頼性が向上する。さらに回路パターンに厚肉部を設けた
ことでスルーホール部が低抵抗になり、基板に対する熱
ストレスが減少して、部品の半田付け部の信頼性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における貫通孔を有する回
路基板の断面図

【図２】（ａ）から（ｅ）は第１実施例による回路基板
の製造方法の工程別断面図

【図３】本発明の第２実施例における貫通孔を有する回
路基板の断面図

【図４】（ａ）から（ｆ）は第２実施例による回路基板
の製造方法の工程別断面図

【図５】本発明の第２実施例における貫通孔を有する回
路基板の他の例の断面図

【図６】本発明の第３実施例における貫通孔を有する回
路基板の断面図

【図７】本発明の第４実施例における貫通孔を有する回
路基板の断面図

【図８】（ａ）から（ｆ）は本発明の各実施例における
金属板フレームの製造方法を示す工程別断面図

【符号の説明】

１０１絶縁層１０２回路パターン１０３厚肉部１０４貫通孔２０１金属板フレーム２０２溝２０３凸部２０４絶縁シート２０５積層板３０１絶縁層３０２回路パターン３０３厚肉部３０４スルーホール３０５導体めっき層３０９リードフレーム４０１金属板フレーム４０２溝４０３凸部４０４絶縁シート４０５金属板４０６絶縁層４０７貫通孔４０９導体めっき層４１０スルーホール５０１金属板５０２レジスト膜５０３フィルムマスクパターン５０５レジスト露光部５０６溝５０７回路パターン５０８金属板フレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中谷誠一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者平野浩一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者山下嘉久大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5E317 AA24 BB01 BB02 BB11 CC31 CD32 GG20 5E338 AA01 AA02 AA03 AA16 BB02 BB13 BB25 BB28 BB63 CC01 CD03 CD05 EE31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも熱硬化性樹脂と無機フィラー
とを含む絶縁基板の少なくとも片面に導電体膜の回路パ
ターン部を形成し、前記回路パターン部の所定の部分に
貫通孔を形成した回路基板において、前記回路パターン部の前記貫通孔の周辺部の導電体膜の
膜厚を他の部分より厚くし、前記厚くなされた部分を前
記絶縁基板中に食い込ませたことを特徴とする回路基
板。
【請求項２】少なくとも熱硬化性樹脂と無機フィラー
とを含む絶縁基板の両面に導電体膜の回路パターン部を
形成し、前記所定の回路パターン部の所定の部分に、内
壁面に導電層を有する貫通孔を形成した回路基板におい
て、少なくとも一方の面の回路パターン部の貫通孔の周辺部
の導電体膜の膜厚を他の部分より厚くし、前記厚くなさ
れた部分を前記絶縁基板中に食い込ませたことを特徴と
する回路基板。
【請求項３】前記絶縁基板中に食い込ませた導電体膜
が、前記貫通孔の内壁面の導電層を介して、絶縁基板面
の所定の回路パターン部と電気的に接続されていること
を特徴とする請求項２に記載の回路基板。
【請求項４】前記導電体膜の厚くなされた部分が台
形になされていることを特徴とする請求項１から３のい
ずれかに記載の回路基板。
【請求項５】前記無機フィラーが、アルミナ、シリ
カ、マグネシア、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素の
中から選ばれた少なくとも一つを含むことを特徴とする
請求項１又は２に記載の回路基板。
【請求項６】前記熱硬化性樹脂が、エポキシ系樹脂、
フェノール系樹脂もしくはシアネート系樹脂の内の少な
くとも一つを含むことを特徴とする請求項１又は２に記
載の回路基板。