JP2008041975A

JP2008041975A - 放熱性配線基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2008041975A
Application number: JP2006215306A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Tsujimoto; 悦夫辻本; Tetsuya Tsumura; 哲也津村; Kimiharu Nishiyama; 公治西山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】大電流対応と高放熱性を高めるとともに、生産性および加工性に優れる放熱性配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】金属配線板からなる回路パターン１００と、フィラーを含むとともに絶縁性を有する熱伝導性樹脂層１０８と、金属からなる放熱板１１０とを積層・接合し、一面を前記熱伝導性樹脂層の同一平面上に表出するように回路パターン１００を熱伝導性樹脂層１０８に埋設した放熱性配線基板であって、前記回路パターン１００と放熱板１１０の間を無機絶縁体１２０を介して圧接した構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は大電流に対応できる放熱性配線基板およびその製造方法に関するものである。

近年、電子機器の高性能化、小型化の要求に伴い、モジュール部品の高密度、高機能化が一層要求されている。そのため、モジュール部品の小型化、高機能化、高密度実装化により、モジュール部品の温度上昇が大きな問題となり、このモジュール部品の放熱を高める方法が重要となっている。以下、発熱が課題となるモジュール部品として複数個のＬＥＤチップを用いた発光素子を例にして説明する。

モジュール部品の中でもＬＥＤチップは温度が上がりすぎると発熱量が減少するという特性があり、発光量を上げるためには放熱が不可欠である。ＬＥＤチップの放熱を高める技術として、ＬＥＤチップを金属基板に装着し、ＬＥＤチップの背面から熱を拡散する方法が知られている。

また、他の放熱基板としては、セラミック基板が使われている。そこで従来の放熱基板としては、ＬＥＤを用いた発光モジュールを例に説明する。

従来、液晶テレビ等のバックライトには、冷陰極管等が使われてきたが、近年、ＬＥＤやレーザー等の半導体発光素子を、放熱性の基板の上に実装することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図７は、従来の発光モジュールの一例を示す断面図である。図７において、セラミック基板２０１に形成された凹部には、発光素子２０２が実装されている。また複数のセラミック基板２０１は、放熱板２０３の上に固定されている。また複数のセラミック基板２０１は、窓部２０４を有する接続基板２０５で電気的に接続されている。そしてＬＥＤから放射される光２０６は、接続基板２０５に形成された窓部２０４を介して、外部に放出される。なお図７において、凹部を有するセラミック基板２０１や接続基板２０５における配線及びＬＥＤの配線等は図示していない。そしてこうした発光モジュールは、液晶等のバックライトとして使われている。

しかしながら、ＬＥＤ等の発光素子２０２は、その発熱温度によって発光効率、発光色が影響を受ける。そのため発光素子２０２の冷却が重要となるが、セラミック基板２０１は放熱性が高くても、色々な形状に加工することが難しく高価であるため、より安価で加工性に優れた放熱基板が求められていた。

一方、これらの発光モジュールの明るさを高めるためには複数個のＬＥＤを高密度に配置することが必要であり、放熱性とともに大電流に対応できる接続基板２０５を配置することが不可欠となってきている。

なお、ここでは発光モジュールを例にしたが、表示デバイスあるいは高い放熱が要求される電装用の基板でも同様であることは言うまでもない。
特開２００４−３１１７９１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、その用途に応じて様々な形状のセラミック部材を使用する必要があるが、セラミック素材を複雑な形状に加工する必要があり、コストアップしやすいという課題を有していた。また、大電流に対応するためにはセラミック基板に直接接合などの工法によって銅板を接合するなどの工法が必要とされていた。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、大電流対応と高放熱性を高めるとともに、生産性および加工性に優れる放熱性配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明は、リードフレームよりなる回路パターンと放熱板とを無機絶縁体を介して圧接した構成とするものである。

本発明の放熱性配線基板およびその製造方法は、発光モジュール、電源モジュールおよび電装モジュールなどの大電流と放熱性が要求されるモジュール部品に用いることができる放熱性配線基板およびその製造方法を実現することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における放熱性配線基板について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態１における放熱性配線基板の上面図であり、図２はその断面図である。

図１および図２において、１００は回路パターンとして用いたリードフレーム、１０２はＬＥＤチップ、１０８はコンポジット熱伝導性樹脂層であり、このコンポジット熱伝導性樹脂層１０８は無機酸化物などよりなるフィラー１１８がエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂１１６に分散した構成としたものである。また、１１０は銅アルミニウムなどの熱伝導性に優れた放熱板である。そして、リードフレーム１００の上には、ＬＥＤチップ１０２のような高発熱、大電流素子を実装している。

そして、リードフレーム１００は、コンポジット熱伝導性樹脂層１０８を介して、放熱板１１０と圧接することによって一体化されている。なお、ＬＥＤチップ１０２等の実装用の端子電極は図示していない。また、ＬＥＤチップ１０２、あるいは高発熱、大電流素子以外の制御用ＩＣ等を表面実装することで、より高密度化を実現できることはいうまでもない。

また、リードフレーム１００は、コンポジット熱伝導性樹脂層１０８と同一平面を形成するように埋め込まれており、銅またはアルミニウムなどからなる熱伝導性に優れた放熱板１１０と一体化している。これによって、リードフレーム１００の横方向からも熱伝導性を高めることができる。

そして、特に発熱素子を実装したリードフレーム１００の下面には無機絶縁体１２０を配置し、この無機絶縁体１２０を介してリードフレーム１００と放熱板１１０とを圧接することによって無機絶縁体１２０の一部がリードフレーム１００または放熱板１１０の一部に埋設するように構成している。これによってリードフレーム１００および無機絶縁体１２０と、放熱板１１０が面接触性を十分に高めた状態で対向圧接している。これに対して、圧接しないで単に接触した状態のみでは接触界面における十分な熱伝導性は実現できなかった。このように、リードフレーム１００または放熱板１１０の展性、延性を利用して無機絶縁体１２０の一部が埋設する程度の圧力で圧接することによって面接触性を高めることができるため、高い熱伝導性を維持することができる熱伝導性配線基板を実現することができる。

また、無機絶縁体１２０の熱伝導性をコンポジット熱伝導性樹脂層１０８の熱伝導性よりも高いセラミック材料を用いることによって、より熱伝導性に優れた放熱性配線基板を実現することができる。従って、ＬＥＤチップ１０２などの発熱の大きな部品を実装するリードフレーム１００の下面にのみ、この無機絶縁体１２０を配置することによって、効率良く発熱の大きな部品から発生する熱を速やかに、放熱板１１０へ熱を伝導することが可能となり、放熱性を大きく改善することができる。この無機絶縁体１２０に用いる材料として、熱伝導性、耐熱性および絶縁性に優れた材料が好ましく、入手性とコストの観点からセラミック材料が好ましい。そして、特にセラミック材料として、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮの中から少なくとも１種類以上を含有するセラミック材料が好ましい。これらの材料は熱伝導性、耐熱性および絶縁性において優れた特性を有しており、放熱性に優れた小型の放熱性配線基板を実現することができる。例えば、コンポジット熱伝導性樹脂層１０８の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋであるのに対して、前記セラミック材料では２０〜２００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有しており、これらのセラミック材料を用いることによって、優れた放熱性を発揮することができる。

このように、発熱する半導体素子などを実装したリードフレーム１００の直下にコンポジット熱伝導性樹脂層１０８よりも熱伝導性の高い無機絶縁体１２０を部分的に配置することにより、放熱性に優れた放熱性回路基板を実現できるとともに、生産性に優れた放熱性配線基板の製造方法を提供することができる。そして、必要に応じて高発熱特性を有する各種電子部品を実装するリードフレーム１００の直下にこの無機絶縁体１２０を適宜配置することによって放熱特性に優れた放熱性回路基板を実現することができる。

また、この無機絶縁体１２０の断面形状を矩形形状とすることによりその熱伝導性を均一にし、ホットスポットなどの発生を抑制することができる。そして、矩形状あるいは板状のセラミック基板を用いることによってその電気的絶縁性と耐熱性を十分確保することができる。

また、無機絶縁体１２０を回路パターンであるリードフレーム１００の電極幅よりも大きくすることによって、その放熱性、電気的絶縁性および耐熱性をより高めることができる。

また、無機絶縁体１２０のエッジを曲面形状とすることによって、圧接するときにエッジ部の欠け、または割れなどが発生したりすることを抑制することができる。

また、無機絶縁体１２０の形状を回路パターンであるリードフレーム１００の上に実装する部品の形状よりも大きくすることによって熱の拡散性をより高めることができる。

次に、本実施の形態１における放熱性配線基板の別の例について説明する。

図３は本実施の形態１における別の例の放熱性配線基板の断面図であり、図３に示すように前記無機絶縁体１２０の表面に凹凸層１２１を設けることにより、リードフレーム１００または放熱板１１０との接触面積を拡大できるとともに、圧接による食い込み力を高め、リードフレーム１００または放熱板１２０と無機絶縁体１２０との接合性および熱伝導性を高めることができる。

なお、この凹凸層１２１を設ける無機絶縁体１２０の面は圧接するリードフレーム１００および放熱板１１０と対向する面に少なくとも設けることによってその効果を発揮することができる。

また、図４はさらに別の例の放熱性配線基板の断面図であり、例えば回路パターンであるリードフレーム１００と圧接する無機絶縁体１２０の表面にリードフレーム１００と同一の材料からなる圧接層１２２を形成しておくことによって、よりリードフレーム１００と無機絶縁体１２０の接合性と熱伝導性を高めることができる。これは、放熱板１１０と無機絶縁体１２０とが対向する無機絶縁体１２０の表面においても同じである。そして、無機絶縁体１２０の両面に圧接層１２２を形成することが好ましい。

さらに、この圧接層１２２の表面に凹凸層１２１を設けることによって、さらにその性能を高めることができる。

このように、発熱素子を実装した回路パターンであるリードフレーム１００の下面のみに、無機絶縁体１２０を介して放熱板１１０と圧接することにより、より熱伝導性に優れた放熱性配線基板を実現することができる。

次に、コンポジット熱伝導性樹脂層１０８について説明する。このコンポジット熱伝導性樹脂層１０８は、フィラー１１８と樹脂１１６から構成しており、このフィラー１１８としては、無機フィラーが望ましい。この無機フィラーとしては、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮおよびＳｉＣから選ばれる少なくとも一つを含むことが望ましい。この無機フィラーを用いるとコンポジット熱伝導性樹脂層１０８の熱伝導性を高めることができる。

また、ＭｇＯを用いると線熱膨張係数を大きくすることも可能であり、反対にＢＮを用いると線熱膨張係数を小さくすることが可能となり、各種モジュールの設計によって適宜選択することによって使用材料の最適設計が可能となる。

次に、リードフレーム１００の材質としては、銅を主体とするものが望ましい。これは銅が熱伝導性と導電率がともに優れているためである。さらに、リードフレーム１００となる銅素材に銅以外の添加剤を加えることが望ましい。例えばＣｕ＋Ｓｎの銅素材を用いることができる。Ｓｎの場合、例えばＳｎを０．１〜０．１５ｗｔ％添加することで、銅素材の軟化温度を４００℃まで高められる。比較のため、Ｓｎ無しの銅（Ｃｕ＞９９．９６ｗｔ％）を用いてリードフレーム１００を作製したところ、導電率は低いが、出来上がった放熱性配線基板において特に微細な回路パターンで歪が発生する場合があった。そこで詳細に調べたところ、その材料の軟化点が２００℃程度と低いため、ＬＥＤチップ１０２の実装後の信頼性評価において変形する可能性があることが予想された。

一方、Ｃｕ＋Ｓｎ＞９９．９６ｗｔ％の銅素材を用いた場合、部品実装やＬＥＤチップ１０２による発熱の影響は特に受けなかった。また半田付け性やダイボンド性にも影響が無かった。

そこで、この材料の軟化点を測定したところ、４００℃であることが判った。このように、銅を主体として、いくつかの元素を添加することが望ましい。銅に添加する元素として、Ｚｒの場合、０．０１５〜０．１５ｗｔ％の範囲が望ましい。添加量が０．０１５ｗｔ％未満の場合、軟化温度の上昇効果が少ない場合がある。また、添加量が０．１５ｗｔ％より多いと電気特性に影響を与える場合がある。また、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｐ等を添加することでも軟化温度を高くできる。この場合、Ｎｉは０．１〜５ｗｔ％、Ｓｉは０．０１〜２ｗｔ％、Ｚｎは０．１〜５ｗｔ％、Ｐは０．００５〜０．１ｗｔ％が望ましい。そしてこれらの元素は、この範囲で単独、もしくは複数を添加することで、銅素材の軟化点を高くできる。

なお、添加量が少ない場合、軟化点の上昇効果が低い場合があり、多い場合には、導電率への影響の可能性がある。

同様に、Ｆｅの場合では０．１〜５ｗｔ％、Ｃｒの場合では０．０５〜１ｗｔ％の添加が望ましい。これらの元素の場合も前述の元素と同様である。

なお、銅合金の引張り強度は６００Ｎ／ｍｍ²以下が望ましい。引張り強度が６００Ｎ／ｍｍ²を超える場合、リードフレーム１００の加工性に影響を与える場合がある。引張り強度が６００Ｎ／ｍｍ²以下の材料は、Ｃｕの含有率が高く、導電率が低く、柔らかいために加工性にも優れており、本実施の形態１で用いるようなＬＥＤチップ１０２等の大電流用途に適切である。

なお、リードフレーム１００のコンポジット熱伝導性樹脂層１０８の同一平面に表出している面に、予め半田付け性を改善するように半田層や錫層を形成しておくことで、リードフレーム１００への部品実装性を高められるとともに、配線の錆び防止が可能となる。そして、コンポジット熱伝導性樹脂層１０８に接する面（埋設した面）には、半田層は形成しないことが望ましい。このようにコンポジット熱伝導性樹脂層１０８と接する面に半田層や錫層を形成すると、半田付け時にこの層が柔らかくなり、リードフレーム１００とコンポジット熱伝導性樹脂層１０８の接着性（もしくは結合強度）に影響を与える場合がある。

また、フィラー１１８は略球形状で、その直径は０．１〜１００μｍとしており、粒径が小さいほど樹脂１１６への充填率を向上できる。そのためコンポジット熱伝導性樹脂層１０８におけるフィラー１１８の充填量（もしくは含有率）は、熱伝導率の観点から７０〜９５重量％と高濃度に充填している。本実施の形態１では、フィラー１１８として、平均粒径３μｍと１２μｍの２種類のＡｌ₂Ｏ₃粉を混合したものを用いている。この大小２種類の粒径のＡｌ₂Ｏ₃粉を用いることによって、大きな粒径のＡｌ₂Ｏ₃粉の隙間に小さな粒径のＡｌ₂Ｏ₃粉を充填できるので、Ａｌ₂Ｏ₃粉を９０重量％近くまで高濃度に充填できるものである。

この結果、コンポジット熱伝導性樹脂層１０８の熱伝導率は５Ｗ／ｍ・Ｋ程度となる。このフィラー１１８の充填率が７０重量％未満の場合、熱伝導性が低下する場合があり、フィラー１１８の充填率（もしくは含有率）が９５重量％を超えると、未硬化前のコンポジット熱伝導性樹脂層１０８の成型性に影響を与える場合がある。このように、コンポジット熱伝導性樹脂層１０８とリードフレーム１００の接着性（例えば埋め込んだ場合や、その表面に貼り付けた場合）に影響を与え、リードフレーム１００に形成された比較的微細な配線部分への回り込みに影響を与える可能性がある。

そして、コンポジット熱伝導性樹脂層１０８に用いる熱硬化性の絶縁樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂の内、少なくとも１種類の樹脂を含んでいることが好ましい。これらの樹脂は接合性、耐熱性および電気絶縁性に優れている。

また、コンポジット熱伝導性樹脂層１０８からなる絶縁体の厚さは、薄くすれば、リードフレーム１００に装着したＬＥＤチップ１０２に生じる熱を放熱板１１０に伝えやすいが、逆に絶縁耐圧が問題となり、厚すぎると、熱抵抗が大きくなるので、絶縁耐圧と熱抵抗を考慮して０．１〜０．５ｍｍの範囲に設定すれば良い。

次に、金属製の放熱板１１０としては、熱伝導の良いアルミニウム、銅またはそれらを主成分とする合金を用いることが好ましい。そして、本実施の形態１では、放熱板１１０の厚みを１ｍｍとしている。この放熱板１１０の厚みはモジュール全体の発熱量から放熱板の熱伝導性を考慮して適宜選択することができる。

また、放熱板１１０としては、単なる板状のものだけでなく、より放熱性を高めるため、コンポジット熱伝導性樹脂層１０８を積層した面とは反対側の面に、表面積を広げるためにフィン部を形成しても良い。

また、放熱性配線基板の線膨張係数は８×１０^-6／℃〜２０×１０^-6／℃としており、放熱板１１０やＬＥＤチップ１０２の線膨張係数に近づけることにより、基板全体の反りや歪みを小さくできる。また各種部品を表面実装する際、放熱性配線基板を構成する材料を適宜選択することによって、互いに熱膨張係数をマッチングさせることは信頼性的にも重要となる。

また、回路パターンとなるリードフレーム１００の厚みは０．３〜１．０ｍｍ（更に望ましくは０．４〜０．８ｍｍ）が望ましい。これはＬＥＤチップ１０２を制御するには大電流（例えば３０Ａ〜１５０Ａであり、これは駆動するＬＥＤチップ１０２の数によって更に増加する場合もある）が必要であるためである。

さらに、０．３ｍｍより薄くなると無機絶縁体１２０をリードフレーム１００に圧接するとき、うまく埋設できないことがある。１．０ｍｍを超えると回路パターンとしての加工性に課題を有する場合がある。

このようにして、ＬＥＤチップ１０２のような発熱部は大電流と放熱性に優れた回路パターンであるリードフレーム１００に実装することで、例えば１００Ａのような大電流に対応でき、更にそこから発生した熱はリードフレーム１００および無機絶縁体１２０を介して放熱板１１０へ速やかに放熱できる。そして、無機絶縁体１２０以外の横方向にはコンポジット熱伝導性樹脂層１０８を介して放熱することができる。そして、このような構成とすることによって発熱素子のホットスポットを効率的に解消できることからＬＥＤチップ１０２の近傍に制御用ＩＣ１０４や各種表面実装部品等を配置することができる小型の放熱性配線基板を実現することができる。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における放熱性配線基板の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図５（ａ）〜図５（ｄ）は本発明の実施の形態２における放熱性配線基板の製造方法を説明するための工程断面図である。

始めに、図５（ａ）に示すように、所定の形状に打ち抜き加工あるいはエッチング加工によって作製した銅板をリードフレーム１００として準備し、無機絶縁体１２０として純度９９％のアルミナ基板を準備し、放熱板１１０として厚み１．０ｍｍの銅板を準備した。

次に、図５（ｂ）に示すように前記リードフレーム１００と、無機絶縁体１２０と、実施の形態１で用いた未硬化のシート状のコンポジット熱伝導性樹脂層１０８と、銅板からなる放熱板１１０を位置合わせして積層する。

なお、前記未硬化のシート状のコンポジット熱伝導性樹脂層１０８の一部を打ち抜きなどの工法を用いて無機絶縁体１２０を配置する所定の箇所に穴を開けておくことが好ましい。

また、確実に無機絶縁体１２０の配置を固定しておくために、放熱板１１０の一部に凹部を形成しておき、この凹部に無機絶縁体１２０を配置しておく。これによって、製造途中における無機絶縁体１２０の位置ずれを防止し、精度良く発熱する部品の下部に無機絶縁体１２０を配置することができる。

そして、これらの積層体を加熱および加圧しながら１５０℃でエポキシ樹脂を熱硬化させることによって一体化接合する（図５（ｃ）参照）。このとき、無機絶縁体１２０を介してリードフレーム１００と放熱板１１０は圧接する必要がある。この圧接に必要な圧力は材質にもよるが、例えば厚み０．３ｍｍのリードフレーム１００と厚み１．０ｍｍの放熱板１１０に銅を用いた場合、１００〜３００ｋｇ／ｃｍ²の圧力によって圧接することにより、無機絶縁体１２０であるアルミナ基板がリードフレーム１００及び放熱板１１０に食い込むように埋設される。これによってリードフレーム１００および放熱板１１０と無機絶縁体１２０の対向面において面接触を確実にするとともに固着力も有することとなる。

なお、圧接する際の圧力が高いとき、リードフレーム１００あるいは放熱板１１０の圧接面の反対の一面において凸部が形成されるときがある。この凸部が不必要であるならば研磨によって平坦にすることができる。

また、コンポジット熱伝導性樹脂層１０８はリードフレーム１００の一面のみを表出するように充填される。従ってリードフレーム１００の存在しない隙間の領域ではコンポジット熱伝導性樹脂層１０８が流動することによって表出し、リードフレーム１００を埋設するように一体化接合している。このような構成とすることによって放熱性と熱伝導性をより高めることができる。

そして、コンポジット熱伝導性樹脂層１０８を構成する樹脂を充填する場合、フィラー１１８と、エポキシ樹脂などの樹脂１１６からなるコンポジット熱伝導性樹脂層１０８用の樹脂として、熱硬化性樹脂を使うことができる。例えば、未硬化の熱硬化性樹脂を金型から取り出すに十分な硬さに硬化させるには１２０℃で１０分以上の時間を有する。そこでこの時間を短縮して生産性を上げるためにプレゲル剤を混ぜる。このプレゲル剤は、熱可塑性樹脂パウダーであり、未硬化の熱硬化性の絶縁樹脂の液状成分を吸収して膨張し、未硬化の絶縁樹脂がゲルとなるように作用する働きをする。このプレゲル剤は１２０℃の温度では１分程度で作用し、金型から取り出すに十分な硬さにすることができるため生産性を上げることができる。

次に、図５（ｄ）に示すようにリードフレーム１００の下面に無機絶縁体１２０を圧接した箇所に設けた実装用端子（図示せず）の上にＬＥＤチップ１０２を実装することによって放熱性に優れた発光モジュールを作製することができる。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における放熱性配線基板の放熱性を高めた一例について、図面を用いて説明する。図６は本実施の形態３における放熱性配線基板を用いたモジュール部品の一例を示す斜視図である。図６において、本発明の特徴である大電流と高放熱が要求されるＬＥＤチップ１０２と、制御用ＩＣ１０４を近傍に実装した一例であり、１３８はフィン、１３６は端子電極、１４０は別の部品である。そして、ＬＥＤチップ１０２を実装するリードフレーム１００の下面は９９％アルミナ基板からなる無機絶縁体１２０を介して放熱板１１０に圧接して埋設している。これによって発熱素子であるＬＥＤチップ１０２の近傍に制御用ＩＣ１０４およびチップ部品１０６を配置することが可能である。

さらに、リードフレーム１００の一部を折り曲げて端子電極１３６とし、この部分に放熱用のフィン１３８等を取り付けることで、更に本発明の放熱性配線基板の放熱性を高めることができる。また、リードフレーム１００をコの字（もしくはブリッジ状）に形成することができる。このような形状とすることで、放熱性配線基板を他の回路基板の上に実装できるとともに、他の回路基板と放熱性配線基板との間に隙間を設けることができ、放熱性配線基板の熱を他の回路基板に伝えにくくできる。更に、この隙間に他の部品１４０を実装することもできる。なお、リードフレーム１００は、その断面が略四角形であることが望ましい。略四角形とすることで、限られた面積で最大の密度で大電流を流すことができる。

そして、リードフレーム１００の一部を張り出したパターンとし、この張り出したパターンの少なくとも片面に削りだし加工などを用いて放熱フィンを形成することで、放熱性と大電流化とファインパターン化を両立できる。

さらに、この張り出した端子の機能を有しているパターンを折り曲げて放熱性配線基板をマザー基板から浮かせて実装することで、放熱性と大電流化とファインパターン化と、実装性に優れたモジュール部品を実現することができる。

以上のように、本発明の放熱性配線基板およびその製造方法を用いることで、ＬＥＤチップ等の大電流で高放熱が必要とされるパワー素子を実装できる小型モジュールが可能となり、製品の小型化、高性能化、低コスト化に貢献することができる。

本発明の実施の形態１における放熱性配線基板の上面図同断面図同別の例の放熱性配線基板の断面図同さらに別の例の放熱性配線基板の断面図本発明の実施の形態２における放熱性配線基板の製造方法を説明するための工程断面図本発明の実施の形態３における放熱性配線基板にモジュール部品を実装する例を説明するための斜視図従来の発光モジュールの一例を示す断面図

符号の説明

１００リードフレーム
１０２ＬＥＤチップ
１０４制御用ＩＣ
１０６チップ部品
１０８コンポジット熱伝導性樹脂層
１１０放熱板
１１２回路パターン
１１６樹脂
１１８フィラー
１２０無機絶縁体
１２１凹凸層
１２２圧接層
１３６端子電極
１３８フィン
１４０別の部品

Claims

金属配線板からなる回路パターンと、フィラーを含むとともに絶縁性を有する熱伝導性樹脂層と、金属からなる放熱板とを積層・接合し、一面を前記熱伝導性樹脂層の同一平面上に表出するように回路パターンを熱伝導性樹脂層に埋設した放熱性配線基板であって、前記回路パターンと放熱板の間を無機絶縁体を介して圧接した放熱性配線基板。
回路パターンを銅、アルミニウムまたはこれらの合金とした請求項１に記載の放熱性配線基板。
回路パターンの厚さを０．３〜１．０ｍｍとした請求項１に記載の放熱性配線基板。
無機絶縁体をセラミックとした請求項１に記載の放熱性配線基板。
セラミックをＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＢＮおよびＡｌＮの中から少なくとも１種類以上を含有するセラミックとした請求項５に記載の放熱性配線基板。
無機絶縁体の断面形状を矩形状とした請求項１に記載の放熱性配線基板。
無機絶縁体のエッジを曲面形状とした請求項６に記載の放熱性配線基板。
無機絶縁体を回路パターンの電極幅よりも大きくした請求項１に記載の放熱性配線基板。
無機絶縁体を回路パターンの上に搭載する部品の形状よりも大きくした請求項１に記載の放熱性配線基板。
無機絶縁体の一部を回路パターンおよび放熱板の一部へ圧接により埋設した請求項１に記載の放熱性配線基板。
回路パターンまたは放熱板と圧接する無機絶縁体の表面に凹凸層を設けた請求項１に記載の放熱性配線基板。
回路パターンと圧接する無機絶縁体の表面に回路パターンと同一の材料からなる圧接層を設けた請求項１に記載の放熱性配線基板。
放熱板と圧接する無機絶縁体の表面に放熱板と同一の材料からなる圧接層を設けた請求項１に記載の放熱性配線基板。
放熱板の一面に無機絶縁体を配置するための凹みを設けた請求項１に記載の放熱性配線基板。
熱伝導性樹脂層を、エポキシを主剤とした樹脂と、フィラーとしてＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮ、ＳｉＣの中から少なくとも１種類以上を含有するコンポジット熱伝導性樹脂とした請求項１に記載の放熱性配線基板。
フィラーの添加量を７０〜９５重量％とした請求項１５に記載の放熱性配線基板。
回路パタ−ンを形成する工程と、回路パターン、無機絶縁体、未硬化の熱伝導性樹脂および放熱板を所定の位置に配置して積層した後、前記回路パターン、無機絶縁体および放熱板とを圧接しながら熱伝導性樹脂を硬化させることによって一体化して放熱性配線基板を作製する工程を少なくとも含む放熱性配線基板の製造方法。