JP2008277738A - 放熱プリント基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱特性及び信頼性を向上させることができる放熱プリント基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】アルミニウムコアの両面に、第１絶縁層、第２絶縁層の両面に内層回路パターンが形成された銅張積層板、及び第３絶縁層の片面に銅箔が積層された片面銅張積層板が順次に積層された原板を準備し、前記原板を貫くビアホールを形成し、プラズマを利用して前記ビアホール内部のスミアを除去し、前記ビアホールの内部に露出した前記アルミニウムコアにニッケル鍍金層を形成し、前記第２絶縁層上に外層回路パターンを形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は放熱プリント基板及びその製造方法に関し、特に放熱特性及び信頼性を向上させることができる放熱プリント基板及びその製造方法に関するものである。

一般に、プリント基板（Printed Circuit Board：ＰＣＢ）は、設計された回路パターンに従い、基板に多数の導電パターンが形成されているので、導電パターンと実装又は内装素子による高温の熱が放出される。

しかし、実装又は内蔵される素子から一定量以上の熱が発生すれば、回路は誤作動をするか破損するなどの問題が発生する。よって、実装又は内蔵される素子から発生する熱を放出するために、基板の中心にアルミニウムコアを挿入したプリント基板が提案されている。

このように、プリント基板の中心にアルミニウムコアが挿入されたプリント基板は、図１Ａ〜図１Ｄに示す方法によって製造される。

図１Ａ〜図１Ｄは従来技術による放熱プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。

まず、図１Ａに示すように、プリント基板に実装又は内蔵される素子から発生する熱を放出するためのアルミニウムコア１０２の両面に絶縁材１０４、両面に内層回路パターン１１２が形成された銅張積層板（Copper Clad Laminate：ＣＣＬ）、及び片面に銅箔１１０が積層された片面銅張積層板（ＲＣＣ）が順次に積層された原板１００を準備する。

原板１００を準備した後、ＣＮＣドリルを利用して、図１Ｂに示すように、原板を貫くビアホール１１４を形成する。この際、ビアホール１１４は、原板１００の上部と下部を電気的に連結する役目をする。

ビアホール１１４を形成した後、ドリリングの際に発生した銅箔のバリ（Burr）及びビアホール内壁のほこり粒子、銅箔表面のほこり、指紋などを除去するためのばり取り（Deburring）作業を行う。

その後、ドリリングの際、ドリルビットによって発生する熱により、プリント基板を構成する樹脂、つまりアルミニウムコア１０２の両面に積層された絶縁材１０４と、絶縁材１０６の両面に内層回路パターン１１２が形成された銅張積層板１０６、１１２及び絶縁材１０８の片面に銅箔１１０が積層された片面銅張積層板１０８、１１０の絶縁材１０６、１０８が溶けてビアホール内壁に付着した汚れであるスミア（Smear）を除去するデスミア（Desmear）作業を行う。

デスミア作業を行った後、無電解銅鍍金及び電解銅鍍金工程によって、図１Ｃに示すように、ビアホール１１４の内壁及び銅箔１１０上に無電解銅鍍金層１１６及び電解銅鍍金層１１８を形成する。

無電解銅鍍金層１１６及び電解銅鍍金層１１８を形成した後、電解銅鍍金層１１８上にドライフィルム（図示せず）を塗布し、露光及び現像工程によって、外層回路パターンを除いた残り部分のドライフィルムを除去する。

その後、エッチング液で、ドライフィルムが除去された部分の電解銅鍍金層１１８、無電解銅鍍金層１１６及び銅箔１１０を除去して、図１Ｄに示すように、外層回路パターン１２０を形成する。

外層回路パターン１２０を形成した後、外層回路パターン１２０上に残っているドライフィルムを除去する。

ところが、このような従来技術による放熱プリント基板の製造方法は、研磨剤と水を用いてスミアを除去するか、あるいは高圧洗浄機でビアホール１１４の内部に水を噴射してスミアを除去するから、スミアの除去能力が低下し、以後に形成される無電解銅鍍金層がビアホールの内壁に円滑に形成されないため、プリント基板の信頼性が低下する問題点がある。

また、従来技術による放熱プリント基板の製造方法は、無電解銅鍍金工程の際、酸又はアルカリに弱いアルミニウムコア１０２が溶け、アルミニウムコア１０２が位置するビアホールの内壁に無電解銅鍍金層が円滑に形成されなくて、プリント基板の上部及び下部が電気的に連結されないため、プリント基板の信頼性が低下する問題点がある。

したがって、本発明は放熱特性及び信頼性を向上させることができる放熱プリント基板及びその製造方法を提供することをその目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の実施例による放熱プリント基板は、アルミニウムコアと、前記アルミニウムコアの両面に積層された多数の絶縁層と、前記絶縁層の間に形成された内層回路パターンと、最外側絶縁層上に形成された外層回路パターンと、前記アルミニウムコア及び多数の絶縁層を貫くように形成されたビアホールと、前記ビアホールの内壁に露出した前記アルミニウムコアを保護するために、前記ビアホールの内壁に露出した前記アルミニウムコア上に形成されたニッケル鍍金層とを含むことを特徴とする。

また、本発明の実施例による放熱プリント基板の製造方法は、ａ）アルミニウムコアの両面に、第１絶縁層、第２絶縁層の両面に内層回路パターンが形成された銅張積層板、及び第３絶縁層の片面に銅箔が積層された片面銅張積層板が順次に積層された原板を準備するステップと、ｂ）前記原板を貫くビアホールを形成するステップと、ｃ）プラズマを利用して前記ビアホール内部のスミアを除去するステップと、ｄ）前記ビアホールの内部に露出した前記アルミニウムコアにニッケル鍍金層を形成するステップと、ｅ）前記第３絶縁層上に外層回路パターンを形成するステップとを含むことを特徴とする。

本発明は、ビアホール形成の後、プラズマを利用して、ビアホール内壁に付着したスミアを分解して除去することで、スミアを完全に除去することができ、以後に形成される無電解銅鍍金層が円滑に形成されるので、プリント基板の信頼性を向上させることができる。

また、本発明は、ビアホール形成の後、ビアホールの内部に露出したアルミニウムコアにニッケル鍍金層を形成することで、以後に行われる無電解銅鍍金工程の際、酸又はアルカリによってアルミニウムコアが溶けることを防止することができ、ビアホール内壁に無電解銅鍍金層及び電解銅鍍金層が均一に形成されるので、プリント基板の信頼性を向上させることができる。

そして、本発明は、プリント基板の中心部にアルミニウムコアを挿入するので、実装又は内蔵された素子から発生する熱をアルミニウムコアに拡散させて放熱特性を向上させることができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

図２は本発明の実施例による放熱プリント基板を示す図である。図２を参照すれば、本発明の実施例による放熱プリント基板は、アルミニウムコア１２、第１絶縁層１４、第２絶縁層１６、第３絶縁層１８、内層回路パターン２２、外層回路パターン３４、ビアホール２４及びニッケル鍍金層３０を含む。

アルミニウムコア１２は、プリント基板の中心部に挿入され、プリント基板に実装又は内蔵された素子から発生する熱を放出する役目をし、接地（Ground）として機能する。

第１絶縁層１４は、アルミニウムコア１２の両面に積層され、アルミニウムコア１２と外部を電気的に遮断する役目をする。

第２絶縁層１６は、第１絶縁層１４上に積層され、その両面に形成された内層回路パターン２２を電気的に隔離させる役目をする。

言い換えれば、第２絶縁層１６は、上部に形成された内層回路パターン２２と下部に形成された内層回路パターン２２を電気的に隔離させる。

第３絶縁層１８は、第２絶縁層１６上に積層され、最外側に形成された外層回路パターン３４と内層回路パターン２２を電気的に隔離させる役目をする。

ビアホール２４は、放熱プリント基板の上部と下部を電気的に連結するために、アルミニウムコア１２、第１絶縁層１４、第２絶縁層１６及び第３絶縁層１８を貫くように形成される。

ニッケル鍍金層３０は、ビアホール２４内壁に露出したアルミニウムコア１２が無電解銅鍍金層の形成時に溶けることを防止するために、ビアホール２４の内壁に露出したアルミニウムコア１２上に形成される。

図３Ａ〜図３Ｅは本発明の実施例による放熱プリント基板及びその製造方法を示す図である。

まず、図３Ａに示すように、アルミニウムコア１２の両面に、第１絶縁層１４、第２絶縁層１６の両面に内層回路パターン２２が形成された銅張積層板（Copper Clad Laminate：ＣＣＬ）、及び第３絶縁層１８の一面に銅箔２０が積層された片面銅張積層板（ＲＣＣ）が順次に積層された原板１０を準備する。

この際、第１絶縁層１４としては、プリプレグが使用され、第２絶縁層１６及び第３絶縁層１８としては、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたＦＲ−４が主に使用される。

ここで、原板１０は次のような三つの方法によって形成される。

第１方法は次のようである。第２絶縁層１６の両面に銅箔が積層された銅張積層板を準備する。その後、銅箔上にドライフィルム（図示せず）を塗布した後、露光及び現像工程によって、内層回路パターン２２が形成される部分のドライフィルムを除いた残り部分のドライフィルムを除去する。

ドライフィルムを除去した後、エッチング液でドライフィルムの除去された銅箔をエッチングする。これにより、ドライフィルムが残っている部分の銅箔である内層回路パターン２２が第２絶縁層１６の両面に形成される。

内層回路パターン２２を形成した後、内層回路パターン２２上のドライフィルムを除去する。その後、アルミニウムコア１２の両面に、第１絶縁層１４、第２絶縁層１６の両面に内層回路パターン２２が形成された銅張積層板、及び第３絶縁層１８の一面に銅箔２０が積層された片面銅張積層板を順次に整列した後、プレスで加熱加圧することで、原板１０を形成する。

ここで、内層回路パターン２２は銅箔のみで形成する方法を説明したが、銅箔上に無電解銅鍍金層及び電解銅鍍金層を形成した後、ドライフィルムを塗布して内層回路パターン２２を形成することもできる。

すなわち、原板１０を形成する第２方法としては、第２絶縁層１６の両面に積層された銅箔上に無電解銅鍍金層及び電解銅鍍金層を形成した後、電解銅鍍金層上にドライフィルムを塗布する。

以後の工程は、銅箔上にドライフィルムを塗布して内層回路パターン２２を形成する第１方法と同様な工程手順に、内層回路パターン２２を形成し、内層回路パターン２２の形成後、アルミニウムコア１２の両面に第１絶縁層１４、第２絶縁層１６の両面に内層回路パターン２２が形成された銅張積層板、第３絶縁層１８の一面に銅箔２０が積層された片面銅張積層板を順次に整列した後、プレスで加熱加圧して、原板１０を形成する。

また、内層回路パターン２２は、第２絶縁層１６の両面に無電解銅鍍金層及び電解銅鍍金層を形成した後、ドライフィルムを塗布することで、形成することもできる。

また、原板１０を形成する第３方法としては、第２絶縁層１６の両面に無電解銅鍍金層及び電解銅鍍金層を形成した後、電解銅鍍金層上にドライフィルムを塗布する。

以後の工程は、銅箔上にドライフィルムを塗布して内層回路パターン２２を形成する第１方法と同様な工程手順に、内層回路パターン２２を形成し、内層回路パターン２２の形成後、アルミニウムコア１２の両面に、第１絶縁層１４、第２絶縁層１６の両面に内層回路パターン２２が形成された銅張積層板、及び第３絶縁層１８の一面に銅箔２０が積層された片面銅張積層板を順次に整列した後、プレスで加熱加圧することで、原板１０を形成する。

また、原板１０は、アルミニウムコア１２の両面に、第１絶縁層１４、第２絶縁層１６の両面に内層回路パターン２２が形成された銅張積層板、及び第３絶縁層１８及び銅箔２０を順次に整列した後、プレスで加熱加圧して形成することもできる。

原板１０を準備した後、ＣＮＣドリルを利用して、図３Ｂに示すように、原板１０を貫くビアホール２４を形成する。この際、ビアホール２４は、原板１０の上部と下部を電気的に連結する役目をする。

ビアホール２４を形成した後、ドリリング時に発生した銅箔のバリ及びビアホール内壁のほこり粒子、銅箔表面のほこり、指紋などを除去するためのばり取り作業を行う。

その後、窒素、ＣＦ４及び酸素でなるプラズマを利用して、ドリリング作業の際、ドリルビットによって発生する熱によって、プリント基板を構成する樹脂、つまり第１絶縁層１４、第２絶縁層１６及び第３絶縁層１８が溶けてビアホール２４内壁に付着したスミアを除去する。

この際、プラズマがスミアを分解して除去するので、ビアホール２４の内壁に付着したスミアはプラズマによってすっかり除去される。

スミアを除去した後、鍍金工程によって、図３Ｃに示すように、ビアホール２４の内部に露出したアルミニウムコア１２にニッケル鍍金層３０を形成する。

この際、ニッケル鍍金層３０は、以後に行われる無電解銅鍍金工程の際、酸又はアルカリによってアルミニウムコア１２が溶けることを防止する役目をする。

ニッケル鍍金層３０を形成した後、無電解銅鍍金及び電解銅鍍金工程を順次に行い、図３Ｄに示すように、ビアホール２４の内壁及び銅箔２０上に無電解銅鍍金層２６及び電解銅鍍金層２８を形成する。

無電解銅鍍金層２６及び電解銅鍍金層２８を形成した後、電解銅鍍金層２８上にドライフィルム（図示せず）を塗布し、露光及び現像工程によって、外層回路パターンが形成される部分のドライフィルムを除いた残り部分のドライフィルムを除去する。

その後、エッチング液で、ドライフィルムが除去された部分の電解銅鍍金層２８、無電解銅鍍金層２６及び銅箔２０を除去して、図３Ｅに示すように、外層回路パターン３４を形成する。

外層回路パターン３４を形成した後、外層回路パターン３４上に残っているドライフィルムを除去する。

このように、本発明の実施例による放熱プリント基板及びその製造方法は、ビアホール２４の形成後、プラズマを利用して、ビアホール２４の内壁に付着したスミアを分解して除去することで、スミアをすっかり除去することができ、以後に形成される無電解銅鍍金層２６が円滑に形成されるので、プリント基板の信頼性を向上させることができる。

また、本発明の実施例による放熱プリント基板及びその製造方法は、ビアホール２４の形成後、ビアホール２４の内部に露出したアルミニウムコア１２にニッケル鍍金層３０を形成することにより、以後に行われる無電解銅鍍金工程の際、酸又はアルカリによってアルミニウムコア１２が溶けることを防止することができ、ビアホール２４の内壁に無電解銅鍍金層２６及び電解銅鍍金層２８が均一に形成されるので、プリント基板の信頼性を向上させることができる。

そして、本発明の実施例による放熱プリント基板及びその製造方法は、プリント基板の中心部にアルミニウムコア１２を挿入するので、実装又は内蔵された素子で発生する熱をアルミニウムコア１２に拡散させて放熱特性を向上させることができる。

本発明は、放熱特性及び信頼性を向上させる放熱プリント基板及びその製造方法に適用可能である。

従来技術による放熱プリント基板及びその製造方法を示す工程断面図である。 従来技術による放熱プリント基板及びその製造方法を示す工程断面図である。 従来技術による放熱プリント基板及びその製造方法を示す工程断面図である。 従来技術による放熱プリント基板及びその製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施例による放熱プリント基板を示す断面図である。 本発明の実施例による放熱プリント基板及びその製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施例による放熱プリント基板及びその製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施例による放熱プリント基板及びその製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施例による放熱プリント基板及びその製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施例による放熱プリント基板及びその製造方法を示す工程断面図である。

符号の説明

１０、１００ 原板
１２、１０２ アルミニウムコア
１４、１６、１８、１０４、１０６、１０８ 絶縁層
２０、１１０ 銅箔
２２、１１２ 内層回路パターン
２６、１１６ 無電解銅鍍金層
２８、１１８ 電解銅鍍金層
３０ ニッケル鍍金層
３４、１２０ 外層回路パターン

Claims (5)

1. アルミニウムコアと、
   前記アルミニウムコアの両面に積層された多数の絶縁層と、
   前記絶縁層の間に形成された内層回路パターンと、
   最外側絶縁層上に形成された外層回路パターンと、
   前記アルミニウムコア及び多数の絶縁層を貫くように形成されたビアホールと、
   前記ビアホールの内壁に露出した前記アルミニウムコアを保護するために、前記ビアホールの内壁に露出した前記アルミニウムコア上に形成されたニッケル鍍金層と
   を含むことを特徴とする、放熱プリント基板。
2. ａ）アルミニウムコアの両面に、第１絶縁層、第２絶縁層の両面に内層回路パターンが形成された銅張積層板、及び第３絶縁層の片面に銅箔が積層された片面銅張積層板が順次に積層された原板を準備するステップと、
   ｂ）前記原板を貫くビアホールを形成するステップと、
   ｃ）プラズマを利用して前記ビアホール内部のスミアを除去するステップと、
   ｄ）前記ビアホールの内部に露出した前記アルミニウムコアにニッケル鍍金層を形成するステップと、
   ｅ）前記第３絶縁層上に外層回路パターンを形成するステップと
   を含むことを特徴とする放熱プリント基板の製造方法。
3. 前記ａ）ステップは、
   ａ−１）前記第２絶縁層の両面に銅箔が積層された銅張積層板を準備するステップと、
   ａ−２）前記銅箔上にドライフィルムを塗布した後、露光及び現像工程によって、前記内層回路パターンが形成される部分を除いた残り部分のドライフィルムを除去するステップと、
   ａ−３）エッチング液で、前記ドライフィルムが除去された部分の銅箔を除去して内層回路パターンを形成するステップと、
   ａ−４）前記内層回路パターン上に残っているドライフィルムを除去するステップと、
   ａ−５）前記アルミニウムコア上に、第１絶縁層、第２絶縁層の両面に内層回路パターンが形成された銅張積層板、第３絶縁層の片面に銅箔が積層された片面銅張積層板を順次に整列した後、プレスで加熱加圧するステップと
   を含むことを特徴とする、請求項２に記載の放熱プリント基板の製造方法。
4. 前記第１絶縁層はプリプレグであり、前記第２絶縁層及び第３絶縁層はＦＲ−４であることを特徴とする、請求項２に記載の放熱プリント基板の製造方法。
5. 前記プラズマは、窒素、ＣＦ４及び酸素でなることを特徴とする、請求項２に記載の放熱プリント基板の製造方法。

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