JP2009021469A - Heat conductive printed wiring board, laminated composite sheet used therefor and method of manufacturing the same, and method of manufacturing heat conductive printed wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放熱が要求されるパワー系半導体、及び高機能半導体等の各種電子部品を高密度化に実装する際に用いられる伝熱プリント配線板と、これに用いる伝熱プリプレグ及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a heat transfer printed wiring board used for mounting various electronic components such as power semiconductors and high-performance semiconductors that require heat dissipation at high density, a heat transfer prepreg used therefor, and a method for manufacturing the same. It is about.
従来、電子部品実装用のプリント配線板としては、ガラスエポキシ樹脂からなるプリプレグと銅箔とからなる部材を、複数枚積層、一体化し、硬化したものが用いられている。更に機器の小型化、高性能化に伴い、電子部品の発熱が課題となることも多く、放熱性(あるいは伝熱性)を有するプリント配線板が求められる。次に伝熱プリント配線板について説明する。 2. Description of the Related Art Conventionally, printed wiring boards for mounting electronic components have been obtained by laminating, integrating, and curing a plurality of prepregs made of glass epoxy resin and copper foil. Furthermore, with the miniaturization and high performance of equipment, heat generation of electronic components often becomes a problem, and a printed wiring board having heat dissipation (or heat transfer) is required. Next, the heat transfer printed wiring board will be described.
例えば熱伝導性を高めた結晶性エポキシ樹脂を用いて、熱伝導性を高めるものが提案されている。図9を用いてその一例を説明する。すなわち図9(A)(B)は、共にメソゲン基を有する結晶性ポリマーを、磁場を用いて配向させ、熱伝導率を高くしようとする様子を説明する断面図である(例えば特許文献1参照)。 For example, using a crystalline epoxy resin with improved thermal conductivity, a material with improved thermal conductivity has been proposed. An example will be described with reference to FIG. That is, FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views illustrating a state in which a crystalline polymer having both mesogenic groups is oriented using a magnetic field to increase the thermal conductivity (see, for example, Patent Document 1). ).
図9(A)(B)において、複数個の磁石1(例えば磁場発生手段としての永久磁石)の間には、矢印2で示した磁力線が発生している。そしてこの矢印2で示した磁力線の間に、金型3の中にセットした樹脂4(例えば硬化する前の液体状態の結晶性エポキシ樹脂)を置き、この磁場の中で樹脂4を熱硬化させる。図9(A)は樹脂4に対して垂直な方向に磁場をかける様子を、図9(B)は平行な方向の磁場をかける様子を示す。
9A and 9B, magnetic force lines indicated by
しかし元々磁化されにくい結晶性エポキシを配向させるためには、磁束密度5〜10テラスの高磁場中で、温度150〜170℃に加熱した金型3の内部で、10分〜1時間硬化させる等の特殊な処理が必要になる。またこうして形成した結晶性エポキシ樹脂は、熱伝導性や物理強度(例えば曲げ強度)に異方性を有している可能性がある。その結果、こうした結晶性エポキシ樹脂を用いて作製したプリプレグやプリント配線板は、方向依存性(あるいは異方性)を有してしまうため、柔軟性が低下する(例えば耐折り曲げ性が低下する、あるいは曲げると割れやすい)という課題が発生しやすい。
However, in order to orient the crystalline epoxy which is originally hard to be magnetized, it is cured for 10 minutes to 1 hour in the
一方、従来からプリプレグの熱伝導率を高めるために、無機質充填材を高密度に添加することが提案されていた。しかし無機質充填材を高密度に添加したシート状のプリプレグは、硬くて曲がりにくく、捲回しただけで割れることもある。また、熱伝導率の低いガラス繊維に対する無機質充填材の量を増やすためにはガラス織布を薄くする必要があり、強度が低下する。 On the other hand, in order to increase the thermal conductivity of the prepreg, it has been proposed to add an inorganic filler at a high density. However, a sheet-like prepreg to which an inorganic filler is added at a high density is hard and difficult to bend, and may be broken only by being wound. Moreover, in order to increase the quantity of the inorganic filler with respect to the glass fiber with low heat conductivity, it is necessary to make a glass woven fabric thin, and an intensity | strength falls.
そしてこのように硬くて曲がりにくいプリプレグを積層、硬化してなるプリント配線板自体も、曲げると折れやすくなる。そのため、こうしたプリント配線板に電子部品を機械実装する際あるいは実装後のプリント配線板の機器への装着時に、課題が発生する可能性がある。 And the printed wiring board itself obtained by laminating and curing the prepreg which is hard and difficult to bend easily breaks when bent. Therefore, a problem may occur when electronic components are mechanically mounted on such a printed wiring board or when the printed wiring board is mounted on a device after mounting.
こうした課題に対して、熱伝導性と取り扱い性(例えば、プリプレグシートの作業性、耐折り曲げ性)の両方を改善しようとする提案がなされていた。 In response to these problems, proposals have been made to improve both thermal conductivity and handleability (for example, workability of prepreg sheets and bending resistance).
図10は、折り曲げ性を改善した従来の伝熱プリプレグの一例を示す断面図であり、例えば特許文献2で提案されたものである。図10において、従来の伝熱プリプレグ5は、ガラス繊維6、熱硬化性樹脂層(内層部分)7、無機質充填材添加熱硬化性樹脂層(外層部分)8から構成されている。ここで無機質は、外層部分を構成する無機質充填材添加熱硬化性樹脂層8の熱伝導率を高めるために添加したものである。そして図10に示すように、無機質充填材添加熱硬化性樹脂層8は、従来の伝熱プリプレグ5の外層部分を構成し、ガラス繊維6を覆う部分(いわゆる内層部分)は、無機質充填材を含まない熱硬化性樹脂層7とする。無機質充填材が含浸しないガラス繊維6の層が存在することによって、ガラス繊維6の剛性が増加することなく(あるいはガラス繊維6の柔軟性を保つことで)、シート状の従来の伝熱プリプレグ5の折り曲げ性(あるいは柔軟性)を高めるものである。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a conventional heat transfer prepreg with improved bendability, which is proposed in
しかし図10に示した構成では、従来のプリプレグ5の厚み方向での熱伝導性が阻害されてしまう可能性がある。これはガラス繊維6や熱硬化性樹脂層7の熱伝導率が、外層部分の無機質充填材添加熱硬化性樹脂層8に比べて、熱伝導率が低いためである。
このように従来のプリント配線板の場合、プリント配線板の熱伝導率を高めようとすると、折り曲げると割れやすくなると言った柔軟性や、配線埋め込みに必要な流動性が低下しやすく、柔軟性や流動性を高めようとすると熱伝導率を高めることが困難になるという課題があった。また、従来はプリント配線板の厚み方向の熱伝導性が課題とされており、プリント配線板全体の熱伝導率を向上させる必要があった。 As described above, in the case of the conventional printed wiring board, when trying to increase the thermal conductivity of the printed wiring board, the flexibility that it is easy to break when bent, the fluidity necessary for wiring embedding tends to decrease, the flexibility and When trying to increase the fluidity, there is a problem that it is difficult to increase the thermal conductivity. Conventionally, thermal conductivity in the thickness direction of the printed wiring board has been a problem, and it has been necessary to improve the thermal conductivity of the entire printed wiring board.
そこで本発明は、プリント配線板の平面方向の熱伝導率を高めながらも、その柔軟性、流動性を保てる伝熱プリント配線板と、これに用いる伝熱プリプレグ及びその製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a heat transfer printed wiring board capable of maintaining its flexibility and fluidity while increasing the thermal conductivity in the planar direction of the printed wiring board, a heat transfer prepreg used therefor, and a method for manufacturing the same. Objective.
この目的を達成するために、本発明は、プリント配線板と、その一面以上に形成した熱伝導率が3W/(m・K)以上20W/(m・K)以下となる積層コンポジット層と、この積層コンポジット層の上に形成した表層配線パターンとからなる伝熱プリント配線板とするものである。 In order to achieve this object, the present invention provides a printed wiring board, a laminated composite layer having a thermal conductivity of 3 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less formed on one or more surfaces thereof, The heat transfer printed wiring board is composed of a surface wiring pattern formed on the laminated composite layer.
本発明の伝熱プリント配線板と、これに用いる伝熱プリプレグ及びその製造方法によれば、伝熱プリント配線板の中央部(コア部分と呼ばれることもある)には、従来のFR4やFR5と呼ばれる信頼性の高いプリント配線板を内蔵するために、伝熱プリント配線板の信頼性や機械的強度を高めることができる。 According to the heat transfer printed wiring board of the present invention, the heat transfer prepreg used in the heat transfer printed wiring board, and the manufacturing method thereof, the central portion (sometimes referred to as the core portion) of the heat transfer printed wiring board includes the conventional FR4 and FR5. Since a highly reliable printed wiring board called a built-in is built in, the reliability and mechanical strength of the heat transfer printed wiring board can be increased.
また本発明の伝熱プリント配線板は、コア部分となるプリント配線板の一面以上に熱伝導率が3W/(m・K)以上20W/(m・K)以下となる積層コンポジット層を形成することによって、積層コンポジット層の上に実装した電子部品に発生した熱は、積層コンポジット層を介して平面方向に拡散する。あるいは積層コンポジット層に形成した表層配線パターンやブラインドビアを介して、コア部分のFR4やFR5のプリント配線板に形成した厚銅箔に放熱することができる。 In the heat transfer printed wiring board of the present invention, a laminated composite layer having a thermal conductivity of 3 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less is formed on one surface or more of the printed wiring board serving as a core portion. Thus, the heat generated in the electronic component mounted on the laminated composite layer is diffused in the plane direction through the laminated composite layer. Alternatively, heat can be radiated to the thick copper foil formed on the printed wiring board of FR4 or FR5 in the core portion through the surface layer wiring pattern or blind via formed in the laminated composite layer.
その結果、伝熱プリント配線板に実装した半導体等の温度が低減し、熱対策が容易になる。また電子部品等を高密度実装することができ、液晶テレビやプラズマテレビ、各種電子機器の小型化、高性能化が可能となる。 As a result, the temperature of the semiconductor or the like mounted on the heat transfer printed wiring board is reduced, and heat countermeasures are facilitated. In addition, electronic components and the like can be mounted with high density, and liquid crystal televisions, plasma televisions, and various electronic devices can be downsized and improved in performance.
また必要に応じて、コア部分となるプリント配線の表層に、厚銅箔を形成することによって、この厚銅箔を介した放熱効果(ヒートスプレッド効果と呼ばれる)を活用することができる。 Further, if necessary, by forming a thick copper foil on the surface layer of the printed wiring serving as the core portion, a heat dissipation effect (referred to as a heat spread effect) via the thick copper foil can be utilized.
また厚銅箔の厚みに起因して発生しやすい伝熱プリント配線板表面の凹凸に対しても、伝熱プリプレグを多層化することで対応できる。 Further, unevenness on the surface of the heat transfer printed wiring board, which is likely to occur due to the thickness of the thick copper foil, can be dealt with by multilayering the heat transfer prepreg.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における伝熱プリプレグについて説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the heat transfer prepreg according to
図1は、実施の形態1における伝熱プリント配線板の断面図である。図1において、11は伝熱プリント配線板、12はエポキシ樹脂層、13はガラス繊維、14は厚銅箔、15は第1のコンポジット層、16は第2のコンポジット層、17は表層配線パターン、18はブラインドビアである。 1 is a cross-sectional view of a heat transfer printed wiring board according to Embodiment 1. FIG. In FIG. 1, 11 is a heat transfer printed wiring board, 12 is an epoxy resin layer, 13 is glass fiber, 14 is a thick copper foil, 15 is a first composite layer, 16 is a second composite layer, and 17 is a surface wiring pattern. , 18 are blind vias.
まず図1を用いて説明する。図1に示すように、実施の形態1で説明する伝熱プリント配線板11は、その中央部に、ガラス繊維13を含浸してなるエポキシ樹脂層12を設ける。
First, a description will be given with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the heat transfer printed
そしてエポキシ樹脂層12の一面以上に、厚銅箔14を形成する。そしてこの厚銅箔14の厚みを吸収するように、第1のコンポジット層15を形成する。このように第1のコンポジット層15の厚みを、厚銅箔14の厚みより厚くすることで、厚銅箔14の厚みを、第1のコンポジット層15で吸収する。
Then, a
そして、第2のコンポジット層16の表面に形成した表層配線パターン17の一部を、ブラインドビア18とすることで、表層配線パターン17と厚銅箔14を接続する。
Then, a part of the surface
次に、図2を用いて、伝熱プリプレグの伝熱メカニズムを説明する。図2は、伝熱プリプレグの伝熱メカニズムを説明する断面図である。図2において、19はパワー半導体等の発熱が課題となる電子部品である、20はハンダ部であり、電子部品19を表層配線パターン17に実装する部分に相当するが、実装方法は他にもバンプ実装、ワイヤー実装等であっても良い。21は矢印であり、図2において矢印21は熱が拡散する様子を示す。
Next, the heat transfer mechanism of the heat transfer prepreg will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the heat transfer mechanism of the heat transfer prepreg. In FIG. 2, 19 is an electronic component in which heat generation such as a power semiconductor is an issue, 20 is a solder portion, and corresponds to a portion where the
図2において、電子部品19に発生した熱は、矢印21に示すようにハンダ部20を介して、厚銅箔14や、コンポジット層15、16に広がり、拡散・放熱される。
In FIG. 2, the heat generated in the
ここで、厚銅箔14として、銅等の熱伝導率の高い材料を用いることで、厚銅箔14を放熱用(あるいはヒートスプレッド用)の電極とすることができる。また厚銅箔14の肉厚を高くする、あるいは厚銅箔14の側面をテーパー状にする等によって、厚銅箔14の側面部分における第1のコンポジット層15との接触面積を増加することができ、厚銅箔14からコンポジット層15、16への放熱効果を高められる。
Here, the
また厚銅箔14として、肉厚の厚い材料(例えば、30ミクロン以上120ミクロン以下)を用いることで、更にその放熱性(あるいはヒートスプレッド特性)を高めることができる。また厚銅箔14の配線抵抗を抑えられるため、3アンペア以上の大電流にも対応できる。
Further, by using a thick material (for example, 30 microns or more and 120 microns or less) as the
(実施の形態2)
実施の形態2では、実施の形態1で説明した伝熱プリント配線板11の製造方法の一例について説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, an example of a method for manufacturing the heat transfer printed
図3〜図7は、伝熱プリント配線板11の製造方法の一例について説明する断面図である。
3-7 is sectional drawing explaining an example of the manufacturing method of the heat-transfer printed
図3は、プリント配線板の表面に積層コンポジット材を積層する様子を説明する断面図である。図3において、23は積層コンポジットシート、24はプリント配線板である。 FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which a laminated composite material is laminated on the surface of a printed wiring board. In FIG. 3, 23 is a laminated composite sheet, and 24 is a printed wiring board.
まず図3に示すように、中央部にプリント配線板24をセットする。プリント配線板24としては、ガラス繊維13をエポキシ樹脂層12に含浸させたガラスエポキシ樹脂からなるものを選ぶことができる。またプリント配線板24として、FR4やFR5(なおFR4やFR5は、American National Standards Institute、通称ANSIと呼ばれる米国規格協会によるプリント配線板の規格)といった信頼性の高い材料を用いることで、伝熱プリント配線板11の信頼性を高められる。
First, as shown in FIG. 3, a printed
なおプリント配線板24の最表層に形成する電極として、肉厚の厚い(例えば、30ミクロン以上120ミクロン以下)の厚銅箔14を用いることで、伝熱プリント配線板11の伝熱性を高められる。
In addition, as the electrode formed on the outermost layer of the printed
図3において、積層コンポジットシート23は、PETフィルム等のフィルム22の表面に、コンポジット層15、16を積層したものである。
In FIG. 3, a laminated
次に、図3の矢印21で示すようにして、プリント配線板24の一面以上に、積層コンポジットシート23をセットし、プレス装置や金型(共に図示していない)を用いて、これら部材を加圧、加熱し、一体化する。
Next, as shown by an
図4は、プリント配線板24の一面以上に積層コンポジットシートを固定する様子を説明する断面図である。図4の矢印21に示すように、プレス装置や金型、ヒーター等(これらは図示していない)を用いて、これら部材を加圧、加熱する。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a state in which the laminated composite sheet is fixed to one or more surfaces of the printed
この時、第1のコンポジット層15の厚みは、プリント配線板24の表層に形成した厚銅箔14より厚く(望ましくは5ミクロン以上100ミクロン以下)することが望ましい。これは厚銅箔14の厚みを、第1のコンポジット層15で吸収するためである。これらの肉厚差が5ミクロン未満の場合、厚銅箔14に起因する凹凸が、伝熱プリント配線板11の表面に現れる場合がある。また肉厚差が100ミクロンを超えると、伝熱プリント配線板11の伝熱性やブラインドビア18の加工性に影響を与える場合がある。
At this time, the thickness of the first
なお第1のコンポジット層15、第2のコンポジット層16共に、少なくとも樹脂と無機フィラーとから構成したものとすることが望ましい。無機フィラーを添加するのは、コンポジット層15、16の伝熱性を高めるためである。
Note that both the first
また第2のコンポジット層16における無機フィラーの含有率は60体積%以上95体積%以下とすることが望ましい。60体積%未満の場合、第2のコンポジット層16における伝熱性が低下する場合がある。また95体積%を超えた場合、第2のコンポジット層16としての成形性に影響を与える場合がある。
Further, the content of the inorganic filler in the second
また第1のコンポジット層15における無機フィラーの含有率は0体積%以上50体積%以下(望ましくは40体積%以下)とすることが望ましい。第1のコンポジット層15における無機フィラーの含有率が50体積%を超えた場合、その加圧、加熱時の流動性が低下する場合があり、図3〜図4に示した積層工程で、厚銅箔14の凹凸を吸収しきれない場合がある。
Further, the content of the inorganic filler in the first
なおコンポジット層15、16を構成する樹脂は、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であっても良い。なお第1のコンポジット層15を構成する樹脂材料は、第2のコンポジット層を構成する樹脂材量よりも、軟化温度が10℃以上200℃以下の範囲で低いことが望ましい。これはプリント配線板24の表層に形成した厚銅箔14の厚みを、第1のコンポジット層15で吸収するためである。軟化温度の差が10℃未満の場合、第1のコンポジット層15と共に第2のコンポジット層が変形してしまい、完成した伝熱プリント配線板11の表面に厚銅箔14に起因する凹凸が発生する場合がある。また軟化温度の温度差が200℃を超えると、積層コンポジットシート23の保存性、取り扱い性に影響を与える場合がある。
The resin constituting the
なお軟化温度とは、熱可塑性樹脂の場合、ガラス転移温度を軟化温度としても良いが、TMAによる針入測定を用いても良い。なおTMAは熱機械分析の意味である。 In the case of a thermoplastic resin, the softening temperature may be the glass transition temperature as the softening temperature, but may also be penetration measurement using TMA. TMA means thermomechanical analysis.
なお熱硬化性樹脂における軟化温度とは、本硬化前の半硬化状態(Bステージと呼ばれる状態)における軟化温度とすることができる。 In addition, the softening temperature in a thermosetting resin can be made into the softening temperature in the semi-hardened state (state called B stage) before this hardening.
なお熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂)における軟化温度は、JIS K7234(エポキシ樹脂の軟化点試験法)を用いることができる。 In addition, JIS K7234 (the softening point test method of an epoxy resin) can be used for the softening temperature in a thermosetting resin (for example, epoxy resin).
あるいは、コンポジット層15、16を構成する樹脂の軟化温度差を、荷重たわみ温度差としても良い。ここで荷重たわみ温度とは、JIS K7191等で定義されている、油温を一定昇温(120℃/時)させ、サンプルのたわみ量を測定するものである。
Or it is good also considering the softening temperature difference of resin which comprises the
あるいは、コンポジット層15、16を構成する樹脂の軟化温度差を、ビカット軟化温度差としても良い。ここでビカット軟化温度とは、JIS K7206等で定義されているもので、油中で油温を一定昇温(50℃/時)させ、断面積1mm2の針を試料に押し当て、浸入深さで評価するものである。
Or it is good also considering the softening temperature difference of resin which comprises the
図5は、プリント配線板24と積層コンポジットシート23を一体化した後の様子を説明する断面図である。これらを一体化した後、図5の矢印21に示すように、フィルム22を除去する。ここでフィルム22は、コンポジット層15、16の保持用のものであるが、図5のようにすることで、プレス時に金型(図示していない)の表面に、コンポジット層15、16が汚れとして付着することを防止する。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a state after the printed
図6は、コンポジット層15、16に穴を形成する様子を説明する断面図である。図6において、25は穴であり、例えば矢印21に示すようにレーザ(レーザ装置等は図示していない)を、コンポジット層15、16の所定位置に照射することで形成する。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining how holes are formed in the
なお図6に示すように、厚銅箔14の上を覆うコンポジット層15、16の厚みは、他の部分に比べて薄いため、少ないレーザパワーで穴25を形成できる。この結果、レーザが厚銅箔14の表面に酸化や変質のようなダメージを発生させにくい。
As shown in FIG. 6, since the thickness of the
なおビアはブラインドビア18に限定する必要は無い。例えばレーザの代わりに、高速で回転するドリルを用いても良い。例えば図6において、矢印21の方向にドリルを用いて、貫通孔を形成し、この貫通孔の内壁に銅メッキ等を行い、層間接続のビア(あるいはサーマルビア)としても良い。また図1〜図7に示すプリント配線板24を、両面プリント配線板ではなくて、多層プリント配線板としても良い。プリント配線板24を多層プリント配線板とすることで、電子機器の小型化が可能となる。なお多層プリント配線板をプリント配線板24とする場合、FR4やFR5の規格を満足するものを選ぶことで、出来上がった伝熱プリント配線板11の信頼性を高められる。またプリント配線板24の厚みや曲げ強度を選ぶことで、出来上がった伝熱プリント配線板11の曲げ強度等を高められる。なおこうしたプリント配線板24として、市販のものを選ぶことで、低コスト化が可能となる。
The via need not be limited to the blind via 18. For example, a drill that rotates at high speed may be used instead of the laser. For example, in FIG. 6, a through hole may be formed using a drill in the direction of
なおプリント配線板24の表面に形成した厚銅箔14の厚みは、30ミクロン以上120ミクロン以下とすることが望ましい。30ミクロン未満の場合、厚銅箔14を介した放熱効果に影響がある場合がある。また120ミクロンを越えた場合、厚銅箔14の加工精度が低下する場合がある。
The thickness of the
図7は、コンポジット層15、16の表面に表層配線パターン17を形成する様子を説明する断面図である。表層配線パターン17は、薄膜法(スパッタ蒸着)や、メッキ(無電解、電解)等によって形成することができる。なお表層配線パターン17を構成する金属材料としては、銅を選ぶことが望ましい。銅は電気抵抗が低く、熱伝導性が高く、半田付けができるためである。なお表層配線パターン17の厚みは、5ミクロン以上150ミクロン以下が望ましい。5ミクロン以下では、配線抵抗や伝熱性に影響を与える場合がある。また150ミクロンを越えた場合、その用途が限定されてしまう場合がある。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining how the surface
なお図7の状態の後、エッチング工程(レジストパターンを形成した後、不要な表層配線パターン17を除去する工程であるが、ここでは省略する)を経て、図1の伝熱プリント配線板11として完成する。なお図1や図2において、ソルダーレジスト等は図示していない。
After the state of FIG. 7, an etching process (removal of unnecessary surface
(実施の形態3)
実施の形態3では、積層コンポジットシート23の製造方法の一例について説明する。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, an example of a method for manufacturing the laminated
積層コンポジットシート23は、図3に示すように、フィルム22の上に、第2のコンポジット層16、第1のコンポジット層15の順で形成することが望ましい。これは表層に形成した第1のコンポジット層15を積極的に変形させ、厚銅箔14の厚みを吸収するためである。なおコンポジットシート23を2層以上にしても良い。またフィルム22の表面に剥離処理等を行っておくことで、図5で示したフィルム22の剥離工程の作業性を高められる。
As shown in FIG. 3, the laminated
次に、積層コンポジットシート23の製造方法について説明する。まずコンポジット層15、16を構成する、樹脂や無機フィラーを、溶剤(例えば、メチルエチルケトンやシクロペンタノン等)に溶解(あるいは分散)し、これをスラリーとする。次にこのスラリーを、塗工機(例えば、ドクターブレードやダイコータ、リバースコータ)にセットし、フィルム22の上に連続的に塗布し、乾燥させ、コンポジット層15、16とする。
Next, a method for manufacturing the laminated
なおフィルム22の上に、少なくとも樹脂と無機フィラーと溶剤とからなるスラリーを塗布し、乾燥して第2のコンポジット層16を形成した後、同様の工程を繰り返し、この上に第1のコンポジット層15を形成しても良い。
In addition, after apply | coating the slurry which consists of a resin, an inorganic filler, and a solvent at least on the
またフィルム22の上に、少なくとも樹脂と無機フィラーと溶剤とからなる複数種のスラリーを同時に塗布し、乾燥して、複数のコンポジット層15、16を一度に作製しても良い。この場合、フィルム22に近い側のスラリーの濃度(あるいは比重や粘度)は、その上に重ねるスラリーの濃度(あるいは比重や粘度)より大きくすることが望ましい。こうすることで、複数のコンポジット層15、16を形成した場合の各層の厚み精度を高められる。なおこうした用途には、ダイコータ、カーテンコータ等の塗工機を用いることができる。
Alternatively, a plurality of types of slurry comprising at least a resin, an inorganic filler, and a solvent may be simultaneously applied on the
なおコンポジット層15、16は、硬化後(あるいは伝熱プリント配線板11として完成した後)に、熱伝導率が3W/(m・K)以上、20W/(m・K)以下となる材料を選ぶことが望ましい。硬化後の熱伝導率が3W/(m・K)未満の場合、開口部18を介した熱伝導の効果が得られにくい場合がある。また熱伝導率が20W/(m・K)を越える材料は、高価であり、取り扱いが難しい場合がある。
The composite layers 15 and 16 are made of a material having a thermal conductivity of 3 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less after curing (or after completion as the heat transfer printed wiring board 11). It is desirable to choose. When the heat conductivity after curing is less than 3 W / (m · K), it may be difficult to obtain the effect of heat conduction through the
ここで硬化後に3W/(m・K)以上、20W/(m・K)以下を実現するには、少なくとも、樹脂とこの樹脂中に分散した無機フィラーとから構成することが望ましい。 Here, in order to realize 3 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less after curing, it is desirable that the resin is composed of at least a resin and an inorganic filler dispersed in the resin.
そしてこの樹脂としてはエポキシ樹脂を、無機フィラーとしてはアルミナ、窒化アルミ、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリカ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫、炭素、ジルコン珪酸塩、酸化マグネシウムから選ばれた少なくとも1種類以上からなる無機フィラーとすることができる。 And this resin was selected from epoxy resin, and inorganic filler was selected from alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, silicon nitride, silica, zinc oxide, titanium oxide, tin oxide, carbon, zircon silicate, magnesium oxide It can be set as the inorganic filler which consists of at least 1 or more types.
なお無機フィラーの平均粒径は、0.01μm以上50μm以下の範囲が望ましい。平均粒径が小さいほど比表面積が増えるため、放熱面積が増え、放射効率が高まるが、平均粒径が0.01μm以下になると、比表面積が大きくなり、その分散や混練が難しくなる。また50μmを超えると、厚銅箔14を覆うコンポジット層15、16が厚くなるため、レーザ等による穴25の加工性に影響を与える場合がある。
The average particle size of the inorganic filler is preferably in the range of 0.01 μm to 50 μm. Since the specific surface area increases as the average particle size becomes smaller, the heat radiation area increases and the radiation efficiency increases. However, when the average particle size becomes 0.01 μm or less, the specific surface area increases, and dispersion and kneading become difficult. If the thickness exceeds 50 μm, the
なお無機フィラーの充填率を増加するために、異なる粒度分布を有する複数種の無機フィラーを選び、これらを混合して使用しても良い。 In order to increase the filling rate of the inorganic filler, a plurality of types of inorganic fillers having different particle size distributions may be selected and used in combination.
(実施の形態4)
実施の形態4として、実施の形態1〜3で説明した伝熱プリント配線板11の曲げ強度について測定した結果を示す。
(Embodiment 4)
As
図8は、曲げ強度の評価方法の一例を示す模式図である。図8において、26は治具である。図8において、治具26の間に伝熱プリント配線板11をセットし、矢印21で示す方向に治具26を用いて、伝熱プリント配線板11を曲げる。発明者らの実験では、従来品では1〜2mm曲げた時点で折れた(割れた)。一方、本発明の伝熱プリント配線板11では、4〜5mm曲げても折れなかった。なお試料サイズ(伝熱プリント配線板)は、40mm×4mm×t2mmである。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a bending strength evaluation method. In FIG. 8, 26 is a jig. In FIG. 8, the heat transfer printed
以上のようにして、プリント配線板24と、その一面以上に形成した熱伝導率が3W/(m・K)以上20W/(m・K)以下となる積層コンポジット層と、この積層コンポジット層の上に形成した表層配線パターン17とからなる伝熱プリント配線板11を提供することで、各種電子機器の小型化、高性能化が可能となる。
As described above, the printed
ガラスエポキシ樹脂と銅箔とが積層されてなるプリント配線板24と、その上に形成した厚銅箔14と、その一面以上に形成した、熱伝導率が3W/(m・K)以上20W/(m・K)以下となる積層コンポジット層と、この積層コンポジット層の上に形成した表層配線パターン17と、前記積層コンポジット層に形成した穴25を介して前記厚銅箔14と表層配線パターン17とを接続するブラインドビア18とからなる伝熱プリント配線板11を提供することで、各種電子機器の小型化、高性能化が可能となる。
A printed
プリント配線板24の上に形成した厚銅箔14の厚みは、30ミクロン以上120ミクロン以下である伝熱プリント配線板11とすることで、厚銅箔14を介した拡散・放熱効果を高めることができる。
The thickness of the
積層コンポジット層は、樹脂と無機フィラーとからなる第1のコンポジット層15と、第2のコンポジット層16とから形成されたものであり、第1のコンポジット層15のみは、厚銅箔14の厚みより厚い伝熱プリント配線板11とすることで、厚銅箔14の厚みを吸収でき、表面に凹凸が少なく実装性の優れた伝熱プリント配線板11を提供する。
The laminated composite layer is formed of a first
コンポジット層は、樹脂と無機フィラーとからなる第1のコンポジット層15と、第2のコンポジット層16とから形成されたものであり、第1のコンポジット層15の無機フィラーの含有率は60体積%以上95体積%以下、第2のコンポジット層16の無機フィラーの含有率は0体積%以上40体積%以下である伝熱プリント配線板11とすることで、厚銅箔14の厚みを吸収でき、表面に凹凸が少なく実装性の優れた伝熱プリント配線板11を提供する。
The composite layer is formed of the first
少なくとも、無機フィラーの含有率が60体積%以上90体積%以下の第1のコンポジット層15と、無機フィラーの含有率が0体積%以上50体積%以下の第2のコンポジット層16とからなる積層コンポジットシート23とすることで、厚銅箔14の厚みを吸収することが可能になり、表面に凹凸が少なく実装性の優れた伝熱プリント配線板11を提供する。
A laminate composed of at least a first
少なくとも、樹脂と無機フィラーとからなる、第1及び第2のコンポジット層が積層されてなる積層コンポジットシート23であって、第1のコンポジット層15の方が、第2のコンポジット層より、軟化温度が10℃以上200℃以下の範囲で低い積層コンポジットシート23とすることで、厚銅箔14の厚みを吸収でき、表面に凹凸が少なく実装性の優れた伝熱プリント配線板11を提供する。
A laminated
フィルム22の上に、少なくとも樹脂と無機フィラーと溶剤とからなるスラリーを塗布し、乾燥してコンポジット層を作製する工程を、複数回繰り返す積層コンポジットシート23の製造方法によって、厚銅箔14の厚みを吸収できる積層コンポジットシート23を安定して製造できる。
The thickness of the
フィルム22の上に、樹脂と無機フィラーと溶剤とからなる複数種のスラリーを同時に塗布し、乾燥して複数のコンポジット層を一度に作製する積層コンポジットシート23の製造方法によって、厚銅箔14の厚みを吸収できる積層コンポジットシート23を安定して製造できる。
On the
表層に厚銅箔14を有するプリント配線板24を準備する工程と、このプリント配線板24の上に、少なくとも樹脂と無機フィラーとからなる複数のコンポジットシートを固定する工程と、前記コンポジットシートに穴25を形成する工程と、前記コンポジットシートの上に形成した表層配線パターン17の一部を、前記穴25を介して厚銅箔14と接続する工程とを有する伝熱プリント配線板11の製造方法によって、伝熱プリント配線板11を安定して製造できるため、携帯電話、プラズマテレビ、電装品、産業用の放熱が要求される機器の小型化、高性能化を実現できる。
A step of preparing a printed
以上のように、本発明にかかる伝熱プリント配線板と、これに用いる伝熱プリプレグ及びその製造方法によって、携帯電話、プラズマテレビ、あるいは電装品、あるいは産業用等の放熱が要求される機器の小型化、高性能化が可能となる。 As described above, according to the heat transfer printed wiring board according to the present invention, the heat transfer prepreg used in the heat transfer printed wiring board, and the manufacturing method thereof, a cellular phone, a plasma TV, an electrical component, or an industrial device that requires heat dissipation is required. Miniaturization and high performance are possible.
11 伝熱プリント配線板
12 エポキシ樹脂層
13 ガラス繊維
14 厚銅箔
15 第1のコンポジット層
16 第2のコンポジット層
17 表層配線パターン
18 ブラインドビア
19 電子部品
20 ハンダ部
21 矢印
22 フィルム
23 積層コンポジットシート
24 プリント配線板
25 穴
26 治具
DESCRIPTION OF
Claims (10)
その一面以上に形成した熱伝導率が3W/(m・K)以上20W/(m・K)以下となる積層コンポジット層と、
この積層コンポジット層の上に形成した表層配線パターンと、
からなる伝熱プリント配線板。 A printed wiring board;
A laminated composite layer having a thermal conductivity of 3 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less formed on one surface or more;
Surface layer wiring pattern formed on this laminated composite layer,
Heat transfer printed wiring board consisting of
その一面以上に形成した、熱伝導率が3W/(m・K)以上20W/(m・K)以下となる積層コンポジット層と、
この積層コンポジット層の上に形成した表層配線パターンと、
前記積層コンポジット層に形成した穴を介して前記厚銅箔と表層配線パターンとを接続するブラインドビアと、
からなる伝熱プリント配線板。 A printed wiring board formed by laminating a glass epoxy material and a thick copper foil on which a wiring pattern is formed,
A laminated composite layer having a thermal conductivity of 3 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less, formed on one or more surfaces thereof;
Surface layer wiring pattern formed on this laminated composite layer,
A blind via connecting the thick copper foil and a surface wiring pattern through a hole formed in the laminated composite layer;
Heat transfer printed wiring board consisting of
第1のコンポジット層の厚みは、厚銅箔の厚みより、厚い請求項2に記載の伝熱プリント配線板。 The laminated composite layer is formed of a first composite layer made of a resin and an inorganic filler, and a second composite layer,
The heat transfer printed wiring board according to claim 2, wherein the thickness of the first composite layer is thicker than the thickness of the thick copper foil.
第1のコンポジット層の無機フィラーの含有率は60体積%以上95体積%以下、
第2のコンポジット層の無機フィラーの含有率は0体積%以上40体積%以下である請求項2に記載の伝熱プリント配線板。 The composite layer is formed of a first composite layer made of a resin and an inorganic filler, and a second composite layer,
The content of the inorganic filler in the first composite layer is 60% by volume to 95% by volume,
The heat transfer printed wiring board according to claim 2, wherein the content of the inorganic filler in the second composite layer is 0 volume% or more and 40 volume% or less.
無機フィラーの含有率が60体積%以上90体積%以下の第1のコンポジット層と、
無機フィラーの含有率が0体積%以上50体積%以下の第2のコンポジット層と、
からなる積層コンポジットシート。 at least,
A first composite layer having an inorganic filler content of 60% by volume or more and 90% by volume or less;
A second composite layer having an inorganic filler content of 0% by volume to 50% by volume;
A laminated composite sheet.
樹脂と無機フィラーとからなる、第1及び第2のコンポジット層が積層されてなる積層コンポジットシートであって、
第1のコンポジット層の方が、第2のコンポジット層より、軟化温度が10℃以上100℃以下の範囲で低い積層コンポジットシート。 at least,
A laminated composite sheet comprising a resin and an inorganic filler, wherein the first and second composite layers are laminated,
A laminated composite sheet in which the first composite layer has a softening temperature lower than that of the second composite layer in the range of 10 ° C to 100 ° C.
このプリント配線板の上に、少なくとも樹脂と無機フィラーとからなる複数のコンポジットシートを固定する工程と、
前記コンポジットシートに穴を形成する工程と、
前記コンポジットシートの上に形成した表層配線パターンの一部を、前記穴を介して厚銅箔と接続する工程と、
を有する伝熱プリント配線板の製造方法。 Preparing a printed wiring board having a thick copper foil on the surface layer;
A step of fixing a plurality of composite sheets composed of at least a resin and an inorganic filler on the printed wiring board,
Forming a hole in the composite sheet;
Connecting a portion of the surface wiring pattern formed on the composite sheet to the thick copper foil through the hole;
The manufacturing method of the heat-transfer printed wiring board which has this.
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