JP2010161168A - Printed board and method for manufacturing printed board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント基板およびプリント基板の製造方法に関し、より特定的には配線用材料として用いられるプリント基板およびプリント基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a printed circuit board and a printed circuit board manufacturing method, and more particularly to a printed circuit board used as a wiring material and a printed circuit board manufacturing method.
フレキシブルプリント基板(FPC:Flexible Printed Circuits)などのプリント基板は、その柔軟性を利用した用途が広がっている。このようなフレキシブルプリント基板は、たとえば特開平6−296073号公報(特許文献1)などに開示されている。この特許文献1のフレキシブルプリント基板は、樹脂で形成されたフレキシブルな基板と、基板上に形成された銅(Cu)導体のプリント回路と、プリント回路の一端部上面と他端部上面にレーザ反射率が75%以下の金属のメッキとを備えている。 Printed circuit boards such as flexible printed circuit boards (FPCs) are widely used for their flexibility. Such a flexible printed circuit board is disclosed in, for example, JP-A-6-296073 (Patent Document 1). The flexible printed circuit board disclosed in Patent Document 1 is a flexible substrate formed of a resin, a printed circuit of a copper (Cu) conductor formed on the substrate, and laser reflection on one upper surface and one upper surface of the printed circuit. And metal plating with a rate of 75% or less.
上記特許文献1のフレキシブルプリント基板のプリント回路上に電子部品を実装する技術がある。しかし、近年の実装技術の進歩により、フレキシブルプリント基板上に実装された電子部品の発熱量が著しく増大している。このため、上記特許文献1のフレキシブルプリント基板では、電子部品から生じた熱を逃がすことが難しい。したがって、電子部品を安定して動作させることができなかった。 There is a technique for mounting electronic components on a printed circuit of a flexible printed circuit board disclosed in Patent Document 1. However, recent advances in mounting technology have significantly increased the amount of heat generated by electronic components mounted on a flexible printed circuit board. For this reason, in the flexible printed circuit board of the said patent document 1, it is difficult to escape the heat which arose from the electronic component. Therefore, the electronic component cannot be stably operated.
また、発熱する電子部品に接触するように放熱シートを接着させてシート面内に熱を逃がす技術が考えられる。しかし、放熱シートの配置等には制約があり、放熱が十分ではない。このため、電子部品を安定して動作させることが十分でなかった。 In addition, a technique is considered in which a heat radiating sheet is bonded so as to contact an electronic component that generates heat, and heat is released into the sheet surface. However, there are restrictions on the arrangement of the heat dissipation sheet and the heat dissipation is not sufficient. For this reason, it was not sufficient to operate the electronic component stably.
それゆえ本発明の目的は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、実装部品を実装した際に、実装部品の動作を安定化させるプリント基板およびプリント基板の製造方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and provides a printed circuit board and a printed circuit board manufacturing method that stabilize the operation of the mounted component when the mounted component is mounted. It is to be.
本発明のプリント基板は、絶縁性の基板と、六方晶(hexagonal)窒化硼素(BN)層(hBN層)と、パターンとを備えている。hBN層は、絶縁性の基板上に形成され、表面を有する。パターンは、hBN層の表面上に形成され、導電性である。hBN層は、hBN層の表面の法線と平行なc軸を有する配向性である。 The printed circuit board of the present invention includes an insulating substrate, a hexagonal boron nitride (BN) layer (hBN layer), and a pattern. The hBN layer is formed on an insulating substrate and has a surface. The pattern is formed on the surface of the hBN layer and is conductive. The hBN layer is oriented with a c-axis parallel to the normal to the surface of the hBN layer.
本発明のプリント基板によれば、絶縁性の基板とパターンとの間に、表面の法線と平行なc軸を有する配向性のhBN層を備えている。hBN層は絶縁性であるので、絶縁性の基板とパターンとの非通電を阻害しない。 According to the printed board of the present invention, the orientation hBN layer having the c-axis parallel to the surface normal is provided between the insulating substrate and the pattern. Since the hBN layer is insulative, it does not hinder non-energization between the insulative substrate and the pattern.
また配向性のhBNはab面内にBとNとからなる六員環が規則的に並んだ結晶構造であることから、配向性のhBN層においてab面方向の熱伝導率が高い。hBN層が表面の法線と平行なc軸を有しているので、hBN層の表面と平行な方向はab面方向である。このため、hBN層において表面と平行な方向の熱伝導率を高めることができる。したがって、パターン上に実装部品を実装した際に、hBN層の表面と平行な方向に実装部品から生じた熱を逃がすことができる。したがって、実装部品を実装した際に、実装部品の動作を安定化させることができる。 In addition, since oriented hBN has a crystal structure in which six-membered rings composed of B and N are regularly arranged in the ab plane, the thermal conductivity in the ab plane direction is high in the oriented hBN layer. Since the hBN layer has a c-axis parallel to the surface normal, the direction parallel to the surface of the hBN layer is the ab plane direction. For this reason, in the hBN layer, the thermal conductivity in the direction parallel to the surface can be increased. Therefore, when the mounting component is mounted on the pattern, the heat generated from the mounting component in the direction parallel to the surface of the hBN layer can be released. Therefore, when the mounting component is mounted, the operation of the mounting component can be stabilized.
上記プリント基板において好ましくは、絶縁性の基板は樹脂であり、パターンは銅(Cu)である。これにより、特性のよいプリント基板を実現できる。 Preferably, in the printed board, the insulating substrate is a resin and the pattern is copper (Cu). Thereby, a printed circuit board with good characteristics can be realized.
上記プリント基板において好ましくは、hBN層は、3μm以上10μm以下の厚みを有する。 In the printed circuit board, preferably, the hBN layer has a thickness of 3 μm or more and 10 μm or less.
3μm以上の場合、hBN層の放熱効果をより高めることができる。10μm以下の場合、hBN層とパターンとの剥離を抑制することができる。 In the case of 3 μm or more, the heat dissipation effect of the hBN layer can be further enhanced. In the case of 10 μm or less, peeling between the hBN layer and the pattern can be suppressed.
上記プリント基板において好ましくは、hBN層と、パターンとの間に形成されたアモルファスBN層をさらに備えている。 Preferably, the printed circuit board further includes an amorphous BN layer formed between the hBN layer and the pattern.
アモルファスBN層の結晶は特定の方向に配向していないため、アモルファスBN層の熱膨張係数がhBN層の熱膨張率よりも大きい。パターンの熱膨張率がhBN層の熱膨張率よりも大きい場合には、アモルファスBN層により、hBN層とパターンとの熱膨張率の差を緩和することができる。このため、パターンとhBN層との熱膨張率の差により生じる熱応力を低減できるので、パターンとhBN層とが剥離することを抑制することができる。 Since the crystals of the amorphous BN layer are not oriented in a specific direction, the thermal expansion coefficient of the amorphous BN layer is larger than the thermal expansion coefficient of the hBN layer. When the thermal expansion coefficient of the pattern is larger than that of the hBN layer, the difference in the thermal expansion coefficient between the hBN layer and the pattern can be reduced by the amorphous BN layer. For this reason, since the thermal stress produced by the difference of the thermal expansion coefficient of a pattern and an hBN layer can be reduced, it can suppress that a pattern and an hBN layer peel.
上記プリント基板において好ましくは、アモルファスBN層は、3μm以上15μm以下の厚みを有する。 In the printed circuit board, preferably, the amorphous BN layer has a thickness of 3 μm to 15 μm.
3μm以上の場合、hBN層とパターンとの剥離を効果的に抑制することができる。15μm以下の場合、アモルファスBN層による放熱効果の低下を抑制することができる。 In the case of 3 μm or more, peeling between the hBN layer and the pattern can be effectively suppressed. In the case of 15 μm or less, it is possible to suppress a decrease in heat dissipation effect due to the amorphous BN layer.
本発明の一の局面におけるプリント基板の製造方法は、以下の工程を備えている。パターンとなる導電性の基板を準備する。導電性の基板上に、表面を有するアモルファスBN層を形成する。アモルファスBN層の表面をガリウム(Ga)ガスに接触させることにより、表面の法線と平行なc軸を有する配向性のhBN層を形成する。hBN層と絶縁性の基板とを貼り合わせる。 The printed circuit board manufacturing method according to one aspect of the present invention includes the following steps. A conductive substrate to be a pattern is prepared. An amorphous BN layer having a surface is formed over a conductive substrate. By bringing the surface of the amorphous BN layer into contact with gallium (Ga) gas, an oriented hBN layer having a c-axis parallel to the surface normal is formed. The hBN layer and the insulating substrate are bonded together.
本発明者は、アモルファスBN層にGaガスを接触させることで、アモルファスBN層中のB元素とN元素とが再配列し、B元素とN元素との六員環が規則的に配列した配向性のhBN層を形成することを見い出した。このため、本発明の一の局面におけるプリント基板の製造方法によれば、アモルファスBN層をGaガスに接触させているので、絶縁性の基板とパターンとなる導電性の基板との間に、表面の法線と平行なc軸を有する配向性のhBN層を形成することができる。上述したように、hBN層は絶縁性と放熱性とを両立している。したがって、パターン上に実装部品を実装した際に、hBN層の表面と平行な方向に実装部品から生じた熱を逃がすことができる。よって、実装部品を実装した際に、実装部品の動作を安定化させることができる。 The inventor of the present invention rearranges the B element and the N element in the amorphous BN layer by bringing Ga gas into contact with the amorphous BN layer, and regularly aligns the six-membered ring of the B element and the N element. Has been found to form a functional hBN layer. For this reason, according to the printed circuit board manufacturing method in one aspect of the present invention, since the amorphous BN layer is brought into contact with the Ga gas, the surface is formed between the insulating substrate and the conductive substrate to be patterned. An oriented hBN layer having a c-axis parallel to the normal line can be formed. As described above, the hBN layer achieves both insulation and heat dissipation. Therefore, when the mounting component is mounted on the pattern, the heat generated from the mounting component in the direction parallel to the surface of the hBN layer can be released. Therefore, when the mounting component is mounted, the operation of the mounting component can be stabilized.
本発明の他の局面におけるプリント基板の製造方法は、以下の工程を備えている。パターンとなる導電性の基板を準備する。B元素を含むガスと、N元素を含むガスと、Gaガスとを導電性の基板上に供給することにより、表面の法線と平行なc軸を有する配向性のhBNを形成する。hBN層絶縁性の基板とを貼り合わせる。 A printed circuit board manufacturing method according to another aspect of the present invention includes the following steps. A conductive substrate to be a pattern is prepared. By supplying a gas containing B element, a gas containing N element, and Ga gas onto a conductive substrate, oriented hBN having a c-axis parallel to the surface normal is formed. The hBN layer insulating substrate is bonded together.
本発明者は、N元素を含むガスとB元素を含むガスとを、Gaガスとともに供給しない場合には、アモルファスBN層を形成するが、N元素を含むガスとB元素を含むガスとを、Gaガスとともに供給する場合には、配向性のhBN層を形成できることを見い出した。このため、本発明の他の局面におけるプリント基板の製造方法によれば、絶縁性の基板とパターンとなる導電性の基板との間に、表面の法線と平行なc軸を有する配向性のhBN層を形成することができる。上述したように、hBN層は絶縁性と放熱性とを両立している。したがって、パターン上に実装部品を実装した際に、hBN層の表面と平行な方向に実装部品から生じた熱を逃がすことができる。よって、実装部品を実装した際に、実装部品の動作を安定化させることができる。 The present inventor forms an amorphous BN layer when a gas containing N element and a gas containing B element are not supplied together with Ga gas, but the gas containing N element and the gas containing B element are It has been found that an oriented hBN layer can be formed when supplied with Ga gas. For this reason, according to the method for manufacturing a printed circuit board in another aspect of the present invention, an orientation having a c-axis parallel to the surface normal line between the insulating substrate and the conductive substrate to be a pattern. An hBN layer can be formed. As described above, the hBN layer achieves both insulation and heat dissipation. Therefore, when the mounting component is mounted on the pattern, the heat generated from the mounting component in the direction parallel to the surface of the hBN layer can be released. Therefore, when the mounting component is mounted, the operation of the mounting component can be stabilized.
上記他の局面におけるプリント基板の製造方法において好ましくは、hBN層を形成する工程では、N元素を含むガスとして、窒素ガス(N2)およびアンモニアガス(NH3)の少なくとも一方を用いる。これにより、容易に配向性のhBN層を形成することができる。 In the method for manufacturing a printed circuit board according to the other aspect described above, preferably, in the step of forming the hBN layer, at least one of nitrogen gas (N 2 ) and ammonia gas (NH 3 ) is used as the gas containing N element. Thereby, an oriented hBN layer can be easily formed.
上記他の局面におけるプリント基板の製造方法において好ましくは、B元素を含むガスと、N元素を含むガスとを導電性の基板上に供給することにより、hBN層と導電性の基板との間にアモルファスBN層を形成する工程をさらに備えている。 Preferably, in the printed circuit board manufacturing method according to the other aspect described above, by supplying a gas containing B element and a gas containing N element onto the conductive substrate, the hBN layer and the conductive substrate are interposed. The method further includes the step of forming an amorphous BN layer.
これにより、パターンとなる導電性の基板の熱膨張率とhBN層の熱膨張率との差が大きい場合には、アモルファスBN層により、熱膨張率の差を緩和することができる。このため、導電性の基板とhBN層との熱応力による剥離を抑制することができる。 Thereby, when the difference between the thermal expansion coefficient of the conductive substrate used as a pattern and the thermal expansion coefficient of the hBN layer is large, the difference in the thermal expansion coefficient can be reduced by the amorphous BN layer. For this reason, peeling due to thermal stress between the conductive substrate and the hBN layer can be suppressed.
上記一および他の局面におけるプリント基板の製造方法において好ましくは、導電性の基板を準備する工程では、導電性の基板としてCu基板を用い、絶縁性の基板を貼り合せる工程では、絶縁性の基板として樹脂シートを用いる。これにより、特性のよいプリント基板を製造できる。 Preferably, in the method for manufacturing a printed circuit board according to the above and the other aspects, in the step of preparing the conductive substrate, a Cu substrate is used as the conductive substrate, and in the step of bonding the insulating substrate, the insulating substrate is used. A resin sheet is used. Thereby, a printed circuit board with good characteristics can be manufactured.
上記一および他の局面におけるプリント基板の製造方法において好ましくは、hBN層を形成する工程では、600℃以上800℃以下の温度で行なう。 Preferably, in the method for manufacturing a printed circuit board according to the above and other aspects, the step of forming the hBN layer is performed at a temperature of 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower.
これにより、Gaガスを容易に供給できるので、配向性のhBN層を容易に形成することができる。 Thereby, since Ga gas can be supplied easily, an oriented hBN layer can be easily formed.
上記一および他の局面におけるプリント基板の製造方法において好ましくは、hBN層を形成する工程では、プラズマを印加する。これにより、Gaガスを生成するための温度を低下することができる。このため、hBN層を形成する工程後に、導電性の基板とhBN層とを冷却する温度範囲を狭くすることができる。このため、hBN層と導電性の基板との熱膨張率の差による熱応力による剥離を抑制することができる。 Preferably, in the method for manufacturing a printed circuit board according to the one and other aspects, plasma is applied in the step of forming the hBN layer. Thereby, the temperature for generating Ga gas can be lowered. For this reason, the temperature range for cooling the conductive substrate and the hBN layer can be narrowed after the step of forming the hBN layer. For this reason, peeling due to thermal stress due to a difference in thermal expansion coefficient between the hBN layer and the conductive substrate can be suppressed.
上記一および他の局面におけるプリント基板の製造方法において好ましくは、導電性の基板を準備する工程は、導電性の基板の表面に凹部を形成する工程を含む。 Preferably, in the method for manufacturing a printed circuit board according to the first and other aspects, the step of preparing the conductive substrate includes a step of forming a recess on the surface of the conductive substrate.
これにより、凹部に形成されたhBN層またはアモルファスBN層がアンカーとなり、hBN層と導電性の基板との密着力を向上することができる。このため、パターンとhBN層との剥離をより抑制することができる。 Thereby, the hBN layer or the amorphous BN layer formed in the recess serves as an anchor, and the adhesion between the hBN layer and the conductive substrate can be improved. For this reason, peeling with a pattern and an hBN layer can be suppressed more.
本発明のプリント基板およびプリント基板の製造方法によれば、絶縁性と放熱性とを両立した配向性のhBN層を形成しているので、実装部品を実装した際に、実装部品の動作を安定化させることができる。 According to the printed circuit board and the printed circuit board manufacturing method of the present invention, the orientation hBN layer that achieves both insulation and heat dissipation is formed, so that the operation of the mounted component is stable when the mounted component is mounted. It can be made.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
図1は、本発明の一実施の形態におけるフレキシブルプリント基板を概略的に示す斜視図である。図1を参照して、本実施の形態におけるプリント基板の一例であるフレキシブルプリント基板10を説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a flexible printed circuit board according to an embodiment of the present invention. With reference to FIG. 1, the flexible printed
フレキシブルプリント基板10は、絶縁性の基板11と、hBN層12と、パターン13と、実装部品14と、ワイヤ15とを備えている。hBN層12は、基板11上に形成され、表面12aを有している。パターン13は、hBN層12の表面12a上に形成されている。実装部品14は、パターン13上に形成されている。ワイヤ15は、パターン13と実装部品14とを電気的に接続している。
The flexible printed
基板11は、絶縁性であれば特に限定されず、たとえばポリイミドなどの樹脂などを用いることができる。
The
hBN層12は、絶縁性であり、表面12aの法線と平行なc軸を有する配向性である。hBN層12において、ab面(表面12aに平行な面)内にB原子とN原子とが交互に化合して共有結合的に形成された六員環が規則的に並んでいる。hBN層12は、六員環が二次元的に連結した平板状構造体と、平板状構造体がVanderWaals(ファンデルワールス)結合により積み重なった層状構造とを有している。このため、hBN層12の表面12aに平行な方向の熱伝導率が600W/mK以上700W/mK以下と高い。
The
hBN層12は、3μm以上10μm以下の厚みを有していることが好ましい。3μm以上の場合、hBN層12の放熱効果をより高めることができる。10μm以下の場合、hBN層12とパターン13との剥離を抑制することができる。
The
なお、hBN層12は、図1に示すように基板11の全面を覆うように形成されていてもよく、パターン13下のみに形成されていてもよい。
The
パターン13は、導電性であり、たとえばCuなどの金属薄膜などを用いることができる。
The
実装部品14は、半導体などの電子部品などである。実装部品14は、特に限定されず、任意の部品を所望の部分に所望の数だけ配置される。ワイヤ15は導電性の部材である。実装部品14およびワイヤ15は省略されてもよい。
The mounting
図2は、本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板の製造方法を示すフローチャートである。続いて、図2を参照して、本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板の製造方法について説明する。 FIG. 2 is a flowchart showing a method for manufacturing a flexible printed board in the present embodiment. Then, with reference to FIG. 2, the manufacturing method of the flexible printed circuit board in this Embodiment is demonstrated.
図3は、本実施の形態におけるパターンとなる導電性の基板を概略的に示す斜視図である。図2および図3に示すように、まず、パターンとなる導電性の基板16を準備する(ステップS1)。基板16は表面16aを有している。基板16として、たとえばCu基板などを準備する。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a conductive substrate serving as a pattern in the present embodiment. As shown in FIGS. 2 and 3, first, a
このステップS1では、導電性の基板16の表面16aに凹部を形成することが好ましい。なお、表面16aとは、後述するステップS2においてアモルファスBN層17を形成する面である。凹部を形成する方法は特に限定されず、たとえばナノインプリント等の、表面に微細な突起をもった金型を押しつける等の方法で形成することができる。
In this step S <b> 1, it is preferable to form a recess in the
図4は、本実施の形態におけるアモルファスBN層を形成した状態を概略的に示す斜視図である。次に、図2および図4に示すように、導電性の基板16の表面16a上に、表面17aを有するアモルファスBN層17を形成する(ステップS2)。なお、表面17aは、基板16と接している面と反対側の面である。
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a state in which an amorphous BN layer is formed in the present embodiment. Next, as shown in FIGS. 2 and 4, an
アモルファスBN層17を形成する方法は特に限定されず、CVD(Chemical Vapor Deposition:化学蒸着)法、PVD(Physical Vapor Deposition:物理蒸着)法などを採用することができる。Cu等の融点が低い基板16に対して、通常のCVD法、PVD法等の気相法でBN層を形成すると、アモルファスになる。
The method for forming the
図5は、本実施の形態におけるアモルファスBN層17の結晶構造を模式的に示す図である。図5に示すように、アモルファスBN層17の結晶構造は、特定の方向に配向していない。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the crystal structure of the
ステップS1において基板16の表面16aに凹部を形成した場合には、凹部内にもアモルファスBN層17が形成される。
When a recess is formed in the
図6は、本実施の形態におけるhBN層を形成した状態を概略的に示す断面図である。図7は、本実施の形態におけるhBN層17の結晶構造を模式的に示す図である。次に、図2、図6および図7に示すように、アモルファスBN層17の表面17aをGaガス(Ga蒸気)に接触させることにより、表面12aの法線と平行なc軸を有する配向性のhBN層12を形成する(ステップS3)。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the hBN layer is formed in the present embodiment. FIG. 7 is a diagram schematically showing the crystal structure of the
このステップS3においてアモルファスBN層17をGaガスと反応させることで、アモルファスBN層17中のB原子とN原子とは再配列し始め、図7に示すように、B原子とN原子との六員環が規則的に配列した配向性hBNに転化する。このため、アモルファスBN層17の表面17aから裏面に向かって、hBN層12に生成される。本実施の形態では、アモルファスBN層17の表面17aがhBN層12の裏面12bに生成され、アモルファスBN層の裏面がhBN層12の表面12aに生成されている。
By reacting the
このステップS3では、600℃以上800℃以下の温度でGaガスを供給することが好ましい。この温度範囲のGaガスにより、アモルファスBN層17からhBN層12へ転化させることができる。また、プラズマを印加することが好ましい。この場合、400℃程度のGaガスにより、アモルファスBN層17からhBN層12へ転化させることができる。このため、低温でhBN層12を形成することができる。この場合、hBN層12を形成した後に、基板16とhBN層12とを冷却する温度範囲を狭くすることができる。このため、hBN層12と基板16との熱膨張率の差による熱応力による剥離を抑制することができる。
In this step S3, Ga gas is preferably supplied at a temperature of 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. The
ここで、Gaガスの供給方法について説明する。たとえば、真空に保持した炉内に液体Gaと、基板16上に形成されたアモルファスBN層17を設置し、この状態で加熱することで、液体Gaが気化してGaガスを生成できる。なお、真空に保持するのは、低温で液体GaからのGaガスの発生を活発にするためである。ただし、Gaガスの供給方法は特に限定されず、高温に加熱する場合や、Gaガスを別途導入する場合などは、炉内を真空に保持しなくてもよい。
Here, a Ga gas supply method will be described. For example, the liquid Ga and the
またこのステップS3において、3μm以上10μm以下の厚みを有するhBN層12を形成することが好ましい。3μm以上の場合、hBN層12の放熱効果をより高めることができる。10μm以下の場合、hBN層12と基板16との剥離を抑制することができる。
Moreover, in this step S3, it is preferable to form the
またステップS1において基板16の表面16aに凹部を形成した場合には、凹部内に形成されたアモルファスBN層17がhBN層12に生成される。この場合、アンカー効果によりhBN層12の基板16への密着力が増大して剥離しにくくなる。
Further, when a recess is formed in the
図8は、本実施の形態における絶縁性の基板を概略的に示す斜視図である。次に、図8に示すように、絶縁性の基板11を準備する。基板11は、絶縁性であれば特に限定されないが、たとえば樹脂シートなどを用いることができる。
FIG. 8 is a perspective view schematically showing an insulating substrate in the present embodiment. Next, as shown in FIG. 8, an insulating
図9は、本実施の形態における絶縁性の基板を貼り合せた状態を概略的に示す斜視図である。次に、図2および図9に示すように、hBN層12と、絶縁性の基板11とを貼り合わせる(ステップS4)。本実施の形態では、hBN層12の裏面12bと基板11とが貼り合わされる。貼り合わせる方法は特に限定されず、接着剤を用いる等一般公知の方法を採用できる。
FIG. 9 is a perspective view schematically showing a state in which an insulating substrate in the present embodiment is bonded. Next, as shown in FIGS. 2 and 9, the
次に、基板16の一部を除去して、パターン13を形成する(ステップS5)。パターン13が所望の回路パターンになるように、エッチング等を行なう。ステップS3では、基板16のみをエッチングしてもよく、基板16とhBN層12とをエッチングしてもよい。
Next, a part of the
以上のステップS1〜S5を実施することにより、図1に示すフレキシブルプリント基板10を製造することができる。
The flexible printed
なお、必要に応じて半田などの接着剤を用いて、パターン13上に実装部品14を実装する。また、必要に応じてパターン13と実装部品14とをワイヤ15を用いて接続する。
Note that the mounting
また、本実施の形態のフレキシブルプリント基板10は、絶縁性の基板11の一方の表面上のみにパターン13を有する片面板としているが、特にこれに限定されない。本発明のフレキシブルプリント基板10は、たとえば絶縁性の基板11の表面および裏面にパターン13を有する両面板であってもよい。また絶縁性の基板11と、hBN層12と、パターン13とを積み重ねた多層板であってもよい。この場合、絶縁性の基板11とパターン13との間の少なくとも1層にhBN層12が形成されていればよいが、絶縁性の基板11とパターン13との間にhBN層12が形成されると、放熱性を非常に向上することができるため好ましい。
Moreover, although the flexible printed
なお、片面板とは、フレキシブルプリント基板の一方面のみにパターン(回路)があるものを意味する。両面板とは、フレキシブルプリント基板の両面にパターン(回路)があるものを意味する。多層板とは、ウエハース状に絶縁体とパターン(回路)とを積み重ねたものを意味する。 In addition, a single-sided board means what has a pattern (circuit) only in one side of a flexible printed circuit board. A double-sided board means what has a pattern (circuit) on both surfaces of a flexible printed circuit board. A multilayer board means what laminated | stacked the insulator and the pattern (circuit) on the wafer form.
続いて、本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板10の効果について説明する。
Then, the effect of the flexible printed
図10は、本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板の熱の流れを説明するための断面図である。本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板10において実装部品14から発熱した熱は、図10の矢印に示すように、パターン13およびhBN層12の表面12aに平行な方向に沿って拡散する。hBN層12は、ab面内にBとNとからなる六員環が規則的に並んだ構造であることから、hBN層12においてab面内方向の熱伝導率が高い。hBN層12が表面12aの法線と平行なc軸を有しているので、hBN層12の表面12aと平行な方向がab方向となる。このため、hBN層12の表面12aに平行な方向の熱伝導率を高めることができる。しがたって、実装部品14から発熱した熱を素早く拡散することができる。つまり、本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板10は放熱性が高い。よって、実装部品14をパターン13上に実装した際に、実装部品14の動作を安定化させることができる。
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the heat flow of the flexible printed circuit board in the present embodiment. The heat generated from the mounting
図11は、従来のフレキシブルプリント基板を概略的に示す断面図である。図11に示すように、従来のフレキシブルプリント基板50は、hBN層12を備えていない。つまり、フレキシブルプリント基板50は、基板11と、基板11上に形成されたパターン13と、パターン13上に形成された実装部品14と、パターン13と実装部品14とを電気的に接続するワイヤ15とを備えている。実装部品14から発熱した熱は基板11を通る。基板11がポリイミドの場合、ポリイミドの熱伝導率は0.2W/mK程度である。このため、放熱の経路は、熱伝導率が低いポリイミドを通るので、フレキシブルプリント基板50の放熱性が非常に低い。
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a conventional flexible printed circuit board. As shown in FIG. 11, the conventional flexible printed
(実施の形態2)
本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板10は、実施の形態1における図1に示すフレキシブルプリント基板10と同様であるが、製造方法が異なる。本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板10の製造方法は、基本的には実施の形態1と同様であるが、図4に示すアモルファスBN層を形成するステップS2を備えていない点において異なる。
(Embodiment 2)
The flexible printed
具体的には、まず、図2および図3に示すように、実施の形態1と同様に、パターン13となる導電性の基板16を準備する(ステップS1)。
Specifically, first, as shown in FIGS. 2 and 3, a
次に、図2および図6に示すように、B元素を含むガスと、N元素を含むガスと、Gaガスとを導電性の基板16上に供給することにより、hBN層12を形成する(ステップS3)。B元素を含むガスと、N元素を含むガスとを、Gaガスとともに供給することにより、アモルファスBNではなく、図7に示すように、B原子とN原子との六員環が規則的に配列した配向性hBNを形成することができる。
Next, as shown in FIG. 2 and FIG. 6, a
ここで、B元素を含むガスと、N元素を含むガスと、Gaガスとの供給方法について説明する。たとえば、真空に保持した炉内に、基板16を設置し、炉内にB元素を含むガスと、N元素を含むガスと、Gaガスとをそれぞれ供給する。B元素を含むガスとして、たとえばB2H6(ジボラン)などを用いることができる。N元素を含むガスとして、N2ガスおよびNH3ガスの少なくとも一方を用いることができる。ただし、B元素を含むガスと、N元素を含むガスと、Gaガスとの供給方法は特に限定されない。たとえば、炉内に液体Gaを配置した状態で加熱して炉内でGaガスを生成し、さらにB元素を含むガスとN元素を含むガスとを炉内に供給してもよい。
Here, a method for supplying a gas containing B element, a gas containing N element, and Ga gas will be described. For example, the
このステップS3では、実施の形態1と同様に、600℃以上800℃以下の温度でGaガスを供給することが好ましい。また、実施の形態1と同様に、プラズマを印加することが好ましい。 In this step S3, it is preferable to supply Ga gas at a temperature of 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower as in the first embodiment. Further, as in Embodiment Mode 1, it is preferable to apply plasma.
次に、実施の形態1と同様に、図9に示すように、hBN層12と、絶縁性の基板11とを貼り合わせる(ステップS4)。次に、実施の形態1と同様に、導電性の基板16の一部を除去して、パターン13を形成する(ステップS5)。
Next, as in the first embodiment, as shown in FIG. 9, the
以上のステップS1、S3〜S5を実施することにより、図1に示すフレキシブルプリント基板10を製造することができる。
The flexible printed
以上説明したように、本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板10の製造方法によれば、B元素を含むガスと、N元素を含むガスと、Gaガスとを導電性の基板16上に供給することにより、hBN層12を形成する。B元素を含むガスと、N元素を含むガスとを、Gaガスとともに供給することにより、アモルファスBNではなく、図7に示すように、B原子とN原子との六員環が規則的に配列した配向性のhBNを形成することができることを本発明者は見い出した。このため、表面12aと平行な方向の熱伝導率の高いhBN層12を形成することができる。したがって、実装部品14から発熱した熱を素早く拡散することができる。よって、実装部品14をパターン13上に実装した際に、実装部品14の動作を安定化させることができる。
As described above, according to the method for manufacturing flexible printed
特に、Ga元素とB元素とN元素とを含む原料ガスを混合して供給することにより、面積が大きく、厚みの大きなhBN層12を形成することができる。このため、面積および厚みの少なくとも一方が大きいhBN層12を形成する場合に、本実施の形態の製造方法は有利である。
In particular, the
(実施の形態3)
図12は、本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板を概略的に示す斜視図である。図12に示すように、本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板20は、基本的には実施の形態1におけるフレキシブルプリント基板10と同様の構成を備えているが、hBN層12と、パターン13との間に形成されたアモルファスBN層17をさらに備えている点において異なっている。
(Embodiment 3)
FIG. 12 is a perspective view schematically showing a flexible printed board in the present embodiment. As shown in FIG. 12, the flexible printed
アモルファスBN層17は、3μm以上15μm以下の厚みを有していることが好ましい。3μm以上の場合、hBN層12とパターン13との剥離を効果的に抑制することができる。15μm以下の場合、hBN層12よりも熱伝導率が低いアモファスBN層17による放熱効果の低下を抑制することができる。
The
本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板20の製造方法は、基本的には実施の形態1におけるフレキシブルプリント基板10の製造方法と同様であるが、hBN層12を形成するステップS3において、アモルファスBN層17にGaガスを十分に接触させずに、アモルファスBN層17を維持させる点において異なる。
The manufacturing method of the flexible printed
具体的には、まず、図2〜図4に示すように、実施の形態1と同様に導電性の基板16を準備し(ステップS1)、アモルファスBN層17を形成する(ステップS2)。
Specifically, first, as shown in FIGS. 2 to 4, a
アモルファスBN層17およびhBN層12の厚みを確保する観点から、本実施の形態では、ステップS2において6μm以上25μm以下の厚みを有するようにアモルファスBN層17を形成することが好ましい。これにより、3μm以上15μm以下の厚みを有するアモルファスBN層17と、3μm以10μm以下の厚みを有するhBN層12とを形成することができる。
From the viewpoint of securing the thickness of the
図13は、本実施の形態におけるアモルファスBN層を形成した状態を概略的に示す斜視図である。次に、図13に示すように、アモルファスBN層17の表面17aをGaガスに接触させ、アモルファスBN層17の裏面をGaガスに接触させない(ステップS3)。これにより、表面17a近傍のアモルファスBN層17をhBN層12に生成し、基板16と接しているアモルファスBN層17をhBN層12に生成しない。
FIG. 13 is a perspective view schematically showing a state where an amorphous BN layer is formed in the present embodiment. Next, as shown in FIG. 13, the
図14は、本実施の形態における基板を貼り合わせた状態を概略的に示す斜視図である。次に、図14に示すように、hBN層12と、絶縁性の基板11とを貼り合わせる(ステップS4)。
FIG. 14 is a perspective view schematically showing a state in which the substrates in the present embodiment are bonded together. Next, as shown in FIG. 14, the
次に、実施の形態1と同様に、導電性の基板16の一部を除去して、パターン13を形成する(ステップS5)。
Next, as in the first embodiment, a part of the
以上のステップS1〜S5を実施することにより、図12に示すフレキシブルプリント基板20を製造することができる。
The flexible printed
以上説明したように、本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板20およびその製造方法は、hBN層12と、パターン13との間にアモルファスBN層17を形成している。
As described above, in the flexible printed
hBNのab面内の熱膨張係数は1×10-6/Kと極めて小さい。パターン13を構成する基板16がCuの場合、基板16の熱膨張係数は16×10-6/Kである。基板16上にhBN層12を直接形成すると、hBN層12形成後の冷却過程でhBN層12と基板16との界面に熱応力が発生して剥離しやすい傾向がある。hBN層12の膜厚が厚い場合はこの傾向が顕著である。
The thermal expansion coefficient in the ab plane of hBN is as extremely small as 1 × 10 −6 / K. When the
しかし、本実施の形態では、hBN層12と、パターン13との間にアモルファスBN層17を形成している。アモルファスBN層17の結晶は特定の方向に配向していないため、アモルファスBN層17の熱膨張係数がhBN層12の熱膨張率よりも大きい。パターン13の熱膨張率がhBN層12の熱膨張率よりも大きい場合には、アモルファスBN層17を設けることにより、hBN層12とパターン13との熱膨張率の差を緩和することができる。このため、パターン13とhBN層12との熱膨張率の差により生じる熱応力を低減できるので、パターン13とhBN層12とが剥離することを抑制することができる。
However, in this embodiment, an
(実施の形態4)
本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板20は、実施の形態3における図12に示すフレキシブルプリント基板20と同様であるが、製造方法が異なる。本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板20の製造方法は、基本的には実施の形態3と同様であるが、図4に示すアモルファスBN層17からhBN層12を形成しない点において異なる。
(Embodiment 4)
The flexible printed
まず、具体的には、図2〜図4に示すように、実施の形態1と同様に導電性の基板16を準備し(ステップS1)、アモルファスBN層17を形成する(ステップS2)。
First, specifically, as shown in FIGS. 2 to 4, a
次に、図2および図13に示すように、B元素を含むガスと、N元素を含むガスと、Gaガスとを導電性の基板16上に供給することにより、hBN層12を形成する(ステップS3)。本実施の形態では、アモルファスBN層17上にhBN層12を形成している。
Next, as shown in FIGS. 2 and 13, a
次に、実施の形態3と同様に、図14に示すように、hBN層12と、絶縁性の基板11とを貼り合わせる(ステップS4)。
Next, as in the third embodiment, as shown in FIG. 14, the
次に、実施の形態1と同様に、導電性の基板16の一部を除去して、パターン13を形成する(ステップS5)。
Next, as in the first embodiment, a part of the
以上のステップS1、S3〜S5を実施することにより、図12に示すフレキシブルプリント基板20を製造することができる。
The flexible printed
以上説明したように、本実施の形態におけるフレキシブルプリント基板20の製造方法は、B元素を含むガスと、N元素を含むガスと、Gaガスとを導電性の基板16上に供給することにより、hBN層12を形成している。
As described above, the method for manufacturing the flexible printed
これにより、アモルファスBN層17およびhBN層12の厚みを制御性を向上して形成することができる。このため、アモルファスBN層17による剥離抑制の効果と、hBN層12による放熱効果とを兼ね備えたフレキシブルプリント基板20を製造することができる。
As a result, the
ここで、実施の形態1〜4では、プリント基板としてフレキシブルプリント基板10を例に挙げて説明したが、本発明のプリント基板は、フレキシブルプリント基板に限定されず、リジッド基板などを含む。
Here, in the first to fourth embodiments, the flexible printed
本実施例では、アモルファスBN層の表面をGaガスに接触させることにより、hBN層を形成することの効果について調べた。 In this example, the effect of forming the hBN layer was examined by bringing the surface of the amorphous BN layer into contact with Ga gas.
(本発明例1、2)
本発明例1、2は、基本的には実施の形態1にしたがって図1に示すフレキシブルプリント基板10を製造した。
(Invention Examples 1 and 2)
In Invention Examples 1 and 2, the flexible printed
具体的には、まず、パターン13を構成する導電性の基板16として25μmの厚さを有するCu箔を準備した(ステップS1)。
Specifically, first, a Cu foil having a thickness of 25 μm was prepared as the
次に、導電性の基板16上に、パルスレーザー堆積法(Pulsed Laser Deposition:PLD)により、表面17aを有するアモルファスBN層17を形成した(ステップS2)。
Next, an
次に、アモルファスBN層17の表面17aをGaガスに接触させることにより、hBN層12を形成した(ステップS4)。図15は、本実施例におけるhBN層を形成するための生成装置を概略的に示す断面図である。ここで、図15を参照して、本実施例で用いた生成装置について説明する。
Next, the
図15に示すように、生成装置100は、容器104と、反応管106と、ヒータ107とを主に備えている。反応管106は1mの長さを有し、かつ25mmの直径を有する石英管である。この反応管106の内部に、容器104が配置されている。容器104は1cmの直径を有するアルミナ容器である。この容器104の内部には液体Gaが充填されている。ヒータ107は、反応管106の外部に配置され、反応管106の内部を加熱する。
As shown in FIG. 15, the
なお、生成装置100は、上記以外の様々な要素を含んでいてもよいが、説明の便宜上、これらの要素の図示および説明は省略する。
The
このステップS4では、まず、基板16と、基板16上に形成されたアモルファスBN層17との被処理基板を、反応管106の内部の容器104近傍に、アモルファスBN層17が露出するように水平に配置した。その後、真空排気系108においてターボポンプによる真空排気を行ない、バックグラウンドを10-6Torr以下に排気した。次いで、ヒータ107により、Ga蒸気105の温度を表1に記載する温度に上昇させ、表1に記載の時間、被処理基板をGa蒸気105に接触させた。その後、再び室温に徐冷した。これにより、アモルファスBN層17をhBN層12へ転化させた。
In this step S4, first, the
次に、hBN層12と、絶縁性の基板11とを接着剤を介して貼り合わせた(ステップS4)。絶縁性の基板11として、ポリイミドフィルムを用いた。
Next, the
以上のステップS1〜S4により、本発明例1、2のフレキシブルプリント基板を製造した。 Through the above steps S1 to S4, the flexible printed circuit board of Examples 1 and 2 of the present invention was manufactured.
(比較例1)
比較例1のフレキシブルプリント基板は、基本的には本発明例1、2と同様に製造したが、アモルファスBN層を形成しなかった点において異なっていた。つまり、比較例1のフレキシブルプリント基板は、ポリイミドフィルムと、ポリイミドフィルム上に形成されたCu箔とからなっていた。
(Comparative Example 1)
The flexible printed circuit board of Comparative Example 1 was basically manufactured in the same manner as in Invention Examples 1 and 2, but differed in that an amorphous BN layer was not formed. That is, the flexible printed board of Comparative Example 1 was composed of a polyimide film and a Cu foil formed on the polyimide film.
(比較例2)
比較例2のフレキシブルプリント基板は、基本的には本発明例1、2と同様に製造したが、アモルファスBN層17の表面17aをGaガスに接触させることにより、hBN層12を形成するステップS3を実施しなかった点においてのみ異なっていた。つまり、比較例2のフレキシブルプリント基板は、ポリイミドフィルムと、ポリイミドフィルム上に形成されたアモルファスBN層と、アモルファスBN層上に形成されたCu箔とからなっていた。
(Comparative Example 2)
The flexible printed circuit board of Comparative Example 2 was basically manufactured in the same manner as Examples 1 and 2 of the present invention. However, the
(測定方法)
本発明例1、2および比較例1、2のフレキシブルプリント基板について、透過電子顕微鏡を用いて観察した。なお、本発明例1、2および比較例1、2のフレキシブルプリント基板の断面を形成して、走査電子顕微鏡観察により、厚みを決定した。なお、下記の表1においてBN層の厚みとは、本発明例1、2ではhBN層12の厚みを示し、比較例2ではアモルファスBN層の厚みを示す。
(Measuring method)
The flexible printed boards of Invention Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were observed using a transmission electron microscope. In addition, the cross section of the flexible printed circuit board of this invention example 1 and 2 and the comparative examples 1 and 2 was formed, and thickness was determined by scanning electron microscope observation. In Table 1 below, the thickness of the BN layer indicates the thickness of the
また、本発明例1、2および比較例1、2のフレキシブルプリント基板について、熱抵抗を以下の方法により測定した。 Moreover, about the flexible printed circuit board of this invention example 1 and 2 and comparative examples 1 and 2, thermal resistance was measured with the following method.
図16は、本発明例1および2のフレキシブルプリント基板の熱伝導率を測定するための試料を概略的に示す側面図である。図17は、比較例1のフレキシブルプリント基板の熱伝導率を測定するための試料を概略的に示す側面図である。図16および図17に示すように、本発明例1、2および比較例1、2の導電性の基板16の一部を化学エッチング処理して、3mmの直径を有する突起部を形成した。なお、比較例2の外形は本発明例1、2と同様とした。これにより、熱伝導率測定用の試料S(図18参照)を作製した。
FIG. 16 is a side view schematically showing a sample for measuring the thermal conductivity of the flexible printed circuit board of Examples 1 and 2 of the present invention. FIG. 17 is a side view schematically showing a sample for measuring the thermal conductivity of the flexible printed circuit board of Comparative Example 1. As shown in FIGS. 16 and 17, a part of the
図18は、本実施例において熱伝導率を測定するための測定装置200である。測定装置200は、断熱材202、203と、角柱204と、Cuホルダ205と、熱電対孔206と、熱電対207と、AlNヒータ208とを備えている。上部のCuホルダ205は直径が3mmのCuよりなる円柱形状で、10mm四方のテフロン(登録商標)製の角柱204の中に埋め込まれていた。
FIG. 18 shows a measuring
図18に示すように、Cuホルダ205で試料Sをそれぞれ挟み、3kg/cm2の圧力で試料Sを押さえつけた。その後、上部Cuホルダ205をAlNヒータ208で加熱した。上部Cuホルダ205には熱電対孔206が5点開いており、中心部の温度を測定しその温度勾配から試料Sの上面の温度T0(図16および図17参照)を外挿して決定した。
As shown in FIG. 18, each sample S was sandwiched between
一方、試料Sの裏面は、下部Cuホルダ205の上面と接している。試料Sの下面には、試料Sの中心部から対角線方向に向かって6.3mmの位置に、本発明例1、2では基板11とhBN層12、比較例1では基板11、比較例2では基板1とアモルファスBN層に貫通穴を設けた。そして、本発明例1、2ではhBN層、比較例1では基板11、比較例2ではアモルファスBN層の温度が測定できるように熱電対207を貼り付けて、それぞれの試料Sのパターン13の下に位置する層の上面の温度T1、T2(図16および図17参照)を直接測定した。
On the other hand, the back surface of the sample S is in contact with the upper surface of the
このようにAlNヒータ208の熱は試料Sの上面の中心近傍のみに伝達されるようにした。試験条件は、測定時間を10分間とし、12Wの発熱量であった。
As described above, the heat of the
なお、熱抵抗は下記の式から算出した。
熱抵抗の測定(℃/W)=(試料上面温度T0−試料下面の中心部の温度T1)/印加電力
温度差ΔT=T1−T2
これらの結果を下記の表1に示す。
The thermal resistance was calculated from the following formula.
Measurement of thermal resistance (° C./W)=(sample top surface temperature T0−sample bottom surface temperature T1) / applied power temperature difference ΔT = T1-T2
These results are shown in Table 1 below.
(測定結果)
本発明例1、2および比較例1、2のフレキシブルプリント基板について、透過電子顕微鏡を用いて観察した結果、本発明例1、2では、表面の法線と平行なc軸を有する配向性のhBN層に生成されたことがわかった。このとき、基板の表面に特に色むら、表面荒れ等はなく、極めて滑らかな鏡面状態であった。
(Measurement result)
As a result of observing the flexible printed boards of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 using a transmission electron microscope, in Examples 1 and 2 of the present invention, the orientation of the c-axis parallel to the surface normal is shown. It was found that it was formed in the hBN layer. At this time, the surface of the substrate was not particularly uneven in color and rough, and was in an extremely smooth mirror state.
また、シート抵抗測定により、hBN層、アモルファスBN層は全て絶縁性を有することがわかった。 Moreover, it was found from the sheet resistance measurement that the hBN layer and the amorphous BN layer all have insulating properties.
さらに、アモルファスBN層をGaガスと接触させた本発明例1、2はΔTが小さく、放熱性能が高いことが分かった。Gaガスと接触させずにアモルファスBN層のままの比較例2は、本発明例1、2よりも放熱性能が低下した。これは、アモルファスBN層が配向していないためである。BN層を形成しなかった比較例2は、本発明例1、2よりも放熱性能が非常に低かった。 Further, it was found that Inventive Examples 1 and 2 in which the amorphous BN layer was brought into contact with Ga gas had a small ΔT and high heat dissipation performance. In Comparative Example 2 in which the amorphous BN layer was not brought into contact with Ga gas, the heat dissipation performance was lower than those of Examples 1 and 2 of the present invention. This is because the amorphous BN layer is not oriented. In Comparative Example 2 in which the BN layer was not formed, the heat dissipation performance was much lower than those of Invention Examples 1 and 2.
以上より、本実施例によれば、アモルファスBN層の表面をGaガスに接触させることにより、表面の法線と平行なc軸を有する配向性のhBN層を形成することができることが確認できた。また、hBN層は絶縁性であることが確認できた。さらに、基板11とパターン13との間にhBN層12を形成することにより、放熱特性を向上できることが確認できた。
As described above, according to this example, it was confirmed that an oriented hBN layer having a c-axis parallel to the surface normal can be formed by bringing the surface of the amorphous BN layer into contact with Ga gas. . It was also confirmed that the hBN layer was insulating. Further, it was confirmed that the heat dissipation characteristics can be improved by forming the
本実施例では、B元素を含むガスと、N元素を含むガスと、Gaガスとを導電性の基板上に供給することにより、hBN層を形成することの効果について調べた。 In this example, the effect of forming the hBN layer was examined by supplying a gas containing B element, a gas containing N element, and Ga gas onto a conductive substrate.
(本発明例3〜6)
本発明例3〜6は、基本的には実施の形態2にしたがって図1に示すフレキシブルプリント基板10を製造した。
(Invention Examples 3 to 6)
Inventive Examples 3 to 6 basically manufactured flexible printed
具体的には、まず、パターン13を構成する導電性の基板16として本発明例1と同じ25μmの厚さを有するCu箔を準備した(ステップS1)。
Specifically, first, a Cu foil having the same thickness of 25 μm as Example 1 of the present invention was prepared as the
次に、B元素を含むガスと、N元素を含むガスと、Gaガスとを導電性の基板上に供給することにより、表面の法線と平行なc軸を有する配向性のhBN層を形成した(ステップS3)。図19は、本実施例におけるhBN層を形成するための生成装置を概略的に示す断面図である。ここで、図19を参照して、本実施例で用いた生成装置300について説明する。この生成装置300は、外熱式熱CVD炉である。
Next, an oriented hBN layer having a c-axis parallel to the surface normal is formed by supplying a gas containing B element, a gas containing N element, and Ga gas onto a conductive substrate. (Step S3). FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing a generating apparatus for forming the hBN layer in this example. Here, with reference to FIG. 19, the production |
図19に示すように、生成装置300は、反応管301と、炭素板302と、ヒータ303とを主に備えている。反応管301は、200mmの内径を有する炭素炉芯管である。反応管301の内部に、炭素板302が配置されており、炭素板302には空隙が形成されている。炭素板302上にはSiC基板310が配置されている。ヒータ303は、反応管301の外部に配置され、反応管301の内部を加熱する。
As shown in FIG. 19, the
なお、生成装置300は、上記以外の様々な要素を含んでいてもよいが、説明の便宜上、これらの要素の図示および説明は省略する。
The
ステップS3では、まず、基板16をSiC基板310上に密着するように設置した。
その後、G1としてのGaガスおよびB2H6ガスと、G2としてのNH3ガスを導入し、加熱し、その後自然冷却した。これにより、導電性の基板16上にhBN層12を形成した。
In step S3, first, the
Thereafter, Ga gas and B 2 H 6 gas as G1 and NH 3 gas as G2 were introduced, heated, and then naturally cooled. Thereby, the
次に、本発明例1、2と同様に、hBN層12と、絶縁性の基板11とを接着剤を介して貼り合わせた(ステップS4)。以上のステップS1、S3、S4により、本発明例3〜6のフレキシブルプリント基板を製造した。
Next, as in Invention Examples 1 and 2, the
(本発明例7)
本発明例7は、基本的には本発明例1と同様に製造したが、導電性の基板16の表面に凹部を形成した点において異なっていた。
(Invention Example 7)
Invention Example 7 was basically produced in the same manner as Invention Example 1, but differed in that a recess was formed on the surface of the
(本発明例8、9)
本発明例8および9は、基本的には本発明例1と同様に製造したが、B元素を含むガスと、N元素を含むガスとを導電性の基板16上に供給することにより、六方晶BN層12と導電性の基板16との間にアモルファスBN層を形成した(ステップS2)点において異なっていた。
(Invention Examples 8 and 9)
Inventive Examples 8 and 9 were basically manufactured in the same manner as Inventive Example 1, but by supplying a gas containing B element and a gas containing N element onto the
具体的には、本発明例8および9では、B2H6ガスをとNH3ガスとを導入し、かつGa元素を含むガスを導入せずに、加熱し、その後自然冷却した。これにより、アモルファスBN層を形成した。 Specifically, in Inventive Examples 8 and 9, B 2 H 6 gas and NH 3 gas were introduced and heated without introducing a gas containing Ga element, and then naturally cooled. Thereby, an amorphous BN layer was formed.
(測定方法)
本発明例3〜9のフレキシブルプリント基板について、実施例1と同様に、透過電子顕微鏡および走査電子顕微鏡を用いて観察した。
(Measuring method)
About the flexible printed circuit board of the invention examples 3-9, it observed using the transmission electron microscope and the scanning electron microscope similarly to Example 1. FIG.
また本発明例3〜9のフレキシブルプリント基板について、実施例1と同様に、試料Sを作製して、熱抵抗を測定した。その結果を下記の表2に示す。 Moreover, about the flexible printed circuit board of the invention examples 3-9, the sample S was produced similarly to Example 1, and the thermal resistance was measured. The results are shown in Table 2 below.
(測定結果)
本発明例3〜9のフレキシブルプリント基板について、透過電子顕微鏡を用いて観察した結果、表面の法線と平行なc軸を有する配向性のhBN層に生成されたことがわかった。また、本発明例8、9ではアモルファスBN層が形成されたことがわかった。
(Measurement result)
As a result of observing the flexible printed boards of Invention Examples 3 to 9 using a transmission electron microscope, it was found that the flexible printed circuit board was formed in an oriented hBN layer having a c-axis parallel to the surface normal. In addition, it was found that amorphous BN layers were formed in Invention Examples 8 and 9.
また、シート抵抗測定により、hBN層、アモルファスBN層は全て絶縁性を有することがわかった。 Moreover, it was found from the sheet resistance measurement that the hBN layer and the amorphous BN layer all have insulating properties.
また、表2に示すように、hBN層12の厚さが厚いほど、ΔTが小さく放熱性能に優れることがわかった。ただし、hBN層12の厚さが厚いほど熱抵抗が高くなるのは、厚くなるほどhBN層内の圧縮応力が大きくなり、導電性の基板16との間に微小な剥離等が生じるためと考えられる。
Further, as shown in Table 2, it was found that the thicker the
さらに、導電性の基板16の表面に微細な凹凸を付与した本発明例7ではhBN層12と導電性の基板16との密着強度が高かったため、同様の条件の本発明例6よりも熱抵抗も低くΔTも小さくなった。
Furthermore, in Example 7 of the present invention in which fine irregularities were provided on the surface of the
さらには、アモルファスBN層を形成した本発明例8は、熱抵抗もΔTも小さかった。これは、熱応力を緩和できるために微細クラックが発生しにくいためと考えられる。ただし、本発明例9に示すように、アモルファスBN層が厚くなると熱抵抗が高くなることがわかった。 Furthermore, Invention Example 8 in which an amorphous BN layer was formed had low thermal resistance and ΔT. This is probably because the thermal stress can be alleviated, so that fine cracks are hardly generated. However, as shown in Invention Example 9, it was found that the thermal resistance increases as the amorphous BN layer becomes thicker.
以上より、本実施例によれば、B元素を含むガスと、N元素を含むガスと、Gaガスとを導電性の基板上に供給することにより、表面の法線と平行なc軸を有する配向性のhBN層を形成することができることが確認できた。また、hBN層は絶縁性であることが確認できた。さらに、基板11とパターン13との間にhBN層12を形成することにより、放熱特性を向上できることが確認できた。
As described above, according to the present embodiment, by supplying a gas containing B element, a gas containing N element, and Ga gas onto a conductive substrate, it has a c-axis parallel to the surface normal. It was confirmed that an oriented hBN layer could be formed. It was also confirmed that the hBN layer was insulating. Further, it was confirmed that the heat dissipation characteristics can be improved by forming the
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、各実施の形態および実施例の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, it is also planned from the beginning to appropriately combine the features of the embodiments and examples. The embodiments and examples disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
10,20 フレキシブルプリント基板、11,16 基板、12 hBN層、12a,16a,17a 表面、12b 裏面、13 パターン、14 実装部品、15 ワイヤ、17 アモルファスBN層、100,300 生成装置、104 容器、105 Ga蒸気、106,301 反応管、107,208,303 ヒータ、108 真空排気系、200 測定装置、202 断熱材、204 角柱、205 ホルダ、206 熱電対孔、207 熱電対、302 炭素板、310 SiC基板。 10, 20 Flexible printed circuit board, 11, 16 circuit board, 12 hBN layer, 12a, 16a, 17a front surface, 12b back surface, 13 patterns, 14 mounting parts, 15 wires, 17 amorphous BN layer, 100, 300 generator, 104 container, 105 Ga vapor, 106,301 reaction tube, 107,208,303 heater, 108 vacuum exhaust system, 200 measuring device, 202 heat insulating material, 204 prism, 205 holder, 206 thermocouple hole, 207 thermocouple, 302 carbon plate, 310 SiC substrate.
Claims (13)
前記絶縁性の基板上に形成され、表面を有する六方晶窒化硼素層と、
前記六方晶窒化硼素層の前記表面上に形成された導電性のパターンとを備え、
前記六方晶窒化硼素層は、前記六方晶窒化硼素層の前記表面の法線と平行なc軸を有する配向性である、プリント基板。 An insulating substrate;
A hexagonal boron nitride layer formed on the insulating substrate and having a surface;
A conductive pattern formed on the surface of the hexagonal boron nitride layer,
The printed circuit board, wherein the hexagonal boron nitride layer has an orientation having a c-axis parallel to a normal to the surface of the hexagonal boron nitride layer.
前記パターンは銅である、請求項1に記載のプリント基板。 The insulating substrate is a resin;
The printed circuit board according to claim 1, wherein the pattern is copper.
前記導電性の基板上に、表面を有するアモルファス窒化硼素層を形成する工程と、
前記アモルファス窒化硼素層の前記表面をガリウムガスに接触させることにより、前記表面の法線と平行なc軸を有する配向性の六方晶窒化硼素層を形成する工程と、
前記六方晶窒化硼素層と絶縁性の基板とを貼り合わせる工程とを備えた、プリント基板の製造方法。 Preparing a conductive substrate to be a pattern;
Forming an amorphous boron nitride layer having a surface on the conductive substrate;
Forming an oriented hexagonal boron nitride layer having a c-axis parallel to the normal of the surface by contacting the surface of the amorphous boron nitride layer with gallium gas;
A method for manufacturing a printed circuit board, comprising: bonding the hexagonal boron nitride layer and an insulating substrate.
硼素元素を含むガスと、窒素元素を含むガスと、ガリウムガスとを導電性の基板上に供給することにより、表面の法線と平行なc軸を有する配向性の六方晶窒化硼素層を形成する工程と、
前記六方晶窒化硼素層と絶縁性の基板とを貼り合わせる工程とを備えた、プリント基板の製造方法。 Preparing a conductive substrate to be a pattern;
An oriented hexagonal boron nitride layer having a c-axis parallel to the surface normal is formed by supplying a gas containing boron element, a gas containing nitrogen element, and gallium gas onto a conductive substrate. And a process of
A method for manufacturing a printed circuit board, comprising: bonding the hexagonal boron nitride layer and an insulating substrate.
前記絶縁性の基板とを貼り合せる工程では、前記絶縁性の基板として樹脂シートを用いる、請求項6〜9のいずれか1項に記載のプリント基板の製造方法。 In the step of preparing the conductive substrate, a copper substrate is used as the conductive substrate,
The method for manufacturing a printed circuit board according to any one of claims 6 to 9, wherein a resin sheet is used as the insulating substrate in the step of bonding the insulating substrate.
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