JP2019033198A - プリント配線板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属片の電子部品接続側露出面に接着剤が回り込むのを防ぎ、放熱性能の低下を抑制することができるプリント配線板と、当該プリント配線板を低コストで且つ容易に得ることができるプリント配線板の製造方法の提供。【解決手段】電子部品からの発熱を、当該電子部品の直下に配置した金属片によって、電子部品実装側面と反対の面側に配置された放熱体へと伝熱させるプリント配線板であって、少なくとも、絶縁基板と、当該絶縁基板を貫通する金属片収容孔と、当該金属片収容孔の内壁に形設された、金属片収容孔の上部開口縁から下部方向へと延びる縦溝状の接着剤供給エリアと、当該金属片収容孔に挿入された金属片とを有し、且つ、当該金属片がその上面を露出した状態で当該接着剤供給エリアから金属片収容孔の内壁と金属片との隙間にかけて塗布された接着剤を介して金属片収容孔内に配置固定されていることを特徴とするプリント配線板。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品からの発熱を、当該電子部品の直下に配置した金属片によって、当該電子部品実装側面と反対の面側に配置された放熱体へと伝熱させるプリント配線板とその製造方法に関するものである。

電子部品（例えば、「ＦＥＴ」や「ＭＯＳＦＥＴ」などの、発熱量の多い表面実装型電子部品）からの発熱を効率よく外部に放熱させる手段として、プリント配線板に実装する電子部品の直下に、貫通めっきスルーホールからなるサーマルビアを複数設け、当該プリント配線板の裏面側に配置された放熱体（放熱パターンやヒートシンク）などを介して外部に放熱させるという手段が、従来、一般的に利用されてきた。

しかし、機器の高機能化、高性能化の進展により、電子部品からの発熱量が、従来の物とは比べ物にならないほど多くなってきたため、上記貫通めっきスルーホールからなるサーマルビアでは、処理しきれなくなってきた（即ち、電子部品を正常に動作させるだけの放熱処理ができなくなってきた）。
そこで近年では、上記サーマルビアに代えて、熱容量の大きい金属片（例えば「銅片」）を埋め込むという手段が種々検討報告されている（例えば、特許文献１参照）。

上記「金属片」を埋め込む構成のプリント配線板の製造例（ここでは、配線パターンを形成する前の段階の「中間基板ｐｗ」の製造例）を、図１２に示した概略断面工程図を用いて説明する。
図１２(ａ)に示したように、まず、表裏面に導体層１０４が形成され、且つ、後に金属片９９を配置固定するための金属片収容孔８が形成された絶縁基板１を用意し、次いで、当該絶縁基板１を治具１７上に設置する。その後、当該金属片収容孔８の高さＨよりも長く、且つ、当該金属片収容孔８の孔径Ｄよりも短い直径からなる円柱形状の金属片素材９９ａを、当該金属片収容孔８内に挿入する。

次に、金属片収容孔８から突出している金属片素材９９ａの電子部品接続側露出面９９Ａにプレスピン１０５で荷重をかけ、当該金属片素材９９ａを塑性変形させることによって、図１２（ｂ）で示した金属片９９が金属片収容孔８内に配置固定された中間基板ｐｗを得る、というものである。なお、図中に示した符号９９Ｂは、金属片素材９９ａの放熱体接続側露出面を示す。金属片収容孔８内に配置固定された金属片９９は、電子部品接続側露出面９９Ａで通常半田を介して電子部品と接続されるとともに、放熱体接続側露出面９９Ｂで熱伝導性樹脂を介して放熱体と接続される。
また、今回は、一例として、９９Ａを電子部品接続側露出、９９Ｂを放熱体接続側露出面と表記しているが、９９Ａを放熱体接続側露出面、９９Ｂを電子部品接続側露出面と逆の構成としても構わない。

ところで、金属片素材９９ａを塑性変形させることで、金属片９９を金属片収容孔８内に配置固定する上記の工法は、プリント配線板業界で「圧入方式」と呼ばれ、広く採用されている工法である。しかし、図１３に示したように、金属片素材９９ａの塑性変形は、金属片９９の中央部Ｃ付近（図１３の一点鎖線）が矢印ａの方向に膨らむ、いわゆる「樽型状」に変形するため、絶縁基板１にクラック１０６（図１２（ｂ）参照）が発生し易いという問題があった。

そこで、図１４（ａ）に示したように、金属片収容孔８の孔径Ｄよりも短い直径で、且つ、当該金属片収容孔８の高さＨと略同じ高さからなる金属片９を、当該金属片収容孔８内に挿入し、当該金属片収容孔８の内壁と金属片９との間にできる隙間１６に接着剤１０を供給、塗布することによって、当該金属片９を固定する、いわゆる「接着方式」を採用することが考えられる。しかしながら、当該隙間１６が非常に狭く（例えば、金属片９が金属片収容孔８の中央に配置されたと仮定した場合にできる寸法は、片側で５０〜８０μｍ程度である）、接着剤１０が金属片９の上面（図１４の場合「電子部品接続側露出面９Ａ」に相当）に回り込みやすいため、放熱性能に悪影響を及ぼす懸念があった。
特に、当該金属片９の挿入位置に大きな偏りが発生し、この偏った位置に接着剤１０が供給された場合、図１４（ｂ）に示したように、当該金属片９の電子部品接続側露出面９Ａに回り込む接着剤１０の量が多くなり、放熱性能を著しく低下させてしまうという危険性があった。

従って、「接着方式」を問題なく実施するためには、接着剤１０を供給した際に、当該接着剤１０が金属片９の電子部品接続側露出面９Ａに回り込まないようにする必要がある。これを回避する手段としては、接着剤供給エリアを設けることが考えられ、例えば、金属片収容孔８内に挿入する金属片として、図１５に示したエッジ部に面取り部１８が形成された金属片９９９が提案されている（特許文献２参照）。当該金属片９９９の面取り部１８により、金属片９９９の上面に接着剤１０が回り込むという問題については回避することができる。

しかし、上記手段では、金属片９９９に面取り部１８を形成するための面取り加工に手間やコストがかかり、何より、面取り加工によって放熱手段として配置固定される金属片９９９の体積、即ち、熱伝容量が減少してしまうため、結局、放熱性能が低下するという問題の解決には至らないのが実状であった。

特開２０１０−２６３００３号公報 特許第５９９２３６８号公報

本発明は、上記の如き従来の問題と実状に鑑みなされたものであり、金属片の電子部品接続側露出面に接着剤が回り込むのを防ぎ、放熱性能の低下を抑制することができるプリント配線板と、当該プリント配線板を低コストで且つ容易に得ることができるプリント配線板の製造方法を提供することを課題とする。

本発明者は、上記の課題を解決すべく種々研究を重ねた結果、金属片収容孔の内壁に上部開口縁から下部方向へと延びる縦溝状の接着剤供給エリアを設けて、「接着方式」により金属片を金属片収容孔内に固定すれば、極めて良い結果が得られることを見い出し、本発明を完成した。

即ち、本発明は、電子部品からの発熱を、当該電子部品の直下に配置した金属片によって、電子部品実装側面と反対の面側に配置された放熱体へと伝熱させるプリント配線板であって、少なくとも、絶縁基板と、当該絶縁基板を貫通する金属片収容孔と、当該金属片収容孔の内壁に形設された、金属片収容孔の上部開口縁から下部方向へと延びる縦溝状の接着剤供給エリアと、当該金属片収容孔に挿入された金属片とを有し、且つ、当該金属片がその上面を露出した状態で当該接着剤供給エリアから金属片収容孔の内壁と金属片との隙間にかけて塗布された接着剤を介して金属片収容孔内に配置固定されていることを特徴とするプリント配線板により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、電子部品からの発熱を、当該電子部品の直下に配置した金属片によって、電子部品実装側面と反対の面側に配置された放熱体へと伝熱させるプリント配線板の製造方法であって、少なくとも、絶縁基板に金属片収容孔とその内壁に上部開口縁から下部方向へと延びる縦溝状の接着剤供給エリアを形成する工程と、当該金属片収容孔内に金属片を挿入した後、当該接着剤供給エリアに接着剤を供給するか或いは当該接着剤供給エリアに接着剤を供給した後、当該金属片収容孔内に金属片を挿入して、当該金属片を金属片収容孔内に配置固定する工程とを有することを特徴するプリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

本発明のプリント配線板は、金属片収容孔の内壁に形設された、金属片収容孔の上部開口縁から下部方向へと延びる縦溝状の接着剤供給エリアから供給、塗布された接着剤を介して金属片収容孔内に金属片が配置固定されていると共に、当該金属片の電子部品接続側露出面に接着剤が存在しないため、放熱性能に優れる。
また、本発明のプリント配線板の製造方法によれば、金属片収容孔の内壁に形設された、金属片収容孔の上部開口縁から下部方向へと延びる縦溝状の接着剤供給エリアから金属片収容孔の内壁と金属片との隙間にかけて接着剤を塗布して、金属片収容孔内に金属片を配置固定したため、金属片の電子部品接続側露出面に接着剤が回り込むのを防ぐことができ、放熱性に優れたプリント配線板を、低コストで且つ容易に得ることができる。
さらに、当該金属片の配置固定方法として、金属片収容孔の内壁と金属片との間にできる隙間に接着剤を流し込む「接着方式」を採用したため、「圧入方式」の際に問題となっていたクラック問題を無くすこともできる。

本発明の第１の実施形態に係るプリント配線板を用いたプリント回路基板の概略断面図。 本発明の第２の実施形態に係るプリント配線板を用いたプリント回路基板の概略断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係るプリント配線板の製造例を示す概略断面工程図。 （ｄ）〜（ｆ）は、図３に続く概略断面工程図。 （ｇ）〜（ｈ）は、図４に続く概略断面工程図。 第一の接着剤供給エリアの構成を説明するための概略平面図で、（ａ）は、接着剤を塗布する前の状態を示したものであり、（ｂ）は、接着剤を塗布して金属片を配置固定した状態を示したものである。 第二の接着剤供給エリアの構成を説明するための概略平面図で、（ａ）は、接着剤を塗布する前の状態を示したものであり、（ｂ）は、接着剤を塗布して金属片を配置固定した状態を示したものである。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係るプリント配線板の製造例を示す概略断面工程図。 （ｄ）〜（ｆ）は、図８に続く概略断面工程図。 第２の実施形態の第一の接着剤供給エリアの構成を説明するための概略平面図で、接着剤を塗布し、鍔部のある金属片を挿入した状態を示したものである。 本発明プリント配線板における金属片収容孔の開口端の位置を示す概略断面図。 「圧入方式」によるプリント配線板（中間基板）の製造例を説明するための概略断面工程図で、（ａ）は、金属片素材を金属片収容孔に挿入した状態を示した概略断面図、（ｂ）は、金属片素材を塑性変形させた金属片を金属片収容孔内に配置固定した状態を示した概略断面図。 「圧入方式」で金属片収容孔内に配置固定された金属片の要部拡大断面図。で、金属片が樽型に塑性変形する状態をイメージした概略断面図。 「接着方式」で金属片収容孔内に配置固定された金属片の要部拡大断面図で、（ａ）は、金属片を横から見た場合の概略断面図、（ｂ）は、金属片の電子部品接続側露出面側から見た場合の概略平面図。 「接着方式」でエッジ部に面取り部が形成された金属片を金属片収容孔内に配置固定した状態を示した概略断面図。

以下本発明プリント配線板の第１の実施の形態を、図１を用いて説明する。尚、説明の便宜上、金属片収容孔内に金属片を配置固定する前の段階のものを「絶縁基板」、配置固定した後のものを「プリント配線板」として説明を進めて行く。
また、金属片収容孔内に金属片を配置固定する際の説明において、「電子部品実装面側開口端」、「放熱体配置面側開口端」という用語が登場するが、ここでいう「開口端」とは「絶縁基板」に設けられた「金属片収容孔」の開口端部のみを意味するものではなく、例えば、図１１（ａ）〜（ｃ）に示される「外層配線パターン３ａ、３ｂ」や「ソルダーレジスト７」が「金属片収容孔８」の開口端部と「電子部品１１」や「放熱体１４」との間に存在する場合には、当該「外層配線パターン３ａ、３ｂ」や「ソルダーレジスト７」によって形成された開口端部を意味する。なお、図１１（ｂ）のように「外層配線パターン３ａ、３ｂ」や「ソルダーレジスト７」が「金属片収容孔８」の開口端部と「電子部品１１」や「放熱体１４」との間に存在しない場合には、「開口端」は「絶縁基板」に設けられた「金属片収容孔」の開口端部である。

図１において、ＰＷはプリント配線板でその絶縁基板１は、３層のコア絶縁層１００と、当該３層のコア絶縁層１００の境界面及び表裏面に形成された内層配線パターン２と、当該３層のコア絶縁層１００の各面に形成されている内層配線パターン２を上下方向で接続するベリードホール４とからなるコア基板１ａと、当該コア基板１ａの表裏面に１層ずつ積層された層間絶縁層１０１と当該層間絶縁層１０１のそれぞれの外層側に形成された外層配線パターン３ａ、３ｂや実装パッド３ｃとからなるビルドアップ層１ｂと、当該コア基板１ａと当該コア基板１ａの表裏に積層されているビルドアップ層１ｂとを貫通し、且つ、当該コア基板１ａとビルドアップ層１ｂに形成されている内層配線パターン２及び外層配線パターン３ａ、３ｂを上下方向で接続する貫通めっきスルーホール５と、当該外層配線パターン３ｂと当該外層配線パターン３ｂに隣接する内層配線パターン２とを接続するブラインドバイアホール６と、３層のコア絶縁層１００と当該３層のコア絶縁層１００の表裏面に積層されている層間絶縁層１０１とを貫通し、且つ、電子部品１１が実装される直下の位置に形成された金属片収容孔８と、当該金属片収容孔８の内壁に形設された、金属片収容孔８の上部（電子部品実装面側）開口縁から下部（放熱体配置面側）方向へと延びる縦溝状の接着剤供給エリア１０ａと、当該外層配線パターン３ａ、３ｂを保護するソルダーレジスト７とから構成されている。当該縦溝状の接着剤供給エリア１０ａの深さとしては特に限定されないが、例えば、層間絶縁層１０１の厚さの範囲内が好ましい。
なお、この実施の形態においては当該縦溝状の接着剤供給エリア１０ａが２本形設されているが、その形設数は特に限定されず、全体として金属片収容孔８の内周壁に沿う一つの環状の縦溝としてもよい。

斯かる絶縁基板１において、９は金属片で、その電子部品接続側露出面９Ａが、金属片収容孔８の電子部品実装面側開口端の位置８Ａ以下の位置、より具体的には電子部品実装側面Ａの外層配線パターン３ａの外側面と同一かそれより下の位置にあるとともに、その放熱体接続側露出面９Ｂが、金属片収容孔８の放熱体配置面側開口端の位置８Ｂより凹んだ位置、より具体的には放熱体配置側面Ｂの層間絶縁層１０１の外側面よりも電子部品実装面側開口端の位置８Ａ側に凹んだ位置にある状態で、金属片収容孔８の内壁に形設された、金属片収容孔８の上部（電子部品実装面側）開口縁から下部（放熱体配置面側）方向へと延びる縦溝状の接着剤供給エリア１０ａから金属孔収容孔８の内壁と金属片９との隙間１６にかけて塗布された接着剤１０を介して当該金属片収容孔８内に配置固定され、プリント配線板ＰＷが構成されている。金属片９は、その上面（電子部品接続側露出面９Ａ）に接着剤１０が存在せず、上面を露出した状態である。

また、当該プリント配線板ＰＷの一方の面に電子部品１１が半田１３を介して実装されているとともに、他方の面に放熱体１４が熱伝導性接着剤１５を介して配置されてプリント回路基板ＰＣが構成されている。尚、図１中、符号１２は電子部品１１から引き出された端子で、実装パッド３ｃに半田を介して接続されている。

本発明の第２の実施形態について、図２を用いて説明する。図２において、ＰＹはプリント配線板でその絶縁基板１は、３層のコア絶縁層１００と、当該３層のコア絶縁層１００の境界面及び表裏面に形成された内層配線パターン２と、当該３層のコア絶縁層１００の各面に形成されている内層配線パターン２を上下方向で接続するベリードホール４とからなるコア基板１ａと、当該コア基板１ａの表裏面に１層ずつ積層された層間絶縁層１０１と当該層間絶縁層１０１のそれぞれの外層側に形成された外層配線パターン３ａ、３ｂや実装パッド３ｃとからなるビルドアップ層１ｂと、当該コア基板１ａと当該コア基板１ａの表裏に積層されているビルドアップ層１ｂとを貫通し、且つ、当該コア基板１ａとビルドアップ層１ｂに形成されている内層配線パターン２及び外層配線パターン３ａ、３ｂを上下方向で接続する貫通めっきスルーホール５と、当該外層配線パターン３ｂと当該外層配線パターン３ｂに隣接する内層配線パターン２とを接続するブラインドバイアホール６と、３層のコア絶縁層１００と当該３層のコア絶縁層１００の表裏面に積層されている層間絶縁層１０１とを貫通し、且つ、電子部品１１が実装される直下の位置に形成された金属片収容孔８と、当該金属片収容孔８の内壁に形設された、金属片収容孔８の上部（電子部品実装面側）開口縁から下部（放熱体配置面側）方向へと延びる縦溝状で、且つ、金属片収容孔８の内周壁に沿う環状の接着剤供給エリア１０ａと、当該外層配線パターン３ａ、３ｂを保護するソルダーレジスト７とから構成されている。当該縦溝状の接着剤供給エリア１０ａの深さとしては特に限定されないが、例えば、層間絶縁層１０１の厚さの範囲内が好ましい。
なお、この実施の形態においては縦溝状の接着剤供給エリア１０ａが金属片収容孔８の内周壁に沿って環状に形設されている。

斯かる絶縁基板１において、９ｃは上部（電子部品実装面側）に鍔部を有する金属片で、その電子部品接続側露出面９Ａが、金属片収容孔８の電子部品実装面側開口端の位置８Ａ以下の位置、より具体的には電子部品実装側面Ａの外層配線パターン３ａの外側面と同一かそれより下の位置にあるとともに、その放熱体接続側露出面９Ｂが、金属片収容孔８の放熱体配置面側開口端の位置８Ｂより凹んだ位置、より具体的には放熱体配置側面Ｂの層間絶縁層１０１の外側面よりも電子部品実装面側開口端の位置８Ａ側に凹んだ位置にある状態で、金属片収容孔８の内壁に形設された、金属片収容孔８の上部（電子部品実装面側）開口縁から下部（放熱体配置面側）方向へと延びる縦溝状で、且つ、金属片収容孔８の内周壁に沿う環状の接着剤供給エリア１０ａから金属片収容孔８の内壁と金属片９ｃとの隙間１６にかけて塗布された接着剤１０を介して当該金属片収容孔８内に配置固定され、プリント配線板ＰＹが構成されている。金属片９ｃは、その上面（電子部品接続側露出面９Ａ）に接着剤１０が存在せず、上面を露出した状態である。また、金属片９ｃの鍔部が接着剤供給エリア１０ａに引っ掛かる様に金属片収容孔８内に配置固定されている。

また、当該プリント配線板ＰＹの一方の面に電子部品１１が半田１３を介して実装されているとともに、他方の面に放熱体１４が熱伝導性接着剤１５を介して配置されてプリント回路基板ＰＨが構成されている。尚、図２中、符号１２は電子部品１１から引き出された端子で、実装パッド３ｃに半田を介して接続されている。

続いて、上記本発明の第１の実施形態であるプリント配線板ＰＷの製造方法を図３〜図５を用いて説明する。

まず、周知の方法により、３層のコア絶縁層１００（１００ａ、１００ｂ）の境界面及び表裏面に内層配線パターン２を形成するとともに、各面に形成された内層配線パターン２を上下方向で接続するベリードホール４を形成することによって、コア基板１ａを得る。
その後、当該コア基板１ａの表裏面に、層間絶縁層１０１と金属箔１０２とからなるビルドアップ層１ｂを積層することによって、図３(ａ)に示した６層構造の中間基板を得る。

コア絶縁層１００ａ、１００ｂとしては、材料的には一般的に用いられるガラスクロスなどの補強繊維にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させたものが利用でき、中央に配置される両面板を最初に形成する関係上、ある程度の厚みが必要（製造ラインに流せるだけの強度が必要）となることから、中央に配置するコア絶縁層１００ａを５００〜７００μｍ、この上下に配置するコア絶縁層１００ｂを２００〜３００μｍのものを用いるようにする。

内層配線パターン２を形成するための金属箔においても、一般的な銅箔を用いることができ、その厚みとしては、中央に配置されるコア絶縁層１００ａに５０〜１００μｍ、この上下に配置されるコア絶縁層１００ｂに１８〜３５μｍのものを用いる。

ベリードホール４の形成方法としては、ドリルなどの孔明け加工により、切径φ０．２５〜０．３５ｍｍの貫通孔を穿孔し、デスミア処理後、当該貫通孔に対して、めっき厚２０〜２５μｍ設定のめっき処理（例えば「銅めっき処理」）を行うことによって、形成することができる。

層間絶縁層１０１及び金属箔１０２としては、コア基板１ａに用いるものと同じものが使用でき、その厚さは、例えば、層間絶縁層１０１が６０〜１００μｍ、金属箔１０２が９〜１８μｍである。

続いて、図３（ｂ）に示したように、ブラインドバイアホール６の形成予定部に位置する金属箔１０２をエッチング除去して、開口部１０２ａを形成した後、図３（ｃ）に示したように、当該開口部１０２ａから露出している層間絶縁層１０１にレーザー（例えば「炭酸ガスレーザー」）を照射して、トップ側の切径がφ０．１５〜０．２５ｍｍのテーパー形状からなる非貫通孔６ａを穿孔する。同様に、接着剤供給エリア１０ａの形成予定部に位置する金属箔１０２をそれぞれエッチング除去して、２ヶ所の開口部１０２ｂを形成した後、図３（ｃ）に示したように、当該開口部１０２ｂから露出している層間絶縁層１０１にそれぞれレーザーを照射して、トップ側からボトム側まで略同寸法、例えば、切径がφ０．１０〜０．２０ｍｍで、深さは、層間絶縁層１０１の厚さの非貫通孔６ｂを２ヶ所穿孔する。

次いで、図４（ｄ）に示したように、ドリル加工を行うことによって、貫通めっきスルーホール５の形成予定部に切径がφ０．２５〜０．３５ｍｍの貫通孔５ａを穿孔するとともに、間隔をあけて２ヶ所設けた非貫通孔６ｂ間の略中心位置で、尚且つ、当該非貫通孔６ｂの外形間距離Ｌ（図３（ｃ）参照）よりも短い孔径の金属片収容孔８を穿孔する。当該非貫通孔６ｂの外形間距離Ｌは、６．０〜７．０ｍｍである。また、金属片収容孔８の切径は、例えば、φ３．５〜４．５ｍｍである。非貫通孔６ｂの外形間距離Ｌより短い孔径の金属片収容孔８を穿孔することで、当該金属片収容孔８の内壁に接着剤供給エリア１０ａとなる縦溝がそれぞれ形成される。

次に、デスミア処理で貫通孔５ａ、非貫通孔６ａ、金属片収容孔８の各孔内をクリーニングした後、ビアフィリング用のめっき浴を用いた電解めっき処理、ハイスロー浴を用いた電解めっき処理を順次行うことによって、各孔内を含む中間基板全体にめっき１０３（例えば、厚さが２５μｍの「銅めっき」）を析出させ（図４（ｅ）参照）、次いで、周知のフォトエッチングプロセスにより、外層配線パターン３ａ、３ｂや実装パッド３ｃを形成した後、当該外層配線パターン３ａ、３ｂを保護するソルダーレジスト７を適宜形成することによって、図４（ｆ）に示した絶縁基板１を得る。

次に、金属片収容孔８内に金属片９を配置する工程であるが、当該金属片９の配置に関しては、以下に示す条件を満たすことが望ましい。
即ち、金属片収容孔８に配置した際に、金属片９の電子部品接続側露出面９Ａが、電子部品実装面側開口端の位置８Ａ以下の位置、より具体的には電子部品実装側面Ａの外層配線パターン３ａの外側面と同一面かそれより下の位置にあるとともに、当該金属片９の放熱体接続側露出面９Ｂが、放熱体配置面側開口端の位置８Ｂよりも凹んだ位置、より具体的には放熱体配置側面Ｂのビルドアップ絶縁層１０１の外側面よりも電子部品実装面側開口端の位置８Ａ側に凹んだ位置にある、という条件である。
当該金属片９を金属片収容孔８内に配置した際の電子部品接続側露出面９Ａの位置に関しては、流動性のある半田により補うことができるため、多少の寸法誤差があってもそれほど問題にはならないが、電子部品１１との半田接続性に影響が出ない範囲の深さ、例えば、電子部品実装面側開口端の位置８Ａから０〜４００μｍの深さとするのが望ましい。また、放熱体接続側露出面９Ｂの位置に関しては、放熱体との間の絶縁性を確保するために、放熱体配置面側開口端の位置８Ｂから最低でも電子部品実装面側開口端の位置８Ａ側に１００μｍ凹んだ位置とするのが望ましく、他方、放熱性の観点からすると、所望とする放熱性を確保できる範囲の深さ、例えば、放熱体配置面側開口端の位置８Ｂからの深さを２００μｍ以下に抑えるのが望ましい。換言すれば、放熱体配置面側開口端の位置８Ｂから１００〜２００μｍの深さとするのが望ましい。

斯かる金属片９を上記の位置に配置するために、当該金属片収容孔８の放熱体配置面側開口端の位置８Ｂよりも凹んだ位置に配置できる高さの突起部１７ａを有する冶具１７を用意した後、金属片収容孔８と突起部１７ａとの位置を合わせた状態で、当該治具１７を絶縁基板１の放熱体配置側面Ｂに配置し、次いで、当該金属片９を、当該冶具１７の突起部１７ａを介して金属片収容孔８内に挿入する（図４（ｆ）参照）。因みに、金属片９の挿入手段としては、一般的なチップマウンターなどが利用できる。

そして最後に、金属片収容孔８の内壁に形設された、金属片収容孔８の上部開口縁から下部方向へと延びる縦溝状の接着剤供給エリア１０ａ（図４（ｆ）、図６（ａ）参照）に接着剤１０を供給して、当該接着剤供給エリア１０ａから金属片収容孔８の内壁と金属片９との隙間１６にかけて接着剤１０を塗布し、当該金属片９を金属片収容孔８内に配置固定し（図５（ｇ）、図６（ｂ）参照）、絶縁基板１の放熱体配置側面Ｂに配置されている治具１７を外すことによって、図５（ｈ）に示した本発明のプリント配線板ＰＷを得る。金属片９に接着剤１０が付着するのを防ぎ、放熱性を確保する上で、金属片収容孔８内に金属片９を挿入した後に接着剤１０を供給することが望ましい。

本発明において最も注目すべき点は、金属片収容孔８内に金属片９を配置固定したプリント配線板において、金属片収容孔８の内壁に、その上部開口縁から下部方向へと延びる縦溝状の接着剤供給エリア１０ａを設けた点にある。

接着剤１０を接着剤供給エリア１０ａに供給すれば、接着剤１０が当該接着剤供給エリア１０ａから金属片収容孔８の内壁と金属片９との隙間１６にかけて塗布されるため、当該接着剤１０が金属片９の電子部品接続側露出面９Ａに回り込むのを防ぐことができ、放熱性に優れたプリント配線板ＰＷを得ることができる。また、本発明の第１の実施の形態においては、金属片９の加工は必要ない。
さらに、金属片８の配置固定方法として、金属片収容孔８の内壁と金属片９との間にできる隙間１６に接着剤を供給する「接着方式」を採用したため、「圧入方式」の際に問題となっていたクラック問題を無くすこともできる。

なお、本発明を説明するに当たって、金属片収容孔８の周囲に設ける外層配線パターン３ａを、当該金属片収容孔８の開口縁から間隔をあけて設ける例を用いて説明したが、図７（ａ）、（ｂ）に示したように、金属片収容孔８の開口縁にかかる構成とした場合においても、本発明を利用することは可能である。
さらに、接続材供給エリア１０ａは、放熱体接続側に設けても構わない。

続いて、上記本発明の第２の実施形態であるプリント配線板ＰＹの製造方法を図８〜図９を用いて説明する。

まず、周知の方法により、３層のコア絶縁層１００（１００ａ、１００ｂ）の境界面及び表裏面に内層配線パターン２を形成するとともに、各面に形成された内層配線パターン２を上下方向で接続するベリードホール４を形成することによって、コア基板１ａを得る。

コア絶縁層１００ａ、１００ｂとしては、材料的には一般的に用いられるガラスクロスなどの補強繊維にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させたものが利用でき、中央に配置される両面板を最初に形成する関係上、ある程度の厚みが必要（製造ラインに流せるだけの強度が必要）となることから、中央に配置するコア絶縁層１００ａを５００〜７０
０μｍ、この上下に配置するコア絶縁層１００ｂを２００〜３００μｍのものを用いるようにする。

内層配線パターン２を形成するための金属箔においても、一般的な銅箔を用いることができ、その厚みとしては、中央に配置されるコア絶縁層１００ａに５０〜１００μｍ、この上下に配置されるコア絶縁層１００ｂに１８〜３５μｍのものを用いる。

ベリードホール４の形成方法としては、ドリルなどの孔明け加工により、切径φ０．２５〜０．３５ｍｍの貫通孔を穿孔し、デスミア処理後、当該貫通孔に対して、めっき厚２０〜２５μｍ設定のめっき処理（例えば「銅めっき処理」）を行うことによって、形成することができる。

層間絶縁層１０１及び金属箔１０２としては、コア基板１ａに用いるものと同じものが使用でき、その厚さは、例えば、層間絶縁層１０１が６０〜１００μｍ、金属箔１０２が９〜１８μｍである。

続いて、図８（ｂ）に示したように、ブラインドバイアホール６の形成予定部に位置する金属箔１０２をエッチング除去して、開口部１０２ａを形成した後、図８（ｃ）に示したように、当該開口部１０２ａから露出している層間絶縁層１０１にレーザー（例えば「炭酸ガスレーザー」）を照射して、トップ側の切径がφ０．１５〜０．２５ｍｍのテーパー形状からなる非貫通孔６ａを穿孔する。同様に、接着剤供給エリア１０ａの形成予定部に位置する金属箔１０２をそれぞれエッチング除去して、環状の開口部１０２ｂを形成した後、図８（ｃ）に示したように、当該開口部１０２ｂから露出している層間絶縁層１０１にそれぞれレーザーを照射して、トップ側からボトム側まで略同寸法、例えば、切径がφ０．１０〜０．２０ｍｍで、深さは、層間絶縁層１０１の厚さの非貫通孔６ｂを金属片収容孔８の形成予定部の内周壁に沿うように環状に穿孔する。

次いで、図９（ｄ）に示したように、ドリル加工を行うことによって、貫通めっきスルーホール５の形成予定部に切径がφ０．２５〜０．３５ｍｍの貫通孔５ａを穿孔するとともに、環状に設けた非貫通孔６ｂ間の略中心位置で、尚且つ、当該非貫通孔６ｂの外形間距離Ｌ（図８（ｃ）参照）よりも短い孔径の金属片収容孔８を穿孔する。当該非貫通孔６ｂの外形間距離Ｌは、６．０〜７．０ｍｍである。また、金属片収容孔８の切径は、例えば、φ３．５〜４．５ｍｍである。非貫通孔６ｂの外形間距離Ｌより短い孔径の金属片収容孔８を穿孔することで、当該金属片収容孔８の内壁に接着剤供給エリア１０ａとなる環状の縦溝が形成される。

次に、デスミア処理で貫通孔５ａ、非貫通孔６ａ、金属片収容孔８の各孔内をクリーニングした後、ビアフィリング用のめっき浴を用いた電解めっき処理、ハイスロー浴を用いた電解めっき処理を順次行うことによって、各孔内を含む中間基板全体にめっき１０３（例えば、厚さが２５μｍの「銅めっき」）を析出させ（図９（ｅ）参照）、次いで、周知のフォトエッチングプロセスにより、外層配線パターン３ａ、３ｂや実装パッド３ｃを形成した後、当該外層配線パターン３ａ、３ｂを保護するソルダーレジスト７を適宜形成することによって、絶縁基板を得る。

続いて、金属片９ｃとして、上部（電子部品実装面側）に鍔部を有する金属片を用意する。鍔部の径は、金属片収容孔８の径より大きく、且つ、非貫通孔６ｂの外形間距離Ｌより短い、例えば、φ５．３〜６．３ｍｍに設定する。
斯かる鍔部を有する金属片９ｃは、銅などの金属棒を必要な体積に合わせてカットし、これを型に押し込むことによって、所望とする形状及び寸法のものを製造するヘッダー工法によって用意することができる。

次に、金属片収容孔８内に鍔部を有する金属片９ｃを配置する工程であるが、当該金属片９ｃの配置に関しては、以下に示す条件を満たすことが望ましい。
即ち、金属片収容孔８に配置した際に、金属片９ｃの電子部品接続側露出面９Ａが、電子部品実装面側開口端の位置８Ａ以下の位置、より具体的には電子部品実装側面Ａの外層配線パターン３ａの外側面と同一面かそれより下の位置にあるとともに、当該金属片９ｃの放熱体接続側露出面９Ｂが、放熱体配置面側開口端の位置８Ｂよりも凹んだ位置、より具体的には放熱体配置側面Ｂのビルドアップ絶縁層１０１の外側面よりも電子部品実装面側開口端の位置８Ａ側に凹んだ位置にある、という条件である。
当該金属片９ｃを金属片収容孔８内に配置した際の電子部品接続側露出面９Ａの位置に関しては、流動性のある半田により補うことができるため、多少の寸法誤差があってもそれほど問題にはならないが、電子部品１１との半田接続性に影響が出ない範囲の深さ、例えば、電子部品実装面側開口端の位置８Ａから０〜４００μｍの深さとするのが望ましい。また、放熱体接続側露出面９Ｂの位置に関しては、放熱体との間の絶縁性を確保するために、放熱体配置面側開口端の位置８Ｂから最低でも電子部品実装面側開口端の位置８Ａ側に１００μｍ凹んだ位置とするのが望ましく、他方、放熱性の観点からすると、所望とする放熱性を確保できる範囲の深さ、例えば、放熱体配置面側開口端の位置８Ｂからの深さを２００μｍ以下に抑えるのが望ましい。換言すれば、放熱体配置面側開口端の位置８Ｂから１００〜２００μｍの深さとするのが望ましい。

斯かる鍔部を有する金属片９ｃを上記の位置に配置するために特別な治具は必要としない。すなわち、金属片収容孔８の内壁に形設された、金属片収容孔８の上部開口縁から下部方向へと延びる縦溝状で、且つ、金属片収容孔８の内周壁に沿う環状の接着剤供給エリア１０ａ（図９（ｆ）、図１０参照）に接着剤１０を供給した後、金属片収容孔内に金属片９ｃを挿入する。その後、金属片９ｃの鍔部を当該接着供給エリア１０ａに引っ掛かる様に配置することで金属片の位置決めも兼ねることになる。これにより、接着剤供給エリア１０ａから金属片収容孔８の内壁と金属片９ｃとの隙間１６にかけて接着剤１０を塗布して、当該金属片９ｃを金属片収容孔８内に配置固定し、図９（ｆ）に示した本発明のプリント配線板ＰＹを得る。
因みに、金属片９ｃの挿入手段としては、一般的なチップマウンターなどが利用できる。

斯かるプリント配線板ＰＹの製造方法がプリント配線板ＰＷの製造方法と異なる点は、金属片９ｃとして、上部（電子部品実装面側）に鍔部を有する金属片を用い、接着剤供給エリア１０ａに接着剤１０を供給しておき、当該接着剤エリア１０ａに金属片９ｃの鍔部が引っ掛かる様に固定させることによって、特別な治具を必要とせず、金属片９ｃを金属片収容孔８内に配置固定することができる点である。尚、接着剤１０の塗布は、金属片９ｃの挿入前後どちらでも構わない。

本発明を説明するに当たって、４層コア基板の表裏面にビルドアップ層を１層ずつ積層した所謂１−４−１構造のビルドアップ多層プリント配線板を用いて説明してきたが、本発明は、両面プリント配線板や他の構成の多層プリント配線板にも勿論、利用可能である。

１：絶縁基板
１ａ：コア基板
１ｂ：ビルドアップ層
２：内層配線パターン
３ａ、３ｂ：外層配線パターン
３ｃ：実装パッド
４：ベリードホール
５：貫通めっきスルーホール
５ａ：貫通孔
６：ブラインドバイアホール
６ａ、６ｂ：非貫通孔
７：ソルダーレジスト
８：金属片収容孔
８Ａ：電子部品実装面側開口端の位置
８Ｂ：放熱体配置面側開口端の位置
９、９９、９９９：金属片
９ｃ：上部に鍔部を有する金属片
９Ａ、９９Ａ：電子部品接続側露出面
９Ｂ、９９Ｂ：放熱体接続側露出面
９９ａ：金属片素材
１０：接着剤
１０ａ：接着剤供給エリア
１１：電子部品
１２：端子
１３：半田
１４：放熱体
１５：熱伝導性接着剤
１６：隙間
１７：冶具
１７ａ：突起部
１８：面取り部
１００、１００ａ、１００ｂ：コア絶縁層
１０１：層間絶縁層
１０２：金属箔
１０３：めっき
１０４：導体層
１０５：プレスピン
１０６：クラック
Ａ：電子部品実装側面
Ｂ：放熱体配置側面
ＰＷ、ＰＹ：プリント配線板
ＰＣ、ＰＨ：プリント回路基板
ｐｗ：中間基板

Claims (4)

1. 電子部品からの発熱を、当該電子部品の直下に配置した金属片によって、電子部品実装側面と反対の面側に配置された放熱体へと伝熱させるプリント配線板であって、少なくとも、絶縁基板と、当該絶縁基板を貫通する金属片収容孔と、当該金属片収容孔の内壁に形設された、金属片収容孔の上部開口縁から下部方向へと延びる縦溝状の接着剤供給エリアと、当該金属片収容孔に挿入された金属片とを有し、且つ、当該金属片がその上面を露出した状態で当該接着剤供給エリアから金属片収容孔の内壁と金属片との隙間にかけて塗布された接着剤を介して金属片収容孔内に配置固定されていることを特徴とするプリント配線板。
2. 当該金属片の電子部品接続側露出面が、当該金属片収容孔の電子部品実装面側開口端の位置以下の位置にあるとともに、当該金属片の放熱体接続側露出面が、当該金属片収容孔の放熱体配置面側開口端の位置よりも電子部品実装面側開口端の位置側に凹んだ位置にあることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
3. 電子部品からの発熱を、当該電子部品の直下に配置した金属片によって、電子部品実装側面と反対の面側に配置された放熱体へと伝熱させるプリント配線板の製造方法であって、少なくとも、絶縁基板に金属片収容孔とその内壁に上部開口縁から下部方向へと延びる縦溝状の接着剤供給エリアを形成する工程と、当該金属片収容孔内に金属片を挿入した後、当該接着剤供給エリアに接着剤を供給するか或いは当該接着剤供給エリアに接着剤を供給した後、当該金属片収容孔内に金属片を挿入して、当該金属片を金属片収容孔内に配置固定する工程とを有することを特徴するプリント配線板の製造方法。
4. 当該金属片の電子部品接続側露出面が、当該金属片収容孔の電子部品実装面側開口端の位置以下の位置にあるとともに、当該金属片の放熱体接続側露出面が、当該金属片収容孔の放熱体配置面側開口端の位置よりも電子部品実装面側開口端の位置側に凹んだ位置にあるように金属片を金属片収容孔内に配置固定することを特徴する請求項３記載のプリント配線板の製造方法。