JP2020129593A - Method of manufacturing multilayer wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、バスバーを含む第1基板と、当該バスバーに接する導電体を含む第2基板とを積層させた多層配線板の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a multilayer wiring board in which a first substrate including a bus bar and a second substrate including a conductor in contact with the bus bar are laminated.
従来、大電流を流すことができる配線基板として、厚肉回路導体と、ガラスエポキシ材等の絶縁材により厚肉回路導体とほぼ同じ厚さに形成されると共に両面または片面に銅箔からなる内側回路が積層された内層材(絶縁性基材)と、絶縁樹脂(プリプレグ材)を介して内層材に積層される銅箔からなる外側回路とを含むものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この配線基板の内層材には、厚肉回路導体とほぼ同一厚さかつほぼ同一形状のくりぬき孔が形成され、厚肉回路導体は、当該くりぬき孔に嵌め込まれる。また、高電圧が印加された際に厚肉回路導体のエッジ部の放電破壊を防止して耐圧性を向上させるために、当該エッジ部には丸みが付されている。そして、1枚の板状にされた内層材および厚肉回路導体の表面には、プリプレグ材と外側回路となる銅箔とが積層され、熱プレスにより固定される。プリプレグ材の絶縁樹脂は、熱プレス中に溶融して厚肉回路導体と内層材との間の僅かな隙間に流入し、それにより当該隙間が絶縁樹脂で充填される。 Conventionally, as a wiring board capable of passing a large current, a thick circuit conductor and an insulating material such as a glass epoxy material are formed to have almost the same thickness as the thick circuit conductor, and an inner side made of copper foil on both sides or one side. There is known one including an inner layer material (insulating base material) on which circuits are laminated, and an outer circuit made of copper foil laminated on the inner layer material via an insulating resin (prepreg material) (for example, Patent Document 1). 1). The inner layer material of this wiring board is provided with a hollow hole having substantially the same thickness and substantially the same shape as the thick circuit conductor, and the thick circuit conductor is fitted into the hollow hole. Further, in order to prevent discharge breakdown of the edge portion of the thick-walled circuit conductor when a high voltage is applied and improve the pressure resistance, the edge portion is rounded. Then, a prepreg material and a copper foil to be an outer circuit are laminated on the surfaces of the plate-shaped inner layer material and the thick circuit conductor, and fixed by hot pressing. The insulating resin of the prepreg material is melted during hot pressing and flows into a slight gap between the thick circuit conductor and the inner layer material, whereby the gap is filled with the insulating resin.
しかしながら、上記従来の配線基板では、厚肉回路導体のエッジ部に丸みが付されていても、熱プレス加工後に、厚肉回路導体と内層材との線膨張係数の差に起因して発生する応力が厚肉回路導体のエッジ部付近に集中し、それにより絶縁樹脂が厚肉回路導体から剥離してしまうことがある。従って、上記従来の配線基板は、導通不良や絶縁性の低下を招くおそれがあるものであり、信頼性の面でなお改善の余地を有している。 However, in the above-mentioned conventional wiring board, even if the edge portion of the thick-walled circuit conductor is rounded, it occurs due to the difference in the linear expansion coefficient between the thick-walled circuit conductor and the inner layer material after hot pressing The stress concentrates near the edge portion of the thick circuit conductor, which may cause the insulating resin to peel off from the thick circuit conductor. Therefore, the above-mentioned conventional wiring board may lead to poor conduction and deterioration of insulation, and there is still room for improvement in terms of reliability.
そこで、本開示は、バスバーを含む第1基板と、当該バスバーに接する導電体を含む第2基板とを積層させた多層配線板の信頼性をより向上させることを主目的とする。 Therefore, the present disclosure mainly aims to further improve the reliability of a multilayer wiring board in which a first substrate including a bus bar and a second substrate including a conductor in contact with the bus bar are stacked.
本開示の多層配線板の製造方法は、開口部を有する基板本体および前記開口部に嵌合されるバスバーを含む第1基板と、前記バスバーに接する導電体を含む第2基板とを樹脂シートを介して積層させた状態で熱プレスする多層配線板の製造方法であって、前記バスバーの少なくとも1つのエッジ部にR面取り加工を施した後、前記バスバーの表面を粗化し、前記第1および第2基板を熱プレスする前に、前記バスバーを前記基板本体の前記開口部に嵌合するものである。 A method for manufacturing a multilayer wiring board according to an embodiment of the present disclosure uses a resin sheet that includes a first substrate including a substrate body having an opening and a bus bar fitted in the opening, and a second substrate including a conductor in contact with the bus bar. A method for manufacturing a multilayer wiring board in which heat is pressed in a state of being laminated via, wherein after at least one edge portion of the bus bar is subjected to R chamfering, the surface of the bus bar is roughened, (2) Before the hot pressing of the board, the bus bar is fitted into the opening of the board body.
このように、熱プレスの前に、少なくとも1つのエッジ部にR面取り加工が施されたバスバーの表面を粗化しておくことで、熱プレスの実施により溶融した樹脂シートの樹脂とバスバーとの密着性を充分に確保することが可能となり、硬化した樹脂がバスバーから剥離するのを良好に抑制することができる。この結果、バスバーを含む第1基板と、当該バスバーに接する導電体を含む第2基板とを積層させた多層配線板の信頼性をより向上させることが可能となる。 As described above, by roughening the surface of the bus bar with the R chamfering process applied to at least one edge portion before the hot pressing, the resin of the resin sheet melted by the hot pressing and the bus bar are closely attached. As a result, it is possible to sufficiently secure the property, and it is possible to favorably prevent the cured resin from peeling off from the bus bar. As a result, it is possible to further improve the reliability of the multilayer wiring board in which the first substrate including the bus bar and the second substrate including the conductor in contact with the bus bar are stacked.
次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。 Next, modes for carrying out the invention of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1は、本開示の方法により製造される多層配線板1を示す断面図であり、図2は、多層配線板1の構造を示す分解図である。これらの図面に示す多層配線板1は、それに実装される半導体素子等の電子部品と共に例えば電圧変換装置といった電力機器を構成するものである。多層配線板1は、第1基板としての中間基板10と、第2基板としての上側基板20および下側基板30と、中間基板10と上側基板20との間および中間基板10と下側基板30との間に配置される絶縁接着層としての樹脂シート40とを含む。多層配線板1は、中間基板10の表面(上面)および裏面(下面)に樹脂シート40を介して上側基板20および下側基板30を積層・一体化することにより形成される。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a
中間基板10は、例えばガラス繊維等の無機繊維からなるクロス(織物)にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて完全硬化させた基板本体11と、基板本体11とほぼ同一の厚みを有する例えば銅からなる板状の導電体である複数のバスバー15とを含む。基板本体11には、図2に示すように、対応するバスバー15が嵌め込まれる複数の開口部12や、ランドを有するスルーホール13等が形成されている。本実施形態において、各開口部12は、打ち抜き加工等により予め定められた位置に形成され、それぞれ予め定められた寸法を有する四角形状の断面形状を有する。
The
バスバー15は、導電性板材を例えばプレス加工により打ち抜くことにより形成される。本実施形態において、複数のバスバー15は、それぞれ予め定められた寸法を有する直方体状に形成されており、各バスバー15のすべてのエッジ部E(辺に沿って延びる角部)には、図3に示すように、R面取り加工が施されている。基板本体11およびバスバー15の厚みは、例えば、0.1mm以上であるとよく、本実施形態では、1〜2mm程度とされている。これにより、多層配線板1を含む機器に構成される回路に大電流を流すことが可能となる。なお、バスバー15は、例えばL字状あるいはT字状の平面形状を有するように形成されてもよい。
The
上側基板20は、例えばガラス繊維等の無機繊維からなるクロス(織物)にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて完全硬化させた基板本体21を含む。基板本体21の表面および裏面には、例えば銅箔等からなる配線パターン22が形成(成膜)されている。更に、基板本体21は、表裏面の配線パターン22同士を導通させるビアホール23や、中間基板10の対応するバスバー15に接するように形成される例えば短尺円柱状あるいは短尺角柱状(直方体状あるいは立方体状)の複数のポスト(導電体)25を含む。複数のポスト25は、基板本体21の中間基板10側の面(図2における下面)に形成された配線パターン22上に、例えば銅等の高融点金属および例えばスズ−ビスマス合金等の低融点合金を含む導電性ペーストをプリントし、加熱処理により低融点金属を溶融させると共に高融点金属を包囲するように凝固させることにより形成される。
The
下側基板30も、例えばガラス繊維等の無機繊維からなるクロス(織物)にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて完全硬化させた基板本体31を含む。基板本体31の表面および裏面には、例えば銅箔等からなる配線パターン32が形成(成膜)されている。更に、基板本体31は、表裏面の配線パターン32同士を導通させるビアホール33や、中間基板10の対応するバスバー15に接するように形成される複数のポスト(導電体)35を含む。複数のポスト35も上記ポスト25と同様にして形成される。
The
樹脂シート40は、例えばガラス繊維等の無機繊維からなるクロス(織物)にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて半硬化させたプリプレグである。すなわち、樹脂シート40を加熱すると、クロスに含浸させられた熱硬化性樹脂が溶融し、その後に樹脂シート40を冷却すると、当該熱硬化性樹脂が完全硬化する。図示するように、樹脂シート40には、上側基板20または下側基板30の対応するポスト25または35が挿入される複数の貫通孔(円孔)41が形成されている。
The
続いて、上述の多層配線板1の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the above-mentioned
多層配線板1の製造に際しては、上述の中間基板10、上側基板20、下側基板30および2枚の樹脂シート40を個別に製造する。中間基板10の製造に際しては、無機繊維製のクロスに熱硬化性樹脂を含浸させた基材から複数の開口部12等を有する基板本体11を切り出し、当該基板本体11にスルーホール13等を形成する。なお、基板本体11の表面には、必要に応じて配線パターンが形成されてもよい。また、板体からバスバー15を切り出し、切り出されたバスバー15の各エッジ部EにR面取り加工を施す。
When manufacturing the
更に、本実施形態では、各エッジ部EにR面取り加工が施されたバスバー15の表面全体に表面粗化処理が施される。表面粗化処理は、バスバー15の表面全体に例えば数μmオーダーの微小な凹凸を付すものであり、本実施形態では、例えばマイクロエッチングによりバスバー15の表面が粗化される。ただし、表面粗化処理は、黒化処理や、レーザーを用いた粗化処理であってもよい。そして、表面粗化処理の完了後、複数のバスバー15を基板本体11の開口部12に嵌合して中間基板10を得る。
Further, in the present embodiment, the surface roughening treatment is performed on the entire surface of the
また、上側基板20の製造に際しては、無機繊維製のクロスに熱硬化性樹脂を含浸させた基材から複数の孔部等を有する基板本体21を切り出し、基板本体21に配線パターン22、ビアホール23等を形成する。更に、図示しないメタルマスクを用いて配線パターン22上に導電性ペーストをプリントして半焼結させ、複数のポスト25を形成する。下側基板30の製造に際しては、同様に、無機繊維製のクロスに熱硬化性樹脂を含浸させた基材から複数の孔部等を有する基板本体31を切り出し、基板本体31に配線パターン32、ビアホール33等を形成する。更に、図示しないメタルマスクを用いて配線パターン32上に導電性ペーストをプリントして半焼結させ、複数のポスト35を形成する。また、プリプレグ材から樹脂シート40を切り出し、複数の貫通孔41を形成する。
When manufacturing the
中間基板10、上側基板20、下側基板30および2枚の樹脂シート40を用意した後、中間基板10の表面および裏面に樹脂シート40を重ね合わせ、更に、中間基板10の表面(上面)側の樹脂シート40に上側基板20を重ね合わせると共に、中間基板10の裏面(下面)側の樹脂シート40に下側基板30を重ね合わせる。樹脂シート40に重ね合わされた上側基板20および下側基板30の各ポスト25,35は、樹脂シート40の対応する貫通孔41に挿入され、中間基板10に嵌合された対応するバスバー15の表面に当接する。
After the
続いて、積層させた中間基板10、上側基板20、下側基板30および2枚の樹脂シート40に熱プレス加工を施す。熱プレス加工は、積層させた中間基板10、上側基板20、下側基板30および2枚の樹脂シート40を所定温度(例えば、160−200℃)に加熱しながら上側基板20および下側基板30を中間基板10に接近するように所定圧力で加圧するものであり、好ましくは真空雰囲気下で実施される。かかる熱プレス加工により、各ポスト25,35の対応する配線パターン22,32からの高さと、各樹脂シート40の厚みとが調整され、各ポスト25,35は、先端面が中間基板10の対応するバスバー15の表面に密に当接する状態で焼結させられる。
Subsequently, the laminated
また、熱プレス加工が実施されると、樹脂シート40に含まれる半硬化状態の熱硬化性樹脂が加熱されて溶融し、中間基板10の基板本体11(開口部12を画成する壁面)と各バスバー15との間の僅かな隙間に流入する。これにより、基板本体11と各バスバー15との隙間に熱硬化性樹脂が充填される。この際、各エッジ部EにR面取り加工が施された各バスバー15の表面が粗化されているので、熱プレス加工に際して溶融した熱硬化性樹脂をバスバー15の表面全体に良好に密着させることが可能となり、硬化した熱硬化性樹脂がバスバー15から剥離するのを良好に抑制することができる。熱プレス加工の完了後に、温度低下に応じて熱硬化性樹脂が完全に硬化すると、多層配線板1の製造が完了する。
Further, when the hot pressing is performed, the semi-cured thermosetting resin contained in the
以上説明したように、本開示の多層配線板1の製造方法は、開口部12を有する基板本体11および当該開口部12に嵌合されるバスバー15を含む中間基板(第1基板)10と、バスバー15に接する導電体であるポスト25,35を含む第2基板としての上側基板20および下側基板30とを樹脂シート40を介して積層させた状態で熱プレスするものであり、バスバー15のエッジ部EにR面取り加工を施した後、バスバー15の表面を粗化し、中間基板10、上側基板20、下側基板30および2枚の樹脂シート40を熱プレスする前に、バスバー15を基板本体11の開口部12に嵌合するものである。
As described above, the manufacturing method of the
このように、熱プレス加工の前に、エッジ部EにR面取り加工を施されたバスバー15の表面を粗化しておくことで、熱プレスの実施により溶融した樹脂シート40の熱硬化性樹脂とバスバー15との密着性を充分に確保することが可能となり、硬化した熱硬化性樹脂がバスバー15から剥離するのを良好に抑制することができる。この結果、バスバー15を含む中間基板(第1基板)10と、バスバー15に接する導電体であるポスト25,35を含む第2基板としての上側基板20および下側基板30とを積層させた多層配線板1の信頼性をより向上させることが可能となる。
As described above, by roughening the surface of the
なお、多層配線板1から上側基板20および下側基板30の一方が省略されてもよい。また、中間基板10は、必ずしも複数のバスバー15を含む必要はなく、少なくとも1つのバスバー15を含むものであればよい。更に、バスバー15のすべてのエッジ部EにR面取り加工が施される必要は無く、一部のエッジ部Eに対するR面取り加工が省略されてもよい。また、第2基板としての上側基板20および下側基板30は、バスバー15に接する導電体としてのポスト25,35を含むものであるが、バスバー15に接する導電体はポスト25,35以外のものであってもよく、例えば上側基板20や下側基板30等に形成された配線パターン22,32であってもよい。
It should be noted that one of
そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。 Further, it goes without saying that the invention of the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the extension of the present disclosure. Furthermore, the above embodiment is merely one specific form of the invention described in the summary of the invention, and does not limit the elements of the invention described in the summary of the invention.
本開示の発明は、多層配線板の製造産業において利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The invention of the present disclosure can be used in the manufacturing industry of multilayer wiring boards.
1 多層配線板、10 中間基板、11 基板本体、12 開口部、13 スルーホール、15 バスバー、20 上側基板、21,31 基板本体、22,32 配線パターン、23,33 ビアホール、25,35 ポスト、30 下側基板、40 樹脂シート、41 貫通孔、E エッジ部。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記バスバーの少なくとも1つのエッジ部にR面取り加工を施した後、前記バスバーの表面を粗化し、前記第1および第2基板を熱プレスする前に、前記バスバーを前記基板本体の前記開口部に嵌合する多層配線板の製造方法。 A multilayer structure in which a first substrate including a substrate body having an opening and a bus bar fitted in the opening and a second substrate including a conductor in contact with the bus bar are heat-pressed in a state of being laminated via a resin sheet. A method of manufacturing a wiring board, comprising:
After subjecting at least one edge portion of the bus bar to an R chamfering process, the surface of the bus bar is roughened, and the bus bar is attached to the opening of the substrate body before hot pressing the first and second substrates. A method of manufacturing a multilayer wiring board to be fitted.
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