JP2021158309A - Wiring board, wiring board module, and base material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配線基板、配線基板モジュール、及び基材に関する。 The present invention relates to a wiring board, a wiring board module, and a base material.
ICなどの電子部品が付設した配線基板においては、小型化、高集積化が求められており、配線基板内に電子部品を内蔵させたり、あるいは、配線基板の表層に別の電子部品を積層したりする配線基板を採用する傾向にある。そして、このような基板においては、内蔵部品または表層部品は発熱する可能性があることから、内蔵部品または表層部品の放熱特性を充分に考慮した配線基板の設計が求められる。 Wiring boards with electronic components such as ICs are required to be smaller and more integrated, and electronic components may be built into the wiring board or another electronic component may be laminated on the surface layer of the wiring board. There is a tendency to adopt a wiring board that is used. In such a board, since the built-in component or the surface layer component may generate heat, it is required to design the wiring board in consideration of the heat dissipation characteristics of the built-in component or the surface layer component.
このような状況の中、内蔵部品の上方に表層部品を配置し、表層部品と内蔵部品との間、及び内蔵部品の下にビア電極を積層する技術がある。このような構造であれば、内蔵部品及び表層部品が発した熱がそれぞれ直下のビア電極を経由して配線基板下の実装基板に拡散していく(例えば、特許文献1参照)。 Under such circumstances, there is a technique of arranging a surface layer component above the built-in component and laminating via electrodes between the surface layer component and the built-in component and under the built-in component. With such a structure, the heat generated by the built-in component and the surface layer component is diffused to the mounting substrate under the wiring board via the via electrodes directly below each (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記の構造では、表層部品から発せられた熱がその下方に位置する内蔵部品を経由してしまい、表層部品が発した熱が内蔵部品に干渉し、内蔵部品に悪影響を及ぼす場合がある。例えば、表層部品が発する熱量が内蔵部品よりも大きい場合、あるいは配線基板の高密度実装がより進行した場合などは、表層部品が発した熱が内蔵部品に干渉し、内蔵部品に悪影響を及ぼす場合がある。あるいは逆に内蔵部品が発した熱が表層部品に干渉し、表層部品に悪影響を及ぼす場合がある。 However, in the above structure, the heat generated from the surface layer component may pass through the internal component located below the surface layer component, and the heat generated by the surface layer component may interfere with the internal component and adversely affect the internal component. .. For example, when the amount of heat generated by the surface layer component is larger than that of the built-in component, or when the high-density mounting of the wiring board progresses, the heat generated by the surface layer component interferes with the built-in component and adversely affects the built-in component. There is. Alternatively, conversely, the heat generated by the built-in component may interfere with the surface layer component and adversely affect the surface layer component.
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、配線基板の表層に表層部品を搭載した場合であっても、表層部品と内蔵部品との間の互いの熱干渉が起きにくい配線基板、配線基板モジュール、及び基材を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is a wiring board and wiring in which mutual thermal interference between the surface layer component and the built-in component is unlikely to occur even when the surface layer component is mounted on the surface layer of the wiring board. The purpose is to provide a substrate module and a substrate.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る配線基板は、厚み方向に直交する、第1主面と、上記第1主面と対向する第2主面とを有する。
上記配線基板は、上記第1主面側に設けられた第1配線層と、上記第2主面側に設けられた第2配線層と、上記第1配線層と上記第2配線層とに挟まれ、内蔵部品を収容することが可能な金属を含む基材と、上記第1配線層内に設けられ、上記基材と接続された第1配線と、上記第2配線層内に設けられ、上記基材と接続された第2配線と、を具備する。
In order to achieve the above object, the wiring board according to one embodiment of the present invention has a first main surface orthogonal to the thickness direction and a second main surface facing the first main surface.
The wiring board includes a first wiring layer provided on the first main surface side, a second wiring layer provided on the second main surface side, and the first wiring layer and the second wiring layer. A base material containing a metal that is sandwiched and capable of accommodating internal parts, a first wiring provided in the first wiring layer and connected to the base material, and a second wiring layer provided in the second wiring layer. , A second wiring connected to the base material.
このような配線基板によれば、上記第2主面上で熱が発生した場合、上記熱が上記内蔵部品とは離間して設けられた上記基材の領域を経由して上記第2主面から上記第1主面へと放熱される。配線基板の表層に表層部品を搭載した場合であっても、表層部品と内蔵部品との間の互いの熱干渉が起きにくくなる。 According to such a wiring board, when heat is generated on the second main surface, the heat passes through a region of the base material provided apart from the built-in component and is passed through the second main surface. Heat is dissipated from the above to the first main surface. Even when the surface layer component is mounted on the surface layer of the wiring board, mutual thermal interference between the surface layer component and the built-in component is less likely to occur.
上記の配線基板においては、上記第2配線層内に設けられた配線、上記内蔵部品とは離間して設けられた上記基材の領域、及び上記第1配線層内に設けられた配線によって、上記熱が上記第2主面から上記第1主面に放熱する放熱経路が形成されてもよい。 In the wiring board, the wiring provided in the second wiring layer, the region of the base material provided apart from the built-in component, and the wiring provided in the first wiring layer A heat dissipation path may be formed in which the heat is dissipated from the second main surface to the first main surface.
このような配線基板によれば、上記の放熱経路が形成されることにより、表層部品と内蔵部品との間の互いの熱干渉が起きにくくなる。 According to such a wiring board, the formation of the heat dissipation path makes it difficult for mutual thermal interference between the surface layer component and the built-in component to occur.
上記の配線基板においては、上記基材は、上記内蔵部品を収容することが可能な開口部を有し、上記開口部内で熱が発生した場合、上記開口部内の熱が上記開口部下の上記第1配線層を経由して上記第1主面へ放熱される別の放熱経路が形成されてもよい。 In the wiring board, the base material has an opening capable of accommodating the built-in component, and when heat is generated in the opening, the heat in the opening is the first under the opening. Another heat dissipation path may be formed to dissipate heat to the first main surface via one wiring layer.
このような配線基板によれば、内蔵部品を収容する開口部の熱が開口部下の第1配線層を経由して第1主面へ放熱される別の放熱経路が形成されることから、表層部品と内蔵部品との間の互いの熱干渉が起きにくくなる。 According to such a wiring board, another heat dissipation path is formed in which the heat of the opening accommodating the built-in component is dissipated to the first main surface via the first wiring layer under the opening, so that the surface layer is formed. Thermal interference between parts and built-in parts is less likely to occur.
上記の配線基板においては、上記基材は、上記内蔵部品を収容することが可能な第1領域と、上記第1領域に隣接し上記第1領域とは離間して設けられた第2領域とを有し、前記第2領域が前記第1配線及び前記第2配線に接続されてもよい。 In the wiring board, the base material includes a first region capable of accommodating the built-in component and a second region adjacent to the first region and separated from the first region. The second region may be connected to the first wiring and the second wiring.
このような配線基板によれば、上記第2主面上の熱は、上記第2主面から上記第2領域を経由して上記第1主面へと放熱される。上記基材は、内蔵部品を収容することが可能な第1領域と、第1領域とは離間した第2領域とを有することから、表層部品と内蔵部品との間の互いの熱干渉が起きにくくなる。 According to such a wiring board, the heat on the second main surface is dissipated from the second main surface to the first main surface via the second region. Since the base material has a first region capable of accommodating the built-in component and a second region separated from the first region, mutual thermal interference between the surface layer component and the built-in component occurs. It becomes difficult.
上記の配線基板においては、上記第2主面に搭載される表層部品と上記第1主面との間に上記内蔵部品が位置してもよい。 In the wiring board, the built-in component may be located between the surface layer component mounted on the second main surface and the first main surface.
このような配線基板によれば、内蔵部品が表層部品で覆われたとしても、表層部品と内蔵部品との間の互いの熱干渉が起きにくくなる。 According to such a wiring board, even if the built-in component is covered with the surface layer component, mutual thermal interference between the surface layer component and the built-in component is less likely to occur.
上記の配線基板においては、上記表層部品と上記第1主面との間に、上記第2領域の少なくとも一部が位置してもよい。 In the wiring board, at least a part of the second region may be located between the surface layer component and the first main surface.
このような配線基板によれば、第2領域が内蔵部品から遠ざかることになり、表層部品と内蔵部品との間の互いの熱干渉が起きにくくなる。 According to such a wiring board, the second region is moved away from the built-in component, and mutual thermal interference between the surface layer component and the built-in component is less likely to occur.
上記の配線基板においては、上記第2領域は、少なくとも2つの領域部分からなってもよい。 In the wiring board, the second region may consist of at least two region portions.
このような配線基板によれば、第2領域が複数の領域で構成されるため、表層部品が発した熱がさらに効率よく第1主面へと放熱される。 According to such a wiring board, since the second region is composed of a plurality of regions, the heat generated by the surface layer component is more efficiently dissipated to the first main surface.
上記の配線基板においては、上記少なくとも2つの領域部分の熱伝導率が異なってもよい。 In the wiring board, the thermal conductivity of at least two regions may be different.
このような配線基板によれば、表層部品内において、熱の発生に斑が生じても、それぞれの熱分布に応じて、第2領域の熱伝導率を調整することができる。これにより、表層部品と内蔵部品との間の互いの熱干渉が起きにくくなる。 According to such a wiring board, even if the heat generation is uneven in the surface layer component, the thermal conductivity of the second region can be adjusted according to the respective heat distributions. As a result, mutual thermal interference between the surface layer component and the built-in component is less likely to occur.
本発明の一形態に係る配線基板モジュールは、上記配線基板と、上記配線基板の上記第2主面に設けられた表層部品とを具備する。 The wiring board module according to one embodiment of the present invention includes the wiring board and surface layer components provided on the second main surface of the wiring board.
このような配線基板によれば、上記の放熱経路が形成されることにより、表層部品と内蔵部品との間の互いの熱干渉が起きにくくなる。 According to such a wiring board, the formation of the heat dissipation path makes it difficult for mutual thermal interference between the surface layer component and the built-in component to occur.
上記の配線基板モジュールにおいては、上記表層部品及び上記配線基板を上記厚み方向から見た場合、上記配線基板内に上記表層部品が収まってもよい。 In the wiring board module, when the surface layer component and the wiring board are viewed from the thickness direction, the surface layer component may be contained in the wiring board.
このような配線基板モジュールによれば、表層部品の熱が効率よく配線基板外に放熱され、表層部品における熱溜りが抑制される。 According to such a wiring board module, the heat of the surface layer component is efficiently dissipated to the outside of the wiring board, and the heat accumulation in the surface layer component is suppressed.
本発明の一形態に係る金属を含む基材は、配線基板の配線層間に挟まれる。
上記基材は、上記配線基板に内蔵される内蔵部品を収容することが可能な第1領域と、上記第1領域に隣接し上記第1領域とは離間して設けられた第2領域とを有する。
上記配線層間に熱が伝導する場合、上記第2領域を経由して熱が伝導する。
The metal-containing base material according to one embodiment of the present invention is sandwiched between the wiring layers of the wiring board.
The base material has a first region capable of accommodating built-in components built in the wiring board and a second region adjacent to the first region and separated from the first region. Have.
When heat is conducted between the wiring layers, heat is conducted through the second region.
このような基材によれば、上記の放熱経路が形成されることにより、表層部品と内蔵部品との間の互いの熱干渉が起きにくくなる。 According to such a base material, the formation of the heat dissipation path makes it difficult for mutual thermal interference between the surface layer component and the built-in component to occur.
以上述べたように、本発明によれば、配線基板の表層に表層部品を搭載した場合であっても、表層部品と内蔵部品との間の互いの熱干渉が起きにくい配線基板、配線基板モジュール、及び基材が提供される。 As described above, according to the present invention, even when the surface layer component is mounted on the surface layer of the wiring board, the wiring board and the wiring board module are less likely to cause mutual thermal interference between the surface layer component and the built-in component. , And a substrate is provided.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、XYZ軸座標が導入される場合がある。また、同一の部材または同一の機能を有する部材には同一の符号を付す場合があり、その部材を説明した後には適宜説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. XYZ axis coordinates may be introduced in each drawing. Further, the same member or a member having the same function may be designated by the same reference numeral, and the description may be omitted as appropriate after the description of the member.
(第1実施形態) (First Embodiment)
図1は、第1実施形態に係る配線基板の要部の一例を示す模式的断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a main part of the wiring board according to the first embodiment.
配線基板1は、配線層10(第1配線層)と、配線層20(第2配線層)と、配線基材30とを具備する。配線基板1は、厚み方向に直交する、主面1d(第1主面)と、主面1dと対向する主面1u(第2主面)とを有する。
The
配線基板1には、例えば、電子部品(例えば、ICチップ等)等の表層部品50が搭載される。表層部品50は、電子部品に限らず、電気部品(例えば、インダクタ、抵抗等)であってもよい。配線基板1は、マザーボード60(回路基板)に実装されている。配線基板1は、インターポーザとして使用されてもよく、それ自体がマザーボード、あるいは各種パッケージ部品の支持基板として使用されてもよい。また、本実施形態では、表層部品50が搭載された配線基板1を配線基板モジュール1Mとしたり、回路モジュール、電子デバイス等とも称したりする。
A
配線基材30は、配線基板1の厚み方向(Z軸方向)において、配線層10と配線層20とによって挟まれる。配線基材30は、厚み方向と直交する方向(X軸方向またはY軸方向)に延在する。配線基材30は、金属を含む基材であるコア部材31、32と、絶縁材310と、内蔵部品40とを有する。
The
コア部材31、32は、例えば、金属を含む板状基材で構成される。コア部材31、32は、配線層10と配線層20とに挟まれる。コア部材31、32が配線基板1の一部になることにより、配線基板1の剛性が増し、配線基板1の放熱性が良好になる。
The
コア部材31、32は、例えば、表層部品50がICチップの場合、ICチップの電源電位、基準電位等になっている。コア部材31は、内蔵部品40を収容する。配線基板1の薄型化という趣旨から、例えば、コア部材31、32の厚みは、200〜400μmとする。コア部材の数は、図示された数に限らない。
The
例えば、配線基材30の一部となす金属を含む基材は、少なくとも1つの開口部(キャビティ)302を有する。開口部302は、例えば、無底孔で構成されてもよく、有底孔で構成されてもよい。開口部302には、内蔵部品40、絶縁材310が収容される。例えば、絶縁材310は、内蔵部品40とコア部材31との間にも設けられる。これにより、内蔵部品40とコア部材31、32との間の電気的絶縁、且つ熱的絶縁が保たれる。絶縁材310は、例えば、樹脂材料で構成される。
For example, a base material containing a metal that forms part of the
内蔵部品40は、例えば、コンデンサ、インダクタ、レジスタ等の電気部品、またはフィルタチップ、IC等の電子部品である。内蔵部品40は、配線層10のビア122、123に電気的に接続される。また、内蔵部品40に並ぶコア部材31は、配線層10のビア121またはビア124に電気的に接続され、配線層20のビア221またはビア224に電気的に接続される。内蔵部品40の少なくとも一部は、配線基板1の主面1uに搭載される表層部品50と、配線基板1の主面1dとの間に位置する。例えば、図1の例では、内蔵部品40の全体が上方の表層部品50によって覆われている。
The built-in
配線層10は、厚み方向に配線層が積層された構造を有し、配線基板1の主面1d側に設けられる。配線層10は、層間絶縁層(絶縁層)141、ビア121〜124、ビア121〜124の群の下に位置する配線層101〜104、配線層101〜104の群の下に位置するビア131〜134、及びビア131〜134の群の下に位置する配線層111〜114を有する。配線層10における、配線層、ビアのそれぞれの数、または、これらの積層数は、図1の例に限らない。
The
層間絶縁層141は、配線基材30の下側において配線基材30に接している。層間絶縁層141には、厚み方向において、ビア121〜124、131〜134が延在している。配線層101〜104は、層間絶縁層141内に設けられる。配線層101〜104のそれぞれは、厚み方向と直交する方向に延在する。
The interlayer insulating
配線層111〜114は、層間絶縁層141の表面に設けられる。配線層111〜114のそれぞれは、厚み方向と直交する方向に延在する。配線層111〜114のそれぞれの一部には、保護層が被覆されてもよい。配線層111〜114は、例えば、外部接続端子として機能する。
The wiring layers 111 to 114 are provided on the surface of the interlayer insulating
ビア121、配線層101、ビア131、及び配線層111は、それぞれ電気的に接続されている。ビア122、配線層102、ビア132、及び配線層112は、それぞれ電気的に接続されている。ビア123、配線層103、ビア133、及び配線層113は、それぞれ電気的に接続されている。ビア124、配線層104、ビア134、及び配線層114は、それぞれ電気的に接続されている。
The via 121, the
また、配線層111は、半田材610を介して、マザーボード60の配線層601に電気的に接続され、配線層112は、半田材610を介して、マザーボード60の配線層602に電気的に接続され、配線層113は、半田材610を介して、マザーボード60の配線層603に電気的に接続され、配線層114は、半田材610を介して、マザーボード60の配線層604に電気的に接続される。
Further, the
本実施形態において、放熱経路となる金属を含む基材とマザーボード60とを電気的に接続する配線を第1配線とする。例えば、図1の例では、放熱経路となる金属を含む基材とは、コア部材31が相当し、第1配線は、ビア121、131、配線層101、111、または、ビア124、134、配線層104、114の少なくともいずれかを含む。
In the present embodiment, the wiring that electrically connects the base material containing metal as a heat dissipation path and the
配線層20は、厚み方向に配線層が積層された構造を有し、配線基板1の主面1u側に設けられる。配線層20は、層間絶縁層(絶縁層)241、ビア221、224、ビア221、224の上に位置する配線層201、204、配線層201、204の上に位置するビア231、234、及びビア231、234の上に位置する配線層211、214を有する。配線層20における、配線層、ビアのそれぞれの数、または、これらの積層数は、図1の例に限らない。
The
層間絶縁層241は、配線基材30の上側において配線基材30に接している。層間絶縁層241には、厚み方向において、ビア221、224、231、234が延在している。配線層201、204は、層間絶縁層241内に設けられる。配線層201、204のそれぞれは、厚み方向と直交する方向に延在する。
The interlayer insulating
配線層211、214は、層間絶縁層241の表面に設けられる。配線層211、214のそれぞれは、厚み方向と直交する方向に延在する。配線層211、214のそれぞれの一部には、保護層が被覆されてもよい。配線層211、214は、例えば、外部接続端子として機能する。
The wiring layers 211 and 214 are provided on the surface of the interlayer insulating
ビア221、配線層201、ビア231、及び配線層211は、それぞれ電気的に接続されている。ビア224、配線層204、ビア234、及び配線層214は、それぞれ電気的に接続されている。また、配線層211、214のそれぞれは、表層部品50のバンプ電極501に電気的に接続される。表層部品50がバンプ電極を持たない電気部品であるときは、配線層211、214のそれぞれは、電気部品の端子に電気的に接続される。
The via 221 and the
本実施形態において、放熱経路となる金属を含む基材と表層部品50とを電気的に接続する配線を第2配線とする。例えば、図1の例では、放熱経路となる金属を含む基材とは、コア部材31が相当し、第2配線は、ビア221、231、配線層201、211、または、ビア224、234、配線層204、214の少なくともいずれかを含む。
In the present embodiment, the wiring that electrically connects the base material containing the metal as the heat dissipation path and the
このほか、配線基板1には、コア部材32を貫通して配線層10、20間を電気的に接続するビア(不図示)が設けられてもよい。また、表層部品50は、1つに限らず、複数の表層部品50が主面1uに配置されてもよい。または、電子部品と電気部品との組み合わせのように、異種の機能を持つ部品を組み合わせて主面1uに配置してもよい。
In addition, the
図2(a)〜図2(c)は、第1実施形態に係る配線基板の模式的上面図である。図2(a)〜図2(c)には、主に配線基板1、表層部品50、コア部材31、32、内蔵部品40等の外形が示されている。図2(a)〜図2(c)に示されるコア部材31、32のそれぞれの平面形状は一例であり、これらの平面形状に限らない。図2(a)〜図2(c)のそれぞれのA1−A2断面は、図1に対応している。また、図2(a)〜図2(c)には、ビアを貫通させるスルーホール30tが、例えば、コア部材32に形成された様子が示されている。スルーホール30tの配置位置、数は、図示された例に限らず、適宜変更される。
2 (a) to 2 (c) are schematic top views of the wiring board according to the first embodiment. 2 (a) to 2 (c) mainly show the outer shapes of the
図2(a)に示すように、配線基板1は、矩形状である。Z軸方向から配線基板1を見たときに、例えば、表層部品50の面積は、内蔵部品40の面積よりも大きい。表層部品50は、配線基板1内に収まっている。
As shown in FIG. 2A, the
内蔵部品40は、厚み方向と垂直な平面(X−Y軸平面)において、絶縁材310を介してコア部材31に囲まれている。あるいは、図2(b)に示すように、コア部材31は、該平面において内蔵部品40の一辺を開放した形状であってもよく、図2(c)に示すように、該平面において、内蔵部品40を挟む形状であってもよい。
The built-in
但し、内蔵部品40とコア部材31との間には、絶縁材310が設けられ、内蔵部品40とコア部材31との電気的絶、且つ熱的絶縁が保たれている。
However, an insulating
コア部材31、32の材料は、例えば、銅でもよく、図8に例示する複合基材でもよい。各配線層、各ビアの材料は、例えば、銅、アルミニウム等である。絶縁材310、層間絶縁層141、241の材料は、セラミック、熱硬化性樹脂等である。
The materials of the
配線基板1の作用について説明する。図3は、第1実施形態に係る配線基板の作用の一例を示す模式的断面図である。
The operation of the
本実施形態では、表層部品50と電気的に接続されたコア部材31が内蔵部品40とは離間して設けられている。これにより、表層部品50が配線基板1の主面1u上で発熱した場合、この熱は、内蔵部品40とは離間して設けられた金属を含む基材の領域、すなわち、コア部材31を経由して主面1uから配線基板1の主面1dへと放熱される。マザーボード60は、この熱を受容する放熱用基板として機能する。
In the present embodiment, the
例えば、配線基板1においては、配線層20内に設けられたビア221、231、配線層201、211からなる金属製の配線、コア部材31、及び配線層10内に設けられたビア121、131、配線層101、111からなる金属製の配線によって、表層部品50が発した熱が主面1uから主面1dに放熱する放熱経路が形成されている。
For example, in the
同様に、配線基板1においては、配線層20内に設けられたビア224、234、配線層204、214からなる金属製の配線、コア部材31、及び配線層10内に設けられたビア124、134、配線層104、114からなる金属製の配線によって、表層部品50が発した熱が主面1uから主面1dに放熱する放熱経路が形成されている。
Similarly, in the
これにより、表層部品50が発した熱は、コア部材31を経由した放熱経路によって、効率よくマザーボード60に放熱される。この放熱経路による熱の流れが矢印T2で表されている。特に、表層部品50がICチップの場合、表層部品50の電源電位端子、基準電位端子等に配線層211、214を接続することで、表層部品50が発した熱が効率よくマザーボード60に放熱される。あるいは、表層部品50がインダクタ等の場合、表層部品50のリード線が配線層211、214に接続されることで、表層部品50が発した熱が効率よくマザーボード60に放熱される。
As a result, the heat generated by the
一方、開口部302内に設けられた内蔵部品40で熱が発生した場合には、この熱が内蔵部品40を収容する開口部302下の配線層10を経由して配線基板1の主面1dへと放熱される。
On the other hand, when heat is generated in the built-in
例えば、配線基板1においては、配線層20内に設けられたビア122、132、配線層102、112からなる金属製の配線、またはビア123、133、配線層103、113からなる金属製の配線によって、内蔵部品40が発した熱が内蔵部品40から主面1dに放熱する放熱経路が形成されている。
For example, in the
これにより、内蔵部品40が発した熱は、内蔵部品40下のビア、配線層を経由した放熱経路によって、効率よくマザーボード60に放熱される。この放熱経路による熱の流れが矢印T1で表されている。
As a result, the heat generated by the built-in
このように、本実施形態では、表層部品50から発せられる熱の放熱経路と、内蔵部品40から発せられる熱の放熱経路とを分離させることで、表層部品50による内蔵部品40への熱干渉、または内蔵部品40による表層部品50への熱干渉が抑制される。これにより、信頼性の高い配線基板1が実現する。
As described above, in the present embodiment, by separating the heat dissipation path of heat generated from the
例えば、コア部材31は、金属を含み、熱伝導性に優れる。さらに、コア部材31の体積は大きい。これにより、表層部品50が発する熱は、配線層10、20間に設けられたコア部材31を経由してマザーボード60に効率よく放熱される。
For example, the
例えば、配線基板モジュール1Mの駆動時に、内蔵部品40の温度よりも表層部品50の温度が高くなるような構成の場合、表層部品50が発する熱が配線層10、20間に設けられたコア部材31を経由してマザーボード60に効率よく放熱される。これにより、内蔵部品40への熱の干渉が抑制される。
For example, in the case of a configuration in which the temperature of the
また、内蔵部品40とコア部材31との間には熱伝導性の低い絶縁材310が介在する。これにより、コア部材31からの内蔵部品40への熱の伝導が抑制される。
Further, an insulating
また、表層部品50は配線基板1からはみ出すことなく、配線基板1内に収まる構成であれば、表層部品50が発した熱は、コア部材31を経由して効率よくマザーボード60へ放熱される。これにより、表層部品50における、いわゆる熱溜りが回避される。
Further, if the
また、表層部品50の熱を放熱する放熱経路、及び内蔵部品40の熱を放熱する放熱経路は、熱伝導経路に限らず、電気信号を伝送したり、電力を供給したりする電気回路として使用してもよい。熱伝導経路と電気回路が併用されることにより、配線基板1のサイズ増大が抑えられる。
Further, the heat dissipation path for radiating the heat of the
また、内蔵部品40を収容するコア部材31と、表層部品50の熱を放熱するコア部材31とが共通となることにより、配線基板1のサイズ増大が抑えられる。
Further, since the
(第2実施形態) (Second Embodiment)
表層部品50が発する熱は、表層部品50の直下に配置したコア部材を経由して放熱させる実施形態に限らず、表層部品50と一部がオフセットして配置したコア部材を経由させてマザーボード60に放熱してもよい。図4は、第2実施形態に係る配線基板の要部の一例を示す模式的断面図である。
The heat generated by the
図4に示す配線基板2においては、配線基板2の主面1uに搭載される表層部品50と配線基板2の主面1dとの間に内蔵部品40が位置している。配線基板2のコア部材は、内蔵部品40を収容することが可能な領域30a(第1領域)と、領域30aに隣接し領域30aとは離間して設けられた領域30b(第2領域)とを有している。例えば、図4では、領域30aはコア部材31に相当し、領域30bは、コア部材32に相当している。
In the
配線基板2においては、表層部品50と主面1dとの間に領域30bの少なくとも一部が位置する。すなわち、コア部材32は、表層部品50と主面1dとの間から内蔵部品40を遠ざかるように突き出ている。また、コア部材31とコア部材32との間には、絶縁材310が設けられている。
In the
第2実施形態では、第1配線は、例えば、ビア125、135、配線層105、115の少なくともいずれかを含み、第2配線は、例えば、ビア223、235、配線層205、215の少なくともいずれかを含む。また、放熱経路となる金属を含む基材は、コア部材32が相当する。
In the second embodiment, the first wiring includes, for example, at least one of
このような構成であれば、配線基板2の主面1u上で表層部品50が発した熱は、主面1uからコア部材32(領域30b)を経由して主面1dへと放熱される。この放熱経路による熱の流れが矢印T3で表されている。
With such a configuration, the heat generated by the
例えば、配線基板2においては、配線層20内に設けられたビア225、235、配線層205、215からなる金属製の配線、コア部材32、及び配線層10内に設けられたビア125、135、配線層105、115からなる金属製の配線によって、表層部品50が発した熱が主面1uから主面1dに放熱する放熱経路が形成されている。
For example, in the
このように、配線基板2では、表層部品50から発せられる熱の放熱経路と、内蔵部品40から発せられる熱の放熱経路とを分離させることで、表層部品50による内蔵部品40への熱干渉、または内蔵部品40による表層部品50への熱干渉が抑制される。
In this way, in the
特に、配線基板2では、表層部品50から発せられる熱が経由するコア部材32の一部が表層部品50と主面1dとの間から内蔵部品40を遠ざかるように突き出ているために、表層部品50から発せられる熱の放熱経路と、内蔵部品40から発せられる熱の放熱経路とがより離れる。この結果、表層部品50による内蔵部品40への熱干渉、または内蔵部品40による表層部品50への熱干渉がさらに抑制される。
In particular, in the
なお、表層部品50と配線基板2の主面1dとの間に内蔵部品40を位置させる実施形態に限らず、配線基板2内において、表層部品50と配線基板2の主面1dとの間に内蔵部品40を設けない例も本実施形態に含まれる。
Not limited to the embodiment in which the built-in
このような構成であれば、内蔵部品40は、その上方に表層部品50が位置しなくなるため、表層部品50が発する熱の影響をより受けにくくなる。
With such a configuration, since the
(第3実施形態) (Third Embodiment)
表層部品50が発した熱が経由するコア部材の領域は、1とは限らず、複数の領域でもよい。図5は、第3実施形態に係る配線基板の要部の一例を示す模式的断面図である。
The region of the core member through which the heat generated by the
図5に示す配線基板3においては、領域30bが少なくとも2つの領域部分からなる。例えば、領域30bは、領域30b−1と、領域30b−2を有する。
In the
例えば、配線基板3の領域30b−1においては、配線層20内に設けられたビア226、236、配線層206、216からなる金属製の配線、コア部材32、及び配線層10内に設けられたビア126、136、配線層106、116からなる金属製の配線によって、表層部品50が発した熱が主面1uから主面1dに放熱する放熱経路が形成されている。
For example, in the
一方、配線基板3の領域30b−2においては、配線層20内に設けられたビア225、235、配線層205、215からなる金属製の配線、コア部材32、及び配線層10内に設けられたビア125、135、配線層105、115からなる金属製の配線によって、表層部品50が発した熱が主面1uから主面1dに放熱する放熱経路が形成されている。
On the other hand, in the
第3実施形態では、第1配線は、例えば、ビア125、135、配線層105、115、または、ビア126、136、配線層106、116の少なくともいずれかを含み、第2配線は、例えば、ビア223、235、配線層205、215、または、ビア226、236、配線層206、216の少なくともいずれかを含む。
In the third embodiment, the first wiring includes, for example, at least one of
このような構成であれば、表層部品50から発せられる熱が経由するコア部材32が複数配置されているため、放熱効果がさらに増大する。この結果、表層部品50による内蔵部品40への熱干渉、または内蔵部品40による表層部品50への熱干渉がさらに抑制される。
With such a configuration, since a plurality of
さらに、領域30b−1に配置したコア部材32と、領域30b−2に配置したコア部材32の熱伝導率が異なってもよい。
Further, the thermal conductivity of the
例えば、表層部品50内において、発熱量にばらつきがあり、領域30b−1に配置したコア部材32よりも領域30b−2に配置したコア部材32のほうが熱伝導量が大きくなる場合、領域30b−1に配置したコア部材32の熱伝導率よりも領域30b−2に配置したコア部材32の熱伝導率を高く設定する。例えば、領域30b−1のコア部材32が銅で構成されている場合、領域30b−2のコア部材32は、銀、グラファイト、カーボンナノチューブ等の炭素材料等で構成される。このように、各領域に応じて材料を変えてもよい。
For example, in the
このような構成であれば、表層部品50内において発熱量に隔たりがあったとしても、それぞれのコア部材32の熱伝導率を調整することで、表層部品50が発する熱がより均等にマザーボード60に放熱される。あるいは、異種の機能の表層部品を組み合わせた場合には、発熱量がより大きい表層部品に、熱伝導率がより高いコア部材32を電気的に接続させてもよい。
With such a configuration, even if there is a difference in the amount of heat generated in the
図6(a)〜図6(c)は、第3実施形態に係る第2領域のコア部材のレイアウトを示す模式的平面図である。 6 (a) to 6 (c) are schematic plan views showing the layout of the core member of the second region according to the third embodiment.
コア部材32のレイアウトは、特に限ることなく、例えば、図6(a)に示すように、2つのコア部材32が並行に配置されたレイアウトでもよく、図6(b)に示すように、L字型のコア部材32が配置されてもよく、図6(c)に示すように、配線基板3の四隅に配置されたレイアウトでもよい。
The layout of the
また、複数のコア部材32のそれぞれの体積は同じである必要はなく、表層部品50内において発熱量に隔たりある場合、あるいは異種の機能の表層部品を組み合わせ、それぞれの表層部品での発熱量が異なる場合には、発熱量が多い領域に、より体積の大きいコア部材32を配置してもよい。
Further, the volumes of the plurality of
(第4実施形態) (Fourth Embodiment)
図7は、第4実施形態に係る配線基板の要部の一例を示す模式的断面図である。 FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of a main part of the wiring board according to the fourth embodiment.
図7に示す配線基板4においては、領域30bのコア部材32が表層部品50と配線基板4の主面1dとの間になく、表層部品50と主面1dとの間から離れて配置されている。
In the wiring board 4 shown in FIG. 7, the
このような構成あれば、表層部品50が発する熱が放熱される放熱経路(矢印T4)がさらに内蔵部品40から離れることになり、表層部品50による内蔵部品40への熱干渉、または内蔵部品40による表層部品50への熱干渉がさらに抑制される。
With such a configuration, the heat dissipation path (arrow T4) through which the heat generated by the
(コア部材) (Core member)
第1〜第4実施形態に係るコア部材31、32は、金属を含む基材である。コア部材31、32の材料は、銅、銀、または炭素材料の単体で構成されてもよく。図8(a)、(b)に示す複合基材であってもよい。図8(a)、(b)に、複合基材を含む配線基材の例を示す。
The
例えば、図8(a)に示すように、コア部材31は、中間層である金属材312が厚み方向において金属材312とは異種材の金属材311によって挟まれた構造を有してもよい。同様に、コア部材32は、中間層である金属材322が厚み方向において金属材322とは異種材の金属材321によって挟まれた構造を有してもよい。
For example, as shown in FIG. 8A, the
例えば、金属材311、321が銅で構成されているのであれば、金属材312、322は、例えば、銀等で構成される。
For example, if the
また、図8(b)に示すように、コア部材31は、炭素材313が厚み方向において金属材311によって挟まれた構造を有してもよい。同様に、コア部材32は、炭素材323が厚み方向において金属材321によって挟まれた構造を有してもよい。
Further, as shown in FIG. 8B, the
炭素材313、323としては、カーボンナノチューブ、グラファイトなどの炭素材料があげられる。特に、炭素材313、323として、カーボンナノチューブを選択した場合、カーボンナノチューブの熱伝導率は、銅の熱伝導率の約10倍であるため、銅のみの金属基材に比べてより放熱効果が増加する。
Examples of the
また、炭素材313、323として、グラファイトを選択した場合、グラファイトの熱伝導率の異方性を利用することができる。例えば、熱伝導率がより高い方向と厚み方向とが平行になるようにグラファイトを配置すれば、厚み方向の放熱効果が促進され、熱伝導率がより高い方向と主面1d、1uとが平行になるようにグラファイトを配置すれば、厚み方向と直交する方向の放熱効果が促進される。このように、放熱の方向を特定の方向に誘導することができる。
Further, when graphite is selected as the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made. Each embodiment is not limited to an independent form and can be combined as technically possible as possible.
1、2、3、4…配線基板
1M…配線基板モジュール
10、20…配線層
30…配線基材
30a、30b、30b−1、30b−2…領域
30t…スルーホール
31、32…コア部材
40…内蔵部品
50…表層部品
60…マザーボード
101、102、103、104、111、112、113、114…配線層
121、122、123、124、131、132、133、134…ビア
141…層間絶縁層
201、204、211、214…配線層
221、224、231、234…ビア
241…層間絶縁層
302…開口部
310…絶縁材
311、312…金属材
313…炭素材
501…バンプ電極
601、602、603、604…配線層
610…半田材
1, 2, 3, 4 ...
Claims (11)
前記第1主面側に設けられた第1配線層と、
前記第2主面側に設けられた第2配線層と、
前記第1配線層と前記第2配線層とに挟まれ、内蔵部品を収容することが可能な金属を含む基材と、
前記第1配線層内に設けられ、前記基材と接続された第1配線と、
前記第2配線層内に設けられ、前記基材と接続された第2配線と、
を具備する配線基板。 A wiring board having a first main surface orthogonal to the thickness direction and a second main surface facing the first main surface.
The first wiring layer provided on the first main surface side and
The second wiring layer provided on the second main surface side and
A base material containing a metal sandwiched between the first wiring layer and the second wiring layer and capable of accommodating internal parts, and
The first wiring provided in the first wiring layer and connected to the base material, and
A second wiring provided in the second wiring layer and connected to the base material, and
Wiring board.
前記第2配線層内に設けられた配線、前記内蔵部品とは離間して設けられた前記基材の領域、及び前記第1配線層内に設けられた配線によって、前記熱が前記第2主面から前記第1主面に放熱する放熱経路が形成されている
配線基板。 The wiring board according to claim 1.
The heat is generated by the second main component due to the wiring provided in the second wiring layer, the area of the base material provided apart from the built-in component, and the wiring provided in the first wiring layer. A wiring board in which a heat dissipation path is formed to dissipate heat from a surface to the first main surface.
前記基材は、前記内蔵部品を収容することが可能な開口部を有し、
前記開口部内で熱が発生した場合、前記開口部内の熱が前記開口部下の前記第1配線層を経由して前記第1主面へ放熱される別の放熱経路が形成されている
配線基板。 The wiring board according to claim 1 or 2.
The substrate has an opening capable of accommodating the built-in component.
A wiring board formed with another heat dissipation path in which when heat is generated in the opening, the heat in the opening is dissipated to the first main surface via the first wiring layer under the opening.
前記基材は、前記内蔵部品を収容することが可能な第1領域と、前記第1領域に隣接し前記第1領域とは離間して設けられた第2領域とを有し、
前記第2領域が前記第1配線及び前記第2配線に接続された
配線基板。 The wiring board according to any one of claims 1 to 3.
The base material has a first region capable of accommodating the built-in component and a second region adjacent to the first region and provided apart from the first region.
A wiring board in which the second region is connected to the first wiring and the second wiring.
前記第2主面に搭載される表層部品と前記第1主面との間に前記内蔵部品が位置する
配線基板。 The wiring board according to any one of claims 1 to 4.
A wiring board in which the built-in component is located between a surface layer component mounted on the second main surface and the first main surface.
前記表層部品と前記第1主面との間に、前記第2領域の少なくとも一部が位置する
配線基板。 The wiring board according to claim 4 or 5.
A wiring board in which at least a part of the second region is located between the surface layer component and the first main surface.
前記第2領域は、少なくとも2つの領域部分からなる
配線基板。 The wiring board according to any one of claims 4 to 6.
The second region is a wiring board composed of at least two region portions.
前記少なくとも2つの領域部分の熱伝導率が異なる
配線基板。 The wiring board according to claim 7.
Wiring boards having different thermal conductivity in at least two regions.
前記配線基板の前記第2主面に設けられた表層部品と
を具備する配線基板モジュール。 The wiring board according to any one of claims 1 to 8.
A wiring board module including a surface layer component provided on the second main surface of the wiring board.
前記表層部品及び前記配線基板を前記厚み方向から見た場合、
前記配線基板内に前記表層部品が収まっている
配線基板モジュール。 The wiring board module according to claim 9.
When the surface layer component and the wiring board are viewed from the thickness direction,
A wiring board module in which the surface layer component is housed in the wiring board.
前記配線基板に内蔵される内蔵部品を収容することが可能な第1領域と、前記第1領域に隣接し前記第1領域とは離間して設けられた第2領域とを有し、
前記配線層間に熱が伝導する場合、前記第2領域を経由して熱が伝導する
基材。 A base material containing metal sandwiched between wiring layers of a wiring board.
It has a first region capable of accommodating built-in components built in the wiring board, and a second region adjacent to the first region and provided apart from the first region.
A base material that conducts heat through the second region when heat is conducted between the wiring layers.
Priority Applications (1)
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