JP2784521B2 - 多層電子部品塔載用基板及びその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，耐湿性に優れた多層電子部品搭載用基板及
びその製造方法に関する。

〔従来技術〕

従来，電子部品搭載用基板においては，半導体素子な
ど電子部品からの発熱を放散させるため，基材に電子部
品搭載用の電子部品搭載用凹部を設けると共にその反対
側に放熱板を設けている（例えば，特開昭59−32191号
公報）。

また，従来，一般に，上記放熱板は接着剤を介して，
基材の凹所に接着されている。そのため，上記接着剤が
外気に露出している部分，つまり凹所側壁と放熱板側壁
との間を金属メッキ層により被覆することが行われてい
る。これを第７図〜第９図により説明する。

即ち，第７図に示すごとく，従来の電子部品搭載用基
板90は，基材９に設けた凹所92内に接着剤８を介して放
熱板７を接合し，また基材裏側においては放熱板７と基
材９との間に金属メッキ層75が，また放熱板７の上面と
電子部品搭載用凹部93との間に金属メッキ層76が形成さ
れている。そのため，基材９の裏側から電子部品搭載用
凹部93内への湿気の浸入が遮断される。なお，同図にお
いて符号94は導体回路である。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら，上記電子部品搭載用基板90は，第８図
に示すごとく，凹所92の側壁と放熱板７の側壁とが対向
している対向部分95において，その開口部750に金属メ
ッキ層75が形成されないことがある。つまり，メッキ不
良穴751を生ずる。

かかるメッキ不良穴751を生ずると，この部分より湿
気が浸入して，半導体などの電子部品が損傷するおそれ
がある。特に，基材９が樹脂系のものであるときには，
湿気が上記メッキ不良穴751より上記凹所92内に浸入
し，樹脂基材内を経て電子部品（図示略）に達する。

一方，上記メッキ不良穴751を発生する理由として
は，凹所92と放熱板７との間の前記対向部分95のクリア
ランスが大きいため（約0.1〜0.2mm）と考えられる。

そこで，この対向部分95のクリアランスを小さくする
ことが考えられる。しかし，凹所92の加工，放熱板７の
外形加工におけるバラツキのために，前記クリアランス
を生じてしまう。

また，上記問題点に対する対策として，第９図に示す
ごとく，凹所92を幅広く設けて，その天井面921におけ
る，凹所92の側壁と放熱板７の側壁との間を広く取る方
法がある。そして，これらの表面に金属メッキ層75を連
続的に設ける。この方法では，上記対向部分95のクリア
ランスが充分に大きいため，この対向部分においても金
属メッキ層75が形成される。

しかし，凹所92を大きく取ると，基材９の裏側面にお
ける導体回路パターン形成の自由度が阻害される。一
方，凹所92の大きさを制限すれば，放熱板７が小形状と
なり放熱性が阻害される。

また，上記方法では，凹所92の天井面921に放熱板７
を接着する際，接着剤８が両者の間よりはみ出す（溢
流）ことがある。そして，この接着剤のはみ出し部分が
大きいときには，金属メッキ層75が形成されない。その
ため，はみ出し防止のために，接着剤８の量を調整する
必要がある。

また，近年は，電子部品搭載用基板に対して，コード
の機能が要求され,1個の電子部品搭載用基板に，できる
だけ多数の導体回路を形成することが切望されている。

本発明はかかる問題点に鑑み，放熱板と凹所との対向
部分における金属メッキ層を確実に形成し，また接着剤
量の調整の必要もない，かつ高機能の多層電子部品搭載
用基板及びその製造方法を提供しようとするものであ
る。

〔課題の解決手段〕

本発明は，導体回路を有する基材と，該基材に設けた
電子部品搭載用凹部と，その反対側に設けた該電子部品
搭載用凹部よりも大きい径の凹所と，該凹所内に接着剤
を介して固着されその背面を上記電子部品搭載用凹部に
露出させた放熱板と，上記基材の上に積層され導体回路
を有する上部基材層とよりなる多層状の電子部品搭載用
基板であって，基材裏側における上記凹所の側壁と放熱
板の側壁とが対向している対向部分には，基材と放熱板
の両者にまたがると共に上記接着剤を同一表面上に露出
させた露出凹部を設けてなり，かつ上記放熱板と露出凹
部と基材裏側には連続した金属メッキ層が被覆してある
ことを特徴とする多層電子部品搭載用基板にある。

本発明において最も注目すべきことは，上記対向部分
において上記露出凹部を設け，放熱板と露出凹部と基材
裏側面との間に連続した金属メッキ層を被覆しているこ
と，及び基材の上に更に上記上部基材層を積層形成して
多層状としていることにある。

上記露出凹部は，基材と放熱板の両者の間に，またが
って形成されている。また，放熱板接合用の凹所は，通
常，基材の中央部分に角状或いは円状等の凹所として形
成され，また放熱板は該凹所と相似形に設けられる。そ
れ故，上記対向部分は，通常は角状，円状等の環状に形
成される（第３図参照）。

また，接着剤は凹所側壁と放熱板側壁との間，即ち上
記対向部分に充填されている。そして，該対向部分にお
いて設けた前記露出凹部には，接着剤が露出した状態に
ある。該接着剤の露出表面は，露出凹部の天井面とほぼ
同じ面上にある。

上記基材，上部基材層の材料としては，ガラス−エポ
キシ樹脂，ガラス−ビスマレイミド−トリアジン樹脂，
ガラス−ポリイミド樹脂等がある。また，放熱板として
は，銅，鉄系合金，銅系合金等がある。

また，接着剤としては流れ性の良い，プリプレグと称
される接着シートがある。また，接着剤の材料として
は，エポキシ樹脂，ビスマレイミド−トリアジン樹脂
（BT樹脂），ポリイミド樹脂等がある。また，金属メッ
キ層の材料としては，銅，ニッケル，金等がある。

また，上記対向部分におけるクリアランスは,0.05〜
0.3mmとすることが好ましい。0.05mm未満では，放熱板
と凹所との寸法精度が厳しくなり，一方0.3mmを越える
と接着剤層の幅が大きくなりすぎて金属メッキ層が充分
に形成されないおそれがある。

また，露出凹部の深さは,0.05〜0.2mmとすることが好
ましい。0.05mm未満では基材の厚み精度と凹部の加工精
度が厳しく，一方,0.2mmを越えると金属を加工する上で
負荷が大きすぎるからである。

更に露出凹部の幅は0.5〜2.0mmとすることが好まし
い。0.5mm未満では加工する刃の径が小さすぎて折れ易
く，一方,2.0mmを越えると加工凹部がデッドスペース
（Dead Space）となり配線有効面積に制限を受けるこ
とになるからである。

また，上部基材層は，その上面に導体回路が形成され
ている。そして，該上部基材層は，上記と同様の接着剤
により，基材の導体回路の上に積層接着されている。こ
れにより，多層状の電子部品搭載用基板が構成される。
また，上記上部基材層は,1層或いは２〜５層などの複数
層を設けることもできる。

また，上記多層電子部品搭載用基板の製造方法として
は，基材裏側に，放熱板接合用の凹所を設け，該凹所に
は接着剤を介して放熱板を接着すると共に該接着剤を基
材裏側における凹所側壁と放熱板側壁との対向部分の開
口部近くまで充填し，ついで，該対向部分において基材
と放熱板との両者にまたがるザグリ加工を行い，上記接
着剤を露出させた露出凹部を形成し，更に基材表側にお
いて基材及び接着剤を貫通して放熱板の上部までザグリ
加工を行って電子部品搭載用凹部を形成し，ついで，上
記放熱板と露出凹部と基材裏側面との間に連続した金属
メッキ層を形成し，その後，上記基材の上に導体回路を
有する上部基材層を積層接着することを特徴とする多層
電子部品搭載用基板の製造方法がある。

上記製造方法において，最も注目すべきことは，凹所
に放熱板を接着するに当たり，接着剤を上記対向部分の
開口部近くまで充填し，次いで該対向部分を放熱板と基
材にまたがってザグリ加工して上記露出凹部を形成し，
その後金属メッキ層を形成すること，また上記露出凹部
においてはその表面に接着剤が露出していること，及び
このように形成した基材の上に上部基材層を積層接着す
ることである。

また，上記接着に当たっては，接着剤を対向部分の開
口部に若干はみ出させることが好ましい。これにより，
接着剤が対向部分の開口部まで完全に充填されたことが
確認できる。このはみ出した接着剤は，上記露出凹部の
形成の際に，対向部分における放熱板及び基材と共に取
り除かれる。

また，露出凹部の形状としては，四角状（第2C図），
半円状（第４図），三角状（第５図），楕円状（第６
図）など，特に接着剤露出部分がメッキされ易い形状と
する。

なお，前記電子部品搭載用凹部内には，金属メッキ層
を設ける場合，設けない場合がある。

また，上記上部基材層の積層に当たっては，実施例に
示すごとく，開口部を有する上部基材層を積層する方法
がある。また，いわゆる蓋取り法（特開昭62−156847号
公報参照）がある。

〔作 用〕

本発明の多層電子部品搭載用基板においては，基材と
放熱板にまたがる前記露出凹部を設け，また該露出凹部
には接着剤を同一面上に露出させている。それ故，基材
裏側に金属メッキ層を被覆したとき，該金属メッキ層は
上記露出凹部表面に完全に形成されることとなる。

つまり，露出凹部は，その天井面が放熱板，接着剤及
び基材の順に並んで同一面上に形成されている。それ
故，金属メッキ層はこれらの間に連続して形成されるこ
ととなる。もしも，前記従来のごとく，上記対向部分に
接着剤が存在していない場合，或いは接着剤がはみ出し
ている状態の場合には金属メッキ層を完全に連続形成さ
せることができない。

また，本発明においては，接着剤を上記対向部分の間
に充填し，その後対向部分の開口部をザグリ加工して露
出凹部を形成する。そのため，接着剤は，対向部分を満
たすに充分な量を用い，場合によってははみ出させても
良い。それ故，従来のごとく接着剤がはみ出ないよう
に，かつ充填するに丁度良い量に調整する必要もない。

また，本発明においては，前記従来技術のごとく対向
部分の間隔を大きくする必要がない。それ故，放熱板は
パターン形成に可能な限り，大きくすることができ，放
熱性を向上させることができる。

また，本発明においては，放熱板，露出凹部，基材裏
側に連続した金属メッキ層が形成してあるので，電子部
品搭載部分に基材裏側から湿気が浸入することがない。

また，本発明においては，導体回路を形成した基板の
上に，更に導体回路を有する上部基材層を積層接着して
いる。それ故，導体回路を基材と上部基材層の両方に多
数設けることができ，電子部品搭載用基板は，高度の機
能を有することとなる。

〔効 果〕

したがって，本発明によれば，上記対向部分における
金属メッキ層を確実に形成し，接着剤量の調整の必要が
なく，かつ高機能の多層電子部品搭載用基板を提供する
ことができる。

また，本発明の製造方法によれば，上記のごとき優れ
た多層電子部品搭載用基板を製造することができる。

〔実施例〕

第１実施例 本発明の実施例にかかる多層電子部品搭載用基板につ
き，第１図〜第３図を用いて説明する。

本例の多層電子部品搭載用基板１は，第１図に示すご
とく，導体回路94を設けた基材10と，該基材10に設けた
電子部品搭載用凹部13と，その反対側に設けた該電子部
品搭載用凹部13よりも大きい凹所11（第2A図，第2C図参
照）と，該凹所11内に接着剤３を介して固着され，その
背面を上記電子部品搭載用凹部13に露出させた放熱板２
とよりなる。

そして，上記基材10の裏側において，凹所11の側壁12
と放熱板２の側壁21とが対向している対向部分には，露
出凹部４を有してなる。該露出凹部４は，放熱板２と基
材10の両者にまたがって，上記対向部分において形成し
てある。そして，該露出凹部４の天井面は，放熱板，露
出した接着剤，基材が同一面上にある。また，上記放熱
板と露出凹部と基材裏側には連続した金属メッキ層75が
被覆してある。

また，基材10表側においては，電子部品搭載用凹部13
の内面に金属メッキ層76が形成され，基材上面には導体
回路94が形成してある。更に，基材10のスルーホール98
には，導体ピン99が挿入してある。スルーホール98の内
部には金属メッキ層981が形成してある。

また，基材10の導体回路94の上には上部基材層100が
接着剤35を介して接着されている。また，該上部基材層
100の上面には導体回路940が形成されている。

次に上記電子部品搭載用基板１の製造方法につき，第
2A図〜第2F図を用いて説明する。

まず，第2A図に示すごとく，基材10の裏側に，放熱板
配設用の凹所11をザグリ加工により設ける。該凹所11
は，側壁12と天井面111を有する。また，基材10は，銅
箔19を貼った銅張積層板である。

次に，第2B図に示すごとく，上記凹所11内に接着剤３
を介して放熱板２を接着する。このとき，接着剤３は，
凹所11の天井面111と放熱板２の間に，及び凹所11の側
壁12と放熱板２の側壁21との間，即ち対向部分120内に
充填される。また，接着剤３は，対向部分120の開口部1
21より外部にはみ出し（溢流）て，はみ出し部31を形成
している。そのため，放熱板２と凹所11との間は，接着
剤によって完全に満たされている。

次に，第2C図に示すごとく，上記対向部分120におい
て基材10と放熱板２との両者にまたがるザグリ加工を行
い，露出凹部４を形成する。該露出凹部４の天井面は，
基材１に形成された段部14と，放熱板２に形成された段
部21と，両者の間に露出した接着剤３の露出面32とより
なり，これらは同一面上にある。

一方，基材の表側においては，電子部品搭載用凹部13
をザグリ加工により形成し，放熱板２の背面を露出させ
る。また，該電子部品搭載用凹部13においては，その側
壁131と接着剤の露出面33とは同一面上にある。また，
該電子部品搭載用凹部13は，前記凹所11よりも小さい穴
である。

次に，第2D図に示すごとく，基材10の裏側において，
放熱板2,露出凹部4,基材10の表面に連続した金属メッキ
層75を形成する。また，基材10の表側においても電子部
品搭載用凹部13に金属メッキ層76を形成する。これら金
属メッキ層の形成は，同時に行う。

次に，第2E図に示すごとく，導体回路94の形成を行
う。その後，第2F図に示すごとく，基材10の導体回路94
の上にプリプレグ接着剤35を介して上部基材層100を積
み重ね，加熱圧着して，これらを接合する。上記上部基
材層100は，表面に導体回路940を有する。また，プリプ
レグ接着剤35及び上部基材層100は，基材10の電子部品
搭載用凹部13の部分に開口部350,105を有している。

以上により，多層電子部品搭載用基板が製造される。
このものは，前記第１図に示したものと同様である。

また，前記第2E図，第３図に示すごとく，上記多層電
子部品搭載用基板１の裏側は，基材10の上に連続した金
属メッキ層75が形成されている。

次に，作用効果につき説明する。

上記のごとく，本例の多層電子部品搭載用基板１は，
前記対向部分120において，基材１と放熱板２にまたが
る露出凹部４を形成し，基材1,露出凹部4,放熱板２に連
続した金属メッキ層75を設けている。そして，上記露出
凹部４においては，第2C図に示すごとく，基材の段部14
と接着剤の露出面32と放熱板の段部21が同一面上にあ
る。そのため，金属メッキ層75が，これらの表面に確実
に連続形成される。

また，本例では，第2B図に示すごとく，放熱板２の接
着に当たり，接着剤３のはみ出し部31を形成させてい
る。そのため，接着剤３は，放熱板２と凹所11との間に
完全に充填される。そして，このはみ出し部31は，第2C
図に示すごとく，ザグリ加工による露出凹部４形成の際
に除去される。

それ故，露出凹部４の表面には，必ず接着剤３の露出
面32が形成され，前記金属メッキ層75が確実に形成され
る。また，そのため，従来のごとく，接着剤のはみ出し
防止，接着剤の充填等のために，接着剤量の調整を行う
必要がない。

また，本例の多層電子部品搭載用基板は，基材10に導
体回路94を，上部基材層100に導体回路940を設けて多層
状に構成している。そのため，多数の導体回路を形成で
き，高機能である。

また，従来技術のごとく対向部分の間隔を大きくする
必要がない。そのため，放熱板は，凹所内に，できるだ
け大きく配設することができ，放熱性が向上する。ま
た，放熱板，露出凹部，基材裏側に，連続した金属メッ
キ層75が形成されているので，電子部品搭載部分に基材
裏側から湿気が浸入することもない。

なお，上記第１実施例においては，下記の態様を採用
することもできる（特願平１−291756号参照）。

即ち，電子部品搭載用凹部の金属メッキ層76は，上例
では，その側壁と底面に形成したが，該金属メッキ層76
は電子部品搭載用凹部の開口部周縁にも形成することが
できる。また，該金属メッキ層76は，電子部品搭載用凹
部の側壁上方には設けないこと，電子部品搭載用凹部の
底面には設けないことという態様も取りうる。

また，電子部品搭載用凹部13内に搭載した電子部品の
回路端子は，通常は，基材表面の導通回路の端子にワイ
ヤーによりボンディングする。しかし，場合によって
は，電子部品のアース端子の１つを放熱板自体に直接ボ
ンディングしてアースすることもできる。

更に，放熱板には，放熱用フィンを接合して，放熱性
を高めることもできる。

第２実施例 本例は，第４図〜第６図に示すごとく，第１実施例に
おける露出凹部４の形状を種々変えたものである。

即ち，第４図に示す露出凹部４は，半円状で基材１の
円弧状面141と，接着剤の露出面32と，放熱板の円弧状
面212とよりなる。

また，第５図に示す露出凹部４は，三角状で，基材１
の斜面142と，接着剤の露出面32と放熱板の斜面213とよ
りなる。

更に，第６図に示す露出凹部４は，略楕円状で，基材
１の弧面143と接着剤の露出面32と，放熱板の弧面214と
よりなる。

上記いずれの露出凹部においても，上記の各表面は，
連続した面上にある。それ故，第１実施例と同様に，そ
の表面には連続した金属メッキ層を確実に形成でき，同
様の効果を得ることができる。

第３実施例 上記第１実施例における具体例について示す。

本例においては，基材10,上部基材層100として，ビス
マレイミド−トリアジン樹脂（BT樹脂）材の銅張積層板
を用いた。

放熱板配設用の凹所11は，深さ1.2mm,タテ，ヨコ各20
mmの角状凹所とした。放熱板２としては銅板を用い，そ
の厚みは1.2mm,タテ，ヨコ各19.8mmの角板であった。そ
のため，凹所11と放熱板２間の対向部分120のクリアラ
ンスは，約0.1mmである。

接着剤3,35としては,BT樹脂のプリプレグ接着剤を用
いた。その接着にあたっては,170℃で加熱圧着した。こ
のとき，はみ出し部31の高さは約0.1mmであった。ま
た，露出凹部４（第2C図）の深さは,0.1mm,幅1.0mmであ
った。該露出凹部４は対向部分120に沿って四角環状を
呈している。

金属メッキ層75,76は，無電解方法又は電解方法によ
り形成し，金属メッキ層の厚みは約20μｍであった。ま
た，金属メッキ層75は，放熱板2,露出凹部4,基材裏側面
に連続して，確実に形成されていた。金属メッキ層76も
同様に連続形成されていた。

なお，比較のために，第2B図に示すごとく，接着剤の
はみ出し部31があるままで，金属メッキ層75の形成を行
った。その結果，接着剤のはみ出し部31において，金属
メッキ層が被覆されていないメッキ不良部分を，各所で
生じていた。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は第１実施例の電子部品搭載用基板を示
し，第１図はその断面図，第2A図〜第2F図はその製造工
程説明図，第３図は第2E図の裏面図，第４図〜第６図は
第２実施例における露出凹部の形状を示す図，第７図〜
第９図は従来の電子部品搭載用基板を示し，第７図はそ
の１例の断面図，第８図はその問題点を示す断面図，第
９図は他の従来の電子部品搭載用基板の断面図である。 １……電子部品搭載用基板， 10……基材， 100……上部基材層， 11……凹所， 12……凹所側壁， 13……電子部品搭載用凹部， 120……対向部分， ２……放熱板， 21……放熱板側壁， ３……接着剤， 31……はみ出し部， ４……露出凹部， 75,76……金属メッキ層，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 23/12 H01L 23/34 - 23/473 H05K 1/02 H05K 3/46

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導体回路を有する基材と，該基材に設けた
   電子部品搭載用凹部と，その反対側に設けた該電子部品
   搭載用凹部よりも大きい径の凹所と，該凹所内に接着剤
   を介して固着されその背面を上記電子部品搭載用凹部に
   露出させた放熱板と，上記基材の上に積層され導体回路
   を有する上部基材層とよりなる多層状の電子部品搭載用
   基板であって， 基材裏側における上記凹所の側壁と放熱板の側壁とが対
   向している対向部分には，基材と放熱板の両者にまたが
   ると共に上記接着剤を同一表面上に露出させた露出凹部
   を設けてなり， かつ上記放熱板と露出凹部と基材裏側には連続した金属
   メッキ層が被覆してあることを特徴とする多層電子部品
   搭載用基板。
2. 【請求項２】基材裏側に，放熱板接合用の凹所を設け， 該凹所には接着剤を介して放熱板を接着すると共に該接
   着剤を基材裏側における凹所側壁と放熱板側壁との対向
   部分の開口部近くまで充填し， ついで，該対向部分において基材と放熱板との両者にま
   たがるザグリ加工を行い，上記接着剤を露出させた露出
   凹部を形成し，更に基材表側において基材及び接着剤を
   貫通して放熱板の上部までザグリ加工を行って電子部品
   搭載用凹部を形成し， ついで，上記放熱板と露出凹部と基材裏側面との間に連
   続した金属メッキ層を形成し， その後，上記基材の上に導体回路を有する上部基材層を
   積層接着することを特徴とする多層電子部品搭載用基板
   の製造方法。
3. 【請求項３】第２請求項において，放熱板を凹所に接着
   するに当たり，接着剤は上記対向部分の開口部にはみ出
   させることを特徴とする多層電子部品搭載用基板の製造
   方法。