JP2930133B2 - 印刷配線板複合構造体 - Google Patents

印刷配線板複合構造体

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Description

【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明は請求項１の上位概念に記載の印刷配線板複合
構造体に関する。
電気素子から印刷配線板へ放出される損失電力をでき
るだけ良好に放散することができるように、印刷配線板
が適当な接着剤を用いて冷却体の上に面接触により接着
される。この場合印刷配線板はセラミックサブストレー
トから成り、例えば６×４インチの面積を有する。印刷
配線板の下に設けられた冷却体はアルミニュウムプレー
ト等から成り、前記冷却体は接着されたセラミックの印
刷配線板の表面に当接して装着される。一方でこの複合
構造体では、接着剤は十分な弾性が必要であり、ひいて
は接着剤の弾性によりセラミックサブストレートとアル
ミニュウムプレートの異なる熱膨張を補償できることが
要求される。他方接着剤はできるだけ良好な熱伝導率を
有するものとし、それにより電気素子から放出される熱
（損失電力）をアルミニュウムプレートへできる限り良
好に伝導することができ、それによって電気素子はあま
り加熱されない。接着剤がより良好な熱伝導率を有する
ように接着剤の中に例えば金属粒子、セラミック粒子あ
るいは熱伝導率の高いその他の材料を添加することがで
きる。しかし接着剤の弾性は、接着剤の中に添加される
熱伝導粒子を、多くすればするほど減少する。その結果
として、接着層を熱伝導率のあまり良くない弾性の高い
接着剤の場合よりも厚く形成しなければならない。しか
し熱伝導粒子を添加した接着剤の接着層を厚くすると、
良好な熱伝導を阻害する。さらに、熱伝導粒子を加えた
接着剤は、熱伝導粒子を添加しない接着剤よりも著しく
接着性が劣る。
発明の効果 これに対して請求項１の特徴部分に記載の複合構造体
は、高い損失電力と熱が生じるちょうどその位置でこの
領域につけられた熱伝導ペーストを介して冷却体への非
常に良好な熱伝導が保証されるという利点がある。たい
して熱が生じないその他の領域は、高弾性接着層を介し
て冷却体として用いられている基板に接合され、その際
印刷配線板と基板との熱膨張率の差を考慮するためには
高弾性接着層の薄い層で十分である。
弾性のある接着剤は良好な接着性を有しているので、
印刷配線板と基板との間の非常に良好な機械的接合がな
される。薄い接着層はさらに、熱伝導ペーストを有する
アイランドが対応するわずかな厚さの層を有し、従って
損失電力を発生する電気素子の領域における電気素子の
下に設けられた冷却体への熱伝導を助長するという結果
を生む。
アイランドは有利には熱伝導ペーストから成るが、特
別な使用例ではその他の材料を用いることも可能であ
る。例えば熱伝導粒子を多量に加えて熱伝導率をその他
の接着層の熱伝導率よりもかなり高くした接着剤を用い
ることも可能である。
高い熱伝導率を有するアイランドの配置はセラミック
サブストレート上の厚膜回路に使用すると特に有利であ
り、セラミックサブストレートは金属製の冷却体の上に
接着されている。セラミックサブストレートと例えばア
ルミニウムの冷却体との熱膨張率の相違は本発明による
中間層の形成により非常によく考慮される。
特に、大型の複合構造体では印刷配線板と基板との間
にスペーサー部材を表面上に分散して配置すると非常に
有利である。スペーサー部材としてはここでは点接着
体、ガラスの玉等を用いることができる。スペーサー部
材の利点は、接着過程のあいだ印刷配線板を押圧しその
際印刷配線板と基板との間の均一な間隔を保証するとい
うことである。このようにして一定の状態すなわち中間
層が全面にわたって均一な厚さを有するように保持され
る。
複合構造体を製造するために接着層はそのアイランド
形の空間がスクリーン印刷法あるいはピントランスファ
法で設けられている。ピントランスファ法は多数の互い
に密に隣接して設けられたトランスファニードルを用
い、トランスファニードルはまずトランスファ工程のた
めに接着剤の中に浸され、次いで接着剤をつけるべき基
板の表面上に載置される。
図面 次に本発明を図面を用いて詳細に説明する。
第１図は第２図の切断線ABに沿って切断した複合構造
体の縦断面図であり第２図は第１図に示す複合構造体の
平面図である。
第１図に示されている複合構造体は、冷却体として用
いられる基板１、中間層２及び印刷配線板３から成り、
印刷配線板３の表面には高い損失電力を発生する電気素
子4,5及び損失電力の小さな電気素子12,13が配置されて
いる。基板１は実施例ではアルミニウムから成り、一方
印刷配線板３はセラミックサブストレートである。セラ
ミックサブストレートの表面にはここでは図示されてい
ないが、電気素子4,5,12,13を電気的に接続する導体路
が設けられている。
中間層２は接着層６と熱伝導ペースト９でできたアイ
ランド7,8とから成る。
アイランド7,8の表面は第２図において破線10で示さ
れている。この場合アイランド7,8の表面はその上に設
けられた電気素子4,5の面よりも大きく形成されている
ことは明白である。アイランド7,8の面積を若干大きく
することにより基板１に対する熱放散を改善することが
できる。
電気素子は任意の組立技術によって例えばチップ ア
ンド ワイヤー,PLCC,TO,フリップチップ等のパッキン
グされたあるいはパッキングされない構造として、印刷
配線板上に固定することもできる。
印刷配線板３は接着層６（第１図）が固まる間、接着
層６上に押圧される。接着層には、スペーサー部材11が
その表面にわたって分散して配置されており、スペーサ
ー部材11はあらかじめ付着され硬化される点接着体とし
て形成される。このために適当な小さなガラスの玉等の
スペーサー部材を用いることができる。印刷配線板３を
スペーサー部材11に押圧することによって、中間層２を
全面にわたって均等な厚さにすることが保証される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲルストナー，ローラント ドイツ連邦共和国 Ｄ―7410 ロイトリ ンゲン ３ ラインヴィーゼンシュトラ ーセ 31 (56)参考文献 特開 平１−186700（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−114286（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−188999（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05K 7/20

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】印刷配線板が冷却体として用いられる基板
    上に接着され、前記基板は前記印刷配線板とは別の熱膨
    張率を有し、前記印刷配線板の自由な上面に１つまたは
    複数の損失電力を発生する電気素子（4,5）が配置され
    ている、印刷配線板複合構造体において、前記の印刷配
    線板（３）と基板（１）との間に、種々の熱膨張率を有
    する当該の印刷配線板（３）と基板（１）との間の接
    合、結合を行わせる弾性的接着層（６）が設けられてお
    り、ここで、前記接着層（６）は、当該の２つの構成要
    素である印刷配線板及び基板の相異なる熱膨張率を可及
    的に補償するものであり、 印刷配線板（３）と基板（１）との間の弾性的接着層
    （６）が設けられた領域において、上方に損失電力を発
    生する電気素子（4,5）が配置されている領域に、前記
    接着層（６）に比して比較的に高い熱伝導率を有するア
    イランド（7,8）が印刷配線板（３）と基板（１）との
    間に形成されており、それにより、損失電力を発生する
    電気素子の熱が前記の接着層（６）に比して高められた
    熱伝導率を有するアイランド（7,8）を介して冷却体と
    しての前記基板（１）に導出、放出されるように構成さ
    れていることを特徴とする印刷配線板複合構造体。
  2. 【請求項２】アイランド（7,8）は熱伝導ペースト
    （９）から成ることを特徴とする請求項１に記載の複合
    構造体。
  3. 【請求項３】印刷配線板（３）が導電性及び／又は絶縁
    性構造のセラミックサブストレートから成り、基板
    （１）はアルミニュウムから成りかつ高弾性接着層
    （６）を介して機械的に接合されていることを特徴とす
    る請求項１または２に記載の複合構造体。
  4. 【請求項４】印刷配線板（３）は厚膜回路を有するセラ
    ミックサブストレートとして形成され、前記厚膜回路上
    にパッキングされたあるいはパッキングされない半導体
    が電気素子（4,5）として接着されていることを特徴と
    する請求項１から３のいずれか１項に記載の複合構造
    体。
  5. 【請求項５】印刷配線板（３）と基板（１）との間にス
    ペーサー部材（11）がその表面上に分散して配置されて
    いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に
    記載の複合構造体。
  6. 【請求項６】スペーサー部材（11）が硬化された点接着
    体として取付けられていることを特徴とする請求項５に
    記載の複合構造体。
  7. 【請求項７】まず基板（１）上へ又は印刷配線板（３）
    上へスペーサー部材（11）を取付け次に接着剤のないア
    イランド（7,8）を有する接着層（６）を付着し、空い
    ているアイランド（7,8）の中へ熱伝導ペースト（９）
    を充填し、印刷配線板（３）を接着層（６）上へ押圧
    し、接着剤に圧力を加えながら硬化させることを特徴と
    する請求項１から６に記載の複合構造体の製造方法。
  8. 【請求項８】接着剤及び／又は熱伝導ペースト（９）を
    基板（１）上へスクリーン印刷法又はピントランスファ
    で取り付けることを特徴とする請求項７記載の方法。
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