JP4151760B2 - 金属板積層配線基板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線パターンが層間接続体で導電接続された低電力用配線領域と、高電力用配線領域と、少なくともその高電力用配線領域に積層された金属板とを備える金属板積層配線基板、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配線基板の表面に実装される電子部品は、実装の高密度化や部品の高性能化に伴ない発熱量が増加しているため、その発熱量を配線基板を通して放熱させる事が必要とされている。また、電源基板、インバーター基板等の大電流を導通させる配線基板では、電気導通効率と導通熱の放熱のために導体厚さを部分的に大きくする必要がある。そのために配線基板へ金属板を積層したり、パターン導体用の銅箔厚さを厚くしたり、メッキスルホールで発熱や大電流を表層から表層の下にある層や金属板に伝導する等の対策が行われていた（例えば特開２００２−４３５１０号公報参照）。
【０００３】
より具体的には、ベースとなる銅、アルミニウム等の金属板上に絶縁樹脂、発熱部品実装用の厚い銅箔からなるパターン領域、それらの電子部品を制御する回路用の薄い銅箔からなるパターン領域を形成し、表層パターンに部品実装用ランドを形成して、電子部品を半田付け、ワイヤーボンディング等の方法で実装できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような金属ベース配線基板では、厚い銅箔と薄い銅箔の厚さが異なるため、別々にエッチングでパターン形成してから、金属ベース上の絶縁樹脂上に積層・形成する必要があった。このため、一般に配線パターンによって両者の領域を直接電気的に接続する事ができず、 半田付け、ワイヤーボンディング等の方法で部品実装時に接続する必要があり、 加工の手間とそのコストが発生する。
【０００５】
また、一般に金属板は絶縁樹脂層と一体で基板素材時より接着・接合されており、重量があるため、取り扱いや加工が困難であった。更に、銅箔を回路に加工する工程でメッキやエッチング加工の薬品から金属板を隔離、保護するためのマスキングを形成する工程が必要で、量産性が低く、コストが高くなっていた。また、回路パターンの加工は細密なパターンの場合には、良品歩留まりが低下するが、廃棄する不良品は金属板付きなので不良コストが高くなる。層間の電気接続と放熱を担うスルホールは、通常銅メッキで形成され、ドリルで形成した穴の内面に例えば０．０２ｍｍ程度の厚さでメッキされ、スルホールの中心部は中空なので電気伝導性や熱伝導性は充分ではなかった。また、 繰り返しの発熱、 冷却でスルホール内の銅メッキが疲労、 切断する危険があった。
【０００６】
一方、近年メッキスルホールやインナービアを金属柱に置き換えた多層配線基板の製造方法が各種提案され、層間の電気導通や接続信頼性の点では著しい改善が可能となっている（例えばＷＯ００／５２９７７号公報参照）。しかし、この技術を金属板積層配線基板に適用したものは、これまで知られておらず、上記のような金属板積層配線基板に特有の上記課題は未だ改善されていない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、パターン厚みがより厚い高電力用配線領域を、低電力用配線領域の層間接続体を形成する際に同時に形成することで、生産性の向上、製造プロセスの短縮、及びコスト削減が図れる金属板積層配線基板を提供することにある。更に、金属板が予め積層されることによる取り扱い性、加工性、及び不良品コストの問題を解消することができる金属板積層配線基板の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の金属板積層配線基板は、上下の配線パターンが層間接続体で導電接続された低電力用配線領域と、高電力用配線領域と、少なくともその高電力用配線領域に積層された金属板とを備える金属板積層配線基板において、前記高電力用配線領域は、低電力用配線領域の下側の配線パターンと同じ厚みで形成された基準パターン部と、その上側表面に周囲の絶縁層と略同じ厚みの層間パターン部とで形成された積層パターンを有すると共に、前記層間パターン部及び前記低電力用配線領域の層間接続体は、エッチングにより形成された第１金属層と、その第１金属層のエッチング時に耐性を示し、その第１金属層より前記基準パターン部側および前記下側の配線パターン側に設けられた第２金属層とを、各々有することを特徴とする。ここで、高電力用配線領域とは、配線パターンの厚みが低電力用配線領域より厚いパターンを有する領域を指す。
【０００９】
本発明の金属板積層配線基板によると、高電力用配線領域の層間パターン部と低電力用配線領域の層間接続体とが、エッチングにより形成された第１金属層とその第１金属層のエッチング時に耐性を示す第２金属層とを有するため、第１金属層と第２金属層とを順次選択的にエッチングすることで、パターン厚みがより厚い高電力用配線領域の積層パターンを、低電力用配線領域の層間接続体を形成する際に同時に形成することができる。このため、両者の領域を別々に作製して積層する工程が不要となり、生産性の向上、製造プロセスの短縮、及びコスト削減が図れるようになる。
【００１０】
上記において、前記高電力用配線領域と前記低電力用配線領域とが、前記配線パターン又は前記積層パターンにより導電接続されていることが好ましい。この場合、従来は両者の領域が別々に作製されていたため別途導電接続する必要が有ったところ、配線基板のパターンで両者を導電接続しているため、追加で導電接続する場合にもその配線を少なくすることができる。
【００１１】
また、前記層間パターン部の第１金属層が、前記金属板側に配置されて積層されていることが好ましい。この場合、エッチング回路パターンの実装面が通常配線基板のパターンと逆向きになるため、パターン実装面が広くなり実装性が上がる。
【００１２】
一方、本発明の金属板積層配線基板の製造方法は、上下の配線パターンが層間接続体で導電接続された低電力用配線領域と、高電力用配線領域とを備え、前記高電力用配線領域は、低電力用配線領域の下側の配線パターンと同じ厚みで形成された基準パターン部と、その上側表面に周囲の絶縁層と略同じ厚みの層間パターン部とで形成された積層パターンを有すると共に、前記層間パターン部及び前記低電力用配線領域の層間接続体は、エッチングにより形成された第１金属層と、その第１金属層のエッチング時に耐性を示し、その第１金属層より前記基準パターン部側および前記下側の配線パターン側に設けられた第２金属層とを、各々有する配線基板に対し、少なくともその高電力用配線領域に金属板を積層一体化する工程を含むことを特徴とする。本発明の製造方法によると、配線基板を形成した後に金属板を積層一体化するため、金属板が予め積層されることによる取り扱い性、加工性、及び不良品コストの問題を解消することができる。具体的には、従来の金属板、絶縁層の複合材料の外形加工は材料の加工性に差があるため困難を伴ない、バリの発生、金属板の剥離等が発生するが、本発明では配線基板と金属板を別々に外形加工して接着することができ、前述の問題が発生しない。また、金属板を後で積層することにより、構造の自由度が高まり、例えば配線基板の発熱部のみに配線基板よりサイズの小さい金属板を接着し全体を軽量化する。また、反対に金属板のサイズを配線基板より大きくし、放熱性を向上させることもできる。更に、金属板に複数の配線基板を一括積層し、その後に個々の金属板積層配線基板に切断することも可能である。
また、層間パターン部と層間接続体とが、エッチングにより形成された第１金属層とそのエッチング時に耐性を示す第２金属層とを有するため、第１金属層と第２金属層とを順次選択的にエッチングすることで、パターン厚みがより厚い高電力用配線領域の積層パターンを、低電力用配線領域の層間接続体を形成する際に同時に形成することができる。このため、両者の領域を別々に作製して積層する工程が不要となり、生産性の向上、製造プロセスの短縮、及びコスト削減が図れるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、構造、製法の順で説明する。
【００１５】
〔構造〕
図１は、本発明の金属板積層配線基板の一例を示す断面図である。本発明の金属板積層配線基板は、図１に示すように、配線パターン１１が層間接続体１２で導電接続された低電力用配線領域Ａ１と、高電力用配線領域Ａ２と、少なくともその高電力用配線領域Ａ２に積層された金属板１とを備える。金属板１の積層によって放熱効果を高めることができる。本実施形態では、低電力用配線領域Ａ１と高電力用配線領域Ａ２とを形成した配線基板ＷＢに対し、これと同じ大きさの金属板１を良伝熱性の絶縁層２を介して積層一体化してある例を示す。
【００１６】
本発明では、高電力用配線領域Ａ２は、低電力用配線領域Ａ１の配線パターン１１ａと同じ厚みで形成された基準パターン部２１ａの表面に周囲の絶縁層３と略同じ厚みの層間パターン部２２を形成した積層パターンＳＰを有する。
【００１７】
層間パターン部２２及び低電力用配線領域Ａ１の層間接続体１２は、エッチングにより形成された第１金属層Ｍ１と、その第１金属層Ｍ１のエッチング時に耐性を示し前記基準パターン部２１ａ側に設けられた第２金属層Ｍ２とを有する。低電力用配線領域Ａ１の層間接続体１２は、一般的には円柱状又は四角柱状に形成される。
【００１８】
積層パターンＳＰは、基準パターン部２１ａと層間パターン部２２とで構成されていてもよいが、図１に示すように、層間パターン部２２の上面に上層パターン部２３を有していてもよい。
【００１９】
上層パターン部２３と上層の配線パターン１１ｂとが形成された絶縁層３は、ソルダーレジスト５で被覆され、その開口部から露出する上層パターン部２３と上層の配線パターン１１ｂには、貴金属等による表面メッキ層６が形成される。
【００２０】
図２は、本発明の金属板積層配線基板の他の例を示す断面図である。この実施形態では、積層数を増やすと共に、高電力用配線領域Ａ２と低電力用配線領域Ａ１とが、配線パターン７により導電接続されている。具体的には、低電力用配線領域Ａの配線パターン１１ａと高電力用配線領域Ａ２の基準パターン部２１ａとが、配線パターン７を介して一体的に形成されている。但し、配線パターン７の代わりに、積層パターンＳＰにより、高電力用配線領域Ａ２と低電力用配線領域Ａ１とを導電接続してもよい。
【００２１】
また、高電力用配線領域Ａ２の積層パターンＳＰは、基準パターン部２１ａの下層にも別の層間パターン部２４を備えており、これが下層の絶縁層４を貫通している。この層間パターン部２４が広い面積で良伝熱性の絶縁層２に接しているため、絶縁層２を介した金属板１からの放熱が良好に行える。これは低電力用配線領域Ａ１の配線パターン１１ａの下層に設けた放熱パターン部１４についても同様である。
【００２２】
図３は、本発明の金属板積層配線基板の他の例を示す断面図である。この実施形態では、図２に示す形態より配線層の数を増やして、高電力用配線領域Ａ２と低電力用配線領域Ａ１とが、複数層の配線パターン７により導電接続されるようにしている。
【００２３】
この例では、高電力用配線領域Ａ２の積層パターンＳＰは、基準パターン部２１ａ、層間パターン部２２、上層の基準パターン部２１ｂ、層間パターン部２２、及び上層パターン部２３が積層された構造である。そして、基準パターン部２１ａ及び上層の基準パターン部２１ｂが、低電力用配線領域Ａ１の配線パターン１１ａ，１１ｂと配線パターン７を介して一体的に形成されている。
【００２４】
基準パターン部２１ａから連続する最下層の配線パターン７は、出来るだけ面積が広くなるように設計することで、絶縁層２を介した金属板１からの放熱がより良好に行えるようになる。
【００２５】
図４は、本発明の金属板積層配線基板の他の例を示す断面図である。この実施形態では、図１〜図３に示す形態とは逆向きに配線基板ＷＢが金属板１に積層されており、金属板１が配線基板ＷＢより大面積である例を示す。つまり、層間パターン部２２の第１金属層Ｍ１が、金属板１側に配置されて積層されている。
【００２６】
この例でも、図４に示すように、配線パターン１１が層間接続体１２で導電接続された低電力用配線領域Ａ１と、高電力用配線領域Ａ２と、少なくともその高電力用配線領域Ａ２に積層された金属板１とを備える。
【００２７】
また、高電力用配線領域Ａ２は、低電力用配線領域Ａ１の配線パターン１１ａと同じ厚みで形成された基準パターン部２１ａの表面に周囲の絶縁層３と略同じ厚みの層間パターン部２２を形成した積層パターンＳＰを有する。
【００２８】
層間パターン部２２及び低電力用配線領域Ａ１の層間接続体１２は、エッチングにより形成された第１金属層Ｍ１と、その第１金属層Ｍ１のエッチング時に耐性を示し前記基準パターン部２１ａ側に設けられた第２金属層Ｍ２とを有する。積層パターンＳＰは、基準パターン部２１ａ、層間パターン部２２、下層の基準パターン部２１ｃ、及び下層の層間パターン部２４とが積層されて構成されている。この実施形態においても、図２〜図３に示す構造のように、高電力用配線領域Ａ２と低電力用配線領域Ａ１とを、配線パターン７又は積層パターンＳＰにより導電接続してもよい。また、基準パターン部２１ａと配線パターン１１ａのソルダーレジスト５の開口部から露出する部分には、貴金属等による表面メッキ層６を形成してもよい。
【００２９】
配線基板ＷＢより大面積の金属板１は、配線基板ＷＢが積層されていない部分に放熱フィンや放熱用の枠体等の取付け穴１ａを有している。この例とは逆に、配線基板ＷＢより小面積の金属板１を積層してもよい。なお、本発明における金属板１は、配線基板ＷＢを積層するためのプレート部を有していればよく、放熱効率を高めるためのリブ、ポスト、バンプ等を有していてもよい。
【００３０】
層間パターン部２２の第１金属層Ｍ１が、金属板１側に配置されて積層されている構造では、エッチングしたパターンの実装面が通常配線基板のパターンと逆向きになるためパターン実装面が広くなり実装性が上がる。つまり、通常エッチングで銅箔を加工しパターンを形成する場合、銅箔表面から底面に向けて順次エッチングしていくため表面（トップ面) はエッチング過多となり面積が狭く、 反面底面（ボトム面) はエッチング不足により面積が大きくなる。断面形状は台形となり実作業ではエッチングラインの速度を調節する事でトップ、 ボトムの面積を許容範囲内に収める事をしている。上記構造では、ボトム面を部品実装パターンとして利用できる。そのためエッチング過多によるパターンの痩せがなく、 エッチングの条件緩和により生産性の向上と実装面積が広いことにより実装性の向上が見込まれる。
【００３１】
以上のような、本発明の金属板積層配線基板は、例えば高電力用配線領域Ａ２には、電子制御用回路を構成する半導体素子であるパワー素子等が実装され、また、低電力用配線領域Ａ１には、制御回路を構成する各種の電子部品が実装される。
【００３２】
（製法）
図５〜図９は、本発明の金属板積層配線基板の製造方法の一例を示す工程図である。この例は、図４に示す金属板積層配線基板を製造する場合に対応している（但し、配線基板ＷＢと金属板１の面積は同じ）。
【００３３】
まず、図５（１）に示すように、配線基板ＷＢのサイズと形状に合わせた回路用金属板３１を用意する。この回路用金属板３１は、後のハーフエッチングにより基準パターン部２１ａと配線パターン１１ａになる部材である。従って、回路用金属板３１の材質としては、銅、銀、ニッケル、錫、銅合金等が使用できるが、銅、又は銅合金が好ましい。回路用金属板３１の厚みは、配線パターン１１ａより厚ければよく、例えば１０〜３００μｍのものが使用できる。
【００３４】
次に、図５（２）に示すように、回路用金属板３１の両面に、第１金属層のエッチング時に耐性を示す第２金属層となる層３２を形成する。層３２の形成方法は、無電解メッキや、無電解メッキと電解メッキの組合せ、その他、スパッタ、蒸着と電解メッキの組合せなど何れでもよいが、電解メッキが好ましい。層３２の厚みは、０．５〜１０μｍが好ましい。
【００３５】
層３２を構成する金属（即ち第２金属層Ｍ２を構成する金属）としては、銅のエッチング時に耐性を示す金属として、金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金合金等が使用される。
【００３６】
上記の電解メッキは、周知の方法で行うことができるが、一般的には、対象となる回路用金属板３１をメッキ浴内に浸漬しながら、それを陰極とし、メッキする金属の金属イオン補給源を陽極として、電気分解反応により陰極側に金属を析出させることにより行われる。
【００３７】
次に、図５（３）に示すように、両面に形成された層３２に対して、後に層間パターン部２２及び層間接続体１２の第１金属層Ｍ１となる層３３を形成する。層３３の形成は、電解メッキにより行うのが好ましい。層３３を構成する金属（即ち第１金属層Ｍ１を構成する金属）としては、銅、銀、ニッケル、錫、銅合金等が使用できるが、銅、又は銅合金が好ましい。層３３の厚みは、例えば２０〜２００μｍであり、この厚みが得られる層間パターン部２２等の高さに相当する。
【００３８】
つまり、本発明では、層間パターン部２２及び低電力用配線領域Ａ１の層間接続体１２は、エッチングにより形成された第１金属層Ｍ１と、その第１金属層Ｍ１のエッチング時に耐性を示し基準パターン部２１ａ側に設けられた第２金属層Ｍ２とを有することが好ましい。
【００３９】
次に、図５（４）に示すように、層３３を選択的にエッチングした後、層３２を選択的にエッチングして、層間パターン部２２及び層間接続体１２を形成する。その際、裏側の層３３と層３２とはエッチングにより除去される。
【００４０】
最初の選択的にエッチングの際には、層間パターン部２２及び層間接続体１２を形成する位置と形状に合わせて、層３３の表面にエッチングマスクを形成しておく。マスクの形成方法としては、各種の印刷法により成形する方法、フォトレジスト用のドライフィルムや感光性樹脂を露光・現像して成形する方法、転写により形成する方法、金属系レジストを用いた方法など何れでもよい。
【００４１】
層３３のエッチングには、例えば、層３３が銅であり、層３２が前述の金属（金属系レジストを含む）の場合、市販のアルカリエッチング液、過硫酸アンモニウム、過酸化水素／硫酸等が使用できる。
【００４２】
層３２のエッチングには、例えば、層３３が銅であり、層３２が前述の金属（金属系レジストを含む）の場合、はんだ剥離用として市販されている、硝酸系、硫酸系、シアン系などの酸系のエッチング液等を用いるのが好ましい。
【００４３】
マスクの除去は、薬剤除去、剥離除去など、マスクの種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、スクリーン印刷により形成された感光性のインクである場合、アルカリ等の薬品にて除去される。また、ドライフィルムレジストの場合、メチレンクロライドや水酸化ナトリウム等が用いられる。
【００４４】
次に、図６（５）に示すように、層間パターン部２２及び層間接続体１２が表面に露出した絶縁層３を形成する。絶縁層３の形成は、まず、表面に絶縁層を形成するための絶縁材の塗布又は積層を行う。絶縁材としては、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等を液状又はシート状で用いることができ、これを各種方法で、層間パターン部２２等の高さよりやや厚くなるように塗布又は積層した後、加熱又は光照射等により硬化させればよい。塗布又は積層の方法としては、ホットプレス及び各種コーターが用いられる。
【００４５】
次に、硬化した絶縁材を研削・研磨等することにより、層間パターン部２２等の上面を露出させる。研削の方法としては、ダイヤモンド製等の硬質刃を回転板の半径方向に複数配置した硬質回転刃を有する研削装置を使用する方法が挙げられ、当該硬質回転刃を回転させながら、固定支持された配線基板の上面に沿って移動させることによって、上面を平坦化することができる。また、研磨の方法としては、ベルトサンダ、バフ研磨等により軽く研磨する方法が挙げられる。
【００４６】
次に、図６（６）に示すように、後の工程で下層の基準パターン部２１ｃ及び配線パターン１１ｂとなる層３４を形成する。層３４を構成する金属としては、銅、銀、ニッケル、錫、銅合金等が使用できるが、銅、又は銅合金が好ましい。層３４の形成方法としては、無電解メッキや、無電解メッキと電解メッキの組合せ、その他、スパッタ、蒸着と電解メッキの組合せなど何れでもよいが、電解メッキを含むことが好ましい。
【００４７】
無電解メッキには、通常、銅、ニッケル、錫等のメッキ液が使用されるが、これらの金属は、層間パターン部２２等を構成する金属と同一でも異なっていてもよい。無電解メッキのメッキ液は、各種金属に対応して周知であり、各種のものが市販されている。一般的には、液組成として、金属イオン源、アルカリ源、還元剤、キレート剤、安定剤などを含有する。なお、無電解メッキに先立って、パラジウム等のメッキ触媒を沈着させてもよい。
【００４８】
次に、図６（７）に示すように、層３４をエッチングして基準パターン部２１ｃ及び配線パターン１１ｂを形成する。その際、裏側の層３４はエッチングで除去される。エッチングは、通常の配線パターン形成と同様に、基準パターン部２１ｃの形状に応じたマスクが使用される。
【００４９】
次に、図７（８）に示すように、層３５と層３６とが順次形成される。層３５は、層３６のエッチング時に、基準パターン部２１ｃ及び配線パターン１１ｂを保護するための層であり、前述の層３２と同様にして形成される。従って、層３５は、第２金属層Ｍ２に相当する。また、層３６は、後の工程で下層の層間パターン部２４となる層であり、前述の層３３と同様にして形成される。従って、層３６は、第１金属層Ｍ１に相当する。
【００５０】
層３５を形成する際、予め銅などを無電解メッキして下地導電層を形成した後、これに層３５を電解メッキして形成するのが好ましい。その場合、層３５のエッチング後に残存する下地導電層は、ソフトエッチングで除去することができる。ソフトエッチングの方法としては、下地導電層を構成する金属に対するエッチング液を、低濃度で使用したり、また緩やかなエッチングの処理条件で使用したりする方法等が挙げられる。
【００５１】
次に、図７（９）に示すように、層３６を選択的にエッチングした後、層３５を選択的にエッチングして、下層の層間パターン部２４を形成する。その際、裏側の層３６と層３５はエッチングにより除去される。
【００５２】
次に、図７（１０）に示すように、層間パターン部２４が表面に露出した絶縁層４を形成する。この絶縁層４は絶縁層３と同様にして形成される。これによって、積層するための配線基板ＷＢが作製される。
【００５３】
次に、図８（１１）に示すように、この配線基板ＷＢの絶縁層４と金属板１とを、良伝熱性の絶縁層２を介して積層一体化させる。つまり、本発明の金属板積層配線基板の製造方法は、配線パターン１１が層間接続体１２で導電接続された低電力用配線領域Ａ１と、配線パターン１１と同じ厚みで形成された基準パターン部２１ｃの表面に周囲の絶縁層４と略同じ厚みの層間パターン部２４を形成した積層パターンＳＰを有する高電力用配線領域Ａ２とを備える配線基板ＷＢに対し、少なくともその高電力用配線領域Ａ２に金属板１を積層一体化する工程を含む。本発明の製造方法において積層に供される配線基板ＷＢは、配線パターン１１と基準パターン部２１ｃがパターン形成前のプレート（回路用金属板３１）であってもよい。
【００５４】
良伝熱性の絶縁層２は、図示したように金属板１と予め一体化していてもよいが、良伝熱性の絶縁層２を配線基板ＷＢ側に形成したり、又は金属板１、絶縁層２、及び配線基板ＷＢを別々に積層してもよい。金属板１の材質としては、アルミニウム、銅、鉄、ステンレスなどが好ましい。
【００５５】
良伝熱性の絶縁層２は加熱加圧により、配線基板ＷＢの絶縁層４又は金属板１に接着可能な材料が使用でき、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の各種熱硬化性樹脂を樹脂成分すとる材料が挙げられる。良伝熱性とするには、セラミックスの粒子を分散させたり、あるいは、絶縁層２の厚みを出来るだけ薄くするのが好ましい。この点及び確実な絶縁性を得る点から、絶縁層２の厚みは、３０〜２５０μｍが好ましい。
【００５６】
次に、図９（１２）に示すように、エッチング後に基準パターン部２１ａと配線パターン１１ａの厚みとなるように、層３１の全体をハーフエッチングして、層３１ａを形成する。ハーフエッチングは、層３１の金属に応じたエッチング液を用いて行われ、濃度の調節やエッチング時間の調節により、厚みを調整することができる。
【００５７】
次に、図９（１３）に示すように、層３１ａをエッチングして、基準パターン部２１ａと配線パターン１１ａを形成する。エッチングは、層３４と同様にして行うことができる。更に、開口部から基準パターン部２１ａと配線パターン１１ａ露出するように、印刷等によりソルダーレジスト５で絶縁層３が被覆される。開口部には必要に応じて、貴金属等による表面メッキ層が形成される。
【００５８】
〔他の実施形態〕
（１）本発明では、以上のような製造方法に代えて、次のような製造方法を実施することも可能である。この実施形態は、図１０に示すように、最初に形成する層間パターン部２２及び層間接続体１２を、ハーフエッチングにより形成する例である。
【００５９】
まず、図１０（１）に示すように、配線基板ＷＢのサイズと形状に合わせたハーフエッチング用金属板４１を用意する。この金属板４１は、次のハーフエッチングにより層間パターン部２２及び層間接続体１２を形成するための部材である。従って、金属板４１の材質としては、銅、銀、ニッケル、錫、銅合金等が使用できるが、銅、又は銅合金が好ましい。
【００６０】
次に、図１０（２）に示すように、金属板４１をハーフエッチングして、プレート部４１ａの上面に層間パターン部２２及び層間接続体１２を形成する。ハーフエッチングの際には、層間パターン部２２及び層間接続体１２を形成する位置と形状に合わせて、金属板４１の片面にエッチングマスクを形成しておく。また、裏面の全面にエッチングマスクを形成してもよい。ハーフエッチングには、例えば、金属板４１が銅の場合、市販のアルカリエッチング液、過硫酸アンモニウム、過酸化水素／硫酸等が使用できる。
【００６１】
次に、図１０（３）に示すように、層間パターン部２２及び層間接続体１２が表面に露出した絶縁層３を形成する。絶縁層３の形成方法は前述したとおりである。更に、図１０（４）に示すように、後の工程で下層の基準パターン部２１ｃ及び配線パターン１１ｂとなる層４２を形成する。層４２は層３４と同様にして形成することができる。以下の工程は、図５〜図８に示す製造方法と同様である。
【００６２】
（２）前述の実施形態では、配線パターンをエッチングで形成する例を示したが、パターンメッキにより配線パターンを形成してもよい。その場合、ドライフィルムレジストなどがメッキレジストとして使用できる。
【００６３】
（３）前述の実施形態では、層３２〜層３６を形成する際に、メッキ等により裏面にも各層を形成し、後にエッチングで裏側の各層を除去する例を示したが、メッキ等の際に裏面にマスク層を形成して、各層が裏面に形成されないようにしてもよい。
【００６４】
（４）前述の実施形態では、本発明の製造方法として、先に作製した配線基板に金属板を積層一体化する例を示したが、本発明の金属板積層配線基板は、この製法に限定されることなく、金属板に配線基板をビルドアップで形成する方法で製造したものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属板積層配線基板の一例を示す断面図
【図２】本発明の金属板積層配線基板の他の例を示す断面図
【図３】本発明の金属板積層配線基板の他の例を示す断面図
【図４】本発明の金属板積層配線基板の他の例を示す断面図
【図５】本発明の金属板積層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（１）〜（４）
【図６】本発明の金属板積層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（５）〜（７）
【図７】本発明の金属板積層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（８）〜（１０）
【図８】本発明の金属板積層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（１１）
【図９】本発明の金属板積層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（１２）〜（１３）
【図１０】本発明の金属板積層配線基板の製造方法の他の例を示す工程図（１）〜（４）
【符号の説明】
１ 金属板
３ 絶縁層
１１ 配線パターン
１２ 層間接続体
２１ａ 基準パターン部
２２ 層間パターン部
Ａ１ 低電力用配線領域
Ａ２ 高電力用配線領域
Ｍ１ 第１金属層
Ｍ２ 第２金属層
ＳＰ 積層パターン
ＷＢ 配線基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線パターンが層間接続体で導電接続された低電力用配線領域と、高電力用配線領域と、少なくともその高電力用配線領域に積層された金属板とを備える金属板積層配線基板、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配線基板の表面に実装される電子部品は、実装の高密度化や部品の高性能化に伴ない発熱量が増加しているため、その発熱量を配線基板を通して放熱させる事が必要とされている。また、電源基板、インバーター基板等の大電流を導通させる配線基板では、電気導通効率と導通熱の放熱のために導体厚さを部分的に大きくする必要がある。そのために配線基板へ金属板を積層したり、パターン導体用の銅箔厚さを厚くしたり、メッキスルホールで発熱や大電流を表層から表層の下にある層や金属板に伝導する等の対策が行われていた（例えば特開２００２−４３５１０号公報参照）。
【０００３】
より具体的には、ベースとなる銅、アルミニウム等の金属板上に絶縁樹脂、発熱部品実装用の厚い銅箔からなるパターン領域、それらの電子部品を制御する回路用の薄い銅箔からなるパターン領域を形成し、表層パターンに部品実装用ランドを形成して、電子部品を半田付け、ワイヤーボンディング等の方法で実装できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような金属ベース配線基板では、厚い銅箔と薄い銅箔の厚さが異なるため、別々にエッチングでパターン形成してから、金属ベース上の絶縁樹脂上に積層・形成する必要があった。このため、一般に配線パターンによって両者の領域を直接電気的に接続する事ができず、 半田付け、ワイヤーボンディング等の方法で部品実装時に接続する必要があり、 加工の手間とそのコストが発生する。
【０００５】
また、一般に金属板は絶縁樹脂層と一体で基板素材時より接着・接合されており、重量があるため、取り扱いや加工が困難であった。更に、銅箔を回路に加工する工程でメッキやエッチング加工の薬品から金属板を隔離、保護するためのマスキングを形成する工程が必要で、量産性が低く、コストが高くなっていた。また、回路パターンの加工は細密なパターンの場合には、良品歩留まりが低下するが、廃棄する不良品は金属板付きなので不良コストが高くなる。層間の電気接続と放熱を担うスルホールは、通常銅メッキで形成され、ドリルで形成した穴の内面に例えば０．０２ｍｍ程度の厚さでメッキされ、スルホールの中心部は中空なので電気伝導性や熱伝導性は充分ではなかった。また、 繰り返しの発熱、 冷却でスルホール内の銅メッキが疲労、 切断する危険があった。
【０００６】
一方、近年メッキスルホールやインナービアを金属柱に置き換えた多層配線基板の製造方法が各種提案され、層間の電気導通や接続信頼性の点では著しい改善が可能となっている（例えばＷＯ００／５２９７７号公報参照）。しかし、この技術を金属板積層配線基板に適用したものは、これまで知られておらず、上記のような金属板積層配線基板に特有の上記課題は未だ改善されていない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、パターン厚みがより厚い高電力用配線領域を、低電力用配線領域の層間接続体を形成する際に同時に形成することで、生産性の向上、製造プロセスの短縮、及びコスト削減が図れる金属板積層配線基板を提供することにある。更に、金属板が予め積層されることによる取り扱い性、加工性、及び不良品コストの問題を解消することができる金属板積層配線基板の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の金属板積層配線基板は、上下の配線パターンが層間接続体で導電接続された低電力用配線領域と、高電力用配線領域と、少なくともその高電力用配線領域に積層された金属板とを備える金属板積層配線基板において、前記高電力用配線領域は、低電力用配線領域の下側の配線パターンと同じ厚みで形成された基準パターン部と、その上側表面に周囲の絶縁層と略同じ厚みの層間パターン部とで形成された積層パターンを有すると共に、前記層間パターン部及び前記低電力用配線領域の層間接続体は、エッチングにより形成された第１金属層と、その第１金属層のエッチング時に耐性を示し、その第１金属層より前記基準パターン部側および前記下側の配線パターン側に設けられた第２金属層とを、各々有することを特徴とする。ここで、高電力用配線領域とは、配線パターンの厚みが低電力用配線領域より厚いパターンを有する領域を指す。
【０００９】
本発明の金属板積層配線基板によると、高電力用配線領域の層間パターン部と低電力用配線領域の層間接続体とが、エッチングにより形成された第１金属層とその第１金属層のエッチング時に耐性を示す第２金属層とを有するため、第１金属層と第２金属層とを順次選択的にエッチングすることで、パターン厚みがより厚い高電力用配線領域の積層パターンを、低電力用配線領域の層間接続体を形成する際に同時に形成することができる。このため、両者の領域を別々に作製して積層する工程が不要となり、生産性の向上、製造プロセスの短縮、及びコスト削減が図れるようになる。
【００１０】
上記において、前記高電力用配線領域と前記低電力用配線領域とが、前記配線パターン又は前記積層パターンにより導電接続されていることが好ましい。この場合、従来は両者の領域が別々に作製されていたため別途導電接続する必要が有ったところ、配線基板のパターンで両者を導電接続しているため、追加で導電接続する場合にもその配線を少なくすることができる。
【００１１】
また、前記層間パターン部の第１金属層が、前記金属板側に配置されて積層されていることが好ましい。この場合、エッチング回路パターンの実装面が通常配線基板のパターンと逆向きになるため、パターン実装面が広くなり実装性が上がる。
【００１２】
一方、本発明の金属板積層配線基板の製造方法は、上下の配線パターンが層間接続体で導電接続された低電力用配線領域と、高電力用配線領域とを備え、前記高電力用配線領域は、低電力用配線領域の下側の配線パターンと同じ厚みで形成された基準パターン部と、その上側表面に周囲の絶縁層と略同じ厚みの層間パターン部とで形成された積層パターンを有すると共に、前記層間パターン部及び前記低電力用配線領域の層間接続体は、エッチングにより形成された第１金属層と、その第１金属層のエッチング時に耐性を示し、その第１金属層より前記基準パターン部側および前記下側の配線パターン側に設けられた第２金属層とを、各々有する配線基板に対し、少なくともその高電力用配線領域に金属板を積層一体化する工程を含むことを特徴とする。本発明の製造方法によると、配線基板を形成した後に金属板を積層一体化するため、金属板が予め積層されることによる取り扱い性、加工性、及び不良品コストの問題を解消することができる。具体的には、従来の金属板、絶縁層の複合材料の外形加工は材料の加工性に差があるため困難を伴ない、バリの発生、金属板の剥離等が発生するが、本発明では配線基板と金属板を別々に外形加工して接着することができ、前述の問題が発生しない。また、金属板を後で積層することにより、構造の自由度が高まり、例えば配線基板の発熱部のみに配線基板よりサイズの小さい金属板を接着し全体を軽量化する。また、反対に金属板のサイズを配線基板より大きくし、放熱性を向上させることもできる。更に、金属板に複数の配線基板を一括積層し、その後に個々の金属板積層配線基板に切断することも可能である。
また、層間パターン部と層間接続体とが、エッチングにより形成された第１金属層とそのエッチング時に耐性を示す第２金属層とを有するため、第１金属層と第２金属層とを順次選択的にエッチングすることで、パターン厚みがより厚い高電力用配線領域の積層パターンを、低電力用配線領域の層間接続体を形成する際に同時に形成することができる。このため、両者の領域を別々に作製して積層する工程が不要となり、生産性の向上、製造プロセスの短縮、及びコスト削減が図れるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、構造、製法の順で説明する。
【００１５】
〔構造〕
図１は、本発明の金属板積層配線基板の一例を示す断面図である。本発明の金属板積層配線基板は、図１に示すように、配線パターン１１が層間接続体１２で導電接続された低電力用配線領域Ａ１と、高電力用配線領域Ａ２と、少なくともその高電力用配線領域Ａ２に積層された金属板１とを備える。金属板１の積層によって放熱効果を高めることができる。本実施形態では、低電力用配線領域Ａ１と高電力用配線領域Ａ２とを形成した配線基板ＷＢに対し、これと同じ大きさの金属板１を良伝熱性の絶縁層２を介して積層一体化してある例を示す。
【００１６】
本発明では、高電力用配線領域Ａ２は、低電力用配線領域Ａ１の配線パターン１１ａと同じ厚みで形成された基準パターン部２１ａの表面に周囲の絶縁層３と略同じ厚みの層間パターン部２２を形成した積層パターンＳＰを有する。
【００１７】
層間パターン部２２及び低電力用配線領域Ａ１の層間接続体１２は、エッチングにより形成された第１金属層Ｍ１と、その第１金属層Ｍ１のエッチング時に耐性を示し前記基準パターン部２１ａ側に設けられた第２金属層Ｍ２とを有する。低電力用配線領域Ａ１の層間接続体１２は、一般的には円柱状又は四角柱状に形成される。
【００１８】
積層パターンＳＰは、基準パターン部２１ａと層間パターン部２２とで構成されていてもよいが、図１に示すように、層間パターン部２２の上面に上層パターン部２３を有していてもよい。
【００１９】
上層パターン部２３と上層の配線パターン１１ｂとが形成された絶縁層３は、ソルダーレジスト５で被覆され、その開口部から露出する上層パターン部２３と上層の配線パターン１１ｂには、貴金属等による表面メッキ層６が形成される。
【００２０】
図２は、本発明の金属板積層配線基板の他の例を示す断面図である。この実施形態では、積層数を増やすと共に、高電力用配線領域Ａ２と低電力用配線領域Ａ１とが、配線パターン７により導電接続されている。具体的には、低電力用配線領域Ａの配線パターン１１ａと高電力用配線領域Ａ２の基準パターン部２１ａとが、配線パターン７を介して一体的に形成されている。但し、配線パターン７の代わりに、積層パターンＳＰにより、高電力用配線領域Ａ２と低電力用配線領域Ａ１とを導電接続してもよい。
【００２１】
また、高電力用配線領域Ａ２の積層パターンＳＰは、基準パターン部２１ａの下層にも別の層間パターン部２４を備えており、これが下層の絶縁層４を貫通している。この層間パターン部２４が広い面積で良伝熱性の絶縁層２に接しているため、絶縁層２を介した金属板１からの放熱が良好に行える。これは低電力用配線領域Ａ１の配線パターン１１ａの下層に設けた放熱パターン部１４についても同様である。
【００２２】
図３は、本発明の金属板積層配線基板の他の例を示す断面図である。この実施形態では、図２に示す形態より配線層の数を増やして、高電力用配線領域Ａ２と低電力用配線領域Ａ１とが、複数層の配線パターン７により導電接続されるようにしている。
【００２３】
この例では、高電力用配線領域Ａ２の積層パターンＳＰは、基準パターン部２１ａ、層間パターン部２２、上層の基準パターン部２１ｂ、層間パターン部２２、及び上層パターン部２３が積層された構造である。そして、基準パターン部２１ａ及び上層の基準パターン部２１ｂが、低電力用配線領域Ａ１の配線パターン１１ａ，１１ｂと配線パターン７を介して一体的に形成されている。
【００２４】
基準パターン部２１ａから連続する最下層の配線パターン７は、出来るだけ面積が広くなるように設計することで、絶縁層２を介した金属板１からの放熱がより良好に行えるようになる。
【００２５】
図４は、本発明の金属板積層配線基板の他の例を示す断面図である。この実施形態では、図１〜図３に示す形態とは逆向きに配線基板ＷＢが金属板１に積層されており、金属板１が配線基板ＷＢより大面積である例を示す。つまり、層間パターン部２２の第１金属層Ｍ１が、金属板１側に配置されて積層されている。
【００２６】
この例でも、図４に示すように、配線パターン１１が層間接続体１２で導電接続された低電力用配線領域Ａ１と、高電力用配線領域Ａ２と、少なくともその高電力用配線領域Ａ２に積層された金属板１とを備える。
【００２７】
また、高電力用配線領域Ａ２は、低電力用配線領域Ａ１の配線パターン１１ａと同じ厚みで形成された基準パターン部２１ａの表面に周囲の絶縁層３と略同じ厚みの層間パターン部２２を形成した積層パターンＳＰを有する。
【００２８】
層間パターン部２２及び低電力用配線領域Ａ１の層間接続体１２は、エッチングにより形成された第１金属層Ｍ１と、その第１金属層Ｍ１のエッチング時に耐性を示し前記基準パターン部２１ａ側に設けられた第２金属層Ｍ２とを有する。積層パターンＳＰは、基準パターン部２１ａ、層間パターン部２２、下層の基準パターン部２１ｃ、及び下層の層間パターン部２４とが積層されて構成されている。この実施形態においても、図２〜図３に示す構造のように、高電力用配線領域Ａ２と低電力用配線領域Ａ１とを、配線パターン７又は積層パターンＳＰにより導電接続してもよい。また、基準パターン部２１ａと配線パターン１１ａのソルダーレジスト５の開口部から露出する部分には、貴金属等による表面メッキ層６を形成してもよい。
【００２９】
配線基板ＷＢより大面積の金属板１は、配線基板ＷＢが積層されていない部分に放熱フィンや放熱用の枠体等の取付け穴１ａを有している。この例とは逆に、配線基板ＷＢより小面積の金属板１を積層してもよい。なお、本発明における金属板１は、配線基板ＷＢを積層するためのプレート部を有していればよく、放熱効率を高めるためのリブ、ポスト、バンプ等を有していてもよい。
【００３０】
層間パターン部２２の第１金属層Ｍ１が、金属板１側に配置されて積層されている構造では、エッチングしたパターンの実装面が通常配線基板のパターンと逆向きになるためパターン実装面が広くなり実装性が上がる。つまり、通常エッチングで銅箔を加工しパターンを形成する場合、銅箔表面から底面に向けて順次エッチングしていくため表面（トップ面) はエッチング過多となり面積が狭く、 反面底面（ボトム面) はエッチング不足により面積が大きくなる。断面形状は台形となり実作業ではエッチングラインの速度を調節する事でトップ、 ボトムの面積を許容範囲内に収める事をしている。上記構造では、ボトム面を部品実装パターンとして利用できる。そのためエッチング過多によるパターンの痩せがなく、 エッチングの条件緩和により生産性の向上と実装面積が広いことにより実装性の向上が見込まれる。
【００３１】
以上のような、本発明の金属板積層配線基板は、例えば高電力用配線領域Ａ２には、電子制御用回路を構成する半導体素子であるパワー素子等が実装され、また、低電力用配線領域Ａ１には、制御回路を構成する各種の電子部品が実装される。
【００３２】
（製法）
図５〜図９は、本発明の金属板積層配線基板の製造方法の一例を示す工程図である。この例は、図４に示す金属板積層配線基板を製造する場合に対応している（但し、配線基板ＷＢと金属板１の面積は同じ）。
【００３３】
まず、図５（１）に示すように、配線基板ＷＢのサイズと形状に合わせた回路用金属板３１を用意する。この回路用金属板３１は、後のハーフエッチングにより基準パターン部２１ａと配線パターン１１ａになる部材である。従って、回路用金属板３１の材質としては、銅、銀、ニッケル、錫、銅合金等が使用できるが、銅、又は銅合金が好ましい。回路用金属板３１の厚みは、配線パターン１１ａより厚ければよく、例えば１０〜３００μｍのものが使用できる。
【００３４】
次に、図５（２）に示すように、回路用金属板３１の両面に、第１金属層のエッチング時に耐性を示す第２金属層となる層３２を形成する。層３２の形成方法は、無電解メッキや、無電解メッキと電解メッキの組合せ、その他、スパッタ、蒸着と電解メッキの組合せなど何れでもよいが、電解メッキが好ましい。層３２の厚みは、０．５〜１０μｍが好ましい。
【００３５】
層３２を構成する金属（即ち第２金属層Ｍ２を構成する金属）としては、銅のエッチング時に耐性を示す金属として、金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金合金等が使用される。
【００３６】
上記の電解メッキは、周知の方法で行うことができるが、一般的には、対象となる回路用金属板３１をメッキ浴内に浸漬しながら、それを陰極とし、メッキする金属の金属イオン補給源を陽極として、電気分解反応により陰極側に金属を析出させることにより行われる。
【００３７】
次に、図５（３）に示すように、両面に形成された層３２に対して、後に層間パターン部２２及び層間接続体１２の第１金属層Ｍ１となる層３３を形成する。層３３の形成は、電解メッキにより行うのが好ましい。層３３を構成する金属（即ち第１金属層Ｍ１を構成する金属）としては、銅、銀、ニッケル、錫、銅合金等が使用できるが、銅、又は銅合金が好ましい。層３３の厚みは、例えば２０〜２００μｍであり、この厚みが得られる層間パターン部２２等の高さに相当する。
【００３８】
つまり、本発明では、層間パターン部２２及び低電力用配線領域Ａ１の層間接続体１２は、エッチングにより形成された第１金属層Ｍ１と、その第１金属層Ｍ１のエッチング時に耐性を示し基準パターン部２１ａ側に設けられた第２金属層Ｍ２とを有することが好ましい。
【００３９】
次に、図５（４）に示すように、層３３を選択的にエッチングした後、層３２を選択的にエッチングして、層間パターン部２２及び層間接続体１２を形成する。その際、裏側の層３３と層３２とはエッチングにより除去される。
【００４０】
最初の選択的にエッチングの際には、層間パターン部２２及び層間接続体１２を形成する位置と形状に合わせて、層３３の表面にエッチングマスクを形成しておく。マスクの形成方法としては、各種の印刷法により成形する方法、フォトレジスト用のドライフィルムや感光性樹脂を露光・現像して成形する方法、転写により形成する方法、金属系レジストを用いた方法など何れでもよい。
【００４１】
層３３のエッチングには、例えば、層３３が銅であり、層３２が前述の金属（金属系レジストを含む）の場合、市販のアルカリエッチング液、過硫酸アンモニウム、過酸化水素／硫酸等が使用できる。
【００４２】
層３２のエッチングには、例えば、層３３が銅であり、層３２が前述の金属（金属系レジストを含む）の場合、はんだ剥離用として市販されている、硝酸系、硫酸系、シアン系などの酸系のエッチング液等を用いるのが好ましい。
【００４３】
マスクの除去は、薬剤除去、剥離除去など、マスクの種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、スクリーン印刷により形成された感光性のインクである場合、アルカリ等の薬品にて除去される。また、ドライフィルムレジストの場合、メチレンクロライドや水酸化ナトリウム等が用いられる。
【００４４】
次に、図６（５）に示すように、層間パターン部２２及び層間接続体１２が表面に露出した絶縁層３を形成する。絶縁層３の形成は、まず、表面に絶縁層を形成するための絶縁材の塗布又は積層を行う。絶縁材としては、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等を液状又はシート状で用いることができ、これを各種方法で、層間パターン部２２等の高さよりやや厚くなるように塗布又は積層した後、加熱又は光照射等により硬化させればよい。塗布又は積層の方法としては、ホットプレス及び各種コーターが用いられる。
【００４５】
次に、硬化した絶縁材を研削・研磨等することにより、層間パターン部２２等の上面を露出させる。研削の方法としては、ダイヤモンド製等の硬質刃を回転板の半径方向に複数配置した硬質回転刃を有する研削装置を使用する方法が挙げられ、当該硬質回転刃を回転させながら、固定支持された配線基板の上面に沿って移動させることによって、上面を平坦化することができる。また、研磨の方法としては、ベルトサンダ、バフ研磨等により軽く研磨する方法が挙げられる。
【００４６】
次に、図６（６）に示すように、後の工程で下層の基準パターン部２１ｃ及び配線パターン１１ｂとなる層３４を形成する。層３４を構成する金属としては、銅、銀、ニッケル、錫、銅合金等が使用できるが、銅、又は銅合金が好ましい。層３４の形成方法としては、無電解メッキや、無電解メッキと電解メッキの組合せ、その他、スパッタ、蒸着と電解メッキの組合せなど何れでもよいが、電解メッキを含むことが好ましい。
【００４７】
無電解メッキには、通常、銅、ニッケル、錫等のメッキ液が使用されるが、これらの金属は、層間パターン部２２等を構成する金属と同一でも異なっていてもよい。無電解メッキのメッキ液は、各種金属に対応して周知であり、各種のものが市販されている。一般的には、液組成として、金属イオン源、アルカリ源、還元剤、キレート剤、安定剤などを含有する。なお、無電解メッキに先立って、パラジウム等のメッキ触媒を沈着させてもよい。
【００４８】
次に、図６（７）に示すように、層３４をエッチングして基準パターン部２１ｃ及び配線パターン１１ｂを形成する。その際、裏側の層３４はエッチングで除去される。エッチングは、通常の配線パターン形成と同様に、基準パターン部２１ｃの形状に応じたマスクが使用される。
【００４９】
次に、図７（８）に示すように、層３５と層３６とが順次形成される。層３５は、層３６のエッチング時に、基準パターン部２１ｃ及び配線パターン１１ｂを保護するための層であり、前述の層３２と同様にして形成される。従って、層３５は、第２金属層Ｍ２に相当する。また、層３６は、後の工程で下層の層間パターン部２４となる層であり、前述の層３３と同様にして形成される。従って、層３６は、第１金属層Ｍ１に相当する。
【００５０】
層３５を形成する際、予め銅などを無電解メッキして下地導電層を形成した後、これに層３５を電解メッキして形成するのが好ましい。その場合、層３５のエッチング後に残存する下地導電層は、ソフトエッチングで除去することができる。ソフトエッチングの方法としては、下地導電層を構成する金属に対するエッチング液を、低濃度で使用したり、また緩やかなエッチングの処理条件で使用したりする方法等が挙げられる。
【００５１】
次に、図７（９）に示すように、層３６を選択的にエッチングした後、層３５を選択的にエッチングして、下層の層間パターン部２４を形成する。その際、裏側の層３６と層３５はエッチングにより除去される。
【００５２】
次に、図７（１０）に示すように、層間パターン部２４が表面に露出した絶縁層４を形成する。この絶縁層４は絶縁層３と同様にして形成される。これによって、積層するための配線基板ＷＢが作製される。
【００５３】
次に、図８（１１）に示すように、この配線基板ＷＢの絶縁層４と金属板１とを、良伝熱性の絶縁層２を介して積層一体化させる。つまり、本発明の金属板積層配線基板の製造方法は、配線パターン１１が層間接続体１２で導電接続された低電力用配線領域Ａ１と、配線パターン１１と同じ厚みで形成された基準パターン部２１ｃの表面に周囲の絶縁層４と略同じ厚みの層間パターン部２４を形成した積層パターンＳＰを有する高電力用配線領域Ａ２とを備える配線基板ＷＢに対し、少なくともその高電力用配線領域Ａ２に金属板１を積層一体化する工程を含む。本発明の製造方法において積層に供される配線基板ＷＢは、配線パターン１１と基準パターン部２１ｃがパターン形成前のプレート（回路用金属板３１）であってもよい。
【００５４】
良伝熱性の絶縁層２は、図示したように金属板１と予め一体化していてもよいが、良伝熱性の絶縁層２を配線基板ＷＢ側に形成したり、又は金属板１、絶縁層２、及び配線基板ＷＢを別々に積層してもよい。金属板１の材質としては、アルミニウム、銅、鉄、ステンレスなどが好ましい。
【００５５】
良伝熱性の絶縁層２は加熱加圧により、配線基板ＷＢの絶縁層４又は金属板１に接着可能な材料が使用でき、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の各種熱硬化性樹脂を樹脂成分すとる材料が挙げられる。良伝熱性とするには、セラミックスの粒子を分散させたり、あるいは、絶縁層２の厚みを出来るだけ薄くするのが好ましい。この点及び確実な絶縁性を得る点から、絶縁層２の厚みは、３０〜２５０μｍが好ましい。
【００５６】
次に、図９（１２）に示すように、エッチング後に基準パターン部２１ａと配線パターン１１ａの厚みとなるように、層３１の全体をハーフエッチングして、層３１ａを形成する。ハーフエッチングは、層３１の金属に応じたエッチング液を用いて行われ、濃度の調節やエッチング時間の調節により、厚みを調整することができる。
【００５７】
次に、図９（１３）に示すように、層３１ａをエッチングして、基準パターン部２１ａと配線パターン１１ａを形成する。エッチングは、層３４と同様にして行うことができる。更に、開口部から基準パターン部２１ａと配線パターン１１ａ露出するように、印刷等によりソルダーレジスト５で絶縁層３が被覆される。開口部には必要に応じて、貴金属等による表面メッキ層が形成される。
【００５８】
〔他の実施形態〕
（１）本発明では、以上のような製造方法に代えて、次のような製造方法を実施することも可能である。この実施形態は、図１０に示すように、最初に形成する層間パターン部２２及び層間接続体１２を、ハーフエッチングにより形成する例である。
【００５９】
まず、図１０（１）に示すように、配線基板ＷＢのサイズと形状に合わせたハーフエッチング用金属板４１を用意する。この金属板４１は、次のハーフエッチングにより層間パターン部２２及び層間接続体１２を形成するための部材である。従って、金属板４１の材質としては、銅、銀、ニッケル、錫、銅合金等が使用できるが、銅、又は銅合金が好ましい。
【００６０】
次に、図１０（２）に示すように、金属板４１をハーフエッチングして、プレート部４１ａの上面に層間パターン部２２及び層間接続体１２を形成する。ハーフエッチングの際には、層間パターン部２２及び層間接続体１２を形成する位置と形状に合わせて、金属板４１の片面にエッチングマスクを形成しておく。また、裏面の全面にエッチングマスクを形成してもよい。ハーフエッチングには、例えば、金属板４１が銅の場合、市販のアルカリエッチング液、過硫酸アンモニウム、過酸化水素／硫酸等が使用できる。
【００６１】
次に、図１０（３）に示すように、層間パターン部２２及び層間接続体１２が表面に露出した絶縁層３を形成する。絶縁層３の形成方法は前述したとおりである。更に、図１０（４）に示すように、後の工程で下層の基準パターン部２１ｃ及び配線パターン１１ｂとなる層４２を形成する。層４２は層３４と同様にして形成することができる。以下の工程は、図５〜図８に示す製造方法と同様である。
【００６２】
（２）前述の実施形態では、配線パターンをエッチングで形成する例を示したが、パターンメッキにより配線パターンを形成してもよい。その場合、ドライフィルムレジストなどがメッキレジストとして使用できる。
【００６３】
（３）前述の実施形態では、層３２〜層３６を形成する際に、メッキ等により裏面にも各層を形成し、後にエッチングで裏側の各層を除去する例を示したが、メッキ等の際に裏面にマスク層を形成して、各層が裏面に形成されないようにしてもよい。
【００６４】
（４）前述の実施形態では、本発明の製造方法として、先に作製した配線基板に金属板を積層一体化する例を示したが、本発明の金属板積層配線基板は、この製法に限定されることなく、金属板に配線基板をビルドアップで形成する方法で製造したものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属板積層配線基板の一例を示す断面図
【図２】本発明の金属板積層配線基板の他の例を示す断面図
【図３】本発明の金属板積層配線基板の他の例を示す断面図
【図４】本発明の金属板積層配線基板の他の例を示す断面図
【図５】本発明の金属板積層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（１）〜（４）
【図６】本発明の金属板積層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（５）〜（７）
【図７】本発明の金属板積層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（８）〜（１０）
【図８】本発明の金属板積層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（１１）
【図９】本発明の金属板積層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（１２）〜（１３）
【図１０】本発明の金属板積層配線基板の製造方法の他の例を示す工程図（１）〜（４）
【符号の説明】
１ 金属板
３ 絶縁層
１１ 配線パターン
１２ 層間接続体
２１ａ 基準パターン部
２２ 層間パターン部
Ａ１ 低電力用配線領域
Ａ２ 高電力用配線領域
Ｍ１ 第１金属層
Ｍ２ 第２金属層
ＳＰ 積層パターン
ＷＢ 配線基板
Claims (4)
- 上下の配線パターンが層間接続体で導電接続された低電力用配線領域と、高電力用配線領域と、少なくともその高電力用配線領域に積層された金属板とを備える金属板積層配線基板において、
前記高電力用配線領域は、低電力用配線領域の下側の配線パターンと同じ厚みで形成された基準パターン部と、その上側表面に周囲の絶縁層と略同じ厚みの層間パターン部とで形成された積層パターンを有すると共に、
前記層間パターン部及び前記低電力用配線領域の層間接続体は、エッチングにより形成された第１金属層と、その第１金属層のエッチング時に耐性を示し、その第１金属層より前記基準パターン部側および前記下側の配線パターン側に設けられた第２金属層とを、各々有することを特徴とする金属板積層配線基板。 - 前記高電力用配線領域と前記低電力用配線領域とが、前記配線パターン又は前記積層パターンにより導電接続されている請求項１記載の金属板積層配線基板。
- 前記層間パターン部の第１金属層が、前記金属板側に配置されて積層されている請求項１又は２に記載の金属板積層配線基板。
- 上下の配線パターンが層間接続体で導電接続された低電力用配線領域と、高電力用配線領域とを備え、
前記高電力用配線領域は、低電力用配線領域の下側の配線パターンと同じ厚みで形成された基準パターン部と、その上側表面に周囲の絶縁層と略同じ厚みの層間パターン部とで形成された積層パターンを有すると共に、
前記層間パターン部及び前記低電力用配線領域の層間接続体は、エッチングにより形成された第１金属層と、その第１金属層のエッチング時に耐性を示し、その第１金属層より前記基準パターン部側および前記下側の配線パターン側に設けられた第２金属層とを、各々有する配線基板に対し、少なくともその高電力用配線領域に金属板を積層一体化する工程を含む金属板積層配線基板の製造方法。
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