JP6215731B2 - 印刷配線板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、実装した半導体素子などの部品からの熱を放熱させるようにした印刷配線板およびその製造方法に関する。

放熱用印刷配線板で、例えば、電源回路などに厚肉の導体が要求される場合には、特許文献１および２に開示されるように、厚銅タイプのコア基板を用いる方法が知られている。また、特許文献３には、銅箔にワイヤを溶接して、必要箇所のみに厚銅と同じ効果を付与する方法が開示されている。

しかし、特許文献１および２の方法では、使用する銅箔面が非常に厚くなるため、エッチングの裾引きの影響でエッチング処理により細線化した配線パターンを形成することが難しい。また、エッチングの裾引きによって、放熱用厚肉配線パターン部の回路幅精度が悪くなる問題もある。特許文献３の方法では、銅箔とワイヤとを特別な装置を用いて、高精度に接合する必要がある。

そこで、特許文献４には、コア基板に形成された貫通孔に銅などの金属小片（放熱ブロック）が収容された放熱用印刷配線板が開示されている。このような印刷配線板では、コア基板として厚銅を用いる必要がなく、上述のような問題は生じにくい。しかし、貫通孔の孔壁が互いに平行で、金属小片が直方体のため、貫通孔と金属小片との縦横寸法が同一の場合、金属小片を貫通孔に収容できない。金属小片を収容するためには、金属小片より貫通孔の縦横寸法を大きくする必要があり、それではコア基板単独で金属小片を保持できない。金属小片を保持するために、コア基板下側にＰＥＴフィルムをラミネートし、貫通孔に金属小片を収容し、上側に樹脂絶縁層を積層することで金属小片の固定も兼用している。その後、ＰＥＴフィルムを剥離し、下側に樹脂絶縁層を積層することで、貫通孔に金属小片の収容が完全に完了する。このような工程で得られる特許文献４に記載の印刷配線板は、生産効率が悪い。

さらに、特許文献４に記載の印刷配線板は、金属小片より貫通孔の縦横寸法が大きく、金属小片を収容してもスペースが残る。そのため、貫通孔内で金属小片の位置が定まりにくく、コア基板に対する金属小片の位置精度が悪くなる。金属小片の位置にばらつきが生じると、金属小片端部の位置がばらつき、端部にビアホールを配置できない問題がある。端部にビアホールが配置されないと、金属小片の位置に配置されるビアホール総数が少なくなり、放熱性能が悪くなる。

特開平８−２９３６５９号公報 特開２００２−０７６５７１号公報 特表２００８−５２９２６３号公報 特開２０１３−１３５１６８号公報

本発明の主たる課題は、放熱性能を向上させた印刷配線板を提供することである。さらに、本発明の他の課題は、優れた放熱性能を有する印刷配線板を効率よく製造することができる印刷配線板の製造方法を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）絶縁板の両面に配線パターンが形成されたコア基板と、コア基板の両面に積層された絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層の表面に形成された配線導体層と、絶縁板に形成された収容部に収容された金属小片と、を備える印刷配線板であって、前記絶縁樹脂層には、絶縁樹脂層の表面から前記金属小片まで貫通するビアホールが形成され、前記配線導体層と前記金属小片とを電気的に接続しており、絶縁板の一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容部に収容した前記金属小片を他方の表面から落下させないように、絶縁板の他方の表面側に金属小片を支持する導体を有し、前記導体内に前記ビアホールと接続される孔が形成されていることを特徴とする印刷配線板。
（２）絶縁板の一方の表面に配線パターンが形成されたコア基板と、コア基板における配線パターンが形成された表面に積層された絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層の表面に形成された配線導体層と、絶縁板に形成された収容部に収容された金属小片と、を備える印刷配線板であって、前記絶縁樹脂層には、絶縁樹脂層の表面から前記金属小片まで貫通するビアホールが形成され、前記配線導体層と前記金属小片とを電気的に接続しており、絶縁板の前記一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容部に収容した前記金属小片を他方の表面から落下させないように、絶縁板の他方の表面側に金属小片を支持する導体を有することを特徴とする印刷配線板。
（３）前記収容部は、絶縁板の前記一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容した前記金属小片を、絶縁板の他方の表面側の縁部で金属小片を保持する形状を有している（１）または（２）に記載の印刷配線板。
（４）前記配線パターンが前記絶縁板の両表面に形成され、前記絶縁板にビアホールがさらに形成されている、（１）に記載の印刷配線板。
（５）前記収容部は、内周面が絶縁板の前記一方の表面から他方の表面に向かって収容部内の間隙が狭くなるように傾斜しており、前記金属小片を絶縁板の他方の表面側縁部で保持していると共に、この縁部を除く収容部内周面は金属小片と離隔している、（１）〜（４）のいずれかに記載の印刷配線板。
（６）絶縁板の他方の表面側縁部における収容部の間隙が、金属小片の底部の寸法よりも０〜１０００μｍ小さく形成されている、（５）に記載の印刷配線板。
（７）前記金属小片が銅小片である、（１）〜（６）のいずれかに記載の印刷配線板。
（８）前記金属小片が錐台状であり、前記収容部は、絶縁板の前記一方の表面から他方の表面にかけて寸法が小さくなる逆錐台状のキャビティであり、逆錐台状の収容部内に錐台状の金属小片が収容される、（１）〜（７）のいずれかに記載の印刷配線板。
（９）前記金属小片が多角錐台状、円錐台状または楕円錐台状で、前記収容部が逆多角錐台状、逆円錐台状または逆楕円錐台状のキャビティである、（１）〜（８）のいずれかに記載の印刷配線板。
（１０）前記金属小片が多角柱状、円柱状または楕円柱状であり、前記収容部は、絶縁板の前記一方の表面から他方の表面にかけて寸法が小さくなる逆多角錐台状、逆円錐台状または逆楕円錐台状のキャビティであり、逆多角錐台状、逆円錐台状または逆楕円錐台状の収容部内に、多角柱状、円柱状または楕円柱状の金属小片が収容される、（１）〜（７）のいずれかに記載の印刷配線板。
（１１）前記収容部内周面と金属小片との離隔部分が、絶縁性の金属小片固定樹脂で充填されている、（５）〜（１０）のいずれかに記載の印刷配線板。
（１２）（１）〜（１１）のいずれかに記載の印刷配線板と、この印刷配線板の少なくとも一方の面における前記金属小片が収容された部分に対応する位置に実装された部品とを備えることを特徴とする実装構造体。
（１３）絶縁板の両面に配線パターンを形成してコア基板を得る工程と、コア基板に、金属小片を収容するための収容部を形成し、収容部に金属小片を収容する工程と、コア基板の両面に絶縁樹脂層を積層する工程と、絶縁樹脂層の表面に配線導体層を形成する工程と、絶縁樹脂層の少なくとも一方の表面から金属小片まで貫通するビアホール下穴を形成する工程と、ビアホール下穴の内部に導体を形成してビアホールを形成する工程と、を含み、絶縁板の一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容部に収容した前記金属小片が他方の表面から落下しないように、絶縁板の他方の表面側に金属小片を支持する導体を設け、この導体内に前記ビアホールと接続される孔を形成することを特徴とする印刷配線板の製造方法。
（１４）絶縁板の一方の表面に配線パターンを形成してコア基板を得る工程と、コア基板に、金属小片を収容するための収容部を形成し、収容部に金属小片を収容する工程と、コア基板における配線パターンが形成された表面に絶縁樹脂層を積層する工程と、絶縁樹脂層の表面に配線導体層を形成する工程と、絶縁樹脂層の表面から金属小片まで貫通するビアホール下穴を形成する工程と、ビアホール下穴の内部に導体を形成してビアホールを形成する工程と、を含み、絶縁板の前記一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容部に収容した前記金属小片が他方の表面から落下しないように、絶縁板の他方の表面側に金属小片を支持する導体を設けていることを特徴とする印刷配線板の製造方法。
（１５）前記コア基板を得る工程の前に、絶縁板にビアホールを形成する工程をさらに含む、（１３）または（１４）に記載の製造方法。
（１６）前記収容部を形成する工程がレーザ加工によって行われる、（１３）〜（１５）のいずれかに記載の製造方法。
（１７）前記収容部に前記金属小片を収容する工程の後、前記収容部と前記金属小片との隙間に絶縁性の金属小片固定樹脂を充填して硬化させる工程をさらに含む、（１３）〜（１６）のいずれかに記載の製造方法。
（１８）（１３）〜（１７）のいずれかに記載の製造方法によって得られた印刷配線板の少なくとも一方の面の、金属小片が収容された部分に対応する位置に部品を実装する工程を含むことを特徴とする実装構造体の製造方法。

本発明の印刷配線板によれば、絶縁板の下面となる表面側に金属小片を支持する導体を有しているため、金属小片の位置精度に優れ、金属小片の位置がばらつきにくくなり、高い放熱性能が安定的に得られる。
また、収容部が、金属小片を絶縁板の下面となる表面側の縁部でさらに保持しており、上記（５）に記載のように、縁部を除く収容部内周面が金属小片と離隔しているときは、実装した半導体素子などの部品からの熱が、絶縁板に収容した金属小片に一時的に蓄えられ、金属小片から絶縁板へ熱が拡散するのを抑えられるので、熱を垂直方向に安定的に放熱できる効果を奏する。そのため、特に、実装した部品から急激に熱が発生した場合に効果的である。

加えて、収容部では、絶縁板の下面となる表面側の縁部を除く収容部内周面が金属小片と離隔しているため、この離隔した空隙部内に絶縁樹脂層の樹脂分または金属小片固定樹脂が浸透しやすくなり、金属小片を強固に固定できる効果がある。
さらに、本発明に係る印刷配線板の製造方法によれば、優れた放熱性能を有する印刷配線板を効率よく製造することができる。

（ａ）は本発明に係る印刷配線板の一実施態様を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線側断面図である。 本発明に係る印刷配線板の製造方法における第１の実施形態を示す側断面図である。 本発明に係る印刷配線板の製造方法における第１の実施形態を示す側断面図である。 本発明に係る印刷配線板の製造方法における第１の実施形態を示す側断面図である。 収容部と金属小片とが同様の形状を有する場合に、金属小片が収容部に保持されないことを示す側断面図である。 本発明に係る印刷配線板の製造方法における第１の実施形態において、金属小片の形状を変更した例を示す側断面図である。 本発明に係る印刷配線板の製造方法における第２の実施形態を示す側断面図である。 本発明に係る印刷配線板の製造方法における第２の実施形態を示す側断面図である。

＜第１の実施形態＞
本発明の印刷配線板を、図１に基づいて説明する。図１（ａ）は、本発明に係る印刷配線板の一実施態様を示す平面図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線側断面図を示す。本発明の印刷配線板は、図１（ａ）に示すように、金属小片４０を収容する収容部１１と配線基板部１２とから構成されている。より詳細には、図１（ｂ）に示すように、本発明の印刷配線板は、絶縁板１の表面に配線パターン４が形成されたコア基板２と、コア基板２の表面に積層された絶縁樹脂層２１ａと、絶縁樹脂層２１ａの表面に形成された配線導体層２２と、絶縁板１に形成された収容部１１に収容された金属小片４０とを備える。さらに、コア基板２の上下面を電気的に接続するために、絶縁板１にはビアホール３が形成されている。

絶縁板１は、絶縁性を有する素材で形成されていれば特に限定されない。このような絶縁性を有する素材としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂などの有機樹脂などが挙げられる。これらの有機樹脂は２種以上を混合して用いてもよい。絶縁板１として有機樹脂を使用する場合、有機樹脂に補強材を配合して使用するのが好ましい。補強材としては、例えば、ガラス繊維、ガラス不織布、アラミド不織布、アラミド繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。これらの補強材は２種以上を併用してもよい。絶縁板１は、好ましくはガラス繊維やガラス不織布などのガラス材入り有機樹脂から形成される。さらに、絶縁板１には、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機充填材が含まれていてもよい。絶縁板１の厚みは特に限定されず、好ましくは０．０２〜１０ｍｍの厚みを有する。

図１（ｂ）に示す印刷配線板のように、配線パターン４は絶縁板１の両表面に形成されていることが好ましい。すなわち、コア基板２の上下面に配線パターン４が存在する。この場合、コア基板２の上下面を電気的に接続するために、絶縁板１にはビアホール３が形成されている。

コア基板２の両面には、絶縁樹脂層２１ａがそれぞれ積層されている。絶縁樹脂層２１ａを形成する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ケイ素樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は２種以上を混合してもよい。絶縁樹脂層２１ａを形成する樹脂には、上述の補強材や無機充填材、フェノール樹脂やメタクリル樹脂からなる有機充填材が含まれていてもよい。

絶縁樹脂層２１ａには、その表面から後述する金属小片４０まで貫通するビアホール（金属小片接続ビアホール２４、２５）が形成されている。金属小片接続ビアホール２４、２５は、配線導体層２２と金属小片４０とを電気的に接続している。さらに、絶縁樹脂層２１ａには、絶縁板１に形成されたビアホール３と電気的に接続するビアホール２３が形成されている。

絶縁樹脂層２１ａの表面に形成されている配線導体層２２は、エッチングなどによって形成される。配線導体層２２の形成方法の詳細は後述する。

図１に示す印刷配線板では、絶縁樹脂層２１ａおよび配線導体層２２は、コア基板２の上下面にそれぞれ１層積層されているが、１層に限定されない。例えば、絶縁樹脂層２１ａおよび配線導体層２２を交互に積層させて多層のビルドアップ層としてもよい。この場合、各絶縁樹脂層２１ａに、ビアホール２３および金属小片接続ビアホール２４、２５が形成される。

本発明の印刷配線板において、金属小片４０は、絶縁板１に形成された収容部１１に収容されている。金属小片４０を構成する金属は、例えば、銅、金、鉄、アルミニウムなどが挙げられる。これらの金属の中でも、銅が好ましい。金属小片４０が銅小片の場合、例えば、下記の方法によって得られる。
（Ｉ）銅板または銅箔をエッチングによって、銅小片に加工する。
（ＩＩ）銅板、銅箔または銅線材を、金型で打ち抜き、銅小片に加工する。
（ＩＩＩ）銅板または銅箔を、ダイシングで切削することによって、銅小片に加工する。

金属小片４０の形状は角錐台状、具体的には四角錐台状である。本発明の印刷配線板において、金属小片４０を収容する収容部１１は、絶縁板１の一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容した前記金属小片４０を他方の表面から落下させないように、絶縁板１の他方の表面側に金属小片支持導体５を形成し、かつ絶縁板１の他方の表面側の縁部で金属小片４０を保持する形状を有している。そのため、上述の特許文献４のように煩雑な工程を経なくても、金属小片４０を絶縁板１に保持させることができる。

具体的には、金属小片４０が図１（ａ）、（ｂ）に示すように四角錐台状であるとき、収容部１１は、例えば、絶縁板１の前記一方の表面から他方の表面にかけて寸法が小さくなる逆四角錐台状であることが好ましく、他方の表面にはあらかじめ金属小片支持導体５を形成したキャビティとする。このキャビティとは凹形状の空間を指す。収容部１１が逆四角錐台状のキャビティの場合、収容部１１の底部（絶縁板１の下面）の大きさを、四角錐台状を有する金属小片４０の底部の大きさよりも若干（例えば０〜１０００μｍ程度）小さく形成することにより、金属小片４０は絶縁板１の応力によって収容部１１の他方の表面側縁部で支えられるため、搬送等の振動があっても絶縁板１からずれず、落下しない。このとき、金属小片４０と収容部１１とは、四角錐台状と逆四角錐台状の関係であるため、収容部１１の上記縁部を除く収容部内周面は金属小片と離隔して断熱層を形成しているため、急激な熱が発生した場合でも、金属小片４０に蓄えられた熱を絶縁板１へ伝熱されるのを防止することができ、金属小片４０から垂直方向に安定的に放熱させることができる。
また、図１に示すように、収容部１１の底部に金属小片支持導体５があることで、金属小片４０を絶縁体１から落下させない。

金属小片の大きさは、絶縁板１の厚みなどに応じて適宜設定される。例えば、金属小片４０の下面の長辺は、好ましくは０．１〜５０ｍｍ程度であり、金属小片４０の上面から下面までの高さ（厚み）は０．０２〜１０ｍｍ程度である。

本発明の印刷配線板には、例えば半導体素子などの部品が実装され、実装構造体に加工される。実装された部品からの熱は、印刷配線板の面方向に対して垂直な方向に放熱される。

次に、本発明に係る印刷配線板の製造方法を説明する。本発明に係る印刷配線板の製造方法は、下記の工程（ｉ）〜（ｖｉ）を含む。
（ｉ）絶縁板の両面に配線パターンを形成してコア基板を得る工程。
（ｉｉ）コア基板に、金属小片を収容するための収容部を形成し、収容部に金属小片を収容する工程。
（ｉｉｉ）コア基板の両面に絶縁樹脂層を積層する工程。
（ｉｖ）絶縁樹脂層の表面に配線導体層を形成する工程。
（ｖ）絶縁樹脂層の少なくとも一方の表面から金属小片まで貫通するビアホール下穴を形成する工程。
（ｖｉ）ビアホール下穴の内部に導体を形成してビアホールを形成する工程。

本発明に係る印刷配線板の製造方法を、図２〜４に基づいて説明する。まず、図２（ａ）に示すように、絶縁板１の両表面に薄銅箔２ａが形成された両面銅張基板２ｂを準備する。薄銅箔２ａは、好ましくは１〜１２μｍ程度の厚みを有する。絶縁板１は上述の通りであり、説明は省略する。

図２（ｂ）に示すように、両面銅張基板２ｂの所定の位置にビアホール下穴３ａを形成する。ビアホール下穴３ａは、絶縁板１の上下面を電気的に接続するビアホール３を形成するための穴である。ビアホール下穴３ａは、例えばレーザ加工などによって形成される。これらの中でもレーザ加工が好ましい。レーザ光としては、ＣＯ₂レーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザなどが挙げられる。ビアホール下穴３ａの形成と同時に、ビアホール下穴３ａ直上の薄銅箔２ａを開口させてもよい。

レーザ加工によってビアホール下穴３ａを形成すると、ビアホール下穴３ａの底部に薄い樹脂膜が残存する場合がある。この場合、デスミア処理が行われる。デスミア処理は、強アルカリによって樹脂を膨潤させ、次いで酸化剤（例えば、クロム酸、過マンガン酸塩水溶液など）を用いて樹脂を分解除去する。あるいは、研磨材によるウェットブラスト処理やプラズマ処理によって、樹脂膜を除去してもよい。さらに、ビアホール下穴３ａの内壁面を粗面化してもよい。粗面化処理としては、例えば、酸化剤（例えば、クロム酸、過マンガン酸塩水溶液など）によるウェットプロセス、プラズマ処理やアッシング処理などのドライプロセスなどが挙げられる。

図２（ｃ）に示すように、ビアホール下穴３ａの内壁面および絶縁板１の表面に銅めっきが施され、導体２ｃおよびビアホール３が形成される。銅めっきは無電解銅めっきでもよく、電解銅めっきでもよい。めっきの厚付けを行うには電解銅めっきが好ましく、例えば１〜３０μｍ程度の厚みを有する銅めっきが形成される。また、ビアホール下穴３ａの内壁面だけでなく、フィルドめっきによってビアホール下穴３ａに銅を充填してビアホール３を形成してもよい。

図２（ｄ）に示すように、絶縁板１の表面に配線パターン４を形成する。感光性レジスト（例えば、ドライフィルムのエッチングレジスト）をロールラミネートで貼り付け、露光および現像して回路パターン以外の部分を露出させる。露出部分の銅をエッチングにより除去する。エッチング液としては、例えば塩化第二鉄水溶液などが挙げられる。ドライフィルムのエッチングレジストを剥離して、配線パターン４および金属小片支持導体５が形成される。金属小片支持導体５は、ビアホール接続孔５ａを有する。このようにして、絶縁板１の表面に配線パターン４および金属小片支持導体５が形成されたコア基板２が得られる。
コア基板２は、両面基板に限定するものではなく、多層基板、多層ビルドアップ基板を用いてもよい。

次いで、図２（ｅ）に示すように、コア基板２の所定の位置に、金属小片４０を収容するための収容部１１を形成する。金属小片４０を絶縁板１の応力で支えられるように、収容部１１の底部は、金属小片４０の底部の大きさよりも若干小さく形成する。収容部１１は、例えばＣＯ₂レーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザなどのレーザ加工によって、逆錐台状に形成される。
レーザ加工によって収容部１１を形成すると、金属小片支持導体５に薄い樹脂膜が残存する場合がある。この場合、必要に応じて前述のデスミア処理をしてもよい。

収容部１１の形成後、図３（ｆ）および（ｇ）に示すように、部品マウンタなどを用いて、収容部１１に金属小片４０を収容する。収容部１１が逆錐台形状を有する好ましい理由は、収容部１１の上部が広いため、金属小片４０を収容する際、精度が低くても容易に収容することができ、金属小片４０を高精度で保持できるためである。
金属小片支持導体５内のビアホール接続孔５ａは、金属小片４０を収容部１１に収容する際のエア抜き孔としての役割もあり、金属小片４０下にエア溜りを作ることなく収容部１１に容易に収容することができる。

金属小片４０として、収容部１１と同様の逆錐台形状を有する金属小片４１を用いた場合、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、金属小片４１は収容部１１に保持されず、収容位置が安定しない。さらに、金属小片４１を収容部１１に収容した状態でコア基板２を搬送する際の振動で、金属小片４１が収容部１１から脱落する可能性がある。

金属小片４０は、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、直方体状などの四角柱状の金属小片４２を用いてもよい。例えば、ダイシングによる切削加工の場合、直方体状を有する金属小片４２になりやすい。

さらに、金属小片４０に粗面化処理を施してもよい。金属小片４０が銅小片の場合、粗面化処理としては、銅の酸化還元処理による黒化処理、希硫酸と過酸化水素水との混合溶液によるソフトエッチング処理などの化学的粗面化処理、あるいは機械的粗面化処理が挙げられる。

次いで、図３（ｉ）および（ｊ）に示すように、コア基板２の表面にプリプレグ２１および薄銅箔２２ａを積層し、積層プレスで熱圧着してプリプレグ２１を溶融・硬化させて絶縁樹脂層２１ａ（硬化樹脂層）を形成する。なお、プリプレグ２１としては、上述の絶縁樹脂層２１ａで説明した樹脂（必要に応じて補強材および充填材）が用いられる。
金属小片支持導体５内のビアホール接続孔５ａは、溶融した樹脂が行き渡る際のエア抜き孔としての役割もあり、金属小片４０と金属小片支持導体５の間に、気泡なく樹脂を形成する効果がある。

図４（ｋ）に示すように、絶縁樹脂層２１ａに内層回路の層間接続のためのビアホール下穴２３ａおよび金属小片接続ビアホール下穴２４ａ、２５ａを形成する。特に、金属小片接続ビアホール下穴２５ａは、ビアホール接続孔５ａと重なるように形成する。ビアホール下穴２３ａおよび金属小片接続ビアホール下穴２４ａ、２５ａは、ビアホール下穴３ａと同様、レーザ加工などによって形成され、必要に応じてデスミア処理や粗面化処理が行われる。さらに、ビアホール下穴２３ａおよび金属小片接続ビアホール下穴２４ａ、２５ａの形成と同時に、ビアホール下穴２３ａおよび金属小片接続ビアホール下穴２４ａ、２５ａ直上の薄銅箔２２ａを開口させてもよい。

図４（ｌ）に示すように、ビアホール下穴２３ａの内壁面、金属小片接続ビアホール下穴２４ａ、２５ａの内壁面および絶縁樹脂層２１ａの表面に銅めっきが施され、導体２２ｂ、ビアホール２３および金属小片接続ビアホール２４、２５が形成される。なお、形成方法は、上述の導体２ｃおよびビアホール３の形成方法と同様であり、説明は省略する。金属小片接続ビアホール２４、２５の形状は、例えば、上面図で円形だけでなく長円形であってもよい。円形よりも長円形の方が金属小片接続ビアホール２４、２５の平面断面積が広くなり、円形の場合よりも少ない数で同等の熱伝導性を確保することができる。

図４（ｍ）に示すように、絶縁樹脂層２１ａの表面に配線導体層２２を形成する。配線導体層２２は、上述の配線パターン４と同様の方法で形成されるため、説明は省略する。さらに、図３（ｉ）〜図４（ｍ）の工程を繰り返して、層数を増やしたビルドアップ層としてもよい。

最後に、図４（ｎ）に示すように、絶縁樹脂層２１ａ表面の所定の位置にソルダーレジスト３０を形成する。ソルダーレジスト３０の形成方法は、まず、スプレーコート、ロールコート、カーテンコート、スクリーン法などを用い、感光性液状ソルダーレジストを２０μｍ程度の厚みで塗布して乾燥する、あるいは感光性ドライフィルム・ソルダーレジストをロールラミネートで貼り付ける。その後、露光および現像してパッド部分を開口させて加熱硬化させる。外形加工を施し、本発明の印刷配線板が得られる。

ソルダーレジスト３０を形成する前に、形成面をＣＺ処理などの銅の粗面化処理に供してもよい。ソルダーレジスト３０の開口部に、無電解ニッケルめっきを３μｍ以上の厚みで形成し、その上に無電解金めっきを０．０３μｍ以上（好ましくは０．０６μｍ以上、ワイヤボンディング用途の場合は０．３μｍ以上）の厚みで形成してもよい。さらに、その上にはんだプリコートを施す場合もある。無電解めっきではなく、電解めっきで形成してもよい。めっきではなく、水溶性防錆有機被膜（例えば、四国化成工業（株）製タフエースなど）を形成してもよい。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態は、図７（ａ）に示すように、収容部１１に金属小片４０を収容した後、収容部１１と金属小片４０との隙間に絶縁性の金属小片固定樹脂１３を充填し、金属小片固定樹脂１３を硬化させる工程をさらに含む。金属小片固定樹脂１３としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂などが挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂と他の樹脂との混合樹脂が好ましい。金属小片固定樹脂１３には、さらにシリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどのフィラーが含まれていてもよい。

金属小片固定樹脂１３は、例えば、スクリーン印刷、スプレー、ディスペンサなどの方法で塗布（充填）される。金属小片支持導体５内のビアホール接続孔５ａは、金属小片固定樹脂１３が行き渡る際のエア抜き孔としての役割もあり、金属小片４０と金属小片支持導体５の間に、気泡なく金属小片固定樹脂１３を形成する効果がある。塗布（充填）後、熱硬化樹脂であれば熱硬化させ、紫外線硬化型樹脂であれば紫外線照射によって硬化させる。その後の工程（図７（ｂ）〜図８（ｇ））は、第１の実施形態（図３（ｉ）〜図４（ｎ））と同様であり、説明は省略する。金属小片固定樹脂１３で金属小片４０を固定することによって、金属小片４０の位置精度がより高くなる。

なお、以上の実施形態では、金属小片が四角錐台状であり、収容部が逆四角錐台状である場合について説明したが、金属小片は、例えば他の錐台状（円錐台状、楕円錐台状、多角錐台状など）、柱状（円柱状、楕円柱状、多角柱状など）などであってもよい。多角錐台状としては、四角錐台状以外にも、例えば三角錐台状、五角錐台状、六角錐台状、七角錐台状、八角錐台状などが挙げられる。また、多角柱状としては、四角柱状以外にも、三角柱状、五角柱状、六角柱状、七角柱状、八角柱状などが挙げられる。

また、収容部についても、例えば逆円錐台状、逆楕円錐台状、逆多角錐台状などの逆錐台状であってもよい。逆多角錐台状としては、逆四角錐台状以外にも、例えば逆三角錐台状、逆五角錐台状、逆六角錐台状、逆七角錐台状、逆八角錐台状などが挙げられる。金属小片と収容部とは、四角錐台状と逆四角錐台状とのように角数（形状）が同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。

なお、以上の説明では、絶縁板の両面に配線パターンが形成されたコア基板に、絶縁樹脂層および配線導体層を設けた印刷配線板について述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、絶縁板の一方の表面のみに配線パターンが形成されたコア基板の表面に、絶縁樹脂層および配線導体層を設け、前記絶縁板に形成された収容部に金属小片が収容されると共に、絶縁板の前記一方を上面としたとき、この一方の表面から収容部に収容した金属小片が他方の表面から落下しないように、絶縁板の他方の表面側に前記金属小片を支持する導体を有するものでもよい。

１ 絶縁板
２ コア基板
２ａ 薄銅箔
２ｂ 両面銅張基板
２ｃ 導体
３ ビアホール
３ａ ビアホール下穴
４ 配線パターン
５ 金属小片支持導体
５ａ ビアホール接続孔
１１ 収容部
１２ 配線基板部
１３ 金属小片固定樹脂
２１ プリプレグ
２１ａ 絶縁樹脂層
２２ 配線導体層
２２ａ 薄銅箔
２２ｂ 導体
２３ ビアホール
２３ａ ビアホール下穴
２４、２５ 金属小片接続ビアホール
２４ａ、２５ａ 金属小片接続ビアホール下穴
３０ ソルダーレジスト
４０、４１、４２ 金属小片
Ｌ レーザアブレーション用レーザ光

Claims (18)

1. 絶縁板の両面に配線パターンが形成されたコア基板と、
   コア基板の両面に積層された絶縁樹脂層と、
   絶縁樹脂層の表面に形成された配線導体層と、
   絶縁板に形成された収容部に収容された金属小片と、
   を備える印刷配線板であって、
   前記絶縁樹脂層には、絶縁樹脂層の表面から前記金属小片まで貫通するビアホールが形成され、前記配線導体層と前記金属小片とを電気的に接続しており、
   絶縁板の一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容部に収容した前記金属小片が他方の表面から落下しないように、絶縁板の他方の表面側に金属小片を支持する導体を有し、前記導体内に前記ビアホールと接続される孔が形成されていることを特徴とする印刷配線板。
2. 絶縁板の一方の表面に配線パターンが形成されたコア基板と、
   コア基板における配線パターンが形成された表面に積層された絶縁樹脂層と、
   絶縁樹脂層の表面に形成された配線導体層と、
   絶縁板に形成された収容部に収容された金属小片と、
   を備える印刷配線板であって、
   前記絶縁樹脂層には、絶縁樹脂層の表面から前記金属小片まで貫通するビアホールが形成され、前記配線導体層と前記金属小片とを電気的に接続しており、
   絶縁板の前記一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容部に収容した前記金属小片が他方の表面から落下しないように、絶縁板の他方の表面側に金属小片を支持する導体を有することを特徴とする印刷配線板。
3. 前記収容部は、絶縁板の前記一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容した前記金属小片を、絶縁板の他方の表面側の縁部で金属小片を保持する形状を有している請求項１または２に記載の印刷配線板。
4. 前記配線パターンが前記絶縁板の両面に形成され、前記絶縁板にビアホールがさらに形成されている、請求項１に記載の印刷配線板。
5. 前記収容部は、内周面が絶縁板の前記一方の表面から他方の表面に向かって収容部内の間隙が狭くなるように傾斜しており、前記金属小片を絶縁板の他方の表面側縁部で保持していると共に、この縁部を除く収容部内周面は金属小片と離隔している、請求項１〜４のいずれかに記載の印刷配線板。
6. 絶縁板の他方の表面側縁部における収容部の間隙が、金属小片の底部の寸法よりも０〜１０００μｍ小さく形成されている、請求項５に記載の印刷配線板。
7. 前記金属小片が銅小片である、請求項１〜６のいずれかに記載の印刷配線板。
8. 前記金属小片が錐台状であり、前記収容部は、絶縁板の前記一方の表面から他方の表面にかけて寸法が小さくなる逆錐台状のキャビティであり、逆錐台状の収容部内に錐台状の金属小片が収容される、請求項１〜７のいずれかに記載の印刷配線板。
9. 前記金属小片が多角錐台状、円錐台状または楕円錐台状で、前記収容部が逆多角錐台状、逆円錐台状または逆楕円錐台状のキャビティである、請求項１〜８のいずれかに記載の印刷配線板。
10. 前記金属小片が多角柱状、円柱状または楕円柱状であり、前記収容部は、絶縁板の前記一方の表面から他方の表面にかけて寸法が小さくなる逆多角錐台状、逆円錐台状または逆楕円錐台状のキャビティであり、逆多角錐台状、逆円錐台状または逆楕円錐台状の収容部内に、多角柱状、円柱状または楕円柱状の金属小片が収容される、請求項１〜７のいずれかに記載の印刷配線板。
11. 前記収容部内周面と金属小片との離隔部分が、絶縁性の金属小片固定樹脂で充填されている、請求項５〜１０のいずれかに記載の印刷配線板。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の印刷配線板と、この印刷配線板の少なくとも一方の面における前記金属小片が収容された部分に対応する位置に実装された部品とを備えることを特徴とする実装構造体。
13. 絶縁板の両面に配線パターンを形成してコア基板を得る工程と、
    コア基板に、金属小片を収容するための収容部を形成し、収容部に金属小片を収容する工程と、
    コア基板の両面に絶縁樹脂層を積層する工程と、
    絶縁樹脂層の表面に配線導体層を形成する工程と、
    絶縁樹脂層の少なくとも一方の表面から金属小片まで貫通するビアホール下穴を形成する工程と、
    ビアホール下穴の内部に導体を形成してビアホールを形成する工程と、
    を含み、
    絶縁板の一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容部に収容した前記金属小片が他方の表面から落下しないように、絶縁板の他方の表面側に金属小片を支持する導体を設け、この導体内に前記ビアホールと接続される孔を形成することを特徴とする印刷配線板の製造方法。
14. 絶縁板の一方の表面に配線パターンを形成してコア基板を得る工程と、
    コア基板に、金属小片を収容するための収容部を形成し、収容部に金属小片を収容する工程と、
    コア基板における配線パターンが形成された表面に絶縁樹脂層を積層する工程と、
    絶縁樹脂層の表面に配線導体層を形成する工程と、
    絶縁樹脂層の表面から金属小片まで貫通するビアホール下穴を形成する工程と、
    ビアホール下穴の内部に導体を形成してビアホールを形成する工程と、
    を含み、
    絶縁板の前記一方の表面を上面としたとき、この一方の表面から収容部に収容した前記金属小片が他方の表面から落下しないように、絶縁板の他方の表面側に金属小片を支持する導体を設けることを特徴とする印刷配線板の製造方法。
15. 前記コア基板を得る工程の前に、絶縁板にビアホールを形成する工程をさらに含む、請求項１３または１４に記載の製造方法。
16. 前記収容部を形成する工程がレーザ加工によって行われる、請求項１３〜１５のいずれかに記載の製造方法。
17. 前記収容部に前記金属小片を収容する工程の後、前記収容部と前記金属小片との隙間に絶縁性の金属小片固定樹脂を充填して硬化させる工程をさらに含む、請求項１３〜１６のいずれかに記載の製造方法。
18. 請求項１３〜１７のいずれかに記載の製造方法によって得られた印刷配線板の少なくとも一方の面の、金属小片が収容された部分に対応する位置に部品を実装する工程を含むことを特徴とする実装構造体の製造方法。

Images