JP7103529B2 - 回路基板 - Google Patents

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Description

本発明は、回路基板に関する。
近年、IGBT素子等の電子部品を搭載したパワーモジュールの市場が拡大している。パワーモジュールは、高信頼性・高耐熱が要求される。この種の技術として、これまで放熱機能を有する回路基板(放熱基板ともいう)において様々な開発がなされており、例えば、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には、半導体素子をリードフレーム等の支持体に搭載し、支持体と、ヒートシンクに接続される放熱板とを、絶縁樹脂層とで接着したパワーモジュールが開示されている。
特開2011-216619号公報
近年、そのような回路基板に対して一層高い品質・性能が求められるようになってきた。特に高い放熱性能を有することは、発熱量が大きい電子部品等が実装されることでもあり、回路基板において放熱設計が重要となる。そのような状況において、熱の分布に局所的に高い領域があると、バランスが崩れ、回路基板の反りにつながったりすることから、回路基板の放熱設計において、柔軟な対応を可能とする技術が求められていた。特許文献1に開示の技術では、そのような要求に対して十分に応えられず新たな技術が求められていた。
本発明はこのような状況に鑑みなされたものであって、放熱機能を有する回路基板において、放熱設計の柔軟性を高める技術を提供することを目的とする。
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に直接接して設けられた金属の回路パターンと、
を有し、
前記回路パターンは、前記絶縁基板上の第1の領域に形成された第1の回路パターンと、前記絶縁基板上の第2の領域に形成された第2の回路パターンとを有し、
前記第1の領域は、上面視で前記第2の領域を囲んで閉鎖しており、
前記回路パターンの高さをb、前記第1の回路パターンと前記第2の回路パターンとの間に設けられた回路間溝部の幅をaとした場合、前記回路間溝部におけるアスペクト比b/aが0.2以上5以下の領域を有し、
前記高さbは0.3以上5mm以下であり、
前記幅aは、第1の回路パターン及び第2の回路パターンのそれぞれの金属層側面において、高さ方向中央部分間の距離であり、
前記絶縁基板は樹脂基板からなる、回路基板を提供できる。
本発明によれば、放熱機能を有する回路基板において、放熱設計の柔軟性を高める技術を提供することができる。
実施形態に係る、放熱基板の平面図である。 実施形態に係る、放熱基板の断面図である。 実施形態に係る、図1の領域Xを拡大して示した図である。 実施形態に係る、放熱基板の製造工程を示すチャート図である。 実施形態に係る、回路パターンの断面構造を従来の構造と比較可能に示した図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
<放熱基板の概要>
図1は放熱基板10の平面図である。図2は放熱基板10の一部の断面図である。
放熱基板10は、発熱体の電子部品等を実装する回路基板であって、金属基板12と、絶縁層11と、回路パターン20とで構成されており、図2で示すように下からこの順で積層された積層板(積層体)である。回路パターン20の上に電子部品等が実装される。回路パターン20は、図1の平面図(上面視)で略中央部分の領域Xに、島形状(「浮島形状」ともいう)の回路パターン(第2の回路パターン120)が形成されている。
放熱基板10の総厚T0は、特に限定されないが、例えば、300μm以上5000μm以下であることが好ましく、1000μm以上4000μm以下であることがより好ましい。
<金属基板12>
金属基板12は、金属材料で構成された層であって、本実施形態では、この上面に絶縁層11が形成され、下面に放熱フィンやラジエータなどの放熱手段(図示せず)が適宜取り付けられる。
金属基板12を構成する金属材料としては、特定の種類に限定されないが、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などを用いることができる。
金属基板12の厚さT1は、特に限定されないが、放熱基板10で積層される要素(絶縁層11、金属基板12、回路パターン20)の中で最も厚く、総厚T0に対して10~90%が好ましい。
金属基板12の厚さT1の上限値は、例えば、20.0mm以下であり、好ましくは5.0mm以下である。この上限値以下の厚さT1の金属基板12を用いることで、放熱基板10全体としての薄型化を行うことができる。また、放熱基板10の外形加工や切り出し加工等における加工性を向上させることができる。
また、金属基板12の厚さT1の下限値は、例えば、0.1mm以上であり、好ましくは0.5mm以上であり、さらに好ましくは1.0mm以上である。この下限値以上の金属基板12を用いることで、放熱基板10全体としての放熱性を向上させることができる。
<絶縁層11>
絶縁層11は、主として樹脂材料で構成された樹脂基板の層であって、金属基板12と回路パターン20とを絶縁する機能を有する。なお、絶縁層11として、樹脂基板の代わりにセラミック基板(窒化アルミ基板や窒化ケイ素基板など)が用いられてもよい。
絶縁層11を構成する樹脂材料としては、特定の種類に限定されないが、例えば、熱硬化性樹脂である、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル(不飽和ポリエステル)樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。なお、樹脂材料には、これらの樹脂のうちの1種または2種以上を混合して用いることができる。
絶縁層11を構成する樹脂材料中には、電気絶縁性かつ高熱伝導性を有する粒子で構成されるフィラーを混合することもできる。かかるフィラーの粒子の構成材料としては、例えば、アルミナ等の金属酸化物、窒化ホウ素等の窒化物が挙げられる。
絶縁層11の厚さT2は目的に合わせて適宜設定されるが、機械的強度や耐熱性の向上を図りつつ、電子部品からの熱をより効果的に金属基板12へ伝えることができる観点から、絶縁層11の厚さT2は40μm以上400μm以下が好ましく、放熱基板10全体における放熱性と絶縁性のバランスがより一層優れる観点から、80μm以上300μm以下に設定することがより好ましい。絶縁層11の厚さT2を上記上限値以下とすることで、電子部品からの熱を金属基板12に伝達させやすくすることができる。また、絶縁層11の厚さT2を上記下限値以上とすることで、金属基板12と絶縁層11との熱膨張率差による熱応力の発生を絶縁層11で緩和することが十分にできる。さらに、放熱基板10の絶縁性が向上する。
<回路パターン20>
回路パターン20は、導電性を有する金属材料で構成されており、例えば半田により発熱体の電子部品(LED等)と電気的に接続される。回路パターン20を構成する金属材料には、例えば、銅を好適に用いることができる。これにより、回路パターン20は、比較的抵抗値が小さくなる。なお、回路パターン20は、その少なくとも一部がソルダーレジスト層で覆われていてもよい。
回路パターン20は、例えば、絶縁層11の絶縁層上面11aに積層された金属層を切削及びエッチングにより所定のパターンに加工することにより形成される。形成プロセスについては図4において後述するが、本実施形態では金属層20Aとして圧延銅が用いられる。
回路パターン20の厚さT3の下限値は、例えば、0.3mm以上である。このような数値以上であれば、高電流を要する用途であっても、回路パターンの発熱を抑えることができる。また、回路パターン20の厚さT3の上限値は、例えば、5.0mm以下であり、好ましくは4.0mm以下であり、さらに好ましくは3.0mm以下である。このような数値以下であれば、回路加工性を向上させることができ、また、基板全体としての薄型化を図ることができる。
<島形状の回路パターン形状>
図3を参照して、回路パターン20の具体的な形状、特に図1の領域Xに示す島形状の回路パターンについて説明する。図3は島形状の回路パターンを拡大して示した図であり、図3(a)~(c)の3種類に態様について示している。
まず図3(a)を参照して、基本的な態様を説明する。
回路パターン20は、絶縁層11上の第1の領域に形成された第1の回路パターン101と、絶縁層11上の第2の領域に形成された第2の回路パターン120とを有し、上面視において、第1の領域(すなわち第1の回路パターン101)は、第2の領域(すなわち第2の回路パターン120)を囲んで閉鎖している。ここで、絶縁層11上の第1の領域とは、絶縁層上面11aと第1の回路パターン101との界面を言う。また、第2の領域とは、絶縁層上面11aと第2の回路パターン120との界面を言う。
具体的には、第2の回路パターン120は、平面視で四角環状に形成された回路間溝部110によって、第1の回路パターン101と分離された形状(すなわち島形状)を呈している。回路間溝部110は、回路パターン20が形成されておらず、絶縁層11の絶縁層上面11aが露わになっている領域である。回路間溝部110の幅は一定でもよいし、場所により異なってもよい。
ここで、第1の回路パターン101と回路間溝部110の境界を上面視で見たときの外郭線を内側外郭線101aとする。第2の回路パターン120と回路間溝部110の境界を上面視で見たときの外郭線を外側外郭線120bとする。第1の回路パターン101の内側外郭線101aにより囲まれた領域の面積をS、第2の回路パターン120の外側外郭線120bで囲まれた面積をSとする。このとき、面積Sに対する面積Sの比S/Sが0.1以上0.9以下である。
なお、本実施形態では、図4の製造プロセスで説明するように、切削およびエッチングにより、絶縁層11上に設けられた圧延銅の金属層20Aを効率的に加工し、所望の回路パターン20に形成することができる。
例えば、回路パターン20の高さ(厚さ)をb、回路間溝部110の幅をaとする。ただし、幅aは、第1の回路パターン101及び第2の回路パターン120のそれぞれの金属層側面において、高さ方向中央部分間の距離とする。この条件において、アスペクト比b/aが0.2以上5以下の領域を有する。言い換えると、その領域は、第1の回路パターン101や第2の回路パターン120の高さD(b)に対して回路間溝部110の幅aが相対的に狭い領域である。
このように、回路間溝部110を従来と比較して狭い幅で設けることができるので、第2の回路パターン120の形状の自由度が高くなる。すなわち、放熱設計の自由度が高まり、回路パターン20に電子部品等を実装し駆動させたときの放熱基板10全体の熱分布のコントロール性が向上する。
なお、上述のように、第1の回路パターン101が回路間溝部110を挟んで第2の回路パターン120を囲んで閉鎖しているが、第1の回路パターン101や第2の回路パターン120の高さは一定でなくともよい。例えば、一部が凹状に薄く形成されてもよく、これによって放熱基板10の熱分布をコントロールできる。
つぎに図3(b)を参照して、回路パターン20に形成される島形状の変形例1を説明する。
変形例1の回路パターン20において、第1の回路パターン201に囲まれる第2の回路パターン220は、独立して左右に並んで形成された第2の回路パターン(1)221と第2の回路パターン(2)222とを有し、それらは回路間溝部210で分離されている。
変形例1においても、回路間溝部210を従来と比較して狭い幅で設けることができるので、第2の回路パターン220(第2の回路パターン(1)221および第2の回路パターン(2)222)の形状の自由度が高くなる。すなわち、放熱設計の自由度が高まり、回路パターン20に電子部品等を実装し駆動させたときの放熱基板10全体の熱分布のコントロール性が向上する。なお、島形状の回路パターンの数として、3個以上が設けられてもよい。また、島形状の各回路パターンの大きさや形状は異なってもよい。すなわち要求される熱分布を考慮した設計に応じて適当な大きさ・形状を選択することができる。
図3(c)を参照して、回路パターン20に形成される島形状の変形例2を説明する。
変形例2の回路パターン20において、第1の回路パターン301に囲まれる第2の回路パターン320は、第1の回路パターン301に第1の回路間溝部311により分離されて囲まれる第2の回路パターン(1)321と、第2の回路パターン(1)321に第2の回路間溝部312により分離されて囲まれる第2の回路パターン(2)322と、を有する。すなわち、上面視において、島形状の第2の回路パターン(1)321の内方領域にさらに島形状の第2の回路パターン(2)322が設けられている。なお、第2の回路パターン(2)322の内方領域にさらに別の島形状の回路パターンが形成されてもよい。また、第2の回路パターン(1)321の内方領域に形成される第2の回路パターン(2)322は、複数でもよい。
変形例2においても、第1の回路間溝部311及び第2の回路間溝部312を従来と比較して狭い幅で設けることができるので、第2の回路パターン320(第2の回路パターン(1)321および第2の回路パターン(2)322)の形状の自由度が高くなる。すなわち、放熱設計の自由度が高まり、回路パターン20に電子部品等を実装し駆動させたときの放熱基板10全体の熱分布のコントロール性が向上する。
<放熱基板10の製造方法>
図4は放熱基板10の製造プロセスを示すチャート図である。本図を参照して放熱基板10の製造方法を説明する。
(S10:積層体準備工程)
下から順に金属基板12と、絶縁層11と、金属層20Aとが積層された積層板10Aを用意する。金属層20Aが、以下の工程により加工することで回路パターン20となる。
積層板10Aの製造方法は、公知の手法を用いることができる。例えば、金属基板12をキャリアとして、厚さT1の金属基板12上に、絶縁層11の構成材料としての液状材料(ワニス状材料)を、例えばスプレー法等により付与する。
その後、金属基板12上の液状材料は自然乾燥または強制乾燥により乾燥される。これにより、厚さT2の絶縁層11が得られる。このとき絶縁層11が完全に硬化していない状態(いわゆるBステージの状態)であってもよい。
つぎに、絶縁層11(すなわち絶縁層上面11a)上に厚さT3’の金属層20Aを形成する。すなわち、絶縁層11の絶縁層上面11aに、回路パターン20となる金属層20A、例えば圧延銅を熱圧プレス等により積層する。これにより、積層板10Aが得られる。金属層20Aの厚さT3’は、後述するエッチング工程を考慮して設定される。
(S12:回路パターン切削工程)
つづいて、ルータを用いて、上述の積層板10Aの金属層20Aを所望のパターンとなるように切削する。このパターンには、島形状となる第2の回路パターン120に対応する形状も含まれる。パターンでない部分については、所定厚さの金属層(薄銅部20B1)を残すことで、絶縁層11上には暫定回路パターン20Bが形成される。すなわち、切削で全てのパターンを形成すると、絶縁層11を破損させる虞があるので、余裕を持たせて一部厚さの金属層(薄銅部20B1)を残存させる。これにより、暫定回路パターン20Bを有する積層板10Bが得られる。
(S14:エッチング工程)
さらに、暫定回路パターン20Bを有する積層板10Bをエッチング処理することで、残存している金属層(薄銅部20B1)を溶かし、所望のパターンを形成することで最終的な回路パターン20、すなわち、第2の回路パターン120や回路間溝部110を含むパターンが得られる。これによって、放熱基板10Cが得られる。なお、エッチング工程では、溶かすべき薄銅部20B1の厚さが事前の切削工程により十分薄くなっているため、回路パターン20を形成する際に形成されるスソ引き形状は、回路パターン20と絶縁層上面11aの界面付近の非常に僅かな領域のみとなる。
<実施形態の効果>
実施形態の特徴および効果をまとめると次の通りである。
(1)放熱基板10(回路基板)は、
絶縁層11(絶縁基板)と、
絶縁層11上に直接接して設けられた金属の回路パターン20と、
を有し、
回路パターン20は、絶縁層11上の第1の領域に形成された第1の回路パターン101と、絶縁層11上の第2の領域に形成された第2の回路パターン120とを有し、
第1の領域(すなわち第1の回路パターン101)は、上面視で第2の領域(すなわち第2の回路パターン120)を囲んで閉鎖している。
回路パターン20において、上面視において内方領域に回路間溝部110で分離された島形状の第2の回路パターン120を設けることで、放熱基板10の放熱コントロールの柔軟性(すなわち設計上の自由度)が得られる。具体的には、第2の回路パターン120を設ける際に、それを囲む第1の回路パターン101に開放部分(不連続部分)を設ける必要がない。その結果、電子部品等が実装されたときに、放熱基板10の温度分布が局所的に大きくならない構成を実現できる。
(2)放熱基板10において、第2の領域の外側外郭線(第2の回路パターン120の外側外郭線120b)によって囲まれる領域の面積をS、第1の領域の内側外郭線(第1の回路パターン101の内側外郭線20a)によって囲まれる面積をSとしたときに、S/Sが0.1以上0.9以下である。
回路間溝部110の幅を狭くすることができるため、島形状の設計自由度が高くなり、放熱設計の柔軟性を向上させることができる。
(3)放熱基板10において、絶縁層11は樹脂基板からなる。
上述のように、放熱設計の自由度が高まることで、絶縁層11が樹脂基板であるような場合でも、金属層である回路パターン20と樹脂基板の絶縁層11の線膨張係数の違いによる反り等の発生を抑制できる。
(4)放熱基板10において、回路パターン20は圧延銅からなる。
回路パターン20が圧延銅のように熱伝導率が高い素材であっても、放熱設計の自由度が高く、高い意放熱性能を実現できる。また、絶縁層11の素材として、圧延銅の線膨張係数との差が大きい場合でも、電子部品等の実装時において発生する熱分布を平均化できるため、反り等の発生の予測等が容易になり、対策がし易くなる。
図5に実施例及び比較例の断面構造の写真を示す。図5(a)は上述した実施形態で示した切削及びエッチングを用いて回路パターン20を形成して製造した放熱基板10である(実施例)。図5(b)は、従来の一般的なエッチングのみを用いて回路パターン20を形成して製造した放熱基板である(比較例)。ここでは、回路断面の写真を比較可能に上下に並べて配置している。これら写真では回路パターン20の幅、より具体的には金属層下面22(絶縁層11との界面)の幅を1mmになるように形成している。
図5(b)に示す比較例では、側面部分が全体にわたりスソ引き形状(略富士山形状)となり、回路パターン20の上面の面積が狭くなっている。一方、図5(a)に示す実施例では、側面部分のスソ引き形状(図3のスソ引き部23a)の領域が僅かで有り、大部分が直線(図3の直線部23b)となっている。したがって、上述したように、従来より回路パターン20の密集化が可能となる。
すなわち、実施例では、絶縁層上面11aと回路パターン20との界面付近に形成されるスソ引き形状を小さくできるため、回路間溝部110の幅を狭くすることができる。その結果、上述のような面積Sに対する面積Sの比S/Sが0.1以上0.9以下である構成を実現できる。すなわち、回路間溝部110の幅を狭くすることができるため、島形状の設計自由度が高くなり、放熱設計の柔軟性を向上させることができる。
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
この出願は、2020年6月3日に出願された日本出願特願2020-096729号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
10 放熱基板
11 絶縁層
11a 絶縁層上面
12 金属基板
20 回路パターン
20A、20B 金属層
101、201 第1の回路パターン
101a 内側外郭線
110、210 回路間溝部
120、220、320 第2の回路パターン
120b 外側外郭線
221、321 第2の回路パターン(1)
222、322 第2の回路パターン(2)
311 第1の回路間溝部
312 第2の回路間溝部

Claims (3)

  1. 絶縁基板と、
    前記絶縁基板上に直接接して設けられた金属の回路パターンと、
    を有し、
    前記回路パターンは、前記絶縁基板上の第1の領域に形成された第1の回路パターンと、前記絶縁基板上の第2の領域に形成された第2の回路パターンとを有し、
    前記第1の領域は、上面視で前記第2の領域を囲んで閉鎖しており、
    前記回路パターンの高さをb、前記第1の回路パターンと前記第2の回路パターンとの間に設けられた回路間溝部の幅をaとした場合、前記回路間溝部におけるアスペクト比b/aが0.2以上5以下の領域を有し、
    前記高さbは0.3以上5mm以下であり、
    前記幅aは、第1の回路パターン及び第2の回路パターンのそれぞれの金属層側面において、高さ方向中央部分間の距離であり、
    前記絶縁基板は樹脂基板からなる、
    回路基板。
  2. 前記第1の領域の内側外郭線によって囲まれる面積をS、前記第2の領域の外側外郭線によって囲まれる領域の面積をSとしたときに、S/Sが0.1以上0.9以下である、請求項1に記載の回路基板。
  3. 前記金属は圧延銅からなる、請求項1または2に記載の回路基板。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101682972B1 (ko) * 2015-06-04 2016-12-20 이재형 동아줄을 이용한 황토길

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091784A (ja) 1998-09-07 2000-03-31 Denso Corp 電子装置及び電子装置の放射ノイズ低減方法
JP2007088272A (ja) 2005-09-22 2007-04-05 Hitachi Metals Ltd セラミックス回路基板およびこれを用いたモジュール
JP2010238755A (ja) 2009-03-30 2010-10-21 Murata Mfg Co Ltd ランド構造
JP2011205151A (ja) 2011-07-19 2011-10-13 Fujitsu Ltd プリント配線板およびプリント基板ユニット並びに電子機器
JP2013229377A (ja) 2012-04-24 2013-11-07 Kyocera Corp 回路基板およびそれを用いた電子装置
WO2017056360A1 (ja) 2015-09-28 2017-04-06 株式会社 東芝 回路基板および半導体装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59106188A (ja) * 1982-12-10 1984-06-19 マスプロ電工株式会社 プリント基板
FI117234B (fi) * 2004-05-17 2006-07-31 Aspocomp Technology Oy Piirilevy, valmistusmenetelmä ja elektroninen laite
JP2011216619A (ja) 2010-03-31 2011-10-27 Nippon Steel Chem Co Ltd 積層構造体及びその製造方法
JP5539800B2 (ja) * 2010-07-07 2014-07-02 日本特殊陶業株式会社 配線基板の中間製品及び配線基板の製造方法
JP6344197B2 (ja) * 2014-10-30 2018-06-20 富士電機株式会社 半導体装置
JP7209181B2 (ja) 2018-12-18 2023-01-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 電気掃除機

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091784A (ja) 1998-09-07 2000-03-31 Denso Corp 電子装置及び電子装置の放射ノイズ低減方法
JP2007088272A (ja) 2005-09-22 2007-04-05 Hitachi Metals Ltd セラミックス回路基板およびこれを用いたモジュール
JP2010238755A (ja) 2009-03-30 2010-10-21 Murata Mfg Co Ltd ランド構造
JP2011205151A (ja) 2011-07-19 2011-10-13 Fujitsu Ltd プリント配線板およびプリント基板ユニット並びに電子機器
JP2013229377A (ja) 2012-04-24 2013-11-07 Kyocera Corp 回路基板およびそれを用いた電子装置
WO2017056360A1 (ja) 2015-09-28 2017-04-06 株式会社 東芝 回路基板および半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101682972B1 (ko) * 2015-06-04 2016-12-20 이재형 동아줄을 이용한 황토길

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