JPH0936553A

JPH0936553A - 金属ベース多層配線基板

Info

Publication number: JPH0936553A
Application number: JP7185829A
Authority: JP
Inventors: Fumio Sugimoto; 文雄杉本; Kiyohisa Hashimoto; 季世久橋本; Kazuyuki Moriyama; 和幸森山; Shoichi Tanabe; 昌一田辺
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1995-07-21
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】小サイズ、低ノイズの金属ベース多層配線基
板を提供する。【構成】金属ベース10上にフィラー入り接着性絶縁層
20を設け、その上に多層回路基板30を設けた金属ベース
多層配線基板であって、前記多層回路基板30の表層が薄
手の回路導体50からなり、他の層が厚手の回路導体51か
らなり、前記表層の薄手の回路導体50の発熱部品が搭載
される部位60がスルーホール61により他の層の厚手の回
路導体51に接続されている。【効果】多層回路基板の表層を薄手の回路導体50で形
成するので、前記回路導体50の巾や間隔を狭く設計で
き、多層回路基板を小型化できる。又放熱性にも優れて
いる。更に表層の搭載部品が発するノイズの金属ベース
10による反射ノイズは、裏層の厚手の回路導体51により
遮断される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小サイズで、放熱
性に優れ、且つ低ノイズの金属ベース多層配線基板に関
する。

【０００２】

【従来の技術】インバーターやＤＣ−ＤＣコンバータ等
の通電電流が大きく発熱し易い部品を搭載する配線基板
には、金属ベース配線基板が用いられている。この金属
ベース配線基板は、図２に示すように、金属ベース10上
に接着性絶縁層20を形成し、その上に厚手（厚さ70〜13
0 μｍ）の回路導体51を形成したものである。前記接着
性絶縁層20はアルミナ等のフィラーが高密度に充填され
て熱伝導性が高められており、前記発熱部品からの発熱
は、前記接着性絶縁層20を通して金属ベース10に放熱さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記の金属ベース配線
基板の回路は、発熱部品用の電力回路と、前記電力回路
を制御する制御回路とから構成されている。そして両回
路は、通常、銅箔をエッチングして形成され、その銅箔
には電力回路に合わせて厚手のものが使用されている。
厚手の銅箔を用いると回路導体（線）のサイドエッチン
グ量が多くなる為、線巾と線間を広く設計する必要が生
じ、その為、基板サイズが大きくなるという問題があ
る。又線巾と線間が広くなると、搭載するＩＣ等の電子
部品には大型のものを使用しなければならず、配線基板
全体が大きくなる問題があった。他方、電力用半導体と
して採用の進んでいるＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipola
r Transistor）等は、回路の高周波化を伴う為、発生す
る高周波ノイズが金属ベースで反射して、制御回路の誤
動作の原因になることが問題になっている。加えて、発
熱部品を搭載した回路においては、この部品からの発熱
を速やかに放出し、基板の温度上昇を抑制しなければな
らないという考慮すべき課題があった。本発明は、小サ
イズ低ノイズであって、放熱性にも優れた金属ベース多
層配線基板の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属ベース上
にフィラー入り接着性絶縁層を設け、その上に多層回路
基板を設けた金属ベース多層配線基板であって、前記多
層回路基板の表層が薄手の回路導体からなり、他の層が
厚手の回路導体からなり、前記表層の回路導体の発熱部
品が搭載される部分がスルーホールにより他の層の回路
導体に接続されていることを特徴とする金属ベース多層
配線基板である。

【０００５】本発明において、多層回路基板の表層回路
には、18〜35μｍ程度の薄手の銅箔が使用される。他の
層の回路には、電流容量を確保し、且つ熱伝導性を良く
する為に70〜105 μｍの厚手の銅箔が使用される。発熱
部品を搭載する部分の層間は、内面に銅メッキ等を施し
たスルーホールにより接続される。このスルーホールを
複数本設けること、スルーホール内面の銅メッキ層を厚
くすること、前記スルーホール内をフィラーを高密度充
填した樹脂で満たすこと等は表層の回路導体から他の層
の回路導体への熱伝導を高める上で有用である。配線板
材料には通常のガラス布エポキシ樹脂等任意の材料が使
用できる。特にフィラーを高密度充填した配線板材料
は、熱伝導性に優れ好ましい。

【０００６】接着性絶縁層には、接着性絶縁樹脂にシリ
カ(SiO₂)やアルミナ(Al₂O₃) 等のフィラーを充填して、
電気絶縁性と熱伝導性を両立させたものが使用される。
フィラー充填率が70〜80wt％のものは、前記両特性のバ
ランスが良くなり好ましい。一般に、回路基板の下層導
体は部分的に下側に突出しており、この突出部分は金属
ベース間との間隔が狭い為、耐電圧特性が低下する。そ
こで、このような箇所には、ガラスマットやガラスクロ
ス等の無機系支持体にフィラーを高密度充填した樹脂を
含浸させた接着性絶縁層を形成して、必要とする絶縁厚
みを確保するのが好ましい。この無機系支持材を用いた
接着性絶縁層は、導体回路と金属ベース間に高い耐電圧
特性が要求される場合にも有用である。

【０００７】本発明では、表層の制御回路の下側に厚手
の回路導体が形成されるので、搭載部品が発するノイズ
の金属ベースからの反射ノイズが遮断される。特に、制
御回路の直下にあたる下層回路部位の全面に回路を設け
ておくことにより前記反射ノイズは確実に遮断できる。

【０００８】以上述べたように、本発明では、多層回
路基板の表層を薄手の回路導体で形成するので、前記回
路導体の巾や間隔を狭く設計でき基板を小型化できる。
又小型のＩＣ等が使用でき配線基板全体も小型化でき
る。又制御回路等のパターンが精細に形成される。発
熱部品を搭載する部分の回路導体は、他の層の厚手の回
路導体にスルーホールを介して接続することができるの
で、前記発熱部品に十分な電流を通電できる。発熱部
品からの発熱は表層の薄手の回路導体からスルーホール
を介して他の層の厚手の回路導体へ伝わり、この厚手の
回路導体から接着性絶縁層を介して金属ベースに良好に
放熱される。表層の制御回路の下側に厚手の回路導体
が形成されるので、搭載部品が発するノイズの金属ベー
スからの反射ノイズが遮断される。

【０００９】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。（実施例１）図１は、本発明の多層配線基板の第１の実
施例を示す縦断面図である。Ａｌベース10の上に接着性
絶縁層20が設けられ、その上に多層回路基板30が設けら
れている。前記多層回路基板30は、ガラス布エポキシ
（ＧＥ）配線板40の表層に厚さ18μｍの薄手の回路導体
50を形成し、裏層に厚さ 105μｍの厚手の回路導体51を
形成したものである。そして、表層の回路導体50の発熱
部品を搭載する部分60にスルーホール61が開けてある。
前記スルーホール61の内面には、銅が20μｍの厚さメッ
キされている。又表層の制御回路の下側にあたる部位に
厚手の裏層回路が形成されている。

【００１０】前記配線基板は、次の工程により作製し
た。厚さ 0.1mmのガラス布エポキシ（ＧＥ）配線板40の
表層に厚さ18μｍの薄手の銅箔を貼着し、裏層に厚さ 1
05μｍの厚手の銅箔を貼着した両面銅張ＧＥ基板30の発
熱部品を搭載する部位60に内径 0.5μｍのスルーホール
61を開け、次にスルーホール61の内面に銅メッキ層を約
20μｍの厚さ形成した。この銅メッキ層は、前記銅箔上
にも形成された。この後、両面の銅箔上にレジスト膜
（図示せず）を形成し、焼付け、現像後、銅箔の露出部
をエッチングして回路導体50,51 を形成した。最後に前
記レジスト膜を剥離した。次に厚さ２mmのＡｌベース10
上に接着性絶縁層20を配し、この上に前記の多層回路基
板30を厚手の回路導体51を下にして配して積層体を形成
した。前記接着性絶縁層20には、アルミナフィラーを80
wt％充填したエポキシ樹脂をガラス布に含浸させ、これ
を厚さ 180μｍの板状に加熱成形したプリプレグを用い
た。次に前記積層体を 170℃×60分間の条件で加熱圧着
して、図１に示すＡｌベースの多層配線基板を製造し
た。

【００１１】（実施例２）実施例１のものとスルーホー
ル61の本数のみ異なるＡｌベース多層配線基板を製造し
た。

【００１２】（実施例３）実施例２において、スルーホ
ール61に、実施例２で用いたのと同じアルミナフィラー
を80％充填したエポキシ樹脂を充填した。その他は、実
施例２と同じ方法によりＡｌベースの多層配線基板を製
造した。

【００１３】（比較例１）実施例３において、接着性絶
縁層にエポキシ樹脂をガラス布に含浸させただけのアル
ミナフィラーを含まないプリプレグを用い、その他は、
実施例３と同じ方法によりＡｌベース多層配線基板を製
造した。

【００１４】（比較例２）比較例１のものとスルーホー
ル61の本数のみ異なるＡｌベース多層配線基板を製造し
た。

【００１５】（従来例１）厚さ２mmのＡｌベース上に接
着性絶縁層を配し、この上に厚さ 105μｍの銅箔を配し
て積層体を形成し、次いで前記銅箔をエッチングして回
路導体を形成し、図２に示したのと同じ構造のＡｌベー
スの配線基板を製造した。

【００１６】このようにして得られた各々のＡｌベース
多層配線基板又はＡｌベース配線基板に、トランジスタ
2SC-2233とＩＧＢＴをパッドを介して取付けた。前記の
両基板を、Ａｌブロックの上面に放熱グリース（東レシ
リコーン製SC102)を介在させて載置し、このＡｌブロッ
クを水槽内に上部を残して浸漬して冷却した。このよう
にして前記発熱部品に通電した。所定時間通電後、前記
発熱部品の取付け部分の配線板の温度を測定した。前記
温度は周囲温度との差で表した。又制御回路導体部分の
ノイズを調べた。結果を表１に示す。表１には基板サイ
ズを併記した。

【００１７】

【表１】実施例１〜３、比較例１，２は、銅メッキの厚さ（20μｍ）を含む。アルミナフィラーを80％充填したエポキシ樹脂、 TH:スルーホール。

【００１８】表１より明らかなように、実施例１〜３の
ものは、いずれも基板が小さく、温度差も充分抑制で
き、放熱性に優れていた。又Ａｌベースからの反射ノイ
ズも低かった。特にスルーホールを４本開けたもの（実
施例２）と４本のスルーホールに接着性絶縁樹脂を詰め
たもの（実施例３）は、ともに放熱性に優れた。これに
対し、比較例１，２のものは、接着性絶縁層にフィラー
が充填されていない為、いずれも温度差が大きくなっ
た。特に比較例２のものはスルーホールが１本の為、温
度差が非常に大きくなった。従来例のものは、表層回路
を厚手の銅箔により形成した為、基板サイズが大きくな
った。又ノイズも高くなった。これはＡｌベースと制御
回路との間に反射ノイズを遮断する層がない為である。

【００１９】以上、表層と裏層の２層からなる多層配線
基板について説明したが、本発明は配線板の中間部分に
も回路導体を形成した３層以上の多層配線基板に適用し
ても同様の効果が得られるものである。

【００２０】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の金属ベー
ス多層配線基板は、基板サイズが小さくできる上、放熱
性にも優れている。又ノイズの低いものであり、工業上
顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属ベース多層配線基板の実施例を示
す縦断面図である。

【図２】従来の金属ベース配線基板の縦断面図である。

【符号の説明】

10………金属ベース 20………接着性絶縁層 30………多層配線基板 40………配線板 50………薄手の回路導体 51………厚手の回路導体 60………発熱部品の搭載部位 61………スルーホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田辺昌一東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属ベース上にフィラー入り接着性絶縁
層を設け、その上に多層回路基板を設けた金属ベース多
層配線基板であって、前記多層回路基板の表層が薄手の
回路導体からなり、他の層が厚手の回路導体からなり、
前記表層の回路導体の発熱部品が搭載される部分がスル
ーホールにより他の層の回路導体に接続されていること
を特徴とする金属ベース多層配線基板。