JPS60167399A - 高熱伝導性金属ベ−ス回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子機器に利用される熱伝椙性の良好な金属ベ
ースを使用した回路基板に関するものである◇ 従来例の悄成とその問題点 近年電子機器の分野において回路基板上に１０゜ＬＳＩ
、パワートランジスター等の光熱性の部品を宮む多橿多
鼠の部品を、い力）にすれは小型にかつ高活度に実装で
きるかが大きな問題になっている。

上述した如き回路基板は・：ＪＪＭ當ＩｇＩｊＳ績抜の
ベース材料上に絶龜層およ・ひ導体層即ち回路を成けて
なる０従来、上述した如き発熱性部品を実装するための
プリント配線板の如き回路基板のベース材料としては紙
とフェノール樹脂からなる積層体あるいはガラスとエポ
キシ樹脂からなる積層体などの有機高分子材料を使用し
たベース材料や、アルミナ等のセラミックス４珂利を使
用したベース材料か使用されているか１かかる材料を使
用したベース材料は何れも熱尋率か小さく放熱性か不充
分であるため、工０．ＬＳＩ１パワートランジスター等
の尚発熱性の部品を、特に熱・の影響を受けることを好
まぬ他の電子部品と組合ぜｒ　ｙ　’Ｍｚ　密度に実装
することかでき７Ｉいのか実情である。

こめため熱伝導性か良好で、しかも耐熱性および一械的
強度のすぐれた金属をベース材料として使用し、これに
絶縁層２よび導体層部ぢ回路を設けたｉＫ　ｉ’ｉ伝導
性ｔｇｌｉｅ６基板か開発された。

′１）工かる従来のｒ６熱伝導性金民ベース回路基板は
・金属ベースーヒに設ける絶縁層の材料として有砲高分
子材料を使用したものと、金属酸化物等を接着性のある
有軸高分子材料中に分散して高熱伝導性にした材料を使
用したものとがあり、現任のところ前者が主流であるが
、このものは絶縁層の熱伝導性か後者に比して劣ること
は避けられない。このため後者の絶縁層を使用した回路
基板の開発が行なわれている。

従来の上記高熱伝導性絶縁層を設けた金属ベースからな
る回路基板について第１図を参照して説明する。第１図
は高発熱性電子部品・熱の影響を避けるべきｔ子部品°
を実装した従来の回路基板の断面略図で１回路基板に放
熱フィンを取り付けたもの：Ｃ′ある。第１図において
１は金属ベース、２は上述した如きα熱伝尋性絶組１か
ａａ＋３ｂは導体層からなる回路、４は高発熱性電子部
品・５は他の電子部品、５ａ、ｆｉｂは半田層、７はシ
リコーングリース、８は放熱フィンである。

かかる従来の電子部品実装回路基板は、高熱伝導性絶縁
層２を介して金属ベース１と銅箔の如き導体層を貼り合
せた高熱伝導性回路基板人形成し、次いで導体層をエツ
チングして配線回路３　ａ　＋　３　ｂを形成し、それ
ぞれの１１Ｍ路３ａ、＋３ｂに接続すべき電子部品、例
えば高発熱性電子部品４を回路３＆に、他の電子部品５
例えはコンデンサー、抵抗、ダイオード等を３ｂに、隣
接して半田層６ａおよび６ｂでそれぞれ接続してあり、
更に金属ベース１の呂熱伝婢性絶経１曽２の反対側にシ
リコーングリース７を介して放熱を助けるための放熱フ
ィン８が設けである０第１図に示した従来の電子部品実
装回路基板Ａにおいて・動作中の尚光熱性電子部品４か
ら発生する熱は高発熱性１扛子部品４の表向からの対流
と輻射および導体層回路３ａへの垂直方向に向っての伝
導によって放散される。しかしながら対流および輻射に
よる放然別卒は無視せざるを得ない程小さく、放熱は主
として伝導によって行なわれる。この場合高発熱性電子
部品４で発生ずる隔置の全てが半田層ａ　ａ　、　導体
層回路３　ａ　１高熱伝導性絶縁層２、金ｈベース１、
シリコーングリース７および放熱フィン８を介して図に
ふいて下方に垂直にのみ伝導され、放熱フィン８より放
熱され、横方向への熱伝導が存在しな番プれは、他の電
子部品５への熱による悪影響はないの−Ｃ゛あるか、上
記垂直方向への熱伝導を良好にするため使用した間熱伝
導性絶縁ノ曽２および金ｈベース１は、隼に放熱フィン
８への方向、顧ち垂直方向へのみの伝導はかりでなく１
図において横方向、時に高熱伝導性絶縁層曽２の横方向
への熱伝導も生じ、この結果熱の影巻を嫌う他のｔ子部
品５゛への熱伝導を生ゼしめる。この横方向への熱伝導
による１Ｌ子部品５への悪影響は１各電子部品の実装密
曳が大であればある程、即ち電子部品５と発熱性１Ｌ子
部品４の距離か小さくなればなる程大となること１そし
て゛ｉｌＬ子部品５への熱の影粋か大となること４Ｌ　
明うかである。このため電子部品５の温度ヲ上昇させ、
その信頼性を損うことにもなる。

従って高熱伝導性絶縁層２の熱伝導か良好になればなる
程、大きなパワーの発熱性部品４の使用が可能になるの
であるか、それに逆比例して池の電子部品５への熱の伝
導による影響か大となり、結局回路基板Ａ上に各極°畦
子１ｊＩｓ品（４，５等）を！ｄに実装できなくなる欠
点を有しているＯ発明の目的 本発明は上述した従来の金属ベース回路基板の欠点を解
消し、高発熱性電子部品、詩に従来よりも大きなパワー
の高発熱性１子品品を、他の電子部品特に熱の影響を排
除すべ＠電子部品と共に尚密度に実装ｆることをｇ］’
　ｘにＴ、る高熱伝導性全編ベース回路基板を提供する
ことにあるＯ 発明の構成 本発明は、金属ベース上に高熱伝導性材料からなる第一
の絶縁層を設け、上記第一絶縁層上に第一の導体層から
なる電気回路を形成した間熱伝導性金属ベース回路基板
において、熱の影響を受けることを排除すべき電子部品
を載置すべき第−導体層回路上に低熱伝導性材料からな
る第二の絶縁層を設け、上記第二絶縁層上に上記第−導
体層回路に対応する第二導体ノ・ご回路を形成し、上記
第二絶縁層中に上記第一導体層回路と第二導体層回路を
電気的に接続する４通部を設けた高熱伝導性金属ベース
回路基板にある。

本発明で使用する金属ベース材料としては熱伝導性の良
好な金属例えばアルミニウム、アルマイト等従来より高
熱伝導性金属ベースとして使用されている任意の材料で
よい。

高熱伝導性第一絶縁層としてはアルミナ九窒化硼素−マ
グネシア等熱伝椰性の良い材料を分散させた有機高分子
材料例えばエボキ“シ樹脂の層等従来より周知の熱伝導
性の良い絶縁材料、の層を使用できる。

また本発明の上記第一導体ノ曽回路お、よび第二導体層
回路は周知の方法で銅箔をエツチングすることによって
形成する◇ 低熱伝専性第二絶縁層は従来より使用されている通常の
絶縁材料、例えはエポキシ脣脂専の有機高分子材料−Ｃ
′作ることができる。

実施例の説明 以下に本発明の実施例を第２囮を奈照して説明する０躬
２１２！Ｊは各種電子部品を冥装した不？）４明による
Ｌｔ回路基板の断ｊ＆ｌ略図°（′あり、放熱フィンを
取り付けたものである。

第２図において１はアルミニウムの金ｍベースであり、
その−凹（商にては上）にアルミナを分散させたエポキ
シ樹脂からなる高熱伝導性材料の第一＆Ｈｊ＃２をバー
コーター、ロールコータニ、スクリーン印刷等公知の方
法Ｃ′塗餉して形成する０次に、上記第−絶縁層上に回
路を作るため銅箔等の導体層を加熱加圧して第・−導体
層を形成する。次にこの銅箔からなる第一導体層を周知
の方法でエツチングして所望パターンの回路３ａおよび
３ｂを形１表する。第２図において島上記第−導体層回
路３ａ上には前述した如き高釦熱性りａ子部品４を半田
６ａにて取り付ける。従来の例（例えは第１図の例）で
は・熱のルーを排除ずべき電子部品５は上記第一導体層
回路３ｂ上またはそれと接して１Ｉｌｔ接取り付けてい
たのであるか、本発明によれは上記第−導体層回路３ｂ
上に低熱伝導性材料の第二絶縁層９を設ける。このｊ９
７９は前記高熱伝導性絶縁層２と同様の方法°Ｃまただ
し、前述した叩く例えはエポキシ樹脂のみからなる材料
を使用して形成すれはよい。この第二絶縁層９は、第−
棉体増回ｗＪ３１）を被覆するのに充分な厚さで、かつ
熱の影響を排除すべき電子部品５に、ｗｒ発熱１／ｌ：
電子部品４中で発生する熱が高熱伝導性第一絶縁層およ
び第一導体層回路３ｂを介して伝導されないように充分
な厚さとす些はよい０次に上記第二絶縁層９の上に上記
糖−導体層−路３ｂに対応して第二導体層回路３Ｃを形
成する０上記回路３Ｃは必Ｔしも上記導体層回始３ｂと
一致する必要はなく、ここに取り刊ける熱のＩ：ｅ　ｅ
？を排除すべき一１区子部品５の大きさ、数等によって
適宜皮えることができる。なお上記第−得体Ｊ・シ回路
、１ｌｉｂと第二導体層回路３Ｃの１１“、ｊにはそれ
ぞれ対応する回路間に電気的接続を生ぜビめるため上記
第二絶縁層中に銀ペーストを光填した専通都部１０を設
ける。次に上記第二４体ハク１！、Ｕｌ路３Ｃに接して
電子部品５を例えば半１：ｌ（６ｋ＋で取り付ける０な
お所尾により、尚釦熱性電子部品４で発生ずる熱の放散
を助長するため為上記金属ベース１の反対側（図では下
）に放熱フィン８をシリコーングリースの層７を取り付
けてもよい。

発明の効果 上述した如く構成した本発明による金属ベース回路基板
においては、高発熱性電子部品４でＺｒ２生した熱は半
田６ａおよび４ネ体層回路３ａを介して高熱伝導性第一
絶縁層２に伝導されるが−こ、のとき熱は伝導性の良い
金属ベースｌに伝達されると共に、図において板方向に
関熱伝導性第−絶ｍ　Ｊ？〆１２および金属ベース１中
を伝達し・第一導体層回路３ｂを加熱する。しかしなが
ら本発明によれは第一導体層３ｂ上に低熱伝導性の第二
絶縁層９が設けられているため１その上に取り付けられ
た電子部品５には熱の伝導は殆んど生じない。このため
１第一絶縁層２および金属ベース１中を通った熱は放熱
フィン８を介して下方に放散される。従って放熱フィン
の大きさ、材料、形状を適宜選すれば、高発熱性電子部
品４で発生した熱は、熱の影□□□を排除すべき電子部
品５に伝導されることなく、下方に放散することができ
る。また本発明による金ＪｔＪ４ベース回路基板は上述
した如く第一導体層回路３ｂとは別に第二導体層回路３
Ｃを＠層構成したため、第二導体層回路上に任意の電子
部品を、従来より多く、あるいは副密度に実装できる利
点を有する。このため関熱伝４性金属ベース１Ｉ２Ｉ珀
基板の小型化、軽量化にも大きく寄与°恐きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子部品を実装した従来の金Ａ−ベース回路基
板の説明図であり、第２図は本発明による同様の金−属
ベース回路基板の説明図である０１は金属ベース・２は
高熱伝導性第一絶縁層、３ａ、３ｂは第一導体１１回路
、３Ｃは第二導体層回路・４は高発熱性゛電子部品、５
は他の′電子部品、６ａ１６ｂは半田、７はシリコーン
グリース、８は放熱フィン、９は第二絶縁層、１０は嚇
ｍ都。 特許出願人　松下電器産業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属ベース上に高熱伝導性材料からなる第一の絶縁
   層を設け、上記第一絶縁層上に第一の導体層からなる電
   気回路を形成した高熱伝導性金属ベース回路基板におい
   て、熱の影曽を受けることを排除すべき電子部品を載置
   すべき第−導体層回路上に低熱伝導性材料からなる第二
   の絶縁層を設け、上記第二Ｉｆｆ！３縁層上に上記第一
   導体層回路に対応する第二導体層回路を形成し、上記第
   二絶縁層中に上記第一導体層回路と第二導体層回路とを
   電気的に接続する導通部を設けた旨熱伝纒性金属ベース
   回路基板。 ２、金属ベースか、アルミニウム、またはアルマイトで
   ある特許請求の範囲第１項記載の高熱伝導性回路基板。