JPS624877B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱放散性が優れ、高密度配線に適す
る金属芯入り印刷配線板に関するものである。金
属を芯とし、その表面を絶縁した後配線を形成す
る金属芯入り配線板は、放熱性が高いこと、機拡
強度が高いこと、低コストが可能なこと、などか
ら、種々の構造、製造法が提案されている。例え
ば、鉄芯配線板がある。これは、厚さ１mm程度の
鉄板に穴あけした後、電着塗装法または、流動浸
漬塗装法などにより、絶縁塗装し、表面および穴
壁を金属化して、回路パターンを形成し配線板と
したものである。

この方法は、絶縁方法の要請から、穴コーナ部
をすりばち状にエツチングする必要から、有効穴
径が大きくなり、通常の配線板に必要な、2.54mm
ピツチの穴間に１本以上の配線を行なうことは困
難である。

別の例として、アルミニウム、銅、鉄などの金
属板にあらかじめ穴あけした基板に、トランスフ
アプレス等により穴埋め樹脂を充填した後、表面
に絶縁樹脂層を介して銅箔を接着し、金属芯入り
銅張り積層板とし、通常の方法により、両面配線
板、多層配線板、必要な配線パターンに絶縁電線
を使用した配線板とすることができる。

この方法では、穴径は、普通の配線板と同様に
ドリル径で決まるため、設計的に考慮し、適した
製造法をとれば2.54mmピツチの穴間に３〜５本の
ラインを通すことに可能である。

しかし、スルーホール銅と金属板間の高い絶縁
性を得るためには、その間隔を0.5mm程度にする
必要がある。このため、スノーホール銅と金属板
との熱的結合が十分でなく、また、金属芯が、基
板の中にあるため板厚方向の熱抵抗が大きく、十
分な放熱性を持たせることができなかつた。

特に金属芯入り印刷配線板を多層配線板の内層
回路板、又、必要な配線パターンに絶縁電線を使
用した配線板の製造すなわち、金属芯入り印刷配
線板の表面に接着剤層を形成し、絶縁電線を布線
し必要な配線パターンを形成するものに使用した
場合、本来の特徴である熱放散性が十分発揮され
ない欠点があつた。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので
貫通孔を有す金属板の貫通孔を絶縁樹脂で充填す
ると共に金属板の平面部に絶縁樹脂層を形成し金
属板貫通孔の充填絶縁樹脂に金属板の貫通孔より
小さい径の貫通孔をあけることにより得られる貫
通孔を有す金属板の貫通孔内壁を含む全表面に絶
縁樹脂層を形成した基板に、基板の貫通孔を含め
所望の箇所に回路パターンを形成し、所望の電子
部品を搭載した金属芯入り印刷配線板に於て、搭
載された電子部品の下方に基板を貫通し金属芯を
露出する貫通孔内壁に形成された金属層により金
属芯と、基板の表面層および裏面層の導体パター
ンとを接続した放熱用貫通孔を設けたことを特徴
とする金属芯入り印刷配線板である。

すなわち、本発明では、印刷配線板の内部に導
通孔径より大きな貫通孔をもつ金属板を用い、金
属板と熱的、及び／又は電気的に結合した導通孔
と電気的に絶縁された導通孔の２種類の普通孔を
設け、前者は、さらに、表裏の金属パターン層と
接続し、搭載部品からの熱を搭載面から、金属芯
に伝え金属芯の高熱伝導性により基板横方向への
熱流とし、さらに、裏面から、気中への放熱を図
るものである。一方、電気信号の伝達は、後者の
導通孔により行なうので、高密度実装を達成する
ことが可能である。前者では、導通孔は金属芯と
少なくとも熱的に、すなわち100μｍ以下好まし
くは50μｍ以下の樹脂層を介して結合しておれば
良い。

本発明による金属芯入り印刷配線板に、フラツ
トパツクICを搭載した状態の断面図を示す第１
図に示す。１は、フラツトパツクICであり、発
生した熱は、端子２および本体から配線板に伝熱
する。

この熱伝導を良くするため、本体下部に熱伝導
パツド９を設け、これから、スルーホール１０を
通して、熱は、金属芯５により、横方向へ拡がる
と共に、放熱パツド８を通して、気中に放熱す
る。スルーホール１０は、配線板中に多数設ける
ことができ、金属芯により熱的に一体化される。
電気信号は、スルーホール１１によつて伝達す
る。

尚、第１図に於て３は信号層、４は電源層、６
はグランド層、７は信号層である。熱伝導パツド
９、即ち、基板の表面層および裏面層の導体パタ
ーンは、一つの搭載部品の外形にほゞ対応する形
状のものでも、並列して設けつれた多数の搭載部
品の下方に共通する板状のものでも良い。この場
合は板状の導体パターンに金属芯に接続する複数
個の貫通孔を設けることが好ましい。

金属芯としては、熱伝導率の大きい、銅、アル
ミニウム、アルミニウム合金、鉄などを使用でき
るが、貫通孔は、穴あけ機や、プレスによつて設
ける。

その後、コーナにアールをつけたり、プリプレ
グとの接着力を高めるために、表面処理を施して
もよい。

また、貫通孔を設けた金属板に、トランスフア
プレス等により穴うめ樹脂を充填したものも使用
できる。

次に、本発明の金属芯入り印刷配線板の製造法
について第２図により説明する。第２図ａに示し
たように、貫通孔を設けた金属板１２、金属箔１
３とガラス布エポキシプリプレグ１４を重ね合わ
せ、プレス機によつて加工加熱する。そして、第
２図ｂのように、内層パターンを公知のエツチン
グ法により作成し、さらに第３図ｃのように銅箔
とプリプレグを重ねてプレスし、所定のパターン
加工を行う。更に、公知のサブトラクテイブ法に
より金属板と熱的、及び／又は電気的に結合した
導通孔と、電気的に絶縁された導通孔の２種類の
導通孔を設け金属芯入り印刷配線板とする。

実施例 (1) 厚さ0.5mmの銅板に穴あけ機で直径1.0mmの貫
通孔を設ける。

(2) この銅板とガラス布エポキシプリプレグ２枚
（GE−67N日立化成工業(株)製商品名）と厚さ70
μｍの両面粗化銅箔をそれぞれの面に重ね合せ
て、圧力60Kg／cm²、温度175℃で60分間加圧加
熱する。

(3) 銅箔を公知のサブトラクト法で所定のパター
ンにエツチングする。

(4) この基板の両側に所定量のプリプレグを配
し、さらに層さ35μｍの両面粗化箔を重ね合せ
て圧力60Kg／cm²、温度175℃で60分間加熱加圧
する。

(5) 銅箔を公知のサブトラクト法で所定のパター
ンにエツチングする。

(6) 工程、(4)をくり返す。

(7) 穴あけ機により穴を設けた後、公知のサブト
ラクト法により、穴内を金属化し、表面のパタ
ーンを形成する。

このようにして得た金属芯入り印刷配線板の銅
板とスルーホール間（接続されていない場合）の
耐電圧は4kV以上でありかつ搭載電子部品より発
生する熱の放散性に優れ、高密度化も可能なもの
である。

以上説明した本発明により次の効果が達成され
た。

(1) 貫通孔を設けた金属芯を使用することによつ
て、25.4mm間に３本以上の配線密度を得ること
ができ、同時に金属芯に接続した導通孔と放熱
用パツドを設けることにより高密度で放熱性の
高い金属芯入り印刷配線板を得ることができ
る。

(2) 構造的に放熱性が高いので、薄い金属板を使
用でき、低コスト化、軽量化が図れる他、電気
特性、耐熱性のすぐれた金属芯入り配線板を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による金属芯入り印刷配線板
にフラツトパツク型ICを搭載した状態の断面
図、第２図は本発明の製造工程を示す断面図であ
る。 符号の説明、１……フラツトパツク型IC、２
……端子、３……信号層、４……電源層、５……
金属芯、６……グラウンド層、７……信号層、８
……放熱用パツド、９……伝熱層、１０……放熱
用導通孔、１１……信号用導通孔、１２……金属
芯、１３……銅箔、１４……プリプレグ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 貫通孔を有す金属板の貫通孔を絶縁樹脂で充
   填すると共に金属板の平面部に絶縁樹脂層を形成
   し金属板貫通孔の充填絶縁樹脂に金属板の貫通孔
   より小さい径の貫通孔をあけることにより得られ
   る貫通孔を有す金属板の貫通孔内壁を含む全表面
   に絶縁樹脂層を形成した基板に、基板の貫通孔を
   含め所望の箇所に回路パターンを形成し、所望の
   電子部品を搭載した金属芯入り印刷配線板に於
   て、搭載された電子部品の下方に、基板を貫通し
   金属芯を露出する貫通孔内壁に形成された金属層
   により金属芯と、基板の表面層および裏面層の導
   体パターンとを接続した放熱用貫通孔を設けたこ
   とを特徴とする金属芯入り印刷配線板。