KR20090091333A - 전자 부품 내장 배선판, 및 전자 부품 내장 배선판의 방열 방법 - Google Patents

전자 부품 내장 배선판, 및 전자 부품 내장 배선판의 방열 방법 Download PDF

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KR20090091333A
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Abstract

적어도 한 쌍의 배선 패턴과, 상기 한 쌍의 배선 패턴 사이에 유지된 절연 부재와, 상기 절연 부재 중에 매립 설치된 전자 부품을 구비하는 전자 부품 내장 배선판에 있어서, 상기 절연 부재 중에 있어서의, 상기 전자 부품의 적어도 주면 상에서, 상기 전자 부품과 열적으로 접속된 금속체를 형성하고, 상기 전자 부품으로부터 발해지는 열을 방열시킨다
배선 패턴, 배선판, 금속 방열판, 범프, 절연 부재

Description

전자 부품 내장 배선판, 및 전자 부품 내장 배선판의 방열 방법{ELECTRONIC PARTS BUILT-IN DISTRIBUTING BOARD, AND RADIATING METHOD FOR THE ELECTRONIC PARTS BUILT-IN DISTRIBUTING BOARD}
본 발명은, 절연 부재 중에 전자 부품을 매립 설치하여 이루어지는 전자 부품 내장 배선판에 있어서, 상기 전자 부품으로부터 발하게 되는 열을 효과적으로 방열할 수 있는 전자 부품 내장 배선판 및 그 방열 방법에 관한 것이다.
최근 전자 기기의 고성능화ㆍ소형화의 흐름 중, 회로 부품의 고밀도, 고기능화가 한층 요구되고 있다. 이러한 관점으로부터, 회로 부품을 탑재한 모듈에 있어서도, 고밀도, 고기능화에의 대응이 요구되고 있다. 이와 같은 요구에 응답하기 위해, 현재에는 배선판을 다층화하는 것이 활발히 행해지고 있다.
이와 같은 다층화 배선판에 있어서는, 복수의 배선 패턴을 서로 대략 평행해지도록 하여 배치하고, 상기 배선 패턴 사이에 절연 부재를 배치하고, 반도체 부품 등의 전자 부품은 상기 절연 부재 중에 상기 배선 패턴의 적어도 1개의 전기적으로 접속하도록 하여 매립 설치하는 동시에, 상기 절연 부재 사이를 두께 방향으로 관통한 층간 접속체(비어)를 형성하고, 상기 복수의 배선 패턴을 서로 전기적으로 접속하도록 하고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
그러나, 이와 같은 전자 부품 내장 배선판에 있어서는, 그 절연 부재 중에 매립 설치한 전자 부품, 특히 반도체 부품 등의 경우에 있어서는, 그 발열량이 비교적 커진다. 한편, 상기 전자 부품을 매립 설치하는 상기 절연 부재는, 수지 등의 열전도성이 떨어지는 부재로 구성하고 있으므로, 상기 전자 부품으로부터 발해진 열을 상기 배선판의 외측으로 효율적으로 방열할 수 없다. 이로 인해, 상기 배선판 내부의 온도가 상승하여, 그 부품 실장 부분을 파괴하거나, 상기 배선판의 접속 부분에 손상을 주는 문제가 발생하고 있었다. 또한, 온도 상승에 수반하여 발연, 발화 등의 문제를 발생시키는 경우도 있었다.
이러한 문제에 비추어, 상기 전자 부품 내장 배선판을 구성하는 절연 부재에 열전도성을 부여하는 것이 시도되고 있지만, 그와 같은 재료의 입수가 곤란한 동시에, 재료도 고가이므로, 상기 배선판의 비용 증가로 이어지는 문제가 있었다.
따라서, 현재 상황에서는, 상기 전자 부품 내장 배선판에 있어서, 그 내부에 있어서의 절연 부재 중에 매립 설치된 전자 부품으로부터의 발열을 효과적으로 발산시켜, 그 온도 상승을 억제할 수 있는 방법은 아직 개발 중에 있고, 충분히 실용화할 수 있는 것은 아직 달성되지 않았다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 제2003-197849호 공보
본 발명은, 절연 부재 중에 전자 부품이 매립 설치되어 이루어지는 전자 부품 내장 배선판에 있어서, 상기 전자 부품으로부터의 발열을 효과적으로 발산시켜, 상기 전자 부품으로부터의 발열에 기인한 실장 부분의 파괴 등의 모든 문제를 해소하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은,
적어도 한 쌍의 배선 패턴과,
상기 한 쌍의 배선 패턴 사이에 보유되어 지지된 절연 부재와,
상기 절연 부재 중에 매립 설치된 전자 부품과,
상기 절연 부재 중에 있어서, 상기 전자 부품의 적어도 주면 상에서 설치되고, 상기 전자 부품과 열적으로 접속된 금속체를 구비하는 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판에 관한 것이다.
또한, 본 발명은,
적어도 한 쌍의 배선 패턴과, 상기 한 쌍의 배선 패턴 사이에 보유되어 지지된 절연 부재와, 상기 절연 부재 중에 매립 설치된 전자 부품을 구비하는 전자 부품 내장 배선판에 있어서,
상기 절연 부재 중에 있어서의, 상기 전자 부품의 적어도 주면 상에서, 상기 전자 부품과 열적으로 접속된 금속체를 형성하고, 상기 전자 부품으로부터 발해지는 열을 방열시키는 것을 특징으로 하는 전자 부품 내장 배선판의 방열 방법에 관한 것이다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 실시하였다. 그 결과, 전자 부품 내장 배선판의, 절연 부재 중에 매립 설치된 전자 부품의, 적어도 주면과 열적으로 접속하도록 하여 금속체를 설치함으로써, 상기 금속체는 적어도 상기 전자 부품으로부터 상기 배선판의 표면을 향해 존재하게 되므로, 상기 전자 부품에서 발해진 열은, 상기 배선판의 표면, 또는 그 표면을 통해 외부로 효과적으로 방열할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같은, 상기 배선판 내부의 온도 상승에 기인한 부품 실장 부분의 파괴나, 상기 배선판의 접속 부분에 있어서의 손상, 또한 발연, 발화 등의 문제를 회피할 수 있다.
또한, 상기 "열적 접속"이라 함은, 상기 전자 부품으로부터 발해지는 열이 상기 금속체에 전도하는 상태의 접속을 의미하는 것이며, 양자가 반드시 직접 접촉하고 있는 것을 요구하는 것은 아니다. 그러나, 상기 금속체는 일반적으로는 양호한 열전도체로 구성하는 것이므로, 실제로는, 상기 전자 부품과 상기 금속체는 서로 직접적으로 접속하는 것이 바람직하다. 이와 같은 직접적인 접속은, 상기 전자 부품이 반도체 부품 등과 같이, 그 접속 부분에 있어서 저항성 접촉이 형성되지 않고, 상기 반도체 부품의 동작이 방해되지 않는 경우에 유효하다.
한편, 상기 전자 부품이 전기적 양도체이며, 상기 금속체와 직접 접촉함으로써, 그 동작이 방해되는 경우에는, 상기 금속체는 상기 전자 부품에 대해 직접적으로 접속할 수 없다. 이와 같은 경우는, 상기 금속체를 상기 전자 부품으로부터 이격하여 배치하게 된다. 또한, 이와 같은 경우에는, 상기 금속체 및 상기 전자 부품이 배선판의 절연 부재 중에 존재하므로, 양자 사이에는 상기 절연 부재의 일부가 개재하도록 할 수도 있고, 별도로, 상기 전자 부품의 표면을 절연성 또한 바람직하게는 열도전성이 우수한 보호층으로 피복하여, 상기 금속체를 상기 보호층에 접촉하도록 배치할 수도 있다.
본 발명의 일 형태에 있어서는, 상기 적어도 한 쌍의 배선 패턴은 복수의 배선 패턴이며, 상기 복수의 배선 패턴 중, 한 쌍의 배선 패턴이 각각 상기 절연 부재의 표면 및 이면 상에 설치되고, 나머지 배선 패턴이 상기 절연 부재 중에 매립 설치되고, 상기 복수의 배선 패턴의 적어도 일부끼리 및 상기 복수 배선 패턴의 적어도 일부와 상기 전자 부품이 복수의 층간 접속체로 전기적 또는 기계적으로 접속하도록 하여 상기 전자 부품 내장 배선판을 제조할 수 있다.
이 경우에는, 상기 배선판을 소위 다층화 배선판으로 할 수 있고, 고밀도, 고기능화의 요구를 만족하는 동시에, 상술한 전자 부품으로부터의 방열성도 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 있어서는, 상기 금속체와 상기 복수의 층간 접속체의 적어도 하나는, 동일 공정에 의해 형성된다. 이 경우, 상기 금속체를 형성하기 위해 별도 공정을 마련할 필요가 없으므로, 전자 부품 내장 배선판의 제조 비용을 저감시킬 수 있다. 또한, 이 경우에는, 상기 금속체 및 상기 층간 절연체 모두 같은 재료로 구성함으로써, 이들 형성 공정을 보다 간이화할 수 있다.
또한, 상기 금속체는, 구리, 알루미늄, 금, 은 등의 금속 재료뿐만 아니라, 금속 분말이 수지 중에 분산하여, 금속적 성질을 나타내는 도전성 조성물 등을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 형태에 있어서, 상기 전자 부품 내장 배선판은, 상기 복수의 배선 패턴의 적어도 하나의 대략 동일한 평면 레벨로 형성된 금속 방열판을 갖고, 상기 금속체는 상기 금속 방열판과 열적으로 접속되도록 한다. 이 경우, 상기 전자 부품으로부터 발해진 열은 상기 금속체를 통해 상기 금속 방열판으로부터 방열되게 되므로, 방열 효율을 보다 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 있어서, 상기 금속체는 복수의 금속체이며, 이들 복수의 금속체의 적어도 일부를 상기 절연 부재의 두께 방향에 있어서 서로 열적으로 접속하고, 상기 전자 부품으로부터 발해진 열을 상기 전자 부품 내장 배선판의 외측으로 방열하도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 전자 부품으로부터 발해진 열을, 상기 금속체를 통해 상기 배선판의 외측에 효율적으로 방열할 수 있으므로, 방열 효율을 보다 증대시킬 수 있다. 이때, 금속 방열판을 통해 상기 복수의 금속체를 접속하면, 상기 금속 방열판의 방열 효과에도 기인하여 방열 효과를 보다 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 있어서는, 상기 복수의 금속체의, 상기 전자 부품 내장 배선판의 최표면에 위치하는 금속체와 열적으로 접속된 방열 부재를 설치한다. 이 경우, 상기 전자 부품으로부터 발해진 열은, 상기 금속체를 통한 후, 상기 방열 부재를 통해 외측으로 방열되게 되므로, 그 방열 효과를 보다 증대시킬 수 있다.
이상, 본 발명에 따르면, 절연 부재 중에 전자 부품이 매립 설치되어 이루어지는 전자 부품 내장 배선판에 있어서, 상기 전자 부품으로부터의 발열을 효과적으로 발산시켜, 상기 전자 부품으로부터의 발열에 기인한 실장 부분의 파괴 등의 모든 문제를 해소할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태의 전자 부품 내장 배선판을 도시하는 단면 구성도이 다.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 전자 부품 내장 배선판의 변형예를 나타내는 단면 구성도이다.
도 3은 제2 실시 형태의 전자 부품 내장 배선판을 도시하는 단면 구성도이다.
도 4는 제2 실시 형태에 있어서의 전자 부품 내장 배선판의 변형예를 나타내는 단면 구성도이다.
도 5는 제3 실시 형태에 있어서의 전자 부품 내장 배선을 도시하는 단면 구성도이다.
도 6은 제1 실시 형태에 있어서의 전자 부품 내장 배선판의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 7은 마찬가지로, 제1 실시 형태에 있어서의 전자 부품 내장 배선판의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 8은 마찬가지로, 제1 실시 형태에 있어서의 전자 부품 내장 배선판의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 9는 마찬가지로, 제1 실시 형태에 있어서의 전자 부품 내장 배선판의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 10은 마찬가지로, 제1 실시 형태에 있어서의 전자 부품 내장 배선판의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 11은 마찬가지로, 제1 실시 형태에 있어서의 전자 부품 내장 배선판의 제 조 공정을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 구체적 특징에 대해, 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 기초하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
도 1은 본 발명의 전자 부품 내장 배선판의 일례를 나타내는 단면 구성도이다. 도 1에 도시하는 전자 부품 내장 배선판(10)은, 그 표면 및 이면에 위치하고, 서로 대략 평행한 제1 배선 패턴(11) 및 제2 배선 패턴(12)을 갖는 동시에, 그 내측에 있어서, 서로 대략 평행함과 동시에, 제1 배선 패턴(11) 및 제2 배선 패턴과도 대략 평행한 관계를 유지하는 제3 배선 패턴(13) 및 제4 배선 패턴(14)을 갖고 있다.
제1 배선 패턴(11) 및 제3 배선 패턴(13) 사이에는, 제1 절연 부재(21)가 배치되고, 제2 배선 패턴(12) 및 제4 배선 패턴(14) 사이에는, 제2 절연 부재(22)가 배치되어 있다. 또한, 제3 배선 패턴(13) 및 제4 배선 패턴(14) 사이에는, 제3 절연 부재(23)가 배치되어 있다. 또한, 제3 절연 부재(23) 중에는, 전자 부품(31)이 매립 설치되고, 접속 부재(31A)를 통해 제4 배선 패턴(14)에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 도 1에 도시하는 전자 부품 내장 배선판(10)에 있어서는, 제3 절연 부재(23) 중에 제4 절연 부재(24)가 개재하고 있다. 그리고, 제4 절연 부재(24)의 표면에는 제5 배선 패턴(15)이 형성되고, 제4 절연 부재(24)의 이면에는 제6 배선 패턴(16)이 형성되어 있다.
제1 배선 패턴(11)과 제3 배선 패턴(13)은, 제1 절연 부재(21) 내를 관통하도록 하여 형성된 범프(41)에 의해 전기적으로 접속되고, 제2 배선 패턴(12)과 제4 배선 패턴(14)은, 제2 절연 부재(22) 내를 관통하도록 하여 형성된 범프(42)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 제3 배선 패턴(13)과 제5 배선 패턴(15)은, 제3 절연 부재(23)의, 상기 패턴 사이에 위치하는 부분을 관통하도록 하여 형성된 범프(43)에 의해 전기적으로 접속되고, 제4 배선 패턴(14)과 제6 배선 패턴(16)은, 제3 절연 부재(23)의 상기 패턴 사이에 위치하는 부분을 관통하도록 하여 형성된 범프(44)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 제5 배선 패턴(15)과 제6 배선 패턴(16)은 제4 절연 부재(24)에 형성된 관통 구멍의 내벽 부분에 형성된 내부 도전체(45)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 제1 배선 패턴(11) 내지 제6 배선 패턴(16)은 범프(41 내지 44) 및 내부 도전체(45)에 의해 서로 전기적으로 접속되게 된다. 또한, 제4 배선 패턴(14)을 통해, 전자 부품(31)도 전술한 배선 패턴과 전기적으로 접속되게 된다.
또한, 범프(41 내지 44) 및 내부 도전체(45)는, 각각 층간 접속체를 구성한다.
또한, 도 1에 도시하는 전자 부품 내장 배선판(10)에 있어서는, 제3 배선 패턴(13)과 대략 동일 평면 레벨에 있어서 금속 방열판(33)이 설치되고, 이 금속 방열판(33) 및 전자 부품(31)의 상면과 접촉하도록 하여 금속체(32)가 설치되어 있다. 이에 의해, 전자 부품(31)이 동작 상태가 되어 발열한 경우에 있어서도, 그 발생한 열은 금속체(32)를 통해 금속 방열판(33)에 전도한 후, 이 방열판을 통해 방열되게 된다.
금속체(32)는 전자 부품(31)으로부터 배선판(10)의 표면을 향해 존재하므로, 전자 부품(31)에서 발해진 열은 배선판(10)의 표면 근방까지 간이하게 전달된다. 또한, 금속체(32)는 배선판(10)의 표면 근방에 설치된 금속 방열판(33)에 접속되어 있다. 따라서, 전자 부품(31)에서 발생한 열은 배선판(10)의 표면 근방까지 전달된 후, 금속 방열판(33)에서 방열되게 되므로, 상기 열을 배선판(10)의 표면 근방에서 방열하는 것이 가능해진다.
따라서, 도 1에 도시하는 구성의 전자 부품 내장 배선판(10)에 있어서는, 제3 절연 부재(23) 중에 매립 설치된 전자 부품(31)에서 발생한 열을 그 표면 근방, 또는 그 표면을 통해 외부로 효과적으로 방열할 수 있다. 따라서, 배선판(10) 내부의 온도 상승에 기인한 부품 실장 부분의 파괴, 즉 전자 부품(31)과 제4 배선 패턴(14)의 접합 파손이나, 각 배선 패턴과 범프 등의 접속 부분에 있어서의 손상, 또한 발연, 발화 등의 문제를 회피할 수 있다.
또한, 금속체(32) 및 금속 방열판(33)은 양호한 열전도체, 예를 들어 구리나 알루미늄, 금, 은 등으로 구성할 수 있다. 또한, 수지 중에 금속 분말을 분산시킨 도전성 조성물 등으로 구성할 수도 있다. 한편, 범프(41 내지 44), 내부 도전체(45) 및 배선 패턴(11 내지 16)도 같은 양호한 열전도체로 구성할 수 있다. 이러한 관점으로부터, 특히 금속체(32)와 범프(43)는 동일 제조 공정에 있어서 일괄하여 형성할 수 있다. 또한, 금속 방열판(33)과 제3 배선 패턴(13) 모두 동일 제 조 공정에 있어서 일괄하여 형성할 수 있다.
또한, 도 1에 있어서, 제1 절연 부재(21) 내지 제4 절연 부재(24)는, 각각 서로 식별 가능하게 기재되어 있지만, 이는 제조 공정에 있어서 원래 부재인 프리프레그(prepreg)를 형성하는 동시에 가열하여, 상기 절연 부재를 순차적으로 형성하기 위해 일반적인 상태로서 식별 가능하게 한 것이다. 그러나, 이들 절연 부재를 구성하는 재료나 가열 조건 등에 따라서는 서로 식별할 수 없는 경우가 있다.
또한, 제1 절연 부재(21) 내지 제4 절연 부재(24) 중에는, 적절하게 유리 섬유 등의 강화 섬유(부재)를 함유시킬 수 있다. 특히, 비교적 두꺼운 제4 절연 부재(24) 중에는 상술한 강화 섬유를 간이하게 함유시킬 수 있고, 이에 의해 전자 부품 내장 배선판(10) 전체의 강도를 증대시킬 수 있다.
또한, 각 절연 부재는 범용의 열경화성 수지로 구성할 수 있고, 전자 부품(31)을 제4 배선 패턴에 접속하기 위한 접속 부재(31A)는 땜납 등으로 구성할 수 있다.
또한, 본 예에서는, 금속체(32)를 전자 부품(31)의 상면에 직접 접촉시키고 있지만, 전자 부품(31)으로부터의 방열이 금속체(32)에 대해 충분히 전달할 수 있으면, 반드시 접촉시킬 필요는 없고, 그들 사이에 제3 절연 부재(23)의 일부가 개재하도록 해도 좋다.
도 2는 금속체(32)가 전자 부품(31)에 대해 직접 접촉하지 않도록 구성한 전자 부품 내장 배선판(10)을 도시하는 구성도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 금속체(32)를 전자 부품(31)의 상면에 직접 접촉시키지 않고, 금 속체(32)와 전자 부품(31) 사이에 제3 절연 부재(23)의 일부가 개재되어 있다.
본 실시 형태에 있어서도, 금속체(32)와 전자 부품(31)의 거리를 적절하게 조정하면, 전자 부품(31)으로부터의 방열은 제3 절연 부재(23) 내에 전달된 후, 금속체(32)에서 흡수되게 된다. 그 후, 금속체(32)에서 흡수된 열은 금속 방열판(33)에 전달하고, 배선판(10)의 표면으로부터 외부로 방열되게 된다. 따라서, 배선판(10) 내부의 온도 상승에 기인한 부품 실장 부분의 파괴, 즉 전자 부품(31)과 제4 배선 패턴(14)의 접합 파손이나, 각 배선 패턴과 범프 등의 접속 부분에 있어서의 손상, 또는 발연, 발화 등의 문제를 회피할 수 있다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같은 실시 형태의 전자 부품 내장 배선판(10)에서는, 상술한 방열 효과를 담보하기 위해, 금속체(32)의 선단과 전자 부품(31)의 상면의 거리는, 예를 들어 5㎛ 내지 100㎛의 거리로 설정하는 것이 바람직하다.
단, 도 1에 도시한 바와 같이 직접 접촉시킴으로써, 전자 부품(31)으로부터의 방열 효과를 증대시킬 수 있다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 금속체(32)를 전자 부품(31)에 직접 접촉시키는 경우는, 전자 부품(31)은 그 접촉에 의해 동작이 손상되지 않는 것이 필요하다. 구체적으로는 반도체 부품 등인 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 도 1에 도시하는 구성은, 전자 부품(31)이 반도체 부품인 경우에 있어서 가장 효과적이다.
한편, 전자 부품(31)이 전기적 양도체이며, 상술한 금속체(32)와의 접촉에 의해 그 동작이 손상되는 경우에는, 전자 부품(31)을 절연성의, 또한 바람직하게는 열적 양도체의 보호층으로 피복함으로써, 직접 접촉에 의한 상술한 불이익은 해소 될 수 있다.
또한, 본 예에 있어서는 금속 방열판(33)을 설치하고 있지만, 이와 같은 금속 방열판(33)을 형성하지 않고 금속체(32)만을 설치한 경우에 있어서도, 전자 부품(31)으로부터의 방열 효과를 충분히 확보할 수 있다. 그러나, 금속 방열판(33)을 설치함으로써, 상기 방열 효과를 보다 증대시킬 수 있다.
(제2 실시 형태)
도 3은 본 발명의 전자 부품 내장 배선판의 다른 예를 나타내는 단면 구성도이다. 또한, 본 예에 있어서의 전자 부품 내장 배선판에 있어서, 도 1 및 도 2에 나타내는 구성 요소와 동일 혹은 유사한 구성 요소에 관해서는 동일한 참조 번호를 사용하여 나타내고 있다.
또한, 본 예에 있어서는, 제1 절연 부재(21) 상에 있어서, 제1 배선 패턴(11)과 동일한 평면 레벨에 있어서 추가 방열판(35)이 설치되어 있고, 제1 절연 부재(21)를 관통하는 동시에, 방열판(33 및 35)에 접속된 추가 금속체(34)가 설치되어 있는 점에서, 도 1에 나타내는 전자 부품 내장 배선판(10)과 달리, 그 밖의 구성 요소에 관해서는 서로 동일하다.
도 3에 도시하는 전자 부품 내장 배선판(10)에 있어서는, 금속체(32 및 34)가 금속 방열판(33)을 통해 서로 접속되어 있는 동시에, 금속체(34)는 배선판(10)의 최표면에 설치된 금속 방열판(35)과 접속되어 있다. 따라서, 전자 부품(31)으로부터 발해진 열은, 금속체(32 및 34) 및 금속 방열판(33)을 통해 최표면에 위치하는 금속 방열판(35)으로까지 전달된 후, 금속 방열판(35)에 의해 직접적으로 배 선판(10)의 외부로 방열될 수 있다. 따라서, 도 1에 도시하는 전자 부품 내장 배선판(10)과 비교하여, 본 예의 전자 부품 내장 배선판(10)은 전자 부품(31)으로부터의 방열 효과가 더욱 증대되게 된다.
또한, 전자 부품(31)에 있어서 발해진 열은, 대부분이 금속 방열판(35)을 통해 외부로 방열되지만, 금속 방열판(33) 및 금속체(32, 34)를 통해서도 방열된다. 이것으로부터도, 본 예에 있어서의 전자 부품 내장 배선판(10)은, 도 1에 도시하는 전자 부품 내장 배선판과 비교하여 충분히 방열 특성이 높은 것을 알 수 있다.
따라서, 도 3에 도시하는 구성의 전자 부품 내장 배선판(10)에 있어서는, 제3 절연 부재(23) 중에 매립 설치된 전자 부품(31)에서 발생한 열을 그 표면 근방, 또는 그 표면으로부터 외부로 효과적으로 방열할 수 있다. 따라서, 배선판(10) 내부의 온도 상승에 기인한 부품 실장 부분의 파괴, 즉 전자 부품(31)과 제4 배선 패턴(14)의 접합 파손이나, 각 배선 패턴과 범프 등의 접속 부분에 있어서의 손상, 또는 발연, 발화 등의 문제를 회피할 수 있다.
또한, 추가 금속체(34) 및 추가 금속 방열판(35)도, 각각 금속체(32) 및 금속 방열판(33)과 같은 재료로 구성할 수 있다.
또한, 추가 금속체(34) 및 추가 금속 방열판(35)은 범프(41 내지 44) 및 배선 패턴(11 내지 16)과 같은 양호한 열전도체로 구성할 수 있으므로, 금속체(34)와 범프(41)는 동일 제조 공정에 있어서 일괄하여 형성할 수 있고, 금속 방열판(35)과 제1 배선 패턴(11)도 동일 제조 공정에 있어서 일괄하여 형성할 수 있다.
또한, 그 밖의, 각 배선 패턴이나 각 절연 부재, 범프 등의 층간 접속체는, 도 1에 도시하는 것과 마찬가지로 구성할 수 있다.
도 4는, 본 실시 형태의 변형예를 나타내는 구성도이다. 도 4는, 금속체(32)를 배제하고, 방열에 기여하는 금속체가 전자 부품(31)에 대해 직접 접촉하지 않도록 구성한 전자 부품 내장 배선판(10)을 도시하는 구성도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 전자 부품(31)으로부터의 발열은, 전자 부품(31)과 금속 방열판(33) 사이에 개재하는 제3 절연 부재(23)의 일부 내에 전달된 후, 금속 방열판(33)에 흡수되고, 또한 추가 금속체(34)를 통해 추가 금속 방열판(35)에 이르게 된다. 이 결과, 추가 금속 방열판(35)을 통해 전자 부품(31)의 발열은, 배선판(10)으로부터 외부로 방열되게 된다.
따라서, 배선판(10) 내부의 온도 상승에 기인한 부품 실장 부분의 파괴, 즉 전자 부품(31)과 제4 배선 패턴(14)의 접합 파손이나, 각 배선 패턴과 범프 등의 접속 부분에 있어서의 손상, 또한 발연, 발화 등의 문제를 회피할 수 있다.
단, 본 실시 형태에서는, 전자 부품(31)과 금속 방열판(33) 사이에 금속체(32)가 존재하지 않으므로, 전자 부품(31)과 금속 방열판(33)을 열적으로 접속하기 위해서는, 양자 사이의 거리를 적절하게 설정할 필요가 있다. 예를 들어 5㎛ 내지 100㎛의 거리로 설정하는 것이 바람직하다.
(제3 실시 형태)
도 5는, 본 발명의 전자 부품 내장 배선판의 그 밖의 예를 나타내는 단면 구성도이다. 또한, 본 예에 있어서의 전자 부품 내장 배선판에 있어서, 도 1 내지 도 4에 나타내는 구성 요소와 동일 혹은 유사의 구성 요소에 관해서는 동일 참조 번호를 사용하여 나타내고 있다.
또한, 본 예에 있어서는, 제1 절연 부재(21) 상에 있어서, 제1 배선 패턴(11)과 동일한 평면 레벨에 있어서 추가 방열판(35)이 설치되어 있고, 제1 절연 부재(21)를 관통하는 동시에, 방열판(33 및 35)에 접속된 추가 금속체(34)가 설치되어 있다. 또한, 금속 방열판(35)과 접촉하도록 하여 방열 부재인 히트 싱크(37)가 설치되어 있다.
도 5에 도시하는 전자 부품 내장 배선판(10)에 있어서는, 금속체(32 및 34)가 금속 방열판(33)을 통해 서로 접속되어 있는 동시에, 금속체(34)는 배선판(10)의 최표면에 설치된 금속 방열판(35)과 접속되어 있다. 또한, 금속 방열판(35)과 접촉하도록 하여 히트 싱크(37)가 설치되어 있다.
따라서, 전자 부품(31)으로부터 발해진 열은, 금속체(32 및 34) 및 금속 방열판(33)을 통해 최표면에 위치하는 금속 방열판(35)까지 전달된 후, 금속 방열판(35)에 접속된 히트 싱크(37)에 의해 효과적으로 방열이 이루어지게 된다. 따라서, 도 1 내지 도 4에 도시하는 전자 부품 내장 배선판(10)과 비교하여, 본 예의 전자 부품 내장 배선판(10)은 전자 부품(31)으로부터의 방열 효과가 보다 증대되게 된다.
또한, 전자 부품(31)에 있어서 발해진 열은, 대부분이 히트 싱크(37)를 통해서 방열되지만, 금속 방열판(33, 35) 및 금속체(32, 34)를 통해서도 방열된다. 이것으로부터도, 본 예에 있어서의 전자 부품 내장 배선판(10)은, 도 1 내지 도 4에 도시하는 전자 부품 내장 배선판과 비교하여 충분히 방열 특성이 높은 것을 알 수 있다.
따라서, 도 5에 도시하는 구성의 전자 부품 내장 배선판(10)에 있어서는, 제3 절연 부재(23) 중에 매립 설치된 전자 부품(31)에서 발생한 열을 그 표면 근방, 또는 그 표면으로부터 외부로 효과적으로 방열할 수 있다. 따라서, 배선판(10) 내부의 온도 상승에 기인한 부품 실장 부분의 파괴, 즉 전자 부품(31)과 제4 배선 패턴(14)의 접합 파손이나, 각 배선 패턴과 범프 등의 접속 부분에 있어서의 손상, 또는 발연, 발화 등의 문제를 회피할 수 있다.
또한, 도 3에 나타내는 예와 마찬가지로, 추가 금속체(34) 및 추가 금속 방열판(35)도, 각각 금속체(32) 및 금속 방열판(33)과 같은 재료로 구성할 수 있다.
또한, 도 3에 나타내는 예와 마찬가지로, 추가 금속체(34) 및 추가 금속 방열판(35)은, 범프(41 내지 44) 및 배선 패턴(11 내지 16)과 같은 양호한 열전도체로 구성할 수 있으므로, 금속체(34)와 범프(41)는 동일 제조 공정에 있어서 일괄하여 형성할 수 있고, 금속 방열판(35)과 제1 배선 패턴(11)도 동일한 제조 공정에 있어서 일괄하여 형성할 수 있다.
또한, 그 밖에, 각 배선 패턴이나 각 절연 부재, 범프 등의 층간 접속체는, 도 1에 도시하는 것과 마찬가지로 구성할 수 있다.
또한, 히트 싱크(37)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 베이스(37A)에 대해 복수의 방열판(37B)이 설치된 구성을 나타내고 있다. 이 경우, 방열판(37B)의 배치 밀도를 높게 함으로써, 보다 효과적인 방열 효과를 얻을 수 있다.
또한, 방열 부재로서는, 상기 히트 싱크 외에, 마이크로스케일 보링 등을 사 용할 수도 있다. 혹은, 직접적인 냉매 순환 장치 등을 사용할 수도 있다.
이상, 본 발명을 상기 구체적인 예에 기초하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상기 구체적인 예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범주를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 모든 변형이나 변경이 가능하다.
예를 들어, 상기 구체적인 예에 있어서는, 절연 부재를 합계 4층으로 하고 있지만, 매립 설치해야 할 전자 부품의 수 등에 따라서 적절하게 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 2층으로 할 수도 있고, 5층 이상으로 할 수도 있다. 이 경우, 배선 패턴의 수는 상기 절연 부재의 수에 따라서 적절하게 설정한다.
또한, 상기 구체예에 나타내는 전자 부품 내장 배선판은, 임의의 방법으로 제조할 수 있지만, 바람직하게는, B2it(비 스퀘어 잇 : 등록 상표)에 의해 제조할 수 있다. 또한, 이들 이외의 제조 방법, 예를 들어 ALlVH 등의 방법을 당연히 사용할 수도 있다. B2it 및 ALIVH는, 예를 들어「빌드 업 다층 프린트 배선판 기술[2000년 6월 20일, 일간(日刊) 공업 신문사 발행]」등에 기재되어 있는 공지의 기술이다.
이하에, 상술한 실시 형태의 전자 부품 내장 배선판을 B2it에 의해 제조하는 경우의 공정을 간단하게 설명한다.
도 6 내지 도 11은, 제1 실시 형태에 있어서의 전자 부품 내장 배선판을 제조할 때의 일련의 공정도이다.
최초로, 도 6에 도시하는 바와 같이, 금속(예를 들어 구리)박(51) 상에 예를 들어 스크린 인쇄에 의해, 도전성 재료로 이루어지는 원뿔 형상의 범프(52)를 형성한다. 계속해서, 도 7에 도시하는 바와 같이, 범프(52)가 관통하도록 하여 절연층(53)을 형성한다. 계속해서, 도 8에 도시하는 바와 같이, 절연층(53) 상에 금속(예를 들어 구리)박(56)을 배치하고, 그 후, 가열 가압 프레스를 실시하여 절연층(53)을 경화하고, 양면 금속(구리)박판을 형성한다. 이때, 범프(52)의 정상점은 평탄화되고, 목적으로 하는 범프(41)가 된다.
계속해서, 금속박(51)에 대해 포토리소그래피에 의한 패터닝을 실시하고, 도 9에 도시하는 바와 같이 배선 패턴(13) 및 금속 방열판(33)을 형성한다. 계속해서, 도 10에 도시하는 바와 같이, 배선 패턴(13) 상에 원뿔 형상의 범프(43)를 형성하는 동시에, 금속 방열판(33) 상의 원뿔 형상의 금속체(32)를 형성하고, 범프(43) 및 금속체(32)가 관통하는 동시에 그것들을 매립 설치하도록 하여 절연층(54)을 형성한다.
이와 같이, 상기 제조 방법에서는, 배선 패턴(13) 및 금속 방열판(33)을 동시에 형성하는 동시에, 범프(43) 및 금속체(32)를 동시에 형성하고 있으므로, 전자 부품(31)으로부터의 발열을 방출하기 위한 금속체(32) 및 금속 방열판(33)을 다른 공정을 거치지 않고, 통상의 제조 공정에서 조립하여 형성할 수 있다.
계속해서, 도 11에 도시하는 바와 같이, 도 10의 공정에서 얻은 어셈블리, 및 그 밖에, 전자 부품(31)이 마운트된 어셈블리 등을 상하 방향으로 적층하여 가압 하에서 가열한다. 그 후, 금속박(56)을 패터닝함으로써 제1 배선층(11)으로 하고, 도 1에 도시하는 바와 같은 전자 부품 내장 배선판(10)을 얻을 수 있다.
또한, 도 3에 나타내는 제2 실시 형태의 전자 부품 내장 배선판(10)을 제조하는 경우에는, 상술한 제조 공정에 있어서, 범프(41)의 형성과 동시에 추가 금속체(34)를 형성하도록 한다. 또한, 제1 배선층(11)을 패터닝하여 형성할 때에 추가 금속 방열판(35)을 형성한다.

Claims (16)

  1. 적어도 한 쌍의 배선 패턴과,
    상기 한 쌍의 배선 패턴 사이에 유지된 절연 부재와,
    상기 절연 부재 중에 매립 설치된 전자 부품과,
    상기 절연 부재 중에 있어서, 상기 전자 부품의 적어도 주면 상에서 설치되고, 상기 전자 부품과 열적으로 접속된 금속체를 구비하는 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 한 쌍의 배선 패턴은 복수의 배선 패턴이며, 상기 복수의 배선 패턴 중, 한 쌍의 배선 패턴이 각각 상기 절연 부재의 표면 및 이면 상에 설치되고, 나머지 배선 패턴이 상기 절연 부재 중에 매립 설치되고, 상기 복수의 배선 패턴의 적어도 일부끼리 및 상기 복수 배선 패턴의 적어도 일부와 상기 전자 부품이 복수의 층간 접속체로 전기적으로 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 층간 접속체 중 적어도 하나는 상기 절연 부재의 두께 방향에 일치하는 축을 갖고, 상기 축 방향의 직경이 상기 절연 부재의 두께 방향으로 변화 하는 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 금속체와 상기 복수의 층간 접속체 중 적어도 하나는, 동일 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 전기 금속체와, 상기 복수의 층간 접속체 중 적어도 하나는, 동일 도전성 조성물에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속체와, 상기 복수의 층간 접속체 중 적어도 하나는, 동일 공정에 의해 형성된 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 배선 패턴 중 적어도 하나와 대략 동일 평면 레벨로 형성된 금속 방열판을 갖고, 상기 금속체는 상기 금속 방열판과 열적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속체는 복수의 금속체이며, 이들 복수의 금속체 중 적어도 일부는 상기 절연 부재의 두께 방향에 있어서 서로 열적으로 접속되고, 상기 전자 부품으로부터 발해진 열을 상기 전자 부품 내장 배선판의 외측으로 방열하도록 한 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 금속체 중 상기 적어도 일부는 상기 절연 부재의 두께 방향에 있어서, 상기 금속 방열판을 통해 서로 접속된 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 복수의 금속체의, 상기 전자 부품 내장 배선판의 최표면측에 위치하는 금속체와 열적으로 접속된 방열 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 부품은 반도체 부품인 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판.
  12. 적어도 한 쌍의 배선 패턴과, 상기 한 쌍의 배선 패턴 사이에 보유되어 지지 된 절연 부재와,
    상기 절연 부재 중에 매립 설치된 전자 부품을 구비하는 전자 부품 내장 배선판에 있어서,
    상기 절연 부재 중에 있어서의, 상기 전자 부품의 적어도 주면 상에서, 상기 전자 부품과 열적으로 접속된 금속체를 형성하고, 상기 전자 부품으로부터 발해지는 열을 방열시키는 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판의 방열 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전자 부품 내장 배선판에 있어서, 상기 적어도 한 쌍의 배선 패턴은 복수의 배선 패턴이며, 상기 복수의 배선 패턴 중, 한 쌍의 배선 패턴이 각각 상기 절연 부재의 표면 및 이면 상에 설치되고, 나머지 배선 패턴이 상기 절연 부재 중에 매립 설치되고, 상기 복수의 배선 패턴의 적어도 일부끼리 및 상기 복수 배선 패턴의 적어도 일부와 상기 전자 부품이 복수의 층간 접속체로 전기적 또는 기계적으로 접속되어 이루어지고,
    상기 복수의 배선 패턴 중 적어도 하나와 대략 동일 평면 레벨로 형성된 금속 방열판을 형성하고, 상기 금속체를 상기 금속 방열판과 열적으로 접속하여, 상기 전자 부품으로부터 발해지는 열을 방열시키는 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판의 방열 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 금속체는 복수의 금속체이며, 이들 복수의 금속체의 적어도 일부를 상기 절연 부재의 두께 방향에 있어서 서로 열적으로 접속하고, 상기 전자 부품으로부터 발해진 열을 상기 전자 부품 내장 배선판의 외측으로 방열하도록 한 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판의 방열 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 금속체의 상기 적어도 일부는, 상기 절연 부재의 두께 방향에 있어서, 상기 금속 방열판을 통해 서로 접속된 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판의 방열 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 복수의 금속체의, 상기 전자 부품 내장 배선판의 최표면측에 위치하는 금속체와 방열 부재를 열적으로 접속하고, 상기 전자 부품으로부터 발해진 열을, 상기 금속체 및 상기 방열 부재를 통해 상기 전자 부품 내장 배선판의 외측으로 방출하는 것을 특징으로 하는, 전자 부품 내장 배선판의 방열 방법.
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