KR20100007729A

KR20100007729A - 방열 특성이 뛰어난 프린트 배선 기판

Info

Publication number: KR20100007729A
Application number: KR1020090060564A
Authority: KR
Inventors: 타츠오 카타오카
Original assignee: 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2010-01-22
Also published as: TW201008403A; JP2010021400A

Abstract

복잡한 제조 공정을 거치지 않아 쉽게 제조될 뿐만 아니라, 전자 부품을 실장했을 때, 전자 부품으로부터 발생하는 열을 효율적으로 방출할 수 있는 프린트 배선 기판을 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 프린트 배선 기판은, 절연 기판과, 절연 기판의 적어도 일면에 형성된 도전성 금속층을 갖고, 또한 절연 기판의 적어도 일면에 형성된 도전성 금속층의 적어도 일면에, 외측 단부가 입력측 외부 리드 및 출력측 외부 리드로 이루어지는 외부 리드부이고, 내측 단부가 전자 부품을 실장하기 위한 입력측 내부 리드 및 출력측 내부 리드로 이루어지는 내부 리드부인 다수의 배선 패턴이 형성되며, 전자 부품이 실장되는 전자 부품 실장 예정 영역에, 프린트 배선 기판의 표리면을 관통하는 금속 관통 기둥이, 전자 부품이 실장되었을 때, 전자 부품과 당접부를 통해 맞닿도록 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

방열 특성이 뛰어난 프린트 배선 기판{PRINTED CIRCUIT BOARD WITH EXCELLENT HEAT-DISSIPATING}

본 발명은 방열 특성이 뛰어난 프린트 배선 기판 및 이를 이용한 반도체 장치, 그리고 발광 다이오드 장치에 관한 것으로, 특히, 전자 부품을 실장하여 통전했을 때에 전자 부품으로부터 발생하는 열을 금속 관통 기둥을 통해 효율적으로 방출할 수 있는 방열 특성이 뛰어난 프린트 배선 기판 및 이를 구비한 반도체 장치, 그리고 발광 다이오드 장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, TAB(Tape Automated Bonding) 테이프 및 COF(Chip On Film) 등의 테이프 캐리어 패키지는 구동용 드라이버 IC 등의 전자 부품이 실장되어, 액정 텔레비전, 표면 전도형 전자 방출 소자 디스플레이(SED), 플라즈마 디스플레이, 및 유기 EL 텔레비전 등의 표시 장치나 발광 다이오드를 사용한 발광 모듈 등에 사용된다. 그러나, 이들 표시 장치나 발광 모듈에서는 대용량의 전류가 통전됨으로써 전자 부품으로부터 열이 발생하고, 이 열은 장치의 고장이나 오작동을 일으키는 원인이 된다.

한편, 표시 장치나 발광 모듈 등의 소형화가 진행되는 요즈음의 상황에서는 프린트 배선 기판의 미세 피치화가 요구되어, 프린트 배선 기판상의 배선 패턴(도체선)의 두께가 보다 얇고 선폭이 보다 가늘어지는 경향이 있다.

이러한 배선 패턴은 열전도성이 높아 전자 부품으로부터 발생한 열을 기판 외부로 방출하는 기능을 갖고 있지만, 이와 같은 미세 피치화에 수반하여 배선 패턴으로부터의 방열 효율이 현저하게 저하되어 방열 효율의 향상이 과제가 된다.

따라서, 이하에 예시하는 바와 같이, 방열 플레이트, 스루홀, 내층 회로나 최외층 회로, 방열용 금속판 등의 방열 수단을 통해 방열시킬 수 있는 프린트 배선 기판이 제안되어 있다.

특허 문헌 1에는, 알루미늄이나 철제 등의 방열 플레이트를 갖는 전자 부품이 기판의 표면에 면실장되고, 또한 기판의 이면측에서 전자 부품에 대응하는 위치에 방열 수단을 접합하여, 이 방열 플레이트 및 방열 수단을 통해 방열을 행하는 프린트 배선 기판이 개시되어 있다.

특허 문헌 2에는, 전자 부품이 실장되는 부품 접속용 도체 패턴부가 대향하는 공극부에 마련된 방열용 랜드부 및 방열용 랜드부 내에 형성된 스루홀을 통해 방열 가능한 프린트 배선 기판이 개시되어 있다.

특허 문헌 3에는, 양면 또는 다층 프린트 배선판으로서, 기판 단부에 노출된 내층 회로(스루홀에 해당)나 최외층 회로를 통해 방열을 행하고, 또한 기판 단부에 형성된 회로, 이 내층 회로나 최외층 회로를 통해 방열을 행하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판이 개시되어 있다.

특허 문헌 4에는, 기재에 천공된 개구와, 개구 내에 삽입된 방열용 금속판을 갖고, 이 방열용 금속판을 통해 방열을 행할 수 있는 프린트 배선 기판이 개시되어 있다.

그러나, 이들 특허 문헌 1 내지 3에 개시된 프린트 배선 기판은 스루홀을 통한 열전도이기 때문에, 제조시에 노광·현상·에칭 등의 공정이 필요하여 제조 공정이 번잡하게 될 뿐만 아니라 비용 증대의 원인이 된다. 또한, 스루홀의 벽면에 적층된 얇은 도금동을 통한 열전도이기 때문에, 방열 효율에 여전히 개선의 여지가 있다.

또한, 특허 문헌 4에 개시된 프린트 배선 기판은 판상의 방열 수단을 갖기 때문에, 플렉서블 프린트 배선 기판에 적용한 경우에 구부리기 힘들며, 구부리는 위치는 전술한 방열 수단을 피해야만 하기 때문에 설계 자유도가 현저하게 제약된다. 또한, 방열 수단의 형상, 경도 및 두께에도 의하지만 일반적으로 구부리기 힘들며, 방열 수단의 중량이 비교적 크기 때문에 리지드 타입인 PCB와 같이 평탄한 기판에의 적용으로 한정된다.

이와 같이, 제조의 용이성과 동시에 배선 기판의 소형화(미세 피치화)와 방열 특성의 양립에 관해서는, 여전히 개선의 여지가 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허공개 2001-284748호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허공개 평5-343821호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허공개 평11-274669호 공보

[특허 문헌 4] 일본 특허공개 평7-235737호공보

본 발명은 복잡한 제조 공정을 거치지 않아 쉽게 제조될 뿐만 아니라, 전자 부품을 실장했을 때, 전자 부품으로부터 발생하는 열을 효율적으로 방출할 수 있는 프린트 배선 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 프린트 배선 기판은, 절연 기판과, 당해 절연 기판의 적어도 일면에 형성된 도전성 금속층을 갖고, 또한 상기 절연 기판의 적어도 일면에 형성된 도전성 금속층의 적어도 일면에, 외측 단부가 입력측 외부 리드 및 출력측 외부 리드로 이루어지는 외부 리드부이고, 내측 단부가 전자 부품을 실장하기 위한 입력측 내부 리드 및 출력측 내부 리드로 이루어지는 내부 리드부인 다수의 배선 패턴이 형성된 프린트 배선 기판으로서, 전자 부품이 실장되는 전자 부품 실장 예정 영역에, 프린트 배선 기판의 표리면을 관통하는 금속 관통 기둥이, 전자 부품이 실장되었을 때, 당해 전자 부품과 당접부를 통해 맞닿도록 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 금속 관통 기둥의 직경이 5㎜ 이하인 무산소동(oxide free copper) 관통 기둥인 것이 바람직하다.

또한, 실장되는 전자 부품과 상기 금속 관통 기둥이 전기적으로 절연 상태에 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 금속 관통 기둥의 상단부가 전자 부품 실장 예정 영역에서 전자 부품의 도통 범프가 얹어지는 위치에 형성되어, 도통 상태에 있는 것이 바람직하 다.

또한, 상기 금속 관통 기둥의 상단부 및 하단부가, 코킹(caulking)되어 프린트 배선 기판에 형성된 관통공에 삽입되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 금속 관통 기둥의 상단부 및 하단부가 코킹되어 프린트 배선 기판에 형성된 관통공에 삽입된 후에, 도금 처리가 실시되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 반도체 장치는, 반도체 소자가 상기 프린트 배선 기판의 내부 리드부에 전기적으로 접속됨과 함께, 당해 반도체 소자가 금속 관통 기둥에 맞닿아 있는 반도체 장치로서, 통전에 의해 반도체 소자로부터 발생한 열이 당해 반도체 소자에 맞닿은 금속 관통 기둥을 통해 외부로 방열되는 반도체 장치이다.

또한, 본 발명의 표시 장치는, 상기 반도체 장치를 갖는 표시 장치로서, 당해 반도체 장치의 출력측 외부 리드와 표시 수단에 형성된 투명 전극이 이방 도전성 접착제에 의해 전기적으로 접속됨과 함께, 입력측 외부 리드와 표시 수단을 구동시키기 위한 전자 부품 회로가 전기적으로 접속되고, 또한 당해 금속 관통 기둥이 반도체 소자와 맞닿지 않는 단부에서 방열용 금속판에 맞닿아 있어, 반도체 소자로부터 발생한 열을 금속 관통 기둥을 통해 당해 방열용 금속판으로부터 외부로 방열할 수 있는 표시 장치이다.

또한, 본 발명의 발광 다이오드 장치는, 발광 다이오드가 상기 프린트 배선 기판의 내부 리드부에 전기적으로 접속됨과 함께, 당해 발광 다이오드가 금속 관통 기둥에 맞닿아 있는 발광 다이오드 장치로서, 통전에 의해 발광 다이오드로부터 발생한 열이 당해 발광 다이오드에 맞닿은 금속 관통 기둥을 통해 외부로 방열되는 발광 다이오드 장치이다.

또한, 본 발명의 발광 다이오드 모듈은, 상기 발광 다이오드 장치를 오목부를 갖는 리플렉터의 바닥부에 설치하고, 발광 다이오드 장치를 갖는 섀시에 형광체를 함유하는 버퍼재를 충전하여 버퍼층을 형성하고, 당해 버퍼층 상에 버퍼재를 밀봉하기 위한 밀봉제를 충전하여 밀봉층을 형성하고, 당해 버퍼층 상에 발광 다이오드로부터 방사된 빛의 확산을 억제하기 위한 수지 렌즈층이 설치되어 이루어지는 발광 다이오드 모듈이다.

본 발명의 프린트 배선 기판에 따르면, 복잡한 제조 공정을 거치지 않아 쉽게 제조될 뿐만 아니라, 전자 부품을 실장하여 통전했을 때, 전자 부품으로부터 발생한 열을 금속 관통 기둥을 통해 프린트 배선 기판의 외부에 효율적으로 방출시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 프린트 배선 기판에 대해 구체적으로 설명한다.

본 발명의 프린트 배선 기판(A)은, 도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 절연 기판(10)과, 절연 기판(10)의 적어도 일면에 형성된 도전성 금속층(12)을 갖고, 또한 절연 기판(10)의 적어도 일면에 형성된 도전성 금속층(12)의 적어도 일면에, 외측 단부가 입력측 외부 리드 및 출력측 외부 리드로 이루어지는 외부 리드부이고, 내측 단부가 전자 부품을 실장하기 위한 입력측 내부 리드 및 출력측 내부 리드로 이루어지는 내부 리드부인 다수의 배선 패턴이 형성되며, 프린트 배선 기판(A)의 표리면을 관통하는 금속 관통 기둥(E)이 삽입된다.

이와 같은 금속 관통 기둥(E)은, 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이 전자 부품 실장 예정 영역(C)에 전자 부품(D)이 실장되었을 때, 당접부(F)를 통해 실장된 전자 부품(D)과 맞닿도록 삽입된다.

여기에서, 금속 관통 기둥(E)은 전자 부품 실장 예정 영역(C)의 도통 범프(11)가 얹어지는 위치가 아닌 영역(내부 리드 영역이 아닌 전자 부품 실장 예정 영역)에 마련되어도 되며, 도 1의 (c) 및 (d)에 도시하는 바와 같이, 금속 관통 기둥(E)이 방열과 함께 배선 패턴으로서 기능하도록 전자 부품 실장 예정 영역(C) 내의 도통 범프(11)가 얹어지는 위치(내부 리드 영역)에 마련되어도 무방하다. 이 경우, 전자 부품과 금속 관통 기둥이 맞닿을 때에 개재되는 당접부는 도통 범프로서, 전자 부품에 도통을 확보할 뿐만 아니라 전자 부품을 금속 관통 기둥에 맞닿게 하여 전자 부품으로부터 발생하는 열을 방열하는 기능을 갖는다.

한편, 보다 효율적인 방열을 위해, 도 1의 (a) 내지 (d)에 도시하는 바와 같이, 프린트 배선 기판의 이면(전자 부품이 실장되지 않는 면)에 방열판이나 방열핀 등의 방열 부재(14)가 형성되어, 방열 부재(14)에 금속 관통 기둥(E)이 맞닿아 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 본원 발명의 프린트 배선 기판은, 예를 들면 도 2에 도시하는 바와 같이, 절연 기판(10)의 표면에 형성된 도전성 금속층(12)을 원하는 형상으로 에칭함으로써 배선 패턴을 형성하고, 이 배선 패턴을 형성하기 전에 금속 관통 기둥(E) 을 기판 내에 삽입함으로써 제조된다.

이하, 각 공정에 따라 본 발명의 프린트 배선 기판에 대해 설명한다.

우선, 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같은 절연 기판(10)은, 프린트 배선 기판의 목적에 따라 경질성 절연 기판(리지드 타입)이라도 되고, 가요성 절연 기판(플렉서블 타입)이라도 된다.

또한, 절연 기판(10)을 구성하는 합성 수지로는 충분한 절연성을 갖는 한 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 폴리이미드 필름, 폴리아미드이미드 필름, 폴리에스테르, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르이미드 및 액정 폴리머 등을 들 수 있다.

또한, 절연 기판(10)을 구성하는 합성 수지를 폴리이미드로 한 경우, 피로멜리트산 2 무수물과 방향족 디아민으로부터 합성되는 전방향족 폴리이미드, 비페닐테트라카복실산 2 무수물과 방향족 디아민으로부터 합성되는 비페닐 골격을 갖는 전방향족 폴리이미드를 들 수 있다. 특히, 본 발명에서는 비페닐 골격을 갖는 전방향족 폴리이미드(예를 들면, 상품명:유피렉스, 우베 흥산(주) 제품)이 바람직하게 사용된다.

이와 같은 절연 기판(10)의 평균 두께는 통상적으로는 8 내지 50㎛이고, 16 내지 40㎛ 정도인 것이 바람직하다.

단, 이와 같은 두께의 폴리이미드제의 절연 기판(폴리이미드 필름)을 이용하는 경우에는, 단독으로 핸들링하는 것이 곤란해질 수 있기 때문에, 폴리이미드 필름의 이면측(배선 패턴이 형성되는 면과 반대면)에 보강 필름으로서 PET 필름을 박리 가능하게 적층한 복합 기판 필름을 이용할 수도 있다. 한편, 이와 같은 보강 필 름은 PET 필름 외에, 예를 들면 지지체용 폴리이미드 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 이외의 폴리에스테르 필름을 박리 가능하게 접착해 사용할 수 있다.

도 2의 (a)에 도시한 절연 기판(10)의 적어도 일면에, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 동 혹은 동합금 등의 도전성 금속으로 이루어지는 도전성 금속층(12)을 형성한다. 여기에서, 프린트 배선 기판에 미세 패턴을 형성하기 위해서는, 3 내지 70㎛, 바람직하게는 9 내지 12㎛로 하는 것이 바람직하다.

도전성 금속층(12)은 증착법, 승화-퇴적법, 전해 도금법, 무전해 도금법 등 여러 가지 방법으로 형성할 수 있다.

또한, 상기의 수법에 따라 절연 기판에 도전성 금속층(12)을 형성시키는 대신에, 동박의 한쪽 표면에 폴리이미드 전구체 용액을 도포한 후에 건조 및 경화시켜 절연 기판층(12)을 형성하고, 다시 절연 기판면에 도전성 금속층(12)을 형성할 수도 있다. 한편, 동박의 한쪽 표면에 도전성 금속층을 갖는 적층체로서 시판중인 적층체(상품명:에스퍼넥스, 신닛테츠 화학(주) 제품)를 사용하여, 절연 기재(10)면에 도전성 금속층(12)을 형성할 수도 있다.

또한, 도전성 금속층(12)을 형성하는데 있어서, 절연 기판(10)의 표면에 시드층, 도전성 금속층을 순차적으로 형성하여도 된다. 여기에서, 시드층이란 통상적으로는, 니켈, 크롬, 동 등의 시드 금속의 스퍼터링층이며, 그 두께는 통상적으로는 20 내지 300Å의 범위 내, 바람직하게는 30 내지 250Å의 범위 내에 있다. 시드층의 표면에는 도전성 금속으로 이루어지는 도전성 금속층(20)이 형성되고, 도전성 금속층(12)의 두께는 통상적으로는 0.1 내지 2㎛, 바람직하게는 0.1 내지 1.5㎛의 범위 내에 있다.

이와 같은 절연 기판 및 시드층을 갖는 기판으로는, 상품명:에스파플렉스(스미토모 금속광산(주) 제품), 상품명:다이아파인(미츠비시 신동(주) 제품), 상품명:마키너스(닛코 금속 주식회사 제품)를 들 수 있다.

도전성 금속층(12)을 형성하는 도전성 금속은, 배선 패턴을 형성하는 금속과 동일해도 되고 상이해도 무방하다. 또한, 도전성 금속층(12)을 형성하는 금속과 배선 패턴을 형성하는 금속이 동일한 경우, 도전성 금속층(12)은 배선 패턴에 일체화되어 양자의 경계를 식별할 수 없게 될 수도 있다. 여기에서 도전성 금속층(12)을 형성하는 금속으로는 동 혹은 동합금을 들 수 있다.

한편, 금속 관통 기둥(E)의 삽입 수단에 대해서는 후술하는데, 도전성 금속층(12)을 절연 기재(10)에 형성한 후에 금속 관통 기둥(E)을 삽입해도 된다.

다음으로, 도 2의 (c)에 도시하는 바와 같이, 펀칭 등에 의해 도전성 금속층(12) 및 절연 기판(10)을 관통하여 스프로킷홀(16)을 형성한다.

또한, 스프로킷홀(16)은 절연 기판(10)에 도전성 금속층(12)을 형성하기 전에 미리 절연 기판(10)에 형성되어 있어도 된다.

상기와 같이 시드층 및 도전성 금속층(12)을 스퍼터링법으로 제조하는 경우, 스퍼터링 면적이 어느 정도 넓은 것이 유리하므로, 형성하고자 하는 프린트 배선 기판의 폭보다 폭이 넓은 절연 기판(10)을 이용하여 스퍼터링을 행한 후, 소정의 폭이 되도록 잘라내는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 2의 (d)에 도시하는 바와 같이, 스프로킷홀(16) 내에 위치 결 정 핀을 삽입하여 절연 기판(10)의 위치를 결정함으로써, 절연 기판(10)의 원하는 위치에 금속 관통 기둥(E)을 높은 정확도로 삽입할 수 있다.

여기에서, 금속 관통 기둥(E)의 재질은 열전도성 및 내열 특성이 뛰어난 금속종인 것이 바람직하고, 예를 들면, 무산소동, 인탈산동, 터프피치동(tough-pitch copper)으로 하는 것이 더욱 바람직하고, 무산소동인 것이 특히 바람직하다.

여기에서 무산소동이란, 수소 취성을 막기 위해 산소의 함유량을 0.005% 이하로 한 것을 말한다. 무산소동은 OFHC(oxygen free high canductivity copper)라고도 불리며, 진공 용해로나 환원 분위기의 유도로 등에서 제조할 수 있다. 한편, 무산소동제의 금속 관통 기둥은, 압연된 다음 어닐링 처리되는 것이 바람직하다.

인탈산동이란, 산소 함유량이 극단적으로 낮은 동으로, 산소를 P₂O₅ 등의 산화물로서 탈산하여 인이 약간 남은 동을 말한다.

터프피치동이란, Cu₂O로서 미량(0.02 내지 0.05%)의 산소를 함유한 동으로, 전해동을 반사로에서 융해 정제하여 산소를 0.02% 정도 남기고 As, Sb 및 P 등의 불순물을 산화물로서 고용체 밖으로 추출한 정제동을 말한다.

또한, 프린트 배선 기판에 삽입되는 금속 관통 기둥(E)의 직경은 전자 부품이 발생하는 열량에도 의하지만, 플렉서블 기판에 적용한 경우의 절곡 자유도를 고려하면, 5㎜ 이하인 것이 바람직하고, 0.04 내지 1.0㎜의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 금속 관통 기둥(E)을 프린트 배선 기판 중에 삽입하는 방법으로는, 예 를 들면, 일본 특허공개 2002-344101호 공보에 개시된 바와 같은, 전자 부품 실장 예정 영역에 드릴, 레이저광, 펀칭 장치 등을 이용하여 스루홀을 형성한 다음, 펀칭 프레스기 및 펀칭 금형을 이용하여 필름 형상의 금속(임플란트 금속재)을 펀칭하여 스루홀 내부에 금속을 충전하여, 금속 관통 기둥(E)을 프린트 배선 기판에 삽입하는 방법이 바람직하다. 이 경우, 프린트 배선 기판 내에 형성된 금속 관통 기둥(E)의 직경은 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로 40 내지 300㎛이고, 50 내지 200㎛로 하는 것이 바람직하다.

또한, 일본 특허공개 2003-197694호 공보에 개시된 바와 같은, 핀을 구비한 임플란트 금형을 이용하여 임플란트용 구멍을 핀에 의해 천공하여 기판에 임플란트용 구멍을 형성한 다음, 임플란트 금속재를 펀칭에 의해 임플란트용 구멍에 금속을 충전하여 금속 관통 기둥(E)을 프린트 배선 기판에 삽입하는 방법도 바람직하다. 이 경우, 프린트 배선 기판 내에 형성된 금속 관통 기둥(E)의 직경은 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로 40 내지 200㎛이고, 60 내지 150㎛로 하는 것이 바람직하다.

또한, 제조 공정에서 금속 관통 기둥(E)의 탈락이나 어긋남을 방지하기 위해, 프린트 배선 기판 내에 삽입된 금속 관통 기둥(E)의 상단부 및 하단부를 프레스 기계 등에 의해 다시 코킹하는 것이 바람직하다.

한편, 금속 관통 기둥(E)의 상단부 및 하단부를 프레스 기계 등에 의해 코킹하지 않고, 후속 공정의 도금 처리에 의해 도전성 금속층(12)에 금속 관통 기둥(E)을 고정해도 된다.

또한, 금속 관통 기둥(E)과 절연 기판(10)상의 도전성 금속층(12)(전해 동박 계면)의 접속성이나 밀착성을 향상시키기 위해, 프린트 배선 기판 중에 금속 관통 기둥(E)을 형성한 후에, 다시 그 위에 동 전기도금 처리(피복 도금 처리)를 실시하는 것도 바람직하다.

여기에서, 동 전기도금에 사용하는 도금액에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 황산동 도금액(예를 들면, CuSO₄/5H₂O; 60 g/L, 황산, 190 g/L: 롬앤드하스사 제품)을 이용하는 것이 바람직하다. 이 도금액을 사용한 경우, 예를 들면, 전류 밀도(Dk)가 1.6 A/d㎡(25℃), 처리 시간 6분의 도금 조건으로 기재 양면에 2㎛ 두께의 동을 적층할 수 있다.

한편, 금속 관통 기둥이 전자 부품의 도통 범프(11)(내부 리드)와 맞닿아 있는 형태를 제외하고는 전기적 접속 신뢰성은 요구되지 않으므로, 도금 처리 시간을 3분 정도로 단축해도 된다.

또한, 프린트 배선 기판 중에 삽입된 금속 관통 기둥(4)의 상단부와 하단부를 코킹함으로써 금속 관통 기둥이 강고하게 삽입되어 있다고 판단할 수 있는 경우에는, 동 도금 처리는 생략해도 무방하다.

또한, 프린트 배선 기판의 배선 패턴의 선폭이 20㎛ 이하인 미세 피치 대응의 배선 기판을 제조하는데 있어서, 예를 들면, 배선 패턴측의 동층을 3㎛ 정도의 얇은 두께로 하고 이면을 8㎛로 한 2 메탈 스퍼터 기재를 이용하는 경우에는, 금속 관통 기둥을 삽입한 후, 같은 두께까지 도금하는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 2의 (e) 내지 (j)에 도시하는 바와 같이, 일반적인 포토리소그래피법을 이용하여 도전성 금속층(12)을 선택적으로 에칭하여 배선 패턴을 형성한다.

우선, 도 2의 (e)에 도시하는 바와 같이 배선 패턴이 형성되는 영역에 걸쳐, 예를 들면, 네거티브형 포토레지스트 재료를 라미네이트하여 감광성 수지층(18)을 형성한다. 이때, 포지티브형 액상 포토레지스트 재료를 이용해도 무방하다.

감광성 수지와 용매로 이루어지는 액상 수지 조성물을 도포하여 형성하는 경우, 터널형 가열로 등 공지의 건조 수단에 의해 용매 성분을 제거하고 건조 경화시킬 수 있다. 한편, 네거티브형 포토레지스트가 도포된 드라이 필름을 라미네이트하여 감광성 수지층(18)을 형성하는 경우, 용제의 제거 시간 등을 필요로 하지 않아 효율적으로 감광성 수지층(18)을 형성할 수 있다.

감광성 수지층(18)의 두께는 형성하고자 하는 배선 패턴의 두께에 맞추어 적절하게 설정할 수 있지만, 건조 두께로 통상적으로는 2 내지 25㎛, 바람직하게는 4 내지 20㎛의 범위 내로 설정할 수 있다.

감광성 수지층(18)을 형성한 후, 도 2의 (f)에 도시하는 바와 같이, 스프로킷홀(16) 내에 위치 결정 핀을 삽입하여 절연 기판(10)의 위치를 결정하고, 상기와 같이 하여 형성된 감광성 수지층(18)의 표면에 소정의 회로를 묘화한 포토마스크(20)를 배치하고 광원으로부터 조사광(22)을 조사하여, 감광성 수지층(18)을 형성하는 감광성 수지를 노광·이미징한다.

여기에서 노광에 이용하는 조사광(22)은 비교적 파장이 짧은 빛, 예를 들면 자외선을 이용함으로써 보다 세밀하게 감광할 수 있다. 자외선을 사용하여 노광하는 경우, 조사하는 자외선량은 이용하는 감광성 수지에 따라 상이하지만, 통상적으로는 50 내지 3000 mJ/㎠, 바람직하게는 80 내지 2500 mJ/㎠의 범위 내에 있다. 이와 같은 조사선량의 자외선을 조사함으로써, 예정하고 있는 부분의 감광성 수지를 확실하게 광화학 변화시킬 수 있다.

이와 같이 노광하여 감광성 수지를 광화학 변화시킨 다음, 예를 들면 알칼리 금속의 탄산염 수용액 등에 의해 현상하면, 도 2의 (g)에 도시하는 바와 같이, 감광성 수지의 비용해층(마스킹재)(18a)이 잔존하여, 도전성 금속층(12)의 표면에 원하는 배선 패턴(감광성 수지의 비용해층으로 이루어지는 소정의 패턴)이 형성된다.

다음으로, 이렇게 하여 형성된 감광성 수지의 비용해층으로 이루어지는 소정의 패턴을 마스킹재로 하여, 이 마스킹재에 의해 피복되지 않은 도전성 금속층(12)을 선택적으로 에칭액으로 용해해 제거한다(도 2의 (h)). 여기에서 사용할 수 있는 에칭액으로는, 과황산칼륨(K₂S₂O₈)을 주성분으로 하고, 예를 들면 100 내지 200 g/리터의 농도로 함유하는 에칭액이나 염화제2동 에칭액을 들 수 있다.

또한, 도 2의 (i)에 도시하는 바와 같이, 감광성 수지의 비용해층으로 이루어지는 소정의 패턴으로 이루어지는 마스킹재(18a)를 알칼리 금속 수산화물 등의 알칼리 성분을 함유하는 박리제로 용해 제거함으로써, 배선 패턴을 형성한다. 여기에서, 사용하는 박리제로서는 수산화 나트륨 수용액과 같은 알칼리 수용액을 들 수 있다.

마지막으로, 도 2의 (j)에 도시하는 바와 같이, 내부 리드 및 외부 리드가 노출되도록 솔더 레지스트층(24)을 형성한다. 여기에서 형성되는 솔더 레지스트층의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로 5 내지 45㎛의 두께 범위 내에 있다.

이와 같은 솔더 레지스트층(24)은, 전술한 바와 같이 솔더 레지스트 잉크를 스크린 마스크를 이용하여 도포함으로써 형성할 수도 있고, 미리 소정 형상으로 펀칭한 솔더 레지스트 필름을 접착함으로써 형성할 수도 있다.

또한, 솔더 레지스트층(24)을 형성하지 않고 배선 패턴 전체에 얇은 도금층을 형성한 후, 전술한 방법에 따라 솔더 레지스트층(24)을 형성하고, 솔더 레지스트층(24)으로부터 노출된 내부 리드 및 외부 리드의 표면에 다시 도금 처리를 실시해도 된다.

여기에서 행해지는 도금 처리의 예로는, 주석 도금 처리, 니켈 도금 처리, 금 도금 처리, 니켈-금 도금 처리, 땜납 도금 처리, 무연(無鉛) 땜납 도금 처리, 은 도금 처리 등 여러 가지 도금 처리를 들 수 있다. 특히, 전자 부품 실장 영역에 있어서, 도통 범프가 금 도통 범프인 경우에는, 금과 공정물(共晶物)을 형성하여 도통 범프와 내부 리드 사이에 확실한 전기적 접속을 형성하기 때문에, 주석 도금층을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 도금층은 단층일 필요는 없고, 동일한 금속으로 이루어지는 다층 도금층이라도 되고, 상이한 금속이 적층된 이종 금속 다층 도금층이라도 무방하다.

한편, 도 2에서 당접부는 생략되어 있지만, 이와 같은 당접부는 통상적으로 솔더 레지스트층의 형성 후 혹은 전자 부품을 실장하기 직전에 형성된다.

또한, 당접부는 전자 부품으로부터의 열이 금속 관통 기둥을 지나 기판 외부로 방열되도록 전자 부품과 금속 관통 기둥의 사이에 설치되는 것으로서, 열전도성이 있는 것이면 특별히 재질 등이 한정되는 것이 아니라, 프린트 배선 기판에 삽입된 금속 관통 기둥(E)의 위치, 전자 부품의 형태나 실장할 때의 접속 조건 등에 따라 적절하게 당접부의 전기적 특성을 절연성으로 하거나 또는 도전성으로 할 수 있다.

예를 들면, 전자 부품 본체가 절연 물질로 피복되어 있는 패키지 칩인 경우, 보다 방열성을 향상시키는 관점에서, 당접부(F)로서는 금, 은, 동, 니켈, 카본 블랙, 그래파이트 등 열전도성이 뛰어난 필러를 함유하는 접착제나 테이프 등이 사용되는 것이 바람직하다.

한편, 실장하는 전자 부품이 이면에 전극을 갖는 베어 칩인 경우, 통전시에 금속 관통 기둥(E)에 전류가 유입하여 쇼트가 발생하는 것을 방지하기 위해, 금속 관통 기둥(E)이, 실장되는 전자 부품과 전기적으로 절연 상태에서 맞닿아 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 금속 관통 기둥과 전자 부품을 접속하는 당접부(F)로서 탄화 규소, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 규소, 알루미나 등의 절연성을 갖는 열전도성 필러를 함유하는 접착 테이프나 접착제가 사용되는 것이 바람직하다.

이와 같은 접착 테이프로는, 후루카와 전기공업(주)의 에프코 TM 시트의 각종 제품을 들 수 있고, 접착제로는 습기 경화형 방열 수지인 스리본드(주) 제품의 스리본드 2955나, 플라즈마 산화 처리된 질화 알루미늄과 비스페놀형 에폭시 수지 와 산무수물을 함유하는 고열전도 반도체 밀봉제(예를 들면, 나믹스(주) 제품) 등을 들 수 있다.

또한, 도 1의 (c) 및 (d)에 도시한 바와 같이, 금속 관통 기둥(E)이 당접부(F)를 통해 전자 부품의 도통 범프(11)(내부 리드 영역)와 맞닿아 방열 기능과 함께 도전 기능을 담당하고 있는 경우에 있어서는, 도통 특성을 부여함과 함께 보다 방열성을 향상시키는 관점에서, 당접부(F)에서 도통 범프(11)와 금속 관통 기둥(E)이 은 입자, 동 입자, 니켈 입자를 함유하는 도전성 접착제를 통해 접합되어도 되며, 당접부로서 도통 범프와 금속 관통 기둥이 접합되도록 금 주석 공정물이 형성되는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 전자 부품(D)의 실장에 있어서, 절연 기판(10)의 하면으로부터 본딩 툴을 맞대고 가열하면서 가압하고, 필요에 따라 초음파를 더 인가함으로써, 예를 들면 전자 부품의 도통 범프가 금 도통 범프이며 금속 관통 기둥의 상단부에 위치하는 당접부 표면에 주석 도금이 실시되어 있는 경우, 가열·가압에 의해 당접부로서 금 주석 공정물을 생성할 수 있다. 이와 같이, 당접부를 금 주석 공정물로 하여 전자 부품의 도통 범프와 금속 관통 기둥을 접합함으로써, 도통 범프와 전자 부품과 금속 관통 기둥 사이의 전기적 접속 신뢰성을 높게 형성할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 프린트 배선 기판에, 반도체 소자를 실장하여 반도체 장치로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 반도체 장치에 의하면, 통전하였을 때, 반도체 소자로부터 발생하는 열을 효율적으로 금속 관통 기둥을 통해 프린트 배선 기판 외부로 방열할 수 있어, 열에 의한 고장의 발생을 저감할 수 있다.

마찬가지로, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 프린트 배선 기판에, 예를 들면 고열전도성 접착제(36) 및 금 와이어(36')를 개재하여 발광 다이오드(26)를 전기적으로 접속해 이루어지는 발광 다이오드 장치(G)로 하는 것도 바람직하다. 이와 같은 발광 다이오드 장치를 형성함으로써, 통전된 경우에 발광 다이오드(26)로부터 발생하는 열을 효율적으로 금속 관통 기둥(E)을 통해 프린트 배선 기판 외부로 방열하는 것이 가능하게 된다.

또한, 도 3의 (b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 상기 발광 다이오드 장치(G)를 오목부를 갖는 리플렉터(28)의 바닥부에 고열전도성 절연 시트(37) 등으로 설치하고, 리플렉터(28)에 형광체(30)를 함유하는 버퍼재(32)를 충전하여 버퍼층(34)을 형성하고, 버퍼층(34) 상에 버퍼층을 밀봉하기 위한 밀봉제를 충전하여 밀봉층(38)을 형성하고, 또한 당해 밀봉층(38) 상에 발광 다이오드(26)로부터 방사된 빛의 확산을 억제하기 위한 수지 렌즈(40)가 마련되어 이루어지는 발광 다이오드 모듈(H)로 하는 것도 바람직하다. 또한, 절연 기판(10)면에 방열용 금속판(44)이 접착되는 것이 바람직하다.

이와 같은 발광 다이오드 모듈은, 모듈 외부로의 방열을 효율적으로 행할 수 있을 뿐만 아니라 열에 의한 고장의 빈도를 저감시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 반도체 장치(B)를, 표시 수단(43)을 구동시키기 위한 반도체로서 사용하는 예를 도시하는 도면이다.

즉, 도 4에서, 본 발명의 반도체 장치(B)는 입력측 외부 리드(45a)와 입력 수단(41)에 형성된 전극이 전기적 접합을 형성할 수 있도록 배치되어, 통상적으로 이방 도전 접착된다. 이렇게 하여 입력측 외부 리드(45a)에 입력된 전기 신호는, 배선 패턴으로부터 입력측 내부 리드(45b)를 거쳐 전자 부품(D)에 공급된다. 전자 부품(D)에 입력된 전자 신호는 전자 부품(D) 내에서 처리됨으로써 전자 부품(D)은 발열한다.

섀시(42)의 내면에는 방열용 금속판(44)이 배치되고, 방열용 금속판(44)에 프린트 배선 기판 내에 삽입된 금속 관통 기둥(E)이 전자 부품(D)이 실장되지 않은 면에서 당접부를 통해 접촉한다. 여기에서, 전자 부품(D)에 의해 발생한 열은 전자 부품으로부터 당접부, 금속 관통 기둥(E)을 거쳐 방열용 금속판(44)에 도달하고, 이 방열용 금속판으로부터 표시 장치 외부로 방열된다.

또한, 표시 장치 내의 섀시(42)는 보다 방열 효율이 높은 부분까지 연장되어 있어, 전자 부품(D)과의 접촉에 의해 집열된 열을, 예를 들면 방열 효율이 높은 표시 장치 이면의 상부 등에서 방열한다.

또한, 전자 부품(D)에서 처리된 전기 신호는, 출력측 내부 리드(46a)를 지나 배선 패턴을 통해 출력측 외부 리드(46b)에 도달하고, 이 전기 신호는 출력측 외부 리드(46b)와 표시 수단(43)에 형성된 ITO 등의 투명 전극이, 예를 들면 이방 도전 접착함으로써 접속된 표시 수단(43)에 도입되어, 이 표시 장치(I)를 제어한다.

표시 수단(43)에는 통상적으로는 40만 내지 500만 화소의 픽셀이 형성되며, 표시 수단(43)의 각 픽셀은 표시 장치(I)의 바닥부 가장자리의 섀시 내 및 측부 가장자리의 섀시 내에 배치된 본 발명의 반도체 장치(B)에 의해 제어된다.

또한, 방열용 금속판(44)를 이용하지 않고 전자 부품이 실장되지 않은 면에 서 섀시(42)에 고열전도성 시트를 통해 접촉시켜도 된다. 이 경우, 고열전도성 시트와 전자 부품 혹은 섀시의 사이에 공기가 들어가지 않도록 접촉시키는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 프린트 배선 기판, 반도체 장치, 표시 장치의 설명에 있어서, 특별히 필요하지 않는 부분에서는 솔더 레지스트층, 도금층 등은 생략하여 도시하고 있다.

또한, 전술한 바와 같은, 본원 발명의 반도체 장치를 갖는 표시 장치(I)의 예로는, 액정 텔레비전, 표면 전도형 전자 방출 소자 디스플레이(SED), 플라즈마 디스플레이, 및 유기 EL 텔레비전 등을 들 수 있다.

이와 같이 본 발명의 플렉서블 배선 기판을 이용함으로써, 전자 부품으로부터 발생한 열은 금속 관통 기둥을 지나 전자 부품이 실장되지 않은 면으로 이동하여, 방열판이나 고열전도 시트를 통해 표시 장치의 외부로 효율적으로 방열될 수 있다. 이 때문에, 표시 장치를 구동시키는 전자 부품 근방의 온도를, 종래의 표시 장치의 경우와 비교하여 4 내지 10℃ 정도 낮게 억제할 수 있다. 즉, 표시 장치 내부에 열이 체류하지 않고 효율적으로 외부로 방열됨으로써, 온도 상승에 의한 표시 장치의 오작동이나 고장을 저감시킬 수 있어 표시 장치를 장기간 안정적으로 사용할 수 있다.

〈실시예〉

이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명하는데, 본 발명은 이에 의해 한정되는 것이 아니다.

[제1 실시예]

20㎛ 두께의 캡톤 필름에 전해 동박(SQ-VLP: 12㎛ 두께)을 양면에 적층한 2 메탈 기재를 70㎜ 폭으로 잘라낸 다음, 금형으로 가로세로 1.42㎜의 스프로킷홀을 4.75㎜ 피치로 테이프 양단에 펀칭 형성하였다.

이 2 메탈 기재를 15㎛ 두께의 드라이 필름 레지스터로 양면을 라미네이트한 다음, 노광 장치(우시오 전기사 제품)에 의해 100 mJ/㎠로 자외선 노광하여 1% 탄산 소다 용액으로 알칼리 현상하였다.

다음으로, 40℃의 염화제2동 에칭액으로 동을 에칭 제거하고, 가로세로 10×45㎜의 폴리이미드를 노출시킨 다음, 50℃의 아민계 알칼리 용액으로 10초간 처리하여 레지스트를 박리하였다. 한편, 전자 부품 실장 예정 영역에는 6㎜ 사각의 랜드를 12㎜ 피치로 3 개소 형성하였다.

다음에 금형으로 직경 3㎜의 구멍을 4 개소 뚫고, 이 안에 동일 직경의 0.05㎜ 두께의 무산소동 스트립(압연 후 어닐링 처리)을 끼워넣고 3톤 프레스기로 상온 가압하여 구멍 내에 임시로 고정하였다.

다음으로 40㎛(두께)×25㎜×70㎜(길이)의 테라오카 제작소제 양면 접착 시트를 이면측으로부터 매립부를 덮도록 붙여 임플란트재의 뒤를 1.6㎜ 두께의 철판(300×460㎜)으로 접착 고정하고, 무산소동 기둥 상면에는 3㎜φ로 펀칭한 상기의 40㎛ 두께 양면 접착 시트를 붙였다.

이 매립 동면 상에 발열 저항체를 올리고, 저항체의 이면을 3㎜φ의 양면 접착 시트로 3개소 접합하였다. 또한, 저항체의 양단에는 2㎜×40㎜, 40㎛ 두께의 양 면 접착 시트를 붙여 기재측의 동면과 접합하였다. 한편, 저항체로는 ARCOL사 제품의 섀시 외형 치수가 50㎜(길이)×15㎜(바닥부폭, 상부폭 10㎜)×10㎜(높이)인 15Ω의 것을 이용하였다.

도 5의 (a)의 참조 번호 46a로 나타낸 바와 같이, 이상의 공정에 의해 형성된 구조체(1)는 발열 저항체(48)가 양면 테이프(54)를 통해 프린트 배선 기판(50)에 설치됨과 함께 무산소동 기둥(52)에 맞닿고, 무산소동 기둥(52)의 하단부도 방열용 철판(56)에 맞닿는다. 이와 같은 구조의 구조체 1을 이용하여 이하의 방열성 시험을 실시하였다.

우선, 저항체에 정류기에 의해 1A의 전류를 흘렸다. 계속해서, 방사 온도계(Custom사 제품 IR-100)에 의해 발열체 상면의 표면 온도를 20㎜ 떨어진 위치로부터 5분마다 30분간 측정하였다. 그 결과, 표 1에 나타내는 바와 같이, 최고 도달 온도는 97.4℃였다. 한편, 시험실의 온도는 24 내지 25℃였다.

[제2 실시예]

제1 실시예와 같은 2 메탈 기재를 70㎜ 폭으로 잘라낸 후, 금형으로 가로세로 1.42㎜의 스프로킷홀을 4.75㎜ 피치로 테이프 양단에 펀칭 형성하였다.

이 2 메탈 기재를 제1 실시예와 같은 공정에 의해 가로세로 10×45㎜의 폴리이미드를 노출시켰다. 단, 전자 부품 실장 예정 영역에는 6㎜ 사각의 랜드를 10㎜ 피치로 4 개소 형성하였다.

다음으로 금형으로 직경 4㎜의 구멍을 4 개소 뚫고, 이 안에 동일한 직경의 0.05㎜ 두께의 무산소동 스트립(압연 후 어닐링 처리)을 끼워넣어 3톤 프레스기로 상온 가압하여 구멍 내에 임시 고정하였다. 이와 같은 무산소동 기둥이 삽입된 전자 부품 실장 예정 영역의 상면도를 도 5의 (b)에 도시한다.

다음으로 40㎛(두께)×25㎜×70㎜(길이)의 테라오카 제작소 제품 양면 접착 시트를 이면측으로부터 매립부를 덮도록 붙여 임플란트재의 뒤를 1.6㎜ 두께의 철판(300×460㎜)과 접착 고정하고, 무산소동 스트립의 상면에는 4㎜φ로 펀칭한 테라오카 제작소의 두께 40㎛의 양면 접착 시트를 붙였다.

이 매립동면 위에 발열 저항체를 실어 저항체의 이면을 4㎜φ의 양면 접착 시트로 4 개소 접합하였다. 또한 저항체의 양단에는 2㎜×40㎜, 두께 40㎛의 양면 접착 시트를 붙여 기재측의 동면과 접합하였다. 이용한 저항체는 제1 실시예와 같은 것이다.

계속해서, 제1 실시예와 같은 조건의 방열성 시험에 실시하였다. 그 결과, 표 1에 나타내는 바와 같이 최고 도달 온도가 93.7℃였다. 한편, 시험실의 온도는 24 내지 25℃였다.

[제1 비교예]

제1 실시예와 같은 2 메탈 기재를 70㎜ 폭으로 잘라낸 다음, 금형으로 가로세로 1.42㎜의 스프로킷홀을 4.75㎜ 피치로 테이프 양단에 펀칭 형성하였다.

이 2 메탈 기재를 제1 실시예와 같은 공정에 의해 가로세로 10×45㎜의 폴리이미드를 노출시켰다. 폴리이미드 중앙에는 6㎜ 사각의 랜드를 12㎜ 피치로 3 개소 형성하였다.

다음으로 금형으로 직경 3㎜의 구멍을 3 개소 뚫었다. 단, 제1 비교예에서는 무산소동 스트립의 매립은 행해지지 않고 구멍이 열린 채인 구조로 하였다.

다음으로, 40㎛(두께)×25㎜×70㎜(길이)의 테라오카 제작소 제품 양면 접착 시트를 이면측으로부터 구멍 부분을 막도록 붙여, 6㎜ 두께의 철판(300×460㎜)과 접착 고정하였다.

이 구멍을 덮도록 발열 저항체를 실었다. 한편, 저항체의 양단에는 2㎜×40㎜, 두께 40㎛의 양면 접착 시트를 붙여 기재측의 동면과 접합하였다.

이용한 저항체는 제1 실시예와 동일한 것을 실장하고, 도 5의 (c)의 참조 번호 46b로 나타내는 바와 같은 구조체 2를 형성하여, 제1 실시예와 같은 조건의 방열성 시험을 실시하였다. 그 결과, 표 1에 나타내는 바와 같이, 최고 도달 온도는 102.0℃였다. 한편, 시험실의 온도는 24 내지 25℃였다.

	가열 시간 (분)	5분	10분	15분	20분	25분	30분
제1 실시예	발열체의 표면 온도 (℃)	86.3	92.9	96.3	95.6	97.4	96.2
제2 실시예		80.0	90.6	92.5	92.6	93.1	93.7
제1 비교예		88.4	99.9	100.7	102.0	101.4	100.8

본 발명의 프린트 배선 기판에 의하면, 복잡한 제조 공정을 거치지 않아 쉽게 제조할 수 있고, 전자 부품을 실장했을 때, 전자 부품으로부터 발생하는 열을 효율적으로 방출할 수 있는 방열성이 뛰어난 프린트 배선 기판을 제공할 수 있다.

또한, 이와 같은 프린트 배선 기판을 구비함으로써 전자 부품으로부터 발생하는 열을 효율적으로 방출할 수 있는 반도체 장치 및 발광 다이오드 장치를 제공할 수 있다.

도 1의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 프린트 배선 기판 및 이를 이용한 반도체 장치의 단면을 도시하는 도면이다.

도 2는 도 1에 도시한 프린트 배선 기판을 제조하는 공정에서의 기판의 단면을 도시하는 도면이다.

도 3의 (a)는 본 발명의 프린트 배선 기판을 이용한 발광 다이오드 장치의 단면을 도시하는 도면이고, (b) 및 (c)는, 각각, (a)에 도시한 발광 다이오드 장치를 이용한 발광 다이오드 모듈을 도시하는 상면도, 단면도이다.

도 4는 도 1에 도시한 반도체 장치를 표시 장치에 실장한 상태를 도시하는 단면도이다.

도 5의 (a)는 본 발명의 프린트 배선 기판에 있어서, 전자 부품 대신에 발열체를 실장한 본 발명의 프린트 배선 기판의 표면 온도와 그 경시적 변화의 관계를 나타내기 위한 시험 장치(구조체 1)를 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 5의 (b)는 제2 실시예에서 사용한 프린트 배선 기판의 전자 부품 실장 예정 영역에 삽입된 금속 관통 기둥의 위치를 도시하는 도면이다.

도 5의 (c)는 종래의 프린트 배선 기판에 있어서, 전자 부품 대신에 발열체를 실장한 종래의 플렉서블 배선 기판의 표면 온도와 그 경시적 변화의 관계를 나타내기 위한 시험 장치(구조체 2)를 모식적으로 도시하는 도면이다.

〈부호의 설명〉

A: 본 발명의 프린트 배선기판

B: 본 발명의 프린트 배선 기판을 구비한 반도체 장치

C: 전자 부품 실장 예정 영역

D: 전자 부품

E: 금속 관통 기둥

F: 당접부

G: 본 발명의 프린트 배선 기판을 구비한 발광 다이오드 장치

H: 본 발명의 프린트 배선 기판을 구비한 발광 다이오드 장치를 갖는 발광 다이오드 모듈

I: 본 발명의 프린트 배선 기판을 구비한 반도체 장치를 갖는 액정 장치

10: 절연층(절연 기판)

11: 도통 범프

12: 도전성 금속층

14: 방열 부재

16: 스프로킷홀

18: 감광성 수지층

18a: 감광성 수지의 비용해층(마스킹재)

20: 포토마스크

22: 조사광

24: 솔더 레지스트층

26: 발광 다이오드

28: 리플렉터

30: 형광체

32: 버퍼재

34: 버퍼층

36: 고열전도성 접착제

36': 금 와이어

37: 고열전도성 절연 접착 시트

38: 밀봉층

40: 수지 렌즈

41: 입력 수단

42: 섀시

43: 표시 수단

44: 방열용 금속판

46a: 구조체 1(제1 실시예)

46b: 구조체 2(제1 비교예)

48: 발열체

50: 제1 실시예에서 제작한 프린트 배선 기판

50a: 동박층

50b: 폴리이미드 필름

50c: 동박층

52: 무산소동 기둥

54: 양면 테이프

56: 방열용 철판

Claims

절연 기판과, 상기 절연 기판의 적어도 일면에 형성된 도전성 금속층을 갖고, 상기 절연 기판의 적어도 일면에 형성된 도전성 금속층의 적어도 일면에, 외측 단부가 입력측 외부 리드 및 출력측 외부 리드로 이루어지는 외부 리드부이고, 내측 단부가 전자 부품을 실장하기 위한 입력측 내부 리드 및 출력측 내부 리드로 이루어지는 내부 리드부인 다수의 배선 패턴이 형성된 프린트 배선 기판으로서,

상기 전자 부품이 실장되는 전자 부품 실장 예정 영역에, 상기 프린트 배선 기판의 표리면을 관통하는 금속 관통 기둥이, 전자 부품이 실장되었을 때, 상기 전자 부품과 당접부를 통해 맞닿도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
제1항에 있어서,

상기 금속 관통 기둥의 직경이 5㎜ 이하인 무산소동 관통 기둥인 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
제1항에 있어서,

실장되는 전자 부품과 상기 금속 관통 기둥이 전기적으로 절연 상태에 있는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
제1항에 있어서,

상기 금속 관통 기둥의 상단부가 전자 부품 실장 예정 영역에서 전자 부품의 도통 범프가 얹어지는 위치에 형성되어, 도통 상태에 있는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
제1항에 있어서,

상기 금속 관통 기둥의 상단부 및 하단부가 코킹(caulking)되어 프린트 배선 기판에 형성된 관통공에 삽입되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
제5항에 있어서,

상기 금속 관통 기둥의 상단부 및 하단부가 코킹되어 프린트 배선 기판에 형성된 관통공에 삽입된 후에, 도금 처리가 실시되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
반도체 소자가 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 프린트 배선 기판의 내부 리드부에 전기적으로 접속됨과 함께, 상기 반도체 소자가 금속 관통 기둥에 맞닿아 있는 반도체 장치로서,

통전에 의해 반도체 소자로부터 발생한 열이, 상기 반도체 소자에 맞닿은 금속 관통 기둥을 통해 외부로 방열되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
제7항에 기재된 반도체 장치를 갖는 표시 장치로서,

상기 반도체 장치의 출력측 외부 리드와 표시 수단에 형성된 투명 전극이 이방 도전성 접착제에 의해 전기적으로 접속됨과 함께, 입력측 외부 리드와 표시 수단을 구동시키기 위한 전자 부품 회로가 전기적으로 접속되고,

상기 금속 관통 기둥이 반도체 소자와 맞닿지 않은 단부에서 방열용 금속판에 맞닿아, 반도체 소자로부터 발생한 열을 금속 관통 기둥을 통해 상기 방열용 금속판으로부터 외부로 방열할 수 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
발광 다이오드가 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 프린트 배선 기판의 내부 리드부에 전기적으로 접속됨과 함께, 상기 발광 다이오드가 금속 관통 기둥에 맞닿은 발광 다이오드 장치로서,

통전에 의해 발광 다이오드로부터 발생한 열이 상기 발광 다이오드에 맞닿은 금속 관통 기둥을 통해 외부로 방열되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 장치.
제9항에 기재된 발광 다이오드 장치를 오목부를 갖는 리플렉터의 바닥부에 설치하고, 발광 다이오드 장치를 갖는 섀시에 형광체를 포함하는 버퍼재를 충전하여 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼층 상에 버퍼재를 밀봉하기 위한 밀봉제를 충전하여 밀봉층을 형성하고, 상기 버퍼층 상에 발광 다이오드로부터 방사된 빛의 확산을 억제하기 위한 수지 렌즈층이 마련되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.