KR20150143578A

KR20150143578A - 프린트 배선판 및 그의 제조방법, 및 전열체

Info

Publication number: KR20150143578A
Application number: KR1020157031783A
Authority: KR
Inventors: 노리아키 타네코; 슈키치 타키
Original assignee: 메이코 일렉트로닉스 컴파니 리미티드
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2015-12-23
Also published as: TW201513738A; JPWO2014171004A1; JP5873214B2; CN105247968A; WO2014171004A1

Abstract

부품내장기판(10)은 절연기판(1)과, 절연기판(10)의 표면상에 형성된 금속층(3)과, 절연기판(1)을 관통하는 스루홀(2)과, 스루홀(2)을 충전하는 전열체(20)를 가지며, 전열체(20)는 표면에 접착제(5)가 도포된 그래파이트 시트(4)가 롤 모양으로 감긴 형상을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

프린트 배선판 및 그의 제조방법, 및 전열체{PRINTED WIRING BOARD, MANUFACTURING METHOD FOR SAME, AND THERMALLY CONDUCTIVE BODY}

본 발명은, 방열 경로를 갖는 프린트 배선판 및 그 제조방법, 및 해당 프린트 배선판에 사용되는 전열체(傳熱體)에 관한 것이다.

프린트 배선판에 탑재된 반도체 소자로부터 발생하는 열에 의해, 해당 반도체 소자 및 프린트 배선판의 온도가 상승하여, 해당 반도체 소자의 오작동 및 파손이 생기는 것이 종래부터 알려져 있다. 이 때문에, 탑재되는 반도체 소자에서 발생한 열을 프린트 배선판으로부터 방열(放熱)하여, 해당 반도체 소자의 온도를 저하시킬 수 있는 방열 대책이 필요하다고 생각되고 있다. 이와 같은 방열 대책으로서는, 프린트 배선판의 소자 탑재로부터 해당 소자 탑재면과는 반대측의 이면(裏面)을 향해 열을 전달하고, 그 이면에 히트싱크와 같은 방열 부품을 탑재하여 소자 탑재면으로부터 전달된 열을 방열하는 방법이 있다. 또한, 고(高) 열전도층을 프린트 배선판 내에 마련하고, 해당 고 열전도층을 통해 반도체 소자에서 발생하는 열을 확산하여, 해당 반도체 소자 및 프린트 배선판의 온도를 저하시키는 방법도 있다.

프린트 배선판의 소자 탑재면으로부터 그 반대측의 이면을 향해 열을 효율적으로 전달하는 방법으로서는, 스루홀(through hole) 내에 열전도성이 비교적 높은 수지를 충전하는 방법이나, 구리 또는 알루미늄 등의 열전도성이 비교적 높은 금속을 압입(壓入)하는 방법이 알려져 있다. 이와 같은 방법을 이용하여 제조된 프린트 배선판은, 예를 들어 특허문헌 1 내지 3에 개시되어 있다.

일본 특개2010-263003호공보 일본 특개2010-205992호공보 일본 특허 제3758175호공보

여기서, 금속으로 이루어진 전열체를 압입하는 경우, 금속이 갖는 고유의 열전도율, 전열체의 단면적, 프린트 배선판의 두께에 의해 해당 전열체의 열저항이 결정되고, 반도체 소자의 발열량에 따라 전열체의 치수를 결정하게 된다. 그리고, 근래 들어 반도체 소자의 복잡화 및 고성능화에 따라 발열량이 증대하는 경향이 있기 때문에, 해당 전열체를 압입하기 위해 스루홀을 크게 하고, 또한 프린트 배선판의 두께를 보다 얇게 함으로써 반도체 소자에서 발생하는 열을 양호하게 방열시키고 있다.

그러나 해당 전열체를 압입하기 위해 스루홀을 크게 하고, 또한 프린트 배선판의 두께를 보다 얇게 해버리면, 프린트 배선판 상에서 반도체 소자가 점유하는 면적에 대하여 스루홀이 커지게 되어, 실장(實裝) 밀도가 저하된다는 문제가 생겨버린다.

또한, 금속으로 이루어진 전열체를 압입할 때, 전열체에 의해 스루홀이 변형되고, 프린트 배선판의 절연층에 크랙이 생겨, 프린트 배선판의 절연성을 현저히 저하시킨다는 문제가 생겨버린다.

본 발명은 이와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 실장 밀도의 저하를 일으키지 않고, 크랙 등의 발생이 억제되어 신뢰성이 우수한 프린트 배선판 및 그의 제조방법, 및 해당 프린트 배선판에 사용되는 전열체를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 프린트 배선판은, 절연기판과, 상기 절연기판의 표면상에 형성된 금속층과, 상기 절연기판을 관통하는 스루홀과, 상기 스루홀을 충전하는 전열체를 가지며, 상기 전열체는, 표면에 접착제가 도포된 그래파이트 시트(graphite sheet)가 롤 모양으로 감긴 형상을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상술한 프린트 배선판에 있어서, 상기 전열체는, 상기 스루홀의 연장방향(extending direction)의 열전도율이 상기 연장방향에 직교하는 방향에 비해 높게 되어 있다. 또한, 상기 전열체는, 상기 스루홀의 연장방향의 열전도율이 800W/mK~1200W/mK인 것이 바람직하다.

상술한 어느 하나의 프린트 배선판에 있어서, 상기 전열체는, 상기 스루홀의 연장방향에 직교하는 방향으로 신축성을 구비하는 것이 바람직하다.

상술한 어느 하나의 프린트 배선판에 있어서, 상기 전열체는, 기둥 모양의 심재(芯材)를 구비하고, 상기 심재에 상기 그래파이트 시트가 감겨진 구조를 구비하여도 좋다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 프린트 배선판의 제조방법은, 절연기판에 스루홀을 형성하는 공정과, 상기 절연기판의 표면상에 금속층을 형성하는 공정과, 표면에 접착제가 도포된 그래파이트 시트를 롤 모양으로 감아 전열체를 형성하는 공정과, 상기 스루홀에 상기 전열체를 충전하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

상술한 프린트 배선판의 제조방법에서는, 상기 전열체를 충전하는 공정에 있어서, 상기 스루홀의 연장방향의 열전도율이 상기 연장방향에 직교하는 방향에 비해 높아지도록 상기 전열체를 충전한다.

상술한 어느 하나의 프린트 배선판의 제조방법에서는, 상기 전열체를 형성하는 공정에 있어서, 기둥 모양의 심재에 상기 그래파이트 시트를 감아도 좋다.

상술한 어느 하나의 프린트 배선판의 제조방법은, 상기 전열체와 상기 금속층이 면일(面一)이 되도록 상기 전열체를 연마하는 공정을 더 가지고 있어도 좋다. 또한, 상술한 어느 하나의 프린트 배선판의 제조방법은, 상기 전열체의 충전 후에, 상기 전열체의 노출면상에 금속을 피복하는 공정을 더 가지고 있어도 좋다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전열체는, 그래파이트 시트와, 상기 그래파이트 시트의 표면상에 도포된 접착제를 가지며, 상기 접착제에 의해 상기 그래파이트 시트를 롤 모양으로 감은 것을 특징으로 한다.

상술한 전열체는, 감기(winding)의 축방향의 열전도율이 상기 축방향에 직교하는 방향에 비해 높게 되어 있다. 또한, 상기 전열체는, 상기 축방향의 열전도율이 800W/mK~1200W/mK인 것이 바람직하다.

상술한 어느 하나의 전열체는, 상기 축방향에 직교하는 방향으로 신축성을 구비하는 것이 바람직하다.

상술한 어느 하나의 전열체는, 기둥 모양의 심재를 구비하고, 상기 심재에 상기 그래파이트 시트가 감겨진 구조를 구비하여도 좋다.

본 발명에 따른 프린트 배선판 및 그의 제조방법에서는, 그래파이트 시트를 감은 상태의 전열체를 스루홀에 충전하기 때문에, 프린트 배선판을 관통하는 방향으로 우수한 열전도성을 갖는 방열 경로가 형성되게 된다. 이에 따라, 프린트 배선판에 탑재되는 반도체 소자 및 히트싱크의 발열량이 증가하여도, 전열체의 치수를 크게 하지 않고 충분히 방열할 수 있기 때문에, 프린트 배선판에 있어서 실장 밀도의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 프린트 배선판 및 그의 제조방법에 있어서, 전열체는 접착제를 포함함으로써 신축성을 구비하기 때문에, 전열체의 충전 시에 스루홀의 주위에 위치하는 절연기판에 파손 및 손상이 발생할 수 없다. 이에 따라, 프린트 배선판의 사용에 있어서도 우수한 절연 내성을 유지하여, 프린트 배선판 자체의 신뢰성 향상을 도모할 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 전열체는, 접착제를 이용하여 그래파이트 시트를 감은 구조를 갖기 때문에, 감기의 축선방향으로 우수한 열전도성을 가지게 된다. 즉, 본 발명에 따른 전열체는, 그래파이트 시트의 평면방향에 있어서의 우수한 열전도성을 전열체의 연장방향에 이용하여, 그 연장방향에서 우수한 열전도성을 실현하고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 프린트 배선판의 제조방법의 각 제조공정에 있어서의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 프린트 배선판의 제조방법의 각 제조공정에 있어서의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 프린트 배선판에 이용되는 전열체의 제조방법의 각 제조공정에 있어서의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 프린트 배선판에 이용되는 전열체의 제조방법의 각 제조공정에 있어서의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전열체의 사시도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 프린트 배선판의 제조방법의 각 제조공정에 있어서의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 프린트 배선판의 제조방법의 각 제조공정에 있어서의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 프린트 배선판의 제조방법의 각 제조공정에 있어서의 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대하여, 실시예에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하에 설명하는 내용에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 변경하지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 또한, 실시예의 설명에 이용하는 도면은, 어느 것이나 본 발명에 의한 프린트 배선판 및 전열체를 모식적으로 나타내는 것이며, 이해를 높이기 위해 부분적인 강조, 확대, 축소 또는 생략 등을 하고 있으며, 프린트 배선판 및 전열체의 축척이나 형상 등을 정확히 나타내는 것으로는 되지 않는 경우가 있다. 또한, 실시예에서 이용하는 다양한 수치는 어느 것이나 일례를 나타내는 것이며, 필요에 따라 다양하게 변경하는 것이 가능하다.

<실시예>

이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 프린트 배선판(10)의 제조방법에 대하여, 도 1 내지 도 9를 참조하여 상세하게 설명한다. 여기서, 도 1, 도 2, 및 도 7 내지 도 9는 본 실시예에 따른 프린트 배선판(10)의 제조방법의 각 제조공정에 있어서의 단면도이다. 또한, 도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 프린트 배선판(10)에 이용되는 전열체(20)의 제조방법의 각 제조공정에 있어서의 단면도이다. 게다가, 도 5는 본 실시예에 따른 전열체(20)의 사시도이며, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도이다.

먼저, 도 1에 나타낸 바와 같이, 준비한 절연기판(1)에 스루홀(2)을 형성하는 스루홀 형성공정이 수행된다. 구체적으로는, 절연기판(1)으로서 두께가 1.6mm인 글래스 에폭시 기판을 준비하고, 드릴 등을 사용하여 절연기판(1)에 직경 1mm인 스루홀(2)을 형성한다. 여기서, 도 1에는 1개의 스루홀(2)이 표시되어 있지만, 실제로는 절연기판(1)에 복수의 스루홀(2)이 형성되게 된다. 스루홀(2)의 수량 및 개구 직경은 완성된 프린트 배선판에 실장되는 반도체 소자의 발열량 등에 따라 적절히 변경될 수 있다. 예를 들어, 스루홀(2)의 개구 직경은 1mm~15mm의 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 절연기판(1)으로서 글래스 에폭시 기판을 사용했지만, 종이 페놀 기판, 종이 에폭시 기판, 테플론(등록상표) 기판, 알루미나 기판, 또는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics) 기판 등 다른 절연기체를 사용하여도 좋다. 그리고 사용되는 절연기판의 종류에 따라 스루홀(2)의 형성방법을 적절히 변경하여도 좋다. 예를 들어, 레이저를 조사하여 스루홀(2)을 형성하여도 좋고, 혹은 에칭 등 화학적인 방법에 의해 스루홀(2)을 형성하여도 좋다.

다음으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 절연기판(1)의 표면상(보다 구체적으로는, 제 1 면(1a), 제 2 면(1b) 및 스루홀(2)의 측부)에 금속층(3)을 형성하는 금속층 형성공정이 수행된다. 구체적으로는, 전계 도금법에 의해 절연기판(1)의 표면상에 구리 도금막으로 이루어진 금속층(3)을 형성한다. 또한, 금속층(3)으로서의 박막을 형성하는 방법으로는 전해 도금법으로 한정되는 것은 아니며, 무전해 도금법, 화학기상성장법(CVD법) 또는 물리기상성장법(PVD법) 등 일반적인 성막방법을 채용할 수도 있다.

다음으로, 절연기판(1)에 형성된 스루홀(2)을 충전하기 위해 전열체를 형성하는 전열체 형성공정이 수행된다. 구체적으로는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 그래파이트 시트(4)의 표면상에 접착제(5)를 도포하여, 접착제(5)의 박막을 그래파이트 시트(4)의 표면상에 형성한다. 즉, 그래파이트 시트(4)와 접착제(5)로 이루어진 전열시트(6)를 먼저 준비한다.

여기서, 그래파이트 시트(4)는 천연 그래파이트와 비교하여 유연성이 우수한 인공 그래파이트를 사용한다. 또한, 그래파이트 시트(4)는 그 두께방향의 열전도율은 약 10W/mK이지만, 두께방향에 직교하는 평면의 열전도율은 약 1000W/mK~2000W/mK이다. 게다가, 그래파이트 시트(4)는 일반적인 내절성(耐折性) 시험(R=2mm, 270°, 1만회)에 견딜 수 있는 것이 바람직하다. 이는 후 공정에서 그래파이트 시트(4)를 접착제(5)와 함께 만곡(彎曲)시키기 때문이다. 본 실시예에서는, 그래파이트 시트(4)로서 주식회사 카네카제(製)의 그래피니티(등록상표)를 사용했다.

접착제(5)로서는, 예를 들어 에폭시 수지계의 접착제를 사용할 수 있다. 접착제(5)는 에폭시 수지계로 한정되는 것은 아니며, 유연성 및 신축성을 구비한 일반적인 접착제를 사용하여도 좋다. 또한, 그래파이트 시트(4)의 표면상에 대한 접착제(5)의 박막 형성은 접착제(5)의 도포로 한정되지 않고, 시트 모양으로 형성된 접착제(5)를 그래파이트 시트(4)의 표면상에 붙여도 좋다.

전열체(20) 형성의 다음 공정으로서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 준비된 기둥 모양의 심재(7)를 감기(winding)의 중심축으로 하여, 심재(7)에 전열시트(6)를 감아 전열체(20)를 형성하는 공정을 수행한다. 여기서, 심재(7)로서는 구리 또는 알루미늄 등 비교적 높은 열전도율을 갖는 금속을 사용한다. 이는 전열체(20)의 합성 열전도율의 저하를 방지하기 위함이다.

도 5 및 도 6에서 알 수 있듯이, 전열시트(6)를 심재(7)에 감으면, 심재(7)를 중심축으로 하여 그래파이트 시트(4)와 접착제(5)의 박막이 교호로 배치되어, 심재(7)의 주위에 전열시트(6)가 통(筒) 모양으로 형성되게 된다. 또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 그래파이트 시트(4)는 내측의 층과, 그 내측의 층에 대하여 1층 외측에 위치하는 층이 접합됨으로써 나사선 모양으로 형성되고, 이와 같은 접합에 의해 전열시트(6)의 형상을 통 모양으로 유지할 수 있다.

또한, 그래파이트 시트(4)는 그 두께방향의 열전도율은 약 10W/mK이기 때문에, 전열체(20)에서는 심재(7)를 중심으로 하여 방사선(放射線)방향으로는 열이 전해지기 어려워진다. 한편, 그래파이트 시트(4)는 두께방향에 직교하는 평면의 열전도율은 약 1000W/mK~2000W/mK이기 때문에, 전열체(20)에서는 심재(7)의 연장방향을 따라 열이 전달되기 쉬워진다. 즉, 전열체(20)는 감기의 축방향의 열전도율이 그 축방향에 직교하는 방향에 비해 높게 되어 있다. 본 실시예에 따른 전열체(20)는 접착제(5)를 포함하기 때문에, 그래파이트 시트(4) 단체(單體)의 열전도율보다는 저하되지만, 그 축선방향의 열전도율이 약 900W/mK이 된다.

여기서, 전열체(20)의 열전도율은 그래파이트 시트(4), 접착제(5) 및 심재(7)의 각 열전도율의 합성에 의해 결정된다. 따라서, 도 6에 있어서 각 부재의 단면적의 비율을 변경함으로써 전열체(20)의 열전도율을 용이하게 변경할 수 있다. 예를 들어, 전열체(20)의 열전도율은 400W/mK~1200W/mK의 범위 내에서 적절히 조정할 수 있다. 또한, 심재(7) 단체의 열전도율이 약 400W/mK이기 때문에, 전열체(20)의 열전도율을 800W/mK~1200W/mK의 범위 내에서 조정하는 것이 바람직하며, 이에 따라 그래파이트 시트(4)의 특성을 충분히 활용할 수 있다.

게다가, 본 실시예에 따른 전열체(20)에서는 심재(7)의 주위에 비교적 유연한 접착제(5)가 감겨 있기 때문에, 심재(7)를 중심으로 하여 방사선방향으로 전열체(20)를 신축할 수 있다. 환언하면, 전열체(20)는 심재(7)의 연장방향에 직교하는 방향으로 신축성을 구비하고 있다.

다음으로, 상기 공정을 거쳐 형성한 전열체(20)를 절연기판(1)의 스루홀(2)의 치수에 맞게 절단하고, 도 7에 나타낸 바와 같이, 그 절단한 전열체(20)를 절연기판(1)의 스루홀(2) 내에 충전하는 전열체 충전공정이 수행된다. 여기서, 전열체(20)의 절단에는 일반적인 금속용 절단기를 사용하며, 전열체(20)는 스루홀(2)의 깊이보다 약간 길게 한다. 이는 후속하는 연마공정에 의해 전열체(20)와 금속층(3)을 면일하게 하기 위함이다.

또한, 전열체(20)를 충전할 때에는, 전열체(20)의 심재(7)의 연장방향과 스루홀(2)의 연장방향(깊이방향)이 평행이 되도록 전열체(20)의 방향을 조정한다. 환언하면, 스루홀(2)의 연장방향의 열전도율이 그 연장방향에 직교하는 방향에 비해 높아지도록 전열체(20)를 스루홀(2)에 충전하게 된다. 이에 따라, 전열체(20)를 통해 절연기판(1)의 제 1 면(1a) 및 제 2 면(1b)의 일방으로부터 타방으로 열을 양호하게 전달할 수 있다. 즉, 절연기판(1)을 관통하는 방열 경로가 형성되게 된다.

여기서, 전열체(20)의 직경은 스루홀(2)의 직경보다 약간 크게 설정되어 있지만, 상술한 바와 같이 전열체(20)는 심재(7)의 연장방향에 직교하는 방향으로 신축성을 구비하고 있기 때문에, 스루홀(2)의 주변을 파괴하지 않고 전열체(20)를 스루홀(2) 내에 용이하게 충전할 수 있다. 그리고 전열체(20)의 스루홀(2) 내로의 충전 후에는 전열체(20)의 직경은 스루홀(2)의 직경보다 약간 크기 때문에 전열체(20)가 스루홀(2)로부터 탈락할 수 없다. 또한, 전열체(20)의 직경이 스루홀(2)의 직경보다 작은 경우에는 전열체(20)의 표면에 다른 접착제를 도포하고, 그 접착제를 통해 전열체(20)를 스루홀(2) 내에 고정하여도 좋다.

다음으로, 도 8에 나타낸 바와 같이, 금속층(3)과 전열체(20)가 면일해지도록 전열체(20)를 연마하는 연마공정이 수행된다. 연마에는 일반적인 연마장치가 사용되며, 전열체(20)의 돌출된 부분을 깎아 전열체(20)의 노출면이 금속층(3)의 표면과 동일한 면에 위치하도록 한다. 이와 같은 연마공정을 실시하는 이유는, 프린트 배선판(10)에 대하여 반도체 소자 또는 히트싱크를 탑재할 때, 방열의 효율을 향상시키는 관점에서 전열체(20)의 바로 위 또는 바로 아래에 그 반도체 소자 또는 히트싱크를 배치하기 때문이다. 즉, 반도체 소자 또는 히트싱크 등의 실장부품의 실장면을 평탄하게 하기 위해 연마공정을 실시하게 된다.

다음으로, 도 9에 나타낸 바와 같이, 전열체(20)의 노출면상에 금속을 피복하는 공정이 수행된다. 구체적으로는, 금속층(3)의 형성과 마찬가지로, 전계 도금법에 의해 전열체(20)의 노출면 및 금속층(3)의 표면상에 구리 도금막으로 이루어진 금속층(8)을 형성한다. 이와 같이, 금속층(8)을 형성함으로써, 전열체(20)의 바로 위 또는 바로 아래에서 발생한 열뿐만 아니라, 그 주위에서 발생한 열도 금속층(8) 및 전열체(20)를 통해 방열할 수 있으며, 프린트 배선판(10)으로서 보다 우수한 방열성을 구비할 수 있다. 또한, 금속층(8)을 형성함으로써 전열체(20)가 스루홀(2) 내로부터 탈락하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 금속층(8)으로서의 박막을 형성하는 방법으로는, 무전해 도금법, 화학기상성장법(CVD법), 또는 물리기상성장법(PVD법) 등 일반적인 성막방법을 채용할 수 있다.

상술한 제조공정을 거쳐, 도 9에 나타낸 바와 같이 프린트 배선판(10)이 완성된다. 본 실시예에 따른 프린트 배선판(10)은 절연기판(1), 절연기판(1)의 표면상(제 1 면(1a), 제 2 면(1b), 스루홀(2)의 측방)에 형성된 금속층(3), 절연기판(1)을 관통하는 스루홀(2), 및 스루홀(2)을 충전하는 전열체(20)로 구성되어 있다. 여기서, 전열체(20)는 상술한 바와 같이, 그 표면에 접착제(5)가 도포된 그래파이트 시트(4)가, 심재(7)를 감기의 중심축으로 하여 롤 모양으로 감긴 형상을 구비하고 있다.

또한, 프린트 배선판(10)에서, 스루홀(2) 내에 충전된 전열체(20)의 열전도율은 스루홀의 연장방향에서 약 900W/mK이고, 스루홀의 연장방향에 직교하는 방향에서 약 10W/mK이다. 즉, 본 실시예의 프린트 배선판(10)에서는 전열체(20)의 연장방향을 따라 우수한 방열을 가지고 있으며, 프린트 배선판(10)의 일방 면에서 발생한 열을 타방 면으로 양호하게 전달하고, 게다가 그 타방 면에서 방열할 수 있다.

본 실시예에 따른 프린트 배선판(10)에서는, 금속(예를 들어, 구리)만으로 이루어진 전열체보다 높은 열전도율을 구비한 그래파이트 시트(4)를 심재(7)에 대하여 나사선 모양으로 감음으로써, 그래파이트 시트(4)의 평면 모양의 열전도율을 전열체(20)의 연장방향의 열전도율로서 이용하고, 금속 단체로 구성되는 방열 경로보다 높은 열전도율을 구비하는 방열 경로(즉, 전열체(20))를 프린트 배선판(10)의 두께방향을 따라 형성하고 있다. 이와 같은 프린트 배선판(10)의 구조에 의해, 탑재되는 반도체 소자 및 히트싱크의 발열량이 증가하여도 금속 단체의 경우와 비교하여 전열체(20)를 크게 할 필요가 없고, 실장 밀도의 저하가 발생할 수 없다. 그리고 전열체(20)를 구성하는 그래파이트 시트(4), 접착제(5) 및 심재(7)의 구성 비율을 변경함으로써, 전열체(20)의 열전도율을 400W/mK~1200W/mK의 범위 내에서 자유자재로 설정할 수 있기 때문에, 전열체(20)의 치수를 변경하지 않고(즉, 비교적 작은 치수 그대로) 반도체 소자 및 히트싱크의 특성에 최적인 방열 경로를 형성할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 프린트 배선판(10)에서, 전열체(20)에는 유연성을 구비한 접착제(5)가 포함되어 있기 때문에, 전열체(20)의 충전 시에 스루홀(2)의 주위에 위치하는 절연기판(1)에 파손 및 손상이 발생할 수 없다. 따라서, 프린트 배선판(10)의 사용 시에도 우수한 절연 내성을 유지하여, 프린트 배선판(10) 자체의 신뢰성 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서는, 심재(7)를 사용하여 전열체(20)를 형성하고 있었지만, 심재(7)를 사용하지 않고, 그래파이트 시트(4) 및 접착제(5)로 전열체(20)를 형성하여도 좋다. 이와 같은 구조를 채용함으로써 전열체(20)로서의 열전도율이 높아져 프린트 배선판(10)의 방열성이 향상되게 된다.

1: 절연기판
1a: 제 1 면
1b: 제 2 면
2: 스루홀
3: 금속층
4: 그래파이트 시트
5: 접속제
6: 전열시트
7: 심재
8: 금속층
10: 프린트 배선판
20: 전열체

Claims

절연기판과,
상기 절연기판의 표면상에 형성된 금속층과,
상기 절연기판을 관통하는 스루홀과,
상기 스루홀을 충전하는 전열체를 가지며,
상기 전열체는, 표면에 접착제가 도포된 그래파이트 시트가 롤 모양으로 감긴 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 1 항에 있어서,
상기 전열체는, 상기 스루홀의 연장방향의 열전도율이 상기 연장방향에 직교하는 방향에 비해 높은 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전열체는, 상기 스루홀의 연장방향의 열전도율이 800W/mK~1200W/mK인 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전열체는, 상기 스루홀의 연장방향에 직교하는 방향으로 신축성을 구비하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전열체는, 기둥 모양의 심재(芯材)를 구비하고, 상기 심재에 상기 그래파이트 시트가 감겨진 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
절연기판에 스루홀을 형성하는 공정과,
상기 절연기판의 표면상에 금속층을 형성하는 공정과,
표면에 접착제가 도포된 그래파이트 시트를 롤 모양으로 감아 전열체를 형성하는 공정과,
상기 스루홀에 상기 전열체를 충전하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조방법.
제 6 항에 있어서,
상기 전열체를 충전하는 공정에서, 상기 스루홀의 연장방향의 열전도율이 상기 연장방향에 직교하는 방향에 비해 높아지도록 상기 전열체를 충전하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 전열체를 형성하는 공정에서, 기둥 모양의 심재에 상기 그래파이트 시트를 감는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조방법.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전열체와 상기 금속층이 면일(面一)해지도록 상기 전열체를 연마하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조방법.
제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전열체의 충전 후에, 상기 전열체의 노출면상에 금속을 피복하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조방법.
그래파이트 시트와,
상기 그래파이트 시트의 표면상에 도포된 접착제를 가지며,
상기 접착제에 의해 상기 그래파이트 시트를 롤 모양으로 감은 것을 특징으로 하는 전열체.
제 11 항에 있어서,
감기(winding)의 축방향의 열전도율이 상기 축방향에 직교하는 방향에 비해 높은 것을 특징으로 하는 전열체.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 축방향의 열전도율이 800W/mK~1200W/mK인 것을 특징으로 하는 전열체.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 축방향에 직교하는 방향으로 신축성을 구비하는 것을 특징으로 하는 전열체.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
기둥 모양의 심재를 구비하고, 상기 심재에 상기 그래파이트 시트가 감겨진 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 전열체.