WO2014207815A1 - 放熱基板及びその製造方法 - Google Patents

放熱基板及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2014207815A1
WO2014207815A1 PCT/JP2013/067327 JP2013067327W WO2014207815A1 WO 2014207815 A1 WO2014207815 A1 WO 2014207815A1 JP 2013067327 W JP2013067327 W JP 2013067327W WO 2014207815 A1 WO2014207815 A1 WO 2014207815A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hole
plating
heat
conductor
substrate body
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/067327
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
典明 種子
高木　剛
知広 武鑓
秀吉 瀧井
Original Assignee
株式会社メイコー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社メイコー filed Critical 株式会社メイコー
Priority to JP2015523693A priority Critical patent/JP6169694B2/ja
Priority to PCT/JP2013/067327 priority patent/WO2014207815A1/ja
Publication of WO2014207815A1 publication Critical patent/WO2014207815A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/0204—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09818—Shape or layout details not covered by a single group of H05K2201/09009 - H05K2201/09809
    • H05K2201/09981—Metallised walls
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10416—Metallic blocks or heatsinks completely inserted in a PCB
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/42—Plated through-holes or plated via connections
    • H05K3/425—Plated through-holes or plated via connections characterised by the sequence of steps for plating the through-holes or via connections in relation to the conductive pattern
    • H05K3/428—Plated through-holes or plated via connections characterised by the sequence of steps for plating the through-holes or via connections in relation to the conductive pattern initial plating of through-holes in substrates having a metal pattern

Definitions

  • the present invention relates to a heat dissipation board used for, for example, an electric control device for a vehicle, a household device, an LED component, or an industrial device, and a manufacturing method thereof.
  • ⁇ Semiconductor elements in electric circuits tend to generate more heat due to higher density and higher current.
  • a semiconductor using Si causes malfunction and failure when the ambient temperature is 100 ° C. or higher.
  • Examples of such heat-generating components such as semiconductor elements include switching elements such as IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and IPM (Intelligent Power Module).
  • a heat dissipation board in which a heat dissipation path is formed on the opposite side of the board from the component mounting surface. Specifically, the heat generated from the heat generating component is conducted to the back side of the substrate (on the side opposite to the component mounting surface (mounting surface)), and cooled on the back side using a heat sink or the like.
  • a thermal conductor made of a metal having high thermal conductivity (Cu, Al, etc.) is disposed in a through hole formed in the substrate, and the thermal conductor is fixed in the through hole. There is a way to do it.
  • the metal is fixed to the through-hole by adhesion by press-fitting or plastic deformation, joining by an adhesive or solder, and the like (see, for example, Patent Document 1).
  • the heat generation component is radiated by connecting the heat conductor to the heat generation component and radiating heat generated from the component to the outside through the heat conductor (for example, columnar copper).
  • the diameter of the heat conductor is made smaller than the diameter of the through hole when inserted into the through hole, and is fixed by plastic deformation by pressurization after insertion. Will do.
  • a gap may be generated between the heat conductor after plastic deformation and the through hole.
  • the pressure to cause plastic deformation of the heat conductor is large, the amount of plastic deformation spreading in the radial direction of the heat conductor is not always constant, and a gap is also generated between the heat conductor and the through hole. There is a risk.
  • the present invention takes the above-described conventional technology into consideration, fixes a heat conductor in a through-hole using plating, and a heat dissipation board that does not cause a gap between the heat conductor and the through-hole, and
  • An object is to provide a manufacturing method.
  • an insulating layer made of an insulating resin material, a conductive layer made of a conductive material, a substrate body made of the insulating layer and the conductive layer, and a through-hole penetrating the substrate body,
  • a heat conductor made of a heat transfer material accommodated in the through hole a gap portion existing as an interval between the through hole and the heat conductor, and fixing the heat conductor to the through hole. Therefore, the gap portion is provided with a fixed plating portion formed by plating, and the gap portion has a non-constant interval between the outer peripheral surface of the heat conductor and the inner wall surface of the through-hole facing the heat conductor.
  • a heat dissipation board having a minimum portion having a minimum interval and a maximum portion having a maximum interval.
  • the internal space of the through hole and the heat conductor are substantially cylindrical, and the maximum portion is a substantially semi-cylinder that bulges outward from the inner wall surface of the through hole along the penetration direction of the through hole. It is formed by a protruding portion having a shape.
  • a fixed plating step of forming a fixed plating portion made of plating in a gap portion existing as a gap between the through hole and the thermal conductor, and in the through hole forming step Provided is a method for manufacturing a heat dissipation board, wherein a plurality of substantially semi-cylindrical protrusions bulging outward from a wall surface along the penetration direction of the through hole are provided.
  • a holder made of a porous body through which a plating solution can pass is disposed at both ends of the through hole.
  • the gap portion is the shortest portion and the maximum interval that are the shortest intervals. Therefore, the plating metal for forming the fixed plating portion can be sufficiently filled through the maximum portion. That is, since the plating solution flows into the maximum portion during the plating process, the plating metal can be surely deposited around the heat conductor. Furthermore, by providing the maximum part, it is possible to increase the contact area between the heat conductor and the through hole through the fixed plating part, and it is possible to fix more firmly. Can be fixed inside.
  • the internal space of the through hole and the heat conductor are formed in a substantially cylindrical shape, and the maximum portion is formed by a substantially semi-cylindrical protruding portion that bulges outward from the inner wall surface of the through hole along the penetration direction of the through hole.
  • the protruding portion can be easily formed, so that the maximum portion can be easily formed.
  • the substrate body 1 as shown in FIG. 2 is manufactured.
  • the substrate main body 1 is a so-called four-layer substrate, and four conductive layers 2 made of a conductive material serving as a conductor pattern are formed via an insulating layer 3.
  • a so-called double-sided plate 4b in which the conductive layer 2 is formed on both sides of the insulating layer 3 is sandwiched by using two so-called single-sided plates 4a in which the conductive layer 2 is formed only on one side of the insulating layer 3, and this is laminated.
  • a four-layer multilayer board is obtained.
  • the insulating layer 3 is made of an insulating resin material, for example, a prepreg.
  • the conductive layer 2 is made of a conductive material, for example, copper. As long as the insulating layer 3 and the conductive layer 2 are laminated on the substrate body 1, the number of laminated layers can be selected as appropriate.
  • a through hole forming step (step S2) is performed.
  • a through hole 5 penetrating the substrate body 1 is formed.
  • the through-hole 5 is formed using, for example, a drill or a laser.
  • the hole shape after drilling, that is, the internal space of the through hole 5 is substantially cylindrical.
  • the detailed through-hole forming step will be described in the fixed plating step (step S5) described later.
  • a plating process (step S3) is performed.
  • a plating process is performed on the substrate body 1 in which the through holes 5 are formed. Since this plating process is performed on the entire surface of the substrate body 1, the plating film 6 deposited by the plating process is formed on both surfaces of the substrate body 1 and the inner wall surface of the through hole 5 as shown in FIG. 4. The As described above, since the plating film 6 covers the entire surface of the substrate body 1 and the through hole 5, the outer shape is covered with the plating film 6 even after the plating process, but is substantially the same as the substrate body 1 and the through hole 5.
  • the surface of the substrate body 1 and the inner wall surface of the through hole 5 may be referred to as the surface of the substrate body 1 and the inner wall surface of the through hole 5 even when the plating film 6 is interposed between the surface of the substrate body 1 and the inner wall surface of the through hole 5.
  • step S4 an insertion process
  • the heat conductor 7 is inserted into the through hole 5. Therefore, as shown in FIG. 5, the heat conductor 7 is placed in the through hole 5.
  • the heat conductor 7 is formed by machining a metal plate or bar into a substantially cylindrical shape. Specifically, it is formed by punching a metal plate into a substantially cylindrical shape or appropriately cutting a long, substantially cylindrical rod material to a predetermined length.
  • a material of the heat conductor 7 a metal material having heat conductivity, for example, copper is used.
  • the outer peripheral surface of the heat conductor 7 and the inner wall surface of the through-hole 5 are separated from each other, and a gap portion 8 is formed.
  • a fixed plating process (step S5) is performed.
  • plating is performed in a state where the heat conductor 7 is held in the through hole 5, and the fixed plating portion 9 made of plating is formed in the gap portion 8.
  • This plating process is performed by a normal plating process, that is, by immersing the substrate body 1 in a plating solution in which a metal to be deposited is dissolved as ions.
  • substantially plate-shaped holders 10 are arranged on both surface sides of the substrate body 1 (both end surfaces of the through hole 5).
  • the holder is formed in a mesh shape or a porous shape, and has a shape that does not hinder the flow of the plating solution.
  • a porous body such as a resin porous plate can be used.
  • the holder 10 is formed by stacking a porous sheet 19 and a porous plate 20, and the porous sheet 19 is arranged on the substrate body 1 side.
  • the porous sheet 19 further includes a through hole 21 having a diameter smaller than the diameter of the heat conductor 7. By providing this through hole 21, plating can be favorably deposited.
  • the holder 10 may be used only on one side of the substrate body 1.
  • the holder 10 cannot be removed from the substrate body 1 due to plating deposition, so that a gap is provided between the substrate body 1 and the holder 10. It is preferable to perform a mask process.
  • the fixed plating part 9 formed between the heat conductor 7 and the through hole 5 is formed by the plating solution entering the gap part 8.
  • the distance of the gap 8 is preferably 50 ⁇ m to 70 ⁇ m. However, this distance is not a sufficient distance for the plating solution to circulate. Therefore, the plating deposition amount is reduced, and it is difficult to reliably fix the heat conductor 7 to the through hole 5.
  • a plurality of substantially semi-cylindrical protrusions 22 that bulge outward from the inner wall surface of the through hole 5 along the through direction of the through hole 5 are formed.
  • a plurality of small holes 25 each having a substantially cylindrical inner space serving as the protruding portion 22 are formed using a drill or the like.
  • the plurality of small holes 25 are provided so as to be spaced apart from each other, and are formed such that the centers thereof are arranged on the same circumference in plan view (direction seen from the front in FIG. 7).
  • the large hole 26 whose inner space is a substantially cylindrical through hole is formed.
  • the through-hole 5 in which a plurality of protruding portions 22 whose inner wall surfaces bulge outward can be obtained.
  • the through-hole 5 has a shape in which a plurality of approximately year-shaped protrusions bulge out with a space on the outer side in the circumferential direction of the large hole 26 in plan view.
  • the distance between the outer inner wall surface formed by the protrusion 22 and the heat conductor 7 is the maximum portion 23 that is the maximum distance, and the distance between the other inner wall surface and the heat conductor 7 is the minimum distance. It becomes a certain minimum portion 24.
  • the gap portion 8 has the minimum portion 24 that is the minimum interval and the maximum portion 23 that is the maximum interval
  • the plating metal for forming the fixed plating portion 9 is passed through the maximum portion 23 (projecting portion 22). And can be fully filled. That is, since the plating solution flows into the protruding portion 22 having the maximum portion 23 during the plating process, the plated metal can be reliably deposited around the heat conductor 7. Furthermore, by providing the maximum portion 23, the contact area between the heat conductor 7 and the through-hole 5 through the fixed plating portion 9 can be increased, and a stronger fixation becomes possible. The conductor 7 can be fixed in the through hole 5.
  • the diameter of the small hole 25 is preferably about 25% with respect to the thickness of the substrate body 1. If the interval between the adjacent protrusions 22 is about 100 ⁇ m to 1 mm, the plating is stably filled.
  • the protrusion part 22 for providing the maximum part 23 and the minimum part 24 is an example to the last, and the space
  • the maximum portion 23 and the minimum portion 24 are naturally formed. Therefore, as long as a space for sufficiently circulating the plating solution can be provided, the shape of the through-hole 5 in a plan view may be formed in any way, and conversely, the heat conductor 7 may be recessed inside. The shape may be changed.
  • the internal space of the through hole 5 and the heat conductor 7 are formed in a substantially cylindrical shape, and the maximum portion 23 further bulges outward from the inner wall surface of the through hole 5 along the through direction of the through hole 5. It was formed by a cylindrical protrusion 22. If it is set as such a shape, since the through-hole 5 can be easily formed along the above procedures, it is preferable from a viewpoint of workability.
  • the fixed plating portion 9 is formed between the surface of the substrate body 1 and the heat conductor 7 and the through hole 5 as shown in FIG.
  • a heat dissipation substrate 27 is formed. Both surfaces of the heat dissipation substrate 27 are flush with each other by physical polishing such as buffing.
  • step S6 a circuit formation process
  • the plating film 6 and the fixed plating portion 9 formed on both surfaces of the heat dissipation substrate 27 are removed by an etching process or the like to form a conductor pattern 11 as shown in FIG.
  • step S7 a solder resist coating process.
  • solder resist 12 made of an insulator is applied to both surfaces of the heat dissipation substrate 27.
  • step S8 a land formation process is performed.
  • a part of the solder resist 12 is removed, and an area where the electrical or electronic component 13 is to be mounted is exposed as a land 14.
  • the lands 14 are formed so as to correspond to both surfaces of the heat dissipation board 27, respectively.
  • a component mounting process (step S9) is performed.
  • the component 13 is mounted on the land 14 via the solder 16.
  • the component 13 and the thermal conductor 7 are thermally connected via the solder 16. That is, a heat dissipation path for heat generated from the component 13 is secured.
  • the component 13 and the heat conductor 7 may be thermally connected not by using the solder 16 but by using another heat transfer resin, heat transfer sheet, or the like.
  • a sheet-like heat conductive sheet 17 made of a conductive material is attached to the land 14 on the surface opposite to the surface on which the component 13 is mounted.
  • a heat sink 18 is attached in contact with the heat conductive sheet 17.
  • the heat radiation path from the component 13 starts from the component 13, the solder 16, the fixed plating portion 9 on the component 13 side, the heat conductor 7, the fixed plating portion 9 on the opposite side of the component 13, the heat conductive sheet 17, and the heat sink 18. Heat is transferred in this order.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

放熱基板は、絶縁層及び導電層からなる基板本体と、該基板本体を貫通する貫通孔(5)と、該貫通孔(5)内に収容されている伝熱材料からなる熱伝導体(7)と、前記貫通孔(5)と前記熱伝導体(7)との間に間隔として存する隙間部(8)と、前記貫通孔(5)に前記熱伝導体(7)を固定するために前記隙間部(8)にめっき処理によって形成された固定めっき部とを備え、前記隙間部(8)は、前記熱伝導体(7)の外周面とこれに対向する前記貫通孔(5)の内壁面との間の間隔が非一定として形成され、最小間隔である最小部(24)及び最大間隔である最大部(23)とを有している。

Description

放熱基板及びその製造方法
　本発明は、例えば車両の電気的制御機器や家庭用機器やＬＥＤ部品又は産業用機器に使用される放熱基板及びその製造方法に関する。
　電気回路における半導体素子は、高密度化や高電流化により発熱量が増加する傾向にある。特にＳｉを用いた半導体は周囲の温度が１００℃以上になると誤動作、故障の原因となる。このような半導体素子等の発熱部品としては例えばＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)やＩＰＭ(Intelligent Power Module)等のスイッチング素子がある。
　発熱部品を効果的に冷却するため、基板に対して部品の実装面とは反対側に放熱経路を形成した放熱基板が用いられている。具体的には、発熱部品から発生する熱を基板の背面側（部品搭載面（実装面）とは反対側）に伝導し、背面側にてヒートシンク等を用いて冷却している。
　放熱経路の形成手法としては、例えば基板に形成された貫通孔内に熱伝導率の高い金属（Ｃｕ、Ａｌ等）からなる熱伝導体を配設し、この熱伝導体を貫通孔内に固定する方法がある。貫通孔への金属の固定は、圧入や塑性変形による密着、接着剤や半田による接合等で行われる（例えば特許文献１参照）。そして発熱部品の放熱は、熱伝導体を発熱部品と接続して部品から発生する熱を熱伝導体（例えば柱状の銅）を介して外部に放熱することで行われている。
特開２０１０-２６３００３号公報
　しかしながら、熱伝導体を圧入によって貫通孔内に固定すると、圧入に伴って応力が生じるので、基板の絶縁層を形成しているプリプレグ（ガラスクロスとエポキシ樹脂からなる複合材料）にクラックが発生するおそれがある。
　また、熱伝導体を塑性変形によって貫通孔内に固定すると、貫通孔内に挿入する際には熱伝導体の径を貫通孔の径よりも小さくし、挿入後に加圧により塑性変形させて固定することになる。このとき、熱伝導体と貫通孔との中心位置がずれていると、塑性変形後の熱伝導体と貫通孔との間に隙間が発生するおそれがある。また、熱伝導体の塑性変形を生じさせるための圧力が大きい場合、熱伝導体の径方向へ広がる塑性変形量が一定とは限らず、やはり熱伝導体と貫通孔との間に隙間が発生するおそれがある。このような隙間の存在は、発熱部品を実装させるために用いる半田が浸透することで実装のための半田不足を招き、歩留まりの低下及び接続信頼性の低下等の不具合を招く原因となる。また、隙間が発生していない部分では強い応力が基板に対して働くため、絶縁層破壊を招くおそれがある。
　本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、めっきを用いて熱伝導体を貫通孔内に固定し、且つ熱伝導体と貫通孔との間に隙間が生じることのない放熱基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
　前記目的を達成するため、本発明では、絶縁樹脂材料からなる絶縁層と、導電材料からなる導電層と、前記絶縁層及び前記導電層からなる基板本体と、該基板本体を貫通する貫通孔と、該貫通孔内に収容されている伝熱材料からなる熱伝導体と、前記貫通孔と前記熱伝導体との間に間隔として存する隙間部と、前記貫通孔に前記熱伝導体を固定するために前記隙間部にめっき処理によって形成された固定めっき部とを備え、前記隙間部は、前記熱伝導体の外周面とこれに対向する前記貫通孔の内壁面との間の間隔が非一定として形成され、最小間隔である最小部及び最大間隔である最大部とを有していることを特徴とする放熱基板を提供する。
　好ましくは、前記貫通孔の内部空間及び前記熱伝導体は略円柱形状であり、前記最大部は、前記貫通孔の内壁面から前記貫通孔の貫通方向に沿って外側に膨出する略半円柱形状の突出部により形成されている。
　また、本発明では、絶縁樹脂材料からなる絶縁層に導電材料からなる導電層が形成された基板本体を形成する基板本体形成工程と、前記基板本体を貫通する内部空間が略円柱形状の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記貫通孔内に金属からなる略円柱形状の熱伝導体を挿入して配する挿入工程と、前記熱伝導体を前記貫通孔内に保持した状態でめっき処理を施し、前記貫通孔と前記熱伝導体との間に間隔として存する隙間部にめっきからなる固定めっき部を形成する固定めっき工程とを備え、前記貫通孔形成工程にて、前記貫通孔の内壁面から前記貫通孔の貫通方向に沿って外側に膨出する略半円柱形状の突出部を複数形成することを特徴とする放熱基板の製造方法を提供する。
　好ましくは、前記固定めっき工程にて、前記貫通孔の両端にめっき液が通過可能な多孔質体からなる保持具を配する。
　本発明によれば、熱伝導体の外周面とこれに対向する貫通孔の内壁面との間の間隔が非一定として形成されるので、隙間部が最短間隔である最短部及び最大間隔である最大部とを有することになるので、固定めっき部を形成するためのめっき金属を最大部を介して十分に充填することができる。すなわち、めっき処理時にめっき液が最大部に流れ込むので確実に熱伝導体の周りにめっき金属を析出させることができる。さらに最大部を設けることで固定めっき部を介した熱伝導体と貫通孔との密着面積を増加させることができ、より強固な固定が可能となり、固定めっき部により確実に熱伝導体を貫通孔内に固定することができる。
　また、貫通孔の内部空間及び熱伝導体を略円柱形状とし、さらに最大部を貫通孔の内壁面から貫通孔の貫通方向に沿って外側に膨出する略半円柱形状の突出部により形成することで、容易に突出部を形成することができるので、最大部を容易に形成できる。
本発明に係る放熱基板の製造方法のフローチャートである。 本発明に係る放熱基板の製造方法を順番に説明する概略図である。 本発明に係る放熱基板の製造方法を順番に説明する概略図である。 本発明に係る放熱基板の製造方法を順番に説明する概略図である。 本発明に係る放熱基板の製造方法を順番に説明する概略図である。 本発明に係る放熱基板の製造方法を順番に説明する概略図である。 本発明に係る放熱基板の製造方法を順番に説明する概略図である。 本発明に係る放熱基板の製造方法を順番に説明する概略図である。 本発明に係る放熱基板の製造方法を順番に説明する概略図であり、且つ本発明に係る放熱基板である。 本発明に係る放熱基板の製造方法を順番に説明する概略図である。 本発明に係る放熱基板の製造方法を順番に説明する概略図である。 本発明に係る放熱基板の製造方法を順番に説明する概略図である。 本発明に係る放熱基板の製造方法を順番に説明する概略図である。
　図１のフローチャートを参照しながら本発明に係る放熱基板の製造方法について説明する。
　基板本体形成工程（ステップＳ１）で、図２に示すような基板本体１を製造する。図２の例では、基板本体１はいわゆる４層基板であり、導体パターンとなっている導電材料からなる導電層２が絶縁層３を介して４層形成されている。詳しく言えば、絶縁層３の片面にのみ導電層２が形成されたいわゆる片面板４ａを２枚用いて絶縁層３の両面に導電層２が形成されたいわゆる両面板４ｂを挟み込み、これを積層することで４層の多層板としている。ここで、絶縁層３は絶縁樹脂材料からなり、例えばプリプレグである。導電層２は導電材料からなり、例えば銅である。基板本体１は、この絶縁層３と導電層２とを積層していれば、その積層枚数は適宜選択可能である。
　次に貫通孔形成工程（ステップＳ２）を行う。この工程では、図３に示すように、基板本体１を貫通する貫通孔５を形成する。この貫通孔５は、例えばドリルやレーザ等を用いて穿設される。穿設後の孔形状、すなわち貫通孔５の内部空間は略円柱形状である。なお、詳細な貫通孔形成工程については後述する固定めっき工程（ステップＳ５）にて説明する。
　次にめっき工程（ステップＳ３）を行う。この工程では、貫通孔５が形成された基板本体１に対してめっき処理を施す。このめっき処理は基板本体１の全表面に対して施されるため、めっき処理によって析出するめっき膜６は、図４に示すように、基板本体１の両面と貫通孔５の内壁面に形成される。このように、めっき膜６は基板本体１及び貫通孔５の全面を覆うため、めっき処理後も外形としてはめっき膜６で覆われているが基板本体１及び貫通孔５と略同一である。したがって、基板本体１の表面や貫通孔５の内壁面に対してめっき膜６が介在した状態でも基板本体１の表面、貫通孔５の内壁面と称する場合がある。
　次に挿入工程（ステップＳ４）を行う。この工程では、貫通孔５内に熱伝導体７が挿入される。したがって、図５に示すように、熱伝導体７は貫通孔５内に配された状態となる。熱伝導体７は、金属製の板材や棒材を機械加工して、略円柱形状とされて形成されている。具体的には、金属板を略円柱形状となるように打ち抜いたり、長尺の略円柱形状の棒材を適宜所定長さに切断して形成されている。熱伝導体７の材料としては、伝熱性を有する金属材料、例えば銅が用いられる。このとき、熱伝導体７の外周面と貫通孔５（図５の例では貫通孔５内のめっき膜６）の内壁面とは離間し、隙間部８が形成されている。
　次に固定めっき工程（ステップＳ５）を行う。この工程では、熱伝導体７を貫通孔５内に保持した状態でめっき処理を施し、隙間部８にめっきからなる固定めっき部９を形成する。このめっき処理は通常のめっき処理、すなわち析出させるべき金属がイオンとして溶解されためっき液に基板本体１を浸漬して行われる。このとき図６に示すように、基板本体１の両面側（貫通孔５の両端面）に略板形状の保持具１０が配される。保持具はメッシュ状あるいは多孔形状に形成され、めっき液の流通が阻害されないような形状を有している。例えば、樹脂製の多孔質板のような多孔質体を用いることができる。
　保持具１０は多孔シート１９及び多孔板２０を重ねて形成され、多孔シート１９が基板本体１側に配されている。多孔シート１９は、熱伝導体７の径よりも小さい径の貫通孔２１をさらに備えている。この貫通孔２１を設けることにより、めっきを良好に析出させることができる。このような保持具１０を配することで、液流や重力により熱伝導体７がめっき処理中に貫通孔５から出てしまったり、貫通孔５に対する位置ずれが起こってしまったりすることが防止される。なお、保持具１０は基板本体１に対して片面側のみに用いてもよい。また、基板本体１と保持具１０とを直接重ねてしまうとめっき析出により保持具１０が基板本体１から取り外せなくなってしまうので、基板本体１と保持具１０との間には間隔を設けるためのマスク処理を施すことが好ましい。
　このような保持具１０を用いて固定めっき工程を行うと、図７に示すように、保持具１０と基板本体１との間、及び熱伝導体７と貫通孔５との間に固定めっき部９が形成される。ここで、熱伝導体７と貫通孔５との間に形成される固定めっき部９は、隙間部８にめっき液が入り込むことで形成される。後工程でのサブトラクティブ法による回路形成にいお手狭ピッチ細線の形成を考慮すると、隙間部８の距離は５０μｍ～７０μｍが好ましいとされている。しかしながら、この距離はめっき液が流通するのに十分な距離ではない。したがってめっき析出量の低下を招き、貫通孔５に熱伝導体７を確実に固定することが困難である。
　そこで、上述した貫通孔形成工程にて、図８に示すように、貫通孔５の内壁面から貫通孔５の貫通方向に沿って外側に膨出する略半円柱形状の突出部２２を複数形成する。すなわち貫通孔形成工程では、まず突出部２２となる内部空間が略円柱形状の複数の貫通孔たる小孔２５をドリル等を用いて形成する。この複数の小孔２５は互いに間隔を存して設けられ、平面視（図７を正面から見た方向）でその中心が同一円周上に配されるように形成される。次に、小孔２５の中心が配された円周をもとに、内部空間が略円柱形状の貫通孔たる大孔２６を形成する。これにより、内壁面が外側に膨出した突出部２２が複数形成された貫通孔５を得ることができる。この貫通孔５は、平面視にて大孔２６の円周方向外側に間隔を存して複数の略は年形状の突出部が膨出しているような形状を有している。このような貫通孔５に熱伝導体７を挿入すると、隙間部８は熱伝導体７の外周面とこれに対向する貫通孔５の内壁面との間の間隔が非一定として形成される。すなわち、突出部２２で形成された外側の内壁面と熱伝導体７との間隔が最大間隔である最大部２３となり、それ以外の内側の内壁面と熱伝導体７との間隔が最小間隔である最小部２４となる。
　このように、隙間部８が最小間隔である最小部２４及び最大間隔である最大部２３とを有するので、固定めっき部９を形成するためのめっき金属を最大部２３（突出部２２）を介して十分に充填することができる。すなわち、めっき処理時にめっき液が最大部２３を有する突出部２２に流れ込むので確実に熱伝導体７の周りにめっき金属を析出させることができる。さらに最大部２３を設けることで固定めっき部９を介した熱伝導体７と貫通孔５との密着面積を増加させることができ、より強固な固定が可能となり、固定めっき部９により確実に熱伝導体７を貫通孔５内に固定することができる。突出部２２でのめっき液循環の効率を考慮すれば、小孔２５の径は基板本体１の厚さに対して２５％程度が好ましい。隣り合う突出部２２間の間隔は、１００μｍ～１ｍｍ程度とすれば安定してめっきが充填される。
　なお、最大部２３と最小部２４を設けるための突出部２２はあくまで一例であり、熱伝導体７の外周面とこれに対向する貫通孔５の内壁面との間の間隔を非一定として形成すれば、おのずと最大部２３及び最小部２４が形成される。したがって、めっき液を十分に流通させる空間を設けることができれば、貫通孔５の平面視での形状をどのように形成してもよいし、逆に熱伝導体７を内側に凹ませるなどして形状を変形させてもよい。
　本実施例では、貫通孔５の内部空間及び熱伝導体７を略円柱形状として、さらに最大部２３を貫通孔５の内壁面から貫通孔５の貫通方向に沿って外側に膨出する略半円柱形状の突出部２２により形成した。このような形状とすれば、上述したような手順に沿って容易に貫通孔５を形成できるので、加工容易性の観点から好ましい。
　めっき処理終了後、めっき液から保持具１０及び基板本体１を取り出すと、図９に示すような基板本体１の表面及び熱伝導体７と貫通孔５との間に固定めっき部９が形成された放熱基板２７が形成される。この放熱基板２７の両面は、バフ研磨等の物理研磨により面一とされる。
　次に回路形成工程（ステップＳ６）を行う。この工程では、放熱基板２７の両面に形成されているめっき膜６及び固定めっき部９をエッチング処理等で除去し、図１０に示すような導体パターン１１を形成する。
　そして、ソルダレジスト塗布工程（ステップＳ７）を行う。この工程では、図１１に示すように、放熱基板２７の両面に絶縁体からなるソルダレジスト１２を塗布する。
　そして、ランド形成工程（ステップＳ８）を行う。この工程では、図１２に示すように、ソルダレジスト１２の一部を除去し、電気又は電子的な部品１３を搭載するべき領域をランド１４として露出させる。なお、ランド１４は放熱基板２７の両面にそれぞれ対応して形成される。
　そして、部品搭載工程（ステップＳ９）を行う。この工程では、図１３に示すように、半田１６を介してランド１４に部品１３を搭載する。これにより、部品１３と熱伝導体７とは半田１６を介して熱的に接続される。すなわち、部品１３から発生した熱の放熱経路が確保される。なお、半田１６ではなく他の伝熱性を有する樹脂や伝熱シート等を用いて熱的に部品１３と熱伝導体７とを接続してもよい。部品１３が搭載された面と反対側の面のランド１４には、導電性材料からなるシート状の熱伝導シート１７が貼り付けられる。この熱伝導シート１７と接して、ヒートシンク１８が取り付けられる。すなわち部品１３からの放熱経路は、部品１３から始まって半田１６、部品１３側の固定めっき部９、熱伝導体７、部品１３とは反対側の固定めっき部９、熱伝導シート１７、ヒートシンク１８の順番となり、この順に熱が伝達していく。
１：基板本体、２：導電層、３：絶縁層、４ａ：片面板、４ｂ：両面板、５：貫通孔、６：めっき膜、７：熱伝導体、８：隙間部、９：固定めっき部、１０：保持具、１１：導体パターン、１２：ソルダレジスト、１３：部品、１４：ランド、１５：放熱基板、１６：半田、１７：熱伝導シート、１８：ヒートシンク、１９：多孔シート、２０：多孔板、２１：貫通孔、２２：突出部、２３：最大部、２４：最小部、２５：小孔、２６：大孔、２７：放熱基板

Claims (4)

  1. 　絶縁樹脂材料からなる絶縁層と、
    　導電材料からなる導電層と、
    　前記絶縁層及び前記導電層からなる基板本体と、
    　該基板本体を貫通する貫通孔と、
    　該貫通孔内に収容されている伝熱材料からなる熱伝導体と、
    　前記貫通孔と前記熱伝導体との間に間隔として存する隙間部と、
    　前記貫通孔に前記熱伝導体を固定するために前記隙間部にめっき処理によって形成された固定めっき部と
    を備え、
    　前記隙間部は、前記熱伝導体の外周面とこれに対向する前記貫通孔の内壁面との間の間隔が非一定として形成され、最小間隔である最小部及び最大間隔である最大部とを有していることを特徴とする放熱基板。
  2. 　前記貫通孔の内部空間及び前記熱伝導体は略円柱形状であり、
    　前記最大部は、前記貫通孔の内壁面から前記貫通孔の貫通方向に沿って外側に膨出する略半円柱形状の突出部により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放熱基板。
  3. 　絶縁樹脂材料からなる絶縁層に導電材料からなる導電層が形成された基板本体を形成する基板本体形成工程と、
    　前記基板本体を貫通する内部空間が略円柱形状の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
    　前記貫通孔内に金属からなる略円柱形状の熱伝導体を挿入して配する挿入工程と、
    　前記熱伝導体を前記貫通孔内に保持した状態でめっき処理を施し、前記貫通孔と前記熱伝導体との間に間隔として存する隙間部にめっきからなる固定めっき部を形成する固定めっき工程と
    を備え、
    　前記貫通孔形成工程にて、前記貫通孔の内壁面から前記貫通孔の貫通方向に沿って外側に膨出する略半円柱形状の突出部を複数形成することを特徴とする放熱基板の製造方法。
  4. 　前記固定めっき工程にて、前記貫通孔の両端にめっき液が通過可能な多孔質体からなる保持具を配することを特徴とする請求項３に記載の放熱基板の製造方法。
PCT/JP2013/067327 2013-06-25 2013-06-25 放熱基板及びその製造方法 WO2014207815A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015523693A JP6169694B2 (ja) 2013-06-25 2013-06-25 放熱基板及びその製造方法
PCT/JP2013/067327 WO2014207815A1 (ja) 2013-06-25 2013-06-25 放熱基板及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/067327 WO2014207815A1 (ja) 2013-06-25 2013-06-25 放熱基板及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014207815A1 true WO2014207815A1 (ja) 2014-12-31

Family

ID=52141222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/067327 WO2014207815A1 (ja) 2013-06-25 2013-06-25 放熱基板及びその製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6169694B2 (ja)
WO (1) WO2014207815A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018147996A (ja) * 2017-03-03 2018-09-20 株式会社ジェイテクト 制御基板及び制御基板の製造方法
JP2019046957A (ja) * 2017-09-01 2019-03-22 Ｔｓｓ株式会社 プリント基板及びその製造方法
JP2021019084A (ja) * 2019-07-19 2021-02-15 株式会社オートネットワーク技術研究所 金属部材付基板
CN113966067A (zh) * 2020-07-20 2022-01-21 宏恒胜电子科技（淮安）有限公司 线路板及其制作方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108353498B (zh) * 2015-12-24 2020-10-09 名幸电子股份有限公司 基板及基板的制造方法
CN108184308B (zh) * 2018-01-16 2020-06-26 生益电子股份有限公司 一种pcb的制造方法及pcb

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005191435A (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Tdk Corp 放熱ビア付き基板およびパワーアンプモジュール
JP2010205992A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Hitachi Kokusai Electric Inc プリント基板
JP2010219280A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Furukawa Electric Co Ltd:The 電子基板
JP2010258260A (ja) * 2009-04-27 2010-11-11 Nec Corp 放熱プリント基板

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10335129B3 (de) * 2003-07-31 2005-06-23 Kathrein-Werke Kg Kühlanordnung für auf einer Leiterplatte angeordnete elektrische Bauelemente, insbesondere SMD-Bausteine
EP1720387A1 (de) * 2005-05-03 2006-11-08 Franz Broch Hochstromkontakt in massiver Einpresstechnik
DE102007011811A1 (de) * 2007-03-12 2008-10-09 Continental Automotive Gmbh Kupfer-Inlay für Leiterplatten
DE202010016256U1 (de) * 2010-12-07 2012-03-19 Schoeller-Electronics Gmbh Leiterplatte
US8908383B1 (en) * 2012-05-21 2014-12-09 Triquint Semiconductor, Inc. Thermal via structures with surface features

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005191435A (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Tdk Corp 放熱ビア付き基板およびパワーアンプモジュール
JP2010205992A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Hitachi Kokusai Electric Inc プリント基板
JP2010219280A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Furukawa Electric Co Ltd:The 電子基板
JP2010258260A (ja) * 2009-04-27 2010-11-11 Nec Corp 放熱プリント基板

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018147996A (ja) * 2017-03-03 2018-09-20 株式会社ジェイテクト 制御基板及び制御基板の製造方法
JP2019046957A (ja) * 2017-09-01 2019-03-22 Ｔｓｓ株式会社 プリント基板及びその製造方法
JP2021019084A (ja) * 2019-07-19 2021-02-15 株式会社オートネットワーク技術研究所 金属部材付基板
JP7255403B2 (ja) 2019-07-19 2023-04-11 株式会社オートネットワーク技術研究所 金属部材付基板
CN113966067A (zh) * 2020-07-20 2022-01-21 宏恒胜电子科技（淮安）有限公司 线路板及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6169694B2 (ja) 2017-07-26
JPWO2014207815A1 (ja) 2017-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6169694B2 (ja) 放熱基板及びその製造方法
JP5456214B1 (ja) 放熱基板の製造方法
JP5140046B2 (ja) 放熱基板およびその製造方法
JP6047688B1 (ja) 基板の製造方法
KR101181105B1 (ko) 방열회로기판 및 그 제조 방법
JP2010109036A (ja) プリント基板及び回路装置
JP2011082250A (ja) 配線基板およびその製造方法
JP6249931B2 (ja) 回路基板、回路基板の放熱構造、回路基板の製造方法
JP2014063875A (ja) プリント基板
JP2012230937A (ja) 回路基板
JP6408177B2 (ja) 基板及び基板の製造方法
JP5764234B2 (ja) プリント配線板の製造方法
WO2014136175A1 (ja) 放熱基板及びその製造方法
JP6381488B2 (ja) 回路基板
JP6311081B2 (ja) 基板及び基板の製造方法
JP6587796B2 (ja) 回路モジュール
JP2010219280A (ja) 電子基板
JP2019009153A (ja) 配線基板、電子デバイス及び電子デバイスの製造方法
KR20110024686A (ko) 방열기판 및 그 제조방법
JP2022097774A (ja) プリント基板
JP2023008154A (ja) 配線基板の冷却構造
JP2011199002A (ja) プリント基板及びその製造方法
JP2014099647A (ja) 配線基板およびその製造方法
KR20100051310A (ko) 전자 소자 내장 인쇄회로기판 및 그 제조 방법
JP2014041860A (ja) 部品実装用基板及び部品実装構造体

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13888482

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015523693

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13888482

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1