配線基板
【課題】 スペースが小で施工容易な放熱性配線基板を得ること。
【解決手段】 ベースプレート層１と導体層２とからなる配線板を具え、水溶性バインダを有するセラミックスを配線板表面に直接塗布し、耐半田レジストとしての特性と放熱性を有するセラミックス層３を兼ね備える。
【解決手段】 ベースプレート層１と導体層２とからなる配線板を具え、水溶性バインダを有するセラミックスを配線板表面に直接塗布し、耐半田レジストとしての特性と放熱性を有するセラミックス層３を兼ね備える。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は放熱を容易にした配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】大容量半導体の開発に伴い、放熱対策が配線基板に求められてきており、これに対するものとしてヒートシンク方式のものが知られている。また、ベースプレート層に対して厚みのある導体層を接着剤を介して積層する場合、導体層の接着面に突起を形成して接着剤との接着力を大にすることが行われている。さらに、金属粉末を配合した高熱伝導性の水溶性セラミックスが特開昭５８−２０４８６３号として提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は熱伝導性が大きい水溶性バインダを有する非導電性の熱伝導性セラミックを用いることにより、ヒートシンク方式のものに対してスペースを格段に小さくできると共に、セラミックを水で溶いて塗布するだけの簡単な操作で放熱性にすぐれた配線基板を提供することを目的とする。
【０００４】本発明の別の目的は、導体層に突起を形成する必要がなく、したがって高周波電流を導体層を通じて流す場合に、表面を流れる高周波電流が突起によって距離が大きくなるようなことがなく配線基板を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の配線基板はベースプレート層と導体層とからなるプリント配線板に水溶性バインダを有するセラミックスを配線板表面に直接塗布し、耐半田レジストとしての特性と放熱性とを兼ね備えたことを特徴とする。
【０００６】このセラミックは川崎市高津区坂戸３−２−１ＫＳＰ東棟２１０セラミック株式会社の商品「セラックαプラス」を使用する。ベースプレート層、導体層及びセラミック層はこの順に積層することができる。ベースプレート層に形成された開口内に前記セラミックを充填することができる。放熱性に優れた金属、例えば銅、アルミ等のメタルに電気絶縁性の水溶性セラミックスを塗布し、前記セラミックスを接着剤として導電性の良い平滑性を持った圧延銅、又はアルミ等の導体を貼り付け回路を形成してもよく、前記水溶性セラミックスを第１セラミックス層とし、前記導電性の良い平滑性を持った圧延銅、又はアルミ等の導体を第１導体層とすると共に、さらに前記第１導体層の上に前記水溶性セラミックスを塗布して第２セラミックス層を形成、その上に平滑性を持った第２層導体層を貼り付け、第１層の導体回路と第２層の導体回路を電気的に接続すると共に、第１セラミックス層と第２セラミックス層とを接合してもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】図面に基いて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示すもので、ベースプレート層１と回路を形成する導体層２及びセラミック層３がこの順に積層されて配線基板が形成され、ベースプレート層１と導体層２とでプリント配線板が構成されている。ベースプレート層１は、金属，合成樹脂等の板体よりなり、導体層２は銅等からなるものであってベースプレート層１の両面または片面にメッキ等によって積層される。
【０００８】セラミック層３は川崎市高津区坂戸３−２−１ＫＳＰ東棟２１０セラミック株式会社製の商品「セラックαプラス」であり、シリカとアルミナを主原料とし、水溶性のバインダを有するもので、液体状態のものをはけ，ローラー，スプレー等で配線板表面に塗布した後、１３０〜１４０℃に加熱して硬化し、強力に接着する性質を有し、非導電性でありながら熱伝導性が一般のセラミックよりも格段に大きく、耐半田レジストとしての特性と放熱性とを兼ね備えている。
【０００９】導体層２をベースプレート層１の両面に積層する場合、ベースプレート層１に開口４を形成し、この開口４内に導体４ａを設けて表裏の導体層２を電気的に接続し、セラミック層３は導体層２の表面に接着すると共に、導体層２の間隙を通じてベースプレート１にも接着している。したがって、ベースプレート層１及び導体層２に生じた熱はセラミック層３の熱伝導により外部に放散される。なお、ベースプレート１の上面に導体層４を設ける代りにセラミック層を設けることもできる。図２は、本発明の第２の実施形態を示すもので、ベースプレート層１，導体層２及びセラミック層３が下方にこの順に積層されている。ベースプレート層１の反対面には更に別の導体層５を介してパワートランジスタ等の発熱電気部品６が取付けられている。ベースプレート層１には開口７が形成され、一部の開口７内に熱伝導性セラミック８が充填されて導体層２と５とに接している。したがって、パワートランジスタ等の発熱電気部品６によって生じる熱は導体層５，熱伝導性セラミック７，導体層２，熱伝導性セラミック３を介して外気に放散される。
【００１０】ベースプレート層１の両面の導体層２及び５はベースプレート層１に開設された別の開口７内に備えられた導体９により電気的に接続される。図３は、本発明の第３の実施態様を示すもので、放熱性に優れた金属、例えば銅，アルミ等のメタル１１，セラミック層１３及び導体層１２がこの順に積層される。セラミック層１３は前記の水溶性セラミックよりなり、接着剤として作用する。導体層１２は圧延銅、またはアルミニウム等の導体よりなる回路で、その接着面は平滑の貼り付け面になっている。導体層１２は熱伝導性セラミック層１３によって強力にメタル１１に接着され、導体層１２に発生した熱は熱伝導性セラミック層１３及びメタル１１に伝達され、空気中に放熱される。また、導体層１２は表面が平滑とされていて突起を有しないため、高周波電流を流した場合、電流が突起によって増大された表面を通過することがない。
【００１１】図４は、本発明の第４の実施形態を示すものである。メタル１１，第１の水溶性セラミック層１３及び第１導体層１４がこの順に積層され、水溶性セラミック層１３は第１のセラミック層とされると共に、第１導体層１４上にさらに第２の水溶性セラミック層１５，この第２の水溶性セラミック層１５上にさらに第２の導体層２０が設けられ、導体層１４に形成された開口１６内に水溶性セラミック１７が充填されて第２のセラミック層１５が第１の水溶性セラミック層１３に接続されている。そして、第２の水溶性セラミック層１５に形成された開口１８内に設けられた導体１９を介して第１の導体層１４が第２の導体層２０に接続されている。この実施形態の製造は、放熱性に優れた金属、例えば銅，アルミ等のメタル１１に絶縁層の第１の水溶性セラミックを塗布して第１の水溶性セラミック層１３を形成し、この第１の水溶性セラミック層１３を接着剤として導電性の良い平滑性を持った圧延銅、またはアルミ等の第１の導体層１４を貼り付けて回路を形成する。
【００１２】そして、この第１の導体層１４の上の導体部分上にマスクを施し、さらに第２の水溶性セラミックを塗布して第２の水溶性セラミック層１５を形成し、その後マスクを除去して開口１８を形成し、その後、開口１８内に導体１９を充填し、第２水溶性セラミック層１５の上に平滑接着面を有する導体よりなる第２導体層２０を形成し、開口１８内に形成した導体１９によって第１導体層１４と第２導体層２０を電気的に接続する。
【００１３】この実施形態では、導体層１４と別の導体層２０によって２層の導体層が形成されると共に、これら導体層に発生する熱は別のセラミック層１５，セラミック１７，熱伝導性セラミック層１３等を介して熱伝導性基板層１１から大気に放散される。また、熱伝導性セラミックの強力な接着力により、導体層表面に突起を設けることなく平滑にできるため、高周波電流が表面の突起によって増大された距離を流れることがない。
【００１４】
【発明の効果】請求項１及び２記載の発明によると、ヒートシンク方式のものに対してスペースを格段に小さくできると共に、非導電性のセラミックを水で溶いて塗布，乾燥するだけの手段で放熱性に優れた配線基板を得ることができる。請求項３記載の発明によると、前記効果の外にベースプレート層が低伝熱性のものであっても、導体層からの発熱はセラミック層を通して外気に放散できる。
【００１５】請求項４記載の発明によると、ベースプレート層の導体層の反対側にパワートランジスタ等の発熱部品としても、その熱はベースプレート層の開口内に充填されたセラミック及び導体層を介してセラミック層から外気に放散できる。
【００１６】請求項５記載の発明によると、請求項１及び記載の発明の効果を奏すると共に、導体層に接着用の突起を形成する必要がなく、高周波電流が流れる導体層表面の長さを可及的に小さくできる。請求項６記載の発明によると、請求項５記載の発明の効果を奏すると共に、導体層の面積をさらに大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態の断面図。
【図３】本発明の第３の実施形態の断面図。
【図４】本発明の第４の実施形態の断面図。
【符号の説明】
１ ベースプレート層
２ 導体層
３ セラミック層
４ 開口
４ａ 導体
５ 導体層
６ 発熱電気部品
７ 開口
８ セラミック
１１ メタル
１２ 導体層
１３ セラミック層
１４ 導体層
１５ セラミック層
１６ 開口
１７ セラミック
１８ 開口
１９ 導体
２０ 導体層
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は放熱を容易にした配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】大容量半導体の開発に伴い、放熱対策が配線基板に求められてきており、これに対するものとしてヒートシンク方式のものが知られている。また、ベースプレート層に対して厚みのある導体層を接着剤を介して積層する場合、導体層の接着面に突起を形成して接着剤との接着力を大にすることが行われている。さらに、金属粉末を配合した高熱伝導性の水溶性セラミックスが特開昭５８−２０４８６３号として提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は熱伝導性が大きい水溶性バインダを有する非導電性の熱伝導性セラミックを用いることにより、ヒートシンク方式のものに対してスペースを格段に小さくできると共に、セラミックを水で溶いて塗布するだけの簡単な操作で放熱性にすぐれた配線基板を提供することを目的とする。
【０００４】本発明の別の目的は、導体層に突起を形成する必要がなく、したがって高周波電流を導体層を通じて流す場合に、表面を流れる高周波電流が突起によって距離が大きくなるようなことがなく配線基板を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の配線基板はベースプレート層と導体層とからなるプリント配線板に水溶性バインダを有するセラミックスを配線板表面に直接塗布し、耐半田レジストとしての特性と放熱性とを兼ね備えたことを特徴とする。
【０００６】このセラミックは川崎市高津区坂戸３−２−１ＫＳＰ東棟２１０セラミック株式会社の商品「セラックαプラス」を使用する。ベースプレート層、導体層及びセラミック層はこの順に積層することができる。ベースプレート層に形成された開口内に前記セラミックを充填することができる。放熱性に優れた金属、例えば銅、アルミ等のメタルに電気絶縁性の水溶性セラミックスを塗布し、前記セラミックスを接着剤として導電性の良い平滑性を持った圧延銅、又はアルミ等の導体を貼り付け回路を形成してもよく、前記水溶性セラミックスを第１セラミックス層とし、前記導電性の良い平滑性を持った圧延銅、又はアルミ等の導体を第１導体層とすると共に、さらに前記第１導体層の上に前記水溶性セラミックスを塗布して第２セラミックス層を形成、その上に平滑性を持った第２層導体層を貼り付け、第１層の導体回路と第２層の導体回路を電気的に接続すると共に、第１セラミックス層と第２セラミックス層とを接合してもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】図面に基いて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示すもので、ベースプレート層１と回路を形成する導体層２及びセラミック層３がこの順に積層されて配線基板が形成され、ベースプレート層１と導体層２とでプリント配線板が構成されている。ベースプレート層１は、金属，合成樹脂等の板体よりなり、導体層２は銅等からなるものであってベースプレート層１の両面または片面にメッキ等によって積層される。
【０００８】セラミック層３は川崎市高津区坂戸３−２−１ＫＳＰ東棟２１０セラミック株式会社製の商品「セラックαプラス」であり、シリカとアルミナを主原料とし、水溶性のバインダを有するもので、液体状態のものをはけ，ローラー，スプレー等で配線板表面に塗布した後、１３０〜１４０℃に加熱して硬化し、強力に接着する性質を有し、非導電性でありながら熱伝導性が一般のセラミックよりも格段に大きく、耐半田レジストとしての特性と放熱性とを兼ね備えている。
【０００９】導体層２をベースプレート層１の両面に積層する場合、ベースプレート層１に開口４を形成し、この開口４内に導体４ａを設けて表裏の導体層２を電気的に接続し、セラミック層３は導体層２の表面に接着すると共に、導体層２の間隙を通じてベースプレート１にも接着している。したがって、ベースプレート層１及び導体層２に生じた熱はセラミック層３の熱伝導により外部に放散される。なお、ベースプレート１の上面に導体層４を設ける代りにセラミック層を設けることもできる。図２は、本発明の第２の実施形態を示すもので、ベースプレート層１，導体層２及びセラミック層３が下方にこの順に積層されている。ベースプレート層１の反対面には更に別の導体層５を介してパワートランジスタ等の発熱電気部品６が取付けられている。ベースプレート層１には開口７が形成され、一部の開口７内に熱伝導性セラミック８が充填されて導体層２と５とに接している。したがって、パワートランジスタ等の発熱電気部品６によって生じる熱は導体層５，熱伝導性セラミック７，導体層２，熱伝導性セラミック３を介して外気に放散される。
【００１０】ベースプレート層１の両面の導体層２及び５はベースプレート層１に開設された別の開口７内に備えられた導体９により電気的に接続される。図３は、本発明の第３の実施態様を示すもので、放熱性に優れた金属、例えば銅，アルミ等のメタル１１，セラミック層１３及び導体層１２がこの順に積層される。セラミック層１３は前記の水溶性セラミックよりなり、接着剤として作用する。導体層１２は圧延銅、またはアルミニウム等の導体よりなる回路で、その接着面は平滑の貼り付け面になっている。導体層１２は熱伝導性セラミック層１３によって強力にメタル１１に接着され、導体層１２に発生した熱は熱伝導性セラミック層１３及びメタル１１に伝達され、空気中に放熱される。また、導体層１２は表面が平滑とされていて突起を有しないため、高周波電流を流した場合、電流が突起によって増大された表面を通過することがない。
【００１１】図４は、本発明の第４の実施形態を示すものである。メタル１１，第１の水溶性セラミック層１３及び第１導体層１４がこの順に積層され、水溶性セラミック層１３は第１のセラミック層とされると共に、第１導体層１４上にさらに第２の水溶性セラミック層１５，この第２の水溶性セラミック層１５上にさらに第２の導体層２０が設けられ、導体層１４に形成された開口１６内に水溶性セラミック１７が充填されて第２のセラミック層１５が第１の水溶性セラミック層１３に接続されている。そして、第２の水溶性セラミック層１５に形成された開口１８内に設けられた導体１９を介して第１の導体層１４が第２の導体層２０に接続されている。この実施形態の製造は、放熱性に優れた金属、例えば銅，アルミ等のメタル１１に絶縁層の第１の水溶性セラミックを塗布して第１の水溶性セラミック層１３を形成し、この第１の水溶性セラミック層１３を接着剤として導電性の良い平滑性を持った圧延銅、またはアルミ等の第１の導体層１４を貼り付けて回路を形成する。
【００１２】そして、この第１の導体層１４の上の導体部分上にマスクを施し、さらに第２の水溶性セラミックを塗布して第２の水溶性セラミック層１５を形成し、その後マスクを除去して開口１８を形成し、その後、開口１８内に導体１９を充填し、第２水溶性セラミック層１５の上に平滑接着面を有する導体よりなる第２導体層２０を形成し、開口１８内に形成した導体１９によって第１導体層１４と第２導体層２０を電気的に接続する。
【００１３】この実施形態では、導体層１４と別の導体層２０によって２層の導体層が形成されると共に、これら導体層に発生する熱は別のセラミック層１５，セラミック１７，熱伝導性セラミック層１３等を介して熱伝導性基板層１１から大気に放散される。また、熱伝導性セラミックの強力な接着力により、導体層表面に突起を設けることなく平滑にできるため、高周波電流が表面の突起によって増大された距離を流れることがない。
【００１４】
【発明の効果】請求項１及び２記載の発明によると、ヒートシンク方式のものに対してスペースを格段に小さくできると共に、非導電性のセラミックを水で溶いて塗布，乾燥するだけの手段で放熱性に優れた配線基板を得ることができる。請求項３記載の発明によると、前記効果の外にベースプレート層が低伝熱性のものであっても、導体層からの発熱はセラミック層を通して外気に放散できる。
【００１５】請求項４記載の発明によると、ベースプレート層の導体層の反対側にパワートランジスタ等の発熱部品としても、その熱はベースプレート層の開口内に充填されたセラミック及び導体層を介してセラミック層から外気に放散できる。
【００１６】請求項５記載の発明によると、請求項１及び記載の発明の効果を奏すると共に、導体層に接着用の突起を形成する必要がなく、高周波電流が流れる導体層表面の長さを可及的に小さくできる。請求項６記載の発明によると、請求項５記載の発明の効果を奏すると共に、導体層の面積をさらに大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態の断面図。
【図３】本発明の第３の実施形態の断面図。
【図４】本発明の第４の実施形態の断面図。
【符号の説明】
１ ベースプレート層
２ 導体層
３ セラミック層
４ 開口
４ａ 導体
５ 導体層
６ 発熱電気部品
７ 開口
８ セラミック
１１ メタル
１２ 導体層
１３ セラミック層
１４ 導体層
１５ セラミック層
１６ 開口
１７ セラミック
１８ 開口
１９ 導体
２０ 導体層
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ベースプレート層と導体層とからなるプリント配線板において、水溶性バインダを有するセラミック層を前記配線板表面に直接塗布し、耐半田レジストとしての特性と、放熱性を有するセラミック層を兼ね備えたことを特徴とする配線基板。
【請求項２】 前記セラミックスが川崎市高津区坂戸３−２−１ＫＳＰ東棟２１０セラミック株式会社の商品「セラックαプラス」である請求項１記載の配線基板。
【請求項３】 ベースプレート層、導体層及びセラミック層がこの順に積層された請求項１または請求項２記載の配線基板。
【請求項４】 ベースプレート層に形成された開口内に前記セラミックが充填された請求項３記載の配線基板。
【請求項５】 放熱性に優れた金属、例えば銅、アルミ等のメタルに電気絶縁性の水溶性セラミックスを塗布し、前記セラミックスを接着剤として導電性の良い平滑性を持った圧延銅、又はアルミ等の導体を貼り付け回路を形成した配線基板。
【請求項６】 前記セラミックが川崎市高津区坂戸３−２−１ＫＳＰ東棟２１０セラミック株式会社の商品「セラックαプラス」である請求項５記載の配線基板。
【請求項７】 請求項６記載の配線基板において、前記水溶性セラミックスを第１セラミックス層とし、前記導電性の良い平滑性を持った圧延銅、又はアルミ等の導体を第１導体層とすると共にさらに前記第１導体層の上に前記水溶性セラミックスを塗布して第２セラミックス層を形成その上に平滑性を持った第２層導体層を貼り付け、第１層の導体回路と第２層の導体回路を電気的に接続すると共に、第１セラミックス層と第２セラミックス層とを接合したことを特徴とする請求項５又は６記載の配線基板。
【請求項１】 ベースプレート層と導体層とからなるプリント配線板において、水溶性バインダを有するセラミック層を前記配線板表面に直接塗布し、耐半田レジストとしての特性と、放熱性を有するセラミック層を兼ね備えたことを特徴とする配線基板。
【請求項２】 前記セラミックスが川崎市高津区坂戸３−２−１ＫＳＰ東棟２１０セラミック株式会社の商品「セラックαプラス」である請求項１記載の配線基板。
【請求項３】 ベースプレート層、導体層及びセラミック層がこの順に積層された請求項１または請求項２記載の配線基板。
【請求項４】 ベースプレート層に形成された開口内に前記セラミックが充填された請求項３記載の配線基板。
【請求項５】 放熱性に優れた金属、例えば銅、アルミ等のメタルに電気絶縁性の水溶性セラミックスを塗布し、前記セラミックスを接着剤として導電性の良い平滑性を持った圧延銅、又はアルミ等の導体を貼り付け回路を形成した配線基板。
【請求項６】 前記セラミックが川崎市高津区坂戸３−２−１ＫＳＰ東棟２１０セラミック株式会社の商品「セラックαプラス」である請求項５記載の配線基板。
【請求項７】 請求項６記載の配線基板において、前記水溶性セラミックスを第１セラミックス層とし、前記導電性の良い平滑性を持った圧延銅、又はアルミ等の導体を第１導体層とすると共にさらに前記第１導体層の上に前記水溶性セラミックスを塗布して第２セラミックス層を形成その上に平滑性を持った第２層導体層を貼り付け、第１層の導体回路と第２層の導体回路を電気的に接続すると共に、第１セラミックス層と第２セラミックス層とを接合したことを特徴とする請求項５又は６記載の配線基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００２−３２９９３９（Ｐ２００２−３２９９３９Ａ）
【公開日】平成１４年１１月１５日（２００２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−１３４４０２（Ｐ２００１−１３４４０２）
【出願日】平成１３年５月１日（２００１．５．１）
【出願人】（５９７０７９６８１）株式会社 大昌電子 (42)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年１１月１５日（２００２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年５月１日（２００１．５．１）
【出願人】（５９７０７９６８１）株式会社 大昌電子 (42)
【Ｆターム（参考）】
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