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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-225984(P2015-225984A)
(43)【公開日】2015年12月14日
(54)【発明の名称】回路基板及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
   H05K 1/02 20060101AFI20151117BHJP
   H05K 3/46 20060101ALI20151117BHJP
   H05K 3/44 20060101ALI20151117BHJP
   H01L 23/12 20060101ALI20151117BHJP
   H01L 23/36 20060101ALI20151117BHJP
【FI】
   H05K1/02 Q
   H05K3/46 U
   H05K3/46 B
   H05K3/46 Q
   H05K3/44 B
   H01L23/12 J
   H01L23/12 N
   H01L23/36 C
   H05K3/46 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2014-110790(P2014-110790)
(22)【出願日】2014年5月29日
(71)【出願人】
【識別番号】000000158
【氏名又は名称】イビデン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100112472
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 弘
(74)【代理人】
【識別番号】100188226
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 俊達
(72)【発明者】
【氏名】浅野 浩二
(72)【発明者】
【氏名】勝田 直樹
【テーマコード(参考)】
5E315
5E316
5E338
5F136
【Fターム(参考)】
5E315AA07
5E315AA13
5E315CC16
5E315DD15
5E315DD17
5E315DD20
5E315DD25
5E315GG01
5E316AA03
5E316AA43
5E316BB15
5E316CC04
5E316CC08
5E316CC09
5E316CC32
5E316DD12
5E316DD25
5E316DD33
5E316DD47
5E316EE33
5E316FF15
5E316GG15
5E316GG17
5E316GG23
5E316GG28
5E316HH17
5E316HH25
5E316JJ02
5E338AA03
5E338AA16
5E338CC08
5E338CD12
5E338EE02
5E338EE23
5F136BB03
5F136BB05
5F136FA03
5F136FA52
(57)【要約】
【課題】回路の高密度化の阻害を抑えて伝熱導体による放熱を効率良く行うことが可能な回路基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の回路基板10では、金属板11Xに接続されているビア伝熱導体17,17同士が、導体伝熱層13A,13Bで接続されることで伝熱ルートが多く形成されるので、効率よく放熱を行うことができる。また、導体伝熱層13A,13Bには、ビア伝熱導体17,17上に位置する複数の円形伝熱部70と、円形伝熱部70,70同士の間を接続する帯状伝熱部71とが備えられ、帯状伝熱部71の幅が円形伝熱部70の直径より小さくなっていてスルーホール導電導体15,15同士の間に配置されているので、スルーホール導電導体15,15同士の間の空きスペースを有効利用して伝熱ルートを増やすことができる。これらにより、回路の高密度化の阻害を抑えて、伝熱導体による放熱を効率良く行うことができる。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁層とその絶縁層の厚さ方向の中間部に埋設されかつ複数の開口を有する金属板とを備える金属板内蔵基板と、
前記金属板内蔵基板の表裏の両面にそれぞれ形成される導体回路層と、
前記金属板内蔵基板の表裏の両面にそれぞれ形成され、前記導体回路層と同一面内に配置される導体伝熱層と、
前記金属板内蔵基板の前記絶縁層のうち前記金属板の複数の開口が配置されている部分を前記金属板に触れずに貫通して、前記金属板内蔵基板の表裏の前記導体回路層同士の間を接続する複数のスルーホール導電導体と、
前記金属板内蔵基板の表裏の両面における複数位置から前記金属板まで前記絶縁層を貫通して、前記金属板内蔵基板の表裏の前記導体伝熱層を前記金属板に接続する複数のビア伝熱導体と、を有する回路基板であって、
前記導体伝熱層には、複数の前記ビア伝熱導体上に位置する複数の円形伝熱部と、前記円形伝熱部同士の間を接続しかつ前記円形伝熱部の直径より幅が狭い帯状伝熱部とが備えられ、
前記帯状伝熱部は、少なくとも2つの前記スルーホール導電導体の間で、それらスルーホール導電導体同士の並び方向に対して交差する方向に延びている。
【請求項2】
請求項1に記載の回路基板において、
前記スルーホール導電導体は、前記金属板内蔵基板に形成される導電用貫通孔にめっきを充填してなると共に、前記導電用貫通孔は、前記絶縁層の表裏の両面からそれぞれ穿孔したテーパー孔が重複してなる連結部を有し、該連結部で孔の径が最小になり、
前記ビア伝熱導体は、前記金属板内蔵基板に形成される伝熱用ビアホールにめっきを充填してなると共に、前記伝熱用ビアホールは、前記絶縁層の表裏の両面から前記金属板まで穿孔されるテーパー孔である。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の回路基板において、
前記ビア伝熱導体より前記円形伝熱部の直径が大きい。
【請求項4】
前記請求項1乃至3の何れか1の請求項に記載の回路基板において、
前記金属板内蔵基板の表裏の両方に積層されるビルドアップ絶縁層と、
前記ビルドアップ絶縁層上に積層されるビルドアップ導体回路層と、
前記ビルドアップ絶縁層上に積層され、前記ビルドアップ導体回路層と同一面内に配置されるビルドアップ導体伝熱層と、
前記ビルドアップ絶縁層を貫通する導電用ビアホールにめっきを充填してなり、前記ビルドアップ導体回路層を前記金属板内蔵基板上の前記導体回路層に導通するビア導電導体と、
前記ビルドアップ絶縁層を貫通する上部伝熱用ビアホールにめっきを充填してなり、前記ビルドアップ導体伝熱層を前記金属板内蔵基板上の前記導体伝熱層に接続する上部ビア伝熱導体とを有する。
【請求項5】
請求項4に記載の回路基板において、
前記ビルドアップ導体伝熱層には、複数の前記上部ビア伝熱導体上に位置する複数の上部円形伝熱部と、前記上部円形伝熱部同士の間を接続しかつ前記上部円形伝熱部の直径より幅が狭い上部帯状伝熱部とが備えられ、
前記ビルドアップ導体伝熱層の前記上部帯状伝熱部は、少なくとも2つの前記ビア導電導体の間で、それらビア導電導体同士の並び方向に対して交差する方向に延びている。
【請求項6】
請求項1乃至5の何れか1の請求項に記載の回路基板において、複数の前記帯状伝熱部が共通して接続される前記円形伝熱部を有する。
【請求項7】
請求項1乃至6の何れか1の請求項に回路基板において、前記帯状伝熱部に接続される前記円形伝熱部の近傍に配置され、前記帯状伝熱部に接続されていない前記円形伝熱部を有する。
【請求項8】
絶縁層とその絶縁層の厚さ方向の中間部に埋設されかつ複数の開口を有する金属板とを備える金属板内蔵基板と、
前記金属板内蔵基板の表裏の両方に積層される表裏のビルドアップ絶縁層と、
前記表裏の各ビルドアップ絶縁層を貫通する導電用ビアホールにめっきを充填してなり、前記金属板内蔵基板上の導体回路層に導通される複数のビア導電導体と、
前記表裏のビルドアップ絶縁層上に形成され、前記ビア導電導体に導通されるビルドアップ導体回路層と、
前記金属板内蔵基板の表裏の前記ビルドアップ絶縁層における複数位置から前記金属板まで穿孔される伝熱用ビアホールにめっきを充填してなる複数のビア伝熱導体と、
前記表裏のビルドアップ絶縁層上に設けられ、前記ビア伝熱導体により前記金属板に接続されるビルドアップ導体伝熱層と、を有する回路基板であって、
前記ビルドアップ導体伝熱層には、複数の前記ビア伝熱導体上に位置する複数の円形伝熱部と、前記円形伝熱部同士の間を接続しかつ前記円形伝熱部の直径より幅が狭い帯状伝熱部とが備えられ、
前記帯状伝熱部は、少なくとも2つの前記ビア導電導体の間で、それらビア導電導体同士の並び方向に対して交差する方向に延びている。
【請求項9】
絶縁層とその絶縁層の厚さ方向の中間部に埋設されかつ複数の開口を有する金属板とを備える金属板内蔵基板を用意することと、
前記金属板内蔵基板の前記絶縁層のうち前記金属板の複数の開口が配置されている部分を前記金属板に触れずに貫通する複数の導電用貫通孔を形成することと、
前記金属板内蔵基板の表裏の両面における複数位置から前記金属板まで前記絶縁層を貫通する複数の伝熱用ビアホールを形成することと、
前記複数の導電用貫通孔にめっきを充填して複数のスルーホール導電導体を形成することと、
前記複数の伝熱用ビアホールにめっきを充填して前記金属板に接続される複数のビア伝熱導体を形成することと、
前記金属板内蔵基板の表裏の両面に前記複数のスルーホール導電導体によって導通接続される導体回路層を形成することと、
前記金属板内蔵基板の表裏の両面に前記複数のビア伝熱導体によって前記金属板に接続される導体伝熱層を形成することと、を行う回路基板の製造方法であって、
前記複数のビア伝熱導体上に、前記導体伝熱層の一部として複数の円形伝熱部を形成することと、
前記円形伝熱部同士を接続しかつ前記円形伝熱部の直径より幅が狭い帯状伝熱部を、前記導体伝熱層の一部として、少なくとも2つの前記スルーホール導電導体の間で、それらビア導電導体同士の並び方向に対して交差する方向に延びる形状に形成することとを行う。
【請求項10】
絶縁層とその絶縁層の厚さ方向の中間部に埋設されかつ複数の開口を有する金属板とを備える金属板内蔵基板を用意することと、
前記金属板内蔵基板の前記絶縁層のうち前記金属板の複数の開口が配置されている部分を前記金属板に触れずに貫通する複数の導電用貫通孔を形成することと、
前記金属板内蔵基板の表裏の両面に前記複数のスルーホール導電導体によって導通接続される導体回路層を形成することと、
前記金属板内蔵基板の表裏の両方の前記導体回路層上にビルドアップ絶縁層を積層することと、
前記ビルドアップ絶縁層を貫通する複数の導電用ビアホールを形成することと、
前記複数の導電用ビアホールにめっきを充填して、前記金属板内蔵基板上の前記導体回路層に接続される複数のビア導電導体を形成することと、
前記金属板内蔵基板の表裏の各前記ビルドアップ絶縁層における複数位置から前記金属板まで前記絶縁層を貫通する複数の伝熱用ビアホールを形成することと、
前記複数の伝熱用ビアホールにめっきを充填して前記金属板に接続される複数のビア伝熱導体を形成することと、
前記金属板内蔵基板の表裏の各前記ビルドアップ絶縁層上に前記複数のビア導電導体によって前記導体回路層に接続されるビルドアップ導体回路層を形成することと、
前記金属板内蔵基板の表裏の各前記ビルドアップ絶縁層上に前記複数のビア伝熱導体によって前記金属板に接続されるビルドアップ導体伝熱層を形成することと、を行う回路基板の製造方法であって、
前記複数のビア伝熱導体上に、前記ビルドアップ導体伝熱層の一部として複数の円形伝熱部を形成することと、
前記円形伝熱部同士を接続しかつ前記円形伝熱部の直径より幅が狭い帯状伝熱部を、前記ビルドアップ導体伝熱層の一部として、少なくとも2つの前記ビア導電導体の間で、それらビア導電導体同士の並び方向に対して交差する方向に延びる形状に形成することとを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放熱用の伝熱導体を内蔵する回路基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の回路基板として、予めブロック状に形成された放熱用の伝熱導体を絶縁層に埋設して備えたものが知られている。そして、この回路基板は、伝熱導体が半導体チップの真下に配置されるように使用される(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国公開2012/0255165公報(FIG.9、FIG.14)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記した従来の回路基板では、伝熱導体が回路の高密度化を大きく阻害するという問題が生じていた。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、回路の高密度化の阻害を抑えて伝熱導体による放熱を効率良く行うことが可能な回路基板及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するためなされた請求項1に係る発明は、絶縁層とその絶縁層の厚さ方向の中間部に埋設されかつ複数の開口を有する金属板とを備える金属板内蔵基板と、前記金属板内蔵基板の表裏の両面にそれぞれ形成される導体回路層と、前記金属板内蔵基板の表裏の両面にそれぞれ形成され、前記導体回路層と同一面内に配置される導体伝熱層と、前記金属板内蔵基板の前記絶縁層のうち前記金属板の複数の開口が配置されている部分を前記金属板に触れずに貫通して、前記金属板内蔵基板の表裏の前記導体回路層同士の間を接続する複数のスルーホール導電導体と、前記金属板内蔵基板の表裏の両面における複数位置から前記金属板まで前記絶縁層を貫通して、前記金属板内蔵基板の表裏の前記導体伝熱層を前記金属板に接続する複数のビア伝熱導体と、を有する回路基板であって、前記導体伝熱層には、複数の前記ビア伝熱導体上に位置する複数の円形伝熱部と、前記円形伝熱部同士の間を接続しかつ前記円形伝熱部の直径より幅が狭い帯状伝熱部とが備えられ、前記帯状伝熱部は、前記スルーホール導電導体同士の間に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】本発明の第1実施形態に係る回路基板の平面図
図2】回路基板における製品領域の平面図
図3図2のA−A切断面における回路基板の側断面図
図4】(A)回路基板の側断面図、(B)B−B切断面における平断面図、(C)C−C切断面における平断面図
図5】回路基板の製造工程を示す側断面図
図6】回路基板の製造工程を示す側断面図
図7】回路基板の製造工程を示す側断面図
図8】回路基板の製造工程を示す側断面図
図9】回路基板を含むPoPの側断面図
図10】(A)第2実施形態の回路基板の側断面図、(B)D−D切断面における平断面図、(C)E−E切断面における平断面図
図11】第2実施形態の回路基板の製造工程を示す側断面図
図12】第2実施形態の回路基板の製造工程を示す側断面図
図13】他の実施形態の回路基板の平断面図
【発明を実施するための形態】
【0008】
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図1から図9に基づいて説明する。本実施形態の回路基板10は、図1の平面図に示されているように、例えば、外縁部に沿った枠状の捨て領域R1を有し、その捨て領域R1の内側が正方形の複数の製品領域R2に区画されている。図2には、1つの製品領域R2が拡大して示され、その製品領域R2を対角線に沿って切断した回路基板10の断面構造が図3に拡大して示されている。
【0009】
図3に示すように、回路基板10は、コア基板11の表裏の両面にビルドアップ層20A,20Bを有する構造になっている。コア基板11は、本発明に係る「金属板内蔵基板」に相当し、絶縁層11Zと、その絶縁層11Zの厚さ方向の中間部に埋設されかつ複数の開口11Yを有する金属板11Xとからなる。このとき、開口11Yは絶縁層11Zから浸み出した樹脂で充填されている。また、コア基板11には、絶縁層11Zのうち金属板11Xの複数の開口11Yが配置されている部分に複数の導電用貫通孔14が形成されると共に、金属板11Xの開口11Yが配置されていない部分に、複数の第1の伝熱用ビアホール16と第2の伝熱用ビアホール18とが形成されている。
【0010】
導電用貫通孔14は、コア基板11の表側の面であるF面11Fに穿孔されかつ奥側に向かって徐々に縮径したテーパー孔の小径側端部と、コア基板11の裏側の面であるS面11Sに穿孔されかつ奥側に向かって徐々に縮径したテーパー孔の小径側端部とを互いに連通させた中間括れ形状をなしている。そして、導電用貫通孔14における軸方向の中間の小径部分が、開口11Yのうち金属板11Xから内側に離れた中心部分を貫通している。一方、第1及び第2の伝熱用ビアホール16,18はテーパー孔になっていて、それら第1及び第2の伝熱用ビアホール16,18の奥部に金属板11Xが位置している。また、本実施形態では、金属板11Xの表裏の第1の伝熱用ビアホール16,16同士が同軸上に配置され、金属板11Xの表裏の第2の伝熱用ビアホール18,18同士が同軸上に配置されている。但し、これに限定されず、表裏の伝熱用ビアホール同士が互いの中心軸をずらした位置関係になっていてもよい。
【0011】
各導電用貫通孔14内にはめっきが充填されて複数のスルーホール導電導体15が形成されている。また、第1及び第2の伝熱用ビアホール16,18にもめっきが充填されて第1及び第2のビア伝熱導体17,19が形成されて、それぞれ金属板11Xに接続されている。
【0012】
コア基板11のF面11Fには、導体層11Vが形成され、その導体層11Vは、同一面内に配置されて互いに離間している導体回路層12Aと導体伝熱層13Aとからなる。また、コア基板11のS面11Sにも、導体層11Wが形成され、その導体層11Wも、同一面内に配置されて互いに離間している導体回路層12Bと導体伝熱層13Bとからなる。そして、F面11Fの導体回路層12AとS面11Sの導体回路層12Bとが、スルーホール導電導体15を介して接続されると共に、F面11Fの導体伝熱層13AとS面11Sの導体伝熱層13Bとの間が、第1と第2のビア伝熱導体17,19及び金属板11Xを介して接続されている。
【0013】
図4(A),(C)に示すように、導体伝熱層13A,13B(図4(C)には、一方の導体伝熱層13Aのみが示されている)のうち第1のビア伝熱導体17に接続される部分は、複数の円形伝熱部70と、円形伝熱部70の直径より幅狭の帯状伝熱部71とからなる。そして、円形伝熱部70,70同士の間が帯状伝熱部71によって接続され、各円形伝熱部70が、各ビア伝熱導体17に接続されている。また、円形伝熱部70の直径は、第1のビア伝熱導体17の大径側の直径より大きくなっていて、第1のビア伝熱導体17より円形伝熱部70が側方に張り出した状態になっている。さらに、帯状伝熱部71は、前記したスルーホール導電導体15,15の間に配置され、スルーホール導電導体15,15上の導体回路層12A,12Aと帯状伝熱部71との間隔L1は、15〜20[μm]になっている。
【0014】
図3に示すように、コア基板11のF面11F側のビルドアップ層20Aは、導体層11V上に積層されるビルドアップ絶縁層21Aと、そのビルドアップ絶縁層21A上に積層されるビルドアップ導体層22Aとからなる。また、ビルドアップ導体層22A上には、ソルダーレジスト層23Aが積層されている。
【0015】
ビルドアップ導体層22Aは、同一面内に配置されて互いに離間しているビルドアップ導体回路層22A1とビルドアップ導体伝熱層22A2とからなる。
【0016】
ビルドアップ絶縁層21Aには、複数の導電用ビアホール24Aと複数の第3の伝熱用ビアホール26Aと複数の第4の伝熱用ビアホール28Aとが形成されている。導電用ビアホール24A及び第3及び第4の伝熱用ビアホール26A,28Aは、共にコア基板11側に向かって徐々に縮径したテーパー孔になっている。
【0017】
導電用ビアホール24A内にはめっきが充填されて複数のビア導電導体25Aがそれぞれ形成され、それらビア導電導体25Aによりビルドアップ導体回路層22A1と導体回路層12Aとの間が接続されている。また、第3及び第4の伝熱用ビアホール26A,28A内にもめっきが充填されて複数の第3及び第4のビア伝熱導体27A,29Aがそれぞれ形成され、それら第3及び第4のビア伝熱導体27A,29Aによりビルドアップ導体伝熱層22A2と導体伝熱層13Aとが接続されている。また、図4(A),(B)に示すように、ビルドアップ導体伝熱層22A2のうち第3のビア伝熱導体27Aに接続される部分は、導体伝熱層13Aと同様に、複数の円形伝熱部72と、円形伝熱部72の直径より幅狭の帯状伝熱部73とからなり、各円形伝熱部72が、各第3のビア伝熱導体27Aに接続されている。
【0018】
また、ソルダーレジスト層23Aには、複数のパッド用孔が形成され、ビルドアップ導体回路層22A1の一部がパッド用孔内に位置して導電用パッド32Aになり、ビルドアップ導体伝熱層22A2の一部がパッド用孔内に位置して伝熱用パッド31Aになっている。
【0019】
コア基板11のS面11S側のビルドアップ層20Bは、上述したF面11F側のビルドアップ層20Aと同様の層構造になしている。なお、図3図5図9におけるS面11S側のビルドアップ層20Bの各部位には、それら各部位に相当するF面11F側のビルドアップ層20Aの各部位の符号中の「A」を「B」に変更した符号が付されている。なお、本実施形態の第1の伝熱用ビアホール16が本発明に係る「伝熱用ビアホール」に相当し、第1のビア伝熱導体17が本発明に係る「ビア伝熱導体」に相当し、第3の伝熱用ビアホール26A,26Bが本発明に係る「上部伝熱用ビアホール」に相当し、第3のビア伝熱導体27A,27Bが本発明に係る「上部ビア伝熱導体」に相当する。また、本実施形態の円形伝熱部70が本発明に係る「円形伝熱部」に相当し、帯状伝熱部71が本発明に係る「帯状伝熱部」に相当し、円形伝熱部72が本発明に係る「上部円形伝熱部」に相当し、帯状伝熱部73が本発明に係る「上部帯状伝熱部」に相当する。
【0020】
図2に示すように、回路基板10におけるF面10F(表側面)の複数のパッドは、製品領域R2の外縁部に沿って2列に並べられた大パッド群と、それら大パッド群に囲まれた内側の領域に縦横複数列に並べられた小パッド群とからなる。そして、例えば、小パッド群の中央で製品領域R2の対角線方向に並んだ2つの小パッドと、それら2つの小パッドから離れた位置に配置された3つの小パッドと、製品領域R2の2つの角部に位置した大パッドとが伝熱用パッド31Aになっていて、それ以外の小パッド及び大パッドは導電用パッド32Aになっている。一方、回路基板10のS面10S(表側面)の複数のパッドは、均一の大きさの中パッドになっていて、それら中パッドのうち回路基板10のF面10F側の伝熱用パッド31Aの真下のパッドが伝熱用パッド31Bをなし、それ以外のパッドは、導電用パッド32Aになっている。
【0021】
本実施形態の回路基板10は、以下のようにして製造される。
(1)図5(A)に示すように、コア基板11としてエポキシ樹脂又はBT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂とガラスクロスなどの補強材からなる絶縁性基材11Kの表裏の両面に、銅箔11Cがラミネートされているものが用意される。
【0022】
(2)図5(B)に示すように、コア基板11にF面11F側から例えばCO2レーザが照射されて導電用貫通孔14(図3参照)を形成するためのテーパー孔14Aが、金属板11Xのうち開口11Yが形成されている部分に向けて穿孔されると共に、第1及び第2の伝熱用ビアホール16,18が、金属板11Xのうち開口11Yが形成されていない部分に向けて穿孔される。
【0023】
(3)図5(C)に示すように、コア基板11のS面11Sのうち前述したF面11F側のテーパー孔14Aの真裏となる位置にCO2レーザが照射されてテーパー孔14Bが穿孔され、それらテーパー孔14A,14Bから導電用貫通孔14が形成される。また、コア基板11におけるS面11Sのうち前述したF面11F側の第1及び第2の伝熱用ビアホール16,18の真裏となる位置にCO2レーザが照射されてS面11S側にも第1及び第2の伝熱用ビアホール16,18が穿孔される。
【0024】
(4)無電解めっき処理が行われ、銅箔11C上と導電用貫通孔14の内面と、第1及び第2の伝熱用ビアホール16,18の内面とに無電解めっき膜(図示せず)が形成される。
【0025】
(5)図5(D)に示すように、銅箔11C上の無電解めっき膜上に、所定パターンのめっきレジスト33が形成される。
(6)電解めっき処理が行われ、図6(A)に示すように、電解めっきが導電用貫通孔14内に充填されてスルーホール導電導体15が形成され、電解めっきが第1及び第2の伝熱用ビアホール16,18内に充填されて第1及び第2のビア伝熱導体17,19が形成され、さらには、無電解めっき膜(図示せず)のうちめっきレジスト33から露出している部分に電解めっき膜34が形成される。
【0026】
(7)めっきレジスト33が剥離されると共に、めっきレジスト33の下方の無電解めっき膜(図示せず)及び銅箔11Cが除去され、図6(B)に示すように、残された電解めっき膜34、無電解めっき膜及び銅箔11Cにより、コア基板11のF面11F上に導体回路層12Aと導体伝熱層13Aとからなる導体層11Vが形成されると共に、コア基板11のS面11S上に導体回路層12Bと導体伝熱層13Bとからなる導体層11Wが形成される。そして、F面11Fの導体回路層12AとS面11Sの導体回路層12Bとがスルーホール導電導体15によって接続され、F面11Fの導体伝熱層13Aと、S面11Sの導体伝熱層13Bとが、第1及び第2のビア伝熱導体17,19と金属板11Xとによって接続された状態になる。
【0027】
(8)図6(C)に示すように、コア基板11のF面11F上の導体回路層12A及び導体伝熱層13Aからなる導体層11V上に、ビルドアップ絶縁層21Aとしてのプリプレグ(Bステージのガラスエポキシ)と銅箔37が積層されると共に、コア基板11のS面11S上の導体回路層12B及び導体伝熱層13Bからなる導体層11W上にビルドアップ絶縁層21Bとしてのプリプレグと銅箔37が積層されてから、加熱プレスされる。その際、コア基板11のF面11F側の導体回路層12A,12A同士及び導体回路層12Aと導体伝熱層13Aとの間が樹脂フィルムの樹脂にて埋められ、コア基板11のS面11S側でも同様に導体回路層12B,12B同士及び導体回路層12Bと導体伝熱層13Bとの間がビルドアップ絶縁層21Bの樹脂にて埋められる。
【0028】
(9)図7(A)に示すように、コア基板11のF面11F側の銅箔37にCO2レーザが照射されて、銅箔37及びビルドアップ絶縁層21Aを貫通する導電用ビアホール24Aと第3及び第4の伝熱用ビアホール26A,28Aが形成されると共に、コア基板11のS面11S側の銅箔37にCO2レーザが照射されて、銅箔37及びビルドアップ絶縁層21Bを貫通する導電用ビアホール24Bと第3及び第4の伝熱用ビアホール26B,28Bが形成される。
【0029】
(10)無電解めっき処理が行われ、コア基板11の表裏の銅箔37,37上と、導電用ビアホール24A,24B内、第3の伝熱用ビアホール26A,26B内及び第4の伝熱用ビアホール28A,28B内とに無電解めっき膜(図示せず)が形成される。
【0030】
(11)図7(B)に示すように、銅箔37上の無電解めっき膜上に、所定パターンのめっきレジスト40が形成される。
【0031】
(12)電解めっき処理が行われ、図7(C)に示すように、電解めっきが導電用ビアホール24A,24B内に充填されてビア導電導体25A,25Bが形成されると共に、電解めっきが第3の伝熱用ビアホール26A,26B内と第4の伝熱用ビアホール28A,28B内に充填されて第3のビア伝熱導体27A,27Bと第4のビア伝熱導体29A,29Bとが形成され、さらには、コア基板11のF面11FとS面11Sの無電解めっき膜(図示せず)のうちめっきレジスト40から露出している部分に電解めっき膜39,39が形成される。
【0032】
(13)めっきレジスト40が剥離されると共に、めっきレジスト40の下方の無電解めっき膜(図示せず)及び銅箔37が除去され、図8(A)に示すように、残された電解めっき膜39、無電解めっき膜及び銅箔37により、コア基板11のF面11F側にビルドアップ導体回路層22A1とビルドアップ導体伝熱層22A2とからなるビルドアップ導体層22Aが形成されると共に、コア基板11のS面11S側にビルドアップ導体回路層22B1とビルドアップ導体伝熱層22B2とからなるビルドアップ導電層22Bが形成される。そして、ビルドアップ導体回路層22A1,22B1と導体回路層12A,12Bとが、ビア導電導体25A,25Bによって接続され、ビルドアップ導体伝熱層22A2,22B2と導体伝熱層13A,13Bとが、第1及び第2のビア伝熱導体27A,27B,29A,29Bによって接続された状態になる。なお、ビルドアップ絶縁層21A,21Bとして、プリプレグの代わりに樹脂フィルムを用いてもよい。樹脂フィルムを用いる場合は、銅箔37を介さず、直接、無電解めっき膜を形成する。
【0033】
(14)図8(B)に示すように、ビルドアップ導体層22A,22B上にソルダーレジスト層23A,23Bが積層される。
【0034】
(15)図8(C)に示すように、ソルダーレジスト層23A,23Bの所定箇所にテーパー状のパッド用孔が形成されてビルドアップ導体層22A,22Bにおけるビルドアップ導体回路層22A1,22B1の一部がソルダーレジスト層23A,23Bから露出して上記した導電用パッド32A,32Bになると共に、ビルドアップ導体層22A,22Bにおけるビルドアップ導体伝熱層22A2,22B2の一部がソルダーレジスト層23A,23Bから露出して上記した伝熱用パッド31A,31Bになる。
【0035】
(15)図3に示すように、導電用パッド32A,32B上及び伝熱用パッド31A,31B上に、ニッケル層、金層の順に積層されて金属膜41が形成される。以上で回路基板10が完成する。
【0036】
本実施形態の回路基板10の構造及び製造方法に関する説明は以上である。次に回路基板10の作用効果を、回路基板10の使用例と共に説明する。本実施形態の回路基板10は、例えば、以下のようにして使用される。即ち、図9に示すように、回路基板10の有する前述の大、中、小のパッド上に、それら各パッドの大きさに合った大、中、小の半田バンプ79A,79B,79Cが形成される。そして、例えば、回路基板10のF面10Fの小パッド群と同様に配置されたパッド群を下面に有するCPU80が、各製品領域R2の小半田バンプ79C群上に搭載されて半田付けされて、第1パッケージ基板10Pが形成される。このときCPU80が有する例えばグランド用のパッドが回路基板10における伝熱用パッド31Aに半田付けされる。
【0037】
次いで、メモリ81を回路基板82のF面82Fに実装してなる第2パッケージ基板82Pが、CPU80の上方から第1パッケージ基板10P上に配されて、その第2パッケージ基板82Pにおける回路基板82のS面82Sに備えるパッドに第1パッケージ基板10Pにおける回路基板10の大半田バンプ79Aが半田付けされてPoP83(Package on Package83)が形成される。なお、PoP83における回路基板10,82の間には図示しない樹脂が充填される。
【0038】
次いで、PoP83がマザーボード84上に配されて、そのマザーボード84が有するパッド群にPoP83における回路基板10の中半田バンプ79Bが半田付けされる。このとき、マザーボード84が有する例えばグランド用のパッドが回路基板10における伝熱用パッド31Bと半田付けされる。なお、CPU80及びマザーボード84が放熱専用のパッドを有している場合には、それら放熱専用のパッドと回路基板10の伝熱用パッド31A,31Bとが半田付けされてもよい。
【0039】
さて、CPU80が発熱すると、その熱は、CPU80が実装されている回路基板10のビルドアップ層20A,20B内のビルドアップ導体伝熱層22A2,22B2、ビルドアップ層20A,20B内のビア伝熱導体27A,27B、コア基板11上の導体伝熱層13A,13B、コア基板11内のビア伝熱導体17、及び金属板11Xを通して回路基板10の反対側のマザーボード84へと放熱される。
【0040】
ここで、本実施形態の回路基板10では、金属板11Xに接続されているビア伝熱導体17,17同士が、導体伝熱層13A,13Bで接続されることで伝熱ルートが多く形成され、それに加えて、導体伝熱層13A,13Bに接続されているビア伝熱導体27A,27A同士及びビア伝熱導体27B,27B同士が、ビルドアップ導体伝熱層22A2,22B2で接続されることで、さらに多くの伝熱ルートが形成されている。これにより、効率よく放熱を行うことができる。また、導体伝熱層13A,13Bには、ビア伝熱導体17,17上に位置する複数の円形伝熱部70と、円形伝熱部70,70同士の間を接続する帯状伝熱部71とが備えられ、帯状伝熱部71の幅が円形伝熱部70の直径より小さくなっていてスルーホール導電導体15,15同士の間に配置されているので、スルーホール導電導体15,15同士の間の空きスペースを有効利用して伝熱ルートを増やすことができる。また、ビルドアップ導体伝熱層22A2,22B2に関しても同様に、円形伝熱部72と帯状伝熱部73とが備えられ、帯状伝熱部73がビア導電導体25A,25A(25B,25B)同士の間に配置されているので、空きスペースを有効利用して伝熱ルートを増やすことができる。これらにより、本実施形態の回路基板10によれば、回路の高密度化の阻害を抑えて、伝熱導体による放熱を効率良く行うことができる。また、導体伝熱層13A,13Bの一部である円形伝熱部70の直径は、帯状伝熱部71の幅より広く、さらに、ビア伝熱導体17の直径よりも大きいので、ビルドアップ層20A,20Bのビア伝熱導体27A,27Bを円形伝熱部70に接続することで、容易にビルドアップを行うことができる。
【0041】
[第2実施形態]
本実施形態は、図10図12に示されている。図10に示すように、実施形態の回路基板50は、ビア伝熱導体53の伝熱部分の構造のみが第1実施形態の回路基板10と異なる。以下、本実施形態の回路基板50のうち第1実施形態の回路基板10と同一構造に関しては、第1実施形態と同じ符号を付して重複した説明を省略し、第1実施形態の回路基板10と異なる構造に関してのみ説明する。
【0042】
回路基板50は、前記した第1の伝熱用ビアホール16及び第3の伝熱用ビアホール26A,26Bの代わりにコア基板11の表裏のビルドアップ絶縁層21A,21Bから金属板11Xまで穿孔されているテーパー状の複数の伝熱用ビアホール51を備え、それら伝熱用ビアホール51内にめっきが充填されてビア伝熱導体53が形成されている。そして、コア基板11の表裏のビルドアップ絶縁層21A,21B上のビルドアップ導体伝熱層22A2,22B2の複数の円形伝熱部72が複数のビア伝熱導体53に接続され、円形伝熱部72,72同士の間の帯状伝熱部73が、ビア導電導体25A,25A(25B、25B)同士の間に配置されている。
【0043】
回路基板50は、以下のようにして製造される。
(1)コア基板11に前記第1実施形態の第1の伝熱用ビアホール16(図5(C)参照)を形成しないこと以外は、前記第1実施形態と同じ工程を経て、図11(A)に示すように、コア基板11にスルーホール導電導体15、第2のビア伝熱導体19、導体回路層12A,12B及び導体伝熱層13A,13Bが形成されると共に、導体回路層12A,12Bの上からコア基板11のF面11F上及びS面11S上に、ビルドアップ絶縁層21A,21Bとしての樹脂フィルムと銅箔37とが積層される。
【0044】
(2)図11(B)に示すように、コア基板11のF面11F側の銅箔37にCO2レーザが照射されて、銅箔37及びビルドアップ絶縁層21Aを貫通する導電用ビアホール24A及び第2の伝熱用ビアホール28Aが形成されると共に、銅箔37から金属板11Xに至る深さの伝熱用ビアホール51が形成される。次いで、コア基板11のS面11S側の銅箔37にCO2レーザが照射されて、銅箔37及びビルドアップ絶縁層21Bを貫通するテーパー状の導電用ビアホール24B及び第4の伝熱用ビアホール28Bが形成されると共に、銅箔37から金属板11Xに至る深さの伝熱用ビアホール51が形成される。
【0045】
(3)無電解めっき処理が行われ、コア基板11の表裏の銅箔37,37上と導電用ビアホール24A,24B内と、第4の伝熱用ビアホール28A,28B内と、伝熱用ビアホール51内とに無電解めっき膜(図示せず)が形成される。
【0046】
(4)図12(A)に示すように、銅箔37上の無電解めっき膜上に、所定パターンのめっきレジスト40が形成される。
【0047】
(5)電解めっき処理が行われ、図12(B)に示すように、電解めっきが導電用ビアホール24A,24B内及び第4の伝熱用ビアホール28A,28B内に充填されてビア導電導体25A,25B、第4のビア伝熱導体29A,29Bが形成されると共に、電解めっきが伝熱用ビアホール51内に充填されてビア伝熱導体53が形成され、さらには、コア基板11のF面11FとS面11Sの無電解めっき膜(図示せず)のうちめっきレジスト40から露出している部分に電解めっき膜39,39が形成される。
【0048】
(6)めっきレジスト40が除去されると共に、めっきレジスト40の下方の無電解めっき膜(図示せず)及び銅箔37が除去され、残された電解めっき膜39、無電解めっき膜及び銅箔37により、コア基板11のF面11F側にビルドアップ導体回路層22A1とビルドアップ導体伝熱層22A2とからなるビルドアップ導体層22A(図10参照)が形成される。これと同様に、コア基板11のS面11S側にも、ビルドアップ導体回路層22B1とビルドアップ導体伝熱層22A2とからなるビルドアップ導体層22B(図10参照)が形成される。
【0049】
(7)図10に示すように、ビルドアップ導体層22A,22B上にソルダーレジスト層23A,23Bが積層される。そして、それらソルダーレジスト層23A,23Bの所定箇所にテーパー状のパッド用孔が形成されてビルドアップ導体層22A,22Bにおけるビルドアップ導体回路層22A1,22B1の一部がソルダーレジスト層23A,23Bから露出して上記した導電用パッド32A,32Bになると共に、ビルドアップ導体層22A,22Bにおけるビルドアップ導体伝熱層22A2,22B2の一部がソルダーレジスト層23A,23Bから露出して上記した伝熱用パッド31A,31Bになる。
【0050】
(8)導電用パッド32A,32B上及び伝熱用パッド31A,31B上に、ニッケル層、金層の順に積層されて金属膜41が形成される。以上で回路基板50が完成する。
【0051】
本実施形態の回路基板50では、前記第1実施形態の回路基板10と同様に、例えば、実装したCPU80の熱を、ビルドアップ導体伝熱層22A2,22B2、ビア伝熱導体53及び金属板11Xを通して回路基板50の反対側に放熱することができる。そして、金属板11Xに接続されているビア伝熱導体53,53同士が、ビルドアップ導体伝熱層22A2,22B2の円形伝熱部72及び帯状伝熱部73によって接続されることで伝熱ルートが多く形成される。これにより、効率よく放熱を行うことができる。また、ビア伝熱導体53,53の間で延びる帯状伝熱部73が、ビア導電導体25A,25A(25B,25B)同士の間に配置されているので、空きスペースを有効利用して伝熱ルートを増やすことができる。これらにより、本実施形態の回路基板50によれば、回路の高密度化の阻害を抑えて、伝熱導体による放熱を効率良く行うことができる。
[他の実施形態]
【0052】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【0053】
(1)前記第1実施形態の伝熱用ビアホール16及び前記第2実施形態の伝熱用ビアホール51は、レーザーによって形成されていたが、回転工具によって伝熱用ビアホール16及び伝熱用ビアホール51を形成してもよい。
【0054】
(2)前記第1及び第2実施形態のビア伝熱導体17,53は、それぞれがグランドであるコア基板11の金属板11Xに接続されていたが、金属板11Xを例えば電源用とグランド用などの複数の区画に分割して、一部のビア伝熱導体を電源供給用に使用し、他のビア伝熱導体をグランド用に使用するなどしてもよい。
【0055】
(3)前記第1実施形態の回路基板10は、コア基板11にビルドアップ層20A,20Bが積層されていたが、ビルドアップ層を有しない回路基板に本発明を適用してもよい。
【0056】
(4)前記第1及び第2実施形態のビア伝熱導体17,53上の円形伝熱部70は、図4(C)、図10(B)に示すように、それぞれ1つの帯状伝熱部71に接続されていたが、図13に示す円形伝熱部70Vのように、複数の帯状伝熱部71に接続されていてもよいし、同図に示す円形伝熱部70V2のように、帯状伝熱部71に接続されていなくてもよい。そして、円形伝熱部70V2は帯状伝熱部71に接続されている円形伝熱部70、70Vと同じ発熱部品(例えば、CPU80)の放熱に使用される。換言すれば、円形伝熱部70V2は帯状伝熱部71に接続されている円形伝熱部70の近傍に配置される。また、前記第1実施形態のビア伝熱導体27A,27B上の円形伝熱部72を円形伝熱部70V,70V2と同様に構成してもよい。なお、図13では導体回路層12Aと導体伝熱層13Aとを区別するため、それぞれを異なるハッチングで示している。
【符号の説明】
【0057】
10,50 回路基板
11 コア基板(金属板内蔵基板)
12A,12B 導体回路層
13A,13B 導体伝熱層
14 導電用貫通孔
15 スルーホール導電導体
16,26A,26B,51 伝熱用ビアホール(伝熱用ビアホール,上部伝熱用ビアホール)
17,27A,27B,53 ビア伝熱導体(ビア伝熱導体,上部ビア伝熱導体)
21A,21B ビルドアップ絶縁層
22A1,22B1 ビルドアップ導体回路層
22A2,22B2 ビルドアップ導体伝熱層
24A,24B 導電用ビアホール
25A,25B ビア導電導体
70,70V,70V2,72 円形伝熱部(円形伝熱部,上部円形伝熱部)
71,73 帯状伝熱部(帯状伝熱部,上部帯状伝熱部)
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13