特開 2022-34335 配線基板

(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】P2022034335

(43)【公開日】2022-03-03

(54)【発明の名称】配線基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/02 20060101AFI20220224BHJP

   H05K 3/46 20060101ALI20220224BHJP

【ＦＩ】

H05K1/02 Q

H05K3/46 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020138082

(22)【出願日】2020-08-18

(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】110001896

【氏名又は名称】特許業務法人朝日奈特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】池田 大介

【テーマコード（参考）】

5E316

5E338

【Ｆターム（参考）】

5E316AA02

5E316AA29

5E316AA35

5E316AA43

5E316BB03

5E316BB16

5E316CC04

5E316CC09

5E316CC10

5E316CC13

5E316CC32

5E316DD23

5E316DD24

5E316DD32

5E316DD33

5E316EE33

5E316FF03

5E316FF15

5E316GG15

5E316HH17

5E316JJ13

5E316JJ26

5E338AA03

5E338BB05

5E338CC08

5E338CD32

5E338EE02

(57)【要約】

【課題】放熱を効率良く行うことが可能な配線基板の提供。
【解決手段】実施形態の配線基板１０は、電子部品ＥＣが搭載される部品搭載領域Ａを有する第１面１０Ｆ及び第１面１０Ｆと反対側の第２面１０Ｓと、第１面１０Ｆ及び第２面１０Ｓの間で交互に積層される複数の絶縁層１１及び導体層１２と、第１面１０Ｆ及び第２面１０Ｓの間に配置されるペルチェ素子１００と、を有している。ペルチェ素子１００は、第１面１０Ｆ側に面する吸熱面１０１、及び、第２面１０Ｓ側に面する発熱面１０２を有し、発熱面１０２と第２面１０Ｓとの距離Ｄ２は、吸熱面１０１と第１面１０Ｆとの距離Ｄ１よりも小さい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子部品が搭載される部品搭載領域を有する第１面及び前記第１面と反対側の第２面と、前記第１面及び前記第２面の間で交互に積層される複数の絶縁層及び導体層と、前記第１面及び前記第２面の間に配置されるペルチェ素子と、を有する配線基板であって、
前記ペルチェ素子は、前記第１面側に面する吸熱面、及び、前記第２面側に面する発熱面を有し、
前記発熱面と前記第２面との距離は、前記吸熱面と前記第１面との距離よりも小さい。

【請求項2】

請求項１記載の配線基板であって、前記ペルチェ素子を内蔵するコア基板をさらに有し、
前記コア基板の、前記ペルチェ素子の前記吸熱面側には、交互に積層される絶縁層及び導体層によって第１ビルドアップ部が形成されており、
前記コア基板の、前記ペルチェ素子の前記発熱面側には、交互に積層される絶縁層及び導体層によって第２ビルドアップ部が形成されており、
前記第２ビルドアップ部が有する導体層の数は、前記第１ビルドアップ部が有する導体層の数よりも小さい。

【請求項3】

請求項１記載の配線基板であって、コア基板をさらに有し、
前記コア基板の一方の面上には、交互に積層される絶縁層及び導体層によって、前記第１面を有する第１ビルドアップ部が形成されており、
前記コア基板の前記一方の面と反対側の他方の面上には、交互に積層される絶縁層及び導体層によって、前記第２面を有する第２ビルドアップ部が形成されており、
前記ペルチェ素子は、前記第２ビルドアップ部に内蔵されている。

【請求項4】

請求項３記載の配線基板であって、前記第１ビルドアップ部が有する導体層の数と、前記第２ビルドアップ部が有する導体層の数とは等しい。

【請求項5】

請求項１記載の配線基板であって、前記ペルチェ素子は前記部品搭載領域を前記第２面側に垂直投影した領域に配置されている。

【請求項6】

請求項１記載の配線基板であって、前記第１面は前記部品搭載領域に部品実装パッドを備え、前記部品実装パッドは前記ペルチェ素子の前記吸熱面と導体を介して接続されている。

【請求項7】

請求項１記載の配線基板であって、前記配線基板は前記第１面が部分的に窪む凹部を有し、前記凹部の底面は前記部品搭載領域を有している。

【請求項8】

請求項１記載の配線基板であって、前記第２面を構成する導体層は、前記ペルチェ素子の前記発熱面と導体を介して接続される放熱用パターンを有している。

【請求項9】

請求項１記載の配線基板であって、前記ペルチェ素子の前記発熱面が前記第２面の一部を構成している。

【請求項10】

請求項１記載の配線基板であって、前記発熱面から前記第２面までの距離の、前記吸熱面から前記第１面までの距離に対する比率は０．５以下である。

【請求項11】

請求項１記載の配線基板であって、前記発熱面と前記第２面との距離は４００μｍ以下である。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は配線基板に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、放熱基板が開示されている。放熱基板の厚さ方向における中央部分には、コア基板を貫通するキャビティ内に収容されたペルチェ素子モジュールが配置されている。コア基板の両面側には、絶縁層及び導体層が積層されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２０１０６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の放熱基板では、ペルチェ素子モジュールは、基板の厚さ方向における中央に配置されている。ペルチェ素子モジュールの発熱面側では熱が滞留しやすいと考えられる。発熱面側での熱の滞留は吸熱面側での吸熱量の低下を引き起こし、吸熱面側での望ましい冷却効果が得られにくいと考えられる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の配線基板は、電子部品が搭載される部品搭載領域を有する第１面及び前記第１面と反対側の第２面と、前記第１面及び前記第２面の間で交互に積層される複数の絶縁層及び導体層と、前記第１面及び前記第２面の間に配置されるペルチェ素子と、を有している。前記ペルチェ素子は、前記第１面側に面する吸熱面、及び、前記第２面側に面する発熱面を有し、前記発熱面と前記第２面との距離は、前記吸熱面と前記第１面との距離よりも小さい。

【0006】

本発明の実施形態によれば、部品搭載領域に搭載される電子部品などから発生する熱を、効率よく外部へ放熱することが可能な配線基板が提供され得る。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の一実施形態の配線基板の一例を示す断面図。

【図2】本発明の一実施形態の配線基板の他の例を示す断面図。

【図3】本発明の一実施形態の配線基板のさらに他の例を示す断面図。

【図4】本発明の一実施形態の配線基板のさらに他の例を示す断面図。

【図5】本発明の一実施形態の配線基板のさらに他の例を示す断面図。

【図6A】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。

【図6B】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。

【図6C】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。

【図6D】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。

【図6E】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。

【図6F】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。

【図6G】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。

【図6H】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。

【図6I】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。

【図6J】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。

【図6K】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。

【図6L】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。

【図6M】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

つぎに、本発明の一実施形態の配線基板が図面を参照しながら説明される。図１は、実施形態の一例である配線基板１０の断面図である。図１に示されるように、本実施形態の配線基板１０は、第１面１０Ｆ及び第１面１０Ｆと反対側の第２面１０Ｓを有している。配線基板１０は、複数の交互に積層される絶縁層１１及び導体層１２を含む。複数の絶縁層１１のうち絶縁層１１ｐはその内部にペルチェ素子１００を有している。このペルチェ素子１００を内蔵する絶縁層１１ｐは素子内蔵層１１ｐとも称される。ペルチェ素子１００は、その吸熱面１０１を第１面１０Ｆ側に、発熱面１０２を第２面１０Ｓ側に向けて、素子内蔵層１１ｐに設けられる収容口１１ｐｃ内に配置されている。このペルチェ素子１００は配線基板１０内の、第２面１０Ｓ寄りの位置に配置されている。

【0009】

複数の導体層１２のそれぞれは、所望の導体パターンを有するように適宜パターニングされている。そして、導体層１２が接する絶縁層１１は、絶縁層１１に接する導体層１２を接続する接続用の導体を含んでいる。具体的には、素子内蔵層１１ｐは、その両側に接する導体層１２ｐ同士を接続するスルーホール導体１４ｐを含み、その他の絶縁層１１はビア導体１４ｖを含んでいる。

【0010】

図示の例において、素子内蔵層１１ｐ、及び、素子内蔵層１１ｐの両側に接する導体層１２ｐは、配線基板１０のコア基板３を構成する。コア基板３の両面側にはビルドアップ層が形成されている。具体的には、コア基板３の一方の面（ペルチェ素子１００の吸熱面１０１）側には、第１面１０Ｆを有する第１ビルドアップ部１が積層され、他方の面（ペルチェ素子１００の発熱面１０２）には、第２面１０Ｓを有する第２ビルドアップ部２が積層されている。第２ビルドアップ部２が有する絶縁層１１及び導体層１２の層数は、第１ビルドアップ部１が有する絶縁層１１及び導体層１２の層数よりも小さい。

【0011】

なお、本実施形態の配線基板１０の説明では、配線基板１０の厚さ方向において、素子内蔵層１１ｐを基準にして第１面１０Ｆ又は第２面１０Ｓに近い側は「上側」もしくは「外側」、又は単に「上」もしくは「外」とも称され、素子内蔵層１１ｐに近い側は「下側」もしくは「内側」、又は単に「下」もしくは「内」とも称される。

【0012】

図示の例においては、配線基板１０は、その第１面１０Ｆ側及び第２面１０Ｓ側の最外層の導体層１２及び絶縁層１１上に被覆層１３を備えている。被覆層１３には、最外の導体層１２が有する導体パッド１２ｃを露出させる開口１３ａが形成されている。被覆層１３はソルダーレジスト層であり得る。

【0013】

配線基板１０の第１面１０Ｆは外部の電子部品などが搭載され得る部品搭載領域Ａを有しており、部品搭載面として機能し得る。部品搭載領域Ａには、例えば、メモリ、マイコン、ＣＰＵ、等の半導体集積回路装置、又はＬＥＤ、ＰＤ（フォトダイオード）等の光半導体デバイスである電子部品ＥＣが搭載され得る。図示の例では、第１面１０Ｆの部品搭載領域Ａに対応する部分は配線基板１０の内側に窪む凹部１０ＦＲを構成している。図示の例では、凹部１０ＦＲの底面は、導体層１２が有する導体パターンとして部品実装領域Ａの全域に亘って形成される部品実装パッド１２０により構成されている。凹部１０ＦＲの側壁（底面以外の部分）は、絶縁層１１及び被覆層１３の露出面から構成されている。そして、第１面１０Ｆの凹部１０ＦＲ以外の部分は、被覆層１３及び被覆層１３に設けられている開口１３ａから露出する導体層１２（導体パッド１２ｃ）によって構成されている。

【0014】

配線基板１０の、導体層１２及び被覆層１３で構成されている第２面１０Ｓは、配線基板１０の熱を外部へ放出させる放熱面として機能する。第１面１０Ｆの部品搭載領域Ａに搭載され得る電子部品ＥＣから発生する熱は、ペルチェ素子１００を介して第２面１０Ｓに伝えられ、配線基板１０の外部へと放熱される。図示の例では、第２面１０Ｓは、導体層１２の導体パターンの一部として形成される放熱用パターン１２ｃｅを有している。第２面１０Ｓには、配線基板１０内部の熱を効率よく外部へと放出させるために、例えば高熱伝導性の接着部材などを介してヒートシンク（図示せず）が接続されてもよい。

【0015】

配線基板１０に配置されているペルチェ素子１００は、一方に第１の面１０１を有し、第１の面１０１と反対側に第２の面１０２を有している。本実施形態においては第１の面１０１は冷却面（吸熱面）として機能し、第２の面１０２は加熱面（発熱面）として機能する。ペルチェ素子１００は、第１面１０Ｆの部品搭載領域Ａ側に第１の面１０１を向け、第２面１０Ｓ側に第２の面１０２を向けて配置される。ペルチェ素子１００は、部品搭載領域Ａに配置される電子部品ＥＣから発せられる熱を第１の面１０１から吸熱し第２の面１０２から放熱する、ヒートポンプとして機能する。

【0016】

配線基板１０の部品搭載領域Ａに配置される電子部品ＥＣが発する熱は、配線基板１０内に留まると電子部品ＥＣの誤動作等の原因になり得る。また、配線基板１０の各構成要素の熱膨張による層間剥離の原因ともなり得る。従って、電子部品ＥＣが発する熱は配線基板１０の外部へ放熱される必要がある。ペルチェ素子１００は、この電子部品ＥＣが発する熱を、第２面１０Ｓから配線基板１０の外側へと効率よく放熱するために設けられている。

【0017】

本実施形態における配線基板１０において、ペルチェ素子１００は配線基板１０の厚さ方向における第２面１０Ｓ寄りの位置に配置される。具体的には、ペルチェ素子１００の発熱面１０２と第２面１０Ｓとの距離Ｄ２が、ペルチェ素子１００の吸熱面１０１と第１面１０Ｆとの距離Ｄ１よりも小さくなる位置にペルチェ素子１００が配置される。このような構成とすることで、第１面１０Ｆに搭載される電子部品ＥＣなどの熱源から発生する熱を、効率的に第２面１０Ｓから放熱することが可能となる。

【0018】

前述したように、基板の厚さ方向における中央部分にペルチェ素子モジュールが配置される構成では、ペルチェ素子の発熱面から発せられる熱が基板内に滞留しやすく、吸熱面側で効果的な冷却が実現され難いと考えられる。電子部品などの熱源から発生する熱を効果的に基板の外へ放熱し難く、従って、基板に接続される電子部品の過熱に起因する動作不良を引き起こす虞もあると考えられる。これに対し、本実施形態のように、発熱面１０２から第２面１０Ｓまでの距離Ｄ２が吸熱面１０１から第１面１０Ｆまでの距離Ｄ１よりも小であると、配線基板１０外への効果的な放熱が実現され得る。吸熱面１０１において効果的な冷却が実現され、配線基板１０に搭載される電子部品の誤動作などの不良が抑制され得る。発熱面１０２から発せられる熱を効果的に放熱させる観点から、発熱面１０２から第２面１０Ｓまでの距離Ｄ２の、吸熱面１０１から第１面１０Ｆまでの距離Ｄ１に対する比率は０．５以下であることが好ましく、発熱面１０２から第２面１０Ｓまでの距離Ｄ２は、４００μｍ以下であることが好ましい。

【0019】

熱源である電子部品ＥＣが発する熱を、効率的に吸熱面１０１に伝熱させてペルチェ素子１００を介して第２面１０Ｓから放熱させるためには、図示のように、ペルチェ素子１００は第１面１０Ｆの部品搭載領域Ａを第２面１０Ｓ側に垂直投影した領域に配置されていることが好ましい。また、ペルチェ素子１００の吸熱面１０１は、配線基板１０を構成する導体（ビア導体１４ｖ、導体層１２）を介して部品実装パッド１２０と接続されていることが好ましい。そして、ペルチェ素子１００の発熱面１０２は、配線基板１０を構成する導体を介して、第２面１０Ｓを構成する導体層１２の、導体パターンの一部として形成される放熱用パターン１２ｃｅに接続されていることが好ましい。熱源から吸熱面１０１への熱伝導、及び、発熱面１０２から放熱面（第２面１０Ｓ）までの熱伝導が効率よく行われ得る。

【0020】

導体層１２、１２ｐ、ビア導体１４ｖ、及びスルーホール導体１４ｐは、銅やニッケルなど、適切な導電性を有する任意の材料を用いて形成され得る。導体層１２、１２ｐ、ビア導体１４ｖ、及びスルーホール導体１４ｐは、例えば金属箔（好ましくは銅箔）、金属膜層（好ましくは無電解銅めっき膜層）、電解めっき膜層（好ましくは電解銅めっき膜層）によって、又はこれらの組み合わせによって構成される。図１に示される例では、ペルチェ素子１００を内蔵する絶縁層１１ｐに接する導体層１２ｐは、金属箔、金属膜層、及び電解めっき膜層を含む３層構造を有している。そして、配線基板１０を構成するその他の導体層１２、ビア導体１４ｖ、及びスルーホール導体１４ｐは、金属膜層及び電解めっき膜層を含む２層構造を有している。しかし、配線基板１０を構成する各導体層１２の構成は、図１に例示される多層構造に限定されない。例えば、導体層１２ｐ以外の導体層１２も、金属箔層、金属膜層、及び電解めっき膜層の３層構造で構成されてよい。

【0021】

絶縁層１１、１１ｐは、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）又はフェノール樹脂などの絶縁性樹脂を用いて形成され得る。各絶縁層１１、１１ｐは、ガラス繊維などの補強材及び／又はシリカなどの無機フィラーを含み得る。図１に示される例では、絶縁層１１ｐはガラス繊維を含む補強材を含んでいる。一方、絶縁層１１ｐ以外の絶縁層１１は補強材を含んでいないものが図示されている。被覆層１３は、例えば、感光性のエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを用いて形成される。

【0022】

配線基板１０の第１面１０Ｆ側に形成されている凹部１０ＦＲは、その底面の全域に亘って、電子部品ＥＣが載置されるべき部品実装パッド１２０を露出している。この部品実装パッド１２０は、配線基板１０を構成する導体層１２のうち一つの層の一部が凹部１０ＦＲの底面に露出したものである。部品実装パッド１２０には、エポキシ樹脂などで形成される絶縁性の接着剤、又は、導電性粒子を含む導電性接着剤などの実装用部材を介して電子部品ＥＣが実装され得る。電子部品ＥＣの上側には、例えば電子部品ＥＣを制御するコントローラーなどの電子部品（図示せず）が接続されてよい。

【0023】

絶縁層１１ｐは、内部にペルチェ素子１００を収容するための貫通孔（収容口）１１ｐｃを有している。収容口１１ｐｃはペルチェ素子１００の寸法よりも僅かに大きく形成される。収容口１１ｐｃの内面とペルチェ素子１００との間の隙間は、配線基板１０を構成する絶縁層１１のうち、絶縁層１１ｐに最も近い絶縁層１１を構成する樹脂で埋められている。

【0024】

ペルチェ素子１００は、一定の間隔をあけて交互に配置されている複数の直方体形状のＰ型熱電半導体素子１００ｐとＮ型熱電半導体素子１００ｎとを有している。ペルチェ素子１００は、この複数の交互に配置されているＰ型及びＮ型熱電半導体素子１００ｐ、１００ｎのうち、隣接するＰ型及びＮ型熱電半導体素子１００ｐ、１００ｎの端部を、電極板１００ｅで互い違いに接続することで構成されている。複数の交互に配置されているＰ型及びＮ型熱電半導体素子１００ｐ、１００ｎのうち、末端のＰ型又はＮ型熱電半導体素子１００ｐ、１００ｎにおける電極板１００ｅと反対側の端部には電極１００Ａ、１００Ｂが設けられている。電極板１００ｅ及び電極１００Ａ、１００Ｂは、例えばＣｕなどの適切な導電性を有する金属で構成されている。ペルチェ素子１００は、この電極板１００ｅ及び電極１００Ａ、１００Ｂが設けられた複数のＰ型及びＮ型熱電半導体素子１００ｐ、１００ｎを、２枚の絶縁板（第１絶縁板１００ｃ、第２絶縁板１００ｈ）で挟むことで形成されている。

【0025】

Ｐ型熱電半導体素子１００ｐとＮ型熱電半導体素子１００ｎとは略同形で同サイズに形成されている。Ｐ型熱電半導体素子１００ｐとしては、例えば、ビスマス－テルル化合物にアンチモンを添加したものが用いられ、Ｎ型熱電半導体素子１００ｎとしては、ビスマス－テルル化合物にセレンを添加したものが用いられ得る。ペルチェ素子１００の各熱電半導体素子１００ｐ、１００ｎの間の空間には、絶縁性樹脂などの封止剤が充填されている。封止剤には、例えば、エポキシ系樹脂などの絶縁性の樹脂が使用され得る。

【0026】

ペルチェ素子１００の両面を構成する第１及び第２絶縁板１００ｃ、１００ｈは、例えば、セラミック板などの高い熱伝導性及び電気絶縁性を有する材料を用いて構成される。第１及び第２絶縁板１００ｃ、１００ｈには例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などが使用され得る。第１絶縁板１００ｃの、Ｐ型及びＮ型熱電半導体素子１００ｐ、１００ｎと反対側の表面は、第１の面（吸熱面）１０１を構成する。第２絶縁板１００ｈの、Ｐ型及びＮ型熱電半導体素子１００ｐ、１００ｎと反対側の表面は、第２の面（発熱面）１０２を構成する。

【0027】

図示される例のペルチェ素子１００においては、電極１００Ａ及び電極１００Ｂが第１の面１０１側に設けられ、第１絶縁板１００ｃの電極１００Ａ、１００Ｂと重なる部分には、電極１００Ａ、１００Ｂの一部が露出する開口が形成されている。しかし、ペルチェ素子１００における電極１００Ａ、１００Ｂが設けられる位置はこれに限定されない。電極１００Ａ、１００Ｂの両方が第２の面１０２側に設けられてもよく、電極１００Ａ、１００Ｂのうち一方が第１の面１０１側に設けられ、他方が第２の面１０２側に設けられる構成とされてもよい。ペルチェ素子１００の電極１００Ａ、１００Ｂは、外部からの電力供給を受けるために、ビア導体１４ｖ及び導体層１２を介して、配線基板１０の表面に形成される導体パッド１２ｃに電気的に接続される。

【0028】

ペルチェ素子１００に電力が供給されると、ペルチェ素子１００の第１絶縁板１００ｃ側では温度が低くなり、反対側の第２絶縁板１００ｈ側で温度が高くなる温度勾配が形成される。すなわち、第１絶縁板１００ｃ側で吸熱現象、第２絶縁板１００ｈ側で発熱現象が発生する。これにより、配線基板１０内における、ペルチェ素子１００の第１の面１０１側の熱は、ペルチェ素子１００を介して第２の面１０２側に運搬される。

【0029】

図１の配線基板１０は、部品実装パッド１２０と電子部品ＥＣとは電気的に絶縁されている例として示されている。電子部品ＥＣへの電力は、例えば電子部品ＥＣの上部に設けられる接続パッドを介して電子部品ＥＣの上に接続され得る他の電子部品等から供給され得る。しかし、電子部品ＥＣへの電力供給は、部品搭載領域Ａに設けられる部品実装パッド１２０を介して行われてもよい。図２に示される配線基板１０ａでは、電子部品ＥＣがフリップチップ実装で部品実装パッド１２０に電気的に接続されている例が示されている。

【0030】

配線基板１０ａにおいて、電子部品ＥＣは、例えば、その直下に設けられる被覆層（ソルダーレジスト層）１３ｒの開口から露出する部品実装パッド１２０に、半田などのバンプを介して接続され得る。図示の例では、ペルチェ素子１００の電極１００Ａ、１００Ｂに接続されている、ペルチェ素子１００への電力供給のための導電経路は、電子部品ＥＣへの導電経路と部分的に重なっている。この実施形態における配線基板１０ａでも、配線基板１０と同様に、部品実装パッド１２０とペルチェ素子１００が導体を介して接続されている。これにより、電子部品ＥＣとペルチェ素子１００に共通の導電経路で電力供給をしながらも、電子部品ＥＣで発生した熱を効率よくペルチェ素子１００に伝熱し得る。

【0031】

本実施形態の配線基板は、図３に示される配線基板１０ｂのように、第２面１０Ｓにペルチェ素子１００の発熱面１０２が露出する構成を有してもよい。ペルチェ素子１００の発熱面１０２が露出することで、発熱面１０２から発せられる熱は直接、配線基板１０ｂの外部へ放出されることとなり、放熱効率が向上し得る。この露出する発熱面１０２には、高熱伝導率を有する接着剤などを介して外部のヒートシンク（図示せず）と結合させることも可能である。

【0032】

また、本実施形態の配線基板は、図４に示される配線基板１０ｃのように、第１面１０Ｆが部品実装領域Ａにおいて窪む凹部を有さずともよい。図示される例では、部品実装パッド１２０は第１面１０Ｆに露出する導体パッド１２ｃと同一の面に形成され、電子部品ＥＣは部品実装パッド１２０を介して第１面１０Ｆ上に搭載される。配線基板１０ｃにおいても、ペルチェ素子１００の発熱面１０２から配線基板の表面までの距離Ｄ２は、吸熱面１０１から第１面１０Ｆまでの距離Ｄ１よりも小とされており、配線基板１０ｃ外への効果的な放熱が実現され得る。

【0033】

図１～図４に示された配線基板１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃでは、コア基板３内にペルチェ素子１００が配置され、第２ビルドアップ部２が有する絶縁層１１及び導体層１２の層数が、第１ビルドアップ部１が有する絶縁層１１及び導体層１２の層数よりも小さい例が示された。しかしながら、本実施形態の配線基板は、ペルチェ素子１００がコア基板３内に配置される構成に限定されない。コア基板３の表面に積層されるビルドアップ層内にペルチェ素子１００が配置される構成をも有し得る。図５には、ペルチェ素子１００が第２ビルドアップ部２内に配置されている例が、配線基板１０ｄとして示されている。

【0034】

図５に示される配線基板１０ｄは、コア基板３の両面側に積層される第１ビルドアップ部１と第２ビルドアップ部２は対称の層構造を有している。すなわち、第１ビルドアップ部１と第２ビルドアップ部２とは、同じ層数の絶縁層１１及び導体層１２を有している。ペルチェ素子１００は第２ビルドアップ部２を構成する絶縁層１１が有する開口内に収容される。配線基板１０ｄにおいても、ペルチェ素子１００の発熱面１０２と第２面１０Ｓとの距離Ｄ２が、ペルチェ素子１００の吸熱面１０１と第１面１０Ｆとの距離Ｄ１よりも小である構成が実現され、配線基板１０ｄから、第２面１０Ｓ側への効率的な放熱が実現され得る。

【0035】

以下、図１に示される配線基板１０の製造方法が説明される。先ず、図６Ａに示されるように、例えば、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層１１ｐの両面に、銅箔１２ｆがラミネートされている両面銅張積層板が用意される。次に、図６Ｂに示されるように、両面銅張積層板の両面側から例えば炭酸ガスレーザー光が照射されて、絶縁層１１ｐの厚さ方向における中心部付近へ向かって両面側からテーパー状に縮径する貫通孔１４ｐｈが形成される。

【0036】

次いで、図６Ｃに示されるように、スルーホール導体１４ｐ及び導体層１２ｐが形成される。貫通孔１４ｐｈ内及び銅箔１２ｆ上に無電解めっき処理が行われ、銅箔１２ｆ上と貫通孔１４ｐｈの内面に無電解めっき膜１２ｎが形成される。そして、銅箔１２ｆ上の無電解めっき膜１２ｎ上に、所定パターンのめっきレジストが形成された後に電解めっき処理が行われ、電解めっき膜１２ｅが貫通孔１４ｐｈ内に充填されてスルーホール導体１４ｐが形成される。同時に銅箔１２ｆ上の無電解めっき膜１２ｎのめっきレジストから露出している部分に電解めっき膜１２ｅが形成される。続いて、めっきレジストが剥離され、さらにめっきレジストの下方の無電解めっき膜１２ｎ及び銅箔１２ｆがエッチングにより除去される。残された電解めっき膜１２ｅ、無電解めっき膜１２ｎ及び銅箔１２ｆにより、絶縁層１１ｐの両面に導体層１２ｐが形成されると共に、導体層１２ｐがスルーホール導体１４ｐによって接続された状態になる。

【0037】

次いで、図６Ｄに示されるように、絶縁層１１ｐにルーター加工又はレーザー光の照射によって、収容口１１ｐｃが形成される。

【0038】

次いで、図６Ｅに示されるように、収容口１１ｐｃの開口の一方を塞ぐように、例えばＰＥＴフィルムからなるテープＴＰが導体層１２ｐ上に張り付けられる。そして、ペルチェ素子１００がマウンター（図示せず）によって収容口１１ｐｃの内部に収められ、ペルチェ素子１００の第２絶縁板１００ｈがテープＴＰに固定される。

【0039】

続いて、図６Ｆに示されるように、テープＴＰが貼り付けられている導体層１２ｐと反対側の導体層１２ｐ上に樹脂フィルム１１ｆが積層される。樹脂フィルム１１ｆはプレスされることで、導体層１２ｐの導体パターンの間、及び、ペルチェ素子１００と収容口１１ｐｃの内壁との隙間に入り込む。樹脂フィルム１１ｆは、例えば、芯材を含まず無機フィラーを含有する樹脂フィルムである。

【0040】

次に、図６Ｇに示されるように、テープＴＰが導体層１２ｐ及びペルチェ素子１００から取り外されて除去される。

【0041】

次いで、図６Ｈに示されるように、導体層１２ｐ及びペルチェ素子１００の第２の面１０２の上に、樹脂フィルム１１ｆが積層されてプレスされる。その際、樹脂フィルム１１ｆが、導体層１２ｐの導体パターンの間、及び、収容口１１ｐｃの内面とペルチェ素子１００との隙間に充填され、隙間は完全に樹脂によって充填される。以上により、両面に導体層１２ｐを有する絶縁層（素子内蔵層）１１ｐ内へペルチェ素子１００が配置され、コア基板３の形成が完了する。同時に、コア基板３の両面に接する絶縁層１１の形成が完了する。

【0042】

続いて、図６Ｉに示されるように、ペルチェ素子１００の第１の面１０１に接する絶縁層１１にビア導体１４ｖが形成されると共に、絶縁層１１に接する導体層１２が形成される。同時に、ペルチェ素子１００の第２の面１０２に接する絶縁層１１にもビア導体１４ｖが形成されると共に、導体層１２が形成される。絶縁層１１にビア導体１４ｖ用の貫通孔がレーザー加工によって形成され、セミアディティブ法を用いて、無電解めっき膜及び電解めっき膜の２層で構成される所望の導体パターンを有する導体層１２及びビア導体１４ｖが形成される。ペルチェ素子１００の第２の面１０２側に形成される導体層１２は、放熱用パターン１２ｃｅを含む導体パターンを有するように形成される。この際、ペルチェ素子１００の第１の面１０１側では、ペルチェ素子１００の第１絶縁板１００ｃの開口から露出する電極１００Ａ、１００Ｂ上にビア導体１４ｖが形成され、導体層１２と電極１００Ａ、１００Ｂとが接続される。

【0043】

なお、ペルチェ素子１００に接する絶縁層１１には芯材を有しない樹脂フィルムの代わりに、芯材を有するプリプレグが用いられ、プリプレグ上に金属箔が積層されてもよい。この場合、ペルチェ素子１００に最も近い絶縁層１１に形成されるビア導体１４ｖの形成、及び、絶縁層１１に接して形成される導体層１２の形成においては、サブトラクティブ法、又は、金属箔を用いるセミアディティブ法が用いられ得る。

【0044】

続いて、ペルチェ素子１００の第１の面１０１の上側に、ビルドアップ工法により、絶縁層１１及び導体層１２の積層が繰り返される。なお、図６Ｉに示される状態の形成が完了した後、ペルチェ素子１００の第１の面１０１の上側へさらに絶縁層１１及び導体層１２が積層される際に、第２の面１０２側の導体層１２の表面は、例えばＰＥＴフィルムなどをベースフィルムに用いて適宜保護される。図６Ｊに示されるように、第１の面１０１側において部品実装パッド１２０を含む導体層１２までが形成される。次いで、部品実装パッド１２０の上に剥離層１５が形成され、剥離層１５の平面形状に基づく開口を有する樹脂フィルムが、部品実装パッド１２０を有する導体層１２上に積層され、剥離層１５をその開口内に収容する絶縁層１１が形成される。図６Ｊに示される例において、剥離層１５は、粘着層１５ａと粘着層１５ａに積層された接合層１５ｂとを有している。粘着層１５ａは、導体層１２（部品実装パッド１２０）と強固には接着せず、しかし、導体層１２と密着し得る材料を用いて形成される。粘着層１５ａと導体層１２とは、比較的弱い力で容易に分離され得る。粘着層１５ａには、例えばアクリル樹脂が用いられる。一方、接合層１５ｂは、銅などの金属及びエポキシ樹脂などに対して十分な接着性を発現し得る材料で形成される。接合層１５ｂの材料としてはポリイミド樹脂が例示される。

【0045】

次いで、図６Ｋに示されるように、剥離層１５が設けられる層の上側に、さらに絶縁層１１及び導体層１２が形成される。図示されるように、凹部１０ＦＲの形成領域内の、剥離層１５より上側に形成される各導体層１２には、ダミーパターン１２ｄが設けられ得る。ダミーパターン１２ｄが設けられていることによって、後述の凹部１０ＦＲを形成する工程における、絶縁層１１及び導体層１２の部分的な除去が安定して行われ得る。

【0046】

最外の絶縁層１１及び導体層１２の上には被覆層１３が形成される。被覆層１３は、例えば、感光性のエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを用いて形成され、被覆層１３には、露光及び現像によって開口１３ａが形成される。開口１３ａからは最外の導体層１２に含まれる導体パッド１２ｃが露出する。

【0047】

続いて、図６Ｌに示されるように、剥離層１５の縁部に沿って部品実装パッド１２０に達する溝Ｇが形成される。溝Ｇは、例えば、炭酸ガスレーザー又はＹＡＧレーザーなどのレーザー光（図示せず）を、剥離層１５の縁部に沿った経路で照射することによって形成される。導体層１２が含む部品実装パッド１２０は、平面視で凹部１０ＦＲの底面となる領域全体を含むように形成されている。従って、部品実装パッド１２０は、溝Ｇの形成時のレーザー光のストッパとして機能し得る。

【0048】

その後、溝Ｇに囲まれた部分である除去部分Ｒが剥離層１５と共に除去される。その結果、図６Ｍに示されるように凹部１０ＦＲが形成される。前述したように、剥離層１５の粘着層１５ａは、部品実装パッド１２０と強固に接着されておらず、その粘着性によって単に付着しているだけである。従って、除去部分Ｒは、例えば、治工具などに吸着されて引き上げられるなどの任意の方法で容易に除去され得る。凹部１０ＦＲの形成に伴って、部品実装パッド１２０が凹部１０ＦＲの底面に露出する。

【0049】

凹部１０ＦＲは、例えば、第１面１０Ｆ側から凹部１０ＦＲの形成領域全体に渡ってレーザー光をピッチ送りしながら照射することによって形成されてもよい。凹部１０ＦＲを形成する方法は、レーザー光の照射を利用する方法に限定されず、例えば、ドリル加工によって凹部１０ＦＲが形成されてもよい。凹部１０ＦＲの形成後、凹部１０ＦＲ内に残存する樹脂残渣（スミア）が、例えば、過マンガン酸塩などを含む薬液を用いた処理によって除去（デスミア処理）され得る。

【0050】

以上の工程を経ることによって、配線基板１０が完成する。凹部１０ＦＲの形成後、凹部１０ＦＲの底面に露出する部品実装パッド１２０、並びに、被覆層１３の開口１３ａ内に露出する導体パッド１２ｃの表面に保護膜（図示せず）が形成されてもよい。例えば、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、又はＳｎなどからなる保護膜がめっき法により形成され得る。

【0051】

実施形態の配線基板は、各図面に例示される構造や、本明細書において例示された構造及び材料を備えるものに限定されない。例えば、配線基板１０は任意の数の導体層１２及び絶縁層１１を有し得る。スルーホール導体１４ｐ及び各ビア導体１４ｖは、必ずしもテーパー形状を有していなくてもよい。凹部１０ＦＲは、例えば、電子部品ＥＣの厚さ、及び、配線基板１０内の電気回路の構成などに応じて、任意のパターンを有する導体層１２及び絶縁層１１が底面を構成するように形成され得る。凹部１０ＦＲの底面には複数の部品実装領域が設けられてもよい。

【0052】

また、実施形態の配線基板の製造方法に関して説明された条件や順序などは適宜変更されてよく、現に製造される配線基板の構造に応じて、一部の工程が省略されてもよく、別の工程が追加されてもよい。素子内蔵層１１ｐの両面側への絶縁層１１及び導体層１２の積層においては、必ずしもビルドアップ工法が用いられなくてもよい。例えば、絶縁層１１及び導体層１２、を事前に積層することによって形成された複数の配線板が一括してプリプレグを介して積層される一括積層法も用いられ得る。また、各導体層の導体パターンの形成では、セミアディティブ法、サブトラクティブ法、又はフルアディティブ法などが、適宜用いられ得る。

【符号の説明】

【0053】

１０ 配線基板
１ 第１ビルドアップ部
２ 第２ビルドアップ部
３ コア基板
１０ＦＲ 凹部
１１ 絶縁層
１１ｐ 絶縁層（素子内蔵層）
１２、１２ｐ 導体層
１２ｃ 導体パッド
１３ 被覆層
１３ａ 開口
１４ｖ ビア導体
１４ｐ スルーホール導体
１００ ペルチェ素子
１０１ 第１の面
１０２ 第２の面
１００Ａ、１００Ｂ 電極
１００ｃ 第１絶縁板
１００ｈ 第２絶縁板
１００ｎ Ｎ型熱電半導体素子
１００ｐ Ｐ型熱電半導体素子
１２０ 部品実装パッド
Ｄ１、Ｄ２ 距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図6G】

【図6H】

【図6I】

【図6J】

【図6K】

【図6L】

【図6M】