印刷布線板及其制造方法、以及導(dǎo)熱體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有散熱路徑的印刷布線板及其制造方法、以及用于該印刷布線板的導(dǎo)熱體。
【背景技術(shù)】
[0002]以往已知有由于搭載在印刷布線板上的半導(dǎo)體元件所產(chǎn)生的熱量，使該半導(dǎo)體元件及印刷布線板的溫度上升，該半導(dǎo)體元件發(fā)生誤動(dòng)作以及損壞的情況。為此，需要將由搭載的半導(dǎo)體元件所產(chǎn)生的熱量從印刷布線板上進(jìn)行散熱，以使該半導(dǎo)體元件的溫度下降這樣的散熱對(duì)策。作為這樣的散熱對(duì)策，有從印刷布線板的元件搭載面向與該元件搭載面相反側(cè)的背面?zhèn)鲗?dǎo)熱量，并在該背面搭載散熱器那樣的散熱部件以將從元件搭載面?zhèn)鲗?dǎo)來的熱量散熱的方法。此外，還有在印刷布線板內(nèi)設(shè)置高熱傳導(dǎo)層，使從半導(dǎo)體元件所產(chǎn)生的熱量經(jīng)由該高熱傳導(dǎo)層擴(kuò)散，使該半導(dǎo)體元件以及印刷布線板的溫度下降的方法。
[0003]作為從印刷布線板的元件搭載面向其相反側(cè)的背面高效傳導(dǎo)熱量的方法，已知有在通孔內(nèi)填充熱傳導(dǎo)性比較高的樹脂的方法、和壓入銅或鋁等熱傳導(dǎo)性比較高的金屬的方法。例如，專利文獻(xiàn)1至3公開了使用這樣的方法制造的印刷布線板。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2010 - 263003號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2010 - 205992號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本專利第3758175號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0005]這里，在壓入由金屬構(gòu)成的導(dǎo)熱體的情況下，該導(dǎo)熱體的熱阻取決于金屬具有的固有熱傳導(dǎo)率、導(dǎo)熱體的截面積、印刷布線板的厚度，根據(jù)半導(dǎo)體元件上的發(fā)熱量，來決定導(dǎo)熱體的尺寸。而且，由于近年來伴隨著半導(dǎo)體元件的復(fù)雜化及高性能化，發(fā)熱量有增大的趨勢(shì)，通過增大用于壓入該導(dǎo)熱體的通孔，并且通過使印刷布線板的厚度更薄，使半導(dǎo)體元件上所產(chǎn)生的熱量良好地散熱。
[0006]然而，如果增大用于壓入該導(dǎo)熱體的通孔，并且使印刷布線板的厚度更薄的話，相對(duì)于印刷布線板上半導(dǎo)體元件占有的面積，通孔的占有面積變大，會(huì)發(fā)生安裝密度下降的問題。
[0007]另外，在壓入由金屬構(gòu)成的導(dǎo)熱體時(shí)，導(dǎo)熱體會(huì)使通孔發(fā)生變形，印刷布線板的絕緣層上會(huì)產(chǎn)生裂紋，從而產(chǎn)生印刷布線板的絕緣性顯著下降的問題。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述問題完成的，其目的在于，提供一種不會(huì)引起安裝密度下降并能抑制產(chǎn)生裂紋等的可靠性優(yōu)異的印刷布線板及其制造方法、以及用于該印刷布線板的導(dǎo)熱體。 解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的印刷布線板包括:絕緣基板；在所述絕緣基板的表面上形成的金屬層；貫通所述絕緣基板的通孔；以及填充所述通孔的導(dǎo)熱體，其特征在于，所述導(dǎo)熱體具有將表面上涂有粘結(jié)劑的石墨片卷繞成卷狀的形狀。
[0010]在上述印刷布線板中，所述導(dǎo)熱體在所述通孔的延伸方向上的熱傳導(dǎo)率比與所述延伸方向正交的方向上的熱傳導(dǎo)率高。此外，所述導(dǎo)熱體在所述通孔的延伸方向上的熱傳導(dǎo)率優(yōu)選為是800W/mK?1200W/mK。
[0011]在上述任何一個(gè)印刷布線板中，優(yōu)選為所述導(dǎo)熱體在與所述通孔的延伸方向正交的方向上具有伸縮性。
[0012]在上述任何一個(gè)印刷布線板中，所述導(dǎo)熱體可以包括柱狀芯材，具有將所述石墨片卷繞在所述芯材上的結(jié)構(gòu)。
[0013]此外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的印刷布線板的制造方法的特征在于，包括:在絕緣基板上形成通孔的工序；在所述絕緣基板的表面上形成金屬層的工序；將表面上涂布有粘結(jié)劑的石墨片卷繞成卷狀形成導(dǎo)熱體的工序；以及在所述通孔中填充所述導(dǎo)熱體的工序。
[0014]在上述的印刷布線板的制造方法中的填充所述導(dǎo)熱體的工序中，填充所述導(dǎo)熱體以使所述通孔的延伸方向上熱傳導(dǎo)率比與所述延伸方向正交的方向上的熱傳導(dǎo)率高。
[0015]在上述任意一個(gè)印刷布線板的制造方法中的形成所述導(dǎo)熱體的工序中，可以將所述石墨片卷繞在柱狀芯材上。
[0016]上述任意一個(gè)印刷布線板的制造方法還可以具有研磨所述導(dǎo)熱體的工序，使所述導(dǎo)熱體和所述金屬層在同一平面上。此外，上述任意一個(gè)印刷布線板的制造方法還可以包括在填充所述導(dǎo)熱體后在所述導(dǎo)熱體的露出表面上覆蓋金屬的工序。
[0017]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的導(dǎo)熱體的特征在于，具有:石墨片、以及涂布在所述石墨片的表面上的粘結(jié)劑，通過所述粘結(jié)劑將所述石墨片卷繞成卷狀。
[0018]上述的導(dǎo)熱體，在卷繞的軸方向上的熱傳導(dǎo)率比與所述軸方向正交的方向上的熱傳導(dǎo)率高。此外，所述導(dǎo)熱體在所述軸方向上的熱傳導(dǎo)率優(yōu)選為800W/mK?1200W/mK。
[0019]上述任意一個(gè)導(dǎo)熱體，優(yōu)選為在與所述軸方向正交的方向上具有伸縮性。
[0020]上述任何一個(gè)導(dǎo)熱體可以包括柱狀芯材，具有將所述石墨片卷繞在所述芯材上的結(jié)構(gòu)。
發(fā)明效果
[0021]在本發(fā)明所涉及的印刷布線板及其制造方法中，由于將卷繞石墨片狀態(tài)下的導(dǎo)熱體填充到通孔中，在貫通印刷布線板方向上形成具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性的散熱路徑。由此，即使搭載在印刷布線板上的半導(dǎo)體元件及散熱器的發(fā)熱量增加，無需增大導(dǎo)熱體的尺寸，也能充分地散熱，因此，能夠防止印刷布線板上安裝密度的降低。
[0022]此外，在本發(fā)明所涉及的印刷布線板及其制造方法中，導(dǎo)熱體由于包含粘結(jié)劑具備伸縮性，在填充導(dǎo)熱體時(shí)，在位于通孔周圍的絕緣基板上不會(huì)發(fā)生損壞及損傷。由此，在印刷布線板的使用中，能夠保持優(yōu)異的絕緣性，提高印刷布線板本身的可靠性。
[0023]此外，本發(fā)明所涉及的導(dǎo)熱體具有使用粘結(jié)劑卷繞石墨片的結(jié)構(gòu)，因此，在卷繞的軸線方向上具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性。也就是說，本發(fā)明所涉及的導(dǎo)熱體在導(dǎo)熱體的延伸方向上利用石墨片的平面方向上優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性，實(shí)現(xiàn)在該延伸方向上優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明所涉及的印刷布線板的制造方法的各制造工序中的截面圖。
圖2是本發(fā)明所涉及的印刷布線板的制造方法的各制造工序中的截面圖。
圖3是用于本發(fā)明所涉及的印刷布線板的導(dǎo)熱體的制造方法的各制造工序中的截面圖。
圖4是用于本發(fā)明所涉及的印刷布線板的導(dǎo)熱體的制造方法的各制造工序中的截面圖。
圖5是本發(fā)明所涉及的導(dǎo)熱體的立體圖。
圖6是沿著圖5中V1-VI線方向的剖視圖。
圖7是本發(fā)明所涉及的印刷布線板的制造方法的各制造工序中的截面圖。
圖8是本發(fā)明所涉及的印刷布線板的制造方法的各制造工序中的截面圖。
圖9是本發(fā)明所涉及的印刷布線板的制造方法的各制造工序中的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式，根據(jù)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，本發(fā)明并不局限于以下說明內(nèi)容，能在不變更其宗旨的范圍內(nèi)，任意變更進(jìn)行實(shí)施。此外，用于說明實(shí)施例的附圖都是示意性表示本發(fā)明的印刷布線板及導(dǎo)熱體，為了加深理解對(duì)局部進(jìn)行強(qiáng)調(diào)、擴(kuò)大、縮小或省略等，有時(shí)并未正確表示印刷布線板及導(dǎo)熱體的比例或形狀等。此外，用于實(shí)施例的各種各樣的數(shù)值都是表示一個(gè)示例，能夠根據(jù)需要進(jìn)行各種各樣的改變。
[0026]<實(shí)施例 > 以下，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的印刷布線板10的制造方法，參照?qǐng)D1至圖9進(jìn)行詳細(xì)說明。這里，圖1、圖2、及圖7至圖9是本實(shí)施例所涉及的印刷布線板10的制造方法的各制造工序中的截面圖。此外，圖3及圖4是用于本實(shí)施例所涉及的印刷布線板10的導(dǎo)熱體20的制造方法的各制造工序中的截面圖。此外，圖5是本實(shí)施例所涉及的導(dǎo)熱體20的立體圖，圖6是沿著圖5中V1-VI線方向的剖視圖。
[0027]首先，如圖1所示，在準(zhǔn)備好的絕緣基板1上進(jìn)行形成通孔2的通孔形成工序。具體而言，準(zhǔn)備板厚是1.6mm的環(huán)氧玻璃基板作為絕緣基板1，使用鉆孔機(jī)等在絕緣基板1上形成直徑1mm的通孔2。這里，在圖1中，表示了 1個(gè)通孔2，實(shí)際上在絕緣基板1上形成多個(gè)通孔2。通孔2的數(shù)量及開口徑可以根據(jù)安裝在完成的印刷布線板中的半導(dǎo)體元件的發(fā)熱量等進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?。例如，通?的開口徑可在1mm?15mm的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。
[0028]此外，在本實(shí)施例中，雖然使用環(huán)氧玻璃基板作為絕緣基板1，還可以使用酸醛紙基板、環(huán)氧紙基板、特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))基板、氧化招基板、或LTCC(Low TemperatureCo-fired Ceramics:低溫共燒陶瓷)基板等其他的絕緣基板。而且，根據(jù)使用的絕緣基板的種類，可以適當(dāng)?shù)刈兏?的形成方法。例如，可以通過照射激光來形成通孔2，或者可以通過蝕刻等化學(xué)方法來形成通孔2。
[0029]接著，如圖2所示，在絕緣基板1的表面上(更具體而言，第1面la、第2面lb及通孔2的側(cè)部)進(jìn)行形成金屬層3的金屬層形成工序。具體而言，通過電場(chǎng)鍍覆法，在絕緣基板1的表面上形成由鍍銅膜形成的金屬層3。此外，作為形成作為金屬層3的薄膜的方法，不限于電解鍍覆法，也能夠采用無電解鍍覆法、化學(xué)氣相沉積法(CVD法)或物理氣相沉積法(PVD法)等一般的成膜方法。
[0030]接著，進(jìn)行導(dǎo)熱體形成工序，形成用于填充在絕緣基板1上形成的通孔2中的導(dǎo)熱體。具體而目，如圖3所不，在石墨片4的表面上涂布粘結(jié)劑5，從而在石墨片4的表面上形成粘結(jié)劑5的薄膜。S卩，首先準(zhǔn)備由石墨片4和粘結(jié)劑5形成的導(dǎo)熱片6。
[0031]這里，石墨片4使用與天然石墨相比柔軟性優(yōu)異的人工石墨。另外，石墨片4在其厚度方向上的熱傳導(dǎo)率約為10W/mK，而在與厚度方向正交的平面上的熱傳導(dǎo)率約為lOOOff/mK?2000W/mK。而且，石墨片4優(yōu)選為能耐受一般的耐折性試驗(yàn)(R = 2mm、270。、1萬次)。這是因?yàn)樵谥蟮墓ば蛑幸故?和粘結(jié)劑5—同彎曲。本實(shí)施例使用株式會(huì)社KANEKA(株式會(huì)社力本力)制的GRAPHINITY (注冊(cè)商標(biāo))作為石墨片4。
[0032]作為粘結(jié)劑5，可以使用例如環(huán)氧樹脂類的粘結(jié)劑。粘結(jié)劑5不限于環(huán)氧樹脂類，也可以使用具有柔軟性及伸縮性的一般粘結(jié)劑。此外，向石墨片4的表面上形成粘結(jié)劑5的薄膜不限于涂布粘結(jié)劑5，也可以在石墨片4的表面上粘貼形成為片狀的粘結(jié)劑5。
[0033]作為形成導(dǎo)