印刷布線板及其制造方法、以及導熱體的制作方法
【技術領域】
[0001]本發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熱體。
【背景技術】
[0002]以往已知有由于搭載在印刷布線板上的半導體元件所產生的熱量，使該半導體元件及印刷布線板的溫度上升，該半導體元件發生誤動作以及損壞的情況。為此，需要將由搭載的半導體元件所產生的熱量從印刷布線板上進行散熱，以使該半導體元件的溫度下降這樣的散熱對策。作為這樣的散熱對策，有從印刷布線板的元件搭載面向與該元件搭載面相反側的背面傳導熱量，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傳導來的熱量散熱的方法。此外，還有在印刷布線板內設置高熱傳導層，使從半導體元件所產生的熱量經由該高熱傳導層擴散，使該半導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的背面高效傳導熱量的方法，已知有在通孔內填充熱傳導性比較高的樹脂的方法、和壓入銅或鋁等熱傳導性比較高的金屬的方法。例如，專利文獻1至3公開了使用這樣的方法制造的印刷布線板。
現有技術文獻專利文獻
[0004]專利文獻1:日本專利特開2010 - 263003號公報專利文獻2:日本專利特開2010 - 205992號公報
專利文獻3:日本專利第3758175號公報
【發明內容】
發明所要解決的技術問題
[0005]這里，在壓入由金屬構成的導熱體的情況下，該導熱體的熱阻取決于金屬具有的固有熱傳導率、導熱體的截面積、印刷布線板的厚度，根據半導體元件上的發熱量，來決定導熱體的尺寸。而且，由于近年來伴隨著半導體元件的復雜化及高性能化，發熱量有增大的趨勢，通過增大用于壓入該導熱體的通孔，并且通過使印刷布線板的厚度更薄，使半導體元件上所產生的熱量良好地散熱。
[0006]然而，如果增大用于壓入該導熱體的通孔，并且使印刷布線板的厚度更薄的話，相對于印刷布線板上半導體元件占有的面積，通孔的占有面積變大，會發生安裝密度下降的問題。
[0007]另外，在壓入由金屬構成的導熱體時，導熱體會使通孔發生變形，印刷布線板的絕緣層上會產生裂紋，從而產生印刷布線板的絕緣性顯著下降的問題。
[0008]本發明是鑒于上述問題完成的，其目的在于，提供一種不會引起安裝密度下降并能抑制產生裂紋等的可靠性優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熱體。 解決技術問題的技術方案
[0009]為了達到上述目的，本發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熱體，其特征在于，所述導熱體具有將表面上涂有粘結劑的石墨片卷繞成卷狀的形狀。
[0010]在上述印刷布線板中，所述導熱體在所述通孔的延伸方向上的熱傳導率比與所述延伸方向正交的方向上的熱傳導率高。此外，所述導熱體在所述通孔的延伸方向上的熱傳導率優選為是800W/mK?1200W/mK。
[0011]在上述任何一個印刷布線板中，優選為所述導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]在上述任何一個印刷布線板中，所述導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構。
[0013]此外，為了達到上述目的，本發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劑的石墨片卷繞成卷狀形成導熱體的工序；以及在所述通孔中填充所述導熱體的工序。
[0014]在上述的印刷布線板的制造方法中的填充所述導熱體的工序中，填充所述導熱體以使所述通孔的延伸方向上熱傳導率比與所述延伸方向正交的方向上的熱傳導率高。
[0015]在上述任意一個印刷布線板的制造方法中的形成所述導熱體的工序中，可以將所述石墨片卷繞在柱狀芯材上。
[0016]上述任意一個印刷布線板的制造方法還可以具有研磨所述導熱體的工序，使所述導熱體和所述金屬層在同一平面上。此外，上述任意一個印刷布線板的制造方法還可以包括在填充所述導熱體后在所述導熱體的露出表面上覆蓋金屬的工序。
[0017]為了達到上述目的，本發明的導熱體的特征在于，具有:石墨片、以及涂布在所述石墨片的表面上的粘結劑，通過所述粘結劑將所述石墨片卷繞成卷狀。
[0018]上述的導熱體，在卷繞的軸方向上的熱傳導率比與所述軸方向正交的方向上的熱傳導率高。此外，所述導熱體在所述軸方向上的熱傳導率優選為800W/mK?1200W/mK。
[0019]上述任意一個導熱體，優選為在與所述軸方向正交的方向上具有伸縮性。
[0020]上述任何一個導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構。
發明效果
[0021]在本發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下的導熱體填充到通孔中，在貫通印刷布線板方向上形成具有優異的熱傳導性的散熱路徑。由此，即使搭載在印刷布線板上的半導體元件及散熱器的發熱量增加，無需增大導熱體的尺寸，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，在本發明所涉及的印刷布線板及其制造方法中，導熱體由于包含粘結劑具備伸縮性，在填充導熱體時，在位于通孔周圍的絕緣基板上不會發生損壞及損傷。由此，在印刷布線板的使用中，能夠保持優異的絕緣性，提高印刷布線板本身的可靠性。
[0023]此外，本發明所涉及的導熱體具有使用粘結劑卷繞石墨片的結構，因此，在卷繞的軸線方向上具有優異的熱傳導性。也就是說，本發明所涉及的導熱體在導熱體的延伸方向上利用石墨片的平面方向上優異的熱傳導性，實現在該延伸方向上優異的熱傳導性。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發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是用于本發明所涉及的印刷布線板的導熱體的制造方法的各制造工序中的截面圖。
圖4是用于本發明所涉及的印刷布線板的導熱體的制造方法的各制造工序中的截面圖。
圖5是本發明所涉及的導熱體的立體圖。
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。
【具體實施方式】
[0025]以下，參照附圖，對本發明的實施方式，根據實施例進行詳細說明。此外，本發明并不局限于以下說明內容，能在不變更其宗旨的范圍內，任意變更進行實施。此外，用于說明實施例的附圖都是示意性表示本發明的印刷布線板及導熱體，為了加深理解對局部進行強調、擴大、縮小或省略等，有時并未正確表示印刷布線板及導熱體的比例或形狀等。此外，用于實施例的各種各樣的數值都是表示一個示例，能夠根據需要進行各種各樣的改變。
[0026]<實施例 > 以下，對于本發明的實施例所涉及的印刷布線板10的制造方法，參照圖1至圖9進行詳細說明。這里，圖1、圖2、及圖7至圖9是本實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是用于本實施例所涉及的印刷布線板10的導熱體20的制造方法的各制造工序中的截面圖。此外，圖5是本實施例所涉及的導熱體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，在準備好的絕緣基板1上進行形成通孔2的通孔形成工序。具體而言，準備板厚是1.6mm的環氧玻璃基板作為絕緣基板1，使用鉆孔機等在絕緣基板1上形成直徑1mm的通孔2。這里，在圖1中，表示了 1個通孔2，實際上在絕緣基板1上形成多個通孔2。通孔2的數量及開口徑可以根據安裝在完成的印刷布線板中的半導體元件的發熱量等進行適當的變更。例如，通孔2的開口徑可在1mm?15mm的范圍內進行適當的選擇。
[0028]此外，在本實施例中，雖然使用環氧玻璃基板作為絕緣基板1，還可以使用酸醛紙基板、環氧紙基板、特氟隆(注冊商標)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，根據使用的絕緣基板的種類，可以適當地變更通孔2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的側部)進行形成金屬層3的金屬層形成工序。具體而言，通過電場鍍覆法，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，進行導熱體形成工序，形成用于填充在絕緣基板1上形成的通孔2中的導熱體。具體而目，如圖3所不，在石墨片4的表面上涂布粘結劑5，從而在石墨片4的表面上形成粘結劑5的薄膜。S卩，首先準備由石墨片4和粘結劑5形成的導熱片6。
[0031]這里，石墨片4使用與天然石墨相比柔軟性優異的人工石墨。另外，石墨片4在其厚度方向上的熱傳導率約為10W/mK，而在與厚度方向正交的平面上的熱傳導率約為lOOOff/mK?2000W/mK。而且，石墨片4優選為能耐受一般的耐折性試驗(R = 2mm、270。、1萬次)。這是因為在之后的工序中要使石墨片4和粘結劑5—同彎曲。本實施例使用株式會社KANEKA(株式會社力本力)制的GRAPHINITY (注冊商標)作為石墨片4。
[0032]作為粘結劑5，可以使用例如環氧樹脂類的粘結劑。粘結劑5不限于環氧樹脂類，也可以使用具有柔軟性及伸縮性的一般粘結劑。此外，向石墨片4的表面上形成粘結劑5的薄膜不限于涂布粘結劑5，也可以在石墨片4的表面上粘貼形成為片狀的粘結劑5。
[0033]作為形成導