[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP5275859B2 - Electronic substrate - Google Patents

Electronic substrate Download PDF

Info

Publication number
JP5275859B2
JP5275859B2 JP2009064166A JP2009064166A JP5275859B2 JP 5275859 B2 JP5275859 B2 JP 5275859B2 JP 2009064166 A JP2009064166 A JP 2009064166A JP 2009064166 A JP2009064166 A JP 2009064166A JP 5275859 B2 JP5275859 B2 JP 5275859B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
via hole
substrate
electronic substrate
heat
conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009064166A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010219280A (en
Inventor
智明 虎谷
泰 木原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Furukawa Automotive Systems Inc
Original Assignee
THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Furukawa Automotive Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD., Furukawa Automotive Systems Inc filed Critical THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority to JP2009064166A priority Critical patent/JP5275859B2/en
Publication of JP2010219280A publication Critical patent/JP2010219280A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5275859B2 publication Critical patent/JP5275859B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic substrate which efficiently dissipates heat generated in a substrate by a heat dissipating member inserted into a via hole of the substrate for suppressing the temperature rise of the substrate. <P>SOLUTION: An electronic substrate 100 electrically connects a conductor layer 3 to a via hole 5 with a conductor layer 3 at least in both sides of an insulating substrate 4, and includes a heat conduction component 1 inserted into the via hole 5 formed leaving a conductor outermost layer which is in at least one surface of the insulating substrate 4, and a fixing member 2 for fixing the heat conduction component 1 to the via hole 5. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、発熱量が大きい電子基板に関するものである。   The present invention relates to an electronic substrate that generates a large amount of heat.

自動車用DC−DCコンバータは、スイッチング用MOS−FET、電圧変換用トランス、整流用ダイオード、平滑化用チョークコイルの4つの部品で構成される方式のものが一般的である。ハイブリッド自動車用のDC−DCコンバータでは、高電圧・大電流によってそれぞれの部品からの発熱が大きくなるため、それぞれがウォータージャケット等の冷却部品で個別に冷却されるように構成されている。すなわち、それぞれが別個に冷却部品に搭載され、各部品間をバスバー等によって電気的に接続する構造となっている(例えば引用文献1)。   The DC-DC converter for automobiles is generally of a system composed of four parts: a switching MOS-FET, a voltage converting transformer, a rectifying diode, and a smoothing choke coil. A DC-DC converter for a hybrid vehicle is configured such that each component is individually cooled by a cooling component such as a water jacket because heat from each component increases due to high voltage and large current. That is, each is separately mounted on a cooling component, and each component is electrically connected by a bus bar or the like (for example, cited document 1).

上記のような構成では、接続部分におけるネジ締結作業あるいは溶接作業が多くなり、組立工数が増大するのみならず、接続部分の接触抵抗のばらつきに起因した電気的問題を回避するために、回路上にも専用の部品を付加する必要が生じる。このような問題への対策として、電圧変換用トランス及び平滑化用チョークコイルを構成するコイルを、スイッチング用MOS−FET及び整流用ダイオードを搭載する基板の回路パターンで形成することで、これらの部品を一体化することができ、これにより接続箇所を削減することができる。   In the configuration as described above, not only the screw fastening work or welding work in the connection part is increased, but the number of assembling steps is increased, and in order to avoid an electrical problem caused by the contact resistance variation in the connection part, Also, it is necessary to add dedicated parts. As a countermeasure against such a problem, these components are formed by forming a coil constituting a voltage converting transformer and a smoothing choke coil with a circuit pattern of a substrate on which a switching MOS-FET and a rectifying diode are mounted. Can be integrated, thereby reducing the number of connection points.

特開2005−143215号公報JP 2005-143215 A

しかしながら、同一基板上にスイッチング用MOS−FET、整流用ダイオード、電圧変換用トランス及び平滑化用チョークコイルを形成して一体化した場合には、各部品間を電気的に接続する配線回路を経由して熱が伝導されやすくなる。同一基板上に上記の各部品を一体化して形成した電子基板の一例を図8に示す。図8は、DC−DCコンバータを構成する従来の電子基板900の断面図である。電子基板900の温度上昇を抑制するために、電子基板900は熱伝導シート102を介して、ウォータージャケット等の冷却部品103に熱的に接続されている。   However, when a switching MOS-FET, a rectifying diode, a voltage conversion transformer, and a smoothing choke coil are formed and integrated on the same substrate, they are routed through a wiring circuit that electrically connects the components. As a result, heat is easily conducted. FIG. 8 shows an example of an electronic board formed by integrating the above-described components on the same board. FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional electronic substrate 900 constituting a DC-DC converter. In order to suppress the temperature rise of the electronic substrate 900, the electronic substrate 900 is thermally connected to the cooling component 103 such as a water jacket via the heat conductive sheet 102.

電圧変換用トランス920及び平滑化用チョークコイル940を構成するコイルを回路パターンで形成した場合、そこでの発熱がスイッチング用MOS−FET910及び整流用ダイオード930に比べて大きくなる。その結果、トランス920及びチョークコイル940での発熱が配線回路951〜955を経由してMOS−FET910やダイオード930に伝わり、これらを高温に加熱してしまう。MOS−FET910やダイオード930は、所定以上の高温になると信頼性が確保できなくなるといった問題が生じる。   When the coils constituting the voltage conversion transformer 920 and the smoothing choke coil 940 are formed in a circuit pattern, the heat generation therein is larger than that of the switching MOS-FET 910 and the rectifying diode 930. As a result, heat generated by the transformer 920 and the choke coil 940 is transmitted to the MOS-FET 910 and the diode 930 via the wiring circuits 951 to 955, and these are heated to a high temperature. The MOS-FET 910 and the diode 930 have a problem that reliability cannot be ensured when the temperature becomes higher than a predetermined temperature.

また、電圧変換用トランス920及び平滑化用チョークコイル940を構成するコイルを回路パターンで形成し、かつそれに用いる基板面積を小さくするためには、少なくとも4層の導体層を有する多層基板を用いる必要がある。4層の多層基板を用いる場合、基板の総厚や総重量を抑制するために、導体層1層当たりの厚さを薄くすることが好ましい。   In addition, in order to form a coil constituting the voltage conversion transformer 920 and the smoothing choke coil 940 with a circuit pattern and to reduce the substrate area used therefor, it is necessary to use a multilayer substrate having at least four conductor layers. There is. When a four-layer multilayer substrate is used, it is preferable to reduce the thickness per conductor layer in order to suppress the total thickness and total weight of the substrate.

しかしながら、1層当たりの厚さを薄くしすぎると、電圧変換用トランス及び平滑化用チョークコイルを構成するコイルからの発熱量が多大となって基板温度が上昇する。基板温度が上昇しすぎると、基板に形成されているビアホールやスルーホール、もしくは層間絶縁材料の信頼性を確保するのが困難になってしまう。さらに、コイルで発生する熱が増大すると、配線回路を伝ってMOS−FET及びダイオードをさらに高温にしてその信頼性確保を困難にしてしまう。   However, if the thickness per layer is made too thin, the amount of heat generated from the coils constituting the voltage conversion transformer and the smoothing choke coil becomes large and the substrate temperature rises. If the substrate temperature rises too much, it becomes difficult to ensure the reliability of via holes, through holes, or interlayer insulating materials formed in the substrate. Furthermore, when the heat generated in the coil increases, the MOS-FET and the diode are further increased in temperature through the wiring circuit, making it difficult to ensure their reliability.

そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、基板の温度上昇を抑えるために、基板のビアホールに挿入された放熱部材で、基板で発生する熱を効率的に放熱するように構成された電子基板を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve these problems, and in order to suppress the temperature rise of the substrate, the heat generated by the substrate is efficiently radiated by the heat radiating member inserted into the via hole of the substrate. An object of the present invention is to provide an electronic substrate configured as described above.

この発明の電子基板の態様は、絶縁基板の少なくとも両面に導体層を有し、前記導体層がビアホールで電気的に接続されている電子基板であって、前記絶縁基板の少なくともいずれか一方の面にある導体最外層を残し形成されている前記ビアホールに挿入された熱伝導部品と、前記熱伝導部品を前記ビアホールに固定するための固定部材と、を備えており、
前記ビアホールは、前記絶縁基板の面方向において発熱部品とは異なる位置に配置されており、前記ビアホールは前記絶縁基板の一方の面にある導体最外層のみを残して形成され、前記ビアホールに挿入される前記熱伝導部品には、他方の面にある導体最外層から突出するように突出部が形成され、前記ビアホールには前記導体最外層を貫通する貫通孔が前記ビアホールの径よりも小さい径となるように設けられ、前記熱伝導部品の前記絶縁基板垂直方向には、前記熱伝導部品を貫通する空気孔が設けられていることを特徴とする。
An aspect of the electronic substrate according to the present invention is an electronic substrate having a conductive layer on at least both surfaces of the insulating substrate, and the conductive layer is electrically connected by a via hole, and at least one surface of the insulating substrate A heat conductive component inserted into the via hole formed leaving the outermost conductor layer, and a fixing member for fixing the heat conductive component to the via hole ,
The via hole is disposed at a position different from the heat-generating component in the surface direction of the insulating substrate, and the via hole is formed leaving only the outermost conductor layer on one surface of the insulating substrate, and is inserted into the via hole. The heat conductive component has a protrusion formed so as to protrude from the outermost conductor layer on the other surface, and the via hole has a through-hole penetrating the outermost conductor layer having a diameter smaller than the diameter of the via hole. An air hole penetrating through the heat conducting component is provided in a direction perpendicular to the insulating substrate of the heat conducting component .

この発明によれば、導電層間を接続するビアホールに放熱部材を挿入することで、基板
の温度上昇を抑制し、そして、導電最外層を残すことにより、電子基板の平坦性が確保で
きるので、放熱シート等を介した冷却部品への密着性が高まり、より高い効率で電子基板
を冷却することが可能となる。
この発明によれば、熱伝導部品に突出部を設けることにより、さらに基板の温度上昇を
抑制することが可能となる。
この発明によれば、ビアホール内にめっきや導電樹脂、銅ナノ粒子を含む銅粉ペースト
等の固定部材を充填する際、固定部材の流れがよくなり、熱伝導部品の固定時間の短縮が
可能となる。
この発明によれば、熱伝導部品を貫通する空気孔を設けることによって、ビアホール内
にめっきや導電樹脂、銅ナノ粒子を含む銅粉ペースト等の固定部材を充填する際に発生す
る気泡を取り除くことが可能となり、電子基板の信頼性を向上させることが可能となる。
According to the present invention, the heat dissipation member is inserted into the via hole connecting the conductive layers to suppress the temperature rise of the substrate, and the flatness of the electronic substrate can be ensured by leaving the conductive outermost layer. Adhesion to a cooling component via a sheet or the like is enhanced, and the electronic substrate can be cooled with higher efficiency.
According to the present invention, by providing the heat conductive component with the protrusion, the temperature of the substrate is further increased.
It becomes possible to suppress.
According to this invention, a copper powder paste containing plating, conductive resin, and copper nanoparticles in the via hole
When filling a fixing member such as
It becomes possible.
According to the present invention, by providing an air hole that penetrates the heat conducting component,
Occurs when filling fixed members such as plating, conductive resin, and copper powder paste containing copper nanoparticles
It becomes possible to remove the bubbles, and the reliability of the electronic substrate can be improved.

この発明の電子基板の他の態様は、前記ビアホールは、開口されている導体最外層側に向かって、前記ビアホール径が大きくなるように形成されており、前記熱伝導部品は前記ビアホールの形状に対応して形成されていることを特徴とする。   In another aspect of the electronic substrate according to the present invention, the via hole is formed so that the diameter of the via hole increases toward the opened outermost layer of the conductor, and the heat conducting component has a shape of the via hole. It is formed correspondingly.

この発明によれば、ビアホール側面の傾斜角度がゆるやかになり、熱膨張収縮で固定部材にかかる応力が低減されることによって、電子基板の信頼性を向上させることが可能となる。   According to the present invention, the inclination angle of the side surface of the via hole becomes gentle, and the stress applied to the fixing member due to thermal expansion and contraction is reduced, whereby the reliability of the electronic substrate can be improved.

この発明の電子基板の他の態様は、前記突出部には、別の放熱部材が熱的に接続されることを特徴とする。   Another aspect of the electronic substrate of the present invention is characterized in that another heat radiating member is thermally connected to the protruding portion.

この発明によれば、突出部に別の放熱部材を熱的に接続することにより、さらに基板の温度上昇を抑制することが可能となる。   According to this invention, it is possible to further suppress the temperature rise of the substrate by thermally connecting another heat radiating member to the protruding portion.

この発明の電子基板の他の態様は、前記導体層の厚さが200μm以上であることを特徴とする   In another aspect of the electronic substrate of the present invention, the conductor layer has a thickness of 200 μm or more.

この発明の電子基板の他の態様は、前記導体層が少なくとも4層以上あることを特徴とする。   Another aspect of the electronic substrate of the present invention is characterized in that there are at least four conductor layers.

この発明の電子基板の他の態様は、前記ビアホールの内面にはめっきが施されており、前記めっきの厚さが40μm以上であること特徴とする。   Another aspect of the electronic substrate of the present invention is characterized in that the inner surface of the via hole is plated, and the thickness of the plating is 40 μm or more.

この発明の電子基板の他の態様は、前記電子基板がDC−DCコンバータを構成する基板であることを特徴とする。   Another aspect of the electronic substrate of the present invention is characterized in that the electronic substrate is a substrate constituting a DC-DC converter.

本発明の電子基板によれば、基板の温度上昇を抑えるために、基板のビアホールに挿入された導電性を有する放熱部材で、基板で発生する熱を効率的に放熱することが可能となる。   According to the electronic substrate of the present invention, it is possible to efficiently dissipate heat generated in the substrate by the conductive heat radiating member inserted into the via hole of the substrate in order to suppress the temperature rise of the substrate.

本発明に係る電子基板の第一の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st embodiment of the electronic substrate which concerns on this invention. 本発明に係る電子基板の他の第一の実施形態、図1と同じ状態で示す断面図である。It is sectional drawing shown in the same state as other 1st embodiment of the electronic substrate which concerns on this invention, FIG. 本発明に係る電子基板の第二の実施形態、図1と同じ状態で示す断面図である。It is sectional drawing shown in the same state as 2nd embodiment of the electronic substrate which concerns on this invention, and FIG. 図3の電子基板に別の放熱部材を接続したときの断面図である。It is sectional drawing when another heat radiating member is connected to the electronic substrate of FIG. 本発明に係る電子基板の第三の実施形態、図1と同じ状態で示す断面図である。It is sectional drawing shown in the same state as 3rd embodiment of the electronic substrate which concerns on this invention, FIG. 本発明に係る電子基板の第四の実施形態、図1と同じ状態で示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the electronic substrate according to the present invention in the same state as in FIG. 1. 本発明に係る電子基板の第五の実施形態、図1と同じ状態で示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the fifth embodiment of the electronic substrate according to the present invention in the same state as in FIG. 1. 従来の電子基板の断面図である。It is sectional drawing of the conventional electronic substrate.

本発明の第一の実施形態に係る電子基板を、図1及び図2を用いて以下に説明する。図1及び図2は、電子基板の断面図である。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。   An electronic substrate according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 are cross-sectional views of the electronic substrate. In addition, about each structural part which has the same function, the same code | symbol is attached | subjected and shown for simplification of illustration and description.

電子基板100は、絶縁性の樹脂などで形成される絶縁基板4と、銅などの導電性を有する導体層3とで主に構成されている。導体層3は導体最外層3a、3d及び導体内層3b、3cの4つの層からなっている。また、各導体層3(3a、3b、3c、3d)の絶縁をとるために、各導体層3(3a、3b、3c、3d)の間には絶縁層4(4a、4b、4c)がそれぞれ配置されている。   The electronic substrate 100 is mainly composed of an insulating substrate 4 formed of an insulating resin or the like and a conductive layer 3 having conductivity such as copper. The conductor layer 3 is composed of four layers, ie, conductor outermost layers 3a and 3d and conductor inner layers 3b and 3c. Further, in order to insulate each conductor layer 3 (3a, 3b, 3c, 3d), an insulating layer 4 (4a, 4b, 4c) is provided between each conductor layer 3 (3a, 3b, 3c, 3d). Each is arranged.

電子基板100には、各導体層3a、3b、3c、3dを接続するためのビアホール5が形成されている。このビアホール5に、熱伝導性の良い熱伝導部品1が挿入され、熱伝導部品1は、固定部材2によりビアホール5に固定されている。ここで、熱伝導部品1としては、銅やアルミなどの熱伝導性の高いものを用いることができ、また、固定部材2としては、はんだや導電性樹脂、銅ナノ粒子を含む銅粉ペーストなどの導電性を有するものを使用することができる。   The electronic substrate 100 is formed with via holes 5 for connecting the conductor layers 3a, 3b, 3c, and 3d. A thermal conductive component 1 having good thermal conductivity is inserted into the via hole 5, and the thermal conductive component 1 is fixed to the via hole 5 by a fixing member 2. Here, as the heat conduction component 1, a material having high heat conductivity such as copper or aluminum can be used. As the fixing member 2, a solder, a conductive resin, a copper powder paste containing copper nanoparticles, or the like. Those having electrical conductivity of can be used.

このように、ビアホール5に熱伝導性の良い熱伝導部品1を挿入することにより、電子基板100の温度上昇を抑制することが可能となる。さらに、電子基板100の導体最外層3d側は、熱伝導シート6を介して、ウォータージャケット等の冷却部品12に熱的に接続されており、導体最外層3dを残すようにビアホール5を形成することによって、冷却部品12側に接続させる電子基板100の平坦性が確保できるので、熱伝導シート6を介した冷却部品12への密着性が高まり、より高い効率で電子基板100を冷却することが可能となる   As described above, by inserting the heat conductive component 1 having good heat conductivity into the via hole 5, it is possible to suppress the temperature rise of the electronic substrate 100. Furthermore, the conductor outermost layer 3d side of the electronic substrate 100 is thermally connected to the cooling component 12 such as a water jacket via the heat conductive sheet 6, and the via hole 5 is formed so as to leave the conductor outermost layer 3d. As a result, the flatness of the electronic substrate 100 connected to the cooling component 12 side can be ensured, so that the adhesion to the cooling component 12 via the heat conductive sheet 6 is enhanced, and the electronic substrate 100 can be cooled with higher efficiency. Possible

ビアホール5の形成方法としては、レーザによる加工方法や、ドリルなどによる加工方法があり、レーザによる加工方法においては、レーザ光の強度や照射時間を調整することにより、またドリルなどによる加工方法においては、ドリルの押し込み幅を調整することよって、ビアホール5の深さを適宜調整することが可能となる。また、各導体層3を個別に製造し、各導体層3それぞれにビアホール5を形成した後、それを張り合わせて電子基板100を製造することも可能である。   As a method for forming the via hole 5, there are a laser processing method and a drill processing method. In the laser processing method, the laser beam intensity and irradiation time are adjusted, and the drill processing method is used. The depth of the via hole 5 can be appropriately adjusted by adjusting the push-in width of the drill. It is also possible to manufacture each of the conductor layers 3 individually, form the via holes 5 in each of the conductor layers 3, and then bond them together to manufacture the electronic substrate 100.

次に、図2を用いて、他の第一の実施形態である電子基板200について説明する。
図1と異なる点は、ビアホール5により導体層3b、3c、3dが電気的に接続されている点であり、ビアホール5が、電子基板200の外から確認できない構造となっている。
Next, the electronic substrate 200 which is other 1st embodiment is demonstrated using FIG.
The difference from FIG. 1 is that the conductor layers 3 b, 3 c and 3 d are electrically connected by the via hole 5, and the via hole 5 cannot be confirmed from the outside of the electronic substrate 200.

このような構造であっても、ビアホール5に放熱部材を挿入することで、基板の温度上昇を抑制し、そして、導電最外層3dを残すことにより、電子基板の平坦性が確保できるので、放熱シート等を介した冷却部品への密着性が高まり、より高い効率で電子基板を冷却することが可能となる。   Even in such a structure, the heat dissipation member is inserted into the via hole 5 to suppress the temperature rise of the substrate, and the flatness of the electronic substrate can be ensured by leaving the conductive outermost layer 3d. Adhesion to a cooling component via a sheet or the like is enhanced, and the electronic substrate can be cooled with higher efficiency.

ビアホール5の形成方法としては、導体層3b〜3dを形成した後、レーザやドリルなどにより導体層3b〜3dを加工して、最後に導体層3aを形成することで電子基板200を製造することができる。また、各導体層3を個別に製造し、各導体層3それぞれにビアホール5を形成した後、それを張り合わせて電子基板200を製造することも可能である。   As a method for forming the via hole 5, the conductor layers 3b to 3d are formed, then the conductor layers 3b to 3d are processed by a laser or a drill, and finally the conductor layer 3a is formed to manufacture the electronic substrate 200. Can do. It is also possible to manufacture each of the conductor layers 3 individually, and form the via holes 5 in each of the conductor layers 3, and then bond them together to manufacture the electronic substrate 200.

次に、本発明の第二の実施形態に係る電子基板を、図3及び図4を用いて以下に説明する。図3は電子基板の断面図であり、図4は、図3の電子基板300にさらに別の放熱部材20を接続したときの断面図である。   Next, an electronic substrate according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view of the electronic substrate, and FIG. 4 is a cross-sectional view when another heat dissipation member 20 is connected to the electronic substrate 300 of FIG.

電子基板300は、電子基板100や200と同様に、絶縁性の樹脂などで形成される絶縁基板4と、銅などの導電性を有する導体層3(3a〜3d)とで主に構成されている。導体層3は導体最外層3a、3d及び導体内層3b、3cの4つの層からなっている。また、各導体層3(3a、3b、3c、3d)の絶縁をとるために、各導体層3(3a、3b、3c、3d)の間には絶縁層4が配置されている。   Similar to the electronic substrates 100 and 200, the electronic substrate 300 is mainly composed of an insulating substrate 4 formed of an insulating resin or the like and a conductive layer 3 (3a to 3d) having conductivity such as copper. Yes. The conductor layer 3 is composed of four layers, ie, conductor outermost layers 3a and 3d and conductor inner layers 3b and 3c. Moreover, in order to insulate each conductor layer 3 (3a, 3b, 3c, 3d), the insulating layer 4 is arrange | positioned between each conductor layer 3 (3a, 3b, 3c, 3d).

電子基板300には、各導体層3a、3b、3dを接続するためのビアホール5が形成されている。このビアホール5に、熱伝導性の良い熱伝導部品1が挿入され、熱伝導部品1は、固定部材2によりビアホール5に固定されている。ここで、熱伝導部品1としては、銅やアルミなどの熱伝導性の高いものを用いることができ、また、固定部材2としては、はんだや導電性樹脂、銅ナノ粒子を含む銅粉ペーストなどの導電性を有するものを使用することができる。なお、内層3cは、ビアホール5とは接続されていない。   The electronic substrate 300 is formed with via holes 5 for connecting the conductor layers 3a, 3b, and 3d. A thermal conductive component 1 having good thermal conductivity is inserted into the via hole 5, and the thermal conductive component 1 is fixed to the via hole 5 by a fixing member 2. Here, as the heat conduction component 1, a material having high heat conductivity such as copper or aluminum can be used. As the fixing member 2, a solder, a conductive resin, a copper powder paste containing copper nanoparticles, or the like. Those having electrical conductivity of can be used. The inner layer 3c is not connected to the via hole 5.

さらに、熱伝導部品1には、導体最外層3aから外に突出するように一体形成されている突出部11が形成されている。このように、熱伝導部品1に突出部11を一体形成することによって、電子基板300の温度上昇をさらに抑制することが可能となる。   Further, the heat conducting component 1 is formed with a protruding portion 11 that is integrally formed so as to protrude outward from the conductor outermost layer 3a. In this manner, by integrally forming the protrusion 11 on the heat conducting component 1, it is possible to further suppress the temperature rise of the electronic substrate 300.

また、図4に示すように、突出部11にヒートシンクなどの別の放熱部材20を接続し、電子基板300の温度上昇をさらに抑制することも可能である。そして、図4のように、突出部11にそれぞれ放熱部材20を接続しても良いし、複数の突出部11に1つの放熱部材20を接続しても構わない。   In addition, as shown in FIG. 4, another heat radiating member 20 such as a heat sink can be connected to the protrusion 11 to further suppress the temperature rise of the electronic substrate 300. As shown in FIG. 4, the heat radiating members 20 may be connected to the protruding portions 11, or one heat radiating member 20 may be connected to the plurality of protruding portions 11.

次に、本発明の第三の実施形態に係る電子基板を、図5を用いて以下に説明する。図5は電子基板の断面図である。   Next, an electronic substrate according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the electronic substrate.

電子基板400は、電子基板300と同様に、絶縁性の樹脂などで形成される絶縁基板4と、銅などの導電性を有する導体層3(3a〜3d)とで主に構成されている。導体層3は導体最外層3a、3d及び導体内層3b、3cの4つの層からなっている。また、各導体層3(3a、3b、3c、3d)の絶縁をとるために、各導体層3(3a、3b、3c、3d)の間には絶縁層4が配置されている。   Similar to the electronic substrate 300, the electronic substrate 400 is mainly composed of an insulating substrate 4 formed of an insulating resin or the like and a conductive layer 3 (3a to 3d) having conductivity such as copper. The conductor layer 3 is composed of four layers, ie, conductor outermost layers 3a and 3d and conductor inner layers 3b and 3c. Moreover, in order to insulate each conductor layer 3 (3a, 3b, 3c, 3d), the insulating layer 4 is arrange | positioned between each conductor layer 3 (3a, 3b, 3c, 3d).

電子基板400には、各導体層3a、3b、3dを接続するためのビアホール5が形成されている。このビアホール5に、熱伝導性の良い熱伝導部品1が挿入され、熱伝導部品1は、固定部材2によりビアホール5に固定されている。ここで、熱伝導部品1としては、銅やアルミなどの熱伝導性の高いものを用いることができ、また、固定部材2としては、はんだや導電性樹脂、銅ナノ粒子を含む銅粉ペーストなどの導電性を有するものを使用することができる。なお、内層3cは、ビアホール5とは接続されていない。   In the electronic substrate 400, via holes 5 for connecting the conductor layers 3a, 3b, and 3d are formed. A thermal conductive component 1 having good thermal conductivity is inserted into the via hole 5, and the thermal conductive component 1 is fixed to the via hole 5 by a fixing member 2. Here, as the heat conduction component 1, a material having high heat conductivity such as copper or aluminum can be used. As the fixing member 2, a solder, a conductive resin, a copper powder paste containing copper nanoparticles, or the like. Those having electrical conductivity of can be used. The inner layer 3c is not connected to the via hole 5.

さらに、ビアホール5には、導体最外層3dを貫通する貫通孔7が形成されている。この貫通孔7の孔径は、ビアホールの径よりも小さい径となるように形成されている。具体的には、Φ6mmのビアホール径に対して、Φ0.6mm以下の貫通孔径とすることが好ましい。このように構成することで、ビアホール5に導体最外層3dを貫通する貫通孔7をさらに形成することによって、ビアホール内にめっきや導電樹脂、銅ナノ粒子を含む銅粉ペースト等の固定部材2を充填する際、固定部材の流れがよくなり、熱伝導部品の固定時間の短縮をはかることが可能となる。さらに、Φ0.6mm以下の貫通孔径であれば、電子基板の平坦性が確保できるので、放熱シート等を介した冷却部品への密着性を確保でき、高い効率で電子基板を冷却することが可能となる。   Furthermore, a through hole 7 is formed in the via hole 5 so as to penetrate the conductor outermost layer 3d. The diameter of the through hole 7 is formed to be smaller than the diameter of the via hole. Specifically, a through hole diameter of Φ0.6 mm or less is preferable with respect to a Φ6 mm via hole diameter. By constructing in this way, by further forming a through hole 7 penetrating the conductor outermost layer 3d in the via hole 5, the fixing member 2 such as a copper powder paste containing plating, conductive resin, or copper nanoparticles is formed in the via hole. When filling, the flow of the fixing member is improved, and the fixing time of the heat conducting component can be shortened. Furthermore, since the flatness of the electronic substrate can be ensured if the diameter of the through hole is Φ0.6 mm or less, the adhesion to the cooling component can be ensured via a heat dissipation sheet, and the electronic substrate can be cooled with high efficiency. It becomes.

次に、本発明の第四の実施形態に係る電子基板を、図6を用いて以下に説明する。図6は電子基板の断面図である。   Next, an electronic substrate according to a fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the electronic substrate.

電子基板500は、図3の電子基板300と同様に、絶縁性の樹脂などで形成される絶縁基板4と、銅などの導電性を有する導体層3(3a〜3d)とで主に構成されている。導体層3は導体最外層3a、3d及び導体内層3b、3cの4つの層からなっている。また、各導体層3(3a、3b、3c、3d)の絶縁をとるために、各導体層3(3a、3b、3c、3d)の間には絶縁層4が配置されている。   Similar to the electronic substrate 300 of FIG. 3, the electronic substrate 500 is mainly composed of an insulating substrate 4 formed of an insulating resin and the like, and a conductive layer 3 (3a to 3d) having conductivity such as copper. ing. The conductor layer 3 is composed of four layers, ie, conductor outermost layers 3a and 3d and conductor inner layers 3b and 3c. Moreover, in order to insulate each conductor layer 3 (3a, 3b, 3c, 3d), the insulating layer 4 is arrange | positioned between each conductor layer 3 (3a, 3b, 3c, 3d).

電子基板500には、各導体層3a、3b、3dを接続するためのビアホール5が形成されている。このビアホール5に、熱伝導性の良い熱伝導部品9が挿入され、熱伝導部品9は、固定部材2によりビアホール5に固定されている。ここで、熱伝導部品9としては、銅やアルミなどの熱伝導性の高いものを用いることができ、また、固定部材2としては、はんだや導電性樹脂、銅ナノ粒子を含む銅粉ペーストなどの導電性を有するものを使用することができる。   In the electronic substrate 500, via holes 5 for connecting the conductor layers 3a, 3b, and 3d are formed. A thermal conductive component 9 having good thermal conductivity is inserted into the via hole 5, and the thermal conductive component 9 is fixed to the via hole 5 by the fixing member 2. Here, as the heat conduction component 9, a material having high heat conductivity such as copper or aluminum can be used. As the fixing member 2, a solder, a conductive resin, a copper powder paste containing copper nanoparticles, or the like. Those having electrical conductivity of can be used.

さらに、熱伝導部品9の基板垂直方向には、熱伝導部品9を貫通する空気孔8が設けられている。空気孔8の径としては、できるだけ小さいものが好ましい。このように、熱伝導部品9に空気孔8を設けることによって、ビアホール5内にめっきや導電樹脂、銅ナノ粒子を含む銅粉ペースト等の固定部材2を充填する際に発生する気泡を取り除くことが可能となり、電子基板500の信頼性を向上させることが可能となる。   Further, an air hole 8 penetrating the heat conducting component 9 is provided in the direction perpendicular to the substrate of the heat conducting component 9. The diameter of the air hole 8 is preferably as small as possible. In this way, by providing the air holes 8 in the heat conducting component 9, the bubbles generated when the via hole 5 is filled with the fixing member 2 such as plating, conductive resin, or copper powder paste containing copper nanoparticles are removed. Thus, the reliability of the electronic substrate 500 can be improved.

次に、本発明の第五の実施形態に係る電子基板を、図7を用いて以下に説明する。図7は電子基板の断面図である。   Next, an electronic substrate according to a fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of the electronic substrate.

電子基板600は、絶縁性の樹脂などで形成される絶縁基板4と、銅などの導電性を有する導体層3(3a〜3d)とで主に構成されている。導体層3は導体最外層3a、3d及び導体内層3b、3cの4つの層からなっている。また、各導体層3(3a、3b、3c、3d)の絶縁をとるために、各導体層3(3a、3b、3c、3d)の間には絶縁層4が配置されている。   The electronic substrate 600 mainly includes an insulating substrate 4 formed of an insulating resin and the like, and a conductive layer 3 (3a to 3d) having conductivity such as copper. The conductor layer 3 is composed of four layers, ie, conductor outermost layers 3a and 3d and conductor inner layers 3b and 3c. Moreover, in order to insulate each conductor layer 3 (3a, 3b, 3c, 3d), the insulating layer 4 is arrange | positioned between each conductor layer 3 (3a, 3b, 3c, 3d).

電子基板600には、各導体層3a、3b、3dを接続するためのビアホール15が形成されている。ビアホール15は、開口されている導体最外層側3aに向かってビアホール径が大きくなるように、断面略台形の形状に形成されている。そして、ビアホール15に、ビアホール15の形状に対応するように形成された熱伝導性の良い熱伝導部品10が挿入され、熱伝導部品10は、固定部材2によりビアホール15に固定されている。ここで、熱伝導部品10としては、銅やアルミなどの熱伝導性の高いものを用いることができ、また、固定部材2としては、はんだや導電性樹脂、銅ナノ粒子を含む銅粉ペーストなどの導電性を有するものを使用することができる。   In the electronic substrate 600, via holes 15 for connecting the conductor layers 3a, 3b, and 3d are formed. The via hole 15 is formed in a substantially trapezoidal cross section so that the via hole diameter increases toward the opened conductor outermost layer side 3a. Then, the heat conduction component 10 having good thermal conductivity formed so as to correspond to the shape of the via hole 15 is inserted into the via hole 15, and the heat conduction component 10 is fixed to the via hole 15 by the fixing member 2. Here, as the heat conduction component 10, a material having high heat conductivity such as copper or aluminum can be used. As the fixing member 2, a solder, a conductive resin, a copper powder paste containing copper nanoparticles, or the like. Those having electrical conductivity of can be used.

このように、ビアホール15は、開口されている導体最外層側3aに向かってビアホール径が大きくなるように、断面略台形の形状に形成され、ビアホール15に、ビアホール15の形状に対応するように形成された熱伝導性の良い熱伝導部品10が挿入されることによって、ビアホール15側面の傾斜角度がゆるやかになり、熱膨張収縮で固定部材2にかかる応力が低減されることによって、電子基板600の信頼性を向上させることが可能となる。   Thus, the via hole 15 is formed in a substantially trapezoidal cross section so that the via hole diameter increases toward the opened conductor outermost layer side 3 a, and the via hole 15 corresponds to the shape of the via hole 15. By inserting the formed thermal conductive component 10 having good thermal conductivity, the inclination angle of the side surface of the via hole 15 becomes gentle, and the stress applied to the fixing member 2 due to thermal expansion and contraction is reduced. It becomes possible to improve the reliability.

以上で説明した電子基板の製造方法としては、ビアホール5、15に熱伝導部品1、9、10を挿入した後、固定部材2を充填して良く、また、ビアホール5、15に固定部材2を充填し、固定部材2が硬化する前に熱伝導部品1、9、10をビアホール5、15に挿入しても良い。   As a method for manufacturing the electronic substrate described above, the fixing members 2 may be filled after the heat conductive components 1, 9, 10 are inserted into the via holes 5, 15, and the fixing members 2 are filled in the via holes 5, 15. The heat conductive components 1, 9, 10 may be inserted into the via holes 5, 15 before filling and fixing member 2 is cured.

このような構造の電子基板とすることで、従来の代表的な基板である、内径がΦ0.6mmで銅めっき厚20μmのビアホールを有する4層基板に流せる電流が1(A)程度であったものが、大電流基板として導体の厚さを200μmとし、さらに内径をΦ6mmとし穴の内部に材質が銅の熱伝導部品を挿入し、銅めっき厚40μmとなるようにビアホールを形成した4層基板とすることによって、80(A)程度の電流を流すことが可能となる。なお、本発明のビアホールは電子基板に要求される熱特性に応じて、適宜複数設けることも可能である。   By using an electronic substrate having such a structure, the current that can be passed through a four-layer substrate having a via hole with an inner diameter of Φ0.6 mm and a copper plating thickness of 20 μm, which is a typical representative substrate, was about 1 (A). As a large current substrate, a four-layer substrate having a conductor thickness of 200 μm, an inner diameter of Φ6 mm, and a copper conductive material inserted into the hole, and via holes formed so as to have a copper plating thickness of 40 μm As a result, a current of about 80 (A) can be passed. Note that a plurality of via holes according to the present invention can be provided as appropriate according to the thermal characteristics required for the electronic substrate.

100、200、300、400、500、600 電子基板
900 電子基板
1、9、10 熱伝導部品
2 固定部材
3 導体層
3a、3d 導体最外層
4 絶縁基板
5、15 ビアホール
6 熱伝導シート
7 貫通孔
8 空気孔
11 突出部
12 冷却部品
20 放熱部材
100, 200, 300, 400, 500, 600 Electronic substrate 900 Electronic substrate 1, 9, 10 Thermal conduction component 2 Fixing member 3 Conductor layers 3a, 3d Conductor outermost layer 4 Insulating substrate 5, 15 Via hole 6 Thermal conduction sheet 7 Through hole 8 Air hole 11 Projection 12 Cooling component 20 Heat dissipation member

Claims (7)

絶縁基板の少なくとも両面に導体層を有し、前記導体層がビアホールで電気的に接続されている電子基板であって、
前記絶縁基板の少なくともいずれか一方の面にある導体最外層を残し形成されている前記ビアホールに挿入された熱伝導部品と、
前記熱伝導部品を前記ビアホールに固定するための固定部材と、
を備えており、
前記ビアホールは、前記絶縁基板の面方向において発熱部品とは異なる位置に配置されており、
前記ビアホールは前記絶縁基板の一方の面にある導体最外層のみを残して形成され、
前記ビアホールに挿入される前記熱伝導部品には、他方の面にある導体最外層から突出するように突出部が形成され、
前記ビアホールには前記導体最外層を貫通する貫通孔が前記ビアホールの径よりも小さい径となるように設けられ、
前記熱伝導部品の前記絶縁基板垂直方向には、前記熱伝導部品を貫通する空気孔が設けられている
ことを特徴とする電子基板。
An electronic substrate having a conductor layer on at least both surfaces of an insulating substrate, the conductor layer being electrically connected by via holes,
A heat-conducting component inserted into the via hole formed to leave the outermost conductor layer on at least one surface of the insulating substrate;
A fixing member for fixing the heat conducting component to the via hole;
Equipped with a,
The via hole is disposed at a position different from the heat generating component in the surface direction of the insulating substrate,
The via hole is formed leaving only the outermost conductor layer on one surface of the insulating substrate,
The heat conduction component inserted into the via hole is formed with a protrusion so as to protrude from the outermost conductor layer on the other surface,
In the via hole, a through-hole penetrating the conductor outermost layer is provided to have a diameter smaller than the diameter of the via hole,
An electronic board comprising air holes penetrating through the heat conducting component in a direction perpendicular to the insulating substrate of the heat conducting component .
前記ビアホールは、開口されている導体最外層側に向かって、前記ビアホール径が大きくなるように形成されており、前記熱伝導部品は前記ビアホールの形状に対応して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電子基板。 The via hole is formed such that the diameter of the via hole increases toward the outermost layer side of the opened conductor, and the heat conducting component is formed corresponding to the shape of the via hole. The electronic substrate according to claim 1. 前記突出部には、別の放熱部材が熱的に接続されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子基板。 Wherein the projecting portion, the electronic board according to claim 1 or claim 2 further heat radiating member and said Rukoto is thermally connected. 前記導体層の厚さが200μm以上であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電子基板。 Electronic substrate according to any one of claims 1 to 3 in which the thickness of the conductive layer, characterized in der Rukoto than 200 [mu] m. 前記導体層が少なくとも4層以上あることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電子基板。 Electronic substrate according to any one of claims 1 to 4 wherein the conductor layer is characterized by Oh Rukoto or at least four layers. 前記ビアホールの内面にはめっきが施されており、前記めっきの厚さが40μm以上であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電子基板。 Wherein the inner surface of the via hole has been decorated plated, electronic board according to any one of claims 1 to 5 in which the thickness of the plating is characterized der Rukoto than 40 [mu] m. 前記電子基板がDC−DCコンバータを構成する基板であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の電子基板。 The electronic substrate according to any one of claims 1 to 6, wherein the electronic substrate is a substrate constituting a DC-DC converter .
JP2009064166A 2009-03-17 2009-03-17 Electronic substrate Active JP5275859B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009064166A JP5275859B2 (en) 2009-03-17 2009-03-17 Electronic substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009064166A JP5275859B2 (en) 2009-03-17 2009-03-17 Electronic substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010219280A JP2010219280A (en) 2010-09-30
JP5275859B2 true JP5275859B2 (en) 2013-08-28

Family

ID=42977800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009064166A Active JP5275859B2 (en) 2009-03-17 2009-03-17 Electronic substrate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5275859B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101208604B1 (en) * 2011-05-25 2012-12-06 안복만 Heat dissipating circuit board and method for manufacturing the same
FR2984679B1 (en) * 2011-12-15 2015-03-06 Valeo Sys Controle Moteur Sas THERMALLY CONDUCTIVE AND ELECTRICALLY INSULATING CONNECTION BETWEEN AT LEAST ONE ELECTRONIC COMPONENT AND A RADIATOR IN ALL OR METALLIC PORTION
WO2014136175A1 (en) * 2013-03-04 2014-09-12 株式会社メイコー Heat-dissipating substrate and method for producing same
JP6169694B2 (en) * 2013-06-25 2017-07-26 株式会社メイコー Heat dissipation board and manufacturing method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2148873C1 (en) * 1996-09-26 2000-05-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Microwave hybrid integrated circuit
JP2000228466A (en) * 1999-02-08 2000-08-15 Hitachi Ltd Semiconductor device, its manufacture, and electronic device
JP2003197835A (en) * 2001-12-26 2003-07-11 Tdk Corp Power amplification module and element aggregate therefor
JP3922642B2 (en) * 2003-07-30 2007-05-30 日本無線株式会社 Printed circuit board with heat conducting member and method for manufacturing the same
DE102007037297A1 (en) * 2007-08-07 2009-02-19 Continental Automotive Gmbh Circuit carrier structure with improved heat dissipation

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010219280A (en) 2010-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6252871B2 (en) Circuit structure and electrical junction box
JP6021504B2 (en) Printed wiring board, printed circuit board, and printed circuit board manufacturing method
JP5140046B2 (en) Heat dissipation board and method for manufacturing the same
JP2010109036A (en) Printed circuit board and circuit device
JP5692056B2 (en) Multilayer printed circuit board
JP7004749B2 (en) Circuit equipment and power conversion equipment
JP2012235036A (en) Thick copper foil printed wiring board for mounting heating component and manufacturing method of the same
JP5469270B1 (en) Electronics
JP2011082250A (en) Wiring board and method for manufacturing the same
JP5275859B2 (en) Electronic substrate
JP2012230937A (en) Circuit board
JP5456843B2 (en) Power supply
JP2016111117A (en) Circuit board, heat dissipation structure of circuit board, and method of manufacturing circuit board
JP5227716B2 (en) Circuit board with heat-generating components
JP2012190955A (en) Injection molded substrate
JP3779721B1 (en) Manufacturing method of laminated circuit board
JP6381488B2 (en) Circuit board
JP6186142B2 (en) Terminal heat dissipation structure and semiconductor device
JP2009194277A (en) Heat dissipation substrate and manufacturing method thereof
WO2017115627A1 (en) Inverter
JP6027626B2 (en) Manufacturing method of component-embedded substrate
JP6633151B2 (en) Circuit module
JP4860800B2 (en) Power circuit wiring structure manufacturing method
JP2007243079A (en) Heat radiation type printed wiring board and its manufacturing method
JP2019096746A (en) Electronic equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120109

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130215

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130329

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130419

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130516

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5275859

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350