JP3988764B2 - Printed wiring board substrate, printed wiring board, and printed wiring board substrate manufacturing method - Google Patents

Printed wiring board substrate, printed wiring board, and printed wiring board substrate manufacturing method

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Description

本発明はプリント配線板用基材、プリント配線板及びプリント配線板用基材の製造方法に関するものであり、特に放熱特性の優れたプリント配線板用基材に関するものである。   The present invention relates to a printed wiring board substrate, a printed wiring board, and a printed wiring board manufacturing method, and more particularly to a printed wiring board substrate having excellent heat dissipation characteristics.

従来のプリント配線板における基材には、放熱のため主としてアルミ等の金属が使用されてきた。一方、軽量化や薄型化のためアルミ等の金属より熱伝導性に優れた炭素繊維金属や炭素繊維シート等を使用した高放熱プリント配線板用基材が提案されている。ここで炭素繊維金属や炭素繊維シート等は熱伝導方向に異方性を有し、繊維方向だけに熱が伝導しやすいという特徴を有する。このため前記高放熱プリント配線板用基材では、熱伝導方向が直交するように複数の炭素繊維金属や炭素繊維シート等を重ね合わせ、熱伝導方向に二次元的な広がりを持たせることで優れた放熱特性を得ていた(例えば特許文献1参照)。   A metal such as aluminum has been mainly used for a base material in a conventional printed wiring board for heat dissipation. On the other hand, a substrate for a high heat dissipation printed wiring board using a carbon fiber metal, a carbon fiber sheet, or the like having a higher thermal conductivity than a metal such as aluminum has been proposed for weight reduction and thickness reduction. Here, the carbon fiber metal, the carbon fiber sheet, and the like have anisotropy in the heat conduction direction and have a feature that heat is easily conducted only in the fiber direction. For this reason, the substrate for the high heat dissipation printed wiring board is excellent in that a plurality of carbon fiber metals or carbon fiber sheets are superposed so that the heat conduction directions are orthogonal to each other, and the heat conduction direction has a two-dimensional spread. The heat dissipation characteristic was acquired (for example, refer patent document 1).

特開平11−40902号公報(第2頁、第1図)Japanese Patent Laid-Open No. 11-40902 (second page, FIG. 1)

熱伝導方向に異方性を有する炭素繊維金属や炭素繊維シート等を用いたプリント配線板用基材では、繊維方向だけに熱が伝導する。このためこれを使用したプリント配線板では、電子部品から発生する熱が特定方向だけに伝導されて基板全体には拡散されないため、放熱性能が低下する。また繊維方向が直交するように複数の炭素繊維金属や炭素繊維シート等を重ね合わせた場合でも、上下の炭素繊維金属や炭素繊維シート間では熱伝導性が低いため、放熱性能が低下するという課題があった。   In a printed wiring board substrate using carbon fiber metal or carbon fiber sheet having anisotropy in the heat conduction direction, heat is conducted only in the fiber direction. For this reason, in the printed wiring board using this, the heat generated from the electronic component is conducted only in a specific direction and is not diffused throughout the board, so that the heat dissipation performance is degraded. In addition, even when a plurality of carbon fiber metals or carbon fiber sheets are overlapped so that the fiber directions are orthogonal to each other, the heat conductivity is low between the upper and lower carbon fiber metals or carbon fiber sheets, so that the heat dissipation performance is reduced. was there.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、炭素繊維金属や炭素繊維シート等を用いたプリント配線板用基材において、熱伝導方向が二次元的な広がりを有するように構成することで高い放熱性能を実現するとともに、軽量化や薄型化が可能なプリント配線板を得ることを目的とする。   This invention was made in order to solve the above problems, and in a printed wiring board substrate using carbon fiber metal or carbon fiber sheet, the heat conduction direction has a two-dimensional spread. An object of the present invention is to obtain a printed wiring board that achieves high heat dissipation performance and can be reduced in weight and thickness.

この発明に係るプリント配線板用基材は、熱伝導方向に異方性を有する第1の基材と、前記第1の基材とは異なる熱伝導方向となるように前記第1の基材に重ね合わせた、熱伝導方向に異方性を有する第2の基材と、前記第1の基材と第2の基材とを連通する熱伝導穴と、前記熱伝導穴の内壁に設けた熱伝導層とを備えたものである。   The substrate for a printed wiring board according to the present invention includes a first substrate having anisotropy in a heat conduction direction, and the first substrate so as to have a heat conduction direction different from that of the first substrate. A second base material having anisotropy in the heat conduction direction, a heat conduction hole communicating the first base material and the second base material, and an inner wall of the heat conduction hole. And a heat conductive layer.

この発明によれば、炭素繊維金属や炭素繊維シート等を用いたプリント配線板用基材において、炭素繊維金属や炭素繊維シートの熱伝導方向が異なるように重ね合わせ、熱拡散用の熱伝導穴を設けて当該熱伝導穴の内部に熱伝導層を備えるため、重ね合わせた炭素繊維金属や炭素繊維シート間に熱伝導が生じて、電子部品から発生する熱を基材の全体に拡散できる。   According to the present invention, in a printed wiring board substrate using a carbon fiber metal, a carbon fiber sheet, or the like, the heat conduction holes for heat diffusion are superposed so that the heat conduction directions of the carbon fiber metal and the carbon fiber sheet are different. Since the heat conduction layer is provided in the inside of the heat conduction hole, heat conduction is generated between the superimposed carbon fiber metal and the carbon fiber sheet, and the heat generated from the electronic component can be diffused to the entire base material.

以下この発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお実施の形態1では、この発明に係るプリント配線板用基材を用いたプリント配線板を例にとり説明する。
実施の形態1.
図1は実施の形態1におけるプリント配線板1の断面図であり、本発明に係るプリント配線板用基材2は、第1の基材である第1の炭素繊維シート3を、第2の基材である第2の炭素繊維シート4に重ね合わせて構成される。プリント配線板用基材2には熱伝導穴である熱拡散用穴5が形成され、熱拡散用穴5の内壁には熱伝導層である第1の金属めっき6が設けられる。第1の金属めっき6に囲まれた熱拡散用穴5の内部には、熱伝導性樹脂7が充填される。また、プリント配線板用基材2の表面には第2の金属めっき61がなされ、さらに第2の金属めっき61の上からプリント配線板用基材2を絶縁樹脂8で挟むことで、プリント配線板1が構成される。一方、プリント配線板1には表裏を貫通するスルーホール9、パッド10、プリント配線板1の表面から第2の金属めっき61まで達するサーマルビア11が設けられ、電子部品12が発生する熱をプリント配線板用基材2に伝導する。また裏面には配線パターン13が設けられる。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. In the first embodiment, a printed wiring board using the printed wiring board substrate according to the present invention will be described as an example.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a printed wiring board 1 according to Embodiment 1, and a printed wiring board substrate 2 according to the present invention includes a first carbon fiber sheet 3 as a first substrate, The second carbon fiber sheet 4 as a base material is overlapped and configured. The printed wiring board substrate 2 is provided with a heat diffusion hole 5 that is a heat conduction hole, and an inner wall of the heat diffusion hole 5 is provided with a first metal plating 6 that is a heat conduction layer. The inside of the heat diffusion hole 5 surrounded by the first metal plating 6 is filled with a heat conductive resin 7. Further, a second metal plating 61 is formed on the surface of the printed wiring board substrate 2, and the printed wiring board substrate 2 is sandwiched between the second metal plating 61 and the insulating resin 8, thereby A plate 1 is constructed. On the other hand, the printed wiring board 1 is provided with through holes 9 penetrating the front and back, pads 10, and thermal vias 11 reaching from the surface of the printed wiring board 1 to the second metal plating 61, and prints heat generated by the electronic component 12. Conducted to the wiring board substrate 2. A wiring pattern 13 is provided on the back surface.

次にプリント配線板1の製造方法を説明する。図2は実施の形態1におけるプリント配線板1の製造工程を示す断面図である。まず図2の(a)に示すように、第1の炭素繊維シート3と第2の炭素繊維シート4を、それぞれの繊維方向が直交するように配置し、プリプレグ等(図示せず)の接着材により接着する。図3は第1の炭素繊維シート3と第2の炭素繊維シート4を重ね合わせる様子を示す斜視図である。図3において第1の炭素繊維シート3と第2の炭素繊維シート4の実線方向に繊維が存在するものとすれば、それぞれの繊維方向が互いに直交するように重ね合わせられる。ここで直交するように重ね合わせるのは、第1及び第2の炭素繊維シート3、4は、それぞれ繊維方向だけに熱が伝導しやすいという特徴を有するからである。なお、実施の形態1で用いる第1の炭素繊維シート3および第2の炭素繊維シート4は、例えば株式会社先端材料製SZ500や、三菱化学株式会社製ダイアリード(登録商標)等であり、炭素繊維方向の熱伝導率が450〜600W/mK、比重が2〜2.2のものを用いる。   Next, a method for manufacturing the printed wiring board 1 will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the printed wiring board 1 according to the first embodiment. First, as shown in FIG. 2 (a), the first carbon fiber sheet 3 and the second carbon fiber sheet 4 are arranged so that their fiber directions are orthogonal to each other, and adhesion of a prepreg or the like (not shown) is performed. Adhere with the material. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the first carbon fiber sheet 3 and the second carbon fiber sheet 4 are overlapped. In FIG. 3, if fibers are present in the solid line direction of the first carbon fiber sheet 3 and the second carbon fiber sheet 4, they are superposed so that the respective fiber directions are orthogonal to each other. The reason for superimposing them orthogonally is that the first and second carbon fiber sheets 3 and 4 have a characteristic that heat is easily conducted only in the fiber direction. The first carbon fiber sheet 3 and the second carbon fiber sheet 4 used in the first embodiment are, for example, SZ500 manufactured by Advanced Materials, Dialead (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and the like. The one having a thermal conductivity in the fiber direction of 450 to 600 W / mK and a specific gravity of 2 to 2.2 is used.

次に、図2の(b)に示すように、重ね合わせた第1の炭素繊維シート3と第2の炭素繊維シート4にスルーホール穴9aと熱拡散用穴5をドリル加工等により設ける。このとき、熱拡散用穴5は、重ね合わせた第1の炭素繊維シート3と第2の炭素繊維シート4の全体に複数個かつ均等に設ける。図4は実施の形態1におけるプリント配線板用基材2の上面図であり、熱拡散用穴5を設ける様子を示す図である。図4に示すように、熱拡散用穴5はプリント配線板用基材2の全面に均等に設けるものとする。また、熱拡散用穴5の穴径はどのような値であってもよいが、内部に第1の金属めっき6を施すことや、熱伝導性樹脂7を充填することを勘案すると、概ね0.2ミリメートルから1.0ミリメートル程度の値が望ましい。これに対してスルーホール穴9aは熱拡散用穴5と重ならない位置であれば、どこに設けてもよいが、個数や大きさ等は、作成するプリント基板1の種類や用途によって異なる。   Next, as shown in FIG. 2B, through holes 9a and heat diffusion holes 5 are provided in the first carbon fiber sheet 3 and the second carbon fiber sheet 4 that are overlapped by drilling or the like. At this time, a plurality of heat diffusion holes 5 are provided uniformly over the entire first carbon fiber sheet 3 and second carbon fiber sheet 4 that are overlapped. FIG. 4 is a top view of the printed wiring board substrate 2 in the first embodiment, and is a diagram showing a state in which the heat diffusion holes 5 are provided. As shown in FIG. 4, the heat diffusion holes 5 are provided uniformly over the entire surface of the printed wiring board substrate 2. Further, the hole diameter of the heat diffusion hole 5 may be any value. However, considering that the first metal plating 6 is applied inside or the heat conductive resin 7 is filled, the hole diameter is approximately 0. A value of about 2 mm to 1.0 mm is desirable. On the other hand, the through-hole 9a may be provided anywhere as long as it does not overlap with the heat diffusion hole 5, but the number, size, and the like vary depending on the type and use of the printed board 1 to be created.

次に、図2の(c)に示すように、スルーホール穴9aと熱拡散用穴5の内壁と、炭素繊維シート3および4の表面に第1の金属めっき6を施す。さらに、図2の(d)に示すように第1の金属めっき6を施した熱拡散用穴5の内部に、熱伝導性樹脂7をスクリーン印刷等の手法により充填する。そして図2の(e)に示すように、第1及び第2の炭素繊維シート3および4の表面、ならびにスルーホール穴9aの内壁に、第2の金属めっき61を施す。なお図2の(c)および図2の(e)において、めっきする金属は例えば銅などの熱伝導性に優れたものを用いる。   Next, as shown in FIG. 2C, a first metal plating 6 is applied to the through hole 9a, the inner walls of the heat diffusion hole 5, and the surfaces of the carbon fiber sheets 3 and 4. Further, as shown in FIG. 2D, the heat conductive resin 7 is filled in the heat diffusion hole 5 provided with the first metal plating 6 by a technique such as screen printing. Then, as shown in FIG. 2 (e), a second metal plating 61 is applied to the surfaces of the first and second carbon fiber sheets 3 and 4 and the inner wall of the through-hole 9a. In FIG. 2C and FIG. 2E, the metal to be plated is one having excellent thermal conductivity such as copper.

次に、図2の(f)に示すようにプリント配線板用基材2を表裏から絶縁樹脂8で挟み、絶縁樹脂8の表裏面に銅箔14を重ねて加熱圧着する。このとき、炭素繊維シート3、4の表裏面だけでなく、スルーホール穴9aの内部にも絶縁樹脂8が形成される。次に図2の(g)に示すように、表裏導通のためのスルーホール9を形成する穴9bとサーマルビア11を形成する穴11aをドリル加工やレーザ加工等により設ける。ここで穴9bは基材を貫通するように穿穴し、一方、穴11aは表面の銅箔14から第2の金属めっき61に到達するまで穿穴する。次に、図2の(h)に示すように、穴9bと穴11aの内壁及び表裏面の銅箔14に、第3の金属めっき62を施す。最後に、図2の(i)に示すように第3の金属めっき62と銅箔14をエッチングすることにより、パッド10、配線パターン13、サーマルビア11及びスルーホール9を形成する。   Next, as shown in FIG. 2 (f), the printed wiring board substrate 2 is sandwiched between the front and back surfaces by the insulating resin 8, and the copper foil 14 is overlapped on the front and back surfaces of the insulating resin 8 and heat-pressed. At this time, the insulating resin 8 is formed not only on the front and back surfaces of the carbon fiber sheets 3 and 4 but also in the through hole 9a. Next, as shown in FIG. 2G, a hole 9b for forming a through hole 9 for conducting the front and back and a hole 11a for forming a thermal via 11 are provided by drilling or laser processing. Here, the hole 9b is pierced so as to penetrate the base material, while the hole 11a is pierced from the copper foil 14 on the surface until reaching the second metal plating 61. Next, as shown in FIG. 2 (h), a third metal plating 62 is applied to the inner walls of the holes 9b and 11a and the copper foil 14 on the front and back surfaces. Finally, as shown in FIG. 2I, the third metal plating 62 and the copper foil 14 are etched to form the pad 10, the wiring pattern 13, the thermal via 11, and the through hole 9.

次に、プリント配線板1における熱伝導について図を用いて説明する。図1において、電子部品12から発生する熱は、サーマルビア11またはパッド10と絶縁樹脂8を介して、第2の金属めっき61が施されたプリント配線板用基材2に伝わり、プリント配線板用基材2の全体に拡散される。図5の(a)はプリント配線板1の一部を拡大して熱伝導の様子を示した断側面図であり、図5の(b)のA−A断面に相当する。一方、図5の(b)はプリント配線板1の一部を拡大して熱伝導の様子を示した断平面図であり、図5の(a)のB−B断面に相当する。   Next, heat conduction in the printed wiring board 1 will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, heat generated from the electronic component 12 is transmitted to the printed wiring board substrate 2 on which the second metal plating 61 is applied via the thermal via 11 or the pad 10 and the insulating resin 8, and the printed wiring board. Is diffused throughout the entire substrate 2. FIG. 5A is a cross-sectional side view showing a state of heat conduction by enlarging a part of the printed wiring board 1, and corresponds to the AA cross section of FIG. On the other hand, FIG. 5B is a cross-sectional plan view showing a state of heat conduction by enlarging a part of the printed wiring board 1, and corresponds to the BB cross section of FIG.

図5の(a)に示すように、電子部品12から発生した熱は、例えばサーマルビア11を経由して実線の矢印51のように第1の炭素繊維シート3へ伝導する。そして第1の炭素繊維シート3において図5の(b)における矢印52、55のように横方向へ伝導する。そこで、矢印52方向に伝導した熱は、熱拡散用穴5の1つである熱拡散用穴5aに達する。熱拡散用穴5aは内壁に第1の金属めっき6が施され、さらに熱拡散用穴5aの内部には熱伝導樹脂7が充填されているが、第1の金属めっき6及び熱伝導樹脂7は、第1の炭素繊維シート3と異なり熱伝導方向に異方性はない。従って伝導してきた熱は、第1の金属めっき6及び熱伝導樹脂7によって第1の炭素繊維シート3の下側にある第2の炭素繊維シート4に伝導される。   As shown in (a) of FIG. 5, the heat generated from the electronic component 12 is conducted to the first carbon fiber sheet 3 through the thermal via 11 as indicated by the solid line arrow 51, for example. And in the 1st carbon fiber sheet 3, it conducts to a horizontal direction like the arrows 52 and 55 in FIG.5 (b). Therefore, the heat conducted in the direction of the arrow 52 reaches the heat diffusion hole 5 a which is one of the heat diffusion holes 5. The first metal plating 6 is applied to the inner wall of the heat diffusion hole 5a, and the inside of the heat diffusion hole 5a is filled with the heat conductive resin 7, but the first metal plating 6 and the heat conductive resin 7 are filled. Unlike the first carbon fiber sheet 3, there is no anisotropy in the heat conduction direction. Accordingly, the conducted heat is conducted to the second carbon fiber sheet 4 on the lower side of the first carbon fiber sheet 3 by the first metal plating 6 and the heat conductive resin 7.

第2の炭素繊維シート4に伝導した熱は、第2の炭素繊維シート4の繊維方向が第1の炭素繊維シート3の繊維方向と直交するため、図5の(b)の破線の矢印53のように、矢印52とは直交する縦方向へ伝導する。そして別の熱拡散用穴5の一つである熱拡散用穴5bに達すると、熱拡散用穴5bの内部に設けた第1の金属めっき6及び熱伝導樹脂7を介して、再び上側の第1の炭素繊維シート3に伝導される。さらに、第1の炭素繊維シート3において実線の矢印54のように再び横方向へ伝導してゆく。このように、プリント配線板用基材2を伝導する熱は、熱拡散用穴5において上下の炭素繊維シート3及び4の間を互いに伝導し合うことによって、二次元的に広がりながらプリント配線板用基材2の全体へ拡散してゆく。   The heat conducted to the second carbon fiber sheet 4 has a broken arrow 53 in FIG. 5B because the fiber direction of the second carbon fiber sheet 4 is orthogonal to the fiber direction of the first carbon fiber sheet 3. As described above, conduction occurs in the vertical direction perpendicular to the arrow 52. Then, when the heat diffusion hole 5b, which is one of the other heat diffusion holes 5, is reached, the first metal plating 6 and the heat conductive resin 7 provided inside the heat diffusion hole 5b are used again. Conducted to the first carbon fiber sheet 3. Further, the first carbon fiber sheet 3 conducts again in the lateral direction as indicated by a solid arrow 54. In this way, the heat conducted through the printed wiring board substrate 2 conducts between the upper and lower carbon fiber sheets 3 and 4 in the heat diffusion hole 5, thereby spreading in a two-dimensional manner. It diffuses throughout the base material 2 for use.

実施の形態1で用いる炭素繊維シート3および4の繊維方向の熱伝導率は、例えば前掲のものを使用した場合は450〜600W/mKであり、アルミニウムの230W/mKや銅の390W/mK等よりも良い。一方で、繊維に対して垂直方向の熱伝導率は例えば株式会社先端材料製SZ500で40W/mKと低い特性を有している。   The thermal conductivity in the fiber direction of the carbon fiber sheets 3 and 4 used in the first embodiment is 450 to 600 W / mK, for example, when the above-described one is used, such as 230 W / mK for aluminum, 390 W / mK for copper, Better than. On the other hand, the thermal conductivity in the direction perpendicular to the fibers is as low as 40 W / mK, for example, by SZ500 manufactured by Advanced Materials.

以上のように、実施の形態1では、炭素繊維シート3及び4に熱拡散用穴5を設け、熱拡散用穴5の内壁および前記炭素繊維シート3及び4の表裏面に第1の金属めっき6を施しているため、上下の炭素繊維シート3、4間の熱伝導が促進され、熱がプリント配線板用基材2全体に拡散される。また、実施の形態1では、熱拡散用穴5の内部に熱伝導性樹脂7を充填したうえに第2の金属めっき61を施しているため、プリント配線板1上の任意の位置に、レーザ加工によるサーマルビア11を設けることが可能となり、電子部品12の部品配置に対して何らの制約なく、放熱性を向上することができる。   As described above, in Embodiment 1, the heat diffusion holes 5 are provided in the carbon fiber sheets 3 and 4, and the first metal plating is applied to the inner wall of the heat diffusion holes 5 and the front and back surfaces of the carbon fiber sheets 3 and 4. 6, heat conduction between the upper and lower carbon fiber sheets 3 and 4 is promoted, and heat is diffused throughout the printed wiring board substrate 2. Further, in the first embodiment, since the heat conductive resin 7 is filled in the inside of the heat diffusion hole 5 and the second metal plating 61 is applied, the laser can be placed at an arbitrary position on the printed wiring board 1. It becomes possible to provide the thermal via 11 by processing, and heat dissipation can be improved without any restriction on the component arrangement of the electronic component 12.

なお、実施の形態1では、熱拡散用穴5の内部に熱伝導性樹脂7を充填しているので、第1の炭素繊維シート3と第2の炭素繊維シート4との間の熱伝導を、より促進することができる。また、実施の形態1では、熱拡散用穴5を第1の基材と第2の基材の全面に均等に設けているので、電子部品12が搭載される場所にかかわらず、熱をプリント配線板用基材2に拡散することができる。さらに、実施の形態1では、第1の炭素繊維シート3と第2の炭素繊維シート4とを繊維方向が直交するよう重ね合わせているので、電子部品12が発生する熱を効率よくプリント配線板用基材2の全体へ拡散することができる。   In Embodiment 1, since the heat conductive resin 7 is filled in the heat diffusion hole 5, the heat conduction between the first carbon fiber sheet 3 and the second carbon fiber sheet 4 is performed. Can be promoted more. In the first embodiment, since the heat diffusion holes 5 are evenly provided on the entire surfaces of the first base material and the second base material, the heat is printed regardless of the place where the electronic component 12 is mounted. It can be diffused into the wiring board substrate 2. Further, in the first embodiment, the first carbon fiber sheet 3 and the second carbon fiber sheet 4 are overlapped so that the fiber directions are orthogonal to each other, so that the heat generated by the electronic component 12 can be efficiently generated. It can diffuse to the whole substrate 2 for use.

なお、上記実施の形態1においては第1及び第2の基材として炭素繊維シートを用いるものとして説明したが、必ずしも炭素繊維シートでなくてもよい。例えば炭素繊維シートの代わりに、炭素繊維金属を用いるものとしてもよい。また、炭素繊維シートや炭素繊維金属に限らず、熱伝導方向に異方性を持つ材料で作られていれば、どのような材料であってもよい。   In Embodiment 1 described above, the carbon fiber sheet is used as the first and second base materials. However, the carbon fiber sheet is not necessarily used. For example, a carbon fiber metal may be used instead of the carbon fiber sheet. Further, the material is not limited to the carbon fiber sheet or the carbon fiber metal, and any material may be used as long as it is made of a material having anisotropy in the heat conduction direction.

また、上記実施の形態1においては熱拡散用穴5をプリント配線板用基材2に格子状に配設するものとして説明したが、これは必ずしも格子状でなくてもよい。例えば図6の(a)に示すような斜め格子状や、図6の(b)に示すような同心円状であってもよい。   In the first embodiment, the heat diffusion holes 5 have been described as being arranged in a grid pattern on the printed wiring board substrate 2, but this need not necessarily be a grid pattern. For example, an oblique grid shape as shown in FIG. 6A or a concentric circle shape as shown in FIG.

また、上記実施の形態1においては、熱拡散用穴5の形状は円形として説明したが、熱拡散用穴5は必ずしも円形穴である必要はない。熱が伝導すれば任意の形状でよく、楕円形や四角形であってもよい。   In the first embodiment, the shape of the heat diffusion hole 5 is described as being circular. However, the heat diffusion hole 5 is not necessarily a circular hole. Any shape may be used as long as heat is conducted, and it may be oval or square.

また、上記実施の形態1においては、熱拡散用穴5をプリント配線板用基材2に均一に設けるものとして説明したが、これは必ずしも均一でなくてもよい。例えば発熱量の大きい部品の下に多くの熱拡散用穴5を設け、当該部品の熱の拡散を促進するものとしてもよい。   In the first embodiment, the heat diffusion holes 5 are described as being uniformly provided in the printed wiring board substrate 2, but this need not necessarily be uniform. For example, a large number of heat diffusion holes 5 may be provided under a component that generates a large amount of heat, and the heat diffusion of the component may be promoted.

実施の形態2.
実施の形態1では、熱拡散用穴5の内部に熱伝導性樹脂7を充填し、熱伝導性樹脂7の上に第2の金属めっき61を施す場合について説明したが、必ずしも熱伝導性樹脂7を充填する必要はない。この場合、熱伝導性樹脂7を充填する工程及び第2の金属めっき61を施す工程が不要となって製造が容易となり、プリント配線板1の製造コストを下げることができる。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the case where the heat conductive resin 7 is filled in the heat diffusion hole 5 and the second metal plating 61 is applied on the heat conductive resin 7 has been described. However, the heat conductive resin is not necessarily provided. 7 need not be filled. In this case, the process of filling the heat conductive resin 7 and the process of applying the second metal plating 61 are not required, and the manufacture becomes easy, and the manufacturing cost of the printed wiring board 1 can be reduced.

図7は実施の形態2におけるプリント配線板1を示す断面図であり、実施の形態1における図1と比較すると、図7では熱拡散用穴5の内部に熱伝導性樹脂7を充填せず、絶縁樹脂8で満たす点が異なっている。なお図7において、図1と同一または相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。実施の形態2では、電子部品12で発生した熱はサーマルビア11により第1の金属めっき6を介して第1の炭素繊維シート3に伝導する。次に、第1の炭素繊維シート3に伝導した熱は、プリント配線板用基材2にあけた熱拡散用穴5の内壁に施された第1の金属めっき6により、下側にある第2の炭素繊維シート4に伝導する。以降の熱伝導は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing the printed wiring board 1 according to the second embodiment. Compared with FIG. 1 according to the first embodiment, FIG. 7 does not fill the heat diffusion hole 5 with the heat conductive resin 7. The point which is filled with the insulating resin 8 is different. In FIG. 7, the same or corresponding parts as in FIG. In the second embodiment, the heat generated in the electronic component 12 is conducted to the first carbon fiber sheet 3 through the first metal plating 6 by the thermal via 11. Next, the heat conducted to the first carbon fiber sheet 3 is lowered by the first metal plating 6 applied to the inner wall of the heat diffusion hole 5 formed in the printed wiring board substrate 2. Conducted to the second carbon fiber sheet 4. Since the subsequent heat conduction is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

次に実施の形態2におけるプリント配線板1の製造方法を説明する。図8は実施の形態2におけるプリント配線板1の製造工程を示す断面図であり、実施の形態1における図2に対応する。実施の形態2では熱拡散用穴5の内部に熱伝導性樹脂7を充填しないため、図8では、図2の(d)に示す熱伝導性樹脂7を充填する工程と、図2の(e)に示す第2の金属めっき61を施す工程を省略できる点が異なる。   Next, the manufacturing method of the printed wiring board 1 in Embodiment 2 is demonstrated. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the printed wiring board 1 in the second embodiment, and corresponds to FIG. 2 in the first embodiment. Since Embodiment 2 does not fill the inside of the thermal diffusion hole 5 with the heat conductive resin 7, in FIG. 8, the step of filling the heat conductive resin 7 shown in FIG. The difference is that the step of applying the second metal plating 61 shown in e) can be omitted.

まず図8の(a)に示すように、第1の炭素繊維シート3と第2の炭素繊維シート4を、それぞれの繊維方向が直交するように配置し、プリプレグ等の接着材により接着する。次に、図8の(b)に示すように、重ね合わせた第1の炭素繊維シート3と第2の炭素繊維シート4にスルーホール穴9aと熱拡散用穴5をドリル加工等により設ける。熱拡散用穴5を炭素繊維シートの全体に複数個かつ均等に設ける点は、実施の形態1と同様である。そして図8の(c)に示すように、スルーホール穴9aと熱拡散用穴5の内壁と、炭素繊維シート3および4の表面に第1の金属めっき6を施す。   First, as shown to (a) of FIG. 8, the 1st carbon fiber sheet 3 and the 2nd carbon fiber sheet 4 are arrange | positioned so that each fiber direction may orthogonally cross, and it adhere | attaches with adhesives, such as a prepreg. Next, as shown in FIG. 8B, through holes 9a and heat diffusion holes 5 are provided in the overlapped first carbon fiber sheet 3 and second carbon fiber sheet 4 by drilling or the like. Similar to the first embodiment, a plurality of heat diffusion holes 5 are provided uniformly over the entire carbon fiber sheet. And as shown in FIG.8 (c), the 1st metal plating 6 is given to the inner surface of the through-hole 9a and the hole 5 for thermal diffusion, and the surface of the carbon fiber sheets 3 and 4. As shown in FIG.

次に、実施の形態2では、上述のように図2の(d)及び(e)に示す工程を省略し、図8の(d)に示すようにプリント配線板用基材2を表裏から絶縁樹脂8で挟み、絶縁樹脂8の表裏面に銅箔14を重ねて加熱圧着する。このため実施の形態2では、スルーホール穴9aの内部だけでなく、熱拡散用穴5の内部にも絶縁樹脂8が形成される。次に図8の(e)に示すように、スルーホール9を形成する穴9bとサーマルビア11を形成する穴11aをドリル加工やレーザ加工等により設ける。次に、図8の(f)に示すように、穴9bと穴11aの内壁及び表裏面の銅箔14に、第3の金属めっき62を施す。最後に、図8の(g)に示すように第3の金属めっき62と銅箔14をエッチングすることにより、パッド10、配線パターン13、サーマルビア11及びスルーホール9を形成する。   Next, in Embodiment 2, the steps shown in (d) and (e) of FIG. 2 are omitted as described above, and the printed wiring board substrate 2 is viewed from the front and back as shown in (d) of FIG. It is sandwiched between the insulating resins 8, and the copper foil 14 is overlapped on the front and back surfaces of the insulating resin 8 and heat-pressed. For this reason, in the second embodiment, the insulating resin 8 is formed not only in the through hole 9a but also in the heat diffusion hole 5. Next, as shown in FIG. 8E, a hole 9b for forming the through hole 9 and a hole 11a for forming the thermal via 11 are provided by drilling or laser processing. Next, as shown in FIG. 8F, a third metal plating 62 is applied to the inner walls of the holes 9b and 11a and the copper foils 14 on the front and back surfaces. Finally, as shown in FIG. 8G, the third metal plating 62 and the copper foil 14 are etched to form the pad 10, the wiring pattern 13, the thermal via 11, and the through hole 9.

以上説明したように、実施の形態2では、熱拡散用穴5の内壁に施された第1の金属めっき6が、熱伝導性樹脂7の代わりに第1および第2の炭素繊維シート間に熱を伝導する役割を果たす。実施の形態2では、熱拡散用穴5の内部に熱伝導性樹脂7を充填せず、また第2の金属めっき61を施さなくて済むため、熱伝導性樹脂7を充填する工程及び第2の金属めっき61を施す工程を省略でき、製造が容易となって、プリント配線板1の製造コストを下げることができる。   As described above, in the second embodiment, the first metal plating 6 applied to the inner wall of the heat diffusion hole 5 is interposed between the first and second carbon fiber sheets instead of the heat conductive resin 7. It plays a role in conducting heat. In the second embodiment, it is not necessary to fill the inside of the heat diffusion hole 5 with the heat conductive resin 7 and to apply the second metal plating 61. Therefore, the step of filling the heat conductive resin 7 and the second step The step of applying the metal plating 61 can be omitted, the manufacture is facilitated, and the manufacturing cost of the printed wiring board 1 can be reduced.

実施の形態3.
実施の形態1では、プリント配線板用基材2を構成するものとして、第1の炭素繊維シート3と第2の炭素繊維シート4を使用し、これらをそれぞれの繊維方向が直交するように重ね合わせるものとして説明したが、必ずしも炭素繊維シートを2枚重ねる必要はない。すなわち炭素繊維シートは1枚であってもよく、この場合、プリント配線板1の薄型化、軽量化が可能となる。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, the first carbon fiber sheet 3 and the second carbon fiber sheet 4 are used as constituents of the printed wiring board substrate 2 and are stacked so that their fiber directions are orthogonal to each other. Although described as being combined, it is not always necessary to overlap two carbon fiber sheets. That is, the number of carbon fiber sheets may be one, and in this case, the printed wiring board 1 can be reduced in thickness and weight.

図9は実施の形態3におけるプリント配線板1を示す断面図であり、実施の形態1における図1と比較すると、図9では炭素繊維シートを2枚重ねず、第1の炭素繊維シート3だけしか使用していない点が異なっている。なお図9において、図1と同一または相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。実施の形態3でも、電子部品12が発熱した熱はサーマルビア11により第2の金属めっき61を介して第1の炭素繊維シート3へ伝導する。実施の形態3では、第1の炭素繊維シート3を1枚しか使用していないため、プリント配線板用基材2では第1の炭素繊維シート3の繊維方向にしか熱が伝導しない。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing printed wiring board 1 according to the third embodiment. Compared with FIG. 1 according to the first embodiment, FIG. 9 shows only the first carbon fiber sheet 3 without overlapping two carbon fiber sheets. The only difference is that they are only used. In FIG. 9, the same or corresponding parts as in FIG. Also in the third embodiment, the heat generated by the electronic component 12 is conducted to the first carbon fiber sheet 3 through the second metal plating 61 by the thermal via 11. In the third embodiment, since only one first carbon fiber sheet 3 is used, heat is conducted only in the fiber direction of the first carbon fiber sheet 3 in the printed wiring board substrate 2.

実施の形態3では、第1の炭素繊維シート3と直交する方向への熱伝導は、第1の金属めっき6及び第2の金属めっき61により行われる。すなわち第1の金属めっき6及び第2の金属めっき61と第1の炭素繊維シート3により二次元方向への広がりを持った熱拡散が実現される。なお、この実施の形態3の場合、第1の金属めっき6及び第2の金属めっき61の厚さを変えることにより、必要な放熱特性を得ることができる。   In the third embodiment, the heat conduction in the direction orthogonal to the first carbon fiber sheet 3 is performed by the first metal plating 6 and the second metal plating 61. That is, the first metal plating 6, the second metal plating 61, and the first carbon fiber sheet 3 realize thermal diffusion having a spread in a two-dimensional direction. In the case of the third embodiment, the necessary heat dissipation characteristics can be obtained by changing the thicknesses of the first metal plating 6 and the second metal plating 61.

以上説明したように、実施の形態3では、第2の炭素繊維シート4の代わりに第1の金属めっき6及び第2の金属めっき61が、第1の炭素繊維シート3と直交する方向へ熱を伝導する役割を果たす。実施の形態3では、炭素繊維シートが1枚で済むため、プリント配線板1の薄型化、軽量化が可能となる。   As described above, in the third embodiment, instead of the second carbon fiber sheet 4, the first metal plating 6 and the second metal plating 61 are heated in a direction orthogonal to the first carbon fiber sheet 3. It plays a role of conducting. In Embodiment 3, since only one carbon fiber sheet is required, the printed wiring board 1 can be made thinner and lighter.

実施の形態4.
実施の形態1ないし3では、プリント配線板用基材2で熱を二次元方向への広がりを持たせて拡散することについて説明したが、さらにプリント配線板用基材2から、プリント配線板1が搭載される筐体へ放熱することもできる。
Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, it has been described that the heat is spread in the two-dimensional direction in the printed wiring board substrate 2, but the printed wiring board 1 is further spread from the printed wiring board substrate 2. It is also possible to dissipate heat to the housing on which is mounted.

図10は実施の形態4におけるプリント配線板1を示す断面図であり、実施の形態1における図1と比較すると、図10ではプリント配線板1に設けた複数のサーマルビア11bと、プリント配線板1が搭載される筐体15とが接触する構成である点が異なっている。なお図10において、図1と同一または相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。実施の形態4でも、電子部品12が発熱した熱はサーマルビア11により第2の金属めっき61を介してプリント配線板用基材2に伝わり、二次元方向へ広がって拡散する。実施の形態4では、熱拡散用穴5の内部に熱伝導性樹脂7を充填し、熱伝導性樹脂7の上に第2の金属めっき61を施して、さらにその上にサーマルビア11bを介して筐体15が接触する構成となっている。このような構成により、プリント配線板用基材2で拡散された熱は、サーマルビア11bを介して筐体15へ伝導して放熱される。   10 is a cross-sectional view showing the printed wiring board 1 according to the fourth embodiment. Compared with FIG. 1 according to the first embodiment, FIG. 10 shows a plurality of thermal vias 11b provided on the printed wiring board 1 and the printed wiring board. 1 is different in that it is in contact with the housing 15 on which 1 is mounted. In FIG. 10, the same or corresponding parts as in FIG. Also in the fourth embodiment, the heat generated by the electronic component 12 is transmitted to the printed wiring board substrate 2 through the second metal plating 61 by the thermal via 11 and spreads and diffuses in the two-dimensional direction. In the fourth embodiment, the inside of the thermal diffusion hole 5 is filled with the thermal conductive resin 7, the second metal plating 61 is applied on the thermal conductive resin 7, and the thermal via 11b is further provided thereon. Thus, the housing 15 is in contact. With such a configuration, the heat diffused by the printed wiring board substrate 2 is conducted to the casing 15 through the thermal via 11b and radiated.

以上説明したように、実施の形態4では、電子部品12が発生した熱がプリント配線板用基材2で拡散されて、サーマルビア11bにより筐体15へ放熱される。実施の形態4では、筐体15と接触する部分の形状に合わせて、サーマルビア11bを任意の位置に配置できるため、絶縁樹脂7を機械加工等により除去することなく、プリント配線板1の熱を筐体15へ放熱することができる。   As described above, in the fourth embodiment, the heat generated by the electronic component 12 is diffused by the printed wiring board substrate 2 and radiated to the housing 15 by the thermal via 11b. In the fourth embodiment, since the thermal via 11b can be arranged at an arbitrary position in accordance with the shape of the portion in contact with the casing 15, the heat of the printed wiring board 1 can be obtained without removing the insulating resin 7 by machining or the like. Can be radiated to the housing 15.

なお、上記実施の形態4においてはサーマルビア11bにより筐体15へ放熱するものとして説明したが、これは必ずしもサーマルビア11bである必要はなく、例えば放熱用貫通スルーホールであってもよい。図11は、実施の形態4において筐体15と接触するサーマルビア11bの代わりに放熱用貫通スルーホール16を設けた場合の、プリント配線板1を示す断面図である。図11に示すように、筐体15に接触する部分において、プリント配線板用基材2にスルーホール部穴9aを設けない放熱用貫通スルーホール16を形成し、プリント配線板用基材2と放熱用貫通スルーホール16とを接触させる。これによりプリント配線板用基材2により伝導された熱を、放熱用貫通スルーホール16を介して筐体15へ放熱することができる。   In the fourth embodiment, the thermal via 11b radiates heat to the housing 15. However, this is not necessarily the thermal via 11b, and may be a heat radiating through hole. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the printed wiring board 1 when the through-hole 16 for heat dissipation is provided in place of the thermal via 11b that contacts the housing 15 in the fourth embodiment. As shown in FIG. 11, in a portion in contact with the casing 15, a through-hole 16 for heat dissipation that does not provide the through-hole portion hole 9 a is formed in the printed wiring board substrate 2, and the printed wiring board substrate 2 The heat dissipation through-hole 16 is brought into contact. Thereby, the heat conducted by the printed wiring board substrate 2 can be radiated to the housing 15 through the heat radiating through hole 16.

以上説明したように、図11に示す構成とすることで、サーマルビア11bを設けていないプリント配線板1においても、絶縁樹脂7を機械加工等により除去することなく、プリント配線板1の熱を少ない熱抵抗で筐体15へ放熱することができる。   As described above, with the configuration shown in FIG. 11, even in the printed wiring board 1 not provided with the thermal via 11b, the heat of the printed wiring board 1 is removed without removing the insulating resin 7 by machining or the like. Heat can be radiated to the housing 15 with a small thermal resistance.

この発明の実施の形態1に用いられるプリント配線板の断面図である。It is sectional drawing of the printed wiring board used for Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1におけるプリント配線板の製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the printed wiring board in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における第1の炭素繊維シートと第2の炭素繊維シートを重ね合わせる様子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a mode that the 1st carbon fiber sheet and 2nd carbon fiber sheet in Embodiment 1 of this invention are piled up. この発明の実施の形態1に用いられる熱拡散用穴を設ける様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the hole for thermal diffusion used for Embodiment 1 of this invention is provided. この発明の実施の形態1におけるプリント配線板を熱が伝導する様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that heat | fever conducts the printed wiring board in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に用いられるプリント配線板用基材の上面図である。It is a top view of the base material for printed wiring boards used for Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に用いられるプリント配線板の断面図である。It is sectional drawing of the printed wiring board used for Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2におけるプリント配線板の製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the printed wiring board in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に用いられるプリント配線板の断面図である。It is sectional drawing of the printed wiring board used for Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に用いられるプリント配線板の断面図である。It is sectional drawing of the printed wiring board used for Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4に用いられるプリント配線板の断面図である。It is sectional drawing of the printed wiring board used for Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 プリント配線板
2 プリント配線板用基材
3 第1の基材である第1の炭素繊維シート
4 第2の基材である第2の炭素繊維シート
5 熱伝導穴である熱拡散用穴
6 熱伝導層である第1の金属めっき
7 熱伝導性樹脂
8 絶縁樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printed wiring board 2 Base material 3 for printed wiring boards The 1st carbon fiber sheet 4 which is a 1st base material The 2nd carbon fiber sheet 5 which is a 2nd base material The hole 6 for thermal diffusion which is a heat conduction hole 1st metal plating which is a heat conductive layer 7 heat conductive resin 8 insulating resin

Claims (8)

熱伝導方向に異方性を有する第1の基材と、前記第1の基材とは異なる熱伝導方向となるように前記第1の基材に重ね合わせた、熱伝導方向に異方性を有する第2の基材と、前記第1の基材と第2の基材とを連通する熱伝導穴と、前記熱伝導穴の内壁に設けた熱伝導層とからなることを特徴とするプリント配線板用基材。   A first base material having anisotropy in the heat conduction direction and an anisotropy in the heat conduction direction superimposed on the first base material so as to have a different heat conduction direction from the first base material A heat conductive hole communicating with the first base material and the second base material, and a heat conductive layer provided on an inner wall of the heat conductive hole. Base material for printed wiring boards. 前記熱伝導層に囲まれた前記熱伝導穴の内部に熱伝導樹脂を備えることを特徴とする、請求項1に記載のプリント配線板用基材。   The printed wiring board substrate according to claim 1, wherein a heat conductive resin is provided inside the heat conductive hole surrounded by the heat conductive layer. 熱伝導方向に異方性を有する前記第1または第2の基材は、それぞれ炭素繊維金属または炭素繊維シートであることを特徴とする、請求項1に記載のプリント配線板用基材。   2. The printed wiring board substrate according to claim 1, wherein the first or second substrate having anisotropy in a heat conduction direction is a carbon fiber metal or a carbon fiber sheet, respectively. 前記熱伝導穴は前記第1の基材と第2の基材の全面に均等に設けることを特徴とする、請求項1に記載のプリント配線板用基材。   The printed wiring board substrate according to claim 1, wherein the heat conduction holes are provided uniformly over the entire surfaces of the first substrate and the second substrate. 第1の基材と第2の基材は、それぞれの熱伝導方向が直交するように重ね合わせられることを特徴とする、請求項1に記載のプリント配線板用基材。   2. The printed wiring board substrate according to claim 1, wherein the first substrate and the second substrate are overlapped so that their heat conduction directions are orthogonal to each other. 請求項1ないし請求項5のいずれか一に記載のプリント配線板用基材と、前記プリント配線板用基材を挟む絶縁樹脂とを備えたことを特徴とするプリント配線板。   A printed wiring board comprising the printed wiring board substrate according to claim 1 and an insulating resin sandwiching the printed wiring board substrate. 熱伝導方向に異方性を有する第1の基材に、前記第1の基材とは異なる熱伝導方向となるように、熱伝導方向に異方性を有する第2の基材を重ね合わせるステップと、前記第1の基材及び第2の基材を連通する熱伝導穴を穿孔するステップと、穿孔した前記熱伝導穴の内壁に熱伝導層を設けるステップとを有することを特徴とするプリント配線板用基材の製造方法。   A second base material having anisotropy in the heat conduction direction is superimposed on the first base material having anisotropy in the heat conduction direction so that the heat conduction direction is different from that of the first base material. And a step of drilling a heat conduction hole communicating with the first base material and the second base material, and a step of providing a heat conduction layer on the inner wall of the drilled heat conduction hole. A method for producing a printed wiring board substrate. 熱伝導方向に異方性を有する第1の基材に、前記第1の基材と熱伝導方向が直交するように、熱伝導方向に異方性を有する第2の基材を重ね合わせるステップと、前記第1の基材及び第2の基材を連通する熱伝導穴を穿孔するステップと、穿孔した前記熱伝導穴の内壁に熱伝導層を設けるステップと、前記熱伝導層に囲まれた前記熱伝導穴の内部に熱伝導樹脂を備えるステップとを有することを特徴とするプリント配線板用基材の製造方法。   The step of superimposing the second base material having anisotropy in the heat conduction direction on the first base material having anisotropy in the heat conduction direction so that the heat conduction direction is orthogonal to the first base material. A step of drilling a heat conduction hole communicating with the first base material and the second base material, a step of providing a heat conduction layer on the inner wall of the drilled heat conduction hole, and the heat conduction layer And a step of providing a heat conductive resin inside the heat conductive hole.
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