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WO2024203362A1 - 多層基板 - Google Patents

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WO2024203362A1
WO2024203362A1 PCT/JP2024/009894 JP2024009894W WO2024203362A1 WO 2024203362 A1 WO2024203362 A1 WO 2024203362A1 JP 2024009894 W JP2024009894 W JP 2024009894W WO 2024203362 A1 WO2024203362 A1 WO 2024203362A1
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WO
WIPO (PCT)
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layer
organic resin
resin layer
substrate
multilayer
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2024/009894
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English (en)
French (fr)
Inventor
有平 松本
泉太郎 山元
幸雄 森田
和貴 西本
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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 Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2025510456A priority Critical patent/JPWO2024203362A1/ja
Publication of WO2024203362A1 publication Critical patent/WO2024203362A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits

Definitions

  • a display device has been proposed that has a laminated structure in which wiring is arranged between multiple insulating layers.
  • the multilayer substrate according to one embodiment of the present invention has a carbonaceous substrate layer and an organic resin layer.
  • the organic resin layer is located on the carbonaceous substrate layer.
  • the carbonaceous substrate layer has a higher thermal conductivity than the organic resin layer.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a multilayer substrate according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a multilayer substrate according to the second embodiment.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating an example of a multilayer substrate according to a third embodiment.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 3A.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a multilayer substrate according to the fourth embodiment.
  • the laminated structure described above has room for improvement in terms of heat dissipation.
  • First Embodiment Fig. 1 is a cross-sectional view showing an example of a multilayer substrate according to embodiment 1. As shown in Fig. 1, the multilayer substrate 1 according to embodiment 1 has a substrate 10 and an organic resin layer 20.
  • the substrate 10 has faces 101 and 102 located at both ends in the thickness direction. Face 101 is located on the organic resin layer 20 side. Face 102 is located on the opposite side to the organic resin layer 20.
  • substrate 10 has surface 101 and surface 102.
  • Substrate 10 may have a so-called hexahedral shape.
  • Surfaces 101 and 102 may be the surfaces of this hexahedron with the largest area.
  • Surfaces 101 and 102 may be arranged opposite each other on substrate 10, as shown in FIG. 1.
  • surfaces 101 and 102 may be arranged opposite each other on substrate 10, and each may constitute a main surface.
  • the substrate 10 may be composed of a carbonaceous substrate layer 11.
  • the carbonaceous substrate layer 11 may be used as the substrate 10.
  • the substrate 10 may be a carbonaceous substrate layer 11.
  • the substrate 10 has high heat dissipation properties and functions as a so-called heat dissipation substrate.
  • the organic resin layer 20 is located on the substrate 10.
  • the organic resin layer 20 is located above the carbonaceous substrate layer 11.
  • the organic resin layer 20 has faces 201 and 202 located at both ends in the thickness direction. Face 201 is located on the substrate 10 side, and face 202 is located on the opposite side to the substrate 10.
  • the organic resin layer 20 is, for example, a so-called organic base material having a polymer material.
  • the organic resin layer 20 may be, for example, an epoxy resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a polyimide resin, an olefin resin, or a polyphenylene resin.
  • the organic resin layer 20 may be, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) or other fluororesins, or polyphenylene ether resin.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the carbonaceous substrate layer 11 has a higher thermal conductivity than the organic resin layer 20. This results in a multilayer substrate 1 with high heat dissipation properties.
  • the carbonaceous substrate layer 11 may have a larger volume fraction than the organic resin layer 20.
  • the volume fraction of the carbonaceous substrate layer 11 refers to the volume fraction of the carbonaceous substrate layer 11 among the members constituting the multilayer substrate 1.
  • the volume fraction of the organic resin layer 20 refers to the volume fraction of the organic resin layer 20 among the members constituting the multilayer substrate 1.
  • the organic resin layer 20 may also contain carbon particles located in the polymer material.
  • the organic resin layer 20 may be a composite material in which a polymer material and carbon particles are combined.
  • the organic resin layer 20 contains the same chemical components as the adjacent carbonaceous substrate layer 11, which improves the bond strength between the carbon atoms when laminated together, thereby improving the durability of the multilayer substrate 1.
  • the organic resin layer 20 may also contain inorganic particles such as silica and alumina in addition to the carbon particles.
  • the organic resin layer 20 may also have a partial void 203.
  • the void 203 By having the void 203, the volume ratio of the organic resin layer 20 in the multilayer substrate 1 becomes even smaller. This further improves the heat dissipation properties of the multilayer substrate 1.
  • the void 203 has a shape or contour that corresponds to an open pore and a closed pore.
  • the organic resin layer 20 may have through holes 204 in addition to the voids 203.
  • the through holes 204 refer to spaces that penetrate between the surfaces 201 and 202 of the organic resin layer 20. This makes it difficult for heat to move in the lateral direction that intersects with the thickness direction of the organic resin layer 20, while making it easier for heat to move toward the carbonaceous substrate layer 11, which has a higher thermal conductivity than the organic resin layer 20. This makes it possible to improve the heat dissipation in the thickness direction (stacking direction) of the multilayer substrate 1.
  • the maximum diameter of the through holes 204 may be approximately 10 to 10,000 when the average value of the maximum diameters of the individual voids 203 measured for the voids 203 is taken as 1.
  • the maximum diameter of the through hole 204 may be defined as the larger of the maximum diameter of the space forming the through hole 204 or the maximum length in the thickness direction of the organic resin layer 20.
  • the number frequency or volume of the voids 203 may be distributed so that one side in the thickness direction is higher than the other side.
  • a heat-generating electrical element such as a semiconductor element is placed inside the through hole 204.
  • the electrical element is positioned in the thickness direction of the organic resin layer 20 on the side where the number frequency or volume of the voids 203 is high.
  • the volume refers to the total volume obtained by adding up the individual volumes of the multiple voids 203 contained in the volume of a specific portion of the organic resin layer 20.
  • a region where the number frequency of voids 203 is high is a region where the number frequency is 1.5 or more when the number frequency of a region where the number frequency of voids 203 is low is set to 1.
  • a region where the volume of voids 203 is high is a region where the volume of a region where the volume of voids 203 is low is set to 1.
  • the multilayer substrate 1 may have an intermediate member layer 12.
  • the intermediate member layer 12 is disposed between the carbonaceous substrate layer 11 and the organic resin layer 20.
  • the intermediate member layer 12 may be, for example, a metal plate.
  • the thermal conductivity of each of the members constituting the multilayer substrate 1 should preferably be in the following relationship: (carbonaceous substrate layer 11)>(intermediate member layer 12)>(organic resin layer 20).
  • Specific values of thermal conductivity may be: the thermal conductivity of the carbonaceous substrate layer 11 may be 1500 W/m ⁇ K or more and 2000 W/m ⁇ K or less, the thermal conductivity of the intermediate member layer 12 may be 300 W/m ⁇ K or more and 500 W/m ⁇ K or less, and the thermal conductivity of the organic resin layer 20 may be 0.005 W/m ⁇ K or more and 3 W/m ⁇ K or less.
  • Fig. 3A is a cross-sectional view showing an example of a multilayer substrate according to the third embodiment.
  • Fig. 3B is a cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 3A.
  • the same reference numerals as those of the multilayer substrate 1 according to the first embodiment shown in Fig. 1 and the multilayer substrate 1 according to the second embodiment shown in Fig. 2 are used for the multilayer substrate 1 shown in Fig. 3A as well.
  • This is used for convenience, since the multilayer substrate according to the third embodiment is also based on the multilayer substrate 1 according to the first embodiment.
  • the multilayer substrate 1 shown below is the multilayer substrate 1 according to the third embodiment.
  • the multilayer substrate 1 of the third embodiment shown in Figures 3A and 3B has a different shape of through hole compared to the multilayer substrate 1 shown in Figure 2.
  • the through hole 204 formed in the multilayer substrate 1 of the third embodiment may be drum-shaped.
  • the shape of the through hole 204 here refers to the shape of the space provided in the organic resin layer 20.
  • the right-hand portion of the organic resin layer 20 shown in FIG. 3B is referred to as the first organic resin layer part 20R, and the left-hand portion is referred to as the second organic resin layer part 20L.
  • the upper portion of the organic resin layer 20 shown in FIG. 3B is referred to as the third organic resin layer part 20U, and the lower portion of the organic resin layer 20 is referred to as the fourth organic resin layer part 20S.
  • the through hole 204 being shaped like a drum means that the first organic resin layer part 20R and the second organic resin layer part 20L have a protruding part 205 on the through hole 204 side.
  • the organic resin layer 20 may have a protruding part 205 in the third organic resin layer part 20U and the fourth organic resin layer part 20S shown in FIG. 3B.
  • the protruding part 205 is a part that protrudes in a convex shape toward the through hole 204.
  • the protruding part 205 is a part that includes the surface (inner wall 20W) that connects the surface 201 and the surface 202 that constitute the organic resin layer 20.
  • the protruding portion 205 is a portion that protrudes from the line 20WL toward the through hole 204.
  • the protruding portion 205 is preferably formed so as to surround the periphery of the through hole 204.
  • the first organic resin layer part 20R, the second organic resin layer part 20L, the third organic resin layer part 20U, and the fourth organic resin layer part 20S that constitute the organic resin layer 20 each have an inner wall 20W on the through hole 204 side, and the inner wall 20W is connected around the periphery of the through hole 204.
  • the protruding portion 205 including the inner wall 20W of the through hole 204 may be arranged so as to extend from the first organic resin layer portion 20R through the fourth organic resin layer portion 20S and the second organic resin layer portion 20L to the third organic resin layer portion 20U.
  • the protruding portion 205 is preferably in an integrated state in the range from the first organic resin layer portion 20R through the fourth organic resin layer portion 20S and the second organic resin layer portion 20L to the third organic resin layer portion 20U.
  • the opening diameter of the through hole 204 is formed so as to be smallest at any position in the thickness direction between the surface 201 and the surface 202.
  • the opening diameter of the through hole 204 may be formed so as to be smallest at the center in the thickness direction of the organic resin layer 20.
  • the opening diameter of the through hole 204 may be the same diameter at the surface 201 position and the diameter at the surface 202 position, or may be different. If the diameter at the surface 201 position and the diameter at the surface 202 position are different diameters, the position of the top of the protruding portion 205 in the thickness direction may be shifted toward either the surface 201 side or the surface 202 side.
  • the position of the top of the protruding portion 205 in the thickness direction is closer to the smaller diameter.
  • the diameter refers to the diameter (maximum diameter) at which the diameter value is maximum when the diameter of the through hole 204 is measured.
  • thermally conductive member such as TIM (Thermal Interface Material)
  • the inserted thermally conductive member tends to conform to the inner wall 20W of the through-hole 204.
  • the protruding portion 205 the thermally conductive member inside the through-hole 204 is less likely to come off to the outside. This makes it possible to ensure stable heat dissipation.
  • this multilayer board 1 can be suitably used in equipment that generates large vibrations.
  • the protrusion 205 may be located around the entire circumference of the through hole 204, or may be located only around a portion of the circumference of the through hole 204.
  • Fourth Embodiment 4 is a cross-sectional view showing an example of a multilayer board according to the fourth embodiment.
  • the same reference numerals as those of the multilayer board 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 and the multilayer board 1 of the second embodiment shown in FIG. 2 are used for the multilayer board 1 shown in the fourth embodiment.
  • This is used for convenience because the multilayer board of the fourth embodiment is also based on the multilayer board 1 of the first embodiment.
  • the multilayer board 1 shown below is the multilayer board 1 according to the fourth embodiment.
  • the multilayer board 1 of the fourth embodiment may have a board 10 including a second intermediate member layer 14 in addition to a first intermediate member layer 13.
  • first intermediate material layer 13 and the second intermediate material layer 14 may have the same average thickness or may have different average thicknesses. Furthermore, of the first intermediate material layer 13 and the second intermediate material layer 14, the thickness of the first intermediate material layer 13 on which the electrical element is mounted may be made thicker than the thickness of the second intermediate material layer 14. This is because the first intermediate material layer 13 on which the electrical element is mounted is more susceptible to thermal loads and is more susceptible to deformation than the second intermediate material layer 14.
  • the wiring sheet used is an uncured sheet with a copper foil wiring pattern formed on one surface by a transfer method.
  • the wiring pattern is arranged, for example, in an area excluding the through holes.
  • the copper foil wiring pattern used in the transfer method is, for example, a PET film with solid copper foil attached thereto, which is then patterned by etching.
  • the prepared wiring sheet is layered on a graphite sheet and pressurized and heated to obtain the base material for the multilayer board.
  • the conditions for pressurization and heating can be, for example, a temperature of 200°C, a pressure of 0.1 MPa, and a heating time of 5 hours.
  • the obtained base material is cut to a specified size to obtain a multilayer board.
  • the same conditions as above can also be used when using a composite sheet of copper foil layered on graphite instead of a graphite sheet.
  • the through hole 204 may be formed by setting the pressure conditions during the pressurization and heating described above to a high value (e.g., 0.13 MPa).
  • a multilayer substrate has a carbonaceous substrate layer and an organic resin layer, the organic resin layer is located on the carbonaceous substrate layer, The carbonaceous substrate layer has a higher thermal conductivity than the organic resin layer.
  • the carbonaceous substrate layer may have a larger volume fraction than the organic resin layer.
  • the thermal expansion coefficients of the carbonaceous substrate layer, the first intermediate member layer, and the organic resin layer may increase in this order.
  • the thermal conductivity of the carbonaceous substrate layer, the first intermediate member layer, and the organic resin layer may decrease in this order.
  • the organic resin layer may have a void.
  • the multilayer substrate of (5) above may further have through holes.
  • the through hole may be drum-shaped.
  • the multilayer substrate according to (3) or (4), further comprising a second intermediate member layer may be located on a surface of the carbonaceous substrate layer opposite to a surface on which the first intermediate member layer is located.
  • the main material of the carbonaceous substrate layer may be graphite.
  • the organic resin layer may contain a polymer material and carbon particles.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

多層基板は、炭素質基材層と、有機樹脂層とを有する。有機樹脂層は、炭素質基材層の上に位置している。炭素質基材層は、有機樹脂層よりも熱伝導率が高い。

Description

多層基板
　開示の実施形態は、多層基板に関する。
　複数の絶縁層の層間に配線が配置された積層構造の構造体を有する表示装置が提案されている。
国際公開第２０２１／１８７０９０号
　実施形態の一態様に係る多層基板は、炭素質基材層と、有機樹脂層とを有する。前記有機樹脂層は、前記炭素質基材層の上に位置している。前記炭素質基材層は、前記有機樹脂層よりも熱伝導率が高い。
図１は、第１実施形態に係る多層基板の一例を示す断面図である。 図２は、第２実施形態に係る多層基板の一例を示す断面図である。 図３Ａは、第３実施形態に係る多層基板の一例を示す断面図である。 図３Ｂは、図３Ａに示すＡ－Ａ線の断面図である。 図４は、第４実施形態に係る多層基板の一例を示す断面図である。
　上記した積層構造の構造体は、放熱性を向上させる点で改善の余地がある。
　そこで、放熱性を向上することができる多層基板の提供が期待されている。
　以下に、本開示による多層基板を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による配線基板が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。なお、以下において、同一または類似の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態に係る多層基板の一例を示す断面図である。図１に示すように、第１実施形態に係る多層基板１は、基板１０と、有機樹脂層２０とを有する。
　基板１０は、厚み方向の両端に位置する面１０１，１０２を有する。面１０１は、有機樹脂層２０側に位置している。面１０２は、有機樹脂層２０とは反対側に位置している。
　言い換えると、基板１０は、面１０１および面１０２を有する。基板１０は、いわゆる六面体の形状であってもよい。面１０１、面１０２は、この六面体の中で、面積の最も大きい面であってもよい。面１０１および面１０２は、図１に示すように、基板１０において対向する配置であってもよい。つまり、面１０１および面１０２は、基板１０において、対向する配置であり、それぞれ主面を構成していてもよい。
　基板１０は、炭素質基材層１１を有する。炭素質基材層１１の主材は、例えば、グラファイトであってもよい。炭素質基材層１１は、例えば、グラファイトシートであってもよい。
　基板１０が、炭素質基材層１１により構成されていてもよい。基板１０として炭素質基材層１１を用いてもよい。基板１０が炭素質基材層１１であってもよい。この場合、基板１０は、高い放熱性を有する、いわゆる放熱基板としての機能を有する。
　有機樹脂層２０は、基板１０の上に位置している。有機樹脂層２０は、炭素質基材層１１の上方に位置している。有機樹脂層２０は、厚み方向の両端に位置する面２０１，２０２を有する。面２０１は、基板１０側に位置しており、面２０２は、基板１０とは反対側に位置している。
　有機樹脂層２０は、例えば、高分子材を有する、いわゆる有機基材である。有機樹脂層２０は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、ポリフェニレン樹脂であってもよい。有機樹脂層２０は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）その他のフッ素樹脂、またはポリフェニレンエーテル樹脂であってもよい。
　この多層基板１では、炭素質基材層１１は、有機樹脂層２０よりも熱伝導率が高い。このため、放熱性が高い多層基板１が得られる。
　また、この多層基板１では、炭素質基材層１１は、有機樹脂層２０よりも体積分率が大きくてもよい。ここで、炭素質基材層１１の体積分率とは、多層基板１を構成する各部材のうち、炭素質基材層１１が占める体積割合をいう。同様に、有機樹脂層２０の体積分率とは、多層基板１を構成する各部材のうち、有機樹脂層２０が占める体積割合をいう。炭素質基材層１１の体積をＶ１、有機樹脂層２０の体積をＶ２とし、Ｖ１とＶ２とを合わせた体積をＶ０としたときに、炭素質基材層１１の体積分率（Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２））が０．５を超える値を有してもよい。有機樹脂層２０よりも熱伝導率の大きい炭素質基材層１１の体積割合を大きくすることで、多層基板１の放熱性を高く維持することができる。
　また、有機樹脂層２０は、高分子材中に位置する炭素粒子を含んでもよい。言い換えると、有機樹脂層２０は、高分子材と炭素粒子とが複合された複合材料であってもよい。有機樹脂層２０は、隣接する炭素質基材層１１と同類の化学成分を含むことにより、貼合せによりＣ－Ｃ間の結合強度が向上し、多層基板１の耐久性が向上する。なお、有機樹脂層２０は、炭素粒子に加えて、シリカ、アルミナなどの無機粒子を含んでいてもよい。
　また、有機樹脂層２０は、部分的に空隙部２０３を有してもよい。空隙部２０３を有することにより、多層基板１における有機樹脂層２０の体積割合がさらに小さくなる。このため、多層基板１の放熱性をさらに高くすることができる。ここで、空隙部２０３は、その形状または輪郭が開気孔および閉気孔に相当するものである。
　また、有機樹脂層２０は、空隙部２０３の他に貫通孔２０４を有していてもよい。ここで、貫通孔２０４は、有機樹脂層２０の面２０１と面２０２との間を貫通した空間を意味する。これにより、有機樹脂層２０の厚み方向に交差する横方向への熱の移動が生じにくくなる一方、有機樹脂層２０よりも熱伝導率の高い炭素質基材層１１側への熱の移動が生じやすくなる。このため、多層基板１の厚み方向（積層方向）への放熱性を向上させることができる。
　空隙部２０３と貫通孔２０４をサイズの点で対比すると、複数の空隙部２０３について、その空隙部２０３の個々の最大径を測定して求めた平均値を１としたときに、貫通孔２０４の最大径は、１０以上１００００以下を目安とするものであってもよい。ここで、貫通孔２０４の最大径は、貫通孔２０４を形成している空間部の直径の最大値または有機樹脂層２０の厚み方向の長さの最大値のうちの大きい方と規定してもよい。
　また、空隙部２０３の個数頻度または容積は、有機樹脂層２０を厚み方向に２等分したときに、厚み方向の一方側が他方側よりも高い分布となっていてもよい。例えば、貫通孔２０４内に、半導体素子などの発熱する電気素子が配置されることを想定する。このような場合、電気素子の有機樹脂層２０を厚み方向における位置は、空隙部２０３の個数頻度または容積が高い方に位置するのがよい。ここで、容積とは、有機樹脂層２０の特定の部位の体積中に含まれる複数の空隙部２０３の個々の容積を合わせた合計の容積のことである。
　さらには、空隙部２０３は、貫通孔２０４の周囲を他の部位よりも高い個数頻度または容積で取り巻くように存在しているのがよい。ここで、空隙部２０３の高い個数頻度または容積で取り巻くように存在している領域というのは、以下のように定義する。
　空隙部２０３の個数頻度が高い領域というのは、空隙部２０３の個数頻度が低い領域の個数頻度を１としたときに１．５以上である領域である。空隙部２０３の容積が高い領域というのは、空隙部２０３の容積が低い領域の容積を１としたときに１．５以上である領域である。
　また、多層基板１は、有機樹脂層２０の表面である面２０２に位置する金属製の配線層３０を有してもよい。また、多層基板１は、配線層３０の表面を部分的に覆う絶縁性のソルダーレジスト層４０を有してもよい。
　また、多層基板１は、電気素子を実装する実装面１０３を有してもよい。実装面１０３は、例えば、基板１０の面１０１のうち、有機樹脂層２０の貫通孔２０４が位置する部分である。電気素子は、例えば、発光素子であってもよい。電気素子は、通電により発熱する発熱源であってもよい。
　なお、図１では、有機樹脂層２０が炭素質基材層１１の上に接触している状態を示しているが、この多層基板１では、有機樹脂層２０は、その一部または全体が炭素質基材層１１から離間した配置であってもよい。すなわち、有機樹脂層２０は、炭素質基材層１１の上方に位置してもよい。
（第２実施形態）
　図２は、第２実施形態に係る多層基板の一例を示す断面図である。この場合、第２実施形態として示した多層基板１についても、図２に示しているように、図１に示した第１実施形態の多層基板１と同じ符号を用いている。これは第２実施形態の多層基板が第１実施形態の多層基板１を基にしているため便宜的に用いたものである。以下に示す多層基板１は、第２実施形態に係る多層基板１である。
　図２に示すように、多層基板１は、中間部材層１２を有してもよい。この場合、中間部材層１２は、炭素質基材層１１と有機樹脂層２０との間に配置させている。中間部材層１２は、例えば、金属板であってもよい。
　多層基板１では、炭素質基材層１１、中間部材層１２および有機樹脂層２０は、積層方向に、この順に熱膨張率が大きくなる配置であるのがよい。炭素質基材層１１と有機樹脂層２０との間に、熱膨張率がその間にある中間部材層１２が位置することとなるため、炭素質基材層１１と有機樹脂層２０との間に発生する応力を緩和させることができる。また、急激な温度変化に伴う多層基板１の熱変形を低減することができる。
　多層基板１を構成する各部材のそれぞれの熱膨張率は、（炭素質基材層１１）＜（中間部材層１２）＜（有機樹脂層２０）の関係であるのがよい。熱膨張率の具体的な値としては、例えば、炭素質基材層１１の熱膨張率が１×１０－６／Ｋ以上５×１０－６／Ｋ以下であってもよく、中間部材層１２の熱膨張率が１２×１０－６／Ｋ以上１７×１０－６／Ｋ以下であってもよく、有機樹脂層２０の熱膨張率が２２×１０－６／Ｋ以上３０×１０－６／Ｋ以下であってもよい。
　また、多層基板１において、炭素質基材層１１、中間部材層１２および有機樹脂層２０は、積層方向に、この順に熱伝導率が小さくなる配置であってもよい。例えば、有機樹脂層２０側に発光素子などの発熱する電気素子を実装した場合に、熱伝導率の大きい部材を電気素子から離して位置させていると、表面積の大きい炭素質基材層１１側が、大きく外気に晒されて配置される構成となる。このため、有機樹脂層２０と比較して熱伝導率の高い炭素質基材層１１側から放熱しやすくなる。その結果、多層基板１は、全体として高い放熱性を維持することができる。
　多層基板１を構成する各部材のそれぞれの熱伝導率は、（炭素質基材層１１）＞（中間部材層１２）＞（有機樹脂層２０）の関係であるのがよい。熱伝導率の具体的な値としては、例えば、炭素質基材層１１の熱伝導率が１５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよく、中間部材層１２の熱伝導率が３００Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよく、有機樹脂層２０の熱伝導率が０．００５Ｗ／ｍ・Ｋ以上３Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよい。
（第３実施形態）
　図３Ａは、第３実施形態に係る多層基板の一例を示す断面図である。図３Ｂは、図３Ａに示すＡ－Ａ線の断面図である。この場合、第３実施形態として示した多層基板１についても、図１に示した第１実施形態の多層基板１および図２に示した第２実施形態の多層基板１と同じ符号を用いている。これは第３実施形態の多層基板もまた第１実施形態の多層基板１を基にしているため便宜的に用いたものである。以下に示す多層基板１は、第３実施形態に係る多層基板１である。
　図３Ａ、図３Ｂに示した第３実施形態の多層基板１は、図２に示した多層基板１に対して、貫通孔の形状が異なる。図３Ａ、図３Ｂに示すように、第３実施形態の多層基板１に形成された貫通孔２０４は、その形状が鼓状であってもよい。ここで言う貫通孔２０４の形状というのは、有機樹脂層２０に設けられた空間部分の形状のことである。
　図３Ａ、図３Ｂを用いて、貫通孔２０４を改めて説明する。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、第３実施形態の多層基板１を構成する有機樹脂層２０を平面的に区分けする。
　この場合、便宜上、図３Ｂに示す有機樹脂層２０の右側の部分を有機樹脂層第１部２０Ｒとし、左側の部分を有機樹脂層第２部２０Ｌとする。また、図３Ｂに示す有機樹脂層２０の上側の部分を有機樹脂層第３部２０Ｕとし、有機樹脂層２０の下側の部分を有機樹脂層第４部２０Ｓとする。
　貫通孔２０４の形状が鼓状というのは、図３Ａを参照した場合、有機樹脂層第１部２０Ｒおよび有機樹脂層第２部２０Ｌが、貫通孔２０４側に張出部２０５を有しているということである。なお、有機樹脂層２０は、図３Ｂに示す有機樹脂層第３部２０Ｕおよび有機樹脂層第４部２０Ｓが張出部２０５を有していてもよい。
　張出部２０５は、図３Ａおよび図３Ｂにおいて、有機樹脂層２０を構成している有機樹脂層第１部２０Ｒ、有機樹脂層第２部２０Ｌ、有機樹脂層第３部２０Ｕおよび有機樹脂層第４部２０Ｓにおいて貫通孔２０４に接している面を内壁２０Ｗとしたときに、その内壁２０Ｗが貫通孔２０４側に凸状に突出している部分である。言い換えると、張出部２０５は、有機樹脂層２０を構成している面２０１と面２０２とをつないでいる面（内壁２０Ｗ）を含む部分である。
　つまり、張出部２０５は、面２０１と内壁２０Ｗとの接続点２０Ｐ１と、面２０２と内壁２０Ｗとの接続点２０Ｐ２とを線２０ＷＬにより結んだときに、線２０ＷＬより貫通孔２０４側に突き出た部分である。なお、多層基板１においては、張出部２０５は貫通孔２０４の周囲を取り巻くように形成されているのがよい。言い換えると、有機樹脂層２０を構成している有機樹脂層第１部２０Ｒ、有機樹脂層第２部２０Ｌ、有機樹脂層第３部２０Ｕおよび有機樹脂層第４部２０Ｓは、それぞれ貫通孔２０４側に内壁２０Ｗを有し、その内壁２０Ｗが貫通孔２０４の周囲においてつながっている。貫通孔２０４の内壁２０Ｗを含む張出部２０５は、有機樹脂層第１部２０Ｒから有機樹脂層第４部２０Ｓおよび有機樹脂層第２部２０Ｌを経て有機樹脂層第３部２０Ｕにまで至るように配置されていてもよい。この場合、張出部２０５は、有機樹脂層第１部２０Ｒから有機樹脂層第４部２０Ｓおよび有機樹脂層第２部２０Ｌを経て有機樹脂層第３部２０Ｕにまで至る範囲で一体化した状態にあるのがよい。
　ここで、貫通孔２０４の開口径は、面２０１と面２０２との間の厚み方向のいずれかの位置において最小になるように形成されている。貫通孔２０４の開口径は、有機樹脂層２０の厚み方向の中央において最小になるように形成されていてもよい。貫通孔２０４の開口径は、面２０１の位置における径と面２０２の位置における径との間が同じ径であってもよく、異なっていてもよい。面２０１の位置における径と面２０２の位置における径とが異なる径であった場合、張出部２０５の頂部の厚み方向の位置は、面２０１側または面２０２側のいずれかの方にずれていてもよい。この場合、張出部２０５の頂部の厚み方向の位置は、径の小さい方に近い方がよい。ここで、径とは、貫通孔２０４の径を測定したときに、径の値が最大となる径（最大径）のことである。
　例えば、ＴＩＭ（Thermal　Interface　Material）などの熱伝導部材を貫通孔２０４に挿入すると、挿入した熱伝導部材が貫通孔２０４の内壁２０Ｗに沿った形状となりやすい。張出部２０５を有することで、貫通孔２０４内の熱伝導部材は外部に外れにくくなる。このため、安定した放熱性の確保が可能となる。例えば、この多層基板１を大きな振動を伴う機器に好適に使用することができる。
　なお、張出部２０５は、貫通孔２０４の周囲の全周にわたって位置してもよく、貫通孔２０４の周囲の一部に位置してもよい。
（第４実施形態）
　図４は、第４実施形態に係る多層基板の一例を示す断面図である。この場合、第４実施形態として示した多層基板１についても、図１に示した第１実施形態の多層基板１および図２に示した第２実施形態の多層基板１と同じ符号を用いている。これは第４実施形態の多層基板もまた第１実施形態の多層基板１を基にしているため便宜的に用いたものである。以下に示す多層基板１は、第４実施形態に係る多層基板１である。図４に示すように、第４実施形態の多層基板１は、基板１０が、第１中間部材層１３に加えて第２中間部材層１４を備えていてもよい。
　第２中間部材層１４は、炭素質基材層１１を挟んだ第１中間部材層１３の反対側に位置していてもよい。第１中間部材層１３は、炭素質基材層１１と有機樹脂層２０との間に位置しており、基板１０の面１０１側に位置していてもよい。第２中間部材層１４は、第１中間部材層１３と炭素質基材層１１を挟んで有機樹脂層２０の反対側に位置していてもよい。つまり、第２中間部材層１４は、基板１０の面１０２側に位置していてもよい。第１中間部材層１３および第２中間部材層１４は、例えば、金属板であってもよい。このように、炭素質基材層１１を挟むように第１中間部材層１３および第２中間部材層１４を位置させることで、炭素質基材層１１の剛性を高めることができ、多層基板１が変形しにくくなる。この場合、第１中間部材層１３および第２中間部材層１４の弾性率（ヤング率）は炭素質基材層１１の弾性率（ヤング率）よりも高い方がよい。
　また、第１中間部材層１３および第２中間部材層１４は、平均厚みが同じであってもよいし、異なってもよい。また、第１中間部材層１３および第２中間部材層１４のうち、電気素子が搭載されるである第１中間部材層１３の厚みを第２中間部材層１４の厚みよりも厚くしてもよい。電気素子が搭載される第１中間部材層１３の方が、第２中間部材層１４よりも熱的な負荷を受けやすく、変形しやすいからである。
（製造方法）
　以下、本開示の多層基板１の製造方法の一例を具体的に説明する。なお、本開示は以下の製造方法で作製された多層基板１に限定されるものではない。
　まず、グラファイトシートを準備する。また、熱硬化性エポキシ樹脂にシリカ粉末を含む未硬化シートを準備する。シリカ粉末の添加量は、例えば、エポキシ樹脂１００質量部に対して１５０質量部とすることができる。
　次に、作製した未硬化シートに貫通孔（例えば、５００μｍ□）を形成し、この未硬化シートを用いて配線シートを作製する。配線シートは、例えば、未硬化シートの一方の表面に、銅箔製の配線パターンを転写法により形成したものを使用する。また、配線パターンは、例えば、貫通孔を除く領域に配置させる。転写法に用いる銅箔製の配線パターンは、例えば、ＰＥＴフィルムにベタの銅箔を貼り付けたものをエッチングによりパターン加工したものである。
　作製した配線シートをグラファイトシートに重ねて加圧加熱を行い、多層基板の母体を得ることができる。加圧加熱の条件は、例えば、温度２００℃、圧力０．１ＭＰａ、加熱時間５時間の条件とすることができる。得られた母体を所定のサイズに切断することで、多層基板が得られる。グラファイトシートの代わりにグラファイトに銅箔を重ねた複合シートを用いる場合も、上記と同様の条件を用いることができる。
　なお、例えば、図３Ａ、図３Ｂに示す張出部２０５を有する有機樹脂層２０を備えた多層基板１を作製する場合は、貫通孔２０４は、上記した加圧加熱の際の圧力条件を高く設定することにより（例えば、０．１３ＭＰａ）作製してもよい。
　以上、本開示について詳細に説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。
　一実施形態において、（１）多層基板は、炭素質基材層と、有機樹脂層とを有し、
　前記有機樹脂層は、前記炭素質基材層の上に位置しており、
　前記炭素質基材層は、前記有機樹脂層よりも熱伝導率が高い。
　（２）上記（１）の多層基板において、前記炭素質基材層は、前記有機樹脂層よりも体積分率が大きくてもよい。
　（３）上記（１）または（２）の多層基板において、第１中間部材層をさらに有し、
　前記第１中間部材層は、前記炭素質基材層と前記有機樹脂層との間に位置しており、
　前記炭素質基材層、前記第１中間部材層および前記有機樹脂層は、この順に熱膨張率が大きくなってもよい。
　（４）上記（３）の多層基板において、前記炭素質基材層、前記第１中間部材層および前記有機樹脂層は、この順に熱伝導率が小さくなってもよい。
　（５）上記（１）～（４）のいずれか１つの多層基板において、前記有機樹脂層は、空隙部を有してもよい。
　（６）上記（５）の多層基板において、さらに貫通孔を有してもよい。
　（７）上記（６）の多層基板において、前記貫通孔は、その形状が鼓状であってもよい。
　（８）上記（３）または（４）の多層基板において、第２中間部材層をさらに有し、
　前記第２中間部材層は、前記炭素質基材層の前記第１中間部材層が位置する面とは反対の面に位置していてもよい。
　（９）上記（１）～（８）のいずれか１つの多層基板において、前記炭素質基材層の主材は、グラファイトであってもよい。
　（１０）上記（１）～（９）のいずれか１つの多層基板において、前記有機樹脂層は、高分子材と、炭素粒子とを含んでもよい。
　さらなる効果や他の態様は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本開示のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
　　１　　　多層基板
　１０　　　基板
　１１　　　炭素質基材層
　１２　　　中間部材層
　１３　　　第１中間部材層
　１４　　　第２中間部材層
　２０　　　有機樹脂層
　３０　　　配線層
２０３　　　空隙部
２０４　　　貫通孔

Claims (10)

  1. 　炭素質基材層と、有機樹脂層とを有し、
    　前記有機樹脂層は、前記炭素質基材層の上に位置しており、
    　前記炭素質基材層は、前記有機樹脂層よりも熱伝導率が高い
    　多層基板。
  2. 　前記炭素質基材層は、前記有機樹脂層よりも体積分率が大きい
    　請求項１に記載の多層基板。
  3. 　第１中間部材層をさらに有し、
    　前記第１中間部材層は、前記炭素質基材層と前記有機樹脂層との間に位置しており、
    　前記炭素質基材層、前記第１中間部材層および前記有機樹脂層は、この順に熱膨張率が大きくなる
    　請求項１または２に記載の多層基板。
  4. 　前記炭素質基材層、前記第１中間部材層および前記有機樹脂層は、この順に熱伝導率が小さくなる
    　請求項３に記載の多層基板。
  5. 　前記有機樹脂層は、空隙部を有する
    　請求項１～４のいずれか１つに記載の多層基板。
  6. 　前記有機樹脂層は、さらに貫通孔を有する
    　請求項５に記載の多層基板。
  7. 　前記貫通孔は、その形状が鼓状である
    　請求項６に記載の多層基板。
  8. 　第２中間部材層をさらに有し、
    　前記第２中間部材層は、前記炭素質基材層の前記第１中間部材層が位置する面とは反対の面に位置している
    　請求項３または４に記載の多層基板。
  9. 　前記炭素質基材層の主材は、グラファイトである
    　請求項１～８のいずれか１つに記載の多層基板。
  10. 　前記有機樹脂層は、高分子材と、炭素粒子とを含む
    　請求項１～９のいずれか１つに記載の多層基板。
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