布线基板和平面变压器的制作方法

本公开涉及布线基板和平面变压器。

背景技术：

作为将多个绝缘层和多个布线层交替地层叠而成的布线基板的制造方法，已知有将金属膏印刷在绝缘层上并进行烧成而形成布线层的方法。但是，在该方法中，由于无法充分地确保布线部的厚度，因此对于布线部的电阻的降低而言存在极限。

另一方面，也已知有通过将金属箔粘接于绝缘层而形成布线层的方法(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11－329842号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

在上述的多层布线基板中，若为了降低电阻而将布线层厚壁化，则在绝缘层相互之间形成有空间。若存在这样的空间，则例如在布线基板置于湿度较高的环境的情况下，有时在被绝缘层隔离的布线层相互之间会发生沿面放电。特别是在水滴附着于布线基板的侧面的情况下，易于发生沿面放电。

本公开的一个方面的目的在于，提供一种能够抑制厚壁化了的布线层之间的沿面放电的布线基板。

用于解决问题的方案

本公开的一个技术方案是包括多个绝缘层、至少两个布线层以及侧面绝缘部的布线基板。多个绝缘层包含第1绝缘层、与第1绝缘层相对的第2绝缘层以及配置在第1绝缘层和第2绝缘层之间的至少1个中间绝缘层。至少两个布线层分别配置在多个绝缘层中的相邻的两个绝缘层之间。侧面绝缘部覆盖至少1个中间绝缘层的侧面，而且配置在至少两个布线层的侧面侧。第1绝缘层和第2绝缘层分别在其面方向上的周缘的至少局部具有伸出到比至少1个中间绝缘层靠面方向外侧的位置的伸出部。侧面绝缘部配置在第1绝缘层的伸出部和第2绝缘层的伸出部之间。

采用这样的结构，由于利用侧面绝缘部覆盖中间绝缘层的侧面和布线层的侧面，因此抑制了布线层之间的沿面放电。并且，由于侧面绝缘部配置在第1绝缘层的伸出部和第2绝缘层的伸出部之间，因此能够保持面方向上的适当的宽度(即厚度)。其结果，即使由布线层的厚壁化引起绝缘层之间的间隔扩宽，也能够抑制布线层之间的沿面放电。

此外，利用第1绝缘层的伸出部和第2绝缘层的伸出部抑制了侧面绝缘部向第1绝缘层的厚度方向外侧和第2绝缘层的厚度方向外侧(即布线基板的正面和背面)飞出的状况。其结果，能够抑制布线基板的平坦性下降。

在本公开的一个技术方案中，也可以是，侧面绝缘部至少配置在至少两个布线层的侧面和与这些布线层相邻的至少1个中间绝缘层的侧面之间的面方向距离最小的部分的面方向外侧的区域。采用这样的结构，由于在易于发生沿面放电的部分配置有侧面绝缘部，因此能够更可靠地抑制沿面放电。

在本公开的一个技术方案中，也可以是，布线基板还包括从侧面绝缘部向多个绝缘层的面方向内侧延伸的绝缘延伸部。此外，也可以是，多个绝缘层中的相邻的两个绝缘层在厚度方向上分离地配置。也可以是，绝缘延伸部配置在相邻的两个绝缘层之间。采用这样的结构，能够利用绝缘延伸部更可靠地抑制布线层之间的沿面放电。

在本公开的一个技术方案中，也可以是，多个绝缘层包含多个中间绝缘层。采用这样的结构，能够提供高品质的包括3层以上布线层的多层布线基板、变压器等。

在本公开的一个技术方案中，也可以是，侧面绝缘部以绝缘性树脂作为主要成分。采用这样的结构，能够比较容易地形成侧面绝缘部。

在本公开的一个技术方案中，也可以是，至少两个布线层分别未与多个绝缘层中的相邻的绝缘层固定。采用这样的结构，在由温度变化引起布线层和绝缘层膨胀或者收缩时，能够通过布线层和绝缘层独立地位移来吸收由热膨胀率的差异引起的布线层和绝缘层的变形量之差。因此，减小了在绝缘层和布线层之间产生的应力，抑制了绝缘层的裂纹等缺陷。

在本公开的一个技术方案中，也可以是，多个绝缘层以陶瓷作为主要成分。采用这样的结构，由于绝缘层的平坦性上升，因此能够在绝缘层高密度地配置布线。并且，也能够获得较高的绝缘性。

此外，本公开的另一个技术方案是使用本公开的布线基板的平面变压器。

附图说明

图1是实施方式的布线基板的沿与厚度方向平行的面的示意的剖视图。

图2是沿图1的ii－ii线的示意的剖视图。

图3a是图1的布线基板的连接导体附近的示意的局部放大剖视图，图3b是沿图3a的iiib－iiib线的示意的剖视图。

图4是表示图1的布线基板的制造方法的流程图。

附图标记说明

1、布线基板；2、第1绝缘层；2a、伸出部；3、第2绝缘层；3a、伸出部；4、中间绝缘层；4a、贯通孔；5、布线层；6、侧面绝缘部；6a、绝缘延伸部；7、连接导体；7a、金属构件；7b、接合部；16、末端部。

具体实施方式

以下，使用附图说明应用了本公开的实施方式。

[1.第1实施方式]

[1－1.布线基板]

图1和图2所示的布线基板1包括多个绝缘层(第1绝缘层2、第2绝缘层3以及多个中间绝缘层4)、多个布线层5、侧面绝缘部6、多个绝缘延伸部6a以及将多个布线层5之间连接起来的多个连接导体7(参照图3a)。

另外，在本实施方式中，作为本公开的一个例子说明包括5个中间绝缘层4和6个布线层5的多层结构的布线基板1，但本公开的布线基板的中间绝缘层4和布线层5的数量并不限定于此。

布线基板1根据布线层5的图案的设计而应用于变压器(即变压器)、绝缘栅双极型晶体管(igbt)、发光二极管(led)照明装置、功率晶体管、马达等用途。由于布线层5的厚壁化较为容易，因此布线基板1能够特别适合应用于高电压和大电流的用途。

＜绝缘层＞

第1绝缘层2、第2绝缘层3以及多个中间绝缘层4各自具有正面和背面。此外，第1绝缘层2、第2绝缘层3以及多个中间绝缘层4各自以陶瓷作为主要成分。另外，“主要成分”是指含量为80质量％以上的成分。

作为构成第1绝缘层2、第2绝缘层3以及多个中间绝缘层4的陶瓷，例如能够列举出氧化铝、氧化铍、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅、ltcc(lowtemperatureco－firedceramic)等。这些陶瓷能够单独使用或者两种以上组合起来使用。

(第1绝缘层和第2绝缘层)

第1绝缘层2构成布线基板1的一侧的最表层。第2绝缘层3构成布线基板1的与第1绝缘层2相反的那一侧的最表层。如图1所示，在第1绝缘层2和第2绝缘层3之间交替地配置有多个中间绝缘层4和多个布线层5。也就是说，第1绝缘层2和第2绝缘层3以在两者之间配置有多个中间绝缘层4和多个布线层5的状态彼此相对。

如图2所示，第1绝缘层2在其面方向上的周缘整体具有伸出到比多个中间绝缘层4靠面方向外侧的位置的伸出部2a。第2绝缘层3也同样在其面方向上的周缘整体具有伸出到比多个中间绝缘层4靠面方向外侧的位置的伸出部3a。因此，第1绝缘层2和第2绝缘层3的俯视时的外形分别大于多个中间绝缘层4的俯视时的外形。

伸出部2a、3a是从厚度方向观察时(即在俯视时)不与多个中间绝缘层4重合的部分。因此，第1绝缘层2的伸出部2a和第2绝缘层3的伸出部3a隔开空隙地在厚度方向上相面对。

另外，在图2中，第1绝缘层2和第2绝缘层3的平面形状是长方形状，但第1绝缘层2和第2绝缘层3的平面形状也可以是除长方形之外的多边形、圆形、椭圆形等。

(中间绝缘层)

多个中间绝缘层4如上述那样配置在第1绝缘层2和第2绝缘层3之间。

如图3a、图3b所示，多个中间绝缘层4各自具有分别在厚度方向上贯通中间绝缘层4的至少1个贯通孔4a。贯通孔4a是配置所谓的在厚度方向上将布线层之间电连接的通孔的导通孔。另外，也可以是，在第1绝缘层2和第2绝缘层3也设有贯通孔。

＜布线层＞

多个布线层5各自具有正面和背面。此外，多个布线层5具有导电性，并含有金属作为主要成分。作为该金属，例如能够列举出铜、铝、银、金、铂、镍、钛、铬、钼、钨、这些金属的合金等。在这些金属中，从成本、导电性、导热性以及强度的方面考虑，优选为铜。因而，作为布线层5，能够优选使用铜箔或者铜板。

如图1所示，多个布线层5分别配置在第1绝缘层2和中间绝缘层4之间、两个中间绝缘层4彼此之间以及中间绝缘层4和第2绝缘层3之间。在本实施方式中，由于多个布线层5的厚度比较大，因此相邻的两个绝缘层在厚度方向上分离地配置。换言之，在第1绝缘层2和中间绝缘层4之间、两个中间绝缘层4彼此之间以及中间绝缘层4和第2绝缘层3之间分别形成有空间。

此外，各布线层5未与第1绝缘层2、第2绝缘层3以及多个中间绝缘层4中的相邻的绝缘层固定。也就是说，各布线层5构成为能够相对于相邻的绝缘层独立地位移。

换言之，在将多个布线层5的固定于相邻的绝缘层的区域设为固定区域并将多个布线层5的未固定于相邻的绝缘层的区域设为非固定区域时，多个布线层5不具有固定区域而仅具有非固定区域。在本实施方式中，由于如后述那样各连接导体7未接合于中间绝缘层4，因此各布线层5的与连接导体7接合的接合部分包含于非固定区域。

另外，在本实施方式中，多个布线层5与相邻的绝缘层分离，但也可以是多个布线层5抵接于相邻的绝缘层。也就是说，只要布线层5和相邻的绝缘层各自能够在面方向上独立地位移，布线层5和相邻的绝缘层就也可以不分离地抵接在一起。

＜侧面绝缘部＞

侧面绝缘部6是覆盖多个中间绝缘层4的侧面(即面方向上的端部)并且配置在多个布线层5的侧面侧的绝缘性的构件。侧面绝缘部6以绝缘性树脂作为主要成分。作为该绝缘性树脂，例如能够使用环氧树脂、有机硅、聚氨酯等。

如图1所示，侧面绝缘部6配置在第1绝缘层2的伸出部2a和第2绝缘层3的伸出部3a之间。换言之，侧面绝缘部6以将第1绝缘层2和第2绝缘层3的在布线基板1的厚度方向内侧的面(即彼此相对的一侧的面)彼此连接起来的方式配置。

此外，如图2所示，侧面绝缘部6以沿着第1绝缘层2和第2绝缘层3的面方向上的周缘环绕一周的方式配置。也就是说，侧面绝缘部6是在面方向上包围多个中间绝缘层4和多个布线层5的筒状体。如图1所示，侧面绝缘部6抵接于多个中间绝缘层4的侧面。另一方面，侧面绝缘部6与多个布线层5的侧面分离。

在此，在布线基板1中，存在多个布线层5的侧面和与多个布线层5相邻的中间绝缘层4的侧面之间的面方向距离最小且最易于发生沿面放电的部分(以下也称作“最小距离部分”。)。在本实施方式中，由于如上述那样侧面绝缘部6以沿着第1绝缘层2和第2绝缘层3的面方向上的周缘环绕一周的方式配置，因此在上述最小距离部分的面方向外侧的区域配置有侧面绝缘部6。

如图1所示，侧面绝缘部6具有多个末端部16。多个末端部16在侧面绝缘部6与第1绝缘层2连接的连接部分和侧面绝缘部6与第2绝缘层3连接的连接部分设在面方向外侧。

多个末端部16的面方向上的宽度在布线基板1的厚度方向上随着朝向第1绝缘层2或第2绝缘层3去而缓缓地连续增加，该面方向上的宽度(即俯视时的面积)在与第1绝缘层2或第2绝缘层3接合的接合面上变为最大。也就是说，侧面绝缘部6与第1绝缘层2或第2绝缘层3接合的接合部分的面方向上的宽度大于侧面绝缘部6的其他部分的面方向上的宽度。由此，提高了侧面绝缘部6与第1绝缘层2接合的接合强度和侧面绝缘部6与第2绝缘层3接合的接合强度。

＜绝缘延伸部＞

多个绝缘延伸部6a是从侧面绝缘部6的未抵接于中间绝缘层4的部分向多个绝缘层的面方向内侧延伸的绝缘性的构件。多个绝缘延伸部6a能够由与侧面绝缘部6相同的材料形成。在本实施方式中，多个绝缘延伸部6a与侧面绝缘部6一体地形成。

多个绝缘延伸部6a分别配置在相邻的两个绝缘层之间。换言之，多个绝缘延伸部6a以在厚度方向上夹持各中间绝缘层4的面方向端部的方式设置。另外，绝缘延伸部6a与多个布线层5在面方向上分离地配置。

＜连接导体＞

如图3a所示，多个连接导体7配置在多个中间绝缘层4的贯通孔4a内。连接导体7是将两个布线层5电连接的所谓的通孔。此外，连接导体7与两个布线层5接合。另一方面，连接导体7未与中间绝缘层4接合。

连接导体7具有1个金属构件7a和接合部7b。

1个金属构件7a配置在贯通孔4a内。1个金属构件7a借助接合部7b将两个布线层5彼此电连接。

金属构件7a的材质并没有特别的限定，能够使用与能够应用于多个布线层5的金属相同的材质。但是，优选的是，金属构件7a的材质与多个布线层5的主要成分相同。由此，能够减小在温度变化时在连接导体7和两个布线层5之间产生的应力。

在本实施方式中，如图3b所示，金属构件7a是平面形状是圆形的板状的块体。块体例如包含柱状体、板状体、箔状体等。此外，金属构件7a的在与中间绝缘层4的厚度方向垂直的假想面上的投影的面积小于贯通孔4a的开口面积。也就是说，金属构件7a的平面形状的直径小于贯通孔4a的直径。另外，金属构件7a的平面形状并不限定于圆形，也可以是椭圆形、多边形。

在本实施方式中，金属构件7a与中间绝缘层4的构成贯通孔4a的内壁分离，未固定于中间绝缘层4的构成贯通孔4a的内壁。此外，金属构件7a的厚度小于贯通孔4a的深度(即中间绝缘层4的贯通孔4a形成部分的厚度)。

接合部7b具有导电性，将金属构件7a和两个布线层5电连接。接合部7b例如由银－铜合金等金属钎料、锡－银－铜合金等焊料形成。

如图3a所示，接合部7b包覆金属构件7a的外表面中的至少中间绝缘层4的厚度方向上的正面侧和背面侧的区域。换言之，接合部7b接合于金属构件7a的与一个布线层5相对的正面和与另一个布线层5相对的背面。

此外，接合部7b将金属构件7a和两个布线层5接合起来。也就是说，接合部7b配置在金属构件7a的正面和一个布线层5的背面之间以及金属构件7a的背面和另一个布线层5的正面之间。另外，接合部7b未设在金属构件7a的侧面(即与贯通孔4a的内壁相对的面)。此外，接合部7b未接合于中间绝缘层4。在连接导体7和中间绝缘层4的构成贯通孔4a的内壁之间存在空隙。另外，在1个连接导体7中，金属构件7a的体积大于接合部7b的体积。

[1－2.布线基板的制造方法]

接着，说明布线基板1的制造方法。

利用包括图4所示的贯通孔形成工序s1、金属构件配置工序s2、层配置工序s3、接合工序s4以及侧面绝缘部形成工序s5的制造方法得到布线基板1。

＜贯通孔形成工序＞

在本工序中，形成多个绝缘层，并且在这些绝缘层形成在厚度方向上贯通这些绝缘层的贯通孔。

在本工序中，首先将未烧结陶瓷成形为陶瓷基板状。具体地讲，首先将陶瓷粉末、有机粘结剂、溶剂以及增塑剂等添加剂混合起来，得到浆料。接着，通过利用众所周知的方法将该浆料成形为片状，得到基板状的未烧结陶瓷(所谓的陶瓷坯片)。

通过穿设等在得到的多个陶瓷坯片的局部设置贯通孔4a。之后，烧结陶瓷坯片。由此，得到陶瓷制的多个绝缘层。

＜金属构件配置工序＞

在本工序中，在各贯通孔4a内配置外表面的至少局部(在本实施方式中是正面和背面)被接合部7b包覆的金属构件7a。具体地讲，在通过涂敷等将由金属钎料或者焊料形成的接合部7b层叠在金属构件7a的正面和背面之后，将金属构件7a配置在各贯通孔4a内。

＜层配置工序＞

在本工序中，将包含配置有金属构件7a的中间绝缘层4的多个绝缘层和多个布线层5交替地重合。

另外，也可以在金属构件配置工序s2之前进行层配置工序s3。此外，也可以同时进行金属构件配置工序s2和层配置工序s3。例如也可以是，在将1个布线层5配置在1个中间绝缘层4的背面侧之后将金属构件7a配置在贯通孔4a内，之后将另一个布线层5配置在上述中间绝缘层4的正面侧。

＜接合工序＞

在本工序中，将接合部7b熔融并使其固化，将金属构件7a和两个布线层5接合起来。具体地讲，对将在层配置工序s3中得到的各层重合而成的层叠体进行加热。由此，形成连接导体7。

＜侧面绝缘部形成工序＞

在本工序中，在第1绝缘层2的伸出部2a和第2绝缘层3的伸出部3a之间形成侧面绝缘部6。此外，同时形成绝缘延伸部6a。

具体地讲，将绝缘性树脂或由绝缘性树脂溶解于溶剂而成的溶液(例如清漆)涂敷于在接合工序s4中得到的层叠体的侧面并进行加热。另外，在绝缘性树脂为光固化性的情况下，在加热之前照射光(例如紫外线等)。

[1－3.效果]

根据以上详细说明的实施方式，获得以下的效果。

(1a)由于利用侧面绝缘部6覆盖中间绝缘层4的侧面和布线层5的侧面，因此抑制了布线层5之间的沿面放电。并且，由于侧面绝缘部6配置在第1绝缘层2的伸出部2a和第2绝缘层3的伸出部3a之间，因此能够保持面方向上的适当的宽度(即厚度)。其结果，即使由布线层5的厚壁化引起绝缘层之间的间隔扩宽，也能够抑制布线层5之间的沿面放电。

(1b)利用第1绝缘层2的伸出部2a和第2绝缘层3的伸出部3a抑制了侧面绝缘部6向第1绝缘层2的厚度方向外侧和第2绝缘层3的厚度方向外侧飞出的状况。其结果，能够抑制布线基板1的平坦性下降。

(1c)由于侧面绝缘部6配置在布线基板1的面方向上的周缘整体，因此在易于发生沿面放电的上述最小距离部分配置有侧面绝缘部6。因此，能够更可靠地抑制沿面放电。

(1d)利用配置在相邻的两个绝缘层之间的绝缘延伸部6a，能够更可靠地抑制布线层5之间的沿面放电。

(1e)通过将侧面绝缘部6的主要成分设为绝缘性树脂，能够比较容易地形成侧面绝缘部6。

(1f)由于多个布线层未与相邻的绝缘层固定，因此在由温度变化引起多个布线层和多个绝缘层膨胀或者收缩时，能够通过相邻的布线层和绝缘层独立地位移来吸收由多个布线层和多个绝缘层之间的热膨胀率的差异引起的多个布线层和多个绝缘层的变形量之差。因此，减小了在多个绝缘层和多个布线层之间产生的应力，抑制了多个绝缘层的裂纹等缺陷。

(1g)由于多个绝缘层各自以陶瓷作为主要成分，因此各绝缘层的平坦性上升。因此，能够在各绝缘层高密度地配置布线。并且，也能够获得较高的绝缘性。由此，即使在多个布线层流通有比较大的电流的情况下，也能够实现布线层之间的可靠的电绝缘。

[2.其他的实施方式]

以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式而能够采用各种方式，这是不言而喻的。

(2a)在上述实施方式的布线基板1中，侧面绝缘部6并不一定需要配置在布线基板1的面方向上的周缘整体。但是，优选的是，侧面绝缘部6至少配置在上述距离最小部分的面方向外侧的区域。

(2b)在上述实施方式的布线基板1中，也可以是，绝缘延伸部6a与布线层5的侧面接触。

此外，也可以是，布线基板1并不一定具有绝缘延伸部6a。也就是说，也可以是，在相邻的两个绝缘层之间不存在绝缘体。

并且，侧面绝缘部6并不一定需要抵接于所有的中间绝缘层4的侧面。也可以是，侧面绝缘部6的面方向上的周缘的至少局部相对于各中间绝缘层4的侧面分离地配置。

(2c)在上述实施方式的布线基板1中，也可以是，多个布线层5的局部或者整体与相邻的绝缘层利用金属钎料或者焊料固定。此外，也可以是，连接导体7与绝缘层固定。也就是说，也可以是，多个布线层5各自同时具有固定于绝缘层的固定区域和未固定于绝缘层的非固定区域这两个区域。此外，也可以是，多个布线层5并不一定具有非固定区域。

(2d)在上述实施方式的布线基板1中，连接导体7的结构是一个例子。因而，连接导体7的金属构件7a也可以是球体。此外，也可以是，替代金属构件7a而使用利用接合部将金属制的粒体或者在厚度方向上贯穿多个布线层5的金属制的棒体接合于布线层5而成的连接导体7。

(2e)在上述实施方式的布线基板1中，各绝缘层的材质并不限定于陶瓷。例如也可以是，各绝缘层以树脂、玻璃等作为主要成分。

此外，也可以是，侧面绝缘部6以陶瓷、玻璃等作为主要成分。

(2f)上述实施方式的布线基板1能够形成平面变压器。也就是说，也可以是，多个布线层5各自在相邻的绝缘层的外缘部具有线圈状的布线图案。此外，也可以是，在各绝缘层的中央部形成有芯插入孔，该芯插入孔贯通形成为线圈状的线圈布线图案的内侧。在该芯插入孔中插入有例如铁素体等磁性体芯。

(2g)在上述实施方式的布线基板1中，图示了多个绝缘层具有相同的厚度并且多个布线层具有相同的厚度，但也可以是各绝缘层的厚度和各布线层的厚度各不相同。此外，也可以是，各布线层的占有面积不同。

(2h)也可以将上述实施方式的1个构成要素所具有的功能分散为多个构成要素或者将多个构成要素所具有的功能统合为1个构成要素。此外，也可以省略上述实施方式的结构的局部。此外，也可以将上述实施方式的构成的至少局部相对于其他的上述实施方式的结构进行附加、替换等。另外，根据由权利要求书所记载的语句限定的技术思想所包含的所有方式都是本公开的实施方式。