CN105185766A - 金属基座安装基板以及金属基座安装基板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属基座安装基板以及金属基座安装基板的制造方法。该金属基座安装基板的特征是具备金属基座电路基板，其具备设置有沿厚度方向贯通的贯通孔的金属基板、被设置于上述金属基板上的绝缘膜、和被设置于上述绝缘膜上的金属膜，上述贯通孔经由上述绝缘膜及上述金属膜，在上述金属膜的与上述金属基板相反的一侧的面开口；电子部件，其作为与上述金属膜连接的电子部件，具有电子部件主体、和与上述电子部件主体电连接并被插入上述贯通孔的具有导电性的足部；以及绝缘部，其至少被设置在位于上述贯通孔内的上述足部与上述金属基板之间并具有阻止它们接触的功能。

Description

金属基座安装基板以及金属基座安装基板的制造方法
技术领域
本发明涉及金属基座安装基板以及金属基座安装基板的制造方法。
背景技术
以往公知有将绝缘栅双极晶体管(IGBT；InsulatedGateBipolarTransistor)以及二极管等半导体元件、电阻、电容器等电子部件搭载(表面安装)于电路基板上构成的变频器装置、功率半导体装置。
这样的装置具备发热量高的电子部件，所以被要求具有高的散热性。为了确保上述高的散热性，开发了具有在绝缘树脂粘合层(绝缘膜)接合金属板层(金属基板)的构造的装置(参照专利文献1)。
然而，这样的装置由于其温度变动大，所以存在无法充分提高电子部件向电路基板的连接可靠性的问题。
专利文献1：日本特开2011-216619号公报
发明内容
本发明的目的是提供一种可靠性高的金属基座安装基板，另外，提供一种能够高效地制造可靠性高的金属基座安装基板的金属基座安装基板的制造方法。
这样的目的通过下述(1)～(13)的本发明来实现。
(1)一种金属基座安装基板，其特征在于，具备：金属基座电路基板，其具备设置有沿厚度方向贯通的贯通孔的金属基板、被设置于上述金属基板上的绝缘膜、和被设置于上述绝缘膜上的金属膜，上述贯通孔经由上述绝缘膜及上述金属膜，在上述金属膜的与上述金属基板相反的一侧的面开口；
电子部件，其作为与上述金属膜连接的电子部件，具有电子部件主体、和与上述电子部件主体电连接并被插入上述贯通孔的具有导电性的足部；以及
绝缘部，其至少被设置在位于上述贯通孔内的上述足部与上述金属基板之间并具有阻止它们接触的功能。
(2)在上述(1)所述的金属基座安装基板中，存在于上述金属基板与上述足部之间的上述绝缘部的最小宽度为10μm以上、5mm以下的范围。
(3)在上述(1)或(2)所述的金属基座安装基板中，上述金属基板的厚度为0.3mm以上、7mm以下的范围。
(4)在上述(1)～(3)中任一项所述的金属基座安装基板中，在上述金属基板的厚度为T0[mm]、位于上述贯通孔内的上述足部的长度为T1[mm]时，T0与T1满足T1/T0≥0.5的关系。
(5)在上述(1)～(4)中任一项所述的金属基座安装基板中，在上述贯通孔内还具备金属片，该金属片经由上述绝缘部设置，且与上述足部接触。
(6)在上述(5)所述的金属基座安装基板中，在上述金属基板的厚度为T0[mm]、上述金属片的厚度为T2[mm]时，T0与T2满足0.5≤T2/T0≤1.5的关系。
(7)在上述(1)～(6)中任一项所述的金属基座安装基板中，上述金属膜的厚度为10μm以上、500μm以下的范围。
(8)在上述(1)～(7)中任一项所述的金属基座安装基板中，上述足部具有外螺纹部，该金属基座安装基板还具备如下具有内螺纹部的部件，该部件具有在上述足部被插入上述贯通孔的状态下与上述外螺纹部旋合从而将上述足部固定于上述金属基座电路基板的功能。
(9)在上述(1)～(8)中任一项所述的金属基座安装基板中，上述电子部件与上述金属基座电路基板的上述金属膜连接而不经由连接器。
(10)在上述(1)～(9)中任一项所述的金属基座安装基板中，上述电子部件还包含具有将上述电子部件主体与上述足部连接的电缆的部分。
(11)在上述(1)～(10)中任一项所述的金属基座安装基板中，上述足部与上述金属膜电连接。
(12)一种金属基座安装基板的制造方法，其特征在于，具有如下工序：准备金属基座电路基板的工序，该金属基座电路基板具备设置有沿厚度方向贯通的贯通孔的金属基板、被设置于上述金属基板上的绝缘膜、和被设置于上述绝缘膜上的金属膜，上述贯通孔经由上述绝缘膜及上述金属膜，在上述金属膜的与上述金属基板相反的一侧的面开口；以及
以将电子部件的具有导电性的足部经由上述金属膜的开口插入上述贯通孔并在至少位于上述贯通孔内的上述足部与上述金属基板之间不与它们接触的方式设置绝缘部，由此将上述足部固定于上述金属基板的工序。
(13)在上述(12)所述的金属基座安装基板的制造方法中，在具有上述金属基板、上述绝缘膜以及上述金属膜的层叠体上形成上述贯通孔，由此得到上述金属基座电路基板。
根据本发明，能够提供可靠性高的金属基座安装基板，另外，能够提供能高效制造可靠性高的金属基座安装基板的金属基座安装基板的制造方法。
附图说明
图1是示意性表示本发明的金属基座安装基板的第一实施方式的纵剖视图。
图2A是示意性表示本发明的金属基座安装基板的第二实施方式的纵剖视图。
图2B是示意性表示本发明的金属基座安装基板的第二实施方式的横剖视图(图2A的A-A剖视图)。
图3是示意性表示现有的金属基座安装基板的纵剖视图。
图4A～图4D是分别示意性表示本发明的金属基座安装基板的制造方法的优选实施方式的纵剖视图。
图5A～图5C是分别示意性表示本发明的金属基座安装基板的制造方法的优选实施方式的纵剖视图。
附图标记的说明
100：金属基座安装基板(电子装置)；10：金属基座电路基板；1：金属基板；11：贯通孔；12：实体部；2：绝缘膜；3：金属膜；4：钎料；5：电子部件；51：电子部件主体；52：足部；53：连接布线部；531：连接布线；532：布线端子；54：螺栓；541：轴部；542：头部；6：绝缘部；7：金属片；8：螺母；9：密封件；50：连接器。
具体实施方式
以下，根据附图所示的优选实施方式详细说明本发明的金属基座安装基板以及金属基座安装基板的制造方法。
＜金属基座安装基板＞
首先，说明本发明的金属基座安装基板。
[第一实施方式]
图1是示意性表示本发明的金属基座安装基板的第一实施方式的纵剖视图。
此外，在以下的说明中，将图1中的上侧称为“上”，下侧称为“下”，将左侧称为“左”，右侧称为“右”。另外，本说明书参照的附图夸大表示结构的一部分，没有准确反映实际的尺寸比率等。
金属基座安装基板(电子装置)100具备金属基座电路基板10、和被连接于金属基座电路基板10的电子部件5。
＜金属基座电路基板＞
金属基座电路基板10具备金属基板1、被设置于金属基板1上的绝缘膜2、被设置于绝缘膜2上的金属膜3。
＜金属基板＞
金属基板1具有支承绝缘膜2以及金属膜3的功能。
金属基板1由包含金属材料的材料构成。金属材料一般导热性优异。因此，具备这样的金属基板1的金属基座电路基板10整体能够发挥优异的散热性。
构成金属基板1的金属材料没有特别限定，例如可举出铝、铜等单质金属、包含从中选择的至少1种的合金等。其中，考虑基于优异的导热性(散热性)、机械强度、化学的稳定性、线膨胀系数与导热性的平衡等综合观点，优选铝或者铝合金作为金属材料。
金属基板1的厚度没有特别限定，优选为0.3mm以上、7mm以下的范围，更优选为0.5mm以上、5mm以下的范围。
若金属基板1的厚度是上述范围内的值，则能够使金属基板1的散热性、机械强度的特性特别优异并且能够特别提高金属基板1的折弯性等加工性。
与此相对，若金属基板1的厚度不足上述下限值，则金属基板1的散热性、机械强度表现出降低的趋势。
另外，若金属基板1的厚度超过上述上限值，则金属基板1的折弯性等加工性表现出降低的趋势。
在金属基板1设置有多个沿厚度方向贯通的贯通孔11。在本说明书中，将金属基板1的没有设置贯通孔11的部位称为实体部12。
各贯通孔11的宽度(各贯通孔11俯视观察的形状为圆形的情况下的各贯通孔11的直径)没有特别限定，优选为0.3mm以上、10mm以下的范围，更优选为0.5mm以上、5.0mm以下的范围。
若各贯通孔11的宽度是上述范围内的值，则能够使金属基座电路基板10的机械强度、散热性足够优异并且能够更可靠地防止金属基板1与电子部件5(后述的各足部52)的短路、泄漏等问题的产生。由此，能够使金属基座安装基板100的可靠性特别优异。
另外，在制造金属基座安装基板100时，能够容易进行各贯通孔11与对应的足部52的对位。因此，能够使金属基座安装基板100的生产性特别优异。
＜绝缘膜＞
绝缘膜2是具有绝缘性的膜，具有防止形成于金属膜3的电路与金属基板1短路的功能，并且具有将金属膜3粘合于金属基板1的功能。
绝缘膜2的厚度没有特别限定，优选为40μm以上、300μm以下的范围。
若绝缘膜2的厚度是上述范围内的值，则能够更有效地将来自绝缘膜2的上侧的热传递至金属基板1。由此，能够使金属基座电路基板10整体的散热性特别优异，并且能够有效缓和因金属基板1与绝缘膜2的热膨胀率差产生的热应力。并且，能够使绝缘膜2的绝缘性特别优异。
与此相对，若绝缘膜2的厚度不足上述下限值，则由于金属基板1与绝缘膜2的热膨胀率差，存在很难充分缓和在金属基板1与绝缘膜2之间产生热应力的可能性。另外，存在很难使绝缘膜2的绝缘性足够优异的可能性。
另外，若绝缘膜2的厚度超过上述上限值，则表现出金属基座电路基板10整体的散热性降低的趋势。
绝缘膜2的膜整体具有绝缘性即可，但通常由绝缘性高的绝缘性材料构成。
作为绝缘膜2的结构材料例如可举出各种绝缘性树脂材料、各种陶瓷材料等。
作为构成绝缘膜2的绝缘性材料例如可举出环氧树脂、苯氧基树脂等。
作为环氧树脂，能够适当使用包含芳香环构造以及脂环构造(脂环式的碳环构造)的至少任意一方的环氧树脂。
使用这样的环氧树脂，从而能够提高绝缘膜2的玻璃化转变温度，并且能够进一步提高绝缘膜2的导热性。
作为具有芳香环或脂肪环构造的环氧树脂，例如可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚E型环氧树脂、双酚M型环氧树脂、双酚P型环氧树脂、双酚Z型环氧树脂等双酚型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂、四酚基乙烷型酚醛清漆型环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、具有联苯骨架的苯酚芳型环氧树脂等芳基亚烷基型环氧树脂、萘型环氧树脂等。此外，作为上述环氧树脂，可以单独使用上述中的1种，也可以同时采用两种以上。
若利用包含苯氧树脂的材料构成绝缘膜2，则能够提高绝缘膜2的耐弯曲性。
另外，通过包含苯氧树脂，从而能够降低绝缘膜2的弹性率。由此，能够提高金属基座电路基板10的应力缓和力。
作为苯氧树脂，例如可举出具有双酚骨格的苯氧树脂、具有萘骨格的苯氧树脂、具有蒽骨格的苯氧树脂、具有联苯骨格的苯氧树脂等。另外，也可以使用具有多种上述骨格的构造的苯氧树脂。
作为构成绝缘膜2的陶瓷材料例如可举出氧化铝等。
绝缘膜2可以包含陶瓷材料和绝缘性树脂材料。例如，绝缘膜2可以由在绝缘性树脂材料中分散有由陶瓷材料构成的粒子的材料构成。
绝缘膜2可以具有各部位均匀的组成，也可以是在一部分的部位组成不同。例如，绝缘膜2可以是具有组成不同的多层的层叠体，可以由组成在厚度方向倾斜变化的倾斜材料构成。
＜金属膜＞
金属膜3是构成金属基座电路基板10的电路的部分。
金属膜(电路图案)3例如由铜、铝、镍、铁、锡等金属构成。此外，金属膜3可以包含2种以上金属。
金属膜3的厚度没有特别限定，优选为10μm以上、500μm以下的范围，更优选为20μm以上、300μm以下的范围。
若金属膜3的厚度是上述范围内的值，则能够使金属基座安装基板100的耐久性特别优异。另外，能够进一步减少金属膜3的电流损失少，能够向金属膜3更稳定地接通大电流。另外，能够有效防止金属膜3的面方向的热扩散，更显著地发挥设置上述槽111所产生的效果。
此外，可以在绝缘膜2与金属膜3之间夹装粘合层等其它层。
金属膜3可以具有各部位均匀的组成，也可以是在一部分的部位组成不同。例如，金属膜3可以具有组成不同的多层的层叠体，也可以由组成在厚度方向倾斜变化的倾斜材料构成。
在这样的金属基座电路基板10设置(形成)有多个沿金属基板1的厚度方向贯通的贯通孔11。各贯通孔11经由绝缘膜2以及金属膜3，在金属膜3的上表面(与金属基板1相反的一侧的面)开口。换言之，在绝缘膜2以及金属膜3也设置有沿上述厚度方向贯通且与贯通孔11连通的贯通孔。
＜电子部件＞
在上述金属基座电路基板10的金属膜3连接电子部件5。由此，完成电子电路。
作为电子部件5，例如可举出微型计算机等的IC芯片、绝缘栅双极晶体管、场效应晶体管、变压器、二极管等半导体元件、电阻、电容器等。
电子部件5具备电子部件主体51、和多个与电子部件主体51电连接且具有导电性的足部52。如图1所示，在本实施方式中，足部52以从电子部件主体51向下方突出的方式被设置。
各足部52被插入金属基板1的对应的贯通孔11内。另外，在各足部52的周围，即在位于各贯通孔11内的足部52与金属基板1(实体部12)之间设置有绝缘部6。
这样，在金属基座安装基板100中，电子部件5不是通过焊锡等钎料被固定于金属基座电路基板10的表面，而是其一部分(各足部52)经由金属膜3的开口插入到在金属基板1上设置的对应的贯通孔11，在其周围设置绝缘部6由此固定于金属基板1(金属基座电路基板10)。
因此，防止电子部件5相对于金属基座电路基板10的不得已的错位，使电子部件5相对于金属基座电路基板10的接合强度、接合的可靠性优异。另外，通过绝缘部6，防止各足部52与金属基板1的接触，所以可靠地防止各足部52(电子部件5)与金属基板1的短路、泄漏等。
由上所述，金属基座安装基板100具有优异的可靠性。另外，使电子部件5的足部52插入到在金属基板1上设置的贯通孔11的金属基座安装基板100与将电子部件固定于金属基座电路基板的表面的金属基座安装基板相比，电流的损失变少，容易获取大电流。
各足部52可以是其长边方向的至少一部分被插入到贯通孔11。但是，在金属基板1的厚度为T0[mm]、位于贯通孔11内的各足部52的长度为T1[mm]时，T0与T1优选为满足T1/T0≥0.5的关系，更优选为满足T1/T0≥0.8的关系。
通过满足这样的关系，由此能够使电子部件5向金属基座电路基板10的固定力特别优异。
此外，在图1所示的结构中，各足部52不贯通于贯通孔11，而是其前端侧的部分位于贯通孔11内，但也可以贯通于贯通孔11，其前端在贯通孔11的外部(图1中的下侧)露出。
作为各足部52的结构材料，例如可举出作为金属膜3的结构材料记载的材料等。此外，各足部52的结构材料与金属膜3的结构材料可以相同，也可以不同。
＜绝缘部＞
绝缘部6至少在各贯通孔11内被设置在足部52与金属基板1之间。由此，绝缘部6发挥防止各足部52(电子部件5)与金属基板1接触的功能、以及将各足部52(电子部件5)固定于金属基座电路基板10(金属基板1)的功能。
通过设置这样的绝缘部6，由此能够保证各足部52与金属基板1(实体部12)的距离，可靠地阻止上述接触。由此，能够可靠地防止在各足部52(电子部件5)与金属基板1之间产生短路、泄漏。
另外，通过设置绝缘部6，由此能够很好地将各足部52(电子部件5)固定于金属基座电路基板10，也能够防止电子部件5相对于金属基座电路基板10的不得已的错位。其结果是，能够使电子部件5相对于金属基座电路基板10的接合强度、接合的可靠性优异。
绝缘部6只要发挥上述功能即可。因此，在各贯通孔11内，可以设置在足部52与金属基板1(实体部12)之间的空间整体，也可以设置在上述空间的一部分。
例如，绝缘部6可以选择性地仅被设置于上述空间的高度方向(长边方向)的一部分，也可以被设置于各足部52的周向的一部分。此外，对于后者的情况，绝缘部6优选由沿各足部52的周向大致等间隔地分离设置的多个小绝缘部构成。
＜钎料＞
金属膜3与各足部52(电子部件5)通过钎料4接合(钎焊)。由此，各足部52经由钎料4电连接于金属膜3。
这样，使各足部52通过绝缘部6固定于金属基板1(金属基座电路基板10)，使各足部52通过钎料4固定于金属膜3(金属基座电路基板10)，由此电子部件5针对金属基座电路基板10的固定力特别优异。
作为钎料4，例如可以使用焊锡、银钎料、铜钎料、磷铜钎料、黄铜钎料、铝钎料、镍钎料等。
存在于金属基板1(实体部12)与各足部52之间的绝缘部6的最小宽度(实体部12与各足部52之间的最小分离距离)优选为10μm以上、5mm以下的范围，更优选为100μm以上、500μm以下的范围。
若存在于实体部12与各足部52之间的绝缘部6的最小宽度是上述范围内的值，则更显著地发挥设置上述绝缘部6所产生的效果。
此外，在图1所示的结构中，绝缘部6选择性地被设置于各贯通孔11内，但除了各贯通孔11内，也可以被设置于其它部位(例如，金属基板1的下表面、被设置于绝缘膜2的各贯通孔内、被设置于金属膜3的各贯通孔内、金属膜3的上表面等)。
作为绝缘部6的结构材料，例如可举出作为绝缘膜2的结构材料记载的材料等。此外，绝缘部6的结构材料与绝缘膜2的结构材料可以相同，也可以不同。
＜密封件＞
在图1所示的结构中，在金属基座电路基板10的形成有电路(金属膜3)的一面侧(图1中的上侧)设置有密封件9，从而覆盖金属膜3以及电子部件5。
由此，能够使金属基座安装基板100的耐湿性、耐化学品性等特别优异，能够提高金属基座安装基板100的可靠性。
金属基座安装基板100可以在任意装置中使用。作为上述装置，例如可举出功率半导体装置、LED照明、变频器装置等半导体装置。这样的半导体装置一般发热量大，根据本发明，能够使它们的热量高效地散热。因此，本发明能够适用于这样的半导体装置。
这里，变频器装置是从直流电生成交流电(具有逆转换的功能)的装置。而且，功率半导体装置与通常的半导体元件相比具有高耐压特性、大电流特性、高速·高频特性等特性，一般被称为设备。作为上述功率半导体装置，可举出整流二极管、功率晶体管、功率MOSFET、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、可控硅、门关断可控硅(GTO)、三端双向可控硅等。
[第二实施方式]
接下来，说明本发明的金属基座安装基板的第二实施方式。
图2A是示意性表示本发明的金属基座安装基板的第二实施方式的纵剖视图，图2B是示意性表示本发明的金属基座安装基板的第二实施方式的横剖视图(图2A的A-A剖视图)。以下，对于第二实施方式，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明，省略相同事项的说明。
如图2B所示，在本实施方式的金属基座安装基板100中，贯通孔11在金属基板1的边缘部开放。这样，贯通孔11可以在其整周上不被实体部12规定。
另外，在本实施方式中，在贯通孔11内设置有金属片7，该金属片7与足部52接触(旋合)。而且，在金属片7的周围设置有绝缘部6。这样，绝缘部6只要具有阻止电子部件5的足部52与实体部12接触的功能即可，可以不与足部52直接接触。
这样，通过设置金属片7，由此能够使电子部件5向金属基座电路基板10的固定力特别优异。另外，能够使金属基座安装基板100整体的散热性更加优异。
构成金属片7的金属材料没有特别限定，例如可举出铝、铜等单质金属、包含从它们中选择的至少1种的合金等。
金属片7的厚度没有特别限定，优选为0.3mm以上、7mm以下的范围，更优选为0.5mm以上、5mm以下。
若金属片7的厚度是上述范围内的值，则能够防止金属基座安装基板100的厚型化并且能够使其散热性、机械强度的特性特别优异。
在金属基板1的厚度为T0[mm]、金属片7的厚度为T2[mm]时，T0与T2优选为满足0.5≤T2/T0≤1.5的关系，更优选为满足0.8≤T2/T0≤1.2的关系。
通过满足这样的关系，由此能够更有效地防止金属基座安装基板100的厚型化并且能够使其散热性、机械强度的特性更加优异。
在图2A以及图2B所示的结构中，在足部52与绝缘部6之间，设置有作为其它部件的金属片7，同样，也可以在实体部12与绝缘部6之间设置有其它部件。
另外，在图2A所示的结构中，电子部件5具有与电子部件主体51(图2A中未示出)连接的连接布线部(具有电缆的部分)53、以及与连接布线部53连接的螺栓(具有外螺纹部的部分)54。这样，电子部件5可以具有在制造金属基座安装基板100时能够以分离状态存在的多个部分。
连接布线部53具有连接布线(电缆)531、和被设置于连接布线531的与电子部件主体51相反的一侧的端部的环状布线端子532。另外，螺栓54具有包含外螺纹部的轴部541、和被设置于轴部541的一端的头部542。螺栓54的轴部541被插通于布线端子532的内侧，经由金属膜3的开口被插入到在金属基板1上设置的贯通孔11。
而且，利用螺栓54的头部542和金属膜3夹持布线端子532，由此将电子部件5与金属基座电路基板10连接。另外，在该状态下，螺栓54直接或者经由布线端子532电连接于金属膜3。此外，在本实施方式中，螺栓54的轴部541(设置有外螺纹部的部分)作为足部52发挥功能。
另外，在图2A所示的结构中，电子部件5的轴部541(螺栓54)被插通于贯通孔11，与轴部541的从金属片7的下表面突出的部分，旋合有螺母(具有内螺纹部的部件)8。由此，将螺栓54(电子部件5)固定于金属基座电路基板10。
通过这样的结构，能够使电子部件5向金属基座电路基板10的固定力优异。另外，若使布线端子532在自然状态下变形为波型，则能够使布线端子532作为波形垫圈发挥功能。由此，能够进一步提高电子部件5向金属基座电路基板10的固定力，并且能够防止螺栓54产生松动。
螺母8可以由任意材料构成，优选为由金属材料构成。由此，能够更稳定且更牢固地将电子部件5固定于金属基座电路基板10。另外，能够使金属基座安装基板100整体的散热性更加优异。
另外，以往，如图3所示，在固定具有电缆的电子部件5的情况下，在通过焊锡固定于金属膜3上的L字形的连接器50上通过螺栓连接来固定电缆。而且，此时，从金属基板1的侧方(图3中的横向)进行电缆的螺栓连接。然而，从这样的方向进行的螺栓连接由于其它电子部件的存在等而作业性不好。另外，在螺栓连接时驱动器与电子部件接触，由此在电子部件产生缺陷等。
与此相对，在本实施方式中，能够从垂直于金属基板1的面的方向(法线方向)进行紧固螺栓54的操作。因此，有效地防止上述问题的产生。另外，不需要将连接器50安装于金属膜3上，所以本发明有利于减少金属基座安装基板100的生产成本。
另外，在图2A所示的结构中，金属片7也设置有内螺纹部。
由此，能够使电子部件5向金属基座电路基板10的固定力更加优异。另外，在该情况下，金属片7作为具有与轴部541的外螺纹部旋合的内螺纹部的部件发挥功能，所以可以省略螺母8。
＜金属基座安装基板的制造方法＞
接下来，说明本发明的金属基座安装基板的制造方法。
图4A～图4D以及图5A～图5C是分别示意性表示本发明的金属基座安装基板的制造方法的优选实施方式的纵剖视图。
如图4A～图4D以及图5A～图5C所示，本实施方式的制造方法具有如下工序，准备金属基座电路基板10的工序(包含子工序1a～1e)，该金属基座电路基板10具备设置有沿厚度方向贯通的贯通孔11的金属基板1、被设置于金属基板1上的绝缘膜2、及被设置于绝缘膜2上的金属膜3，贯通孔11经由绝缘膜2以及金属膜3在金属膜3的上表面(与金属基板1相反的一侧的面)开口；以经由与电子部件5的各足部52对应的金属膜3的开口插入贯通孔11并在位于各贯通孔11内的足部52与金属基板1之间不与它们接触的方式设置绝缘部6，由此将各足部52固定于金属基板1，并且利用钎料4将各足部52固定于金属膜3的工序(1f)；以及利用密封件9将金属膜3和电子部件5密封的工序(1g)。
在准备金属基座电路基板10的工序中，首先，如图4A所示，准备金属基板1(子工序1a)。
然后，如图4B所示，在金属基板1上形成绝缘膜2(子工序1b)。
在金属基板1上设置由用于形成绝缘膜2的组成物构成的B工作台状态的树脂层由此能够形成绝缘膜2。在该情况下，可以将上述组成物涂敷于金属基板1由此在金属基板1上形成树脂层，另外，也可以在将树脂层形成于载体材料上制作带树脂层的载体材料后，将该带树脂层的载体材料层叠于金属基板1由此在金属基板1上形成树脂层。
此外，B工作台状态的树脂层的厚度优选为40μm以上、300μm以下的范围。
以下，说明在制作带树脂层的载体材料后，将该带树脂层的载体材料层叠于金属基板1的方法。
首先，在载体材料上形成树脂层，得到带树脂层的载体材料。
作为载体材料，例如可以使用聚对苯二甲酸乙二酯膜片等树脂膜片、铜箔等金属箔等。
此外，载体材料的厚度优选为10μm以上、500μm以下。
接着，将带树脂层的载体材料层叠于金属基板1以使带树脂层的载体材料的树脂层侧的面与金属基板1的表面接触。然后，使用冲压装置等，对树脂层进行加压、加热由此使其固化而形成绝缘膜2。
接下来，如图4C所示，在绝缘膜2的表面形成金属膜3(子工序1c)。
从绝缘膜2除去载体材料，由此能够在向外部露出的绝缘膜2的表面形成金属膜3。另外，在载体材料为金属箔的情况下，可以将载体材料原样保持作为金属膜3。
接着，如图4D所示，通过蚀刻等将金属膜3加工为规定的图案由此形成电路(子工序1d)。由此，得到具有金属基板1、绝缘膜2以及金属膜3的层叠体。
在制作多层电路的情况下，形成电路后，再在电路上依次层叠绝缘薄片以及金属箔(金属薄片)，与上述同样地通过蚀刻等加工金属箔由此形成电路。由此，能够得到具备多层电路的层叠体。此外，考虑进一步提高最终得到的金属基座安装基板100的热传导性的观点，优选利用与形成上述绝缘膜2所使用的组成物相同的组成物来形成上述绝缘薄片。
然后，如图5A所示，在得到的层叠体上，形成沿厚度方向连续贯通金属基板1、绝缘膜2以及金属膜3的贯通孔(子工序1e)。即，在金属基板1上经由绝缘膜2以及金属膜3，形成在金属膜3的上表面开口的贯通孔11。由此，得到金属基座电路基板10。
这样，在具有金属基板1、绝缘膜2以及金属膜3的层叠体形成贯通孔(包含贯通孔11)，由此能够有效地防止在规定贯通孔的金属基座电路基板10的内表面不得已而附着金属膜3的结构材料等。
作为贯通孔的形成方法，例如可举出使用钻头等的机械加工、激光加工、蚀刻处理等。
接下来，如图5B所示，以经由与电子部件5的各足部52对应的金属膜3的开口插入贯通孔11并在位于各贯通孔11内的足部52与金属基板1之间(贯通孔11内的各足部52的周围)不与它们接触的方式设置绝缘部6。由此，将各足部52固定于金属基板1(工序1f)。
在将电子部件5固定于金属基座电路基板10的工序中，可以在向贯通孔11内加入用于形成绝缘部6的材料后，向贯通孔11插入各足部52，也可以在向贯通孔11插入各足部52后，向贯通孔11内(实体部12与各足部52之间的空间)加入用于形成绝缘部6的材料。
另外，在本实施方式中，在将电子部件5固定于金属基座电路基板10时，也利用绝缘部6将各足部52固定于金属基板1，并且利用钎料4将各足部52固定于金属膜3。
由此，能够使电子部件5向金属基座电路基板10的固定力特别优异。
然后，如图5C所示，在金属基座电路基板10的形成有电路(金属膜3)的一面侧(图5C中的上侧)施加密封件9，将金属膜3以及电子部件5密封(工序1g)。由此，得到本实施方式的金属基座安装基板100。
这样，利用密封件9密封金属膜3以及电子部件5，由此能够使金属基座安装基板100的耐湿性、耐化学品性等特别优异，能够提高金属基座安装基板100的可靠性。
以上说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限定于这些，在能够实现本发明的目的范围内的变形、改进等包含于本发明。
例如，可以将上述第一以及第二实施方式的任意结构组合。具体而言，可以在第一实施方式的各足部52的下端部设置外螺纹部，除了利用绝缘部6之外还使用螺母将各足部52固定于金属基板1。
例如，在上述实施方式中，各贯通孔11的大小、形状沿金属基板1的厚度方向一定，但也可以沿厚度方向变化。例如，各贯通孔11可以具有其横剖面积(沿面方向的剖面的大小)沿金属基板1的厚度方向连续或者阶段性变化的横剖面积变化部。由此，能够实现进一步提高电子部件5向金属基座电路基板10的固定力。
另外，本发明的金属基座安装基板的制造方法只要具有准备金属基座电路基板10的工序、和将电子部件5固定于金属基座电路基板10的工序即可，可以不具有上述利用密封件9密封金属膜3以及电子部件5的工序。
另外，本发明的金属基座安装基板的制造方法除了上述工序之外还可以具有其它工序(前处理工序、中间处理工序、后处理工序)。
另外，在上述实施方式中，在本发明的金属基座安装基板的制造方法中，在金属基板1上依次形成绝缘膜2、金属膜3得到层叠体后，在层叠体形成贯通孔，但也可以在预先设置有贯通孔11的金属基板1上，依次形成绝缘膜2以及金属膜3。
另外，也可以在形成有绝缘膜2的金属基板1上形成沿厚度方向贯通它们的贯通孔(包含贯通孔11)后，在绝缘膜2上形成金属膜3。
另外，在上述实施方式中，在本发明的金属基座安装基板的制造方法中，在金属基板1上形成绝缘膜2后，在绝缘膜2上形成金属膜3，但例如也可以在金属基板1上施加包含固化性树脂的用于形成绝缘膜2的组成物而形成被膜并在被膜上形成金属膜3后，使被膜(固化性树脂)固化，由此得到绝缘膜2。
另外，本发明的金属基座安装基板可以通过任意方法制造，可以不通过上述方法制造。
另外，本发明的金属基座安装基板例如可以在金属基板的与绝缘膜相反的一侧的面具备散热片等其它部件。

Claims (13)

1.一种金属基座安装基板，其特征在于，具备：
金属基座电路基板，其具备设置有沿厚度方向贯通的贯通孔的金属基板、被设置于所述金属基板上的绝缘膜、和被设置于所述绝缘膜上的金属膜，所述贯通孔经由所述绝缘膜及所述金属膜，在所述金属膜的与所述金属基板相反的一侧的面开口；
电子部件，其作为与所述金属膜连接的电子部件，具有电子部件主体、和与所述电子部件主体电连接并被插入所述贯通孔的具有导电性的足部；以及
绝缘部，其至少被设置在位于所述贯通孔内的所述足部与所述金属基板之间并具有阻止它们接触的功能。
2.根据权利要求1所述的金属基座安装基板，其特征在于，
存在于所述金属基板与所述足部之间的所述绝缘部的最小宽度为10μm以上、5mm以下的范围。
3.根据权利要求1所述的金属基座安装基板，其特征在于，
所述金属基板的厚度为0.3mm以上、7mm以下的范围。
4.根据权利要求1所述的金属基座安装基板，其特征在于，
在将所述金属基板的厚度设为T0单位是mm、位于所述贯通孔内的所述足部的长度设为T1单位是mm时，T0与T1满足T1/T0≥0.5的关系。
5.根据权利要求1所述的金属基座安装基板，其特征在于，
在所述贯通孔内还具备金属片，该金属片经由所述绝缘部设置，且与所述足部接触。
6.根据权利要求5所述的金属基座安装基板，其特征在于，
在将所述金属基板的厚度设为T0单位是mm、所述金属片的厚度设为T2单位是mm时，T0与T2满足0.5≤T2/T0≤1.5的关系。
7.根据权利要求1所述的金属基座安装基板，其特征在于，
所述金属膜的厚度为10μm以上、500μm以下的范围。
8.根据权利要求1所述的金属基座安装基板，其特征在于，
所述足部具有外螺纹部，
该金属基座安装基板还具备如下具有内螺纹部的部件，该部件具有在所述足部被插入所述贯通孔的状态下与所述外螺纹部旋合从而将所述足部固定于所述金属基座电路基板的功能。
9.根据权利要求1所述的金属基座安装基板，其特征在于，
所述电子部件与所述金属基座电路基板的所述金属膜连接而不经由连接器。
10.根据权利要求1所述的金属基座安装基板，其特征在于，
所述电子部件还包含具有将所述电子部件主体与所述足部连接的电缆的部分。
11.根据权利要求1所述的金属基座安装基板，其特征在于，
所述足部与所述金属膜电连接。
12.一种金属基座安装基板的制造方法，其特征在于，具有如下工序：
准备金属基座电路基板的工序，该金属基座电路基板具备设置有沿厚度方向贯通的贯通孔的金属基板、被设置于所述金属基板上的绝缘膜、和被设置于所述绝缘膜上的金属膜，所述贯通孔经由所述绝缘膜及所述金属膜，在所述金属膜的与所述金属基板相反的一侧的面开口；以及
以将电子部件的具有导电性的足部经由所述金属膜的开口插入所述贯通孔并在至少位于所述贯通孔内的所述足部与所述金属基板之间不与它们接触的方式设置绝缘部，由此将所述足部固定于所述金属基板的工序。
13.根据权利要求12所述的金属基座安装基板的制造方法，其特征在于，
在具有所述金属基板、所述绝缘膜以及所述金属膜的层叠体上形成所述贯通孔，由此得到所述金属基座电路基板。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113115522A (zh) * 2021-03-29 2021-07-13 景旺电子科技(龙川)有限公司 金属基线路板及其塞孔方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10477671B2 (en) * 2015-09-30 2019-11-12 Sekisui Chemical Co., Ltd. Laminated body
DE112016006609B4 (de) * 2016-03-16 2023-08-31 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Sammelleiterverbindungsstruktur
JP6851681B2 (ja) * 2016-07-21 2021-03-31 大崎電気工業株式会社 電子式電力量計
JP2018190579A (ja) * 2017-05-01 2018-11-29 株式会社Ihi 導電部材の接続構造およびそれを備える電動コンプレッサ
JP2019067867A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 株式会社Ihi 回路基板、導電部材の接続構造および電動コンプレッサ
JP2019067865A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 株式会社Ihi 回路基板、導電部材の接続構造および電動コンプレッサ
WO2022209438A1 (ja) * 2021-03-29 2022-10-06 株式会社村田製作所 電子部品パッケージ、電子部品ユニットおよび電子部品パッケージの製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4096605B2 (ja) * 2002-04-23 2008-06-04 日本電気株式会社 半導体装置および半導体装置のシールド形成方法
US8288792B2 (en) * 2008-03-25 2012-10-16 Bridge Semiconductor Corporation Semiconductor chip assembly with post/base/post heat spreader

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113115522A (zh) * 2021-03-29 2021-07-13 景旺电子科技(龙川)有限公司 金属基线路板及其塞孔方法

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