JP2001053403A - 混成集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents

混成集積回路装置およびその製造方法

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JP2001053403A
JP2001053403A JP11223272A JP22327299A JP2001053403A JP 2001053403 A JP2001053403 A JP 2001053403A JP 11223272 A JP11223272 A JP 11223272A JP 22327299 A JP22327299 A JP 22327299A JP 2001053403 A JP2001053403 A JP 2001053403A
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JP
Japan
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insulating resin
resin film
integrated circuit
film
metal substrate
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JP11223272A
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English (en)
Inventor
Hisashi Shimizu
永 清水
Noriaki Sakamoto
則明 坂本
Eiju Maehara
栄寿 前原
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属基板と配線間の絶縁特性を向上し、且つ
裏面の放熱性を改善する。しかも製造工程に於いて金属
基板の裏面の傷付きを防止しつつ、放熱性を向上する。 【解決手段】 第1の絶縁樹脂膜14を厚く形成し、耐
電圧特性の向上を改善し、且つフィラーの混入により発
熱素子の熱を良好に混成集積回路基板に伝えられる。し
かも混成集積回路基板11の裏面は、極力薄くし、且つ
第2の絶縁樹脂膜16にフィラー18を混入する事で放
熱性の向上と耐傷つき性の改善が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、混成集積回路装置
およびその製造方法であり、特に耐電圧特性が優れ、且
つプレスまたはカット用のブレードの摩耗を防止し、搬
送性の優れた混成集積回路装置およびその製造方法を提
供するものである。
【0002】
【従来の技術】まず一般に図2の様な混成集積回路装置
があり、これは例えば特公昭61−55247号が詳し
い。
【0003】つまり混成集積回路装置は、金属基板1
と、この表面に絶縁材料2が被覆され、この上に接着さ
れたCuよりなる導電パターン3、4と、この導電パタ
ーン3、4と電気的に接続された半導体素子等の回路素
子5と、この導電パターンの一部であるパッド3と半田
を介して固着された外部リード6と、この外部リード6
と前記回路素子5とを電気的に接続する金属細線7およ
びこれらをモールドする樹脂8とを有している。
【0004】つまり放熱性が考慮されて基板1の裏面が
露出されているものである。
【0005】製造方法として色々あるが、金属基板の大
板を用意し、この金属基板と接着性を有する接着剤が形
成された銅箔を熱により貼り合わせる。
【0006】そしてボンディング位置にNiメッキを施
し、所定のパターンに銅箔をパターニングし、配線、チ
ップや外部リードを固着するランド等を形成し、その
後、所定の形状に金属基板をプレスカットする。
【0007】そして分離された金属基板に回路素子を実
装し、ケース材を固着し、ケース材と金属基板で成る空
間に樹脂を充填して完成する。
【0008】ただし、銅箔のパターニングは、プレスカ
ットしてからでも良い。
【0009】また金属基板としてAl金属を採用する場
合、耐電圧特性を向上させるため、また金属基板の搬送
性を向上させるために両面に陽極酸化膜を生成させてい
た。
【0010】陽極酸化膜は、Al2O3から成り絶縁性に優
れ、且つ硬質であるため、金属基板裏面に傷が付きにく
い特徴を有している。
【0011】特に前述した大板から完成までの間に、金
属基板は搬送装置の搬送手段、例えば搬送ローラの上に
載せ、目的の場所まで搬送していた。特にCu、Al等
は、金属の中でも入手し易い材料ではあるが、傷が付き
やすい材料である。また金属基板は、放熱性に優れるた
め大電力用に多用されている。そして、放熱性がより考
慮され金属基板をパッケージから露出させる製品もあ
る。しかし前述したように傷付き易いため、製品として
見栄えが悪い等の理由から、金属基板の裏面には陽極酸
化膜が採用されていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近
は、より放熱性が優れ、より高電圧が維持でき、更には
より高周波特性に優れた混成集積回路基板が求められる
様になってきた。
【0013】つまり配線と金属基板との間の絶縁材料
は、絶縁特性に優れていないと、耐電圧特性も高周波特
性も向上しない。また前述したように製造工程ラインで
の搬送性、プレス/カット性、更には装置としての放熱
性等を考慮して前記問題を解決しなければならない。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題に
鑑みて成され、金属基板の両面に生成された粗面化膜
と、前記金属基板の表面に対応する前記粗面化膜上に形
成され、熱伝導性を向上するフィラーが混入された第1
の絶縁性樹脂膜と、前記金属基板の裏面に対応する前記
粗面化膜上に形成され、前記第1の絶縁性樹脂膜よりも
薄く、熱伝導性を向上するフィラーが混入された第2の
絶縁性樹脂膜とを少なくとも有する事で解決するもので
あり、フィラーを混入させることで大幅に熱伝導率を向
上させている。また第1の絶縁性樹脂膜は、耐電圧特性
を向上させ、裏面は、表面よりもより熱伝導率を向上さ
せるために、第2の絶縁性樹脂膜を薄く形成している。
【0015】第2に、第1の絶縁性樹脂膜と前記粗面化
膜との間に、第1の保護膜を設けることで、粗面化膜の
機械的破壊、化学的破壊を保護している。
【0016】第3に、第2の絶縁性樹脂膜のフィラーを
突出させることで、金属基板裏面の摩擦抵抗を減少し、
搬送性を向上している。
【0017】第4に、金属基板裏面の周囲には、角部が
アールを描いた打ち抜き面を設けることで解決するもの
である。これは角が無い分搬送性に優れ、且つ裏面から
プレスで抜くため、ブレードの損傷(摩耗)を抑止でき
る。
【0018】第5に、両面に粗面化膜を有し、表面に対
応する前記粗面化膜上に形成され、熱伝導性を向上する
フィラーが混入された第1の絶縁性樹脂膜と、裏面に対
応する前記粗面化膜上に形成され、前記第1の絶縁性樹
脂膜の膜厚よりも薄く、且つ熱伝導性を向上するフィラ
ーが混入された第2の絶縁性樹脂膜とを有する金属基板
を用意し、前記金属基板の裏面から表面に向かいプレス
またはカットを行い、所定の形状に前記金属基板を打ち
抜く事で解決するものである。
【0019】第4および第5ともに、金属基板の打ち抜
きの際、第2の絶縁性樹脂膜の方が膜厚が薄い分だけ、
フィラーの量が減少している。従って打ち抜き手段のブ
レードの破壊を防止することができる。また金属基板の
表側は、破断して分離されるため、ブレードは、第1の
絶縁性樹脂膜のフィラーに当接しにくい。従ってブレー
ドの摩耗を抑制することができる。
【0020】更には、第2の絶縁性樹脂膜より突出した
フィラーを前記金属基板の搬送路に当接しながら搬送す
る事で、摩擦抵抗の少ない金属基板の搬送を実現でき
る。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図1
を参照しながら説明する。
【0022】まず例えばプレスにより打ち抜かれた金属
性の混成集積回路基板11がある。この混成集積回路基
板11は、Al、CuやFe等が考えられる。
【0023】この混成集積回路基板11は、予め大板で
用意されている。この大板は、金属の表面が元々光沢
性、平坦性を有するため、粗面12,13が形成され
る。この粗面は、細かな凹凸により接着性を向上させる
ものであり、ここでは、機械的ブラッシング、化学的処
理により膜の凹凸を生成させている。ここでは、混成集
積回路基板の材料によりその処理方法が異なるが、Al
の場合はクロメート処理等が考えられる。またこの粗面
は、混成集積回路基板の材料そのものでも良いし、化学
的処理による反応物でも良い。
【0024】またこの粗面は、凹凸を有し、金属である
ため反応も起こる。この反応物は、混成集積回路基板1
1上で剥離しやすく、且つ機械的強度が無い。そのた
め、この反応を防止するために、且つ第1の絶縁性樹脂
膜14との接着強度を増強させるために第1の保護膜1
5が極薄く形成されている。この保護膜15は、第1の
絶縁性樹脂膜14と接着させるために、同類の材料、ま
たは同類の材料が混入されているものを採用すると良
い。
【0025】また粗面の生成と第1の絶縁性樹脂膜の形
成までに前記反応物が生成されない条件であれば、前記
第1の保護膜14は、不要となる。反応物が生成されな
い条件とは、製造工程の雰囲気を非反応ガス、例えば窒
素雰囲気、不活性ガス雰囲気にすればよい。しかしこの
工程であるとコストが上昇する問題がある。
【0026】ここで混成集積回路基板11の両面に粗面
化膜が生成された後、第1の絶縁性樹脂膜14、第2の
絶縁性樹脂膜16を両面に被覆する。
【0027】前記第1の絶縁性樹脂膜14は、銅箔の下
に予め接着のりとして被覆され、これを熱圧着により貼
り合わせても良い。また第2の絶縁性樹脂膜16は、フ
ィルム状のものを用意し、貼り合わせても良いし、別途
塗布装置で被覆しても良い。
【0028】また第1の絶縁性樹脂膜、第2の絶縁性樹
脂膜16には、熱伝導性が考慮されてフィラー17,1
8が混入されている。このフィラーは、酸化アルミニウ
ム、酸化Si等の金属酸化物であり、絶縁耐料の維持と
熱伝導率の向上を実現している。更にフィラー18は、
第2の絶縁性樹脂膜16から一部が露出(突出)し、混
成集積回路基板11の摩擦抵抗を減少させている。また
第2の絶縁性樹脂膜16の硬度と相まって、裏面の傷つ
きの度合いを抑制している。
【0029】また後述するプレスの前または後で、銅箔
がパターニングされる。更に金属細線の接合部には、接
合性が考慮されてNiメッキが施される場合は、この処
理の後にパターニングされる。
【0030】この混成集積回路基板11は、紙面に対し
て下側からプレス(またはカッター)19で上に打ち抜
かれており、混成集積回路基板11底面の周辺にある角
部20は、アールを有している。また混成集積回路基板
11上面の周辺にある角部21は、実質全周辺に渡り突
起部が設けられ、混成集積回路基板11の側面には、下
側にせん断面、上側には破断面が全周に渡り設けられて
いる。
【0031】本発明の特徴は、前記プレスの向きにあ
る。つまり図でも示してあるが、第2の絶縁性樹脂膜1
6の方が薄く形成され、その中に混入されているフィラ
ー18の量も少なくなっている。従ってブレード19
は、フィラーの少ない裏面から食い込んでいくため、ブ
レードの機械的破壊(歯の摩耗)が抑制できる。しかも
第1の絶縁性樹脂膜14側は、破断されるため、ブレー
ドは、フィラー17と接触がより抑制される。
【0032】また導電パターン22は、例えばCuより
成るもので、配線、ランド、ボンデイング用のパッド、
外部リード用の固着パッド等として設けられ、導電ラン
ドにはベアの半導体ICやトランジスタ等のチップ(半
導体素子)が設けられる。また配線間はチップコンデン
サ、チップ抵抗および印刷抵抗等の回路素子が半田等の
ロウ材や銀ペースト等を介して電気的に固着され、ある
いは印刷抵抗がスクリーン印刷等で形成されている。更
には前記チップと配線を電気的に接続するため、チップ
上の電極とボンディング用のパッドとの間には金属細線
が電気的に接続され、外部リード用の固着パッドには半
田を介して外部リードが電気的に接続されている。
【0033】またこれらCuのパターンは、絶縁性のフ
レキシブルシートに貼り合わされ、このフレキシブルシ
ートが混成集積回路基板に貼り合わされても良い。この
場合、第1の保護膜15は、このシートと同類か、この
材料が混入されているものが好ましい。
【0034】そして、混成集積回路基板11およびこの
上に実装された実装部品を封止するために、封止用の樹
脂20が設けられている。
【0035】この封止方法は、従来技術で述べたケース
材9を採用しても良いし、混成集積回路基板11の裏面
が露出するようにトランスファーモールド、インジェク
ションモールドで実現されても良い。
【0036】また以下の様にペレットを用いても良い。
この製造方法を簡単に説明する。まずここまでの説明か
らも明らかなように、混成集積回路基板11を用意す
る。
【0037】次に、ペレットを混成集積回路基板の上に
配置する。ここでペレットは、補強用シートに熱硬化前
の粉末状の樹脂が一体化されたものである。
【0038】補強用シートは、樹脂が熱硬化後もフラッ
ト性を保持する材質が好ましく、エポキシ含浸のガラス
繊維等が好ましい。また薄いガラス基板等でも良い。
【0039】この状態で、例えばヒーターの上に載置
し、150度程度にして樹脂を溶融し、その後熱硬化さ
れる。
【0040】前述した溶融樹脂は、自分自身の自重や補
強シートの自重により沈み込み、同時に補強シートの端
部から混成集積回路基板11の突起部21まで流れ出
て、ダレ部を形成する。
【0041】ダレ部は、突起部21まで流れ、その表面
張力により止まる。
【0042】補強シートがフラット性を有するため、印
刷性が向上し、機種名等を載せることができる。しかも
フラット性を有することから、補強シートに自動機の吸
引部を当てて、吸引が可能となり、例えばプリント基板
等に自動実装が可能となる。
【0043】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、フィラ
ーを混入させることで大幅に熱伝導率を向上させる事が
できる。また第1の絶縁性樹脂膜は、耐電圧特性を向上
させ、裏面は、絶縁性の必要が無く、できるだけ熱伝導
率を向上させるために、第2の絶縁性樹脂膜を薄く形成
している。従って裏面からプレスする事でブレードの摩
耗を抑制することができる。
【0044】第2に、第1の絶縁性樹脂膜と前記粗面化
膜との間に、第1の保護膜を設けることで、粗面化膜の
機械的破壊を保護し、第1の絶縁性樹脂膜との接着強度
を向上させることができる。
【0045】第3に、第2の絶縁性樹脂膜のフィラーを
突出させることで、金属基板裏面の摩擦抵抗を減少し、
搬送性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態である混成集積回路装置の
断面図である。
【図2】従来の混成集積回路装置を説明する断面図であ
る。
【符号の説明】
11 混成集積回路基板 12、13 粗面化膜 14 第1の絶縁性樹脂膜 16 第2の絶縁性樹脂膜 17、18 フィラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前原 栄寿 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5E315 AA05 BB01 BB14 DD05 DD13 DD22 DD25 GG01 GG03 GG22

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属基板と、前記金属基板の両面に生成
    された粗面化膜と、前記金属基板の表面に対応する前記
    粗面化膜上に形成され、フィラーが混入された第1の絶
    縁性樹脂膜と、前記第1の絶縁性樹脂膜上に形成された
    配線と、前記配線と接続された回路素子と、前記金属基
    板の裏面に対応する前記粗面化膜上に形成され、前記第
    1の絶縁性樹脂膜よりも薄く、フィラーが混入された第
    2の絶縁性樹脂膜とを少なくとも有する混成集積回路装
    置。
  2. 【請求項2】 前記第1の絶縁性樹脂膜と前記粗面化膜
    との間には、前記粗面化膜を保護する第1の保護膜が設
    けられる請求項1に記載の混成集積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の絶縁性樹脂膜は、前記フィラ
    ーが突出している請求項1または請求項2に記載の混成
    集積回路装置。
  4. 【請求項4】 前記金属基板裏面の周囲は、角部がアー
    ルを描いた打ち抜き面を有する請求項1、請求項2また
    は請求項3に記載の混成集積回路装置。
  5. 【請求項5】 両面に粗面化膜を有し、表面に対応する
    前記粗面化膜上に形成され、フィラーが混入された第1
    の絶縁性樹脂膜と、裏面に対応する前記粗面化膜上に形
    成され、前記第1の絶縁性樹脂膜の膜厚よりも薄く、且
    つフィラーが混入された第2の絶縁性樹脂膜とを有する
    金属基板を用意し、 前記金属基板の裏面から表面に向かいプレスまたはカッ
    トを行い、所定の形状に前記金属基板を打ち抜く事を特
    徴とした混成集積回路装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記第2の絶縁性樹脂膜より突出したフ
    ィラーを前記金属基板の搬送路に当接しながら搬送する
    請求項5に記載の混成集積回路装置の製造方法。
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