JP2006100759A - 回路装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 放熱性と耐圧性を両立させた混成集積回路装置を提供する。
【解決手段】 回路基板１１の表面には第１の絶縁層１２Ａが形成され、その裏面には第２の絶縁層１２Ｂが形成されている。第１の絶縁層１２Ａの表面には、導電パターン１３が形成され、この導電パターン１３には回路素子１５が固着されている。封止樹脂１４は、回路基板１１の表面および側面を被覆している。更に、封止樹脂１４は、回路基板１１の裏面の周辺部も被覆している。このことにより、回路基板１１の裏面を外部に露出させた状態で、回路基板１１の耐圧性を確保することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は回路装置に関し、特に、放熱性と耐圧性を両立させた回路装置に関するものである。

図９を参照して、従来の混成集積回路装置１００の構成を説明する（下記特許文献１を参照）。矩形の基板１０１の表面には、絶縁層１０２を介して導電パターン１０３が形成されている。そして、導電パターン１０３の所望の箇所に回路素子１０５が固着されることで、所定の電気回路が形成される。ここでは、回路素子として半導体素子およびチップ素子が、導電パターン１０３に接続されている。リード１０４は、基板１０１の周辺部に形成された導電パターン１０３に接続され、外部端子として機能している。封止樹脂１０３は、基板１０１の表面に形成された電気回路を封止する機能を有する。

封止樹脂１０１の構造は、２通りの構造がある。第１の構造は、基板１０１の裏面を露出させて封止樹脂１０３を形成する方法である。この構造によると、外部に露出する基板１０１を介して、良好な放熱を行うことができる。第２の構造は、基板１０１の裏面を含めて全体が被覆されるように封止樹脂１０３を形成する方法である。この構造によると、基板１０１の耐圧性および耐湿性を確保することができる。この図では、基板１０１の裏面も含めて全体を封止している。基板１０１の裏面を被覆する部分の封止樹脂１０３の厚みは、例えば０．５ｍｍ程度である。特に、基板１０１が接地電位に接続される場合は、上述した第２の構造が適用され、基板１０１は外部と絶縁される。
特開平５−１０２６４５号公報

しかしながら、基板１０１の裏面が被覆されるように封止樹脂１０３が形成された場合、基板１０１の裏面を被覆する封止樹脂１０３の熱伝導率が悪いために、装置全体の放熱性が低下する問題があった。

基板１０３の裏面を被覆する封止樹脂１０３の厚み（Ｔ５）を薄く形成すると、放熱性の向上が期待される。しかしながら、封止樹脂１０３の厚みＴ５を０．５ｍｍ以下に設定すると、射出成形により封止樹脂１０３を形成するモールド工程にて、基板１０１の裏面に樹脂が行き渡らない問題があった。

更に、放熱性を向上させるために基板１０１の裏面を外部に露出させると、基板１０１の絶縁性を確保できない問題があった。また、基板１０１と封止樹脂との接続強度を強くしづらい問題もあった。

本発明は、上述した問題を鑑みてなされ、本発明の主な目的は、放熱性と耐圧性とを両立させた回路装置を提供することにある。

本発明の回路装置は、回路基板と、前記回路基板の表面に形成された導電パターンおよび回路素子から成る電気回路と、前記電気回路を封止する封止樹脂とを具備し、前記封止樹脂は、前記回路基板の裏面を部分的に露出させた状態で、前記回路基板の表面、側面および裏面の周辺部を被覆することを特徴とする。

更に本発明の回路装置は、表面に第１の絶縁層が設けられ、裏面に第２の絶縁層が設けられた回路基板と、前記第１の絶縁層の表面に形成された導電パターンおよび回路素子から成る電気回路と、前記電気回路を封止する封止樹脂とを具備し、前記封止樹脂は、前記第２の絶縁層を部分的に露出させた状態で、前記回路基板の表面、側面および裏面の周辺部を被覆することを特徴とする。

更に本発明の回路装置では、前記回路基板と前記電気回路とは、電気的に接続されることを特徴とする。

更に本発明の回路装置では、前記回路基板は、前記導電パターンを介して接地電位と接続されることを特徴とする。

更に本発明の回路装置では、前記封止樹脂から露出する前記回路基板の裏面には、金属基板が固着されることを特徴とする。

更に本発明の回路装置では、前記金属基板の裏面に、酸化膜を形成することを特徴とする。

更に本発明の回路装置では、前記金属基板の露出面および前記封止樹脂から成る平坦面が形成されることを特徴とする。

更に本発明の回路装置では、前記回路基板の裏面は、少なくとも外周端部から２ｍｍ以内の周辺部が、前記封止樹脂により被覆されることを特徴とする。

更に本発明の回路装置では、前記回路基板の裏面には、放熱手段が固着されることを特徴とする。

本発明の回路装置の製造方法は、回路基板の表面に導電パターンおよび回路素子から成る電気回路を構成する工程と、少なくとも前記回路基板の表面が被覆されるようにモールド金型を用いて封止樹脂を形成する工程とを具備し、前記封止樹脂を形成する工程では、前記モールド金型の下面から離間させた前記回路基板の周辺部を、前記封止樹脂により被覆することを特徴とする。

更に本発明の回路装置の製造方法では、前記回路基板の裏面の周辺部を除外した領域には金属基板が貼着され、前記金属基板の裏面を前記モールド金型の下面に当接させることにより、前記回路基板の周辺部を前記モールド金型から離間させることを特徴とする。

更に本発明の回路装置の製造方法では、前記モールド金型に設けた凸部に前記回路基板を載置することにより、前記回路基板の周辺部を前記モールド金型から離間させることを特徴とする。

更に本発明の回路装置の製造方法は、回路基板の表面に絶縁層を介して導電箔を貼着し、前記回路基板の裏面に絶縁層を介して金属基板を貼着する工程と、形成予定のユニットの境界に対応する領域の前記金属基板に分離溝を設ける工程と、エッチングにより前記導電箔をパターニングして導電パターンを形成し、前記分離溝の残りの厚み部分を除去して、前記ユニットの周辺部に位置する前記回路基板の裏面を前記金属基板から露出させる工程と、前記ユニットの境界で前記回路基板を分割することにより、各々の前記ユニットを構成する回路基板を分離する工程と、前記導電パターンに回路素子を電気的に接続する工程と、前記金属基板の裏面をモールド金型の下面に当接させて樹脂封止を行うことにより、前記回路基板の裏面の周辺部が被覆されるように封止樹脂を形成する工程とを具備することを特徴とする。

更に本発明の回路装置の製造方法では、前記金属基板は、表面および裏面がアルマイト処理されたアルミニウムから成る基板であることを特徴とする。

更に本発明の回路装置の製造方法では、前記分離溝は、ダイシングにより形成されることを特徴とする。

本発明に依れば、回路基板の裏面の周辺部を封止樹脂により被覆する。従って、裏面を被覆する封止樹脂によりアンカー効果が発生し、封止樹脂と回路基板との接着強度を向上させることができる。

更に、本発明に依れば、回路基板の裏面を封止樹脂から露出させた状態で、回路基板と外部との耐圧性を十分に確保することができる。従って、放熱性と耐圧性とを両立させた回路装置を提供することができる。

更に、本発明の回路装置の製造方法に依れば、モールド金型を用いて樹脂封止を行う工程にて、回路基板の裏面の周辺部をモールド金型から離間させることができる。従って、回路基板の裏面の周辺部を封止樹脂にて被覆することができる。

図１を参照して、本発明の混成集積回路装置１０の構成を説明する。先ず、矩形の回路基板１１の表面には、第１の絶縁層１２Ａが形成されている。そして、所定の形状の導電パターン１３が、第１の絶縁層１２Ａの表面に形成されている。更に、導電パターン１３の所定の箇所には、半田や導電性ペーストを介して、半導体素子１５Ａおよびチップ素子１５Ｂが電気的に接続されている。回路基板１１の表面に形成された導電パターン１３、半導体素子１５Ａおよびチップ素子１５Ｂは、封止樹脂１４により被覆されている。

回路基板１１は、アルミや銅等の金属から成る基板である。１例として回路基板１１としてアルミより成る基板を採用した場合、回路基板１１の表面はアルマイト処理される。このことにより、第１の絶縁層１２Ａと回路基板１１との接着性が向上される。更には、導電パターン１３を形成する際のエッチングの工程にて、回路基板１１の表面を保護することができる。回路基板１１の具体的な大きさは、例えば、縦×横×厚さ＝６１ｍｍ×４２．５ｍｍ×１．５ｍｍ程度である。

第１の絶縁層１２Ａは、回路基板１１の表面全域を覆うように形成されている。絶縁層１２は、ＡＬ_２Ｏ_３等のフィラーが高充填されたエポキシ樹脂等から成る。このことにより、内蔵される回路素子から発生した熱を、回路基板１１を介して積極的に外部に放出することができる。第１の絶縁層１２Ａの具体的な厚みは、例えば５０μｍ程度である。この厚みの絶縁層１２により、４ＫＶの耐圧（絶縁破壊耐圧）を確保することができる。

第２の絶縁層１２Ｂは、回路基板１１の裏面を覆うように形成されている。第２の絶縁層１２Ｂの組成は、第１の絶縁層１２Ａと同様でよい。回路基板１１の裏面を第２の絶縁層１２Ｂにて被覆することで、回路基板１１の裏面の耐圧性を確保することができる。従って、放熱フィン等の放熱手段が回路基板１１の裏面に当接した場合でも、第２の絶縁層１２Ｂにより、放熱フィンと回路基板１１とは絶縁される。

導電パターン１３は銅等の金属から成り、所定の電気回路が実現されるように第１の絶縁層１２Ａの表面に形成される。また、リード２５が導出する辺に、導電パターン１３からなるパッドが形成される。

接続部１８は、導電パターン１３と回路基板１１とが電気的に接続される箇所である。具体的な接続部１８の構造は、第１の絶縁層１２Ａを貫通して設けられた孔の底部と導電パターン１３とが、金属細線１７を介して接続されている。接続部１８を介して導電パターン１３と回路基板１１とを導通させることにより、両者の電位を一致させることができる。このことにより寄生容量が低減され、回路基板１１の表面に形成された電気回路の動作が安定する。例えば、回路基板１１は、接続部１８を介して接地電位に接続される。

半導体素子１５Ａおよびチップ素子１５Ｂの回路素子は、導電パターン１３の所定の箇所に固着されている。半導体素子１５Ａとしては、トランジスタ、ＬＳＩチップ、ダイオード等が採用される。ここでは、半導体素子１５Ａと導電パターン１３とは、金属細線１７を介して接続される。チップ素子１５Ｂとしては、チップ抵抗やチップコンデンサ等が採用される。更に、チップ素子１５Ｂとしては、インダクタンス、サーミスタ、アンテナ、発振器など、両端に電極部を有する素子が採用される。更にまた、樹脂封止型のパッケージ等も、回路素子として導電パターン１３に固着することができる。

リード２５は、回路基板１１の周辺部に設けられたパッドに固着され、外部との入力・出力を行う働きを有する。ここでは、一つの側辺に多数個のリード２５が固着されている。尚、リード２５は回路基板１１の４辺から導出させることも可能であり、対向する２辺から導出させることも可能である。

封止樹脂１４は、熱硬化性樹脂を用いるトランスファーモールドにより形成される。図１（Ｂ）では、封止樹脂１４により、導電パターン１３、半導体素子１５Ａ、チップ素子１５Ｂ、金属細線１７が封止されている。そして、回路基板１１の表面および側面が封止樹脂１４により被覆されている。更に、回路基板１１の裏面においては、周辺部のみが封止樹脂１４により被覆されている。そして、回路基板１１の中央部付近は、封止樹脂１４により覆われずに、外部に露出している。

図１（Ｂ）を参照して、回路基板１１の裏面は、周辺部付近が封止樹脂１４により覆われている。図面では、封止樹脂１４により覆われる領域の幅をＬ１で示している。このＬ１の長さは要求される耐圧により変化するが、２ｍｍ〜３ｍｍ程度以上にすることが好ましい。このことにより、回路基板１１の端部Ｐの耐圧を確保することができる。具体的には、Ｌ１の長さが２ｍｍの場合は、端部Ｐの耐圧を２ＫＶ確保することができる。また、Ｌ１の長さが３ｍｍの場合は、端部Ｐの耐圧を３ＫＶ確保することができる。尚、回路基板１１の裏面を被覆する部分の封止樹脂１４の厚みＴ１は、例えば０．３ｍｍ程度である。

本形態では、回路基板１１裏面の周辺部を封止樹脂１４により被覆することで、回路基板１１の端部Ｐの耐圧性を確保することができる。具体的には、回路基板１１の表面および裏面には、第１の絶縁層１２Ａおよび第２の絶縁層１２Ｂが全面的に形成されている。従って、回路基板１１の表面および裏面の耐圧性は確保されている。それに対して回路基板１１の側面は、樹脂層により被覆されておらず、金属面が露出している。このことから、回路基板１１の絶縁を確保するためには、回路基板１１の側面（特に端部Ｐ）が、回路基板１１と封止樹脂１４との境界面を介して外部とショートすることを防止する必要がある。そこで、本形態では、端部Ｐが外部と離間されるように、回路基板１１裏面の周辺部に封止樹脂１４を形成している。即ち、端部Ｐを包み込むように封止樹脂１４が形成されている。従って、回路基板１１全体の耐圧性は確保されている。

更に、本形態では、回路基板１１の裏面の周辺部のみが封止樹脂１４により被覆され、回路基板１１裏面の他の領域は外部に露出している。従って、半導体素子１５Ａ等が駆動することにより発生する熱は、回路基板１１を介して良好に外部に放出される。また、回路基板１１裏面の周辺部を封止樹脂１４により被覆することで、アンカー効果が発生し、回路基板１１と封止樹脂１４との接着強度が向上する効果がある。

図１（Ｃ）を参照して、ここでは、回路基板１１の裏面が絶縁層により被覆されていない。従って、回路基板１１の裏面が封止樹脂１４から外部に露出している。この構成により、回路基板１１の耐圧性は確保できないが、装置全体の放熱性を向上させることができる。更に、回路基板１１の裏面の周辺部が封止樹脂１４により被覆されることにより、回路基板１１と封止樹脂１４との接着強度が向上される。

図２を参照して、混成集積回路装置１０の下部には、放熱フィン２１が固着されている。放熱フィン２１は、銅やアルミ等の金属から成る。ここでは、露出する回路基板１１の裏面には、金属基板１６が固着されている。そして、金属基板１６を介して、放熱フィン２１の上面が混成集積回路装置１０の下部に接続されている。この構造により、半導体素子１５Ａ等の回路素子から発生した熱は、回路基板１１、金属基板１６および放熱フィン２１を介して外部に放出される。上記したように、回路基板１１の裏面の周辺部が封止樹脂１４により被覆されているので、回路基板１１の端部Ｐの耐圧は十分に確保されている。従って、放熱フィン２１と回路基板１１とは絶縁されている。

図３を参照して、混成集積回路装置１０の構造を更に説明する。

図３（Ａ）を参照して、封止樹脂１４から露出する回路基板１１の裏面には、金属基板１６が固着されている。ここでは、回路基板１１の裏面を被覆する第２の絶縁層１２Ｂに、金属基板１６が貼着されている。このことにより、混成集積回路装置１０の裏面には、封止樹脂１４および金属基板１６から成る平坦面が形成される。従って、混成集積回路装置１０の裏面を、放熱フィン等の放熱手段に容易に当接させることができる。金属基板１６の材料としては、銅、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属が採用される。また、装置の裏面には、回路基板１１の周辺部を被覆する封止樹脂１４と、金属基板１６の裏面から成る平坦面が形成される。

図３（Ｂ）を参照して、ここでは、第２の絶縁層１２Ｂの裏面に金属膜２０が貼着されている。そして、接着剤１９を介して、金属膜２０に金属基板１６が固着されている。金属膜２０としては、銅などの金属が採用される。ここで、接着剤１９としては、半田を採用することができる。

図３（Ｃ）を参照して、ここでは、露出する回路基板１１の裏面に金属基板１６が当接している。更に、金属基板１６は、表面および裏面に酸化膜２９が形成されたアルミニウム基板から成る。酸化膜２９は、陽極酸化により形成されたアルマイト膜から成る。ここで、回路基板１１の厚みが１．５ｍｍ程度であるのに対し、金属基板１６の厚みは例えば０．５ｍｍ程度である。また、酸化膜２９の厚みは、例えば１０μｍ程度である。

金属基板１６の表面に酸化膜２９が形成されることにより、金属基板１６と第２の樹脂層１２Ｂとが接着する強度を向上させることができる。更に、金属基板１６の裏面に酸化膜２９が形成されることにより、露出する金属基板１６の裏面が損傷するのを抑止することができる。

図３の各図に示されるような２枚の金属基板を採用した回路装置は、放熱性が優れるため、例えば車載等のモジュールに適用される。つまり高出力のパワー素子とこのパワー素子を制御する回路、またマイコン等が高密度に実装される場合、どうしても、導電パターンは、多層になる。このとき、導電パターンを絶縁する樹脂は、熱抵抗が大きい。従って、この対策として、導電パターンを絶縁する樹脂にフィラーを混入し、二枚目の金属基板を露出させれば、放熱性も高く、封止性も優れたパッケージを実現できる。

図４から図８を参照して、上述した構成の混成集積回路装置１０の製造方法を説明する。

図４（Ａ）を参照して、先ず、回路基板１１の表面に導電パターン１３を形成する。回路基板１１の表面には第１の絶縁層１２Ａが形成され、裏面には第２の絶縁層１２Ｂが形成されている。そして、第１の絶縁層１２Ａに貼着された導電膜をエッチングすることにより、所定の形状の導電パターン１３が形成される。

ここでは一層の導電パターンが形成されているが、この上に絶縁層を介して２層以上の導電パターンを形成しても良い。

図４（Ｂ）を参照して、次に、導電パターン１３に回路素子を電気的に接続する。ここでは、半導体素子１５Ａおよびチップ素子１５Ｂが、導電パターン１３に接続される。また、導電パターン１３と回路基板１１とを接続する接続部１８も形成される。更に、回路基板１１の裏面には、接着剤１９を介して金属板１６が固着される。金属板１６の端部と、回路基板１１の端部とは、上記した距離Ｌ１により離間されている。このことにより、回路基板１１の端部と金属基板１６との耐圧が確保される。

図４（Ｃ）を参照して、次に、回路基板１１の表面に形成された電気回路が封止されるように封止樹脂を形成する。ここでは、上金型２２Ａおよび下金型２２Ｂを用いたトランスファーモールドにより、封止樹脂を形成する。本工程の樹脂封止は、金属基板１６の裏面が下金型２２Ｂの表面に当接している状態で行われる。従って、回路基板１１の下方に於いては、周辺部に対応する領域Ａ１のみに封止樹脂が充填される。この領域Ａ１は、幅が２ｍｍ〜３ｍｍ程度であるので、封止樹脂は容易に充填される。従って、部分的に樹脂封止が行われないボイドの発生を抑止することができる。

図４（Ｄ）を参照して、樹脂封止を行う他の方法を説明する。ここでは、回路基板１１の裏面に金属基板１６を設けていない。そして、下金型２２Ｂに設けた凸部２４に回路基板１１の裏面を当接さて、樹脂封止を行っている。凸部２４は、周辺部を除外した領域の回路基板１１の裏面に当接している。従って、回路基板１１の裏面の周辺部は、封止樹脂により被覆される。そして、凸部２４に当接する部分の回路基板１１の裏面は、封止樹脂１４から外部に露出する。

次に、図５を参照して、他の混成集積回路装置の製造方法を説明する。ここでは、回路基板１１の裏面を金属膜２０により保護している。

図５（Ａ）を参照して、先ず、回路基板１１の表面に導電パターン１３を形成する。更に回路基板１１の裏面に金属膜２０を形成する。導電パターン１３および金属膜２０の形成は、回路基板１１の両面に貼着された導電箔をエッチングすることにより行うことができる。導電パターン１３と金属膜２０の厚みが同等の場合（例えば１００μｍ程度）は、エッチングにより両者を同時に形成することができる。導電パターン１３に比べて金属膜２０が厚い場合は、両者を別々にエッチングする。

回路基板１１の裏面に金属膜２０を形成することにより、第２の絶縁層１２Ｂを保護することができる。製造工程の途中段階にて、第２の絶縁層１２Ｂが部分的に損傷してしまうと、その部分の耐圧性が低下してしまい、ショートが発生する恐れがある。本形態では、裏面の第２の絶縁膜１２Ｂを金属膜２０により被覆することで、第２の絶縁層１２Ｂが損傷してしまうのを抑止している。回路基板１１の周辺部は金属膜２０により被覆されていない。しかしながら、金属膜２０により形成される段差により、回路基板１１の周辺部は浮き上がった状態で、製造工程に於いて搬送される。従って、金属膜２０により被覆されていない領域の第２の絶縁膜１２Ｂも、傷の発生が抑止されている。

図５（Ｂ）を参照して、次に、導電パターン１３に回路素子１３を電気的に接続する。この工程の詳細は、図４（Ｂ）の説明と同様である。

図５（Ｃ）を参照して、次に、樹脂封止を行う。ここでは、接着剤１９を介して金属膜２０に金属基板１６を固着している。そして、金属基板１６の下面を下金型２２Ｂに当接させた状態で、樹脂封止を行っている。金属基板１６を固着することにより、回路基板１１の周辺部の下方の領域Ａ１の厚みを０．３ｍｍ程度以上に確保することができる。従って、封止樹脂を領域Ａ１に十分に行き渡らせることができる。

図５（Ｄ）を参照して、ここでは、下金型２２Ｂに設けた凸部２４に、金属膜２０の裏面を当接させている。そして、回路基板１１の裏面の周辺部は、凸部２４に当接されない。この状態で樹脂封止を行うことにより、回路基板１１の裏面の周辺部は封止樹脂１４により被覆される。そして、金属膜２０は、被覆樹脂から外部に露出する。

図６を参照して、他の混成集積回路装置の製造方法を説明する。ここでは、裏面に形成される金属膜２０を、表面の導電パターン１３よりも厚く形成している。

図６（Ａ）を参照して、先ず、表面および裏面に導電箔が貼着された回路基板１１を用意する。回路基板１１の表面には、第１の絶縁層１２Ａを介して第１の導電箔２６Ａが全面的に形成されている。第１の導電箔２６Ａの厚みは、形成予定の導電パターン１３と同様であり、例えば１００μｍ程度である。回路基板１１の裏面には、第２の絶縁層１２Ｂを介して第２の導電箔２０Ｂが全面的に貼着されている。第２の導電箔２０Ｂの厚みは、例えば３００μｍ程度である。

図６（Ｂ）を参照して、次に、第１の導電箔２６Ａをエッチングして導電パターン１３を形成する。具体的には、第１の導電箔２６の表面を選択的にレジスト２７により被覆した後に、エッチングにより導電パターン１３を形成する。この工程では、裏面の第２の導電箔２６Ｂは、全面的にレジスト２７により覆われて、エッチングされない。ここでは、第１の導電箔２６Ａと第２の導電箔２６Ｂの厚みが異なるので、個別にエッチングを行う。両者のエッチングを同時に行うと、薄い第１の導電箔２６Ａが過度にエッチングされてしまう問題が発生する。

図６（Ｃ）を参照して、次に、回路基板１１の裏面に形成された第２の導電箔２６Ｂをエッチングして、金属膜２０を形成する。ここでは、回路基板１１の周辺部に位置する第２の導電箔が除去される。そして、回路基板１１の終端部から距離Ｌ１（２ｍｍ〜３ｍｍ程度）で離間された金属膜２０が形成される。前の工程にて形成された導電パターン１３は、全面がレジスト２７で覆われた状態で、本工程のエッチングは行われる。

上述した工程により導電パターン１３および金属膜２０が形成された後は、図６（Ｄ）に示すように、半導体素子１５Ａおよびチップ素子１５Ｂの固着を行う。更に、図６（Ｅ）に示すように、金属膜２０の裏面を下金型２２Ｂに当接させた状態で、樹脂封止を行う。これらの工程の詳細は、上述したものと同様である。

上記のモールド工程を経た混成集積回路装置１０は、炉を用いて加熱するアフターキュアの工程により、封止樹脂が硬化される。そして、例えば図１に示すような混成集積回路装置が完成する。また、本形態では、封止樹脂１４が裏面も含めて基板を被覆していることから、封止樹脂１４の硬化収縮による回路基板１１の反りが抑止されている。

次に図７および図８を参照して、図３（Ｃ）に示した混成集積回路装置の製造方法を説明する。

図７（Ａ）を参照して、先ず、回路基板１１の表面および裏面に導電箔２６および金属基板１６を貼着する。ここでは、導電箔２６は、第１の絶縁層１２Ａを介して回路基板１１の表面に貼着されている。金属基板１６は、第２の絶縁層１２Ｂを介して回路基板１１の裏面に貼着されている。一例として、導電箔２６の厚みは７０μｍ程度であり、回路基板１１の厚みは１．５ｍｍ程度であり、金属基板２９の厚みは０．５ｍｍ程度である。また、第１の絶縁層１２Ａおよび第２の絶縁層１２Ｂの厚みは、５０μｍから６０μｍ程度である。

回路基板１１の大きさは、例えば数十個程度のユニット３２をマトリックス状に配置できるような大きさと成っている。ここで、ユニットとは、１つの混成集積回路装置を構成する部位を指す。

回路基板１１および金属基板１６としては、アルミニウム、銅、鉄等を採用することができる。ここでは一実施例として、表面および裏面がアルマイト処理されたアルミニウム基板が、回路基板１１および金属基板１６として採用されている。

回路基板１１の表面および裏面は、酸化膜２８により被覆されている。この酸化膜２８は、ＡＬ_２Ｏ_３を含むアルマイト膜であり、厚みは１μｍから５μｍ程度である。このように酸化膜２９を薄く形成することで、酸化膜による熱抵抗を小さくすることができる。

金属基板１６の表面および裏面は、厚さが１０μｍ程度の酸化膜２９により被覆されている。酸化膜２９の厚みを比較的厚くすることにより、後のエッチングの工程にて、金属基板１６の裏面をエッチャントから保護することができる。更には、回路基板１１を搬送する工程にて、金属基板１６の裏面が損傷することを抑止することができる。

図７（Ｂ）を参照して、次に、各ユニットの境界に対応する箇所に分離溝３０を形成する。ここでは、カットソーを用いたダイシングにより、金属基板１６およびその裏面に形成された酸化膜２９が研削されて除去されている。ここで、分離溝３０の深さは金属基板１６の厚みよりも浅く形成される。ここでは、０．５ｍｍ程度の厚みを有する金属基板１６に、深さが０．４ｍｍ程度の分離溝３０が形成されている。従って、分離溝３０が設けられた領域では、厚みが０．１ｍｍ程度の金属基板１６が残存している。

上記のように、金属基板１６の厚み部分を残存させて分離溝３０を形成することにより、金属基板の上面に位置する第２の絶縁層１２Ｂが損傷することを防止することができる。具体的には、分離溝３０はカットソーを用いたダイシングにより形成されるので、金属基板１６の厚み方向に多少の誤差を伴って分離溝３０は形成される。従って、金属基板１６の厚みと同程度の深さの分離溝３０を形成した場合、第２の絶縁膜１２Ｂがカットソーにより損傷する恐れがある。第２の絶縁膜１２Ｂが損傷すると、回路基板１１の裏面の耐圧性が劣化してしまう。そこで本形態では、金属基板１６が分断されない程度に分離溝３０の深さを浅く設定することで、第２の絶縁膜１２Ｂをカットソーから保護している。

分離溝３０の幅Ｌ２は、図１（Ｂ）等で示した距離Ｌ１の２倍程度以上に設定され、具体的には、４ｍｍから６ｍｍ程度以上である。このことにより、各ユニット３２に於いて、回路基板１１と金属基板１６との絶縁を確保することができる。

図７（Ｃ）を参照して、次に、エッチングを行うことにより導電箔２６をパターニングして導電パターン１３を形成する。更に、分離溝３０が形成された領域の金属基板１６の残りの厚み部分を除去する。

導電パターン１３は、導電箔２６の上部に形成されたレジストを介してエッチングを行うことにより形成される。また、本工程のエッチングは、回路基板１１全体をエッチャントに浸漬して行われる。

本工程では、導電箔２６と金属基板１６のエッチングは別々に行う。その理由は、銅から成る導電箔２６のエッチングに用いる酸性のエッチャントが、金属基板１６の材料であるアルミニウムに接触すると、水素ガスが発生して危険であるからである。具体的には、導電箔２６をエッチングして導電パターン１３を形成する際は、アルミニウムが露出する分離溝３０は、レジストにより被覆される。また、分離溝３０が形成された領域の金属基板１６の残りの厚み部分が除去される際には、導電パターン１３はレジストにより保護される。ここで、両者のエッチングを同時に行っても良く、この場合は工数を低減させることができる。

図７（Ｄ）を参照して、次に、各ユニット３２の回路基板１１を分離する。回路基板の分離は、プレスカット、ダイシング、折り曲げ等により行われる。ここで、ダイシングまたは折り曲げにより回路基板１１を分離する場合は、各ユニット３２の境界の回路基板１１に、表面および裏面から分離溝を形成しても良い。このことにより、各々の回路基板を容易に分離できる。

図８（Ａ）を参照して、次に、導電パターン１３に回路素子を電気的に接続する。ここでは、半導体素子１５Ａおよびチップ素子１５Ｂが導電パターンに固着される。また、半導体素子１５Ａは、金属細線１７を介して導電パターン１３と電気的に接続される。また、この工程は、各ユニット３２を分離する前に行っても良い。

図８（Ｂ）を参照して、次に、回路基板１１が被覆されるように封止樹脂を形成する。先ず、回路基板１１の下面に位置する金属基板１６の裏面を、下金型２２Ｂに当接させる。そして、上金型２２Ａと下金型２２Ｂとを当接させることにより、キャビティ２３の内部に回路基板１１を収納させる。金属基板１６は、周辺部を除外した領域の回路基板１１の裏面に貼着されている。従って、回路基板１１の周辺部は、金属基板１６の厚みに応じて下金型２２Ｂから離間されている。このことから、キャビティ２３に注入された封止樹脂は、回路基板の下方の領域Ａ１に行き渡る。

上述した工程により、図３（Ａ）に示すような混成集積回路装置が製造される。

本発明の混成集積回路装置を示す斜視図（Ａ）、断面図（Ｂ）、断面図（Ｃ）である。 本発明の混成集積回路装置を示す断面図である。 本発明の混成集積回路装置を示す断面図（Ａ）−（Ｃ）である。 本発明の混成集積回路装置の製造方法を示す断面図（Ａ）−（Ｄ）である。 本発明の混成集積回路装置の製造方法を示す断面図（Ａ）−（Ｄ）である。 本発明の混成集積回路装置の製造方法を示す断面図（Ａ）−（Ｅ）である。 本発明の混成集積回路装置の製造方法を示す断面図（Ａ）−（Ｄ）である。 本発明の混成集積回路装置の製造方法を示す断面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。 従来の混成集積回路装置を示す断面図である。

符号の説明

１０ 混成集積回路装置
１１ 回路基板
１２ 絶縁層
１２Ａ 第１の絶縁層
１２Ｂ 第２の絶縁層
１３ 導電パターン
１４ 封止樹脂
１５ 回路素子
１５Ａ 半導体素子
１５Ｂ チップ素子
１６ 金属基板
１７ 金属細線
１８ 接続部
１９ 接着剤
２１ 放熱フィン
２２ 金型
２２Ａ 上金型
２２Ｂ 下金型
２３ キャビティ
２４ 凸部
２５ リード
２６Ａ 第1の導電箔
２６Ｂ 第２の導電箔
２７ レジスト

Claims (15)

1. 回路基板と、前記回路基板の表面に形成された導電パターンおよび回路素子から成る電気回路と、前記電気回路を封止する封止樹脂とを具備し、
   前記封止樹脂は、前記回路基板の裏面を部分的に露出させた状態で、前記回路基板の表面、側面および裏面の周辺部を被覆することを特徴とする回路装置。
2. 表面に第１の絶縁層が設けられ、裏面に第２の絶縁層が設けられた回路基板と、
   前記第１の絶縁層の表面に形成された導電パターンおよび回路素子から成る電気回路と、
   前記電気回路を封止する封止樹脂とを具備し、
   前記封止樹脂は、前記第２の絶縁層を部分的に露出させた状態で、前記回路基板の表面、側面および裏面の周辺部を被覆することを特徴とする回路装置。
3. 前記回路基板と前記電気回路とは、電気的に接続されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の回路装置。
4. 前記回路基板は、前記導電パターンを介して接地電位と接続されることを特徴とする請求項２記載の回路装置。
5. 前記封止樹脂から露出する前記回路基板の裏面には、金属基板が固着されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の回路装置。
6. 前記金属基板の裏面に、酸化膜を形成することを特徴とする請求項５記載の回路装置。
7. 前記金属基板の露出面および前記封止樹脂から成る平坦面が形成されることを特徴とする請求項５記載の回路装置。
8. 前記回路基板の裏面は、少なくとも外周端部から２ｍｍ以内の周辺部が、前記封止樹脂により被覆されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の回路装置。
9. 前記回路基板の裏面には、放熱手段が固着されることを特徴とする請求項１記載の回路装置。
10. 回路基板の表面に導電パターンおよび回路素子から成る電気回路を構成する工程と、
    少なくとも前記回路基板の表面が被覆されるようにモールド金型を用いて封止樹脂を形成する工程とを具備し、
    前記封止樹脂を形成する工程では、前記モールド金型の下面から離間させた前記回路基板の周辺部を、前記封止樹脂により被覆することを特徴とする回路装置の製造方法。
11. 前記回路基板の裏面の周辺部を除外した領域には金属基板が貼着され、
    前記金属基板の裏面を前記モールド金型の下面に当接させることにより、前記回路基板の周辺部を前記モールド金型から離間させることを特徴とする請求項１０記載の回路装置の製造方法。
12. 前記モールド金型に設けた凸部に前記回路基板を載置することにより、前記回路基板の周辺部を前記モールド金型から離間させることを特徴とする請求項１０記載の回路装置の製造方法。
13. 回路基板の表面に絶縁層を介して導電箔を貼着し、前記回路基板の裏面に絶縁層を介して金属基板を貼着する工程と、
    形成予定のユニットの境界に対応する領域の前記金属基板に分離溝を設ける工程と、
    エッチングにより前記導電箔をパターニングして導電パターンを形成し、前記分離溝の残りの厚み部分を除去して、前記ユニットの周辺部に位置する前記回路基板の裏面を前記金属基板から露出させる工程と、
    前記ユニットの境界で前記回路基板を分割することにより、各々の前記ユニットを構成する回路基板を分離する工程と、
    前記導電パターンに回路素子を電気的に接続する工程と、
    前記金属基板の裏面をモールド金型の下面に当接させて樹脂封止を行うことにより、前記回路基板の裏面の周辺部が被覆されるように封止樹脂を形成する工程とを具備することを特徴とする回路装置の製造方法。
14. 前記金属基板は、表面および裏面がアルマイト処理されたアルミニウムから成る基板であることを特徴とする請求項１３記載の回路装置の製造方法。
15. 前記分離溝は、ダイシングにより形成されることを特徴とする請求項１３記載の回路装置の製造方法。
    
    
    

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