JP2007036013A - Circuit device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は回路装置およびその製造方法に関し、特に、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が形成された回路装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a circuit device and a method for manufacturing the circuit device, and more particularly to a circuit device in which an electric circuit including a conductive pattern and a circuit element is formed on the surface of a circuit board, and a method for manufacturing the circuit device.
図７（Ａ）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。導電パターン１０３の所望の箇所に回路素子１０５が固着されて、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から成るパッド１０９に接続され、外部端子として機能している。封止樹脂１０８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。 With reference to FIG. 7A, a configuration of a conventional hybrid integrated circuit device 100 will be described (see Patent Document 1 below). A conductive pattern 103 is formed on the surface of the rectangular substrate 101 through an insulating layer 102. The circuit element 105 is fixed to a desired portion of the conductive pattern 103 to form a predetermined electric circuit. Here, a semiconductor element and a chip element are connected to the conductive pattern 103 as circuit elements. The lead 104 is connected to a pad 109 made of a conductive pattern 103 formed in the peripheral portion of the substrate 101 and functions as an external terminal. The sealing resin 108 has a function of sealing an electric circuit formed on the surface of the substrate 101.
基板１０１の裏面は、装置全体の放熱性を向上させるために、封止樹脂１０８から外部に露出させても良い。更には、全体の耐湿性を向上させるために、基板１０１の裏面も含めた全体を封止樹脂１０８により被覆しても良い。
図７（Ｂ）を参照して、基板１０１は打ち抜き加工が施されるので、基板１０１の周辺部に位置する絶縁層１０２にはクラックが発生する。クラックが発生した領域の絶縁層１０２は耐圧性が低下するので、この領域の絶縁層１０２の上面には導電パターン１０３は形成できない。このことから、導電パターン１０３と基板１０１との耐圧を確保するために、導電パターン１０３は、基板１０１の周縁部から離間した内部に形成されていた。具体的には、基板１０１の周縁部と導電パターン１０３との距離（Ｌ１０）は、１．５ｍｍ以上離間されていた。従って、基板１０１の周辺部は、導電パターン１０３が形成されないデッドスペースとなり、配線密度が低下してしまう問題があった。 Referring to FIG. 7B, since the substrate 101 is punched, a crack is generated in the insulating layer 102 located in the peripheral portion of the substrate 101. Since the pressure resistance of the insulating layer 102 in the region where the crack occurs is reduced, the conductive pattern 103 cannot be formed on the upper surface of the insulating layer 102 in this region. For this reason, the conductive pattern 103 is formed in the interior separated from the peripheral edge of the substrate 101 in order to ensure the withstand voltage between the conductive pattern 103 and the substrate 101. Specifically, the distance (L10) between the peripheral portion of the substrate 101 and the conductive pattern 103 is 1.5 mm or more. Therefore, there is a problem that the peripheral portion of the substrate 101 becomes a dead space where the conductive pattern 103 is not formed, and the wiring density is lowered.
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、回路基板の上面に形成される導電パターンの配線密度を向上させた回路装置およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and a main object of the present invention is to provide a circuit device in which the wiring density of a conductive pattern formed on the upper surface of a circuit board is improved, and a method for manufacturing the circuit device.
本発明の回路装置は、金属から成る回路基板と、前記回路基板の表面を被覆する絶縁層と、前記絶縁層の表面に形成された導電パターンと、前記導電パターンに電気的に接続された回路素子とを具備し、前記回路基板の周辺部に、前記回路基板の表面を窪ませた溝部を設けることを特徴とする。 The circuit device of the present invention includes a circuit board made of metal, an insulating layer covering the surface of the circuit board, a conductive pattern formed on the surface of the insulating layer, and a circuit electrically connected to the conductive pattern. And a groove portion in which the surface of the circuit board is recessed is provided in a peripheral portion of the circuit board.
本発明の回路装置の製造方法は、金属基板の主面を部分的に窪ませて溝部を形成する工程と、前記溝部も含めた前記金属基板の主面を絶縁層により被覆する工程と、前記溝部が設けられた箇所で前記金属基板を個別の回路基板に分割する工程と、前記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形成する工程とを具備することを特徴とする。 The method of manufacturing a circuit device according to the present invention includes a step of partially recessing a main surface of a metal substrate to form a groove, a step of covering the main surface of the metal substrate including the groove with an insulating layer, The method includes a step of dividing the metal substrate into individual circuit boards at locations where grooves are provided, and a step of forming an electric circuit including a conductive pattern and circuit elements on the surface of the circuit board.
本発明によれば、回路基板の周縁部を部分的に窪ませて溝部を形成しているので、回路基板を分離する打ち抜きの工程等にて絶縁層に発生するクラックを、溝部の領域でストップさせることが出来る。このことにより、クラックが発生することにより耐圧が低下する絶縁層の領域を狭くすることが出来るので、回路基板の周縁部付近まで導電パターンを形成することが可能となり、配線密度を向上させることが出来る。 According to the present invention, since the groove portion is formed by partially recessing the peripheral portion of the circuit board, the crack generated in the insulating layer in the punching process for separating the circuit board is stopped in the region of the groove portion. It can be made. As a result, the region of the insulating layer where the withstand voltage decreases due to the occurrence of cracks can be narrowed, so that it is possible to form a conductive pattern up to the vicinity of the peripheral portion of the circuit board and improve the wiring density. I can do it.
＜第１の実施の形態＞
本形態では、回路装置の一例として混成集積回路装置１０の構造を説明する。
<First Embodiment>
In this embodiment, the structure of the hybrid integrated circuit device 10 will be described as an example of a circuit device.
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。図１（Ａ）は混成集積回路装置１０を斜め上方から見た斜視図である。図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図である。図１（Ｃ）は回路基板１１を部分的に拡大した断面図である。 The configuration of the hybrid integrated circuit device 10 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a perspective view of the hybrid integrated circuit device 10 as viewed obliquely from above. FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of FIG. FIG. 1C is a cross-sectional view in which the circuit board 11 is partially enlarged.
図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、矩形の回路基板１１の上面は、絶縁層１２により全面的に被覆されている。そして、絶縁層１２の表面に形成された導電パターン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から成る回路素子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。 Referring to FIGS. 1A and 1B, the upper surface of rectangular circuit board 11 is entirely covered with insulating layer 12. And the circuit element which consists of the semiconductor element 15A and the chip element 15B is electrically connected to the predetermined location of the conductive pattern 13 formed in the surface of the insulating layer 12 via solder or a conductive paste. The conductive pattern 13, the semiconductor element 15 </ b> A, and the chip element 15 </ b> B formed on the surface of the circuit board 11 are covered with a sealing resin 14.
回路基板１１は、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等の金属を主材料とする金属基板である。回路基板１１の具体的な大きさは、例えば、縦×横×厚さ＝３０ｍｍ×１５ｍｍ×０．５ｍｍ程度である。本形態では、回路基板１１の上面周縁部を部分的に窪ませて、溝部１８が形成されている。 The circuit board 11 is a metal board whose main material is a metal such as aluminum (Al) or copper (Cu). The specific size of the circuit board 11 is, for example, about vertical × horizontal × thickness = 30 mm × 15 mm × 0.5 mm. In this embodiment, the groove 18 is formed by partially denting the peripheral edge of the upper surface of the circuit board 11.
回路基板１１の材料としては銅が好適である。銅を主材料とする回路基板１１は、厚みが０．５ｍｍ程度に薄くても温度変化等による反りが小さく、且つ機械的強度も十分である。更に、回路基板１１の材料として銅を採用することにより、回路基板１１上に形成された導電パターン１３の表面に、金メッキ膜や銀メッキ膜を容易に形成することができる。また、回路基板１１としてアルミニウムより成る基板を採用した場合は、回路基板１１の両主面はアルマイト処理される。 The material for the circuit board 11 is preferably copper. The circuit board 11 made mainly of copper is small in warpage due to temperature change or the like and has sufficient mechanical strength even if the thickness is as thin as about 0.5 mm. Further, by adopting copper as the material of the circuit board 11, a gold plating film or a silver plating film can be easily formed on the surface of the conductive pattern 13 formed on the circuit board 11. Further, when a substrate made of aluminum is adopted as the circuit substrate 11, both main surfaces of the circuit substrate 11 are anodized.
絶縁層１２は、回路基板１１の上面全域を覆うように形成されている。本形態では、回路基板１１の周辺部に設けた溝部１８の上面も、絶縁層１２により被覆されている。絶縁層１２は、ＡＬ２Ｏ３等のフィラーが高充填されたエポキシ樹脂等から成る。フィラーが含有された絶縁層１２の熱抵抗は低減されるので、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。絶縁層１２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。 The insulating layer 12 is formed so as to cover the entire upper surface of the circuit board 11. In this embodiment, the upper surface of the groove 18 provided in the peripheral portion of the circuit board 11 is also covered with the insulating layer 12. The insulating layer 12 is made of an epoxy resin or the like that is highly filled with a filler such as AL 2 O 3 . Since the thermal resistance of the insulating layer 12 containing the filler is reduced, the heat generated from the built-in circuit element can be positively released to the outside through the circuit board 11. The specific thickness of the insulating layer 12 is, for example, about 50 μm. With this thickness of the insulating layer 12, it is possible to ensure a breakdown voltage (dielectric breakdown voltage) of 4 KV.
また、回路基板１１裏面の耐圧性を向上させる為に、回路基板１１の裏面も絶縁層により被覆しても良い。 Further, in order to improve the pressure resistance of the back surface of the circuit board 11, the back surface of the circuit board 11 may be covered with an insulating layer.
導電パターン１３は銅等の金属から成り、所定の電気回路が形成されるように絶縁層１２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１３Ａが形成される。ここでは単層の導電パターン１３が図示されているが、絶縁層を介して積層された多層の導電パターン１３が回路基板１１の上面に形成されても良い。
The conductive pattern 13 is made of a metal such as copper, and is formed on the surface of the insulating layer 12 so that a predetermined electric circuit is formed. A
半導体素子１５Ａおよびチップ素子１５Ｂから成る回路素子は、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、チップコンデンサ、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。 A circuit element including the semiconductor element 15A and the chip element 15B is fixed to a predetermined portion of the conductive pattern 13. As the semiconductor element 15A, a transistor, an LSI chip, a diode, or the like is employed. Here, the semiconductor element 15 </ b> A and the conductive pattern 13 are connected via a thin metal wire 17. As the chip element 15B, an element having electrode portions at both ends, such as a chip resistor, a chip capacitor, an inductance, a thermistor, an antenna, and an oscillator, is employed. Furthermore, a resin-sealed package or the like can be fixed to the conductive pattern 13 as a circuit element.
リード２５は、一端が回路基板１１上のパッド１３Ａと電気的に接続され、他端が封止樹脂１４から外部に導出している。リード２５は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）またはＦｅ−Ｎｉの合金等などを主成分とした金属から成る。 One end of the lead 25 is electrically connected to the pad 13 </ b> A on the circuit board 11, and the other end is led out from the sealing resin 14. The lead 25 is made of a metal whose main component is copper (Cu), aluminum (Al), an Fe—Ni alloy, or the like.
ここでは、回路基板１１の対向する２つの側辺に沿って設けたパッド１３Ａにリード２５を接続している。しかしながら、回路基板１１の１つの側辺または４つの側辺に沿ってパッド１３Ａを設けて、このパッド１３Ａにリード２５を接続しても良い。
Here, the lead 25 is connected to the
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または熱可塑性樹脂を用いるインジェクション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。図では、放熱性を向上させるために回路基板１１の裏面が封止樹脂１４から露出しているが、耐圧性を向上させるために回路基板１１の裏面も封止樹脂１４により被覆しても良い。 The sealing resin 14 is formed by a transfer mold using a thermosetting resin or an injection mold using a thermoplastic resin. In FIG. 1B, the conductive pattern 13, the semiconductor element 15 </ b> A, the chip element 15 </ b> B, and the thin metal wire 17 are sealed with the sealing resin 14. In the figure, the back surface of the circuit board 11 is exposed from the sealing resin 14 in order to improve heat dissipation, but the back surface of the circuit board 11 may be covered with the sealing resin 14 in order to improve pressure resistance. .
図１（Ｃ）を参照して、回路基板１１に形成される溝部１８を説明する。溝部１８は、回路基板１１の上面周辺部を窪ませた部位である。更に、溝部１８は回路基板１１の外周部全域に渡って形成されている。溝部１８の具体的な形状は曲面と成っており、その幅（Ｌ２）は例えば０．５ｍｍ程度であり、深さ（Ｌ３）は例えば０．５ｍｍ程度である。 With reference to FIG. 1C, the groove 18 formed in the circuit board 11 will be described. The groove portion 18 is a portion where the peripheral portion of the upper surface of the circuit board 11 is recessed. Further, the groove 18 is formed over the entire outer periphery of the circuit board 11. The specific shape of the groove 18 is a curved surface, and the width (L2) is, for example, about 0.5 mm, and the depth (L3) is, for example, about 0.5 mm.
溝部１８を回路基板１１に形成することにより、絶縁層１２にクラックが発生する領域を狭くして、導電パターン１３を回路基板１１の周辺部付近まで形成することが可能となる。 By forming the groove 18 in the circuit board 11, it is possible to narrow a region where a crack occurs in the insulating layer 12 and to form the conductive pattern 13 up to the vicinity of the periphery of the circuit board 11.
具体的には、溝部１８が形成された領域を含む回路基板１１の上面は、フィラーが高充填された絶縁層１２により被覆されている。フィラーが高充填された絶縁層１２は脆く、クラックが発生しやすい状態となっている。従って、回路基板１１に対して打ち抜き加工を行うと、打ち抜き加工による衝撃により、回路基板１１の周辺部に位置する絶縁層１２にはクラックが発生する。クラックが発生して耐圧が劣化した領域の絶縁層１２上面には、導電パターン１３は形成できない。上述した背景技術では、回路基板１１の上面全体が平坦であったので、絶縁層１２にクラックが発生する面積が大きくなり、導電パターン１３が形成可能な領域が小さくなってしまう問題があった。 Specifically, the upper surface of the circuit board 11 including the region where the groove 18 is formed is covered with the insulating layer 12 highly filled with filler. The insulating layer 12 highly filled with the filler is brittle and is in a state where cracks are likely to occur. Therefore, when the punching process is performed on the circuit board 11, a crack is generated in the insulating layer 12 located in the peripheral portion of the circuit board 11 due to the impact of the punching process. The conductive pattern 13 cannot be formed on the upper surface of the insulating layer 12 in the region where the breakdown voltage has deteriorated due to the occurrence of cracks. In the background art described above, since the entire upper surface of the circuit board 11 is flat, there is a problem that an area where a crack is generated in the insulating layer 12 is increased and a region where the conductive pattern 13 can be formed is reduced.
そこで本形態では、溝部１８を設けることにより、溝部１８の上面を被覆する絶縁層１２のみにクラックを発生させ、クラックが回路基板１１の内部の領域に発生することを防止している。このことにより、溝部１８が形成された領域のみがデッドスペースとなり、他の領域の回路基板１１上面には、導電パターン１３を形成することが可能となる。具体的には、回路基板１１の終端部と導電パターン１３とが離間する距離（Ｌ１）を、溝部１８の幅と同じ０．５ｍｍ程度にすることも可能である。更には、耐圧性をより確実に確保するために、上記した距離（Ｌ１）を１ｍｍ程度に確保しても良い。 Therefore, in the present embodiment, by providing the groove portion 18, a crack is generated only in the insulating layer 12 covering the upper surface of the groove portion 18, and the crack is prevented from occurring in the region inside the circuit board 11. As a result, only the region where the groove 18 is formed becomes a dead space, and the conductive pattern 13 can be formed on the upper surface of the circuit board 11 in another region. Specifically, the distance (L1) at which the terminal portion of the circuit board 11 and the conductive pattern 13 are separated can be set to about 0.5 mm, which is the same as the width of the groove 18. Furthermore, the above-mentioned distance (L1) may be secured to about 1 mm in order to ensure the pressure resistance more reliably.
図２の断面図を参照して、ここでは、半田等の接合材２０を介してパッド１３Ａの上面にリード２５が固着されている。このように、回路基板１１上のパッド１３Ａにリード２５を固着する場合、回路基板１１の上面端部とリード２５とがショートしないように離間させる必要がある。
Referring to the cross-sectional view of FIG. 2, here, a lead 25 is fixed to the upper surface of the
本形態では、回路基板１１の上面周辺部に溝部１８を設けることにより、回路基板１１の上面端部を下方に位置させている。従って、回路基板１１の上面端部とリード２５との距離（Ｌ４）を一定以上に確保して、両者のショートを防止することが出来る。通常、上記したショートを防止するためにリード２５に折り曲げ加工を施すが、本形態では直線形状のリード２５が採用可能であり、コストを低減することが出来る。 In this embodiment, the groove 18 is provided around the upper surface of the circuit board 11 so that the upper surface edge of the circuit board 11 is positioned downward. Therefore, the distance (L4) between the upper end portion of the circuit board 11 and the lead 25 can be secured to a certain level or more, and a short circuit between them can be prevented. Usually, the lead 25 is bent in order to prevent the above-described short circuit. However, in this embodiment, the linear lead 25 can be adopted, and the cost can be reduced.
＜第２の実施の形態＞
本形態では、図３から図６を参照して、混成集積回路装置１０の製造方法を説明する。本形態の製造方法では、溝部１８を設けた金属基板２１を打ち抜き加工により分割して、個別の回路基板１１を形成している。更に本形態では、多数個のリード２５が設けられたリードフレーム４０を用いて、混成集積回路装置１０を製造する。
<Second Embodiment>
In the present embodiment, a method for manufacturing the hybrid integrated circuit device 10 will be described with reference to FIGS. In the manufacturing method of the present embodiment, the individual circuit board 11 is formed by dividing the metal substrate 21 provided with the groove 18 by punching. Further, in this embodiment, the hybrid integrated circuit device 10 is manufactured using the lead frame 40 provided with a large number of leads 25.
図３を参照して、先ず、多数個の回路基板１１が形成可能な大型の金属基板２１の表面に溝部１８および導電パターン１３を形成する。図３の各図は、本工程を示す断面図である。 Referring to FIG. 3, first, grooves 18 and conductive patterns 13 are formed on the surface of a large metal substrate 21 on which a large number of circuit boards 11 can be formed. Each drawing in FIG. 3 is a cross-sectional view showing this step.
図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照して、先ず、金属基板２１の上面を、エッチングマスク２６により選択的に被覆する。金属基板２１は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）またはＦｅ−Ｎｉの合金等などを主成分とした金属から成る。これらの材料の中でも、銅はエッチング加工が容易な材料であり、金属基板２１の材料として好適である。 With reference to FIGS. 3A and 3B, first, the upper surface of the metal substrate 21 is selectively covered with an etching mask 26. The metal substrate 21 is made of a metal mainly composed of copper (Cu), aluminum (Al), Fe—Ni alloy, or the like. Among these materials, copper is a material that can be easily etched, and is suitable as a material for the metal substrate 21.
エッチングマスク２６からは、溝部１８が形成予定の金属基板２１の上面が露出している。エッチングマスク２６を介してウェットエッチングを行うことにより、溝部１８が形成される。溝部１８の幅は例えば１ｍｍ程度であり、その深さは０．５ｍｍ程度である。 From the etching mask 26, the upper surface of the metal substrate 21 where the groove 18 is to be formed is exposed. By performing wet etching through the etching mask 26, the groove portion 18 is formed. The width of the groove 18 is, for example, about 1 mm and the depth is about 0.5 mm.
溝部１８は、エッチング以外の方法でも形成可能である。例えば、プレス加工やダイシングによっても溝部１８を形成できる。 The groove 18 can be formed by a method other than etching. For example, the groove 18 can be formed by pressing or dicing.
図３（Ｃ）を参照して、次に、金属基板２１の上面を絶縁層１２により被覆する。ここでは、溝部１８を含めた金属基板２１の上面が被覆されるように、絶縁層１２を形成する。絶縁層１２は、ＡＬ２Ｏ３等のフィラーが高充填されたエポキシ樹脂等から成り、その厚みは、例えば５０μｍ程度である。ここで、金属基板２１の裏面の耐圧性が要求される場合は、金属基板２１の裏面も絶縁層１２により被覆されても良い。 Next, referring to FIG. 3C, the upper surface of the metal substrate 21 is covered with the insulating layer 12. Here, the insulating layer 12 is formed so that the upper surface of the metal substrate 21 including the groove 18 is covered. The insulating layer 12 is made of an epoxy resin or the like highly filled with a filler such as AL 2 O 3 and has a thickness of, for example, about 50 μm. Here, when the pressure resistance of the back surface of the metal substrate 21 is required, the back surface of the metal substrate 21 may also be covered with the insulating layer 12.
図３（Ｄ）を参照して、次に、絶縁層１２の表面に金属箔（不図示）を貼着した後にパターニングを行い、導電パターン１３を形成する。 Referring to FIG. 3D, next, a metal foil (not shown) is attached to the surface of the insulating layer 12 and then patterned to form a conductive pattern 13.
図４を参照して、次に、打ち抜き加工を行うことにより、金属基板２１から回路基板１１を分離する。図４（Ａ）は本工程を示す断面図であり、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）は分離された回路基板１１の断面図である。 Next, referring to FIG. 4, the circuit board 11 is separated from the metal substrate 21 by performing a punching process. FIG. 4A is a cross-sectional view showing this step, and FIGS. 4B and 4C are cross-sectional views of the circuit board 11 separated.
図４（Ａ）を参照して、本工程の打ち抜き加工は、上金型２７および下金型２８を用いて行われる。具体的には、先ず、下金型２８の上面に金属基板２１を載置し、上金型２７を上方から下方へ移動させて金属基板２１を部分的に打ち抜く。本形態では、溝部１８が設けられた領域にて金属基板２１が分離されるように、打ち抜き加工が行われる。 Referring to FIG. 4A, the punching process in this step is performed using an upper mold 27 and a lower mold 28. Specifically, first, the metal substrate 21 is placed on the upper surface of the lower mold 28, and the upper mold 27 is moved downward from above to partially punch the metal substrate 21. In this embodiment, punching is performed so that the metal substrate 21 is separated in the region where the groove 18 is provided.
図４（Ｂ）を参照して、この打ち抜き加工により、溝部１８を周辺部に有する回路基板１１が分離される。溝部１８は、回路基板１１上面に於いて、周辺部全域に渡り形成される。 With reference to FIG. 4 (B), the circuit board 11 which has the groove part 18 in the peripheral part is isolate | separated by this punching process. The groove portion 18 is formed over the entire peripheral portion on the upper surface of the circuit board 11.
また、分離された回路基板１１の表面には、半導体素子１５Ａおよびチップ素子１５Ｂ等が導電パターン１３に電気的に接続される。ここでは、半導体素子１５Ａは、金属細線１７を介して導電パターン１３と接続される。 Further, the semiconductor element 15 </ b> A, the chip element 15 </ b> B, and the like are electrically connected to the conductive pattern 13 on the surface of the separated circuit board 11. Here, the semiconductor element 15 </ b> A is connected to the conductive pattern 13 through the thin metal wire 17.
図４（Ｃ）を参照して、本形態では、溝部１８を設けた箇所で金属基板２１を分離することにより、絶縁層１２に発生するクラックを抑制している。具体的には、打ち抜きを行う際に、上金型２７により与えられる衝撃等により、回路基板１１の周辺部に位置する絶縁層１２には大きな外力が作用する。また、フィラーが高充填された樹脂から成る絶縁層１２はクラックが発生しやすい。従って、金型を用いた打ち抜き加工を行うと、どうしても回路基板１１の周辺部に位置する絶縁層１２にはクラックが発生してしまう。 With reference to FIG.4 (C), in this form, the crack which generate | occur | produces in the insulating layer 12 is suppressed by isolate | separating the metal substrate 21 in the location in which the groove part 18 was provided. Specifically, when punching, a large external force acts on the insulating layer 12 located in the peripheral portion of the circuit board 11 due to an impact applied by the upper mold 27 or the like. In addition, the insulating layer 12 made of a resin highly filled with filler is likely to crack. Therefore, when punching using a mold is performed, cracks are inevitably generated in the insulating layer 12 located in the periphery of the circuit board 11.
本形態では、溝部１８を設けた部分で打ち抜き加工を行い金属基板を分離することにより、溝部１８の内部に位置する絶縁層１２にクラックを発生させ、他の領域の回路基板１１を被覆する絶縁層１２にクラックが発生することを抑止している。従って、幅（Ｌ２）が０．５ｍｍ程度の溝部１８の領域のみがデッドスペースとなり、回路基板１１の大部分に導電パターン１３が形成可能となる。このことにより、回路基板１１の表面に於いて導電パターン１３が形成可能な領域を広くすることが出来る。 In this embodiment, the metal substrate is separated by punching at the portion where the groove portion 18 is provided, thereby generating a crack in the insulating layer 12 positioned inside the groove portion 18 and insulating the circuit substrate 11 in other regions. The generation of cracks in the layer 12 is suppressed. Accordingly, only the region of the groove portion 18 having a width (L2) of about 0.5 mm becomes a dead space, and the conductive pattern 13 can be formed on most of the circuit board 11. As a result, a region where the conductive pattern 13 can be formed on the surface of the circuit board 11 can be widened.
更に、本形態では、回路基板１１の上面周辺部に溝部１８を設けることにより、バリ３２によるショートを防止することが出来る。具体的には、本工程の打ち抜き加工により、回路基板１１の上面外周部には、バリ３２が発生する。このバリ３２が上方に突出すると、後の工程にて回路基板１１に接続されるリード等にバリ３２が接触し、両者がショートしてしまう恐れがある。本形態では、回路基板１１の上面周辺部に溝部１８を設けることで、回路基板１１の上面外周部を低くして、バリ３２の上方への突出量を抑制している。従って、バリ３２によるショートの危険性を低くしている。
Furthermore, in this embodiment, by providing the groove portion 18 in the peripheral portion on the upper surface of the circuit board 11, a short circuit due to the
更に、ダイシング等の他の分離方法によっても、金属基板２１から回路基板１１を分離することが可能である。このような他の分離方法を採用する場合に於いても、溝１８を設けることにより上記した効果を得ることができる。 Furthermore, the circuit board 11 can be separated from the metal substrate 21 by other separation methods such as dicing. Even when such other separation methods are employed, the above-described effects can be obtained by providing the grooves 18.
図５を参照して、次に、回路基板１１をリードフレーム４０に固定する。図５（Ａ）は本工程を示す平面図であり、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は本工程の断面図である。ここで、図５（Ａ）では、回路基板１１の表面に形成される導電パターン等を省略してある。 Next, referring to FIG. 5, the circuit board 11 is fixed to the lead frame 40. FIG. 5A is a plan view showing this step, and FIGS. 5B and 5C are cross-sectional views of this step. Here, in FIG. 5A, a conductive pattern or the like formed on the surface of the circuit board 11 is omitted.
本工程以降では、多数個のリード２５およびランド４５が設けられたリードフレーム４０を用いて、混成集積回路装置を製造する。製造工程の途中段階に於いては、ランド４５に回路基板１１が固着されることで、回路基板１１はリードフレーム４０に保持されている。 After this step, the hybrid integrated circuit device is manufactured using the lead frame 40 provided with a large number of leads 25 and lands 45. In the intermediate stage of the manufacturing process, the circuit board 11 is fixed to the land 45, so that the circuit board 11 is held by the lead frame 40.
図５（Ａ）を参照して、ユニット４６は、回路基板１１が載置される領域に一端が接近した多数個のリード２５と、吊りリード４３を介してリードフレーム４０の外枠４１と連結されたランド４５とから成る。 Referring to FIG. 5A, the unit 46 is connected to the outer frame 41 of the lead frame 40 via a large number of leads 25 whose one ends are close to the area where the circuit board 11 is placed, and the suspension leads 43. The land 45 is made up of.
リード２５は、紙面上では、左右両方向から回路基板１１が載置される領域に向かって延在している。複数個のリード２５は、タイバー４４により互いに連結されることで、変形が防止されている。また、後の工程にて金属細線が接続される部分のリード２５の上面には、メッキ膜が形成されている。 On the paper surface, the lead 25 extends from both the left and right directions toward a region where the circuit board 11 is placed. The plurality of leads 25 are connected to each other by a tie bar 44 to prevent deformation. In addition, a plating film is formed on the upper surface of the lead 25 at a portion to which the fine metal wire is connected in a later process.
ランド４５は、回路基板１１が載置される領域の内部に形成されており、製造工程に於いては、回路基板１１を機械的に支持する役割を有する。ランド４５は、紙面上にて上下方向に延在する吊りリード４３により、リードフレーム４０の外枠４１と連結されている。また、吊りリード４３と外枠４１とが連続する接続部４２は幅が狭く成っている。このことにより、後の工程にて吊りリード４３の外枠４１からの分離が容易になる。ここでは、２つの接続部４２を設けることで、ランド４５および吊りリード４３により、回路基板１１を安定して支持している。更に、ランド４５は回路基板１１の裏面に残存して、装置全体の放熱性を向上させる機能も有する。 The land 45 is formed inside a region where the circuit board 11 is placed, and has a role of mechanically supporting the circuit board 11 in the manufacturing process. The land 45 is connected to the outer frame 41 of the lead frame 40 by a suspension lead 43 extending in the vertical direction on the paper surface. Further, the connecting portion 42 where the suspension lead 43 and the outer frame 41 are continuous has a narrow width. This facilitates separation of the suspension lead 43 from the outer frame 41 in a later process. Here, by providing two connection portions 42, the circuit board 11 is stably supported by the lands 45 and the suspension leads 43. Further, the land 45 remains on the back surface of the circuit board 11 and has a function of improving the heat dissipation of the entire apparatus.
図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して、表面に導電パターン１３および半導体素子１５Ａ等が固着された回路基板１１を、導電性または絶縁性の接着剤を介してランド４５の上面に固着する。ここでは、回路基板１１の対向する２つの側辺に沿って、多数個のパッド１３Ａが形成されている。また、パッド１３Ａの表面は、ボンディング性を向上させるために金メッキや銀メッキにより被覆されている。
Referring to FIGS. 5A and 5B, the circuit board 11 having the conductive pattern 13 and the semiconductor element 15A and the like fixed on the surface is attached to the upper surface of the land 45 through a conductive or insulating adhesive. It sticks to. Here, a large number of pads 13 </ b> A are formed along two opposing sides of the circuit board 11. Further, the surface of the
回路基板１１を載置した後に、回路基板１１上のパッド１３Ａをリード２５とを金属細線１７により接続する。パッド１３Ａの上面およびリード２５の上面は、金等から成るメッキ膜により被覆されているので、金属細線１７として金（Ａｕ）から成る金線を用いることができる。金属細線１７の材料として金を採用することにより、ワイヤボンディングに係る時間を短縮することができるので、生産性を向上させることができる。
After placing the circuit board 11, the pads 13 </ b> A on the circuit board 11 are connected to the leads 25 by the fine metal wires 17. Since the upper surface of the
図５（Ｃ）を参照して、ここでは、金属細線１７によりリード２５と半導体素子１５Ａとが直に接続されている。このように、回路基板１１上の半導体素子１５Ａとリード２５とを直に接続することにより、回路基板１１上の導電パターン１３の構成を簡素化することができる。 Referring to FIG. 5C, here, the lead 25 and the semiconductor element 15A are directly connected by the thin metal wire 17. Thus, the configuration of the conductive pattern 13 on the circuit board 11 can be simplified by directly connecting the semiconductor elements 15A on the circuit board 11 and the leads 25.
図６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。図６（Ａ）は金型を用いて回路基板１１をモールドする工程を示す断面図であり、図６（Ｂ）はモールドを行った後のリードフレーム４０を示す平面図である。 Next, referring to FIG. 6, a sealing resin is formed so as to cover the circuit board 11. FIG. 6A is a cross-sectional view showing a process of molding the circuit board 11 using a mold, and FIG. 6B is a plan view showing the lead frame 40 after the molding.
図６（Ａ）を参照して、先ず、回路基板１１の下方に位置するランド４５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。更に、金型に設けたゲート（不図示）からキャビティ２３に樹脂を注入して、回路基板１１を封止する。本形態では、回路基板１１裏面の中央部の領域はランド４５により被覆されているので、この領域に封止樹脂を行き渡らせる必要がない。従って、回路基板１１周辺部の下方の領域Ａ１のみに封止樹脂を行き渡らせばよいので、封止樹脂が充填されないボイドが発生するのを防止することができる。本工程では、熱硬化性樹脂を用いたトランスファーモールドまたは、熱可塑性樹脂を用いたインジェクションモールドが行われる。また、不図示のゲートは吊りリード４３の近傍に設けられている。 With reference to FIG. 6A, first, the back surface of the land 45 located below the circuit board 11 is brought into contact with the lower mold 22B. Then, the circuit board 11 is accommodated in the cavity 23 by bringing the upper mold 22A and the lower mold 22B into contact with each other. Further, resin is injected into the cavity 23 from a gate (not shown) provided in the mold, and the circuit board 11 is sealed. In this embodiment, since the central area on the back surface of the circuit board 11 is covered with the land 45, it is not necessary to spread sealing resin over this area. Therefore, since it is only necessary to spread the sealing resin only in the region A1 below the periphery of the circuit board 11, it is possible to prevent the generation of voids that are not filled with the sealing resin. In this step, transfer molding using a thermosetting resin or injection molding using a thermoplastic resin is performed. A gate (not shown) is provided in the vicinity of the suspension lead 43.
図６（Ｂ）を参照して、上述したモールド工程が終了した後に、吊りリード４３およびリード２５をリードフレーム４０から分離する。具体的には、接続部４２が設けられた箇所にて、吊りリード４３を外枠４１から分離する。接続部４２は幅が細く形成されているので、封止樹脂１４を押圧することにより、吊りリード４３を容易に外枠４１から分離することができる。更に、タイバー４４が設けられた箇所にてリード２５を分離し、図１に示すような混成集積回路装置１０をリードフレーム４０から分離する。 With reference to FIG. 6B, after the above-described molding process is completed, the suspension lead 43 and the lead 25 are separated from the lead frame 40. Specifically, the suspension lead 43 is separated from the outer frame 41 at a place where the connection portion 42 is provided. Since the connecting portion 42 is formed with a narrow width, the suspension lead 43 can be easily separated from the outer frame 41 by pressing the sealing resin 14. Further, the lead 25 is separated at the place where the tie bar 44 is provided, and the hybrid integrated circuit device 10 as shown in FIG. 1 is separated from the lead frame 40.
１０ 混成集積回路装置
１１ 回路基板
１２ 絶縁層
１３ 導電パターン
１３Ａ パッド
１４ 封止樹脂
１５Ａ 半導体素子
１５Ｂ チップ素子
１７ 金属細線
１８ 溝部
２０ 接合材
２１ 金属基板
２２Ａ 上金型
２２Ｂ 下金型
２３ キャビティ
２５ リード
２６ エッチングマスク
２７ 上金型
２８ 下金型
３２ バリ
４０ リードフレーム
４１ 外枠
４２ 接続部
４３ 吊りリード
４４ タイバー
４５ ランド
４６ ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hybrid integrated circuit device 11 Circuit board 12 Insulating layer 13
Claims (7)
前記回路基板の表面を被覆する絶縁層と、
前記絶縁層の表面に形成された導電パターンと、
前記導電パターンに電気的に接続された回路素子とを具備し、
前記回路基板の周辺部に、前記回路基板の表面を窪ませた溝部を設けることを特徴とする回路装置。 A circuit board made of metal,
An insulating layer covering the surface of the circuit board;
A conductive pattern formed on the surface of the insulating layer;
A circuit element electrically connected to the conductive pattern,
A circuit device, wherein a groove portion in which a surface of the circuit board is recessed is provided in a peripheral portion of the circuit board.
前記溝部も含めた前記金属基板の主面を絶縁層により被覆する工程と、
前記溝部が設けられた箇所で前記金属基板を個別の回路基板に分割する工程と、
前記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。 Forming a groove by partially denting the main surface of the metal substrate;
Covering the main surface of the metal substrate including the groove with an insulating layer;
Dividing the metal substrate into individual circuit boards at the locations where the grooves are provided; and
And a step of forming an electric circuit comprising a conductive pattern and a circuit element on the surface of the circuit board.
6. The method of manufacturing a circuit device according to claim 5, wherein the metal substrate is divided by punching.
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