JP2008187144A - 回路装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板の上面に設けられた混成集積回路を封止する構造が簡略された回路装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】混成集積回路装置１０は、平坦に形成された周縁部１２と厚み方向に窪む凹部３６とを有する回路基板１１と、凹部３６の底部１４に設けられた絶縁層２０と、絶縁層２０の表面に形成された導電パターン２２および回路素子２４から成る混成集積回路と、導電パターン２２から成るパッド２６に接合されて回路基板１１の凹部３６から外部に導出されるリード２８とを概略的に具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は回路装置およびその製造方法に関し、特に、回路基板の上面に構築された電気回路が樹脂封止される回路装置およびその製造方法に関するものである。

図６（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）。先ず、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、この導電パターン１０３の所望の箇所に回路素子が固着されて、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１０５Ａおよびチップ素子１０５Ｂ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。

以上の構成の混成集積回路装置１００の製造方法は、概略的に、回路基板１０１の上面に導電パターン１０３および半導体素子１０５Ａ等の回路素子から成る電気回路を組み込む工程と、回路基板１０１の上面に位置するパッド１０９にリード１０４を固着する工程と、回路基板１０１が被覆されるように封止樹脂１０８を形成する工程とを有する。

図６（Ｂ）を参照して、トランスファーモールドにより回路基板１０１を封止する工程を説明する。先ず、モールド用の金型１２０の内部に、上面に混成集積回路が組み込まれた基板１０１を収納させる。次に、基板１０１が収納された金型のキャビティに熱硬化性樹脂を注入して、基板１０１を樹脂封止する。ここで、液状の熱硬化性樹脂は、金型１２０に設けた不図示のゲートから金型の内部に注入される。樹脂の注入が終了した後は、樹脂を加熱して硬化させる。

しかしながら、上記した混成集積回路装置１００では、回路基板１０１のサイズが大きくなると、封止樹脂１０８を用いた封止構造が適用困難である。具体的には、回路基板１０１の平面的なサイズが、例えば縦×横＝５．０ｃｍ×１０．０ｃｍとなると、回路基板１０１の上面および側面が被覆されるようにトランスファーモールドを行うことができない。このことから、回路基板１０１が部分的に封止樹脂１０８により被覆されない虞がある。

平面的なサイズが大きい回路基板の上面に構成された電気回路を封止する方法として、ケース材を使用した封止方法がある（下記特許文献２）。この方法であれば、モールド金型を使用した樹脂封入を行わないので、回路基板が封止樹脂により封止されない未充填領域の出現が回避できる。

図７を参照して、ケース材１１１が採用された混成集積回路装置１５０の構成を説明する。ここでは、上述した混成集積回路装置１００と同様の部位は同じ符号を付してある。ケース材１１１は、略額縁形状を有して基板１０１の側面に当接している。具体的には、ケース材１１１は、リード１０４が導出される側面を除外した３つの基板１０１の側面に当接している。更に、基板１０１の上面に封止するための空間を確保するために、ケース材１１１の上端部は、基板１０１の上面よりも上方に位置している。また、ケース材１１１の上部の内壁に当接する第２基板１１２が設けられており、基板１０１、ケース材１１１および第２基板１１２により、内部に配置された半導体素子等の回路素子を封止するための空間が形成されている。そして、この空間には、エポキシ樹脂等から成る封止樹脂１０８が充填されている。

上記構成により、基板１０１が比較的大きいものであっても、ケース材１１１等により囲まれる空間に封止樹脂１０８を充填させることで、基板１０１の上面を確実に樹脂封止することができる。
特開平５−１０２６４５号公報 特開平７−７１０６号公報

しかしながら、上記した特許文献２に記載された封止構造では、基板１０１の上面を被覆する封止樹脂１０８に加えて、ケース材１１１や第２基板１１２が必要とされるので、多数の部品が必要とされる分、コストが上昇し、製造工程が複雑化してしまう問題があった。更には、ケース材１１１は射出成形された樹脂から成るので、ケース材１１１によるシールド効果が期待できない問題もあった。

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、回路基板の上面に設けられた混成集積回路を封止する構造が簡略された回路装置およびその製造方法を提供することにある。

本発明の回路装置は、平坦に形成された周縁部と、前記周縁部に囲まれて厚み方向に窪む凹部とを有する回路基板と、前記凹部の底部に設けられた絶縁層と、前記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混成集積回路と、前記導電パターンから成るパッドに接合されて前記回路基板の凹部から外部に導出されるリードと、を具備することを特徴とする。

本発明の回路装置の製造方法は、金属から成る回路基板の一主面に所定形状の導電パターンを形成する第１工程と、前記導電パターンが形成された一主面側から前記回路基板に対してプレス加工を行い、前記導電パターンが形成された領域が底部に位置するように凹部を設ける第２工程と、前記導電パターンに回路素子を電気的に接続して混成集積回路を前記底部に構成する第３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は、金属から成る金属基板の一主面を絶縁層により被覆し、１つの回路装置を構成する所定形状の導電パターンから成るユニットを前記絶縁層の上面に複数個形成する第１工程と、前記金属基板の前記導電パターンが形成されていない領域を被覆する前記絶縁層を除去する第２工程と、前記導電パターンが形成された一主面側から前記金属基板に対してプレス加工を行い、個々の前記ユニットに於いて、前記導電パターンが形成された領域が底部に位置するように凹部を設ける第３工程と、個々の前記ユニットに於いて、前記導電パターンに回路素子を電気的に接続して混成集積回路を構成する第４工程と、前記金属基板を分離して個々の前記ユニットを分離する第５工程と、を具備することを特徴とする。

本発明の回路装置およびその製造方法によれば、回路基板を部分的に窪ませて凹部を設け、この凹部の底部に導電パターンおよび回路素子から成る混成集積回路を構築し、この混成集積回路が封止されるように凹部に封止樹脂を充填している。従って、従来のトランスファーモールドと比較すると、樹脂封止にかかるコストを低減される。更に、従来のケース材を使用した封止構造と比較すると、ケース材等の余計な部品が不要になる。このことから、従来の封止構造よりも低コストに、回路基板の上面に設けられた混成集積回路を封止することができる。

更に、本発明の回路装置によれば、回路基板の底部および側面により混成集積回路が囲い込まれるので、回路基板によるシールド効果を更に向上させることができる。

図１を参照して、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。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）は混成集積回路装置１０の代表的な断面図である。そして、図１（Ｃ）は他の形態の実装基板６８に、混成集積回路装置１０が実装された場合の断面図である。

図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、混成集積回路装置１０は、平坦に形成された周縁部１２と厚み方向に窪む凹部３６とを有する回路基板１１と、凹部３６の底部１４に設けられた絶縁層２０と、絶縁層２０の表面に形成された導電パターン２２および回路素子２４から成る混成集積回路と、導電パターン２２から成るパッド２６に接合されて回路基板１１の凹部３６から外部に導出されるリード２８とを概略的に具備する。

更に、本実施の形態では、回路基板１１の底部１４の下面に、導電パターン２２および回路素子２４から成る所定の機能を有する混成集積回路が構成されている。具体的には、先ず、四角形形状の回路基板１１の凹部３６の下面は絶縁層２０により被覆され、絶縁層２０の下面に形成された導電パターン２２の所定の箇所に、半導体素子やチップ素子等の回路素子２４が電気的に接続されている。更に、凹部３６に封止樹脂３０が充填されることにより、凹部３６の底部１４に設けられた混成集積回路は封止されている。即ち、底部１４の内壁に設けた導電パターン２２および回路素子２４は、封止樹脂３０により被覆されている。また、リード２８は、装置に内蔵された混成集積回路と電気的に接続されて封止樹脂３０から外部に導出し、入出力端子として機能している。

回路基板１１は、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等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＝５０．０ｍｍ×１００．０ｍｍ×１．５ｍｍ程度以上である。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の両主面は酸化膜が形成されてアルマイト処理される。ここで、金属材料以外の材料（例えば樹脂材料）を回路基板１１の材料として採用することもできる。

回路基板１１の具体的な形状は、外周側辺が四角形形状を呈しており、外周部付近に額縁形状の周縁部１２を有する。周縁部１２は、回路基板１１の外周端部から例えば５．０ｍｍ〜２０．０ｍｍ程度の額縁状の領域であり、全面的に平坦に形成されている。図１（Ｂ）を参照して、周縁部１２は、混成集積回路装置１０を実装基板３２に実装する際に、下面が実装基板３２の上面に当接される。このようにすることで、混成集積回路装置１０が安定して実装基板３２の上面に配置される。

回路基板１１の周縁部１２には、図１（Ａ）を参照して、コーナー付近を厚み方向に貫通して孔部が設けられており、この孔部にはビス１８が挿入されている。そして、図１（Ｂ）を参照すると、実装基板３２にもビス１８が挿入される孔部が設けられており、回路基板１１の周縁部１２を貫通するビス１８を実装基板３２にビス止めすることで、混成集積回路装置１０が実装基板３２に固定される。

更に、同じ回路基板１１の下面であっても、底部１４とは異なり、周縁部１２の下面は絶縁層２０により被覆されていない。このことにより、熱抵抗が大きい樹脂から成る絶縁層２０を介在させずに、金属から成る周縁部１２の下面を実装基板３２に接触させることができる。従って、混成集積回路装置１０から発生した熱を、回路基板１１の底部、側面部１６および周縁部１２を経由して実装基板３２に伝導させることができる。このことにより、回路素子２４の過熱を抑止できる効果がある。

回路基板１１の周縁部１２よりも内側の領域をプレス加工することで、回路基板１１の中央部付近を厚み方向に窪ませて凹部３６が形成されている。図１（Ａ）を参照して、このプレス加工により凹部３６が回路基板１１の厚み方向に突出する長さは、例えば０．５ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度である。凹部３６は、四角形形状を有する平坦な底部１４と、この底部１４の外周側辺と周縁部１２とを連続させる４つの側面部１６とから成る。凹部３６がプレス加工により形成されるので、底部１４と側面部１６とが連続する箇所および側面部１６と周縁部１２とが連続する箇所は、滑らかな曲線形状となる。

絶縁層２０は、図１（Ｂ）を参照して、回路基板１１の底部１４の下面を覆うように形成されている。絶縁層２０は、ＡＬ_２Ｏ_３、Ｓｉ_２Ｏ_３等の無機フィラーが例えば６０重量％〜８０重量％程度に高充填されたエポキシ樹脂等から成る。フィラーが混入されることにより、絶縁層２０の熱抵抗が低減されるので、内蔵される回路素子から発生した熱を、絶縁層２０および回路基板１１を経由して積極的に外部に放出することができる。絶縁層２０の具体的な厚みは、例えば５０μｍ程度である。また、図１（Ｂ）では、回路基板１１の下面のみが絶縁層２０により被覆されているが、回路基板１１の上面も絶縁層２０により被覆しても良い。このようにすることで、回路基板１１の上面を外部と絶縁させることができる。

導電パターン２２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２０の表面に形成される。更に、半導体素子の周囲にも多数個のパッドが形成され、このパッドと半導体素子とは金属細線により接続される。ここでは単層の導電パターン２２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２２が回路基板１１の上面に形成されても良い。

パッド２６は、ランド状に形状に形成された導電パターン２２から成り、下面にリード２８の先端部が固着されている。従来の回路装置では、リード２８が固着されるパッド２６は、回路基板の周辺部にて側辺に沿って設けられており、このことが導電パターン２２を設計する際の制約に成っていた。一方、本実施の形態では、リード２８を混成集積回路装置１０の側方に導出させる必要がないので、回路基板１１の底部１４の任意の箇所にパッド２６を設けて、このパッド２６にリード２８を固着させることができる。従って、導電パターン２２を設計する際の制約が減少して自由度が向上すると共に、パターンの引き回しが減少する分、実装密度を向上させることができる。

リード２８は、上端がパッド２６に固着され、下端が実装基板３２の上面に形成された導電路３４に固着されている。具体的には、リード２８の上端部は回路基板１１の底部１４の下面と平行に延在しておりこの部分がパッド２６の下面に半田を介して接合されている。更に、リード２８の中間部は、回路基板１１の底部１４の下面から、実装基板３２の上面まで連続し、底部１４に対して直角な形状となっている。更にまた、リード２８の下端付近は再び直角に折り曲げられ、実装基板３２の上面に対して平行であり、所望の導電路３４の上面に半田を介して接合されている。

ここで、リード２８は、実装基板３２に差込実装されても良い。この場合は、実装基板３２を貫通する孔部が設けられ、リード２８の下端がこの孔部に差し込まれる。更に、差し込まれる部分のリード２８は、導電路３４に半田付けされる。差込実装を採用することより、混成集積回路装置１０を実装基板３２に実装してビス１８を使用して位置固定した後に、実装基板３２の下方から、リード２８が差し込まれた部分に半田を供給することができる。

更に、リード２８は、回路基板１１の底部に対して傾斜する方向に延在しても良い。図1（Ｂ）では、回路基板１１の周縁部１２の下面とリード２８の下端とは同一平面上に位置している。しかしながら、実際は両者は同一平面上に位置せず、リード２８の下端が回路基板１１の周縁部１２の下面よりも下方に突出する場合が考えられる。この場合、混成集積回路装置１０を実装基板３２に実装すると、リード２８の下端が導電路３４の上面に押しつけられて湾曲して、曲げ応力がリード２８に作用して接続信頼性が低下する虞がある。この不具合を解消するために、実装基板３２の上面に対して垂直に延在しているリード２８を、回路基板１１の底部１４や実装基板３２に対して傾斜して配置させることもできる。斯かる構成により、リード２８の下端が、回路基板１１の周縁部１２の下面よりも下方に突出しても、混成集積回路装置１０を実装基板３２に実装すると、傾斜したリード２８が容易に湾曲して曲げ応力が低減される。このことから、リード２８に生じた曲げ応力による接続信頼性の低下を回避することができる。

導電パターン２２は、絶縁層２０の上面に設けた厚みが５０μｍ〜１００μｍ程度の薄い導電膜をパターニングして形成される。従って、導電パターン２２の幅は５０μｍ〜１００μｍ程度に狭く形成することができる。また、導電パターン２２同士が離間する距離も５０μｍ〜１００μｍ程度に狭くすることもできる。従って、半導体素子が数百個の電極を有する素子であっても、電極の数に応じたパッドを半導体素子の周囲に形成することができる。更に、微細に形成される導電パターン２２により複雑な電気回路を回路基板１１の上面に形成することもできる。

導電パターン２２に電気的に接続される回路素子としては、能動素子や受動素子を全般的に採用することができる。具体的には、トランジスタ、ＬＳＩチップ、ダイオード、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、発振器などを回路素子として採用することができる。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２２に固着することができる。図１（Ｂ）を参照すると、回路基板１１の上面には、回路素子として半導体素子およびチップ素子が配置されている。ここで、発熱量の多いパワー素子が半導体素子として採用された場合は、導電パターン２２の上面に固着された金属片から成るヒートシンクの上面に半導体素子が載置されても良い。このことにより、半導体素子から発生する熱を効率的にヒートシンクおよび回路基板１１を経由して外部に放出させることができる。

封止樹脂３０は、回路基板１１に構築された混成集積回路を封止する機能を有し、具体的には、回路基板１１の上面に形成された導電パターン２２、回路素子２４、リード２８の接合箇所が封止されるように、凹部３６の内部の領域に充填されている。封止樹脂３０の材料としては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が採用される。更に、封止樹脂３０には、熱伝導性の向上等を目的として、酸化シリコン等のフィラーが例えば１０重量％〜８０重量％程度混入されても良い。

本実施の形態の混成集積回路装置１０では、回路基板１１をプレス加工するなどして凹部３６を設け、この凹部３６を構成する底部１４の内壁に導電パターン２２および回路素子２４からなる混成集積回路を設けている。そして、この混成集積回路が封止されるように、凹部３６の内部領域に封止樹脂３０を充填している。このことにより、従来のトランスファーモールド等の金型を用いた射出成形による封止樹脂の形成方法と比較すると、封止樹脂３０の形成が容易である。更に、ケース材を使用した従来の封止方法と比較すると、ケース材が不要になる分だけコストを低減させることができる。

具体的には、従来では、封止の工程にて液状である封止樹脂３０の外部への流出を防止するために、枠状のケース材を用いていたが、本形態では回路基板１１の凹部３６自体により液状の封止樹脂３０の外部への流出が防止される。このことにより、ケース材が不要とされる。

更に、従来に於いては、比較的小型の回路基板を封止する場合はトランスファーモールドが適用され、トランスファーモールドが適用できない大きな回路基板を封止するときはケース材が適用されていた。しかしながら、本実施の形態の混成集積回路装置１０では、回路基板の大きさ（即ち回路基板１１の底部１４の大きさ）に関係なく、凹部３６に封止樹脂３０を充填させる封止構造を適用できる。従って、形成される混成集積回路の規模に応じて、封止方法を選択する必要が無くなる。本実施の形態では、設けられる混成集積回路の規模が変化したら、この規模に応じて凹部３６の底部１４の形状や大きさを変化させてプレス加工したらよい。

本実施の形態では、上記構成にすることで、回路基板１１によるシールド効果を向上させて、混成集積回路装置１０に内蔵される混成集積回路の動作を安定化させることができる。具体的には、図１（Ｂ）を参照すると、導電パターン２２および回路素子から成る混成集積回路は、上方が底部１４によりカバーされ、側面の四方が側面部１６により囲い込まれている。このことにより、底部１４および側面部１６により外部から侵入するノイズ（電磁波）がシールドされ、ノイズによる混成集積回路の誤動作が抑止される。更に、絶縁層２０を貫通して導電パターン２２と底部１４とを電気的に接続することで、回路基板１１を固定電位（例えば接地電位や電源電位）に接続すると、上記したシールド効果が更に向上される。

ここで、回路基板１１の上面にヒートシンク等の放熱手段を当接させて、混成集積回路装置１０の放熱特性を更に向上させても良い。

更に、凹部３６の内部の領域は、必ずしも封止樹脂３０により充填される必要は無く、空洞のままでも良い。図１（Ｂ）に示すように、混成集積回路装置１０を実装基板３２に実装することで、封止樹脂３０を設けなくても、装置内部への粉塵の侵入はある程度は抑制される。

図１（Ｃ）を参照して、上記した混成集積回路装置１０が実装される実装基板としては、金属材料や樹脂材料等の一層の材料から成る基板の他に、金属コアを含む実装基板６８を採用することもできる。実装基板６８は、熱伝導性に優れる銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属から成る金属コア７０の上面および裏面が絶縁性樹脂７２により被覆されたもので、樹脂のみから成る基板と比較すると、放熱性、耐熱性および機械的強度の面で優れている。

実装基板６８は、例えば厚みが１００μｍ〜２００μｍ程度の金属箔から成る金属コア７０と、この金属コア７０の上面および下面を被覆する厚みが５０μｍ〜１００μｍ程度の絶縁性樹脂７２とから成る。絶縁性樹脂７２の上面および下面には、所定形状の導電路７８が形成されている。

上記構成の実装基板６８を円形に厚み方向に貫通除去して、孔部７４が形成されている。そして、この孔部７４を取り囲むように円環状の導電路７８が設けられている。更に、孔部７４の内部には充填樹脂７６が充填され、この充填樹脂７６の内側を更に貫通して設けた貫通孔の内部に、リード２８が挿入されている。ここで、リード２８と導電路７８との導通を確実なものにするために、この貫通孔の内壁から導電路７８まで到達するメッキ膜を形成しても良い。

リード２８が挿入される孔部７４の上面および下面には、半田８０等の導電性接着材が塗布されている。この半田８０を介して、孔部７４を取り囲むように形成された導電路７８と、リード２８とが電気的に接続される。

ここで、実装基板６８の上面にパッド形状の導電路７８を設け、この導電路７８の上面にリード２８の端部を面実装しても良い。更に、回路基板１１の周縁部１２の下面も、実装基板６８の上面に当接されている。

上記のように、金属コア７０が内蔵された実装基板６８を採用することで、混成集積回路装置１０から発生した熱を、リード２８および実装基板６８を経由して良好に外部に放出させることができる。

次に、図２から図５を参照して、上記構成の混成集積回路装置１０の製造方法を説明する。

なお、ここでは、一枚の金属基板の多数個のユニットを設ける所謂多面取りが行われているが、１枚の金属基板５０から１つの混成集積回路装置１０が製造されても良い。更に、後述するクラックの虞が無ければ、部分的に絶縁層２０を除去しなくても良い。

各工程の詳細を以下にて詳述する。

図２を参照して、先ず、所定の導電パターン２２から成るユニット５２を大判の金属基板５０の上面に形成する。図２（Ａ）は本工程を示す平面図であり、図２（Ｂ）は本工程を示す断面図である。

先ず、図２（Ｂ）を参照して、金属基板５０は、銅またはアルミニウム等を主材料とする金属であり、その厚みは例えば１．５ｍｍ程度である。金属基板５０の材料としてアルミニウムが採用された場合は、金属基板５０の上面および下面はアルマイト処理されて酸化膜により被覆される。

絶縁層２０は、フィラーが混入された樹脂材料から成り、その厚みは例えば５０μｍ程度であり、金属基板５０の上面全域を被覆している。絶縁層２０は、本工程では完全硬化した状態でも良いが、半硬化させたＢステージの状態が好適である。このＢステージの状態でも、導電パターン２２の材料である導電箔の金属基板５０への貼着および、エッチングによるこの導電箔のパターニングに問題はない。ここで、絶縁層２０がＢステージの状態であるということは、絶縁層２０に含まれる熱硬化性樹脂がＢステージ（半硬化）の状態である意味である。このように、絶縁層２０がＢステージの状態であることで、後の工程で絶縁層２０の部分的な除去が容易になる利点がある。更に、本工程で絶縁層２０がＢステージの状態の場合は、後の工程にて絶縁層２０を加熱硬化させる工程が必要になる。

上記した絶縁層２０の上面には導電パターン２２が形成される。本実施の形態では、一枚の金属基板５０から多数個の混成集積回路装置１０を製造するので、多数の導電パターン２２が絶縁層２０の上面に形成される。ここでは、１つの混成集積回路装置１０を構成する構成要素（ここでは導電パターン２２）をユニット５２と称する。なお、ここでは単層の導電パターン２２が例示されているが、絶縁層を介在させて複数層に積層された導電パターン２２が設けられても良い。

図２（Ａ）を参照して、金属基板５０の上面には、多数個のユニット５２がマトリックス状に配置されている。ここでは、行列状に配置された４つのユニット５２が例示されているが、実際は更に多数個のユニット５２が金属基板５０に設けられても良い。各ユニット５２同士の間には、格子状に境界線５４が位置しており、後の工程にてこの境界線５４に沿って金属基板５０が分割される。

図３を参照して、次に、導電パターン２２が形成されていない領域の絶縁層２０を金属基板５０の上面から除去する。図３（Ａ）は本工程を示す平面図であり、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）はその断面図である。

図３（Ａ）を参照すると、ユニット５２の内部で導電パターン２２が形成される領域はハッシングが施されておらず、ユニット５２の周辺部で絶縁層２０が溝状に除去される領域は密なハッチングが施されており、本工程で絶縁層２０が剥離されて除去される領域は粗なハッチングが施されている。

本工程では、先ず、図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照して、各ユニット５２に於いて、導電パターン２２が設けられる領域を囲むように絶縁層２０を溝状に除去して除去領域５６を設ける。この除去領域５６の形成方法としては、ダイシング、レーザー照射等が考える。図３（Ｂ）を参照すると、厚み方向に絶縁層２０を貫通する除去領域５６が設けられているが、除去領域５６は必ずしも絶縁層２０を貫通している必要はない。即ち、絶縁層２０の上面から形成される除去領域５６は、絶縁層２０の厚み方向の途中でストップしても良い。除去領域５６は、残余の絶縁層２０を金属基板５０の上面から剥離して除去するときに、導電パターン２２が設けられた領域の絶縁層２０が追従して除去されるのを防止するために設けられている。従って、この追従が防止できるのであれば、除去領域５６は厚み方向に部分的に設けられたものでも良い。除去領域５６を厚み方向に途中でストップさせることにより、除去領域５６を形成する工程にて金属基板５０の上面がダイシングソーの接触等により損傷してしまうことが抑止される。

上記した除去領域５６を各ユニット５２に設けた後は、残余の絶縁層２０（導電パターン２２が設けられる領域以外の領域の絶縁層２０）を金属基板５０の上面から剥離して除去する。上述したように、絶縁層２０はＢステージの状態であるので、金属基板５０の端部を被覆する絶縁層２０を剥離させてめくりあげると、残余の部分の絶縁層２０は一括して除去される。更に、上述したように、除去領域５６に囲い込まれている領域の絶縁層２０（上面に導電パターン２２が形成された部分の絶縁層２０）は、剥離されずに金属基板５０の上面に残存する。

ここで、残余の部分の絶縁層２０の除去方法としては、上記した剥離の方法以外にも、レーザー照射や、エッチング等も採用可能である。

上記のように、残余の部分の絶縁層２０を金属基板から除去することで、後にプレス加工により変形する領域の金属基板５０の上面を被覆する絶縁層２０が除去される。従って、プレス加工による絶縁層２０のクラックの発生を予防することができる。なお、絶縁層２０にクラックが発生すると、このクラックに外部から水分が侵入して、結果的に耐圧性が低下する。

ここで、金属基板５０がアルミニウムから成る金属基板である場合、金属基板の上面はアルマイト処理により形成された酸化膜により全面的に被覆されている。本工程では、絶縁層２０が除去される領域に対応して、金属基板５０の上面を被覆する酸化膜を除去しても良い。このことにより、後のプレス工程にて、ユニット５２の内部に位置する酸化膜にクラックが発生することを防止することが可能となる。結果的に、装置の耐圧性が向上する。しかしながら、必ずしも、この酸化膜は除去する必要はなく、残存させることで金属基板５０へのキズの発生を抑制することができる。

上記工程により、残余の部分の絶縁層が除去された金属基板５０の断面を図３（Ｃ）に示す。

図４を参照して、次に、プレス加工を金属基板５０に対して施すことにより、金属基板５０を厚み方向に窪ませて凹部３６を形成する。図４の各図は、本工程を示す断面図である。

図４（Ａ）を参照して、先ず、プレス用の金型に金属基板５０をセットする。ここでは、金属基板５０の上方に位置して凸部６２が設けられた金型５８と、金属基板５０の下方に配置されて凹部６４が設けられた金型６０がプレス加工に使用される。金属基板５０は、金型６０の上面に配置される。ここで、プレス加工は、絞り加工とも称されている。

ここで、金型５８および金型６０には、金属基板５０に設けられたユニット５２と同数の凸部６２および凹部６４が設けられても良い。このことにより、本工程のプレス加工を一括して行える。即ち、一回のプレス加工により複数のユニット５２に凹部３６が形成される。また、１つの凸部６２が設けられた金型５８および、１つの凹部６４が設けられた金型６０を使用して、金属基板５０のユニット５２を逐次プレス加工しても良い。

上記した両金型に設けられる凸部６２および凹部６４は、金属基板５０の各ユニット５２に設けられる凹部３６の大きさに対応している。即ち、金型５８の凸部６２は直方体形状または立方体形状に下方に突出しており、その大きさは、形成予定の金属基板５０の凹部６４の内側の領域よりも若干小さめである。更に、金型６０の凹部６４は、直方体形状または立方体形状に堀込まれた形状であり、その大きさは金属基板５０の各ユニット５２に設けられる凹部６４の外形形状よりも若干大きめに設定されている。

図４（Ｂ）および図４（Ｃ）を参照して、次に、金型５８および金型６０を用いて金属基板５０に対してプレス加工を行い、金属基板５０の各ユニット５２に凹部３６を形成する。ここでは、各ユニット５２の導電パターン２２が設けられた領域が、金型５８の凸部６２の平坦な下面に上方から押圧される。更に、金型５８の凸部６２が、金型６０の凹部６４に押し込まれることで、金属基板５０が局所的に厚み方向に変形する。ここでは、各ユニット５２に於いて、導電パターン２２が設けられた領域よりも外側の周辺部が厚み方向に変形して、金属基板５０の主面に対して垂直に伸びる側面部１６と成っている。

更に、図４（Ｃ）を参照して、各ユニット５２に挟まれる領域の金属基板５０もプレス加工の影響は受けずに平坦な状態が維持され、図１に示す周縁部１２となる。以上の工程により、金属基板５０の各ユニット５２に、所定形状の凹部３６が設けられる。

本実施の形態では、先工程により残余の部分の絶縁層２０が除去されている。即ち、本工程にて変形されて側面部１６と成る部分の金属基板５０の上面には絶縁層２０は存在していない。例えば、全面的に金属基板５０の上面が絶縁層２０により被覆されていると、金属基板５０にプレス加工を行った際に、絶縁層２０にクラックが伝搬して、その耐圧性が低下する虞がある。本実施の形態では、プレス加工により変形する箇所の金属基板５０を予め除去しているので、プレス加工によりクラックが発生する虞が小さい。

プレス加工が終了した後は、図４（Ｃ）に示すように、金型５８と金型６０とを分離させる。更に、金型６０から金属基板５０を取り出し、次工程に搬送する。

本工程に於いて、各ユニット５２に設けられる絶縁層２０の状態は、Ｂステージの状態でも良いし、加熱硬化された状態でも良い。絶縁層２０がＢステージの状態のまま上記したプレス加工を行うことにより、Ｂステージの状態の樹脂はクラックが発生しにくいので、上記したクラックを抑止する効果を更に大きくすることができる。この場合は、本工程が終了した後に、絶縁層２０を加熱硬化させる。

図５を参照して、次に、各ユニット５２に回路素子２４等を配置して混成集積回路を構成し、この混成集積回路が封止されるように封止樹脂３０を形成する。図５（Ａ）および図５（Ｂ）は本工程を示す断面図である。

図５（Ａ）を参照して、各ユニット５２の導電パターン２２に回路素子２４を電気的に接続する。回路素子２４としては、能動素子および受動素子の両方を全般的に採用可能であり、具体的には上述したトランジスタ等の素子が複数採用される。ここでは、半導体素子は金属細線を経由してボンディングパッド状の導電パターン２２と接続される。更に、チップ素子は両端の電極が半田等の導電性接着材を介して導電パターン２２と接続される。更にまた、導電パターン２２から成るパッドにリード２８も半田を介して固着される。

図５（Ｂ）を参照して、次に、各ユニット５２の凹部３６に封止樹脂３０を注入する。封止樹脂３０としては、フィラーが混入された熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂が採用され、熱硬化性樹脂が採用された場合は注入が終了した後に、加熱硬化の工程が必要とされる。本工程では、供給された液状の封止樹脂３０は、凹部３６に貯留されることで外部への流出が防止されるので、別段に流出防止手段（例えば、従来例におけるケース材）を設ける必要がない。

以上の工程が終了した後に、金属基板５０を分離線６６（図３に示した境界線５４に相当）から分離して、図１に示す構成の混成集積回路装置１０が製造される。ここで、金属基板５０の分離方法としては、打ち抜き加工、ダイシング、エッチング、分離線６６にて金属基板５０を部分的に除去してからの曲折等が考えられる。

本発明の回路装置を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は断面図である。 本発明の回路装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。 本発明の回路装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は断面図である。 本発明の回路装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）から（Ｃ）は断面図である。 本発明の回路装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図である。 従来の混成集積回路装置およびその製造方法を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図である。 従来の混成集積回路装置を示す図である。

符号の説明

１０ 混成集積回路装置
１１ 回路基板
１２ 周縁部
１４ 底部
１６ 側面部
１８ ビス
２０ 絶縁層
２２ 導電パターン
２４ 回路素子
２６ パッド
２８ リード
３０ 封止樹脂
３２ 実装基板
３４ 導電路
３６ 凹部
５０ 金属基板
５２ ユニット
５４ 境界線
５６ 除去領域
５８ 金型
６０ 金型
６２ 凸部
６４ 凹部
６６ 分離線
６８ 実装基板
７０ 金属コア
７２ 絶縁性樹脂
７４ 孔部
７６ 充填樹脂
７８ 導電路

Claims (12)

1. 平坦に形成された周縁部と、前記周縁部に囲まれて厚み方向に窪む凹部とを有する回路基板と、
   前記凹部の底部に設けられた絶縁層と、
   前記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混成集積回路と、
   前記導電パターンから成るパッドに接合されて前記回路基板の凹部から外部に導出されるリードと、を具備することを特徴とする回路装置。
2. 前記混成集積回路を封止するように前記回路基板の前記凹部に充填された封止樹脂を具備することを特徴とする請求項１記載の回路装置。
3. 前記回路装置を実装基板に実装するときは、
   前記周縁部を前記実装基板の主面に当接させることを特徴とする請求項１記載の回路装置。
4. 前記周縁部の上面は、前記絶縁層により被覆されずに前記回路基板が露出することを特徴とする請求項１記載の回路装置。
5. 金属から成る回路基板の一主面に所定形状の導電パターンを形成する第１工程と、
   前記導電パターンが形成された一主面側から前記回路基板に対してプレス加工を行い、前記導電パターンが形成された領域が底部に位置するように凹部を設ける第２工程と、
   前記導電パターンに回路素子を電気的に接続して混成集積回路を前記底部に構成する第３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。
6. 前記混成集積回路が封止されるように前記凹部に封止樹脂を充填する工程を有することを特徴とする請求項５記載の回路装置の製造方法。
7. 前記第１工程では、前記混成集積回路が形成される予定の領域に対応する前記回路基板の前記一主面が絶縁層により被覆され、
   前記第２工程では、前記絶縁層が設けられていない領域の前記回路基板を前記プレス加工により変形させて前記凹部を形成することを特徴とする請求項５記載の回路装置の製造方法。
8. 前記第１工程では、１つの回路装置を構成する前記導電パターンから成るユニットが、１枚の金属基板に複数個形成され、
   前記第３工程が終了した後に、個々の前記ユニットが個別に分離されることを特徴とする請求項５記載の回路装置の製造方法。
9. 金属から成る金属基板の一主面を絶縁層により被覆し、１つの回路装置を構成する所定形状の導電パターンから成るユニットを前記絶縁層の上面に複数個形成する第１工程と、
   前記金属基板の前記導電パターンが形成されていない領域を被覆する前記絶縁層を除去する第２工程と、
   前記導電パターンが形成された一主面側から前記金属基板に対してプレス加工を行い、個々の前記ユニットに於いて、前記導電パターンが形成された領域が底部に位置するように凹部を設ける第３工程と、
   個々の前記ユニットに於いて、前記導電パターンに回路素子を電気的に接続して混成集積回路を構成する第４工程と、
   前記金属基板を分離して個々の前記ユニットを分離する第５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。
10. 前記第３工程では、前記絶縁層が除去された領域の前記金属基板を、プレス加工により変形させて前記凹部を形成することを特徴とする請求項９記載の回路装置の製造方法。
11. 前記第１工程では、前記絶縁層はＢステージの状態で形成され、
    前記第２工程では、前記導電パターンが設けられた領域を囲むように前記絶縁層に溝状の除去領域を設けた後に、残余の部分の前記絶縁層を一括して前記回路基板から剥離させることを特徴とする請求項９記載の回路装置の製造方法。
12. 前記絶縁層を剥離して除去した後に、残存した前記絶縁層を加熱硬化させることを特徴とする請求項１１記載の回路装置の製造方法。

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