JP2009043881A - Heat dissipation wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents

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浩司 下山
Etsuo Tsujimoto
悦夫 辻本
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公治 西山
Tetsuya Tsumura
哲也 津村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that a conventional heat dissipation substrate 1 has limited heat radiation effect since it is difficult to make a space between a plurality of lead frames 3 narrow (or to make gaps narrow). <P>SOLUTION: This invention provides the heat dissipation wiring board 11 wherein solder electrode portions 15 are formed further on the lead frames 14, and buried in an insulating resin layer 16 and a heat-conductive resin layer 13, so that a space between lead frames 13 is apparently made narrower (or narrower gaps). Consequently, the heat dissipation wiring board 11 is provided which is enhanced in heat dissipation when a power semiconductor, a high-luminance light emitting diode, a high-luminance semiconductor laser, etc., are mounted, and contributes to size reduction of various equipment and cost reduction of an optical system. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子機器のパワー半導体等を用いた電源回路、駆動回路等に使用される放熱配線板とその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a heat dissipation wiring board used for a power supply circuit, a drive circuit, and the like using a power semiconductor of an electronic device and a manufacturing method thereof.

近年、電子機器の高性能化、小型化の要求に伴い、パワー半導体等を用いた電源回路や駆動回路(例えばプラズマテレビのサステイン回路等)は、更なる小型化が求められている。しかしパワー系電子部品(例えばパワー半導体素子、高輝度発光ダイオードや高出力半導体レーザ等)は大電流、高発熱を伴うため、大電流、高放熱に対応する放熱配線板の上に実装する必要がある。こうした放熱配線板の一例として、次に従来の放熱基板について説明する。   In recent years, along with demands for higher performance and miniaturization of electronic devices, further miniaturization is required for power supply circuits and drive circuits using power semiconductors (for example, sustain circuits for plasma televisions). However, power electronic components (such as power semiconductor elements, high-intensity light-emitting diodes, and high-power semiconductor lasers) involve large currents and high heat generation, so they must be mounted on a heat dissipation wiring board that supports high currents and high heat dissipation. is there. Next, a conventional heat dissipation board will be described as an example of such a heat dissipation wiring board.

図6(A)(B)は、共に従来の放熱基板を説明する断面図である。図6(A)に示すように従来の放熱基板4は、金属板1の上に絶縁層2を介して配線3が形成されていた。図6(A)において、矢印5aはリードフレーム3間の距離を示す。図6(B)は、配線3の表面に半田7により実装した発熱部品6(例えば、パワー半導体等)に発生する熱を放熱する様子を説明する断面図である。図6(B)の矢印5bに示すように、発熱部品6に発生した熱は、絶縁層3を介して、金属板1に広がる。   6A and 6B are cross-sectional views for explaining a conventional heat dissipation board. As shown in FIG. 6A, in the conventional heat dissipation substrate 4, the wiring 3 is formed on the metal plate 1 via the insulating layer 2. In FIG. 6A, the arrow 5a indicates the distance between the lead frames 3. FIG. 6B is a cross-sectional view for explaining a state in which heat generated in the heat generating component 6 (for example, a power semiconductor) mounted on the surface of the wiring 3 by the solder 7 is radiated. As shown by the arrow 5 b in FIG. 6B, the heat generated in the heat generating component 6 spreads to the metal plate 1 through the insulating layer 3.

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
特許第3906510号公報
As prior art document information relating to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
Japanese Patent No. 3906510

しかし図6(A)(B)に示した従来の構造では、配線3を高肉厚な状態を保ったままでファインパターン化(あるいは細線化)することが難しかった。特にリードフレーム3間の隙間(例えば、図6(A)の矢印5aで示す部分)を細くしようとしても(あるいは狭ギャップ化しようとしても)、従来の加工方法(例えば、金型を用いたプレス方法やエッチング方法)では、リードフレーム3の厚み程度までしか、隙間を狭くすることができなかった。その結果、配線3をファインパターン化(特に複数の配線3の隙間を狭くすること)するには、配線3の厚みを薄くする必要があった。そして配線3の厚みを薄くした状態で、パワー半導体素子や高輝度発光ダイオード等の発熱電子部品を隣接して高密度に実装した場合、パワー半導体等に発生する熱を、配線3を介して充分放熱することが難しく、更に配線3の配線抵抗が増加するという課題も発生した。そのためこうした発熱電子部品を高密度に実装することができなかった。   However, in the conventional structure shown in FIGS. 6A and 6B, it is difficult to form a fine pattern (or thin line) while keeping the wiring 3 in a high thickness state. In particular, even if the gap between the lead frames 3 (for example, the portion indicated by the arrow 5a in FIG. 6A) is to be narrowed (or to be narrowed), a conventional processing method (for example, press using a mold) In the method and the etching method, the gap can be narrowed only to the extent of the thickness of the lead frame 3. As a result, in order to make the wiring 3 into a fine pattern (in particular, to narrow the gap between the plurality of wirings 3), it is necessary to reduce the thickness of the wiring 3. When heat generating electronic components such as power semiconductor elements and high-intensity light emitting diodes are mounted adjacently at a high density with the thickness of the wiring 3 reduced, heat generated in the power semiconductor or the like is sufficiently transmitted through the wiring 3. It was difficult to dissipate heat, and the problem that the wiring resistance of the wiring 3 further increased occurred. Therefore, such heat generating electronic components could not be mounted with high density.

そこで本発明は、上記課題を解決するために、部品実装面の一部以上にめっき電極部を有するリードフレームと、このリードフレームの一部以上を埋め込むシート状の伝熱樹脂層と、からなる放熱配線板であって、前記リードフレームより、前記めっき電極部が3ミクロン以上、前記伝熱樹脂層側にはみ出している放熱配線板としたものである。   Accordingly, in order to solve the above-described problems, the present invention includes a lead frame having a plated electrode portion on a part or more of a component mounting surface, and a sheet-like heat transfer resin layer in which part or more of the lead frame is embedded A heat dissipation wiring board, wherein the plating electrode portion protrudes from the lead frame to the heat transfer resin layer side by 3 microns or more.

以上のように本発明によれば、パワー半導体は高輝度発光ダイオード等の発熱電子部品は、リードフレームの上に形成しためっき電極部の上に、半田付け等で実装することになる。そしてリードフレームより、めっき電極部を3ミクロン以上、伝熱樹脂層側にはみ出させることで、配線パターン間の隙間を細くでき(あるいは狭ギャップ化でき)、その分、配線部分の電気抵抗を小さくしたり、めっき電極部を介したヒートスプレッド効果(熱拡散効果)を発揮させることができる。   As described above, according to the present invention, the power semiconductor and the heat generating electronic component such as the high-intensity light emitting diode are mounted on the plated electrode portion formed on the lead frame by soldering or the like. And, by making the plating electrode part protrude beyond the heat transfer resin layer side by 3 microns or more from the lead frame, the gap between the wiring patterns can be narrowed (or narrowed), and the electrical resistance of the wiring part is reduced accordingly. Or a heat spread effect (thermal diffusion effect) via the plating electrode part can be exhibited.

更に、リードフレームと、その上に形成しためっき電極部の両方を、伝熱樹脂層に埋め込むことで、めっき電極部上に実装した電子部品に発生した熱を、めっき電極部のみならずリードフレーム部分からも効率的に伝熱樹脂層に放熱する(あるいはヒートスプレッドする)ことができ、更にめっき電極部による配線抵抗の低減効果も得られ、各種発熱電子部品の放熱効果を高められる。   Furthermore, by embedding both the lead frame and the plating electrode part formed thereon in the heat transfer resin layer, the heat generated in the electronic components mounted on the plating electrode part can be transmitted not only to the plating electrode part but also to the lead frame. The heat can be efficiently radiated (or heat spread) from the portion to the heat transfer resin layer, and further, the effect of reducing the wiring resistance by the plated electrode portion can be obtained, and the heat radiating effect of various heat generating electronic components can be enhanced.

なお本発明の実施の形態に示された一部の製造工程は、成型金型等を用いて行われる。但し説明するために必要な場合以外は、成型金型は図示していない。また図面は模式図であり、各位置関係を寸法的に正しく示したものではない。   Note that some of the manufacturing steps shown in the embodiment of the present invention are performed using a molding die or the like. However, the molding die is not shown unless it is necessary for explanation. Further, the drawings are schematic views and do not show the positional relations in terms of dimensions.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、実施の形態1における放熱配線板を説明する切り欠き図である。図1において、11は放熱配線板、12は金属板、13は伝熱樹脂層、14はリードフレーム、15はめっき電極部、16は絶縁樹脂層である。   FIG. 1 is a cutaway view illustrating a heat dissipation wiring board according to the first embodiment. In FIG. 1, 11 is a heat dissipation wiring board, 12 is a metal plate, 13 is a heat transfer resin layer, 14 is a lead frame, 15 is a plating electrode portion, and 16 is an insulating resin layer.

図1において、リードフレーム14は、銅板等を金型やプレスで所定パターン形状に加工したものである。そしてリードフレーム14の一部以上は、伝熱樹脂層13に埋め込んでいる。これはリードフレーム14と伝熱樹脂層13の接触面積を増やすことで、リードフレーム14の放熱性を高め(あるいはリードフレーム14と伝熱樹脂層13との接合強度を高め)、高肉厚のリードフレーム14を用いても、その実装面にリードフレーム14の厚みが凹凸として発生させにくい効果を得るためである。またリードフレーム14の上には、めっき電極部15を形成している。そしてめっき電極部15は、絶縁樹脂層16に埋め込んでいる。   In FIG. 1, a lead frame 14 is obtained by processing a copper plate or the like into a predetermined pattern shape using a die or a press. A part or more of the lead frame 14 is embedded in the heat transfer resin layer 13. This increases the contact area between the lead frame 14 and the heat transfer resin layer 13, thereby improving the heat dissipation of the lead frame 14 (or increasing the bonding strength between the lead frame 14 and the heat transfer resin layer 13) and increasing the thickness of the lead frame 14. This is because even if the lead frame 14 is used, it is difficult to cause the thickness of the lead frame 14 to be uneven on the mounting surface. A plated electrode portion 15 is formed on the lead frame 14. The plating electrode portion 15 is embedded in the insulating resin layer 16.

ここでリードフレーム14の上に、直接、めっき電極部15を形成することで、リードフレーム14とめっき電極部15との接続部の電気抵抗を下げる効果や、お互いの熱伝導特性を高める効果が得られる。   Here, by forming the plating electrode portion 15 directly on the lead frame 14, the effect of lowering the electrical resistance of the connection portion between the lead frame 14 and the plating electrode portion 15 and the effect of improving the heat conduction characteristics of each other are obtained. can get.

そして、リードフレーム14の下には、シート状の伝熱樹脂層13を介して、金属板12を固定している。なお金属板12は、めっき電極部15やリードフレーム14に伝わった熱を、電子機器の筐体部分やシャーシ部分(共に図示していない)へ逃がすための接続部分に相当する。   A metal plate 12 is fixed under the lead frame 14 via a sheet-like heat transfer resin layer 13. The metal plate 12 corresponds to a connection portion for releasing heat transmitted to the plating electrode portion 15 and the lead frame 14 to a housing portion and a chassis portion (both not shown) of the electronic device.

以上のようにして、金属板12と、その上に形成したシート状の伝熱樹脂層13を介して固定した、部品実装面の一部以上にめっき電極部15を有するリードフレーム14と、からなる放熱配線板11であって、前記リードフレーム14の一部以上が、前記伝熱樹脂層13に埋め込まれ、前記リードフレーム14より、前記めっき電極部15が3ミクロン以上、前記伝熱樹脂層13側にはみ出ている放熱配線板11を形成する。そしてこうして作成した放熱配線板11によって、レーザーテレビ(例えば、RGBのような光の3原色で発光するレーザーを用いた画像表示装置)等に用いられる半導体レーザー等の発熱電子部品を互いに隣接して高密度実装できるため、光学系(例えば、レンズや反射ミラー等)の小型化、低コスト化が可能になる。まためっき電極部15による放熱性(例えばヒートスプレッド効果)や配線抵抗の低減効果も得られる。   As described above, the metal plate 12 and the lead frame 14 having the plating electrode portion 15 on a part or more of the component mounting surface fixed via the sheet-like heat transfer resin layer 13 formed thereon. A part of the lead frame 14 is embedded in the heat transfer resin layer 13, and the plating electrode portion 15 is 3 microns or more from the lead frame 14 and the heat transfer resin layer. The heat dissipation wiring board 11 protruding to the 13 side is formed. Then, by the heat dissipation wiring board 11 thus created, heat-generating electronic components such as semiconductor lasers used in laser televisions (for example, image display devices using lasers that emit light of three primary colors such as RGB) are adjacent to each other. Since high-density mounting is possible, it is possible to reduce the size and cost of an optical system (for example, a lens or a reflection mirror). Moreover, the heat dissipation (for example, heat spread effect) by the plating electrode part 15 and the reduction effect of wiring resistance are also acquired.

なお、図1において、リードフレーム14の一部以上と、めっき電極部15の一部以上を、共に伝熱樹脂層13に埋め込んでも良い。こうして金属板12と、その上に形成したシート状の伝熱樹脂層13を介して固定した、部品実装面の一部以上にめっき電極部15を有するリードフレーム14と、からなる放熱配線板11であって、前記リードフレーム14の一部以上と、前記めっき電極部15の一部以上が、前記伝熱樹脂層13に埋め込まれ、前記リードフレーム14より、前記めっき電極部15が3ミクロン以上、前記伝熱樹脂層13側にはみ出ている放熱配線板11とすることで、リードフレーム14やめっき電極部15と、伝熱樹脂層13との接触面積を増やすことができ、放熱配線板11の放熱効果を高められる。   In FIG. 1, part or more of the lead frame 14 and part or more of the plating electrode portion 15 may be embedded in the heat transfer resin layer 13. In this way, the heat dissipation wiring board 11 comprising the metal plate 12 and the lead frame 14 having the plating electrode portion 15 on a part or more of the component mounting surface fixed via the sheet-like heat transfer resin layer 13 formed thereon. In this case, a part or more of the lead frame 14 and a part or more of the plating electrode part 15 are embedded in the heat transfer resin layer 13, and the plating electrode part 15 is 3 microns or more from the lead frame 14. By using the heat dissipation wiring board 11 protruding to the heat transfer resin layer 13 side, the contact area between the lead frame 14 and the plating electrode portion 15 and the heat transfer resin layer 13 can be increased. The heat dissipation effect can be enhanced.

なお図1では、シート状の伝熱樹脂層13の下部には、放熱用の金属板12を形成しているが、用途に応じては、金属板12を省略しても良い。例えば部品実装面の一部以上にめっき電極部15を有するリードフレーム14と、このリードフレーム14の一部以上を埋め込むシート状の伝熱樹脂層13と、からなる放熱配線板11であって、前記リードフレーム14より、前記めっき電極部15が3ミクロン以上、前記伝熱樹脂層13側にはみ出している放熱配線板11を作成することで、放熱配線板11の薄層化が可能となる。   In FIG. 1, a metal plate 12 for heat dissipation is formed below the sheet-like heat transfer resin layer 13, but the metal plate 12 may be omitted depending on the application. For example, a heat radiating wiring board 11 comprising a lead frame 14 having a plating electrode portion 15 on a part or more of a component mounting surface, and a sheet-like heat transfer resin layer 13 embedding a part or more of the lead frame 14, The heat dissipation wiring board 11 can be made thinner by forming the heat dissipation wiring board 11 in which the plated electrode portion 15 protrudes from the lead frame 14 to the heat transfer resin layer 13 side by 3 microns or more.

なお図1において、絶縁樹脂層16を、伝熱樹脂層13(あるいは第2の伝熱樹脂層としても良い。なお第2の伝熱層と、伝熱樹脂層13を同じ部材としても良いが、必要に応じてその組成や無機フィラーの粒径や重量%を変更しても良い。なお第2の絶縁樹脂層は図示していない)に置き換えることもできる。こうして、部品実装部の一部以上にめっき電極部15を有するリードフレーム14と、このリードフレーム14の一部以上と前記めっき電極部15の一部以上とを埋め込む伝熱樹脂層13と、からなる放熱配線板11であって、前記リードフレーム14より前記めっき電極部15が3ミクロン以上、前記伝熱樹脂層13側にはみ出している放熱熱配線板を作成する。こうすることで、リードフレーム14やめっき電極部15と、伝熱樹脂層13との接触面積を増やすことができ、放熱配線板11の放熱効果を高められる。   In FIG. 1, the insulating resin layer 16 may be the heat transfer resin layer 13 (or the second heat transfer resin layer. The second heat transfer layer and the heat transfer resin layer 13 may be the same member. If necessary, the composition and the particle size and weight% of the inorganic filler may be changed (the second insulating resin layer is not shown). Thus, the lead frame 14 having the plating electrode part 15 in a part or more of the component mounting part, and the heat transfer resin layer 13 in which part of the lead frame 14 and part of the plating electrode part 15 are embedded. A heat radiating wiring board 11 is formed, wherein the plating electrode portion 15 protrudes from the lead frame 14 by 3 microns or more to the heat transfer resin layer 13 side. By doing so, the contact area between the lead frame 14 and the plating electrode portion 15 and the heat transfer resin layer 13 can be increased, and the heat dissipation effect of the heat dissipation wiring board 11 can be enhanced.

次に図2を用いて、実施の形態における放熱配線板11の放熱メカニズムについて説明する。   Next, the heat dissipation mechanism of the heat dissipation wiring board 11 in the embodiment will be described with reference to FIG.

図2は、実施の形態1における放熱配線板11の放熱メカニズムを説明する断面図である。図2において、17は発熱部品であり、例えばパワー半導体(パワートランジスタやパワーFET)、高輝度LEDや半導体レーザ等である。18は半田であり、発熱部品17をめっき電極部15に実装している。なお半田18の代わりに、ワイヤーやバンプ、導電性接着剤や溶接、GGI(Gold Gold Interfaceの略)等の実装方法を選んでも良い。19a〜19dは共に矢印である。図2において、矢印19aは発熱部品17に発生した熱が、半田18等を介して、めっき電極部15やリードフレーム14へ伝熱(更にはヒートスプレッド)する様子を示す。   FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a heat dissipation mechanism of heat dissipation wiring board 11 in the first embodiment. In FIG. 2, reference numeral 17 denotes a heat generating component such as a power semiconductor (power transistor or power FET), a high-intensity LED, a semiconductor laser, or the like. Reference numeral 18 denotes solder, and the heat generating component 17 is mounted on the plating electrode portion 15. Instead of the solder 18, a mounting method such as a wire, a bump, a conductive adhesive, welding, or GGI (Gold Gold Interface) may be selected. 19a to 19d are both arrows. In FIG. 2, an arrow 19 a indicates a state in which heat generated in the heat generating component 17 is transferred to the plating electrode portion 15 and the lead frame 14 via the solder 18 and the like (and further heat spread).

次に図2の矢印19b、19cを用いて、リードフレーム14とめっき電極部15の形状について説明する。図2の矢印19bは、リードフレーム14の上に形成しためっき電極部15の伝熱樹脂層13側へのはみ出し部分の寸法を示す。図2の矢印19cは、めっき電極部15の隙間の寸法を示す。実施の形態1では、図2の矢印19bに示すように、リードフレーム14の表面(あるいは部品実装面)に形成しためっき電極部15が、伝熱樹脂層13側へはみ出ており、その分、めっき電極部15の隙間(例えば図2の矢印19cで示す部分)を狭くできる。   Next, the shapes of the lead frame 14 and the plating electrode portion 15 will be described using the arrows 19b and 19c in FIG. An arrow 19b in FIG. 2 indicates a dimension of a protruding portion of the plating electrode portion 15 formed on the lead frame 14 toward the heat transfer resin layer 13 side. An arrow 19 c in FIG. 2 indicates the dimension of the gap between the plating electrode portions 15. In the first embodiment, as shown by an arrow 19b in FIG. 2, the plating electrode portion 15 formed on the surface (or component mounting surface) of the lead frame 14 protrudes to the heat transfer resin layer 13 side. A gap (for example, a portion indicated by an arrow 19c in FIG. 2) of the plating electrode portion 15 can be narrowed.

図2において、矢印19bで示す長さは、3ミクロン以上(望ましくは10ミクロン以上、更には20ミクロン)が望ましい。矢印19bで示すはみ出し長さが、3ミクロン未満の場合、隣接する配線の隙間のファインパターン化の効果が得られない場合がある。   In FIG. 2, the length indicated by the arrow 19b is preferably 3 microns or more (preferably 10 microns or more, more preferably 20 microns). If the protrusion length indicated by the arrow 19b is less than 3 microns, the effect of making a fine pattern in the gap between adjacent wirings may not be obtained.

図2において、矢印19dは、リードフレーム14の部品実装面の一部以上に形成しためっき電極部15の厚みを示している。図2において、矢印19dで示すめっき電極部15の厚みは、3ミクロン以上が望ましい。3ミクロン未満では、矢印19bで示した、はみ出し量が少なくなる場合があるためである。まためっき電極部15の厚みが3ミクロン未満の場合、めっき電極部15を介したヒートスプレッド効果が得られにくい場合もある。   In FIG. 2, an arrow 19 d indicates the thickness of the plating electrode portion 15 formed on a part or more of the component mounting surface of the lead frame 14. In FIG. 2, the thickness of the plating electrode portion 15 indicated by the arrow 19d is desirably 3 microns or more. This is because if it is less than 3 microns, the amount of protrusion shown by the arrow 19b may be small. Moreover, when the thickness of the plating electrode part 15 is less than 3 microns, the heat spread effect via the plating electrode part 15 may be difficult to obtain.

このように従来の構造(例えば図6(A)(B)の矢印5aで示したリードフレーム3の隙間を有する従来構造)に比べ、図2で示した実施の形態1の構造では、矢印19bで示す分だけ、その隙間を狭くできる。その結果、矢印19aで示しためっき電極部15を介した伝熱性(更にはヒートスプレッド効果)や電気伝導率を高めることができる。   Thus, compared with the conventional structure (for example, the conventional structure having the gap of the lead frame 3 indicated by the arrow 5a in FIGS. 6A and 6B), the structure of the first embodiment shown in FIG. The gap can be narrowed by the amount indicated by. As a result, it is possible to improve the heat conductivity (and heat spread effect) and electrical conductivity through the plating electrode portion 15 indicated by the arrow 19a.

なお図1や図2に図示するように、リードフレーム14で形成した配線幅より、その上に形成しためっき電極部15の配線幅の方を、6ミクロン以上(望ましくは10ミクロン以上)太くすることが望ましい。太くするほど(更にはリードフレーム14の左右共に略同程度のはみ出し量になるように、めっき電極部15を6ミクロン以上はみ出させるようにすることで、)放熱性や作業性(例えば、後述する図5(A)(B)におけるめっき電極部15部分の表面研磨等での表面の平滑化工程)を高めることができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the wiring width of the plating electrode portion 15 formed thereon is made thicker by 6 microns or more (preferably 10 microns or more) than the wiring width formed by the lead frame 14. It is desirable. Heat dissipation and workability (for example, as will be described later) as the thickness increases (further, the plating electrode portion 15 protrudes 6 microns or more so that the left and right sides of the lead frame 14 have substantially the same amount of protrusion). The surface smoothing step in the surface polishing or the like of the plating electrode portion 15 in FIGS. 5A and 5B can be enhanced.

また、リードフレーム14の厚みより、その上に形成しためっき電極部15の厚みを薄く(望ましくは1ミクロン以上薄くなるように)することが望ましい。これはリードフレーム14の厚みより、その上に形成するめっき電極部15の厚みの方を厚くする(あるいは略同じ厚みとする)場合、コストアップする可能性があるためである。つまりめっき電極部15を所定の厚み(例えば、50ミクロン、あるいは100ミクロン)とする場合、リードフレーム14の厚みはめっき電極部15より薄く(望ましくは1ミクロンより薄く)することが望ましい。なお1ミクロン未満の場合、厚み差が明確でない場合がある。例えば、リードフレーム14の厚みが300ミクロンの場合、めっき電極部15の厚みは、3ミクロン以上299ミクロン以下が望ましい。これはめっき電極部15の厚みがリードフレーム14と略同じあるいはそれより厚くすることは、製造コストを上昇させる可能性があるためである。   Further, it is desirable that the thickness of the plating electrode portion 15 formed thereon is made thinner (desirably 1 micron or more) than the thickness of the lead frame 14. This is because if the thickness of the plating electrode portion 15 formed on the lead frame 14 is made thicker (or substantially the same thickness), the cost may increase. That is, when the plating electrode portion 15 has a predetermined thickness (for example, 50 microns or 100 microns), the lead frame 14 is desirably thinner than the plating electrode portion 15 (preferably thinner than 1 micron). If the thickness is less than 1 micron, the thickness difference may not be clear. For example, when the thickness of the lead frame 14 is 300 microns, the thickness of the plating electrode portion 15 is desirably 3 microns or more and 299 microns or less. This is because making the plating electrode portion 15 substantially the same as or thicker than the lead frame 14 may increase the manufacturing cost.

またこうして作成した放熱配線板11において、リードフレーム14は、銅もしくは銅合金であり、その厚みは100ミクロン以上500ミクロン以下とすることが望ましい。リードフレーム14の厚みが100ミクロン未満の場合、取扱いが難しくなる場合がある。またその厚みが500ミクロンを超えた場合、金型での加工性が低下したり、ファインパターン化が難しくなる可能性がある。なおリードフレーム14を、銅もしくは銅合金とすることで、熱伝導性を高めたり、加工性を高めたり、配線抵抗を下げることができ、用途に応じて市販品の中から適当なものを選ぶことができる。なお銅としてはタフピッチ銅、あるいは無酸素銅等を用いることで、高熱伝導性と低抵抗を両立できる。   Moreover, in the heat dissipation wiring board 11 thus created, the lead frame 14 is made of copper or a copper alloy, and the thickness thereof is desirably 100 microns or more and 500 microns or less. When the thickness of the lead frame 14 is less than 100 microns, handling may be difficult. Moreover, when the thickness exceeds 500 microns, the workability in a metal mold | die may fall, or fine pattern formation may become difficult. In addition, by making the lead frame 14 copper or copper alloy, the thermal conductivity can be improved, the workability can be improved, and the wiring resistance can be lowered, and an appropriate one is selected from commercially available products according to the application. be able to. In addition, by using tough pitch copper, oxygen-free copper, or the like as copper, both high thermal conductivity and low resistance can be achieved.

まためっき電極部15の材質は、銅、ニッケル、銀、金のうちいずれか一つを主成分としたものが望ましい。具体的には、銅、ニッケル、銀、金のうちいずれか一つを80重量%以上(望ましくは90重量%以上)含むものが望ましい。銅、ニッケル、銀、金のうちいずれか一つを主成分とすることで、めっき電極部15の電気抵抗を下げ、熱伝導性を高める効果が得られる。なおめっき電極部15の厚みは、3ミクロン以上(望ましくは5ミクロン以上、更には10μm以上)が望ましい。めっき電極部15の厚みが3ミクロン未満の場合、図1に示したようなパターン間の隙間を狭める効果が得られにくい場合がある。   Further, the material of the plating electrode portion 15 is preferably made of any one of copper, nickel, silver, and gold as a main component. Specifically, it is desirable to contain 80% by weight or more (preferably 90% by weight or more) of any one of copper, nickel, silver, and gold. By using any one of copper, nickel, silver, and gold as a main component, an effect of reducing the electrical resistance of the plating electrode portion 15 and increasing the thermal conductivity can be obtained. The thickness of the plating electrode portion 15 is preferably 3 microns or more (preferably 5 microns or more, more preferably 10 μm or more). When the thickness of the plating electrode portion 15 is less than 3 microns, it may be difficult to obtain the effect of narrowing the gap between patterns as shown in FIG.

なお図1、図2等に示すように、複数のめっき電極部15の間は、絶縁樹脂層16等の絶縁材料を充填しておくことが望ましい。めっき電極部15の間に、絶縁材料を充填することで、めっき電極部15の間にホコリやゴミが溜まりにくくなり、絶縁性や信頼性を高められる。まためっき電極部15の厚みを、絶縁樹脂層16等で吸収することで、めっき電極部15への部品実装性を高められる。   As shown in FIGS. 1, 2, etc., it is desirable to fill an insulating material such as an insulating resin layer 16 between the plurality of plating electrode portions 15. Filling the plating electrode portion 15 with an insulating material makes it difficult for dust and dirt to collect between the plating electrode portions 15, thereby improving insulation and reliability. Moreover, the component mounting property to the plating electrode part 15 can be improved by absorbing the thickness of the plating electrode part 15 with the insulating resin layer 16 or the like.

次に実施の形態2として、実施の形態1で説明した放熱配線板11の製造方法の一例について説明する。   Next, as a second embodiment, an example of a method for manufacturing the heat dissipation wiring board 11 described in the first embodiment will be described.

(実施の形態2)
実施の形態2では、実施の形態1で説明した放熱配線板11の製造方法の一例について、図3〜図5を用いて説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, an example of a method for manufacturing the heat dissipation wiring board 11 described in the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図1や図2に示した放熱配線板11は、少なくともリードフレーム14を用意する工程と、このリードフレーム14の一部以上を伝熱樹脂層13に埋め込む工程と、この伝熱樹脂層13から露出した(あるいは露出させた)リードフレーム14の表面の一部以上にめっき電極部15を形成する工程と、この複数のめっき電極部15同士の隙間に、伝熱樹脂層13や絶縁樹脂層16を充填する工程と、を含む工程によって作成できる。   The heat dissipation wiring board 11 shown in FIGS. 1 and 2 includes at least a step of preparing a lead frame 14, a step of embedding a part or more of the lead frame 14 in the heat transfer resin layer 13, The step of forming the plating electrode portion 15 over a part of the exposed (or exposed) lead frame 14 surface, and the heat transfer resin layer 13 and the insulating resin layer 16 in the gap between the plating electrode portions 15. And a process including the step of filling.

図3(A)〜(C)は、共にリードフレーム14を伝熱樹脂層13に埋め込む様子を説明する断面図である。図3(A)〜(C)において、20はフィルムである。   FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views illustrating how the lead frame 14 is embedded in the heat transfer resin layer 13. In FIGS. 3A to 3C, reference numeral 20 denotes a film.

まず所定形状に加工したリードフレーム14を用意する。リードフレーム14は、銅板(例えば、タフピッチ銅や無酸素銅等の銅板)を、金型等で所定形状にプレス加工したものを使うことができる。そして図3(A)に示すように、伝熱樹脂層13の上に、リードフレーム14をセットし、必要に応じてフィルム20等を介して、矢印19に示すように、プレスや金型(共に図示していない)で加圧、加熱し一体化する。そして図3(B)に示すように、この加圧、加熱によって、伝熱樹脂層13が軟化し、リードフレーム14の隅々まで流れ込ませる。そして金属板12と、リードフレーム14とを、途中に挟んだシート状の伝熱樹脂層13を介して、一体化する。   First, a lead frame 14 processed into a predetermined shape is prepared. As the lead frame 14, a copper plate (for example, a copper plate such as tough pitch copper or oxygen-free copper) pressed into a predetermined shape with a mold or the like can be used. Then, as shown in FIG. 3A, a lead frame 14 is set on the heat transfer resin layer 13, and a press or a mold (as shown by an arrow 19 through a film 20 or the like as necessary). (Both are not shown in the figure) and are integrated by pressing and heating. Then, as shown in FIG. 3B, the heat transfer resin layer 13 is softened by this pressurization and heating, and flows into every corner of the lead frame 14. Then, the metal plate 12 and the lead frame 14 are integrated via a sheet-like heat transfer resin layer 13 sandwiched between them.

図3(C)は、プレスが終了した後の様子を示す断面図である。プレス終了後、フィルム20を、矢印19に示すように剥離する。なおフィルム20は、金属板12側にも挿入しておくことで、その面での金型(図示していない)への伝熱樹脂層13の汚れとしての付着防止が可能となる。なお金属板12を省略することで、リードフレーム14で伝熱樹脂層13とからなる放熱配線板11(例えば図1から、金属板12を省いた形状)を作成することができる。また金属板12の代わりに、他の熱伝導性の高い部材(例えば、セラミック基板やグラファイトシート、ヒートパイプ等)を用いても良い。   FIG. 3C is a cross-sectional view showing a state after the press is completed. After the press is completed, the film 20 is peeled off as indicated by an arrow 19. By inserting the film 20 also on the metal plate 12 side, it is possible to prevent the heat transfer resin layer 13 from adhering to the mold (not shown) on that surface. By omitting the metal plate 12, the heat dissipation wiring board 11 (for example, the shape excluding the metal plate 12 from FIG. 1) made of the heat transfer resin layer 13 by the lead frame 14 can be created. Further, instead of the metal plate 12, other members having high thermal conductivity (for example, a ceramic substrate, a graphite sheet, a heat pipe, etc.) may be used.

図3(A)〜(C)に示すように、フィルム20を用いてプレス、一体化することで、金型(図示していない)の表面に、伝熱樹脂層13が汚れとして付着することを防止できる。図3(C)の後、伝熱樹脂層13から露出したリードフレーム14の表面を研磨することが望ましい。こうすることでリードフレーム14の表面に付着した汚れ等(めっきの付着強度に影響を与える場合がある)を除去する。   As shown in FIGS. 3A to 3C, the heat transfer resin layer 13 adheres to the surface of a mold (not shown) as dirt by pressing and integrating with the film 20. Can be prevented. After FIG. 3C, it is desirable to polish the surface of the lead frame 14 exposed from the heat transfer resin layer 13. By doing so, dirt and the like (which may affect the adhesion strength of the plating) attached to the surface of the lead frame 14 is removed.

次に、図4(A)(B)を用いて、リードフレーム14の上に、めっき電極部15を形成する様子を説明する。図4(A)(B)は、リードフレーム14の上に、めっき電極部15を形成する様子を説明する断面図である。図4(A)は、めっき電極部15の成長の初期段階、図4(B)はめっき電極部15の成長が完了した状態を示す。   Next, how the plating electrode portion 15 is formed on the lead frame 14 will be described with reference to FIGS. FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views for explaining how the plating electrode portion 15 is formed on the lead frame 14. 4A shows an initial stage of growth of the plating electrode portion 15, and FIG. 4B shows a state where the growth of the plating electrode portion 15 is completed.

図4(A)(B)の矢印19a〜19dは、めっき電極部15が立体的に成長するにつれて、リードフレーム14より、めっき電極部15が平面方向に広がる様子を示す。例えば、めっき条件(めっき液、電流密度、温度、添加剤等)によって、ある程度積極的に、めっき電極部15を厚み方向に成長させたり、幅方向(例えば図4(A)の矢印19aで示す方向)に成長させることも可能である。なお図4(A)(B)は、厚み方向及び幅方向に等方性にめっきを成長させた例を示す。図4(A)(B)に示すようにしてめっき電極部15を成長させる。なおめっき電極部15の表面は、必ずしも平滑となる必要は無い(多少の凹凸等が発生しても良い)。これは図5(A)(B)で示すように、めっき電極部15の表面を研磨するためである。   Arrows 19a to 19d in FIGS. 4A and 4B indicate that the plating electrode portion 15 spreads in the plane direction from the lead frame 14 as the plating electrode portion 15 grows three-dimensionally. For example, depending on the plating conditions (plating solution, current density, temperature, additive, etc.), the plating electrode portion 15 is actively grown to some extent in the thickness direction, or indicated by the arrow 19a in the width direction (for example, FIG. 4A). Direction). 4A and 4B show an example in which plating is grown isotropically in the thickness direction and the width direction. The plating electrode portion 15 is grown as shown in FIGS. Note that the surface of the plating electrode portion 15 does not necessarily have to be smooth (some unevenness may occur). This is because the surface of the plating electrode portion 15 is polished as shown in FIGS.

ここでリードフレーム14として、銅(あるいは銅合金)を用いた場合、めっき電極部15を銅(あるいはニッケル、銀、金でも可能)とすることが望ましい。同じ金属材料とすることで、互いの密着性や熱膨張係数をマッチングさせやすい。またガルバノ電位に起因する電池効果(あるいは電池効果による腐食等)を防止できる。めっき電極部15の形成方法としては、無電解めっきや電気めっきを用いることができる。またこれらを組み合わせても良い。例えば最初は無電解めっきとし、その後、めっき速度の大きい電気めっきを行っても良い。なお図4(A)(B)において、めっき浴、めっき槽、めっき設備等は図示していない。   Here, when copper (or a copper alloy) is used as the lead frame 14, it is desirable that the plating electrode portion 15 be copper (or nickel, silver, or gold). By using the same metal material, it is easy to match the mutual adhesion and thermal expansion coefficient. Moreover, the battery effect (or corrosion by a battery effect, etc.) resulting from a galvano potential can be prevented. As a method for forming the plating electrode portion 15, electroless plating or electroplating can be used. These may be combined. For example, electroless plating may be performed first, and then electroplating with a high plating rate may be performed. 4A and 4B, a plating bath, a plating tank, a plating facility, and the like are not shown.

なおリードフレーム14の配線パターンを、一体物(いわゆる一筆書きのパターンであり、複数の配線パターン間が絶縁されていないものを言う)とすることで、リードフレーム14の一端にめっき用の導通電極を取り付けるだけで、効率的な電気めっきを行うことができる。なおリードフレーム14の配線パターンが、一体物でない場合(例えば、複数の配線パターンの間が絶縁されているもの)、無電解めっきを用いることができる。あるいは絶縁されたパターンに、個別めっき用の導通電極を取り付けることで、電気めっきすることもできる。こうして所定の厚みになるまで、めっき電極部15を形成する。   It is to be noted that the wiring pattern of the lead frame 14 is an integrated object (a so-called one-stroke pattern in which a plurality of wiring patterns are not insulated), so that a conductive electrode for plating is formed on one end of the lead frame 14. Efficient electroplating can be carried out simply by attaching. In addition, when the wiring pattern of the lead frame 14 is not a single body (for example, a plurality of wiring patterns are insulated), electroless plating can be used. Alternatively, electroplating can be performed by attaching a conductive electrode for individual plating to an insulated pattern. In this way, the plating electrode part 15 is formed until it becomes a predetermined thickness.

次に図5(A)(B)を用いて、めっき電極部15の隙間を絶縁する様子を説明する。図5(A)(B)は、共にリードフレーム14の上に形成しためっき電極部15の隙間を絶縁樹脂層16で絶縁する様子を説明する断面図である。   Next, the manner in which the gaps between the plating electrode portions 15 are insulated will be described with reference to FIGS. FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views for explaining a state in which the gap between the plating electrode portions 15 formed on the lead frame 14 is insulated by the insulating resin layer 16.

まず図5(A)に示すように、めっき電極部15を覆うように、あるいは複数のめっき電極部15の隙間を充填するように、絶縁樹脂層16を形成する。なお絶縁樹脂層16としては、市販のソルダーレジストや絶縁樹脂材料、あるいは絶縁樹脂層16に使用した部材を用いることができる。そして絶縁樹脂層16をある程度硬化させた後(完全に硬化させても良いが、硬化状態によっては、次の研磨や切削状態でリードフレーム14で絶縁樹脂層16との間に剥がれが生じる場合がある。この場合、絶縁樹脂層16を半硬化状態とし、研磨や切削が終了した後で、完全硬化させても良い。ここで半硬化状態とはプリント配線板に使われるプリプレグ等のBステージ状態を言う)、絶縁樹脂層16の表面を研磨や切削で除去し、絶縁樹脂層16からめっき電極部15を露出させる。こうして、隣接しためっき電極部15の隙間を絶縁樹脂層16で絶縁すると共に、めっき電極部15を絶縁樹脂層16に埋め込む。この結果、めっき電極部15の厚みが、放熱配線板11の表面に凹凸として表れないため、めっき電極部15の高肉厚化が可能となる。その後、必要に応じて、ソルダーレジスト等を形成する(ソルダーレジスト等の形成工程等は図示していない)。   First, as shown in FIG. 5A, the insulating resin layer 16 is formed so as to cover the plating electrode portion 15 or to fill the gaps between the plurality of plating electrode portions 15. As the insulating resin layer 16, a commercially available solder resist, an insulating resin material, or a member used for the insulating resin layer 16 can be used. After the insulating resin layer 16 is cured to some extent (may be completely cured, depending on the cured state, peeling may occur between the lead resin 14 and the insulating resin layer 16 in the next polishing or cutting state. In this case, the insulating resin layer 16 may be in a semi-cured state, and may be completely cured after polishing or cutting is completed, where the semi-cured state is a B stage state such as a prepreg used for a printed wiring board. The surface of the insulating resin layer 16 is removed by polishing or cutting, and the plated electrode portion 15 is exposed from the insulating resin layer 16. Thus, the gap between the adjacent plating electrode portions 15 is insulated by the insulating resin layer 16 and the plating electrode portion 15 is embedded in the insulating resin layer 16. As a result, since the thickness of the plating electrode portion 15 does not appear as unevenness on the surface of the heat dissipation wiring board 11, the plating electrode portion 15 can be made thick. Thereafter, a solder resist or the like is formed as necessary (a process for forming the solder resist or the like is not shown).

なおめっき電極部15の上に、更に半田めっきや錫めっき、金めっき等を行うことで、その実装性(半田付け性、GGI実装性、GGIはGold Gold Interfaceの略であり、金金接合の意味である)等を高められる。まためっき電極部15の不要部を、ソルダーレジスト(図示していない)で覆うことで、半田付け時での不要な半田18の濡れ広がりを抑えられる。   Further, by performing solder plating, tin plating, gold plating, or the like on the plating electrode portion 15, its mountability (solderability, GGI mountability, GGI is an abbreviation for Gold Gold Interface) Meaning). Further, by covering an unnecessary portion of the plating electrode portion 15 with a solder resist (not shown), unnecessary spreading of the solder 18 during soldering can be suppressed.

なお図5(B)(A)に示したように、複数のめっき電極部15の表面同士を、略同一(少なくとも±10ミクロン以下、望ましくは±5ミクロン以下)とすることで、複数のめっき電極部15の上に実装されるパワー半導体等の実装性を高められる。まためっき電極部15やリードフレーム14の厚みを増加しても、その厚みが放熱配線板11の表面に凹凸として発生しないため、実装後の確認作業(光学的、あるいは肉眼的)の作業性も高められる。   As shown in FIGS. 5B and 5A, the surfaces of the plurality of plating electrode portions 15 are substantially the same (at least ± 10 microns or less, preferably ± 5 microns or less), so that a plurality of platings can be obtained. The mountability of a power semiconductor or the like mounted on the electrode unit 15 can be improved. Further, even if the thickness of the plating electrode portion 15 and the lead frame 14 is increased, the thickness does not occur as unevenness on the surface of the heat dissipation wiring board 11, so that the workability of the confirmation work after mounting (optical or macroscopic) is also improved. Enhanced.

なお図5(B)(A)に示したように、複数のめっき電極部15の表面と、このめっき電極部15の隙間に充填した絶縁樹脂層16(あるいは伝熱樹脂層13の代わりに充填した伝熱樹脂層13)の表面を、略同一(少なくとも±10ミクロン以下、望ましくは±5ミクロン以下)とすることで、その上に実装するパワー半導体等の実装性を高められる。なお略同一にするには、図5(B)で示した切削や研磨等の手法を選ぶことができる。そして複数のめっき電極部15の表面と、前記めっき電極部15の隙間に重点した絶縁樹脂層16の表面を略同一とすることで、めっき電極部15やリードフレーム14の厚みを増加しても、その厚みが放熱配線板11の表面に凹凸として発生しないため、実装後の確認作業(光学的、あるいは肉眼的)の作業性も高められる。   As shown in FIGS. 5B and 5A, the surface of the plurality of plating electrode portions 15 and the insulating resin layer 16 filling the gaps between the plating electrode portions 15 (or filling instead of the heat transfer resin layer 13) are used. By making the surface of the heat transfer resin layer 13) substantially the same (at least ± 10 microns or less, preferably ± 5 microns or less), the mountability of a power semiconductor or the like mounted thereon can be improved. In order to make them substantially the same, the method such as cutting and polishing shown in FIG. 5B can be selected. And even if the thickness of the plating electrode part 15 and the lead frame 14 is increased by making the surface of the plurality of plating electrode parts 15 and the surface of the insulating resin layer 16 focusing on the gap between the plating electrode parts 15 substantially the same. Since the thickness does not occur as irregularities on the surface of the heat dissipation wiring board 11, the workability of the confirmation work after mounting (optical or macroscopic) is also improved.

なお伝熱樹脂層13と絶縁樹脂層16を同じものとする場合、なお伝熱樹脂層13に比べ、絶縁樹脂層16の方を、切削や研磨がされやすい状態(例えば、無機フィラーの添加量を少なくする、あるいは樹脂が完全硬化する前のBステージ状態、あるいは無機フィラーに切削性の高いもの、つまりモース硬度等の低いもの、あるいは柔らかいもの、あるいは無機フィラーの粒径を小さくする等)としておくことで、図5(B)の加工性を高められる。   When the heat transfer resin layer 13 and the insulating resin layer 16 are the same, the insulating resin layer 16 is more easily cut or polished than the heat transfer resin layer 13 (for example, the amount of inorganic filler added). Or the B stage state before the resin is completely cured, or the inorganic filler has high machinability, that is, has a low Mohs hardness, is soft, or the inorganic filler has a small particle size) By setting, the workability of FIG. 5 (B) can be improved.

(実施の形態3)
実施の形態3では、実施の形態1〜2で説明した部材について説明する。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, the members described in the first and second embodiments will be described.

伝熱樹脂層13としては、熱硬化性樹脂と無機フィラーとからなる伝熱性のコンポジット材料を用いることが望ましい。例えば無機フィラーを70重量%以上95重量%以下と、樹脂として熱硬化性樹脂5重量%以上30重量%以下からなる部材とすることが望ましい。   As the heat transfer resin layer 13, it is desirable to use a heat transfer composite material composed of a thermosetting resin and an inorganic filler. For example, it is desirable that the inorganic filler is 70% by weight or more and 95% by weight or less and the resin is a thermosetting resin 5% by weight or more and 30% by weight or less.

ここで無機フィラーは略球形状で、その直径は0.1μm以上100μm以下が適当である(0.1μm未満の場合、樹脂への分散が難しくなる。また100μmを超えると伝熱樹脂層13の厚みが厚くなり熱拡散性に影響を与える)。そのためこれら伝熱樹脂層13における無機フィラーの充填量は、熱伝導率を上げるために70から95重量%と高濃度に充填している。特に、本実施の形態では、無機フィラーは、平均粒径3μmと平均粒径12μmの2種類のアルミナを混合したものを用いている。この大小2種類の粒径のアルミナを用いることによって、大きな粒径のアルミナの隙間に小さな粒径のアルミナを充填できるので、アルミナを90重量%近くまで高濃度に充填できるものである。この結果、これら伝熱樹脂層13の熱伝導率は5W/(m・K)程度となる。   Here, the inorganic filler has a substantially spherical shape, and its diameter is suitably 0.1 μm or more and 100 μm or less (if it is less than 0.1 μm, it becomes difficult to disperse in the resin. If it exceeds 100 μm, the heat transfer resin layer 13 Thickness increases and affects thermal diffusivity). Therefore, the filling amount of the inorganic filler in these heat transfer resin layers 13 is filled at a high concentration of 70 to 95% by weight in order to increase the thermal conductivity. In particular, in the present embodiment, the inorganic filler is a mixture of two types of alumina having an average particle diameter of 3 μm and an average particle diameter of 12 μm. By using alumina having two kinds of large and small particle diameters, it is possible to fill the gaps between the large particle diameters of alumina with small particle diameters, so that alumina can be filled at a high concentration to nearly 90% by weight. As a result, the thermal conductivity of the heat transfer resin layer 13 is about 5 W / (m · K).

なお無機フィラーとしてはアルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、及び窒化アルミニウム、酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも一種以上を含んでいるものとすることが、熱伝導性やコスト面から望ましい。   The inorganic filler includes at least one selected from the group consisting of alumina, magnesium oxide, boron nitride, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, and zinc oxide. Desirable from the standpoint of cost and cost.

なお無機フィラーを用いると、放熱性を高められるが、特に酸化マグネシウムを用いると線熱膨張係数を大きくできる。また酸化ケイ素を用いると誘電率を小さくでき、窒化ホウ素を用いると線熱膨張係数を小さくできる。こうして伝熱層13としての熱伝導率が1W/(m・K)以上20W/(m・K)以下のものを形成することができる。なお熱伝導率が1W/(m・K)未満の場合、放熱配線板11の放熱性に影響を与える。また熱伝導率を20W/(m・K)より高くしようとした場合、無機フィラー量を増やす必要があり、プレス時の加工性に影響を与える場合がある。   When an inorganic filler is used, the heat dissipation can be improved, but in particular when magnesium oxide is used, the linear thermal expansion coefficient can be increased. Further, when silicon oxide is used, the dielectric constant can be reduced, and when boron nitride is used, the linear thermal expansion coefficient can be reduced. Thus, the heat transfer layer 13 having a thermal conductivity of 1 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less can be formed. When the thermal conductivity is less than 1 W / (m · K), the heat dissipation performance of the heat dissipation wiring board 11 is affected. Moreover, when it is going to make thermal conductivity higher than 20 W / (m * K), it is necessary to increase the amount of inorganic fillers and may affect the workability at the time of a press.

なお熱硬化性樹脂を使う場合は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂の内、少なくとも1種類の樹脂を含んでいるものが望ましい。これはこれらの樹脂が耐熱性や電気絶縁性に優れているからである。   In addition, when using a thermosetting resin, what contains at least 1 type of resin among an epoxy resin, a phenol resin, and cyanate resin is desirable. This is because these resins are excellent in heat resistance and electrical insulation.

なおこれらに、熱軟化性の樹脂を少量(例えば伝熱樹脂層13の重量に対して0.5wt%以上5wt%以下)添加することで、成形性(例えば、金型等を用いて所定形状に仮成形した後、熱硬化炉で一括して本硬化させる等)を高められる。   In addition, by adding a small amount of thermosoftening resin (for example, 0.5 wt% or more and 5 wt% or less with respect to the weight of the heat transfer resin layer 13), moldability (for example, a predetermined shape using a mold or the like) is added. And the like are temporarily cured in a thermosetting furnace, and the like.

同様に、伝熱樹脂層13において、無機フィラーに対する濡れ改善剤(例えば、分散剤、表面処理剤、各種カップリング剤等)を添加しておくことで、伝熱樹脂層13の成形性を高められる。   Similarly, in the heat transfer resin layer 13, by adding a wetting improver (for example, a dispersant, a surface treatment agent, various coupling agents, etc.) to the inorganic filler, the moldability of the heat transfer resin layer 13 is improved. It is done.

また無機フィラーの被加工性(切削性や研磨性)を考慮することで、その作業性を高められる。例えば図5(B)において、絶縁樹脂層16に添加する無機フィラーは、モース硬度の低いもの(例えば、酸化亜鉛等)を用いることが望ましい。なお酸化亜鉛の電気伝導性が高い場合、表面処理(あるいは絶縁処理)を行うことが望ましい。少なくともその表面以上を絶縁化(あるいは高抵抗化)することで、絶縁性を確保できる。   Moreover, the workability | operativity can be improved by considering the workability (cutting property or abrasiveness) of an inorganic filler. For example, in FIG. 5B, the inorganic filler added to the insulating resin layer 16 is desirably one having a low Mohs hardness (for example, zinc oxide). When zinc oxide has high electrical conductivity, it is desirable to perform surface treatment (or insulation treatment). Insulation can be ensured by insulating (or increasing resistance) at least the surface.

次にめっき電極部15の形成方法としては、電気めっきや無電解めっきを用いることができる。   Next, as a method for forming the plating electrode portion 15, electroplating or electroless plating can be used.

ここで電気めっきとは、めっきしようとする金属(例えば銅)のイオンを含むめっき液の中に、めっきしようとするサンプル(例えば、図3(B)のサンプル。なお金属板12等の表面にめっき付着防止用のレジスト等の形成が望ましい)を入れて、陰極(マイナス極)とし、陽極(プラス極)には、めっきしようとする金属(可溶性陽極)を用いて、両極間に直流電源を用いて所定の電圧を加え、陰極側の還元反応を利用し、めっき皮膜を形成しようとするものである。なお、銅めっきを行うには、シアン化銅浴(例えば、シアン化銅:60〜80g/リットル、シアン化ナトリウム:70〜90g/リットル、水酸化ナトリウム:10〜40g/リットル)、ほうフッ化銅浴、硫酸銅浴(例えば、硫酸銅:180〜250g/リットル、硫酸:45〜65g/リットル、塩化物イオン:20〜60mg/リットル)、ピロリン酸銅浴等を用いることができる。なお、必要に応じてニッケルめっきや銀めっき、錫めっきと組合せることもできる。   Here, electroplating refers to a sample to be plated (for example, the sample in FIG. 3B) in a plating solution containing ions of a metal to be plated (for example, copper). (It is desirable to form a resist to prevent plating adhesion) and use it as the cathode (minus electrode), and the anode (plus electrode) with the metal to be plated (soluble anode), and connect the DC power supply between both electrodes A predetermined voltage is applied, and a plating film is formed by utilizing a reduction reaction on the cathode side. In order to perform copper plating, a copper cyanide bath (for example, copper cyanide: 60 to 80 g / liter, sodium cyanide: 70 to 90 g / liter, sodium hydroxide: 10 to 40 g / liter), boron fluoride A copper bath, a copper sulfate bath (for example, copper sulfate: 180 to 250 g / liter, sulfuric acid: 45 to 65 g / liter, chloride ion: 20 to 60 mg / liter), a copper pyrophosphate bath, and the like can be used. In addition, it can also combine with nickel plating, silver plating, and tin plating as needed.

無電解めっきとは、電気エネルギーの代わりに、還元剤の還元作用により金属イオンを還元し、めっき反応を行わせるものである。例えば無電解めっきを用いる場合、硫酸銅:10g/リットル、ホルマリン:20mL/リットル、水酸化ナトリウム:10g/リットル、EDTA4Na:25g/リットルからなるめっき液(浴)を用いることができる。なおホルマリンは還元剤、EATA4Naは、銅イオンの安定化剤となる。また必要に応じて、リンゴ酸、コハク酸、酢酸、グリシン等の錯化剤や、pH緩衝材、触媒毒を押さえるための微量金属イオン等を添加することができる。まためっき電極部15に含まれる微量成分(例えば、リン等)を調整することで、めっき電極部15の硬度を最適化できる。   In electroless plating, metal ions are reduced by a reducing action of a reducing agent instead of electric energy to cause a plating reaction. For example, when using electroless plating, a plating solution (bath) composed of copper sulfate: 10 g / liter, formalin: 20 mL / liter, sodium hydroxide: 10 g / liter, EDTA4Na: 25 g / liter can be used. Formalin is a reducing agent, and EATA4Na is a copper ion stabilizer. Further, if necessary, a complexing agent such as malic acid, succinic acid, acetic acid, glycine, a pH buffering material, trace metal ions for suppressing catalyst poison, and the like can be added. Moreover, the hardness of the plating electrode part 15 can be optimized by adjusting a trace component (for example, phosphorus etc.) contained in the plating electrode part 15.

なおめっき電極部15を銅(Cu)以外の材料とする場合、例えばニッケル(Ni)や、銀(Ag)、金(Au)を主成分とする場合、それに応じためっき液を選ぶことができる。   When the plating electrode portion 15 is made of a material other than copper (Cu), for example, when nickel (Ni), silver (Ag), or gold (Au) is a main component, a plating solution can be selected accordingly. .

こうして、部品実装面の一部以上にめっき電極部15を有するリードフレーム14と、このリードフレーム14の一部以上を埋め込むシート状の伝熱樹脂層13と、からなる放熱配線板11であって、前記リードフレーム14より、前記めっき電極部15が3ミクロン以上、前記伝熱樹脂層13側にはみ出している放熱配線板11を提供することで、部品実装面に実装した発熱部品17等の放熱性を高められる。   Thus, the heat dissipation wiring board 11 includes the lead frame 14 having the plating electrode portion 15 on a part or more of the component mounting surface and the sheet-like heat transfer resin layer 13 in which a part or more of the lead frame 14 is embedded. By providing the heat dissipating wiring board 11 in which the plated electrode portion 15 protrudes from the lead frame 14 to the heat transfer resin layer 13 side by 3 microns or more, the heat dissipation of the heat generating component 17 and the like mounted on the component mounting surface is provided. Increases sex.

部品実装面の一部以上にめっき電極部15を有するリードフレーム14と、このリードフレーム14の一部以上と、前記めっき電極部15の一部以上とを、埋め込む伝熱樹脂層13と、からなる放熱配線板11であって、前記リードフレーム14より、前記めっき電極部15が3ミクロン以上、前記伝熱樹脂層13側にはみ出している放熱配線板11を提供することで、部品実装面に実装した発熱部品17等の放熱性を高められる。   A lead frame 14 having a plated electrode portion 15 on a part or more of a component mounting surface, a part or more of the lead frame 14 and a heat transfer resin layer 13 in which a part or more of the plated electrode part 15 is embedded. By providing the heat dissipation wiring board 11 in which the plating electrode portion 15 protrudes from the lead frame 14 to the heat transfer resin layer 13 side by 3 μm or more from the lead frame 14 on the component mounting surface. The heat dissipation of the mounted heat generating component 17 and the like can be improved.

金属板12と、その上に形成したシート状の伝熱樹脂層13を介して固定した、部品実装面の一部以上にめっき電極部を有するリードフレーム14と、からなる放熱配線板11であって、前記リードフレーム14の一部以上が、前記伝熱樹脂層13に埋め込まれ、前記リードフレーム14より、前記めっき電極部15が3ミクロン以上、前記伝熱樹脂層13側にはみ出ている放熱配線板11を提供することで、部品実装面に実装した発熱部品17等の放熱性を高められる。   A heat dissipation wiring board 11 comprising a metal plate 12 and a lead frame 14 having a plating electrode portion on a part or more of a component mounting surface fixed via a sheet-like heat transfer resin layer 13 formed thereon. Then, a part or more of the lead frame 14 is embedded in the heat transfer resin layer 13, and the plating electrode portion 15 protrudes from the lead frame 14 by 3 μm or more to the heat transfer resin layer 13 side. By providing the wiring board 11, the heat dissipation of the heat generating component 17 and the like mounted on the component mounting surface can be enhanced.

金属板12と、その上に形成したート状の伝熱樹脂層13を介して固定した、部品実装面の一部以上にめっき電極部15を有するリードフレーム14と、からなる放熱配線板11であって、前記リードフレーム14の一部以上と、前記めっき電極部15の一部以上が、前記伝熱樹脂層13に埋め込まれ、前記リードフレーム14より、前記めっき電極部15が3ミクロン以上、前記伝熱樹脂層13側にはみ出ている放熱配線板11を提供することで、部品実装面に実装した発熱部品17等の放熱性を高められる。   A heat dissipation wiring board 11 comprising a metal plate 12 and a lead frame 14 having a plating electrode portion 15 on a part or more of a component mounting surface, which is fixed via a tote-shaped heat transfer resin layer 13 formed thereon. In this case, a part or more of the lead frame 14 and a part or more of the plating electrode part 15 are embedded in the heat transfer resin layer 13, and the plating electrode part 15 is 3 microns or more from the lead frame 14. By providing the heat dissipating wiring board 11 protruding to the heat transfer resin layer 13 side, the heat dissipating property of the heat generating component 17 mounted on the component mounting surface can be enhanced.

リードフレーム14による配線幅より、その上に形成しためっき電極部15の配線幅の方が、6ミクロン以上太いことを特徴とする放熱配線板11を提供することで、部品実装面に実装した発熱部品17等の放熱性を高められる。   By providing the heat dissipating wiring board 11 characterized in that the wiring width of the plating electrode portion 15 formed thereon is larger than the wiring width by the lead frame 14 by 6 microns or more, the heat generated on the component mounting surface The heat dissipation of the component 17 etc. can be improved.

リードフレーム14の厚みより、その上に形成しためっき電極部15の厚みの方が、薄いことを特徴とする放熱配線板11を提供することで、部品実装面に実装した発熱部品17等の放熱性を高められる。   By providing the heat dissipating wiring board 11 characterized in that the thickness of the plated electrode portion 15 formed thereon is thinner than the thickness of the lead frame 14, heat dissipation of the heat generating component 17 and the like mounted on the component mounting surface. Increases sex.

リードフレーム14は、銅もしくは銅合金であり、その厚みは100ミクロン以上500ミクロン以下である放熱配線板11を提供することで、部品実装面に実装した発熱部品17等の放熱性を高められる。   The lead frame 14 is made of copper or copper alloy, and by providing the heat dissipating wiring board 11 having a thickness of 100 microns to 500 microns, the heat dissipation of the heat generating component 17 mounted on the component mounting surface can be improved.

めっき電極部15は、銅を80重量%以上含むものであり、その厚みは3ミクロン以上である放熱配線板11を提供することで、部品実装面に実装した発熱部品17等の放熱性を高められる。   The plated electrode portion 15 contains 80% by weight or more of copper, and by providing the heat dissipation wiring board 11 having a thickness of 3 microns or more, the heat dissipation performance of the heat generating component 17 mounted on the component mounting surface is improved. It is done.

複数のめっき電極部15の間に、絶縁樹脂層16や伝熱樹脂層13等からなる絶縁材料が充填されている放熱配線板11を提供することで、部品実装面に実装した発熱部品17等の放熱性を高められる。   By providing the heat dissipating wiring board 11 filled with an insulating material composed of the insulating resin layer 16 and the heat transfer resin layer 13 between the plurality of plated electrode portions 15, the heat generating component 17 mounted on the component mounting surface, etc. Can improve heat dissipation.

複数の互いに絶縁されためっき電極部15の表面同士が、略同一平面である放熱配線板11を提供することで、部品実装面に実装した発熱部品17等の放熱性を高められる。   By providing the heat dissipating wiring board 11 in which the surfaces of the plurality of mutually insulated plating electrode portions 15 are substantially in the same plane, the heat dissipation of the heat generating component 17 and the like mounted on the component mounting surface can be enhanced.

複数のめっき電極部15の表面と、前記めっき電極部15の隙間に充填した絶縁樹脂層16や伝熱樹脂層13等からなる絶縁材料の表面とが、互いに略同一平面である放熱配線板11を提供することで、部品実装面に実装した発熱部品17等の放熱性を高められる。   The surface of the plurality of plating electrode portions 15 and the surface of the insulating material composed of the insulating resin layer 16 and the heat transfer resin layer 13 filled in the gaps between the plating electrode portions 15 are substantially flush with each other. By providing the above, it is possible to improve the heat dissipation of the heat generating component 17 and the like mounted on the component mounting surface.

少なくとも、リードフレーム14を用意する工程と、前記リードフレーム14の一部以上を伝熱樹脂層13に埋め込む工程と、前記伝熱樹脂層13から露出した前記リードフレーム14の一部以上にめっき電極部15を形成する工程と、前記めっき電極部15同士の隙間に、伝熱樹脂層13や絶縁樹脂層16等からなる絶縁材料を充填する工程を含むことで、放熱性に優れた放熱配線板11を製造することができる。   At least a step of preparing a lead frame 14, a step of embedding a part or more of the lead frame 14 in the heat transfer resin layer 13, and a plating electrode on a part or more of the lead frame 14 exposed from the heat transfer resin layer 13 The step of forming the portion 15 and the step of filling the gap between the plating electrode portions 15 with an insulating material composed of the heat transfer resin layer 13, the insulating resin layer 16 and the like, thereby providing a heat dissipation wiring board excellent in heat dissipation 11 can be manufactured.

以上のように、本発明にかかる放熱配線板とその製造方法によって、電源装置、プラズマテレビ、液晶テレビ、あるいは車載用各種電装品、あるいは産業用の放熱が要求される機器の小型化、高性能化が可能となる。   As described above, the heat dissipation wiring board and the manufacturing method thereof according to the present invention make it possible to reduce the size and performance of a power supply device, a plasma television, a liquid crystal television, various in-vehicle electrical components, or a device that requires industrial heat dissipation. Can be realized.

実施の形態1における放熱配線板を説明する切り欠き図Cutaway diagram illustrating the heat dissipation wiring board according to Embodiment 1 実施の形態1における放熱配線板の放熱メカニズムを説明する断面図Sectional drawing explaining the thermal radiation mechanism of the thermal radiation wiring board in Embodiment 1 (A)〜(C)は、共にリードフレームを伝熱樹脂層に埋め込む様子を説明する断面図(A)-(C) is sectional drawing explaining a mode that a lead frame is embedded in a heat-transfer resin layer together. (A)(B)は、共にリードフレーム上に、めっき電極部を形成する様子を説明する断面図(A) (B) is sectional drawing explaining a mode that a plating electrode part is formed on a lead frame together (A)(B)は、共にリードフレームの上に形成しためっき電極部の隙間を絶縁樹脂層で絶縁する様子を説明する断面図(A) (B) is sectional drawing explaining a mode that the clearance gap between the plating electrode parts formed on the lead frame is insulated with an insulating resin layer. (A)(B)は、共に従来の放熱基板を説明する断面図(A) (B) is sectional drawing explaining the conventional heat sink

符号の説明Explanation of symbols

11 放熱配線板
12 金属板
13 伝熱樹脂層
14 リードフレーム
15 めっき電極部
16 絶縁樹脂層
17 発熱部品
18 半田
19 矢印
20 フィルム
11 Heat Dissipation Wiring Board 12 Metal Plate 13 Heat Transfer Resin Layer 14 Lead Frame 15 Plating Electrode 16 Insulating Resin Layer 17 Heating Component 18 Solder 19 Arrow 20 Film

Claims (12)

部品実装面の一部以上にめっき電極部を有するリードフレームと、
このリードフレームの一部以上を埋め込むシート状の伝熱樹脂層と、
からなる放熱配線板であって、
前記リードフレームより、前記めっき電極部が3ミクロン以上、前記伝熱樹脂層側にはみ出している放熱配線板。
A lead frame having a plated electrode portion on a part or more of the component mounting surface;
A sheet-like heat transfer resin layer embedding a part or more of the lead frame;
A heat dissipation wiring board comprising:
A heat dissipation wiring board in which the plating electrode part protrudes from the lead frame to the heat transfer resin layer side by 3 microns or more.
部品実装面の一部以上にめっき電極部を有するリードフレームと、
このリードフレームの一部以上と、前記めっき電極部の一部以上とを、埋め込む伝熱樹脂層と、
からなる放熱配線板であって、
前記リードフレームより、前記めっき電極部が3ミクロン以上、前記伝熱樹脂層側にはみ出している放熱配線板。
A lead frame having a plated electrode part on a part or more of the component mounting surface;
A heat transfer resin layer that embeds a part of the lead frame and a part of the plating electrode part;
A heat dissipation wiring board comprising:
A heat dissipation wiring board in which the plating electrode part protrudes from the lead frame to the heat transfer resin layer side by 3 microns or more.
金属板と、その上に形成したシート状の伝熱樹脂層を介して固定した、部品実装面の一部以上にめっき電極部を有するリードフレームと、
からなる放熱配線板であって、
前記リードフレームの一部以上が、前記伝熱樹脂層に埋め込まれ、
前記リードフレームより、前記めっき電極部が3ミクロン以上、前記伝熱樹脂層側にはみ出ている放熱配線板。
A lead frame having a plated electrode portion on a part or more of a component mounting surface, which is fixed via a metal plate and a sheet-like heat transfer resin layer formed thereon,
A heat dissipation wiring board comprising:
Part or more of the lead frame is embedded in the heat transfer resin layer,
A heat dissipation wiring board in which the plating electrode part protrudes from the lead frame to the heat transfer resin layer side by 3 microns or more.
金属板と、その上に形成したート状の伝熱樹脂層を介して固定した、部品実装面の一部以上にめっき電極部を有するリードフレームと、
からなる放熱配線板であって、
前記リードフレームの一部以上と、前記めっき電極部の一部以上が、前記伝熱樹脂層に埋め込まれ、
前記リードフレームより、前記めっき電極部が3ミクロン以上、前記伝熱樹脂層側にはみ出ている放熱配線板。
A lead frame having a plated electrode portion on a part or more of a component mounting surface, which is fixed via a metal plate, and a tote-shaped heat transfer resin layer formed thereon,
A heat dissipation wiring board comprising:
Part or more of the lead frame and part or more of the plating electrode part are embedded in the heat transfer resin layer,
A heat dissipation wiring board in which the plating electrode part protrudes from the lead frame to the heat transfer resin layer side by 3 microns or more.
リードフレームによる配線幅より、その上に形成しためっき電極部の配線幅の方が、6ミクロン以上太いことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の放熱配線板。 5. The heat dissipation wiring board according to claim 1, wherein the wiring width of the plating electrode formed on the lead frame is 6 microns or more thicker than the wiring width of the lead frame. リードフレームの厚みより、その上に形成しためっき電極部の厚みの方が、薄いことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の放熱配線板。 The heat dissipation wiring board according to any one of claims 1 to 4, wherein the thickness of the plating electrode portion formed thereon is thinner than the thickness of the lead frame. リードフレームは、銅もしくは銅合金であり、その厚みは100ミクロン以上500ミクロン以下である請求項1〜4のいずれか1つに記載の放熱配線板。 The lead frame is copper or a copper alloy, and the thickness thereof is not less than 100 microns and not more than 500 microns. The heat dissipation wiring board according to any one of claims 1 to 4. めっき電極部は、銅、ニッケル、銀または金の内いずれか一つを80重量%以上含むものであり、その厚みは3ミクロン以上である請求項1〜4のいずれか1つに記載の放熱配線板。 The heat dissipation according to any one of claims 1 to 4, wherein the plating electrode part contains at least 80% by weight of any one of copper, nickel, silver, and gold, and has a thickness of 3 microns or more. Wiring board. 複数のめっき電極部の間に、絶縁材料が充填されている請求項1〜4のいずれか1つに記載の放熱配線板。 The heat dissipation wiring board according to any one of claims 1 to 4, wherein an insulating material is filled between the plurality of plating electrode portions. 複数の互いに絶縁されためっき電極部の表面同士が、略同一平面である請求項1〜4のいずれか1つに記載の放熱配線板。 The heat dissipation wiring board according to any one of claims 1 to 4, wherein surfaces of the plurality of mutually insulated plating electrode portions are substantially flush with each other. 複数のめっき電極部の表面と、前記めっき電極部の隙間に充填した絶縁材料の表面とが、互いに略同一平面である請求項1〜4のいずれか1つに記載の放熱配線板。 5. The heat dissipation wiring board according to claim 1, wherein a surface of the plurality of plating electrode portions and a surface of the insulating material filled in a gap between the plating electrode portions are substantially flush with each other. 少なくとも、
リードフレームを用意する工程と、
前記リードフレームの一部以上を伝熱樹脂層に埋め込む工程と、
前記伝熱樹脂層から露出した前記リードフレームの一部以上にめっき電極部を形成する工程と、
前記めっき電極部同士の隙間に、伝熱樹脂層もしくは絶縁材料を充填する工程を含む放熱配線板の製造方法。
at least,
Preparing a lead frame;
Embedding part or more of the lead frame in a heat transfer resin layer;
Forming a plating electrode portion on a part or more of the lead frame exposed from the heat transfer resin layer;
A method for manufacturing a heat dissipation wiring board, comprising a step of filling a gap between the plating electrode portions with a heat transfer resin layer or an insulating material.
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