JP2014049604A - Mounting board and circuit device using the same - Google Patents

Mounting board and circuit device using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2014049604A
JP2014049604A JP2012191274A JP2012191274A JP2014049604A JP 2014049604 A JP2014049604 A JP 2014049604A JP 2012191274 A JP2012191274 A JP 2012191274A JP 2012191274 A JP2012191274 A JP 2012191274A JP 2014049604 A JP2014049604 A JP 2014049604A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive pattern
substrate
mounting substrate
mounting
back side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012191274A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kato
敦史 加藤
Toshimichi Naruse
俊道 成瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2012191274A priority Critical patent/JP2014049604A/en
Publication of JP2014049604A publication Critical patent/JP2014049604A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that the process is complicated to cause increase in cost when trying to obtain a thick conductive pattern for a large current and a thin conductive pattern for a small current on a substrate, and such a problem that a fine pattern cannot be drawn on the substrate when trying to use a thick conductive pattern for a large current also as a thin conductive pattern for a small current, because the film thickness is thick.SOLUTION: A mounting board has a core layer 52 composed of insulation resin, a first conductive pattern 53 provided on the surface side of the core layer 52, and a second conductive pattern 54 provided on the back side of the core layer 52. Interval d of the second conductive patterns 54 is set on the basis of the voltage being applied, and the second conductive pattern 54 is expanded to have a uniform interval on the basis of the set value. Consequently, the area of a conductive pattern on the back side is enlarged and heat dissipation effect is magnified.

Description

本発明は、実装基板およびこの実装基板を用いた回路装置に関するものである。   The present invention relates to a mounting board and a circuit device using the mounting board.

環境問題から、電力の削減が求められ、色々な対策が施されている。その中で、エアコン、洗濯機または掃除機等で使用する電源、特にモータが採用される場合、その効率UPにより、電力の削減が可能である。   Due to environmental problems, reduction of electric power is required and various measures are taken. Among them, when a power source, particularly a motor, used in an air conditioner, a washing machine, a vacuum cleaner, or the like is employed, the power can be reduced by increasing its efficiency.

具体的には、回路的に削減する場合と、この電源回路に用いられる半導体素子の放熱を向上し、効率の高い駆動とする事で、電力の削減が成されている。後者は、半導体素子が自己発熱し、自身が高温になると、駆動電流の低下を招くからである。   Specifically, the power is reduced by reducing the circuit and improving the heat dissipation of the semiconductor elements used in the power supply circuit and driving with high efficiency. The latter is because when the semiconductor element self-heats and the temperature of itself increases, the drive current decreases.

また最近は、LED等の発光素子も同様で、冷却する事で、より駆動電流を高めることができる。   In recent years, light-emitting elements such as LEDs are the same, and the drive current can be further increased by cooling.

また、最近では、電子機器が身の回りにあり、ポケットやバックから取り出して、色々な情報が取れるようになって来た。これは、携帯機器が小型・軽量となってきた事が一つの要因で有る。名刺サイズの携帯電話、名刺2枚程度のスマートフォンが現れ、世界のどこに居ても情報処理が可能となっている。   Recently, electronic devices have been around, and various information can be obtained by taking them out of a pocket or back. This is due to the fact that mobile devices have become smaller and lighter. Business card-sized mobile phones and smartphones with about two business cards have appeared, enabling information processing anywhere in the world.

この小型・軽量化を実現させた要因は、色々とあるが、その第1の要因として、ICの高機能化がある。色々な機能がICチップに作りこまれ、しかも小型になっている。そして、この小型化したICチップは、高機能であるために、端子数も増え、この端子サイズも小さくなっている。   There are various factors that have realized this reduction in size and weight, and the first factor is the enhancement of the functionality of the IC. Various functions are built into the IC chip, and it is small. And since this miniaturized IC chip is highly functional, the number of terminals is increased and the terminal size is also reduced.

続いて小型・軽量化の第2の要因は、このICチップを実装するインターポーザである。このインターポーザは、セット用の基板1とICチップの間に挿入されるもので、IC
チップとセット用の基板の熱膨張係数αの違いを緩和するものである。
Subsequently, the second factor for reducing the size and weight is the interposer for mounting the IC chip. This interposer is inserted between the set substrate 1 and the IC chip.
This is to alleviate the difference in coefficient of thermal expansion α between the chip and the set substrate.

このインターポーザ(以下実装基板と呼ぶ)は、絶縁性樹脂をベースとし、αの調整のために、酸化Si、酸化Al等の粒状フィラーや、ガラスまたはカーボン等の繊維状のフィラーが練りこまれている。   This interposer (hereinafter referred to as “mounting substrate”) is based on an insulating resin, and for adjusting α, granular fillers such as oxidized Si and oxidized aluminum, and fibrous fillers such as glass or carbon are kneaded. Yes.

図5に実装基板10を示す。一例として、2層基板を示し、11が絶縁性樹脂からなるコア層である。そしてこのコア層11の表面・裏面には、導電パターンが設けられている。コア層11の表側には、第1の導電パターン12が設けられ、裏側には第2の導電パターン13が設けられている。この第1の導電パターン12は、チップ実装用のアイランド、ボンディングパッドまたは配線等からなり、第2の導電パターン13は、セット用の基板1との接続のため、半田ボール用の電極パッドが設けられている。   FIG. 5 shows the mounting substrate 10. As an example, a two-layer substrate is shown, and 11 is a core layer made of an insulating resin. A conductive pattern is provided on the front and back surfaces of the core layer 11. A first conductive pattern 12 is provided on the front side of the core layer 11, and a second conductive pattern 13 is provided on the back side. The first conductive pattern 12 is made up of chip mounting islands, bonding pads, wirings, or the like, and the second conductive pattern 13 is provided with solder ball electrode pads for connection to the set substrate 1. It has been.

特開平01−266786号JP 01-266786 A

近年、実装基板10の高機能化に伴い、この実装基板には、小電流用の薄い導電パター
ン12Aと大電流用の厚い導電パターン12Bが必要に成って来た。特許文献1は、金属基板に適用したものであるが、厚い導電パターンと薄い導電パターンを2回のエッチングで実現している。
In recent years, as the mounting substrate 10 has a higher function, a thin conductive pattern 12A for a small current and a thick conductive pattern 12B for a large current are required on the mounting substrate. Patent Document 1 is applied to a metal substrate, and a thick conductive pattern and a thin conductive pattern are realized by two etchings.

例えば、インバータモジュールなどは、図5に示す様に、大電流が流れるトランジスタ14と、このトランジスタ14を制御する制御IC15がある。そしてこのトランジスタ14は、大電流が流れるため、厚い導電パターン12Bを必要とし、制御IC15は、さほど電流を必要としないので、薄い導電パターン12Aを必要とする。   For example, the inverter module has a transistor 14 through which a large current flows and a control IC 15 that controls the transistor 14 as shown in FIG. The transistor 14 requires a thick conductive pattern 12B because a large current flows, and the control IC 15 requires a thin conductive pattern 12A because it does not require much current.

しかしながら、この実装基板10に厚みの異なる導電パターンを設ける事は、前述したように、製造工程を増やす原因となった。つまり予め厚い膜のCu箔を用意し、エッチングを2回行って厚い膜厚と薄い膜厚を用意しなければならない。   However, providing conductive patterns having different thicknesses on the mounting substrate 10 causes an increase in the number of manufacturing steps as described above. That is, it is necessary to prepare a thick Cu foil in advance and perform etching twice to prepare a thick film and a thin film.

別の方法として、小電流用の導電パターン12Aを、あえて薄くせずに、厚い導電パターン12と同じ膜厚で代用しても良い。しかしながら、この場合、以下の問題が有る。   As another method, the conductive pattern 12A for small current may be substituted with the same film thickness as the thick conductive pattern 12 without intentionally reducing the thickness. However, in this case, there are the following problems.

一般に、Cuパターンは、コストの面から、ウェットエッチングで実現されている。よって等方的にエッチングされ、厚いCuパターンでは、その分、横方向のエッチングも進み、ファインパターンが形成できない問題があった。つまり薄い導電パターンでエッチングすれば、その分、ファインパターンを高密度に配置できるが、この厚い導電パターンで代用すれば、この分を犠牲にしている。   In general, the Cu pattern is realized by wet etching from the viewpoint of cost. Therefore, in the case of a thick Cu pattern that is isotropically etched, there is a problem in that the fine pattern cannot be formed because the etching in the lateral direction also advances accordingly. That is, if etching is performed with a thin conductive pattern, the fine pattern can be arranged at a higher density, but if this thick conductive pattern is used instead, this amount is sacrificed.

図6は、4層の導電パターンから成る実装基板20を示すものである。表側の最表面の導電パターン21Aが例えば70μmとすると、前述したように膜厚が厚い事から、140〜150μm程度のL/Sである。しかし最近では、ノイズや処理スピードの観点から、制御ICは、フリップチップ実装が好まれ、このフリップチップで実装すれば、金属細線がいらず、信号の流れる配線長を短くできるからである。   FIG. 6 shows a mounting board 20 composed of four conductive patterns. If the outermost conductive pattern 21A on the front side is 70 μm, for example, the L / S is about 140 to 150 μm because the film thickness is large as described above. However, recently, from the viewpoint of noise and processing speed, the flip-chip mounting is preferred for the control IC, and if the flip-chip mounting is used, a metal wire is not required, and the wiring length through which a signal flows can be shortened.

しかし、このフリップチップ実装であると、端子数も増え、端子密度もかなり高いことから、近年では、L/Sが100μm位は必要である。よって膜厚70μmのCu箔を用いると、膜厚が厚い分、L/S100μmを実現できず、フリップチップ実装が困難になる場合がある。   However, in this flip chip mounting, the number of terminals is increased and the terminal density is considerably high. Therefore, in recent years, L / S is required to be about 100 μm. Therefore, when a Cu foil having a film thickness of 70 μm is used, L / S of 100 μm cannot be realized due to the thick film thickness, and flip chip mounting may be difficult.

よって膜厚70μmよりも薄い銅箔(例えば50μm)で導電パターン21Aを実現しようとすれば、今度は、パワートランジスタ14から流れる大電流を流すことができない。その為、図6(A)の様に、Via22を介して大電流を流そうとした。しかしこの場合、Via22は、ドリルで実装基板20を開けて、そのVia22にメッキを付けて埋めていた。ところが、ドリル等の加工工程が付加される為、Viaの真上の電極22Aは、凹凸があり、ボンディングが難しかった。   Therefore, if it is intended to realize the conductive pattern 21A with a copper foil (for example, 50 μm) thinner than 70 μm, a large current flowing from the power transistor 14 cannot be flowed. Therefore, as shown in FIG. 6A, an attempt was made to flow a large current via Via 22. In this case, however, the Via 22 is buried by opening the mounting substrate 20 with a drill and plating the Via 22. However, since a processing step such as a drill is added, the electrode 22A immediately above the Via has irregularities and bonding is difficult.

よって図6(B)の様に、Via22の真上を避けて、実装基板20の平らな上に形成された導電パターン22Bにワイヤボンドをしていた。   Therefore, as shown in FIG. 6B, wire bonding is performed on the conductive pattern 22B formed on the flat surface of the mounting substrate 20 while avoiding the position directly above the Via 22.

しかしながら、ここの導電パターン22Bは、50μmの銅箔であり、抵抗分があり、前記トランジスタ14の電流を流せば、導電パターンが溶断したり、実装基板20自体が温度上昇する問題があった。   However, the conductive pattern 22 </ b> B here is a 50 μm copper foil and has a resistance, and if the current of the transistor 14 is passed, the conductive pattern melts or the mounting substrate 20 itself has a temperature rise.

また実装基板10や20の場合、絶縁樹脂自体が熱抵抗が高く、また用いられる各層の導電パターンは、放熱対策が不十分であるため、基板が上昇してしまう課題があった。   In the case of the mounting substrates 10 and 20, the insulating resin itself has a high thermal resistance, and the conductive pattern of each layer used has a problem that the substrate rises because of insufficient heat dissipation measures.

本発明は、絶縁樹脂を材料とするコア層と、
前記コア層の表側に設けられた複数の第1の導電パターンと、
前記コア層の裏側に設けられ複数の第2の導電パターンと、
前記第1の導電パターンと前記第2の導電パターンとを電気的に接続するスルーホールとを有する多層の実装基板であり、
前記複数の第2の導電パターンは、お互いの間を一定の間隔になる様に拡張して構成する事で解決するものである。
The present invention includes a core layer made of an insulating resin,
A plurality of first conductive patterns provided on the front side of the core layer;
A plurality of second conductive patterns provided on the back side of the core layer;
A multilayer mounting board having a through hole for electrically connecting the first conductive pattern and the second conductive pattern;
The plurality of second conductive patterns can be solved by expanding the plurality of second conductive patterns so as to have a constant interval between each other.

実装基板の裏側には、導電パターンが広げられて形成されるため、放熱の効果が拡大する。   Since the conductive pattern is formed on the back side of the mounting substrate, the heat radiation effect is increased.

また表よりも裏側を厚くすれば、厚みを持ったヒートシンクとしての機能も持ち合わせることになり、更に放熱性が向上する。   Further, if the back side is made thicker than the front side, it also has a function as a heat sink having a thickness, and heat dissipation is further improved.

しかも小信号系と大信号系を有するパワー回路に於いて、大信号系を裏側に流すことから、表側は、厚い膜と薄い膜の2種類を用意することも無い。よって構造も製造方法も簡単になり、コスト的にも有利な構造となる。   In addition, in a power circuit having a small signal system and a large signal system, since the large signal system is caused to flow on the back side, there is no need to prepare a thick film and a thin film on the front side. Therefore, the structure and the manufacturing method are simplified, and the structure is advantageous in terms of cost.

本発明の実装基板または回路装置を説明する図である。It is a figure explaining the mounting board | substrate or circuit device of this invention. 本発明の実装基板または回路装置を説明する図である。It is a figure explaining the mounting board | substrate or circuit device of this invention. 本発明の実装基板または回路装置を説明する図である。It is a figure explaining the mounting board | substrate or circuit device of this invention. 本発明の実装基板または回路装置に採用される回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the circuit employ | adopted as the mounting board | substrate or circuit device of this invention. 従来の実装基板または回路装置を説明する図である。It is a figure explaining the conventional mounting board | substrate or a circuit device. 従来の実装基板または回路装置を説明する図である。It is a figure explaining the conventional mounting board | substrate or a circuit device.

以下に本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

まず本発明は、実装基板と回路装置という名称について説明する。ここで、回路装置50Aは、本発明の実装基板50を採用したものである。仮に、半導体素子と受動素子を採用している場合は、一般には、混成集積回路装置と成る。しかし実装基板に半導体素子だけが実装された場合、一般には、半導体装置である。またLEDを実装したら、発光装置または照明装置であり、更にパワートランジスタとその制御ICを実装し、仮にインバータモジュールにしたらパワーモジュールである。ここでは、これらを総称して回路装置とした。更には、この回路装置を金属基板、プリント基板またはセラミック基板等のセット用の基板1に実装したものを基板モジュール51とした。   First, the present invention will be described with respect to names of a mounting board and a circuit device. Here, the circuit device 50A employs the mounting substrate 50 of the present invention. If semiconductor elements and passive elements are employed, a hybrid integrated circuit device is generally used. However, when only a semiconductor element is mounted on the mounting substrate, it is generally a semiconductor device. When an LED is mounted, it is a light emitting device or a lighting device, and further, a power transistor and its control IC are mounted, and if it is an inverter module, it is a power module. Here, these are collectively referred to as a circuit device. Further, a board module 51 is obtained by mounting this circuit device on a set board 1 such as a metal board, a printed board or a ceramic board.

では、図1の2層基板から成る実装基板50、これを採用した回路装置50Aおよび基板モジユール51について説明する。   Now, the mounting board 50 including the two-layer board shown in FIG. 1, the circuit device 50A using the mounting board 50, and the board module 51 will be described.

尚、図1(A)は、回路装置50Aで、実装基板50の表側に回路素子が実装された図面を簡単に示した。図1(B)は、実装基板50の表側から透視した、裏側の導電パターンを示す。更に図1(C)は、セット用の基板1に実装された基板モジユール51を示す
FIG. 1A is a circuit device 50 </ b> A in which a circuit element is mounted on the front side of the mounting substrate 50. FIG. 1B shows a conductive pattern on the back side as seen from the front side of the mounting substrate 50. Further, FIG. 1C shows a board module 51 mounted on the board 1 for setting.

先ずこの実装基板50のコア層52は、絶縁性樹脂から成り、熱硬化性、熱可塑性樹脂からなる。一例として、ポリイミド、エポキシ系樹脂、アラミド樹脂、ビスマイレイド樹
脂、フェノール樹脂等からなるが、特に材料にはこだわらない。また、この樹脂の中には、従来例で説明したように、フィラーが混入されても良い。このフィラーは、粒状、破砕状、繊維状で、材料としては、酸化Si、酸化Alまたはガラス等からなる。ここでは、ガラス繊維が織り込まれた、ガラスエポキシ樹脂が採用され、厚みは約100μmである。また、炭素繊維が織り込まれても良い。セット用の基板1と実装される半導体素子との間の熱膨張係数αの違いを小さくするために混入され、いわゆるインターポーザと言われる物である。
First, the core layer 52 of the mounting substrate 50 is made of an insulating resin, and is made of a thermosetting thermoplastic resin. As an example, it is made of polyimide, epoxy resin, aramid resin, bis-mylide resin, phenol resin, etc., but it is not particularly concerned with the material. Further, as described in the conventional example, a filler may be mixed in the resin. The filler is granular, crushed, or fibrous, and is made of oxidized Si, oxidized Al, glass, or the like. Here, a glass epoxy resin in which glass fibers are woven is employed, and the thickness is about 100 μm. Carbon fiber may be woven. It is a so-called interposer that is mixed in order to reduce the difference in thermal expansion coefficient α between the set substrate 1 and the semiconductor element to be mounted.

続いて導電パターンについて説明する。表側の第1の導電パターン53および裏側の第2の導電パターン54は、例えば、約30μm〜50μmの膜厚で、その材料は、Cu、Cuを主材料とする金属またはCuを主材料とする合金等から成る。方法は、メッキにより、実装基板に生成させても良いし、予めこれらの材料から成るCu箔が用意され、コア層52に貼り合わされても良い。ここで貼り合わせタイプのCu箔は、メッキにより成長させたもの、またはメッキ膜を圧延した圧延Cuでも良い。   Next, the conductive pattern will be described. The first conductive pattern 53 on the front side and the second conductive pattern 54 on the back side have a film thickness of, for example, about 30 μm to 50 μm, and the material thereof is Cu, a metal containing Cu as a main material, or Cu as a main material. Made of alloy or the like. As a method, a mounting substrate may be generated by plating, or a Cu foil made of these materials may be prepared in advance and bonded to the core layer 52. Here, the bonding type Cu foil may be one grown by plating or rolled Cu obtained by rolling a plating film.

実装基板50の表の第1の導電パターン53は、図1(A)に示す様なパターンで成る。具体的には、半導体素子、ここではパワートランジスタ55Aやこれを制御する制御IC55Bを実装する第1、第2のアイランド56A、56Bが設けられている。また、前記半導体素子と電気的に接続されるパッド、仮にボンディングワイヤを採用であれば、ボンディングパッド57A〜57C、フリップチップ実装であれば、半田ボール接続用のボンディングパッドが設けられ、これらパッドは、配線58A、58Bを介して、入出力端子59と接続されている。尚、この入出力端子59には、リードが半田接続される場合がある。   The first conductive pattern 53 in the front surface of the mounting substrate 50 is a pattern as shown in FIG. Specifically, first and second islands 56A and 56B for mounting a semiconductor element, here, a power transistor 55A and a control IC 55B for controlling the power transistor 55A are provided. In addition, pads that are electrically connected to the semiconductor element, bonding pads 57A to 57C if bonding wires are used, and bonding pads for solder ball connection if flip chip mounting are provided. Are connected to the input / output terminal 59 via wirings 58A and 58B. Note that the input / output terminal 59 may be connected to a lead by soldering.

続いて、実装基板50裏面の第2の導電パターン54について説明する。この導電パターン54は、セット用の基板1の導電パターンと電気的に接続する外部電極または配線の機能がある。尚、図3で後述するが、アイランド56A、56Bの裏側にスルーホールを介して電気的に接続されて配置される第1の裏面電極54A、54B、入出力端子59の裏側にスルーホールを介して電気的に接続されて配置される裏面電極54C、また第1の裏面電極(54Aまたは54B)または第2の裏面電極54C自体が配線の機能として、更には、放熱用の拡張部分となる。   Next, the second conductive pattern 54 on the back surface of the mounting substrate 50 will be described. The conductive pattern 54 has a function of an external electrode or wiring that is electrically connected to the conductive pattern of the substrate 1 for setting. As will be described later with reference to FIG. 3, the first backside electrodes 54A and 54B, which are electrically connected to the back sides of the islands 56A and 56B via the through holes, and the back sides of the input / output terminals 59 are provided via the through holes. The back electrode 54C, the first back electrode (54A or 54B), or the second back electrode 54C itself, which is disposed in an electrically connected state, functions as a wiring and further serves as an extended portion for heat dissipation.

本発明の特徴は、この第2の導電パターン54にある。図1(B)では、5つの電極で図示しているが、これら導電パターンは、電極または配線として機能させると同時に、拡張して実装基板50の裏面の導電パターン自体の放熱機能を高めたことにある。電極を拡張すれば、その面積が拡大し、熱の伝わる経路、蓄熱量が確保できる。また場合によっては、更に厚みを表の導電パターンよりも厚く形成する事で、過渡的な熱の蓄熱が可能となる。   The feature of the present invention resides in the second conductive pattern 54. In FIG. 1B, five electrodes are illustrated, but these conductive patterns functioned as electrodes or wirings, and at the same time expanded to enhance the heat dissipation function of the conductive pattern on the back surface of the mounting substrate 50. It is in. If the electrode is expanded, the area is expanded, and a heat transfer path and a heat storage amount can be secured. Further, depending on the case, it is possible to store heat transiently by forming the thickness further thicker than the conductive pattern in the table.

図4には、一例として、実装基板50に形成される回路が示されているが、この電源電圧が、400Vであれば、導電パターン54同士の間隔を、約0.4mmに設定し、仮に600Vであれば、約0.6mmとし、導電パターンの間の間隔は、ほぼ等間隔とした。
これによって、ある程度耐圧の確保は可能となるので、あとは、電極や配線を拡張している。
FIG. 4 shows a circuit formed on the mounting substrate 50 as an example. If the power supply voltage is 400 V, the interval between the conductive patterns 54 is set to about 0.4 mm. If it is 600V, it was set to about 0.6 mm, and the intervals between the conductive patterns were substantially equal.
As a result, a certain level of breakdown voltage can be secured, and the electrodes and wiring are expanded after that.

一般に、インバータ回路は、200V〜600Vが主流であり、1mm幅で1000V耐圧として考え、導電パターンの間隔は、約0.2mm〜0.6(または0.7)mmの中で選択する。尚、パターン配置の都合から、導電パターンの間を、選択した間隔で全く同一にする事はないが、殆どの間隔は、同じようにしたい。   In general, the inverter circuit has a mainstream of 200V to 600V, and is considered to have a 1000V breakdown voltage with a width of 1 mm, and the interval between the conductive patterns is selected from about 0.2 mm to 0.6 (or 0.7) mm. For the convenience of pattern arrangement, the conductive patterns are not exactly the same at the selected intervals, but most of the intervals are desired to be the same.

その結果、例えば、電源が400Vであるので、0.4mmを選択し、実装基板の裏面は、第2の導電パターン54の間のスリットが0.4mmの間隔でエッチングされて配置される。よって第2の導電パターンは、拡張され、その分、熱伝導を良好にしている。   As a result, for example, since the power supply is 400 V, 0.4 mm is selected, and the back surface of the mounting substrate is arranged by etching the slits between the second conductive patterns 54 at intervals of 0.4 mm. Therefore, the second conductive pattern is expanded, and heat conduction is improved accordingly.

別の表現をすれば、実装基板50の裏の第2の導電パターンの残存率は、表の第1の導電パターンの残存率よりも大きくなっている。実装基板自体は、裏面の方がCuパターンの面積が多く形成されているので、裏に向かって凸に反るが、この実装基板50は、金属基板や厚くて大きいプリント基板など、セット用の基板1に貼り合わされるので、実装基板50は、平坦と成る。   In other words, the remaining rate of the second conductive pattern on the back of the mounting substrate 50 is larger than the remaining rate of the first conductive pattern in the table. Since the mounting substrate itself has a larger Cu pattern area on the back side, the mounting substrate 50 warps convexly toward the back side. However, the mounting substrate 50 is used for setting a metal substrate or a thick and large printed circuit board. Since it is bonded to the substrate 1, the mounting substrate 50 is flat.

また実装基板50が、アルミナの焼結体などのセラミック基板であれば、そのセラミック基板の剛性が大きいため、反りは、少なくなる。   Further, if the mounting substrate 50 is a ceramic substrate such as an alumina sintered body, the warpage is reduced because the rigidity of the ceramic substrate is large.

尚、図1A、図1Bに於いて、外側の点線は、セット用の基板1を示したものである。   In FIG. 1A and FIG. 1B, the dotted line on the outside shows the substrate 1 for setting.

続いて、図2を使ってセット用の基板1との貼り合わせについて説明する。前実施例と同様に、図2Bは、表側から透視した図である。   Next, bonding with the set substrate 1 will be described with reference to FIG. As in the previous example, FIG. 2B is a view seen through from the front side.

図2Aの点線で示す丸は、実装基板50に設けられたスルーホール70、71であり、図2Bに於いて点線で示す矩形は、半田塗布部分である。実装基板50の裏面にソルダーレジスト72が設けられ、矩形の部分がエッチングにより取り除かれ、第2の導電パターン54が露出している。この矩形や丸は、区別するために用いたもので、矩形または丸どちらでも良い。   Circles indicated by dotted lines in FIG. 2A are through holes 70 and 71 provided in the mounting substrate 50, and rectangles indicated by dotted lines in FIG. 2B are solder application portions. A solder resist 72 is provided on the back surface of the mounting substrate 50, the rectangular portion is removed by etching, and the second conductive pattern 54 is exposed. These rectangles and circles are used for distinction and may be either rectangles or circles.

図2Cは、セット用の基板1に前記実装基板が貼りあわされた図面を示す。セット用の基板1に設けられた点線で示す矩形の第3の導電パターン73は、第2の導電パターン54と同一にしたが、特に限定しない。図2Bで設けられている5つの電極54に対応して、電気的接続される第3の導電パターン73が設けられるのであり、この夫々の第3の導電パターン73は、図2Aで示す、入出力端子59と接続される。そしてこの端子は、リードが別途設けられ、リード付きの回路モジュールとなる。   FIG. 2C shows a drawing in which the mounting substrate is attached to the set substrate 1. The rectangular third conductive pattern 73 indicated by the dotted line provided on the set substrate 1 is the same as the second conductive pattern 54, but is not particularly limited. Corresponding to the five electrodes 54 provided in FIG. 2B, a third conductive pattern 73 to be electrically connected is provided, and each of the third conductive patterns 73 is an input shown in FIG. 2A. Connected to the output terminal 59. And this terminal is provided with a lead separately and becomes a circuit module with a lead.

また夫々の第3の導電パターン73は、配線74で基板の上の側辺まで延在され、入出力端子75と電気的に接続されても良い。尚、セット用の基板1が金属基板である場合、全面に設けられた絶縁層の上に貼着される。   Each of the third conductive patterns 73 may be extended to the upper side of the substrate by the wiring 74 and may be electrically connected to the input / output terminal 75. In addition, when the board | substrate 1 for a setting is a metal substrate, it affixes on the insulating layer provided in the whole surface.

この場合、基板モジュールとしては、実装基板50側の入出力端子、またはセット用の基板1側の入出力端子75のどちらか一方が、少なくとも設けられれば良い。例えば、実装基板50側の入出力端子59を選択した場合、セット用の基板1には、端子75は無い。チップ55の裏面からスルーホール70を介して導電パターン54Cに流れ込み、71Aを介して入出力端子59Aに戻る。この場合、裏側の配線が拡張された形になる。また入出力端子59Bは、スルーホールスルーホール70Bを介して裏側の導電パターン54Aに流れ込み、電気的に必要とされる表の導電パターンとスルーホール71Bを介して表の電極と接続されたり、セット用の電極と接続される。この場合、電極または配線が拡張されたことに成る。   In this case, as the substrate module, at least one of the input / output terminals on the mounting substrate 50 side and the input / output terminals 75 on the setting substrate 1 side may be provided. For example, when the input / output terminal 59 on the mounting board 50 side is selected, the set board 1 does not have the terminal 75. It flows into the conductive pattern 54C from the back surface of the chip 55 through the through hole 70, and returns to the input / output terminal 59A through 71A. In this case, the wiring on the back side is expanded. The input / output terminal 59B flows into the conductive pattern 54A on the back side through the through hole through hole 70B, and is electrically connected to the front electrode through the through conductive pattern and through hole 71B. It is connected with the electrode for. In this case, the electrode or wiring is expanded.

続いて、図4のインバータ回路が実装された場合について図3で説明する。   Next, a case where the inverter circuit of FIG. 4 is mounted will be described with reference to FIG.

先ず図4
を参照して、インバータ回路装置およびその制御回路の動作を簡単に説明する。マイクロコンピュータあるいはDSPにより構成された制御回路80には回転速度設定信号に応じ
た周波数の基準信号が入力され、それぞれ120度の位相差を有する3つのパルス幅変調された正弦波とこのパルス幅変調された正弦波に対して180度位相が遅れた3つのパルスが生成されている。それぞれ120度の位相差を有する3つのパルス幅変調された正弦波はドライバ回路80を介して、インバータ回路を構成する上側アームのスイッチング素子Q1、Q2、Q3の制御電極に入力され、このスイッチング素子をオン・オフ制御する。
First, FIG.
The operation of the inverter circuit device and its control circuit will be briefly described with reference to FIG. A control circuit 80 constituted by a microcomputer or DSP receives a reference signal having a frequency corresponding to the rotation speed setting signal, and three pulse width modulated sine waves each having a phase difference of 120 degrees and the pulse width modulation. Three pulses that are 180 degrees out of phase with respect to the generated sine wave are generated. Three pulse width modulated sine waves each having a phase difference of 120 degrees are input to the control electrodes of the switching elements Q1, Q2 and Q3 of the upper arm constituting the inverter circuit via the driver circuit 80. The switching elements ON / OFF control.

また、このパルス幅変調された正弦波に対して180度位相が遅れたパルス幅変調された正弦波は同様に下側アームのスイッチング素子Q4、Q5、Q6をオン・オフ制御する。なお、スイッチング素子Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6に接続されたダイオードD1、D2、D3、D4、D5、D6は回生ダイオードである。   Further, the pulse width modulated sine wave whose phase is delayed by 180 degrees with respect to the pulse width modulated sine wave similarly controls the switching elements Q4, Q5, and Q6 of the lower arm on and off. The diodes D1, D2, D3, D4, D5, and D6 connected to the switching elements Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, and Q6 are regenerative diodes.

従って、それぞれ120度の位相差を有する3つのパルス幅変調された正弦波とこのパルス幅変調された正弦波に対してそれぞれ180度位相が遅れた3つのパルス幅変調された正弦波によりオン・オフ制御されるインバータ回路の出力端子、すなわちスイッチング素子Q1とQ4、スイッチング素子Q2とQ5、スイッチング素子Q3とQ6の接続点U、V、Wには3相のパルス幅変調された正弦波電圧が得られ、モータMに流れる負荷電流は正弦波に近似したものとなる。   Therefore, three pulse width modulated sine waves each having a phase difference of 120 degrees and three pulse width modulated sine waves each delayed by 180 degrees relative to the pulse width modulated sine wave The output terminals of the inverter circuit to be controlled off, that is, the switching elements Q1 and Q4, the switching elements Q2 and Q5, and the connection points U, V, and W of the switching elements Q3 and Q6 have three-phase pulse width modulated sinusoidal voltages. The resulting load current flowing through the motor M approximates a sine wave.

図3は、実装基板50に図4の回路素子が実装され、図4で付した素子記号Q1〜Q6、D1〜D6、IC80を使って図示されている。尚、図3Aは、実装基板50の表、図3Bは、実装基板50の裏側で、表側から見た透視図である。前述した様に、実装基板50裏面の第2の導電パターン90は、夫々が拡張されて形成されている。   3 is mounted on the mounting substrate 50, and is illustrated using the element symbols Q1 to Q6, D1 to D6, and IC 80 attached in FIG. 3A is a front view of the mounting substrate 50, and FIG. 3B is a perspective view of the back side of the mounting substrate 50 as viewed from the front side. As described above, the second conductive patterns 90 on the back surface of the mounting substrate 50 are formed so as to be expanded.

先ず図3Aは、全てのパターンを書き込んだわけではなく、主なものを図示したものである。図面では、特にアイランド81〜85、電極、電極または前記アイランドと一体で延在された配線、またリードが取り付けられる入出力端子86が示されている。   First, FIG. 3A shows not all patterns but main ones. In the drawing, in particular, islands 81 to 85, electrodes, wires extending integrally with the electrodes or the islands, and input / output terminals 86 to which leads are attached are shown.

一方、図3Bは、図4に於いて、大電流が通過する領域には、黒丸で示すスルーホールが設けられ、このスルーホールを介して裏面側に設けられた第2の導電パターン90が設けられている。前実施例と同様に、実装基板50の裏側の第2の導電パターンは、耐圧が考慮されて間隔dが選択され、実質間隔dを設けつつ拡張されたパターンとした。   On the other hand, in FIG. 3B, in FIG. 4, a through hole indicated by a black circle is provided in a region through which a large current passes, and a second conductive pattern 90 provided on the back side is provided through the through hole. It has been. As in the previous embodiment, the second conductive pattern on the back side of the mounting substrate 50 is a pattern that is expanded while the substantial distance d is provided, with the distance d selected in consideration of the withstand voltage.

放熱性だけを考慮すれば、表と裏は実質同じ膜厚で良い。しかし本実施例では、表の配線パターンは、薄いもの採用し、小信号系の低電圧、小電流を主に流すようにした。薄い膜厚であるため、高密度、ファインパターンで構成できるからである。一方、大電流を裏側に流す構成としたため、スルーホールをチップの真下、ワイヤボンドの真下に設け、裏側の導電パターンの厚みを表の導電パターンよりも厚く形成する事で、大電流を裏側に流す構成とした。具体的には、表が30〜50μm、裏側が70〜100μm程度である。   If only heat dissipation is taken into consideration, the front and back sides may have substantially the same film thickness. However, in this embodiment, the wiring pattern in the table is thin, and a small voltage low voltage and small current are mainly passed. This is because it is a thin film and can be configured with a high density and fine pattern. On the other hand, since the configuration is such that a large current flows to the back side, a through-hole is provided directly under the chip and directly under the wire bond, and the back side conductive pattern is made thicker than the front conductive pattern, so that a large current is flowed to the back side. It was set as the flow structure. Specifically, the front side is 30 to 50 μm, and the back side is about 70 to 100 μm.

こうすることで、表側には、厚いパターンと薄い導電パターンを設けなくても良い。その結果、表の導電パターンは、エッチングが一回で済む。結果、コストダウンにつながる。具体的には、大電流発生箇所、トランジスタQ1〜Q6の裏側、大電流が流れる太線のコンタクト部分は、真下にスルーホールが複数設けられ、抵抗値を小さくしているため、表の薄い導電パターンに流れず、裏側に流れる。   By doing so, it is not necessary to provide a thick pattern and a thin conductive pattern on the front side. As a result, the conductive patterns in the table need only be etched once. As a result, it leads to cost reduction. Specifically, a large current generation location, the back side of the transistors Q1 to Q6, and a thick line contact portion through which a large current flows is provided with a plurality of through-holes directly below, and the resistance value is reduced, so that the thin conductive pattern It flows to the back side.

アイランド81Aは、Q1〜Q3の電流流入電極部(チップ裏面)が接続され、スルー
ホールを介して裏面側の電極92Aと接続されている。また電極92Aは、配線93Aを介して電極93Bと一体で形成され、更に電極93Bは、スルーホールを介して表側の入出力端子86と接続されている。尚、表の配線94は、取り除かれても良い。図4のコレ
クタ接地の部分であり、裏面側が導電パターンが厚いこと、またスルーホールが真下にあることから、アイランド81A、電極92A、配線93A、電極93B、表の入出力端子86へと流れていく。
The island 81A is connected to the current inflow electrode portions (chip back surface) of Q1 to Q3, and is connected to the electrode 92A on the back surface side through a through hole. The electrode 92A is formed integrally with the electrode 93B via the wiring 93A, and the electrode 93B is connected to the front-side input / output terminal 86 via a through hole. The wiring 94 in the table may be removed. In FIG. 4, the collector grounding portion has a thick conductive pattern on the back side, and the through hole is directly underneath. Go.

アイランド82A、83A、84Aは、Q4、Q5、Q6の電流流入電極部(チップ裏面)が接続され、夫々は、裏側の電極92B、92C、92Dに、直下のスルーホールを介して接続され、電極92Aを左回りで囲みながら、下側辺の電極93C〜93Dへと延在している。そしてこの電極は、スルーホールを介して入出力端子86と接続されている。   The islands 82A, 83A, and 84A are connected to the current inflow electrode portions (chip back surface) of Q4, Q5, and Q6, and are connected to the electrodes 92B, 92C, and 92D on the back side via through holes directly below, respectively. It extends to the electrodes 93C to 93D on the lower side while surrounding 92A counterclockwise. This electrode is connected to the input / output terminal 86 through a through hole.

この様に、裏面側の配線、電極は、選択された間隔dで拡張され、実装基板のほぼ全面に設けられている。表の導電パターンの面積と比べ、かなり広がっていることが判る。また裏側の導電パターンの厚みもあることから、ヒートシンクとしての機能も持ち合わせることができる。しかもスルーホールの位置から、大電流を裏側の導電パターンに流すことができる。   In this way, the wiring and electrodes on the back surface side are expanded at the selected interval d and are provided on almost the entire surface of the mounting substrate. It can be seen that the area of the conductive pattern in the table is considerably widened. Moreover, since there is also a thickness of the conductive pattern on the back side, it can have a function as a heat sink. In addition, a large current can flow through the conductive pattern on the back side from the position of the through hole.

よって仮にセット用の基板が金属基板で、その上に導電パターンが設けられていれば、実装基板の大電流は、実装基板の裏側で、再配線で任意の所へ延在でき、その上で、金属基板側の導電パターンに接続する事が可能と成る。更に、裏面の導電パターンから金属基板へと良好に放熱ができる。   Therefore, if the substrate for setting is a metal substrate and a conductive pattern is provided on it, the large current of the mounting substrate can be extended to any place by rewiring on the back side of the mounting substrate. It is possible to connect to the conductive pattern on the metal substrate side. Furthermore, heat can be radiated well from the conductive pattern on the back surface to the metal substrate.

尚、図3Bからも明らかなように、基板周囲は、前記dよりも若干広い、マージンエリアがあり、このマージンの中に配置される。   As is clear from FIG. 3B, the periphery of the substrate has a margin area slightly wider than d, and is arranged in this margin.

Claims (3)

絶縁樹脂を材料とするコア層と、
前記コア層の表側に設けられた複数の第1の導電パターンと、
前記コア層の裏側に設けられ複数の第2の導電パターンと、
前記第1の導電パターンと前記第2の導電パターンとを電気的に接続するスルーホールとを有する多層の実装基板であり、
前記複数の第2の導電パターンは、お互いの間を一定の間隔になる様に拡張してなる事を特徴とする実装基板。
A core layer made of insulating resin,
A plurality of first conductive patterns provided on the front side of the core layer;
A plurality of second conductive patterns provided on the back side of the core layer;
A multilayer mounting board having a through hole for electrically connecting the first conductive pattern and the second conductive pattern;
The mounting substrate, wherein the plurality of second conductive patterns are extended so as to have a constant interval between each other.
前記第2の導電パターン厚みは、前記第1の導電パターンよりも厚く形成される請求項1に記載の実装基板。   The mounting substrate according to claim 1, wherein the second conductive pattern thickness is formed to be thicker than the first conductive pattern. 前記実装基板を用いた回路装置であり、
前記回路装置は、電源電圧が約200V〜600Vのインバータ回路を構成し、
前記間隔は、0.2mm〜0.7mmの中で選択された間隔で均一に配置され、前記第2の導電パターンは、周囲のマージンで囲まれる中で拡張されて配置される請求項1または請求項2に記載の回路装置。
A circuit device using the mounting substrate,
The circuit device constitutes an inverter circuit having a power supply voltage of about 200V to 600V,
The space is uniformly disposed at a space selected within a range of 0.2 mm to 0.7 mm, and the second conductive pattern is expanded and disposed within a surrounding margin. The circuit device according to claim 2.
JP2012191274A 2012-08-31 2012-08-31 Mounting board and circuit device using the same Pending JP2014049604A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012191274A JP2014049604A (en) 2012-08-31 2012-08-31 Mounting board and circuit device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012191274A JP2014049604A (en) 2012-08-31 2012-08-31 Mounting board and circuit device using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014049604A true JP2014049604A (en) 2014-03-17

Family

ID=50608970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012191274A Pending JP2014049604A (en) 2012-08-31 2012-08-31 Mounting board and circuit device using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014049604A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016006848A (en) * 2014-05-30 2016-01-14 株式会社村田製作所 Transformer module and power reception device
CN109121303A (en) * 2018-09-28 2019-01-01 广州兴森快捷电路科技有限公司 In advance at the scoreboard method of plate, in advance at the boring method of plate and wiring board

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016006848A (en) * 2014-05-30 2016-01-14 株式会社村田製作所 Transformer module and power reception device
CN109121303A (en) * 2018-09-28 2019-01-01 广州兴森快捷电路科技有限公司 In advance at the scoreboard method of plate, in advance at the boring method of plate and wiring board

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4969388B2 (en) Circuit module
US8102655B2 (en) Circuit device
JP4973059B2 (en) Semiconductor device and power conversion device
US10381286B2 (en) Power module
JP6797285B2 (en) Semiconductor devices, their manufacturing methods, and power converters
JP6357394B2 (en) Semiconductor device
KR20060121671A (en) Power module package structure
JP2004095586A (en) Electric apparatus and wiring board
CN106684076B (en) Encapsulating structure and its manufacturing method
JP2013058726A (en) Mounting substrate and circuit device using the same
JP2009010213A (en) Hybrid integrated circuit device
WO2022059251A1 (en) Semiconductor device
JP2014049604A (en) Mounting board and circuit device using the same
JP5147344B2 (en) Circuit device and manufacturing method thereof
JP4991467B2 (en) Circuit module and outdoor unit using the same
JP2022181822A (en) Semiconductor device
JP6560407B2 (en) Semiconductor device
JP2004111619A (en) Power module
US11355419B2 (en) Power semiconductor module
JP2004047955A (en) Semiconductor device
WO2022249812A1 (en) Semiconductor device
WO2022249804A1 (en) Semiconductor device
WO2022249814A1 (en) Semiconductor device
WO2022249807A1 (en) Semiconductor device
JP2004111431A (en) Power module and its manufacturing method