JP2596788B2 - 基板集合シートとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は基板集合シートに関し、即ち、電子部品を実
装してから独立した基板装置を個別に取り出すことので
きる基板集合シートに関するものである。

（従来の技術） 従来から電子部品を搭載（実装）して基板装置とする
ための電子部品搭載用基板は、電子部品を外部に接続す
るための手段の違いによって種々なものが提案されてい
る。その中でも、電子部品の実装、選別、検査等の自動
化が容易であり、電子部品搭載用基板と外部との電気的
接続信頼性が高い装置として、特開昭60−194553号公報
において、「金属製のベースリボンのアイランド部にシ
リコン、ポリイミド、アルミナ、エポキシ、ガラスエポ
キシから選ばれた材料の回路基板を接着剤で接着し、前
記回路基板上に回路素子を接着して樹脂封止したことを
特徴とする混成集積回路装置」が提案されている。この
回路装置は、それまでのセラミック基板を用いた回路装
置と異なり、電子部品の実装上の寸法基準は、すべて金
属ベースリボンとなるため、実装箇所の位置精度が高
く、自動化が容易である。また、トランスファーモール
ドにて、樹脂封止することにより、外形寸法の向上及び
標準化がなされており、また、回路基板に樹脂基板を用
いる事により、封止樹脂との線膨張差がなくなり、内部
素子への悪影響も少ない等の利点があった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この技術には次に述べる問題点があっ
た。

まず、トランスファーモールドを行うには、高価な設
備が必要である。特に金型は、外形寸法、リード形状、
リードピッチ等が少しでも異なれば、それぞれに必要な
ため、設備投資が過大となる。また、生産効率を上げよ
うとするとトランスファー成形機及び金型が多く必要と
なり、その分設備投資も必要となる。

次に、内部素子が実装される回路基板とリードとの電
気的接続方法は金属細線によって行われており、この方
法は、モールド樹脂の温度サイクルによる寸法変化によ
り断線しやすい欠点を有している。つまり、リードと回
路基板との接続信頼性が充分でなく、また、金属細線は
通常Au線が使われているため、材料費で高価なものとな
る。

この様に、この技術は従来のセラミック基板を用いた
回路装置と比べ自動化が容易であり、安価で、信頼性の
高い回路装置ではあるが充分ではなかった。

本発明は以上のような従来技術の課題を解決すべくな
されたもので、その目的とするところは、過大の設備投
資を必要としない安価で生産効率の高い、しかも信頼性
が高い基板集合シートとその製造方法を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段及び作用） 以上の過大を解決するために本発明が採った手段は、
実施例に対応する第１図〜第11図を参照して説明する
と、まず、 「電子部品（17）を搭載するに必要な導体回路（11）を
有する基板（１）と、電子部品（17）を外部に対して電
気的に接続するリードフレーム（５）とを有し、前記電
子部品（17）を実装してから独立した基板装置（24）を
個別に取り出す基板集合シート（23）であって、 前記リードフレーム（５）となるべき部分が多数個シ
ート上に配置された状態に加工した金属シート（４）
と、この金属シート（４）の上下両面に固着され、前記
電子部品（17）を搭載するに必要な導体回路（11）を有
する基板（１）とにより構成するとともに、 この基板（１）上の導体回路（11）と前記リードフレ
ーム（５）とを少なくともスルーホール（10）によって
電気的に接続したことを特徴とする基板集合シート（2
3）」 である。

すなわち、本発明に係る基板集合シート（23）はその
全体がシート状態に形成されて、最終的には第17図ある
いは第18図に示したような個別の基板装置（24）を形成
するためのものであり、それぞれ独立したリードフレー
ム（５）や導体回路（11）をシート中に多数配置された
ものである。換言すれば、この基板集合シート（23）
は、リードフレーム（５）を形成するための金属シート
（４）の両面に電子部品（17）を搭載するに必要な導体
回路（11）を有する基板（１）が固着された構造であ
る。

そして、このような基板集合シート（23）を製造する
一方法として、次に示すものである。すなわち、 「リードフレーム（５）を形成する金属シート（４）の
上下両面に、電子部品（17）を搭載するに必要な導体回
路（11）を有する基板（１）が固着され、前記導体回路
（11）と前記金属シート（４）とが少なくともスルーホ
ール（10）によって電気的に接続された多数の基板装置
（24）がシート状に配置された基板集合シート（23）
を、次の各工程によって製造する方法。

（イ）基材（１）の片面の所定の場所に、溝（３）を形
成する工程； （ロ）前記リードフレーム（５）となる部分が多数配置
された金属シート（４）を構成する工程； （ハ）前記金属シート（４）に多数配置された各リード
フレーム（５）中の所定のスリット部（25）あるいは貫
通孔（26）に、絶縁物（８）を埋める工程； （ニ）前記絶縁物（８）が埋められた前記金属シート
（４）の上、下両面に、前記溝（３）が形成された基材
（１）を、溝が形成された面を前記金属シート（４）側
にして、接着材料（９）を介して固着し複合基板とする
工程； （ホ）前記複合基板（27）に、貫通孔及びめっきを施し
てスルーホール（10）を形成し、所定の導体回路（11）
を形成する工程； （ヘ）導体回路（11）が形成された前記複合基板（27）
の上、下両面に、前記基材（１）の前記溝（３）を貫通
させる様な新しい溝を形成する工程。」 である。

すなわち、この本発明に係る製造方法を一実施例にて
詳しく説明すると、まず、第１図及び第２図に示す様
に、片面銅張積層板（１）の所定の場所に溝（３）を形
成する。溝（３）を形成する方法としては、ザグリ加
工、回転刃によるＶ溝加工、レーザーによる溝形成等が
挙げられる。溝（３）が形成される基材（１）として
は、片面銅張積層板あるいは、両面銅張積層板の片面に
導体回路（11）を形成した基板、両面スルーホールプリ
ント配線板と片面銅張積層板を貼り合わせた３層基板、
更に４層以上の積層板、またはスルーホールめっき時に
アディティブ法で回路形成する導体のない基板等が可能
である。

次に、第３図に示すように、リードフレーム（５）と
なるべき部分が多数配置された金属シート（４）を形成
する。方法としては、エッチングあるいはプレスによる
打抜き等が挙げられる。また、第１図の形成された溝
（３）と、第３図の金属シート（４）中のリードフレー
ム（５）は、同じピッチで形成された部分を少なくとも
必要とする。つまり、溝（３）は各々回路基板の少なく
とも外形を形成するためのものであり、金属シート
（４）中のリードフレーム（５）と貼り合わせたとき、
所定の位置関係になる様溝（３）は形成されなければな
らない。

次に、第４図に示すように、第３図における金属シー
ト（４）中のリードフレーム（５）の所定のスリット部
（25）及び貫通孔（26）に絶縁物（８）を埋める。絶縁
物（８）が埋められる場所は、第10図に示す最終形態に
おいて、上下の回路基板（１）にはさまれたエリアのス
リット部（25）及び貫通孔（26）であり、回路基板
（１）がリードフレーム（５）の両面に接着された時、
リードフレーム（５）内のスリット部（25）及び貫通孔
（26）内にボイドが残らない様にするためのものであ
る。絶縁物（８）を埋める方法としては、スクリーン印
刷機やディスペンサーによる穴埋め、あるいは穴埋めし
ない部分をプラスチックフィルムや、金属シート等でマ
スクした後、ロールコータやカーテンコーター等のコー
ティング機で穴埋する方法、また高価ではあるがトラン
スファー成形機にて樹脂成形する方法が挙げられる。ま
た、使用される絶縁物（８）としては、エポキシ樹脂、
ポリイミド、ビスマレイミド、トリアジン樹脂等の熱硬
化性樹脂及び絶縁性フィラーが充填されたその樹脂組成
物等が挙げられる。貫通孔（26）等に埋められた絶縁物
（８）（樹脂組成物）は、熱プレスあるいはオーブン等
で硬化される。

次に、第７図及び第８図に示す様に、溝（３）が形成
された片面銅張積層板（１）を、金属シート（４）の両
側に接着材料（９）を介して固着する。接着材料（９）
を設ける場所は、回路基板となるべき部分と金属シート
（４）との接着エリアは当然のことながら、片面銅張積
層板（１）及び金属シート（４）の外枠も互いに接着す
る必要がある。具体的な一例としては、第１図のエリア
ＡとエリアＣが金属シート（４）と接着される様に接着
材料（９）が設けられなければならない。またエリアＢ
は、最終形態において回路基板から外部へ露出している
リード（一般にアウターリードと言う）部と接触する部
分であるため、接着材料（９）が介在していてはならな
い。ここで、片面銅張積層板（１）及び金属シート
（４）の外枠を接着する理由を説明すると、この後に、
スルーホール（10）にめっきを施す工程や、所定の導体
回路（11）を形成する工程で、めっき液や、エッチング
液等が、複合基板（27）内部へ侵入し、アウターリード
にめっきがついたり、エッチングされたりする事を妨ぐ
ためである。接着材料（９）を介する方法としては、ス
クリーン印刷法により、片面銅張積層板（１）の所定の
場所に塗布する方法、接着シートをプレスによる打抜き
やルーター加工等により所定の形状に加工し、組み合わ
せる方法等が挙げられる。また接着材料（９）は、プレ
ス機にて加熱加圧接着された時、流動してアウターリー
ド部へ付着しないノンフロー接着材料が好ましい。

次に、第９図に示す様に、所定の場所に穴明すること
によってスルーホール（10）を形成し、スルーホール
（10）内にめっきを施し、エッチング等により導体回路
（11）を形成する。つまり、この工程により、電子部品
（17）を搭載する基板の導体回路（11）とアウターリー
ド（５）とがスルーホール（10）によって電気的に接続
される。

最後に、第10図及び第11図に示すように、複合基板
（27）の表及び裏から第１図にて形成された溝（３）に
貫通する新たな溝を堀り、少なくともアウターリード
（５）が外部へ露出した最終形態を構成する。具体的な
一例としては、第１図の基材中のエリアＢに示される部
分が複合基板（27）上下両面から取り除かれる事を意味
する。このエリアＢ部分は、導体回路（11）を形成する
工程において、めっき液やエッチング液から、複合基板
（27）内のアウターリード（５）を保護する役割を果た
しており、以上の事から、片面銅張積層板（１）と金属
シート（４）を貼り合わせた後の工程は、通常のプリン
ト配線板と全く同じものである。また、本発明は電子部
品搭載用基板をシート状態に配置する事によって任意の
シートサイズにする事が可能であり、通常のプリント配
線の製造工程上のサイズと同じサイズにすれば、全く同
じ製造設備を用いる事ができる。又、製造上の取り扱い
単位はシートであり、１シート当りの電子部品搭載用基
板の取数は、非常に多いため、極めて生産効率が高い。

本発明は、基板集合シート（23）に電子部品（17）を
搭載してから独立した基板装置（24）を個別に取り出す
のであるが、電子部品（17）を搭載するときの基板集合
シート（23）の形状は、そのままのシート状でもかまわ
ないが、そのための設備が新しく必要となるため、従来
の設備が使えるリボン状に加工することが好ましい。本
発明では、個々の基板装置（24）を同じピッチで一列に
リボン状に配置し、更に、その短冊を縦、横に数個づつ
配置してシート状にする事ができる。そうすれば、シー
ト状で基板集合シート（23）を作った後、リボン状に切
り離し、通常の設備で電子部品を搭載、組立後、基板装
置（24）を個別に取り出す事ができるのである。

また、電子部品（17）の封止形態については、前述し
た従来技術では、第16図に示す様に、外部へ出されたリ
ード（５）と装置（24）との固定及びそのリード（５）
と導体回路（11）とを電気的に接続している金属細線
（18）を封止保護するため、トランスファーモールド
（19）は必須条件であったが、本発明はリード（５）と
導体回路（11）とは、金属細線（18）よりも接続信頼性
が極めて高いスルーホール（10）により電気的に接続さ
れており、また、リード（５）は上下の積層板（１）に
固着されているため、電子部品（17）のみを封止保護す
れば良い。例えば、第17図に示す様に、基板全体あるい
は電子部品（17）の周囲にダム枠（21）を形成し、封止
樹脂（20）により保護する。あるいは、もっと耐湿性を
必要とする時は、第18図に示す様に、樹脂封止後、金属
製キャップ（22）を設ける事により、更に信頼性を向上
させることができる。上記のような封止形態をとる事に
より、過大な設備投資も必要なく、信頼性の高い基板装
置（24）を製造することができる。なお、当然の事では
あるが本発明の基板集合シート（23）は、電子部品を搭
載した後、トランスファーモールドする事も可能であ
る。

（実施例） 次に、本発明を図面に示した実施例に従って詳細に説
明する。

実施例１ （イ）第１図に示す様に、厚みが0.3mmの片面銅張積層
板（１）の銅箔（２）のない面の所定の箇所に、ザグリ
加工にて、深さ0.2mm、幅2mmの溝（３）を形成した。

（ロ）0.25mm厚の銅板を、エッチングにより、第３図に
示す様にリードフレーム（５）が縦及び横に多数配置さ
れた金属シート（４）を形成した。

（ハ）第４図に示す様な絶縁物（８）を埋めるべき金属
シート（４）中の貫通孔（26）及びスリット部（25）以
外の箇所に、プラスチックフィルムにてマスクを形成
し、絶縁物（８）として、エポキシ樹脂とシリカ粉末を
適当に調整したエポキシ樹脂組成物を、ロールコーター
にて、所定の貫通孔（26）及びスリット部（25）に埋
め、硬化後、プラスチックフィルムを剥離した。

（ニ）樹脂埋めされた金属シート（４）の両面に、第７
図及び第８図に示す様に、（イ）にて溝（３）が形成さ
れた片面銅張積層板（１）を、溝（３）が埋められた面
を金属シート（４）側にして、所定の箇所のみ接着材料
（９）を介して固着し、複合基板（27）とした。

（ホ）複合基板（27）にスルーホール（10）を形成し、
このスルーホール（10）にめっきを施すとともに、複合
基板（27）の両面の銅箔（２）をエッチングすることに
より、第９図及び第10図に示すような所定の導体回路
（11）を形成した。

（ヘ）最後に、複合基板（27）の内部に形成されている
溝（３）を、第10図に示す様に、複合基板（27）の両面
から再び、ザグリ加工にて、溝（３）を貫通させること
により、第11図に示す基板集合シート（23）を形成し
た。

最終形態は、第11図に示すように、リードフレーム
（５）を含めて、３層の基板集合シート（23）となる。

実施例２ 実施例１に於て、片面銅張積層板（１）の代わりに第
12図に示す様に、厚みが0.3mmの両面銅張積層板（12）
を用い、片面のみ所定の導体回路（11）をエッチングに
より形成し、導体回路（11）が形成された面の所定の箇
所に、ザグリ加工によって溝（３）を形成した以外は、
実施例１と同様とする。

最終形態は、第13図に示す様に、リードフレーム
（５）を含めて、５層の基板集合シート（23）となる。

実施例３ 実施例１に於て、片面銅張積層板（１）の代わりに、
第14図に示す様に、両面に所定の導体回路（11）が形成
された厚みが0.2mmの両面スルーホールプリント配線板
（13）と、0.1mm厚の片面銅張積層板（１）を0.1mm厚の
プリプレグ（14）にて張り合わせた３層プリント配線板
（15）を用い、導体回路（11）が形成された面の所定の
箇所に、ザグリ加工にて溝（３）を形成した以外は、実
施例１と同様とする。

最終形態は、第15図に示すように、リードフレーム
（５）を含めて、７層の基板集合シート（23）となる。

（発明の効果） 以上詳述した通り、本発明にあっては上記実施例にて
例示した如く、 まず、第１請求項に記載の基板集合シート（23）は、 「電子部品を搭載するに必要な導体回路を有する基板
と、電子部品を外部に対して電気的に接続するリードフ
レームとを有し、前記電子部品を実装してから独立した
基板装置を個別に取り出す基板集合シートであって、 前記リードフレームとなるべき部分が多数個シート状
に配置された状態に加工した金属シートと、この金属シ
ートの上下両面に固着され、前記電子部品を搭載するに
必要な導体回路を有する基板とにより構成するととも
に、 この基板上の導体回路と前記リードフレームとを少な
くともスルーホールによって電気的に接続したこと」 にその構成上の特徴があり、これによりリードフレーム
を有する基板装置をシート状に形成された基板集合シー
トを提供することができるのである。すなわち、簡単な
構成によってマザーボード上のスルーホール、あるいは
表面実装部品搭載用パッドに、安定して搭載可能なアウ
ターリードを持った、しかも従来にない回路規模の大き
な電子部品搭載用基板を実現することができるのであ
る。

また、第２請求項に記載の製造方法によれば、過大な
設備投資を必要とせずに、上記のような効果を有する基
板集合シート（23）を簡単に製造することができるので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第11図は本発明に係る基板集合シートの第１実
施例における製造方法を順に示す部分図であって、まず
第１図は、溝が形成された銅張積層板の部分平面図、第
２図はその部分断面図、第３図はリードフレームが多数
配置された金属シートの部分平面図、第４図は第３図の
金属シートの所定の貫通孔及びスリット部に絶縁物が埋
められた金属シートの部分拡大平面図、第５図は第４図
においてＤ−Ｄから見た部分拡大断面図、第６図は第４
図においてＥ−Ｅから見た部分拡大断面図、第７図は第
１図の銅張積層板と第４図の金属シートとが接着材料を
介して固着された複合基板の第４図におけるＤ−Ｄから
見た場合に対応する部分拡大断面図である。また、第８
図は複合基板の第４図におけるＥ−Ｅから見た場合に対
応する部分拡大断面図である。第９図は複合基板にスル
ーホールを形成し、所定の導体回路を形成した複合基板
の第４図におけるＤ−Ｄから見た場合に対応する部分拡
大断面図である。第10図は第９図の複合基板の第１図の
エリアＢ部分の積層板を溝を堀ることによって除去され
た最終形態の３層の基板集合シートの第４図におけるＤ
−Ｄから見た場合に対応する部分拡大断面図である。第
11図は第10図の部分拡大平面図である。 第12図及び第13図は、第２実施例における部分図であ
り、第12図は、両面銅張積層板の片面に所定の導体回路
を形成した後、溝が堀られた両面基板の部分拡大断面図
であり、第13図は最終形態の５層の基板集合シートの部
分拡大断面図である。 第14図及び第15図は第３実施例における部分図であり、
第14図は所定の導体回路が形成された両面スルーホール
基板と片面銅張積層板とをプリプレグにより貼り合わせ
た後、溝が堀られた３層プリント配線板の部分拡大断面
図であり、第15図は最終形態の７層の基板集合シートの
部分拡大断面図である。 第16図は従来のリードフレームのアイランド部に電子部
品搭載部を有するプリント配線板を接着材料によって固
着し、金属細線により導体回路とリードを接続し、トラ
ンスファーモルドした基板装置の部分拡大断面図であ
る。 第17図は本発明の基板集合シートに搭載した電子部品
を、封止樹脂により樹脂封止した基板装置の部分拡大断
面図である。第18図は電子部品を樹脂封止した後金属製
キャップにより封止した基板装置の部分拡大断面図であ
る。 符号の説明 １……片面銅張積層板、２……銅箔、３……溝、４……
金属シート、５……リードフレーム、６……アイランド
部、７……リードフレームの接続部、８……絶縁部、９
……接着材料、10……スルーホール、11……導体回路、
12……両面プリント配線板、13……両面スルーホールプ
リント配線板、14……プリプレグ、15……３層プリント
配線板、16……電子部品搭載部、17……電子部品、18…
…金属細線、19……トランスファーモールド樹脂、20…
…封止樹脂、21……ダム枠、22……金属製キャップ、23
……基板集合シート、24……基板装置、25……スリット
部、26……貫通孔、27……複合基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武山 武 岐阜県大垣市青柳町300番地 イビデン 株式会社青柳工場内 (56)参考文献 特開 昭63−306649（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−199497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−52460（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−239597（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−286337（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−286351（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品を搭載するに必要な導体回路を有
   する基板と、前記電子部品を外部に対して電気的に接続
   するリードフレームとを有し、前記電子部品を実装して
   から独立した基板装置を個別に取り出す基板集合シート
   であって、 前記リードフレームとなるべき部分が、多数個シート状
   に配置された状態に加工した金属シートと、この金属シ
   ートの上下両面に固着され、前記電子部品を搭載するに
   必要な導体回路を有する基板とにより構成すると共に、 この基板上の導体回路と、前記リードフレームとを少な
   くともスルーホールによって電気的に接続したことを特
   徴とする基板集合シート。
2. 【請求項２】リードフレームを形成する金属シートの上
   下両面に電子部品を搭載するに必要な導体回路を有する
   基板が固着され、前記導体回路と前記金属シートとが少
   なくともスルーホールによって電気的に接続された多数
   の基板装置がシート状に配置された基板集合シートを、
   次の各工程によって製造する方法。 （イ）基材の片面の所定の場所に溝を形成する工程； （ロ）前記リードフレームとなる部分が多数配置された
   金属シートを構成する工程； （ハ）前記金属シートに多数配置された各リードフレー
   ム中の所定のスリット部あるいは貫通孔に、絶縁物を埋
   める工程； （ニ）前記絶縁物が埋められた前記金属シートの上下両
   面に、前記溝が形成された基材を、溝が形成された面を
   金属シート側にして、接着材料を介して固着し複合基板
   とする工程； （ホ）前記複合基板に、貫通孔及びめっきを施してスル
   ーホールを形成し、所定の導体回路を形成する工程； （ヘ）導体回路が形成された前記複合基板の上下両面
   に、前記基材の前記溝に貫通する新しい溝を形成する工
   程。