JP2608980B2 - 金属板ベース多層回路基板 - Google Patents

金属板ベース多層回路基板

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JP2608980B2 JP2240350A JP24035090A JP2608980B2 JP 2608980 B2 JP2608980 B2 JP 2608980B2 JP 2240350 A JP2240350 A JP 2240350A JP 24035090 A JP24035090 A JP 24035090A JP 2608980 B2 JP2608980 B2 JP 2608980B2
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千春 渡辺
好孝 宇佐美
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Denki Kagaku Kogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電気機器、通信機器、自動車などの電気回
路に用いられる高い電気的信頼性、高い放熱性及び電気
的接合が容易な金属板ベース多層回路基板に関するもの
である。
(従来の技術) 従来から金属板の絶縁層上に主に樹脂状フィルムで作
成された可とう性絶縁フィルムの両面に導体回路を設け
たフィルムが貼着された複合プリント配線板は知られて
いる(特開昭58−9399号公報、特開昭61−7694号公
報)。
さらに金属板ベース基板の絶縁上に設けた導体回路と
多層回路樹脂基板間との電気的接合は、通常ジャンパー
チップを用いるか、金属板ベース基板上の絶縁層にベア
ーチップがある場合には、多層回路樹脂基板上にニッケ
ルメッキとベアーチップでワイヤーボンディングを施す
場合がある。
(発明が解決しようとする課題) 通常半導体装置や抵抗体等と導体回路(パッド)との
ボンディングワイヤーとしては、アルミニウム線又は金
線が一般に使用されている。そして金属板をベース基板
として、特に利用されるパワー半導体においては、アル
ミニウム線が一般に使用されている。この場合ボンディ
ングワイヤーとパッドとが同一金属でないとボンディン
グ自体の信頼性が高くないことが知られている。
また金線においてもパッド部分がニッケルメッキで
は、接続信頼性が低いことも知られており、そのためパ
ッドとなるニッケルメッキ上には金メッキを施すことが
行われている。このようにパッド部分が従来のニッケル
メッキでは、ワイヤーボンディングの接続信頼性に問題
があった。
一方特開昭58−48432号公報、同59−33894号公報及び
同59−84491号公報には、アルミニウム/銅クラッド箔
を金属基板の絶縁層上に貼り合わせ、このアルミニウム
と銅との金属箔部分を任意にエッチングすることによ
り、ワイヤーボンディング可能な片面回路基板を形成さ
せることができると記載されているが、より高密度実装
が要求される回路基板には対応できないという問題があ
った。
このように金属板をベース基板として高密度実装する
ことができ、かつ高信頼性ワイヤーボンディング可能な
多層回路基板を形成することは困難であった。さらに金
属板ベース基板の絶縁層上に設けた導電回路と多層回路
樹脂基板導体回路との電気的接合にワイヤーボンディン
グを用いた場合、パッド部分がニッケルメッキでは、そ
の接続信頼性に問題があり、ニッケルメッキのパッド部
分に金メッキを施して金線でボンディングしたのではコ
スト高となる。また前記の導体回路の接続にジャンパー
チップを用いたのでは、回路間に段差があるため接続作
業が煩雑となり、実用上大きな問題となる。
(課題を解決するための手段) 本発明は、これらの問題を解決するために、金属板ベ
ース基板の絶縁層上に多層回路樹脂基板を貼り合わせ、
該多層回路樹脂基板の最上層導体回路にアルミニウム/
銅クラッド箔を設け、このアルミニウム箔部分をワイヤ
ーボンディング用パッドとして用いることにより、半導
体装置や抵抗体及びパッド間のボンディングが容易とな
って接続信頼性の向上がはかれ、本問題を解決するに至
った。
すなわち本発明は、 1 金属板ベースの絶縁層上に、最上層部がアルミニウ
ム/銅クラッド箔導体回路で形成された多層回路樹脂基
板と、銅回路又はアルミニウム/銅クラッド箔導体回路
とを設けてなることを特徴する金属板ベース多層回路基
板及び 2 請求項1記載の金属板ベース多層回路基板の銅回路
部分に半導体チップを載置し、該半導体チップとアルミ
ニウムパッド部分及び/又はアルミニウム部分同士とを
アルミニウムワイヤーでボンディングしてなることを特
徴とする金属板ベース多層回路基板である。
以下図面により本発明を詳細に説明する。
第1図から第7図は、請求項1に該当する本発明の金
属板ベース多層回路基板断面図を示すものであり、第4
図から第7図は、請求項2に該当する本発明の金属板ベ
ース多層回路基板を示すものである。
金属板1には絶縁層2が形成され、さらに該絶縁層2
の上には、多層回路樹脂基板11が接着剤7により貼り合
わされている。
前記多層回路樹脂基板11は、多層回路用樹脂基板5の
それぞれの面に銅箔及びアルミニウム/銅クラッド箔を
貼り、エッチングして両面に所望の銅回路3及び中間導
体回路6を形成するか、片面に所望の中間導体回路6
が、他面には所望のアルミニウム/銅クラッド箔導体回
路が形成された構成からなる。そして前記アルミニウム
/銅クラッド箔の多層回路用樹脂基板5への貼り合わせ
方法は、クラッド箔において銅回路3の面又はアルミニ
ウムパッド4の面が多層回路用樹脂基板5と接着して構
成するいずれのものであってもよい。
本発明の金属板ベース多層回路は、多層回路樹脂基板
11にアルミニウム/銅クラッド箔導体回路を設けた場合
には、多層回路樹基板11の表面層すなわち最上層部分に
銅回路3及びアルミニウムパッド4からなるアルミニウ
ム/銅クラッド箔導体回路が備わる構成からなる。
本発明の金属板ベース多層回路基板は、多層回路樹脂
基板11を接着した以外の絶縁層2に銅箔又はアルミニウ
ム/銅クラッド箔を貼り合わせ、エッチングして所望の
銅回路3又はアルミニウム/銅クラッド箔導体回路を設
けることができ、該アルミニウム/銅クラッド箔導体回
路を構成する銅回路3及びアルミニウムパッド4は、絶
縁層2に対していずれの面が接着するものであってもよ
い。
第4図〜第7図は、本発明の銅回路3に半導体チップ
8を接着し、ボンディングワイヤー9でアルミニウムパ
ッド4と接続したものであり、第6図は、アルミニウム
パッド4を利用して段差のある導体回路をボンディング
ワイヤー9で電気的接続を確実に行うことを示している
ものである。
また第7図は、多層回路用樹脂基板の両面に導体回路
を形成した複数の多層回路樹脂基板11を設けた金属板ベ
ース多層回路基板を示すものであり、多層回路樹脂基板
11の重ねる数は、特に制限がなく、多層回路樹脂基板と
単層回路樹脂基板とを組み合わせたものであっても何ら
差し支えない。
本発明に用いる金属板1は、アルミニウム、銅、鉄、
珪素鋼、ステンレス鋼及び銅/インバー/銅等が用いら
れ、その厚みは0.3〜5mmである。
また絶縁層2には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
フェノール樹脂及びアクリル樹脂等の各種樹脂又はこれ
ら樹脂と無機充填剤との混合樹脂、さらに樹脂含浸ガラ
ス布等を用いることができ、その厚みは40〜200μmが
望ましい。
次に高密度実装に対応するために用いる多層回路用樹
脂基板5には、ガラス/エポキシ樹脂基板、ポリイミド
フレキシブル基板及びフェノール樹脂基板等のいずれで
もよい。そして多層回路用樹脂基板5及び金属板1の絶
縁層2上に貼り合わされるアルミニウム/銅クラッド箔
としては、銅箔が5〜300μm、アルミニウム箔が5〜1
00μmの厚さであり、その他の導体回路用として用いる
銅箔は、5〜300μmが望ましい。
上記のアルミニウム箔及び銅箔から導体回路を形成す
るために使用するエッチング液は、アルミニウム箔に
は、酸又はアルカリのいずれか、また銅箔には、硫酸/
過酸化水素水系、塩化第二鉄及び塩化第二銅が使用でき
る。さらに多層回路樹脂基板5を絶縁層2に接着する接
着剤7としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂系及び
アクリル樹脂等の樹脂プリプレグ状態又は該樹脂と無機
フィラーとの混合樹脂を用いることができる。
(実施例) 実施例1 ベース金属板が500×500×1.0mmの珪素鋼上に絶縁層
として100μmのエポキシ樹脂含浸ガラス布を設けて、
該絶縁層上に35μmの銅箔により所望の導体回路を形成
した。また多層回路用樹脂基板には、スルーホールメッ
キ付き四層ガラス/エポキシ樹脂基板(厚み200μm)
を用い、その表面層となる最上層部には導体回路として
アルミニウム40μm/銅10μmクラッド箔を他の中間導体
層には35μmの銅箔を用いて、各導体回路を形成するた
めにエッチング液としてアルミニウム箔には、苛性ソー
ダー、銅箔には硫酸/過酸化水素水系を使用した。
そして導体回路が形成された多層回路樹脂基板は、接
着剤として予備的に一定形状に打ち抜かれたプリプレグ
を用いて、前記ベース金属板の絶縁層上に貼り合わせた
(第1図)。
このようにして作成した金属板ベース多層回路基板
は、多層回路樹脂基板の導体回路上にICシリコンベアチ
ップを搭載した後、直径25μmの金ワイヤーを前記チッ
プ及びエッチングにより形成された前記多層回路樹脂基
板表面上のアルミニウムパッド間でボンディングした
(第5図)。
実施例2 ベース金属板が500×500×1.5mmのアルミニウム上に
絶縁層として80μm厚みの無機フィラー充填エポキシ樹
脂を設けて、該絶縁層上にアルミニウム40μm/銅10μm
クラッド箔を貼り合わせ、実施例1と同様の操作を行っ
て所望の導電回路を作成した。
また多層回路用樹脂基板は、スルホールメッキ付二層
両面ガラス/エポキシ樹脂基板(厚み100μm)を用
い、その表面層となる最上層部には導体回路として銅85
μm/アルミニウム40μmクラッド箔を、さらに中間導体
層には銅箔35μmを用いてこれをエッチングして導体回
路の形成を行った。以下実施例1と同様にして多層回路
樹脂基板をベース金属板の絶縁層上に接着剤で貼り合わ
せた(第3図)。
このようにして作成した金属板ベース多層回路基板
は、ベース金属板絶縁層上の導体回路上にパワートラン
ジスターベアチップを搭載した後、直径400μmアルミ
ニウムワイヤーで上記エッチングで形成したアルミニウ
ムパッドへ超音波ワイヤボンディングを行った。また多
層回路樹脂基板の導体回路上においては、ICベアチップ
を搭載して全ワイヤーにより同基板上のアルミニウムパ
ッドへワイヤーボンディングを行った(第4図)。
(発明の効果) 以上のとおり、本発明は高密度実装が要求される多層
回路を有する金属板ベースの多層回路樹脂基板におい
て、多層回路樹脂基板の最上層に当たる表面に露出され
た導体回路及びベース金属板絶縁層上の導体回路にアル
ミニウム/銅クラッド箔を用いることにより、半導体装
置、低抗体及びパッド間のワイヤーボンディングが容易
になり、しかも特にアルミニウムワイヤーを使用する際
は、接合信頼性が高く、さらに多層回路樹脂基板上とベ
ース金属板に近い絶縁層上との導体回路間の電気的接合
も容易となる効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は、本発明の多層回路基板の断面図であ
り、第4図〜第7図はさらに半導体チップやワイヤーボ
ンディングをした本発明の多層回路基板の断面図であ
る。 1:金属板、2:絶縁層、3:銅回路 4:アルミニウムパッド 5:多層回路用樹脂基板 6:中間導体、7:接着剤、8:半導体チップ 9:ボンディングワイヤー、10:スルホール 11:多層回路樹脂基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−7698(JP,A) 特開 昭62−128596(JP,A) 特開 昭63−229897(JP,A) 特開 昭58−48432(JP,A) 特開 昭59−33894(JP,A) 特開 昭62−217698(JP,A) 特開 昭63−233547(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属板ベースの絶縁層上に、最上層部がア
    ルミニウム/銅クラッド箔導体回路で形成された多層回
    路樹脂基板と、銅回路又はアルミニウム/銅クラッド箔
    導体回路とを設けてなることを特徴とする金属板ベース
    多層回路基板。
  2. 【請求項2】請求項1記載の金属板ベース多層回路基板
    の銅回路部分に半導体チップを載置し、該半導体チップ
    とアルミニウムパッド部分及び/又はアルミニウム同士
    とをアルミニウムワイヤーでボンディングしてなること
    を特徴とする金属板ベース多層回路基板。
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