JP2612468B2 - 電子部品搭載用基板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子部品搭載用基板に関し、特に基材上に
搭載した電子部品の接続部と基材から突出する各リード
とを電気的に接続した基板に関するものである。

（従来の技術） 近年の高密度化された電子部品には、そのままでは各
種電子機器を構成することができないものがある。この
様な電子部品は、基板に実装してから使用しなければな
らず、そのため、従来より種々の形式の電子部品搭載用
基板が開発され提案されてきている。

この様な電子部品搭載用基板において、電子部品と、
リード等の外部に接続するための端子とを、基板におい
て接続する形式としては、例えば、所定配列にて植設し
た多数の導体ピンと基板上の導体回路を介して電子部品
とを接続する所謂PGA、基板上の導体回路の一部を電子
部品が直接搭載されるフィンガーリードとする所謂TA
B、リードと電子部品とをワイヤーボンディングしてそ
の全体をモールドする所謂DIP等がある。

これらの内、例えば互いに電気的に独立した複数のリ
ードを基材から突出させるとともに、この基材上に搭載
した電子部品の接続部と各リードとを電気的に接続した
DIP形式の基板を例にとっても、特開昭60−194553号公
報等においてその具体化されたものが種々提案されてい
る。

この特開昭60−194553号公報等において提案されてい
るのは、 「金属製のベースリボンのアイランド部（14）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（７）を接着剤（13）で
接着し、前記回路基板（７）上に回路素子（２）を装着
して樹脂封止したことを特徴とする混成集積回路装置」
であるが、このような混成集積回路装置を代表とする従
来の電子部品搭載用基板の基本的構成としては、第６図
に示すように主として二つのものがある。即ち、その第
一の基本構成は、電子部品（２）が搭載される部分（ア
イランド部（14））に位置する金属材（金属製のベース
リボン）がリード（６）となるべき他の複数の部分とは
全く独立したものとされていることである。また、第二
の基本構成は、第一の基本構成と関連するのであるが、
電子部品（２）が搭載される部分に位置する金属材と、
リード（６）となるべき他の複数の部分とは互いに独立
したものであることから、両者はワイヤーボンディング
（３）しなければならない構成となっていることであ
る。基材上に搭載した電子部品（２）の接続部と各リー
ド（６）とを電気的に接続した形式の従来の基板が以上
のような基本構成を採らなければならない理由は、各リ
ード（６）は電気的に独立したものとしなければならな
ず、そのためにはこれら各リード（６）に電子部品
（２）の各端子をそれぞれ別個独立に接続しなければな
らないからである。また、実際の製造上の理由からも、
上記のような二つの基本構成が採用されているようであ
る。つまり、上記のような電子部品搭載用基板は、所定
のワイヤーボンディングを行なった後には、その全体を
所謂トランスファーモールド（15）により樹脂封止する
のであるが、この場合に各リード（６）の位置決めが容
易になっていなければならない。そのために、まずこれ
らのリード（６）と電子部品（２）が搭載される部分
（アイランド部（14））に位置する金属材とを枠等によ
って一枚の金属板として形成しておき、これにより電子
部品（２）が搭載される部分に位置する金属材と各リー
ド（６）とが同一面に配置され得るように構成してある
のである。

（発明が解決しようとする課題） ところが、以上のような基本構成を採ると、特に近年
の各種の電子部品搭載用基板において要求されている高
密度実装を行なう上で、次のような解決しなければなら
ない問題が発生するのである。すなわち、 電子部品（２）が接続される基板上の導体回路（５）
と各リード（６）とを直接ワイヤーボンディング（３）
しなければならないため、電子部品（２）を実装した後
の全体を樹脂封止（15）しなければならないことは勿
論、短距離でワイヤーボンディングを行なえるように回
路端部（アイランド部（14）の外周部）に電極を引き出
しておく必要があり、回路設計上の自由度が非常に少な
くなる。また、各リード（６）に対しては、ワイヤーボ
ンディング（３）を確実に行なうための金または銀めっ
きを施すことが必須条件となっている。

電子部品（２）が搭載される部分（アイランド部（1
4））に位置する金属材、すなわちアイランド部（14）
に位置する金属製ベースリボンは、電子部品（２）のベ
ースとして使用される他は、単に電子部品（２）を搭載
する部分を形成または補強するために使用されているの
であり、積極的に配線回路として使用できるものではな
い。従って、アイランド部（14）に位置する金属製ベー
スリボンは、高密度実装には適さないものである。

電子部品（２）は、一般に通電すれば発熱するもので
あり、このような電子部品（２）からの熱は外部に放散
させなければならないものである。ところが、上述した
従来の電子部品搭載用基板にあっては、電子部品（２）
の直下に位置する金属材（14）は他の金属部分とはつな
がっておらず、しかも基材中に埋設された状態にあるた
め、金属材という熱伝導性に優れた材質のものが基板中
に折角存在しているのに、これを放熱部材として積極的
に利用できないものである。

電子部品（２）が搭載されるアイランド部（14）と、
外部に接続されるリード部（６）とはそれぞれ独立して
離れているため、両者を接続するにはワイヤーボンディ
ング（３）によってしか行なえない。そのため、高密度
実装しにくいだけでなく、ボンディングワイヤー（３）
を樹脂封止（15）して信頼性を高めることも要求され
る。

以上の問題点を解決すべく本発明者等が鋭意研究を重
ねてきた結果、リードの内側に内部接続部を一体的に形
成し、これを基板を構成する基材中に埋設した状態の電
子部品搭載用基板に、金属製の封止用キャップを載置す
ることが良い結果を生むことを新規に知見し、本発明を
完成したのである。

そして、本発明の目的とするところは、回路設計がし
易く、電子部品搭載用基板の導体回路と各リードとの接
続部の樹脂封止を必ずしも行う必要がなくて接続信頼性
に優れ、かつ電子部品の信頼性にも優れ、簡単に放熱構
造を採ることができる電子部品搭載用基板を簡単な構成
によって提供することにある。

（課題を解決するための手段） 以上の課題を解決するために本発明が採った手段は、 「互いに電気的に独立した複数のリード（６）の内側
に内部接続部（10）を一体的に形成し、この内部接続部
（10）の両面に基材（７）を一体的に設けることによ
り、前記基材（７）から前記各リード（６）を突出させ
ると共に、前記基材（７）の少なくともいずれか一方に
形成した導体回路（５）と前記リード（６）とを電気的
に接続した電子部品搭載用基板（17）であって、前記基
材（７）上に金属製の封止キャップ（４）を載置したこ
とを特徴とする電子部品搭載用基板（17）」である。

この本発明が採った手段を、実施例に対応する第１図
〜第５図を参照して詳細に説明すると、次の通りであ
る。

まず、この電子部品搭載用基板（17）は、これに搭載
する各電子部品（２）を、その基材（７）から外部に突
出する各リード（６）によって他の大型基板等に実装す
る形式のものである。

この電子部品搭載用基板（17）は、各リード（６）と
して、基板（７）内に埋設された状態の内部接続部（1
0）をその内側に一体的に形成したもの、つまり、リー
ド（６）と内部接続部（10）とを一体化することにより
構成した金属材（16）を用いている。そして、この電子
部品搭載用基板（17）は、この各金属材（16）の内部接
続部（10）の両面に樹脂、セラミック等の材料からなる
基材（７）を一体的に設け、少なくともこの基材（７）
上に電子部品（２）のための導体回路（５）を形成し、
そして、各導体回路（５）または電子部品（２）の接続
部と各内部接続部（10）またはリード（６）とをスルー
ホール（９）等によって電気的に接続して基板を形成
し、さらに、その基板上に搭載された電子部品（２）あ
るいは基板全体を金属製の封止キャップ（４）で封止し
たものである。

なお、基材（７）としては上記のように種々な材料の
ものを採用できるものである。すなわち、この基材
（７）の材料としては、シリコン、ポリイミド、アルミ
ナ、エポキシ、ガラスエポキシ等の各種樹脂は勿論のこ
と、セラミックでもよいものであり、要するに絶縁性を
有して、金属材（16）の内部接続部（10）上に確実に密
着し得るものであれば何でもよい。また、基材（７）と
しては、複数のものを積層して一体化したものでもよ
い。すなわち、各基材（７）は単に金属材（16）の内部
接続部（10）の両面に形成する場合でけでなく、導体回
路（５）あるいは内部接続部（10）を多層のものとして
構成したものであってもよいものである。

同様に、金属材（16）を構成する材料としても種々な
ものを適用できる。つまり、必要な導電性を有した金属
であれば何でもよく、銅や鉄は勿論のこと、所謂42アロ
イ等でも十分である。また、これら各金属材（16）とし
ては、そのリード（６）部分を折り曲げて使用したり、
あるいは、放熱材として使用することがあるから、これ
らに適した材料を選択することが好ましい。その意味で
は、この金属材（16）としては、銅を主材として構成し
たものが最も適している。

さらに、金属製の封止キャップ（４）としては、アル
ミニウム、銅あるいはその合金等の金属材料から構成さ
れる。これらの材料は、封止キャップ（４）としての加
工性及び機能性、あるいは放熱性の面から最も適してい
る。封止キャップ（４）の構造および形状は、例えば、
キャップ表面の酸化皮膜形成による絶縁性の付与、ある
いは、封止キャップ中の電子部品上に位置する部分の凸
部形成等、封止キャップ（４）に関する公知の技術をそ
のまま用いることができる。

（発明の作用） 本発明は、以上のような手段を採ることによって以下
のような作用がある。

電子部品（２）が接続される基材（７）上の導体回路
（５）と各リード（６）とを必ずしも直接ワイヤーボン
ディングする必要がない。これは、基材（７）上に位置
する導体回路（５）や基材（７）内に位置する導体回路
（５）とは、各スルーホール（９）等によって接続する
ことができるからである。このため、電子部品（２）を
実装した後の基材（７）の全体を必ずしも樹脂封止する
必要がなくなる。従って、この電子部品搭載用基板（1
7）にあっては、従来の基板のように、短距離でのワイ
ヤーボンディングを行なうべく回路端部に導体回路
（５）を引き出しておく必要はなく、回路設計上の自由
度が非常に高くなっている。また、電子部品（２）が接
続される基材（７）上の導体回路（５）と各リード
（６）とを直接ワイヤーボンディングする必要がないか
ら、この電子部品搭載用基板（17）にあっては、各リー
ド（６）にボンディング用の金または銀めっきを施す必
要はないものである。さらに、この電子部品搭載用基板
（17）上の電子部品（２）のみを金属製の封止キャップ
（４）により封止すれば、従来の基板全体を樹脂封止し
た構造より優れた信頼性を得ることができる。

この電子部品搭載用基板（17）にあっては、必ずしも
金属材（16）を電子部品（２）が搭載される部分（アイ
ランド部（14））に形成する必要はなくなっている。つ
まり、電子部品（２）のベースとして使用される部分
は、他の導体回路（５）で代替できるし、強度は各金属
材（16）の内部接続部（10）や基材（７）自体によって
容易に確保できるからである。

従来の基板全体を樹脂封止したものと異り、この電子
部品搭載用基板（17）にあっては、電子部品（２）から
の熱は外部に容易に放散される。これは、金属材（16）
の内部接続部（10）は、基材（７）中に埋設された状態
にあり、しかもこれと一体的なリード（６）が基材
（７）の外部に突出しているためであり、金属材（16）
という熱伝導性に優れた材質のものを放熱部材として積
極的に利用しているのである。また、電子部品（２）を
金属製のキャップ（４）により封止している事より、電
子部品（２）からの熱は、封止キャップ（４）からも良
好に放散するのである。

各導体回路（５）とリード（６）とを、各スルーホー
ル（９）等を介して接続すれば、従来のワイヤーボンデ
ィングと比べ、その電気的信頼性は非常に高くなってい
る。

（実施例） 次に、本発明を図面に示した各実施例に従って詳細に
説明する。

第一実施例 第１図に本発明の第一実施例が示してある。基材
（７）表面に導体回路（５）が形成してあり、電子部品
（２）を搭載後、電子部品（２）と導体回路（５）は金
属細線（３）により接続してある。そして、封止キャッ
プ（４）内がエポキシ樹脂系の封止樹脂（１）にて完全
充填される構成にて、電子部品（２）をキャップ封止し
てある。また、図示真中に位置する基材（７）内には金
属材（16）の内部接続部（10）が埋設してあり、その内
部接続部（10）と、基材（７）表面の導体回路（５）と
はスルーホール（９）によって、電気的に接続してあ
り、各内部接続部（10）と一体的なリード（６）が基材
（７）の外部に突出しているものである。

なお、この第一実施例の電子部品搭載用基板（17）に
あっては、基材（７）をガラスエポキシ樹脂によって形
成し、金属材（16）としては銅系の材料によって形成
し、また、封止キャップ（４）は、アルミニウム系の材
料で、凸部を有し、電子部品（２）のみを封止する形状
のものを用いた。

第二実施例 第２図には本発明の第二実施例が示してある。この実
施例にあっては、電子部品（2a）（2b）が搭載される部
分の基材（７）上の導体回路（５）部が外部に露出する
ように開口部が設けられたダム枠（12）を接着材（13）
により電子部品搭載用基板（17）に固着し、種々の電子
部品（2a）（2b）を実装後、必要な電子部品（2a）のみ
エポキシ樹脂系の封止樹脂（１）にて完全充填される構
成にて金属製の封止キャップ（４）にて封止した。

本実施例の電子部品搭載用基板（17）の封止構造は、
電子部品搭載用基板（17）に搭載される電子部品がベア
チップ等の封止が必要な電子部品（2a）と、例えばチッ
プ抵抗等のすでにモールドしてある電子部品（2b）と両
種類搭載する必要があり、回路変更等の理由で、モール
ドずみ電子部品（2b）を実装後変更したい時、例えば第
２図の様な封止構造をとればいつでもキャップ封止して
いない電子部品（2b）を交換することが可能である。

また、この第二実施例における電子部品搭載用基板
（17）は、第一実施例と同様に基材（７）内部の内部接
続部（10）と基材（７）表面の導体回路（５）とは、ス
ルーホール（９）によって電気的に接続してある。ま
た、この実施例にあって、第一実施例の場合と比較し
て、第１図に示すような内部導体層（８）（見掛け上、
従来のアイランド部に相当する金属材）がなく、金属材
（16）の内部接続部（10）が大きな面積を有するものと
して形成してある。これは、各内部接続部（10）を各基
材（７）間に位置する導体回路の役割をも果たすものと
するためである。

なお、この実施例の電子部品搭載用基板（17）にあっ
ては、基材（７）および金属材（16）の材質は、第一実
施例と同様であり、また、封止キャップ（４）は、アル
ミニウム系の材料で、平坦な形状のものを用いた。ま
た、ダム枠（12）はガラスエポキシ積層板をルーター加
工することにより、形成した。

第三実施例 第３図および第４図には、本発明の第三実施例が示し
てある。この実施例における電子部品搭載用基板（17）
はリード（６）が基板の１辺の端部からのみ外部へ突出
した装置（所謂SIPタイプ）を構成するためのものであ
る。

この電子部品搭載用基板（17）は第一実施例と同様
に、基材（７）内部の内部接続部（10）と基材（７）表
面の導体回路（５）とは、スルーホール（９）によって
電気的に接続してあり、その内部接続部（10）と一体的
なリード（６）とは一般的に電気的に独立している内部
導体層（８）が、基材（７）内および基材（７）の４辺
中、リード（６）が突出していない３辺の端部から基材
（７）外へ突出した構成で形成してある。そして、金属
製の封止キャップ（４）にて、基材（７）の両面に、基
材（７）を覆う形でエポキシ樹脂系の封止樹脂（１）に
て完全充填して封止し、なおかつ、内部導体層（８）の
基材（７）外部へ突出した部分の金属材（16）と、金属
製の封止キャップ（４）とを第３図および第４図に示す
様に、はんだ（11）にて接続させた。

本実施例のように、内部導体層（８）と金属製の封止
キャップ（４）とを、はんだ（11）等の熱伝動性の良い
材料にて接続した場合、電子部品（２）から発生した熱
は、基板（17）内部にたまることなく、基板（17）内の
内部導体層（８）から封止キャップ（４）に伝わり放熱
される。言い換えれば、封止キャップ（４）は、放熱板
の役目も果たすものであり、封止キャップ（４）の表面
積は大きければ大きいほど放熱性は向上する。また、本
実施例の様に、基板（17）の両面をキャップ封止すれ
ば、放熱性が向上するだけでなく、電子部品（２）への
透湿経路も極めて少なくなるため、電子部品（２）の信
頼性は格段に向上するのである。

なお、本実施例の基材（７）、金属材（16）および封
止キャップ（４）の材質は、実施例１と同様である。

第四実施例 第５図には、本発明の第四実施例が示してある。この
実施例における電子部品搭載用基板（17）は、リード
（６）が基板（17）の４辺全部の端部から外部へ突出し
た装置（所謂QFPタイプ）を構成するためのものであ
る。このタイプの電子部品搭載用基板（17）は第３実施
例の様に内部導体層（８）を基材（７）の端部から突出
させることができない。そのため、本実施例の電子部品
搭載用基板（17）においては、基板（17）上の電子部品
（２）が搭載される面の基材（７）に、内部導体層
（８）が外部へ露出する様な開口部を設け、その外部へ
露出した部分の内部導体層（８）と、金属製の封止キャ
ップ（４）とをはんだ（11）にて接続した構成にて、な
おかつ、エポキシ樹脂系の封止樹脂（１）にて完全充填
して、電子部品（２）をキャップ封止した。

なお、本実施例の基材（７）、金属材（16）および封
止キャップ（４）の材質は、第一実施例と同様である。

（発明の効果） 以上、本発明にあっては、上記各実施例にて例示した
如く、「互いに電気的に独立した複数のリード（６）の
内側に内部接続部（10）を一体的に形成し、この内部接
続部（10）の両面に基材（７）を一体的に設けることに
より、前記基材（７）から前記各リード（６）を突出さ
せると共に、前記基材（７）の少なくともいずれか一方
に形成した導体回路（５）と前記リード（６）とを電気
的に接続した電子部品搭載用基板（17）であって、前記
基材（７）上に金属製の封止キャップ（４）を載置した
こと」にその構成上の特徴があり、これにより、回路設
計がし易く、電子部品の信頼性および導体回路と各リー
ドとの接続部の接続信頼性が、基板全体を樹脂封止しな
くても優れており、しかも簡単に放熱構造を取ることが
できるのである。

すなわち、この電子部品搭載用基板（17）は、次のよ
うな具体的効果を有するものである。

基材（７）上に位置する導体回路（５）や基材（７）
内に位置する導体回路（５）とを、各スルーホール
（９）等によって接続すれば、電子部品（２）が接続さ
れる基材（７）の導体回路（５）と各リード（６）とを
直接ワイヤーボンディングする必要がなくなる。従っ
て、短距離でワイヤーボンディングを行なえるように回
路端部に導体回路（５）を引き出しておく必要はなく、
回路設計を自由に行なうことができるのである。しか
も、電子部品（２）が接続される基材（７）上の導体回
路（５）と各リード（６）とを直接ワイヤーボンディン
グする必要がないため、この電子部品搭載用基板（17）
にあっては、各リード（６）にめっきを施す必要は必ず
しもなく、その製造を簡単かつ安価に行なうことができ
るものである。

この電子部品搭載用基板（17）にあっては、必ずしも
金属材（16）を電子部品（２）が搭載される部分（アイ
ランド部）に形成する必要はない。これは、電子部品
（２）のベースとして使用される部分は、他の導体回路
（５）で代替できるし、強度は、各金属材（16）の内部
接続部（10）や基材（７）自体によって容易に確保でき
るからである。

電子部品（２）からの熱は外部に容易に放散される。
金属材（16）の内部接続部（10）は、基材（７）中に埋
設された状態にあり、しかもこれと一体的なリード
（６）が基材（７）の外部に突出しているためであり、
金属材（16）という熱伝導性に優れた材質のものを放熱
部材として積極的に利用しているのである。また、電子
部品（２）を金属製の封止キャップ（４）により封止し
ていることにより、封止キャップ（４）からも良好に放
熱するのである。さらに、基板（17）上の電子部品
（２）のみを金属製の封止キャップ（４）により封止す
れば、基板（17）全体を樹脂封止することなく電子部品
（２）の信頼性をうることができる。

各導体回路（５）とリード（６）とは、各スルーホー
ル（９）等を介して接続することができるため、その電
気的信頼性を非常に高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は、本発明に係る電子部品搭載用基板の
それぞれの実施例を示す断面図、第６図は従来の電子部
品搭載用基板の断面図である。 なお、第４図は第３図におけるＡ−Ａから見た断面図で
ある。 符号の説明 １……封止樹脂、２……電子部品、３……金属細線、４
……封止キャップ、５……導体回路、６……リード、７
……基材、８……内部導体層、９……スルーホール、10
……内部接続部、11……はんだ、12……ダム枠、13……
接着剤、14……アイランド部、15……トランスファーモ
ールド樹脂、16……金属材、17……電子部品搭載用基板

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに電気的に独立した複数のリードの内
   側に内部接続部を一体的に形成し、この内部接続部の両
   面に基材を一体的に設けることにより、前記基材から前
   記各リードを突出させると共に、前記基材の少なくとも
   いずれか一方に形成した導体回路と前記リードとを電気
   的に接続した電子部品搭載用基板であって、 前記基材上に金属製の封止キャップを載置したことを特
   徴とする電子部品搭載用基板。