JP2816496B2 - 電子部品搭載用基板 - Google Patents

電子部品搭載用基板

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JP2816496B2 JP2200815A JP20081590A JP2816496B2 JP 2816496 B2 JP2816496 B2 JP 2816496B2 JP 2200815 A JP2200815 A JP 2200815A JP 20081590 A JP20081590 A JP 20081590A JP 2816496 B2 JP2816496 B2 JP 2816496B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は電子部品搭載用基板に関し、特に搭載した電
子部品からの熱を外部に放出する放熱部材を有した電子
部品搭載用基板に関するものである。
(従来の技術) 昨今の電子技術の著しい進歩により、半導体素子等の
電子部品は高集積化の一途を辿っている。また、これに
加えて、最近市場より高速化の要求が高まっている。従
って、このような電子部品を収納する電子部品搭載装置
にあっては、電子部品の高集積化及び高速化に対応し得
るよう、電子部品から発生する熱を速やかに外部へ放散
することが要求されている。
この種の電子部品搭載装置には、電子部品と電気的導
通をとるリードフレームからなるものが一般的に用いら
れている。
しかしながら、リードフレームのみからなる電子部品
搭載装置を用いた場合には、電子部品を搭載した後、リ
ード等を除いて全体を樹脂封止しなければならず、この
ようにして形成した樹脂封止型半導体搭載装置の放熱性
は、熱伝導性の悪い封止樹脂を通して放熱を行わなけれ
ばならず放熱性は極めて低く、高発熱電子部品用には耐
えきれないのが現状である。
また、近年、電子部品の高集積化による所謂多ピン化
にともない、前記リードフレームのインナーリード部を
プリント基板とすることによりパターンを微細化し多ピ
ン化に対応する動きが出ている。さらに、これらのイン
ナーリード部をプリント基板としたリードフレーム半導
体搭載装置は多ピン化にともなう発熱を改善する工夫も
なされている。
そこで、放熱性を向上させるため、第10図に示すよう
に、基材(22)の片面に、その表面が外部に露出する良
熱伝導性の放熱部材(23)を固着した電子部品搭載用基
板(20)が知られている。この電子部品搭載用基板(2
0)を用いた電子部品搭載装置にあっては、電子部品
(A)より発生した熱を、放熱部材(23)より外部へ放
散されるようになっている。
(発明が解決しようとする課題) しかし、この従来の電子部品搭載用基板(20)にあっ
ては、放熱部材は熱伝導性の悪いプリント基板の裏面側
に接着されているのであり、電子部品の熱がプリント基
板で遮断されるため、十分な放熱効果が得られなかった
のである。さらに大きな問題は、プリント基板に放熱部
材を接着剤で接着したのみであると半導体装置として組
立て時や、その後の取扱い時の加熱や外部からの応力に
より熱膨張率が異なる基材(22)・放熱部材(23)・封
止樹脂(24)等に内部歪が発生することにより、比較的
強度のない放熱部材(23)以外の部分が湾曲し、放熱部
材(23)が剥がれて脱落したり、亀裂が入ったりするこ
とがあった。
即ち基材と放熱部材と封止樹脂が十分な接着強度で接
着していることが必要であるが、基材の表面はもともと
の基材の平滑な面ないしソルダーレジストに覆われた平
滑な面であり、放熱部材を基材の表面に接着剤で接着し
たのみであると接着力が不足していたのである。さらに
重要なことは、基材と封止樹脂との接着力も同様に不足
していたのであり、全体として樹脂封止後のものの外部
からの応力等による歪は、基材と放熱部材の接着力不足
による歪にさらに基材と封止樹脂との接着力不足による
歪が加わりより大きな歪を生んでいたのである。
本発明は以上のような実状に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、電子部品搭載装置とした際、搭載した
電子部品から発生する熱を効率よく外部へ放散すること
ができることは当然として、封止樹脂後、外部からの応
力等が加わったり、内部歪が発生しても、放熱部材が脱
落することがない信頼性の優れた電子部品搭載用基板を
提供することにある。
(課題を解決するための手段) 以上のような課題を解決するために、本発明の採った
手段は、第1図〜第4図に示すように、 「導体パターン(16)が形成されて電子部品(A)を
搭載する基材(11)と、この基材(11)に設けられて電
子部品(A)からの熱を外部に放出する放熱部材(15)
とを備えた電子部品搭載用基板(10)において、 基材(11)の裏面に放熱部材(15)より大きな面積の
収納凹部(12)を形成するとともに、その収納凹部(1
2)と放熱部材(15)の隙間に放熱部材(15)を位置決
めするための係止部(14)と、封止樹脂(24)が入り込
むための充填空間(13)とを設けたことを特徴とする電
子部品搭載用基板(10)」 である。
(発明の作用) 以上のように構成した電子部品搭載用基板(10)にお
いては、まず放熱部材(15)がその周囲に位置する各係
止部(14)に当接していて、これにより放熱部材(15)
は基材(11)に対して位置決めがなされるようになって
いるのである。従って放熱部材(15)を基材(11)に接
着剤により接着をする際、特別な位置合わせ治具を用い
ることなく精度よく位置合わせができるようなっている
のである。
また、この電子部品搭載用基板(10)においては、電
子部品(A)が搭載される基材(11)に放熱部材(15)
のための収納凹部(12)を形成したから、放熱部材(1
5)と電子部品(A)間に位置する基材(11)は他の部
分よりも薄いものとなっている。従って、仮に基材(1
1)が熱伝導性に劣るものであったとしても、電子部品
(A)が生じた熱はこの薄い基材(11)を通して速やか
に放熱部材(15)に伝達されるようになっている。さら
に基材(11)の表面側から放熱部材(15)に到達するよ
うに座グリにより凹部を形成し、搭載部とすることも可
能であり、この場合は電子部品(A)からの熱を放熱部
材(15)へ直接伝達できるようになっているとともに、
電子部品(A)をワイヤボンディングし易い高さに調節
したり、電子部品搭載用基板の全体の厚さを薄くするこ
ともできるようになっているのである。勿論、放熱部材
(15)の例えば第1図に示した表面は、一般的な放熱部
材と同様に、電子部品搭載用基板(10)及びこれに搭載
した電子部品(A)の全体を封止してパッケージ化する
封止樹脂から露出されるのであるから、この放熱部材
(15)の熱放散性は十分確保されるものである。
特に、充填空間(13)が収納凹部(12)と放熱部材
(15)との隙間に設けてあることである。前述したよう
に樹脂封止を行った際、充填空間(13)には封止樹脂
(24)が入り込み、充填空間(13)による表面積が増加
した分、基材(11)と封止樹脂(24)の接着力を向上す
ることができるのである。さらに充填空間(13)は基材
(11)の水平方向(一般に言うX方向、Y方向)ととも
に厚さ方向(一般に言うZ方向)に形成されているもの
であり、従って封止樹脂(24)がこの充填空間(13)に
入り込んだ状態では封止樹脂(24)に加えられた外部応
力等に対して全方向(X方向、Y方向、Z方向)で喰い
止めるいわばくさびを放熱部材(14)の周辺に打ち込ん
だことになるのである。
更に重要なことは、基材(11)の収納凹部(12)内に
収納された放熱部材(15)は、前述したように、これを
各係止部(14)がその外方から押し付ける、つまり係止
していることと、その周囲に位置する充填空間(13)内
に充填される封止樹脂(24)によって、基材(11)と接
着されることである。すなわち、この電子部品搭載用基
板(10)において使用されている放熱部材(15)は、そ
の側面において、封止樹脂(24)及び各係止部(14)に
よって基材(11)に接着された状態となるものである。
従って、この電子部品搭載用基板(10)を使用した第
7図に示したようなパッケージにおいては、その基材
(11)に曲げ応力が加わったとしても、放熱部材(15)
は、充填空間(13)及び放熱部材(15)の周辺の封止樹
脂(24)と、各係止部(14)とによって基材(11)に高
い接着強度で以って保持されているのであるから、この
放熱部材(15)が基材(11)から離脱してしまうことは
全くないのである。
また、放熱部材(15)は銅などの金属であり、銅であ
れば所謂黒化処理により酸化粗化処理してあるのであ
り、封止樹脂(24)との接着力は十分なものとなってい
るのである。
(実施例) 次に、本発明に係る電子部品搭載用基板(10)を、図
面に示した実施例により説明するが、この電子部品搭載
用基板(10)はこれに電子部品(A)を実装してパッケ
ージ化されるものである。このパッケージについてまず
説明すると、第7図には電子部品搭載用基板(10)に電
子部品(A)を実装して、この電子部品搭載用基板(1
0)及び電子部品(A)をトランスファーモールド等の
手段によって封止樹脂による封止を行い、これによりパ
ッケージ化したものが示してある。そして、この電子部
品搭載用基板(10)は、絶縁性を有する材料によって形
成した基材(11)と、この基材(11)の図示下面に形成
した収納凹部(12)内に一体化した放熱部材(15)とを
備えている。
基材(11)を構成する材料としては、ガラスエポキシ
樹脂等の種々なものが採用されているが、その図示下面
中央には、第1図及び第2図に示したように、放熱部材
(15)の大きさに対応した放熱部材(15)より大きな面
積の収納凹部(12)と、この収納凹部(12)の周囲に隣
接して位置する充填空間(13)とが形成してある。これ
らの収納凹部(12)及び充填空間(13)は、基材(11)
を形成するための型により基材(11)の形成と同時に形
成してもよいが、本実施例においては、基材(11)の下
面を切削加工(所謂ザグリ加工)することにより形成し
たものである。また、各充填空間(13)としては、第2
図に示したように、収納凹部(12)の4つの隅に位置す
るように実施してもよいが、第3図等に示すように、収
納凹部(12)の周囲に位置するように実施してもよい。
これらの各充填空間(13)を形成する場合に、特に複
数の係止部(14)が形成できるように留意しなければな
らない。すなわち、各係止部(14)は、収納凹部(12)
側に向けて突出するものであって、基材(11)に収納凹
部(12)及び充填空間(13)を形成することによって、
基材(11)の一部を収納凹部(12)側に突出させること
により形成したものである。そして、本実施例において
は、各係止部(14)の端面は、第2図、第4図及び第6
図に示したように、放熱部材(15)の直角な端面に確実
に当接するようにするため、基材(11)の表面と直交す
るものとして形成してあり、これにより、各係止部(1
4)は収納凹部(12)内に収納される放熱部材(15)の
端面に十分当接し得るものとしてある。
これら各係止部(14)は、その収納凹部(12)側の端
面で放熱部材(15)に当接すればよいのであるから、種
々な形態のものが考えられるものであり、第1図に示し
た各係止部(14)は、四角な放熱部材(15)の4つの辺
に全体的に当接し得る比較的大きなものとして形成した
ものである。第3図に示した各係止部(14)は、四角な
放熱部材(15)の4つの隅を包み込むようにしたもので
あり、前述した各充填空間(13)が放熱部材(15)の4
つの辺にそれぞれ対向するようにしたものである。さら
に、第5図に示した各係止部(14)は、第3図に示した
係止部(14)をさらに強調して収納凹部(12)側に向け
て突出させたものであり、この場合には、第1図と第3
図に示した充填空間(13)が同時に形成されたような形
態のものとなっているのである。
いずれにしても、各係止部(14)は放熱部材(15)の
周囲に当接してこれを保持するものでもあるから、放熱
部材(15)を収納する収納凹部(12)内にわずかに突出
するものとして形成して実施するとよいものである。こ
の突出寸法は、基材(11)に収納凹部(12)を形成する
際にそのザグリ量を調整することにより容易に決定でき
るものであるが、各係止部(14)を、第3図または第5
図に示したように、収納凹部(12)内にそれぞれ小さく
突出するものとするとよい。各係止部(14)と位置合わ
せをすることによって、収納凹部(12)内に放熱部材
(15)を接着剤により接着すれば、各係止部(14)によ
る放熱部材(15)の位置合わせが行えるからである。
なお、この電子部品搭載用基板(10)においては、放
熱部材(15)を収納凹部(12)内に一体化するのに必ず
しも接着剤を必要とするものではないが、この接着剤の
使用方法としては、放熱部材(15)の裏面に予め接着剤
を塗布したものを各係止部(14)と位置合わせをして用
いてもよいし、他にはシート状に放熱部材(15)と同じ
大きさに加工した接着シートを各係止部(14)と位置合
わせし基材(11)と放熱部材(15)の間にはさんで用い
てもよい。
なお、第7図に示した基材(11)は、パッケージの外
部接続端子となるべき各アウターリード(14)の内端部
を、基材(11)を構成する材料によって挟み込み、基材
(11)の表面側に形成した導体パターン(16)とスルー
ホールによって接続したものであるが、本発明はこのよ
うなタイプのものに限られるものではないことは当然で
ある。
放熱部材(15)としては、通常一般的に採用されてい
る銅等の熱伝導性のよい材料によって板状に形成したも
のであるが、充填空間(13)内に充填される封止樹脂
(24)またはこれとは別の封止樹脂による接着強度を高
めるために、ある程度の厚さを有するものがよい。勿
論、この放熱部材(15)の側面に、充填空間(13)に連
通する凹部を形成しておき、この凹部と前述した充填空
間(13)内に封止樹脂(24)が充填されるようにすれ
ば、この放熱部材(15)と基材(11)との接着強度をよ
り一層高めることができるのである。
そして、この電子部品搭載用基板(10)においては、
第7図に示したように、基材(11)の収納凹部(12)内
に放熱部材(15)を収納して、この放熱部材(15)の側
面に各係止部(14)の内端を当接させるとともに、この
放熱部材(15)の周囲に位置する各充填空間(13)内に
封止樹脂(24)を充填することにより、基材(11)と放
熱部材(15)とを一体化するのである。この場合、各充
填空間(13)内に充填する封止樹脂(24)として特別仕
様のものを採用して実施してもよいが、この封止樹脂
(24)に代えて、電子部品搭載用基板(10)とこれに搭
載した電子部品(A)の全体をトランスファーモールド
等の手段によって封止してパッケージ化するための封止
樹脂をそのまま採用して実施してもよいものである。
なお、以上のように構成した電子部品搭載用基板(1
0)に対しては、第7図に示したように電子部品(A)
を搭載し、この電子部品(A)の接続端子と基材(11)
上の各導体パターン(16)とをボンディングワイヤ(4
1)によって接続した後、その全体が封止樹脂によって
封止されるものである。この封止樹脂は、トランスファ
ーモールドによるものであってもよいし、所謂ポッティ
ングによるものであってもよい。
(発明の効果) 以上詳述した通り、本発明においては、上記実施例に
て例示した如く、 「導体パターン(16)が形成されて電子部品(A)を
搭載する基材(11)と、この基材(11)に設けられて電
子部品(A)からの熱を外部に放出する放熱部材(15)
とを備えた電子部品搭載用基板(10)において、 基材(11)の裏面に放熱部材(15)より大きな面積の
収納凹部(12)を形成するとともに、その収納凹部(1
2)と放熱部材(15)の隙間に放熱部材(15)を位置決
めするための係止部(14)と、封止樹脂(24)が入り込
むための充填空間(13)とを設けたこと」 にその構成上の特徴があり、これにより、放熱部材(1
5)の基材(11)に対する接着強度を高めることがで
き、放熱部材(15)が確実に長期間基材(11)に一体化
されて離脱することのない電子部品搭載用基板(10)を
提供することができるのである。
特に、本発明に係る電子部品搭載用基板(10)によれ
ば、収納凹部(12)内に収納した放熱部材(15)は、そ
の外周に位置する各係止部(14)に当接して保持されて
いるのであるから、封止樹脂(24)による封止後は当然
として、その封止を行う前段階においても放熱部材(1
5)は各係止部(14)によって収納凹部(12)内にしっ
かりと保持されているのであるから、封止前の運搬等の
各作業を容易にすることができるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る電子部品搭載用基板の特に基材を
中心にしてみた裏面図、第2図は第1図のII−II線に沿
ってみた断面図、第3図は他の実施例を示す第1図に対
応した裏面図、第4図は第3図のIV−IV線に沿ってみた
断面図、第5図はさらに他の実施例を示す第1図に対応
した裏面図、第6図は第5図のVI−VI線に沿ってみた断
面図、第7図は本発明に係る電子部品搭載用基板に電子
部品を搭載してパッケージ化した状態を示す断面図、第
8図及び第9図のそれぞれは従来の電子部品搭載用基板
を示す裏面図及び断面図、第10図は従来のパッケージを
示す断面図である。 符号の説明 10……電子部品搭載用基板、11……基材、12……収納凹
部、13……充填空間、14……係止部、15……放熱部材、
16……導体パターン、24……封止樹脂。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 1/02 H01L 21/60 H01L 23/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導体パターンが形成されて電子部品を搭載
    する基材と、この基材に設けられて前記電子部品からの
    熱を外部に放出する放熱部材とを備えた電子部品搭載用
    基板において、 前記基材の裏面に前記放熱部材より大きな面積の収納凹
    部を形成するとともに、その収納凹部と前記放熱部材の
    隙間に前記放熱部材を位置決めするための係止部と、封
    止樹脂が入り込むための充填空間とを設けたことを特徴
    とする電子部品搭載用基板。
JP2200815A 1990-07-27 1990-07-27 電子部品搭載用基板 Expired - Lifetime JP2816496B2 (ja)

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