JP3733181B2 - Semiconductor mounting substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体搭載用基板、特には放熱体の接合構造に特徴を有する半導体搭載用基板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＩＣチップやＬＳＩチップ等を搭載するための半導体搭載用基板が知られている。
【０００３】
図９，図１０に示されるように、この種の半導体搭載用基板７１を構成するプリント配線板７２は、半導体搭載部となるべき位置に開孔７３を備えている。このプリント配線板７２の片側面には、熱硬化性樹脂からなる接着剤７４を介して金属製の放熱板７５が接合されている。
【０００４】
上記のような半導体搭載用基板７１を作製する場合、放熱板７５の接合は、例えば次のような方法で行われる。
第１の方法は、極めてＣステージに近いＢステージ（半硬化状態）のフィルム状接着剤を用いる方法である。この方法では、前記フィルム状接着剤を所定の形状に切断し、それをプリント配線板７２と放熱板７５との間に配置する。そして、この状態で加圧加熱することにより接着剤を熱硬化させ、プリント配線板７２と放熱板７５とを一体化させる。
【０００５】
第２の方法は、印刷による方法である。この方法では、インク状接着剤をプリント配線板７２に印刷した後、そのプリント配線板７２に放熱板７５を積層する。そして、この状態で加熱することにより、プリント配線板７２と放熱板７５とを一体化させる。
【０００６】
第３の方法は、ディスペンサによる方法である。この方法では、インク状接着剤をディスペンサを用いて所定の形状に塗布した後、そのプリント配線板７２に放熱板７５を積層する。そして、この状態で加熱することにより、プリント配線板７２と放熱板７５とを一体化させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来技術には以下のような問題がある。
半硬化状態のフィルム状接着剤を用いる第１の方法には、１）硬化状態がＣステージに近いため接着力が弱い、２）フィルム状接着剤は高価である、３）半硬化状態をコントロールすることが困難なため樹脂フロー量が安定しない等の問題がある。図９には、樹脂フロー量が不安定なため接着剤７４が過剰に流出し、半導体搭載部が汚れてしまった状態が示されている。逆に、図１０には、接着剤７４中にボイド７６ができ、プリント配線板７２と放熱板７５との間の密着性が悪くなった状態が示されている。
【０００８】
印刷による第２の方法では、外気温度の影響を受けやすく、接着剤７４の塗布厚さが不安定になりやすい。このため、接着剤７４のフロー量をコントロールすることが難しく、充分な密着性を得ることができない。
【０００９】
ディスペンサを用いる第３の方法は、他の方法に比較して時間がかかるため、生産効率に劣っている。
本発明は上記の課題を解決するためなされたものであり、その目的は、半導体搭載部の汚れがなく、しかも基材と放熱体との間の密着性に優れた半導体搭載用基板を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の別の目的は、上記の優れた半導体搭載用基板を低コストでかつ効率よく製造することができる方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、半導体搭載部となるべき位置に開孔を有する基材に対し接着剤を介して放熱体が接合されている半導体搭載用基板であって、前記放熱体に突設され、高さが均一な凸状構造物と、前記基材の放熱体接合面側における前記開孔の縁部にある導体層をエッチングすることによって形成された段差と、を備え、その段差に前記凸状構造物を係合することで前記凸状構造物の頭部が同段差の底面に当接するように配置されていることを特徴とする半導体搭載用基板をその要旨とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、半導体搭載部となるべき位置に開孔を有する基材に対し接着剤を介して放熱体が接合されている半導体搭載用基板であって、前記放熱体の複数箇所に突設され、高さが均一な凸状構造物と、前記基材の放熱体接合面側における前記開孔の周囲にある導体層をエッチングすることによって形成された複数の嵌合凹部と、を備え、それらの嵌合凹部に前記凸状構造物を嵌合することで前記凸状構造物の頭部が同嵌合凹部の底面に当接するように配置されていることを特徴とする半導体搭載用基板をその要旨とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２において、前記放熱体の外周部と前記導体層とを接合する固定用のはんだをさらに備えることをその要旨とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、半導体搭載部となるべき位置に開孔を有する基材に対し接着剤を介して放熱体が接合されている半導体搭載用基板を製造する方法であって、前記放熱体に突設し、高さが均一な凸状構造物を形成する工程と、前記基材の放熱体接合面側における前記開孔の縁部にある導体層をエッチングすることによって段差を形成する工程と、前記基材の放熱体接合面に接着剤を印刷塗布した後、前記段差に前記凸状構造物を係合し、前記凸状構造物の頭部を同段差の底面に当接させ、前記接着剤を介して前記放熱体を前記基材に接合し、前記放熱体及び前記基材を一体化する工程と、を含むことを特徴とする半導体搭載用基板の製造方法をその要旨とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、半導体搭載部となるべき位置に開孔を有する基材に対し接着剤を介して放熱体が接合されている半導体搭載用基板を製造する方法であって、前記放熱体の複数箇所に突設し、高さが均一な凸状構造物を形成する工程と、前記基材の放熱体接合面側における前記開孔の周囲にある導体層をエッチングすることによって複数の嵌合凹部を形成する工程と、前記基材の放熱体接合面に接着剤を印刷塗布した後、前記複数の嵌合凹部に前記凸状構造物を嵌合し、前記凸状構造物の頭部を同嵌合凹部の底面に当接させ、前記接着剤を介して前記放熱体を前記基材に接合し、前記放熱体及び前記基材を一体化する工程と、を含むことを特徴とする半導体搭載用基板の製造方法をその要旨とする。
【００１６】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項１に記載の発明によると、放熱体に突設された高さが均一な凸状構造物は、自身の頭部を基材側の段差に当接させることにより、基材と放熱体との隙間を一定距離に保持する。従って、接着剤が過剰に流出することがなくなり、半導体搭載部の汚れが防止される。また、接着剤中にボイドができることがなくなり、基材と放熱体との間に高い密着性が確保される。以上のことに加えて、前記凸状構造物はいわばダムのような働きをするため、それによっても半導体搭載部への接着剤の過剰な流出が防止される。さらに、この構成であると、放熱体接合面側に形成された段差に凸状構造物が係合することができるため、基材に対する放熱体の位置決め精度が高くなり、間接的に生産効率も向上する。
【００１７】
請求項２に記載の発明によると、放熱体に突設された高さが均一な複数の凸状構造物は、自身の頭部を基材側の嵌合凹部の底面に当接させることにより、基材と放熱体との隙間を一定距離に保持する。従って、接着剤が過剰に流出することがなくなり、半導体搭載部の汚れが防止される。また、接着剤中にボイドができることがなくなり、基材と放熱体との間に高い密着性が確保される。さらに、この構成であると、放熱体接合面側に形成された各嵌合凹部に各凸状構造物が嵌合することができるため、基材に対する放熱体の位置決め精度が高くなり、間接的に生産効率も向上する。
【００１９】
請求項１，２に記載の発明によると、導体層のエッチングによれば段差や嵌合凹部を基材における正確な位置に形成することができるため、基材に対する放熱体の位置決め精度もより高くなる。勿論、この場合、段差や嵌合凹部の深さも均一になる。
【００２０】
請求項４，５に記載の発明によると、凸状構造物の形成及び接着剤の塗布をともに印刷により行なっているため、高価なフィルム状接着剤を使用する必要がなく、半導体搭載用基板の低コスト化が図られる。また、ディスペンサを使用した場合に比較して作業が短時間で済むため、半導体搭載用基板を効率よく生産することができる。なお、凸状構造物を形成する本発明の方法によると、接着剤の塗布厚さが不安定になることもないため、フロー量のコントロールも容易になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の半導体搭載用基板及びその製造方法を具体化した一実施形態を図１，図２に基づき詳細に説明する。
【００２２】
この半導体搭載用基板１は、基材としてのプリント配線板２と、そのプリント配線板２に対しエポキシ系接着剤４を介して接合された放熱体としてのメタルスラグ３とを備えている。前記プリント配線板２は、半導体搭載部となるべき位置に略正方形状の開孔５を有する４層板である。本実施形態では、プリント配線板２の寸法は５０mm×５０mmであり、開孔５の寸法は１３mm×１３mmである。
【００２３】
前記開孔５の内壁面に形成されたパッド形成用段部の上面には、多数のボンディングパッド６（いわゆるセカンドパッド）が設けられている。これらのボンディングパッド６と、メタルスラグ３に搭載されたＬＳＩチップ７上にある図示しないボンディングパッド（いわゆるファーストパッド）とは、ボンディングワイヤ８を介して電気的に接続されている。開孔５の周囲には、多数のめっきスルーホール（図示略）が形成されている。これらのめっきスルーホール内には、外部接続端子としてのＩ／Ｏピン１０が嵌入されている。同Ｉ／Ｏピン１０の一方の端部は、プリント配線板２の上面（即ち放熱体非接合面）に突出した状態となっている。そして、前記各ボンディングパッド６と各Ｉ／Ｏピン１０とは、プリント配線板２の内層にある配線パターン１１によって電気的に接続されている。
【００２４】
プリント配線板２の下面（即ち放熱体接合面）には、放熱体接合用パターン１２が前記開孔５を包囲するように形成されている。本実施形態の場合、この放熱体接合用パターン１２の寸法は２６mm×２６mm×３５μm に設定されている。なお、かかる放熱体接合用パターン１２は、例えばプリント配線板２において外層となる導体層をエッチングすることによって形成されることができる。そして、この放熱体接合用パターン１２には、はんだ１３によりメタルスラグ３が接合されている。
【００２５】
本実施形態では、正方形状をした銅板（２４mm×２４mm×１mm）がメタルスラグ３として使用されている。なお、このような銅板以外に、例えばりん青銅やコバール等からなる高熱伝導性金属板を使用したり、窒化アルミニウムやアルミナ等のような高熱伝導性セラミックス板を使用してもよい。また、前記メタルスラグ３において開孔５から露出している部分は、半導体としてのＬＳＩチップ７を搭載するための半導体搭載部となっている。そして、ここに搭載されたＬＳＩチップ７は、耐湿性等の向上を図るべく、封止樹脂１４によって全体的に封止されている。
【００２６】
ここで、メタルスラグ３の片面において前記開孔５に対応する位置には、凸状構造物としての内周側枠体１５が突設されている。本実施形態の内周側枠体１５は、開孔５のサイズに略等しい大きさ（１３mm×１３mm）である。従って、この内周側枠体１５は、ちょうど開孔５に対して嵌合するようになっている。また、前記内周側枠体１５の幅は０．８mmであり、その高さは均一かつ１００μm である。ここでは、熱硬化性樹脂の印刷・熱硬化によって内周側枠体１５を形成することとしている。
【００２７】
メタルスラグ３の片面において内周側枠体１５の周囲には、高さが均一であって開孔５のサイズよりもひとまわり大きな凸状構造物としての外周側枠体１６が突設されている。このような外周側枠体１６の高さは、４０μｍ〜２００μｍであることがよい。本実施形態ではこの高さを６０μｍに設定している。また、前記外周側枠体１６の寸法は２０mm×２０mmであり、その幅は０．８mmである。ここでは、内周側枠体１５と同じく、熱硬化性樹脂の印刷・熱硬化によって外周側枠体１６を形成することとしている。そして、外周側枠体１６の頭部は、放熱体接合面に放熱体接合用パターン１２に当接するようにして配置されている。
【００２８】
次に、この半導体搭載用基板１を製造する手順の一例を紹介する。
まず、従来公知のサブトラクティブプロセスに従い、プリント配線板２を作製する。即ち、あらかじめ内層配線パターン１１が形成された内層基板の両面に、プリプレグを介してそれぞれ銅箔を貼着する。そして、このような積層物における銅箔をエッチングすることにより、所定部分に放熱体接合用パターン１２を形成する。この後、開孔５の穴あけ及びピン立て等の工程を実施する。
【００２９】
次に、メタルスラグ３の片面に熱硬化性樹脂を印刷しかつそれを熱硬化させることにより、内周側枠体１５及び外周側枠体１６を形成する。なお、内周側枠体１５及び外周側枠体１６の形成は、別々に行われても同時に行われてもよい。
【００３０】
次いで、プリント配線板２の下面にあらかじめ熱硬化性のエポキシ系接着剤４を１５０μm 厚で塗布しておき、この状態で開孔５に対して内周側枠体１５を嵌合させ、さらに加熱により接着剤４を熱硬化させる。その結果、接着剤４の接着力によってプリント配線板２にメタルスラグ３が仮固定される。このとき、内周側枠体１５は、プリント配線板２に対してメタルスラグ３を位置決めする際のガイドとして機能するとともに、半導体搭載部への接着剤４の流出を防止するダムとしても機能する。また、頭部を放熱体接合面に当接させている外周側枠体１６は、プリント配線板２とメタルスラグ３との隙間を一定距離に保持することで接着剤４の厚さを適正に確保するためのスペーサとして機能する。なお、かかる外周側枠体１６は、接着剤４の流出防止についてもある程度貢献する。
【００３１】
この後、メタルスラグ３の外周部に対してはんだ付けを行うことにより、メタルスラグ３をプリント配線板２に完全に固定する。次いで、ＬＳＩチップ７を半導体搭載部に搭載した後にワイヤボンディングを実施し、さらに封止樹脂１４による樹脂封止を行う。以上の結果、所望の半導体搭載用基板１を得ることができる。
【００３２】
さて、ここで本実施形態において特徴的な作用効果を列挙する。
（イ）本実施形態では、高さが均一な凸状構造物としての外周側枠体１６を放熱体であるメタルスラグ３に突設し、かつそのメタルスラグ３の頭部をプリント配線板２の放熱体接合面に当接させるようにして配置している。このため、外周側枠体１６の頭部が放熱体接合面に当接することにより、プリント配線板２とメタルスラグ３との隙間が一定距離に保持される。従って、接着剤４が過剰に流出することがなくなり、半導体搭載部の汚れを防止することができる。また、接着剤４中にボイドができることがなくなり、プリント配線板２とメタルスラグ３との間に高い密着性を確保することができる。なお、外周側枠体１６を形成する本実施形態によると、接着剤４の塗布厚さが不安定になることもないため、フロー量のコントロールも従来に比較して容易になる。
【００３３】
（ロ）本実施形態では、外周側枠体１６及び内周側枠体１５の形成並びに接着剤４の塗布を、ともに印刷により行なっている。このため、高価なフィルム状接着剤を使用する必要がなく、従来に比べて半導体搭載用基板１の低コスト化を図ることができる。また、印刷法であると、例えばディスペンサを使用した場合に比較して作業が短時間で済むため、半導体搭載用基板１を効率よく生産することができる。
［第２の実施の形態］
次に、図３に基づいて実施形態２の半導体搭載用基板２１を説明する。なお、ここでは実施形態１との相違点を中心に述べ、共通点については同じ部材番号を付すのみとする。
【００３４】
この半導体搭載用基板２１は、実施形態１のときのような内周側枠体１５とは若干異なる内周側枠体２２が凸状構造物として突設されている。この内周側枠体２２は、高さが均一であって開孔５のサイズに略等しい大きさ（１３．５mm×１３．５mm）を有している。前記内周側枠体２２の幅は０．８mmであり、その高さは均一かつ６０μm である。なお、内周側枠体２２は、実施形態１と同じく熱硬化性樹脂の印刷・熱硬化によって形成される。
【００３５】
一方、プリント配線板２の放熱体接合面側における開孔５の縁部には、前記内周側枠体２２が係合しうる段差２３（本実施形態では高さ３５μm ）が全周にわたって形成されている。この内周側枠体２２は、自身の頭部を段差２３の底面に当接させるようにして配置される。その結果、プリント配線板２とメタルスラグ３との隙間が一定距離に保持されるようになっている。
【００３６】
次に、この半導体搭載用基板２１を製造する手順の一例を紹介する。
まず、従来公知のサブトラクティブプロセスに従い、プリント配線板２を作製する。即ち、あらかじめ内層配線パターン１１が形成された内層基板の両面に、プリプレグを介してそれぞれ銅箔を貼着する。そして、このような積層物における銅箔をエッチングすることにより、所定部分に放熱体接合用パターン１２を形成する。その際、放熱体接合用パターン１２の一部に段差２３を形成する。この後、開孔５の穴あけ及びピン立て等の工程を実施する。
【００３７】
次に、メタルスラグ３の片面に熱硬化性樹脂を印刷しかつそれを熱硬化させることにより、内周側枠体２２及び外周側枠体１６を形成する。このような印刷工程を行った後、実施形態１の手順に従って半導体搭載用基板２１を製造する。
【００３８】
さて、ここで本実施形態において特徴的な作用効果を列挙する。
（イ）本実施形態の半導体搭載用基板２１は、実施形態１と同じく外周側枠体１６を備えているため、前記実施形態１において述べた効果イを奏することはいうまでもない。特に、本実施形態では、外周側枠体１６ばかりでなく好適な内周側枠体２２も突設しているため、半導体搭載部の汚れ防止や密着性の確保等について相乗的な効果を期待することができる。即ち、凸状構造物である内周側枠体２２はいわばダムのような働きをすることで、半導体搭載部への接着剤４の過剰な流出を防止するからである。
【００３９】
（ロ）さらに、本実施形態の構成であると、放熱体接合面側に形成された段差２３に内周側枠体２２を係合させることができる。このため、プリント配線板２に対するメタルスラグ３の位置決め精度が高くなり、間接的に生産効率も向上する。また、導体層のエッチングにより段差２３を形成していることから、段差２３をプリント配線板２における正確な位置に形成することができる。このことも位置決め精度の向上に寄与している。
【００４０】
（ハ）本実施形態では、外周側枠体１６及び内周側枠体２２の形成並びに接着剤４の塗布を、ともに印刷により行なっている。このため、高価なフィルム状接着剤を使用する必要がなく、従来に比べて半導体搭載用基板２１の低コスト化を図ることができる。また、印刷法であると、例えばディスペンサを使用した場合に比較して作業が短時間で済むため、半導体搭載用基板２１を効率よく生産することができる。
［第３の実施の形態］
次に、図４，図５に基づいて実施形態３の半導体搭載用基板３１を説明する。なお、ここでは実施形態２との相違点を中心に述べ、共通点については同じ部材番号を付すのみとする。
【００４１】
この半導体搭載用基板３１では、内周側枠体２２の周囲にある凸状構造物の形状が大きく相違している。即ち、メタルスラグ３の片面において各コーナー部近傍には、円柱状の突起３２（本実施形態では高さ６０μm ，直径１mm弱）が凸状構造物としてそれぞれ突設されている。なお、これら４つの突起３２は、熱硬化性樹脂の印刷・熱硬化によって形成される。
【００４２】
一方、プリント配線板２の放熱体接合面側において各突起３２に対応する位置には、突起３２が嵌合しうる断面円形状の嵌合凹部３３（本実施形態では深さ３５μm ）が形成されている。これらの突起３２は、自身の頭部を嵌合凹部３３の底面に当接させるようにして配置される。その結果、プリント配線板２とメタルスラグ３との隙間が一定距離に保持されるようになっている。
【００４３】
次に、この半導体搭載用基板３１を製造する手順の一例を紹介する。
まず、従来公知のサブトラクティブプロセスに従い、プリント配線板２を作製する。即ち、あらかじめ内層配線パターン１１が形成された内層基板の両面に、プリプレグを介してそれぞれ銅箔を貼着する。そして、このような積層物における銅箔をエッチングすることにより、所定部分に放熱体接合用パターン１２を形成する。その際、放熱体接合用パターン１２の一部に段差２３及び嵌合凹部３３を形成する。この後、開孔５の穴あけ及びピン立て等の工程を実施する。
【００４４】
次に、メタルスラグ３の片面に熱硬化性樹脂を印刷しかつそれを熱硬化させることにより、内周側枠体２２及び突起３２を形成する。このような印刷工程を行った後、実施形態１の手順に従って半導体搭載用基板３１を製造する。
【００４５】
（イ）本実施形態の半導体搭載用基板３１は、実施形態２にて述べた好適な内周側枠体２２を備えている。このため、半導体搭載部の汚れを防止することができ、かつプリント配線板２とメタルスラグ３との密着性を確保することができる。そればかりでなく、この半導体搭載用基板３１はスペーサ及び位置決め手段として働く突起３２を備えている。そのため、半導体搭載部の汚れ防止や密着性の確保等について相乗的な効果を期待することができる。
【００４６】
（ロ）さらに、本実施形態の構成であると、段差２３に内周側枠体２２を係合させることができるばかりでなく、各嵌合凹部３３に各突起３２を嵌合させることができる。このため、プリント配線板２に対するメタルスラグ３の位置決め精度が高くなり、間接的に生産効率も向上する。また、導体層のエッチングにより段差２３や嵌合凹部３３を形成していることから、それら２３，３３をプリント配線板２における正確な位置に形成することができる。このことも位置決め精度の向上に寄与している。
【００４７】
（ハ）本実施形態では、突起３２及び内周側枠体２２の形成並びに接着剤４の塗布を、ともに印刷により行なっている。このため、高価なフィルム状接着剤を使用する必要がなく、従来に比べて半導体搭載用基板３１の低コスト化を図ることができる。また、印刷法であると、例えばディスペンサを使用した場合に比較して作業が短時間で済むため、半導体搭載用基板３１を効率よく生産することができる。なお、特に本実施形態では、内周側枠体２２及び各突起３２の高さを等しく設定しているので、両者を１回の印刷により同時に形成することができるという利点がある。
【００４８】
なお、本発明は例えば次のように変更することが可能である。
（１）図６に示される別例１の半導体搭載用基板４１のように、内周側枠体を省略して外周側枠体１６だけ突設した構成としてもよい。逆に、図７に示される別例２の半導体搭載用基板５１のように、外周側枠体を省略して内周側枠体２２だけ突設した構成としてもよい。
【００４９】
（２）図８に示される別例３の半導体搭載用基板６１は、メタルスラグ３の片面外周部の全体にあらかじめはんだボール６２を配置しておき、この状態で加熱溶融してプリント配線板２とメタルスラグ３とをはんだ付けしたものである。この場合、はんだボール６２の粒径は揃っていることがよい。かかる方法によれば、はんだボール６２がスペーサとして働くことにより、プリント配線板２とメタルスラグ３との隙間が一定距離に保持される。従って、接着剤４が過剰に流出することがなくなり、半導体搭載部の汚れを防止することができる。また、接着剤４中にボイドができることがなくなり、プリント配線板２とメタルスラグ３との間に高い密着性を確保することができる。
【００５０】
（３）実施形態において示した凸状構造物（内周側枠体１５，２２、外周側枠体１６、突起３２）は、印刷法以外の方法、例えば転写等によって形成されてもよい。
【００５１】
（４）凸状構造物を形成するための樹脂材料は、必ずしも熱硬化性樹脂でなくてよく、例えば光硬化性樹脂であってもよい。さらに、樹脂以外の材料、例えばセラミックスや金属などを用いて凸状構造物を形成することも許容される。
【００５２】
（５）内周側枠体１５や外周側枠体１６を放熱体３側ではなく基材２側に形成したり、接着剤４を基材２側でなく放熱体３側に印刷塗布することも可能である。
【００５３】
ここで、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。
（１） 半導体搭載部となるべき位置に開孔を有する基材に対し接着剤を介して放熱体が接合されている半導体搭載用基板を製造する方法であって、粒径の揃ったはんだボールを前記放熱体の片面外周部に配置する工程及び前記基材の放熱体接合面に前記接着剤を印刷塗布する工程を実施した後、その接着剤を介して前記放熱体を前記基材に接合する工程を実施し、さらに加熱により前記接着剤を完全硬化させるとともに前記はんだボールを溶融させることにより、前記放熱体及び前記基材を一体化することを特徴とする半導体搭載用基板の製造方法。この方法であっても、半導体搭載部の汚れがなくしかも密着性に優れた半導体搭載用基板を、低コストでかつ効率よく製造することができる。
【００５５】
なお、本明細書中において使用した技術用語を次のように定義する。
「熱硬化性樹脂： 加熱により硬化する性質を持った樹脂であって、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、キシレン樹脂等がある。」
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜３に記載の発明によれば、半導体搭載部の汚れがなく、しかも基材と放熱体との間の密着性に優れた半導体搭載用基板を提供することができる。
【００５７】
特に、請求項１，２に記載の発明によれば、基材に対する放熱体の位置決め精度の向上を図ることができる。
【００５８】
請求項４，５に記載の発明によれば、上記の優れた半導体搭載用基板を低コストかつ効率よく製造することができる方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の半導体搭載用基板の分解斜視図。
【図２】同じくその半導体搭載用基板の要部拡大断面図。
【図３】実施形態２の半導体搭載用基板の要部拡大断面図。
【図４】実施形態３の半導体搭載用基板の分解斜視図。
【図５】同じくその半導体搭載用基板の要部拡大断面図。
【図６】別例１の半導体搭載用基板の要部拡大断面図。
【図７】別例２の半導体搭載用基板の要部拡大断面図。
【図８】別例３の半導体搭載用基板の要部拡大断面図。
【図９】従来例の半導体搭載用基板の要部拡大断面図。
【図１０】従来例の半導体搭載用基板の要部拡大断面図。
【符号の説明】
１，２１，３１，４１，５１，６１…半導体搭載用基板、２…基材としてのプリント配線板、３…放熱体としてのメタルスラグ、４…接着剤、５…開孔、１５，２２…凸状構造物としての内周側枠体、１６…凸状構造物としての外周側枠体、２３…段差、３２…凸状構造物としての突起、３３…嵌合凹部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor mounting substrate, and more particularly to a semiconductor mounting substrate characterized by a joining structure of a radiator, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a semiconductor mounting substrate for mounting an IC chip, an LSI chip, or the like is known.
[0003]
As shown in FIGS. 9 and 10, the printed wiring board 72 constituting this type of semiconductor mounting substrate 71 has an opening 73 at a position to be a semiconductor mounting portion. A metal heat radiating plate 75 is bonded to one side surface of the printed wiring board 72 via an adhesive 74 made of a thermosetting resin.
[0004]
When manufacturing the semiconductor mounting substrate 71 as described above, the heat sink 75 is joined by, for example, the following method.
The first method is a method using a B-stage (semi-cured state) film adhesive that is very close to the C-stage. In this method, the film adhesive is cut into a predetermined shape and disposed between the printed wiring board 72 and the heat radiating plate 75. In this state, the adhesive is thermally cured by pressurizing and heating, and the printed wiring board 72 and the heat radiating plate 75 are integrated.
[0005]
The second method is a printing method. In this method, after the ink-like adhesive is printed on the printed wiring board 72, the heat radiating plate 75 is laminated on the printed wiring board 72. And the printed wiring board 72 and the heat sink 75 are integrated by heating in this state.
[0006]
The third method is a method using a dispenser. In this method, an ink adhesive is applied in a predetermined shape using a dispenser, and then a heat radiating plate 75 is laminated on the printed wiring board 72. And the printed wiring board 72 and the heat sink 75 are integrated by heating in this state.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art has the following problems.
In the first method using a semi-cured film adhesive, 1) the adhesive strength is weak because the cured state is close to the C stage, 2) the film adhesive is expensive, and 3) the semi-cured state is controlled. There is a problem that the resin flow amount is not stable because it is difficult to do so. FIG. 9 shows a state where the adhesive 74 flows out excessively because the resin flow amount is unstable, and the semiconductor mounting portion is contaminated. On the other hand, FIG. 10 shows a state in which a void 76 is formed in the adhesive 74 and the adhesion between the printed wiring board 72 and the heat radiating plate 75 is deteriorated.
[0008]
In the second method by printing, it is easily affected by the outside air temperature, and the coating thickness of the adhesive 74 is likely to be unstable. For this reason, it is difficult to control the flow amount of the adhesive 74, and sufficient adhesion cannot be obtained.
[0009]
The third method using a dispenser is inferior in production efficiency because it takes more time than other methods.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor mounting substrate that is free from contamination of a semiconductor mounting portion and that has excellent adhesion between a base material and a radiator. There is.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a method capable of efficiently producing the above excellent semiconductor mounting substrate at low cost.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1,A semiconductor mounting substrate in which a radiator is bonded to a base material having an opening at a position to be a semiconductor mounting portion via an adhesive, and protrudes from the radiator and has a uniform height. And a step formed by etching the conductor layer at the edge of the opening on the heat sink joint surface side of the base material, and the convex structure is engaged with the step. By doing so, the head of the convex structure is arranged so as to contact the bottom of the stepThe gist of the semiconductor mounting substrate is characterized by the above.
[0012]
  In the invention according to claim 2,A semiconductor mounting substrate in which a radiator is bonded to a base material having an opening at a position to be a semiconductor mounting portion via an adhesive, and protrudes at a plurality of locations of the radiator and has a height. A uniform convex structure, and a plurality of fitting recesses formed by etching a conductor layer around the opening on the heat-dissipating-bonding surface side of the base material, and these fitting recesses The convex structure is arranged so that the head of the convex structure abuts against the bottom surface of the fitting recess.The gist of the semiconductor mounting substrate is characterized by the above.
[0013]
  In invention of Claim 3,3. The solder according to claim 1, further comprising a fixing solder for joining the outer peripheral portion of the heat radiating body and the conductor layer.Is the gist.
[0014]
  The invention according to claim 4A method for manufacturing a semiconductor mounting substrate in which a radiator is bonded to a base material having an opening at a position to be a semiconductor mounting portion via an adhesive, the protrusion being provided on the radiator and having a height Forming a uniform convex structure, forming a step by etching a conductor layer at the edge of the opening on the heat sink joint surface side of the base, and heat dissipation of the base After printing and applying an adhesive on the body joint surface, the convex structure is engaged with the step, the head of the convex structure is brought into contact with the bottom surface of the step, and the adhesive is inserted through the adhesive. The gist is a method for manufacturing a substrate for mounting a semiconductor, comprising: joining a heat dissipating member to the base material, and integrating the heat dissipating body and the base material.
[0015]
  The invention described in claim 5A method for manufacturing a semiconductor mounting substrate in which a heat dissipating member is bonded to a base material having an opening at a position to be a semiconductor mounting portion via an adhesive, wherein the heat dissipating member protrudes from a plurality of locations. A step of forming a convex structure having a uniform height, and a step of forming a plurality of fitting recesses by etching a conductor layer around the opening on the heat-dissipating-bonding surface side of the base material Then, after printing and applying an adhesive to the heatsink joining surface of the base material, the convex structure is fitted into the plurality of fitting recesses, and the head of the convex structure is attached to the bottom surface of the fitting recess. And a step of joining the heat dissipating body to the base material via the adhesive and integrating the heat dissipating body and the base material.The gist of the method for manufacturing a substrate for mounting a semiconductor is as follows.
[0016]
  The “action” of the present invention will be described below.
  According to the invention of claim 1,A convex structure having a uniform height projecting from the heat radiating body maintains the gap between the base material and the heat radiating member at a constant distance by bringing its head into contact with the step on the base material side. Therefore, the adhesive does not flow out excessively, and the semiconductor mounting portion is prevented from being soiled. Further, voids are not formed in the adhesive, and high adhesion is ensured between the base material and the radiator. In addition to the above, the convex structure functions like a dam, so that excessive outflow of the adhesive to the semiconductor mounting portion is also prevented. Furthermore, with this configuration, the convex structure can be engaged with the step formed on the radiator joint surface side, so the positioning accuracy of the radiator with respect to the base material is increased, and the production efficiency is also indirectly increased. improves.
[0017]
  According to the invention described in claim 2,A plurality of convex structures with a uniform height projecting from the radiator have their heads abutted against the bottom surface of the mating recess on the substrate side, thereby reducing the gap between the substrate and the radiator. Hold at a certain distance. Therefore, the adhesive does not flow out excessively, and the semiconductor mounting portion is prevented from being soiled. Further, voids are not formed in the adhesive, and high adhesion is ensured between the base material and the radiator. Furthermore, with this configuration, each convex structure can be fitted into each fitting recess formed on the heat sink joining surface side, so that the positioning accuracy of the heat sink with respect to the base material is increased and indirectly. The production efficiency is also improved.
[0019]
  Claim1, 2According to the invention described in, since the step and the fitting recess can be formed at an accurate position on the base material by etching the conductor layer, the positioning accuracy of the radiator with respect to the base material becomes higher. Of course, in this case, the step and the depth of the fitting recess are also uniform.
[0020]
  Claim4,According to the invention described in 5, since the formation of the convex structure and the application of the adhesive are both performed by printing, there is no need to use an expensive film adhesive, and the cost of the semiconductor mounting substrate can be reduced. Figured. In addition, since the work can be completed in a shorter time than when a dispenser is used, a semiconductor mounting substrate can be produced efficiently. In addition, according to the method of the present invention for forming a convex structure, the application thickness of the adhesive does not become unstable, so that the flow amount can be easily controlled.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment embodying a semiconductor mounting substrate and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0022]
The substrate 1 for semiconductor mounting includes a printed wiring board 2 as a base material and a metal slag 3 as a heat radiator joined to the printed wiring board 2 via an epoxy adhesive 4. The printed wiring board 2 is a four-layer board having a substantially square opening 5 at a position to be a semiconductor mounting portion. In the present embodiment, the size of the printed wiring board 2 is 50 mm × 50 mm, and the size of the opening 5 is 13 mm × 13 mm.
[0023]
A large number of bonding pads 6 (so-called second pads) are provided on the upper surface of the pad forming step formed on the inner wall surface of the opening 5. These bonding pads 6 are electrically connected to bonding pads (not shown) on the LSI chip 7 mounted on the metal slug 3 (so-called first pads) via bonding wires 8. A large number of plated through holes (not shown) are formed around the opening 5. In these plated through holes, I / O pins 10 as external connection terminals are fitted. One end portion of the I / O pin 10 is in a state of protruding from the upper surface of the printed wiring board 2 (that is, the radiator non-joint surface). Each bonding pad 6 and each I / O pin 10 are electrically connected by a wiring pattern 11 in the inner layer of the printed wiring board 2.
[0024]
On the lower surface of the printed wiring board 2 (that is, the radiator joint surface), a radiator joint pattern 12 is formed so as to surround the opening 5. In the case of the present embodiment, the size of the radiator joining pattern 12 is set to 26 mm × 26 mm × 35 μm. In addition, this heat sink joining pattern 12 can be formed, for example, by etching a conductor layer as an outer layer in the printed wiring board 2. The metal slag 3 is joined to the heat dissipating body joining pattern 12 by solder 13.
[0025]
In the present embodiment, a square copper plate (24 mm × 24 mm × 1 mm) is used as the metal slag 3. In addition to such a copper plate, a high thermal conductive metal plate made of, for example, phosphor bronze or Kovar, or a high thermal conductive ceramic plate such as aluminum nitride or alumina may be used. A portion of the metal slag 3 exposed from the opening 5 is a semiconductor mounting portion for mounting an LSI chip 7 as a semiconductor. The LSI chip 7 mounted here is entirely sealed with a sealing resin 14 in order to improve moisture resistance and the like.
[0026]
Here, an inner peripheral side frame 15 as a convex structure projects from a position corresponding to the opening 5 on one surface of the metal slag 3. The inner peripheral side frame 15 of the present embodiment has a size (13 mm × 13 mm) substantially equal to the size of the opening 5. Therefore, the inner peripheral frame 15 is just fitted to the opening 5. The inner frame 15 has a width of 0.8 mm and a uniform height of 100 μm. Here, the inner peripheral side frame 15 is formed by printing and thermosetting of a thermosetting resin.
[0027]
On one side of the metal slag 3, an outer peripheral side frame 16 as a convex structure having a uniform height and slightly larger than the size of the opening 5 is projected around the inner peripheral side frame 15. Yes. The height of the outer peripheral frame body 16 is preferably 40 μm to 200 μm. In this embodiment, this height is set to 60 μm. The outer frame 16 has a size of 20 mm × 20 mm and a width of 0.8 mm. Here, like the inner peripheral side frame 15, the outer peripheral side frame 16 is formed by printing and thermosetting of a thermosetting resin. And the head of the outer peripheral side frame 16 is disposed so as to abut on the radiator joint pattern 12 on the radiator joint surface.
[0028]
Next, an example of a procedure for manufacturing the semiconductor mounting substrate 1 will be introduced.
First, the printed wiring board 2 is produced according to a conventionally known subtractive process. That is, copper foil is bonded to both surfaces of the inner layer substrate on which the inner layer wiring pattern 11 has been formed in advance via a prepreg. Then, by etching the copper foil in such a laminate, the radiator bonding pattern 12 is formed in a predetermined portion. Thereafter, processes such as drilling of the opening 5 and pinning are performed.
[0029]
Next, the inner peripheral side frame 15 and the outer peripheral side frame 16 are formed by printing a thermosetting resin on one side of the metal slag 3 and thermosetting it. In addition, formation of the inner peripheral side frame 15 and the outer peripheral side frame 16 may be performed separately or simultaneously.
[0030]
Next, a thermosetting epoxy adhesive 4 is applied to the lower surface of the printed wiring board 2 in a thickness of 150 μm in advance, and in this state, the inner peripheral side frame 15 is fitted into the opening 5 and further heated. Thus, the adhesive 4 is thermally cured. As a result, the metal slag 3 is temporarily fixed to the printed wiring board 2 by the adhesive force of the adhesive 4. At this time, the inner peripheral side frame 15 functions as a guide for positioning the metal slug 3 with respect to the printed wiring board 2 and also functions as a dam for preventing the adhesive 4 from flowing out to the semiconductor mounting portion. . Moreover, the outer peripheral side frame body 16 which has the head in contact with the radiator joint surface appropriately maintains the gap between the printed wiring board 2 and the metal slug 3 at a constant distance, thereby making the thickness of the adhesive 4 appropriate. It functions as a spacer for securing. The outer peripheral side frame 16 also contributes to some extent to preventing the adhesive 4 from flowing out.
[0031]
Thereafter, the metal slag 3 is completely fixed to the printed wiring board 2 by soldering to the outer peripheral portion of the metal slag 3. Next, after the LSI chip 7 is mounted on the semiconductor mounting portion, wire bonding is performed, and further resin sealing with the sealing resin 14 is performed. As a result, a desired semiconductor mounting substrate 1 can be obtained.
[0032]
Now, characteristic effects in the present embodiment will be listed here.
(A) In the present embodiment, the outer peripheral side frame 16 as a convex structure having a uniform height is projected from the metal slag 3 which is a radiator, and the head of the metal slag 3 is placed on the printed wiring board 2. It arrange | positions so that it may contact | abut to the heat sink joining surface. For this reason, when the head of the outer peripheral frame 16 abuts against the heat sink joint surface, the gap between the printed wiring board 2 and the metal slug 3 is maintained at a constant distance. Therefore, the adhesive 4 does not flow out excessively, and the semiconductor mounting portion can be prevented from being soiled. In addition, voids are not formed in the adhesive 4, and high adhesion can be ensured between the printed wiring board 2 and the metal slug 3. According to the present embodiment in which the outer peripheral side frame 16 is formed, the application thickness of the adhesive 4 does not become unstable, so that the flow amount can be controlled more easily than in the past.
[0033]
(B) In the present embodiment, the formation of the outer peripheral side frame 16 and the inner peripheral side frame 15 and the application of the adhesive 4 are both performed by printing. For this reason, it is not necessary to use an expensive film adhesive, and the cost of the semiconductor mounting substrate 1 can be reduced as compared with the conventional case. In addition, since the printing method requires a shorter time than when a dispenser is used, for example, the semiconductor mounting substrate 1 can be produced efficiently.
[Second Embodiment]
Next, the semiconductor mounting substrate 21 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the common points are only given the same member numbers.
[0034]
In this semiconductor mounting substrate 21, an inner peripheral side frame 22 slightly different from the inner peripheral side frame 15 as in the first embodiment is projected as a convex structure. The inner peripheral side frame 22 has a uniform height (13.5 mm × 13.5 mm) substantially equal to the size of the opening 5. The inner frame 22 has a width of 0.8 mm and a uniform height of 60 μm. In addition, the inner peripheral side frame 22 is formed by printing and thermosetting of a thermosetting resin as in the first embodiment.
[0035]
On the other hand, a step 23 (height of 35 .mu.m in this embodiment) that can be engaged with the inner peripheral frame 22 is formed on the entire edge of the edge of the opening 5 on the side of the heat sink joining surface of the printed wiring board 2. Has been. The inner peripheral side frame 22 is arranged so that its head is brought into contact with the bottom surface of the step 23. As a result, the gap between the printed wiring board 2 and the metal slug 3 is held at a constant distance.
[0036]
Next, an example of a procedure for manufacturing the semiconductor mounting substrate 21 will be introduced.
First, the printed wiring board 2 is produced according to a conventionally known subtractive process. That is, copper foil is bonded to both surfaces of the inner layer substrate on which the inner layer wiring pattern 11 has been formed in advance via a prepreg. Then, by etching the copper foil in such a laminate, the radiator bonding pattern 12 is formed in a predetermined portion. At this time, a step 23 is formed in a part of the radiator bonding pattern 12. Thereafter, processes such as drilling of the opening 5 and pinning are performed.
[0037]
Next, the inner peripheral side frame body 22 and the outer peripheral side frame body 16 are formed by printing a thermosetting resin on one surface of the metal slag 3 and thermosetting it. After performing such a printing process, the semiconductor mounting substrate 21 is manufactured according to the procedure of the first embodiment.
[0038]
Now, characteristic effects in the present embodiment will be listed here.
(A) Since the semiconductor mounting substrate 21 of the present embodiment includes the outer peripheral side frame body 16 as in the first embodiment, it is needless to say that the effect a described in the first embodiment is achieved. In particular, in the present embodiment, not only the outer peripheral side frame body 16 but also a suitable inner peripheral side frame body 22 is projected, so that a synergistic effect is expected in terms of preventing contamination of the semiconductor mounting portion and ensuring adhesion. can do. That is, the inner peripheral side frame body 22 which is a convex structure works like a dam, thereby preventing the adhesive 4 from excessively flowing out to the semiconductor mounting portion.
[0039]
(B) Furthermore, with the configuration of the present embodiment, the inner peripheral side frame body 22 can be engaged with the step 23 formed on the heat sink joint surface side. For this reason, the positioning accuracy of the metal slug 3 with respect to the printed wiring board 2 is increased, and the production efficiency is indirectly improved. Further, since the step 23 is formed by etching the conductor layer, the step 23 can be formed at an accurate position on the printed wiring board 2. This also contributes to the improvement of positioning accuracy.
[0040]
(C) In the present embodiment, the formation of the outer peripheral side frame 16 and the inner peripheral side frame 22 and the application of the adhesive 4 are both performed by printing. For this reason, it is not necessary to use an expensive film adhesive, and the cost of the semiconductor mounting substrate 21 can be reduced as compared with the conventional case. Further, in the printing method, for example, the work can be completed in a shorter time than when a dispenser is used, so that the semiconductor mounting substrate 21 can be efficiently produced.
[Third Embodiment]
Next, the semiconductor mounting substrate 31 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. Here, the differences from the second embodiment will be mainly described, and the common parts will be simply given the same member numbers.
[0041]
In this semiconductor mounting substrate 31, the shape of the convex structure around the inner peripheral frame 22 is greatly different. That is, on one side of the metal slag 3, cylindrical protrusions 32 (in this embodiment, a height of 60 μm and a diameter of less than 1 mm) are provided in the vicinity of each corner as protruding structures. The four protrusions 32 are formed by printing / thermosetting of a thermosetting resin.
[0042]
On the other hand, in the position corresponding to each protrusion 32 on the heat sink joining surface side of the printed wiring board 2, a fitting recess 33 (depth 35 μm in this embodiment) having a circular cross section into which the protrusion 32 can be fitted is formed. ing. These protrusions 32 are arranged so that their heads come into contact with the bottom surface of the fitting recess 33. As a result, the gap between the printed wiring board 2 and the metal slug 3 is held at a constant distance.
[0043]
Next, an example of a procedure for manufacturing the semiconductor mounting substrate 31 will be introduced.
First, the printed wiring board 2 is produced according to a conventionally known subtractive process. That is, copper foil is bonded to both surfaces of the inner layer substrate on which the inner layer wiring pattern 11 has been formed in advance via a prepreg. Then, by etching the copper foil in such a laminate, the radiator bonding pattern 12 is formed in a predetermined portion. At that time, a step 23 and a fitting recess 33 are formed in a part of the radiator joint pattern 12. Thereafter, processes such as drilling of the opening 5 and pinning are performed.
[0044]
Next, the inner peripheral side frame 22 and the protrusions 32 are formed by printing a thermosetting resin on one surface of the metal slag 3 and thermosetting it. After performing such a printing process, the semiconductor mounting substrate 31 is manufactured according to the procedure of the first embodiment.
[0045]
(A) The semiconductor mounting substrate 31 of this embodiment includes the suitable inner peripheral side frame 22 described in the second embodiment. For this reason, the contamination of the semiconductor mounting portion can be prevented, and the adhesion between the printed wiring board 2 and the metal slug 3 can be ensured. In addition, the semiconductor mounting substrate 31 includes protrusions 32 that function as spacers and positioning means. Therefore, a synergistic effect can be expected with respect to prevention of contamination of the semiconductor mounting portion and securing of adhesion.
[0046]
(B) Furthermore, with the configuration of this embodiment, not only can the inner peripheral side frame 22 be engaged with the step 23, but also each protrusion 32 can be fitted into each fitting recess 33. . For this reason, the positioning accuracy of the metal slug 3 with respect to the printed wiring board 2 is increased, and the production efficiency is indirectly improved. Further, since the step 23 and the fitting recess 33 are formed by etching the conductor layer, these 23 and 33 can be formed at an accurate position on the printed wiring board 2. This also contributes to the improvement of positioning accuracy.
[0047]
(C) In the present embodiment, the formation of the protrusion 32 and the inner peripheral side frame 22 and the application of the adhesive 4 are both performed by printing. For this reason, it is not necessary to use an expensive film adhesive, and the cost of the semiconductor mounting substrate 31 can be reduced as compared with the conventional case. Further, in the printing method, for example, the work can be completed in a shorter time compared with the case where a dispenser is used, so that the semiconductor mounting substrate 31 can be efficiently produced. In particular, in the present embodiment, the heights of the inner peripheral side frame 22 and the projections 32 are set equal to each other, so that there is an advantage that both can be formed simultaneously by one printing.
[0048]
The present invention can be modified as follows, for example.
(1) As in the semiconductor mounting substrate 41 of another example 1 shown in FIG. 6, the inner peripheral frame may be omitted and only the outer peripheral frame 16 may be provided. Conversely, as in a semiconductor mounting substrate 51 of another example 2 shown in FIG. 7, the outer peripheral side frame body may be omitted and only the inner peripheral side frame body 22 may be protruded.
[0049]
(2) The semiconductor mounting board 61 of the third example shown in FIG. 8 has solder balls 62 arranged in advance on the entire outer peripheral part of one side of the metal slag 3, and is heated and melted in this state to obtain the printed wiring board 2. And the metal slag 3 are soldered. In this case, it is preferable that the solder balls 62 have the same particle diameter. According to this method, the solder ball 62 acts as a spacer, whereby the gap between the printed wiring board 2 and the metal slug 3 is maintained at a constant distance. Therefore, the adhesive 4 does not flow out excessively, and the semiconductor mounting portion can be prevented from being soiled. In addition, voids are not formed in the adhesive 4, and high adhesion can be ensured between the printed wiring board 2 and the metal slug 3.
[0050]
(3) The convex structure (inner peripheral side frame bodies 15 and 22, outer peripheral side frame body 16 and protrusion 32) shown in the embodiment may be formed by a method other than the printing method, for example, transfer or the like.
[0051]
(4) The resin material for forming the convex structure is not necessarily a thermosetting resin, and may be, for example, a photocurable resin. Furthermore, it is allowed to form the convex structure using a material other than resin, such as ceramics or metal.
[0052]
(5) The inner peripheral side frame 15 and the outer peripheral side frame 16 are formed not on the radiator 3 side but on the substrate 2 side, or the adhesive 4 is printed on the radiator 3 side instead of the substrate 2 side. Is also possible.
[0053]
  Here, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the above-described embodiments are listed below together with their effects.
  (1)A method for manufacturing a semiconductor mounting substrate in which a heat dissipating body is bonded to a base material having an opening at a position to be a semiconductor mounting portion via an adhesive, wherein the solder balls having a uniform particle diameter are dissipated by the heat dissipation. After carrying out the step of arranging on the outer peripheral part of one side of the body and the step of printing and applying the adhesive on the heatsink joining surface of the base, the step of joining the heatsink to the base via the adhesive A method for manufacturing a substrate for mounting a semiconductor, characterized in that the heat-radiating body and the base material are integrated by performing and further curing the adhesive by heating and melting the solder balls. Even with this method, it is possible to efficiently manufacture a semiconductor mounting substrate that is free from contamination of the semiconductor mounting portion and has excellent adhesion, at low cost.
[0055]
The technical terms used in this specification are defined as follows.
“Thermosetting resin: a resin having a property of being cured by heating, such as epoxy resin, phenol resin, melamine resin, polyester resin, silicone resin, xylene resin, etc.”
[0056]
【The invention's effect】
  As detailed above, claims 1 to3According to the invention described in (1), it is possible to provide a semiconductor mounting substrate that is free from contamination of the semiconductor mounting portion and has excellent adhesion between the base material and the radiator.
[0057]
  In particular, the claims1, 2According to the invention described in the above, it is possible to improve the positioning accuracy of the radiator with respect to the base material..
[0058]
  Claim4,5According to the invention described in (1), it is possible to provide a method capable of manufacturing the above excellent semiconductor mounting substrate at low cost and efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a semiconductor mounting substrate according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the semiconductor mounting substrate.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a semiconductor mounting substrate according to a second embodiment.
4 is an exploded perspective view of a semiconductor mounting substrate according to Embodiment 3. FIG.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the semiconductor mounting substrate.
6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a semiconductor mounting substrate according to another example 1; FIG.
7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a semiconductor mounting substrate of another example 2. FIG.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a semiconductor mounting substrate according to another example 3;
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a conventional semiconductor mounting substrate.
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a conventional semiconductor mounting substrate.
[Explanation of symbols]
1, 21, 31, 41, 51, 61 ... Semiconductor mounting substrate, 2 ... Printed wiring board as a base material, 3 ... Metal slag as a radiator, 4 ... Adhesive, 5 ... Opening, 15, 22 ... Inner peripheral side frame as convex structure, 16 ... Outer peripheral side frame as convex structure, 23 ... Step, 32 ... Projection as convex structure, 33 ... Fitting recess.

Claims (5)

半導体搭載部となるべき位置に開孔を有する基材に対し接着剤を介して放熱体が接合されている半導体搭載用基板であって、
前記放熱体に突設され、高さが均一な凸状構造物と、
前記基材の放熱体接合面側における前記開孔の縁部にある導体層をエッチングすることによって形成された段差と、
を備え、その段差に前記凸状構造物を係合することで前記凸状構造物の頭部が同段差の底面に当接するように配置されていることを特徴とする半導体搭載用基板。 A semiconductor mounting substrate in which a radiator is bonded to a base material having an opening at a position to be a semiconductor mounting portion via an adhesive,
A projecting structure projecting from the radiator and having a uniform height;
A step formed by etching the conductor layer at the edge of the opening on the heat-dissipating-bonding surface side of the substrate;
The semiconductor mounting substrate is characterized in that the convex structure is arranged so that the head of the convex structure abuts against the bottom surface of the step by engaging the convex structure with the step . 半導体搭載部となるべき位置に開孔を有する基材に対し接着剤を介して放熱体が接合されている半導体搭載用基板であって、
前記放熱体の複数箇所に突設され、高さが均一な凸状構造物と、
前記基材の放熱体接合面側における前記開孔の周囲にある導体層をエッチングすることによって形成された複数の嵌合凹部と、
を備え、それらの嵌合凹部に前記凸状構造物を嵌合することで前記凸状構造物の頭部が同嵌合凹部の底面に当接するように配置されていることを特徴とする半導体搭載用基板。 A semiconductor mounting substrate in which a radiator is bonded to a base material having an opening at a position to be a semiconductor mounting portion via an adhesive,
Convex structures that are protruded at a plurality of locations of the radiator and have a uniform height,
A plurality of fitting recesses formed by etching a conductor layer around the opening on the heatsink bonding surface side of the base material;
The semiconductor device is arranged so that the head of the convex structure abuts against the bottom surface of the fitting concave portion by fitting the convex structure into the fitting concave portion. Mounting board. 前記放熱体の外周部と前記導体層とを接合する固定用のはんだをさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体搭載用基板。The semiconductor mounting substrate according to claim 1, further comprising a fixing solder for joining the outer peripheral portion of the heat radiating body and the conductor layer. 半導体搭載部となるべき位置に開孔を有する基材に対し接着剤を介して放熱体が接合されている半導体搭載用基板を製造する方法であって、A method of manufacturing a semiconductor mounting substrate in which a heat radiator is bonded to a base material having an opening at a position to be a semiconductor mounting portion via an adhesive,
前記放熱体に突設し、高さが均一な凸状構造物を形成する工程と、Projecting on the radiator and forming a convex structure having a uniform height;
前記基材の放熱体接合面側における前記開孔の縁部にある導体層をエッチングすることによって段差を形成する工程と、Forming a step by etching the conductor layer at the edge of the opening on the heat sink joint surface side of the substrate;
前記基材の放熱体接合面に接着剤を印刷塗布した後、前記段差に前記凸状構造物を係合し、前記凸状構造物の頭部を同段差の底面に当接させ、前記接着剤を介して前記放熱体を前記基材に接合し、前記放熱体及び前記基材を一体化する工程と、After printing and applying an adhesive to the heatsink joint surface of the base material, the convex structure is engaged with the step, the head of the convex structure is brought into contact with the bottom surface of the step, and the bonding Bonding the heat dissipating body to the base material via an agent, and integrating the heat dissipating body and the base material;
を含むことを特徴とする半導体搭載用基板の製造方法。The manufacturing method of the board | substrate for semiconductor mounting characterized by including these. 半導体搭載部となるべき位置に開孔を有する基材に対し接着剤を介して放熱体が接合されている半導体搭載用基板を製造する方法であって、A method of manufacturing a semiconductor mounting substrate in which a heat radiator is bonded to a base material having an opening at a position to be a semiconductor mounting portion via an adhesive,
前記放熱体の複数箇所に突設し、高さが均一な凸状構造物を形成する工程と、Projecting at a plurality of locations of the heat dissipating body and forming a convex structure having a uniform height; and
前記基材の放熱体接合面側における前記開孔の周囲にある導体層をエッチングすることによって複数の嵌合凹部を形成する工程と、Forming a plurality of fitting recesses by etching a conductor layer around the opening on the radiator joint surface side of the substrate;
前記基材の放熱体接合面に接着剤を印刷塗布した後、前記複数の嵌合凹部に前記凸状構造物を嵌合し、前記凸状構造物の頭部を同嵌合凹部の底面に当接させ、前記接着剤を介して前記放熱体を前記基材に接合し、前記放熱体及び前記基材を一体化する工程と、After printing and applying an adhesive to the radiator joint surface of the base material, the convex structure is fitted into the plurality of fitting recesses, and the head of the convex structure is placed on the bottom surface of the fitting recess. Contacting the heat sink with the base material via the adhesive, and integrating the heat sink and the base material; and
を含むことを特徴とする半導体搭載用基板の製造方法。The manufacturing method of the board | substrate for semiconductor mounting characterized by including these.
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