JP3806550B2 - 混成集積回路装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、混成集積回路装置およびその製造方法であり、特に耐電圧特性が優れ、且つ放熱性の優れた混成集積回路装置を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に図６の様な混成集積回路装置があり、これは例えば特公昭６１−５５２４７号が詳しい。
【０００３】
つまり混成集積回路装置は、金属基板１と、この表面に被覆された絶縁性樹脂膜２と、この上に接着されたＣｕよりなる導電パターン３、４と、この導電パターン３、４と電気的に接続された半導体素子等の回路素子５と、この導電パターンの一部であるパッド３と半田を介して固着された外部リード６と、この外部リード６と前記回路素子５とを電気的に接続するために設けられた金属細線７およびこれらをモールドする樹脂８とを有している。
【０００４】
前記導電パターンは、配線、配線と一体のボンディングパッド、配線と一体のダイボンドパッド、またアイランド状のダイボンドパッド、外部リード用のパッド等が考えられる。
【０００５】
ここで樹脂８は、トランスファーモ−ルド等で封止する材料でも良い。また樹脂８の代わりに、図６の如くケース材９を使用しても良い。このケース材９を採用した場合、ケース材９と金属基板１とで成る空間は、中空構造でも良いし、中に前記樹脂８が充填されても良い。
【０００６】
また図６は、放熱性が考慮されて基板１の裏面が露出されているものである。
【０００７】
製造方法としては色々あるが、金属基板の大板を用意し、この金属基板と接着性を有する接着剤が塗布された銅箔を熱圧着により貼り合わせる。
【０００８】
そしてボンディング位置にＮｉメッキを施し、所定のパターンに銅箔をパターニングして、前記導電パターンを形成し、その後、所定のＩＣとして必要な形状に金属基板をプレスカットする。
【０００９】
そして分離された金属基板１に回路素子５を実装し、封止する。ここではケース材９を固着し、ケース材９と金属基板１で成る空間に必要により樹脂８を充填して完成する。
【００１０】
ただし、銅箔のパターニングは、プレスカットしてからでも良い。
【００１１】
また金属基板１としてＡｌ金属を採用する場合、耐電圧特性を向上させるため、また金属基板１の搬送性を向上させるために両面に陽極酸化膜１０を生成させていた。
【００１２】
陽極酸化膜１０は、Al2O3から成り絶縁性に優れ、且つ硬質であるため、金属基板１裏面に傷が付きにくい特徴を有している。
【００１３】
特に前述した大板から完成までの間に、金属基板は搬送装置の搬送手段、例えば搬送ローラの上に載せ、目的の場所まで搬送していた。Ｃｕ、Ａｌ等は、金属の中でも入手し易い材料ではあるが、傷が付きやすい軟らかい材料である。また金属基板は、放熱性に優れるため大電力用に多用されている。そして、放熱性がより考慮され金属基板裏面をパッケージから露出させる製品もある。しかし前述したように軟らかい材料であるため、完成までの工程で裏面に傷が付き製品として見栄えが悪い、また一度に両面を陽極酸化できる等の理由から、金属基板の裏面にも陽極酸化膜が採用されていた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近は、より放熱性が優れ、より高電圧が維持でき、更にはより高周波特性に優れた混成集積回路基板が求められる様になってきた。
【００１５】
つまり配線と金属基板との間の絶縁材料は、絶縁特性に優れていないと、耐電圧特性も高周波特性も向上しない。また前述したように製造工程ラインでの搬送性、プレス／カット性、更には装置としての放熱性等を考慮して前記問題を解決しなければならない。
【００１６】
また陽極酸化膜は、蜂の巣状に形成され、中が中空構造であるため、この中空構造が熱抵抗の大きくしている問題もあった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題に鑑みて成され、第１に、中空構造の陽極酸化膜を省略し、これに代わる膜として粗面を形成する。この粗面で形成される凹凸は、第１の保護膜や絶縁性樹脂膜で埋め込むことができ、熱抵抗の妨げとなっている空構造を無くすことができる。
【００１８】
また金属基板表面および裏面の絶縁性樹脂膜は、熱抵抗の低下を考慮してフィラーが混入され、更に裏面の絶縁性樹脂膜は、傷の防止および搬送性も考慮されて極薄い膜（１０μｍ程度）で形成されている。
【００１９】
従って熱抵抗が大幅に低減され、導電パターンに実装される半導体素子は、良好にその熱を放熱させることができる。またＮｉ抵抗、銅箔抵抗等から発生する熱も放熱良好となる。従って半導体素子の電流容量をより多く取れるあるいはその分チップサイズを小さくすることもできる。またヒートシンクを採用した場合は、そのヒートシンクのサイズも小さくできる。これは抵抗素子でも同様である。従って、熱が発生する所のサイズを小さくできるため、金属基板をより小さくすることができる。
【００２０】
第２に、第２の粗面と前記第２の絶縁性樹脂膜との間に、第２の保護膜を形成する事で解決するものである。
【００２１】
裏面に形成された粗面は、搬送装置に当接し、クラック等が発生する。またフィラーを混入した膜は、一般的に粘度が高いため前記粗面の凹凸の中を充填しにくい。そのため、粘度の低い保護膜でその凹凸を埋めることで中空部を無くすことも可能となる。
【００２２】
第３に、金属基板は、Ａｌ基板であり、前記粗面は、Ａｌをクロメート処理した膜からなす事で解決するものである。
【００２３】
Ａｌ基板は、何の粗面化処理もせずに、Ａｌ自身をそまま表面に出すと、その平坦性から、樹脂との接着性が無く、剥離する。従って粗面としてクロメート処理することにより、細かな凹凸が生成され、樹脂との接着性が向上する。
【００２４】
第４に、第１および第２のフィラーは、酸化アルミニウムおよび／またはシリコン酸化膜であり、前記第２の絶縁性樹脂膜には、更に樹脂から成るフィラーが混入される事で解決するものである。
【００２５】
樹脂から成るフィラーを混入させることで、搬送手段での金属基板の搬送性を向上させることができる。
【００２６】
第５に、第１の粗面に形成された凹凸を前記第１の保護膜で埋め、前記第２の粗面で形成された凹凸は、前記第２の保護膜または前記第２の絶縁性樹脂膜で埋める事で解決するものである。
【００２７】
前述したように、両面に形成された粗面の凹凸を埋めることで中空構造が無くなり、より熱抵抗の低下が実現できる。
【００２８】
第６に、第２の絶縁性樹脂膜に混入されたフィラーは、前記第２の絶縁性樹脂膜から露出されている事で解決するものである。
【００２９】
フィラーが突出していることでより摩擦抵抗を低下させることができる。
【００３０】
第７に、第１の絶縁性樹脂膜は、およそ３０〜１００μｍのエポキシ樹脂から成り、中に酸化アルミニウムのフィラーが混入され、前記第２の絶縁性樹脂膜は、およそ５〜１０μｍのエポキシ樹脂から成り、前記保護膜は、エポキシ樹脂が一組成として成る事で解決するものである。
【００３１】
金属基板と導電パターンの間は、耐電圧特性も維持しなくては成らず、一方裏面は、耐電圧特性を考慮せず、放熱性を考慮する必要がある。そのため、裏面は５〜１０μｍと薄く形成すると、この被膜の熱抵抗は殆ど無視することができる。また酸化アルミニウムを採用することでより熱抵抗を小さくすることができる。
【００３２】
第８に、一方の面には第１の粗面および他方の面には第２の粗面を有し、第１の粗面には第１の保護膜が形成され、第２の粗面にはフィラーが混入された絶縁性樹脂膜が、あるいは前記第２の粗面と前記絶縁性樹脂膜の間に第２の保護膜が形成されたＡｌから成る金属基板を用意し、前記第１の保護膜の表面に、フィラーが混入された絶縁性樹脂層および銅箔が積層された積層体を複数組積み重ね、前記第２の粗面に形成された絶縁性樹脂膜とこの絶縁性樹脂膜と面対向する銅箔との間には、シートが介在されて熱圧着される事で解決するものである。
【００３３】
熱抵抗、搬送性を考慮して極薄い絶縁性樹脂を裏面に形成するが、この裏面に形成された絶縁性樹脂からガスが発生し、面対向する銅箔と反応する。従ってこのガスを遮断するシートが設けられることで、Ｃｕは、反応物を生成せず、導電パターンのエッチング、Ｎｉメッキ等がパターンのムラが無く、良好に形成できる。
【００３４】
第９に、シートは、ガスの遮断性を持ち、前記第２の粗面に形成された絶縁性樹脂膜と非接着性を有する事で解決するものである。熱圧着時に溶融した絶縁性樹脂であっても、シートや銅箔と被着しない。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図１および図２を参照しながら説明する。
【００３６】
まず例えばプレスにより打ち抜かれた金属性の混成集積回路基板１１がある。この混成集積回路基板１１は、Ａｌ、ＣｕやＦｅ等が考えられる。
【００３７】
この混成集積回路基板１１は、予め大板で用意されている。この大板は、金属の表面が元々光沢性、平坦性を有するため、粗面１２，１３が形成される。
【００３８】
前述したように、陽極酸化膜は、蜂の巣状に形成され、中に中空構造を有するため、この中空構造のある膜を省略し、表面に樹脂が塗布されても中空構造が形成されない粗面を形成した。
【００３９】
また粗面は、細かな凹凸により接着性を向上させるものであり、ここでは、機械的ブラッシング、化学的処理により膜の凹凸を生成させている。また、混成集積回路基板の材料によりその処理方法が異なるが、Ａｌの場合は、クロメート処理やノンクロメート処理等が考えられる。
【００４０】
つまりこの粗面は、混成集積回路基板の材料そのものが凹凸化されても良いし、化学的処理による反応物で凹凸が生成されても良い事を意味している。
【００４１】
またこの粗面は、凹凸を有し、金属であるため反応も起こる。特に後述する熱圧着時に、保護膜が形成されないとより反応が進む。そしてこの反応物は、剥離しやすく、且つ機械的強度があまりないのが一般的である。そのため、この反応を防止するために、且つ第１の絶縁性樹脂膜１４との接着強度を増強させるために第１の保護膜１５が極薄く形成されている。この保護膜１５は、第１の絶縁性樹脂膜１４と接着させるために、同類の材料により成る、または同類の材料が混入されているものを採用すると良い。
【００４２】
また粗面１３も同様の事が言える。粗面１２（または１３）の生成と絶縁性樹脂膜１４（または１６）の形成までに前記反応物が生成されない条件であれば、保護膜は、不要となる。反応物が生成されない条件とは、製造工程の雰囲気を非反応ガス雰囲気、例えば窒素雰囲気、不活性ガス雰囲気にすればよい。しかしこの工程であるとコストが上昇する問題がある。
【００４３】
従って、混成集積回路基板１１の両面に粗面化膜１２、１３が生成された後、直ちに第１の絶縁性樹脂膜１４、第２の絶縁性樹脂膜１６が両面に被覆されか、または両面に形成された粗面に保護膜が形成され、更にその両面に絶縁性樹脂膜が形成される。
【００４４】
前記第１の絶縁性樹脂膜１４は、銅箔の下に予め接着のりとして被覆され、これを熱圧着により貼り合わせている。しかし第２の絶縁性樹脂膜１６は、Ｃｕ箔を有するフィルム状のものを用意し、貼り合わせても良いし、別途塗布装置で被覆しても良い。また第１の絶縁性樹脂膜の上にメッキで生成しても良い。この場合は、直接導電パターンが生成できる。
【００４５】
また第１の絶縁性樹脂膜１４、第２の絶縁性樹脂膜１６には、熱伝導性が考慮されてフィラー１７，１８、１９が混入されている。このフィラー１７、１８は、酸化アルミニウム、酸化Ｓｉ等の金属酸化物から選択されたもの、または混合のもであり、絶縁耐量の維持と熱伝導率の向上を実現している。更にフィラー１８、１９の一部は、第２の絶縁性樹脂膜１６から一部が露出し、混成集積回路基板１１の摩擦抵抗を減少させている。また第２の絶縁性樹脂膜１６の硬度と相まって、裏面の傷つきの度合いを抑制している。
【００４６】
また後述するプレスの前または後で、銅箔がパターニングされる。更に金属細線の接合部には、接合性が考慮されてＮｉメッキが施される場合は、このメッキ処理の後にパターニングされる。
【００４７】
この混成集積回路基板１１は、紙面に対して下側から上に向かいプレス（またはカッター）で打ち抜かれており、混成集積回路基板１１底面の周辺にある角部２０は、アールを有している。また混成集積回路基板１１上面の周辺にある角部２１は、実質全周辺に渡り金属の粘り故に、突起部が設けられ、混成集積回路基板１１の側面には、下側にせん断面、上側には破断面が全周に渡り設けられている。これは、最初はプレスの歯が当接して切れているが、基板の中頃からは、破断、つまり表現は適切ではないが力により引きちぎられている事を示している。
【００４８】
つまり図でも示してあるが、第１の絶縁性樹脂膜１４が３０〜１００μｍであるのに対し、第２の絶縁性樹脂膜１６の方は、５〜１０μｍと薄く形成され、しかも後述する扁平可能なフィラー１９が混入されている分、その中に混入されている硬いフィラー１８の量も少なくなっている。
【００４９】
ここでフィラー１９は、扁平可能なフィラーであり、例えば高分子材料より成る。
【００５０】
従ってプレスまたはカッターのブレードは、フィラーの少ない裏面から食い込んでいくため、ブレードの機械的破壊（歯の摩耗）が抑制できる。しかも第１の絶縁性樹脂膜１４側は、破断されるため、ブレードは、フィラー１７と接触がより抑制される。従って紙面に対して上から抜くよりもブレードの摩耗は抑制できる。
【００５１】
また導電パターンは、例えばＣｕより成るもので、配線２２、ランド（ダイボンデイングパッド）２３、ボンデイング用のパッド２４、外部リード用の固着パッド２５等として設けられ、導電ランドにはベアの半導体ＩＣやトランジスタ等のチップ２６（半導体素子）がロウ材や銀ペーストを介して設けられる。また配線間はチップコンデンサ、チップ抵抗および印刷抵抗等の回路素子２７が形成され、チップコンデンサやチップ抵抗は、半田等のロウ材や銀ペースト等を介して電気的に固着され、あるいは印刷抵抗がスクリーン印刷等で形成されている。更には前記半導体チップと導電パターンを電気的に接続するため、チップ上の電極とボンディング用のパッドとの間には金属細線２８が電気的に接続され、外部リード用の固着パッド２５には半田等のロウ材を介して外部リード２９が電気的に接続されている。
【００５２】
またこれらＣｕのパターンは、絶縁性のフレキシブルシートに貼り合わされ、このフレキシブルシートが混成集積回路基板に貼り合わされても良い。この場合、第１の保護膜１５は、このシートと同類か、この材料が混入されているものが好ましい。
【００５３】
そして、混成集積回路基板１１およびこの上に実装された実装部品を封止するために、封止用の樹脂３０が設けられている。
【００５４】
この封止方法は、従来技術で述べたケース材３１を採用しても良いし、混成集積回路基板１１の裏面が露出するようにトランスファーモールド、インジェクションモールドで実現されても良い。
【００５５】
またケース材３１を用いる場合は、混成集積回路基板とケース材３１で成る空間は、中空でも良いし、またこの空間に絶縁性樹脂材料３０が注入されても良い。例えば素子の実装されている中空領域は、シリコーン樹脂で、外部リードの実装される領域は、エポキシ樹脂等で封止される。
【００５６】
また以下の様にペレットを用いて封止しても良い。この製造方法を簡単に説明する。まずここまでの説明からも明らかなように、混成集積回路基板１１を用意する。
【００５７】
次に、ペレットを混成集積回路基板１１の上に配置する。ここでペレットは、補強用シートに熱硬化前の粉末状の樹脂が一体化されたものである。
【００５８】
補強用シートは、樹脂が熱硬化後もフラット性を保持する材質が好ましく、エポキシ含浸のガラス繊維等が好ましい。また薄いガラス基板等でも良い。
【００５９】
この状態で、例えばヒーターの上に載置し、１５０度程度にして樹脂を溶融し、その後熱硬化される。
【００６０】
前述した溶融樹脂は、自分自身の自重や補強シートの自重により沈み込み、同時に補強シートの端部から混成集積回路基板１１の突起部２１まで流れ出て、ダレ部を形成する。
【００６１】
ダレ部は、突起部２１が有ることでここまで流れ、そのダムとしての働きと表面張力により止まる。
【００６２】
補強シートがフラット性を有するため、印刷性が向上し、機種名等を載せることができる。しかもフラット性を有することから、補強シートに自動機の吸引部を当てて、吸引が可能となり、例えばプリント基板等に自動実装が可能となる。
【００６３】
一方、第２の絶縁性樹脂膜１６に扁平可能なフィラーを混入する点について説明する。有機溶剤で溶融している絶縁性樹脂にフィラーを混入し、成膜すると、膜は有機溶媒が揮発し膜厚自身が薄くなって硬化するため、フィラーが突出する。この突出は、混成集積回路基板１１裏面の傷付きを防止することができる。また堅いフィラーを採用するとフィラーは実質粒形であるので、混成集積回路基板が実装基板や放熱基板等の放熱手段に当接した時、フィラーは点接触となる。従って混成集積回路基板１１を伝わり外部へ逃げる熱の抵抗は大きくなる。本発明は、このフィラーを扁平可能な材料とすることで、前記点接触を面接触にし、この熱抵抗を低下させるものである。
【００６４】
図１では、斜線でハッチングしたものが第１のフィラー１７、１８であり、若干大きめに示したハッチング無しのものが第２のフィラー１９である。
【００６５】
つまり高分子材料や柔軟な材料から成るフィラーが混入されている場合、本混成集積回路装置を実装させた時は、このフィラーが扁平するように実装されることで、混成集積回路基板から外へ逃げる熱の抵抗が改善される。
【００６６】
第２の特徴は、より放熱性を改善するために、５〜１０μｍと極めて薄く形成し、前記第２の絶縁樹脂膜１６に第１のフィラー１８を混入させることである。ここでも第１のフィラー１８も第２のフィラー１９も放熱手段に当接させる必要がある。
【００６７】
つまり第２のフィラー１９を扁平させ、その結果第１のフィラー１８を当接させることにより、熱抵抗を低下させる点に特徴を有する。
【００６８】
この特徴を持たせるためには、若干第２のフィラー１９の径を大きくすることで実現できる。実際は、第２のフィラー１９を５０μｍ近傍に、第１のフィラー１８を１０μｍ〜５μｍ程度にしている。
【００６９】
以上、金属基板の裏面の傷を防止するため、その裏面に第２の絶縁樹脂膜１６を形成し、更にこの第２の絶縁樹脂膜１６の傷防止にフィラーを混入させている。そして放熱特性を改善させるために、１つは扁平フィラーを採用し、１つはフィラーを扁平させることでシリカ等のフィラーを放熱手段に当接させている。
【００７０】
更には、中空構造を持つ陽極酸化膜を省略し、しかも第１の絶縁性樹脂膜１２に１０μｍの酸化アルミニウムより成るフィラー１４を混入させ、更には、第２の絶縁性樹脂膜を５〜１０μｍと薄くすることにより、大幅な熱抵抗の低減が実現できた。実験に依れば、フィラーとして２〜３μｍの酸化アルミニウムが混入された第２の絶縁性樹脂膜を採用し、厚さ１ｍｍ、１０ｍｍ角の銅のヒートシンクを混成集積回路基板１１のランド２１に半田で固着し、従来構造と本構造で熱抵抗を測定した。従来構造では、両面に陽極酸化膜もあるため、１度／１ワット（１ワットの熱量に対してヒートシンクが１度になる事を意味している。）の熱抵抗であるのに対して、本構造では、０．６度／１ワットとなった。この事は、熱源が同じなら、よりサイズの小さいヒートシンクが採用できる事を意味している。本発明では、厚さ１ｍｍ、６．４ｍｍ×８ｍｍのヒートシンクを採用した。
【００７１】
また印刷抵抗も同様のことがいえる。例えばカーボン膜より成る抵抗、Ｎｉよりなる抵抗は、大電流により熱的に溶断するので、できるだけ広い面積に形成している。面積を大きくして混成集積回路基板１１に熱を逃がし、溶断を防止するためである。熱抵抗がおよそ４０％も改善されていることから、その抵抗の面積も４０％程度に小さくすることができる。抵抗は、膜厚が同じであれば実質平面積で決まる。従って平面の相対的サイズの比を同じにして縮小すれば、抵抗値はそのままで、平面積を少なくすることができる。
【００７２】
このように、本構造を採用することで、実装密度の向上が実現でき、しかも温度上昇による制御性も高められ、性能が向上するばかりか、コストの低下も実現できた。更には金属基板の裏面に傷が付くことなく、更には傷が付かないことで、各工程の薬液やガス等である腐食剤に対して耐食性があり、本混成集積回路装置の裏面の美観を維持しつつ、放熱性の改善が可能となった。
【００７３】
続いて製造工程に於ける搬送方法を説明する。符号４０は、搬送装置に採用される搬送手段４０である。この搬送手段は、ローラやベルトで成る。符号４１は、反射型センサで、左が発光素子、右が受光素子で一体化されている。搬送手段の上で搬送されてきた混成集積回路基板１１の裏面で光が反射し、混成集積回路基板１１の有無を検知し、搬送手段の移動を止める。
【００７４】
このため、第２の絶縁性樹脂膜１６は、透明な樹脂が採用されている。しかし製造工程の熱履歴により、架橋が進み、膜自身が黄変する。これは、均一に発生せずまだらであり、製品としての見栄えが悪いばかりでなく、センサの検知精度の低下を招く。
【００７５】
この黄変を簡単に説明すると、まず第１の保護膜１５と第２の絶縁性樹脂膜１６が貼り合わされた大板が用意され、第１の絶縁性樹脂膜とこの上に在る銅箔がホットプレスで貼り合わされる。これが第１の熱処理である。続いて短冊状にシャーリングされ、ボンディングパッド用のＮｉメッキが施され、ホトレジストを介してエッチングされ導電パターンが形成される。
【００７６】
続いて個別のＩＣ基板にプレスカットされ、オーバーコート膜が形成される。ここでも乾燥のため第２回目の熱処理が加えられる。
【００７７】
また印刷抵抗として銀抵抗、カーボン抵抗が採用される。これらは、エポキシ樹脂の中に銀またはカーボンが混入されており、焼成温度と焼成時間により抵抗値を出すものである。例えばカーボン抵抗では、約２００°１〜３時間の熱処理が加えられる。第３の熱処理である。
【００７８】
続いてロウ材の印刷をし、溶融する。ここでも熱処理が加えられ第４の熱処理である。続いてチップの実装、封止の工程と進んで行くが、ここでは説明を省略する。
【００７９】
このように大まかに説明しても４つの熱処理が加えられ、細かく説明すれば更なる熱処理工程が加えられている。この熱履歴により黄変していくのである。
【００８０】
本発明は、このまだらな応変を防止するため、熱履歴で発生する色に予め付けておくことで解決するものである。もちろん光透過を維持して薄い黄色または薄い茶色で着色した樹脂を採用する。予め着色しておくことで、このまだらな変色を防止しできる。
【００８１】
以上、基板裏面の黄変を防止しつつ、裏面の傷の発生防止、基板搬送性の向上を実現できると同時に、熱伝導率の向上も実現できる。
【００８２】
続いて、図３〜図５を用いて熱圧着の方法を説明する。
図４の如く、裏面に第２の絶縁性樹脂膜３０を被着した金属基板３１を複数枚積層し、この間に第１の絶縁性樹脂膜３２が被着された銅箔３３を介在させた積層体３４をホットプレス装置のステージ３５に配置し、上から加圧手段３６で前記積層体３４を温度を加えながら圧着していた。
【００８３】
しかしこの熱圧着時に、第２の絶縁性樹脂膜３０が軟化し、この第２の絶縁性樹脂膜３０と当接している銅箔３３が接着したり、更には第２の絶縁性樹脂膜３０を被覆する際に中に混入されている有機溶剤等のガスが発生し、このガスが銅箔と反応して、図５に示すような反応物３７が生成し、エッチングムラ、メッキムラ等の大きな問題が発生した。
【００８４】
この問題を解決するために、本発明は、図３に示すシート４５、４６を採用した。
この熱圧着の第１の方法としては、銅箔４３の下面に前記第１の絶縁性樹脂膜４４が被着されたものを用意し、図３の様に、金属基板４１と銅箔４３の間に前記第１の絶縁性樹脂膜４４が位置するように積層し、熱圧着する方法である。図では３セット４７〜４９が積層されているが、実際はもっと積層されている。
【００８５】
第２の方法は、銅箔４３、第１の絶縁性樹脂膜４４を別々に用意し、第１の方法と同様に積層する方法である。
【００８６】
更には、第１の方法、第２の方法ともに採用する第２の絶縁性樹脂膜４２は、前もって金属基板４１に被着されていたが、第１の方法、第２の方法に於いて、第２の絶縁性樹脂膜４２をシートとして用意して、熱圧着しても良い。
【００８７】
本発明の特徴は、第２の絶縁性樹脂膜４２と、この下層に位置する金属基板の銅箔４３との間にシートを介在させたことにある。
【００８８】
第２の絶縁性樹脂膜４２の中には、溶剤である有機溶剤、希釈剤等のガスが混入されており、これが熱圧着時の熱により発生し、銅と反応し、図５の様に反応物３７を生成させるために、前記シートでガスの通過を遮断している。
【００８９】
また第２の絶縁性樹脂膜４２は、軟化し、接着するため、前記シートは、少なくともその表面が第２の絶縁性樹脂と接着性を有さない材料から成る。
【００９０】
この２つの性質を両方兼ね備えた物を用意すればよいが、ここでは、第１のシート４５、第２のシート４６と二枚用意して、実現した。
【００９１】
例えば第１のシート４５は、金属箔で、ここでは安価で入手できるアルミ箔を採用した。金属箔は、物性としてはガスを遮断する性質を有するので採用している。
【００９２】
しかし金属と第２の絶縁性樹脂は、接着性を有するので、第２のシート４６として、例えばテフロンシートを用いた。
【００９３】
従って、第２の絶縁性樹脂膜４２の下には、第２のシート４６、第１のシート４５、そして銅箔４３が積層された構造になっている。
【００９４】
また積層構造は、図３の配置を上下１８０度回転した順番で積層しても良い。
【００９５】
更に変則な積層としては、セット４７に対して上、または下のセットの位置関係を１８０度回転した配置でも良い。この場合、第２の絶縁性樹脂膜４２は、銅箔４３と対向せず、上または下の金属基板の第２の絶縁性樹脂膜と対向する。この場合は、第２の絶縁性樹脂同士が接着してしまうため、接着性を有さないシートを介在させる必要がある。更には、金属基板の銅箔同士が対向するため、ガスが銅と反応する事は無い為、シートを介在させる必要はないが、銅同士であるため、傷の防止も考慮してシートが介在された方がよい。
【００９６】
一方、ステージ３５、加圧手段３６は、一般的に金属であるため、第２の絶縁性樹脂膜４２とこれらが面対向する場合は、腐蝕および接着を防止するため前記シート４７介在させた方がよい。また銅箔４３と前記手段３５または３６が面対向する場合は、銅箔の傷、汚れを考慮して、どちらかのシートが介在されても良い。
【００９７】
また全ての熱圧着に言える事であるが、間に挿入されるシートは、何枚挿入されても良い。ポイントは、第２の絶縁性樹脂膜４２のガスが銅箔４３と反応せず、また第２の絶縁性樹脂が熱で溶着しないようにすることである。
【００９８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、第１に、中空構造の陽極酸化膜を省略し、これに代わる膜として粗面を形成する。この粗面で形成される凹凸は、第１の保護膜や絶縁性樹脂膜で埋め込むことができ、熱抵抗の妨げとなっている中空構造を無くすことができる。
【００９９】
また金属基板表面および裏面の絶縁性樹脂膜は、熱抵抗の低下を考慮してフィラーが混入され、更に裏面の絶縁性樹脂膜は、傷の防止および搬送性も考慮されて極薄い膜（５〜１０μｍ程度）で形成されている。
【０１００】
従って熱抵抗が０．６度／ワットと大幅に低減され、導電パターンに実装される半導体素子は、良好にその熱を放熱させることができる。またＮｉ抵抗、銅箔抵抗等から発生する熱も放熱良好となる。従って半導体素子の電流容量をより多く取れるあるいはその分チップサイズを小さくすることもできる。またヒートシンクを採用した場合は、そのヒートシンクのサイズも小さくできる。これは抵抗素子でも同様である。従って、熱が発生する所のサイズを小さくできるため、金属基板をより小さくすることができる。
【０１０１】
第２に、第２の粗面と前記第２の絶縁性樹脂膜との間に、第２の保護膜を形成する事で、中空部を埋めることができる。
【０１０２】
裏面に形成された粗面は、搬送装置に当接し、クラック等が発生する。またフィラーを混入した膜は、一般的に粘度が高いため前記粗面の凹凸の中を充填しにくい。そのため、粘度の低い保護膜でその凹凸を埋めることで中空部を無くすことも可能となる。
【０１０３】
第３に、金属基板は、Ａｌ基板であり、前記粗面は、Ａｌをクロメート処理した膜からなす事で、細かな凹凸が生成され、樹脂との接着性が向上する。
【０１０４】
第４に、第１および第２のフィラーは、酸化アルミニウムおよび／またはシリコン酸化膜であり、前記第２の絶縁性樹脂膜には、更に樹脂から成るフィラーが混入される事で、搬送手段に於ける金属基板の搬送性を向上させることができる。
【０１０５】
第５に、第１の粗面に形成された凹凸を前記第１の保護膜で埋め、前記第２の粗面で形成された凹凸は、前記第２の保護膜または前記第２の絶縁性樹脂膜で埋める事で、両面に形成された粗面の凹凸を埋めることで中空構造が無くなり、より熱抵抗の低下が実現できる。
【０１０６】
第６に、第２の絶縁性樹脂膜に混入されたフィラーは、前記第２の絶縁性樹脂膜から露出されている事で、より摩擦抵抗を低下させることができる。
【０１０７】
第７に、第１の絶縁性樹脂膜は、およそ３０〜１００μｍのエポキシ樹脂から成り、中に酸化アルミニウムのフィラーが混入され、前記第２の絶縁性樹脂膜は、およそ５〜１０μｍのエポキシ樹脂から成り、前記保護膜は、エポキシ樹脂が一組成として成す事で、熱抵抗を小さくすることができる。
【０１０８】
第８に、熱抵抗、搬送性を考慮して極薄い絶縁性樹脂を裏面に形成するが、この裏面に形成された絶縁性樹脂からガスが発生し、面対向する銅箔と反応する。従ってこのガスを遮断するシートが設けられることで、Ｃｕは、反応物を生成せず、導電パターンのエッチング、Ｎｉメッキ等がパターンのムラが無く、良好に形成できる。
【０１０９】
第９に、シートは、ガスの遮断性を持ち、前記第２の粗面に形成された絶縁性樹脂膜と非接着性を有する事で、熱圧着時に溶融した絶縁性樹脂であっても、シートや銅箔と被着しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である混成集積回路装置の断面図である。
【図２】図１に採用する混成集積回路基板の平面図である。
【図３】図１の金属基板にＣｕ箔を熱圧着する方法を説明する図である。
【図４】問題が発生した熱圧着の方法を説明する図である。
【図５】図４で発生する問題を説明する図である。
【図６】従来の混成集積回路装置を説明する図である。
【符号の説明】
１１ 混成集積回路基板
１２、１３ 粗面
１４ 第１の絶縁性樹脂膜
１６ 第２の絶縁性樹脂膜
１７、１８、１９ フィラー

Claims (1)

1. 金属基板と、前記金属基板の上面を被覆する第１の保護膜と、前記第１の保護膜上に形成され、第１のフィラーが混入された第１の絶縁性樹脂膜と、前記第１の絶縁性樹脂膜上に形成された導電パターンと、前記導電パターンと接続された回路素子と、前記金属基板の裏面を被覆し、第２のフィラーが混入された第２の絶縁性樹脂膜とを少なくとも有し、
   前記第１および前記第２のフィラーは、酸化アルミニウムおよび／またはシリコン酸化膜であり、前記第２の絶縁性樹脂膜には、更に樹脂から成るフィラーが混入され、前記第２のフィラーは、前記第２の絶縁性樹脂膜の裏面から外部に露出することを特徴とする混成集積回路装置。

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