JP3922058B2 - Circuit board manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器における大電力回路などに使用される、放熱性の優れた回路基板(熱伝導性基板または高放熱性基板)の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器の高性能化、小型化の要求にともない、半導体の高密度化や高機能化が要求されている。
【0003】
これにより、それらを実装するための回路基板もまた小型高密度で、かつ、熱伝導性、放熱性の優れた構造が必要となる。このため、熱硬化性樹脂に無機の熱伝導性フィラーを充填した熱硬化性組成物を、リードフレームや放熱用金属板と一体化した回路基板(熱伝導性基板または高放熱性基板)が提案されていた。
【0004】
従来における回路基板の製造方法を、図3の製造概要摸式工程図を用いて説明する。すなわち図3において、1は少なくとも片面を粗面化した銅やその合金などの金属板材でなる基材、2は絶縁性、耐熱性および耐薬品性を有するレジストであり、印刷により所定のパターンを形成し、熱あるいは紫外線により硬化している。
【0005】
そして、4は所定箇所に施される半田めっき、5はリードフレーム3を形成するために打抜きなどにより形成された加工孔、6は熱硬化性樹脂に熱伝導性フイラーを充填した熱硬化性組成物、7は熱電導性の良い鉄、銅、アルミニウムあるいはそれらの合金などの金属材でなる放熱用金属板である。
【0006】
まず、図3(a)に示すように、帯状板形状の基材1の片面を粗面化する(図示せず)。その後、図3(b)に示すように、基材1の粗面化された上面に基材1表面を保護するレジスト2を印刷し、熱あるいは紫外線により硬化させて所定パターンを形成する。
【0007】
そして図3(c)に示すように、基材1にプレス打抜きなどにより加工孔5を施して回路形成部と端子部を構成し、所定のリードフレーム3を形成する。続いて、図3(d)に示すようにレジスト2の部分を除いたリードフレーム3全体に、半田めっき4を施す。
【0008】
次に図3(e)に示すように、次工程における熱硬化性組成物6との密着性を向上させるため、サンドブラストなどによる粒子の打撃により、リードフレーム3における回路形成部の裏面(下面)の不要な半田めっき4を除去する。
【0009】
そして、図3(f)に示すように、リードフレーム3の回路形成部の裏面に熱硬化性組成物6を介して放熱用金属板7を積層し、加熱加圧してそれらを一体化させる。その後、必要であれば所定の電子部品やデバイスを回路形成部(表面)に実装して回路基板を完成させるのであった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の回路基板の製造方法では、リードフレーム3の回路形成部をプレス打抜きした後に半田めっき4を施すため、リードフレーム3の打抜き加工切断面にも半田めっき4が施されてしまう。それにより、そのリードフレーム3に熱硬化性組成物6を一体成形する際の加熱により、半田めっき4が溶融し、半田めっき4を介した熱硬化性組成物6とリードフレーム3との接合強度が低下し、その接合面で剥離が生じ、また、その剥離部の熱伝導性を低下させるという問題点を有していた。
【0011】
本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、リードフレームとの接合面において熱硬化性組成物が剥離することのない、信頼性の高い回路基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の回路基板の製造方法は、以下の構成を有する。
【0013】
本発明の請求項1記載の発明は、導電性の金属材よりなる板状のリードフレームの少なくとも熱硬化性組成物との接合面にマスキングを行い、前記リードフレームの前記マスキングをした表面を除く全面をめっきし、その後、前記リードフレームに、前記熱硬化性組成物設置側からプレス打ち抜きにより貫通孔を加工して所定パターンの回路形成部を形成し、次に前記貫通孔に絶縁材よりなる熱硬化性組成物を侵入させるとともに、この熱硬化性組成物を、前記マスキングをした前記リードフレームの片面側に形成し一体化させる回路基板の製造方法であり、貫通孔断面およびマスキングをした表面において、めっきを介することなくリードフレームと熱硬化性組成物とを直接的に接合することにより、リードフレームと熱硬化性組成物との接合強度を高くすることができ、また、マスキングした回路形成部はめっき処理により係わる作業で損傷あるいは汚染されることを防止することができるという作用効果を有する。さらに熱硬化性組成物設置側からプレス打ち抜きにより打抜くことで熱硬化性組成物側には湾曲面が形成されるので、後で熱硬化性組成物をスムーズに押込むことができるようになる。また貫通孔のリードフレームの上面側開口部には上記打抜きによる上方への突出リブが形成され、この突出リブはめっきの貫通孔内への流動を抑制するダム的な働きをすることになる。
【0014】
本発明の請求項2記載の発明は、リードフレームが少なくとも熱硬化性組成物との接合面を粗面化しているものであり、後工程における部材(熱硬化性組成物)との密着性がさらに向上することができるという作用効果を有する。
【0015】
本発明の請求項3記載の発明は、サンドペーパーの粗化材をリードフレームの表面に当接し、前記リードフレームの表面に平行方向に前記サンドペーパーの粗化材を摺動して前記リードフレームの表面を粗面化することを特徴とする請求項2記載の回路基板の製造方法であり、粗面化する際のリードフレームの表面に垂直な方向へ負荷を低減することにより、リードフレームの反りなどの変形を防止するという作用効果を有する。
【0016】
本発明の請求項4記載の発明は、リードフレームにマスキングを行い、前記リードフレームの前記マスキングをした表面を除く全面をめっきし、その後、所定パターンの端子部を前記リードフレームに形成してなる請求項1記載の回路基板の製造方法であり、端子部を形成する際に、回路形成部の損傷を防止することができるという作用効果を有する。
【0017】
本発明の請求項5記載の発明は、リードフレームの回路形成部に所定パターンを加工形成した後、マスキングを除去する請求項1記載の回路基板の製造方法であり、回路形成部に所定パターンを化工形成する際に、マスキングした表面の損傷を防止し、熱硬化性組成物を確実にリードフレーム表面に形成することができるという作用効果を有する。
【0018】
本発明は、リードフレームが、銅あるいは銅の合金材よりなると、電気的特性および熱伝導性が優れたリードフレームが形成できるという作用効果を有する。
【0019】
本発明は、後加工による貫通孔をリードフレームの硬化性組成物設置側から例えば打抜きにより加工したものである。
【0020】
そしてこのように、打抜くことで熱硬化性組成物側には湾曲面が形成されるので、後で熱硬化性組成物をスムーズに押込むことができるようになる。
【0021】
また貫通孔のリードフレームの上面側開口部には上記打抜きによる上方への突出リブが形成され、この突出リブはめっきの貫通孔内への流動を抑制するダム的な働きをすることになる。
【0022】
なおリードフレームの両面を、同一の表面粗さに粗面化すると、両面を同じように粗面化することにより、リードフレームを変形させること無く、リードフレームの加工精度を向上させることができるという作用効果を有する。
【0023】
またリードフレームのマスキングを、マスキングテープの貼付あるいはレジスト印刷により行うと、リードフレームの必要箇所のみ容易にマスキングをすることができるという作用効果を有する。
【0024】
またリードフレームのめっきは、半田めっき、あるいはニッケル下地めっきと半田めっきにより構成されると、半田の密着性を高め、デバイスなどの電子部品の実装性を向上させることができるという作用効果を有する。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態における回路基板の製造方法について図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態における回路基板の製造方法を説明する工程図、図2はその回路基板(高放熱性基板)の要部断面図である。
【0026】
なお、従来の技術で説明した構成部材については同一の符号を付与し、詳細な説明は簡略化する。図1において、14は半田めっき、15は加工孔であり、従来の技術で説明した構成部材と同じものである。
【0027】
13はリードフレーム、17は放熱用金属板、そして16は熱硬化性組成物で
ある。また、18は紙、樹脂あるいは金属箔材などでなるマスキング用のマスキングテープ、19は、エッチング、レーザ加工あるいはプレス打抜きなどにより回路形成部に設けられる後加工孔である。
【0028】
まず、図1(a)に示す基材1の両面は、後工程における部材との密着性を向上させるため、サンドペーパーの粗化材を当接し、図1(c)でリードフレーム13となるパターンに対して平行方向に摺動して粗面化を行う。なお、この際基材1の両面を同一の表面粗さに粗面化することにより、リードフレーム13における延びなどの変形(反り)をより一層防止することができる。
【0029】
次に図1(b)に示すように、基材1の粗面化された上面にレジスト2を印刷し、熱あるいは紫外線硬化させる事により所定パターンを形成する。
【0030】
その後、図1(c)に示すように、プレス打抜きなどにより回路形成部を除いた部分に加工孔15を設けて回路形成部1Aと端子部1Bを構成し、所定形状のリードフレーム13を形成するのである。
【0031】
続いて、図1(d)に示すように、回路形成部の裏面部分をマスキングするために、マスキングテープ18を貼付する。そして、マスキング部分を除いたリードフレーム13全体に半田めっき14を施すのである。
【0032】
なお、マスキングテープ18は前記加工孔15を加工する前に貼付しても良く、回路形成部への損傷をより一層低減することができる。また、ニッケル下地めっきの後半田めっき14を実施すれば、密着強度を高めることなどのめっき性能をより向上させることができる。
【0033】
次に図1(e)に示すように、マスキングテープ18を除去した後、選択的なエッチング、レーザ加工あるいはプレス打抜きなどにより貫通孔となる後加工孔19の加工をし、回路形成部を所定の構成に形成する。
【0034】
なお、回路構成や構造により、マスキングテープ18を貼付したまま、レーザ加工やプレス打抜きなどによる後加工孔19の加工を行い、その後にマスキングテープ18を除去する事により、回路形成部を所定の構成に形成する方法としてもよい。
【0035】
そして、図1(f)に示すように、回路形成部1Aに熱硬化性組成物16と放熱用金属板17を積層し、例えば240℃で加熱加圧し、後加工孔19内に熱硬化性組成物16を侵入させ、一体化させる。その後、必要であればリードフレーム13の表面上の半田めっき14上に所定のデバイスなどの電子部品を実装して完成させるのである。
【0036】
なお、回路や構成などによりマスキングテープ18に代えてレジストを印刷して熱あるいは紫外線硬化によりマスキングを構成しても同じ効果を発揮する事ができる。
【0037】
図2は後加工孔19部分を示し、この後加工孔19はこの図2に示すように基材1の図1(f)の熱硬化性組成物16設置側から例えば打抜きにより加工される。
【0038】
そしてこの図2の下方側から打抜くことで下面、つまり熱硬化性組成物16側には湾曲面1Cが形成されるので、後で熱硬化性組成物16をスムーズに押込むことができる。
【0039】
また後加工孔19の基材1の上面側開口部には上記打抜きによる上方への突出リブ1Dが形成され、この突出リブ1Dは半田めっき14の後加工孔19内への流動を抑制するダム的な働きをすることになる。
【0040】
【発明の効果】
以上のように本発明による回路基板の製造方法によれば、リードフレームをめっきする際に、回路形成部における貫通孔断面には半田めっきが施されず、したがって、高温に加熱する工程を経ても半田めっきが溶融せず、熱硬化性組成物とリードフレームとを直接的に接合し、その密着性を向上させることができるという効果を有する。さらに熱硬化性組成物設置側からプレス打ち抜きにより打抜くことで熱硬化性組成物側には湾曲面が形成されるので、後で熱硬化性組成物をスムーズに押込むことができるようになる。また貫通孔のリードフレームの上面側開口部には上記打抜きによる上方への突出リブが形成され、この突出リブはめっきの貫通孔内への流動を抑制するダム的な働きをすることになる。そしてその結果、めっきを介することなくリードフレームと熱硬化性組成物とを直接的に接合でき、リードフレームと熱硬化性組成物との接合強度がさらに向上し、接合面の剥離による熱伝導性低下という問題を解決しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)〜(f)は本発明の一実施の形態における回路基板の製造方法を説明する工程図
【図2】 同後加工孔部分の要部断面図
【図3】 (a)〜(f)は従来における回路基板の製造方法を説明する工程図
【符号の説明】
1 基材
2 レジスト
3 リードフレーム
4 半田めっき(めっき)
5 加工孔
6 熱硬化性組成物
7 放熱用金属板
13 リードフレーム
14 半田めっき(めっき)
15 加工孔
16 熱硬化性組成物
17 放熱用金属板
18 マスキングテープ(マスキング)
19 後加工孔(貫通孔)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a circuit board (a heat conductive board or a high heat dissipation board) with excellent heat dissipation, which is used for a large power circuit in an electronic device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the demand for higher performance and miniaturization of electronic devices, higher density and higher functionality of semiconductors are required.
[0003]
As a result, a circuit board for mounting them is also required to have a small, high-density structure with excellent thermal conductivity and heat dissipation. For this reason, a circuit board (thermally conductive substrate or high heat dissipation substrate) in which a thermosetting composition in which a thermosetting resin is filled with an inorganic heat conductive filler is integrated with a lead frame or a metal plate for heat dissipation is proposed. It had been.
[0004]
A conventional method for manufacturing a circuit board will be described with reference to a schematic manufacturing process diagram of FIG. That is, in FIG. 3, 1 is a base material made of a metal plate material such as copper or an alloy thereof roughened at least on one side, 2 is a resist having insulating properties, heat resistance and chemical resistance, and a predetermined pattern is formed by printing. It is formed and cured by heat or ultraviolet light.
[0005]
4 is solder plating applied to a predetermined location, 5 is a processed hole formed by punching to form the
[0006]
First, as shown to Fig.3 (a), the single side | surface of the strip | belt-shaped plate-
[0007]
Then, as shown in FIG. 3 (c), the
[0008]
Next, as shown in FIG. 3 (e), in order to improve the adhesion with the
[0009]
And as shown in FIG.3 (f), the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional circuit board manufacturing method, since the solder plating 4 is performed after the circuit forming portion of the
[0011]
An object of the present invention is to provide a highly reliable method of manufacturing a circuit board in which the thermosetting composition is not peeled off at a joint surface with a lead frame. To do.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a circuit board manufacturing method of the present invention has the following configuration.
[0013]
The invention according to
[0014]
In the invention according to
[0015]
According to a third aspect of the present invention, the sandpaper roughening material is brought into contact with the surface of the lead frame, and the sandpaper roughening material is slid in a direction parallel to the surface of the leadframe. 3. The method of manufacturing a circuit board according to
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, the lead frame is masked, the entire surface of the lead frame is plated except for the masked surface, and then a terminal portion having a predetermined pattern is formed on the lead frame. The method for manufacturing a circuit board according to
[0017]
The invention according to
[0018]
This onset Ming, lead frame has becomes an alloy material of copper or copper effects that lead frame electrical properties and thermal conductivity and excellent can be formed.
[0019]
This onset Ming is obtained by machining a through-hole by post-processing the curable composition installation side of the lead frame, for example, by punching.
[0020]
And since a curved surface is formed on the thermosetting composition side by punching in this way, the thermosetting composition can be pushed in smoothly later.
[0021]
Further, an upward protruding rib is formed by punching at the opening on the upper surface side of the lead frame of the through hole, and this protruding rib functions as a dam that suppresses the flow of plating into the through hole.
[0022]
Both surfaces of healing over lead frame, when roughened same surface roughness, by roughening both sides in the same way, without deforming the lead frame, thereby improving the machining accuracy of the lead frame It has the effect of.
[0023]
Masking Matari over lead frame, having performed by sticking or resist printing masking tape, the effect that it is possible to easily masked only necessary portions of the lead frame.
[0024]
Plating Matari over lead frame has the effect that it is possible to improve and constituted by solder plating, or nickel under plating and solder plating, increasing the solder adhesion, the mounting of electronic components such as device.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a method of manufacturing a circuit board according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a circuit board according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part of the circuit board (high heat dissipation substrate).
[0026]
In addition, the same code | symbol is provided about the structural member demonstrated by the prior art, and detailed description is simplified. In FIG. 1, 14 is solder plating, 15 is a processed hole, which are the same as the constituent members described in the prior art.
[0027]
13 is a lead frame, 17 is a metal plate for heat dissipation, and 16 is a thermosetting composition.
[0028]
First, both surfaces of the
[0029]
Next, as shown in FIG. 1B, a resist 2 is printed on the roughened upper surface of the
[0030]
Thereafter, as shown in FIG. 1 (c), by forming a
[0031]
Subsequently, as shown in FIG. 1D, a masking
[0032]
Note that the masking
[0033]
Next, as shown in FIG. 1E, after the
[0034]
Depending on the circuit configuration and structure, the
[0035]
Then, as shown in FIG. 1 (f), the
[0036]
It should be noted that the same effect can be achieved even if the resist is printed instead of the masking
[0037]
FIG. 2 shows a
[0038]
Then, since the curved surface 1C is formed on the lower surface, that is, the
[0039]
Further, an upward projecting rib 1D is formed by punching at the upper surface side opening of the
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for manufacturing a circuit board according to the present invention, when the lead frame is plated, the cross section of the through hole in the circuit forming portion is not subjected to solder plating. The solder plating is not melted, and the thermosetting composition and the lead frame are directly bonded to each other, and the adhesion can be improved. Further, by punching from the thermosetting composition installation side by press punching, a curved surface is formed on the thermosetting composition side, so that the thermosetting composition can be smoothly pushed in later. . Further, an upward protruding rib is formed by punching at the opening on the upper surface side of the lead frame of the through hole, and this protruding rib functions as a dam that suppresses the flow of plating into the through hole. As a result, the lead frame and the thermosetting composition can be directly bonded without interposing plating, the bonding strength between the lead frame and the thermosetting composition is further improved, and the thermal conductivity due to peeling of the bonding surface is achieved. It can solve the problem of decline.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1F are process diagrams for explaining a method of manufacturing a circuit board according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part of a post-processed hole portion. ) To (f) are process diagrams for explaining a conventional circuit board manufacturing method.
DESCRIPTION OF
5 Processing
15
19 Post-processed hole (through hole)
Claims (5)
前記リードフレームの前記マスキングをした表面を除く全面をめっきし、
その後、前記リードフレームに、前記熱硬化性組成物設置側からプレス打ち抜きにより貫通孔を加工して所定パターンの回路形成部を形成し、
次に前記貫通孔に絶縁材よりなる熱硬化性組成物を侵入させるとともに、この熱硬化性組成物を、前記マスキングをした前記リードフレームの片面側に形成し一体化させる回路基板の製造方法。Mask the bonding surface with at least the thermosetting composition of the plate-like lead frame made of a conductive metal material,
Plating the entire surface of the lead frame except the masked surface;
Thereafter, the lead frame, by processing the through-hole by press stamping to form a circuit forming part of the predetermined pattern from the thermosetting composition installation side,
Then causes penetrate the made of an insulating material in the through hole thermosetting composition, a thermosetting composition, a manufacturing method of a circuit board to be integrated formed to one side of the lead frame of the masking.
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