JP4403661B2 - 放熱板を用いた部品の実装構造及びその製造方法 - Google Patents
放熱板を用いた部品の実装構造及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4403661B2 JP4403661B2 JP2001067005A JP2001067005A JP4403661B2 JP 4403661 B2 JP4403661 B2 JP 4403661B2 JP 2001067005 A JP2001067005 A JP 2001067005A JP 2001067005 A JP2001067005 A JP 2001067005A JP 4403661 B2 JP4403661 B2 JP 4403661B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- heat sink
- solder
- radiating plate
- mounting structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/2612—Auxiliary members for layer connectors, e.g. spacers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83191—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
- H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
- H01L2224/9222—Sequential connecting processes
- H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
- H01L2224/92247—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品として半導体チップや配線基板等を用い、放熱板（ヒートシンク）の一面に第１の部品、他面に第２の部品を接合する実装構造に関し、特に、第２の部品を配線基板とし、第１の部品を放熱板を介して配線基板上へ搭載する実装構造に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
この種の実装構造の一般的な構成を図８に示す。発熱の大きい電子部品としてのＩＣチップ（第１の部品）２が、基板（第２の部品）３の導体電極３ａを含む部位に、放熱板１を介して搭載されている。そして、ＩＣチップ２は、ボンディングワイヤ１０を介して基板３の電極３ｂに結線され、ＩＣチップ２は放熱板１により冷却されるようになっている。また、放熱板１の各面と上記各部品２、３との接合は、半田４によりなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような放熱板１付きのＩＣチップ２以外にも、同じ基板３上には、コンデンサや抵抗等の他の部品を、例えば導電性接着剤等の樹脂製接着剤を介して混載するのが通常である。
【０００４】
この様な場合、放熱板１付きのＩＣチップ２は、半田４により基板３に搭載、接合されるため、上記した他の搭載部品の基板３への搭載も含めると、基板３上への部品の接合は、樹脂製接着剤による接合工程と半田による接合工程との両方を行う必要があり、工程の煩雑化を招くことになる。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、放熱板を組み付けた部品を、他の部品と共に基板に搭載するにあたって、工程の簡略化を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、放熱板（１）の一面に第１の部品（２）、他面に第２の部品（３）を接合する実装構造において、放熱板と第１の部品との間、及び、放熱板と第２の部品との間のうち、一方の間が半田（４）を介した接合となっており、他方の間が樹脂製接着剤（５）を介した接合となっていることを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、放熱板の一面側と他面側とで異種の接続材料を用いている。すなわち、放熱板の両面のうち一方が半田による接合、他方が樹脂製接着剤による接合となっている。
【０００８】
また、放熱板を組み付けた部品を他の部品とともに基板に搭載するときには、樹脂製接着剤にて接合する場合、または、半田にて接合する場合がある。このとき、樹脂製接着剤、半田の各場合に応じて、本発明の実装構造における第１及び第２の部品のどちらか一方を基板とすれば、基板への部品実装は、樹脂製接着剤の接合工程のみ、または、半田の接合工程のみを行えば良くなる。
【０００９】
従って、本発明の放熱板を用いた実装構造によれば、放熱板を組み付けた部品を、他の部品とともに基板に搭載するにあたり、他の部品と同じ接合工程にて接合できるため、工程を簡略化することができる。
【００１０】
また、請求項１に記載の発明では、樹脂製接着剤（５）が導電性接着剤（５）である場合、金属からなる放熱板（１）のうち少なくとも第２の部品（３）と対向し導電性接着剤と接する面に、貴金属、Ｃｕおよびこれらの合金から選択された材料よりなるメッキ層（１ａ）を形成したことを特徴としている。
【００１１】
本発明は、本発明者等の実験検討によるもので、上記したようなメッキ層を放熱板の導電性接着剤側に設ければ、高温高湿のような厳しい環境においても、放熱板と導電性接着剤との間の電気抵抗を良好に確保することができる。さらに、請求項２に記載の発明においては、メッキ層（１ａ）は、放熱板（１）のうち第１の部品（２）が接合された面と第２の部品（３）が接合された面とに挟まれた面である側面にも形成されていることを特徴としている。
【００１２】
ここで、請求項３に記載の発明のように、メッキ層（１ａ）は、放熱板（１）のうち半田（４）と接する面にも形成されていて良い。この場合、請求項４に記載の発明のように、メッキ層（１ａ）の厚さが４μｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
これは、メッキ層が４μｍよりも厚いと、高温環境下にてメッキ層と半田との合金よりなる固くて脆い合金層が厚く形成されるため、冷熱サイクルによる放熱板の半田接続性が悪化しやすくなるためである。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明のように、メッキ層（１ａ）の下地として、Ｎｉのメッキよりなる下地層（１ｂ）が形成されている場合、上地のメッキ層の厚さは、０．５μｍ以上であることが好ましい。これは、メッキ層が０．５μｍよりも薄いと、高温環境下にて下地のＮｉが熱によりメッキ層の最表面にまで析出することで、放熱板の導電性接着剤接続性が悪化しやすくなるためである。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明のように、請求項１に記載の実装構造において、放熱板（１）のうち導電性接着剤（５）と接する面に、貴金属、Ｃｕおよびこれらの合金から選択された材料によりなるメッキ層（１ａ）を形成し、放熱板のうち半田（４）と接する面に、Ｎｉよりなるメッキ層（１ｂ）を形成したものであっても良い。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明では、放熱板（１）のうち半田（４）と接する面の端部に、盛り上がり部（１ｃ）を形成したことを特徴としている。それにより、この盛り上がり部によって、半田が放熱板の端面（側面）へ流れていくのを防止することができ、好ましい。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明では、放熱板（１）の端面を、放熱板のうち半田（４）と接する面よりも半田に対する濡れ性を小さくなっているものにしたことを特徴としており、請求項７の発明と同様の効果を実現することができる。また、請求項９に記載の発明では、放熱板（１）における第１の部品（２）と接合する面の面積は第１の部品（２）における放熱板（１）と接合する面の面積よりも大きくなっているとともに、第２の部品（３）における放熱板（１）と接合する面の面積は放熱板（１）における第２の部品（３）と接合する面の面積よりも大きくなっていることを特徴としている。また、請求項１０に記載の発明では、金属からなるとともに表面に貴金属、Ｃｕおよびこれらの合金から選択された材料よりなるメッキ層（１ａ）が形成された放熱板（１）を用意する工程と、放熱板（１）の一面に、予め半田（４）が付いた第１の部品（２）を前記半田（４）を介して接合する工程と、第２の部品に樹脂製接着剤（５）として導電性接着剤を形成する工程と、導電性接着剤の上に、放熱板（１）に接合された前記第１の部品（２）を接合する工程とを備えたことを特徴としている。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る放熱板を用いた部品の実装構造を示す概略断面図である。本実施形態では、放熱板１の一面にＩＣチップ（第１の部品）２、放熱板１の他面に基板（第２の部品）３の導体電極３ａが接合され、放熱板１とＩＣチップ２とは半田４を介して、また、放熱板１と基板３とは樹脂製接着剤５を介して接合された実装構造となっている。
【００２０】
放熱板（ヒートシンク）１は、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）等の金属およびそれらの合金よりなるもので、ＩＣチップ２からの熱を放熱し、ＩＣチップ２の過熱を防止するものである。本例では、放熱板１は３ｍｍ□のＭｏ製としている。
【００２１】
ＩＣチップ２は、通常用いられる半導体素子であるが、特に、本実施形態では、消費電力が大きく発熱の大きい素子（パワー素子等）を採用できる。本例では、ＩＣチップ２は、その両面において基板３と導通するものであり、半田接合面と反対側の面は、図示しないが、上記図８と同様、ワイヤボンディングにより基板３の電極と導通されている。また、本例のＩＣチップ２のサイズは２ｍｍ□としている。
【００２２】
基板３は、アルミナ基板、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）基板、または、母材がＣｕ合金あるいはＦｅ−Ｎｉ（鉄−ニッケル）合金等よりなるリードフレーム等を採用することができる。本例では、基板３はアルミナ基板としている。
【００２３】
また、基板３の導体電極３ａは、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ、Ｎｉのメッキ、およびそれらの合金メッキを採用したり、Ｃｕ系またはＡｇ系の厚膜導体を採用することができる。本例では導体電極３ａはＡｇ系厚膜導体としている。
【００２４】
半田４は、Ｓｎ（すず）、Ｐｂ（鉛）、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉのいずれかの金属材料およびそれらの合金材料よりなるものである。本例では、半田４はＳｎ１０−Ｐｂ９０よりなるもので、厚さ数十μｍ〜百数十μｍ程度である。
【００２５】
樹脂製接着剤５は、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂等の樹脂中に、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ−Ｐｄ等よりなる金属フィラーを含有させてなる導電性接着剤を用いることが好ましいが、ＩＣチップ２の半田接合面と基板３との間で導通が不要であれば、金属フィラーを含有させない通常の樹脂製の接着剤を採用することができる。
【００２６】
また、導体電極３ａと放熱板１との間における樹脂製接着剤５の厚さ（膜厚）については、厚すぎると熱引きが悪くなるので、膜厚の上限は、熱抵抗の観点からＩＣチップ２の温度が仕様以下となるように設定する。また、樹脂製性接着剤の膜厚が薄すぎると剥離及びクラックが発生しやすくなるので、膜厚の下限は、冷熱サイクルにより発生する応力と接続寿命との関係を明らかにしてから算出する。
【００２７】
本例では、樹脂製接着剤５は、ＩＣチップ２の半田接合面を、半田４、放熱板１を介して基板３に導通させるために、アミン・フェノール硬化系のエポキシ樹脂にＡｇフィラーを分散させた導電性接着剤を採用している。また、樹脂製接着剤５の膜厚は十数μｍ程度である。
【００２８】
また、樹脂製接着剤５が導電性接着剤である場合には、放熱板１と導電性接着剤５との電気的な接続抵抗の信頼性を確保するために、図１に示す様に、放熱板１のうち少なくとも導電性接着剤５と接する面に、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ（パラジウム）等の貴金属、Ｃｕおよびこれらの合金から選択された材料よりなるメッキ層（本例ではＡｇメッキ）１ａを形成することが必要である。
【００２９】
また、メッキ層１ａと放熱板１との密着性（本例ではＡｇとＭｏとの濡れ性）を向上させるために、メッキ層１ａの下地としてＮｉのメッキよりなる下地層１ｂを放熱板１に形成している。つまり、図１に示す様に、放熱板１のうち半田４と接する面および導電性接着剤５と接する面を含む全ての表面は、放熱板１側から順に下地層１ｂ、メッキ層１ａの２層にて被覆されている。
【００３０】
本例では、メッキ層１ａは、厚さ２μｍのＡｇメッキであり、下地層１ｂは、厚さ４μｍのＮｉメッキである。なお、本例のように、メッキ層１ａが、放熱板１のうち半田４と接する面にも形成されている場合、メッキ層１ａの厚さは４μｍ以下であることが好ましく、また、Ｎｉのメッキよりなる下地層１ｂが形成されている場合、メッキ層１ａの厚さは０．５μｍ以上であることが好ましい。
【００３１】
次に、上記構成に基づき、本実装構造を形成するための実装方法について、図２および図３を参照して述べる。図２は、ＩＣチップ２の放熱板１への組付工程を示す概略断面図、図３は、放熱板１が組み付けられたＩＣチップ２の基板３への搭載工程を示す概略断面図である。なお、各工程の条件は、上記した本例についてのものである。
【００３２】
まず、図２（ａ）に示す様に、半田箔４ａを治具１００にセットし、治具１００の穴１０１の下にＩＣチップ２をセットする。そして、半田箔４ａを加熱し溶融させると、溶融した半田が穴１０１から、ＩＣチップ２の上に注入される。このとき、半田の加熱は、温度４００℃で、水素雰囲気中にて行う。すると、図２（ｂ）に示す様に、ＩＣチップ２の上に半田４が略均一に広がった形状となる。
【００３３】
次に、図２（ｃ）に示す様に、表面に順にＮｉメッキ及びＡｇメッキが施された放熱板１を用意し、放熱板１の一面上に、半田４が付いたＩＣチップ２を半田側を対向させた状態で搭載する。そして、３６０℃、水素雰囲気中で半田４をリフローさせ、凝固させると、図２（ｄ）に示す様に、放熱板１とＩＣチップ２とが半田４を介して接合される。
【００３４】
また、図３（ａ）に示す様に、基板３として、各種の導体電極３ａ（放熱板接合用）、３ｂ（ＩＣチップ２のワイヤボンディング用）、３ｃ（他の部品としてのＩＣチップ１１の接合用）、３ｄ（他の部品としてのコンデンサ１２の接合用）等が形成されたものを用意する。そして、この基板３における所望の導体電極３ａ上に、導電性接着剤５を印刷により配設する。印刷膜厚は、７０±２０μｍ程度である。
【００３５】
次に、図３（ｂ）に示す様に、導電性接着剤５の上に、放熱板１を組み付けたＩＣチップ２、他の部品としてのＩＣチップ１１およびコンデンサ１２等を搭載し、導電性接着剤５を硬化（１５０℃、１０分間）させる。なお、図３（ｂ）では、放熱板１の外周の各層１ａ、１ｂは省略してある。こうして、各部品の基板２への実装が行われると共に、上記図１に示す本実施形態の実装構造が出来上がる。
【００３６】
ところで、本実施形態によれば、放熱板１の両面のうちＩＣチップ２との接合側が半田４による接合であり、基板３との接合側が樹脂製接着剤５による接合である実装構造を実現している。
【００３７】
そのため、上記実装方法のように、他の部品１１、１２を樹脂製接着剤（導電性接着剤）５にて基板２に搭載・接合する場合、樹脂製接着剤５による接合工程のみを実行すれば、放熱板１を組み付けたＩＣチップ２を他の部品１１、１２とともに、基板３へ同時に実装することができる。
【００３８】
ちなみに、上記図８に示した従来の実装構造を本実装方法に用いた場合、放熱板１の両面が半田による接合を採用しているため、放熱板１を組み付けたＩＣチップ２を基板３に実装するには、他の部品１１、１２を実装する前または実装した後に、別に半田による接合工程を行う必要がある。
【００３９】
その点、本実施形態の放熱板を用いた実装構造によれば、放熱板１を組み付けたＩＣチップ２を、他の部品１１、１２とともに基板３に搭載するにあたり、他の部品１１、１２と同じ導電性接着剤５による接合工程にて接合できるため、工程を簡略化することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、樹脂製接着剤５を導電性接着剤とした場合、放熱板１のうち少なくとも導電性接着剤５と接する面に、上記した貴金属等よりなるメッキ層１ａを形成している。このメッキ層１ａを形成する根拠は、本発明者等が行った、放熱板１と導電性接着剤５との接合信頼性試験の結果による。限定するものではないが、その試験結果の一例を図４に示す。
【００４１】
接合信頼性試験としては、８５℃および８５ＲＨ％の環境下に上記実装構造を放置し、放熱板１、メッキ層１ａ、導電性接着剤５、基板３の導体電極３ａの間に電流を流し、上記の環境下における接続抵抗値の時間的な変化を調べた。ここで、メッキ層１ａの材質を種々変えて調べた。
【００４２】
図４は、その試験結果を示すもので、各種のメッキ層１ａについて、耐久時間（時間）と接続抵抗値（ｍΩ）との関係を表したものである。Ａｕメッキ（○プロット）、Ａｇメッキ（□プロット）、Ｃｕメッキ（△プロット）、Ｎｉメッキ（比較例、×プロット）と変えたものについて、ｎ数：８で調べた。
【００４３】
図４から、メッキ層１ａがＡｕメッキ、Ａｇメッキ、Ｃｕメッキの場合は、接合信頼性が十分確保されるが、Ｎｉメッキの場合は接合信頼性が不十分であることがわかる。これは、高温高湿下にて、Ｎｉメッキが酸化しやすく、酸化物の導電性が悪いのに対し、Ａｕメッキ、Ａｇメッキ、Ｃｕメッキが比較的酸化しにくく、酸化物の導電性が良いことによると考えられる。
【００４４】
従って、メッキ層１ａは、Ｎｉメッキに比べて酸化しにくい貴金属、Ｃｕおよびこれらの合金から選択された材料よりなるものであれば、図４におけるＡｕ、Ａｇ、Ｃｕと同様に、接合信頼性を確保できると言える。
【００４５】
そして、このようなメッキ層１ａを放熱板１の導電性接着剤５側に設ければ、高温高湿のような厳しい環境においても、放熱板１と導電性接着剤５との間の接合信頼性を十分に確保でき、電気抵抗を良好に確保することができる。
【００４６】
また、上述したように、メッキ層１ａが放熱板１のうち半田４と接する面にも形成されている場合、メッキ層１ａの厚さを４μｍ以下とすること、また、Ｎｉメッキよりなる下地層１ｂが形成されている場合、メッキ層１ａの厚さを０．５μｍ以上とすることが好ましい。これは、次の理由による。
【００４７】
まず、メッキ層１ａが４μｍよりも厚いと、樹脂製接着剤５の硬化時や使用時等の高温環境下にて、メッキ層１ａと半田４との合金よりなる固くて脆い合金層（本例ではＡｇ−Ｓｎ合金層）が厚く形成されるため、冷熱サイクルによる放熱板１の半田接続性が悪化しやすくなる。
【００４８】
また、メッキ層１ａが０．５μｍよりも薄いと、上記したような高温環境下にて、下地層１ｂのＮｉが熱によりメッキ層１ａの最表面にまで析出することで、放熱板１の導電性接着剤接続性が悪化しやすくなる。よって、メッキ層１ａの厚さは０．５〜４μｍが好ましい。
【００４９】
なお、上記図１に示す例では、メッキ層１ａは、放熱板１のうち半田４と接する面にも形成されているが、メッキ層１ａは、放熱板１のうち少なくとも導電性接着剤５と接する面に形成されていれば良く、放熱板１の半田側の面では、従来の半田との接合に対応したＮｉよりなるメッキ層を最表面として良い。
【００５０】
例えば、図５に示す様に、放熱板１のうち導電性接着剤５と接する面に、上記同様のメッキ層１ａを形成し、放熱板１のうち半田４と接する面では、メッキ層１ａを形成せずにＮｉよりなる下地層（本発明でいうＮｉよりなるメッキ層）１ｂが露出していても良い。このメッキ構造は、例えば、放熱板１全体にＮｉメッキを施した後、半田４と接する面をマスキングした状態で貴金属等をメッキすることで形成できる。
【００５１】
次に、本実施形態において、上記以外の好ましい形態や留意点等について述べておく。まず、樹脂製接着剤５の熱抵抗も含んだ接続性を確保、向上させるためには、基板３の導体電極３ａや放熱板１（つまりメッキ層１ａ）の表面粗度が大きい方が好ましい。
【００５２】
また、基板３の導体電極３ａのサイズは、できる限り小さくし、基板３と樹脂製接着剤５とが直に接して接合する面積を広くする方が、接合強度向上のためには好ましい。これは、通常、導体電極３ａは金属、基板３はセラミックであり、樹脂製接着剤５との密着性を考えた場合、樹脂とセラミックとの接合の方が、密着性が大きいためである。
【００５３】
さらに、図６（ａ）に示す様に、放熱板１のうち半田４と接する面の端部に、半田４と接する面から半田４側へ盛り上がった盛り上がり部１ｃを形成することが好ましい。この盛り上がり部１ｃによって、上記実装方法において、放熱板１にＩＣチップ２を搭載後、半田４をリフローする際に、半田４が放熱板１の端面（側面）１ｄへ流れていくのを防止することができ、好ましい。
【００５４】
このような盛り上がり部１ｃは、放熱板１を打ち抜き加工した後、端部のバリ取りを行わないで、バリを残すようにすれば、そのバリを盛り上がり部１ｃとして構成することができる。
【００５５】
また、上記した半田４の流れ防止という点では、放熱板１の端面１ｄを、放熱板１のうち半田４と接する面よりも半田４に対する濡れ性を小さくなっているものにすることが好ましい。例えば、図６（ｂ）に示す様に、放熱板１の端面１ｄには上記各メッキ層１ａ、１ｂを形成せず、放熱板１をむき出しにする。
【００５６】
これは、放熱板１の製造工程において、各メッキ工程を行った後、打ち抜き加工すれば実現可能である。放熱板１を構成する材料（本例ではＭｏ）は、上記各メッキ層１ａ、１ｂに比して半田４の濡れ性が悪いため、放熱板１の端面１ｄにおいて半田４が流れにくくできる。
【００５７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る放熱板を用いた部品の実装構造の概略断面構成を、図７に示す。上記第１実施形態では、放熱板１とＩＣチップ２との間が半田４を介した接合となっており、放熱板１と基板３との間が樹脂製接着剤５を介した接合となっている。
【００５８】
それに対して、本実施形態では、図７に示す様に、放熱板１とＩＣチップ２との間が樹脂製接着剤５を介した接合となっており、放熱板１と基板３との間が半田４を介した接合となっており、上記第１実施形態とは、半田４と接着剤５の配置が逆となっている。
【００５９】
本実施形態の場合、実装方法としては、放熱板１とＩＣチップ２とを、樹脂製接着剤５の塗布、硬化により接合して一体し、基板３上に搭載される他の部品は、半田４にて接合するようにする。
【００６０】
そのようにすれば、放熱板１を組み付けたＩＣチップ２を、他の部品とともに基板３に搭載するにあたり、基板３の所望部に半田４を印刷や塗布等にて配設した後、各部品を半田４を介して基板３に搭載し、続いて、リフロー等を行うことで、各部品を一括して接合することができる。
【００６１】
つまり、本実施形態においても、放熱板１を組み付けたＩＣチップ２を、他の部品とともに基板３に搭載するにあたり、他の部品と同じ半田４による接合工程にて接合できるため、工程を簡略化することができる。また、本実施形態においても、上記第１実施形態に述べた様な、メッキ層１ａによる接合信頼性確保、メッキ層１ａの好ましい膜厚、その他の好ましい形態や留意点は、同様である。
【００６２】
（他の実施形態）
以上述べた各実施形態は、放熱板の両面に部品を接合するにあたり、各面の接続を異種材料（半田と樹脂製接着剤）にて行うために、放熱板の各面に施すメッキについて鋭意検討した結果、なされたものであり、放熱板と接合する部品については、適宜変更可能である。例えば、第１および第２の部品としては、ＩＣチップ、基板以外にも、各種半導体素子、抵抗素子等の部品でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る放熱板を用いた部品の実装構造を示す概略断面図である。
【図２】ＩＣチップの放熱板への組付工程を示す概略断面図である。
【図３】放熱板が組み付けられたＩＣチップの基板への搭載工程を示す概略断面図である。
【図４】放熱板と導電性接着剤との接合信頼性試験の結果の一例を示す図である。
【図５】上記第１実施形態において放熱板のメッキ構成を変形させた例を示す概略断面図である。
【図６】半田流れを防止するための放熱板の端部構成を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る放熱板を用いた部品の実装構造を示す概略断面図である。
【図８】従来の放熱板を用いた部品の実装構造の一般的な構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…放熱板、１ａ…メッキ層、１ｂ…下地層、１ｃ…盛り上がり部、
２…ＩＣチップ、３…基板、４…半田、５…樹脂製接着剤（導電性接着剤）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品として半導体チップや配線基板等を用い、放熱板（ヒートシンク）の一面に第１の部品、他面に第２の部品を接合する実装構造に関し、特に、第２の部品を配線基板とし、第１の部品を放熱板を介して配線基板上へ搭載する実装構造に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
この種の実装構造の一般的な構成を図８に示す。発熱の大きい電子部品としてのＩＣチップ（第１の部品）２が、基板（第２の部品）３の導体電極３ａを含む部位に、放熱板１を介して搭載されている。そして、ＩＣチップ２は、ボンディングワイヤ１０を介して基板３の電極３ｂに結線され、ＩＣチップ２は放熱板１により冷却されるようになっている。また、放熱板１の各面と上記各部品２、３との接合は、半田４によりなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような放熱板１付きのＩＣチップ２以外にも、同じ基板３上には、コンデンサや抵抗等の他の部品を、例えば導電性接着剤等の樹脂製接着剤を介して混載するのが通常である。
【０００４】
この様な場合、放熱板１付きのＩＣチップ２は、半田４により基板３に搭載、接合されるため、上記した他の搭載部品の基板３への搭載も含めると、基板３上への部品の接合は、樹脂製接着剤による接合工程と半田による接合工程との両方を行う必要があり、工程の煩雑化を招くことになる。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、放熱板を組み付けた部品を、他の部品と共に基板に搭載するにあたって、工程の簡略化を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、放熱板（１）の一面に第１の部品（２）、他面に第２の部品（３）を接合する実装構造において、放熱板と第１の部品との間、及び、放熱板と第２の部品との間のうち、一方の間が半田（４）を介した接合となっており、他方の間が樹脂製接着剤（５）を介した接合となっていることを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、放熱板の一面側と他面側とで異種の接続材料を用いている。すなわち、放熱板の両面のうち一方が半田による接合、他方が樹脂製接着剤による接合となっている。
【０００８】
また、放熱板を組み付けた部品を他の部品とともに基板に搭載するときには、樹脂製接着剤にて接合する場合、または、半田にて接合する場合がある。このとき、樹脂製接着剤、半田の各場合に応じて、本発明の実装構造における第１及び第２の部品のどちらか一方を基板とすれば、基板への部品実装は、樹脂製接着剤の接合工程のみ、または、半田の接合工程のみを行えば良くなる。
【０００９】
従って、本発明の放熱板を用いた実装構造によれば、放熱板を組み付けた部品を、他の部品とともに基板に搭載するにあたり、他の部品と同じ接合工程にて接合できるため、工程を簡略化することができる。
【００１０】
また、請求項１に記載の発明では、樹脂製接着剤（５）が導電性接着剤（５）である場合、金属からなる放熱板（１）のうち少なくとも第２の部品（３）と対向し導電性接着剤と接する面に、貴金属、Ｃｕおよびこれらの合金から選択された材料よりなるメッキ層（１ａ）を形成したことを特徴としている。
【００１１】
本発明は、本発明者等の実験検討によるもので、上記したようなメッキ層を放熱板の導電性接着剤側に設ければ、高温高湿のような厳しい環境においても、放熱板と導電性接着剤との間の電気抵抗を良好に確保することができる。さらに、請求項２に記載の発明においては、メッキ層（１ａ）は、放熱板（１）のうち第１の部品（２）が接合された面と第２の部品（３）が接合された面とに挟まれた面である側面にも形成されていることを特徴としている。
【００１２】
ここで、請求項３に記載の発明のように、メッキ層（１ａ）は、放熱板（１）のうち半田（４）と接する面にも形成されていて良い。この場合、請求項４に記載の発明のように、メッキ層（１ａ）の厚さが４μｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
これは、メッキ層が４μｍよりも厚いと、高温環境下にてメッキ層と半田との合金よりなる固くて脆い合金層が厚く形成されるため、冷熱サイクルによる放熱板の半田接続性が悪化しやすくなるためである。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明のように、メッキ層（１ａ）の下地として、Ｎｉのメッキよりなる下地層（１ｂ）が形成されている場合、上地のメッキ層の厚さは、０．５μｍ以上であることが好ましい。これは、メッキ層が０．５μｍよりも薄いと、高温環境下にて下地のＮｉが熱によりメッキ層の最表面にまで析出することで、放熱板の導電性接着剤接続性が悪化しやすくなるためである。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明のように、請求項１に記載の実装構造において、放熱板（１）のうち導電性接着剤（５）と接する面に、貴金属、Ｃｕおよびこれらの合金から選択された材料によりなるメッキ層（１ａ）を形成し、放熱板のうち半田（４）と接する面に、Ｎｉよりなるメッキ層（１ｂ）を形成したものであっても良い。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明では、放熱板（１）のうち半田（４）と接する面の端部に、盛り上がり部（１ｃ）を形成したことを特徴としている。それにより、この盛り上がり部によって、半田が放熱板の端面（側面）へ流れていくのを防止することができ、好ましい。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明では、放熱板（１）の端面を、放熱板のうち半田（４）と接する面よりも半田に対する濡れ性を小さくなっているものにしたことを特徴としており、請求項７の発明と同様の効果を実現することができる。また、請求項９に記載の発明では、放熱板（１）における第１の部品（２）と接合する面の面積は第１の部品（２）における放熱板（１）と接合する面の面積よりも大きくなっているとともに、第２の部品（３）における放熱板（１）と接合する面の面積は放熱板（１）における第２の部品（３）と接合する面の面積よりも大きくなっていることを特徴としている。また、請求項１０に記載の発明では、金属からなるとともに表面に貴金属、Ｃｕおよびこれらの合金から選択された材料よりなるメッキ層（１ａ）が形成された放熱板（１）を用意する工程と、放熱板（１）の一面に、予め半田（４）が付いた第１の部品（２）を前記半田（４）を介して接合する工程と、第２の部品に樹脂製接着剤（５）として導電性接着剤を形成する工程と、導電性接着剤の上に、放熱板（１）に接合された前記第１の部品（２）を接合する工程とを備えたことを特徴としている。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る放熱板を用いた部品の実装構造を示す概略断面図である。本実施形態では、放熱板１の一面にＩＣチップ（第１の部品）２、放熱板１の他面に基板（第２の部品）３の導体電極３ａが接合され、放熱板１とＩＣチップ２とは半田４を介して、また、放熱板１と基板３とは樹脂製接着剤５を介して接合された実装構造となっている。
【００２０】
放熱板（ヒートシンク）１は、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）等の金属およびそれらの合金よりなるもので、ＩＣチップ２からの熱を放熱し、ＩＣチップ２の過熱を防止するものである。本例では、放熱板１は３ｍｍ□のＭｏ製としている。
【００２１】
ＩＣチップ２は、通常用いられる半導体素子であるが、特に、本実施形態では、消費電力が大きく発熱の大きい素子（パワー素子等）を採用できる。本例では、ＩＣチップ２は、その両面において基板３と導通するものであり、半田接合面と反対側の面は、図示しないが、上記図８と同様、ワイヤボンディングにより基板３の電極と導通されている。また、本例のＩＣチップ２のサイズは２ｍｍ□としている。
【００２２】
基板３は、アルミナ基板、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）基板、または、母材がＣｕ合金あるいはＦｅ−Ｎｉ（鉄−ニッケル）合金等よりなるリードフレーム等を採用することができる。本例では、基板３はアルミナ基板としている。
【００２３】
また、基板３の導体電極３ａは、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ、Ｎｉのメッキ、およびそれらの合金メッキを採用したり、Ｃｕ系またはＡｇ系の厚膜導体を採用することができる。本例では導体電極３ａはＡｇ系厚膜導体としている。
【００２４】
半田４は、Ｓｎ（すず）、Ｐｂ（鉛）、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉのいずれかの金属材料およびそれらの合金材料よりなるものである。本例では、半田４はＳｎ１０−Ｐｂ９０よりなるもので、厚さ数十μｍ〜百数十μｍ程度である。
【００２５】
樹脂製接着剤５は、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂等の樹脂中に、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ−Ｐｄ等よりなる金属フィラーを含有させてなる導電性接着剤を用いることが好ましいが、ＩＣチップ２の半田接合面と基板３との間で導通が不要であれば、金属フィラーを含有させない通常の樹脂製の接着剤を採用することができる。
【００２６】
また、導体電極３ａと放熱板１との間における樹脂製接着剤５の厚さ（膜厚）については、厚すぎると熱引きが悪くなるので、膜厚の上限は、熱抵抗の観点からＩＣチップ２の温度が仕様以下となるように設定する。また、樹脂製性接着剤の膜厚が薄すぎると剥離及びクラックが発生しやすくなるので、膜厚の下限は、冷熱サイクルにより発生する応力と接続寿命との関係を明らかにしてから算出する。
【００２７】
本例では、樹脂製接着剤５は、ＩＣチップ２の半田接合面を、半田４、放熱板１を介して基板３に導通させるために、アミン・フェノール硬化系のエポキシ樹脂にＡｇフィラーを分散させた導電性接着剤を採用している。また、樹脂製接着剤５の膜厚は十数μｍ程度である。
【００２８】
また、樹脂製接着剤５が導電性接着剤である場合には、放熱板１と導電性接着剤５との電気的な接続抵抗の信頼性を確保するために、図１に示す様に、放熱板１のうち少なくとも導電性接着剤５と接する面に、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ（パラジウム）等の貴金属、Ｃｕおよびこれらの合金から選択された材料よりなるメッキ層（本例ではＡｇメッキ）１ａを形成することが必要である。
【００２９】
また、メッキ層１ａと放熱板１との密着性（本例ではＡｇとＭｏとの濡れ性）を向上させるために、メッキ層１ａの下地としてＮｉのメッキよりなる下地層１ｂを放熱板１に形成している。つまり、図１に示す様に、放熱板１のうち半田４と接する面および導電性接着剤５と接する面を含む全ての表面は、放熱板１側から順に下地層１ｂ、メッキ層１ａの２層にて被覆されている。
【００３０】
本例では、メッキ層１ａは、厚さ２μｍのＡｇメッキであり、下地層１ｂは、厚さ４μｍのＮｉメッキである。なお、本例のように、メッキ層１ａが、放熱板１のうち半田４と接する面にも形成されている場合、メッキ層１ａの厚さは４μｍ以下であることが好ましく、また、Ｎｉのメッキよりなる下地層１ｂが形成されている場合、メッキ層１ａの厚さは０．５μｍ以上であることが好ましい。
【００３１】
次に、上記構成に基づき、本実装構造を形成するための実装方法について、図２および図３を参照して述べる。図２は、ＩＣチップ２の放熱板１への組付工程を示す概略断面図、図３は、放熱板１が組み付けられたＩＣチップ２の基板３への搭載工程を示す概略断面図である。なお、各工程の条件は、上記した本例についてのものである。
【００３２】
まず、図２（ａ）に示す様に、半田箔４ａを治具１００にセットし、治具１００の穴１０１の下にＩＣチップ２をセットする。そして、半田箔４ａを加熱し溶融させると、溶融した半田が穴１０１から、ＩＣチップ２の上に注入される。このとき、半田の加熱は、温度４００℃で、水素雰囲気中にて行う。すると、図２（ｂ）に示す様に、ＩＣチップ２の上に半田４が略均一に広がった形状となる。
【００３３】
次に、図２（ｃ）に示す様に、表面に順にＮｉメッキ及びＡｇメッキが施された放熱板１を用意し、放熱板１の一面上に、半田４が付いたＩＣチップ２を半田側を対向させた状態で搭載する。そして、３６０℃、水素雰囲気中で半田４をリフローさせ、凝固させると、図２（ｄ）に示す様に、放熱板１とＩＣチップ２とが半田４を介して接合される。
【００３４】
また、図３（ａ）に示す様に、基板３として、各種の導体電極３ａ（放熱板接合用）、３ｂ（ＩＣチップ２のワイヤボンディング用）、３ｃ（他の部品としてのＩＣチップ１１の接合用）、３ｄ（他の部品としてのコンデンサ１２の接合用）等が形成されたものを用意する。そして、この基板３における所望の導体電極３ａ上に、導電性接着剤５を印刷により配設する。印刷膜厚は、７０±２０μｍ程度である。
【００３５】
次に、図３（ｂ）に示す様に、導電性接着剤５の上に、放熱板１を組み付けたＩＣチップ２、他の部品としてのＩＣチップ１１およびコンデンサ１２等を搭載し、導電性接着剤５を硬化（１５０℃、１０分間）させる。なお、図３（ｂ）では、放熱板１の外周の各層１ａ、１ｂは省略してある。こうして、各部品の基板２への実装が行われると共に、上記図１に示す本実施形態の実装構造が出来上がる。
【００３６】
ところで、本実施形態によれば、放熱板１の両面のうちＩＣチップ２との接合側が半田４による接合であり、基板３との接合側が樹脂製接着剤５による接合である実装構造を実現している。
【００３７】
そのため、上記実装方法のように、他の部品１１、１２を樹脂製接着剤（導電性接着剤）５にて基板２に搭載・接合する場合、樹脂製接着剤５による接合工程のみを実行すれば、放熱板１を組み付けたＩＣチップ２を他の部品１１、１２とともに、基板３へ同時に実装することができる。
【００３８】
ちなみに、上記図８に示した従来の実装構造を本実装方法に用いた場合、放熱板１の両面が半田による接合を採用しているため、放熱板１を組み付けたＩＣチップ２を基板３に実装するには、他の部品１１、１２を実装する前または実装した後に、別に半田による接合工程を行う必要がある。
【００３９】
その点、本実施形態の放熱板を用いた実装構造によれば、放熱板１を組み付けたＩＣチップ２を、他の部品１１、１２とともに基板３に搭載するにあたり、他の部品１１、１２と同じ導電性接着剤５による接合工程にて接合できるため、工程を簡略化することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、樹脂製接着剤５を導電性接着剤とした場合、放熱板１のうち少なくとも導電性接着剤５と接する面に、上記した貴金属等よりなるメッキ層１ａを形成している。このメッキ層１ａを形成する根拠は、本発明者等が行った、放熱板１と導電性接着剤５との接合信頼性試験の結果による。限定するものではないが、その試験結果の一例を図４に示す。
【００４１】
接合信頼性試験としては、８５℃および８５ＲＨ％の環境下に上記実装構造を放置し、放熱板１、メッキ層１ａ、導電性接着剤５、基板３の導体電極３ａの間に電流を流し、上記の環境下における接続抵抗値の時間的な変化を調べた。ここで、メッキ層１ａの材質を種々変えて調べた。
【００４２】
図４は、その試験結果を示すもので、各種のメッキ層１ａについて、耐久時間（時間）と接続抵抗値（ｍΩ）との関係を表したものである。Ａｕメッキ（○プロット）、Ａｇメッキ（□プロット）、Ｃｕメッキ（△プロット）、Ｎｉメッキ（比較例、×プロット）と変えたものについて、ｎ数：８で調べた。
【００４３】
図４から、メッキ層１ａがＡｕメッキ、Ａｇメッキ、Ｃｕメッキの場合は、接合信頼性が十分確保されるが、Ｎｉメッキの場合は接合信頼性が不十分であることがわかる。これは、高温高湿下にて、Ｎｉメッキが酸化しやすく、酸化物の導電性が悪いのに対し、Ａｕメッキ、Ａｇメッキ、Ｃｕメッキが比較的酸化しにくく、酸化物の導電性が良いことによると考えられる。
【００４４】
従って、メッキ層１ａは、Ｎｉメッキに比べて酸化しにくい貴金属、Ｃｕおよびこれらの合金から選択された材料よりなるものであれば、図４におけるＡｕ、Ａｇ、Ｃｕと同様に、接合信頼性を確保できると言える。
【００４５】
そして、このようなメッキ層１ａを放熱板１の導電性接着剤５側に設ければ、高温高湿のような厳しい環境においても、放熱板１と導電性接着剤５との間の接合信頼性を十分に確保でき、電気抵抗を良好に確保することができる。
【００４６】
また、上述したように、メッキ層１ａが放熱板１のうち半田４と接する面にも形成されている場合、メッキ層１ａの厚さを４μｍ以下とすること、また、Ｎｉメッキよりなる下地層１ｂが形成されている場合、メッキ層１ａの厚さを０．５μｍ以上とすることが好ましい。これは、次の理由による。
【００４７】
まず、メッキ層１ａが４μｍよりも厚いと、樹脂製接着剤５の硬化時や使用時等の高温環境下にて、メッキ層１ａと半田４との合金よりなる固くて脆い合金層（本例ではＡｇ−Ｓｎ合金層）が厚く形成されるため、冷熱サイクルによる放熱板１の半田接続性が悪化しやすくなる。
【００４８】
また、メッキ層１ａが０．５μｍよりも薄いと、上記したような高温環境下にて、下地層１ｂのＮｉが熱によりメッキ層１ａの最表面にまで析出することで、放熱板１の導電性接着剤接続性が悪化しやすくなる。よって、メッキ層１ａの厚さは０．５〜４μｍが好ましい。
【００４９】
なお、上記図１に示す例では、メッキ層１ａは、放熱板１のうち半田４と接する面にも形成されているが、メッキ層１ａは、放熱板１のうち少なくとも導電性接着剤５と接する面に形成されていれば良く、放熱板１の半田側の面では、従来の半田との接合に対応したＮｉよりなるメッキ層を最表面として良い。
【００５０】
例えば、図５に示す様に、放熱板１のうち導電性接着剤５と接する面に、上記同様のメッキ層１ａを形成し、放熱板１のうち半田４と接する面では、メッキ層１ａを形成せずにＮｉよりなる下地層（本発明でいうＮｉよりなるメッキ層）１ｂが露出していても良い。このメッキ構造は、例えば、放熱板１全体にＮｉメッキを施した後、半田４と接する面をマスキングした状態で貴金属等をメッキすることで形成できる。
【００５１】
次に、本実施形態において、上記以外の好ましい形態や留意点等について述べておく。まず、樹脂製接着剤５の熱抵抗も含んだ接続性を確保、向上させるためには、基板３の導体電極３ａや放熱板１（つまりメッキ層１ａ）の表面粗度が大きい方が好ましい。
【００５２】
また、基板３の導体電極３ａのサイズは、できる限り小さくし、基板３と樹脂製接着剤５とが直に接して接合する面積を広くする方が、接合強度向上のためには好ましい。これは、通常、導体電極３ａは金属、基板３はセラミックであり、樹脂製接着剤５との密着性を考えた場合、樹脂とセラミックとの接合の方が、密着性が大きいためである。
【００５３】
さらに、図６（ａ）に示す様に、放熱板１のうち半田４と接する面の端部に、半田４と接する面から半田４側へ盛り上がった盛り上がり部１ｃを形成することが好ましい。この盛り上がり部１ｃによって、上記実装方法において、放熱板１にＩＣチップ２を搭載後、半田４をリフローする際に、半田４が放熱板１の端面（側面）１ｄへ流れていくのを防止することができ、好ましい。
【００５４】
このような盛り上がり部１ｃは、放熱板１を打ち抜き加工した後、端部のバリ取りを行わないで、バリを残すようにすれば、そのバリを盛り上がり部１ｃとして構成することができる。
【００５５】
また、上記した半田４の流れ防止という点では、放熱板１の端面１ｄを、放熱板１のうち半田４と接する面よりも半田４に対する濡れ性を小さくなっているものにすることが好ましい。例えば、図６（ｂ）に示す様に、放熱板１の端面１ｄには上記各メッキ層１ａ、１ｂを形成せず、放熱板１をむき出しにする。
【００５６】
これは、放熱板１の製造工程において、各メッキ工程を行った後、打ち抜き加工すれば実現可能である。放熱板１を構成する材料（本例ではＭｏ）は、上記各メッキ層１ａ、１ｂに比して半田４の濡れ性が悪いため、放熱板１の端面１ｄにおいて半田４が流れにくくできる。
【００５７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る放熱板を用いた部品の実装構造の概略断面構成を、図７に示す。上記第１実施形態では、放熱板１とＩＣチップ２との間が半田４を介した接合となっており、放熱板１と基板３との間が樹脂製接着剤５を介した接合となっている。
【００５８】
それに対して、本実施形態では、図７に示す様に、放熱板１とＩＣチップ２との間が樹脂製接着剤５を介した接合となっており、放熱板１と基板３との間が半田４を介した接合となっており、上記第１実施形態とは、半田４と接着剤５の配置が逆となっている。
【００５９】
本実施形態の場合、実装方法としては、放熱板１とＩＣチップ２とを、樹脂製接着剤５の塗布、硬化により接合して一体し、基板３上に搭載される他の部品は、半田４にて接合するようにする。
【００６０】
そのようにすれば、放熱板１を組み付けたＩＣチップ２を、他の部品とともに基板３に搭載するにあたり、基板３の所望部に半田４を印刷や塗布等にて配設した後、各部品を半田４を介して基板３に搭載し、続いて、リフロー等を行うことで、各部品を一括して接合することができる。
【００６１】
つまり、本実施形態においても、放熱板１を組み付けたＩＣチップ２を、他の部品とともに基板３に搭載するにあたり、他の部品と同じ半田４による接合工程にて接合できるため、工程を簡略化することができる。また、本実施形態においても、上記第１実施形態に述べた様な、メッキ層１ａによる接合信頼性確保、メッキ層１ａの好ましい膜厚、その他の好ましい形態や留意点は、同様である。
【００６２】
（他の実施形態）
以上述べた各実施形態は、放熱板の両面に部品を接合するにあたり、各面の接続を異種材料（半田と樹脂製接着剤）にて行うために、放熱板の各面に施すメッキについて鋭意検討した結果、なされたものであり、放熱板と接合する部品については、適宜変更可能である。例えば、第１および第２の部品としては、ＩＣチップ、基板以外にも、各種半導体素子、抵抗素子等の部品でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る放熱板を用いた部品の実装構造を示す概略断面図である。
【図２】ＩＣチップの放熱板への組付工程を示す概略断面図である。
【図３】放熱板が組み付けられたＩＣチップの基板への搭載工程を示す概略断面図である。
【図４】放熱板と導電性接着剤との接合信頼性試験の結果の一例を示す図である。
【図５】上記第１実施形態において放熱板のメッキ構成を変形させた例を示す概略断面図である。
【図６】半田流れを防止するための放熱板の端部構成を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る放熱板を用いた部品の実装構造を示す概略断面図である。
【図８】従来の放熱板を用いた部品の実装構造の一般的な構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…放熱板、１ａ…メッキ層、１ｂ…下地層、１ｃ…盛り上がり部、
２…ＩＣチップ、３…基板、４…半田、５…樹脂製接着剤（導電性接着剤）。
Claims (10)
- 金属からなる放熱板（１）の一面に第１の部品（２）、他面に第２の部品（３）を接合する実装構造において、
前記放熱板と前記第１の部品との間、及び、前記放熱板と前記第２の部品との間のうち、一方の間が半田（４）を介した接合となっており、他方の間が樹脂製接着剤（５）を介した接合となっているものであって、
前記樹脂製接着剤（５）は導電性接着剤であり、前記放熱板（１）のうち少なくとも前記第２の部品（３）と対向し前記導電性接着剤と接する面には、貴金属、Ｃｕおよびこれらの合金から選択された材料よりなるメッキ層（１ａ）が形成されていることを特徴とする放熱板を用いた部品の実装構造。 - 前記メッキ層（１ａ）は、前記放熱板（１）のうち前記第１の部品（２）が接合された面と前記第２の部品（３）が接合された面とに挟まれた面である側面にも形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放熱板を用いた部品の実装構造。
- 前記メッキ層（１ａ）は、前記放熱板（１）のうち前記半田（４）と接する面にも形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の放熱板を用いた部品の実装構造。
- 前記メッキ層（１ａ）の厚さは、４μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の放熱板を用いた部品の実装構造。
- 前記メッキ層（１ａ）の下地として、Ｎｉのメッキよりなる下地層（１ｂ）が形成されており、
前記メッキ層の厚さは、０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の放熱板を用いた部品の実装構造。 - 前記放熱板（１）のうち前記導電性接着剤（５）と接する面には、貴金属、Ｃｕおよびこれらの合金から選択された材料によりなるメッキ層（１ａ）が形成されており、前記半田（４）と接する面には、Ｎｉよりなるメッキ層（１ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放熱板を用いた部品の実装構造。
- 前記放熱板（１）のうち前記半田（４）と接する面の端部には、盛り上がり部（１ｃ）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の放熱板を用いた部品の実装構造。
- 前記放熱板（１）の端面は、前記放熱板のうち前記半田（４）と接する面よりも前記半田に対する濡れ性が小さくなっていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の放熱板を用いた部品の実装構造。
- 前記放熱板（１）における前記第１の部品（２）と接合する面の面積は前記第１の部品（２）における前記放熱板（１）と接合する面の面積よりも大きくなっているとともに、前記第２の部品（３）における前記放熱板（１）と接合する面の面積は前記放熱板（１）における前記第２の部品（３）と接合する面の面積よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の放熱板を用いた部品の実装構造。
- 金属からなるとともに表面に貴金属、Ｃｕおよびこれらの合金から選択された材料よりなるメッキ層（１ａ）が形成された放熱板（１）を用意する工程と、
前記放熱板（１）の一面に、予め半田（４）が付いた第１の部品（２）を前記半田（４）を介して接合する工程と、
第２の部品に樹脂製接着剤（５）として導電性接着剤を形成する工程と、
前記導電性接着剤の上に、前記放熱板（１）に接合された前記第１の部品（２）を接合する工程と
を備えたことを特徴とする放熱板を用いた部品の実装構造の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001067005A JP4403661B2 (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 放熱板を用いた部品の実装構造及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001067005A JP4403661B2 (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 放熱板を用いた部品の実装構造及びその製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002270973A JP2002270973A (ja) | 2002-09-20 |
| JP2002270973A5 JP2002270973A5 (ja) | 2009-04-09 |
| JP4403661B2 true JP4403661B2 (ja) | 2010-01-27 |
Family
ID=18925421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001067005A Expired - Fee Related JP4403661B2 (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 放熱板を用いた部品の実装構造及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4403661B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003046034A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Nec Kagobutsu Device Kk | 樹脂封止型半導体装置 |
| JP4858428B2 (ja) * | 2007-12-25 | 2012-01-18 | 富士電機株式会社 | 実装部品の冷却方法 |
| JP4934166B2 (ja) | 2009-05-25 | 2012-05-16 | 住友電気工業株式会社 | 電極の接着剤接続構造、電子機器およびその組立方法 |
-
2001
- 2001-03-09 JP JP2001067005A patent/JP4403661B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002270973A (ja) | 2002-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7936569B2 (en) | Circuit device and method of manufacturing the same | |
| JP2915888B1 (ja) | 配線基板及びその製造方法 | |
| JP6494802B2 (ja) | 電力用半導体装置および電力用半導体装置を製造する方法 | |
| JP3627591B2 (ja) | パワー半導体モジュールの製造方法 | |
| JPWO2008038681A1 (ja) | セラミック基板部品及びそれを用いた電子部品 | |
| JPH0936186A (ja) | パワー半導体モジュール及びその実装方法 | |
| US7057294B2 (en) | Semiconductor device | |
| JP4228926B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP5774292B2 (ja) | 回路装置およびその製造方法 | |
| JP4403661B2 (ja) | 放熱板を用いた部品の実装構造及びその製造方法 | |
| US20070221704A1 (en) | Method of manufacturing circuit device | |
| JPH11245083A (ja) | 半田及びそれを用いた回路基板 | |
| JP4012527B2 (ja) | 電子部品の製造方法 | |
| JP2005026364A (ja) | 混成集積回路 | |
| JP2008227055A (ja) | 回路基板 | |
| JP3279844B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2868007B1 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP3441194B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2008270846A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| TWI436465B (zh) | 銲線接合結構、銲線接合方法及半導體封裝構造的製造方法 | |
| JP3279846B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2000195888A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH08316641A (ja) | 一括接続法による多層配線基板 | |
| JP3947436B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0713231Y2 (ja) | 集積回路パッケージ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070405 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090224 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090724 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090728 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090914 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091013 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091026 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121113 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121113 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131113 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |