JPH08186344A - プリント基板およびその製造法ならびに該基板を使用したプリント回路アセンブリ - Google Patents
プリント基板およびその製造法ならびに該基板を使用したプリント回路アセンブリInfo
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- JPH08186344A JPH08186344A JP23888495A JP23888495A JPH08186344A JP H08186344 A JPH08186344 A JP H08186344A JP 23888495 A JP23888495 A JP 23888495A JP 23888495 A JP23888495 A JP 23888495A JP H08186344 A JPH08186344 A JP H08186344A
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体チップ等における回路の高集積化や高
密度実装により発熱量が増大した場合の熱放散性と、搭
載されるパッケージボッディとの熱膨張差により生じる
熱歪みの問題を解決し、信頼性の高い電子機器を得る。 【解決手段】 Ｆｅ−Ｎｉ系合金とＣｕ系金属が交互に
積層され、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金属
板を基材としたプリント基板。縞状金属板が、縞の方向
を互いに直角にして２枚以上重ねられ接合された複層縞
状金属板であることが好ましい。Ｆｅ−Ｎｉ系合金およ
びＣｕ系金属のシートを交互に重ね合せ、ＨＩＰにより
接合し、圧延し、プレスまたはエッチングして製造す
る。また、上記プリント基板に部品実装され、縞状金属
板の縞の方向が、機器の放熱手段に向けられたプリント
回路アセンブリ。
密度実装により発熱量が増大した場合の熱放散性と、搭
載されるパッケージボッディとの熱膨張差により生じる
熱歪みの問題を解決し、信頼性の高い電子機器を得る。 【解決手段】 Ｆｅ−Ｎｉ系合金とＣｕ系金属が交互に
積層され、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金属
板を基材としたプリント基板。縞状金属板が、縞の方向
を互いに直角にして２枚以上重ねられ接合された複層縞
状金属板であることが好ましい。Ｆｅ−Ｎｉ系合金およ
びＣｕ系金属のシートを交互に重ね合せ、ＨＩＰにより
接合し、圧延し、プレスまたはエッチングして製造す
る。また、上記プリント基板に部品実装され、縞状金属
板の縞の方向が、機器の放熱手段に向けられたプリント
回路アセンブリ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱放散性に優れ、
しかも熱膨張率が小さく、高集積化した各種ＩＣパッケ
ージやフリップチップ等の、高密度実装に適したプリン
ト基板、およびその製造法、ならびに該基板を使用した
回路アセンブリに関するものである。
しかも熱膨張率が小さく、高集積化した各種ＩＣパッケ
ージやフリップチップ等の、高密度実装に適したプリン
ト基板、およびその製造法、ならびに該基板を使用した
回路アセンブリに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップ等の各種パッケージやフリ
ップチップ等を搭載するプリント基板には、セラミック
基板、ガラスエポキシ基板、金属基板が従来使用されて
いる。セラミック基板およびガラスエポキシ基板は、そ
れぞれセラミック板、ガラスエポキシ板からなる基材の
上に回路パターンが形成され、金属基板は、金属板から
なる基材の上に絶縁材を介して回路パターンが形成され
たものである。
ップチップ等を搭載するプリント基板には、セラミック
基板、ガラスエポキシ基板、金属基板が従来使用されて
いる。セラミック基板およびガラスエポキシ基板は、そ
れぞれセラミック板、ガラスエポキシ板からなる基材の
上に回路パターンが形成され、金属基板は、金属板から
なる基材の上に絶縁材を介して回路パターンが形成され
たものである。
【０００３】近年、半導体チップ等における回路の高集
積化や高密度実装により、発熱量が増大したのに対応し
て、プリント基板の耐熱性向上が図られ、さらに基板の
熱伝導による熱放散性の向上も必要になっている。ま
た、熱履歴に伴って、プリント基板と接合されるパッケ
ージボディ等との熱膨張差により、熱歪みの問題が発生
し、その対策も要望されている。熱歪みの問題として
は、ＱＦＰ（Quad Flat Package)等を搭載した場合、リ
ード端子との接合部の半田にクラックが発生したり剥が
れたりする問題、フリップチップをボールバンプで接合
した場合等において、Ｓｉチップとの熱膨張差によりバ
ンプやチップが損傷する問題等がある。
積化や高密度実装により、発熱量が増大したのに対応し
て、プリント基板の耐熱性向上が図られ、さらに基板の
熱伝導による熱放散性の向上も必要になっている。ま
た、熱履歴に伴って、プリント基板と接合されるパッケ
ージボディ等との熱膨張差により、熱歪みの問題が発生
し、その対策も要望されている。熱歪みの問題として
は、ＱＦＰ（Quad Flat Package)等を搭載した場合、リ
ード端子との接合部の半田にクラックが発生したり剥が
れたりする問題、フリップチップをボールバンプで接合
した場合等において、Ｓｉチップとの熱膨張差によりバ
ンプやチップが損傷する問題等がある。
【０００４】プリント基板に対する上記のようなニーズ
に対して、セラミック基板は、耐熱性は優れているが、
熱放散性に難がある。ガラスエポキシ基板は、耐熱性お
よび熱放散性に難があるとともに、パッケージボディと
の熱膨張差により熱歪みが生じ、リフロー時に半田クラ
ックが発生するという問題がある。また、金属基板は耐
熱性は良いが、一般に、熱伝導率が高くて放熱性の良い
Ｃｕ等は熱膨張率が高く、接続するリード端子やチップ
との間の熱歪みの問題がある。
に対して、セラミック基板は、耐熱性は優れているが、
熱放散性に難がある。ガラスエポキシ基板は、耐熱性お
よび熱放散性に難があるとともに、パッケージボディと
の熱膨張差により熱歪みが生じ、リフロー時に半田クラ
ックが発生するという問題がある。また、金属基板は耐
熱性は良いが、一般に、熱伝導率が高くて放熱性の良い
Ｃｕ等は熱膨張率が高く、接続するリード端子やチップ
との間の熱歪みの問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体チッ
プ等における回路の高集積化や高密度実装により発熱量
が増大した場合の熱放散性が優れ、かつ、搭載されるパ
ッケージボディとの熱膨張差により生じる熱歪みの問題
を解決できる、低熱膨張率のプリント基板、およびその
製造法、ならびに該基板を使用した回路アセンブリを提
供することにより、信頼性の高い電子機器を得ることを
目的とする。
プ等における回路の高集積化や高密度実装により発熱量
が増大した場合の熱放散性が優れ、かつ、搭載されるパ
ッケージボディとの熱膨張差により生じる熱歪みの問題
を解決できる、低熱膨張率のプリント基板、およびその
製造法、ならびに該基板を使用した回路アセンブリを提
供することにより、信頼性の高い電子機器を得ることを
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本発
明の第１発明は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金とＣｕ系金属が交互
に積層され、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金
属板を基材としたプリント基板である。そして、縞状金
属板が、縞の方向を互いに直角にして２枚以上重ねられ
接合された複層縞状金属板であることが好ましい。
明の第１発明は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金とＣｕ系金属が交互
に積層され、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金
属板を基材としたプリント基板である。そして、縞状金
属板が、縞の方向を互いに直角にして２枚以上重ねられ
接合された複層縞状金属板であることが好ましい。
【０００７】また、上記目的を達成する本発明の第２発
明は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金のシートおよびＣｕ系金属のシ
ートを交互に重ね合せ、熱間静水圧プレスにより接合し
てスラブとし、該スラブを、前記各シートの面がロール
の軸と直交するようにして圧延を行い縞状金属板とし、
該金属板を基材とすることを特徴とするプリント基板の
製造法である。そして、熱間静水圧プレスにより接合し
たスラブから、各シートの面と直角に切出して縞状金属
材とし、該縞状金属材の縞の方向をたがいに直角にして
２枚以上重ね合せ、再度、熱間静水圧プレスにより接合
して複層スラブとし、該複層スラブを構成するいずれか
の前記縞状金属板の、前記各シートの面がロールの軸と
直交するようにして圧延を行い複層縞状金属板とし、該
金属板を基材とすることが好ましく、また、圧延後の縞
状金属板を、縞の方向を互いに直角にして２枚以上重ね
合せ、ホットプレスにより接合して複層縞状金属板と
し、該金属板を基材とするが好ましい。
明は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金のシートおよびＣｕ系金属のシ
ートを交互に重ね合せ、熱間静水圧プレスにより接合し
てスラブとし、該スラブを、前記各シートの面がロール
の軸と直交するようにして圧延を行い縞状金属板とし、
該金属板を基材とすることを特徴とするプリント基板の
製造法である。そして、熱間静水圧プレスにより接合し
たスラブから、各シートの面と直角に切出して縞状金属
材とし、該縞状金属材の縞の方向をたがいに直角にして
２枚以上重ね合せ、再度、熱間静水圧プレスにより接合
して複層スラブとし、該複層スラブを構成するいずれか
の前記縞状金属板の、前記各シートの面がロールの軸と
直交するようにして圧延を行い複層縞状金属板とし、該
金属板を基材とすることが好ましく、また、圧延後の縞
状金属板を、縞の方向を互いに直角にして２枚以上重ね
合せ、ホットプレスにより接合して複層縞状金属板と
し、該金属板を基材とするが好ましい。
【０００８】さらに、上記目的を達成する本発明の第３
発明は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金とＣｕ系金属が交互に積層さ
れ、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金属板を基
材としたプリント基板に、部品実装され、前記縞の方向
が機器の放熱手段に向けられていることを特徴とするプ
リント回路アセンブリである。
発明は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金とＣｕ系金属が交互に積層さ
れ、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金属板を基
材としたプリント基板に、部品実装され、前記縞の方向
が機器の放熱手段に向けられていることを特徴とするプ
リント回路アセンブリである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明プリント基板の例を図１に
示す。プリント基板８は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金２とＣｕ系
金属３が交互に積層され板面内で一方向の縞状に配置さ
れた縞状金属板１を基材５とし、基材５の上に絶縁材６
を介して回路パターン７が形成されている。Ｆｅ−Ｎｉ
系合金２としては、４２％Ｎｉあるいはアンバーと呼ば
れる３５〜３７％Ｎｉのような熱膨張率の小さい合金、
Ｃｕ系金属３としては、ＣｕあるいはＣｕの熱伝導率３
９３Ｗ／ｍＫ±１０％程度の良好な熱伝導性を有する、
Ｃｕ−Ｐ合金やＣｕ−Ｓｎ合金などのＣｕ合金を採用す
るすることができる。絶縁材６としては樹脂やガラスエ
ポキシ等を採用でき、回路パターン７はＣｕ箔等をエッ
チングして形成することができる。
示す。プリント基板８は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金２とＣｕ系
金属３が交互に積層され板面内で一方向の縞状に配置さ
れた縞状金属板１を基材５とし、基材５の上に絶縁材６
を介して回路パターン７が形成されている。Ｆｅ−Ｎｉ
系合金２としては、４２％Ｎｉあるいはアンバーと呼ば
れる３５〜３７％Ｎｉのような熱膨張率の小さい合金、
Ｃｕ系金属３としては、ＣｕあるいはＣｕの熱伝導率３
９３Ｗ／ｍＫ±１０％程度の良好な熱伝導性を有する、
Ｃｕ−Ｐ合金やＣｕ−Ｓｎ合金などのＣｕ合金を採用す
るすることができる。絶縁材６としては樹脂やガラスエ
ポキシ等を採用でき、回路パターン７はＣｕ箔等をエッ
チングして形成することができる。
【００１０】図２は、本発明プリント基板の好ましい例
を示し、基材５が、縞の方向を互いに直角にして２枚重
ねられ、接合された複層縞状金属板４からなり、基材５
の上には、図１の例と同様、絶縁材６を介して回路パタ
ーン７が形成されている。重ねる枚数は２枚に限らず、
３枚以上とすればより好ましい。
を示し、基材５が、縞の方向を互いに直角にして２枚重
ねられ、接合された複層縞状金属板４からなり、基材５
の上には、図１の例と同様、絶縁材６を介して回路パタ
ーン７が形成されている。重ねる枚数は２枚に限らず、
３枚以上とすればより好ましい。
【００１１】また、本発明プリント基板の別の例を図３
および図４の断面図に示す。図３は、基材５の両面に絶
縁材６を接合したプリント基板の回路パターン７に、Ｓ
ｉチップ１０を接続した状態を示しており、チップ１０
の熱をスルーヒートパイプ２５を経て裏面に放出すると
ともに、スルーヒートパイプ２５およびブラインドヒー
トパイプ２６から基材５を経て横方向に放出できる。図
４は、基材５を多層にし、表裏両面に回路パターン７が
形成されたものを示している。２７は内部配線であり、
スルーホール２８で接続されている。図３および図４の
例とも、基材５は、上記のような縞状金属板１あるいは
複層縞状金属板４で構成されている。
および図４の断面図に示す。図３は、基材５の両面に絶
縁材６を接合したプリント基板の回路パターン７に、Ｓ
ｉチップ１０を接続した状態を示しており、チップ１０
の熱をスルーヒートパイプ２５を経て裏面に放出すると
ともに、スルーヒートパイプ２５およびブラインドヒー
トパイプ２６から基材５を経て横方向に放出できる。図
４は、基材５を多層にし、表裏両面に回路パターン７が
形成されたものを示している。２７は内部配線であり、
スルーホール２８で接続されている。図３および図４の
例とも、基材５は、上記のような縞状金属板１あるいは
複層縞状金属板４で構成されている。
【００１２】このような本発明プリント基板８の使用例
を、図５、図６および図７に示す。図５は、ＱＦＰ等の
パッケージ９を搭載した例であり、パッケージ９のリー
ド端子１１が回路パターン７に、半田１３で接合されて
いる。図６は、パッケージ９がＭＣＭ（Multi Chip Mod
ule)の例であり、同様にリード端子が半田１３で接合さ
れている。この例のＭＣＭは、複数のＳｉチップ１０
（図６の断面には２枚見える）が、ボンディングワイヤ
１５によりリード端子１１およびプリント配線されたＦ
ＰＣテープ１４（Flexible Printed Curcuit) に接続さ
れ、樹脂１７に封入されている。チップ１０およびリー
ド端子１１と接着されたヒートスプレッダー１６が樹脂
１７から露出している。図７は、フリップチップとして
のＳｉチップ１０がバンプ１２で接合されたものであ
る。
を、図５、図６および図７に示す。図５は、ＱＦＰ等の
パッケージ９を搭載した例であり、パッケージ９のリー
ド端子１１が回路パターン７に、半田１３で接合されて
いる。図６は、パッケージ９がＭＣＭ（Multi Chip Mod
ule)の例であり、同様にリード端子が半田１３で接合さ
れている。この例のＭＣＭは、複数のＳｉチップ１０
（図６の断面には２枚見える）が、ボンディングワイヤ
１５によりリード端子１１およびプリント配線されたＦ
ＰＣテープ１４（Flexible Printed Curcuit) に接続さ
れ、樹脂１７に封入されている。チップ１０およびリー
ド端子１１と接着されたヒートスプレッダー１６が樹脂
１７から露出している。図７は、フリップチップとして
のＳｉチップ１０がバンプ１２で接合されたものであ
る。
【００１３】本発明のプリント基板８は、基材５がＦｅ
−Ｎｉ系合金２とＣｕ系金属３の複合体からなるので、
両者の割合を調整することにより、熱伝導率を所要の値
以上にするとともに、熱膨張率を低くしてリード端子１
１やＳｉチップ１０の値に近付けることができる。した
がって、ＩＣの高集積化や高密度実装によりチップ１０
やパッケージ８の発熱量が増大しても、両金属２および
３の割合を調整し、プリント基板８の基材５を通して所
要の放熱を行うことができる。
−Ｎｉ系合金２とＣｕ系金属３の複合体からなるので、
両者の割合を調整することにより、熱伝導率を所要の値
以上にするとともに、熱膨張率を低くしてリード端子１
１やＳｉチップ１０の値に近付けることができる。した
がって、ＩＣの高集積化や高密度実装によりチップ１０
やパッケージ８の発熱量が増大しても、両金属２および
３の割合を調整し、プリント基板８の基材５を通して所
要の放熱を行うことができる。
【００１４】そして、図５および図６のような、パッケ
ージ９のリード端子１１と半田１３で接合した場合は、
熱膨張率をリード端子１１の材料の値に近付けること
で、半田１３の剥がれやクラック発生を防止するととも
に、パッケージ９や回路パターン７に大きな熱歪みが生
じないので、信頼性が高まる。また図７のようなＳｉチ
ップをバンプで接合した場合は、熱膨張率をＳｉの値に
近付けることで、バンプ１２やチップ１０に大きな熱歪
みが生じないので、やはり信頼性が高まる。
ージ９のリード端子１１と半田１３で接合した場合は、
熱膨張率をリード端子１１の材料の値に近付けること
で、半田１３の剥がれやクラック発生を防止するととも
に、パッケージ９や回路パターン７に大きな熱歪みが生
じないので、信頼性が高まる。また図７のようなＳｉチ
ップをバンプで接合した場合は、熱膨張率をＳｉの値に
近付けることで、バンプ１２やチップ１０に大きな熱歪
みが生じないので、やはり信頼性が高まる。
【００１５】本発明プリント基板８において、搭載する
パッケージ９等の発熱量、基板８との間隔、使用条件等
に応じた、所要の放熱性に基づいて、熱伝導率の下限を
定め、さらに接合するリード端子１１等の材質や寸法、
使用環境などを考慮して熱膨張率の上限を定め、両者を
総合して、Ｆｅ−Ｎｉ系合金２とＣｕ系金属３の割合、
および縞の方向を決めることができる。縞の方向は、搭
載するパッケージ等の方向や接合位置等を考慮して定め
るが、図２のような複層縞状金属板４を基材に採用した
場合は、方向決定の自由度が増す。
パッケージ９等の発熱量、基板８との間隔、使用条件等
に応じた、所要の放熱性に基づいて、熱伝導率の下限を
定め、さらに接合するリード端子１１等の材質や寸法、
使用環境などを考慮して熱膨張率の上限を定め、両者を
総合して、Ｆｅ−Ｎｉ系合金２とＣｕ系金属３の割合、
および縞の方向を決めることができる。縞の方向は、搭
載するパッケージ等の方向や接合位置等を考慮して定め
るが、図２のような複層縞状金属板４を基材に採用した
場合は、方向決定の自由度が増す。
【００１６】また、本発明プリント基板において、搭載
するのが、パワーデバイスや各種ＭＣＭのように、消費
電力、発熱量が多い場合は、上記のようにして、熱伝導
率および熱膨張率の双方が適正な範囲となるように、Ｆ
ｅ−Ｎｉ系合金２とＣｕ系金属３の割合を定めるが、フ
リップチップや小型のＴＳＯＰ（Thin Small OutlinePa
ckage) のように、発熱量が少ない場合は、熱膨張率に
重点を置いて割合を定めることもできる。
するのが、パワーデバイスや各種ＭＣＭのように、消費
電力、発熱量が多い場合は、上記のようにして、熱伝導
率および熱膨張率の双方が適正な範囲となるように、Ｆ
ｅ−Ｎｉ系合金２とＣｕ系金属３の割合を定めるが、フ
リップチップや小型のＴＳＯＰ（Thin Small OutlinePa
ckage) のように、発熱量が少ない場合は、熱膨張率に
重点を置いて割合を定めることもできる。
【００１７】つぎに本発明プリント基板において、基材
の縞の間隔ｄが０．１mm〜２．０mm、Ｆｅ−Ｎｉ系合金
２の幅ａが０．０５mm〜１．０mm、Ｃｕ系金属３の幅ｂ
が０．０５mm〜１．０mmであるのが好ましい。搭載した
パッケージ９等の熱を一様に伝導するためには、接合部
における接触をできるだけ一様にするのが望ましく、ま
た熱歪みが局所的に大きくならないようにするため、基
板内の熱膨張率をできるだけ一様にするのが望ましい。
そのためには、上記間隔ｄ、幅ａおよびｂは、ともに狭
い方がよい。しかし、上記下限より狭くするのは、製造
上困難であり、上記下限以上とすれば、実用的に十分な
性能を発揮することができる。また、上記上限を超える
と、回路パターン７の位置取りによって、特性にばらつ
きが生じ、さらに、リフロー処理や使用時の熱履歴にお
いて、Ｆｅ−Ｎｉ系合金２とＣｕ系金属３の熱膨張差に
より、両者の界面の熱応力が不均一となり、界面破壊の
おそれが生じる等の問題がある。したがって、縞の間隔
ｄ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金２の幅ａおよびＣｕ系金属３の幅
ｂを上記下限以上、上限以下とするのが望ましい。
の縞の間隔ｄが０．１mm〜２．０mm、Ｆｅ−Ｎｉ系合金
２の幅ａが０．０５mm〜１．０mm、Ｃｕ系金属３の幅ｂ
が０．０５mm〜１．０mmであるのが好ましい。搭載した
パッケージ９等の熱を一様に伝導するためには、接合部
における接触をできるだけ一様にするのが望ましく、ま
た熱歪みが局所的に大きくならないようにするため、基
板内の熱膨張率をできるだけ一様にするのが望ましい。
そのためには、上記間隔ｄ、幅ａおよびｂは、ともに狭
い方がよい。しかし、上記下限より狭くするのは、製造
上困難であり、上記下限以上とすれば、実用的に十分な
性能を発揮することができる。また、上記上限を超える
と、回路パターン７の位置取りによって、特性にばらつ
きが生じ、さらに、リフロー処理や使用時の熱履歴にお
いて、Ｆｅ−Ｎｉ系合金２とＣｕ系金属３の熱膨張差に
より、両者の界面の熱応力が不均一となり、界面破壊の
おそれが生じる等の問題がある。したがって、縞の間隔
ｄ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金２の幅ａおよびＣｕ系金属３の幅
ｂを上記下限以上、上限以下とするのが望ましい。
【００１８】つぎに、第２発明の製造法について図８の
例により説明する。まず（ａ）のように、Ｆｅ−Ｎｉ系
合金２のシートおよびＣｕ系金属３のシートを交互に重
ね合せて缶１８に入れ、（ｂ）のように蓋をして真空ポ
ンプ１９により缶内を排気し封止する。これを（ｃ）の
ように熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）２０により接合して
スラブとする。条件としては、Ｃｕ系金属３の溶融点以
下の例えば９００℃、１２００気圧程度でよい。ついで
（ｄ）のように、得られたスラブ２１を、各シートの面
がロールの軸と直交するようにして圧延ロール２２に噛
み込ませ、圧延して縞状金属板１とする。このとき、ス
ラブ２１を必要に応じて適宜寸法に切出した後圧延する
こともできる。そして、縞状金属板１から（ｅ）のよう
に所定形状に切出して基材５とする。そして、従来行わ
れている金属基板の製造法と同様の方法により絶縁材６
を介して回路パターン７を形成する。たとえば、基材５
とＣｕ箔を樹脂で圧着したのち、Ｃｕ箔にパターンを印
刷し、エッチングで不要部を溶解して回路パターン７を
形成することができる。
例により説明する。まず（ａ）のように、Ｆｅ−Ｎｉ系
合金２のシートおよびＣｕ系金属３のシートを交互に重
ね合せて缶１８に入れ、（ｂ）のように蓋をして真空ポ
ンプ１９により缶内を排気し封止する。これを（ｃ）の
ように熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）２０により接合して
スラブとする。条件としては、Ｃｕ系金属３の溶融点以
下の例えば９００℃、１２００気圧程度でよい。ついで
（ｄ）のように、得られたスラブ２１を、各シートの面
がロールの軸と直交するようにして圧延ロール２２に噛
み込ませ、圧延して縞状金属板１とする。このとき、ス
ラブ２１を必要に応じて適宜寸法に切出した後圧延する
こともできる。そして、縞状金属板１から（ｅ）のよう
に所定形状に切出して基材５とする。そして、従来行わ
れている金属基板の製造法と同様の方法により絶縁材６
を介して回路パターン７を形成する。たとえば、基材５
とＣｕ箔を樹脂で圧着したのち、Ｃｕ箔にパターンを印
刷し、エッチングで不要部を溶解して回路パターン７を
形成することができる。
【００１９】第２発明の好ましい方法を図９に示す。
（ｈ）のようなＨＩＰで接合したスラブ２１から、各シ
ートの面と直交する面で切出した、（ｉ）のような２枚
の縞状金属材２３を、縞の方向をたがいに直角にして重
ね合せ、再度ＨＩＰにより接合して複層スラブ２４とす
る。ＨＩＰの条件は上記と同様９００℃、１２００気圧
程度でよい。重ね合せる縞状金属材２３は２枚に限ら
ず、複数枚とすることができる。そして（ｊ）のように
複層スラブ２４を構成するいずれかの縞状金属材２３
（図では上側）の、各シートの面がロール２２の軸と直
交するようにして圧延を行い複層縞状金属板４とし、所
定形状に切出して基材５とし、以下同様にして回路パタ
ーン７を形成する。
（ｈ）のようなＨＩＰで接合したスラブ２１から、各シ
ートの面と直交する面で切出した、（ｉ）のような２枚
の縞状金属材２３を、縞の方向をたがいに直角にして重
ね合せ、再度ＨＩＰにより接合して複層スラブ２４とす
る。ＨＩＰの条件は上記と同様９００℃、１２００気圧
程度でよい。重ね合せる縞状金属材２３は２枚に限ら
ず、複数枚とすることができる。そして（ｊ）のように
複層スラブ２４を構成するいずれかの縞状金属材２３
（図では上側）の、各シートの面がロール２２の軸と直
交するようにして圧延を行い複層縞状金属板４とし、所
定形状に切出して基材５とし、以下同様にして回路パタ
ーン７を形成する。
【００２０】また、別の好ましい方法は図８（ｆ）のよ
うに、圧延後の縞状金属板１を、縞の方向を互いに直角
にして２枚重ね合せ、ホットプレスにより接合して、
（ｇ）のように複層縞状金属板４とし、該金属板４から
所定形状に切出して基材５とし、以下同様にして回路パ
ターン７を形成する。重ね合せる縞状金属板１は２枚に
限らず、複数枚とすることができる。ホットプレスの条
件としては、２枚以上の縞状金属板１が互いに接合し、
特にＣｕ系金属３同士が確実に接合するような条件、例
えば、温度８００〜９００℃、圧力２０〜５０kgf/c
m2 、時間０．１〜１hrとするのがよい。
うに、圧延後の縞状金属板１を、縞の方向を互いに直角
にして２枚重ね合せ、ホットプレスにより接合して、
（ｇ）のように複層縞状金属板４とし、該金属板４から
所定形状に切出して基材５とし、以下同様にして回路パ
ターン７を形成する。重ね合せる縞状金属板１は２枚に
限らず、複数枚とすることができる。ホットプレスの条
件としては、２枚以上の縞状金属板１が互いに接合し、
特にＣｕ系金属３同士が確実に接合するような条件、例
えば、温度８００〜９００℃、圧力２０〜５０kgf/c
m2 、時間０．１〜１hrとするのがよい。
【００２１】このような第２発明の方法によれば、図８
（ａ）の工程において、Ｆｅ−Ｎｉ系合金２のシートお
よびＣｕ系金属３のシートの厚さまたは枚数を適宜選定
することにより、両者の割合、縞の間隔ｄ、Ｆｅ−Ｎｉ
系合金２の幅ａおよびＣｕ系金属３の幅ｂを所望の値に
調整したプリント基板を製造でき、全工程にわたり、工
業的規模で精度よく安定して製造することができる。枚
数による調整は、たとえば０．１５mm厚さのＦｅ−Ｎｉ
合金シート１枚と、０．１mm厚さのＣｕシート２枚とを
交互に重ね合せる等により行うことができる。
（ａ）の工程において、Ｆｅ−Ｎｉ系合金２のシートお
よびＣｕ系金属３のシートの厚さまたは枚数を適宜選定
することにより、両者の割合、縞の間隔ｄ、Ｆｅ−Ｎｉ
系合金２の幅ａおよびＣｕ系金属３の幅ｂを所望の値に
調整したプリント基板を製造でき、全工程にわたり、工
業的規模で精度よく安定して製造することができる。枚
数による調整は、たとえば０．１５mm厚さのＦｅ−Ｎｉ
合金シート１枚と、０．１mm厚さのＣｕシート２枚とを
交互に重ね合せる等により行うことができる。
【００２２】第３発明のプリント回路アセンブリは、第
１発明のプリント基板に部品実装されたものであり、縞
状金属板の縞の方向が、機器の放熱手段に向けられてい
る。その例を示すと、図１０のように、プリント回路ア
センブリ２９は、プリント基板８上の回路パターン７
に、ＩＣ等種々の部品３０が実装されている。そして、
電子機器（図示せず）内に装着され、発生した熱が、フ
ァン３１等の放熱手段に向けて矢印のように放出され
る。第３発明のプリント回路アセンブリ２９は、図１１
の一部切欠き拡大図に示すように、プリント基板の基材
５が、Ｆｅ−Ｎｉ系合金２とＣｕ系金属３が交互に積層
され、板面内で一方向の縞状に配置されており、該縞の
方向が、矢印で示すように、機器の放熱手段に向けられ
ている。部品３０は、この基板５上に絶縁材６を介して
形成された回路パターン７に実装されている。
１発明のプリント基板に部品実装されたものであり、縞
状金属板の縞の方向が、機器の放熱手段に向けられてい
る。その例を示すと、図１０のように、プリント回路ア
センブリ２９は、プリント基板８上の回路パターン７
に、ＩＣ等種々の部品３０が実装されている。そして、
電子機器（図示せず）内に装着され、発生した熱が、フ
ァン３１等の放熱手段に向けて矢印のように放出され
る。第３発明のプリント回路アセンブリ２９は、図１１
の一部切欠き拡大図に示すように、プリント基板の基材
５が、Ｆｅ−Ｎｉ系合金２とＣｕ系金属３が交互に積層
され、板面内で一方向の縞状に配置されており、該縞の
方向が、矢印で示すように、機器の放熱手段に向けられ
ている。部品３０は、この基板５上に絶縁材６を介して
形成された回路パターン７に実装されている。
【００２３】このような第３発明のプリント回路アセン
ブリは、発生した熱が、基板５の縞の方向に沿って放出
される。したがって、図１０に示すように、ファン３１
等の放熱手段に向う道筋となるＡ領域に、パワー回路等
の発熱の多い部品を実装し、その道筋から外れたＢ領域
およびＣ領域に、そのドライブ回路等の発熱の少ない部
品、もしくは温度条件の厳しい部品を実装することによ
り、信頼性の高い電子機器を構成することができる。
ブリは、発生した熱が、基板５の縞の方向に沿って放出
される。したがって、図１０に示すように、ファン３１
等の放熱手段に向う道筋となるＡ領域に、パワー回路等
の発熱の多い部品を実装し、その道筋から外れたＢ領域
およびＣ領域に、そのドライブ回路等の発熱の少ない部
品、もしくは温度条件の厳しい部品を実装することによ
り、信頼性の高い電子機器を構成することができる。
【００２４】
【実施例】図８に示す本発明法により、板厚０．１５mm
の３６％ＮｉからなるＦｅ−Ｎｉ系合金２および板厚
０．２mmの純ＣｕからなるＣｕ系金属３のシートを交互
に重ね、缶１８に入れて真空排気した後、ＨＩＰ２０に
より９００℃１２００気圧２時間の処理を行い、切断し
厚さ１０mm、幅３００mmのスラブ２１とし、（ｄ）に示
すように、各シートの面がロールの軸と直交するように
して圧延ロール２２に噛み込ませ、圧延して板厚０．１
５〜１．５mmの縞状金属板１とした。縞状金属板１にお
ける、縞の間隔ｄ、３６％Ｎｉ系合金の幅ａおよびＣｕ
の幅ｂは、圧延前の状態とほぼ等しいものであった。
の３６％ＮｉからなるＦｅ−Ｎｉ系合金２および板厚
０．２mmの純ＣｕからなるＣｕ系金属３のシートを交互
に重ね、缶１８に入れて真空排気した後、ＨＩＰ２０に
より９００℃１２００気圧２時間の処理を行い、切断し
厚さ１０mm、幅３００mmのスラブ２１とし、（ｄ）に示
すように、各シートの面がロールの軸と直交するように
して圧延ロール２２に噛み込ませ、圧延して板厚０．１
５〜１．５mmの縞状金属板１とした。縞状金属板１にお
ける、縞の間隔ｄ、３６％Ｎｉ系合金の幅ａおよびＣｕ
の幅ｂは、圧延前の状態とほぼ等しいものであった。
【００２５】この縞状金属板１からなる基材５に、ガラ
スエポキシからなる絶縁材６とＣｕ箔を重ねて接合し、
Ｃｕ箔に写真製版でパターンを印刷し、エッチングで不
要部を溶解して回路パターン７を形成し、プリント基板
８とした。この基板８について、縞と平行方向および直
角方向の、熱膨張率および熱伝導率を測定した。また、
Ｆｅ−Ｎｉ系合金のＮｉ量、Ｃｕ系金属の成分、Ｃｕ系
金属の割合、縞の間隔ｄ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金の幅ａ、Ｃ
ｕ系金属の幅ｂを変化させて、同様の方法で製造したも
のについても、同様に測定を行った。そして、図５のよ
うにＱＦＰパッケージ９のＦｅ−４２％Ｎｉ合金からな
るリード端子と半田１３で接合し、−５５℃〜＋１５０
℃のＴサイクル熱履歴テストにより半田疲労を評価し、
また、放熱性を評価した。結果を表１に示す。
スエポキシからなる絶縁材６とＣｕ箔を重ねて接合し、
Ｃｕ箔に写真製版でパターンを印刷し、エッチングで不
要部を溶解して回路パターン７を形成し、プリント基板
８とした。この基板８について、縞と平行方向および直
角方向の、熱膨張率および熱伝導率を測定した。また、
Ｆｅ−Ｎｉ系合金のＮｉ量、Ｃｕ系金属の成分、Ｃｕ系
金属の割合、縞の間隔ｄ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金の幅ａ、Ｃ
ｕ系金属の幅ｂを変化させて、同様の方法で製造したも
のについても、同様に測定を行った。そして、図５のよ
うにＱＦＰパッケージ９のＦｅ−４２％Ｎｉ合金からな
るリード端子と半田１３で接合し、−５５℃〜＋１５０
℃のＴサイクル熱履歴テストにより半田疲労を評価し、
また、放熱性を評価した。結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】本発明例は、いずれも、半田１３、回路パ
ターン７およびパッケージ９ともに、破壊や損傷が見ら
れず、接合部の剥がれも認められなかった。なお本発明
例において、ｄが０．１mm〜２．０mm、ａが０．０５mm
〜１．０mm、ｂが０．０５mm〜１．０mmの範囲をはずれ
たＮｏ．３は、ピッチｄが大きいため、半田疲労、およ
び放熱性にやや問題があったが、適用するパッケージ等
によっては採用可能な程度であった。また複層縞状薄金
属板としたＮｏ．７は、熱伝導率および熱膨張率が、板
面内での方向性がなく、ばらつきが非常に少なく、安定
した結果が得られた。
ターン７およびパッケージ９ともに、破壊や損傷が見ら
れず、接合部の剥がれも認められなかった。なお本発明
例において、ｄが０．１mm〜２．０mm、ａが０．０５mm
〜１．０mm、ｂが０．０５mm〜１．０mmの範囲をはずれ
たＮｏ．３は、ピッチｄが大きいため、半田疲労、およ
び放熱性にやや問題があったが、適用するパッケージ等
によっては採用可能な程度であった。また複層縞状薄金
属板としたＮｏ．７は、熱伝導率および熱膨張率が、板
面内での方向性がなく、ばらつきが非常に少なく、安定
した結果が得られた。
【００２８】なお表１において、半田疲労の欄で、◎は
半田疲労なし、○は半田疲労良好、△はやや剥離あり、
×は全面剥離を示す。放熱性の欄で、◎は非常に良好、
○は良好、△は多少問題あり、×は不良を示す。
半田疲労なし、○は半田疲労良好、△はやや剥離あり、
×は全面剥離を示す。放熱性の欄で、◎は非常に良好、
○は良好、△は多少問題あり、×は不良を示す。
【００２９】
【発明の効果】本発明のプリント基板は、４２％Ｎｉあ
るいは３６％Ｎｉ等のＦｅ−Ｎｉ系合金とＣｕ系金属と
が交互に積層され、板面内で一方向の縞状に配置された
縞状金属板を基材としているので、Ｃｕ系金属による放
熱性が優れているとともに、低熱膨張率のＦｅ−Ｎｉ系
合金により熱膨張が抑えられ、Ｓｉチップやリード端子
との熱膨張差が小さく、半田疲労やリードの変形、回路
パターンの変形等を生じるおそれがない。したがって、
半導体装置における回路の高集積化や高密度実装により
発熱量が増大する場合でも、信頼性の高い電子機器が得
られる。
るいは３６％Ｎｉ等のＦｅ−Ｎｉ系合金とＣｕ系金属と
が交互に積層され、板面内で一方向の縞状に配置された
縞状金属板を基材としているので、Ｃｕ系金属による放
熱性が優れているとともに、低熱膨張率のＦｅ−Ｎｉ系
合金により熱膨張が抑えられ、Ｓｉチップやリード端子
との熱膨張差が小さく、半田疲労やリードの変形、回路
パターンの変形等を生じるおそれがない。したがって、
半導体装置における回路の高集積化や高密度実装により
発熱量が増大する場合でも、信頼性の高い電子機器が得
られる。
【００３０】また本発明のプリント基板の製造法は、Ｆ
ｅ−Ｎｉ系合金のシートおよびＣｕ系金属のシートを交
互に重ね合せ、ＨＩＰにより接合したのち圧延し、プレ
スまたはエッチングによって縞状金属板を製造するの
で、両シートの厚さまたは枚数を適宜選定することによ
り、両者の割合、縞の間隔ｄ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金の幅ａ
およびＣｕ系金属の幅ｂを所望の値にした基材を、全工
程にわたり、工業的規模で精度よく安定して製造するこ
とができる。
ｅ−Ｎｉ系合金のシートおよびＣｕ系金属のシートを交
互に重ね合せ、ＨＩＰにより接合したのち圧延し、プレ
スまたはエッチングによって縞状金属板を製造するの
で、両シートの厚さまたは枚数を適宜選定することによ
り、両者の割合、縞の間隔ｄ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金の幅ａ
およびＣｕ系金属の幅ｂを所望の値にした基材を、全工
程にわたり、工業的規模で精度よく安定して製造するこ
とができる。
【００３１】さらに、本発明のプリント回路アセンブリ
は、発生した熱が、基板の縞の方向に沿って放出される
ので、電子機器の放熱手段に向う道筋となる領域に、発
熱の多い部品を実装し、その道筋から外れた領域に、発
熱が少なく温度上限の厳しい部品を実装することによ
り、信頼性の高い電子機器を構成することができる。
は、発生した熱が、基板の縞の方向に沿って放出される
ので、電子機器の放熱手段に向う道筋となる領域に、発
熱の多い部品を実装し、その道筋から外れた領域に、発
熱が少なく温度上限の厳しい部品を実装することによ
り、信頼性の高い電子機器を構成することができる。
【図１】本発明プリント基板の例を示す一部切り欠き斜
視図である。
視図である。
【図２】本発明プリント基板の別の例を示す一部切り欠
き斜視図である。
き斜視図である。
【図３】本発明プリント基板の別の例を示す断面図であ
る。
る。
【図４】本発明プリント基板の別の例を示す断面図であ
る。
る。
【図５】本発明プリント基板にパッケージを搭載した例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図６】本発明プリント基板にＭＣＭパッケージを搭載
した例を示す断面図である。
した例を示す断面図である。
【図７】本発明プリント基板にフリップチップを搭載し
た例を示す断面図である。
た例を示す断面図である。
【図８】本発明のリードフレーム製造法の例を示す説明
図である。
図である。
【図９】本発明のリードフレーム製造法の別の例を示す
説明図である。
説明図である。
【図１０】本発明プリント回路アセンブリの例を示す平
面図である。
面図である。
【図１１】本発明プリント回路アセンブリの例を示す部
分拡大切欠き斜視図である。
分拡大切欠き斜視図である。
１…縞状金属板 ２…Ｆｅ−Ｎｉ系合金 ３…Ｃｕ系金属 ４…複層縞状金属板 ５…基材 ６…絶縁材 ７…回路パターン ８…プリント基板 ９…パッケージ １０…Ｓｉチップ １１…リード端子 １２…バンプ １３…半田 １４…ＦＰＣ １５…ボンディングワイヤ １６…ヒートスプレッダー １７…樹脂 １８…缶 １９…真空ポンプ ２０…熱間静水圧プレス（ＨＩＰ） ２１…スラブ ２２…圧延ロール ２３…縞状金属材 ２４…複層スラブ ２５…スルーヒートパイプ ２６…ブラインドヒートパイプ ２７…内部配線 ２８…スルーホール ２９…プリント回路アセンブリ ３０…部品 ３１…ファン
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｆｅ−Ｎｉ系合金とＣｕ系金属が交互に
積層され、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金属
板を基材としたプリント基板。 - 【請求項２】 縞状金属板が、縞の方向を互いに直角に
して２枚以上重ねられ接合された複層縞状金属板である
ことを特徴とする請求項１記載のプリント基板。 - 【請求項３】 Ｆｅ−Ｎｉ系合金のシートおよびＣｕ系
金属のシートを交互に重ね合せ、熱間静水圧プレスによ
り接合してスラブとし、該スラブを、前記各シートの面
がロールの軸と直交するようにして圧延を行い縞状金属
板とし、該金属板を基材とすることを特徴とするプリン
ト基板の製造法。 - 【請求項４】 熱間静水圧プレスにより接合したスラブ
から、各シートの面と直角に切出して縞状金属材とし、
該縞状金属材の縞の方向をたがいに直角にして２枚以上
重ね合せ、再度、熱間静水圧プレスにより接合して複層
スラブとし、該複層スラブを構成するいずれかの前記縞
状金属板の、前記各シートの面がロールの軸と直交する
ようにして圧延を行い複層縞状金属板とし、該金属板を
基材とすることを特徴とする請求項３記載のプリント基
板の製造法。 - 【請求項５】 圧延後の縞状金属板を、縞の方向を互い
に直角にして２枚以上重ね合せ、ホットプレスにより接
合して複層縞状金属板とし、該金属板を基材とすること
を特徴とする請求項３記載のプリント基板の製造法。 - 【請求項６】 Ｆｅ−Ｎｉ系合金とＣｕ系金属が交互に
積層され、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金属
板を基材としたプリント基板に、部品実装され、前記縞
の方向が機器の放熱手段に向けられていることを特徴と
するプリント回路アセンブリ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23888495A JPH08186344A (ja) | 1994-11-02 | 1995-09-18 | プリント基板およびその製造法ならびに該基板を使用したプリント回路アセンブリ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27002594 | 1994-11-02 | ||
| JP6-270025 | 1994-11-02 | ||
| JP23888495A JPH08186344A (ja) | 1994-11-02 | 1995-09-18 | プリント基板およびその製造法ならびに該基板を使用したプリント回路アセンブリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08186344A true JPH08186344A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=26533965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23888495A Pending JPH08186344A (ja) | 1994-11-02 | 1995-09-18 | プリント基板およびその製造法ならびに該基板を使用したプリント回路アセンブリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08186344A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000505246A (ja) * | 1996-11-08 | 2000-04-25 | ダブリュ．エル．ゴア アンド アソシエイツ，インコーポレイティド | 平面の熱膨張率の勾配を設計することによりパッケージの信頼性を高める方法 |
| JP2003008160A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 金属ベース回路基板 |
| JP2003531744A (ja) * | 2000-03-06 | 2003-10-28 | シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド | モジュール式印刷ヘッド組立体のための熱膨張補償 |
-
1995
- 1995-09-18 JP JP23888495A patent/JPH08186344A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000505246A (ja) * | 1996-11-08 | 2000-04-25 | ダブリュ．エル．ゴア アンド アソシエイツ，インコーポレイティド | 平面の熱膨張率の勾配を設計することによりパッケージの信頼性を高める方法 |
| JP2003531744A (ja) * | 2000-03-06 | 2003-10-28 | シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド | モジュール式印刷ヘッド組立体のための熱膨張補償 |
| JP2003008160A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 金属ベース回路基板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050413 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050506 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050927 |