JPH08255853A

JPH08255853A - 電子部品搭載装置

Info

Publication number: JPH08255853A
Application number: JP8638195A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Kondo; 光宏近藤
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1995-03-16
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【目的】電気的接続、電気特性の信頼性に優れ、モー
ルド樹脂部と金属製放熱板との密着性も良い電子部品搭
載装置を提供する。【構成】表面に導体回路が形成され、電子部品収納用
貫通孔を備える配線基板と、該貫通孔内に接着剤により
固定される金属製放熱板と、該金属製放熱板上に搭載さ
れる電子部品と、該電子部品と電気的に接続された導体
回路の一端部に接続される複数のリードフレームとによ
り構成され、樹脂封止された電子部品搭載装置におい
て、上記金属製放熱板の側壁には突起部が形成され、は
んだにより導体回路と金属製放熱板とは電気的接続さ
れ、はんだが金属製放熱板の側壁の上端部にまで到達し
ていないことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品搭載装置に関
し、更に詳しくは、電気的接続の信頼性に優れ、且つパ
ッケージの電気特性が優れ、耐湿性の高い電子部品搭載
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子機器の小型化、高性能化に伴
い、電子部品搭載装置も多ピン化、小型化、表面実装化
が進んでいる。表面実装用の電子部品パッケージは、一
般にＱＦＰ（クアッド・フラット・パッケージ）、ＰＬ
ＣＣ（プラスチック・リーデッド・チップ・キャリア）
等、所謂、リードフレームを使用しているものが多い。
これらにおいて、搭載される電子部品（半導体チップ）
は、多ピン化、小型化、高密度化及び高周波駆動化が進
むに伴い、パッケージ側もインナーリードの狭ピッチ
化、放熱性、電気特性の向上が要求されてきている。そ
の要求を満足させる方法として、配線基板の片面にリー
ドフレームを配置させ、更に配線基板と金属製放熱板を
電気的に接続させるものである。これは、配線基板の導
体回路、特に電源回路又は接地回路と放熱部材とを電気
的に接続させることにより、パッケージの電気特性を向
上させたり、アースをとったりすることができるためで
ある。この両者を電気的に接続する方法として、図１０
に示すように、金属製放熱板５の側壁下部に、はんだ６
ｃにより両者を接合させ、更にその表面を樹脂６ｄで覆
った構成のものが知られている（特開平５−２３５２２
３号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記は
んだ接合の場合においては、金属製放熱板５の側壁に十
分にはんだを濡らして強固なはんだフィレットを形成
し、電気的接続の信頼性を得る必要がある。そのため、
図８のように金属製放熱板５の側壁に形成されたはんだ
フィレットの最上部が、上記側壁の上側エッジの全ての
箇所においてまで到達しないようにはんだフィレットを
コントロールし、はんだ接合する事は極めて困難であ
る。はんだフィレットの最上部が、金属製放熱板５の上
側エッジにまで部分的にでも到達した場合、次の問題が
発生する。まず、はんだ部６ｃと図１０のようなこれを
覆う樹脂部６ｄあるいは図８に示すモールド樹脂部８と
の密着力は十分でない。更に、完成した電子部品搭載装
置をマザーボードへ実装する時のリフロー工程での加熱
により、このはんだ部６ｃが溶融するため、はんだ部６
ｃと樹脂部６ｄ、モールド樹脂部８との密着性が低下す
る。尚、溶融しないような高融点はんだを用いた場合、
金属製放熱板５のはんだ付け時の加熱は高温を必要とす
るため、樹脂で構成された配線基板が熱劣化して配線基
板内の層間剥離等を起こす。そのため、金属製放熱板５
の側壁に形成されたはんだフィレットの最上部が上記側
壁の上側エッジにまで到達している箇所があれば、前述
したようにはんだ部６ｃと樹脂部６ｄ、モールド樹脂部
８との密着性が悪い箇所が電子部品搭載装置の外表面に
露出する事となり、この箇所より水の浸入が容易とな
り、リフロー工程においてパッケージのクラック発生が
増大するばかりか、耐湿性の悪い電子部品搭載装置とな
る。

【０００４】本発明は、上記欠点を克服するものであ
り、電気的接続の信頼性に優れ、且つパッケージの電気
特性が優れ、パッケージのクラックが発生しにくく耐湿
性の高い電子部品搭載装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため、配線基板上の導体回路と金属製放熱板と
を電気的に接続させる方法を鋭意検討した。例えば、こ
の方法として、図９に示すように、導電性接着剤６ｂを
用いて、金属製放熱板５と所定の導体回路１１とを電気
的に接合させる方法が考えられる。この導電性接着剤
は、導電性を有する金属フィラー（Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ
等）を含む樹脂組成物で、樹脂をバインダーとして金属
フィラー間の接触で導電性を示すものである。しかし、
この方法では、加熱、加湿、温度サイクル等の環境試験
にて、樹脂の熱劣化、吸湿、膨張・収縮が起こる。その
結果、金属フィラー間の接触が弱まり、導通抵抗が増大
し、回路上、接続の機能を果たせなくなる。

【０００６】本第１発明の電子部品搭載装置は、少なく
とも表面に導体回路が形成され且つ電子部品収納用貫通
孔を備える配線基板と、該配線基板の一表面上で且つ該
電子部品収納用貫通孔を覆うように接着剤により固定さ
れる金属製放熱板と、該電子部品収納用貫通孔内で且つ
該金属製放熱板上に搭載される電子部品と、該電子部品
と電気的に接続された、上記導体回路の一端部に接続さ
れる複数のリードフレームと、上記電子部品、上記配線
基板、上記金属製放熱板の側壁部及び上記リードフレー
ムのインナーリード部を封止するモールド樹脂封止部と
からなる電子部品搭載装置において、上記金属製放熱板
の側壁には突起部が形成されており、上記金属製放熱板
の該側壁にはんだを配置し、上記はんだにより上記配線
基板上の上記導体回路と上記金属製放熱板とは電気的に
接続され、上記はんだが上記金属製放熱板の側壁の上端
部にまで到達していないことを特徴とする。また、本第
２発明の電子部品搭載装置は上記金属製放熱板が銅又は
銅合金よりなることを特徴とする。

【０００７】上記金属製放熱板の側壁に設けられる突起
部の形状は、まず図２と図３に示すようなつば状（刃の
つば）のものが挙げられる。このつば状の突起部は金型
のプレス加工によるつぶし加工で容易に形成する事がで
きる。また、図５に示す金属製放熱板の下側側壁部に段
部の形状のものや図６のように金属製放熱板の上下に段
部のある形状のものが挙げられる。これらの突起部を形
成するための段部の加工はルーター等の機械加工、エッ
チング等の化学処理等により形成する事ができる。ま
た、突起部の高さは、上記配線基板上の導体回路と上記
金属製放熱板の側壁に形成されるはんだフィレットが、
この突起部にてせき止められ放熱板の上端部にまで到達
しなければ何ら限定されるものではないが、突起部の加
工性を考慮すると０．１〜１．０mmが好ましい。突起部
の形成箇所については、金属製放熱板の側壁の全外周部
でも構わないが、上記配線基板上の導体回路と金属製放
熱板とのはんだによる電気的接続の信頼性が確保さえさ
れればその領域は少ない方が好ましい。また、図２のよ
うに四角形状の放熱板の各辺の部分的に突起部を形成し
ても良いし、図４のように二辺に形成しても良い。

【０００８】上記「はんだ」としては通常、Ｓｎ／Ｐｂ
系、Ｓｎ／Ｚｎ系等のものを用いる事ができる。特に、
その組成比がＳｎ：Ｐｂ＝９：１のものが配線基板の耐
熱性及びはんだ付けされたはんだの耐熱性から考えると
好ましい。

【０００９】

【作用】本発明の電子部品搭載装置は、金属製放熱板と
配線基板の導体回路との電気的接続をはんだを用いて行
う。従って、導電性接着剤の場合と比べて、電気的接続
の信頼性に優れるし、その劣化も少ない。また、金属製
放熱板の側壁に突起部を設け、配線基板上の導体回路と
金属製放熱板とをはんだ付けした時に、この突起部にて
はんだフィレットが金属製放熱板の上端部にまで到達す
るのを防ぐ作用がある。従って、モールド樹脂封止部よ
り露出する面の金属製放熱板の外周部は、モールド樹脂
と金属製放熱板が直接接触する構成のため、モールド樹
脂と金属製放熱板との密着が良く、外部からの水の浸入
が少なく電子部品搭載装置としての信頼性が高くなる。

【００１０】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。（１）電子部品搭載装置の構成本実施例の電子部品搭載装置は、図１に示すように、配
線基板１と、１つの電子部品（半導体チップ）２と、ボ
ンディングワイヤー３と、複数のリードを有するリード
フレーム４と金属製放熱板５とモールド樹脂封止部８と
からなる。上記配線基板１はガラス布／エポキシ樹脂か
らなり、その大きさは２５．０ｍｍ×２５．０ｍｍ×
０．２（厚さ）ｍｍである。尚、ガラス布／エポキシ樹
脂の代わりに、ガラス布とビスマレイミド・トリアジン
樹脂又はポリイミド等の耐熱性樹脂とからなる素材であ
ってもよい。そして、この表面には所定の導体回路（銅
箔製）１１が形成されている。また、この導体回路１１
は、通常行われるエッチングにより形成され、この表面
にはニッケル／金等によるめっき層が施されている。

【００１１】この配線基板１には、電子部品（大きさ；
１０．０ｍｍ×１０．０ｍｍ×０．４（厚さ）ｍｍ）２
を収納するための貫通孔１２が設けられている。この導
体回路１１は配線基板１の両面に形成されており、少な
くとも金属製放熱板５の側壁に形成された突起部５１近
傍の位置に、導体回路１１は形成されている。

【００１２】そして、金属製放熱板（大きさ；１８．０
ｍｍ×１８．０ｍｍ×１．０〜２．０（厚さ）ｍｍ）５
は例えばタフピッチ銅からなり、図２に示すような平板
であり、この四辺方向に４つの突起部５１（突起高さ
０．５ｍｍ、幅約６ｍｍ）が形成されている。この突起
部５１は、金型による打抜き加工により金属製放熱板５
として個片化される際に金型によるつぶし加工で容易に
形成する事ができ、その形状はつば状（刃のつば）とな
る。そして、この金属製放熱板５は、接着剤６２により
配線基板１に接着固定されている。電子部品２は配線基
板１の該中央にある電子部品収納用貫通孔１２に収納、
配置されているとともに、接着剤６３により金属製放熱
板５に接着固定されている。そして、４つの突起部５１
近傍にはんだ部７２が形成されて、このはんだ部７２に
より金属製放熱板５と配線基板１上の導体回路１１とが
電気的に接続されている。このはんだはＳｎ：Ｐｂ＝
９：１のものを用いた。更に、この電子部品２は、金線
等のボンディングワイヤー３により、他表面上に形成さ
れた導体回路１１に接続されている。

【００１３】上記リードフレーム４は、導体回路１１の
一端部に設けられたスルーホール１１ａを介してはんだ
によって接続され、しかもこの四角状配線基板１の四方
に、リードフレームのリードの２０８本が、外方向に延
在している。この各リードの厚みは０．１５ｍｍ、その
幅は０．２ｍｍであり、アウターリードピッチは０．５
ｍｍである。このリードフレーム４は、樹脂封止部８内
に位置する複数のインナーリード部４１と、樹脂封止部
８の外に位置する複数のアウターリード部４２からなっ
ている。上記モールド樹脂封止部８は、電子部品２、ボ
ンディングワイヤー３、配線基板１、インナーリード部
４１及び金属製放熱板５の外壁（外周部）覆って封止し
ている。尚、この樹脂封止部８の肉厚は、３〜４ｍｍで
ある。

【００１４】（２）電子部品搭載装置の製造方法リードフレーム４が接合された配線基板１の片面（どち
らの面でも良い）に、側壁に突起部５１を有する金属製
放熱板５を、接着剤６２により接着固定する。金属製放
熱板５の側壁に設けられた突起部５１は、接着される配
線基板表面の導体回路（Ａｕめっきが施された銅パター
ン）１１の一部（放熱板と電気的に接続したい配線パタ
ーン）の上に来るように、位置決めされて接着される。

【００１５】次に、金属製放熱板５の突起部５１近傍の
導体回路１１の表面に、はんだペーストをディスペンサ
ー又はスクリーン印刷等により塗布する。この順序は、
配線基板１上にはんだペーストを塗布した後に、金属製
放熱板５を接着固定してもよい。そして、赤外線加熱
炉、ベーパーフェーズ等のリフロー工程により、はんだ
ペーストを溶解させることにより、金属製放熱板５と導
体回路１１とが、はんだ付けされる。その後、電子部品
２の実装等しかる工程の後、所定のモールド金型の所定
のキャビティ内にこれらの組付け体を配置し、下金型等
の所定位置に設けられたランナーから、封止用モールド
樹脂（エポキシ樹脂組成物、例えば商品名；「ＭＰ−７
１００」、日東電工（株）製）が注入されて製作され
る。以上より電子部品搭載装置が製造された。

【００１６】（３）実施例の効果本装置では、配線基板上の導体回路１１と金属製放熱板
５とがはんだにより電気的に接続されているとともに、
金属製放熱板５の側壁の突起部５１により、上記接合は
んだが金属製放熱板５の上端部まで到達することはな
い。従って、モールド樹脂と金属製放熱板５との密着性
が良いとともに、金属製放熱板５と導体回路１１との接
着の信頼性が高い。

【００１７】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、
金属製放熱板５の側壁に設けられている突起部５１の数
は特に限定されず１個でも２個以上でも良い。しかし、
電気特性のバランスを考えると対称性のある２個または
４個が好ましい。そして、突起部５１の形状はつば状
（図３）のもの、側壁の上側に凸部（図５）のあるも
の、側壁の該中央部に凸部（図６）のあるもの、及び側
壁をエッチング加工により山状（図７）のようにするこ
ともできる。更に、これらに類似するものでも良い。

【００１８】

【発明の効果】本発明の電子部品搭載装置は、導電性接
着剤の場合と比べて電気的接続の信頼性に優れ、その劣
化も少ないとともにモールド樹脂部と金属製放熱板との
密着性も良く装置としての信頼性が高い点が挙げられ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る、電子部品搭載装置の要部縦断
面図である。

【図２】図１に示す電子部品搭載装置に用いた金属製放
熱板の上部平面図である。

【図３】図２に示す金属製放熱板のＸ−Ｘ’線に沿った
要部部分拡大縦断面図である。

【図４】図１に示す金属製放熱板の突起部を二辺に形成
した上部平面図である。

【図５】図１に示す金属製放熱板の側壁の上側に凸部の
突起部のある実施例を示す。

【図６】図１に示す金属製放熱板の側壁の該中央部に凸
部の突起部のある実施例を示す。

【図７】図１に示す金属製放熱板の側壁を山状にした突
起部のある実施例を示す。

【図８】金属製放熱板の側壁にはんだを配置させて、該
放熱板と導体回路とを接合させた従来の電子部品搭載装
置の一部縦断面図である。

【図９】導電性接着剤にて金属製放熱板と導体回路とを
接合させた他の従来例である電子部品搭載装置の一部縦
断面図である。

【図１０】金属製放熱板の側壁部にはんだを配置させ
て、該放熱板と導体回路とを接合させるとともに、その
表面を樹脂層にて覆った他の従来例である電子部品搭載
装置の一部縦断面図である。

【符号の説明】

１；配線基板、２；電子部品（半導体チップ）、１１；
導体回路、１１ａ；スルーホール、１２；電子部品収納
用貫通孔、３；ボンディングワイヤー、４；リードフレ
ーム、４１；インナーリード部、４２；アウターリード
部、５；金属製放熱板、５１；突起部、６１、６２、６
３；接着剤、７１、７２；はんだ部、８；モールド樹脂
封止部、９；ソルダーレジスト。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも表面に導体回路が形成され且つ
電子部品収納用貫通孔を備える配線基板と、該配線基板
の一表面上で且つ該電子部品収納用貫通孔を覆うように
接着剤により固定される金属製放熱板と、該電子部品収
納用貫通孔内で且つ該金属製放熱板上に搭載される電子
部品と、該電子部品と電気的に接続された、上記導体回
路の一端部に接続される複数のリードフレームと、上記
電子部品、上記配線基板、上記金属製放熱板の側壁部及
び上記リードフレームのインナーリード部を封止するモ
ールド樹脂封止部とからなる電子部品搭載装置におい
て、上記金属製放熱板の側壁には突起部が形成されてお
り、上記金属製放熱板の該側壁にはんだを配置し、上記
はんだにより上記配線基板上の上記導体回路と上記金属
製放熱板とは電気的に接続され、上記はんだが上記金属
製放熱板の側壁の上端部にまで到達していないことを特
徴とする電子部品搭載装置。
【請求項２】請求項１において、上記金属製放熱板が銅
又は銅合金よりなることを特徴とする電子部品搭載装
置。