JPH10335769A - Hybrid integrated circuit substrate - Google Patents

Hybrid integrated circuit substrate

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Publication number
JPH10335769A
JPH10335769A JP14536597A JP14536597A JPH10335769A JP H10335769 A JPH10335769 A JP H10335769A JP 14536597 A JP14536597 A JP 14536597A JP 14536597 A JP14536597 A JP 14536597A JP H10335769 A JPH10335769 A JP H10335769A
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JP
Japan
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aluminum
circuit
layer
hybrid integrated
integrated circuit
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Application number
JP14536597A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Fukuda
誠 福田
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Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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Publication date
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  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid integrated circuit having high reliability which is applicable to high power applications. SOLUTION: In a hybrid integrated circuit, an aluminum circuit 3 having an Alumite layer 4 at least on a side of an insulation layer 2 is mounted on an aluminum plate 1 via the isolation layer 2. Additionally, copper, further nickel and/or nickel-gold layer 6 is provided on the aluminum circuit 3, so that a hybrid integrated circuit substrate is excellent in solder characteristics and wire-bonding characteristics using a gold wire.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は混成集積回路に関するも
のであり、高発熱性電子部品或いは高発熱性電子部品と
制御回路電子部品とが実装される混成集積回路に適し
た、高い放熱性と耐熱衝撃性に優れ、それ故に信頼性に
優れた混成集積回路を得ることができる混成集積回路用
基板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid integrated circuit, and more particularly to a high heat dissipation electronic component or a hybrid integrated circuit in which a high heat generation electronic component and a control circuit electronic component are mounted. The present invention relates to a substrate for a hybrid integrated circuit capable of obtaining a hybrid integrated circuit having excellent thermal shock resistance and hence excellent reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、高発熱性電子部品を実装する
回路基板として、熱伝導性の良好な金属、例えば、アル
ミニウム、銅等の金属板を基材に用い、該金属板上に数
十μm程度の厚さの無機フィラー含有樹脂からなる絶縁
層を設け、更に該絶縁層上に回路形成された導電箔が積
層されてなる金属ベース回路基板が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a circuit board on which a high heat-generating electronic component is mounted, a metal plate having good heat conductivity, for example, a metal plate such as aluminum or copper is used as a base material, and several tens of A metal-based circuit board is used in which an insulating layer made of a resin containing an inorganic filler having a thickness of about μm is provided, and a conductive foil on which a circuit is formed is further laminated on the insulating layer.

【0003】上記金属ベース回路基板については、高い
熱伝導性を有するので、発熱量の大きな電子部品を搭載
し利用できることから、ハイパワー分野の用途に好まし
く用いられているが、特に最近では、300μmと厚い
銅箔を回路導体として用い、従来適用できなかった一層
大電流の用途に対応し得る混成集積回路用基板が開発さ
れてきている。
[0003] The above-mentioned metal-based circuit board has high thermal conductivity and can be mounted and used for electronic components generating a large amount of heat. Therefore, the metal-based circuit board is preferably used for high power applications. By using thick copper foil as a circuit conductor, a substrate for a hybrid integrated circuit which can cope with an application of a larger current, which could not be applied conventionally, has been developed.

【0004】しかしながら、上述の厚い銅箔を回路導体
に用いた大電流用金属ベース混成集積回路用基板は、ベ
ース金属がアルミニウムであり回路導体が銅であること
から、前記アルミニウムと銅との熱膨張率の差に原因し
て基板の反りが大きい、また、前記熱膨張率等の差に原
因して生じる残留応力のために基板の絶縁破壊電圧値が
低下するという問題点があった。
However, in the above-mentioned substrate for a large current metal-based hybrid integrated circuit using a thick copper foil as a circuit conductor, the base metal is aluminum and the circuit conductor is copper. There is a problem that the warpage of the substrate is large due to the difference in expansion coefficient, and the dielectric breakdown voltage value of the substrate is reduced due to residual stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient and the like.

【0005】更に、半導体素子やセラミックスチップ抵
抗等の電子部品を搭載する際に、銅のヤング率が小さい
ため、電子部品と銅回路とを接合している半田に応力が
集中し、熱衝撃により半田或いはその近傍から破断する
ことがある等、電気的な信頼性に欠けるという問題があ
った。
Furthermore, when electronic components such as semiconductor elements and ceramic chip resistors are mounted, since the Young's modulus of copper is small, stress concentrates on the solder joining the electronic components and the copper circuit, and thermal shock causes There has been a problem that electrical reliability is lacking, such as breakage from solder or its vicinity.

【0006】一方、アルミニウム/銅クラッド箔を用い
た回路基板が従来より存在していた(特公平1−151
53号公報参照)が、アルミニウムの厚みは最大100
μmであり、それ以上厚いものはアルミニウム/銅クラ
ッド箔がロール状に作製できないために、製造されてい
なかった。
On the other hand, a circuit board using an aluminum / copper clad foil has conventionally existed (Japanese Patent Publication No. 1-151).
No. 53), but the maximum thickness of aluminum is 100
μm and those thicker than that were not produced because the aluminum / copper clad foil could not be produced in a roll form.

【0007】また、200μm以上のアルミニウム箔を
張り合わせて回路基板を作成する試みが行われてはいる
ものの、アルミニウム箔と絶縁層との接着力が小さいた
めに実用的な回路基板は得られていない。更に、アルミ
ニウム箔を用いた回路基板では、アルミニウム回路と電
子部品とをワイヤーボンディングする際、アルミニウム
線を用いてワイヤーボンディングは可能であるが、電気
的に信頼性の高い金線を用いてワイヤーボンディングを
行うと、金とアルミニウムとの合金が形成されて信頼性
のある電気的接続が達成できないという問題点があっ
た。
Although attempts have been made to produce a circuit board by laminating an aluminum foil of 200 μm or more, a practical circuit board has not been obtained because of the low adhesive strength between the aluminum foil and the insulating layer. . Furthermore, in a circuit board using an aluminum foil, wire bonding using an aluminum wire is possible when wire bonding an aluminum circuit and an electronic component, but wire bonding using an electrically reliable gold wire is possible. In this case, there is a problem that an alloy of gold and aluminum is formed and a reliable electrical connection cannot be achieved.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたものであり、その目的は、アルミニウ
ム金属板と回路導体との熱膨張差に原因する反りの発
生、絶縁破壊電圧の低下、熱衝撃による半田の破断とそ
れによる電気的信頼性の低下という問題を解決し、高熱
放散性を有し電気信頼性の高い混成集積回路用基板を提
供することで、ハイパワー用途、ことに大電流用の用途
に適用できる混成集積回路を提供することにある。更
に、本発明の他の目的として、高信頼性の金線を用いて
電気的接続信頼性に優れるワイヤーボンディングを達成
することで、前記目的達成をより効果的とすることにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to generate warpage due to a difference in thermal expansion between an aluminum metal plate and a circuit conductor, and to provide a dielectric breakdown voltage. To solve the problem of solder rupture due to thermal shock and the decrease in electrical reliability due to thermal shock, and to provide a substrate for hybrid integrated circuits with high heat dissipation and high electrical reliability, In particular, it is an object of the present invention to provide a hybrid integrated circuit which can be used for a large current application. Still another object of the present invention is to achieve the above object more effectively by achieving wire bonding having excellent electrical connection reliability using a highly reliable gold wire.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
板の少なくとも一主面上に絶縁層を介してアルミニウム
回路が形成されてなる混成集積回路用基板であって、前
記アルミニウム回路の少なくとも絶縁層に接する側の面
にアルマイト層を有することを特徴とする混成集積回路
用基板であり、好ましくは、前記アルミニウム回路の厚
みが200μm以上1000μm以下である前記混成集
積回路用基板である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a substrate for a hybrid integrated circuit having an aluminum circuit formed on at least one principal surface of an aluminum plate via an insulating layer, wherein at least the insulating layer of the aluminum circuit is provided. A hybrid integrated circuit substrate having an alumite layer on the side in contact with the substrate, and preferably the hybrid integrated circuit substrate, wherein the thickness of the aluminum circuit is 200 μm or more and 1000 μm or less.

【0010】又、本発明は、前記アルマイト層が針状結
晶構造を有すること、そして、前記アルマイト層の厚み
が0.1μm以上10μm以下であることを特徴とする
前記の混成集積回路用基板である。
The present invention also provides the hybrid integrated circuit substrate as described above, wherein the alumite layer has a needle-like crystal structure, and the thickness of the alumite layer is 0.1 μm or more and 10 μm or less. is there.

【0011】更に、本発明は、前記アルミニウム回路上
の少なくとも一部に銅層が形成されていること、加え
て、前記銅層上に更にニッケル層及び/又はニッケル−
金層が形成されていることを特徴とする前記の混成集積
回路用基板である。
Further, the present invention provides that the copper layer is formed on at least a part of the aluminum circuit, and that a nickel layer and / or a nickel layer is further formed on the copper layer.
The substrate for a hybrid integrated circuit described above, wherein a gold layer is formed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明について図を用いて
説明する。図1は、本発明の混成集積回路用基板の一例
を示す断面図である。本発明の混成集積回路用基板は、
アルミニウム板1上に絶縁層2を介してアルミニウム回
路3が形成され、該アルミニウム回路3の少なくとも絶
縁層2に接する側の面にはアルマイト層4を有してい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an example of the hybrid integrated circuit substrate of the present invention. The substrate for a hybrid integrated circuit of the present invention,
An aluminum circuit 3 is formed on an aluminum plate 1 with an insulating layer 2 interposed therebetween. The aluminum circuit 3 has an alumite layer 4 on at least a surface in contact with the insulating layer 2.

【0013】本発明において、アルミニウム回路3の絶
縁層2に接する側の面にアルマイト層4が存在すること
が本質的である。通常、回路導体として用いられるアル
ミニウム箔の表面は清浄で、しかも表面が滑らかである
が、このためにかえって絶縁層2を構成する樹脂との密
着性或いは接着性が高くならない。本発明者は、清浄で
平滑な表面を有する回路導体用アルミニウム箔の表面
を、酸化してアルマイト層を形成させるときに、アルミ
ニウム回路3と絶縁層2との密着力、接着力が格段に向
上することを実験的に見いだし、本発明に至ったもので
ある。尚、前記効果はアルミニウム板1と絶縁層2との
間においても予想されるが、本発明者の検討結果によれ
ば、アルミニウム板1が厚いことが原因してか若干の効
果しか認めらず、アルミニウム回路3と絶縁層2との関
係ほどには顕著でない。
In the present invention, it is essential that the alumite layer 4 exists on the surface of the aluminum circuit 3 on the side in contact with the insulating layer 2. Normally, the surface of the aluminum foil used as a circuit conductor is clean and smooth, but on the contrary, the adhesiveness or the adhesiveness to the resin constituting the insulating layer 2 does not increase. The present inventor has shown that when the surface of a circuit conductor aluminum foil having a clean and smooth surface is oxidized to form an alumite layer, the adhesion and adhesion between the aluminum circuit 3 and the insulating layer 2 are significantly improved. Have been found experimentally, and have led to the present invention. The above effect is expected between the aluminum plate 1 and the insulating layer 2, but according to the results of the study by the present inventor, only a slight effect was recognized due to the thick aluminum plate 1. Is not as noticeable as the relationship between the aluminum circuit 3 and the insulating layer 2.

【0014】アルマイト層4を少なくとも片面に有する
アルミニウム回路3用のアルミニウム箔は、通常入手で
きる導体回路用アルミニウム箔を用い、その表面を酸化
することで容易に得ることができる。表面を酸化する方
法としては、酸素含有雰囲気下で加熱する方法、陽極酸
化する方法等公知の方法が適用できる。このうち、アル
カリ性の電解液中で交流を印加して陽極酸化する方法
が、後述の針状構造を有するアルマイト層をえることが
できるので、好ましい。
The aluminum foil for the aluminum circuit 3 having the alumite layer 4 on at least one surface can be easily obtained by using a commonly available aluminum foil for a conductor circuit and oxidizing the surface. As a method for oxidizing the surface, known methods such as a method of heating in an oxygen-containing atmosphere and a method of anodic oxidation can be applied. Among these, the method of applying an alternating current in an alkaline electrolyte and performing anodic oxidation is preferable because an alumite layer having a needle-like structure described later can be obtained.

【0015】本発明において、アルマイト層4は針状結
晶構造を有することが好ましい。針状構造を有しないと
充分な接着力を得ることができないことがあり、特に、
耐湿性試験、耐熱性試験後の箔の密着性が劣り、アルミ
ニウム回路と絶縁層との間で層間剥離が生じることがあ
るからである。ここで針状構造とは、アルマイト層を破
断して、その断面を操作型電子顕微鏡を用いて観察する
ときに、細長い柱状の結晶粒が互いに蜜に接しながらア
ルミニウム層から表面の方向に成長し、結晶粒の作るア
ルマイト層の表面が鋭い凹凸を示している構造をいう。
又、前記凹凸の状況について、凹凸の山から谷までが
0.01〜5μm程度であることが、本発明の目的を達
成する上で好ましい。
In the present invention, the alumite layer 4 preferably has a needle-like crystal structure. Unless it has a needle-like structure, it may not be possible to obtain sufficient adhesive strength,
This is because the adhesion of the foil after the moisture resistance test and the heat resistance test is poor, and delamination may occur between the aluminum circuit and the insulating layer. Here, the needle-like structure means that when the alumite layer is broken and its cross section is observed using an operating electron microscope, elongated columnar crystal grains grow in the direction of the surface from the aluminum layer while being in close contact with each other. A structure in which the surface of the alumite layer formed by crystal grains shows sharp irregularities.
Regarding the condition of the unevenness, it is preferable that the height from the peak to the valley of the unevenness is about 0.01 to 5 μm in order to achieve the object of the present invention.

【0016】また、アルマイト層4の厚みは0.1μm
以上10μm以下が好ましい。厚みが0.1μm未満で
は、理由は不明であるが、充分な接着力を得ることがで
きないことがあるし、厚みが10μmを超えると、アル
マイト層自体が凝集破壊を生じ、アルミニウム回路の接
着信頼性が低下することがあるからである。
The thickness of the alumite layer 4 is 0.1 μm.
The thickness is preferably 10 μm or less. If the thickness is less than 0.1 μm, the reason is unknown, but sufficient adhesion may not be obtained. If the thickness is more than 10 μm, the alumite layer itself causes cohesive failure, and the adhesion reliability of the aluminum circuit is reduced. This is because the property may be reduced.

【0017】本発明において、アルミニウム板1上に形
成されるアルミニウム回路3の厚みは200μm以上1
000μm以下が好ましい。アルミニウム回路3の厚み
が200μmより小さくても問題はないが、製造上メリ
ットがでない。即ち、電気抵抗の観点から考えると、2
00μm以下のアルミニウム箔は、箔厚105μm以下
の銅箔に相当するが、この程度の厚みであれば、アルミ
ニウム板の剛性による反り量は100μm以下であり、
電気的および実装上問題とならないレベルであるからで
ある。一方、アルミニウム回路3の厚みが1000μm
を超える場合には、アルミニウム回路を形成する上で困
難が生じてくる。即ち、アルミニウム板上に絶縁層を介
してアルミニウム箔を設け、しかる後アルミニウム箔を
エッチング法で加工し回路を作製する場合に、エッチン
グファクターの影響で回路間隔を大きくとる必要がある
ので、結果的に回路基板で実装密度が低下し、回路基板
の用途が制限される。上記の理由で、アルミニウム回路
3の厚みは200μm以上1000μm以下が好まし
い。
In the present invention, the thickness of the aluminum circuit 3 formed on the aluminum plate 1 is at least 200 μm.
000 μm or less is preferable. Although there is no problem if the thickness of the aluminum circuit 3 is smaller than 200 μm, there is no advantage in manufacturing. That is, from the viewpoint of electric resistance, 2
An aluminum foil of 00 μm or less is equivalent to a copper foil of 105 μm or less in thickness, but if the thickness is about this, the amount of warpage due to the rigidity of the aluminum plate is 100 μm or less,
This is because it is at a level that does not cause a problem in electrical and mounting. On the other hand, the thickness of the aluminum circuit 3 is 1000 μm
In the case where the ratio exceeds the above, difficulty arises in forming an aluminum circuit. That is, when an aluminum foil is provided on an aluminum plate via an insulating layer, and then the aluminum foil is processed by an etching method to produce a circuit, it is necessary to increase the circuit interval due to the influence of the etching factor. In addition, the mounting density of the circuit board is reduced, and the use of the circuit board is limited. For the above reasons, the thickness of the aluminum circuit 3 is preferably 200 μm or more and 1000 μm or less.

【0018】本発明において、アルミニウム回路3上の
少なくとも一部に銅層5を形成することができ、これに
より、電子部品をアルミニウム回路上に半田付けするこ
とが可能となる。アルミニウム回路3上の少なくとも一
部に銅層5を形成する方法としては、従来公知の方法が
用いることができ、例えば、アルミニウム回路の所望の
部分に銅メッキを施すことで、容易に得ることができ
る。尚、アルミニウム回路3表面にアルマイト層4が形
成されている場合には、アルマイト層4を例えばアルカ
リ水溶液にてエッチングすること等で容易に剥離するこ
とが可能である。また、前記銅層5の上にイミダゾール
処理などの防錆処理を施してもかまわない。
In the present invention, the copper layer 5 can be formed on at least a part of the aluminum circuit 3, so that the electronic component can be soldered on the aluminum circuit. As a method of forming the copper layer 5 on at least a part of the aluminum circuit 3, a conventionally known method can be used. For example, a desired portion of the aluminum circuit can be easily obtained by applying copper plating. it can. When the alumite layer 4 is formed on the surface of the aluminum circuit 3, the alumite layer 4 can be easily peeled off by, for example, etching with an alkaline aqueous solution. Further, rust prevention treatment such as imidazole treatment may be performed on the copper layer 5.

【0019】更に、本発明では、前記銅層5の上にニッ
ケル層及び/またはニッケル−金層6を形成すること
で、アルミニウム回路3に金線を用いてワイヤーボンデ
ィングすることが可能となる。即ち、直接アルミニウム
回路3に金線をワイヤーボンディングしようとすると、
金がアルミニウムの中に拡散し、合金層を生じてしま
い、その結果ワイヤーボンディング部分での電気的な信
頼性が低下するが、上述の構造を採用することで、金線
を用いて電子部品と基板配線との電気的接続を行った際
の電気的信頼性を極めて高くすることができるし、しか
も、アルミニウム回路3が露出している部分はアルミニ
ウム線を用いたワイヤーボンディングが可能であるとい
う従前からの特徴をも維持している。尚、前記ニッケル
層は従来公知のメッキ法により得ることができるし、ニ
ッケル−金層も、ニッケル層を設けた後に金をメッキす
ることで容易に得ることができるが、この方法に限定さ
れるものではない。
Further, according to the present invention, by forming a nickel layer and / or a nickel-gold layer 6 on the copper layer 5, it becomes possible to wire-bond the aluminum circuit 3 using a gold wire. In other words, when trying to wire-bond a gold wire directly to the aluminum circuit 3,
Gold diffuses into aluminum and forms an alloy layer, which lowers the electrical reliability of the wire-bonded part. Conventionally, it is possible to extremely increase the electrical reliability when making an electrical connection with the substrate wiring, and furthermore, it is possible to perform wire bonding using an aluminum wire in a portion where the aluminum circuit 3 is exposed. The characteristics from are also maintained. The nickel layer can be obtained by a conventionally known plating method, and the nickel-gold layer can be easily obtained by plating gold after providing the nickel layer, but is limited to this method. Not something.

【0020】絶縁層2は、無機フィラーを充填した樹脂
の硬化体からなる。樹脂としては、硬化後に、アルミニ
ウム板1とアルミニウム回路3を強固に接着し、電気絶
縁性を有するものであればどのようなものでも良いが、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ブチラール等が好まし
く、特に、エポキシ樹脂は金属同士の接合性、電気絶縁
性が高いことから好ましい。前記樹脂に充填される無機
フィラーとしては、電気絶縁性で、高熱伝導性で、更に
樹脂に高充填可能なのものが好ましく、例えば、酸化ア
ルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、窒化アルミ
ニウム、窒化珪素、窒化硼素等が単独若しくは複数混合
して用いられる。これらのうち、酸化アルミニウム、酸
化珪素は、安価で入手しやすいという理由から、又、窒
化硼素は誘電率の低い回路用基板が得られるという理由
から好ましく選択される。また、無機フィラーとして、
ガラス繊維、ガラスクロス、無機ファイバー等を混ぜて
もかまわない。
The insulating layer 2 is made of a cured resin filled with an inorganic filler. As the resin, any resin may be used as long as it has an electric insulating property by firmly bonding the aluminum plate 1 and the aluminum circuit 3 after curing.
Epoxy resins, phenolic resins, butyral, and the like are preferable, and epoxy resins are particularly preferable because of their high bondability between metals and high electrical insulation. As the inorganic filler to be filled in the resin, those which are electrically insulative, have high thermal conductivity, and are capable of being highly filled in the resin are preferable, and examples thereof include aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, aluminum nitride, silicon nitride, and nitride. Boron or the like is used alone or in combination. Among them, aluminum oxide and silicon oxide are preferably selected because they are inexpensive and easily available, and boron nitride is preferably selected because a circuit substrate having a low dielectric constant can be obtained. Also, as an inorganic filler,
Glass fiber, glass cloth, inorganic fiber and the like may be mixed.

【0021】前記絶縁層2の厚みは50μm以上200
μm以下が好ましい。絶縁層2の厚みが50μm未満で
あると絶縁信頼性が低下することがあるし、200μm
を超えると絶縁信頼性は確保されるものの熱伝導性が低
下してしまい、高発熱量の素子を搭載することができな
くなることがある。
The thickness of the insulating layer 2 is 50 μm or more and 200
μm or less is preferred. If the thickness of the insulating layer 2 is less than 50 μm, insulation reliability may be reduced, and
When the value exceeds the above, the insulation reliability is secured, but the thermal conductivity is reduced, and it may not be possible to mount an element having a high calorific value.

【0022】本発明の混成集積回路用基板に使用するア
ルミニウム板1としては、特に規定するものではない
が、アルミニウムおよびその合金が用いられる。また、
アルミニウム及びその合金が絶縁層側に存在する場合、
本発明の効果が期待されるので、アルミニウム及びその
合金が少なくとも一方の表面に積層されたクラッド板を
も用いることができる。アルミニウム板1の厚みとして
は、特に制限はないが、一般に0.5mm以上5.0m
m以下のものが用いられる。
The aluminum plate 1 used for the substrate for a hybrid integrated circuit of the present invention is not particularly limited, but aluminum and its alloys are used. Also,
When aluminum and its alloy are present on the insulating layer side,
Since the effects of the present invention are expected, a clad plate in which aluminum and its alloy are laminated on at least one surface can also be used. The thickness of the aluminum plate 1 is not particularly limited, but is generally 0.5 mm or more and 5.0 m or more.
m or less are used.

【0023】更に、図には示していないが、本発明の基
板上に、半導体素子やセラミックスチップ抵抗等の電子
部品を半田や金及び/又はアルミニウムのワイヤー等で
接続し、実装することで混成集積回路を得ることができ
る。尚、制御用等を目的として部分的に樹脂基板等の他
の回路基板を搭載してもかまわない。
Further, although not shown in the drawings, electronic components such as semiconductor elements and ceramic chip resistors are connected and mounted on the substrate of the present invention by soldering, gold and / or aluminum wires, etc. An integrated circuit can be obtained. Note that another circuit board such as a resin board may be partially mounted for control or the like.

【0024】以下、実施例に基づき本発明を更に詳細に
説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【0025】[0025]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕厚さ0.5mmのアルミニウム箔の片面に
保護フィルムを張り、アルカリ溶液中で交流4〜30A
/dm2 の電流密度で陽極酸化し、前記保護フィルムを
除去することで、片面にアルマイト層を有するアルミニ
ウム箔を作成した。このとき、アルマイト層は0.2μ
mであった。
[Example 1] A protective film was attached to one side of an aluminum foil having a thickness of 0.5 mm, and AC was 4 to 30 A in an alkaline solution.
Anodizing was performed at a current density of / dm 2 to remove the protective film, thereby producing an aluminum foil having an alumite layer on one surface. At this time, the alumite layer is 0.2μ
m.

【0026】次ぎに、厚さ3.0mmのアルミニウム板
上に、酸化アルミニウム(昭和電工社製;SRW)を5
5体積%含有するビスフェノールA型エポキシ樹脂(油
化シェル社製;EP828)を絶縁層の厚さが80μm
になるように塗布し、更に前記アルミニウム箔をアルマ
イト層が前記絶縁層に接するように配置し、加熱下で加
圧することにより金属ベース基板を作製した。
Next, aluminum oxide (manufactured by Showa Denko KK; SRW) was placed on a 3.0 mm-thick aluminum plate.
Bisphenol A type epoxy resin containing 5% by volume (made by Yuka Shell Co .; EP828) is 80 μm in thickness of the insulating layer.
Then, the aluminum foil was placed so that the alumite layer was in contact with the insulating layer, and pressed under heating to produce a metal base substrate.

【0027】更に、前記金属ベース基板のアルミニウム
箔上全面に厚さ10μmの銅層をメッキにて作製し、ス
クリーン印刷法を用いて所望の位置をマスクした後、銅
層並びにアルミニウム箔をそれぞれエッチングして回路
を形成して、金属ベース回路基板を作製した。又、前記
アルミニウム回路上の銅層の所望の位置に、ニッケル
層、更に金層をいずれもメッキ法により形成した。ニッ
ケル層、金層の厚みは、それぞれ5μm、0.03μm
とした。
Further, a copper layer having a thickness of 10 μm is formed on the entire surface of the aluminum foil of the metal base substrate by plating, and a desired position is masked by using a screen printing method, and then the copper layer and the aluminum foil are respectively etched. Thus, a circuit was formed to produce a metal-based circuit board. A nickel layer and a gold layer were formed at desired positions on the copper layer on the aluminum circuit by plating. The thicknesses of the nickel layer and the gold layer are 5 μm and 0.03 μm, respectively.
And

【0028】また、前記金属ベース回路基板の回路パタ
ーン上に、半導体素子、セラミックスチップ抵抗等を半
田つけにて実装し、混成集積回路を形成した。このと
き、半導体素子とアルミニウム回路との電気的接続に
は、アルミニウム回路のパッド材質がニッケル或いはニ
ッケル−金の場合にはφ25μmの金線を、アルミニウ
ム回路のパッド材質がアルミニウムの場合にはφ25μ
mのアルミニウム線を用いてワイヤーボンディングを行
った。
Further, a semiconductor element, a ceramic chip resistor and the like were mounted on the circuit pattern of the metal-based circuit board by soldering to form a hybrid integrated circuit. At this time, for electrical connection between the semiconductor element and the aluminum circuit, a gold wire of φ25 μm is used when the pad material of the aluminum circuit is nickel or nickel-gold, and φ25 μm is used when the pad material of the aluminum circuit is aluminum.
The wire bonding was performed using an aluminum wire of m.

【0029】上記操作で得られた金属ベース回路基板と
混成集積回路について、金属ベース回路基板について
は、アルミニウム箔と絶縁層との接着強さと剥離箇所を
以下の方法にて測定し、混成集積回路についても、以下
に示す条件のヒートサイクル試験にかけ、金線ワイヤー
の電気的信頼性を調べた。この結果を表1に示す。
With respect to the metal-based circuit board and the hybrid integrated circuit obtained by the above operation, for the metal-based circuit board, the adhesive strength between the aluminum foil and the insulating layer and the peeled portion were measured by the following method. , A heat cycle test under the following conditions was performed to examine the electrical reliability of the gold wire. Table 1 shows the results.

【0030】<箔の接着強さの測定方法>未処理のも
の、以下に示す耐湿性試験及び耐熱性試験後のものにつ
いて、JIS C6841プリント配線板用銅張り積層
板試験方法の5.7項引きはがし強さの試験方法に準
じ、試験を行った。また、剥離後の剥離箇所をSEMを
用いて観察した。耐湿性試験は、85℃、85%RHの
条件下に1000時間、回路基板を放置する条件で、耐
熱性試験は150℃、1000時間放置する条件とし
た。
<Measurement Method of Foil Bonding Strength> The untreated one and the one after the moisture resistance test and the heat resistance test shown below are described in 5.7 of JIS C6841 Test method of copper-clad laminate for printed wiring boards. The test was performed according to the test method for peel strength. Moreover, the peeled part after peeling was observed using SEM. The moisture resistance test was performed under the condition of leaving the circuit board at 85 ° C. and 85% RH for 1000 hours, and the heat resistance test was performed under the condition of leaving the circuit board at 150 ° C. for 1000 hours.

【0031】<ヒートサイクル試験による素子等の信頼
性の測定方法>得られた混成集積回路を、−50℃、3
0分と150℃、30分の温度条件を1サイクルとした
ヒートサイクル試験にかけ、1000サイクル後に、半
導体素子、セラミックスチップ抵抗等の電気的接続状態
を、テスターによる導通確認と外観検査により行った。
<Method of Measuring Reliability of Devices and Other Elements by Heat Cycle Test>
A heat cycle test was performed with the temperature conditions of 0 minute, 150 ° C., and 30 minutes as one cycle. After 1000 cycles, the electrical connection state of the semiconductor element, the ceramic chip resistor, and the like was checked by a continuity check using a tester and an appearance inspection.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】〔実施例2〜7、比較例1〕アルミニウム
箔の陽極酸化条件を調整してアルマイト層の厚み、結晶
構造、およびニッケルメッキ及び/またはニッケル金メ
ッキ等の表面処理を表1に示した条件で変えた以外は、
実施例1と同じ操作を経て得られたいろいろの金属ベー
ス回路基板と混成集積回路について、実施例1と同じ評
価を行い実施例2〜7とした。また、陽極酸化処理をし
ない、即ちアルミニウム箔をそのまま用いた金属ベース
回路基板とそれを用いた混成集積回路を作製し、実施例
1と同じ評価を行い比較例とした。これらの結果を併せ
て表1に示す。
Examples 2 to 7, Comparative Example 1 The thickness, crystal structure, and surface treatment of nickel plating and / or nickel gold plating of the alumite layer are shown in Table 1 by adjusting the anodic oxidation conditions of the aluminum foil. Except for the conditions,
Various metal-based circuit boards and hybrid integrated circuits obtained through the same operations as in Example 1 were evaluated in the same manner as in Example 1 to obtain Examples 2 to 7. In addition, a metal-based circuit board using no aluminum oxide treatment, that is, using an aluminum foil as it was, and a hybrid integrated circuit using the same were manufactured, and the same evaluation as in Example 1 was performed to obtain a comparative example. Table 1 also shows these results.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の混成集積回路用基板は、アルミ
ニウム回路の絶縁層に接する側の面にアルマイト層を存
在させてアルミニウム回路をアルミニウム板に強固に接
着しているので、従来の基板に見られた熱膨張率差に原
因する反りの発生、絶縁破壊電圧の低下、熱衝撃による
半田の破断とそれによる電気的信頼性の低下という問題
を生ぜず、実用上有用な混成集積回路用の基板である。
また、本発明の混成集積回路用基板は、アルミニウム表
面に半田接着性に優れる銅層を設けることで容易に半導
体素子等の電子部品を搭載できることや、更にニッケル
及び又はニッケル−金層を設けることで電気信頼性の高
い金線を用いて前記電子部品とアルミニウム回路とをワ
イヤーボンディングできることができるという特徴を有
するので、電気信頼性の高い混成集積回路を容易に得る
ことができる。
According to the hybrid integrated circuit substrate of the present invention, the aluminum circuit is firmly adhered to the aluminum plate by providing an alumite layer on the side of the aluminum circuit in contact with the insulating layer. It does not cause problems such as warpage due to the difference in the coefficient of thermal expansion, lowering of dielectric breakdown voltage, breakage of solder due to thermal shock, and lowering of electrical reliability due to it. It is a substrate.
In addition, the substrate for a hybrid integrated circuit of the present invention is capable of easily mounting electronic components such as semiconductor elements by providing a copper layer having excellent solder adhesion on an aluminum surface, and further providing a nickel and / or nickel-gold layer. Therefore, the electronic component and the aluminum circuit can be wire-bonded using a gold wire with high electrical reliability, so that a hybrid integrated circuit with high electrical reliability can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の混成集積回路用基板の一例を示す断
面図
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a substrate for a hybrid integrated circuit of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アルミニウム板 2 絶縁層 3 アルミニウム回路 4 アルマイト層 5 銅層 6 ニッケル及び/又はニッケル−金層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Aluminum plate 2 Insulating layer 3 Aluminum circuit 4 Alumite layer 5 Copper layer 6 Nickel and / or nickel-gold layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルミニウム板の少なくとも一主面上に絶
縁層を介してアルミニウム回路が形成されてなる混成集
積回路用基板であって、前記アルミニウム回路の少なく
とも絶縁層に接する側の面にアルマイト層を有してなる
ことを特徴とする混成集積回路用基板。
1. A hybrid integrated circuit substrate having an aluminum circuit formed on at least one main surface of an aluminum plate via an insulating layer, wherein an alumite layer is formed on at least a surface of the aluminum circuit in contact with the insulating layer. A substrate for a hybrid integrated circuit, comprising:
【請求項2】アルミニウム回路の厚みが200μm以上
1000μm以下であることを特徴とする請求項1記載
の混成集積回路用基板。
2. The substrate for a hybrid integrated circuit according to claim 1, wherein the thickness of the aluminum circuit is 200 μm or more and 1000 μm or less.
【請求項3】アルマイト層が針状結晶構造を有すること
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の混成集積回路
用基板。
3. The substrate for a hybrid integrated circuit according to claim 1, wherein the alumite layer has a needle-like crystal structure.
【請求項4】アルマイト層の厚みが0.1μm以上10
μm以下であることを特徴とする請求項1、請求項2、
又は請求項3記載の混成集積回路用基板。
4. An alumite layer having a thickness of 0.1 μm or more and 10 μm or more.
3. The device according to claim 1, wherein
Or a substrate for a hybrid integrated circuit according to claim 3.
【請求項5】アルミニウム回路上の少なくとも一部に銅
層が形成されてなることを特徴とする請求項1、請求項
2、請求項3又は請求項4記載の混成集積回路用基板。
5. The substrate for a hybrid integrated circuit according to claim 1, wherein a copper layer is formed on at least a part of the aluminum circuit.
【請求項6】銅層上に更にニッケル層及び/又はニッケ
ル−金層が形成されていることを特徴とする請求項5記
載の混成集積回路用基板。
6. The substrate for a hybrid integrated circuit according to claim 5, wherein a nickel layer and / or a nickel-gold layer is further formed on the copper layer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001040414A (en) * 1999-07-28 2001-02-13 Nippon Foil Mfg Co Ltd Uniformly etchable aluminum foil
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