JPH11145334A - 配線基板 - Google Patents

配線基板

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JPH11145334A
JPH11145334A JP10248817A JP24881798A JPH11145334A JP H11145334 A JPH11145334 A JP H11145334A JP 10248817 A JP10248817 A JP 10248817A JP 24881798 A JP24881798 A JP 24881798A JP H11145334 A JPH11145334 A JP H11145334A
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carbon body
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carbon
wiring
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Fumio Yamada
文男 山田
Naokazu Fujimori
直和 藤森
Yoshiji Kasai
美司 河西
Yoji Kato
洋二 加藤
Kaoru Hara
薫 原
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Eastern Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量化が図れ、また放熱性に優れる配線基板
を提供する。 【解決手段】 樹脂製の基板31の一方の面に配線パタ
ーン32が形成された配線基板30において、前記基板
31の他方の面に炭素体からなる放熱体34が一方の面
で固定され、該放熱体34の一方の面と基板31の前記
一方の面とが、サーマルビア38もしくはスルーホール
めっき皮膜の導通部を介して熱的に接続されていること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置用パッケ
ージを含む配線基板に関する。
【0002】
【従来の技術】図6に従来の半導体装置用パッケージ1
0の一例を示す。12は樹脂製の基板であり、枠状をな
して中央に表裏に貫通する素子収納孔14を有する。素
子収納孔14は2段に形成され、段差面上に配線パター
ン16の一部が露出している。18は銅等の金属板から
なる放熱体であり、基板12の裏面側に素子収納孔14
(開口部)を覆うようにして接着剤を用いて固定されて
いる。上記のように形成されており、素子収納孔14に
露出する放熱体18上に半導体素子20が接着剤により
固定され、半導体素子20と配線パターン16とがワイ
ヤ22によって電気的に接続される。24は外部接続用
のはんだバンプであり、配線パターン16と内部配線を
介して接続している。そして半導体素子20が封止樹脂
(図示せず)によって封止されて半導体装置として完成
される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の上記
半導体装置用パッケージによれば、放熱体に金属板を用
いているため、重量が重くなり、少しでも軽量化を図ろ
うとする要請に反する。一方、近年では半導体素子が著
しく高集積化していることから、より高い放熱性が求め
られている。本発明は上記要請に応えるものであり、そ
の目的とするところは、軽量化が図れ、また放熱性に優
れる配線基板を提供するにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、樹脂製の基板の
一方の面に配線パターンが形成された配線基板におい
て、前記基板の他方の面に炭素体からなる放熱体が一方
の面で固定され、該放熱体の一方の面と基板の前記一方
の面側とが、サーマルビアもしくはスルーホールめっき
皮膜の導通部を介して熱的に接続されていることを特徴
としている。炭素体は放熱性に極めて優れ、また軽量で
ある。前記導通部は前記基板の一方の面に露出させるよ
うにしてもよいし、用途に応じて前記配線パターンに接
続するようにしてもよい。前記放熱体の他方の面を保護
膜で被覆するようにしてもよい。さらに本発明に係る配
線基板は、所要部位に配線パターンが形成された枠状の
樹脂製の基板と、該枠状の基板の開口部を覆って固定さ
れた放熱体とを具備する配線基板において、前記放熱体
は炭素体からなることを特徴としている。前記基板と前
記炭素体との間に、炭素体からなる枠状の放熱体を介装
することにより一層放熱性を高めることができる。前記
炭素体の他方の面を保護膜で被覆するようにしてもよ
い。さらに本発明に係る配線基板では、リードフレーム
のインナーリードで囲まれた空間を覆うようにして、イ
ンナーリードに炭素体が固着されていることを特徴とし
ている。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は配線基板
30の部分断面図を示す。31は樹脂製の基板であり、
単層または多層に形成される。基板31の一方の面に
は、銅箔等の金属箔をエッチング加工して形成された所
要パターンの配線パターン32が形成されている。基板
31の他方の面には、接着剤33により放熱体たる炭素
体34が接着されている。炭素体34には炭素繊維シー
トとC/Cコンポジットとが含まれる。C/Cコンポジ
ットとは、炭素繊維シートとバインダーとを高熱で焼き
固めたものである。上記炭素体34に重ねて接着剤35
により銅箔等の金属層36が接着され、この金属層36
に必要に応じてニッケルめっき層等の保護膜37が形成
されている。保護膜37は炭素体34上に直接、銅めっ
き皮膜、ニッケルめっき皮膜の2層のめっき皮膜からな
る保護膜、あるいは1層のニッケルめっき皮膜からなる
保護膜とすることもできる。なお、基板31自体が支持
体となるため、保護膜37は必ずしも必要ではない。3
8はサーマルビアであり、基板31に貫通して設けた貫
通孔に充填されている。サーマルビア38の一端側は基
板31の一方の面側に露出し、他端側は炭素体34に接
続している。なお、サーマルビア38の一端側は用途に
応じて配線パターン32に接続してもよい。サーマルビ
ア38は例えば金属粉をバインダーで結合したものが用
いられ、熱伝導性の良好なものが用いられる。サーマル
ビア38に代えて、スルーホールめっき皮膜(図示せ
ず)を介して熱伝導を図るようにしてもよい。
【0006】上記のように構成されている。例えば放熱
を図る半導体素子40等の対象物はサーマルビア38の
露出している部位に接触するようにして接着剤などによ
り基板31上に固定される。半導体素子40はワイヤ4
1により配線パターン32に電気的に接続される。半導
体素子40は図示しないポッティング樹脂等により気密
に封止される。したがって、半導体素子40から発せら
れる熱はサーマルビア38から炭素体34に伝熱され、
炭素体34から外気に放熱される。炭素体34は極めて
放熱性に優れる。銅の熱伝導率は400W/mK程度で
あるが、炭素体34の熱伝導率は最高1400W/mK
程度の高い熱伝導率を期待できる(例えばアプライドサ
イエンス.インク製の商品名ブラック・アイス)。
【0007】また炭素体34は比重が1g/cm3 程度で
あり、銅の8.39g/cm3 と比較しても格段に軽量で
あり、金属の放熱体を用いるのに比して配線基板30全
体の重量も大幅に軽量化できる。さらに炭素体34は電
磁波を吸収する性質もあり、半導体素子40からの放射
ノイズを吸収し、あるいは外部からのノイズの侵入を防
止できる。炭素体34の強度は炭素繊維の構造によって
大きく変わるが、高強度構造を作りやすい。
【0008】炭素体34に用いる炭素繊維は、ピッチ
系、レーヨン系、ポリアクリロニトリル系、メソフェー
ス系、気相成長系炭素繊維を用いることができる。特に
気相成長系炭素繊維はショートファイバーであるから高
い熱伝導率のものが得られ好適である。これら炭素繊維
をシート状あるいは適宜な厚さのブロック状に成形す
る。炭素繊維を粗く編んでシート状にすることができ
る。また樹脂を含浸させてもよいし、その際さらに金属
粉を混入させて炭素体34に形成してもよい。用いる炭
素繊維の種類や金属粉の混入の量により種々の熱伝導率
のシートに調整できる。ブロック状に形成するときは、
炭素繊維を樹脂でバインドし、必要に応じて金属粉を混
入させて型により成形するとよい。図2は、基板31上
の半導体素子40をフリップチップ接続した例を示す。
サーマルビア38に接続するバンプは配線とは無関係な
ダミーバンプにするとよい。
【0009】図3は配線基板の他の例である半導体装置
用パッケージ44の一例を示す。34は上記同様の放熱
体たる炭素体、36は炭素体34に接着剤35により固
定された銅箔等の金属層、37はこの金属層36に形成
されたニッケルめっき層等からなる保護膜である。保護
膜37は前記実施の形態と同様に炭素体34上に直接形
成しためっき層としてもよい。炭素体34が強度的に十
分であれば、これら金属層36や保護層37は必要な
い。46は炭素体からなる放熱体であり、炭素体を枠状
に形成して、接着剤45により炭素体34の反対側の面
に固定されている。48は樹脂製の基板であり、枠状に
形成されて接着剤47により枠状の炭素体46上に接着
されている。基板48は単相もしくは多層に形成され、
その表面に配線パターン32が形成されている。
【0010】基板48が多層に形成されるときは、外側
の枠の孔径を大きくするようにして、多層の基板の内壁
面を階段状にし、その段差面上に配線パターンを露出さ
せるようにする(図示せず)。基板48、炭素体46で
囲まれる孔が半導体素子収納孔49となる。上記のよう
に構成され、半導体素子収納孔49内の炭素体34上に
接着剤により半導体素子40が固定され、半導体素子4
0と配線パターン32とがワイヤ41により電気的に接
続される。50はハンダボール等からなる外部接続用の
端子である。端子50はピンであってもよい。半導体素
子40はポッティング樹脂51により封止され、半導体
装置に完成される。
【0011】上記のように、本実施の形態では、炭素体
34上に直接半導体素子40が搭載される構造となって
いるため、さらに放熱性が向上する。また半導体素子4
0からの熱はポッティング樹脂51を経て炭素体46か
ら側方にも放出されるので一層放熱効果がある。また、
炭素体34、46を組み込んでいるので軽量化が図れ
る。また線膨張係数はシリコンが2.6×10-6、基板
(ガラスエポキシ)が16×10-6、銅が10.3×1
-6であるのに対し、炭素繊維は−1〜−2×10 -6
シリコンに近い。特にマイナス方向の特徴があるため、
種々の樹脂材料と組み合わせることによりよりシリコン
に近い線膨張係数のものに調整できることから、半導体
素子40に対する熱衝撃を緩和できる半導体装置用パッ
ケージが提供できる。上記では、半導体素子収納孔49
の側壁部にも炭素体46を配置して放熱性を一層高めた
が、該部位には配置しなくともよい。なお、前記実施の
形態でもそうであるが、炭素体34に絶縁性を付与する
ときは、表面にSiO2皮膜等の絶縁皮膜を形成した炭素体
を用いるようにするとよい。
【0012】図4は半導体装置用パッケージ54のさら
に他の実施の形態を示す。55は金属板を加工して形成
されたリードフレームである。このリードフレーム55
の下面側に、リードフレーム55のインナーリード先端
で囲まれる空間部を覆うようにして炭素体34が固定さ
れている。炭素体34の他面側には金属箔等の金属層3
6が接着剤35により固定され、この金属層36の他面
側にニッケルめっき皮膜等の保護膜37が形成されてい
る。保護膜37は前記実施の形態と同様に炭素体34上
に直接形成しためっき層としてもよい。炭素体34はイ
ンナーリードの支持部ともなり、また半導体素子搭載部
となる。図示のごとく、半導体素子がインナーリードで
囲まれる炭素体34の素子搭載部に接着剤によって固定
され、半導体素子とインナーリードとがワイヤ41によ
り電気的に接続され、半導体素子40がモールド樹脂5
1によって封止されて半導体装置に完成される。その
際、保護膜37の大部分は露出されるようにする。本実
施の形態でも、放熱性に優れる半導体装置用パッケージ
54が提供される。また軽量で、上記と同様な優れた電
気的特性を有する半導体装置を提供できる。
【0013】図5は半導体装置58の他の実施の形態を
示す。59は上記炭素体を断面T字状のブロック体に形
成した放熱体である。放熱体59の垂直部の端面には接
着剤35により金属箔等の金属層36が形成され、この
金属層36の他面側にはニッケルめっき皮膜等の保護膜
37が形成されている。保護膜37は前記実施の形態と
同様に炭素体34上に直接形成しためっき層としてもよ
い。放熱体59の水平部上には接着剤により半導体素子
40が固定される。60はTAB(tape autemated bon
ding)テープであり、そのリード上に半導体素子40が
一括ボンディングされて両者間が電気的に接続される。
そして半導体素子40がモールド樹脂51により封止さ
れて半導体装置58に完成される。その際保護膜37は
露出される。本実施の形態でも、放熱体59を通じて良
好に放熱される。また軽量であり、上記と同様な優れた
電気的特性を有する半導体装置58が提供される。
【0014】
【発明の効果】本発明に係る配線基板によれば、放熱体
に炭素体を用いたので、放熱性に優れ、また軽量な配線
基板を提供できる。さらに炭素体は、ノイズの吸収、侵
入防止に優れるので、搭載される電子部品の電気的特性
の向上も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示す断面図である。
【図2】半導体素子をフリップチップ接続した状態の断
面図である。
【図3】第2の実施の形態を示した断面図である。
【図4】第3の実施の形態を示した断面図である。
【図5】第4の実施の形態を示した断面図である。
【図6】従来の配線基板の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
30 配線基板 31 基板 32 配線パターン 33 接着剤 34 炭素体 35 接着剤 36 金属層 37 保護膜 38 サーマルビア 40 半導体素子 41 ワイヤ 44 半導体装置用パッケージ 46 炭素体 48 基板 49 半導体素子収納孔 50 はんだバンプ 51 封止樹脂 54 半導体装置用パッケージ 55 リードフレーム 58 半導体装置 60 TABテープ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 洋二 長野県茅野市塚原1−8−37 株式会社イ ースタン内 (72)発明者 原 薫 長野県茅野市塚原1−8−37 株式会社イ ースタン内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂製の基板の一方の面に配線パターン
    が形成された配線基板において、 前記基板の他方の面に炭素体からなる放熱体が一方の面
    で固定され、該放熱体の一方の面と基板の前記一方の面
    側とが、サーマルビアもしくはスルーホールめっき皮膜
    の導通部を介して熱的に接続されていることを特徴とす
    る配線基板。
  2. 【請求項2】 前記導通部が前記基板の一方の面に露出
    していることを特徴とする請求項1記載の配線基板。
  3. 【請求項3】 前記導通部が前記配線パターンに接続し
    ていることを特徴とする請求項1記載の配線基板。
  4. 【請求項4】 前記放熱体の他方の面が保護膜で被覆さ
    れていることを特徴とする請求項1、2または3記載の
    配線基板。
  5. 【請求項5】 所要部位に配線パターンが形成された枠
    状の樹脂製の基板と、 該枠状の基板の開口部を覆って固定された放熱体とを具
    備する配線基板において、 前記放熱体は炭素体からなることを特徴とする配線基
    板。
  6. 【請求項6】 前記基板と前記炭素体との間に、炭素体
    からなる枠状の放熱体が介装されていることを特徴とす
    る請求項5記載の配線基板。
  7. 【請求項7】 前記炭素体の他方の面が保護膜で被覆さ
    れていることを特徴とする請求項5または6記載の配線
    基板。
  8. 【請求項8】 リードフレームのインナーリードで囲ま
    れた空間を覆うようにして、インナーリードに炭素体が
    固着されていることを特徴とする配線基板。
JP10248817A 1997-09-02 1998-09-02 配線基板 Pending JPH11145334A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10248817A JPH11145334A (ja) 1997-09-02 1998-09-02 配線基板

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9-237113 1997-09-02
JP23711397 1997-09-02
JP10248817A JPH11145334A (ja) 1997-09-02 1998-09-02 配線基板

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JPH11145334A true JPH11145334A (ja) 1999-05-28

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ID=26533053

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JP10248817A Pending JPH11145334A (ja) 1997-09-02 1998-09-02 配線基板

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JP (1) JPH11145334A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1058491A2 (en) * 1999-06-02 2000-12-06 Northrop Grumman Corporation Printed wiring board structure with integral metal matrix composite core
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JP2004165665A (ja) * 2002-11-12 2004-06-10 Electrovac Fab Elektrotechnischer Spezialartikel Gmbh 放熱部品

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