JPH11163484A - 混成集積回路装置 - Google Patents

混成集積回路装置

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JPH11163484A
JPH11163484A JP32454097A JP32454097A JPH11163484A JP H11163484 A JPH11163484 A JP H11163484A JP 32454097 A JP32454097 A JP 32454097A JP 32454097 A JP32454097 A JP 32454097A JP H11163484 A JPH11163484 A JP H11163484A
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JP
Japan
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substrate
film
integrated circuit
hybrid integrated
circuit device
Prior art date
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Pending
Application number
JP32454097A
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English (en)
Inventor
Kikuo Isoyama
貴久雄 磯山
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一般に熱伝導が考慮されてAl基板が採用さ
れ、絶縁耐圧の点から両面に陽極酸化膜が形成されてい
る。しかしこの膜は、電流を流して陽極酸化するため3
00Å程度の孔が開き、この中に電解質溶液が反応した
硫酸アルミニウムが生成される。ところが高温高湿時に
分離して生成されるイオンが実装面に現れ、特性劣化を
生じた。 【解決手段】 Al基板1の素子の実装面に対応する面
のAl2O3を取り除き、この上に接着層を介して絶縁樹
脂3を被覆する。また接着層としては、高温の純水で生
成される水和酸化被膜を生成する。この被膜は針状晶で
あるため、絶縁樹脂層との接着性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は混成集積回路装置に
関し、特にAl基板を用いた混成集積回路装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】混成集積回路装置に用いる基板として、
セラミック、プリント基板、金属基板等があり、色々な
分野で用いられている。これらの基板の内、金属基板は
熱伝導性に優れているため、パワー回路、放熱が必要な
素子が実装されるもの等に応用されている。特にAl基
板は、加工性の点で優れるため、多用されており、例え
ば特公昭46−13234号公報にAl基板の表面を陽
極酸化したものが詳細に述べられている。
【0003】つまり図2のAl基板1の両面を陽極酸化
することでAl2O3被膜2が形成され、絶縁樹脂3を介
して導電手段4、5、6、7が被着されている。符号4
は、回路をつなぐ配線、5は外部リードを接続するリー
ドパッド、6はワイヤーボンディングパッド、7はアイ
ランドである。実装される回路素子は、チップ抵抗、チ
ップコンデンサ、半導体素子等であり、特に半導体素子
(トランジスタ、IC等)は、ランド7に実装され、半
導体素子とパッド6とは金属細線を介して電気的に接続
されている。また図面では省略したが必要によりリード
がパッド5に接続され、全体が封止されている。
【0004】Al2O3膜は、耐蝕性、耐磨耗性、絶縁特
性に優れ、特にAl基板1と導電手段との耐電圧特性、
各製造工程搬送時の裏面のキズ防止として非常に有用な
ものである。しかし特公昭58−19157号公報(図
3)に示すように、電解質溶液(例えば硫酸浴)での陽
極酸化で電流が流れるため中心に細孔10を有する円柱
状または六角柱状のセル11を単位とした蜂の巣状の多
孔質体層12が形成されている。当初は、この多孔質体
の孔の中に、150Å程度のバリア層(Al2O3)が形
成されていると考え、そして非常に薄いためこの部分を
介してAlが腐食されることを考え封孔処理をしてい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし完全に封孔処理
すると、孔の中に水酸化アルミニウムが密に充填され、
これを200度程度に加熱すると、水酸化アルミニウム
とAlの熱膨張係数の違いからクラックが発生した。こ
のため前公報のように、100度に近い熱湯やスチーム
雰囲気の中で処理し、孔に半封孔12を形成していた。
【0006】ところが硫酸浴で陽極酸化するため孔11
の表面には、符号13で示す被膜が形成され、この被膜
は、硫酸アルミニウム(Al2(SO4)3)が多く含ま
れた層となっていることが判った。しかも、例えばセル
の高さは、例えば5〜20μm程度、孔の径は300〜
500Å程度であり、硫酸浴で陽極酸化した後、この硫
酸を取り除こうとしても、この孔に取り込まれた硫酸水
は、なかなか取り除くことができないことは、毛細管現
象からも明らかであった。しかも高温多湿になると、こ
の硫酸が、イオンに分離し、絶縁樹脂層3に、また絶縁
樹脂層3を介して配線パターンの形成された表面に移動
し、Al基板と配線間の絶縁寿命、また微細パターンに
於いては、配線と配線の耐圧等色々な所で特性を悪化さ
せる問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
成されたもので、第1に、実装面に対応するAl基板の
陽極酸化膜が取り除かれて露出したAl基板と、前記露
出したAl基板と絶縁樹脂とを接着し、前記露出したA
l基板と前記絶縁樹脂の間に設けられた接着層とを有す
ることで解決するものである。
【0008】第2に、導電パターンの代わりに導電手段
が形成されたフレキシブルシートが前記絶縁樹脂により
貼り合わされることで解決するものである。第3に、接
着層を、水和酸化被膜とすことで解決するものである。
第4に、前記露出したAl基板に生ずる自然酸化膜を取
り除くことで解決するものである。
【0009】前述したようにセルに孔が有るため、特性
に悪影響を与えるイオン(2価のSO4イオン)が取り
込まれるのであるから、これを防止するには実装面に成
るAl基板表面のAl2O3を取り除けばよい。しかしA
l金属表面と絶縁樹脂との接着性が非常に悪いため、A
l2O3に変わる接着層を付けることで、絶縁樹脂との接
着を高めている。
【0010】また外部機器との接続を考えると、導電手
段が設けられたフレキシブルシートをAl基板に貼り合
わせることがあり、自動車、エアコン、CD−ROM、
モータ等で好適である。特に実装雰囲気を考えると、前
記イオンが出てくることが考えられる。従って、この場
合にも有効である。またAl2O3の代わりに、防蝕性被
膜が形成可能であり、いわゆるベーマイト処理と呼ぶ方
法で、Al2O3とAlOOHの水和酸化物被膜を形成す
ることで良好な特性を得ることができる。特にAlOO
Hが強い耐蝕性を有する。またこの水和酸化物被膜は、
高温の純水、加圧水蒸気で形成され、電気を通さないの
で陽極酸化で形成されるような孔が形成されず、不純物
イオンのトラップも防止できる。また表面に微細な針状
晶突起が生成されるため、絶縁樹脂との接着性も向上で
きる。またこの被膜は、強制的に電流を流すのと違うの
で〜2μm程度しか成長せず、従来の10μm〜の厚み
のAl2O3膜よりも1/10〜程度薄くなるため、熱抵
抗も下がる。
【0011】しかし自然酸化膜がAl基板に生成されて
いると、この水和酸化物が生成されにくく、前記厚みま
で到達しにくいので、自然酸化膜を取り除くことで、水
和酸化物の成長を促すことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態に係る混
成集積回路装置を説明する。図1は、実装面上の水和酸
化物被膜を除いて従来例の図2と実質同じであり、一実
施の形態である。つまりAl基板1の一方の面は陽極酸
化することでAl2O3被膜2が形成され、他方の面は、
Al2O3膜が生成されていないか、または前記陽極酸化
時に両面にAl2O3膜を形成し、その後Al2O3を除去
している。
【0013】本発明のポイントは、Al基板に於いて実
装面には陽極酸化で生成したAl2O3膜を採用しない事
である。従来例でも述べたように、硫酸浴で陽極酸化す
るため図3の如く、孔11の表面には、符号13で示す
硫酸アルミニウム(Al2(SO4)3)が多く含まれた
層となっていることが判った。しかも、セルの高さは、
10μm〜程度、孔の径は300〜500Å程度であ
り、硫酸浴で陽極酸化した後、この硫酸を取り除こうと
しても、この孔に取り込まれた硫酸水は、なかなか取り
除くことができないことは、毛細管現象からも明らかで
あった。
【0014】そのため、陽極酸化膜を生成しなければ、
この孔がないために、特性の劣化を防止することができ
る。この点を考慮し、考えられる構造は以下のようであ
る。 タイプ1:基板裏面にはAl2O3膜を残しておく。 その理由は、陽極酸化膜は20μmと厚く、耐蝕性、耐
磨耗性に優れ、製造工程中の搬送時にキズが入りにく
い。従ってこのキズを介してエッチング液等の腐食液が
Alに到達しないため、きれいで信頼性のあるAl基板
を実現できる。
【0015】Al基板の非実装面(例えば片面だけ実
装する場合は、裏面となる)は、Al2O3膜を付ける。
実装面は、Al2O3膜を生成させないか、陽極酸化時に
両面に形成し、その後取り除いておく。そして導電手段
が被着される絶縁樹脂層またはフレキシブルシートは、
接着層を介して貼り合わされる。また接着層の代わり
に、Al基板表面を梨地または凹凸にする構造も考えら
れる。
【0016】に於いて、接着層としてベーマイト処
理した水和酸化物被膜21を生成させる。 タイプ2:基板裏面は、Alが露出されている、または
その表面に水和酸化物被膜21が生成されている。 どちらかと言えば、タイプ1の方が好ましい。つまり、
製造工程中の搬送時にキズが入り易い。水和酸化物21
も2μm程度しか成長できないので、キズが入りやす
い。またこのキズを介してエッチング液等で腐食され、
美観、信頼性共に劣る。しかしこのキズや腐食を防止す
るため、耐蝕性、磨耗性の優れたシートを貼り合わせれ
ばよい。
【0017】Al基板の非実装面(例えば片面だけ実
装する場合は、裏面となる)は、Al2O3膜が無く、シ
ートが貼り合わされる実装面としてを採用。 Al基板の非実装面(例えば片面だけ実装する場合
は、裏面となる)は、Al2O3膜が無く、シートが貼り
合わされる実装面としてを採用。 Al基板の非実装面(例えば片面だけ実装する場合
は、裏面となる)は、水和酸化物被膜が生成され、更に
シートが貼り合わされる実装面としてを採用。
【0018】Al基板の非実装面(例えば片面だけ実
装する場合は、裏面となる)は、水和酸化物被膜が生成
され、更にシートが貼り合わされる実装面としてを採
用。 以上の構成で、更に絶縁樹脂3またはフレキシブルシー
ト20を介して図2で示した導電手段4、5、6、7が
被着されている。符号4は、回路をつなぐ配線、5は外
部リードを接続するリードパッド、6はワイヤーボンデ
ィングパッド、7はアイランドである。このフレキシブ
ルシートは、ポリイミドフィルムまたはポリエチレンテ
レフタレート等が好ましい。
【0019】実装される回路素子は、チップ抵抗、チッ
プコンデンサ、半導体素子等であり、特に半導体素子
(トランジスタ、IC等)は、ランド7に実装され、半
導体素子とパッド6とは金属細線を介して電気的に接続
されている。また図面では省略したが必要によりリード
がパッド5に接続され、全体が封止されている。封止方
法は、混成集積回路基板の上に蓋をかぶせるような形状
の手段、一般にはケース材と呼ばれているものを採用し
て封止している。この構造は、中空構造やこの中に別途
樹脂が注入されているものである。
【0020】また、半導体ICのモールド方法として有
名なトランスファーモールド、インジェクションモール
ド、ICチップ12や金属細線の部分に樹脂を塗布する
ポッティング法等で封止されている。続いて、ベーマイ
ト処理による水和酸化物被膜について説明する。ベーマ
イト(Boehmite)被膜は、主にAl2O3とAl
OOHとから成り、後者のAlOOHは、強い耐蝕性
(耐酸性、耐アルカリ性)を有するものである。また高
温の純水、高温の水蒸気で形成できるため、廃液処理の
面で環境に優しい方法である。
【0021】製法は、高温の純水、高温加圧水蒸気で化
成処理する事で水和酸化物被膜が生成される。反応は、
2Alと4H2Oで2AlOOHと3H2が生成される。
詳しくは、陽極では、 2Al→Al(3+)+3e (ここで()の中は、プラス3価を意味する。) 陰極では、 3H2O+3e→3OH(−)+(2/3)H2 が反応として起こり、 Al(3+)+2OH(−)→Al・O・OH+H
(+) 2Al(3+)+6OH(−)→Al2O3・nH2O+
(3−n)H2O (n=0〜3 n=1は、ベーマイト、n=3はバイ
ヤライトと呼ぶ。) のような反応が生じていると考えられている。
【0022】このようにして生成されるベーマイト被膜
は、化学的に安定で緻密な膜となり、またAl基板から
生成で成るためAl基板との付着力が高い。また図4の
ように針状晶の膜であり、絶縁樹脂との接着性が良い。
またベーマイト被膜は、1μm程度の膜厚が限度で、反
応促進剤としてアンモニアまたはアルコールアミンを添
加しても2μm程度が限度である。従って、非常に薄い
膜であり、実装面に生成させると、従来生成したAl2
O3膜が10μm〜であることから、熱抵抗を従来より
も非常に小さくすることができる。またこの被膜を生成
するに当たり、自然酸化膜が生成されていると、この反
応が非常に起こりにくいことから、自然酸化膜は取り除
いた方がよい。
【0023】一方、このベーマイト被膜は、2μm程度
しか成長できず、機械的磨耗によりすぐにキズが入るの
で、金属基板の裏面に形成するのは好ましくない。つま
り製造工程の中でエッチャント等の腐食液にさらされる
からである。この場合、耐薬品、耐磨耗性の優れた樹脂
シートを貼り合わせれば、実施可能である。またキズの
入らない工程であれば、裏面に形成されたベーマイト被
膜は、耐蝕性があるのでエッチング時のマスクとして働
かせることができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、第1に、実装面に
対応するAl基板の陽極酸化膜が取り除かれて露出した
Al基板と、前記露出したAl基板と絶縁樹脂とを接着
し、前記露出したAl基板と前記絶縁樹脂の間に設けら
れた接着層とを有することで、従来生成された孔を有す
るセルが取り除かれるので、特性に悪影響を与える薬
品、イオン、重金属等が取り込まれない。従って耐電圧
特性が向上し、しかも微細パターンの生成に優れた混成
集積回路装置を実現できる。
【0025】第2に、導電パターンの代わりに導電手段
が形成されたフレキシブルシートを前記絶縁樹脂により
貼り合わせても前述した効果を有する。第3に、接着層
を、水和酸化被膜とすることで、絶縁樹脂との接着性を
向上させると同時に、第1の効果を有した混成集積回路
装置を実現できる。またこの被膜が薄く形成されるた
め、熱抵抗が低下し、より放熱性の高い混成集積回路基
板を実現できる。
【0026】更に、第4として、前記露出したAl基板
に生ずる自然酸化膜を取り除くことで、前記被膜の成長
速度を早めることができる。従って、自動車、エアコ
ン、CD−ROM、モータ等の実装雰囲気のひどい環境
でも、混成集積回路装置の劣化を防止でき、信頼性の向
上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の混成集積回路装置を説明する斜視図で
ある。
【図2】従来の混成集積回路装置を説明する斜視図であ
る。
【図3】従来用いたAl2O3膜の構造を説明する図であ
る。
【図4】本発明の混成集積回路装置に用いるベーマイト
被膜を説明する図である。
【符号の説明】
1 Al基板 2 Al2O3膜 3 絶縁樹脂 4〜7 導電手段 10 孔 11 セル 21 ベーマイト被膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも実装面が陽極酸化されたAl
    基板と、このAl基板の実装面に絶縁性樹脂を介して貼
    り付けられたパターン化された導電手段と、この導電手
    段と電気的に接続され、前記Al基板に実装された回路
    素子とを少なくとも有する混成集積回路装置に於いて、 前記実装面に対応する前記Al基板の陽極酸化膜が取り
    除かれて露出したAl基板と、前記露出したAl基板と
    前記絶縁樹脂とを接着し、前記露出したAl基板と前記
    絶縁樹脂の間に設けられた接着層とを有することを特徴
    とした混成集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記導電パターンの代わりに導電手段が
    形成されたフレキシブルシートが前記絶縁樹脂により貼
    り合わされる請求項1記載の混成集積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記接着層は、水和酸化被膜で成る請求
    項1または2記載の混成集積回路装置。
  4. 【請求項4】 前記露出したAl基板に生ずる自然酸化
    膜が取り除かれている請求項3記載の混成集積回路装
    置。
JP32454097A 1997-11-26 1997-11-26 混成集積回路装置 Pending JPH11163484A (ja)

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JP (1) JPH11163484A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6048193A (en) * 1999-01-22 2000-04-11 Honeywell Inc. Modulated burner combustion system that prevents the use of non-commissioned components and verifies proper operation of commissioned components

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6048193A (en) * 1999-01-22 2000-04-11 Honeywell Inc. Modulated burner combustion system that prevents the use of non-commissioned components and verifies proper operation of commissioned components

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