JPH11345907A - 金属芯入りプリント配線板用金属芯の製造方法 - Google Patents
金属芯入りプリント配線板用金属芯の製造方法Info
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- JPH11345907A JPH11345907A JP16927298A JP16927298A JPH11345907A JP H11345907 A JPH11345907 A JP H11345907A JP 16927298 A JP16927298 A JP 16927298A JP 16927298 A JP16927298 A JP 16927298A JP H11345907 A JPH11345907 A JP H11345907A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属芯と表層金属箔との密着性が良好で、
放熱性、吸湿後の耐熱性等に優れた金属芯入り半導体プ
ラスチックパッケージ用プリント配線板に使用する金属
芯を得る。 【解決手段】 金属平板両面から、まずクリアランスホ
ール、又はスリット孔の厚さ方向の一部をエッチング除
去し、その後表裏面の円錐台形突起を形成する位置にハ
ンダを付着させ、アルカリ性エッチング液で両面からエ
ッチングしてハンダ付着金属芯を作成すると同時にクリ
アランスホール、又はスリット孔をも形成することによ
り、これを用いて積層成形して得られた両面金属箔張積
層板の表裏面の金属箔と円錐台形金属突起部先端との密
着性が良好で、各種特性に優れたプリント配線板を得る
ことができた。 【効果】 表層金属箔と内層の金属芯円錐台形突起との
密着性が良好で、放熱性、スルーホール絶縁性、吸湿後
の耐熱性等に優れ、大量生産性にも適した新規な構造の
半導体プラスチックパッケージ用プリント配線板に用い
る金属芯を得ることができた。
放熱性、吸湿後の耐熱性等に優れた金属芯入り半導体プ
ラスチックパッケージ用プリント配線板に使用する金属
芯を得る。 【解決手段】 金属平板両面から、まずクリアランスホ
ール、又はスリット孔の厚さ方向の一部をエッチング除
去し、その後表裏面の円錐台形突起を形成する位置にハ
ンダを付着させ、アルカリ性エッチング液で両面からエ
ッチングしてハンダ付着金属芯を作成すると同時にクリ
アランスホール、又はスリット孔をも形成することによ
り、これを用いて積層成形して得られた両面金属箔張積
層板の表裏面の金属箔と円錐台形金属突起部先端との密
着性が良好で、各種特性に優れたプリント配線板を得る
ことができた。 【効果】 表層金属箔と内層の金属芯円錐台形突起との
密着性が良好で、放熱性、スルーホール絶縁性、吸湿後
の耐熱性等に優れ、大量生産性にも適した新規な構造の
半導体プラスチックパッケージ用プリント配線板に用い
る金属芯を得ることができた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップを少
なくとも１個小型プリント配線板に搭載した形の、新規
な半導体プラスチックパッケージに使用する、両面に複
数個の円錐台形状の突起を有し、その円錐台形突起上に
ハンダが付着した金属芯入りプリント配線板用金属芯の
製造方法に関する。これを使用して得られた半導体プラ
スチックパッケージは、マイクロプロセッサー、マイク
ロコントローラー、ASIC、グラフィック等の比較的高ワ
ットで、多端子高密度のパッケージとして用いられる。
本半導体プラスチックパッケージは、ソルダーボールを
用いてマザーボードプリント配線板に実装して電子機器
として使用される。
なくとも１個小型プリント配線板に搭載した形の、新規
な半導体プラスチックパッケージに使用する、両面に複
数個の円錐台形状の突起を有し、その円錐台形突起上に
ハンダが付着した金属芯入りプリント配線板用金属芯の
製造方法に関する。これを使用して得られた半導体プラ
スチックパッケージは、マイクロプロセッサー、マイク
ロコントローラー、ASIC、グラフィック等の比較的高ワ
ットで、多端子高密度のパッケージとして用いられる。
本半導体プラスチックパッケージは、ソルダーボールを
用いてマザーボードプリント配線板に実装して電子機器
として使用される。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体プラスチックパッケージと
して、プラスチックボールグリッドアレイ(P-BGA)やプ
ラスチックランドグリッドアレイ(P-LGA)等、プラスチ
ックプリント配線板の上面に半導体チップを固定し、こ
のチップを、プリント配線板上面に形成された導体回路
にワイヤボンディングで結合し、プリント配線板の下面
にはソルダーボールを用いて、マザーボードプリント配
線板と接続するための導体パッドを形成し、表裏回路導
体がメッキされたスルーホールで接続されて、半導体チ
ップが樹脂封止されている構造の半導体プラスチックパ
ッケージが公知である。本公知構造において、半導体か
ら発生する熱をマザーボードプリント配線板に拡散させ
るため、半導体チップを固定するための上面の金属箔か
ら下面に接続するメッキされた熱拡散スルーホールが形
成されている。該スルーホールを通して、水分が半導体
固定に使われている銀粉入り樹脂接着剤に吸湿され、マ
ザーボードへの実装時の加熱により、また、半導体部品
をマザーボードから取り外す際の加熱により、層間フク
レを生じる危険性があり、これはポップコーン現象と呼
ばれている。このポップコーン現象が発生した場合、パ
ッケージは使用不能となることが多く、この現象を大幅
に改善する必要がある。また、半導体の高機能化、高密
度化は、ますます発熱量の増大を意味し、熱放散用のた
めの半導体チップ直下のスルーホールのみでは熱の放散
は不十分となってきている。
して、プラスチックボールグリッドアレイ(P-BGA)やプ
ラスチックランドグリッドアレイ(P-LGA)等、プラスチ
ックプリント配線板の上面に半導体チップを固定し、こ
のチップを、プリント配線板上面に形成された導体回路
にワイヤボンディングで結合し、プリント配線板の下面
にはソルダーボールを用いて、マザーボードプリント配
線板と接続するための導体パッドを形成し、表裏回路導
体がメッキされたスルーホールで接続されて、半導体チ
ップが樹脂封止されている構造の半導体プラスチックパ
ッケージが公知である。本公知構造において、半導体か
ら発生する熱をマザーボードプリント配線板に拡散させ
るため、半導体チップを固定するための上面の金属箔か
ら下面に接続するメッキされた熱拡散スルーホールが形
成されている。該スルーホールを通して、水分が半導体
固定に使われている銀粉入り樹脂接着剤に吸湿され、マ
ザーボードへの実装時の加熱により、また、半導体部品
をマザーボードから取り外す際の加熱により、層間フク
レを生じる危険性があり、これはポップコーン現象と呼
ばれている。このポップコーン現象が発生した場合、パ
ッケージは使用不能となることが多く、この現象を大幅
に改善する必要がある。また、半導体の高機能化、高密
度化は、ますます発熱量の増大を意味し、熱放散用のた
めの半導体チップ直下のスルーホールのみでは熱の放散
は不十分となってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
点を大幅に改善した金属芯入り半導体プラスチックパッ
ケージ用プリント配線板の金属芯の製造方法を提供する
ものである。
点を大幅に改善した金属芯入り半導体プラスチックパッ
ケージ用プリント配線板の金属芯の製造方法を提供する
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】少なくとも１個の半導体
チップを熱伝導性接着剤で直接固定するための、円錐台
形金属突起部分と、放熱用に用いる反対面の円錐台形金
属突起部分及び表裏導通孔形成のためのクリアランスホ
ールまたはスリット孔が形成されている金属板の表裏
に、半硬化状態の熱硬化性樹脂組成物のプリプレグ、樹
脂シート、樹脂付き金属箔或いは塗料層を配置し、さら
に、その外側に。必要により金属箔を配置し、加熱、加
圧下に作成する半導体プラスチックパッケージに用いる
プリント配線板用両面金属箔張積層板の金属芯の製造法
であって、まず金属平板のクリアランスホール部の厚さ
方向の一部をエッチング除去し、次いで、円錐台形突起
形成部分の金属板両面にハンダを円形状に付着し、アル
カリ性のエッチング液によって、ハンダが付着した円錐
台形突起部を両面に形成すると同時にクリアランスホー
ル或いはスリット孔を形成することが出来た。
チップを熱伝導性接着剤で直接固定するための、円錐台
形金属突起部分と、放熱用に用いる反対面の円錐台形金
属突起部分及び表裏導通孔形成のためのクリアランスホ
ールまたはスリット孔が形成されている金属板の表裏
に、半硬化状態の熱硬化性樹脂組成物のプリプレグ、樹
脂シート、樹脂付き金属箔或いは塗料層を配置し、さら
に、その外側に。必要により金属箔を配置し、加熱、加
圧下に作成する半導体プラスチックパッケージに用いる
プリント配線板用両面金属箔張積層板の金属芯の製造法
であって、まず金属平板のクリアランスホール部の厚さ
方向の一部をエッチング除去し、次いで、円錐台形突起
形成部分の金属板両面にハンダを円形状に付着し、アル
カリ性のエッチング液によって、ハンダが付着した円錐
台形突起部を両面に形成すると同時にクリアランスホー
ル或いはスリット孔を形成することが出来た。
【０００５】この金属芯を用いて、その表裏面に、半硬
化状態のプリプレグ、樹脂シート、樹脂付き金属箔或い
は塗料塗布による樹脂層等を配置し、必要により、その
外側に金属箔を置いて、加熱、加圧下に積層成形して両
面金属箔張積層板を製造する。これを用いて作成された
プリント配線板は、金属芯円錐台形突起部上の金属箔に
熱伝導性接着剤で固定された半導体チップと、その周囲
の回路導体とがワイヤボンディングで接続されており、
少なくとも、該表面のプリント配線板上の信号伝播回路
導体が、プリント配線板の反対面に形成された回路導体
もしくは該ハンダボールでの接続用導体パッドとスルー
ホール導体で結線されており、少なくとも、半導体チッ
プ、ボンディングワイヤ、ボンディングパッドが樹脂封
止されている構造の半導体プラスチックパッケージであ
って、且つ、プリント配線板とほぼ同じ大きさの金属板
がプリント配線板の厚さ方向のほぼ中央に配置され、表
裏回路導体と熱硬化性樹脂組成物で絶縁されており、金
属板に少なくとも１個以上のスルーホール径より大きい
径のクリアランスホール、又はスリット孔があけられ、
孔壁と金属板とは樹脂組成物で絶縁されており、半導体
チップ搭載部の金属箔下面に、複数個の円錐台形状の突
起が、ハンダで接続されており、金属箔の表面に半導体
チップが熱伝導性接着剤で固定され、且つ、裏面の放熱
用に形成されたボールパッド部裏面と複数個の円錐台形
突起がハンダで接着しており、発生した熱はこの放熱用
円錐台形突起部を通して金属芯に拡散し、ボールパッド
部に接合したハンダボールからマザーボードに逃げるよ
うにした半導体プラスチックパッケージとすることによ
り、内層金属芯と表層金属箔との接続信頼性に優れ、半
導体チップの下面からの吸湿がなく、吸湿後の耐熱性、
すなわちポップコーン現象が大幅に改善できるととも
に、熱放散性を大幅に改善できた。加えて大量生産性に
も適しており、経済性の改善された、新規な構造の半導
体プラスチックパッケージを得ることができ、本発明を
完成するに至った。
化状態のプリプレグ、樹脂シート、樹脂付き金属箔或い
は塗料塗布による樹脂層等を配置し、必要により、その
外側に金属箔を置いて、加熱、加圧下に積層成形して両
面金属箔張積層板を製造する。これを用いて作成された
プリント配線板は、金属芯円錐台形突起部上の金属箔に
熱伝導性接着剤で固定された半導体チップと、その周囲
の回路導体とがワイヤボンディングで接続されており、
少なくとも、該表面のプリント配線板上の信号伝播回路
導体が、プリント配線板の反対面に形成された回路導体
もしくは該ハンダボールでの接続用導体パッドとスルー
ホール導体で結線されており、少なくとも、半導体チッ
プ、ボンディングワイヤ、ボンディングパッドが樹脂封
止されている構造の半導体プラスチックパッケージであ
って、且つ、プリント配線板とほぼ同じ大きさの金属板
がプリント配線板の厚さ方向のほぼ中央に配置され、表
裏回路導体と熱硬化性樹脂組成物で絶縁されており、金
属板に少なくとも１個以上のスルーホール径より大きい
径のクリアランスホール、又はスリット孔があけられ、
孔壁と金属板とは樹脂組成物で絶縁されており、半導体
チップ搭載部の金属箔下面に、複数個の円錐台形状の突
起が、ハンダで接続されており、金属箔の表面に半導体
チップが熱伝導性接着剤で固定され、且つ、裏面の放熱
用に形成されたボールパッド部裏面と複数個の円錐台形
突起がハンダで接着しており、発生した熱はこの放熱用
円錐台形突起部を通して金属芯に拡散し、ボールパッド
部に接合したハンダボールからマザーボードに逃げるよ
うにした半導体プラスチックパッケージとすることによ
り、内層金属芯と表層金属箔との接続信頼性に優れ、半
導体チップの下面からの吸湿がなく、吸湿後の耐熱性、
すなわちポップコーン現象が大幅に改善できるととも
に、熱放散性を大幅に改善できた。加えて大量生産性に
も適しており、経済性の改善された、新規な構造の半導
体プラスチックパッケージを得ることができ、本発明を
完成するに至った。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の半導体プラスチックパッ
ケージは、プリント配線板の厚み方向のほぼ中央に熱放
散性の良好な金属板を配置し、表裏の回路導体導通用の
メッキされたスルーホールは、金属板にあけられた該ク
リアランスホール、又はスリット孔径より小さめの径の
孔とし、埋め込まれた樹脂のほぼ中央に形成することに
より、金属板との絶縁性を保持する。
ケージは、プリント配線板の厚み方向のほぼ中央に熱放
散性の良好な金属板を配置し、表裏の回路導体導通用の
メッキされたスルーホールは、金属板にあけられた該ク
リアランスホール、又はスリット孔径より小さめの径の
孔とし、埋め込まれた樹脂のほぼ中央に形成することに
より、金属板との絶縁性を保持する。
【０００７】公知のスルーホールを有する金属芯プリン
ト配線板の上面に半導体チップを固定する方法において
は、従来のP-BGAパッケージと同様に半導体チップから
の熱は直下の熱放散用スルーホールに落として熱放散せ
ざるを得ず、ポプコーン現象は改善できない。本発明
は、まず金属芯とする両面平滑な金属板を用意し、表裏
面の円錐台形突起部を形成する部分に、好適には鉛フリ
ーハンダを、スクリーン印刷等で形成し、これ以外の表
裏面にクリアランスホール、又はスリット孔以外の部分
のエッチングレジストが残るように加工し、エッチング
により表裏面の円錐台形状突起部を形成すると同時に、
クリアランスホールをあける。エッチング液は、ハンダ
を溶解しないアルカリ性のエッチング液を用いる。表面
の円錐台形突起部は、少なくとも１個以上の半導体チッ
プを固定する金属箔相当部分の下に、その面積とほぼ同
等の大きさの範囲に形成しておく。裏面の円錐台形突起
は、裏面の放熱用パッド金属箔部の箇所に形成してお
く。表裏のエッチング圧力は、目的とする円錐台形状突
起部の高さ、金属板の厚さによっても変わるが、一般に
は、０．５〜２．５ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力の範囲で適宜
選択する。
ト配線板の上面に半導体チップを固定する方法において
は、従来のP-BGAパッケージと同様に半導体チップから
の熱は直下の熱放散用スルーホールに落として熱放散せ
ざるを得ず、ポプコーン現象は改善できない。本発明
は、まず金属芯とする両面平滑な金属板を用意し、表裏
面の円錐台形突起部を形成する部分に、好適には鉛フリ
ーハンダを、スクリーン印刷等で形成し、これ以外の表
裏面にクリアランスホール、又はスリット孔以外の部分
のエッチングレジストが残るように加工し、エッチング
により表裏面の円錐台形状突起部を形成すると同時に、
クリアランスホールをあける。エッチング液は、ハンダ
を溶解しないアルカリ性のエッチング液を用いる。表面
の円錐台形突起部は、少なくとも１個以上の半導体チッ
プを固定する金属箔相当部分の下に、その面積とほぼ同
等の大きさの範囲に形成しておく。裏面の円錐台形突起
は、裏面の放熱用パッド金属箔部の箇所に形成してお
く。表裏のエッチング圧力は、目的とする円錐台形状突
起部の高さ、金属板の厚さによっても変わるが、一般に
は、０．５〜２．５ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力の範囲で適宜
選択する。
【０００８】該金属円錐台形突起部とクリアランスホー
ル、又はスリット孔が形成された金属板の表面を、ハン
ダが溶解しない公知の処理を必要に応じて施す。該表面
処理され、円錐台形状突起部とクリアランスホール又は
スリット孔が形成された金属板の、ハンダが付着した円
錐台形突起先端部以外は、すべて熱硬化性樹脂組成物で
絶縁部を形成する。熱硬化性樹脂組成物による絶縁部の
形成は、半硬化状態の熱硬化性樹脂組成物を含浸、乾燥
したプリプレグ、樹脂シート、樹脂付き金属箔、或いは
塗料等を表裏面に配置し、必要により金属箔を、その外
側に配置し、加熱、加圧下に、好適には真空下に積層成
形する。プリプレグ等の厚みは、積層成形して、クリア
ランスホール、又はスリット孔に樹脂を充填した後に、
金属円錐台形状突起部上のハンダが溶融して表面の金属
箔に接続できるに十分な厚みとする。
ル、又はスリット孔が形成された金属板の表面を、ハン
ダが溶解しない公知の処理を必要に応じて施す。該表面
処理され、円錐台形状突起部とクリアランスホール又は
スリット孔が形成された金属板の、ハンダが付着した円
錐台形突起先端部以外は、すべて熱硬化性樹脂組成物で
絶縁部を形成する。熱硬化性樹脂組成物による絶縁部の
形成は、半硬化状態の熱硬化性樹脂組成物を含浸、乾燥
したプリプレグ、樹脂シート、樹脂付き金属箔、或いは
塗料等を表裏面に配置し、必要により金属箔を、その外
側に配置し、加熱、加圧下に、好適には真空下に積層成
形する。プリプレグ等の厚みは、積層成形して、クリア
ランスホール、又はスリット孔に樹脂を充填した後に、
金属円錐台形状突起部上のハンダが溶融して表面の金属
箔に接続できるに十分な厚みとする。
【０００９】クリアランスホール又はスリット孔内は、
樹脂の未充填が起こり易いため、あらかじめ無溶剤液状
の熱硬化性樹脂組成物をクリアランスホール等に流し込
み、硬化しておく方法も使用できるが、いずれの方法に
おいても、金属板のクリアランスホール、又はスリット
孔内を熱硬化性樹脂組成物で充填されるように加工す
る。
樹脂の未充填が起こり易いため、あらかじめ無溶剤液状
の熱硬化性樹脂組成物をクリアランスホール等に流し込
み、硬化しておく方法も使用できるが、いずれの方法に
おいても、金属板のクリアランスホール、又はスリット
孔内を熱硬化性樹脂組成物で充填されるように加工す
る。
【００１０】金属板の側面については、熱硬化性樹脂組
成物で埋め込まれている形、露出している形、いずれの
形でも良いが、端部の金属の錆防止等の点から、外周部
は全て樹脂で覆われた形にするのが好ましい。
成物で埋め込まれている形、露出している形、いずれの
形でも良いが、端部の金属の錆防止等の点から、外周部
は全て樹脂で覆われた形にするのが好ましい。
【００１１】上記方法で作成した板の、半導体チップを
固定する部分以外の箇所に表裏の回路を導通するスルー
ホール用孔をドリル、レーザー等、公知の方法にて小径
の孔をあける。
固定する部分以外の箇所に表裏の回路を導通するスルー
ホール用孔をドリル、レーザー等、公知の方法にて小径
の孔をあける。
【００１２】表裏信号回路用のスルーホール用孔は、樹
脂の埋め込まれた金属板クリアランスホール、又はスリ
ット孔のほぼ中央に、金属板と接触しないように形成す
る。次いで無電解メッキや電解メッキによりスルーホー
ル内部の金属層を形成して、メッキされたスルーホール
を形成する。
脂の埋め込まれた金属板クリアランスホール、又はスリ
ット孔のほぼ中央に、金属板と接触しないように形成す
る。次いで無電解メッキや電解メッキによりスルーホー
ル内部の金属層を形成して、メッキされたスルーホール
を形成する。
【００１３】また、表裏の回路形成工程で、半導体チッ
プ固定部分の、内層金属芯円錐台形突起部が接触した金
属箔部分を残存させる。更に、その表面の、半導体チッ
プ搭載金属箔部分以外に樹脂層を形成し、ビアをレーザ
ー等で作成してから、必要によりデスミア処理を施し、
金属メッキを行い、回路形成後、貴金属メッキを、少な
くともワイヤボンディングパッド表面に形成してプリン
ト配線板を完成させることも可能である。この場合、貴
金属メッキの必要のない箇所は、事前にメッキレジスト
で被覆しておく。または、メッキ後に、必要により公知
の熱硬化性樹脂組成物、或いは光選択熱硬化性樹脂組成
物で、少なくとも、半導体チップ搭載部、ボンディング
パッド部、反対面のハンダボール接着用パッド部以外の
表面に皮膜を形成する。
プ固定部分の、内層金属芯円錐台形突起部が接触した金
属箔部分を残存させる。更に、その表面の、半導体チッ
プ搭載金属箔部分以外に樹脂層を形成し、ビアをレーザ
ー等で作成してから、必要によりデスミア処理を施し、
金属メッキを行い、回路形成後、貴金属メッキを、少な
くともワイヤボンディングパッド表面に形成してプリン
ト配線板を完成させることも可能である。この場合、貴
金属メッキの必要のない箇所は、事前にメッキレジスト
で被覆しておく。または、メッキ後に、必要により公知
の熱硬化性樹脂組成物、或いは光選択熱硬化性樹脂組成
物で、少なくとも、半導体チップ搭載部、ボンディング
パッド部、反対面のハンダボール接着用パッド部以外の
表面に皮膜を形成する。
【００１４】該プリント配線板の半導体を接着する金属
箔部分の表面に接着剤や金属粉混合接着剤を用いて、半
導体チップを固定し、さらに半導体チップとプリント配
線板回路のボンディングパッドとをワイヤボンディング
法で接続し、少なくとも、半導体チップ、ボンディング
ワイヤ、及びボンディングパッドを公知の封止樹脂で封
止する。
箔部分の表面に接着剤や金属粉混合接着剤を用いて、半
導体チップを固定し、さらに半導体チップとプリント配
線板回路のボンディングパッドとをワイヤボンディング
法で接続し、少なくとも、半導体チップ、ボンディング
ワイヤ、及びボンディングパッドを公知の封止樹脂で封
止する。
【００１５】半導体チップと反対面のソルダーボール接
続用導体パッドに、ソルダーボールを接続してP-BGAを
作り、マザーボードプリント配線板上の回路にソルダー
ボールを重ね、熱によってボールを熔融接続するか、ま
たはパッケージにソルダーボールをつけずにP-LGAを作
り、マザーボードプリント配線板に実装する時に、マザ
ーボードプリント配線板面に形成されたソルダーボール
接続用導体パッドとP-LGA用のソルダーボール用導体パ
ッドとを、ソルダーボールを加熱溶融することにより接
続する。
続用導体パッドに、ソルダーボールを接続してP-BGAを
作り、マザーボードプリント配線板上の回路にソルダー
ボールを重ね、熱によってボールを熔融接続するか、ま
たはパッケージにソルダーボールをつけずにP-LGAを作
り、マザーボードプリント配線板に実装する時に、マザ
ーボードプリント配線板面に形成されたソルダーボール
接続用導体パッドとP-LGA用のソルダーボール用導体パ
ッドとを、ソルダーボールを加熱溶融することにより接
続する。
【００１６】本発明に用いる金属板は、特に限定しない
が、高弾性率、高熱伝導性で、厚さ30〜500μmのものが
好適である。具体的には、純銅、無酸素銅、その他、銅
が95重量%以上のFe、Sn、P、Cr、Zr、Zn等との合金或い
は合金の表面を銅メッキした金属板等が好適に使用され
る。
が、高弾性率、高熱伝導性で、厚さ30〜500μmのものが
好適である。具体的には、純銅、無酸素銅、その他、銅
が95重量%以上のFe、Sn、P、Cr、Zr、Zn等との合金或い
は合金の表面を銅メッキした金属板等が好適に使用され
る。
【００１７】本発明の金属円錐台形部の高さは、30〜15
0μmが好適である。また、エッチング前にスクリーン印
刷等で金属板の上に形成するハンダとしては、一般に公
知のものが使用できるが、環境面からも、好適には、融
点110〜250℃の鉛フリーハンダが使用される。具体的に
は、Sn-In,Sn-Bi,Sn-Ag-Bi,Sn-Zn,Sn-Bi-Cu,Sn-Ag-Cu,S
n-Cu,Sn-Al等のハンダ類が挙げられる。金属板上にハン
ダを印刷する方法は、特に限定しないが、例えば、円形
の孔があいた金属板を表面に置き、その孔に溶融したハ
ンダを刷り込む方法等、一般に公知の方法が使用し得
る。ハンダの厚みは、好適には5〜10μmである。
0μmが好適である。また、エッチング前にスクリーン印
刷等で金属板の上に形成するハンダとしては、一般に公
知のものが使用できるが、環境面からも、好適には、融
点110〜250℃の鉛フリーハンダが使用される。具体的に
は、Sn-In,Sn-Bi,Sn-Ag-Bi,Sn-Zn,Sn-Bi-Cu,Sn-Ag-Cu,S
n-Cu,Sn-Al等のハンダ類が挙げられる。金属板上にハン
ダを印刷する方法は、特に限定しないが、例えば、円形
の孔があいた金属板を表面に置き、その孔に溶融したハ
ンダを刷り込む方法等、一般に公知の方法が使用し得
る。ハンダの厚みは、好適には5〜10μmである。
【００１８】表面の円錐台形の突起を作る範囲は、半導
体チップ搭載部金属箔面積と同等以下とし、一般的には
5〜20mm角の範囲に形成する。裏面の円錐台形の範囲
は、特に限定しないが、半導体チップ搭載部の正反対側
の範囲が好ましい。円錐台形の大きさは特に限定しない
が、一般には、円錐台形下部は径0.1〜5mm、上部は径0.
05〜1mmとする。
体チップ搭載部金属箔面積と同等以下とし、一般的には
5〜20mm角の範囲に形成する。裏面の円錐台形の範囲
は、特に限定しないが、半導体チップ搭載部の正反対側
の範囲が好ましい。円錐台形の大きさは特に限定しない
が、一般には、円錐台形下部は径0.1〜5mm、上部は径0.
05〜1mmとする。
【００１９】本発明で使用される熱硬化性樹脂組成物の
樹脂としては、一般に公知の熱硬化性樹脂が使用され
る。具体的には、エポキシ樹脂、多官能性シアン酸エス
テル樹脂、 多官能性マレイミドーシアン酸エステル樹
脂、多官能性マレイミド樹脂、不飽和基含有ポリフェニ
レンエーテル樹脂等が挙げられ、1種或いは2種類以上が
組み合わせて使用される。耐熱性、耐湿性、耐マイグレ
ーション性、吸湿後の電気的特性等の点から多官能性シ
アン酸エステル樹脂組成物が好適である。
樹脂としては、一般に公知の熱硬化性樹脂が使用され
る。具体的には、エポキシ樹脂、多官能性シアン酸エス
テル樹脂、 多官能性マレイミドーシアン酸エステル樹
脂、多官能性マレイミド樹脂、不飽和基含有ポリフェニ
レンエーテル樹脂等が挙げられ、1種或いは2種類以上が
組み合わせて使用される。耐熱性、耐湿性、耐マイグレ
ーション性、吸湿後の電気的特性等の点から多官能性シ
アン酸エステル樹脂組成物が好適である。
【００２０】本発明の好適な熱硬化性樹脂分である多官
能性シアン酸エステル化合物とは、分子内に２個以上の
シアナト基を有する化合物である。具体的に例示する
と、1,3-又は1,4-ジシアナトベンゼン、1,3,5-トリシア
ナトベンゼン、1,3-、1,4-、1,6-、1,8-、2,6-又は2,7-
ジシアナトナフタレン、1,3,6-トリシアナトナフタレ
ン、4,4-ジシアナトビフェニル、ビス(4-ジシアナトフ
ェニル)メタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパ
ン、2,2-ビス(3,5-ジブロモー4-シアナトフェニル)プロ
パン、ビス(4-シアナトフェニル)エーテル、ビス(4-シ
アナトフェニル)チオエーテル、ビス(4-シアナトフェニ
ル)スルホン、トリス(4-シアナトフェニル)ホスファイ
ト、トリス(4-シアナトフェニル)ホスフェート、および
ノボラックとハロゲン化シアンとの反応により得られる
シアネート類などである。
能性シアン酸エステル化合物とは、分子内に２個以上の
シアナト基を有する化合物である。具体的に例示する
と、1,3-又は1,4-ジシアナトベンゼン、1,3,5-トリシア
ナトベンゼン、1,3-、1,4-、1,6-、1,8-、2,6-又は2,7-
ジシアナトナフタレン、1,3,6-トリシアナトナフタレ
ン、4,4-ジシアナトビフェニル、ビス(4-ジシアナトフ
ェニル)メタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパ
ン、2,2-ビス(3,5-ジブロモー4-シアナトフェニル)プロ
パン、ビス(4-シアナトフェニル)エーテル、ビス(4-シ
アナトフェニル)チオエーテル、ビス(4-シアナトフェニ
ル)スルホン、トリス(4-シアナトフェニル)ホスファイ
ト、トリス(4-シアナトフェニル)ホスフェート、および
ノボラックとハロゲン化シアンとの反応により得られる
シアネート類などである。
【００２１】これらのほかに特公昭41-1928、同43-1846
8、同44-4791、同45-11712、同46-41112、同47-26853及
び特開昭51-63149号公報等に記載の多官能性シアン酸エ
ステル化合物類も用いら得る。また、これら多官能性シ
アン酸エステル化合物のシアナト基の三量化によって形
成されるトリアジン環を有する分子量400〜6,000のプレ
ポリマーが使用される。このプレポリマーは、上記の多
官能性シアン酸エステルモノマーを、例えば鉱酸、ルイ
ス酸等の酸類;ナトリウムアルコラート等、第三級アミ
ン類等の塩基;炭酸ナトリウム等の塩類等を触媒として
重合させることにより得られる。このプレポリマー中に
は一部未反応のモノマーも含まれており、モノマーとプ
レポリマーとの混合物の形態をしており、このような原
料は本発明の用途に好適に使用される。一般には可溶な
有機溶剤に溶解させて使用する。
8、同44-4791、同45-11712、同46-41112、同47-26853及
び特開昭51-63149号公報等に記載の多官能性シアン酸エ
ステル化合物類も用いら得る。また、これら多官能性シ
アン酸エステル化合物のシアナト基の三量化によって形
成されるトリアジン環を有する分子量400〜6,000のプレ
ポリマーが使用される。このプレポリマーは、上記の多
官能性シアン酸エステルモノマーを、例えば鉱酸、ルイ
ス酸等の酸類;ナトリウムアルコラート等、第三級アミ
ン類等の塩基;炭酸ナトリウム等の塩類等を触媒として
重合させることにより得られる。このプレポリマー中に
は一部未反応のモノマーも含まれており、モノマーとプ
レポリマーとの混合物の形態をしており、このような原
料は本発明の用途に好適に使用される。一般には可溶な
有機溶剤に溶解させて使用する。
【００２２】エポキシ樹脂としては、一般に公知のもの
が使用できる。具体的には、液状或いは固形のビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹
脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂;ブタ
ジエン、ペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、ジシク
ロペンチルエーテル等の結合をエポキシ化したポリエポ
キシ化合物類;ポリオール、水酸基含有シリコン樹脂類
とエポハロヒドリンとの反応によって得られるポリグリ
シジル化合物類等が挙げられる。これらは1種或いは2種
類以上が組み合わせて使用され得る。
が使用できる。具体的には、液状或いは固形のビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹
脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂;ブタ
ジエン、ペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、ジシク
ロペンチルエーテル等の結合をエポキシ化したポリエポ
キシ化合物類;ポリオール、水酸基含有シリコン樹脂類
とエポハロヒドリンとの反応によって得られるポリグリ
シジル化合物類等が挙げられる。これらは1種或いは2種
類以上が組み合わせて使用され得る。
【００２３】ポリイミド樹脂としては、一般に公知のも
のが使用され得る。具体的には、多官能性マレイミド類
とポリアミン類との反応物、特公昭57-005406号公報に
記載の末端三重結合のポリイミド類が挙げられる。
のが使用され得る。具体的には、多官能性マレイミド類
とポリアミン類との反応物、特公昭57-005406号公報に
記載の末端三重結合のポリイミド類が挙げられる。
【００２４】これらの熱硬化性樹脂は、単独でも使用さ
れるが、特性のバランスを考え、適宜組み合わせて使用
するのが良い。
れるが、特性のバランスを考え、適宜組み合わせて使用
するのが良い。
【００２５】本発明の熱硬化性樹脂組成物には、組成物
本来の特性が損なわれない範囲で、所望に応じて種々の
添加物を配合することができる。これらの添加物として
は、不飽和ポリエステル等の重合性二重結合含有モノマ
ー類及びそのプレポリマー類;ポリブタジエン、エポキ
シ化ブタジエン、マレイン化ブタジエン、ブタジエン-
アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン、ブタジ
エン-スチレン共重合体、ポリイソプレン、ブチルゴ
ム、フッ素ゴム、天然ゴム等の低分子量液状〜高分子量
のelasticなゴム類;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リブテン、ポリ-4-メチルペンテン、ポリスチレン、AS
樹脂、ABS樹脂、MBS樹脂、スチレン-イソプレンゴム、
ポリエチレン-プロピレン共重合体、4-フッ化エチレン-
6-フッ化エチレン共重合体類;ポリカーボネート、ポリ
フェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエステル、ポ
リフェニレンサルファイド等の高分子量プレポリマー若
しくはオリゴマー;ポリウレタン等が例示され、適宜使
用される。また、その他、公知の無機或いは有機の充填
剤、染料、顔料、増粘剤、滑剤、消泡剤、分散剤、レベ
リング剤、光増感剤、難燃剤、光沢剤、重合禁止剤、チ
キソ性付与剤等の各種添加剤が、所望に応じて適宜組み
合わせて用いられる。必要により、反応基を有する化合
物は硬化剤、触媒が適宜配合される。
本来の特性が損なわれない範囲で、所望に応じて種々の
添加物を配合することができる。これらの添加物として
は、不飽和ポリエステル等の重合性二重結合含有モノマ
ー類及びそのプレポリマー類;ポリブタジエン、エポキ
シ化ブタジエン、マレイン化ブタジエン、ブタジエン-
アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン、ブタジ
エン-スチレン共重合体、ポリイソプレン、ブチルゴ
ム、フッ素ゴム、天然ゴム等の低分子量液状〜高分子量
のelasticなゴム類;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リブテン、ポリ-4-メチルペンテン、ポリスチレン、AS
樹脂、ABS樹脂、MBS樹脂、スチレン-イソプレンゴム、
ポリエチレン-プロピレン共重合体、4-フッ化エチレン-
6-フッ化エチレン共重合体類;ポリカーボネート、ポリ
フェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエステル、ポ
リフェニレンサルファイド等の高分子量プレポリマー若
しくはオリゴマー;ポリウレタン等が例示され、適宜使
用される。また、その他、公知の無機或いは有機の充填
剤、染料、顔料、増粘剤、滑剤、消泡剤、分散剤、レベ
リング剤、光増感剤、難燃剤、光沢剤、重合禁止剤、チ
キソ性付与剤等の各種添加剤が、所望に応じて適宜組み
合わせて用いられる。必要により、反応基を有する化合
物は硬化剤、触媒が適宜配合される。
【００２６】本発明の熱硬化性樹脂組成物は、それ自体
は加熱により硬化するが硬化速度が遅く、作業性、経済
性等に劣るため使用した熱硬化性樹脂に対して公知の熱
硬化触媒を用い得る。使用量は、熱硬化性樹脂100重量
部に対して0.005〜10重量部、好ましくは0.01〜5重量部
である。
は加熱により硬化するが硬化速度が遅く、作業性、経済
性等に劣るため使用した熱硬化性樹脂に対して公知の熱
硬化触媒を用い得る。使用量は、熱硬化性樹脂100重量
部に対して0.005〜10重量部、好ましくは0.01〜5重量部
である。
【００２７】プリプレグの補強基材として使用するもの
は、一般に公知の無機或いは有機の織布、不織布が使用
される。具体的には、Eガラス、Sガラス、Dガラス等の
公知のガラス繊維布、全芳香族ポリアミド繊維布、液晶
ポリエステル繊維布等が挙げられる。これらは、混抄で
も良い。また、ポリイミドフィルム等のフィルムの表裏
に熱硬化性樹脂組成物を塗布、加熱して半硬化状態にし
たものも使用できる。
は、一般に公知の無機或いは有機の織布、不織布が使用
される。具体的には、Eガラス、Sガラス、Dガラス等の
公知のガラス繊維布、全芳香族ポリアミド繊維布、液晶
ポリエステル繊維布等が挙げられる。これらは、混抄で
も良い。また、ポリイミドフィルム等のフィルムの表裏
に熱硬化性樹脂組成物を塗布、加熱して半硬化状態にし
たものも使用できる。
【００２８】最外層の金属箔は、一般に公知のものが使
用できる。好適には厚さ3〜18μmの銅箔、ニッケル箔等
が使用される。
用できる。好適には厚さ3〜18μmの銅箔、ニッケル箔等
が使用される。
【００２９】金属板に形成するクリアランスホール、又
はスリット孔の径は、表裏導通用スルーホール径よりや
や大きめに形成する。具体的には、該スルーホール壁と
金属板クリアランスホール、又はスリット孔壁とは50μ
m以上の距離が、熱硬化性樹脂組成物で絶縁されている
ことが好ましい。表裏導通用スルーホール径について
は、特に限定はないが、50〜300μmが好適である。
はスリット孔の径は、表裏導通用スルーホール径よりや
や大きめに形成する。具体的には、該スルーホール壁と
金属板クリアランスホール、又はスリット孔壁とは50μ
m以上の距離が、熱硬化性樹脂組成物で絶縁されている
ことが好ましい。表裏導通用スルーホール径について
は、特に限定はないが、50〜300μmが好適である。
【００３０】本発明の多層プリント配線板用プリプレグ
を作成する場合、基材に熱硬化性樹脂組成物を含浸、乾
燥し、半硬化状態の積層材料とする。また基材を使用し
ない半硬化状態とした樹脂シート、樹脂付き金属箔、或
いは塗料も使用できる。プリプレグ等の半硬化状態の樹
脂を作成する温度は一般的には100〜180℃である。時間
は5〜60分であり、目的とするフローの程度により、適
宜選択する。
を作成する場合、基材に熱硬化性樹脂組成物を含浸、乾
燥し、半硬化状態の積層材料とする。また基材を使用し
ない半硬化状態とした樹脂シート、樹脂付き金属箔、或
いは塗料も使用できる。プリプレグ等の半硬化状態の樹
脂を作成する温度は一般的には100〜180℃である。時間
は5〜60分であり、目的とするフローの程度により、適
宜選択する。
【００３１】本発明で得られた金属芯の入った半導体プ
ラスチックパッケージを作成する方法は以下（図１）の
方法による。 (1) 内層となる金属板ｂ表面の中央部の半導体チップ
搭載相当面積部分、裏面の熱放散用に使用するハンダボ
ールパッド相当面積部分及びクリアランスホール部以外
の部分にエッチングレジストａを残し、(2) 両側から
エッチングして、金属板の厚さ方向の約１／２を溶解し
た後、エッチングレジストを溶解除去し、(3) 中央部
の半導体チップ搭載範囲及び正反対の同じ範囲に、厚さ
5〜10μmのステンレス箔の円錐台形突起を形成する箇所
に複数の円形孔があいたものを被せ、その上から溶融し
た鉛フリーハンダｃを刷り込み、ステンレス箔を取り去
った後、(4) アルカリ性エッチング液にて、両面から
エッチングして表裏面に複数個の円錐台形突起を形成す
ると同時に、クリアランスホールｄをあける。(5) 上
下にプリプレグを配置し、その外側に金属箔ｅを置い
て、加熱、加圧、真空下に積層成形した後、(6) 所定
の位置にドリル等でスルーホールを内層金属芯板に接触
しないようにあけ、金属メッキを行う。(7) 公知の方
法にて上下に回路を作成し、メッキレジストで被覆後、
貴金属メッキを施し、円錐台形上の半導体チップ搭載金
属箔部の表面に熱伝導性接着剤で半導体チップを接着
し、ワイヤボンディングを行い、その後、樹脂封止し
て、必要によりハンダボールを接着する。この時、裏面
のハンダボールパッド接合用金属箔に金属芯の円錐台形
上のハンダが接合するようにし、ハンダボールを接着し
て熱放散用に使用する。
ラスチックパッケージを作成する方法は以下（図１）の
方法による。 (1) 内層となる金属板ｂ表面の中央部の半導体チップ
搭載相当面積部分、裏面の熱放散用に使用するハンダボ
ールパッド相当面積部分及びクリアランスホール部以外
の部分にエッチングレジストａを残し、(2) 両側から
エッチングして、金属板の厚さ方向の約１／２を溶解し
た後、エッチングレジストを溶解除去し、(3) 中央部
の半導体チップ搭載範囲及び正反対の同じ範囲に、厚さ
5〜10μmのステンレス箔の円錐台形突起を形成する箇所
に複数の円形孔があいたものを被せ、その上から溶融し
た鉛フリーハンダｃを刷り込み、ステンレス箔を取り去
った後、(4) アルカリ性エッチング液にて、両面から
エッチングして表裏面に複数個の円錐台形突起を形成す
ると同時に、クリアランスホールｄをあける。(5) 上
下にプリプレグを配置し、その外側に金属箔ｅを置い
て、加熱、加圧、真空下に積層成形した後、(6) 所定
の位置にドリル等でスルーホールを内層金属芯板に接触
しないようにあけ、金属メッキを行う。(7) 公知の方
法にて上下に回路を作成し、メッキレジストで被覆後、
貴金属メッキを施し、円錐台形上の半導体チップ搭載金
属箔部の表面に熱伝導性接着剤で半導体チップを接着
し、ワイヤボンディングを行い、その後、樹脂封止し
て、必要によりハンダボールを接着する。この時、裏面
のハンダボールパッド接合用金属箔に金属芯の円錐台形
上のハンダが接合するようにし、ハンダボールを接着し
て熱放散用に使用する。
【００３２】
【実施例】以下に実施例、比較例で本発明を具体的に説
明する。尚、特に断らない限り、『部』は重量部を表
す。
明する。尚、特に断らない限り、『部』は重量部を表
す。
【００３３】実施例１ 2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン900部、ビス(4-
マレイミドフェニル)メタン100部を150℃に溶融させ、
攪拌しながら4時間反応させ、プレポリマーを得た。こ
れをメチルエチルケトンとジメチルホルムアミドの混合
溶剤に溶解した。これにビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂(商品名:エピコート1001、油化シェルエポキシ＜株＞
製)400部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品
名:ESCN-220F、住友化学工業＜株＞製)600部を加え、均
一に溶解混合した。更に触媒としてオクチル酸亜鉛0.4
部を加え、溶解混合し、これに無機充填剤(商品名:焼成
タルクBST＃200、日本タルク＜株＞製)500部を加え、均
一攪拌混合してワニスＡを得た。このワニスａを厚さ10
0μmのガラス織布に含浸し150℃で乾燥して、ゲル化時
間(at170℃)50秒となるように作成した、厚さ110μmの
半硬化状態のプリプレグＢを得た。一方、内層金属板と
なる厚さ450μm、純度99.9%の銅板を用意し、その表面
には、大きさ50mm角のパッケージ内の中央の、半導体チ
ップ搭載面積13mm角内、その正反対面13mm角範囲、及び
クリアランスホール以外の範囲に厚さ20μmのエッチン
グレジストを形成し、両側からエッチングして、金属板
の約1/2を溶解除去した時点で止め、エッチングレジス
トを溶解除去した後、金属板の中央部の半導体搭載範囲
及びその正反対面の範囲に、厚さ7μmのステンレス箔に
2mm間隔に円形の孔径0.30mmの孔をあけたものを当て、
その上から、銅／錫／銀＝0.5/96/3.5wt%（融点：221
℃）よりなる鉛フリーハンダを260℃に溶融して、刷り
込み、ステンレス箔を除去した後、両面からアルカリ性
エッチング液でエッチングして、大きさ50mm角のパッケ
ージの中央13mm角内両面に、ハンダを含む高さ115μm、
下部径526μm、上部径197μmの円錐台形状突起を16個作
成し、同時に0.6mmφのクリアランスホールをあけた。
この上下に上記プリプレグＢを被せ、その両外側に厚さ
12μmの電解銅箔を配置し、230℃、20kgf/cm2、30mmHg
以下の真空下で2時間積層成形し、一体化した。クリア
ランスホール箇所は、クリアランスホール部の金属に接
触しないように、中央に孔径0.25mmのスルーホールをド
リルにてあけ、銅メッキを無電解、電解メッキで行い、
孔内に17μmの銅メッキ層を形成した。表裏に液状エッ
チングレジストを塗布、乾燥してからポジフィルムを重
ねて露光、現像し、表裏回路を形成し、次いで半導体チ
ップ搭載部、ボンディングパッド部及びボールパッド部
以外にメッキレジストを形成し、ニッケル、金メッキを
施してプリント配線板を完成した。表面の半導体チップ
搭載部にに、大きさ13mm角の半導体チップを銀ペースト
で接着固定した後、ワイヤボンディングを行い、次いで
シリカ入りエポキシ封止用液状樹脂を用い、半導体チッ
プ、ワイヤ、ボンディングパッド部を樹脂封止して半導
体パッケージを作成した(図１)。このパッケージの評価
結果を表１に示す。
マレイミドフェニル)メタン100部を150℃に溶融させ、
攪拌しながら4時間反応させ、プレポリマーを得た。こ
れをメチルエチルケトンとジメチルホルムアミドの混合
溶剤に溶解した。これにビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂(商品名:エピコート1001、油化シェルエポキシ＜株＞
製)400部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品
名:ESCN-220F、住友化学工業＜株＞製)600部を加え、均
一に溶解混合した。更に触媒としてオクチル酸亜鉛0.4
部を加え、溶解混合し、これに無機充填剤(商品名:焼成
タルクBST＃200、日本タルク＜株＞製)500部を加え、均
一攪拌混合してワニスＡを得た。このワニスａを厚さ10
0μmのガラス織布に含浸し150℃で乾燥して、ゲル化時
間(at170℃)50秒となるように作成した、厚さ110μmの
半硬化状態のプリプレグＢを得た。一方、内層金属板と
なる厚さ450μm、純度99.9%の銅板を用意し、その表面
には、大きさ50mm角のパッケージ内の中央の、半導体チ
ップ搭載面積13mm角内、その正反対面13mm角範囲、及び
クリアランスホール以外の範囲に厚さ20μmのエッチン
グレジストを形成し、両側からエッチングして、金属板
の約1/2を溶解除去した時点で止め、エッチングレジス
トを溶解除去した後、金属板の中央部の半導体搭載範囲
及びその正反対面の範囲に、厚さ7μmのステンレス箔に
2mm間隔に円形の孔径0.30mmの孔をあけたものを当て、
その上から、銅／錫／銀＝0.5/96/3.5wt%（融点：221
℃）よりなる鉛フリーハンダを260℃に溶融して、刷り
込み、ステンレス箔を除去した後、両面からアルカリ性
エッチング液でエッチングして、大きさ50mm角のパッケ
ージの中央13mm角内両面に、ハンダを含む高さ115μm、
下部径526μm、上部径197μmの円錐台形状突起を16個作
成し、同時に0.6mmφのクリアランスホールをあけた。
この上下に上記プリプレグＢを被せ、その両外側に厚さ
12μmの電解銅箔を配置し、230℃、20kgf/cm2、30mmHg
以下の真空下で2時間積層成形し、一体化した。クリア
ランスホール箇所は、クリアランスホール部の金属に接
触しないように、中央に孔径0.25mmのスルーホールをド
リルにてあけ、銅メッキを無電解、電解メッキで行い、
孔内に17μmの銅メッキ層を形成した。表裏に液状エッ
チングレジストを塗布、乾燥してからポジフィルムを重
ねて露光、現像し、表裏回路を形成し、次いで半導体チ
ップ搭載部、ボンディングパッド部及びボールパッド部
以外にメッキレジストを形成し、ニッケル、金メッキを
施してプリント配線板を完成した。表面の半導体チップ
搭載部にに、大きさ13mm角の半導体チップを銀ペースト
で接着固定した後、ワイヤボンディングを行い、次いで
シリカ入りエポキシ封止用液状樹脂を用い、半導体チッ
プ、ワイヤ、ボンディングパッド部を樹脂封止して半導
体パッケージを作成した(図１)。このパッケージの評価
結果を表１に示す。
【００３４】比較例１ 実施例１のプリプレグＢ（ｇ）を2枚使用し、上下に12
μmの電解銅箔ｅを配置し、200℃、20kgf/cm2、真空下
に2時間積層成形し、両面銅張積層板を得た。所定の位
置に孔径0.25mmφのスルーホールをドリルであけ、デス
ミア処理後に銅メッキを施した。この板の上下に公知の
方法で回路を形成し、ニッケルメッキ、金メッキを施し
た。これは半導体チップを搭載する箇所に放熱用のスル
ーホールｈが形成されており、この上に銀ペーストで半
導体チツプｉを接着し、ワイヤボンディングｋ後、エポ
キシ封止用コンパウンドで実施例１と同様に樹脂封止ｌ
した(図２)。このパッケージの評価結果を表１に示す。
μmの電解銅箔ｅを配置し、200℃、20kgf/cm2、真空下
に2時間積層成形し、両面銅張積層板を得た。所定の位
置に孔径0.25mmφのスルーホールをドリルであけ、デス
ミア処理後に銅メッキを施した。この板の上下に公知の
方法で回路を形成し、ニッケルメッキ、金メッキを施し
た。これは半導体チップを搭載する箇所に放熱用のスル
ーホールｈが形成されており、この上に銀ペーストで半
導体チツプｉを接着し、ワイヤボンディングｋ後、エポ
キシ封止用コンパウンドで実施例１と同様に樹脂封止ｌ
した(図２)。このパッケージの評価結果を表１に示す。
【００３５】比較例２ エポキシ樹脂（商品名：エピコート５０４５）７００
部、及びエポキシ樹脂（商品名：ＥＳＣＮ２２０Ｆ）３
００部、ジシアンジアミド３５部、２−エチルー４−メ
チルイミダゾール１部をメチルエチルケトンとジメチル
ホルムアミドの混合溶剤に溶解し、これを厚さ１００μ
mのガラス織布に含浸、乾燥させて、ゲル化時間１０
秒、１７０℃、20kgf/cm2での樹脂流れ98μmのノーフロ
ープリプレグＣを作成した。また、ゲル化時間１５０
秒、樹脂流れ１８ｍｍのハイフロープリプレグＤを作成
した。プリプレグＤを２枚使用し、１９０℃、20kgf/cm
2、３０ｍｍＨｇ以下の真空下で２時間積層成形し、両
面銅張積層板を作成した。後は比較例１と同様にしてプ
リント配線板を作成し、半導体チップ搭載部分をザグリ
マシーンにてくり抜き、裏面に厚さ２００μｍの銅板ｂ
を上記プリプレグＣを打ち抜いたものを使用して、加
熱、加圧下に同様に接着させ、放熱板付きプリント配線
板を作成した。これはややそりが発生した。この放熱板
に直接銀ペーストで半導体チップを接着させ、ワイヤボ
ンディングで接続後、液状エポキシ樹脂封止剤で封止し
た（図３）。このパッケージの評価結果を表１に示す。
部、及びエポキシ樹脂（商品名：ＥＳＣＮ２２０Ｆ）３
００部、ジシアンジアミド３５部、２−エチルー４−メ
チルイミダゾール１部をメチルエチルケトンとジメチル
ホルムアミドの混合溶剤に溶解し、これを厚さ１００μ
mのガラス織布に含浸、乾燥させて、ゲル化時間１０
秒、１７０℃、20kgf/cm2での樹脂流れ98μmのノーフロ
ープリプレグＣを作成した。また、ゲル化時間１５０
秒、樹脂流れ１８ｍｍのハイフロープリプレグＤを作成
した。プリプレグＤを２枚使用し、１９０℃、20kgf/cm
2、３０ｍｍＨｇ以下の真空下で２時間積層成形し、両
面銅張積層板を作成した。後は比較例１と同様にしてプ
リント配線板を作成し、半導体チップ搭載部分をザグリ
マシーンにてくり抜き、裏面に厚さ２００μｍの銅板ｂ
を上記プリプレグＣを打ち抜いたものを使用して、加
熱、加圧下に同様に接着させ、放熱板付きプリント配線
板を作成した。これはややそりが発生した。この放熱板
に直接銀ペーストで半導体チップを接着させ、ワイヤボ
ンディングで接続後、液状エポキシ樹脂封止剤で封止し
た（図３）。このパッケージの評価結果を表１に示す。
【００３６】 表１ 項 目 実 施 例 比 較 例 １ １ ２ 表面半導体チップ搭載部 及び裏面ボールパッド部 金属箔と内層金属板円錐 台突起との接続性 良好 ー ー 吸湿後の耐熱性1) 常 態 異常なし 異常なし 異常なし 24hrs. 異常なし 異常なし 異常なし 48hrs. 異常なし 異常なし 異常なし 72hrs. 異常なし 異常なし 異常なし 96hrs. 異常なし 異常なし 異常なし 120hrs. 異常なし 一部剥離 一部剥離 144hrs. 異常なし 一部剥離 一部剥離 168hrs. 異常なし 一部剥離 一部剥離 吸湿後の耐熱性2) 常 態 異常なし 異常なし 異常なし 24hrs. 異常なし 一部剥離 一部剥離 48hrs. 異常なし 剥離大 剥離大 72hrs. 異常なし ワイヤ切れ ワイヤ切れ 96hrs. 異常なし ワイヤ切れ ワイヤ切れ 120hrs. 異常なし ワイヤ切れ ワイヤ切れ 144hrs. 異常なし ― ー 168hrs. 異常なし ― ― ガラス転移温度(℃) ２３７ ２３５ １６０ 放熱性（℃） ３４ ５５ ４８
【００３７】＜測定方法＞(1) 半導体チップ搭載金属
箔と内層金属円錐台形突起との接続性 16個の円錐台形突起部の断面を観察し、接続の有無を見
た。 （2) 吸湿後の耐熱性1) JEDEC STANDARD TEST METHOD A113-A LEVEL3:30℃・60%
RHで所定時間処理後、220℃リフローソルダー3サイクル
後の基板の異常の有無について、断面観察及び電気的チ
ェックによって確認した。 （3) 吸湿後の電気絶縁性2) JEDEC STANDARD TEST METHOD A113-A LEVEL2:85℃・60%
RHで所定時間(Max.168hrs.)処理後、220℃リフローソル
ダー3サイクル後の基板の異常の有無を断面観察及び電
気的チェックによって確認した。 （4) ガラス転移温度 ＤＭＡ法にて測定した。 （5) 放熱性 パッケージを同一マザーボードプリント配線板にハンダ
ボールで接着させ、1000時間連続使用してから、パッケ
ージの温度を測定した。 (6) 表層銅箔と内層金属芯円錐台形突起との密着性 円錐台形の全ての断面を観察した。
箔と内層金属円錐台形突起との接続性 16個の円錐台形突起部の断面を観察し、接続の有無を見
た。 （2) 吸湿後の耐熱性1) JEDEC STANDARD TEST METHOD A113-A LEVEL3:30℃・60%
RHで所定時間処理後、220℃リフローソルダー3サイクル
後の基板の異常の有無について、断面観察及び電気的チ
ェックによって確認した。 （3) 吸湿後の電気絶縁性2) JEDEC STANDARD TEST METHOD A113-A LEVEL2:85℃・60%
RHで所定時間(Max.168hrs.)処理後、220℃リフローソル
ダー3サイクル後の基板の異常の有無を断面観察及び電
気的チェックによって確認した。 （4) ガラス転移温度 ＤＭＡ法にて測定した。 （5) 放熱性 パッケージを同一マザーボードプリント配線板にハンダ
ボールで接着させ、1000時間連続使用してから、パッケ
ージの温度を測定した。 (6) 表層銅箔と内層金属芯円錐台形突起との密着性 円錐台形の全ての断面を観察した。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、プリント配線板の片面
に、半導体チップが固定され、半導体回路導体がその周
囲のプリント配線板表面に形成された回路導体とワイヤ
ボンディングで接続されており、少なくとも、該表面の
プリント配線板上の信号伝播回路導体が、プリント配線
板の反対面に形成された回路導体もしくは該ハンダボー
ルでの接続用導体パッドとが、スルーホール導体で結線
されており、半導体チップが樹脂封止されている構造の
半導体プラスチックパッケージに用いるプリント配線板
用金属芯入り両面金属箔張積層板の金属芯の製造法であ
って、平滑な金属板の表裏面の、円錐台形突起を形成す
る範囲の部分及びクリアランスホール部分以外にエッチ
ングレジストを残し、両側からエッチングを行なってク
リアランスホール、又はスリット孔の一部をエッチング
除去してから、エッチングレジストを除去し、中央部の
半導体チップを搭載する面積、及び反対面の熱放散用ボ
ールパッド部に相当する範囲に、ハンダを付着させ、ア
ルカリ性エッチング液で両面からエッチングして、両面
にハンダが付着した円錐台形の突起を形成すると同時
に、クリアランスホール、又はスリット孔をあける金属
芯の製造方法が提供される。この製造方法により、得ら
れた金属芯を使用し、両側にプリプレグ、樹脂シート、
樹脂付き金属箔、或いは塗料による塗膜を配置し、必要
により、その外側に金属箔を置いて、加熱、加圧下に積
層成形して得られた両面金属箔張積層板を用いて作成し
たプリント配線板は、表裏層の金属箔と円錐台形突起と
は、ハンダで強固に接続しており、発生した熱はこの金
属板を通して逃げるようにした半導体プラスチックパッ
ケージとすることにより、内層金属芯と表層の金属箔と
の接続信頼性に優れ、半導体チップの下面からの吸湿が
なく、吸湿後の耐熱性、すなわちポップコーン現象が大
幅に改善できるとともに、熱放散性も改善でき、加えて
大量生産性にも適しており、経済性の改善された、新規
な構造の半導体プラスチックパッケージに用いられるプ
リント配線板用の金属芯が得られる。
に、半導体チップが固定され、半導体回路導体がその周
囲のプリント配線板表面に形成された回路導体とワイヤ
ボンディングで接続されており、少なくとも、該表面の
プリント配線板上の信号伝播回路導体が、プリント配線
板の反対面に形成された回路導体もしくは該ハンダボー
ルでの接続用導体パッドとが、スルーホール導体で結線
されており、半導体チップが樹脂封止されている構造の
半導体プラスチックパッケージに用いるプリント配線板
用金属芯入り両面金属箔張積層板の金属芯の製造法であ
って、平滑な金属板の表裏面の、円錐台形突起を形成す
る範囲の部分及びクリアランスホール部分以外にエッチ
ングレジストを残し、両側からエッチングを行なってク
リアランスホール、又はスリット孔の一部をエッチング
除去してから、エッチングレジストを除去し、中央部の
半導体チップを搭載する面積、及び反対面の熱放散用ボ
ールパッド部に相当する範囲に、ハンダを付着させ、ア
ルカリ性エッチング液で両面からエッチングして、両面
にハンダが付着した円錐台形の突起を形成すると同時
に、クリアランスホール、又はスリット孔をあける金属
芯の製造方法が提供される。この製造方法により、得ら
れた金属芯を使用し、両側にプリプレグ、樹脂シート、
樹脂付き金属箔、或いは塗料による塗膜を配置し、必要
により、その外側に金属箔を置いて、加熱、加圧下に積
層成形して得られた両面金属箔張積層板を用いて作成し
たプリント配線板は、表裏層の金属箔と円錐台形突起と
は、ハンダで強固に接続しており、発生した熱はこの金
属板を通して逃げるようにした半導体プラスチックパッ
ケージとすることにより、内層金属芯と表層の金属箔と
の接続信頼性に優れ、半導体チップの下面からの吸湿が
なく、吸湿後の耐熱性、すなわちポップコーン現象が大
幅に改善できるとともに、熱放散性も改善でき、加えて
大量生産性にも適しており、経済性の改善された、新規
な構造の半導体プラスチックパッケージに用いられるプ
リント配線板用の金属芯が得られる。
【図１】実施例１の金属芯の製造工程及びそれを用いた
半導体プラスチックパッケージ用プリント配線板に用い
る両面金属箔張積層板。
半導体プラスチックパッケージ用プリント配線板に用い
る両面金属箔張積層板。
【図２】比較例１の半導体プラスチックパッケージの製
造工程。
造工程。
【図３】比較例２の半導体プラスチックパッケージの製
造工程。
造工程。
ａ エッチングレジスト ｂ 金属板 ｃ 鉛フリーハンダ ｄ クリアランスホール ｅ 金属箔 ｆ プリプレグＣ ｇ プリプレグＢ ｈ 放熱用スルーホール ｉ 半導体チップ ｊ 銀ペースト ｋ ボンディングワイヤ ｌ 封止樹脂 ｍ ハンダボール ｎ メッキレジスト
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも１個の半導体チップを熱伝導
性接着剤で直接固定するための金属芯プリント配線板に
おいて、表裏に、ハンダが付着した複数個の円錐台形金
属突起部と、表裏導通孔形成のためのクリアランスホー
ル又はスリット孔が形成されている金属板の表裏に、半
硬化状態の熱硬化性樹脂組成物のプリプレグ、樹脂シー
ト、樹脂付き金属箔或いは塗料層を配置し、さらに、そ
の外側に、必要により金属箔を配置し、加熱、加圧下に
積層成形して得られる半導体プラスチックパッケージに
用いるプリント配線板用金属芯入り両面金属箔張積層板
の金属芯の製造方法であって、まず金属板のクリアラン
スホール部の厚さ方向の一部をエッチングし、次いで、
円錐台形突起部形成部分の金属板両面にハンダを付着
し、アルカリ性エッチング液によって、ハンダが付着し
た円錐台形突起部を両面に形成すると同時にクリアラン
スホール或いはスリット孔を形成することを特徴とする
金属芯入りプリント配線板用金属芯の製造方法。 - 【請求項２】 該金属板が、銅95重量%以上の銅合金或い
は純銅であることを特徴とする請求項１記載の金属芯の
製造方法。 - 【請求項３】 該ハンダが、融点110〜250℃の鉛フリー
ハンダであることを特徴とする請求項１または２記載の
金属芯の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16927298A JPH11345907A (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | 金属芯入りプリント配線板用金属芯の製造方法 |
| US09/237,840 US6097089A (en) | 1998-01-28 | 1999-01-27 | Semiconductor plastic package, metal plate for said package, and method of producing copper-clad board for said package |
| EP99300654A EP0933813A2 (en) | 1998-01-28 | 1999-01-28 | Semiconductor plastic package, metal plate for said package, and method of producing copper-clad board for said package |
| KR1019990002682A KR19990068179A (ko) | 1998-01-28 | 1999-01-28 | 반도체 플라스틱 패키지, 그 패키지용 금속판 및 그 패키지용 구리적층판의 제조방법 |
| US09/583,148 US6265767B1 (en) | 1919-04-03 | 2000-05-30 | Semiconductor plastic package, metal plate for said package, and method of producing copper-clad board for said package |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16927298A JPH11345907A (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | 金属芯入りプリント配線板用金属芯の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11345907A true JPH11345907A (ja) | 1999-12-14 |
Family
ID=15883441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16927298A Pending JPH11345907A (ja) | 1919-04-03 | 1998-06-02 | 金属芯入りプリント配線板用金属芯の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11345907A (ja) |
-
1998
- 1998-06-02 JP JP16927298A patent/JPH11345907A/ja active Pending
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