JPS60187098A

JPS60187098A - プラグインパツケ−ジ基板

Info

Publication number: JPS60187098A
Application number: JP4324784A
Authority: JP
Inventors: 勝美馬渕; 香村　利民
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1984-03-07
Filing date: 1984-03-07
Publication date: 1985-09-24
Also published as: JPH0525200B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、有機系樹脂素材のプリント配線用基板に金属
板を貼着し半導体素子からの熱放散性を向上させたプラ
グインパッケージ基板（ピングリッドアレーともいう）
に関する。

従来、基板裏面に外部接続用の入出力ピンを配設した半
導体搭載用プラグインパッケージとしては第１図の斜視
図に示すようなセラミックス製基板のものかあり、アル
ミナ基板等の各種セラミックス焼結体から成る基板（イ
）の表面に、半導体素子塔載部分（ロ）を中心として略
放射線状にプリント配線回路の導体部分ぐ→が形成され
、該回路と導通して外部接続用の入出力ピンに）が基板
の裏面に格子の交差点上に整列して配設されたものであ
る。

最近の半導体素子は高集積化され、半導体素子からの発
熱が多くなシ、アルミナなどのセラミックス基板では半
導体素子からの発熱に対し十分な熱放散が得られず、比
較的低い出力の半導体素子すなわち発熱が少い半導体素
子のみに適用されており、高い出力の半導体素子は放熱
用のフィンを用けるなどの対策が必要である。

本発明は、上記従来のプラグインパッケージ基板の欠点
である熱放散性を向上させるために、金属板の放熱特性
を最大限に発揮させる構造とすべく、プリント配線用基
板と金属板を接着剤などを介して接合し一体化すること
により、半導体素子などの電子部品から発生する熱を金
属板を通じて効率よく放散できる構造とし、プリント配
線用基板のスルホール部及びランド部に相当する金属板
にスルホール部及びランド部より大きい穴を設け、プリ
ント配線基板と金属板とを電気的に完全に絶縁化し信頼
性の高いプラグインパッケージ基板を提供することを目
的とするものである。

半導体素子外らの発熱を効率よく外部へ放散するプラグ
インパッケージ基板としては第２図の断面図に示す構造
のプラグインパッケージ基板が考えられる。

第２図において（ａ）はプリント配線基板であり表面に
はプリント配線回路（ｈ）が形成されており、該プリン
ト配線基板（ａ）の裏面全体に接着層（ｂｌを介して金
属板（０）が貼着されている。（ｄ）はプリント配線基
板のスさホールであり、該スルホールには、外部接続用
のピン（ｅ）がはんだ（ｆ）により固定されることによ
り、プリント配線回路と電気的に接続している。（ｇ）
は半導体素子塔載用の凹部であり底面は金属面が露出し
ている。該凹部の金属板に半導体素子をダイボンディン
グし、ワイヤーボンディング。

後、エポキシ樹脂などを用いて半導体素子及び半導体素
子周辺を封止することによって外部から半導体素子を保
護する。半導体素子から発生する熱は、熱伝導性の高い
金属板（Ｃ）　ｆ通して外部へ速やかに放散されるため
、高い出力の半導体素子を塔載しても半導体素子表面の
温度上昇は栖めて少く、従って熱による半導体素子への
影響は、はとんど見られない。このように第２図のプラ
グインパッケージ基板は、高い放熱特性を備えた基板で
あるが、次の様な問題点を持っている。第３図は第２図
のプラグインパッケージ基板のスルホール周辺部を拡大
した断面図である。第３図において一１接着層（ｂ）が
薄い場合は、金属板（Ｃ）をプリント配線基板（ａ）に
貼着後、プリント配線基板（＆）のスルホール及びラン
ド（ｉ）が金属板（Ｃ１と電気的に短絡して性能面の支
障が生じる。又逆に接着層が厚い場合は金属板をプリン
ト配線基板に貼着時に、接着層が、スルホール内部へ流
れ込んでスルホールの一部ヲ接着層で埋めるためピンを
スルホールへ挿入スる際に障害となったり、あるいは、
ピンとスルホールが電気的に接触不良を起こしたりする
。さらに第３図の（ｊ）に示すようにランド周辺部の接
着層内部に気泡が残るため金属板とプリント配線基板の
密着が著しく低下する。さらにはスルホール内への外部
接続ピンは片面からのみしか挿入できず、基板構造や製
造方法が限定される欠点がある。

本発明は金属板をプリント配線基板に貼着する前後にプ
リント配線基板のスルホール部及びランド部よりも大き
い穴を金属板に形成し、プリント配線基板と金属板を接
着層を介して一体化することにより上記の問題点を解消
し、信頼性の高いプラグインパッケージ基板を提供する
ものである。

以下本発明を図面に基いて具体的に説明する。

第４図は本発明のプラグインパッケージ基板の金属板側
から見た平面図であり、第５図Ｉｆｉ第４図のＡ−Ｂ間
の断面図を示している。第４図、第５図において（１）
は有機系樹脂素材からなるプリント配線基板である。代
表的なものはガラスエポキシ樹脂基板、紙フエノール樹
脂基板、紙エポキシ樹脂基板、ガラスポリイミド樹脂基
板、ガラストリアジン樹脂基板などである。（２）は接
着層であり、未硬化のエポキシ樹脂含浸のガラスクロス
、又は耐熱性の接着シート、又は液状の樹脂などを用い
る。

（３）は金属板であり銅、銅合金、鉄、鉄合金、アルミ
ニウム、アルミニウム合金などの比較的熱伝導率が高い
金属板が望しく、必要に応じて金属板表面に金属メッキ
を行ってもよい。（４）は外部接続用の金属製ピンであ
り、通常スズ、はんだ、金などのメッキが施しである。

（５）は金属製ビンをスルホール、ランドに固定した、
はんだである。金属製ビンの別の固定方法として、少く
ともスルホール径より太い部分を有する金属製ビンをス
ルホールに嵌挿固着して固定してもよい。（６１ｔ／ｉ
プリント配線基板のスルホ−〃及びランドであり、（７
）は、半導体素子搭載用の凹部であり、金属板が露出し
ている。該凹部の金属面、側壁面に金属メッキ層を形成
すれば熱放散性がより向上する。なおプリント配線基板
において金属板との接合面に、ランド以外ノフリント配
線回路が形成されている時は、その部分の銅板を取シ除
けばよい。

以上の様な本発明のプラグインパッケージ基板は、プリ
ント配線基板のスルホール及びランドと金属とが完全に
絶縁化されること忙エリ電気的な短絡は全く起こること
はなく、接着層がスルホールへ流れ込むこともなく、又
金属板とプリント配線基板との接着層にエアーを巻きこ
むことは極めて少く、信頼性が著しく向上する。さらに
第６図に示すように金属板側からのピン挿入も可能であ
り、自由度が極めて高くなる。又金属板の穴を樹脂封止
することにより、穴を通して外部の水が浸入することが
防止でき、さらにはより強くピンが固定可能である。

次に本発明のプラグインパッケージ基板の製造方法につ
いて説明する。

第７図の図（あ）は銅板（３）に未硬化エポキシ接着シ
ート（２）を仮接着した状態の断面図である。図（い）
は前記銅板並びに未硬化エポキシ接着シートに穴（８）
を明けた状態の断面図である。穴明けはドリリングマシ
ーン、金型彦どで行う。図（う）は公知の工程で回路形
成されたガラスエポキシの両面プリント配線基板（１）
に図（い）に示す銅板をプレスで、加熱圧着し、エポキ
シ接着シー）？加熱硬化させてプリント配線基板と銅板
を一体化した７状態の断面図を示している。この時銅板
の穴はスルホール及びランド部より大きい穴である。図
（え）は、前記プリント配線基板側からザグリを行い底
面に銅板を露出させ半導体素子搭載用の凹部（７）を形
成したものである。図（お）は、前記プリント配線基板
のスルホールに外部接続用の金属製ビン（４）全挿入固
定した本発明のプラグインパッケージ基板の断面図であ
る。

又回路形成後のプリント配線基板の半導体素子塔載部を
、あらかじめ金型による打ち抜き加工又はザグリ加工な
どで貫通孔を形成した後に図（い）に示すような銅板を
貼着してもよい。この場合半導体素子搭載部に相当する
銅板表面には接着層を用けないで、銅板表面を露出させ
ておく。

次に第８図は本発明のプラグインパッケージ基板の別の
製造方法を示す断面図である。第８図において図（か）
はガラスエポキシからなる片面銅張シ積層板（９）に接
着層（２）を介して銅板（３）を貼着した状態の断面図
を示す。核内において（１０）は銅箔である。又通常の
両面銅張り積層板の製造において片面側の銅箔に代って
銅板を使用すれば特別な接着層を必要としない。図（き
）は銅板を貼着した積層板にスルホール用の穴（８）を
明けた状態の断面図である。図（＜）は半導体塔載部を
ザグリ加工し銅板表面を露出させ四部（７）を形成した
状態の断面図である。図（け）は該基板及び銅板全体に
公知の方法によりスルホールメッキを行い、表面に銅メ
ッキ層（１１）を形成した状態の断面図である。次に図
に）に示すように該基板表面に感光性樹脂被膜（１２）
を貼着し半導体素子搭載用の凹部を含む回路パターンを
形成し、エツチングにより導体回路を形成後感光性樹脂
被膜を除去し、図（さ）の断面図に示すような導体回路
を持った基板を得ることができる。図（さ）において、
凹部（７）の内壁面及び底面には銅メッキ層が形成され
ており、又銅板側のランド（１３）は銅板で形成され、
他の銅板（１４）とは電気的に完全に絶縁化状態である
。図（さ）の状態を形成する別の方法として、感光性樹
脂によりネガパターンを形成し、異金属メッキ、例えば
、錫、はんだ、金などのメッキにより半導体素子搭載用
の凹部を含む回路パターンを形成し、該異金属メッキを
エツチングレジストとして、所望の導体回路を形成する
こともできる。又凹部に金属メッキ層を必要としない時
は、所望の導体回路を形成後ザグリ加工により凹部を形
成すればよい。次に図（シ）は前記プリント配線基板の
スルホールに外部接続用のピン（４）を挿入固定した本
発明のプラグインパッケージ基板の断面図である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセラミック製プラグインパッケージの斜
視図、第２図はプリント基板裏面に金属板を貼着した状
態の断面図、第３図は、第２図のスルホール周辺部を拡
大した断面図、第４図は本発明のプラグインパッケージ
基板の金属板側の平面図、第５図及び第６図は本発明の
プラグインパッケージ基板の断面図、第７図及び第８図
は本発明のプラグインパッケージ基板の製造方法の断面
図の例である。（イ）・・・・・・・・・セラミック基板←）・・・・
・・・・・半導体搭載用凹部ｆ−Ｑ・・・・・・・・・
プリント配線回路に）・・・・・・・・・外部接続用入
出力ビン（ａ）・・・・・・・・・プリント配線基板（
ｂ）・・・・・・・・・接着層（０）−・・・・・・・金属板（ｄ）−・・・・・・・・スルホール（ｅ）・・・・・・・・・外部接続用の入出力ピン（ｆ
）−・・・・・・・・はんだ（ｇ）・・・・・・・・・半導体搭載用四部（ｈ）・・
・・・・・・・プリント配線回路（ｉ）・・・・・・・
・・スルホール及びランド（ｊ）・・・・・・・・・気
泡（１）・・・・・・・・・有樹系樹脂素材のプリント配
線基板（２）・・・・・・・・・接着層（３）・・・・・・・・・金属板（４）・・・・・・・・・外部接続用の金属製ビン（５
）・・・・・・・・・はんだ（６）・・・・・・・・・スルホール・ランド（７）−
・・・・・・・・半導体素子搭載用四部（８）・・・・
・・・・・穴（９）・・・・・・・・・片面銅張り積層板（１０）・
・・・・・銅箔（１１）・・・・・・銅メッキ層（１２）・・・・・・感光性樹脂被膜（１３）・・・・・・ランド（１４）・・・・・・銅板第１図第３図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】１、有機系樹脂素材からなるプリント配線用基板にスル
ホールを有するプリント配線回路が形成され、該基板の
裏面には金属板が貼着されており、前記基板のスルホー
ル部及びランド部の上表面の金属板二は少くともスルホ
ール部及びランド部よりも大きい穴が設けられ、スルホ
ールには前記プリント配線回路と導通する外部接続用の
入出力ビンが整列して配設されて成るプラグインパッケ
ージ基板。２、半導体素子搭載部に貫通孔を有する有機系樹脂素材
のプリント配線基板の裏面に金属板が接着層を介して貼
着されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のプラグインパッケージ基板。３、有機系樹脂素材のプリント配線基板の裏面に金属板
を貼着し、半導体素子塔載部は金属板が露出するように
ザグリ加工にて凹部が形成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のプラグインパッケージ基板
。４、片面に銅箔が貼着され、別の片面には銅板が貼着さ
れた有機系樹脂素材のプリント配線用積層板に穴明後、
スルホールメッキ、エツチングを経てスルホール部及び
ランド部の外周部の金属板に穴を形成したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のプラグインパッケージ
基板。５、特許請求の範囲第４項記載において半導体素子搭載
部は金属板が露出するようにザグリ加工にて凹部が形成
されたことを特徴とするプラグインパッケージ基板。６、特許請求の範囲第４項記載においてランドが金属板
からなることを特徴とするプラグインパッケージ基板。７、半導体素子塔載用凹部の底面及び側壁面にはスルホ
ールメッキにより金属メッキ層が形成されていることを
特徴とする特許請求の載囲第１項〜第６項記載のプラグ
インパッケージ基板。８．金属板の穴が樹脂封止されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項〜第７項記載のプラグインパッケ
ージ基板。