JPH039341Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、時計、カメラおよび各種用途のチツ
プ素子搭載用基板として最適な電子部品搭載用基
板に関する。

〔従来技術〕

従来、半導体素子などの電子部品をプリント配
線用基板に搭載し、ワイヤーボンデイングにより
電気的に接続した電子部品搭載用基板が、時計や
カメラなどの内装基板として使用されている。

第７図ａは、半導体素子を直接プリント配線用
基板に搭載する場合の一例であり、プリント配線
用基板としては、セラミツク基板や有機系樹脂基
板が用いられている。

第７図ｂは、ザグリ加工又は積層成形により、
プリント配線用基板の表面側に電子部品搭載用凹
部を設け、その中に半導体素子を搭載した電子部
品搭載用基板である。

ところで、これら従来の電子部品搭載用基板
は、半導体素子から発生する熱に対して十分な熱
放散ができない。そのため、比較的低い出力、即
ち発熱量が少ない半導体素子のみに適用されてお
り、高出力の半導体素子搭載には適していない。

特に、有機系樹脂基板は、軽量であるため、前
記時計用、カメラ用の電子部品搭載用基板として
最適であるが、他面、金属などに比べ熱電導率が
低いため半導体素子からの熱放散性は劣つてい
る。

そのため、有機系樹脂基板は、特に最近の高集
積化された高い出力の半導体素子の搭載にはその
放熱能力が不十分である。また、有機系樹脂基板
の欠点は、耐湿性がセラミツク基板に比べて非常
に低い。そのため、第７図ｂに示す構造の場合に
は、外部からの湿気がプリント配線用基板の裏面
側から浸入して、半導体素子を腐食させる。

そこで、従来、上記放熱性を向上させるため
に、アルミニウム、銅、鉄等の熱良導伝基板の上
に、ニツケルめつき層、はんだを介在させてSi素
子を搭載した電子回路が提案されている（特開昭
55−93286号公報）。

また、プリント配線用基板の裏面側の全面に放
熱用金属板を接合し、プリント配線用基板の表面
側には電子部品搭載用凹部を設けた半導体装置用
配線基板が提案されている（特開昭50−143072号
公報）。

更に、プリント配線用基板の裏面側の全面に放
熱用金属板を接合し、プリント配線用基板の表面
側には半導体素子を搭載した印刷配線基板が提案
されている（特開昭47−27376号公報）。

〔解決しようとする課題〕

ところで、上記従来の電子部品搭載用基板に
は、次の問題点がある。

即ち、まず、前記のごとく、時計、カメラなど
に用いる電子部品搭載用基板は、できるだけ軽量
で、かつ薄型、小型であることが要求される。

また、放熱用金属板は、プリント配線用基板に
確実に装着され、長期間の使用中にも脱落するこ
とがないように接合しておく必要がある。

しかしながら、上記公開公報に示される従来の
電子部品搭載用基板は、その裏面側の全面に、放
熱用金属板が接合されている。そのため、該放熱
用金属板の厚み分だけ電子部品搭載用基板全体の
厚みが大きくなつてしまう。

また、いずれの場合もプリント配線用基板の裏
面側に放熱用金属板が接合されており、放熱用金
属板の全体が露出しているため、長期使用中にプ
リント配線用基板と放熱用金属板との間に剥離を
生じ、放熱用金属板が脱落するおそれがある。

特に、プリント配線用基板として有機系樹脂基
板を用いた場合には、プリント配線用基板と放熱
用金属板とは一方が樹脂、一方が金属であるた
め、両者の熱膨張係数が大きく異なる。それ故、
使用環境下における熱サイクル（加熱，冷却）の
繰り返しによつて、両者の接合部に剥離を生じ易
く、放熱用金属板の脱落のおそれが大きい。

また、従来のごとく放熱用金属板をプリント配
線用基板の裏面側全面に設けた場合には、プリン
ト配線用基板の裏面側には導体回路を全く設ける
ことができない。そのため、導体回路設計の自由
度が低い。特に、近年は、電子部品搭載用基板に
対してより大きくの導体回路を設けることが切望
されている。

本考案はかかる従来技術の問題点に鑑み、有機
系樹脂基板のプリント配線用基板を用いた場合に
おいて、放熱用金属板の確実な装着接合ができ、
全体厚みが薄く、放熱性、耐湿性に優れた電子部
品搭載用基板を提供しようとするものである。

〔課題の解決手段〕

本考案は、有機系樹脂基板よりなるプリント配
線用基板の裏面側に放熱用金属板を装着するため
の装着用凹所を有し、また該装着用凹所の天井面
には金属被膜層を有してなり、また、上記装着用
凹所内には上記金属被膜層に対してはんだ層を介
して上記放熱用金属板を装着接合し、一方プリン
ト配線用基板の表面側には上記放熱用金属板に達
する電子部品搭載用凹部を形成してなることを特
徴とする電子部品搭載用基板にある。

本考案において最も注目すべきことは、プリン
ト配線用基板として有機系樹脂基板を用い、該プ
リント配線用基板の裏面側に上記装着用凹所を設
け、該装着用凹所内には上記金属被膜層及びはん
だ層を介して放熱用金属板を装着接合したことに
ある。

〔作用及び効果〕

本考案においては、プリント配線用基板の裏面
側に装着用凹所を設け、該装着用凹所の中に放熱
用金属板を装着固定している。そのため、従来の
ごとくプリント配線用基板の裏面側の全面に放熱
用金属板を接合する場合に比して、電子部品搭載
用基板全体の厚みを薄くすることができ、前記の
ごとく時計用、カメラ用等の電子部品搭載用基板
として極めて好適である。

また、装着用凹所の中へ放熱用金属板を装着接
合するに当つては、装着用凹所の天井面に金属被
膜層を設け、該金属被膜層に対してはんだ層を介
して放熱用金属板を接合している。そのため、熱
膨張係数が大きく異なる有機系樹脂基板（プリン
ト配線用基板）と放熱用金属板との間には、金属
被膜層とはんだ層が介在し、両者間の熱膨張差が
緩和される。

それ故、熱サイクルに対しても、プリント配線
用基板と放熱用金属板の接合は強く保持され、放
熱用金属板がプリント配線用基板から剥離するこ
とはない。

また、放熱用金属板はプリント配線用基板の装
着用凹所内に装着されているので、放熱用金属板
はその上面及び外周が装着用凹所により覆われた
状態となる。そのため、従来のごとく、プリント
配線用基板の裏面側全体に放熱用金属板を接合し
た場合に比して、放熱用金属板が確実に保持され
る。

また、放熱用金属板は、プリント配線用基板の
裏面側の一部に設けた装着用凹所内に設けてある
ため、装着用凹所以外の上記裏面側部分には必要
に応じて導体回路を形成することができ、導体回
路設計の自由度が向上する。

また、電子部品搭載用凹部の底面及びその周辺
には、上記金属被膜層、はんだ層、更には放熱用
金属板があり、これらは全て金属である。そのた
め、電子部品の熱は、金属被膜層、はんだ層、放
熱用金属板を通じて極めて円滑に放熱される。

更に、上記金属被膜層、はんだ層、放熱用金属
板があるため、電子部品搭載用凹部への湿気浸入
が阻止される。もしも、プリント配線用基板と放
熱用金属板との接合を樹脂接着剤で行つた場合に
は、該樹脂接着剤を介して、電子部品搭載用凹部
内に湿気が浸入するばかりか、該湿気により該樹
脂接着剤が膨潤し、プリント配線用基板から放熱
用金属板が脱落する。

しかも、本考案と構成全体として、電子部品搭
載用凹部と上記装着用凹所とを設けたことによ
り、電子部品と基板裏面との距離が短縮される。
つまり、有機系樹脂基板の裏面から電子部品に浸
入しようとする、湿気の浸入経路が短縮される。
しかし、本考案においては、その浸入経路内に上
記金属被膜層、はんだ層を設けているので、裏面
側からの湿気浸入を完全に遮断できる。

以上のごとく、本考案によれば、有機系樹脂基
板のプリント配線用基板を用いた場合において、
放熱用金属板の確実な装着接合ができ、全体厚み
が薄く、放熱性、耐湿性に優れた電子部品搭載用
基板を提供することができる。

〔実施例〕

以下に、本考案の実施例にかかる電子部品搭載
用基板につき、第１図〜第６図を用いて具体的に
説明する。

本例の電子部品搭載用基板は、第４図に示すご
とく、有機系樹脂基板よりなるプリント配線用基
板１の裏面側に放熱用金属板４を装着するための
装着用凹所を有し、また該装着用凹所の天井面に
は金属被膜層２を形成してある。また、上記装着
用凹所内には、上記金属被膜層２に対してはんだ
層３を介して放熱用金属板４を装着、接合してい
る。一方、プリント配線用基板１の表面側には上
記放熱用金属板４に達する電子部品搭載用凹部５
を形成している。

上記プリント配線用基板に用いる有機系樹脂基
板の代表的なものは、ガラス繊維強化エポキシ樹
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、紙・エポキシ樹脂基板、
紙・フエノール樹脂基板などである。

金属被膜層２は、金属メツキ被膜や銅箔等の金
属箔の貼着、又は金属箔に金属メツキを施すこと
により形成される。

はんだ層３は、鉛、スズなどを主成分としたも
ので組成は特に限定されるものではない。放熱用
金属板４は、銅、銅系合金、鉄、鉄系合金、アル
ミニウム、アルミニウム系合金など、比較的熱電
導率が大きいものが好ましい。該放熱用金属板４
は、電子部品搭載用凹部よりも幅広く、プリント
配線用基板１よりは幅狭である。

次に、第１図は、放熱用金属板接合部分の拡大
図を示すもので、プリント配線用基板１に対して
金属被膜層２、はんだ層３、電子部品搭載用基板
４を順次接合した状態が示されている。なお、電
子部品搭載用凹部５（第３図）は、未だ形成され
ていない。

また、第２図は、プリント配線用基板１に装着
用凹所が形成され、該装着用凹所の天井面に金属
被膜層２を有し、放熱用金属板４がはんだ層３を
介して、接合されている場合の縦断面図である。
該装着用凹所は、積層成形やザグリ加工などによ
り形成され、その大きさは放熱用金属板４の厚み
より若干大きな深さを有し、また放熱用金属板４
の外周形状より若干大きい。なお、前記プリント
配線用基板１の片面又は両面には、予め銅箔等の
導電被膜が積層貼着されていてもよい。

第３図及び第４図は、半導体素子等の電子部品
を搭載するための電子部品搭載用凹部５が設けら
れた状態を拡大して示すものである。

両図に示すごとく、プリント配線用基板１の表
面に導体回路部６が形成されている。また、電子
部品を搭載する箇所に電子部品搭載用凹部５が形
成され、その底面には放熱用金属板４の一部が露
出している。

上記放熱用金属板４は、金属被膜層２に、はん
だ層３を介して接合されている。そのため、電子
部品から発生した熱は、金属被膜層２、はんだ層
３を介して、放熱用金属板４へ速やかに伝導し、
外部へ放散される。それ故、高出力の電子部品の
搭載も可能となる。

また、装着用凹所内へ放熱用金属板４を装着す
るに際しては、まず装着用凹所の天井面に金属被
膜層２を形成しておき、次いではんだ層３を介し
て放熱用金属板４を接合している。そのため、熱
膨張係数が大きく異なる有機系樹脂基板と放熱用
金属板４との間には、金属被膜層２とはんだ層３
とが介在することとなり、プリント配線用基板１
と放熱用金属板４との間の熱膨張差が緩和される
こととなる。

それ故、電子部品搭載用基板の使用環境下にお
ける熱サイクルに対しても、プリント配線用基板
１と放熱用金属板４の接合は強く保持され、放熱
用金属板４が剥離することはない。

また、放熱用金属板４はプリント配線用基板１
の装着用凹所内に装着されているので、プリント
配線用基板１の裏面側全体に放熱用金属板を接合
した従来技術に比して、電子部品搭載用基板全体
の厚みを薄くすることができる。

また、放熱用金属板４は、プリント配線用基板
１の裏面側において、その一部に設けた装着用凹
所内に設けてあるので、装着用凹所以外の上記裏
面側部分には必要に応じて、導体回路を形成する
ことができる。それ故、導体回路設計の自由度が
向上する。

また、電子部品搭載用凹部５の底面及びその周
辺には、上記金属被膜層２、はんだ層３、放熱用
金属板４があるため、プリント配線用基板１の下
面を通じて、電子部品搭載用凹部５の内部へ湿気
が浸入することがない。

第５図は、第４図の電子部品搭載用凹部５の壁
面及び底面に金属メツキ被膜７を形成した場合の
縦断面図である。該金属メツキ被膜７は外部の湿
気がプリント配線用基板の外周面方向（同図の横
方向）を伝わつて、電子部品搭載用凹部５へ浸入
するのを防ぐ効果があり、一層耐湿性が向上する
利点を有する。

第６図は、本考案による電子部品搭載用基板に
半導体素子８を実装し、ワイヤーボンデイングに
より結線し、半導体素子及びその周辺部を樹脂１
０にて封止した状態の縦断面図である。前記樹脂
１０は封止用樹脂であり、エポキシ樹脂、シリコ
ーン樹脂などである。

本例の電子部品搭載用基板によれば、チツプキ
ヤリアやピングリツドアレイなどのパツケージ基
板として利用され、薄型で、放熱用金属板が確実
に装着でき、高熱放散性を有し、耐湿性が極めて
高いパツケージが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の電子部品搭載用基板の一部
構成を示す部分拡大縦断面図、第２図は、本考案
の電子部品搭載用基板の他の一部構成を示す部分
拡大縦断面図、第３図は、本考案の電子部品搭載
用基板の実施例を示す部分拡大縦断面図、第４図
は、本考案の電子部品搭載用基板の他の実施例を
示す部分拡大縦断面図、第５図は、本考案の電子
部品搭載用基板の更に他の実施例を示す部分拡大
縦断面図、第６図は、第３図に示した実施例に半
導体素子を実装した状態を示す部分拡大縦断面
図、第７図は、従来の電子部品搭載用基板の部分
拡大縦断面図である。 １……プリント配線用基板、２……金属被膜
層、３……はんだ層、４……金属板、５……電子
部品搭載用凹部、６……導体回路部、７……金属
メツキ被膜、８……半導体素子、９……ボンデイ
ングワイヤー、１０……封止用樹脂。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 有機系樹脂基板よりなるプリント配線用基板
   の裏面側に放熱用金属板を装着するための装着
   用凹所を有し、また該装着用凹所の天井面には
   金属被膜層を有してなり、 また、上記装着用凹所内には上記金属被膜層
   に対してはんだ層を介して上記放熱用金属板を
   装着接合し、一方プリント配線用基板の表面側
   には上記放熱用金属板に達する電子部品搭載用
   凹部を形成してなることを特徴とする電子部品
   搭載用基板。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項において、電
   子部品搭載用凹部の壁面及び底面には金属めつ
   き被膜が形成されていることを特徴とする電子
   部品搭載用基板。