JPS622591A - 金属ベ−ス混成集積回路基板の製法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、異種金属複合箔を用いて混成集積回路パター
ンを形成する製造法に関し、さらに詳しくは、回路パタ
ーンの局所的に大電流を流すことができるハイパワー用
の金属ベース混成集積回路基板の製造法に関する。

（従来の技術） 混成集積回路用基板としては従来からセラミック基板が
多く使用されて来たが、近年金属をベースとした金属基
板が放熱性、熱伝導性や加工性等に優れるため、一部で
既に大量に使用される様になって来た。

この金属ベース基板に半導体のベアーチップを実装する
場合、グイボンディングしたベアーチップから、アルミ
ニウム線もしくは金線による、いわゆるワイヤーボンデ
ィングが不可欠となる。特にアルミニウム線は安価であ
り、パワー素子のワイヤーボンディングには不可欠であ
ることから、このアルミニウム線を超音波ワイヤーボン
ディングするいわゆるポンディングパッドを回路上に形
成する必要があった。

このポンディングパッドを形成する方法にはメッキ法や
金属ペレットの接着等があるが、新しい方法としてアル
ミニウムと銅の複合金属箔を張シ合せた基板を用い、エ
ツチングによりアルミニウムのポンディングパッドを形
成する方法が用いられて来ている（特開昭５８−４８４
３２号公報晃このアルミニウムのポンディングパッドの
特徴はエツチングにより所望の部位に再現性よく、多数
のアルミニウムパッドを形成できることと、アルミニウ
ム線による超音波ざンデイングでは、アルミニウムーア
ルミニウムの結合となるため、作業範囲も広く、信頼性
が高い等が挙げられる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで近年、混成集積回路用基板もより高密度な実装
が望まれ、パワー素子の集積化が可能な回路基板が強く
要望されている。特にインバータで代表されるパワーモ
ジュール用の基板においては上述の放熱性や高熱伝導性
とワイヤーボンディング性の他に通常プリント基板で用
いられている１８μｍや６５μｍの厚さの銅箔でも電流
容量が不足するため、より厚い導体が要望されていた。

しかしながら、金属ベース基板で上述の要求を満たすこ
とは困難であった。例えば、大電流用の銅箔は市販され
ているもののこの箔は厚みが厚いため、回路形成である
エツチングに時間がかかるためコスト高になることと、
高密度の回路形成が困難である（特公昭５４−８５１０
号公報）こと及びワイヤーポンディングパッドの形成が
難しいことが欠点としてあった。

従って前述のアルミニウムと銅の複合金属箔を張り合せ
た金属ベース基板が注目されるが、高密度回路を形成す
るためには薄い銅箔である必要があり、大電流を流せな
い欠点を有していた。

本発明はこの欠点を解決し、異種複合箔張金属ベース基
板に大電流が流せる様に改良することを目的とし、回路
パターンの局所にメッキ処理することにより、大電流通
電を可能とした金属ベース混成集積回路基板の製造法を
提供するものである。

（問題点を解決するための手段） すなわち本発明は、金属板の少くとも一主面に良熱伝導
性を有する絶縁層を介して異種金属複合箔を積層して成
る金属基板の回路形成において、該金属ベース基板の金
属が露出せる面をマスクする工１と、厚付きメッキする
部分以外の部分にメッキレジスト兼エツチングレジスト
を設け、上層金属をエツチング剤で選択エツチングによ
り除去する工程と、更に該基板を厚付はメッキする工程
と、前記メッキレジスト兼エツチングレジストを除去す
る工程と、完成品回路パターンとなる部分にエツチング
レジストを設けてエツチング剤でエツチングし、次いで
前記エツチングレジストを除去する工程とからなること
を特徴とする金属ペース混成轡積回路基板の製法である
。

以下図面により本発明を説明する。

第１図は本発明の製造法にて作製された回路基板であっ
て、ベース金属板１に良熱伝導絶縁層２を介して異種金
属複合箔１１からなる銅箔３とアルミニウム箔４をエツ
チングして作った回路パターンと大電流通電導体となる
厚付きメッキ部５が形成されている断面図である。

次に第１図の回路基板を製造する工程は、まづベース金
属板１と良熱伝導絶縁層２および異種金属複合箔１１と
なる異種金属複合箔張金属ベース基板（第２図）を用い
、ベース金属板１の露出面にポリ塩化ビニルフィルム９
でマスクする。このベース基板を用いて、実装時のワイ
ヤーボンディング用アルミニウムパッド４′を得るには
、アルミニウム箔４に所望する回路パターンに相当する
部位ニメッキレジスト兼エツチングレジスト９を施こし
、エツチング剤でアルミニウム箔４を選択エツチングし
て形成する（第３図）。次にエッチングされた露出面の
銅箔３に厚付き鋼メッキ部５を形成しく第４図）、前記
レジスト９を除去する。

さらに異種金属複合箔１１の下層金属である銅箔３の回
路パターン形成は、再度エツチングレジスト１０によシ
被覆され（第５図）、その後エツチング剤でエツチング
して回路を設け、最終的に前記エツチングレジスト１０
を除去すると共にポリ塩化ビニル８を剥離して第１図の
回路基板を作製する。

なお第６図は、本発明の製造法で作製した第１図の回路
基板を用いて、パワー素子６とアルミニウム太線７での
実装の応用例の１つである。

本発明に用いる異種金属複合箔張金属ベース基板のベー
ス金属板１は、熱伝導性の良いアルミニウム、銅、アル
ミニウム合金、銅合金およびアルマイト等が好ましいが
、本発明はこれに限定するものではない。

良熱伝導絶縁層２として、エポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂およびフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂に良熱伝導性
無機粉体、例えばアルミナ粉、ボロンナイトライド粉、
ベリリア粉、マグネシア粉および石英粉などを配合した
ものが熱伝導の点から良い。

次に異種金属複合箔１１にはアルミニウム箔４と銅箔３
を圧延圧接した箔、アルミニウム箔に銅をメッキした箔
、あるいはアルミニウム箔にニッケル、銅を順次メッキ
した箔などが用いられる。

また本発明の銅箔への厚付きメッキは電解メッキにて行
う。この厚付きメッキは大電流通電を行うためであり、
メッキ厚は生地も含めて６５μｍ超以上好ましくは４５
μｍ〜３００μｍ１さらに好ましくは５０μｍ〜１５０
μｍである。メッキ厚が３５μｍ以下では大電流通電容
量が得られず、また上限は別に制限はないが、コスト的
に６００μｍ程度が限度である。

本発明に用いる銅の選択エツチング剤としては、特に限
定しないが、過硫酸アンモニウム水溶液や硫酸／過酸化
水素系エツチング剤等の過酸化物系エツチング剤がある
。

一部アルミニウムの選択エツチング剤としては、苛性ソ
ーダ水溶液や苛性カリ水溶液等の無機の強アルカリ水溶
液に各種添加剤を入れたものが用いられる。

更にアルミニウムと銅を非選択的にエツチングする場合
には、塩化第２鉄水溶液や塩化第２銅水溶液等のエツチ
ング剤を用いる。

また本発明に用いるメッキ兼エツチングレジストは、耐
酸性と耐アルカリ性を兼ね備えたものが好ましいが、メ
ッキをアルカリ性浴で行なう場合は、耐アルカリ性のも
のでもよい。この様なレジストとしては、市販のメッキ
レジストやドライフィルムの一部がある。

（実施例） 以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

実施例１ 金属ベース高熱伝導基板として４０μｍのアルミニウム
箔（上層）と１０μｍの銅箔（下層）から成る複合金属
箔をフィラー人ジェポキシ樹脂絶縁層（８０μｍ）を介
して１．５ｍｍのアルミニウム板に積層したＨＩＴＴ　
７°レート（電気化学工業社製商品名）を用いた（第２
図）。

まづＨＩＴＴプレートのベースアルミニウム板は、裏面
に粘着剤がコーティングしであるポリ塩化ビニルフィル
ムをラミネートした。次いでメッキレジスト兼エツチン
グレジストを複合金属箔のアルミニウム箔の所望の部位
に印刷し、乾燥後、苛性ソーダ系エツチング液により選
択エツチングし下層鋼箔を露出させた（第３図）。

次に硫酸銅浴で電解メッキし銅厚みを７０μｍとした（
第４図）。得られた基板のレゾストインクを剥離し更に
エツチングレジストを印刷して（第５図）、苛性ソーダ
系エツチング液でアルミニウムをエツチングし次いで過
硫酸アンモニア系エツチング液で銅をエツチングし全回
路を形成した。最後にレジストを除去し、裏面のフィル
ムを剥離して混成集積回路基板（第１図）を製造した。

（発明の効果） 本発明の製法によシ製造した金属ベース混成集積回路基
板は、導体が厚付きメッキにより厚くなつているため、
大電流を流すことができる他に、アルミニウムのビンデ
ィングパッドを有するため、半導体ベレットを直接ワイ
ヤーボンディングできるという利点を有している。

この他、厚付きメッキを用いることにより、ヒートスゾ
レツダーの代りにも出来るためパワー素子を直接ハンダ
付することも可能である。

更に微細パターンも可能であり、高密度実装混成集積回
路基板が製造できる特徴を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造法で作製された回路基板の断面図
であり、第２図〜第５図は、第１図の製造工程断面図で
ある。 また第６図は第１図の回路基板を用いた応用例の断面図
を表わす。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属板の少くとも一主面に良熱伝導性を有する絶
   縁層を介して異種金属複合箔を積層して成る金属基板の
   回路形成において、該金属ベース基板の金属が露出せる
   面をマスクする工程と、厚付きメッキする部分以外の部
   分にメッキレジスト兼エッチングレジストを設け、上層
   金属をエッチング剤で選択エッチングにより除去する工
   程と、更に該基板を厚付けメッキする工程と、前記メッ
   キレジスト兼エッチングレジストを除去する工程と、完
   成品回路パターンとなる部分にエッチングレジストを設
   けてエッチング剤でエッチングし、次いで前記エッチン
   グレジストを除去する工程とからなることを特徴とする
   金属ベース混成集積回路基板の製法。
2. （２）異種金属複合箔がアルミニウムと銅から成ること
   を特徴とする特許請求範囲第一項記載の金属ベース混成
   集積回路基板の製法。
3. （３）上層金属がアルミニウムであることを特徴とする
   特許請求範囲第１項または第２項記載の金属ベース混成
   集積回路基板の製法。
4. （４）厚付きメッキが銅メッキであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の金属ベース混成集積回路基
   板の製法。