JPS6286889A - 金属ベ−ス基板 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、チップキャリアや高発熱部品搭載基板などと
しで使用することができる金属ベース基板に関するもの
である。

［背景技術Ｊ ＩＣパッケージなどのような電子素子は、半導体チップ
などの電子部品チップをリーｌ′フレームに取り付けた
状態で樹脂封止や気密封止してパックークングすること
によって行われる。そしてこのような電子素子にあって
、端子数の増加に伴って電子部品チップを支持するキャ
リアとしでのり一ド７レームの替わりにプリント配線板
を用いる試みがなされている。

ここにおいて、近時の電子部品チップの高密度化は発熱
を伴い、この熱を逃がす工夫が必要とされており、従来
では電子部品チップの熱を逃がすために、金属板をベー
スとした金属ベース基板を用いることが検討されている
。しかしながら、電子部品チップのキャリアとしてこの
ような金属ベースのプリント配線板を用いた場合には、
例えばシリコンで形成されるチップを基板上に実装した
際に、熱膨張率が金属基板とは大きく異なるために両チ
ップと金属基板との間に剪断応力を生じるという欠点を
有しているものであった。

［発明の目的１ 本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、各チ
ップに合わせた特性を有する金属板上にチップを実装す
ることができて熱的不整合により発生する応力を無くす
ることができ、しかも放熱性に優れた金属ベース基板を
提供することを目的とするものである。

［発明の開示Ｊ しかして、本発明に係ろ金属ベース基板は、金属基材１
に穿設された貫通孔７内に金属基材１とは異なった材質
の金属板２を挿入すると共に金属基材１と金属板２との
間に半田の溶融温度以下のガラス転移点を有する樹脂層
８を設けて基板３を形成し、この基板３の表面に絶縁層
９を積層して成ることを特徴とするもので、金属基材１
とは異なる特性を有する金属板２を配置させることによ
り、種々の性能を付与することができると共に、金属基
材１と金属板２との間にガラス転移点が半田の溶融温度
以下のＩ！脂層８を設けることにより、実装時に生じる
金属基材と金属板との熱膨張率の差による応力を緩和さ
せるようにし、また金属板２及び金属基材１から良好な
放熱を行うことができるよう番ごしたものである。

以下本発明を笑施例により詳述する。金属基材１は、例
えば銅板、■合金板、鉄−ニッケル合金板、その他鋼板
、鉄板、アルミニウム板などを用いることができ、第２
図（ａ）に示すこの金属基材１の一部を切欠して表裏に
貫通する貫通孔７を設け、この貫通孔７内に金属基材１
と厚みが等しく且つ貫通孔７よりやや小さく形成された
金属板２をはめ込むと共に金属板２と金属基材１との間
に樹脂層８を介在させて固着し、金属基材１と金属板２
とで一枚板の基板３を作成するようにするものである。

４に異板２は上記金属基材１とは異なった材質の金属で
形成されるもので、金属板２の材質としては、例えば銅
板、銅合金板、銅−インバーー銅（Ｃｕ−１ｎｖ−Ｃｕ
）合金板、鉄−ニッケル合金板、その他鋼板、鉄板、ア
ルミニウム板などを用いることができる。また、樹Ｎ層
８はガラス転移点が半田の溶融温度（２３０〜２４０℃
程度）以下のがラス転移点を有する合成Ｉｊｌｌｌｒ材
で形成されているもので、例えばガラス転移点が１３０
℃程度であるエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等を使用す
ることができる。好ましくは、ガラス転移点が１４０℃
以下の樹脂を使用するものである。この樹脂層８を金属
基材１と金属板２との間に介在させるには、金属板２の
少なくとも金属基材１と対向する周側面に樹脂を被覆し
ておいて、この金属板２を金属基材１の貫通孔７内に挿
入することにより行うことができる。なお、金属基材１
及び金属板２の表面は機械的表面処理等の後、化学的な
活性処理を施しておくのが望ましい６次に、このように
して形成される基板３の表裏面に第２図（ｂ）のように
プリプレグ１２を介して銅箔などの金属箔１０を重ね、
これを加熱加圧成形することにより、第１図のようにプ
リプレグ１２の含浸樹脂が硬化することによって形成さ
れる絶縁層９で金属箔１０を基板３の両面に接着させ、
第１図に示すような金属ベース基板を製造するものであ
る。ここで、プリプレグ１２としては、〃ラス布などの
基材にエポキシ樹脂やポリイミド樹脂、テア０ン等の７
７素ｔＭ脂などの樹脂フェスを含浸して加熱乾燥するこ
とによって得られるものを使用することができる。また
、ガラス基材等を有しない絶縁性樹脂を基板３の表裏面
に積層して絶縁層９を形成するようにしても良い。

また、上記のようにして得られた金属ベース基板をチッ
プキャリアとして用いる場合には、第３図に示すように
さらに印刷配線などの常用手段で金属９ｉ１０をエツチ
ングして回路導体４を基板３の表面に形成させてプリン
ト配線板５を作成し、次いで金属板２に対応する位置に
てプリント配線板５の金属箔１０及び絶縁層９を一部切
除し、金属板２の表面を露出させて金属板２の表面に電
子部晶子ツブ６を直接接触させて実装するものである。

そして、ワイヤーボンディング１４などを電子部品チア
プロと回路導体４との間に施すことによって、プリント
配線板５への電子部品チップ６の実装を行うものである
。

しかして、上記のようにプリント配線板５に電子部品゛
チップ６を取り付けて電子素子を形成するようにしたも
のにあって、電子部品チップ６は金属板２の位置におい
て実装されていて、電子部品チップ６の特性に応じた金
属板２を適宜選択することができ、例えばシリコンのチ
ップ６を金属板２上に実装する場合にはシリコンと熱膨
張率がほぼ等しい金属板２を使用することによりチップ
６と金属ベース基板との開に熱膨張率の整合がとれるこ
とになり、熱的不整合により発生する応力の問題をなく
することができるものである。また、電子部品チップ６
の発熱は金属板２に伝熱されて熱伝導性に優れた金属板
２から良好に放熱されると共に、さらに熱が金属板２か
ら金属基材１に伝導して金属基材１からも放熱されるこ
とになるものである。

具体例を示すと、次の金属基材と金属板の組み合わせが
ある。

金属基材　　　　　金属板 ■　アルミニウム　　４２７０イ （鉄−ニッケル４２％合金） ■銅　　　Ｃｕ−１ｎｖ−Ｃｕ ■　アルミニウム　　銅 ■　鉄　　　　　　　アモル７７ス金属（金属として鉄
、クロム等を使用） このように、チップキャリアとして使用した場合にはチ
ップ６の放熱性が良（、安価な金属ベース基板が得られ
るものである。また、同様に上記金属ベース基板を高発
熱部品搭載基板として使用することもでき、電子部品の
発熱を抑制して電子部品の高密度化が可能になるもので
ある。また、その際には高発熱部品からの伝達される熱
や部品実装時の半田溶融温度（２３０〜２４０℃程度）
によって金属ベース基板の温度が上昇することになるが
、ガラス転移点が半田溶融温度以下の樹脂層８を金属基
材１と金属板２との間に介在させておくことに上って、
両者間に熱膨張率の差による伸縮が生じたとしても、そ
の伸縮を樹脂層８の部分で吸収することができ、クラッ
クの発生等を防ぐことができるものである。

なお、上記したように金属基材１及び金属板２の表面を
機械的表面処理及び化学的な活性処理を施しておくこと
により、ｍ縁Ｍ９との接着性を良好なものとすることが
できる。また、上記実施例では両面に金属ｆｆＦ１０を
積層して金属ベース基板を作製したが、片面にのみ金属
箔１０を積層するようにしても良く、さらに両面に金属
箔１０を積層しないで金属ベース基板を作製しても良い
ものである。

［発明の効果１ 上述のように本発明にあっては、金属基材に穿設された
貫通孔内に金属基材とは異なった材質の金属板を挿入し
て基板を形成したので、異種金属の特徴を合わせ持った
金属ベース基板を作製することができ、例えば実装する
チップの熱膨張率と略等しい金属板を用いることにより
熱的不整合を無くし、チップと基板との間に生じ易い剪
断応力を無くすることができるものであり、種々の性能
を付与することができる。また、金属基材と金属板との
間にガラス転移点が半田の溶融温度以下の樹脂層を設け
たので、高発熱部分からの熱や部品実装時に発生する熱
によって金属ベース基板の温度が上昇した場合でもクラ
ックの発生を防止することができるものである。さらに
、基板上に実装されたチップの発熱を熱伝導性に優れた
金属板から良好に放熱する。ことができ、電子部品チッ
プの発熱を抑制することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の金属ベース基板の断面図、
第２図（ａ）（ｂ）は同上の製造の各工程の断面図、第
３図は同上の金属ベース基板をチップキャリアに応用し
た例を示す断面図である。 １は金属基材、２は金属板、３は基板、７は貫通孔、８
は樹脂層、９は絶縁層である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属基材に穿設された貫通孔内に金属基材とは異
   なった材質の金属板を挿入すると共に金属基材と金属板
   との間に半田の溶融温度以下のガラス転移点を有する樹
   脂層を設けて基板を形成し、この基板の表面に絶縁層を
   積層して成ることを特徴とする金属ベース基板。