(57)【要約】      （修正有）【課題】  電子部品と放熱板との間のボイドを低減させ、良好な放熱を行うことが可能な放熱板付配線基板を提供する。【解決手段】放熱板付配線基板１は一方の主面上に電子部品の搭載部５が形成される放熱板２の当該主面において、前記搭載部５が形成される領域を取り囲む貫通孔４１を有する配線基板４が、接着材層３を介して接着されてなる放熱板付配線基板１であって、前記接着材層３は、銀ロウ材からなり、且つ少なくとも前記配線基板４及び前記貫通孔４１の前記主面側の端面を含むよう前記主面に形成されてなるとともに、前記貫通孔４１の前記主面側の端面に形成された前記接着材層３は、その表面に金属メッキが施されることにより前記搭載部５を成す。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の主面上に電子部品の搭載部が形成される放熱板の当該主面において、前記搭載部が形成される領域を取り囲む貫通孔を有する配線基板が、接着材層を介して接着されてなる放熱板付配線基板であって、
前記接着材層は、銀ロウ材からなり、且つ少なくとも前記配線基板及び前記貫通孔の前記主面側の端面を含むよう前記主面に形成されてなるとともに、
前記貫通孔の前記主面側の端面に形成された前記接着材層は、その表面に金属メッキが施されることにより前記搭載部を成すことを特徴とする放熱板付配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱板の一方の主面に、配線基板が接着材層を介して接着され、且つ電子部品の搭載部が形成されてなる放熱板付配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置において、半導体素子やチップコンデンサ等の電子部品は、電子部品用パッケージに設けられた搭載部に搭載されて実用に供されている。電子部品用パッケージ本体の材料としては、耐熱性、耐久性、熱伝導性等に優れるアルミナ等のセラミックスが適しており、セラミック製の電子部品用パッケージは現在盛んに使用されている。
【０００３】
このようなセラミック製の電子部品用パッケージは、パッケージサイズを縮小し、搭載ボードへの搭載密度を向上させ、また電気特性を向上させるため、一般に複数枚のグリーンシートを積層および焼成してセラミックスパッケージ本体が製造される。また、パワーモジュールに代表されるような半導体素子からの発熱量が大きなものでは、半導体素子を通常の方法で搭載したのみでは、発熱により半導体装置が正常に作動しなくなる恐れがある。そこで、半導体素子の作動時に発生する熱を大気中に良好に放散させるようにした電子部品用パッケージとして、例えば熱伝導性に優れた金属から成る放熱板を備えた放熱板付配線基板が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１４３７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そのような放熱板付配線基板の搭載部に電子部品が設置される際には、例えば、放熱板付配線基板は放熱板側から加熱され、その搭載部に電子部品が電子部品接着用の接着剤を介して接着される。しかし、このようにして得られる半導体装置では、理由は定かではないが、電子部品と放熱板との間（例えば、電子部品接着用の接着剤中や搭載部表面下など）に空隙（ボイド）が生じてしまうことがある。そして、ボイドの発生により、電子部品から発生した熱が放熱板にうまく伝わらず、放熱が良好に行われないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、電子部品と放熱板との間のボイドを低減させ、良好な放熱を行うことが可能な放熱板付配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段・発明の効果】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明者が鋭意研究した結果、放熱板付配線基板において、電子部品の搭載部を、放熱板上に形成された銀ロウ材の層と、その表面に施された金属メッキとによって構成した場合、ボイドの低減が可能になるとの知見を得た。
つまり、本発明の放熱板付配線基板は、
一方の主面上に電子部品の搭載部が形成される放熱板の当該主面において、前記搭載部が形成される領域を取り囲む貫通孔を有する配線基板が、接着材層を介して接着されてなる放熱板付配線基板であって、
前記接着材層は、銀ロウ材からなり、且つ少なくとも前記配線基板及び前記貫通孔の前記主面側の端面を含むよう前記主面に形成されてなるとともに、
前記貫通孔の前記主面側の端面に形成された前記接着材層は、その表面に金属メッキが施されることにより前記搭載部を成すことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の放熱板付配線基板では、金属メッキは、Ｎｉメッキ層上にＡｕメッキ層が形成されてなるＮｉ−Ａｕメッキとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の放熱板付配線基板の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の放熱板付配線基板１の概略を示す斜視図であり、図２は断面図である。なお、図１及び２では、放熱板付配線基板１にＩＣチップ（電子部品）１００が搭載され、半導体装置を成している。図１及び２に示すように、放熱板付配線基板１は、平面視が長方形又は正方形で所定の厚みを有する放熱板２を備え、放熱板２の上側主面２１表面のほぼ中央には、配線基板本体４が接着材層３を介して接着されている。放熱板２は、上側主面２１及び下側主面２２を有し、且つ厚みが例えば１ｍｍ程度の金属板（具体的な材料については後述する）からなる。
【００１０】
配線基板本体４は、平面視が長方形又は正方形を呈し、内側にほぼ相似形の貫通孔４１を有するとともに、例えばアルミナを主成分とするセラミックからなる複数の絶縁層７１と、これらの間に形成された例えば銅を主成分とする配線層７３、７４を含んでいる。図２に示すように、２つの配線層７３、７４の間は、ビア導体７５によって接続され、上層の配線層７４と配線基板本体４の上面４２に形成されたパッド７７との間は、ビア導体７６によって接続されている。
【００１１】
接着材層３は、銀ロウ材、詳しくは主成分（７０％以上を含むものとする）のＡｇと、Ｃｕとを含む合金から成り、また少なくとも配線基板本体４及び貫通孔４１の放熱板２の上側主面２１側の端面（配線基板本体４では下側表面４８、貫通孔４１では下側端面４４）を含むよう放熱板２の上側主面２１に形成されてなる。これにより、ＩＣチップ１００を搭載するための搭載部５の下側に接着材層３の層が存在することになる（詳細な構造については後述する）。なお、接着材層３の上側表面３１のうち、貫通孔４１の下側端面４４に対応する部分を貫通孔内表面３３とする。また、搭載部５付近では、配線基板本体４の貫通孔４１の下側端面４４と、接着材層３の上側表面３１とが、ほぼ平行となるように接着材層３が形成されている。即ち、接着材層３は、図２に示すように、放熱板２の上側表面２１上にほぼ均一な厚みで形成されている。また、接着材層３は、銀ロウ材以外に、銀メッキで形成してもよい。
【００１２】
また、本発明の放熱板付配線基板１の搭載部５にＩＣチップ１００を搭載して半導体装置とする場合、搭載部５の露出した表面と、表面ＩＣチップ１００の下側表面１０２とが対向するよう、例えばＡｕ−Ｓｉ合金からなる接着剤１１０を介して固着させる。図２に示すように、ＩＣチップ１００の上側表面１０１に形成されたパッド１０３と、配線基板本体４の上側表面４２にあるパッド７７のうち内周側に形成されたものとの間には、端部１３１により両端を固着されたＡｕワイヤ１３０が接続される。また、配線基板本体４の上側表面４２にあるパッド７７のうち外周側に形成されたものには、銀ロウ１３２を介して接続され且つ外側に延びるリード１４０の一端が固着される。
【００１３】
図３は、本発明の放熱板付配線基板１の詳細な構造を表す図である。まず、放熱板２は、例えばＣｕ−Ｗ合金からなる厚みが１ｍｍ程度の金属板２５を主体とし、その表面には放熱板用メッキ２８が施されている。放熱板用メッキ２８は、金属板２５表面に形成され例えば厚さが０．５〜１．０μｍ程度のＮｉ−Ｂメッキからなる第１放熱板用メッキ層２６と、その表面に形成され例えば厚さが２．０〜２．５μｍ程度のＮｉ−Ｐメッキからなる第２放熱板用メッキ層２７とからなる。
【００１４】
また、放熱板２の上側主面２１には、上述したように、接着材層３（例えば、厚さ４０μｍ程度）を介して配線基板本体４が接着されており、そしてそれらのうち、配線基板本体４の表面を除く表面（放熱板２及び接着材層３の露出面）には表面メッキ６が施されている。表面メッキ６は、例えばＮｉ−Ａｕメッキにより構成され、例えば厚さ３．０μｍ程度のＮｉメッキからなる第１表面メッキ層６１上に、例えば厚さ３．０μｍ程度のＡｕメッキからなる第２表面メッキ層６２が形成されてなる。したがって、搭載部５は、接着材層３の貫通孔内表面３３上に、表面メッキ層６が施されたものからなる。
【実施例】
【００１５】
本発明の放熱板付配線基板の実施例及び比較例について、以下のような試験を行った。実施例は、図３に示すような搭載部５と放熱板２との間にＡｇロウからなる接着材層３が形成され、その上にはＡｕ−Ｎｉメッキが施された放熱板付配線基板１である。また、比較例は図４に示すように、Ａｇロウからなる接着材層３が、搭載部５と放熱板２との間に形成されず、配線基板本体４と放熱版２との間のみに形成された放熱板付配線基板１´である。なお、比較例では放熱板２上に直接Ａｕ−Ｎｉメッキが施されることにより搭載部５をなしている。
【００１６】
搭載部５の表面から、Ｃｕ−Ｗ合金からなる金属板２５までの構成は、搭載部５の表面から順に、実施例では、Ａｕメッキ、Ｎｉメッキ、銀ロウ、Ｎｉ−Ｐメッキ、Ｎｉ−Ｂメッキであり、厚さはそれぞれ上記した通りである。一方、比較例では、Ａｕメッキ、Ｎｉメッキ、Ｎｉ−Ｐメッキ、Ｎｉ−Ｂメッキであり、それぞれの厚さは、銀ロウを除いた実施例（図３）の場合と同様である。
【００１７】
以上のような実施例及び比較例の放熱板付配線基板に対して、ＩＣチップ付けを行い、その後ＩＣチップ下のボイド発生の評価を行った。ＩＣチップ付けは、放熱板付配線基板に対して、放熱板側から加熱を行い、チップ付用接着剤（Ａｕ−Ｓｉ合金からなる）により接着した。そして、ＩＣチップを剥がし、チップ付用接着剤内部にボイドが存在するかどうかを、超音波探傷装置を用いて調べた。具体的には、チップ付用接着剤の外表面から超音波を伝播させ、ボイドと衝突して反射した波を検出し、その検出信号に基づき画像処理（前記伝播方向に投影した投影図が得られる）を行うことで、内部に存在するボイドの位置、大きさ等の情報が特定できる。評価判定基準は、前記画像処理により得られた画像の視野面積のうち、ボイドの像が占める割合（以下、ボイド占有率という）が１０％以下である場合を合格とし、１０％を超える場合を不合格とした。評価結果によると、チップ付用接着剤内に発生するボイドの量は、実施例の場合の方が比較例の場合よりも少ないことがわかった。
【００１８】
以上のように、放熱板付配線基板において、電子部品の搭載部が、放熱板上に形成された銀ロウ材からなる層、及びその表面に施された金属メッキによって構成された結果、電子部品と放熱板との間のボイドを低減させ、良好な放熱を行うことが可能な放熱板付配線基板を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の放熱板付配線基板の概略を示す斜視図（ＩＣチップ搭載）。
【図２】本発明の放熱板付配線基板の概略を示す断面図（ＩＣチップ搭載）。
【図３】本発明の放熱板付配線基板の詳細な構造を表す図。
【図４】比較例の放熱板付配線基板の詳細な構造を表す図。
【符号の説明】
【００２０】
１      放熱板付配線基板
２      放熱板
２５    金属板
２６    第１放熱板メッキ層
２７    第２放熱板メッキ層
３      接着材層
４      配線基板本体
４１    配線基板本体４の貫通孔
５      搭載部
６１    第１表面メッキ層
６２    第２表面メッキ層
１００  ＩＣチップ（電子部品）
１１０  ＩＣチップ１００接着用の接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005183447.tif 000006