(57)【要約】【課題】  電流容量を確保しつつ微細なパターンの形成可能であり、且つ放熱性に優れた回路装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の回路装置１０Ａは、多層化された配線層のうち、第１の配線層２４を薄い第１の導電パターン２４Ａと厚い第２の導電パターン２４Ｂとから形成する。従って、電気容量を確保しつつ微細なパターンの形成を実現した。また、第１の導電パターン２４Ａに小信号系の回路素子１４Ａを搭載し、第２の導電パターン２４Ｂに大電流系の回路素子１４Ｂを搭載することにより、取り扱う電流の大きさの異なる回路素子を同じ基板上に実装することを実現した。更に、厚く形成された第２の導電パターン２４Ｂにより、放熱性を向上させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線層を具備し、
前記配線層のいずれかは、第1の導電パターンと、前記第1の導電パターンよりも厚く形成された第２の導電パターンとから成り、
前記第1の導電パターンと前記第２の導電パターンとの裏面は、実質同一レベルに配置され、前記第１の導電パターンの表面よりも前記第２の導電パターンの表面が上方に位置する様に凸部が形成されることを特徴とする回路装置。
【請求項２】
複数の配線層を具備し、
前記配線層のいずれかは、第1の導電パターンと、前記第1の導電パターンよりも厚く形成された第２の導電パターンとから成り、
前記第1の導電パターンと前記第２の導電パターンとの表面は、実質同一レベルに配置され、前記第１の導電パターンの裏面よりも前記第２の導電パターンの裏面が下方に位置する様に凸部が形成されることを特徴とする回路装置。
【請求項３】
複数の配線層を具備し、
前記配線層のいずれかは、第1の導電パターンと、前記第1の導電パターンよりも厚く形成された第２の導電パターンとから成り、
前記第1の導電パターンの表面よりも第２の導電パターンの表面が上方に位置するように凸部が形成され、前記第１の導電パターンの裏面よりも前記第２の導電パターンの裏面が下方に位置するように凸部が形成されることを特徴とする回路装置。
【請求項４】
前記第２の導電パターンは、その周囲に、前記第１の導電パターンと実質同じ膜厚の縁部が形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の回路装置。
【請求項５】
前記第２の導電パターンの下方に形成される前記凸部は、その下面に形成される絶縁材料に埋め込まれることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の回路装置。
【請求項６】
前記第２の導電パターンに回路素子を固着することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の回路装置。
【請求項７】
前記配線層同士は、前記配線層間に形成された絶縁層を貫通する接続部を介して導通することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれに記載の回路装置。
【請求項８】
前記配線層は表面に絶縁層が形成された回路基板上に形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の回路装置。
【請求項９】
前記回路基板は、金属基板、セラミック基板、プリント基板またはフレキシブルシートであることを特徴とする請求項８に記載の回路装置。
【請求項１０】
複数層の配線層を形成する回路装置の製造方法に於いて、
前記配線層のいずれかは第1の導電パターンと、前記第1の導電パターンよりも厚く形成された第２の導電パターンとから成り、
前記第２の導電パターンが形成される予定の領域を除いて導電箔を一様にエッチングして凸部を形成した後に、前記導電箔のパターニングを行うことで、前記第２の導電パターンを前記第1の導電パターンよりも厚く形成することを特徴とする回路装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第２の導電パターンの周囲に、前記第１の導電パターンと実質同じ膜厚の縁部が残るように前記パターニングを行うことを特徴とする請求項１０記載の回路装置の製造方法。
【請求項１２】
前記パターニングを行うときは、前記凸部の周辺部も含めた前記導電箔の表面をレジストにて被覆することを特徴とする請求項１０記載の回路装置の製造方法。
【請求項１３】
第２の導電パターンの少なくとも一部は、その下面に形成される前記絶縁層に埋め込まれることを特徴とする請求項１０に記載の回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路装置およびその製造方法に関し、特に、厚みが異なる導電パターンを有する多層配線構造の回路装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
先ず、図２２を参照して、従来の混成集積回路装置の構成を説明する（例えば、特許文献１を参照）。図２２（Ａ）は混成集積回路装置１００の斜視図であり、図２２（Ｂ）は図２１（Ａ）のＸ−Ｘ’線に於ける断面図である。
【０００３】
従来の混成集積回路装置１００は次のような構成を有する。矩形の基板１０６と、基板１０６の表面に設けられた絶縁層１０７と、この絶縁層１０７上に形成された導電パターン１０８と、導電パターン１０８上に固着された回路素子１０４と、回路素子１０４と導電パターン１０８とを電気的に接続する金属細線１０５と、導電パターン１０８と電気的に接続されたリード１０１とで、混成集積回路装置１００は構成されている。以上のように、混成集積回路装置１００は全体が封止樹脂１０２で封止されている。封止樹脂１０２で封止する方法としては、熱可塑性樹脂を用いたインジェクションモールドと、熱硬化性樹脂を用いたトランスファーモールドとがある。
【特許文献１】特開平６−１７７２９５号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような混成集積回路装置１００では、大電流用のパワー系の素子を実装した混成集積回路基板（以下基板という）と小信号系の素子を実装した基板では、導電パターンの膜厚を変える必要があった。
【０００５】
例えばパワー系では、１００μｍ、小信号系では、３５μｍである。しかし別々にパワー系と小信号系の基板を用意して実装すれば、コスト高になると共に小型化が難しい。理想は、パワー系と小信号系を１つの基板に実装することである。
【０００６】
更に、パワー系の１００μｍのＣｕ箔でパワー系と小信号系を１つの基板に実装すれば、当然Ｃｕ箔の膜厚が厚いため、パターン間隔が広がってしまう問題がある。また小信号系のパターンは、薄くて良いのに厚いため重量が増してしまう。
【０００７】
逆に小信号系の３５μｍのＣｕ箔でパワー系と小信号系を１つの基板に実装すれば、当然Ｃｕ箔の膜厚が薄いため、微細パターンは可能になるが、大電流を流せない問題があった。即ち、従来では、電流容量の確保（厚いパターン）と薄いパターン且つ微細化はトレードオフの関係にあった。
【０００８】
また今日では、高機能且つ高出力であるシステムＬＳＩ等の素子が混成集積回路装置に内蔵されている。このようなピン数が極めて多い素子を内蔵させるためには、より複雑なパターンを装置内部に形成し、且つ高放熱性を確保する必要がある。しかしながら、上述したような混成集積回路装置１００では、導電パターン１０８が単層の配線構成であることから、配線同士を交差させることが難しかった。導電パターン１０８を交差させるために、ジャンパー線を用いる構成も考えられる。しかしながら、ジャンパー線を用いた場合、このジャンパー線の部分に寄生インダクタンスが発生する恐れがある。更に、多層の配線を回路基板１０６の表面に形成する場合を考えると、装置全体の放熱性が低下してしまう問題もある。
【０００９】
また、多層配線を有するプリント基板を回路基板１０６として用いる場合を考えると、プリント基板は放熱性に劣るために、発熱が多い素子を内蔵させることが困難になる問題がある。また、セラミック基板を採用する場合を考えると、配線抵抗が大きくなってしまう問題が発生する。
【００１０】
本発明は、上記した問題を鑑みて成されたものである。本発明の主な目的は、電流容量を確保しつつ放熱性に優れ、なおかつ高密度化および小型化を可能とする回路装置および、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の回路装置は、複数の配線層を具備し、前記配線層のいずれかは、第1の導電パターンと、前記第1の導電パターンよりも厚く形成された第２の導電パターンとから成り、前記第1の導電パターンと前記第２の導電パターンとの表面は、実質同一レベルに配置され、前記第１の導電パターンの裏面よりも前記第２の導電パターンの裏面が下方に位置する様に凸部が形成されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の回路装置は、複数の配線層を具備し、前記配線層のいずれかは、第1の導電パターンと、前記第1の導電パターンよりも厚く形成された第２の導電パターンとから成り、前記第1の導電パターンと前記第２の導電パターンとの裏面は、実質同一レベルに配置され、前記第１の導電パターンの表面よりも前記第２の導電パターンの表面が上方に位置する様に凸部が形成されることを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明の回路装置は、複数の配線層を具備し、前記配線層のいずれかは、第1の導電パターンと、前記第1の導電パターンよりも厚く形成された第２の導電パターンとから成り、前記第1の導電パターンの表面よりも第２の導電パターンの表面が上方に位置するように凸部が形成され、前記第１の導電パターンの裏面よりも前記第２の導電パターンの裏面が下方に位置するように凸部が形成されることを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明の回路装置の製造方法は、複数層の配線層を形成する回路装置の製造方法に於いて、前記配線層のいずれかは第1の導電パターンと、前記第1の導電パターンよりも厚く形成された第２の導電パターンとから成り、前記第２の導電パターンが形成される予定の領域を除いて導電箔を一様にエッチングして凸部を形成した後に、前記導電箔のパターニングを行うことで、前記第２の導電パターンを前記第1の導電パターンよりも厚く形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の回路装置によれば、第1の導電パターンと第２の導電パターンとの裏面は、実質同一レベルに配置され、第１の導電パターンの表面よりも第２の導電パターンの表面が上方に位置する様に凸部が形成されているので、１つの回路基板に厚みの異なる導電パターンを形成することができる。更に、要求される電流容量に応じてパターンルールが異なる導電パターンを１つの回路基板上に同時に形成することができるので、回路装置の小型化が可能となる。
【００１６】
また、本発明の回路装置によれば、第1の導電パターンと第２の導電パターンとの表面は、実質同一レベルに配置され、第１の導電パターンの裏面よりも第２の導電パターンの裏面が下方に位置する様に凸部が形成されるので、凸部が形成される第２の導電パターンに、大きな電流を取り扱う回路素子を固着することで、回路素子から発生する熱を積極的に外部に放出させることが可能となる。更に、導電パターンの上面が平坦に保たれるため、回路素子の搭載および金属細線による電気的接続が容易になる。更に、１つの回路基板に厚みの異なる導電パターンを形成することができる。更に、要求される電流容量に応じてパターンルールが異なる導電パターンを１つの回路基板上に同時に形成することができるので、回路装置の小型化が可能となる。
【００１７】
更に、本発明の回路装置によれば、第1の導電パターンの表面よりも第２の導電パターンの表面が上方に位置するように凸部が形成され、第１の導電パターンの裏面よりも第２の導電パターンの裏面が下方に位置するように凸部が形成されるので、凸部がより厚く形成される第２の導電パターンに大電流系の回路素子を固着することができ、電気容量の確保と、回路素子から発生した熱を積極的に放熱することが可能となる。更に、１つの回路基板に厚みの異なる導電パターンを形成することができる。更に、要求される電流容量に応じてパターンルールが異なる導電パターンを１つの回路基板上に同時に形成することができるので、回路装置の小型化が可能となる。
【００１８】
本発明の回路装置の製造方法によれば、第２の導電パターンが形成される予定の領域を除いて導電箔を一様にエッチングして凸部を形成した後に、導電箔のパターニングを行うことで、第２の導電パターンを第1の導電パターンよりも厚く形成する。従って、厚く形成される第２の導電パターンを正確に形成することが可能となる。更に、薄い第１の導電パターンと、厚い第２の導電パターンを同時にパターニングすることから、信頼性の高い導電パターンを形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
〈第１の実施形態〉
図１を参照して、本形態の回路装置１０Ａの構成を説明する。図１（Ａ）は回路装置１０Ａの斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ−Ｘ’断面での断面図である。また、図１（Ｃ）は本形態の第２のパターン２４Ｂを示す部位の模式図である。
【００２０】
本形態では、アルミから成る回路基板１６の表面に第１の絶縁層２１を形成して、第１の絶縁層２１の表面に第１の配線層２２を形成している。更に、第１の配線層２２の表面に第２の絶縁層２３を形成し、第２の絶縁層２３の表面に第２の配線層２４が形成される、多層構造となっている。更に、第２の配線層２４は第1の導電パターン２４Ａと、第1の導電パターン２４Ａよりも厚く形成された第２の導電パターン２４Ｂとから成る。そして、前記第1の導電パターン２４Ａと第２の導電パターン２４Ｂとの裏面は、実質同一レベルに配置され、第１の導電パターン２４Ａの表面よりも第２の導電パターン２４Ｂの表面が上方に位置する様に凸部が形成される。そして、第１の導電パターン２４Ａよりも第２の導電パターン２４Ｂを流れる電流が大きい構成となっている。このような各構成要素を以下にて説明する。
【００２１】
回路基板１６は、金属またはセラミック等から成る基板が放熱の意味で好ましい。しかし、フレキシブルシートや樹脂から成るプリント基板等でも良く、少なくとも基板の表面が絶縁処理されたものであればよい。また回路基板１６の材料としては、金属としてＡｌ、ＣｕまたはＦｅ等を採用可能であり、セラミックとしてはＡｌ２Ｏ３、ＡｌＮを採用することができる。その他にも機械的強度や放熱性に優れるものを回路基板１６の材料として採用することができる。一例として回路基板１６としてＡｌより成る基板を採用した場合、回路基板１６とその表面に形成される第１の配線層２２とを絶縁させる方法は２つの方法がある。１つは、アルミ基板の表面をアルマイト処理する方法である。もう１つの方法は、アルミ基板の表面に第１の絶縁層２１を形成して、第１の絶縁層２１の表面に第１の配線層２２を形成する方法である。
【００２２】
一般には、後者のＡｌ基板の上に絶縁樹脂をカバーさせたもの、または両方を用い、表面がアルマイト処理され、更に絶縁樹脂をカバーさせたものが用いられる。ここでは、図１（Ｂ）を参照して、回路基板１６表面に載置された回路素子１４から発生する熱を好適に外部に逃がすために、回路基板１６の裏面は封止樹脂１２から外部に露出している。また装置全体の耐湿性を向上させるために、回路基板１６の裏面も含めて封止樹脂１２により全体を封止することもできる。
【００２３】
回路素子１４は第２の配線層２４上に固着され、回路素子１４としては、トランジスタやダイオード等の能動素子や、コンデンサや抵抗等の受動素子が採用される。また、パワー系の半導体素子等の発熱量が大きいものは、金属より成るヒートシンクを介して回路基板１６に固着されても良い。ここで、フェイスアップで実装される能動素子等は、金属細線１５を介して、第２の配線層２４と電気的に接続される。
【００２４】
本形態では、回路素子１４は、小信号から大信号に渡る色々な素子があるが、ここでは比較的小さな電流が流れる回路素子１４Ａと、大電流が流れる回路素子１４Ｂとが実装されるとして説明する。
【００２５】
具体例として、回路素子１４Ａとしては、ＬＳＩチップ、コンデンサ、抵抗等を例にあげられる。ＬＳＩチップは、Ｓｉチップ裏面がＧＮＤまたはフローティングにより、接着剤が区別され、ＧＮＤの場合は、ロウ材または導電ペーストで固着され、ボンディングパットとの接続は、フェイスアップまたはダウンにより、金属細線１５またはロウ材１９等が採用される。
【００２６】
そして、回路素子１４Ｂは、第２の導電パターン２４Ｂに接続される。回路素子１４Ｂとしては、大きな電流を制御するパワー系のトランジスタ、例えばパワーモス、ＧＴＢＴ、ＩＧＢＴ、サイリスタ等を採用することができる。またパワー系のＩＣも該当する。近年、チップもサイズが小さく薄型で高機能なため、昔と比べて大量に熱が発生する。例えば、コンピューターを制御するＣＰＵ等がそうである。
【００２７】
図１（Ｃ）を参照して、本形態の導電パターンの特徴を説明する。第２の配線層２４は、第１の導電パターン２４Ａと第１の導電パターン２４Ａよりも厚く形成された第２の導電パターン２４Ｂとから成る。ここで、第1の導電パターン２４Ａと第２の導電パターン２４Ｂとの裏面は、実質同一レベルに配置され、第１の導電パターン２４Ａの表面よりも第２の導電パターン２４Ｂの表面が上方に位置する様に凸部３８が形成される。ここで、凸部３８は、第２の導電パターン２４Ｂは、厚さの異なる領域Ｓ１およびＳ２から成り、領域Ｓ１が領域Ｓ２の周囲に隣接した構造となっている。また、領域Ｓ１は第１の導電パターン２４Ａと同じ厚さＴ１であり、領域Ｓ２はＴ１よりＴ２だけ厚く形成されている。従って、第２の導電パターン２４Ｂの周囲には、第１の導電パターン２４Ａと同じ厚さの縁部１８が形成され、第２の導電パターン２４Ｂは中心部分に凸部を有する形状となる。
【００２８】
また、第２の導電パターン２４Ｂの厚さは配線層を形成する予定の導電箔の厚さによって決定される。従って、流れる電流量または実装される素子からの発熱量に応じて厚さを調節することが可能である。また、第１の導電パターン２４Ａの厚さＴ１は第２の導電パターンの凸部を形成する際のエッチング条件によって決定される。従って、第１の導電パターン２４Ａと第２の導電パターン２４Ｂの厚さの比を採用する導電箔とエッチングの条件によって任意に決定することが可能となる。導電パターンの形成方法の詳細は後述する。
【００２９】
本形態の配線層は銅等の金属から成り、回路基板１６と絶縁して形成される。また、リード１１が導出する辺に、配線層の一部からなるパッドが形成される。リードは、片側導出で説明しているが、少なくとも一側辺から導出されていれば良い。更に、配線層は、絶縁層を接着剤として、回路基板１６の表面に積層されている。第２の配線層２４は、第１の導電パターン２４Ａと、この第１の導電パターン２４Ａよりも厚く形成される第２の導電パターン２４Ｂとから成り、第１の導電パターン２４Ａと第２の導電パターン２４Ｂとでは、第１の導電パターン２４Ａの方が狭いパターンルールとなっている。
【００３０】
第１の導電パターン２４Ａは、厚さが数十μｍ程度に薄く形成されるパターンである。第１の導電パターン２４Ａの厚さとしては、例えば９μｍから８０μｍ程度の間で、選択される。量産レベルに適する第１の導電パターン２４Ａの厚さは、例えば３０μｍ程度である。この厚さならば、ウエットエッチングによりパターン同士の間隔を５０μｍ程度まで接近させることができる。ここで、パターン同士の間隔とは、隣接するパターンの内側の端部から端部までの距離を指す。更に、この厚さであれば、パターンの幅も５０μｍ程度まで狭くすることができることから、微細なパターンを形成することが可能となる。具体的に、第１の導電パターン２４Ａは、例えば数ミリアンペア程度の電気信号が通過するためのパターンとして用いられる。例えば、ＬＳＩ素子の制御信号が該当する。
【００３１】
第２の導電パターン２４Ｂは、上記第１の導電パターン２４Ａよりも厚く形成されるパターンである。第２の導電パターン２４Ｂの厚さは、３５μｍから５００μｍ程度の間で、要求される電流容量に応じて選択することができる。第２の導電パターン２４Ｂの厚みを１００μｍ程度とした場合は、パターン同士の間隔およびその幅を３００μｍ程度にすることができる。このような第２の導電パターン２４Ｂの場合は、５０アンペア程度の電流を導通させることが可能となる。
【００３２】
第１の絶縁層２１は、回路基板１６の表面全域に形成されて、第１の配線層２２の裏面と回路基板１６の表面とを接着させる働きを有する。また、第１の絶縁層２１は、アルミナなどの無機フィラーを樹脂に高充填させたものでもよい。第１の配線層２２の下端と回路基板１６の表面との距離（第１の絶縁層２１の最小厚さ）は、耐圧によりその厚みが変化するが、だいたい５０μｍ程度以上が好ましい。
【００３３】
リード１１は、回路基板１６の周辺部に設けられたパッドに固着され、例えば外部との入力・出力を行う働きを有する。ここでは、一辺に多数個のリード１１が設けられている。リード１１とパッドとの接着は、半田（ロウ材）等の導電性接着剤を介して行われている。
【００３４】
封止樹脂１２は、熱硬化性樹脂を用いるトランスファーモールド、または、熱可塑性樹脂を用いるインジェクションモールドにより形成される。ここでは、回路基板１６およびその表面に形成された電気回路を封止するように封止樹脂１２が形成され、回路基板１６の裏面は封止樹脂１２から露出している。更にまた、モールドによる封止以外の封止方法も本形態の回路装置に適用可能であり、例えば、樹脂のポッティングによる封止、ケース材による封止、等の周知の封止方法を適用させることが可能である。
【００３５】
図２を参照して、本形態の回路装置の説明をする。
【００３６】
先ず、図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照して、本形態の回路措置において、配線層を接続する部位の説明をする。図２（Ａ）は、本形態の回路装置の断面図である。図２（Ｂ）は接続部２０付近の断面を拡大した図である。
【００３７】
図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照して、支持基板として機能する回路基板１６の表面に配線層および回路素子１４から成る電気回路が形成されている。更に、回路基板１６の表面に形成された電気回路は、封止樹脂１２により封止されている。回路基板１６の周辺部にて、リード１１が第２の配線層２４に固着されており、リード１１の端部は封止樹脂１２から外部に導出している。本形態では、配線層は多層配線構造を有し、ここでは、第1の配線層２１および第２の配線層２４から成る２層の配線構造が実現されている。各々の配線層は、絶縁層を介して積層されている。このような概略の構成を有する積回路装置の詳細を以下にて説明する。
【００３８】
第1の絶縁層２１は、回路基板１６の実質全域を覆うようにその表面に形成されている。第1の絶縁層２１としては、フィラーが充填された樹脂を採用することができる。ここで、フィラーとしては、例えば、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合物、マグネシウム化合物、または、ケイ素化合物を採用することができる。更に、第1の絶縁層２１には、装置全体の放熱性を向上させるために、他の絶縁層よりも多量のフィラーが含有されており、その重量充填率は、例えば６０％〜８０％程度である。更にまた、径が５０μｍ以上の大きな径のフィラーを第1の絶縁層２１に混入させることでも、放熱性を向上させることができる。第1の絶縁層２１の厚みは、要求される耐圧によりその厚みが変化するが、おおよそ５０μｍから数百μｍ程度が好ましい。
【００３９】
第1の配線層２２は銅等の金属から成り、第1の絶縁層２１の表面にパターニングされている。この第1の配線層２１は、上層の第２の配線層２４と電気的に接続され、主にパターンを引き回す機能を有する。
【００４０】
第２の絶縁層２３は、第1の配線層２２を被覆するように回路基板１６の表面に形成されている。そして、第２の絶縁層２３には、第1の配線層２２と第２の配線層２４とを電気的に接続する接続部２０が貫通して形成される。従って、第２の絶縁層２３は、接続部２０の形成を容易にするために、第1の絶縁層２１と比較すると少量のフィラーが混入されても良い。これはフィラーの含有率が小さいことを意味している。更に、同様の理由により、第２の絶縁層２３に含まれるフィラーの最大粒径は、第1の絶縁層２２に含まれるフィラーの最大粒径よりも小さくなっても良い。
【００４１】
第２の配線層２４は、第２の絶縁層２３の表面に形成されている。第２の配線層２４は、回路素子１４が載置されるランド、回路素子上の電極と接続されるパッド、このパッドを電気的に接続する配線部、リード１１が固着されるパッド等を形成している。更に、第２の配線層２４と第1の配線層２２とは、平面的に交差するように形成することができる。従って、半導体素子１４Ａが多数個の電極を有する場合でも、本願の多層配線構造により、クロスオーバーが可能となりパターンの引き回しを自由に行うことができる。この第２の配線層２４と上記した第1の配線層２２とは、接続部２０を介して所望の箇所で接続されている。当然、半導体素子の電極の数、素子の実装密度等により、３層、４層、５層以上に増やすことも可能である。
【００４２】
接続部２０は、第２の絶縁層２３を貫通して、第1の配線層２２と第２の配線層２３とを電気的に接続している部位である。本形態では、接続部２０は、第1の配線層２２から連続して延在する第1の接続部２０Ａと、第２の配線層２４から連続して延在する第２の接続部２０Ｂとから成る。接続部２０の更なる詳細については、図２（Ｂ）を参照して後述する。
【００４３】
図２（Ａ）を参照して、回路基板１６表面に載置された回路素子１４から発生する熱を好適に外部に逃がすために、回路基板１６の裏面は封止樹脂１２から外部に露出している。また装置全体の耐湿性を向上させるために、回路基板１６の裏面も含めて封止樹脂１２により全体を封止することもできる。
【００４４】
図２（Ｂ）の断面図を参照して、接続部２０の詳細を説明する。この断面図は、接続部２０およびその付近の混成集積回路装置１０の断面図を拡大したものである。接続部２０は、積層される配線層同士を、絶縁層を貫通させて導通させる部位である。また、配線層同士の熱的結合を行うためのサーマルビアとして、接続部２０を用いることもできる。
【００４５】
本形態では、第1の接続部２０Ａおよび第２の接続部２０Ｂとから成る接続部２０が形成されている。第1の接続部２０Ａは、第1の配線層２２から連続して厚み方向に突出する部位である。ここでは、第1の接続部２０Ａは上方に突出しており、第２の絶縁層２３に埋め込まれている。第２の接続部２０Ｂは、第２の配線層２４から連続して厚み方向に突出する部位であり、ここでは下方に突出して第２の絶縁層２３に埋め込まれている。
【００４６】
第1の接続部２０Ａは、エッチング加工により厚み方向に突出するように形成された部位であり、メッキ処理や圧延加工により形成されるＣｕ箔からなる。また、第1の接続部２０Ａは、エッチング加工以外の方法でも形成可能である。具体的には、電界メッキ膜あるいは無電界メッキ膜を、第1の配線層１８Ａの表面に凸状に成膜することで、第1の接続部２０Ａを形成することができる。更に、半田等のロウ材や銀ペースト等の導電性材料を、第1の配線層２２の表面に設けることでも、第1の接続部２０Ａを形成することが可能である。
【００４７】
第２の接続部２０Ｂは、電界メッキあるいは無電界メッキのメッキ処理により形成される部位である。
【００４８】
本形態では、上記した第1の接続部２０Ａと第２の接続部２０Ｂとが接触する箇所を、第２の絶縁層２３の厚み方向の中間部に位置させている。ここで、中間部とは、第1の配線層２１の上面より上方であり、第２の配線層２４の下面より下方であることを意味している。従って、紙面では、第1の接続部２０Ａと第２の接続部２０Ｂとが接触する箇所は、第２の絶縁層２３の厚み方向の中央部付近となっているが、この箇所は、上記した中間部の範囲で変化させることができる。第２の接続部２０Ｂをメッキ処理により形成することを考慮した場合、第1の接続部２０Ａと第２の接続部２０Ｂとがコンタクトする部分は、第１の配線層の上面と、第２の配線層の下面の間において、その中間位置よりも上方に配置されることが好ましい。このことにより、メッキ膜から成る第２の接続部２０Ｂの形成が容易になる利点がある。つまり、第２の接続部２０Ｂを形成するために、ｖｉａを形成するが、このｖｉａの深さが浅くできるからである。また、浅い分、ｖｉａ径も小さくすることができる。またｖｉａ径が小さい分、間隔も狭められ、全体的に微細パターンを実現できる。
【００４９】
また第１の配線層２２は、複数の機能を持たせることができる。図２(Ｂ)の点で囲んだ部分は、ｖｉａである。また第１の接続部２０Ａが設けられていない薄い部分は、配線として機能する。また第２の接続部２０Ｂが設けられなければ、パワー系の電極や配線として機能させることも可能である。つまり第１の配線層は、厚みのある部分でパワー系の配線や電極として、また薄い部分で、小信号系の電極や配線としてパターニングが可能である。
【００５０】
次に、図２（Ｃ）の斜視図を参照して、回路基板１６の表面に形成される第２の配線層２４を構成する第１の導電パターン２４Ａと第２の導電パターン２４Ｂとの具体的形状の一例を説明する。同図では、全体を封止する樹脂を省いて図示している。
【００５１】
上述したように、本形態では第２の配線層２４は、薄く形成される第１の導電パターン２４Ａと厚く形成される第２の導電パターン２４Ｂとに分けることができる。即ち、小信号が通過するパターンを第１の導電パターン２４Ａとして設計し、大信号が通過するパターンを第２の導電パターン２４Ｂとして設計することができる。ここで、大信号としては、例えばスピーカやモーターの駆動を行う信号をあげることができる。また、小信号としては、例えばＬＳＩ素子である回路素子１４Ａに入出力される信号や、スイッチング素子である回路素子１４Ｂの制御端子に入力される電気信号をあげることができる。
【００５２】
ここでは、ＬＳＩ素子である回路素子１４Ａに接続するパターンは、第１の導電パターン２４Ａで構成されている。ＬＳＩ素子の信号処理に用いられる電気信号は数ミリアンペア程度であるので、厚さが数十μｍ程度の第１の導電パターン２４Ａで十分に電流容量が足りる。また、第１の導電パターン２４Ａが微細に形成されることから、端子数が多いＬＳＩ素子を回路素子１４Ａとして採用することも可能である。
【００５３】
第２の導電パターン２４Ｂは、パワートランジスタである回路素子１４Ｂの流入・流出電極に接続されている。即ち、第１の導電パターン２４Ａを介して入力された小信号に基づいて、第２の導電パターン２４Ｂのスイッチングが行わる。そして、第２の導電パターン２４Ｂを通過する大信号の制御が行われている。
【００５４】
また、回路素子１４Ａの周辺部には、金属細線１５がワイヤボンディングされるパッドが多数個形成される。多数個のボンディングパッドを有する回路素子が載置された場合、第２の配線層２４のみによる単層のパターンでは、配線密度に限界があるために十分な引き回しができない恐れがある。本形態では、回路基板１６の表面に多層の配線構造を構築することにより、複雑なパターンの引き回しを実現している。
【００５５】
従って、導電パターンの厚さを搭載する素子の性質によって調節することと、配線を多層化することにより、電流容量の確保と回路装置の高密度化を可能にした。
【００５６】
図３から図５を参照して、本形態の回路装置の他の構成を説明する。
【００５７】
先ず、図３（Ａ）を参照して、回路装置１０Ｂを説明する。第２の配線層２４は、第１の導電パターン２４Ａと第１の導電パターン２４Ａよりも厚く形成された第２の導電パターン２４Ｂとから成る。ここで、第1の導電パターン２４Ａと第２の導電パターン２４Ｂとの表面は、実質同一レベルに配置され、第１の導電パターン２４Ａの裏面よりも第２の導電パターン２４Ｂの裏面が下方に位置する様に凸部３８が形成される。従って、第２の導電パターン２４Ｂはその断面積が大きくなり、大きな電流容量を確保することができる。更に、厚みが増すことで過渡熱抵抗を小さくすることができる。また、第１の導電パターン２４Ａの上面と、第２の導電パターン２４Ｂの上面とは実質的に同一平面上に位置している。従って、第１の配線層２４の上面は平坦に形成されるため、回路素子１４の配置や金属細線１５の設置が容易になる。また、凸部３８により第２の導電パターン２４Ｂと第１の配線層２２とが近接することにより、放熱性が向上される。更に、第１の配線層２２の一部をダミーパターンとして、第２の導電パターン２４Ｂの直下に配置することで、更なる放熱性の向上が可能となる。
【００５８】
ここで、第１の導電パターン２４Ａの厚さをＴ１とし、第２の導電パターン２４Ｂの厚さをＴ３とする。Ｔ１は、第１の導電パターン２４Ａを微細に形成するために、９μｍから８０μｍ程度にすることが好ましい。Ｔ３は、第２の導電パターン２４Ｂの電流容量を確保するために３５μｍから５００μｍ程度が好ましい。即ち、第２の導電パターン２４Ｂの厚さは、第１の導電パターン２４Ａと比較して、Ｔ３とＴ１の差だけ厚みが増すことになる。
【００５９】
縁部１８は、第２の導電パターン２４Ｂの周縁部に形成される部位であり、その厚さは第１の導電パターン２４Ａと同等である。縁部１８は、導電パターンの形成がエッチングにより行われることから、設けられる部位である。簡単に言えば、薄い部分でエッチングすれば、一度に厚い部分と薄い部分がパターニングできるからである。ある程度マージンがないと、厚い部分をエッチングしてしまい、薄い部分がエッチングされても厚い部分が分離されないことが発生するからである。なお、縁部１８の幅Ｔ４は、第１の導電パターン２４Ａの厚さＴ１以上が好適である。
【００６０】
次に、図３（Ｂ）を参照して、回路装置１０Ｃを説明する。第２の配線層２４は、第１の導電パターン２４Ａと第１の導電パターン２４Ａよりも厚く形成された第２の導電パターン２４Ｂとから成る。ここで、第1の導電パターン２４Ａの表面よりも第２の導電パターン２４Ｂの表面が上方に位置するように凸部３８Ａが形成され、第１の導電パターン２４Ａの裏面よりも第２の導電パターン２４Ｂの裏面が下方に位置するように凸部３８Ｂが形成されている。従って、第２の導電パターン２４Ｂの断面積は、更に大きくなり、より大きな電流容量を確保することができる。更に、厚みが増すことで過渡熱抵抗を大幅に小さくすることができる。また、凸部３８Ｂは第２の絶縁層２３に埋め込まれていることにより、凸部３８Ｂと第１の配線層２２とが近接するため、放熱性が向上する。また、凸部３８Ａと凸部３８Ｂの厚さを調節することにより、回路素子の特性に応じた導電パターンの形成が可能である。
【００６１】
次に、図４（Ａ）を参照して、回路装置１０Ｄを説明する。第１の配線層２２は、第１の導電パターン２２Ａと第１の導電パターン２２Ａよりも厚く形成された第２の導電パターン２２Ｂとから成る。ここで、第1の導電パターン２２Ａと第２の導電パターン２２Ｂとの裏面は、実質同一レベルに配置され、第１の導電パターン２２Ａの表面よりも第２の導電パターン２２Ｂの表面が下方に位置する様に凸部３８が形成される。従って、第２の導電のパターン２２Ｂの凸部３８と第１の配線層とが近接するため、第２の配線層２４に搭載された回路素子１４Ｂからの熱を回路基板１６へ効率的に逃すことが可能である。更に凸部３８と第２の配線層２４との間に接続部２０を設けて、更なる放熱性の向上も可能である。
【００６２】
次に、図４（Ｂ）を参照して、回路装置１０Ｅを説明する。第１の配線層２２は、第１の導電パターン２２Ａと第１の導電パターン２２Ａよりも厚く形成された第２の導電パターン２２Ｂとから成る。ここで、第1の導電パターン２２Ａと第２の導電パターン２２Ｂとの表面は、実質同一レベルに配置され、第１の導電パターン２２Ａの裏面よりも第２の導電パターン２２Ｂの裏面が下方に位置する様に凸部３８が形成される。従って、第２の導電パターン２２Ｂが部分的に第１の絶縁層２１に埋め込まれることにより、第２の導電パターン２２Ｂの下面が回路基板１６の表面に接近する。従って、回路素子１４Ｂから発生する熱を、第２の導電パターン２２Ｂおよび第１の絶縁層２１を介して外部に放出させることが可能となる。また、放熱性の向上のためには、耐圧性を確保できる範囲で第１の絶縁層２１は薄い方がよい。具体的には、第２の導電パターン２２Ｂの最下部と回路基板１６の表面との距離をＴ５とすると、Ｔ５は耐圧性が考慮されて５０μｍから２００μｍ程度が好ましい。更に、第２の導電パターン２２Ｂの上部と第２の配線層２４との間に接続部２０を設けて、更なる放熱性の向上も可能である。
【００６３】
次に、図５を参照して、回路装置１０Ｆを説明する。第１の配線層２２は、第１の導電パターン２２Ａと第１の導電パターン２２Ａよりも厚く形成された第２の導電パターン２２Ｂとから成る。ここで、第1の導電パターン２２Ａの表面よりも第２の導電パターン２２Ｂの表面が上方に位置するように凸部３８Ａが形成され、第１の導電パターン２２Ａの裏面よりも第２の導電パターン４１Ｂの裏面が下方に位置するように凸部３８Ｂが形成されている。従って、第２の導電パターン２２Ｂの凸部３８Ａは第２の配線層２４と近接し、更に凸部３８Ｂは回路基板１６と近接することにより、回路素子１４Ｂから発生する熱をより効果的に外部へ放出することが可能となる。また、凸部３８Ａの上部と第２の配線層２４とを接続部２０によって接続することにより、放熱性の更なる向上も可能である。
【００６４】
次に、図６から図１２を参照して、上記した回路装置の製造方法を説明する。
【００６５】
ここでは、第１の配線層２２および第２の配線層２４に、凸部３８Ａおよび凸部３８Ｂが形成された回路装置の製造方法を説明する。
【００６６】
先ず、図６（Ａ）を参照して、第１の導電箔３２を用意して、その表面にレジスト３７をパターニングする。第１の導電箔３２の材料としては、銅を主材料とするもの、Fe-NiまたはＡｌを主材料とする材料を採用することができる。第１の導電箔３２の厚さは、形成される第１の配線層２２の厚さにより異なる。厚さの異なる導電パターンを有する配線層においては、厚く形成される導電パターンの厚みが数百μｍ程度であるならば、その厚みまたはそれ以上の膜厚の第１の導電箔３２が採用される。第１の配線層２４は、第１の導電パターン２２Ａと第１の導電パターン２２Ａより厚く形成される第２の導電パターン２２Ｂとから成る。レジスト３７は、第２の導電パターン２２Ｂが形成される箇所を被覆している。
【００６７】
図６（Ｂ）を参照して、次に、レジスト３７をエッチングマスクとしてウエットエッチングを行い、レジスト３７が形成されない主面のエッチングを行う。このエッチングによりレジスト３７により被覆されていない領域の第１の導電箔３２の表面はエッチングされ、窪み部３６が形成される。本工程により、レジスト３７にて覆われた部分は、凸状に突出する凸部３８Ｂになる。本工程が終了した後にレジスト３７は剥離される。
【００６８】
図６（Ｃ）および図６（Ｄ）を参照して、表面に第１の絶縁層２１が設けられた回路基板１６と第１の導電箔３２とを密着させる。具体的には、凸部３８Ｂを第１の絶縁層２１に埋め込むように第１の導電箔３２を回路基板１６に密着される。この密着は真空プレスで行うと、第１の導電箔３２と第１の絶縁層２１との間の空気により発生するボイドを防止することができる。また、等方エッチングにより形成される凸部３８Ｂの側面は、滑らかな曲面となっている。従って、第１の導電箔３２を第１の絶縁層２１に圧入する際に、この曲面に沿って樹脂が浸入し、未充填部が無くなる。このことから、このような凸部３８の側面形状によっても、ボイドの発生を抑止することができる。更に、凸部３８が第１の絶縁層２１に埋め込まれることで、第１の導電箔３２と第１の絶縁層２１との密着強度を向上させることができる。
【００６９】
更に言えば、図６（Ｃ）の導電箔表面（図６Ｂでは裏面）は、フラットであるため、圧入治具である当接面と全面で当接でき、全面均一な力で均等に加圧することができる。
【００７０】
図６（Ｅ）を参照して、第２の導電箔３２の表面に、レジスト３７をパターニングする。ここでは、第２の導電パターン２２Ｂが形成される箇所をレジスト３７が被覆している。
【００７１】
図７（Ａ）を参照して、レジスト３７をエッチングマスクとしてウエットエッチングを行い、レジスト３７が形成されない主面のエッチングを行う。このエッチングによりレジスト３７により被覆されていない領域の第１の導電箔３２の表面はエッチングされ、窪み部３６が形成される。本工程により、レジスト３７にて覆われた部分は、凸状に突出する凸部３８Ａになる。本工程が終了した後にレジスト３７は剥離される。ここで、第１の導電パターン２２Ａが形成される領域を、微細なパターンニングが行えるように十分に薄く形成している。具体的には、第１の導電箔３２の窪み部３６の厚みを９μｍから８０μｍ程度に薄くする。
【００７２】
図７（Ｂ）および図７（Ｃ）を参照して、次に、回路基板１６に接着された第１の導電箔３２のパターンニングを行う。具体的には、形成予定の第１および第２の導電パターンの形状に即したレジスト３７を形成した後に、ウエットエッチングを行うことでパターンニングを行う。ここで、第２の導電パターン２２Ｂに対応する領域の第１の導電箔３２を被覆するレジスト３７は、凸部３８Ａよりも広く形成される。これは、一度のエッチングによりパターンニングするには、厚みの薄い部分でエッチングすればよいからである。しかもマスクズレを考慮すれば、すこし縁が形成されるようにパターニングした方が、完全に分離できるからである。これは、基本的に等方性で進行するウエットエッチングにより、形成される導電パターンの側面はテーパー形状になるからである。
【００７３】
図７（Ｄ）を参照して、レジスト３７を介してエッチングを行った後の、第１の配線層２２を構成する、第１の導電パターン２２Ａおよび第２の導電パターン２２Ｂの断面を説明する。窪み部３６が形成された領域の第１の導電箔３２は、その厚みが数十μｍ程度と薄くなっている。従って、第１の導電パターン２２Ａは微細に形成することができる。
【００７４】
縁部１８は、上述したように、凸部３８が形成された領域をはみ出して形成される部位である。従って、縁部１８は、凸部３８を平面的に囲むように形成される。換言すると、レジスト３７は、少し広めに形成されることで、縁部１８は形成される。このように、第２の導電パターン２２Ｂをエッチングにより形成する際に、レジスト３７を広めに行うことで、安定したエッチングを行うことができる。即ち、ウエットエッチングは等方性なので、導電パターンはサイドエッチングが進行し、パターンニングされた第２の導電パターン２２Ｂの側面はテーパー形状に成っている。従って、このように広めにエッチングを行うことで、サイドエッチングにより第２の導電パターン２２Ｂが浸食されてしまうことを防止することができる。
【００７５】
つまり、せっかく放熱性向上のため、大電流を流すためにその厚みを確保するのに、厚い部分が浸食されてしまえば、ヒートシンクとしてのまたは電極としての機能が低下するからである。また、ある程度の誤差を含んでレジスト３７は形成されるので、上記構成により、この誤差に起因した凸部３８の浸食を防止することができる。
【００７６】
図８（Ａ）を参照して、第１の導電パターン２２Ａおよび第２の導電パターン２２Ｂを覆うように第２の絶縁層２３を塗布する。第２の絶縁膜２３の形成は、シート状の樹脂膜を真空プレスにて貼着する方法により行うことができる。更に、液状の樹脂を塗布することでも、第２の絶縁層２３を形成することができる。
【００７７】
図８（Ｂ）および図８（Ｃ）を参照して、第２の絶縁層２３の上面に、第２の導電箔３３を貼着する。上述の説明では、第２の絶縁層２３と第２の導電箔３３とを別々に形成した。しかしながら、第２の絶縁層２３が裏面に付着された第２の導電箔３３を、第１の導電パターン２２Ａおよび第２の導電パターン２２Ｂを被覆するように密着させても良い。また、第２の導電箔３３に上部および下部に凸部を有する導電箔を採用して、第２の絶縁層２３に下部の凸部を埋没させることにより、厚みを確保することも可能である。このような導電箔から導電パターンを形成した場合、第１の導電パターンより厚く形成される第２の導電パターンの表面は、第１の導電パターンの表面よりも上方に位置する。また第２の導電パターンの裏面は第１の導電パターンの裏面よりを下方に位置する。
【００７８】
次に、第１の配線層２２と第２の導電箔３３とを電気的に接続する接続部２０を形成する。
【００７９】
先ず、図８（Ｄ）を参照して、第２の導電箔３３上に、接続部２０が形成される予定の領域が露出するようにレジスト３７をパターニングする。
【００８０】
図９（Ａ）を参照して、接続部２０が形成される予定の領域の第２の導電箔３３を部分的に除去して貫通孔３４を形成する。この貫通孔３４の形成は、エッチングマスクを用いたウエットエッチングにより行うことができる。
【００８１】
図９（Ｂ）を参照して、レーザー等の除去方法により、貫通孔３４から露出した部分の第２の絶縁層２３を除去する。露出する第２の絶縁層２３の除去は、炭酸ガスレーザーまたはエキシマレーザーを照射することにより行うことができる。本工程により、貫通孔３４の最下部には、第１の配線層２２の表面が露出する。
【００８２】
図９（Ｃ）を参照して、貫通孔３４を含めて第２の導電箔３３の表面に導電箔を形成することにより、接続部２０を形成する。この接続部２０の形成は、電界メッキ、無電界メッキ、または、無電界メッキおよび電界メッキを組み合わせた方法により形成される。具体的な接続部２０の形成方法としては、先ず、無電解メッキにより約２μｍの金属膜（例えば銅）を少なくとも貫通孔３４を含む第２の導電箔３３の全面に形成する。続いて電解メッキを行い、約２０μｍの厚さの金属膜をメッキする。これにより貫通孔３４は金属膜で埋め込まれ、接続部２０が形成される。なお、フィリングメッキを行うと、貫通孔３４のみを選択的に埋め込むことも可能である。またメッキ膜は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ等を採用しても良い。またマスクを使用して部分メッキをしても良い。
【００８３】
図９（Ｄ）および図１０（Ａ）を参照して、第２の導電パターンが形成される領域をレジスト３７で被覆した後に、第２の導電箔３３の表面のエッチングを行う。このエッチングにより薄い第１の導電パターン２４Ａが形成される領域を十分に薄くする。このエッチングが修了した後に、レジスト３７を剥離させる。
【００８４】
図１０（Ｂ）を参照して、次に、新たなレジスト３７を第２の導電箔３３の表面に塗布した後に、第１の導電パターン２４Ａおよび第２の導電パターン２４Ｂが形成されるようにレジスト３７のパターンニングを行う。ここでも、上述したような縁部１８が形成されるように、凸部３８を覆うレジスト３７は、凸部３８よりも広めに被覆される。つまり凸部３８の側面から薄い部分に延在されるように、レジスト３７が塗布されている。
【００８５】
図１０（Ｃ）および図１０（Ｄ）を参照して、次に、レジスト３７を介して第２の導電箔３３をエッチングすることで、第１の導電パターン２４Ａおよび第２の導電パターン２４Ｂが形成される。縁部１８が形成されているので、安定したエッチングを行うことができる。このエッチングが終了した後に、レジスト３７は剥離される。
【００８６】
図１１（Ａ）を参照して、先ず、半田や導電ペースト等を介して回路素子１４を導電パターン（アイランド）に固着する。ここで、小さな電流の処理を行う回路素子１４Ａは、第１の導電パターン２４Ａに固着される。そして、大きな電流が流れる、または熱が大量に発生する回路素子１４Ｂは、第２の導電パターン２４Ｂに固着される。第１の導電パターン２４Ａは微細なパターンを構成することができるので、ＬＳＩ素子等の端子数の多い素子を回路素子１４Ａとして採用することができる。第２の導電パターン２４Ｂは、十分に厚く形成されていることから、大電流の処理を行うパワートランジスタ、ＬＳＩ等を回路素子１４Ｂとして採用することができる。ここでは、１つの回路装置を構成するユニット２９が、１枚の回路基板１６に形成され、一括してダイボンディングおよびワイヤボンディングを行うことができる。ここでは、能動素子をフェイスダウンで実装しているが必要によりフェイスダウンでも良い。
【００８７】
図１１（Ｂ）を参照して、金属細線１５を介して回路素子１４と導電パターンとの電気的接続を行う。本形態では、厚く形成される第２の導電パターン２４Ｂの下部に複数のサーマルビアを形成し、かつ下層の導電パターンと電気的に接続することにより、第２の導電パターン２４Ｂを厚く形成せずとも、大きな電流容量の確保と放熱性の向上を同時に実現することができる。このことにより、第１の導電パターン２４Ａの上面と第２の導電パターン２４Ｂの上面を同じ高さに形成することが可能となり、回路素子１４Ｂの電気的接続を行う際に、数十μｍ程度の細線を用いることが可能となる。従来では、ヒートシンク等の上部に載置されていたトランジスタは、導電パターンとの高低差が大きかった。そのため、ワイヤーが自重でたれてチップやヒートシンクにショートしないように、腰の強い太線が用いられていた。しかしヒートシンクに相当する厚い部分と薄いパターンは、同一面になるため、腰の強い太線を用いる必要がない。ここで、細線とは、一般的にその径が８０μｍ程度の金属細線を指す。
【００８８】
上記工程が終了した後に、各ユニット２９の分離を行う。各ユニットの分離は、プレス機を用いた打ち抜き、ダイシング、等により行うことができる。その後に、各ユニットの回路基板１６にリード１１を固着する。
【００８９】
図１２を参照して、各回路基板１６の樹脂封止を行う。ここでは、熱硬化性樹脂を用いたトランスファーモールドにより封止が行われている。即ち、上金型３０Ａおよび下金型３０Ｂとから成る金型３０に回路基板１６を収納した後に、両金型をかみ合わせることでリード１１の固定をする。そして、キャビティ３５に樹脂を封入することで、樹脂封止の工程が行われる。以上の工程で、図１に示すような回路装置が製造される。
【００９０】
以上、本願は、いままでの混成集積回路基板では、導電パターンが全て同一膜厚で形成されていたため、大電流を必要とする部分には、幅の広いパターンを形成したり、別途ヒートシンクを採用していた。しかし本願では、厚いパターンと薄いパターンが、同一混成集積回路基板に形成できるため、厚い部分で放熱性、大電流を流すために用いられ、しかも薄い部分は、小信号系の部品を実装できる。また、多層配線により回路の高密度化が可能となり混成集積回路の小型化が実現できる。
【００９１】
例えばＡｌ等の金属基板を用いた場合、本来放熱性に優れるが、この様に、厚薄のパターンを形成し、厚いパターンの凸部を絶縁樹脂に埋め込んで形成すれば、この凸部からの熱が絶縁樹脂を介して基板に伝わる。更には絶縁樹脂にフィラーが入っていれば、更に放熱性が向上する。
【００９２】
以上の製造方法の説明では、第1の配線層２１および第２の配線層２４の両方に、薄い第1の導電パターンと厚い第２の導電パターンを形成したが、各層の何れかのみに厚い第２の導電パターンを形成することも可能である。その場合は、上述した製造工程の幾つかを省くことで、他の形態の回路装置を形成することが可能となる。具体的には、第１の配線層２４の凸部３８Ｂおよび、第２の配線層２２の凸部３８Ａと凸部３８Ｂを形成する工程を省けば、回路装置１０Ａを形成することができる。更に、第１の配線層２４の凸部３８Ａおよび、第２の配線層２２の凸部３８Ａと凸部３８Ｂを形成する工程を省けば、回路装置１０Ｂを形成することができる。
【００９３】
更に、第２の配線層２２の凸部３８Ａと凸部３８Ｂを形成する工程を省けば、回路装置１０Ｃを形成することができる。更に、第２の配線層２２の凸部３８Ａと凸部３８Ｂを形成する工程を省けば、回路装置１０Ｄを形成することができる。更に、第１の配線層２４の凸部３８Ａと凸部３８Ｂおよび、第２の配線層２２の凸部３８Ｂを形成する工程を省けば、回路装置１０Ｅを形成することができる。
【００９４】
更に、第１の配線層２４の凸部３８Ａと凸部３８Ｂおよび、第２の配線層２２の凸部３８Ａを形成する工程を省けば、回路装置１０Ｆを形成することができる。更に、第１の配線層２４の凸部３８Ａと凸部３８Ｂを形成する工程を省けば、回路装置１０Ｅを形成することができる。
【００９５】
〈第２の実施形態〉
図１３を参照して、本形態の回路装置４０を説明する。図１３の各図は本形態の回路装置の断面図である。
【００９６】
図１３（Ａ）を参照して、回路装置４０Ａでは２層の配線層から成る多層の配線構造が形成されている。上層の第１の配線層４１は、第１の導電パターン４１Ａと第１の導電パターン４１Ａよりも厚く形成された第２の導電パターン４１Ｂとから成る。そして、第1の導電パターン４１Ａと第２の導電パターン４１Ｂの裏面は、実質同一レベルに配置され、第１の導電パターン４１Ａの表面よりも第２の導電パターン４１Ｂの表面が上方に位置する様に凸部３８が形成される。まず、第１の導電パターン４１Ａの厚さをＴ１とし、第２の導電パターン４１Ｂの厚さをＴ３とする。Ｔ１は、第１の導電パターン４１Ａを微細に形成するために、９μｍから８０μｍ程度にすることが好ましい。第２の導電パターン４１Ｂは、電流容量を確保するために３５μｍから５００μｍ程度が好ましい。
【００９７】
回路素子１４Ａは比較的小さな電流が流れる回路素子であり、第１の導電パターン４１Ａに接続されている。また、大電流が流れる回路素子１４Ｂは第２の導電パターン４１Ｂに接続されている。更に、第２の導電パターン４１Ｂと絶縁層４５との密着面積が大きくなることにより、放熱性が向上する。第２の配線層４２は外部電極の形成が主であるが、必要に応じて多層配線を形成できる。このことにより、配線の自由度が大幅に増大すると共に、配線の高密度化が可能となる。また、第２の配線層４２の一部をダミーパターンとして第２の導電パターン４１Ｂの直下に形成することにより、更なる放熱性の向上を可能とする。
【００９８】
接続部２０は、上層の第1の配線層４１と、下層の第２の配線層４２とを所望の箇所にて電気的に接続する部位である。この接続部２０の具体的な構造は、図２（Ｂ）を参照して説明したものと同様にすることが可能である。
【００９９】
また、封止樹脂１２は、回路素子１４および金属細線１５を被覆して第1の配線層４１の表面を封止している。回路装置４０Ａでは、封止樹脂１２により全体が機械的に支持されている。
【０１００】
図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）および、図１４の各図を参照して他の形態の回路装置を説明する。尚、基本的な構成は回路装置４０Ａと同じである。
【０１０１】
図１３（Ｂ）を参照して、回路装置４０Ｂを説明する。ここでの第１の配線層４１は、第１の導電パターン４１Ａと第１の導電パターン４１Ａよりも厚く形成された第２の導電パターン４１Ｂとから成る。第1の導電パターン４１Ａと第２の導電パターン４１Ｂとの表面は、実質同一レベルに配置され、第１の導電パターン４１Ａの裏面よりも第２の導電パターン４１Ｂの裏面が下方に位置する様に凸部３８が形成される。従って、第２の導電パターン４１Ｂはその断面積が大きくなり、大きな電流容量を確保することができる。更に、厚みが増すことで過渡熱抵抗を小さくすることができる。また、第１の導電パターン４１Ａの上面と、第２の導電パターン４１Ｂの上面とは実質的に同一平面上に位置している。従って、回路素子１４の配置や金属細線１５の設置が容易になる。また、凸部３８により、第１の導電パターン４１Ｂと第２の配線層４２とが近接することにより、放熱性が向上される。更に、第２の配線層４２の一部をダミーパターンとして、第２の導電パターン２４Ｂの直下に配置することで、更なる放熱性の向上が可能となる。更に、第２の導電パターン４１Ｂの裏面には凸部３８が形成されており、その表面は第１の導電パターン４１Ａと同一平面上にある。第２の導電パターン４１Ｂの裏面に形成された凸部３８は絶縁層４５に埋め込まれている。このことにより、回路装置の厚みに影響を与えることなく、第２の導電パターン４１Ｂを厚く形成することが可能となる。よって、回路装置全体を小型化することができる。
【０１０２】
図１３（Ｃ）を参照して、回路装置４０Ｃを説明する。ここでは、回路素子１４Ｂが載置されるパターンが上下の厚み方向に突出することで、部分的に厚く形成される第２の導電パターン４１Ｂが形成されている。従って、第１の導電パターン４１Ｂの断面積は、更に大きくなり、より大きな電流容量を確保することができる。更に、厚みが増すことで過渡熱抵抗を大幅に小さくすることができる。また、凸部３８Ｂは第２の絶縁層２３に埋め込まれていることにより、凸部３８Ｂと第２の配線層４２とが近接するため、放熱性が向上する。また、凸部３８Ａと凸部３８Ｂの厚さを調節することにより、回路素子の特性に応じた導電パターンの形成が可能である。
【０１０３】
図１４（Ａ）を参照して、回路装置４０Ｄを説明する。ここでは、下層の第２の配線層４２に、上方に突出する凸部３８を設けて、第２の導電パターン４２Ｂを形成している。従って、第１の配線層４１と第２の導電パターン４２Ｂとが近接することにより、回路素子１４からの発生する熱の放熱性が向上する。更に、第１の導電パターン４２Ａの裏面と第２の導電パターン４２Ｂの裏面は同一平面上にある。従って、第２の導電パターン４２Ｂの下部に外部電極を形成することができ、回路装置が搭載される基板へ放熱させることも可能となる。また、この第２の導電パターン４１Ｂをダミーパターンとして形成することにより、回路装置全体の放熱性の向上が可能となる。
【０１０４】
図１４（Ｂ）を参照して、回路装置４０Ｅを説明する。ここでは、下層の第２の配線層４２に、下方に突出する凸部３８を設けることにより、厚い第２の導電パターン４２Ｂを形成している。従って、第２の導電パターン４２Ｂは、外部と近接することになり、放熱性を向上できる。また、第２の導電パターン４２Ｂに外部電極を形成することにより、回路素子１４から発生する熱を実装基板に放熱させる事も可能である。
【０１０５】
図１４（Ｃ）を参照して、回路装置４０Ｆを説明する。ここでは、下層の第２の配線層４２に、上方および下方の両方に突出するように凸部３８を設けることで、第２の導電パターン４２Ｂを形成している。従って、第２の導電パターン４２Ｂの断面積を、更に大きくすることができ、より放熱性を向上させることが可能となる。
【０１０６】
次に、図１５から図１９を参照して、本形態の回路装置の製造方法を説明する。
【０１０７】
図１５および図１６を参照して、第１の導電箔５０および第２の導電箔５１用意して、第１の導電箔５０および第２の導電箔５１にレジストを塗布した後に、エッチングを行うことにより、前記導電箔に凸部を形成する工程を説明する。
【０１０８】
図１５（Ａ）を参照して、第１の導電箔５０を用意し、その表面にレジスト３７をパターニングする。ここで、レジスト３７は、厚く形成される予定の箇所を被覆している。また、第１の導電箔５０の材料としては、好ましくは、Ｃｕを主材料とするもの、または公知のリードフレームの材料を採用することができる。第１の導電箔５０の厚さは、形成される配線層の厚さにより異なる。厚さの異なる導電パターンを有する配線層においては、厚く形成される導電パターンの厚みが数百μｍ程度であるならば、その厚みまたはそれ以上の膜厚の第１の導電箔５０が採用される。
【０１０９】
図１５（Ｂ）を参照して、レジスト３７をエッチングマスクとしてウエットエッチングを行い、レジスト３７が形成されない主面のエッチングを行う。このエッチングによりレジスト３７により被覆されていない領域の第１の導電箔５０の表面および裏面はエッチングされ、窪み部３６が形成される。エッチングにより第１の導電箔５０に、凸部３８Ｂを形成した後、レジスト３７は剥離される。
【０１１０】
図１６（Ａ）を参照して、第２の導電箔５１を用意し、その表面にレジスト３７をパターニングする。ここで、レジスト３７は厚く形成される予定の箇所を被覆している。
【０１１１】
図１６（Ｂ）を参照して、前述したエッチング方法により第２の導電箔５１の表面に凸部３８Ａを形成する。
【０１１２】
図１７および図１８を参照して、前記第１の導電箔５０と前記第２の導電箔５１とを絶縁層５２に圧着させることにより、回路基板５３を形成する工程を説明する。
【０１１３】
先ず、図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）を参照して、第２の導電箔５１に絶縁層５２を密着させる。このとき、凸部３８Ａは絶縁層５２に埋め込まれる。この密着は真空プレスで行うと、第２の導電箔５１と絶縁層５２との間の空気により発生するボイドを防止することができる。また、等方エッチングにより形成される凸部３８Ａの側面は、滑らかな曲面となっている。従って、第１の導電箔５１を絶縁層５２に圧入する際に、この曲面に沿って樹脂が浸入し、未充填部が無くなる。このことから、このような凸部３８Ａの側面形状によっても、ボイドの発生を抑止することができる。更に、凸部３８が絶縁層５２に埋め込まれることで、第２の導電箔５１と絶縁層５２との密着強度を向上させることができる。
【０１１４】
次に、図１７（Ｃ）および図１７（Ｄ）を参照して、第１の導電箔５０を絶縁層５２に密着させる。このとき、凸部３８Ｂは絶縁層５２に埋め込まれる。また、上述した真空プレスにより行うことにより、第１の導電箔５０と絶縁層５２との間の空気により発生するボイドを防止することができる。
【０１１５】
次に、図１８（Ａ）を参照して、第１の導電箔５０上にレジスト３７を塗布する。レジスト３７は第１の導電箔５０の凸部３８Ａが形成される予定の箇所および、第２の導電箔５１の凸部３８Ｂが形成される予定の箇所を被覆している。図１８（Ｂ）を参照して、レジスト３７をエッチングマスクとしてウエットエッチングを行い、レジスト３７が形成されない主面のエッチングを行う。このエッチングによりレジスト３７により被覆されていない領域の第１の導電箔５０の表面および第２の導電箔５１の裏面はエッチングされ、窪み部３６が形成される。図１８（Ｃ）を参照して、エッチングにより第１の導電箔５０および第２の導電箔５１に、凸部３８を形成した後、レジスト３７を剥離し、回路基板５３を形成する。
【０１１６】
図１９を参照して、前記第１の導電箔５０と前記第２の導電箔５１とを接続部２０を介して電気的に接続する工程を説明する。
【０１１７】
先ず、図１９（Ａ）を参照して、第１の導電箔５０の貫通孔を形成する部分だけが露出されるように、レジスト３７で全面を被覆する。次いで、レジスト３７を介して第１の導電箔５０をエッチングする。第１の導電箔５０はＣｕを主材料とするものであるので、エッチング液は、塩化第二鉄または塩化第二銅を用いてケミカルエッチングを行う。また、このエッチングの際に、第２の導電箔５１は接着性のシート等でカバーしてエッチング液から保護する。しかし第２の導電箔５１自体が十分に厚く、エッチング後にも平坦性が維持できる膜厚であれば、少々エッチングされても構わない。
【０１１８】
図１９（Ｂ）を参照して、レジスト３７を取り除いた後、第１の導電箔５０をマスクにして、レーザーにより貫通孔３４の真下の絶縁層５２を取り除き、貫通孔３４の底に第２の導電箔５１の裏面を露出させる。レーザーとしては、炭酸ガスレーザーが好ましい。またレーザーで絶縁樹脂を蒸発させた後、開口部の底部に残査がある場合は、過マンガン酸ソーダまたは過硫酸アンモニウム等でウエットエッチングし、この残査を取り除く。
【０１１９】
図１９（Ｃ）を参照して、貫通孔３４を含む第１の導電箔５０全面に第２の導電箔５１と第１の導電箔５０の電気的接続を行う接続部２０であるメッキ膜を形成する。このメッキ膜は無電解メッキまたは電解メッキおよび、無電解メッキと電解メッキの組み合わせによって形成される。
【０１２０】
次に、図２０を参照して、第１の導電箔５０および第２の導電箔５１をパターニングすることにより、第１の配線層４１および第２の配線層４２を形成する工程を説明する。
【０１２１】
図２０（Ａ）を参照して、新たにレジスト３７を第１の導電箔５０および第２の導電箔５１に塗布する。次に、第１の導電箔５０上に、第１の配線層４１が形成されるようにレジスト３７をパターニングする。具体的には形成予定の第１および第２の導電パターン４１Ａ、４１Ｂの形状に即してレジスト３７をパターニングする。ここでも、縁部１８が形成されるように、凸部３８Ａを覆うレジスト３７は、凸部３８ＡよりもＴ４だけ広めに被覆される。つまり凸部３８の側面から薄い部分に延在されるように、Ｔ４部分にもレジスト３７が塗布されている。同様に、新たなレジスト３７を第２の導電箔５１上に塗布し、第２の配線層４２が形成されるようにパターニングする。ここでも、第２の導電パターン４２Ｂに対応する領域の第２の導電箔５１を被覆するレジスト３７は、凸部３８よりも広く形成される。これは、一度のエッチングによりパターンニングするには、厚みの薄い部分でエッチングすればよいからである。しかもマスクずれを考慮すれば、すこし縁が形成されるようにパターニングしたほうが、完全に分離できるからである。これは、基本的に等方性で進行するウエットエッチングにより、形成される導電パターンの側面はテーパー形状になるからである。また、第２の導電箔５１についても同様にレジスト３７をパターニングする。
【０１２２】
図２０（Ｂ）を参照して、上記のように形成されたレジスト３７を介して第１の導電箔５０および第２の導電箔５１をエッチングすることで、第１の配線層４１および第２の配線層４２が形成される。エッチングが修了した後に、レジスト３７は剥離される。
【０１２３】
図２１を参照して、第５の工程である、第１の配線層４１の所定の箇所に回路素子１４を配置する工程を説明する。
【０１２４】
先ず、図２１（Ａ）を参照して、半田や導電ペースト等を介して回路素子１４を導電パターン（アイランド）に固着する。ここで、小さな電流の処理を行う回路素子１４Ａは、第１の導電パターン４１Ａに固着される。そして、大きな電流が流れる、または熱が大量に発生する回路素子１４Ｂは、第２の導電パターン４１Ｂに固着される。次いで、金属細線１５を介して回路素子１４と導電パターンとの電気的接続を行う。第１の導電パターン４１Ａは微細なパターンを構成することができるので、ＬＳＩ素子等の端子数の多い素子を回路素子１４Ａとして採用することができる。第２の導電パターン４１Ｂは、十分に厚く形成されていることから、大電流の処理を行うパワートランジスタ、ＬＳＩ等を回路素子１４Ｂとして採用することができる。
【０１２５】
次いで、図２１（Ｂ）を参照して、回路素子１４が搭載された回路基板５３の樹脂封止を行う。樹脂封止方法としては、トランスファーモールド、インジェクションモールド、またはディッピングが採用できる。樹脂材料としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂がトランスファーモールドで実現でき、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂はインジェクションモールドで実現できる。樹脂封止を行った後に、回路基板５３の裏面の所定の位置に絶縁性樹脂５４を形成し、外部電極４６を設置することにより、回路装置として完成させる。
【０１２６】
以上の製造方法の説明では、第1の配線層４１および第２の配線層４２の両方に、薄い第1の導電パターンと厚い第２の導電パターンを形成したが、各層の何れかのみに厚い第２の導電パターンを形成することも可能である。その場合は、上述した製造工程の幾つかを省くことで、他の形態の回路装置を形成することが可能となる。具体的には、第１の配線層４１の凸部３８Ｂおよび、第２の配線層４２の凸部３８Ａと凸部３８Ｂを形成する工程を省けば、回路装置４０Ａを形成することができる。
【０１２７】
更に、第１の配線層４１の凸部３８Ａおよび、第２の配線層４２の凸部３８Ａと凸部３８Ｂを形成する工程を省けば、回路装置４０Ｂを形成することができる。更に、第２の配線層４２の凸部３８Ａと凸部３８Ｂを形成する工程を省けば、回路装置４０Ｃを形成することができる。
【０１２８】
更にまた、第２の配線層４２の凸部３８Ａと凸部３８Ｂを形成する工程を省けば、回路装置４０Ｄを形成することができる。更に、第１の配線層４１の凸部３８Ａと凸部３８Ｂおよび、第２の配線層４２の凸部３８Ｂを形成する工程を省けば、回路装置４０Ｅを形成することができる。
【０１２９】
更に、第１の配線層４１の凸部３８Ａと凸部３８Ｂおよび、第２の配線層４２の凸部３８Ａを形成する工程を省けば、回路装置４０Ｆを形成することができる。更に、第１の配線層４１の凸部３８Ａと凸部３８Ｂを形成する工程を省けば、回路装置４０Ｅを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の回路装置の（Ａ）斜視図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）模式図である。
【図２】本発明の回路装置の（Ａ）断面図、（Ｂ）模式図、（Ｃ）斜視図である。
【図３】本発明の回路装置の（Ａ）−（Ｂ）断面図である。
【図４】本発明の回路装置の（Ａ）−（Ｂ）断面図である。
【図５】本発明の回路装置の断面図である。
【図６】本発明の回路装置の製造方法を説明する（Ａ）−（Ｅ）断面図である。
【図７】本発明の回路装置の製造方法を説明する（Ａ）−（Ｄ）断面図である。
【図８】本発明の回路装置の製造方法を説明する（Ａ）−（Ｄ）断面図である。
【図９】本発明の回路装置の製造方法を説明する（Ａ）−（Ｄ）断面図である。
【図１０】本発明の回路装置の製造方法を説明する（Ａ）−（Ｄ）断面図である。
【図１１】本発明の回路装置の製造方法を説明する（Ａ）、断面図（Ｂ）断面図である。
【図１２】本発明の回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図１３】本発明の回路装置の（Ａ）−（Ｃ）断面図である。
【図１４】本発明の回路装置の（Ａ）−（Ｃ）断面図である。
【図１５】本発明の回路装置の製造方法を説明する（Ａ）−（Ｂ）断面図である。
【図１６】本発明の回路装置の製造方法を説明する（Ａ）−（Ｂ）断面図である。
【図１７】本発明の回路装置の製造方法を説明する（Ａ）−（Ｄ）断面図である。
【図１８】本発明の回路装置の製造方法を説明する（Ａ）−（Ｃ）断面図である。
【図１９】本発明の回路装置の製造方法を説明する（Ａ）−（Ｃ）断面図である。
【図２０】本発明の回路装置の製造方法を説明する（Ａ）−（Ｂ）断面図である。
【図２１】本発明の回路装置の製造方法を説明する（Ａ）−（Ｂ）断面図である。
【図２２】従来の混成集積回路装置の（Ａ）斜視図、（Ｂ）断面図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１０    回路装置
１１    リード
１２    封止樹脂
１４Ａ  回路素子
１４Ｂ  回路素子
１５    金属細線
１６    回路基板
１８    縁部
２０    接続部
２１    第１の絶縁層
２２    第１の配線層
２２Ａ  第１の導電パターン
２２Ｂ  第２の導電パターン
２３    第２の絶縁層
２４    第１の配線層
２４Ａ  第１の導電パターン
２４Ｂ  第２の導電パターン
３８Ａ  凸部
３８Ｂ  凸部
４０    回路装置
４１    第１の配線層
４２    第２の配線層
４５    絶縁層
【図１】
2005347354.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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