(57)【要約】【目的】  金属板に形成されたキャビティ部底面に形成された回路に半導体素子等の部品を搭載する。金属基板の有する高い熱伝導性、電気特性を確保して、一括の積層を行った後にキャビティ加工を行う事から絶縁の信頼性および接続の信頼性に優れた電子部品用パッケージを低コストにて提供することを可能とする。【構成】  厚い金属板（０．２ｍｍ〜４．０ｍｍ）を用い、この金属板にエッチング等を用いて絶縁間隔となる凹みを形成した後に、前記金属板の片面もしくは両面に電気的絶縁層を積層被着させ、その後絶縁層の表層に単層または複数層の回路を形成し、さらに必要箇所はレーザービア等を用いて前記金属板と接続させる。  しかる後に金属板の凹みを形成した逆面より、ザグリ等を用いて前記凹の底面より多く削り込み、前記金属板の一部厚さ部分を残してキャビティ部を形成し、この残された金属部分を回路として用いる事を特徴とする。【選択図】      図２
2007116071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚い金属板（０．２ｍｍ〜４．０ｍｍ）を用い、この金属板にエッチング等を用いて絶縁間隔となる凹みを形成した後に、前記金属板の片面もしくは両面に電気的絶縁層を積層被着させ、その後絶縁層の表層に単層または複数層の回路を形成し、さらに必要箇所はレーザービア等を用いて前記金属板と接続させる。
しかる後に金属板の凹みを形成した逆面より、ザグリ等を用いて前記凹の底面より多く削り込み、前記金属板の一部厚さ部分を残してキャビティ部を形成し、この残された金属部分を回路として用いる事を特徴とした電子部品用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】  本発明は、金属板をパッケージの基板に使用した電子部品用パッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  金属板を基板に使用した電子部品用パッケージでは、素子の放熱のために素子実装面の逆面に放熱の為のヒートシンクを貼り付けたり、金属板を貼り付けた基板に金属板まで開口したキャビティを設けて、露出した金属板に素子を搭載し放熱を行っていた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  半導体集積回路において、回路部品をチップ内に取り込み、また高速化が進んだ事により、使用電流が大きくなり、単位面積あたりの発熱量も増大した為、回路の破損を防ぐ為に、効率的な放熱を行う事が重要な課題となっている。
しかしながら、基板に回路形成を行い実装面の逆面に金属板を貼り付け実装した場合には、基板の絶縁層に熱の伝導が妨げられてしまい金属板への放熱量を確保する事が難しい。また、金属板を貼り付けた基板に金属板まで開口したキャビティを設けて、露出した金属板に素子を搭載し放熱を行う場合には、形成したキャビティの底面及び逆面は金属板を使用している為、配線の形成エリアとして使用する事が難しく、パッケージの小型化を阻害する要因となってしまう。
本発明はこのような問題点を鑑みてなされ、半導体素子等の部品を搭載するキャビティ部底面に回路が形成され、形成された回路の一部をキャビティ部周辺の残された金属板に直接接続する事により高い熱伝導性を実現し、素子搭載面に作成したキャビティ周辺は金属板である事から、十分な容積をもって熱を吸収する。また、キャビティの底面には回路が形成され、レーザー等の一般的な接続孔形成方法をもって形成されたスルーホールを通じて裏面の回路へと導通が取られ、裏面の配線から外部への接続を可能としている事から、パッケージの小型化を阻害しない事を特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  上記の目的を達成するために、本発明のパッケージは次の構成を備える。
すなわち、厚い金属板（０．２ｍｍ〜４．０ｍｍ）を用い、この金属板にエッチング等を用いて絶縁間隔となる凹みを形成した後に、前記金属板の片面もしくは両面に電気的絶縁層を積層被着させ、その後絶縁層の表層に単層または複数層の回路を形成し、さらに必要箇所はレーザービア等を用いて前記金属板と接続させる。
しかる後に金属板の凹みを形成した逆面より、ザグリ等を用いて前記凹の底面より多く削り込み、前記金属板の一部厚さ部分を残してキャビティ部を形成し、この残された金属部分を回路として用いる事を特徴とする。
【作用】
【０００５】  本発明によれば、金属板の片面もしくは両面に電気的絶縁層を被着形成して成る電子部品用パッケージにおいて、電気的絶縁層には通常のプリント配線基板にて用いられる材料を用いる事が可能である。厚い金属板（０．２ｍｍ〜４．０ｍｍ）を用い、この金属板にエッチング等を用いて絶縁間隔となる凹みを形成した後に、前記金属板の片面もしくは両面に電気的絶縁層を積層被着させ、その後絶縁層の表層に単層または複数層の回路を形成し、さらに必要箇所はレーザービア等を用いて前記金属板と接続させる。
しかる後に金属板の凹みを形成した逆面より、ザグリ等を用いて前記凹の底面より多く削り込み、前記金属板の一部厚さ部分を残してキャビティ部を形成する事により、半導体素子等の部品を搭載するキャビティ部底面に回路が形成され、一部の回路は周辺の金属板へと直接接続している。熱は回路を通じて周辺のさらに厚い金属板へ伝導し、厚い金属板の全体に伝わった熱は金属板から直接他の放熱体に熱を伝える事が可能である。また、薄い絶縁層を通して広い面積から表層回路に熱伝導させたり、必要箇所に多数のレーザービアを設けて表層回路に熱を伝導し、そこから他の放熱体に熱を伝える事も可能である。本発明では素子のダイボンド箇所からでなく、金属板や表層回路の広い面積からビアや絶縁層を通して熱伝導する事が出来、金属板の有する高い熱伝導性、電気特性を確保する事が可能である。また、一括の積層を行った後にキャビティ加工を行う事から絶縁の信頼性および接続の信頼性に優れている。また、本発明をＬＥＤや光センサー等に使用する場合には、キャビティ部側面を斜めに加工し反射板の作用を持たすことも可能である事から、組み立て時に反射板を取り付ける工数を減らすことが可能な電子部品用パッケージを、低コストにて提供することを可能とする。
【実施例】
【０００６】  以下、本発明の好適な実施例について説明する。
図１は、本発明に係る金属板の片面にのみ配線パターンを形成した電子部品用パッケージの実施例上面よりの状態を示した説明図である。素子１０は金属板と直接繋がっている配線にダイボンドされ、熱は金属板へ伝導される。さらに厚い金属板の全体に伝わった熱は、金属板から直接他の放熱体に熱を伝える事が可能である。また、薄い絶縁層を通して広い面積から表層回路に熱伝導させたり、必要箇所に多数のレーザービアを設けて表層回路に熱を伝導し、そこから他の放熱体に熱を伝える事も可能である。
図２は、図１のＡ−Ａ’部分の断面を示す説明図である。キャビティ内の独立した配線はブラインドビア２５によって素子搭載面の逆面に引き出されている。
図３は、図１のＢ−Ｂ’部分の断面を示す説明図である。本説明図では金属板のした面にブラインドビアを多数形成し、素子搭載面の逆面にも熱を伝導することを可能にしている。スルーホールはレーザービア以外にも、導電性の樹脂によって接続をしたり、フィルドビア、金属バンプを使用する等の方法がある。本実施例ではボンディングワイヤー２０によって接続を行っているが、フリップチップ接続等の他の接続でも本発明の特徴を生かす事は可能であり、本発明をワイヤーボンディングに限定する物ではない。また、スルーホール等の構成もそれに限定するものではない。
図４からは製造工程を追って説明する。
図４はパッケージの基板として使用する金属板３０を示す。金属板はエッチング等の方法により、キャビティ底面に形成する配線の配線間隔となる部分４０を凹ませた形に形成する。金属板３０は、電気的絶縁層との密着性を向上させるため、電気的絶縁層を形成する面に化学処理等の下地処理４５を施しても良い。
図５は金属板３０に電気的絶縁層５０を被着形成した状態を示す。電気的絶縁層５０を被着形成する際には配線パターンを形成するための銅箔６０も同時に形成する。本説明図ではビルドアップ工法での絶縁層形成を便宜的に説明しているが、配線が形成されたコア材を貼り付けるなどの一般的な基板の製造方法が適用可能である。また、絶縁層に熱伝導の良いものを使用すれば、本パッケージの構成を好適に利用可能である。
図６は電気的絶縁層５０の所要の部位に接続孔７０形成のためのレーザー加工を行った状態を示している。接続孔７０形成はレーザーに限定するものではなく、ドリル穴明等の、通常の基板製造と同様の工法が使用可能である。
図７は、図６で形成した接続孔７０にスルーホールめっき８０を形成した状態を示す。
図８は所要の配線パターン９０を形成した状態を示す。銅箔６０及びスルーホールめっき８０をあわせた層をエッチングして配線パターン９０を形成した。
図９は本発明の最も特徴的な工程であり、図４で金属板に形成した凹部分４０の逆面から、凹部分４０の底面より多くを精度良くザグリ加工する事により、前記金属板の一部厚さ部分を残し、所定のパターン形状をキャビティ１００の底面に形成する事ができる。配線は独立させる事も可能であり、ザグリ周辺部に残した金属板との直接接続をする事も可能である。よって熱容量を持った金属板に直接接続された部分に素子を実装する事で高い熱伝導性を実現する。本基板をＬＥＤや光センサー等に使用する際には、ザグリを行った金属板壁面１１０を反射板として使用する事もでき、効率的に光を外に出すことが可能であり、反射板に当たる光の熱や樹脂等に光が当たる事により発生する熱も金属板に吸収させることが可能である。
図１０は、配線パターンの所要の部位に表面処理めっき１２０を施した、電子部品用パッケージの断面図である。表面処理めっき１２０は一般的な基板のめっきを適用する事が可能であり、ＬＥＤとして使用する場合には銀めっき等のより高輝度なめっきを使用する事により、光の利用効率を高めることが出来る。また、表裏に貫通する穴がめっき時に影響を及ぼす場所に開いていない場合には、表面のめっきと裏面のめっき種類を変える事が可能であり、面ごとの実装方法に合わせためっき処理を行う事が可能である。【０００７】  図１１は、本発明の多層配線パターンを形成する他の実施例を示す説明図である。図１１では、凹みが形成された金属板に電気的絶縁層を被着形成し、図８にて示された配線層を形成した後に、同様の工法にて配線層を追加形成し、前記金属板に形成した凹みの底面より多くを金属板の凹みを形成した逆面より精度良く削り出し露出させる事により、半導体素子等の部品を搭載するキャビティ部底面に回路が形成されている。この様な方法で通常の基板製造方法と同様なビルドアップ工法を本基板に適用する事も可能である。また、本実施例では便宜的に２層に電気的絶縁層を介した配線を重ねているが、それに限定する物ではない。
実施例では、金属板の片面に電気的絶縁層及び配線層を単層または複数層被着形成し、片面にのみキャビティを形成した形状を示しているが、片面に限定する物ではなく、配線層を両面に形成する事も可能である。
【発明の効果】
【０００８】  本発明に係る電子部品用パッケージよれば、厚い金属板（０．２ｍｍ〜４．０ｍｍ）を用い、この金属板にエッチング等を用いて絶縁間隔となる凹みを形成した後に、前記金属板の片面もしくは両面に電気的絶縁層を積層被着させ、その後絶縁層の表層に単層または複数層の回路を形成し、さらに必要箇所はレーザービア等を用いて前記金属板と接続させる。
しかる後に金属板の凹みを形成した逆面より、ザグリ等を用いて前記凹の底面より多く削り込み、前記金属板の一部厚さ部分を残してキャビティ部を形成する事により、半導体素子等の部品を搭載するキャビティ部底面に回路が形成される。形成された回路の一部がキャビティ部周辺の残された金属板に接続している事により、金属基板の有する高い熱伝導性、電気特性を確保して、絶縁の信頼性および接続の信頼性に優れた電子部品用パッケージを、低コストにて提供することができる。
本発明が、ＬＥＤ用基板、光センサ用基板、放熱性の求められる用途の基板に広く応用することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る電子部品用パッケージの配線パターンの実装例を示す上面より示した説明図。
【図２】図１のＡ−Ａ’の断面を示した説明図。
【図３】図１のＢ−Ｂ’の断面を示した説明図。
【図４】本発明に係る電子部品用パッケージの金属板にエッチングを用い凹みを形成した例を示す断面図。
【図５】本発明に係る電子部品用パッケージの金属板の片面に絶縁層を貼り付けた例を示す断面図。
【図６】本発明に係る電子部品用パッケージの絶縁層に接続孔を形成した例を示す断面図。
【図７】本発明に係る電子部品用パッケージの絶縁層に形成された接続孔を経由して電気的に銅通させるためのスルーホールめっきを行った例を示す断面図。
【図８】本発明に係る電子部品用パッケージの所要のパターンを形成した例を示す断面図。
【図９】本発明に係る電子部品用パッケージのキャビティを形成した例を示す断面図。
【図１０】本発明に係る電子部品用パッケージの表面処理めっきを行った例を示す断面図。
【図１１】本発明に係る電子部品用パッケージの多層配線パターンの実施例の１例を示す断面図。
【符号の説明】
１０  半導体素子等の部品
２０  ボンディングワイヤー
２５  ブラインドビア
３０  金属板
４０  配線間隔部
４５  下地処理
５０  電気的絶縁層
６０  銅箔
７０  接続孔
８０  スルーホールめっき
９０  配線パターン
１００  キャビティ
１１０  金属板壁面
１２０  表面処理めっき
【図１】
2007116071.tif 000003
【図２】
2007116071.tif 000004
【図３】
2007116071.tif 000005
【図４】
2007116071.tif 000006
【図５】
2007116071.tif 000007
【図６】
2007116071.tif 000008
【図７】
2007116071.tif 000009
【図８】
2007116071.tif 000010
【図９】
2007116071.tif 000011
【図１０】
2007116071.tif 000012
【図１１】
2007116071.tif 000013