CN111009505B

CN111009505B - 布线基板

Info

Publication number: CN111009505B
Application number: CN201910939646.9A
Authority: CN
Inventors: 井本洋介; 拮石真一郎; 铃木健司; 河合纪彦; 鬼头直树
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2018-10-05
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2024-03-26
Anticipated expiration: 2039-09-30
Also published as: US20200111716A1; US11410895B2; CN111009505A

Abstract

[课题]提供：能维持基材与框体的接合面积、且抑制基座的根部分处的填角的形成的布线基板。[解决方案]本公开的一方式为一种布线基板，其具备：金属制的基材，其具有表面和背面；绝缘性的框体，其借助由接合材料形成的接合层接合在基材的表面；和，基座，其设置于基材的表面中、比框体靠内侧的区域。布线基板还具备配置于基材的表面的槽。在基材的表面具有预定要搭载部件的搭载区域。槽配置于表面中在俯视下至少搭载区域与基座之间的区域，且在跟搭载区域与基座的对置方向交差的方向上延伸。

Description

布线基板

技术领域

本公开涉及布线基板。

背景技术

为了提高半导体元件等搭载部件的散热性，公知有将金属制的基材安装于框体的布线基板(参照专利文献1)。基材借助焊料(日文：ろう材)等接合材料被接合于框体。专利文献1中，通过在框体中设置高度差部，从而抑制接合材料向搭载区域的流入，所述搭载区域是预定要搭载电子部件等搭载部件的区域。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-204426号公报

发明内容

发明要解决的问题

在如上述那样通过在框体中设置高度差部来抑制接合材料的流动的构成中，由于高度差部导致基材与框体的接合面积减少。其结果，有接合部分的气密性降低的可能性。

另外，如图4所示那样，在基材102上，除了设有框体103，有时还设有用于以三维的方式配置多个搭载部件107、108的基座104。设置这样的基座104的情况下，框体103与基材102接合时，熔融了的接合材料容易流入基座与基材的根部分104A，接合材料在根部分104A固化而形成填角F。通常，搭载部件(图4中为搭载部件108)与基座104并列而搭载于基材102的表面，但如果该填角F到达至预定要搭载搭载部件108的搭载区域，则之后将搭载部件108搭载于基材102的表面时，产生搭载部件108相对于基材的接合变得不充分、或倾斜的搭载不良。搭载不良使搭载部件的接合强度、散热性、搭载位置精度等降低。

本公开的一方面的目的在于，提供：能维持基材与框体的接合面积、且抑制基座的根部分处的填角的形成的布线基板。

用于解决问题的方案

本公开的一方式为一种布线基板，其具备：金属制的基材，其具有表面和背面；绝缘性的框体，其借助由接合材料形成的接合层接合在基材的表面；和，基座，其设置于基材的表面中、比框体靠内侧的区域。布线基板还具备配置于基材的表面的槽。在基材的表面具有搭载区域，所述搭载区域是预定要搭载搭载部件的区域。槽配置于表面中在俯视下至少搭载区域与基座之间的区域，且在跟搭载区域与基座的对置方向交差的方向上延伸。

根据这样的构成，基材与框体接合时，形成接合层的接合材料流入配置于搭载区域与基座之间的区域的槽，可以抑制接合材料在基座的根部形成填角。因此，可以在不减少基材与框体的接合面积的情况下抑制基座的根部分处的填角的形成。

本公开的一方式中，槽可以与在俯视下基座的与搭载区域对置的外缘相邻接地形成。根据这样的构成，在成为填角的形成因素的基座的根部分设置槽，因此，可以更可靠地抑制基座的根部分处的填角的形成。进而，可以减小基座的根部分中、能由接合材料形成填角的区域。

本公开的一方式中，基座可以与基材一体地构成。根据这样的构成，可以容易地形成基座。另外，可以抑制从基座至基材的热流动的妨碍，因此，可以提高搭载于基座的搭载部件的散热性。

本公开的一方式中，对于槽的至少一个端部，可以在俯视下、在与对置方向垂直的方向上，突出到比搭载区域的一端靠框体侧的位置。根据这样的构成，槽的一个端部比搭载区域接近基材与框体的接合部位，接合材料容易被导入至槽。因此，可以更可靠地抑制接合材料到达基座的根部分。

本公开的一方式中，槽的深度可以为基材的厚度的1/2以下。根据这样的构成，可以抑制基材的散热性的降低。进而，也可以抑制基材的强度的降低。

本公开的一方式中，槽中与搭载区域重叠的部分的宽度可以为搭载区域的对置方向上的长度的1/3以下。根据这样的构成，可以充分确保搭载区域的大小、抑制搭载部件的接合性受损、且抑制填角的形成。另外，搭载搭载部件时，可以维持搭载部件的散热性。

本公开的一方式中，框体可以以陶瓷为主成分。根据这样的构成，可以得到耐热性高的半导体封装。

本公开的一方式中，基材可以由铜、铜合金和铜复合体中的至少一者构成。根据这样的构成，可以提高基材的导热性。

本公开的一方式中，可以还具备搭载于搭载区域的搭载部件。根据这样的构成，可以得到可靠性高的半导体封装。

附图说明

图1A为实施方式的布线基板的示意性俯视图，图1B为图1A的IB-IB线处的示意性剖视图。

图2A为不同于图1A的实施方式的布线基板的示意性俯视图，图2B为图2A的IIB-IIB线处的示意性剖视图。

图3为不同于图1A和图2A的实施方式的布线基板的示意性俯视图。

图4为用于说明本发明的课题的布线基板的示意性剖视图。

附图标记说明

1…布线基板、2…基材、2A…表面、2B…背面、2C…搭载区域、3…框体、3A…接合层、4…基座、4A…外缘、5…槽、5A、5B…端部、7…第1搭载部件、8…第2搭载部件、11…布线基板、15…槽、21…布线基板、25…槽、25A…第1部、25B…第2部。

具体实施方式

以下，利用附图对应用本公开的实施方式进行说明。

[1.第1实施方式]

[1-1.构成]

图1A、1B所示的布线基板1具备：基材2、框体3、基座4、槽5、第1搭载部件7和第2搭载部件8。

＜基材＞

基材2为具有表面2A和背面2B的金属制的板材。基材2作为第1搭载部件7和第2搭载部件8的散热构件发挥功能。从导热性的观点出发，基材2可以由铜、铜合金和铜复合体中的至少一者构成。需要说明的是，作为铜合金，可以举出以铜为主成分、且含有镍、磷、锌、锡、铝等的合金。需要说明的是，“主成分”是指，包含90质量％以上的成分。另外，作为铜复合体，例如可以举出：通过钨形成骨架的多孔体中浸渗有铜的复合体；铜与钼交替层叠而成的多层结构的复合体等。另一方面，可以在基材2的背面2B安装具有散热翅片等的散热器。

在基材2的表面2A具有搭载区域2C，所述搭载区域2C是预定要搭载第2搭载部件8的区域。搭载区域2C是在俯视下(即，从与表面2A垂直的方向观察时)与第2搭载部件8的外缘一致的区域。

本实施方式中，在搭载区域2C上实际搭载第2搭载部件8，因此，搭载区域2C与第2搭载部件8完全重叠。第2搭载部件8由例如焊料、软钎料(日文：はんだ)、树脂粘接剂等接合于搭载区域2C。

另外，搭载区域2C设置于在俯视下、被夹在后述的框体3与基座4之间的位置。另外，搭载区域2C与框体3隔有间隔、且也与基座4隔有间隔地配置。

＜框体＞

框体3是借助接合层3A接合于基材2的表面2A的周围的绝缘性的构件。框体3以在俯视下包围搭载区域2C和基座4的方式接合于基材2。

本实施方式中，框体3是重叠了多个绝缘层的层叠体。另外，框体3上配置有布线(省略图示)。该布线包含：配置于绝缘层的表面的布线图案；贯通绝缘层的导体；需要对搭载部件7、8通电的情况下以与搭载部件7、8电气连接的方式构成的连接焊盘等。

框体3的绝缘层的材质没有特别限定，从耐热性的观点出发，框体3可以以陶瓷为主成分。作为该陶瓷，例如可以举出氧化铝、氧化铍、氮化铝、氮化硼、氮化硅、玻璃等。这些陶瓷可以单独使用，或组合2种以上而使用。

接合层3A通过具有流动性的接合材料的凝固而形成。作为接合层3A的熔点，优选300℃以上。作为形成接合层3A的接合材料，例如可以举出焊料、软钎料、树脂粘接剂等。其中，从耐热性的观点出发，优选焊料或软钎料。作为焊料，可以示例银系焊料。作为软钎料，可以示例金锡软钎料。

＜基座＞

基座4是设置于在基材2的表面2A中、比框体3靠内侧的区域的金属制的部位。

本实施方式中，基座4可以与基材2一体地构成。基座4通过使基材2的表面2A的局部***而构成。换言之，基座4是基材2中的厚度大于其他部位的部位。

在基座4上配置有第1搭载部件7。第1搭载部件7由例如焊料、软钎料、树脂粘接剂等接合于基座4的表面。另外，基座4与框体3隔有间隔地配置。

＜槽＞

槽5配置于基材2的表面2A。槽5是在基材2中、厚度小于其他部位的部位。

槽5配置于基材2的表面2A中在俯视下至少搭载区域2C与基座4之间的区域。另外，槽5在跟搭载区域2C与基座4的对置方向(图1A中为左右方向)交差的方向(图1A中为上下方向)上延伸。

具体而言，槽5如下形成：在俯视下跟基座4的与搭载区域2C对置的外缘4A重叠，且沿外缘4A而形成。即，槽5与外缘4A相邻接地平行地延伸。即，槽5的一个侧面跟基座4的与第2搭载部件8对置的侧面为同一面。另外，槽5在俯视下宽度方向(槽5中的图1A的左右方向)的局部与搭载区域2C重叠。

进而，对于槽5的2个端部5A、5B，在俯视下、在与上述对置方向垂直的方向(本实施方式中为槽5的延伸方向)上，突出到比搭载区域2C的端2D、2E靠框体3侧的位置。即，槽5以从搭载区域2C与基座4之间的区域的一个外侧通过该区域至隔着该区域的相反的外侧的方式延伸。

如此，槽5在俯视下、基材2的表面2A中、遍及被基座4与搭载区域2C所夹着的区域整体地形成。另外，槽5也配置于被基座4与搭载区域2C所夹着的区域的外侧。

槽5的深度优选为基材2的厚度的1/2以下。槽5如果过深，则基材2的体积降低，有散热性和基材的强度降低的担心。

另外，槽5中与搭载区域2C重叠的部分的宽度W优选为搭载区域2C的与基座4的对置方向上的长度L的1/3以下。与搭载区域2C重叠的部分的宽度W如果过大，则有第2搭载部件8与基材2的接合性降低的担心。另外，搭载第2搭载部件8时，基材2与第2搭载部件8的接触面积降低，因此，有第2搭载部件8的散热性降低的担心。

＜搭载部件＞

第1搭载部件7和第2搭载部件8分别是由于运行而发出热的部件。

例如，作为第1搭载部件7，可以使用LED(发光二极管)、LD(激光二极管)，作为第2搭载部件8，可以使用具有荧光体的光波长转换构件。通过其组合，可以得到前照灯、各种照明设备、激光投影仪等的光源用的布线基板。

第1搭载部件和第2搭载部件8如下安装：通过接合层3A使框体3接合于基材2后，直接安装于基座4或基材2。需要说明的是，需要对各搭载部件通电的情况下，通过例如引线接合，电连接于上述框体3的连接焊盘。

[1-2.效果]

根据以上详述的实施方式，可以得到以下的效果。

(1a)基材2与框体3接合时，形成接合层3A的接合材料流入配置于搭载区域2C与基座4之间的区域的槽5，可以抑制接合材料在基座4的根部形成填角。因此，可以在不减少基材2与框体3的接合面积的情况下抑制基座4的根部分处的填角的形成。

(1b)槽5跟在俯视下基座4的与搭载区域2C对置的外缘4A相邻接地形成，即，沿着基座4的根部分形成，因此，在成为填角的形成因素的基座的根部分设置槽，因此，可以更可靠地抑制填角的形成。进而，可以减小基座4的根部分中、能通过接合材料形成填角的区域。

(1c)槽5的2个端部5A、5B在俯视下突出到比搭载区域2C的端2D、2E靠框体3侧的位置，从而接合材料变得容易被导入槽5中，可以更可靠地抑制接合材料到达基座4的根部分。

(1d)基座4与基材2一体地构成，从而可以容易地形成基座4。另外，可以抑制从基座4至基材2的热流动的妨碍，因此，可以提高搭载于基座4的第1搭载部件7的散热性。

[2.第2实施方式]

[2-1.构成]

图2A、2B所示的布线基板11具备：基材2、框体3、基座4、槽15、第1搭载部件7和第2搭载部件8。基材2、框体3、基座4、第1搭载部件7和第2搭载部件8与图1A的布线基板1同样，因此，标注同一附图标记而省略说明。

＜槽＞

槽15在俯视下不与搭载区域2C重叠(即，与搭载区域2C隔有间隔)，除此之外，与图1A的槽5相同。

[2-2.效果]

根据以上详述的实施方式，可以得到以下的效果。

(2a)在搭载区域2C内不设置槽15，因此，第2搭载部件8与基材2的接合面积变大。其结果，可以提高第2搭载部件的接合性。另外，搭载第2搭载部件时，可以提高第2搭载部件8的散热性。

[3.第3实施方式]

[3-1.构成]

图3所示的布线基板21具备：基材2、框体3、基座4、槽25、第1搭载部件7和第2搭载部件8。基材2、框体3、基座4、第1搭载部件7和第2搭载部件8与图1A的布线基板1同样，因此，标注同一附图标记而省略说明。

＜槽＞

槽25是去除图1A的槽5的局部、并分割成第1部25A和第2部25B而成的。

即，槽25具有：基材2的表面2A中在俯视下从搭载区域2C与基座4之间的区域朝向框体3延伸的第1部25A；和，从上述区域与第1部25A逆向地朝向框体3并延伸的第2部25B。

第1部25A和第2部25B在槽25的延伸方向上隔有间隔地配置。第1部25A和第2部25B各自的外侧的(即，接近框体3)端部在与搭载区域2C与基座4的对置方向垂直的方向上突出到比搭载区域2C的端2D、2E靠框体3侧的位置。

[3-2.效果]

根据以上详述的实施方式，可以得到以下的效果。

(3a)在搭载区域2C与基座4之间的区域设有不存在槽25的部分，从而可以维持基材2与第2搭载部件8的接合面积，且抑制基座4的根部分处的填角的形成。

[4.其他实施方式]

以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开不限定于上述实施方式，当然可以采用各种形态。

(4a)上述实施方式的布线基板1、11、21可以具备多个基座4。另外，基材2可以具有多个搭载区域2C。

(4b)上述实施方式的布线基板1、11、21中，可以在基材2的表面2A中、搭载区域2C与基座4之间的区域以外设置槽。例如，可以以包围基座4的方式设置槽，或者也可以以包围搭载区域2C的方式设置槽。另外，还可以以包围基座4与搭载区域2C的方式设置槽。

(4c)上述实施方式的布线基板1、11、21中，槽5、15、25也未必与基座4的外缘4A重叠。另外，槽5、15、25也未必延伸至搭载区域2C与基座4之间的区域的外侧。进而，槽5、15、25也未必沿着基座4的外缘4A而形成。另外，槽5、15、25的一端也可以突出到比基座4的外缘4A靠框体3侧的位置。即，槽5、15、25也可以延伸至框体3附近。

(4d)上述实施方式的布线基板1、11、21中，基座4未必与基材2一体地构成。例如基座4可以通过接合材料接合于基材2。另外，准备作为相对于基材2独立的构件的基座4，将基座4与基材2接合的情况下，基座4的材料可以由与基材2同一或不同的材料形成。由不同的材料形成基座4和基材2的情况下，基座4的材料例如优选氮化铝、氧化铝、铜、铜合金、铜复合体、铝、铁镍合金等散热性优异的材料。

(4e)上述实施方式的布线基板1、11、21可以不具备第1搭载部件7和第2搭载部件8中的至少一者。即，本公开为如下概念：也包含搭载待搭载于布线基板的多个搭载部件中的、一部分或全部的搭载部件之前的布线基板。

(4f)可以使上述实施方式中的1个构成要素所具有的功能分配给多个构成要素，或者也可以使多个构成要素所具有的功能整合于1个构成要素。另外，可以省略上述实施方式的构成的一部分。另外，可以对于其他上述实施方式的构成，将上述实施方式的构成的至少一部分进行附加、置换等。需要说明的是，由权利要求书中记载的语句特定的技术构思中所含的一切方式为本公开的实施方式。

[5.实施例]

以下，对为了确认本公开的效果而进行的试验的内容和其评价进行说明。

＜实施例1＞

将框体3硬钎焊在设有图1A的槽5的基材2(平均厚度500μm)上。测量由焊料形成于基座4的根部分的填角的厚度，结果为0μm。

＜比较例1＞

将框体3硬钎焊在未设有图1A的槽5的基材2(厚度与实施例1相同)。测量由焊料形成于基座4的根部分的填角的厚度，结果为51μm。

＜考察＞

由实施例1和比较例1的结果表明，通过槽5，可以抑制基座4的根部分处的填角的形成。

Claims

1.一种布线基板，其具备：

金属制的基材，其具有表面和背面；

绝缘性的框体，其借助由接合材料形成的接合层接合在所述基材的所述表面；和，

基座，其设置于所述基材的所述表面中、比所述框体靠内侧的区域，

所述布线基板还具备：配置于所述基材的所述表面的、供所述接合材料流入的槽，

在所述基材的所述表面具有搭载区域，所述搭载区域是预定要搭载搭载部件的区域，

所述槽配置于所述表面中在俯视下至少所述搭载区域与所述基座之间的区域，且在跟所述搭载区域与所述基座的对置方向交差的方向上延伸，

所述槽的一个侧面跟所述基座的与所述搭载区域对置的侧面为同一面。

2.根据权利要求1所述的布线基板，其中，所述基座与所述基材一体地构成。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的布线基板，其中，对于所述槽的至少一个端部，在俯视下、在与所述对置方向垂直的方向上，突出到比所述搭载区域的一端靠框体侧的位置。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的布线基板，其中，所述槽的深度为所述基材的厚度的1/2以下。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的布线基板，其中，所述槽中与所述搭载区域重叠的部分的宽度为所述搭载区域的所述对置方向上的长度的1/3以下。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的布线基板，其中，所述框体以陶瓷为主成分。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的布线基板，其中，所述基材由铜、铜合金和铜复合体中的至少一者构成。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的布线基板，其中，还具备搭载于所述搭载区域的所述搭载部件。