JP2001237364A - 回路装置および実装基板 - Google Patents
回路装置および実装基板Info
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Abstract
ルシート等が支持基板として回路素子が実装された回路
装置がある。しかしこれらの支持基板は、本来必要でな
く余分な材料である。しかも支持基板の厚みが、回路装
置を大型化にする問題もあった。 【解決手段】 導電箔60に分離溝54を形成した後、
回路素子を実装し、この導電箔60を支持基板として絶
縁性樹脂50を被着し、反転した後、今度は絶縁性樹脂
50を支持基板として導電箔を研磨して導電路として分
離している。従って支持基板を採用することなく、導電
路51、回路素子52が絶縁性樹脂50に支持された薄
型の回路装置が実現できる。また導電路が露出している
ため外付け回路素子1も実装できる。
Description
装基板に関し、特に支持基板を不要にした薄型の回路装
置および実装基板に関するものである。
は、携帯電話、携帯用のコンピューター等に採用される
ため、小型化、薄型化、軽量化が求められている。
して述べると、一般的な半導体装置として、従来通常の
トランスファーモールドで封止されたパッケージ型半導
体装置がある。この半導体装置1は、図26のように、
プリント基板PSに実装される。
導体チップ2の周囲を樹脂層3で被覆し、この樹脂層3
の側部から外部接続用のリード端子4が導出されたもの
である。
リード端子4が樹脂層3から外に出ており、全体のサイ
ズが大きく、小型化、薄型化および軽量化を満足するも
のではなかった。
よび軽量化を実現すべく、色々な構造を開発し、最近で
はCSP(チップサイズパッケージ)と呼ばれる、チッ
プのサイズと同等のウェハスケールCSP、またはチッ
プサイズよりも若干大きいサイズのCSPが開発されて
いる。
基板5を採用した、チップサイズよりも若干大きいCS
P6を示すものである。ここではガラスエポキシ基板5
にトランジスタチップTが実装されたものとして説明し
ていく。
1の電極7、第2の電極8およびダイパッド9が形成さ
れ、裏面には第1の裏面電極10と第2の裏面電極11
が形成されている。そしてスルーホールTHを介して、
前記第1の電極7と第1の裏面電極10が、第2の電極
8と第2の裏面電極11が電気的に接続されている。ま
たダイパッド9には前記ベアのトランジスタチップTが
固着され、トランジスタのエミッタ電極と第1の電極7
が金属細線12を介して接続され、トランジスタのベー
ス電極と第2の電極8が金属細線12を介して接続され
ている。更にトランジスタチップTを覆うようにガラス
エポキシ基板5に樹脂層13が設けられている。
採用するが、ウェハスケールCSPと違い、チップTか
ら外部接続用の裏面電極10、11までの延在構造が簡
単であり、安価に製造できるメリットを有する。
リント基板PSに実装される。プリント基板PSには、
電気回路を構成する電極、配線が設けられ、前記CSP
6、パッケージ型半導体装置1、チップ抵抗CRまたは
チップコンデンサCC等が電気的に接続されて固着され
る。
された回路は、色々なセットの中に取り付けられる。
および図29を参照しながら説明する。尚、図29で
は、中央のガラエポ/フレキ基板と題するフロー図を参
照する。
シ基板5を用意し、この両面に絶縁性接着剤を介してC
u箔20、21を圧着する。(以上図28Aを参照) 続いて、第1の電極7,第2の電極8、ダイパッド9、
第1の裏面電極10および第2の裏面電極11に対応す
るCu箔20、21に耐エッチング性のレジスト22を
被覆し、Cu箔20、21をエッチングによりパターニ
ングする。尚、パターニングは、表と裏で別々にしても
良い(以上図28Bを参照) 続いて、レジストを除去した後、ドリルやレーザを利用
してスルーホールTHのための孔を前記ガラスエポキシ
基板5に形成し、この孔にメッキを施し、スルーホール
THを形成する。このスルーホールTHにより第1の電
極7と第1の裏面電極10、第2の電極8と第2の裏面
電極11が電気的に接続される。(以上図28Cを参
照) 更に、図面では省略をしたが、ボンデイングポストと成
る第1の電極7,第2の電極8にNiメッキを施すと共
に、ダイボンディングポストとなるダイパッド9にAu
メッキを施し、トランジスタチップTをダイボンディン
グする。
電極と第1の電極7、トランジスタチップTのベース電
極と第2の電極8を金属細線12を介して接続し、樹脂
層13で被覆している。(以上図28Dを参照) そして必要により、ダイシングして個々の電気素子とし
て分離している。図28では、ガラスエポキシ基板5
に、トランジスタチップTが一つしか設けられていない
が、実際は、トランジスタチップTがマトリックス状に
多数個設けられている。そのため、最後にダイシング装
置により個別分離されている。
したCSP型の電気素子が完成する。この製造方法は、
支持基板としてフレキシブルシートを採用しても同様で
ある。
を図29左側のフローに示す。支持基板であるセラミッ
ク基板を用意した後、スルーホールを形成し、その後、
導電ペーストを使い、表と裏の電極を印刷し、焼結して
いる。その後、前製造方法の樹脂層を被覆するまでは図
28の製造方法と同じであるが、セラミック基板は、非
常にもろく、フレキシブルシートやガラスエポキシ基板
と異なり、直ぐに欠けてしまうため金型を用いたモール
ドができない問題がある。そのため、封止樹脂をポッテ
ィングし、硬化した後、封止樹脂を平らにする研磨を施
し、最後にダイシング装置を使って個別分離している。
ンジスタチップT、接続手段7〜12および樹脂層13
は、外部との電気的接続、トランジスタの保護をする上
で、必要な構成要素であるが、これだけの構成要素で小
型化、薄型化、軽量化を実現する回路素子を提供するの
は難しかった。
5は、前述したように本来不要なものである。しかし製
造方法上、電極を貼り合わせるため、支持基板として採
用しており、このガラスエポキシ基板5を無くすことが
できなかった。そのため、このガラスエポキシ基板5を
採用することによって、コストが上昇し、更にはガラス
エポキシ基板5が厚いために、回路素子として厚くな
り、小型化、薄型化、軽量化に限界があった。
板では必ず両面の電極を接続するスルーホール形成工程
が不可欠であり、製造工程も長くなる問題もあった。
ト基板PSに実装すると、プリント基板PSの厚みとC
SP6の支持基板の厚みが足し合わされ、プリント基板
モジュールは、厚みのあるものに成ってしまう。まして
やプリント基板PSの裏面にも回路素子1、チップコン
デンサCCを実装すると、実装された回路素子の厚みも
足し合わされ、更に厚いプリント基板モジュールになっ
てしまう。従って前記プリント基板モジュールが実装さ
れたセット(電子機器)の大型化を招いてしまう問題が
あった。
の課題に鑑みて成され、第1に、分離溝で電気的に分離
された複数の導電路と、所望の該導電路上に固着された
回路素子と、該回路素子を被覆し且つ前記導電路間の前
記分離溝に充填され前記導電路の裏面を露出して一体に
支持する絶縁性樹脂と、前記導電路の裏面に固着された
外付け回路素子とを具備することで解決するものであ
る。
の導電路と、所望の該導電路上に固着された回路素子
と、該回路素子の電極と他の前記導電路とを接続する接
続手段と、前記回路素子を被覆し且つ前記導電路間の前
記分離溝に充填され前記導電路の裏面を露出して一体に
支持する絶縁性樹脂と、前記導電路の裏面に固着された
外付け回路素子とを具備することで解決するものであ
る。
の導電路と、所望の該導電路上に固着された複数の回路
素子と、該回路素子の所望の電極と他の前記導電路とを
接続する接続手段と、前記回路素子を被覆し且つ前記導
電路間の前記分離溝に充填され前記導電路の裏面を露出
して一体に支持する絶縁性樹脂と、前記導電路の裏面に
固着された外付け回路素子とを具備することで解決する
ものである。
要素を最小限にでき、しかも裏面に導電路が露出してい
るため、外付け部品により機能を更に付加した回路装置
を実現できるものである。
プ、チップ回路部品、パッケージ型半導体装置またはC
SPのいずれかあるいは両方で成ることで解決するもの
である。
またはロウ材で構成されることで解決するものである。
に充填された絶縁性樹脂の裏面とを実質的に平坦にする
ことで解決するものである。
め、実装された外付け回路素子は、導電路の側面に当た
ることなくずらすことができる。特に、本回路装置を実
装基板として用いた場合、位置ずれして実装された外付
け回路素子を水平方向にずらして配置し直すことができ
る。また外付け回路素子の実装後、ロウ材が溶けていれ
ば、ずれて実装された外付け回路素子は、溶けたロウ材
の表面張力により、導電路上部に自ら戻ろうとし、外付
け回路素子自身による再配置が成される。
パッド、ダイパッド、配線またはコネクタとして用いら
れることで解決するものである。
の導電路と、所望の該導電路裏面に固着された回路素子
と、該回路素子を被覆し且つ前記導電路間の前記分離溝
に充填され前記導電路の表面を露出して一体に支持する
絶縁性樹脂とから成る前記回路素子が埋め込まれた実装
基板であり、前記導電路の表面に固着された外付け回路
素子とを具備することで解決するものである。
能内蔵型の実装基板として活用できる。例えば標準回路
を実装基板の中に内蔵し、ユーザ側では、実装基板上に
ユーザ独自の機能を追加するための外付け部品を実装で
きる。
に充填された絶縁性樹脂の表面とを実質的に平坦にする
ことで解決するものである。
ことができ、位置調整が容易に実現できる。
グパッドまたは外部接続用パッドとすることで解決する
ものである。
ロウ材の融点は、前記導電路表面で用いられるロウ材の
融点よりも高いことで解決するものである。
も、実装基板内のロウ材が溶けず、実装基板内の回路が
不良とならない。
形態 まず本発明の回路装置について図1を参照しながらその
構造について説明する。
が埋め込まれ、前記導電路51上には回路素子52A、
52Bが固着され、前記絶縁性樹脂50で導電路51を
支持して成る回路装置53が示され、更には外付け部品
1が裏面に実装されている。ここで回路素子は、一つで
も良く、また複数の回路素子が実装されても良い。また
複数の回路素子は、導電路の一つである配線も含めて一
つのIC回路が構成されても良い。
素子、符号51A、51B、51Cで示す複数の導電
路、前記回路素子52A、52Bおよび導電路51A、
51B、51Cを埋め込む絶縁性樹脂50の3つで構成
され、導電路51間には、この絶縁性樹脂50で充填さ
れた分離溝54が設けられる。そして絶縁性樹脂50に
より前記導電路51が支持されている。
硬化性樹脂、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を用いることができる。また絶縁
性樹脂は、金型を用いて固める樹脂、ディップ、塗布を
して被覆できる樹脂であれば、全ての樹脂が採用でき
る。また導電路51としては、Cuを主材料とした導電
箔、Alを主材料とした導電箔、またはFe−Ni等の
合金から成る導電箔等を用いることができる。もちろ
ん、他の導電材料でも可能であり、特にエッチングでき
る導電材、レーザで蒸発する導電材が好ましい。
55A、ロウ材から成る導電ボール、扁平する導電ボー
ル、半田等のロウ材55B、Agペースト等の導電ペー
スト55C、導電被膜または異方性導電性樹脂等があ
る。そしてこれら接続手段は、回路素子52の種類、回
路素子52の実装形態により選択される。例えば、ベア
の半導体素子であれば、半導体素子表面の電極と導電路
51との接続は、金属細線が選択され、CSPであれば
半田ボールや半田バンプが選択される。またチップ抵
抗、チップコンデンサは、半田55Bが選択される。ま
たパッケージされた回路素子、例えばBGA等を導電路
51に実装しても問題はなく、これを採用する場合、接
続手段は半田が選択される。
電気的接続が不要であれば、絶縁性接着剤が選択され、
また電気的接続が必要な場合は、導電被膜が採用され
る。ここでこの導電被膜は、少なくとも一層あればよ
い。
g、Au、PtまたはPd等であり、蒸着、スパッタリ
ング、CVD等の低真空、または高真空下の被着、メッ
キまたは導電ペーストの焼結等により被覆される。
とも接着する。よってチップ裏面にAu被膜が被覆され
ていれば、そのままAg被膜、Au被膜を導電路51A
に被覆することによってチップを熱圧着でき、また半田
等のロウ材を介してチップを固着できる。ここで、前記
導電被膜は複数層に積層された導電被膜の最上層に形成
されても良い。例えば、Cuの導電路51Aの上には、
Ni被膜、Au被膜の二層が順に被着されたもの、Ni
被膜、Cu被膜、半田被膜の三層が順に被着されたも
の、Ag被膜、Ni被膜の二層が順に被覆されたものが
形成できる。尚、これら導電被膜の種類、積層構造は、
これ以外にも多数あるが、ここでは省略をする。
る絶縁性樹脂50で支持しているため、支持基板が不要
となり、導電路51、回路素子52および絶縁性樹脂5
0で構成される。この構成は、本発明の特徴である。従
来の技術の欄でも説明したように、従来の回路装置の導
電路は、支持基板で支持されていたり、リードフレーム
で支持されているため、本来不要にしても良い構成が付
加されている。しかし、本回路装置は、必要最小限の構
成要素で構成され、支持基板を不要としているため、薄
型で安価となる特徴を有する。
し且つ前記導電路51間の前記分離溝54に充填されて
一体に支持する絶縁性樹脂50を有している。
ここに絶縁性樹脂50が充填されることで、お互いの絶
縁がはかれるメリットを有する。
1間の分離溝54に充填され導電路51の裏面のみを露
出して一体に支持する絶縁性樹脂50を有している。
の特徴の一つである。導電路の裏面が外部との接続に供
することができ、図24の如き従来構造のスルーホール
THを不要にできる特徴を有する。
導電被膜を介して直接導電路51に固着されている場
合、導電路51の裏面が露出されているため、回路素子
52Aから発生する熱を導電路51Aを外部に放出する
ことができる。特に放熱により、駆動電流の上昇等の特
性改善が可能となる半導体チップに有効である。しかも
導電路の裏面が露出しているため外部接続用電極として
活用できる。例えば外部リードEL1、薄膜のリードが
被着されたフレキシブルシート、コネクタ等を導電路5
1Bの裏面に実装できる。またそのまま導電路51Bを
オス型のコネクタとし、実装基板に取り付けられたメス
型のコネクターに挿入することもできる。
面と導電路51の表面は、実質一致している構造となっ
ている。本構造は、本発明の特徴であり、図27に示す
如く、裏面電極10、11の段差が設けられないため、
外付け回路素子1をそのまま水平に移動できる特徴を有
する。特に回路装置53がプリント基板の如くある程度
の大きさであれば、導電路51上には、外付け回路素子
を実装できる。これはIC回路が埋め込まれたプリント
基板の様なものである。一方、図1Bで、別の外部接続
構造を説明する。図1Bは、図1Aと実質同一であり、
外部接続用電極EL2が絶縁性樹脂50から露出してい
るものである。この構造に依れば、導電路51Bの表面
を介して外部との接続が可能である。例えば金属細線ま
たはロウ材を介して本回路装置を取り付ける実装基板と
電気的に接続することも可能であり、外部リードの接続
も可能である。 回路装置を説明する第2の実施の形態 次に図8Aに示された回路装置56を説明する。
7が形成されており、それ以外は、図1Aの構造と実質
同一である。よってこの導電被膜57について説明す
る。
防止するするために導電被膜57を設ける点である。
1の材料と呼ぶ。)の熱膨張係数の差により、回路装置
自身が反ったり、また導電路が湾曲したり剥がれたりす
る。また導電路51の熱伝導率が絶縁性樹脂の熱伝導率
よりも優れているため、導電路51の方が先に温度上昇
して膨張する。そのため、第1の材料よりも熱膨張係数
の小さい第2の材料を被覆することにより、導電路の反
り、剥がれ、回路装置の反りを防止することができる。
特に第1の材料としてCuを採用した場合、第2の材料
としてはAu、NiまたはPt等が良い。Cuの膨張率
は、16.7×10−6(10のマイナス6乗)で、A
uは、14×10−6、Niは、12.8×10−6、
Ptは、8.9×10−6である。
効果を持たせている点である。第2の材料によりひさし
58が形成され、しかも導電路51と被着したひさし5
8が絶縁性樹脂50に埋め込まれているため、アンカー
効果を発生し、導電路51の抜けを防止できる構造とな
る。特に絶縁性樹脂の中にIC回路を形成する場合、細
く曲折した配線が設けられる。しかしこの配線にもひさ
しが設けられるため、配線の抜けを防止できる。
しているため外部接続用電極として活用できる。例えば
外部リードEL1、コネクター用のフレキシブルシー
ト、コネクタ等を実装できる。またそのまま導電路51
Bをメス型のコネクターに挿入することもできる。
する。図8Bは、図1Bと実質同一であり、ひさし58
が形成されている点のみ異なるものである。またひさし
の効果については、図8Aと同様なのでその説明は省略
する。本構造に依れば、外部接続用電極EL2が絶縁性
樹脂50から露出しているものである。この構造に依
り、導電路51Bの表面を介して外部との接続が可能で
ある。例えば金属細線やロウ材を介して実装基板と電気
的に接続することも可能であり、外部リードの接続も可
能である。以上、回路装置としてトランジスタチップ5
2Aと受動素子52Bが実装された回路装置で説明して
きたが、本発明は、一つの半導体チップが封止されて構
成された回路装置、図22の如く、CSP等のフェイス
ダウン型の素子が実装された回路装置、または図23の
如くチップ抵抗、チップコンデンサ等の受動素子が封止
された回路装置でも実施できる。更には、複数の回路素
子、これらを電気的に接続する配線等でIC回路を構成
しても良い。
導体装置1を取り付けてあるが、その他の半導体装置、
チップコンデンサ、チップ抵抗、CSP、BGA等の回
路素子(電気部品)も実装可能である。またその数は、
回路装置の大きさにより限定されるが、少なくとも一つ
実装される。 回路装置の製造方法を説明する第1の実施の形態 次に図2〜図7および図1を使って回路装置53の製造
方法について説明する。
用意する。この導電箔60は、ロウ材の付着性、ボンデ
ィング性、メッキ性が考慮されてその材料が選択され、
材料としては、例えば、Cuを主材料とした導電箔、A
lを主材料とした導電箔またはFe−Ni等の合金から
成る導電箔等が採用される。
ると10μm〜300μm程度が好ましく、ここでは7
0μm(2オンス)の銅箔を採用した。しかし300μ
m以上でも10μm以下でも基本的には良い。後述する
ように、導電箔60の厚みよりも浅い分離溝61が形成
できればよい。
ロール状に巻かれて用意され、これが後述する各工程に
搬送されても良いし、所定の大きさにカットされた導電
箔が用意され、後述する各工程に搬送されても良い。続
いて、少なくとも導電路51となる領域を除いた導電箔
60を、導電箔60の厚みよりも薄く除去する工程があ
る。そしてこの除去工程により形成された分離溝61お
よび導電箔60に絶縁性樹脂50を被覆する工程があ
る。
(耐エッチングマスク)PRを形成し、導電路51とな
る領域を除いた導電箔60が露出するようにホトレジス
トPRをパターニングする(以上図3を参照)。そし
て、前記ホトレジストPRを介してエッチングすればよ
い(以上図4を参照)。
深さは、例えば50μmであり、その側面は、粗面とな
るため絶縁性樹脂50と導電路との接着性が向上され
る。
トレートで図示しているが、除去方法により異なる構造
となる。この除去工程は、ウェットエッチング、ドライ
エッチング、レーザによる蒸発、ダイシングが採用でき
る。ウェットエッチングの場合、エッチャントは、塩化
第二鉄または塩化第二銅が主に採用され、前記導電箔
は、このエッチャントの中にディッピングされるか、こ
のエッチャントでシャワーリングされる。ここでウェッ
トエッチングは、一般に非異方性にエッチングされるた
め、側面は湾曲構造になる。
非異方性でエッチングが可能である。現在では、Cuを
反応性イオンエッチングで取り除くことは不可能といわ
れているが、スパッタリングで除去できる。またスパッ
タリングの条件によって異方性、非異方性でエッチング
できる。よってファインパターンの導電路が実現でき
る。
離溝を形成でき、この場合は、どちらかといえば分離溝
61の側面はストレートに形成される。
ーンを形成することは不可能であるが、格子状の分離溝
を形成することは可能である。
にエッチング液に対して耐食性のある導電被膜を選択的
に被覆しても良い。導電路と成る部分に選択的に被着す
れば、この導電被膜がエッチング保護膜となり、レジス
トを採用することなく分離溝をエッチングできる。この
導電被膜として考えられる材料は、例えばAg、Au、
PtまたはPd等である。しかもこれら耐食性の導電被
膜は、ダイパッド、ボンディングパッドとしてそのまま
活用できる特徴を有する。
ウ材とも接着する。よってチップ裏面にAu被膜が被覆
されていれば、そのまま導電路51上のAg被膜にチッ
プを熱圧着でき、また半田等のロウ材を介してチップを
固着できる。またAgの導電被膜にはAu細線が接着で
きるため、ワイヤーボンディングも可能となる。従って
これらの導電被膜をそのままダイパッド、ボンディング
パッドとして活用できるメリットを有する。
れた導電箔60に回路素子52を電気的に接続して実装
する工程がある。
イオード、ICチップ等の半導体素子、チップコンデン
サ、チップ抵抗等の受動素子である。また厚みが厚くは
なるが、CSP、BGA等のフェイスダウンの半導体素
子も実装できる。
Aが導電路51Aにダイボンディングされ、エミッタ電
極と導電路51B、ベース電極と導電路51Bが、金属
細線55Aを介して接続される。方法としては、熱圧着
によるボールボンディングあるいは超音波によるウェッ
ヂボンディング等である。また52Bは、チップコンデ
ンサまたは受動素子であり、半田等のロウ材または導電
ペースト55Bで固着される。
および分離溝61に絶縁性樹脂50を付着する工程があ
る。これは、トランスファーモールド、インジェクショ
ンモールド、ディッピングまたは塗布により実現でき
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。
された絶縁性樹脂の厚さは、回路素子の最頂部から約約
100μm程度が被覆されるように調整されている。
尚、この厚みは、強度を考慮して厚くすることも、薄く
することも可能である。
るまでは、導電路51となる導電箔60が支持基板とな
ることである。従来では、図28の様に、本来必要とし
ない支持基板5を採用して導電路7〜11を形成してい
るが、本発明では、支持基板となる導電箔60は、電極
材料として必要な材料である。そのため、構成材料を極
力省いて作業できるメリットを有し、コストの低下も実
現できる。
く形成されているため、導電箔60が導電路51として
個々に分離されていない。従ってシート状の導電箔60
として一体で取り扱え、絶縁性樹脂をモールドする際、
金型への搬送、金型への実装の作業が非常に楽になる特
徴を有する。
/または物理的に除き、導電路51として分離する工程
がある。ここでこの除く工程は、研磨、研削、エッチン
グ、レーザの金属蒸発等により施される。
面を30μm程度削り、分離溝61から絶縁性樹脂50
を露出させている。この露出される面を図6では点線で
示している。その結果、約40μmの厚さの導電路51
となって分離される。また絶縁性樹脂50が露出する手
前まで、導電箔60を全面ウェトエッチングし、その
後、研磨または研削装置により全面を削り、裏面から絶
縁性樹脂50を露出させても良い。
表面が露出する構造となる。この結果、分離溝61が加
工され、図1の分離溝54となる。(以上図6参照)最
後に、必要によって露出した導電路51に半田等の導電
材を被着し、図7の如く、回路装置53を反転し、外付
け回路素子1を実装する。回路装置53は、実質平坦で
あるため、チップマウンター等の部品実装装置に載置で
きる。また半田リフロー装置にも流すことができる。ま
た外付け回路素子をロウ材を介して固着する場合は、絶
縁性樹脂50の中に設けられるロウ材の融点を高くする
必要がある。こうすることにより例えば半田リフロー工
程に於いて、ロウ材55Bが溶けず、断線等の防止が可
能となる。
る場合、図2の導電箔の裏面に、前もって導電被膜を形
成しても良い。この場合、導電路に対応する部分を選択
的に被着すれば良い。被着方法は、例えばメッキであ
る。またこの導電被膜は、エッチングに対して耐性があ
る材料がよい。この場合、研磨をせずにエッチングだけ
で導電路51として分離できる。
にトランジスタとチップ抵抗が一組だけ実装されている
が、これを1単位としてマトリックス状に配置しても良
いし、どちらか一方の回路素子を1単位としてマトリッ
クス状に配置しても良い。更には複数の回路素子から成
るIC回路を一単位としてマトリックス状に配置しても
良い。この場合は、後述するようにダイシング装置で個
々に分離される。
に導電路51が埋め込まれ、絶縁性樹脂50の裏面と導
電路51の裏面が一致する平坦な回路装置56が実現で
きる。
持基板として活用し導電路51の分離作業ができること
にある。絶縁性樹脂50は、導電路51を埋め込む材料
として必要な材料であり、図28の従来の製造方法のよ
うに、不要な支持基板5を必要としない。従って、最小
限の材料で製造でき、コストの低減が実現できる特徴を
有する。
さは、前工程の絶縁性樹脂の付着の時に調整できる。従
って実装される回路素子により違ってくるが、回路装置
56としての厚さは、厚くも薄くもできる特徴を有す
る。ここでは、400μm厚の絶縁性樹脂50に40μ
mの導電路51と回路素子が埋め込まれた回路装置にな
る。(以上図1を参照) 回路装置の製造方法を説明する第2の実施の形態 次に図9〜図14、図8を使ってひさし58を有する回
路装置56の製造方法について説明する。尚、ひさしと
なる第2の材料70が被着される以外は、第1の実施の
形態と実質同一であるため、詳細な説明は省略する。
箔60上にエッチングレートの小さい第2の材料70が
被覆された導電箔60を用意する。
化第二鉄または塩化第二銅でCuとNiが一度にエッチ
ングでき、エッチングレートの差によりNiがひさし5
8と成って形成されるため好適である。太い実線がNi
から成る導電被膜70であり、その膜厚は1〜10μm
程度が好ましい。またNiの膜厚が厚い程、ひさし58
が形成されやすい。
チングできる材料を被覆しても良い。この場合、まず第
2の材料から成る被膜を導電路51の形成領域に被覆す
るようにパターニングし、この被膜をマスクにして第1
の材料から成る導電膜をエッチングすればひさし58が
形成できるからである。第2の材料としては、Al、A
g、Au等が考えられる。
を除いた導電箔60を、導電箔60の厚みよりも薄く取
り除く工程がある。
ストPRを形成し、導電路51となる領域を除いたNi
70が露出するようにホトレジストPRをパターニング
し、図11の様に前記ホトレジストを介してエッチング
すればよい。
のエッチャントを採用しエッチングすると、Ni70の
エッチングレートがCu60のエッチングレートよりも
小さいため、エッチングが進むにつれてひさし58がで
てくる。
0に回路素子52を実装する工程(図12)、前記導電
箔60および分離溝61に絶縁性樹脂50を被覆し、導
電箔60の裏面を化学的および/または物理的に除き、
導電路51として分離する工程(図13)、導電路裏面
に導電被膜を形成し、回路装置56を反転する工程(図
14)、および外付け回路素子1を実装して完成までの
工程(図8)は、前製造方法と同一であるためその説明
は省略する。 回路素子の製造方法を説明する第3の実施の形態 続いて、複数の回路素子を一単位としてマトリックス状
に配置し、封止後に個別分離して、ディスクリート素
子、IC素子とする製造方法を図15〜図21を参照し
て説明する。尚、本製造方法は、第1の実施の形態と殆
どが同じであるため、同一の部分は簡単に述べる。
を用意する。
ロール状に巻かれて用意され、これが後述する各工程に
搬送されても良いし、所定の大きさにカットされた導電
箔が用意され、後述する各工程に搬送されても良い。
を除いた導電箔60を、導電箔60の厚みよりも薄く除
去する工程がある。
ホトレジストPRを形成し、導電路51となる領域を除
いた導電箔60が露出するようにホトレジストPRをパ
ターニングする。そして、図17の如く、前記ホトレジ
ストPRを介してエッチングすればよい。
深さは、例えば50μmであり、その側面は、粗面とな
るため絶縁性樹脂50との接着性が向上される。
ストレートで図示しているが、除去方法により異なる構
造となる。この除去工程は、ウェットエッチング、ドラ
イエッチング、レーザによる蒸発、ダイシングが採用で
きる。(詳細は、第1の実施の形態を参照)尚、図16
に於いて、ホトレジストPRの代わりにエッチング液に
対して耐食性のある導電被膜を選択的に被覆しても良
い。導電路と成る部分に選択的に被着すれば、この導電
被膜がエッチング保護膜となり、レジストを採用するこ
となく分離溝をエッチングできる。
された導電箔60に回路素子52を電気的に接続して実
装する工程がある。
イオード、ICチップ等の半導体素子、チップコンデン
サ、チップ抵抗等の受動素子である。また厚みが厚くは
なるが、CSP、BGA等のフェイスダウンの半導体素
子も実装できる。
が導電路51Aにダイボンディングされ、エミッタ電極
と導電路51B、ベース電極と導電路51Bが金属細線
55Aを介して接続され、チップコンデンサ52Bが半
田を介して接続されている。
0および分離溝61に絶縁性樹脂50を付着する工程が
ある。これは、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により実現できる。
された絶縁性樹脂の厚さは、回路素子の最頂部から約1
00μm程度が被覆されるように調整されている。この
厚みは、強度を考慮して厚くすることも、薄くすること
も可能である。
る際、導電路51となる導電箔60が支持基板となるこ
とである。従来では、図28の様に、本来必要としない
支持基板5を採用して導電路7〜11を形成している
が、本発明では、支持基板となる導電箔60は、電極材
料として必要な材料である。そのため、構成材料を極力
省いて作業できるメリットを有し、コストの低下も実現
できる。
く形成されているため、導電箔60が導電路51として
個々に分離されていない。従ってシート状の導電箔60
として一体で取り扱え、絶縁性樹脂をモールドする際、
金型への搬送、金型への実装の作業が非常に楽になる特
徴を有する。
/または物理的に除き、導電路51として分離する工程
がある。ここで前記除く工程は、研磨、研削、エッチン
グ、レーザの金属蒸発等により施される。
面を30μm程度削り、絶縁性樹脂50を露出させてい
る。この露出される面を図19では点線で示している。
その結果、約40μmの厚さの導電路51となって分離
される。また絶縁性樹脂50が露出する手前まで、導電
箔60を全面ウェトエッチングし、その後、研磨または
研削装置により全面を削り、絶縁性樹脂50を露出させ
ても良い。
表面が露出する構造となる。
に半田等の導電材を被着する。
る工程がある。
グ、カット、プレス、チョコレートブレーク等で実現で
きる。尚、チョコレートブレークを採用する場合は、絶
縁性樹脂を被覆する際に分離ラインに溝が入るように金
型に突出部を形成しておけば良い。
造方法に於いて多用されるものであり、非常に小さいサ
イズに分離可能であるため、好適である。
し、外付け回路素子を実装して完成する。図29の右側
には、本発明を簡単にまとめたフローが示されている。
Cu箔の用意、AgまたはNi等のメッキ、ハーフエッ
チング、ダイボンド、ワイヤーボンデイング、トランス
ファーモールド、裏面Cu箔除去、導電路の裏面処理お
よびダイシングの9工程で回路装置が実現できる。しか
も支持基板をメーカーから供給することなく、全ての工
程を内作する事ができる。回路装置の種類およびこれら
の実装方法を説明する実施の形態。
0を実装した回路装置81を示すものである。回路素子
80としては、ベアの半導体チップ、表面が封止された
CSPやBGA等が該当する。また図23は、チップ抵
抗やチップ抵抗等の受動素子82が実装された回路装置
83を示すものである。これらは、支持基板が不要であ
るため、薄型であり、しかも絶縁性樹脂で封止されてあ
るため、耐環境性にも優れたものである。
である。プリント基板や金属基板、セラミック基板等の
実装基板84に形成された導電路85に今まで説明して
きた本発明の回路装置53、81、83が実装されたも
のである。
た導電路51Aは、実装基板84の導電路85と熱的に
結合されているため、前記導電路85を介して放熱させ
ることができる。また実装基板84として金属基板を採
用すると、金属基板の高熱伝導率も手伝って更に半導体
チップ52の温度を低下させることができる。そのた
め、半導体チップの駆動能力を向上させることができ
る。
大電流駆動用のトランジスタ、大電流駆動用のIC(M
OS型、BIP型、Bi−CMOS型)メモリ素子等
は、好適である。
板、Fe基板が好ましく、また導電路85との短絡が考
慮されて、絶縁性樹脂および/または酸化膜等が形成さ
れている。
板90として用い、この上に本発明の回路装置91、お
よび受動素子92を実装したものである。実装基板90
と回路装置91の間は、導電路の露出面が平坦であるた
め、短絡防止用に絶縁性樹脂93が被覆されている。こ
の絶縁性樹脂93は、プリント基板に採用される半田レ
ジストと同様に、接続部分のみが露出されている。この
構造に依れば、プリント基板を採用することなく回路素
子を埋め込んだ実装基板モジュールが可能となる。
を述べる。従来の実装方法に於いて、半導体メーカー
は、パッケージ型半導体装置、フリップチップを形成
し、セットメーカーは、半導体メーカーから供給された
半導体装置と部品メーカーから供給された受動素子等を
プリント基板に実装し、これをセットに組み込んで電子
機器としていた。しかし本回路装置では、自身を実装基
板として採用できるため、半導体メーカーは、実装基板
モジュールとしてセットメーカーに供給できる。従っ
て、セットメーカーは、プリント基板への素子実装を省
くことができる。
では、回路素子、導電路および絶縁性樹脂の必要最小限
で構成され、資源に無駄のない回路装置となる。よって
完成するまで余分な構成要素が無く、コストを大幅に低
減できる回路装置を実現できる。また絶縁性樹脂の被覆
膜厚、導電箔の厚みを選択することにより、非常に小型
化、薄型化および軽量化された回路装置を実現できる。
出しているため、外付け回路素子を実装することがで
き、全体の回路機能を更に高めることも可能となる。ま
た導電路の表面または裏面が直ちに外部接続用電極に供
することができ、図27の如き従来構造の裏面電極およ
びスルーホールを不要にできる利点を有する。
回路素子から発生する熱を導電路を介して外部に伝える
ことができる。特にこの放熱により、パワー素子の実装
も可能となる。
の表面は、実質一致している平坦な表面を有する構造と
なっており、狭ピッチQFP実装時には回路装置自身を
そのまま水平に移動できるので、リードずれの修正が極
めて容易となる。
いるため、熱膨張係数の違いにより実装基板の反り、特
に細長い配線の反りまたは剥離を抑制することができ
る。
膜を形成することにより、導電路に被着されたひさしが
形成できる。よってアンカー効果を発生させることがで
き、導電路の反り、抜けを防止することができる。
電路の材料となる導電箔自体を支持基板として機能さ
せ、分離溝の形成時あるいは回路素子の実装、絶縁性樹
脂の被着時までは導電箔で全体を支持し、また導電箔を
各導電路として分離する時、外付け回路素子を実装する
時は、絶縁性樹脂を支持基板にして機能させている。従
って、回路素子、導電箔、絶縁性樹脂の必要最小限で製
造できる。従来例で説明した如く、本来回路装置を構成
する上で支持基板が要らなくなり、コスト的にも安価に
できる。また支持基板が不要であること、導電路が絶縁
性樹脂に埋め込まれていること、更には絶縁性樹脂と導
電箔の厚みの調整が可能であることにより、非常に薄い
回路装置が形成できるメリットもある。
ルの形成工程、導体の印刷工程(セラミック基板の場
合)等を省略できるので、製造工程を大幅に短縮でき、
しかも全行程を内作できる利点を有する。またフレーム
金型も一切不要であり、極めて短納期となる製造方法で
ある。
(例えばハーフエッチング)までは、導電路を個々に分
離せずに取り扱えるため、後の回路素子の実装工程、絶
縁性樹脂の被覆工程に於いて、作業性が向上する特徴も
有する。
るため、実装された外付け回路素子は、回路装置裏面の
導電路側面に当たることなくずらすことができる。特に
位置ずれして実装された外付け回路素子を水平方向にず
らして配置し直すことができる。また外付け回路素子の
実装後、ロウ材が溶けていれば、ずれて実装された外付
け回路素子は、溶けたロウ材の表面張力により、導電路
上部に自ら戻ろうとし、外付け回路素子自身による再配
置が可能となる。
用できるため、半導体メーカーが、プリント基板モジュ
ールとしてセットメーカーに供給でき、セットメーカー
は、プリント基板への素子実装を省くことができる。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
る。
る。
る図である。
を説明する図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 分離溝で電気的に分離された複数の導電
路と、所望の該導電路上に固着された回路素子と、該回
路素子を被覆し且つ前記導電路間の前記分離溝に充填さ
れ前記導電路の裏面を露出して一体に支持する絶縁性樹
脂と、前記導電路の裏面に固着された外付け回路素子と
を具備することを特徴とする回路装置。 - 【請求項2】 分離溝で電気的に分離された複数の導電
路と、所望の該導電路上に固着された回路素子と、該回
路素子の電極と他の前記導電路とを接続する接続手段
と、前記回路素子を被覆し且つ前記導電路間の前記分離
溝に充填され前記導電路の裏面を露出して一体に支持す
る絶縁性樹脂と、前記導電路の裏面に固着された外付け
回路素子とを具備することを特徴とする回路装置。 - 【請求項3】 分離溝で電気的に分離された複数の導電
路と、所望の該導電路上に固着された複数の回路素子
と、該回路素子の所望の電極と他の前記導電路とを接続
する接続手段と、前記回路素子を被覆し且つ前記導電路
間の前記分離溝に充填され前記導電路の裏面を露出して
一体に支持する絶縁性樹脂と、前記導電路の裏面に固着
された外付け回路素子とを具備することを特徴とする回
路装置。 - 【請求項4】 前記回路素子は半導体ベアチップ、チッ
プ回路部品、パッケージ型半導体装置およびCSPのい
ずれかあるいは両方であることを特徴とする請求項1か
ら請求項3のいずれかに記載された回路装置。 - 【請求項5】 前記接続手段はボンディング細線または
ロウ材で構成されることを特徴とする請求項2または請
求項3に記載された回路装置。 - 【請求項6】 前記導電路の裏面と前記分離溝間に充填
された絶縁性樹脂の裏面とを実質的に平坦にすることを
特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載され
た回路装置。 - 【請求項7】 前記導電路は電極、ボンディングパッ
ド、ダイパッド、配線またはコネクタとして用いられる
ことを特徴とした請求項1から請求項3のいずれかに記
載された回路装置。 - 【請求項8】 分離溝で電気的に分離された複数の導電
路と、所望の該導電路裏面に固着された回路素子と、該
回路素子を被覆し且つ前記導電路間の前記分離溝に充填
され前記導電路の表面を露出して一体に支持する絶縁性
樹脂とから成る前記回路素子が埋め込まれた実装基板で
あり、前記導電路の表面に固着された外付け回路素子と
を具備する実装基板。 - 【請求項9】 前記導電路の表面と前記分離溝間に充填
された絶縁性樹脂の表面とを実質的に平坦にすることを
特徴とする請求項8に記載された実装基板 - 【請求項10】 前記導電路の表面をボンディングパッ
ドまたは外部接続用パッドとすることを特徴とする請求
項8または請求項9に記載された実装基板。 - 【請求項11】 前記実装基板の中で用いられるロウ材
の融点は、前記導電路表面で用いられるロウ材の融点よ
りも高いことを特徴とする請求項8に記載の実装基板。
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-
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