JP5485110B2 - 配線基板及びその製造方法、電子装置 - Google Patents

配線基板及びその製造方法、電子装置 Download PDF

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Description

本発明は、放熱板を有する配線基板及びその製造方法、並びに前記配線基板に電子部品を搭載した電子装置に関する。
半導体素子の高集積化等により、半導体素子の発する熱を効率よく外部に放出することが求められている。このため、半導体素子を搭載するための配線基板として、放熱板を有する配線基板が提案されている。例えば、ヒートシンク（放熱板）とリードフレーム（外部接続端子）とを絶縁性樹脂を用いてインサート成形し、成形された絶縁性樹脂上に半導体素子と電気的に接続される内部回路パターン部（内部接続端子）を形成した配線基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
又、金属体（放熱板）と絶縁性樹脂からなる絶縁基体とを接合し、絶縁基体の一方の面に半導体素子と電気的に接続される内部接続端子を、絶縁基体の他方の面に外部接続端子を設け、内部接続端子と外部接続端子とを絶縁基体を貫通する貫通導体により電気的に接続した配線基板が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開昭６４−４７０５８号公報 特開２００７−２６６１７２号公報
しかしながら、従来提案されていた配線基板では、内部接続端子と外部接続端子を別途に形成してから接続していたため、配線基板の構造や製造工程が複雑化する問題があった。又、絶縁性樹脂上に内部接続端子や外部接続端子を形成しているため、短絡等に対する信頼性を向上するためには、内部接続端子や外部接続端子の必要部分のみを露出し他の部分を被覆するソルダーレジスト層を形成する必要があり、配線基板の構造や製造工程が複雑化する問題があった。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡易な構造で放熱性に優れた配線基板及びその製造方法、並びに前記配線基板に電子部品を搭載した電子装置を提供することを課題とする。
本配線基板は、第１主面に電子部品搭載領域を設けた配線基板であって、前記電子部品搭載領域に搭載される電子部品の発する熱を外部に放出する放熱板と、前記放熱板の第１の面を前記第１主面の前記電子部品搭載領域に露出するように、前記放熱板を被覆する封止樹脂と、前記電子部品の電極と電気的に接続される端子面を備えた内部接続端子と、配線を介して前記内部接続端子と電気的に接続すると共に、外部と信号の入出力を行う端子面を備えた外部接続端子と、を有し、前記封止樹脂は、前記配線の少なくとも前記第１主面側及びその反対面である第２主面側、前記端子面を除く前記内部接続端子、及び前記端子面を除く前記外部接続端子、を被覆し、前記放熱板の前記第１の面、前記内部接続端子の前記端子面、及び前記外部接続端子の前記端子面は、前記第１主面側の同一平面上に露出し、前記放熱板の前記第１の面の反対面である第２の面は、前記第２主面側において前記封止樹脂から露出していることを要件とする。
本配線基板の製造方法は、第１主面に電子部品搭載領域を設けた配線基板の製造方法であって、前記電子部品の電極と電気的に接続される端子面を備えた内部接続端子、及び配線を介して前記内部接続端子と電気的に接続すると共に外部と信号の入出力を行う端子面を備えた外部接続端子を一体的に形成する第１工程と、支持体の一方の面に前記内部接続端子の前記端子面、前記外部接続端子の前記端子面、及び前記電子部品の発する熱を外部に放出する放熱板の第１の面を当接するように仮固定する第２工程と、前記支持体の一方の面に、前記内部接続端子、前記外部接続端子、及び前記配線、並びに前記放熱板を被覆する封止樹脂を形成する第３工程と、前記支持体を除去し、前記放熱板の前記第１の面、前記内部接続端子の端子面、及び前記外部接続端子の端子面を、前記第１主面側において前記封止樹脂から同一平面上に露出させる第４工程と、前記放熱板の前記第１の面の反対面である第２の面上に前記封止樹脂が形成されている場合に、前記第２の面上の前記封止樹脂を除去し、前記第２の面を前記封止樹脂から露出させる第５工程と、を有することを要件とする。
簡易な構造で放熱性に優れた配線基板及びその製造方法、並びに前記配線基板に電子部品を搭載した電子装置を提供できる。
第１の実施の形態に係る配線基板を例示する断面図である。 第１の実施の形態に係る配線基板を例示する上面斜視図である。 第１の実施の形態に係る配線基板を例示する底面斜視図である。 第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その１）である。 第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その２）である。 第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その３）である。 第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その４）である。 第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その５）である。 第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その６）である。 第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その７）である。 第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その８）である。 第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する断面図である。 第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する上面斜視図である。 第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する断面図である。 第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する上面斜視図である。 第２の実施の形態に係る配線基板を例示する断面図である。 第２の実施の形態に係る配線基板を例示する上面斜視図である。 第２の実施の形態に係る配線基板を例示する底面斜視図である。 第２の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する断面図である。 第２の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する上面斜視図である。 第２の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する底面斜視図である。 第３の実施の形態に係る配線基板を例示する断面図である。 第４の実施の形態に係る電子装置を例示する断面図である。 第４の実施の形態の変形例１に係る電子装置を例示する断面図である。 第４の実施の形態の変形例２に係る電子装置を例示する断面図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
〈第１の実施の形態〉
［第１の実施の形態に係る配線基板の構造］
まず、第１の実施の形態に係る配線基板の構造について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る配線基板を例示する断面図である。図２は、第１の実施の形態に係る配線基板を例示する上面斜視図である。図３は、第１の実施の形態に係る配線基板を例示する底面斜視図である。なお、図１は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図１〜図３を参照するに、第１の実施の形態に係る配線基板１０は、放熱板１１と、封止樹脂１２と、内部接続端子１３と、外部接続端子１４と、配線１５とを有し、電子部品を搭載可能な配線基板である。配線基板１０の平面形状は、例えば、矩形状とすることができる。配線基板１０の寸法は、搭載する電子部品の形状等を考慮して適宜決定することができる。
１０ａは配線基板１０の第１主面（以降、第１主面１０ａとする）を、１０ｂは配線基板１０の第２主面（以降、第２主面１０ｂとする）を示している。第１主面１０ａは、電子部品が搭載される面である。１０ｘは、電子部品が搭載される電子部品搭載領域（以降、電子部品搭載領域１０ｘとする）を示している。第１の実施の形態では、配線基板１０として、４端子の電子部品を搭載可能な配線基板を例示するが、これに限定されないことは言うまでもない。なお、本願における電子部品とは、半導体素子（ベアチップ）、半導体素子を絶縁性樹脂等で封止した半導体パッケージ、半導体素子を有さない高発熱部品等を含むものとする。半導体素子を有さない高発熱部品の例としては、抵抗、インダクター、トランス等を挙げることができる。
放熱板１１は、配線基板１０の第１主面１０ａに設けられた電子部品搭載領域１０ｘに搭載される電子部品の発する熱を外部に放出する機能を有する。放熱板１１の第１の面１１ａは、第１主面１０ａの電子部品搭載領域１０ｘに露出している。放熱板１１の第２の面１１ｂは、第２主面１０ｂ側に露出している。放熱板１１は段差部１１ｃを有し、段差部１１ｃは、平面視において、第１の面１１ａの周囲に形成されている。放熱板１１の第２の面１１ｂにより、配線基板１０の電子部品搭載領域１０ｘに搭載される電子部品の発する熱を第２主面１０ｂ側に効率よく放熱できる。なお、放熱板１１は段差部１１ｃを有さなくても構わない。
放熱板１１の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）、アルマイト処理したアルミニウム（Ａｌ）等の熱伝導率の高い金属を用いることができる。アルマイト処理とは、アルミニウム（Ａｌ）からなる部材を酸性電解液に浸して陽極酸化することにより、アルミニウム（Ａｌ）からなる部材の表面に酸化皮膜（Ａｌ２Ｏ３）を形成する処理である。形成された酸化皮膜（Ａｌ２Ｏ３）は微細な凹凸を有するため、アンカー効果により、放熱板１１と封止樹脂１２との密着性を向上できる。
放熱板１１の第１の面１１ａ及び第２の面１１ｂの何れか一方又は双方に、電解めっき法等により金属層を形成しても構わない。金属層の例としては、Ａｕ層や、Ｎｉ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）等を挙げることができる。このような金属層を形成することにより、金属層上にはんだ等の導電材料が形成された場合の接続信頼性を向上することができる。
封止樹脂１２は、第１の面１１ａ及び第２の面１１ｂを除く放熱板１１を被覆すると共に、内部接続端子１３、外部接続端子１４、及び配線１５を形成するための基体となる部分である。封止樹脂１２の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂を主成分とする絶縁性樹脂等を用いることができる。封止樹脂１２は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ボロン（ＢＮ）、又はシリカ（ＳｉＯ２）等の無機フィラーを含有しても構わない。なお、封止樹脂１２は、配線基板１０の電子部品搭載領域１０ｘに搭載される電子部品の発する熱に耐え得る耐熱性を有することが必要である。
内部接続端子１３の端子面１３ａは配線基板１０の第１主面１０ａ側に露出しており、端子面１３ａを除く内部接続端子１３は封止樹脂１２に被覆されている。内部接続端子１３の端子面１３ａは、配線基板１０の電子部品搭載領域１０ｘに搭載される電子部品の電極と電気的に接続される部分である。
外部接続端子１４の端子面１４ａは配線基板１０の第１主面１０ａ側に露出しており、端子面１４ａを除く外部接続端子１４は封止樹脂１２に被覆されている。外部接続端子１４の端子面１４ａは、外部と信号の入出力を行う部分である。外部接続端子１４は、配線１５を介して内部接続端子１３と電気的に接続されている。配線１５の少なくとも第１主面１０ａ側及び第２主面１０ｂ側は、封止樹脂１２に被覆されている。
内部接続端子１３、外部接続端子１４、及び配線１５は、一体的に形成されている。第１の実施の形態では、４端子の電子部品を搭載可能な配線基板を例示しているため、内部接続端子１３、外部接続端子１４、及び配線１５は、４組存在している。内部接続端子１３、外部接続端子１４、及び配線１５の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。
内部接続端子１３の端子面１３ａ、外部接続端子１４の端子面１４ａ、及び放熱板１１の第１の面１１ａは、面一である。つまり、内部接続端子１３の端子面１３ａ、外部接続端子１４の端子面１４ａ、及び放熱板１１の第１の面１１ａは、第１主面１０ａ側において封止樹脂１２から同一平面上に露出している。
このように、配線基板１０は、簡易な構造で放熱性に優れた配線基板である。
［第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法］
次に、第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図４〜図１１は、第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。
始めに、図４及び図５に示す工程では、金属平板１８を準備し、準備した金属平板１８にハーフエッチングを行い、内部接続端子１３、外部接続端子１４、及び配線１５を一体的に形成する。なお、図４はハーフエッチングされた金属平板１８の底面図、図５は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図４に示すように、この時点では、最終的に４組の内部接続端子１３、外部接続端子１４、及び配線１５となる部分が額縁状の外枠１８ｘから延在している。金属平板１８の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。金属平板１８の厚さは、例えば、１ｍｍ程度とすることができる。
ハーフエッチングは、ハーフエッチングを行う場所を除く金属平板１８の表面を感光性材料等のマスク（図示せず）で覆い、マスクで覆われていない部分の金属平板１８を厚さ方向の途中まで除去することにより行う。すなわち、マスクで覆われていない部分の金属平板１８を、エッチングを開始した面から反対方向には貫通させず、任意の厚み（例えば、０．５ｍｍ）まで除去することにより行う。金属平板１８の材料が銅（Ｃｕ）である場合には、例えば塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液等を用いてハーフエッチングを行うことができる。
次に、図６に示す工程では、支持体１９を準備し、準備した支持体１９の一方の面１９ａにハーフエッチングされた金属平板１８を仮固定する。金属平板１８は、内部接続端子１３の端子面１３ａ及び外部接続端子１４の端子面１４ａが一方の面１９ａに当接するように仮固定する。支持体１９としては、例えば、一方の面にアクリル系粘着材が形成されたシート等を用いることができる。支持体１９の厚さは、例えば、１００μｍ程度とすることができる。
次に、図７に示す工程では、支持体１９の一方の面１９ａに放熱板１１を仮固定する。放熱板１１は、第１の面１１ａが支持体１９の一方の面１９ａに当接するように仮固定する。なお、放熱板１１は、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等の熱伝導率の高い金属を加工することにより作製できる。加工の一例としては、絞り加工、切削加工、プレス加工等を挙げることができる。
放熱板１１の材料としてアルミニウム（Ａｌ）を用い、所定形状に加工後、アルマイト処理を施しても構わない。放熱板１１としてアルマイト処理したアルミニウム（Ａｌ）を用いると、表面に形成された酸化皮膜（Ａｌ２Ｏ３）の有する微細な凹凸のため、アンカー効果により、図８に示す工程において放熱板１１と封止樹脂１２との密着性を向上できる。
次に、図８に示す工程では、支持体１９の一方の面１９ａに、放熱板１１、内部接続端子１３、外部接続端子１４、及び配線１５を被覆する封止樹脂１２を形成する。封止樹脂１２は、例えば、圧縮成形により形成できる。封止樹脂１２の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂を主成分とする絶縁性樹脂等を用いることができる。封止樹脂１２は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ボロン（ＢＮ）、又はシリカ（ＳｉＯ２）等の無機フィラーを含有しても構わない。なお、この工程において、放熱板１１の第１の面１１ａや第２の面１１ｂには封止樹脂１２が形成されないことが好ましいが、圧縮成形の条件によっては封止樹脂１２（樹脂の薄い膜）が形成される場合がある。
次に、図９に示す工程では、支持体１９を除去する。支持体１９は、例えば、機械的に剥離することにより除去できる。
次に、図１０に示す工程では、放熱板１１の第２の面１１ｂ上に形成された封止樹脂１２（樹脂の薄い膜）を除去する。除去方法の一例としては、機械的な研磨、ブラスト処理、プラズマアッシング等を挙げることができる。なお、図８に示す工程で放熱板１１の第２の面１１ｂ上に封止樹脂１２（樹脂の薄い膜）が形成されていない場合には、この工程は不要である。一方、図８に示す工程で放熱板１１の第１の面１１ａ上に封止樹脂１２（樹脂の薄い膜）が形成されている場合には、第２の面１１ｂと同様の方法で除去する必要がある。
次に、図１１に示す工程では、図１０に示す構造体を切断位置Ｃで切断することにより、図１〜図３に示す配線基板１０が完成する。図１０に示す構造体は、例えば、ダイシングブレードを用いたブレードダイシング法により切断できる。なお、図１１は、図１〜図３とは、上下が反転して描かれている。
このように、第１の実施の形態によれば、放熱板を封止樹脂で被覆して配線基板を製造する。その結果、電子部品の発熱量を考慮した好適な厚さや形状等を有する放熱板を備えることができるため、放熱性に優れた配線基板を実現できる。又、放熱板の材料を必要最小限とすることが可能となり、配線基板の材料費を低減できる。
又、支持体の一方の面に、ハーフエッチングされた内部接続端子の端子面、外部接続端子の端子面、及び放熱板の第１の面を当接するように仮固定し、これらを封止樹脂で被覆後、支持体を除去する。このため、内部接続端子の端子面、外部接続端子の端子面、及び放熱板の第１の面は、封止樹脂から同一平面上に露出する。つまり、放熱板、内部接続端子、及び外部接続端子の必要部分のみが封止樹脂から露出し、その他の部分は封止樹脂により被覆されるため、絶縁信頼性を向上できる。更に、不要な導電部が露出しないため、封止樹脂上にソルダーレジスト層等を設ける必要がなく、配線基板の構造及び製造工程を簡略化することが可能となり、配線基板の低価格化を実現できる。
〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、放熱板１１の第１の面１１ａにスリット（略十字状の溝１１ｘ）を形成する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図１２は、第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する断面図である。図１３は、第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する上面斜視図である。第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する底面斜視図は図３と同様であるため図示を省略する。なお、図１２は図１３のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
図１２及び図１３を参照するに、第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板１０Ａは、放熱板１１の第１の面１１ａに、平面形状が略十字状の溝１１ｘが形成されている点が、第１の実施の形態に係る配線基板１０（図１〜図３参照）と相違している。溝１１ｘ内には、封止樹脂１２が充填されている。
溝１１ｘは、配線基板１０Ａの電子部品搭載領域１０ｘに搭載される電子部品の線膨張係数と放熱板１１の線膨張係数との差異に起因する反りや歪、電子部品と放熱板１１との接続部分（はんだ等）の割れ等の発生を低減するために形成されている。溝１１ｘの幅は、例えば、５０〜５００μｍ程度とすることができる。溝１１ｘの深さは、例えば、１〜２ｍｍ程度とすることができる。溝１１ｘは、例えば、ダイシングブレードを用いたブレードダイシング法により形成できる。なお、溝１１ｘは、平面形状が略十字状の形状には限定されず、任意の形状として構わない。例えば、複数本の溝が並設するような形状であってもよい。
配線基板１０Ａの電子部品搭載領域１０ｘに搭載される電子部品が発熱すると、その熱は放熱板１１に伝わるが、溝１１ｘが形成されているために、放熱板１１の段差部１１ｃよりも第１の面１１ａ側の部分は変形しやすくなる。そのため、配線基板１０Ａの電子部品搭載領域１０ｘに搭載される電子部品の線膨張係数と放熱板１１の線膨張係数との差異に起因する挙動の違いを吸収できる。
なお、配線基板１０Ａの電子部品搭載領域１０ｘに搭載される電子部品がシリコン（Ｓｉ）を主成分とする場合の線膨張係数は略３ｐｐｍ／℃程度である。又、配線基板１０Ａの電子部品搭載領域１０ｘに搭載される電子部品がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするセラミック基板の場合の線膨張係数は略８ｐｐｍ／℃程度である。一方、放熱板１１が銅（Ｃｕ）を主成分とする場合の線膨張係数は略１７ｐｐｍ／℃程度であり、放熱板１１がアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする場合の線膨張係数は略２３ｐｐｍ／℃程度である。
このように、第１の実施の形態の変形例１によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、放熱板の第１の面にスリット（略十字状の溝）を形成することにより、配線基板の電子部品搭載領域に搭載される電子部品の線膨張係数と放熱板の線膨張係数との差異に起因する反りや歪、電子部品と放熱板との接続部分（はんだ等）の割れ等の発生を低減できる。
〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２では、放熱板１１の第１の面１１ａに第１の実施の形態の変形例１とは異なる形状のスリット（略十字状の溝１１ｙ）を形成する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態及びその変形例と同一構成部品についての説明は省略する。
図１４は、第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する断面図である。図１５は、第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する上面斜視図である。第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する底面斜視図は図３と同様であるため図示を省略する。なお、図１４は図１５のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
図１４及び図１５を参照するに、第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板１０Ｂは、放熱板１１の第１の面１１ａに、平面形状が略十字状の溝１１ｙが形成されている点が、第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板１０Ａ（図１２及び図１３参照）と相違している。溝１１ｙは溝１１ｘ（図１２及び図１３参照）とは異なり、放熱板１１の側面には露出していないため、溝１１ｙ内には封止樹脂１２が充填されていない。つまり、溝１１ｙは空洞である。
溝１１ｙは、配線基板１０Ｂの電子部品搭載領域１０ｘに搭載される電子部品の線膨張係数と放熱板１１の線膨張係数との差異に起因する反りや歪、電子部品と放熱板１１との接続部分（はんだ等）の割れ等の発生を低減するために形成されている。溝１１ｙの幅は、例えば、５０〜５００μｍ程度とすることができる。溝１１ｙの深さは、例えば、１〜２ｍｍ程度とすることができる。溝１１ｙは、例えば、ダイシングブレードを用いたブレードダイシング法により形成できる。なお、溝１１ｙは、平面形状が略十字状の形状には限定されず、任意の形状として構わない。例えば、複数本の溝が並設するような形状であってもよい。
配線基板１０Ｂの電子部品搭載領域１０ｘに搭載される電子部品が発熱すると、その熱は放熱板１１に伝わるが、溝１１ｙが形成されているために、放熱板１１の段差部１１ｃよりも第１の面１１ａ側の部分は変形しやすくなる。この際、内部が空洞である溝１１ｙは、内部が封止樹脂１２で充填されている溝１１ｘと比べて、より一層変形し易いため、配線基板１０Ｂの電子部品搭載領域１０ｘに搭載される電子部品の線膨張係数と放熱板１１の線膨張係数との差異に起因する挙動の違いを、配線基板１０Ａに比べて一層吸収しやすくなる。
このように、第１の実施の形態の変形例２によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、放熱板の第１の面にスリット（略十字状の溝）を形成し、スリット内（略十字状の溝）を空洞にすることにより、スリット内を樹脂で充填した場合に比べて、配線基板の電子部品搭載領域に搭載される電子部品の線膨張係数と放熱板との線膨張係数との差異に起因する反りや歪、電子部品と放熱板との接続部分（はんだ等）の割れ等の発生を更に低減できる。
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、複数の電子部品を搭載可能な配線基板を例示する。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態及びその変形例と同一構成部品についての説明は省略する。
図１６は、第２の実施の形態に係る配線基板を例示する断面図である。図１７は、第２の実施の形態に係る配線基板を例示する上面斜視図である。図１８は、第２の実施の形態に係る配線基板を例示する底面斜視図である。なお、図１６は図１７のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
図１６〜図１８を参照するに、第２の実施の形態に係る配線基板２０は、放熱板１１が放熱板２１に置換され、複数の電子部品を搭載可能である点が第１の実施の形態に係る配線基板１０（図１〜図３参照）と相違している。なお、２０ａは配線基板２０の第１主面（以降、第１主面２０ａとする）を、２０ｂは配線基板２０の第２主面（以降、第２主面２０ｂとする）を示している。第１主面２０ａは、複数の電子部品が搭載される面である。２０ｘは、各電子部品が搭載される電子部品搭載領域を示している。
放熱板２１は、配線基板２０の第１主面２０ａに設けられた複数の電子部品搭載領域２０ｘに搭載される複数の電子部品（この場合は３個の電子部品）の発する熱を外部に放出する機能を有する。放熱板２１の第１の面２１ａは、搭載される電子部品の個数に対応する複数の領域に分割されて各電子部品搭載領域２０ｘに露出している。放熱板２１の第２の面２１ｂは、第２主面２０ｂ側に露出している。但し、第２の面２１ｂは第１の面２１ａのように分割はされてなく、搭載される複数の電子部品に対して共通の１つの面である。つまり、複数の電子部品搭載領域２０ｘに搭載される複数の電子部品に対して１つずつ放熱板２１が設けられているのではなく、複数の電子部品に対して１つの放熱板２１が設けられている。
放熱板２１は段差部２１ｃを有し、段差部２１ｃは、平面視において、各第１の面２１ａの周囲に形成されている。放熱板２１の第２の面２１ｂにより、配線基板２０の電子部品搭載領域２０ｘに搭載される電子部品の発する熱を第２主面２０ｂ側に効率よく放熱できる。放熱板２１の材料や露出面のめっきについては、放熱板１１と同様とすることができる。
各電子部品搭載領域２０ｘにおいて、第１の面２１ａを介してＸ方向に隣接して配置されている内部接続端子１３の端子面１３ａは、各電子部品搭載領域２０ｘに搭載される電子部品の端子と電気的に接続される部分である。本実施の形態では各電子部品搭載領域２０ｘに搭載される電子部品は直列に接続され、配線基板２０ａの第１主面２０ａの外縁部に配置された外部接続端子１４の端子面１４ａにより、外部と信号の入出力を行う。
内部接続端子１３、外部接続端子１４、及び配線１５は、一体的に形成されている。内部接続端子１３の端子面１３ａ、外部接続端子１４の端子面１４ａ、及び放熱板２１の各第１の面２１ａは、面一である。つまり、内部接続端子１３の端子面１３ａ、外部接続端子１４の端子面１４ａ、及び放熱板２１の各第１の面２１ａは、それぞれ第１主面２０ａ側において封止樹脂１２から同一平面上に露出している。配線基板２０は、配線基板１０と同様の方法により製造することができる。
このように、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、複数の電子部品搭載領域に、それぞれ放熱板の第１の面が露出している１つの放熱板を設けることにより、複数の電子部品を搭載可能な配線基板を実現できる。
〈第２の実施の形態の変形例１〉
第２の実施の形態では、複数の電子部品搭載領域に、それぞれ放熱板の第１の面が露出している１つの放熱板を設けて複数の電子部品を搭載可能とした配線基板の例を示した。第２の実施の形態の変形例１では、複数の放熱板を設けて複数の電子部品を搭載可能とした配線基板の例を示す。なお、第２の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態及びその変形例と同一構成部品についての説明は省略する。
図１９は、第２の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する断面図である。図１９を参照するに、第２の実施の形態の変形例１に係る配線基板２０Ａは、放熱板２１が放熱板２２に置換された点が、第２の実施の形態に係る配線基板２０（図１６〜図１８参照）と相違している。
配線基板２０の第１主面２０ａには複数の電子部品搭載領域が設けられている。放熱板２２は、複数の電子部品搭載領域に搭載される複数の電子部品に対して１つずつ設けられており、各電子部品（この場合は３個の電子部品）の発する熱を外部に放出する機能を有する。各放熱板２２の第１の面２２ａは、第１主面２０ａの複数の電子部品搭載領域に露出している。各放熱板２２の第２の面２２ｂは、第２主面２０ｂ側に露出している。
このように、第２の実施の形態の変形例１によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、複数の電子部品搭載領域に個別に放熱板を設けることにより、複数の電子部品を搭載可能な配線基板を実現できる。なお、放熱板２２は段差部を有さないが、放熱板１１（図１等参照）のように段差部を有しても構わない。
〈第２の実施の形態の変形例２〉
第２の実施の形態及びその変形例１では、同一形状の複数の電子部品を搭載可能とした配線基板の例を示した。第２の実施の形態の変形例２では、形状の異なる複数の電子部品を搭載可能とした配線基板の例を示す。なお、第２の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態及びその変形例と同一構成部品についての説明は省略する。
図２０は、第２の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する上面斜視図である。図２１は、第２の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する底面斜視図である。
図２０及び図２１を参照するに、第２の実施の形態の変形例２に係る配線基板２０Ｂは、形状の異なる複数の電子部品に対応した放熱板２３が設けられている点が、第２の実施の形態に係る配線基板２０（図１６〜図１８参照）や第２の実施の形態の変形例１に係る配線基板２０Ａ（図１９参照）と相違している。
放熱板２３は、配線基板２０Ｂの第１主面２０ａに設けられた複数の電子部品搭載領域２０ｙに搭載される複数の電子部品（この場合は３個の電子部品）の発する熱を外部に放出する機能を有する。
配線基板２０Ｂの第１主面２０ａには複数の電子部品搭載領域２０ｙが設けられている。放熱板２３は、複数の電子部品搭載領域２０ｙに搭載される複数の電子部品に対して１つずつ設けられており、各電子部品（この場合は３個の電子部品）の発する熱を外部に放出する機能を有する。各放熱板２３の第１の面２３ａは、第１主面２０ａの複数の電子部品搭載領域２０ｙに露出している。各放熱板２３の第２の面２３ｂは、第２主面２０ｂ側に露出している。つまり、放熱板２３は、電子部品搭載領域２０ｙに搭載される複数の電子部品の個数及び形状に対応して個別に設けられている。
外部接続端子１４の端子面１４ａは配線基板２０Ｂの外縁部において第１主面２０ａ側から側面側に連続的に露出しており、端子面１４ａを除く外部接続端子１４は封止樹脂１２に被覆されている。外部接続端子１４の端子面１４ａは、外部と信号の入出力を行う部分である。
このように、第２の実施の形態の変形例２によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、搭載する電子部品の個数及び形状に対応した複数の放熱板を設けることにより、複数の電子部品を搭載可能な配線基板を実現できる。
なお、放熱板は段差部を有さなくても構わないし、段差部を有しても構わない。又、外部接続端子の端子面は、配線基板の外縁部において第１主面側から側面側に連続的に露出させるのではなく、図２等のように配線基板の第１主面側のみに露出させても構わない。
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、多層構造の放熱板を用いる例を示す。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態及びその変形例と同一構成部品についての説明は省略する。
図２２は、第３の実施の形態に係る配線基板を例示する断面図である。第３の実施の形態に係る配線基板を例示する上面斜視図や底面斜視図は図２や図３と略同様であるため図示を省略する。
図２２を参照するに、第３の実施の形態に係る配線基板３０は、放熱板１１が放熱板３１に置換されている点が第１の実施の形態に係る配線基板１０（図１〜図３参照）等と相違している。なお、図２２において、３１ａは放熱板３１の第１の面（以降、第１の面３１ａとする）を、３１ｂは放熱板３１の第２の面（以降、第２の面３１ｂとする）を示している。
放熱板３１は、第１層３２と、第２層３３と、第３層３４とを有する。放熱板３１は、例えばクラッド材料を型抜きすることにより作製できる。ここで、クラッド材料とは、異種金属を一枚の板に圧延し、それぞれの材料特性を引き出すための複合材である。放熱板３１において、第１層３２及び第３層３４の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。第２層３３の材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。
放熱板３１の総厚が例えば略２ｍｍである場合には、例えば、第１層３２の厚さを略０．３ｍｍ、第２層３３の厚さを略１．４ｍｍ、第３層３４の厚さを略０．３ｍｍとすることができる。
例えば、放熱板３１がアルミニウム（Ａｌ）のみから作製されている場合、第１の面３１ａや第２の面３１ｂに電解めっき法等によりＮｉ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）等を形成すると、アルミニウム（Ａｌ）が腐食される虞がある。一方、放熱板３１が銅（Ｃｕ）のみから作製されている場合、銅（Ｃｕ）はアルミニウム（Ａｌ）よりも腐食耐性が高いため、第１の面３１ａや第２の面３１ｂに同様なめっきを施しても特別な問題は生じない。しかしながら、銅（Ｃｕ）はアルミニウム（Ａｌ）よりも比重が大きい。
そこで、放熱板３１を多層構造とし、例えば、第２層３３をアルミニウム（Ａｌ）、第１層３２及び第３層３４を銅（Ｃｕ）とする。これにより、封止樹脂１２から露出する第１の面３１ａ及び第２の面３１ｂはアルミニウム（Ａｌ）よりも腐食耐性が高い銅（Ｃｕ）となるため、第１の面３１ａ及び第２の面３１ｂに容易にめっきを施すことができる。又、放熱板３１の大部分は銅（Ｃｕ）よりも比重の小さなアルミニウム（Ａｌ）であるため、放熱板３１を銅（Ｃｕ）のみで作製した場合よりも軽量化できる。
このように、第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、放熱板を多層構造とし、放熱板の最外層（封止樹脂から露出する層）に内層よりも腐食耐性の高い材料を用いることにより、めっき処理等の際の取り扱いが容易になる。更に、放熱板の大部分を占める内層に最外層（封止樹脂から露出する層）よりも比重の小さな材料を用いることにより、放熱板の軽量化が可能となる。
なお、第３の実施の形態に係る多層の放熱板を、他の実施の形態やその変形例に適用しても構わない。又、放熱板を４層以上の多層構造としても構わない。
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態では、第１の実施の形態に係る配線基板に電子部品の一例として半導体パッケージを搭載した電子装置の例を示す。なお、第４の実施の形態において、既に説明した実施の形態及びその変形例と同一構成部品についての説明は省略する。
図２３は、第４の実施の形態に係る電子装置を例示する断面図である。図２３を参照するに、第４の実施の形態に係る電子装置５０は、配線基板１０の第１主面１０ａの電子部品搭載領域に半導体パッケージ６０が搭載された構造を有する。
半導体パッケージ６０は、封止樹脂６１と、リード６２とを有する。封止樹脂６１は、半導体素子（図示せず）を封止している。封止樹脂６１の下面は、固着部６５を介して配線基板１０の放熱板１１の第１の面１１ａ上に固着されている。リード６２は、一端が封止樹脂６１内で半導体素子（図示せず）と電気的に接続されており、他端が封止樹脂６１から露出し、導電部６６を介して配線基板１０の内部接続端子１３の端子面１３ａと電気的に接続されている。
封止樹脂６１の材料としては、例えば、封止樹脂１２と同様の材料を用いることができる。リード６２の材料としては、銅（Ｃｕ）や４２アロイ（鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）の合金）等を用いることができる。固着部６５の材料としては、熱伝導率の良い材料を用いることが好ましい。固着部６５の材料としては、例えば、はんだや銀ペースト等を用いることができるが、非導電性の材料を用いてもよい。導電部６６の材料としては、例えば、はんだや銀ペースト等の導電性の材料を用いることができる。
このように、第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態に係る配線基板に半導体パッケージを搭載しているため、放熱性に優れた電子装置を低価格で実現できる。
〈第４の実施の形態の変形例１〉
第４の実施の形態では、第１の実施の形態に係る配線基板に電子部品の一例として半導体パッケージを搭載した電子装置の例を示した。第４の実施の形態の変形例１では、第１の実施の形態に係る配線基板に電子部品の一例として半導体素子（ベアチップ）を搭載した電子装置の例を示す。なお、第４の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態及びその変形例と同一構成部品についての説明は省略する。
図２４は、第４の実施の形態の変形例１に係る電子装置を例示する断面図である。図２４を参照するに、第４の実施の形態の変形例１に係る電子装置５０Ａは、半導体パッケージ６０が半導体素子７０（ベアチップ）及びボンディングワイヤ７６に置換された点が、第４の実施の形態に係る電子装置５０（図２３参照）と相違している。
半導体素子７０は、例えば、シリコン（Ｓｉ）を主成分とする半導体基板に半導体集積回路やイメージセンサー回路、保護膜、電極等が形成されたものである。半導体素子７０は、封止樹脂により被覆されていない。半導体素子７０の下面は、固着部７５を介して配線基板１０の放熱板１１の第１の面１１ａ上に固着されている。ボンディングワイヤ７６は、一端が半導体素子７０の電極（図示せず）と電気的に接続されており、他端が配線基板１０の内部接続端子１３の端子面１３ａと電気的に接続されている。
固着部７５の材料としては、熱伝導率の良い材料を用いることが好ましい。固着部７５の材料としては、例えば、はんだや銀ペースト等を用いることができるが、非導電性の材料を用いてもよい。固着部７５の材料として導電性の材料を用いる場合には、絶縁膜を介して半導体素子７０の下面に固着する。ボンディングワイヤ７６の材料としては、金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）等の導電線を用いることができる。
このように、第４の実施の形態の変形例１によれば、第１の実施の形態に係る配線基板に半導体素子（ベアチップ）を搭載しているため、放熱性に優れた電子装置を低価格で実現できる。
〈第４の実施の形態の変形例２〉
第４の実施の形態では、第１の実施の形態に係る配線基板に電子部品の一例として半導体パッケージを搭載した電子装置の例を示した。第４の実施の形態の変形例２では、第１の実施の形態に係る配線基板に電子部品の一例として半導体パッケージを搭載した電子装置の他の例を示す。なお、第４の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態及びその変形例と同一構成部品についての説明は省略する。
図２５は、第４の実施の形態の変形例２に係る電子装置を例示する断面図である。図２５を参照するに、第４の実施の形態の変形例２に係る電子装置５０Ｂは、半導体パッケージ６０が半導体パッケージ８０に置換された点が、第４の実施の形態に係る電子装置５０（図２３参照）と相違している。
半導体パッケージ８０は、セラミック基板８１と、蛍光体８２と、レンズ８３とを有するＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。セラミック基板８１の凹部には、ＬＥＤチップである半導体素子７０が固着部７５を介して固着されている。ボンディングワイヤ７６は、一端が半導体素子７０の電極（図示せず）と電気的に接続されており、他端がセラミック基板８１の内部配線８４と電気的に接続されている。
内部配線８４は、セラミック基板８１内の配線（図示せず）を介して、接続端子８５と電気的に接続されている。接続端子８５は、導電部６６を介して配線基板１０の内部接続端子１３の端子面１３ａと電気的に接続されている。接続端子８６は、固着部６５を介して配線基板１０の放熱板１１の第１の面１１ａ上に固着されている。
このように、第４の実施の形態の変形例２によれば、第１の実施の形態に係る配線基板に半導体パッケージを搭載しているため、放熱性に優れた電子装置を低価格で実現できる。
以上、好ましい実施の形態及び実施例について詳説したが、上述した実施の形態及び実施例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、第２の実施の形態において、放熱板に第１の実施の形態の変形例１又は２と同様の変形を加えても構わない。
又、第２の実施の形態の変形例２は、第２の実施の形態と同様に、１つの放熱板で実現しても構わない。
又、第４の実施の形態において、第１の実施の形態に係る配線基板に代えて、第１の実施の形態の変形例１及び２、又は、第２の実施の形態及びその変形例１及び２、又は、第３の実施の形態に係る配線基板を用いても構わない。
１０、１０Ａ、１０Ｂ、２０、２０Ａ、２０Ｂ、３０ 配線基板
１０ａ、２０ａ 配線基板の第１主面
１０ｂ、２０ｂ 配線基板の第２主面
１０ｘ、２０ｘ 電子部品搭載領域
１１、２１、２２、２３、３１ 放熱板
１１ａ、２１ａ、２２ａ、２３ａ、３１ａ 放熱板の第１の面
１１ｂ、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、３１ｂ 放熱板の第２の面
１１ｃ、２１ｃ 段差部
１１ｘ、１１ｙ 溝
１２ 封止樹脂
１３ 内部接続端子
１３ａ 内部接続端子の端子面
１４、 外部接続端子
１４ａ 外部接続端子の端子面
１５ 配線
１８ 金属平板
１８ｘ 外枠
１９ 支持体
１９ａ 支持体の一方の面
３２ 第１層
３３ 第２層
３４ 第３層
５０、５０Ａ、５０Ｂ 電子装置
６０、８０ 半導体パッケージ
６１ 封止樹脂
６２ リード
６５、７５ 固着部
６６ 導電部
７０ 半導体素子
７６ ボンディングワイヤ
８１ セラミック基板
８２ 蛍光体
８３ レンズ
８４ 内部配線
８５、８６ 接続端子

Claims (12)

  1. 第１主面に電子部品搭載領域を設けた配線基板であって、
    前記電子部品搭載領域に搭載される電子部品の発する熱を外部に放出する放熱板と、
    前記放熱板の第１の面を前記第１主面の前記電子部品搭載領域に露出するように、前記放熱板を被覆する封止樹脂と、
    前記電子部品の電極と電気的に接続される端子面を備えた内部接続端子と、
    配線を介して前記内部接続端子と電気的に接続すると共に、外部と信号の入出力を行う端子面を備えた外部接続端子と、を有し、
    前記封止樹脂は、前記配線の少なくとも前記第１主面側及びその反対面である第２主面側、前記端子面を除く前記内部接続端子、及び前記端子面を除く前記外部接続端子、を被覆し、
    前記放熱板の前記第１の面、前記内部接続端子の前記端子面、及び前記外部接続端子の前記端子面は、前記第１主面側の同一平面上に露出し、
    前記放熱板の前記第１の面の反対面である第２の面は、前記第２主面側において前記封止樹脂から露出している配線基板。
  2. 前記放熱板の前記第１の面に溝が形成されている請求項１記載の配線基板。
  3. 前記溝が空洞である請求項２記載の配線基板。
  4. 前記第１主面には、複数の電子部品搭載領域が設けられ、
    前記放熱板の前記第１の面は複数の領域に分割され、分割された前記第１の面はそれぞれ前記各電子部品搭載領域に露出している請求項１乃至３の何れか一項記載の配線基板。
  5. 前記第１主面には、複数の電子部品搭載領域が設けられ、
    前記放熱板は複数個設けられ、
    複数の前記放熱板の各第１の面は複数の前記電子部品搭載領域に露出している請求項１乃至３の何れか一項記載の配線基板。
  6. 前記放熱板は多層構造である請求項１乃至５の何れか一項記載の配線基板。
  7. 前記放熱板の前記封止樹脂から露出する最外層に、内層よりも腐食耐性の高い材料を用いた請求項６記載の配線基板。
  8. 前記内層の材料は、前記最外層の材料よりも比重が小さい請求項７記載の配線基板。
  9. 前記放熱板の材料は、アルマイト処理したアルミニウム（Ａｌ）である請求項１乃至５の何れか一項記載の配線基板。
  10. 請求項１乃至９の何れか一項記載の配線基板の前記電子部品搭載領域に前記電子部品を搭載した電子装置。
  11. 第１主面に電子部品搭載領域を設けた配線基板の製造方法であって、
    前記電子部品の電極と電気的に接続される端子面を備えた内部接続端子、及び配線を介して前記内部接続端子と電気的に接続すると共に外部と信号の入出力を行う端子面を備えた外部接続端子を一体的に形成する第１工程と、
    支持体の一方の面に前記内部接続端子の前記端子面、前記外部接続端子の前記端子面、及び前記電子部品の発する熱を外部に放出する放熱板の第１の面を当接するように仮固定する第２工程と、
    前記支持体の一方の面に、前記内部接続端子、前記外部接続端子、及び前記配線、並びに前記放熱板を被覆する封止樹脂を形成する第３工程と、
    前記支持体を除去し、前記放熱板の前記第１の面、前記内部接続端子の端子面、及び前記外部接続端子の端子面を、前記第１主面側において前記封止樹脂から同一平面上に露出させる第４工程と、
    前記放熱板の前記第１の面の反対面である第２の面上に前記封止樹脂が形成されている場合に、前記第２の面上の前記封止樹脂を除去し、前記第２の面を前記封止樹脂から露出させる第５工程と、を有する配線基板の製造方法。
  12. 前記第１工程では、金属平板にハーフエッチングを行い、前記内部接続端子、前記外部接続端子、及び前記配線を一体的に形成する請求項１１記載の配線基板の製造方法。
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