JPH04196345A - 金属基板の構造 - Google Patents
金属基板の構造Info
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- JPH04196345A JPH04196345A JP32649090A JP32649090A JPH04196345A JP H04196345 A JPH04196345 A JP H04196345A JP 32649090 A JP32649090 A JP 32649090A JP 32649090 A JP32649090 A JP 32649090A JP H04196345 A JPH04196345 A JP H04196345A
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- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Landscapes
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、金属基板の構造に関する。
（従来の技術）
従来の金属基板の構造としては第４図に示すようなもの
があった。この金属基板１はベース金属ち ９であるアルミニュウム２の上に絶縁層台を介して配線
Ｉ４が積層されている一般的な金属基板の構造である。
があった。この金属基板１はベース金属ち ９であるアルミニュウム２の上に絶縁層台を介して配線
Ｉ４が積層されている一般的な金属基板の構造である。
前記配線層４の上には電子部品である発熱量の多い半導
体素子（パワーデバイス）６と発熱−の少ない半導体素
子５が搭載されている。
体素子（パワーデバイス）６と発熱−の少ない半導体素
子５が搭載されている。
前記発熱量の少ない半導体素子５はアルミニュウム２の
ワイヤー７によって配線層４と電気的に結線され、ワイ
ヤー７と配線層４の接合部は超名波接合で結ばれている
。前記パワーデバイス６は端子１５によって配線層４と
電気的に結線され、端子１５と配線層４の接合部はばん
だ８によって結ばれている。
ワイヤー７によって配線層４と電気的に結線され、ワイ
ヤー７と配線層４の接合部は超名波接合で結ばれている
。前記パワーデバイス６は端子１５によって配線層４と
電気的に結線され、端子１５と配線層４の接合部はばん
だ８によって結ばれている。
しかしながら、このような従来の金属基板の構造におい
てはベース金属９をアルミニュウム２とした場合には、
パワーデバイス６による発熱および外部環境の温度差に
よる温度変化によってアルミニュウム２と発熱量の少な
い半導体素子５の接合部に熱を持ってしまい、アルミニ
ュウム２と発熱量の少ない半導体素子５とは熱膨張係数
が大きく異なるのでパワーデバイス６によって発生した
熱によって半導体素子５と金属基板１の接合部が剥離す
ることがあった。
てはベース金属９をアルミニュウム２とした場合には、
パワーデバイス６による発熱および外部環境の温度差に
よる温度変化によってアルミニュウム２と発熱量の少な
い半導体素子５の接合部に熱を持ってしまい、アルミニ
ュウム２と発熱量の少ない半導体素子５とは熱膨張係数
が大きく異なるのでパワーデバイス６によって発生した
熱によって半導体素子５と金属基板１の接合部が剥離す
ることがあった。
そこで、特にチップ勺イズが大きく発熱量の少ない半導
体素子であるＳ１チツプが搭載されているときは金属基
板と８１チツプとの間にストレス繻和材（バッファ材）
を挿入して、ストレスを低減する手法が取られているが
部品点数および工数の増加を招き、それでもＳ１チツプ
と金属基板の接合部の剥離が生じてしまう。
体素子であるＳ１チツプが搭載されているときは金属基
板と８１チツプとの間にストレス繻和材（バッファ材）
を挿入して、ストレスを低減する手法が取られているが
部品点数および工数の増加を招き、それでもＳ１チツプ
と金属基板の接合部の剥離が生じてしまう。
また、ベース金属を鉄系合金とした場合には鉄系合金の
熱膨張係数が小さくＳｉチップやチップ部品を鉄系合金
に接合可能であるが、鉄系合金の熱伝導率が低いために
放熱性が悪く、鉄系合金上に発熱量の多い電子部品くパ
ワーデバイス）を搭載したとき、鉄系含金と電子部品の
接合部に熱が溜まってしまい、電子部品の過熱を起こし
金属基板上の電子部品を破壊してしまうという問題点が
あった。
熱膨張係数が小さくＳｉチップやチップ部品を鉄系合金
に接合可能であるが、鉄系合金の熱伝導率が低いために
放熱性が悪く、鉄系合金上に発熱量の多い電子部品くパ
ワーデバイス）を搭載したとき、鉄系含金と電子部品の
接合部に熱が溜まってしまい、電子部品の過熱を起こし
金属基板上の電子部品を破壊してしまうという問題点が
あった。
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので金Ｒ基板に搭載する電子部品のスペックに合わ
せてベース金属を選定できるように異なった２種類以上
の材料で金属基板を構成することによって、金属基板の
Ｓ造の信頼性を向上させることを目的としている。
たもので金Ｒ基板に搭載する電子部品のスペックに合わ
せてベース金属を選定できるように異なった２種類以上
の材料で金属基板を構成することによって、金属基板の
Ｓ造の信頼性を向上させることを目的としている。
本発明においては、ベース金属の土に絶縁層をｚ
介して配線層を積層し、該配線層上−電子部品を搭載す
る金属基板の構造において、前記ベース金属は発熱量の
多い電子部品が搭載される熱転導案の高い材料からなる
第１のベース金属と、該第１のベース金属に搭載されて
いる電子部品より発熱量の少ない電子部品が搭載される
熱膨張係数の小さい材料からなる第２のベース金属とを
少なくとも有し、第１および第２のベース金属は前記絶
縁層および前記配線層の積層される方向（こ対して垂直
方向でお互いに接着される構成とした。
る金属基板の構造において、前記ベース金属は発熱量の
多い電子部品が搭載される熱転導案の高い材料からなる
第１のベース金属と、該第１のベース金属に搭載されて
いる電子部品より発熱量の少ない電子部品が搭載される
熱膨張係数の小さい材料からなる第２のベース金属とを
少なくとも有し、第１および第２のベース金属は前記絶
縁層および前記配線層の積層される方向（こ対して垂直
方向でお互いに接着される構成とした。
（作用］
第１のベース金属は熱伝導率が高いため、搭載された電
子部品の熱を効果的に放熱することができ、第２のベー
ス金属は熱膨張係数が小さく、熱伝導率が低いため、発
熱量が多い電子部品からの熱がベース金属を介して伝わ
りにくい。
子部品の熱を効果的に放熱することができ、第２のベー
ス金属は熱膨張係数が小さく、熱伝導率が低いため、発
熱量が多い電子部品からの熱がベース金属を介して伝わ
りにくい。
（実施例）
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す図である。
まず、構成を説明する。
金属基板１のベース金属９は鉄系合金１０とアルミニュ
ウム２で構成されている。ベース金属９には絶縁層３を
介して配線層４が積層されている。
ウム２で構成されている。ベース金属９には絶縁層３を
介して配線層４が積層されている。
２つのベース金属９は前記絶縁層３および前記配線層４
の積層される方向（図面上下方向）に対して垂直の方向
（図面左右方向）でお互いにエポキシ系樹脂の接着剤１
１によって接着されている。
の積層される方向（図面上下方向）に対して垂直の方向
（図面左右方向）でお互いにエポキシ系樹脂の接着剤１
１によって接着されている。
ベース金属９が鉄系合金１０の上には絶縁層３を介して
配線層４が積層され、さらにその上に発熱量の少ない半
導体素子５が積層されている。ベース金属９がアルミニ
ュウム２の上には絶縁層３を介して配線層４が積層され
、さらにその上に発熱量の多い半導体素子（パワーデバ
イス）６が積層されている。半導体素子５はワイヤー７
によって配線＠４と電気的に結線され、結線部は超音波
接合によって結ばれている。パワーデバイス６は端子１
５によって配線層４と電気的に結線され、結線部ははん
だ８によって結ばれている。
配線層４が積層され、さらにその上に発熱量の少ない半
導体素子５が積層されている。ベース金属９がアルミニ
ュウム２の上には絶縁層３を介して配線層４が積層され
、さらにその上に発熱量の多い半導体素子（パワーデバ
イス）６が積層されている。半導体素子５はワイヤー７
によって配線＠４と電気的に結線され、結線部は超音波
接合によって結ばれている。パワーデバイス６は端子１
５によって配線層４と電気的に結線され、結線部ははん
だ８によって結ばれている。
次に作用を説明する。
パワーデバイス６はアルミニコウム２からなるベース金
属９の上に搭載されているので、パワーデバイス６によ
り発ケする熱は熱転１１率の高いアルミニュウム２へ放
熱され、さらに空気中に放熱されるのでパワーデバイス
６と金属基板１との接合部には熱は溜まらないので温度
１胃が起こらず、過熱による素子破壊が防げる。
属９の上に搭載されているので、パワーデバイス６によ
り発ケする熱は熱転１１率の高いアルミニュウム２へ放
熱され、さらに空気中に放熱されるのでパワーデバイス
６と金属基板１との接合部には熱は溜まらないので温度
１胃が起こらず、過熱による素子破壊が防げる。
発熱部の少ない半導体素子５は外部環境の温度差による
熱膨張の少ない鉄系合金１０の上に搭載されているので
、発熱量の多い半導体素子（パワーデバイス）６からの
熱がベース金属９を介して伝わりにり＜、鉄系合金１０
の熱膨張が少なく鉄系合金１０のストレスが少なくでき
るので、熱膨張による鉄系合金１０と半導体素子５との
素子はがれを防げる。
熱膨張の少ない鉄系合金１０の上に搭載されているので
、発熱量の多い半導体素子（パワーデバイス）６からの
熱がベース金属９を介して伝わりにり＜、鉄系合金１０
の熱膨張が少なく鉄系合金１０のストレスが少なくでき
るので、熱膨張による鉄系合金１０と半導体素子５との
素子はがれを防げる。
以上より、金属基板１の構造の信頼性を向上できる。
第２図に、ベース金属の構成例を示す。ベース金属の形
状を搭載される電子部品の配置、部位、回路構成に応じ
て任意に設定することができる。
状を搭載される電子部品の配置、部位、回路構成に応じ
て任意に設定することができる。
発熱量の少ない半導体素子５が搭載されるベース金属９
には鉄系合金１０を選定し、発熱量の多いパワーデバイ
ス６が搭載されるベース金属９にはアルミニュウム２を
選定する。
には鉄系合金１０を選定し、発熱量の多いパワーデバイ
ス６が搭載されるベース金属９にはアルミニュウム２を
選定する。
第３図に、他の実施例を示す。
まず、構成を説明する。
金属基板１のベース金属９は銅１２と鉄系合金１０で構
成されている。ベース金属９には絶縁層３を介して配線
層４が積層されている。２つのベース金属９は前記絶縁
１ｉ３および前記配線層４の積層される方向（図面上下
方向）に対して垂直方向（図面左右方向）でエポキシ系
樹脂の接着剤１１によって接着されている。ベース金属
９が銅１２の上には絶縁層３を介して配線層４が積層さ
れ、該配線層４の上には発熱量の多いＬＳ１１４が積層
されている。ベース金属９が鉄系合金１０上には絶縁層
３を介して配線Ｎ４が積層され、該配線層４上には、発
熱量の少ないチップ部品１３が搭載されている。ＬＳＩ
ＩＩは端子によって配線＠４と電気的に結線され、結線
部ははんだ８によって結ばれている。デツプ部品１３は
はんだ８によって配［１１４と電気的に接続されている
。
成されている。ベース金属９には絶縁層３を介して配線
層４が積層されている。２つのベース金属９は前記絶縁
１ｉ３および前記配線層４の積層される方向（図面上下
方向）に対して垂直方向（図面左右方向）でエポキシ系
樹脂の接着剤１１によって接着されている。ベース金属
９が銅１２の上には絶縁層３を介して配線層４が積層さ
れ、該配線層４の上には発熱量の多いＬＳ１１４が積層
されている。ベース金属９が鉄系合金１０上には絶縁層
３を介して配線Ｎ４が積層され、該配線層４上には、発
熱量の少ないチップ部品１３が搭載されている。ＬＳＩ
ＩＩは端子によって配線＠４と電気的に結線され、結線
部ははんだ８によって結ばれている。デツプ部品１３は
はんだ８によって配［１１４と電気的に接続されている
。
以下、釣用を説明する。
発熱体であるＬＳ Ｉ １４は銅１２から成るベース金
属９に搭載されているので、ＬＳ ｒ １４より発生す
る熱は熱伝導率の高い銅１２に放熱され、さらに空気中
に放熱される。従って、銅１２とＬＳ１１４との接合部
には熱は溜まらないので温度上昇が起こらず、過熱によ
る素子破壊が防げる。
属９に搭載されているので、ＬＳ ｒ １４より発生す
る熱は熱伝導率の高い銅１２に放熱され、さらに空気中
に放熱される。従って、銅１２とＬＳ１１４との接合部
には熱は溜まらないので温度上昇が起こらず、過熱によ
る素子破壊が防げる。
発熱量の少ないチップ部品１３は外部環境の温度差によ
る熱膨張の少ない鉄系合金１０の上に搭載されているの
で、鉄系合金１０の熱膨張が少なく鉄系合金１０のスト
レスが低減できるので熱膨張による鉄系合金１０とチッ
プ部品１３との素子はがれを防ぐことができる。
る熱膨張の少ない鉄系合金１０の上に搭載されているの
で、鉄系合金１０の熱膨張が少なく鉄系合金１０のスト
レスが低減できるので熱膨張による鉄系合金１０とチッ
プ部品１３との素子はがれを防ぐことができる。
以上より、金属基板１の構造の信頼性を向上できる。
以上説明してきたように、本発明によればその構成をベ
ース金属の上に絶縁層を介して配線層を積層し、該配線
層上に電子部品を搭載する金属基板の構造において、前
記ベース金属は発熱量の多い電子部品が搭載される熱伝
導率の高い材料からなる第１のベース金属と、該第１の
ベース金属に搭載されている電子部品より発熱量の少な
い電子部品が搭載される熱膨張係数の小さい材料からな
る第２のベース金属を少なくとも有し、第１および第２
のベース金属は前記絶縁層および前記配線層の積層され
る方向に対して垂直方向でお互いに接着される構成とし
たため、発熱量の多い電子部品より発生した熱は熱伝導
率の高いベース金属を介して空気中へ放熱されるため、
金属基板と発熱量の多い電子部品との接合部には熱が溜
まらないので温度上背が起こらず、過熱による素子破壊
が防げる。発熱量の少ない電子部品は外部環境の温度差
による熱膨張の少ないベース金属上に搭載されているの
でベース金属の熱膨張が少なくストレスを少なくできる
ので、熱膨張によるベース金属と発熱量の少ない電子部
品との素子はがれを防げる。以上より、金ｊ！基板と電
子部品の構造の信頼性を向上させることができる。
ース金属の上に絶縁層を介して配線層を積層し、該配線
層上に電子部品を搭載する金属基板の構造において、前
記ベース金属は発熱量の多い電子部品が搭載される熱伝
導率の高い材料からなる第１のベース金属と、該第１の
ベース金属に搭載されている電子部品より発熱量の少な
い電子部品が搭載される熱膨張係数の小さい材料からな
る第２のベース金属を少なくとも有し、第１および第２
のベース金属は前記絶縁層および前記配線層の積層され
る方向に対して垂直方向でお互いに接着される構成とし
たため、発熱量の多い電子部品より発生した熱は熱伝導
率の高いベース金属を介して空気中へ放熱されるため、
金属基板と発熱量の多い電子部品との接合部には熱が溜
まらないので温度上背が起こらず、過熱による素子破壊
が防げる。発熱量の少ない電子部品は外部環境の温度差
による熱膨張の少ないベース金属上に搭載されているの
でベース金属の熱膨張が少なくストレスを少なくできる
ので、熱膨張によるベース金属と発熱量の少ない電子部
品との素子はがれを防げる。以上より、金ｊ！基板と電
子部品の構造の信頼性を向上させることができる。
第１図は、本発明の一実施例を示づ図、第２図は、ベー
ス金属の構成を示す図、第３図は、本発明の他の実施例
を示す図、第４図は、従来の金属基板の実装構造を示し
た図。 １・・・金属基板 ２・・・アルミニュウム３・
・・絶縁層 ４・・・配線層５・・・発熱量の
少ない半導体素子 ６・・・発熱量の多い半導体素子 （パワーデバイス） ７・・・ワイヤー ８・・・はんだ９・・・ベー
ス金１ｉＥ １０・・・鉄系合金１１・・・エポキ
シ系樹脂の接着剤 １２・・・銅 １３・・・チップ部品１４・
・・ＬＳＩ １５・・・端子特許出願人
日産自動車株式会社１−１−／Ｌザ ４
ス金属の構成を示す図、第３図は、本発明の他の実施例
を示す図、第４図は、従来の金属基板の実装構造を示し
た図。 １・・・金属基板 ２・・・アルミニュウム３・
・・絶縁層 ４・・・配線層５・・・発熱量の
少ない半導体素子 ６・・・発熱量の多い半導体素子 （パワーデバイス） ７・・・ワイヤー ８・・・はんだ９・・・ベー
ス金１ｉＥ １０・・・鉄系合金１１・・・エポキ
シ系樹脂の接着剤 １２・・・銅 １３・・・チップ部品１４・
・・ＬＳＩ １５・・・端子特許出願人
日産自動車株式会社１−１−／Ｌザ ４
Claims (1)
- ベース金属の上に絶縁層を介して配線層を積層し、該配
線層上に電子部品を搭載する金属基板の構造において、
前記ベース金属は発熱量の多い電子部品が搭載される熱
伝導率の高い材料からなる第１のベース金属と、該第１
のベース金属に搭載されている電子部品より発熱量の少
ない電子部品が搭載される熱膨張係数の小さい材料から
なる第２のベース金属とを少なくとも有し、第１および
第２のベース金属は前記絶縁層および前記配線層の積層
される方向に対して垂直方向でお互いに接着されること
を特徴とする金属基板の構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32649090A JPH04196345A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 金属基板の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32649090A JPH04196345A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 金属基板の構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04196345A true JPH04196345A (ja) | 1992-07-16 |
Family
ID=18188408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32649090A Pending JPH04196345A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 金属基板の構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04196345A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0633609A3 (en) * | 1993-07-05 | 1995-09-13 | Mitsubishi Electric Corp | Composite circuit board and manufacturing method therefor. |
| JPH11307720A (ja) * | 1998-04-21 | 1999-11-05 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 半導体装置 |
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1990
- 1990-11-28 JP JP32649090A patent/JPH04196345A/ja active Pending
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