JPH05144980A - 半導体搭載用基板の製造方法 - Google Patents
半導体搭載用基板の製造方法Info
- Publication number
- JPH05144980A JPH05144980A JP30814191A JP30814191A JPH05144980A JP H05144980 A JPH05144980 A JP H05144980A JP 30814191 A JP30814191 A JP 30814191A JP 30814191 A JP30814191 A JP 30814191A JP H05144980 A JPH05144980 A JP H05144980A
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- JP
- Japan
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- substrate
- filler
- metal plate
- hole
- resin
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 金属薄板に貫通穴を設け、穴及び該金属板の
両面に、絶縁性を有する無機フィラー含有樹脂を充填、
塗布し更に片面もしくは両面にガラスクロス入り絶縁層
を形成し、銅箔を載置して積層一体化した後、前記にて
形成した穴の中心に該穴径より小さなスルホールを形成
し、銅箔に導体回路を形成し、半導体搭載用の凹部並び
に熱放散用に該金属板の露出部を形成させたピン接続型
半導体搭載用基板の製造方法。 【効果】 半導体チップから発生する熱量の増大に伴う
処理速度の低下、接続信頼性の低下等の問題がなく、高
信頼性の半導体搭載用基板の製造が可能であり、産業上
極めて有用である。
両面に、絶縁性を有する無機フィラー含有樹脂を充填、
塗布し更に片面もしくは両面にガラスクロス入り絶縁層
を形成し、銅箔を載置して積層一体化した後、前記にて
形成した穴の中心に該穴径より小さなスルホールを形成
し、銅箔に導体回路を形成し、半導体搭載用の凹部並び
に熱放散用に該金属板の露出部を形成させたピン接続型
半導体搭載用基板の製造方法。 【効果】 半導体チップから発生する熱量の増大に伴う
処理速度の低下、接続信頼性の低下等の問題がなく、高
信頼性の半導体搭載用基板の製造が可能であり、産業上
極めて有用である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体搭載用基板の製造
方法に関するもので、より詳しくは熱放散性に優れたピ
ン接続型半導体搭載用基板の製造方法に関するものであ
る。
方法に関するもので、より詳しくは熱放散性に優れたピ
ン接続型半導体搭載用基板の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来技術】従来、半導体を搭載した基板をプリント配
線板に接続する方法としては、ピングリッドアレー、リ
ードレスチップキュリア、リーディッドチップキャリア
等の半導体搭載用基板を用いる方法が知られている。し
かし、近年搭載される半導体チップの高速化、高集積
化、大容量化に伴い、半導体から発生する熱量が大きく
なってきているが、従来の半導体搭載用基板は主にフェ
ノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の
熱硬化性樹脂、または、セラミック等の絶縁物の基板に
よって構成されており、該絶縁物によって形成されてい
る基板では熱放散効果は十分でなく、更に従来の基板の
構成では熱放散機能は備わっていないものが多く、半導
体チップ自体の温度が上昇することによる処理速度の低
下、また半導体チップ周辺の温度上昇に伴う接続信頼性
の低下等の問題点があった。
線板に接続する方法としては、ピングリッドアレー、リ
ードレスチップキュリア、リーディッドチップキャリア
等の半導体搭載用基板を用いる方法が知られている。し
かし、近年搭載される半導体チップの高速化、高集積
化、大容量化に伴い、半導体から発生する熱量が大きく
なってきているが、従来の半導体搭載用基板は主にフェ
ノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の
熱硬化性樹脂、または、セラミック等の絶縁物の基板に
よって構成されており、該絶縁物によって形成されてい
る基板では熱放散効果は十分でなく、更に従来の基板の
構成では熱放散機能は備わっていないものが多く、半導
体チップ自体の温度が上昇することによる処理速度の低
下、また半導体チップ周辺の温度上昇に伴う接続信頼性
の低下等の問題点があった。
【０００３】また半導体チップが発生する熱を放散する
方法、または構造としては、従来、図３に示すように、
半導体チップを封止してある樹脂部分に取り付けてある
金属製のキャップ３４にヒートシンク３５を直接接続し
た構造で熱放散する方法、図４に示すように、半導体チ
ップの搭載部分の凹部を打抜き、代わりに金属板４４を
接合もしくは貼り合わせた構造で熱放散させる方法、、
更に熱放散効果を上げるため図５に示すように、半導体
搭載部の穴を形成した基板と前記の穴より大きな穴を形
成した基板とを貼り合わせ、この大きな穴の形成部分に
金属板５４を貼り合わせた構造で熱放散させる方法等が
あるが、熱を伝達し熱放散する部分がかなり大きくなっ
たり、半導体チップと熱放散板が直接接触していないた
めに十分に熱を伝達することができない等、各構造とも
熱放散効果が十分でなかった。
方法、または構造としては、従来、図３に示すように、
半導体チップを封止してある樹脂部分に取り付けてある
金属製のキャップ３４にヒートシンク３５を直接接続し
た構造で熱放散する方法、図４に示すように、半導体チ
ップの搭載部分の凹部を打抜き、代わりに金属板４４を
接合もしくは貼り合わせた構造で熱放散させる方法、、
更に熱放散効果を上げるため図５に示すように、半導体
搭載部の穴を形成した基板と前記の穴より大きな穴を形
成した基板とを貼り合わせ、この大きな穴の形成部分に
金属板５４を貼り合わせた構造で熱放散させる方法等が
あるが、熱を伝達し熱放散する部分がかなり大きくなっ
たり、半導体チップと熱放散板が直接接触していないた
めに十分に熱を伝達することができない等、各構造とも
熱放散効果が十分でなかった。
【０００４】一方、金属板に穴を開け絶縁物を埋め込
み、更にプリプレグと銅箔とを一体積層しスルホールメ
ッキを施した熱放散用両面プリント基板も広く知られて
いる。しかしながら、一般プリント基板に要求される特
性はＨＨＴ（８５℃、８５％ＲＨ）で５００時間であ
る。しかし本発明で使用されるピン接続型半導体搭載用
基板では信頼性の観点から最も厳しいＰＣＴ（１２５
℃、１００％、２．３ａｔｍ）３８４時間以上が求めら
れている。このため絶縁物の特性としては、従来にない
耐湿熱性が求められ、更に気泡等のない完全な埋め込み
性が不可欠であり、また加工性も満足しなければならな
く、これらを全て満足する絶縁物がないのが現状であ
る。
み、更にプリプレグと銅箔とを一体積層しスルホールメ
ッキを施した熱放散用両面プリント基板も広く知られて
いる。しかしながら、一般プリント基板に要求される特
性はＨＨＴ（８５℃、８５％ＲＨ）で５００時間であ
る。しかし本発明で使用されるピン接続型半導体搭載用
基板では信頼性の観点から最も厳しいＰＣＴ（１２５
℃、１００％、２．３ａｔｍ）３８４時間以上が求めら
れている。このため絶縁物の特性としては、従来にない
耐湿熱性が求められ、更に気泡等のない完全な埋め込み
性が不可欠であり、また加工性も満足しなければならな
く、これらを全て満足する絶縁物がないのが現状であ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体チッ
プの高速化、高密度化、大容量化の進展に伴い、熱放散
特性の要求されるピン接続型半導体搭載用基板に関する
ものであり、これらの要求に応えるため熱伝導性のよい
金属板を用いて基板を形成し、半導体チップを金属部分
に直接接続できるようにし、更に熱を伝える金属部分の
全体に占める割合を多くすることにより効果的な熱放散
性等の諸問題を解決した半導体搭載用基板を提供するこ
とを目的としたものである。
プの高速化、高密度化、大容量化の進展に伴い、熱放散
特性の要求されるピン接続型半導体搭載用基板に関する
ものであり、これらの要求に応えるため熱伝導性のよい
金属板を用いて基板を形成し、半導体チップを金属部分
に直接接続できるようにし、更に熱を伝える金属部分の
全体に占める割合を多くすることにより効果的な熱放散
性等の諸問題を解決した半導体搭載用基板を提供するこ
とを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は金属薄板
に貫通穴を設け、穴及び該金属板の両面に、絶縁性を有
するフィラー含有樹脂を充填、塗布し更に片面もしくは
両面にガラスクロス入り絶縁層を形成し、銅箔を載置し
て積層一体化した後、前記にて形成した穴の中心に該穴
径より小さなスルホールを形成し、銅箔に導体回路を形
成し、半導体搭載用の凹部並びに熱放散用に該金属板の
露出部を形成したピン接続型半導体搭載用基板の製造方
法である。
に貫通穴を設け、穴及び該金属板の両面に、絶縁性を有
するフィラー含有樹脂を充填、塗布し更に片面もしくは
両面にガラスクロス入り絶縁層を形成し、銅箔を載置し
て積層一体化した後、前記にて形成した穴の中心に該穴
径より小さなスルホールを形成し、銅箔に導体回路を形
成し、半導体搭載用の凹部並びに熱放散用に該金属板の
露出部を形成したピン接続型半導体搭載用基板の製造方
法である。
【０００７】以下、図面により本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明による半導体搭載用基板の一実施例を
示す断面図で、図２は本発明による半導体搭載用基板の
製造工程の一実施例を示す。図２（ａ）に示すように、
金属板２１の所望の位置に所望の穴径で、ドリル、エッ
チング等を使用して穴２２を形成し、該穴の中に粉体樹
脂２３をプレス等により埋め込んだ後、加熱硬化させ
る。金属板２１には熱伝導率が大きく、また加工性に優
れた銅板、アルミニウム板または真鍮等のいずれでも用
いることができる。また、穴径は後工程で形成するスル
ホール２６より大きな穴径とし、更にスルホール２６形
成時に前記にて埋め込んだ粉体樹脂２３が該穴壁に残存
できる大きさの穴径とする。
る。図１は本発明による半導体搭載用基板の一実施例を
示す断面図で、図２は本発明による半導体搭載用基板の
製造工程の一実施例を示す。図２（ａ）に示すように、
金属板２１の所望の位置に所望の穴径で、ドリル、エッ
チング等を使用して穴２２を形成し、該穴の中に粉体樹
脂２３をプレス等により埋め込んだ後、加熱硬化させ
る。金属板２１には熱伝導率が大きく、また加工性に優
れた銅板、アルミニウム板または真鍮等のいずれでも用
いることができる。また、穴径は後工程で形成するスル
ホール２６より大きな穴径とし、更にスルホール２６形
成時に前記にて埋め込んだ粉体樹脂２３が該穴壁に残存
できる大きさの穴径とする。
【０００８】また、粉体樹脂２３はピン接続型半導体搭
載用基板として用いるために各種の厳しい条件並びに加
工性を満足する必要がある。まず耐ＰＣＴは１２５℃、
２．３ａｔｍの条件下に３８４時間放置され、１０8Ω
以上の絶縁抵抗を保持しなければならない。このため耐
湿熱性において、これをクリアーできる粉体樹脂である
必要がある。ガラス転移温度を越えると絶縁性が著しく
低下するため、即ちガラス転移温度としては１２０℃以
上を満足するものでなければならない。また、穴２２に
埋め込む際の気泡の抱き込み防止と積層した際の平滑度
確保のため硬化温度１５０℃での粉体樹脂の流れ率が４
０〜９０％である必要がある。粉体樹脂の流れ率が４０
％未満だと穴への充填が不充分になり、また９０％を越
えると穴２２での粉体樹脂の流出による平滑度不足にな
るためである。
載用基板として用いるために各種の厳しい条件並びに加
工性を満足する必要がある。まず耐ＰＣＴは１２５℃、
２．３ａｔｍの条件下に３８４時間放置され、１０8Ω
以上の絶縁抵抗を保持しなければならない。このため耐
湿熱性において、これをクリアーできる粉体樹脂である
必要がある。ガラス転移温度を越えると絶縁性が著しく
低下するため、即ちガラス転移温度としては１２０℃以
上を満足するものでなければならない。また、穴２２に
埋め込む際の気泡の抱き込み防止と積層した際の平滑度
確保のため硬化温度１５０℃での粉体樹脂の流れ率が４
０〜９０％である必要がある。粉体樹脂の流れ率が４０
％未満だと穴への充填が不充分になり、また９０％を越
えると穴２２での粉体樹脂の流出による平滑度不足にな
るためである。
【０００９】また、粉体樹脂の１５０℃でのゲル化時間
は８０秒以上が必要で、これ以下では穴への充填が不充
分になり平滑度不足になるためである。樹脂としては、
粉体になり易く、かつＢステージ化し易いものであり、
また高い電気絶縁性を満足するためにはエポキシ樹脂が
好ましい。具体的にはビスフェノールＡ型、クレゾール
ノボラック型エポキシが好ましく、硬化剤としては特に
限定しないが、フェノールノボラック系、アミン系、イ
ミダゾール系あるいは酸無水物等を用いた樹脂組成物が
好ましい。更に、これらの樹脂組成物に添加するフィラ
ーとして、シリカ、ケイ酸カルシウム、タルク、炭酸カ
ルシウム等を用いてよく、特に限定するものでないが、
ドリル加工時のクラック防止並びに硬化時の樹脂流れ率
を制御するため炭酸カルシウム等を添加することが好ま
しい。添加量としては金属板との熱膨張率の差を小さく
するため４０〜８０％であることが好ましい。その他、
必要に応じて、カップリング剤、難燃性付与剤等を添加
してもよい。
は８０秒以上が必要で、これ以下では穴への充填が不充
分になり平滑度不足になるためである。樹脂としては、
粉体になり易く、かつＢステージ化し易いものであり、
また高い電気絶縁性を満足するためにはエポキシ樹脂が
好ましい。具体的にはビスフェノールＡ型、クレゾール
ノボラック型エポキシが好ましく、硬化剤としては特に
限定しないが、フェノールノボラック系、アミン系、イ
ミダゾール系あるいは酸無水物等を用いた樹脂組成物が
好ましい。更に、これらの樹脂組成物に添加するフィラ
ーとして、シリカ、ケイ酸カルシウム、タルク、炭酸カ
ルシウム等を用いてよく、特に限定するものでないが、
ドリル加工時のクラック防止並びに硬化時の樹脂流れ率
を制御するため炭酸カルシウム等を添加することが好ま
しい。添加量としては金属板との熱膨張率の差を小さく
するため４０〜８０％であることが好ましい。その他、
必要に応じて、カップリング剤、難燃性付与剤等を添加
してもよい。
【００１０】また、スルホール２６用のドリル摩耗を押
えるために、上記以外のフィラーとしてモース硬度がで
きるだけ低いことが、経済性の点から重要であり、この
ためフィラーとしてはモース硬度６以下のものが好まし
い。その添加量は数％のオーダであるが、ドリル摩耗性
を満足できればこの限りではない。但しフィラー含有の
粉体樹脂の曲げ弾性率はドリル摩耗性のため２０００Ｋ
ｇｆ／ｍｍ2以下であることが必要である。
えるために、上記以外のフィラーとしてモース硬度がで
きるだけ低いことが、経済性の点から重要であり、この
ためフィラーとしてはモース硬度６以下のものが好まし
い。その添加量は数％のオーダであるが、ドリル摩耗性
を満足できればこの限りではない。但しフィラー含有の
粉体樹脂の曲げ弾性率はドリル摩耗性のため２０００Ｋ
ｇｆ／ｍｍ2以下であることが必要である。
【００１１】図２（ｂ）に示すように、図２（ａ）にて
形成した基板の両面に、プリプレグ２４と銅箔２５を載
置し、加熱加圧し積層一体化する。次に図２（ｃ）に示
すように図２（ａ）にて金属板に形成した穴２２と同心
円になるように穴２２の中心部にスルホール２６を所望
の穴径にて形成する穴開け加工を行い、スルホール２６
内部及び基板全体に銅パネルメッキを施す。銅メッキは
数μの厚さに無電解銅メッキを施した後、所望の厚み、
好ましくは約１５〜２０μの厚みの電気銅メッキを施す
ものである。続いて、基板の両面に所望の回路パターン
を通常のフォトエッチング等のサブトラクティブ法、ア
ディティブ法、セミアディティブ法、半田レジスト法等
にて形成させる。
形成した基板の両面に、プリプレグ２４と銅箔２５を載
置し、加熱加圧し積層一体化する。次に図２（ｃ）に示
すように図２（ａ）にて金属板に形成した穴２２と同心
円になるように穴２２の中心部にスルホール２６を所望
の穴径にて形成する穴開け加工を行い、スルホール２６
内部及び基板全体に銅パネルメッキを施す。銅メッキは
数μの厚さに無電解銅メッキを施した後、所望の厚み、
好ましくは約１５〜２０μの厚みの電気銅メッキを施す
ものである。続いて、基板の両面に所望の回路パターン
を通常のフォトエッチング等のサブトラクティブ法、ア
ディティブ法、セミアディティブ法、半田レジスト法等
にて形成させる。
【００１２】次に図２（ｄ）に示すように半導体搭載用
側のレジスト印刷を施した後、半導体搭載凹部２７を金
属板２１の厚み方向に該導体面側から所望の深さまで座
ぐり加工を施すことにより形成する。また、更に好まし
くは直接外気に触れる金属板の面積を大きくするよう
に、該基板の半導体搭載凹部２７の反対面の部分の絶縁
層を、座ぐり加工等を行うことにより除去し金属板を露
出２８させることにより、熱放散効果を更に向上させる
ことが可能である。
側のレジスト印刷を施した後、半導体搭載凹部２７を金
属板２１の厚み方向に該導体面側から所望の深さまで座
ぐり加工を施すことにより形成する。また、更に好まし
くは直接外気に触れる金属板の面積を大きくするよう
に、該基板の半導体搭載凹部２７の反対面の部分の絶縁
層を、座ぐり加工等を行うことにより除去し金属板を露
出２８させることにより、熱放散効果を更に向上させる
ことが可能である。
【００１３】次に、基板の半導体搭載面の半導体用ボン
ディングパッド２９、及びスルホール２６の露出してい
る導体層、更に半導体搭載用凹部２７及び半導体搭載用
凹部２７の反対面の金属板露出部分２８にニッケル・金
メッキを施すことにより、目的の半導体搭載用基板を得
ることができる。また、半導体搭載用凹部２７及び半導
体搭載用凹部２７の反対面の金属板露出部分２８には、
半田メッキを施しても目的の半導体搭載用基板を得るこ
とができる。
ディングパッド２９、及びスルホール２６の露出してい
る導体層、更に半導体搭載用凹部２７及び半導体搭載用
凹部２７の反対面の金属板露出部分２８にニッケル・金
メッキを施すことにより、目的の半導体搭載用基板を得
ることができる。また、半導体搭載用凹部２７及び半導
体搭載用凹部２７の反対面の金属板露出部分２８には、
半田メッキを施しても目的の半導体搭載用基板を得るこ
とができる。
【００１４】また、半導体搭載用凹部２７の形成は基板
の半導体搭載面の半導体用ボンディングパッド２９及び
スルホール２６の露出している導体層にニッケル・金メ
ッキを施した後に、半導体搭載用凹部２７の形成と半導
体搭載用凹部２７の反対面の金属板の露出２８を行って
もよく、金属板が露出している部分２７，２８には防錆
処理又は半田メッキを施すことによっても目的の半導体
搭載用基板を得ることができる。
の半導体搭載面の半導体用ボンディングパッド２９及び
スルホール２６の露出している導体層にニッケル・金メ
ッキを施した後に、半導体搭載用凹部２７の形成と半導
体搭載用凹部２７の反対面の金属板の露出２８を行って
もよく、金属板が露出している部分２７，２８には防錆
処理又は半田メッキを施すことによっても目的の半導体
搭載用基板を得ることができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明により、従来の回路基板では熱放
散効果が十分得られることができなかった半導体搭載用
基板の製造が可能になり、半導体チップの発生する熱量
の増大に伴う処理速度の低下、接続信頼性の低下等の問
題もなく、高信頼性のある半導体搭載用基板を提供する
ものとして極めて有用である。
散効果が十分得られることができなかった半導体搭載用
基板の製造が可能になり、半導体チップの発生する熱量
の増大に伴う処理速度の低下、接続信頼性の低下等の問
題もなく、高信頼性のある半導体搭載用基板を提供する
ものとして極めて有用である。
【図１】本発明の半導体搭載用基板の一実施例を示す断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の半導体搭載用基板の製造工程の一実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図３】従来の熱放散構造のある半導体搭載用基板の概
念を示す断面図である。
念を示す断面図である。
【図４】従来の熱放散構造のある半導体搭載用基板の概
念を示す断面図である。
念を示す断面図である。
【図５】従来の熱放散構造のある半導体搭載用基板の概
念を示す断面図である。
念を示す断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 7352−4Ｍ 23/14 Ｒ
Claims (4)
- 【請求項１】 金属薄板に貫通穴を設け、穴及び該金属
板の両面に、絶縁性を有するフィラー含有樹脂を充填、
塗布し更に片面もしくは両面にガラスクロス入り絶縁層
を形成し、銅箔を載置して積層一体化した後、前記にて
形成した穴の中心に該穴径より小さなスルホールを形成
し、銅箔に導体回路を形成し、半導体搭載用の凹部並び
に熱放散用に該金属板の露出部を形成することを特徴と
するピン接続型半導体搭載用基板の製造方法。 - 【請求項２】 フィラー含有樹脂が粉体状である請求項
１記載のピン接続型半導体搭載用基板の製造方法。 - 【請求項３】 フィラー含有樹脂が硬化温度１５０℃で
流れ率４０〜９０％で、かつゲル化時間が８０秒以上
で、ガラス転移温度が１２０℃以上である請求項２記載
のピン接続型半導体搭載用基板の製造方法。 - 【請求項４】 フィラー含有樹脂中のフィラーとしてモ
ース硬度が６以下のものを含有し、かつフィラー含有樹
脂の曲げ弾性率が２０００Ｋｇｆ／ｍｍ2以下である請
求項３記載のピン接続型半導体搭載用基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30814191A JPH05144980A (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 半導体搭載用基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30814191A JPH05144980A (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 半導体搭載用基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144980A true JPH05144980A (ja) | 1993-06-11 |
Family
ID=17977387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30814191A Pending JPH05144980A (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 半導体搭載用基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05144980A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07283336A (ja) * | 1994-04-05 | 1995-10-27 | Toppan Printing Co Ltd | チップキャリア |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP30814191A patent/JPH05144980A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07283336A (ja) * | 1994-04-05 | 1995-10-27 | Toppan Printing Co Ltd | チップキャリア |
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