JPH08186344A - プリント基板およびその製造法ならびに該基板を使用したプリント回路アセンブリ - Google Patents
プリント基板およびその製造法ならびに該基板を使用したプリント回路アセンブリInfo
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- JPH08186344A JPH08186344A JP23888495A JP23888495A JPH08186344A JP H08186344 A JPH08186344 A JP H08186344A JP 23888495 A JP23888495 A JP 23888495A JP 23888495 A JP23888495 A JP 23888495A JP H08186344 A JPH08186344 A JP H08186344A
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体チップ等における回路の高集積化や高
密度実装により発熱量が増大した場合の熱放散性と、搭
載されるパッケージボッディとの熱膨張差により生じる
熱歪みの問題を解決し、信頼性の高い電子機器を得る。 【解決手段】 Fe−Ni系合金とCu系金属が交互に
積層され、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金属
板を基材としたプリント基板。縞状金属板が、縞の方向
を互いに直角にして2枚以上重ねられ接合された複層縞
状金属板であることが好ましい。Fe−Ni系合金およ
びCu系金属のシートを交互に重ね合せ、HIPにより
接合し、圧延し、プレスまたはエッチングして製造す
る。また、上記プリント基板に部品実装され、縞状金属
板の縞の方向が、機器の放熱手段に向けられたプリント
回路アセンブリ。
密度実装により発熱量が増大した場合の熱放散性と、搭
載されるパッケージボッディとの熱膨張差により生じる
熱歪みの問題を解決し、信頼性の高い電子機器を得る。 【解決手段】 Fe−Ni系合金とCu系金属が交互に
積層され、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金属
板を基材としたプリント基板。縞状金属板が、縞の方向
を互いに直角にして2枚以上重ねられ接合された複層縞
状金属板であることが好ましい。Fe−Ni系合金およ
びCu系金属のシートを交互に重ね合せ、HIPにより
接合し、圧延し、プレスまたはエッチングして製造す
る。また、上記プリント基板に部品実装され、縞状金属
板の縞の方向が、機器の放熱手段に向けられたプリント
回路アセンブリ。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱放散性に優れ、
しかも熱膨張率が小さく、高集積化した各種ICパッケ
ージやフリップチップ等の、高密度実装に適したプリン
ト基板、およびその製造法、ならびに該基板を使用した
回路アセンブリに関するものである。
しかも熱膨張率が小さく、高集積化した各種ICパッケ
ージやフリップチップ等の、高密度実装に適したプリン
ト基板、およびその製造法、ならびに該基板を使用した
回路アセンブリに関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体チップ等の各種パッケージやフリ
ップチップ等を搭載するプリント基板には、セラミック
基板、ガラスエポキシ基板、金属基板が従来使用されて
いる。セラミック基板およびガラスエポキシ基板は、そ
れぞれセラミック板、ガラスエポキシ板からなる基材の
上に回路パターンが形成され、金属基板は、金属板から
なる基材の上に絶縁材を介して回路パターンが形成され
たものである。
ップチップ等を搭載するプリント基板には、セラミック
基板、ガラスエポキシ基板、金属基板が従来使用されて
いる。セラミック基板およびガラスエポキシ基板は、そ
れぞれセラミック板、ガラスエポキシ板からなる基材の
上に回路パターンが形成され、金属基板は、金属板から
なる基材の上に絶縁材を介して回路パターンが形成され
たものである。
【0003】近年、半導体チップ等における回路の高集
積化や高密度実装により、発熱量が増大したのに対応し
て、プリント基板の耐熱性向上が図られ、さらに基板の
熱伝導による熱放散性の向上も必要になっている。ま
た、熱履歴に伴って、プリント基板と接合されるパッケ
ージボディ等との熱膨張差により、熱歪みの問題が発生
し、その対策も要望されている。熱歪みの問題として
は、QFP(Quad Flat Package)等を搭載した場合、リ
ード端子との接合部の半田にクラックが発生したり剥が
れたりする問題、フリップチップをボールバンプで接合
した場合等において、Siチップとの熱膨張差によりバ
ンプやチップが損傷する問題等がある。
積化や高密度実装により、発熱量が増大したのに対応し
て、プリント基板の耐熱性向上が図られ、さらに基板の
熱伝導による熱放散性の向上も必要になっている。ま
た、熱履歴に伴って、プリント基板と接合されるパッケ
ージボディ等との熱膨張差により、熱歪みの問題が発生
し、その対策も要望されている。熱歪みの問題として
は、QFP(Quad Flat Package)等を搭載した場合、リ
ード端子との接合部の半田にクラックが発生したり剥が
れたりする問題、フリップチップをボールバンプで接合
した場合等において、Siチップとの熱膨張差によりバ
ンプやチップが損傷する問題等がある。
【0004】プリント基板に対する上記のようなニーズ
に対して、セラミック基板は、耐熱性は優れているが、
熱放散性に難がある。ガラスエポキシ基板は、耐熱性お
よび熱放散性に難があるとともに、パッケージボディと
の熱膨張差により熱歪みが生じ、リフロー時に半田クラ
ックが発生するという問題がある。また、金属基板は耐
熱性は良いが、一般に、熱伝導率が高くて放熱性の良い
Cu等は熱膨張率が高く、接続するリード端子やチップ
との間の熱歪みの問題がある。
に対して、セラミック基板は、耐熱性は優れているが、
熱放散性に難がある。ガラスエポキシ基板は、耐熱性お
よび熱放散性に難があるとともに、パッケージボディと
の熱膨張差により熱歪みが生じ、リフロー時に半田クラ
ックが発生するという問題がある。また、金属基板は耐
熱性は良いが、一般に、熱伝導率が高くて放熱性の良い
Cu等は熱膨張率が高く、接続するリード端子やチップ
との間の熱歪みの問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体チッ
プ等における回路の高集積化や高密度実装により発熱量
が増大した場合の熱放散性が優れ、かつ、搭載されるパ
ッケージボディとの熱膨張差により生じる熱歪みの問題
を解決できる、低熱膨張率のプリント基板、およびその
製造法、ならびに該基板を使用した回路アセンブリを提
供することにより、信頼性の高い電子機器を得ることを
目的とする。
プ等における回路の高集積化や高密度実装により発熱量
が増大した場合の熱放散性が優れ、かつ、搭載されるパ
ッケージボディとの熱膨張差により生じる熱歪みの問題
を解決できる、低熱膨張率のプリント基板、およびその
製造法、ならびに該基板を使用した回路アセンブリを提
供することにより、信頼性の高い電子機器を得ることを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第1発明は、Fe−Ni系合金とCu系金属が交互
に積層され、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金
属板を基材としたプリント基板である。そして、縞状金
属板が、縞の方向を互いに直角にして2枚以上重ねられ
接合された複層縞状金属板であることが好ましい。
明の第1発明は、Fe−Ni系合金とCu系金属が交互
に積層され、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金
属板を基材としたプリント基板である。そして、縞状金
属板が、縞の方向を互いに直角にして2枚以上重ねられ
接合された複層縞状金属板であることが好ましい。
【0007】また、上記目的を達成する本発明の第2発
明は、Fe−Ni系合金のシートおよびCu系金属のシ
ートを交互に重ね合せ、熱間静水圧プレスにより接合し
てスラブとし、該スラブを、前記各シートの面がロール
の軸と直交するようにして圧延を行い縞状金属板とし、
該金属板を基材とすることを特徴とするプリント基板の
製造法である。そして、熱間静水圧プレスにより接合し
たスラブから、各シートの面と直角に切出して縞状金属
材とし、該縞状金属材の縞の方向をたがいに直角にして
2枚以上重ね合せ、再度、熱間静水圧プレスにより接合
して複層スラブとし、該複層スラブを構成するいずれか
の前記縞状金属板の、前記各シートの面がロールの軸と
直交するようにして圧延を行い複層縞状金属板とし、該
金属板を基材とすることが好ましく、また、圧延後の縞
状金属板を、縞の方向を互いに直角にして2枚以上重ね
合せ、ホットプレスにより接合して複層縞状金属板と
し、該金属板を基材とするが好ましい。
明は、Fe−Ni系合金のシートおよびCu系金属のシ
ートを交互に重ね合せ、熱間静水圧プレスにより接合し
てスラブとし、該スラブを、前記各シートの面がロール
の軸と直交するようにして圧延を行い縞状金属板とし、
該金属板を基材とすることを特徴とするプリント基板の
製造法である。そして、熱間静水圧プレスにより接合し
たスラブから、各シートの面と直角に切出して縞状金属
材とし、該縞状金属材の縞の方向をたがいに直角にして
2枚以上重ね合せ、再度、熱間静水圧プレスにより接合
して複層スラブとし、該複層スラブを構成するいずれか
の前記縞状金属板の、前記各シートの面がロールの軸と
直交するようにして圧延を行い複層縞状金属板とし、該
金属板を基材とすることが好ましく、また、圧延後の縞
状金属板を、縞の方向を互いに直角にして2枚以上重ね
合せ、ホットプレスにより接合して複層縞状金属板と
し、該金属板を基材とするが好ましい。
【0008】さらに、上記目的を達成する本発明の第3
発明は、Fe−Ni系合金とCu系金属が交互に積層さ
れ、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金属板を基
材としたプリント基板に、部品実装され、前記縞の方向
が機器の放熱手段に向けられていることを特徴とするプ
リント回路アセンブリである。
発明は、Fe−Ni系合金とCu系金属が交互に積層さ
れ、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金属板を基
材としたプリント基板に、部品実装され、前記縞の方向
が機器の放熱手段に向けられていることを特徴とするプ
リント回路アセンブリである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明プリント基板の例を図1に
示す。プリント基板8は、Fe−Ni系合金2とCu系
金属3が交互に積層され板面内で一方向の縞状に配置さ
れた縞状金属板1を基材5とし、基材5の上に絶縁材6
を介して回路パターン7が形成されている。Fe−Ni
系合金2としては、42%Niあるいはアンバーと呼ば
れる35〜37%Niのような熱膨張率の小さい合金、
Cu系金属3としては、CuあるいはCuの熱伝導率3
93W/mK±10%程度の良好な熱伝導性を有する、
Cu−P合金やCu−Sn合金などのCu合金を採用す
るすることができる。絶縁材6としては樹脂やガラスエ
ポキシ等を採用でき、回路パターン7はCu箔等をエッ
チングして形成することができる。
示す。プリント基板8は、Fe−Ni系合金2とCu系
金属3が交互に積層され板面内で一方向の縞状に配置さ
れた縞状金属板1を基材5とし、基材5の上に絶縁材6
を介して回路パターン7が形成されている。Fe−Ni
系合金2としては、42%Niあるいはアンバーと呼ば
れる35〜37%Niのような熱膨張率の小さい合金、
Cu系金属3としては、CuあるいはCuの熱伝導率3
93W/mK±10%程度の良好な熱伝導性を有する、
Cu−P合金やCu−Sn合金などのCu合金を採用す
るすることができる。絶縁材6としては樹脂やガラスエ
ポキシ等を採用でき、回路パターン7はCu箔等をエッ
チングして形成することができる。
【0010】図2は、本発明プリント基板の好ましい例
を示し、基材5が、縞の方向を互いに直角にして2枚重
ねられ、接合された複層縞状金属板4からなり、基材5
の上には、図1の例と同様、絶縁材6を介して回路パタ
ーン7が形成されている。重ねる枚数は2枚に限らず、
3枚以上とすればより好ましい。
を示し、基材5が、縞の方向を互いに直角にして2枚重
ねられ、接合された複層縞状金属板4からなり、基材5
の上には、図1の例と同様、絶縁材6を介して回路パタ
ーン7が形成されている。重ねる枚数は2枚に限らず、
3枚以上とすればより好ましい。
【0011】また、本発明プリント基板の別の例を図3
および図4の断面図に示す。図3は、基材5の両面に絶
縁材6を接合したプリント基板の回路パターン7に、S
iチップ10を接続した状態を示しており、チップ10
の熱をスルーヒートパイプ25を経て裏面に放出すると
ともに、スルーヒートパイプ25およびブラインドヒー
トパイプ26から基材5を経て横方向に放出できる。図
4は、基材5を多層にし、表裏両面に回路パターン7が
形成されたものを示している。27は内部配線であり、
スルーホール28で接続されている。図3および図4の
例とも、基材5は、上記のような縞状金属板1あるいは
複層縞状金属板4で構成されている。
および図4の断面図に示す。図3は、基材5の両面に絶
縁材6を接合したプリント基板の回路パターン7に、S
iチップ10を接続した状態を示しており、チップ10
の熱をスルーヒートパイプ25を経て裏面に放出すると
ともに、スルーヒートパイプ25およびブラインドヒー
トパイプ26から基材5を経て横方向に放出できる。図
4は、基材5を多層にし、表裏両面に回路パターン7が
形成されたものを示している。27は内部配線であり、
スルーホール28で接続されている。図3および図4の
例とも、基材5は、上記のような縞状金属板1あるいは
複層縞状金属板4で構成されている。
【0012】このような本発明プリント基板8の使用例
を、図5、図6および図7に示す。図5は、QFP等の
パッケージ9を搭載した例であり、パッケージ9のリー
ド端子11が回路パターン7に、半田13で接合されて
いる。図6は、パッケージ9がMCM(Multi Chip Mod
ule)の例であり、同様にリード端子が半田13で接合さ
れている。この例のMCMは、複数のSiチップ10
(図6の断面には2枚見える)が、ボンディングワイヤ
15によりリード端子11およびプリント配線されたF
PCテープ14(Flexible Printed Curcuit) に接続さ
れ、樹脂17に封入されている。チップ10およびリー
ド端子11と接着されたヒートスプレッダー16が樹脂
17から露出している。図7は、フリップチップとして
のSiチップ10がバンプ12で接合されたものであ
る。
を、図5、図6および図7に示す。図5は、QFP等の
パッケージ9を搭載した例であり、パッケージ9のリー
ド端子11が回路パターン7に、半田13で接合されて
いる。図6は、パッケージ9がMCM(Multi Chip Mod
ule)の例であり、同様にリード端子が半田13で接合さ
れている。この例のMCMは、複数のSiチップ10
(図6の断面には2枚見える)が、ボンディングワイヤ
15によりリード端子11およびプリント配線されたF
PCテープ14(Flexible Printed Curcuit) に接続さ
れ、樹脂17に封入されている。チップ10およびリー
ド端子11と接着されたヒートスプレッダー16が樹脂
17から露出している。図7は、フリップチップとして
のSiチップ10がバンプ12で接合されたものであ
る。
【0013】本発明のプリント基板8は、基材5がFe
−Ni系合金2とCu系金属3の複合体からなるので、
両者の割合を調整することにより、熱伝導率を所要の値
以上にするとともに、熱膨張率を低くしてリード端子1
1やSiチップ10の値に近付けることができる。した
がって、ICの高集積化や高密度実装によりチップ10
やパッケージ8の発熱量が増大しても、両金属2および
3の割合を調整し、プリント基板8の基材5を通して所
要の放熱を行うことができる。
−Ni系合金2とCu系金属3の複合体からなるので、
両者の割合を調整することにより、熱伝導率を所要の値
以上にするとともに、熱膨張率を低くしてリード端子1
1やSiチップ10の値に近付けることができる。した
がって、ICの高集積化や高密度実装によりチップ10
やパッケージ8の発熱量が増大しても、両金属2および
3の割合を調整し、プリント基板8の基材5を通して所
要の放熱を行うことができる。
【0014】そして、図5および図6のような、パッケ
ージ9のリード端子11と半田13で接合した場合は、
熱膨張率をリード端子11の材料の値に近付けること
で、半田13の剥がれやクラック発生を防止するととも
に、パッケージ9や回路パターン7に大きな熱歪みが生
じないので、信頼性が高まる。また図7のようなSiチ
ップをバンプで接合した場合は、熱膨張率をSiの値に
近付けることで、バンプ12やチップ10に大きな熱歪
みが生じないので、やはり信頼性が高まる。
ージ9のリード端子11と半田13で接合した場合は、
熱膨張率をリード端子11の材料の値に近付けること
で、半田13の剥がれやクラック発生を防止するととも
に、パッケージ9や回路パターン7に大きな熱歪みが生
じないので、信頼性が高まる。また図7のようなSiチ
ップをバンプで接合した場合は、熱膨張率をSiの値に
近付けることで、バンプ12やチップ10に大きな熱歪
みが生じないので、やはり信頼性が高まる。
【0015】本発明プリント基板8において、搭載する
パッケージ9等の発熱量、基板8との間隔、使用条件等
に応じた、所要の放熱性に基づいて、熱伝導率の下限を
定め、さらに接合するリード端子11等の材質や寸法、
使用環境などを考慮して熱膨張率の上限を定め、両者を
総合して、Fe−Ni系合金2とCu系金属3の割合、
および縞の方向を決めることができる。縞の方向は、搭
載するパッケージ等の方向や接合位置等を考慮して定め
るが、図2のような複層縞状金属板4を基材に採用した
場合は、方向決定の自由度が増す。
パッケージ9等の発熱量、基板8との間隔、使用条件等
に応じた、所要の放熱性に基づいて、熱伝導率の下限を
定め、さらに接合するリード端子11等の材質や寸法、
使用環境などを考慮して熱膨張率の上限を定め、両者を
総合して、Fe−Ni系合金2とCu系金属3の割合、
および縞の方向を決めることができる。縞の方向は、搭
載するパッケージ等の方向や接合位置等を考慮して定め
るが、図2のような複層縞状金属板4を基材に採用した
場合は、方向決定の自由度が増す。
【0016】また、本発明プリント基板において、搭載
するのが、パワーデバイスや各種MCMのように、消費
電力、発熱量が多い場合は、上記のようにして、熱伝導
率および熱膨張率の双方が適正な範囲となるように、F
e−Ni系合金2とCu系金属3の割合を定めるが、フ
リップチップや小型のTSOP(Thin Small OutlinePa
ckage) のように、発熱量が少ない場合は、熱膨張率に
重点を置いて割合を定めることもできる。
するのが、パワーデバイスや各種MCMのように、消費
電力、発熱量が多い場合は、上記のようにして、熱伝導
率および熱膨張率の双方が適正な範囲となるように、F
e−Ni系合金2とCu系金属3の割合を定めるが、フ
リップチップや小型のTSOP(Thin Small OutlinePa
ckage) のように、発熱量が少ない場合は、熱膨張率に
重点を置いて割合を定めることもできる。
【0017】つぎに本発明プリント基板において、基材
の縞の間隔dが0.1mm〜2.0mm、Fe−Ni系合金
2の幅aが0.05mm〜1.0mm、Cu系金属3の幅b
が0.05mm〜1.0mmであるのが好ましい。搭載した
パッケージ9等の熱を一様に伝導するためには、接合部
における接触をできるだけ一様にするのが望ましく、ま
た熱歪みが局所的に大きくならないようにするため、基
板内の熱膨張率をできるだけ一様にするのが望ましい。
そのためには、上記間隔d、幅aおよびbは、ともに狭
い方がよい。しかし、上記下限より狭くするのは、製造
上困難であり、上記下限以上とすれば、実用的に十分な
性能を発揮することができる。また、上記上限を超える
と、回路パターン7の位置取りによって、特性にばらつ
きが生じ、さらに、リフロー処理や使用時の熱履歴にお
いて、Fe−Ni系合金2とCu系金属3の熱膨張差に
より、両者の界面の熱応力が不均一となり、界面破壊の
おそれが生じる等の問題がある。したがって、縞の間隔
d、Fe−Ni系合金2の幅aおよびCu系金属3の幅
bを上記下限以上、上限以下とするのが望ましい。
の縞の間隔dが0.1mm〜2.0mm、Fe−Ni系合金
2の幅aが0.05mm〜1.0mm、Cu系金属3の幅b
が0.05mm〜1.0mmであるのが好ましい。搭載した
パッケージ9等の熱を一様に伝導するためには、接合部
における接触をできるだけ一様にするのが望ましく、ま
た熱歪みが局所的に大きくならないようにするため、基
板内の熱膨張率をできるだけ一様にするのが望ましい。
そのためには、上記間隔d、幅aおよびbは、ともに狭
い方がよい。しかし、上記下限より狭くするのは、製造
上困難であり、上記下限以上とすれば、実用的に十分な
性能を発揮することができる。また、上記上限を超える
と、回路パターン7の位置取りによって、特性にばらつ
きが生じ、さらに、リフロー処理や使用時の熱履歴にお
いて、Fe−Ni系合金2とCu系金属3の熱膨張差に
より、両者の界面の熱応力が不均一となり、界面破壊の
おそれが生じる等の問題がある。したがって、縞の間隔
d、Fe−Ni系合金2の幅aおよびCu系金属3の幅
bを上記下限以上、上限以下とするのが望ましい。
【0018】つぎに、第2発明の製造法について図8の
例により説明する。まず(a)のように、Fe−Ni系
合金2のシートおよびCu系金属3のシートを交互に重
ね合せて缶18に入れ、(b)のように蓋をして真空ポ
ンプ19により缶内を排気し封止する。これを(c)の
ように熱間静水圧プレス(HIP)20により接合して
スラブとする。条件としては、Cu系金属3の溶融点以
下の例えば900℃、1200気圧程度でよい。ついで
(d)のように、得られたスラブ21を、各シートの面
がロールの軸と直交するようにして圧延ロール22に噛
み込ませ、圧延して縞状金属板1とする。このとき、ス
ラブ21を必要に応じて適宜寸法に切出した後圧延する
こともできる。そして、縞状金属板1から(e)のよう
に所定形状に切出して基材5とする。そして、従来行わ
れている金属基板の製造法と同様の方法により絶縁材6
を介して回路パターン7を形成する。たとえば、基材5
とCu箔を樹脂で圧着したのち、Cu箔にパターンを印
刷し、エッチングで不要部を溶解して回路パターン7を
形成することができる。
例により説明する。まず(a)のように、Fe−Ni系
合金2のシートおよびCu系金属3のシートを交互に重
ね合せて缶18に入れ、(b)のように蓋をして真空ポ
ンプ19により缶内を排気し封止する。これを(c)の
ように熱間静水圧プレス(HIP)20により接合して
スラブとする。条件としては、Cu系金属3の溶融点以
下の例えば900℃、1200気圧程度でよい。ついで
(d)のように、得られたスラブ21を、各シートの面
がロールの軸と直交するようにして圧延ロール22に噛
み込ませ、圧延して縞状金属板1とする。このとき、ス
ラブ21を必要に応じて適宜寸法に切出した後圧延する
こともできる。そして、縞状金属板1から(e)のよう
に所定形状に切出して基材5とする。そして、従来行わ
れている金属基板の製造法と同様の方法により絶縁材6
を介して回路パターン7を形成する。たとえば、基材5
とCu箔を樹脂で圧着したのち、Cu箔にパターンを印
刷し、エッチングで不要部を溶解して回路パターン7を
形成することができる。
【0019】第2発明の好ましい方法を図9に示す。
(h)のようなHIPで接合したスラブ21から、各シ
ートの面と直交する面で切出した、(i)のような2枚
の縞状金属材23を、縞の方向をたがいに直角にして重
ね合せ、再度HIPにより接合して複層スラブ24とす
る。HIPの条件は上記と同様900℃、1200気圧
程度でよい。重ね合せる縞状金属材23は2枚に限ら
ず、複数枚とすることができる。そして(j)のように
複層スラブ24を構成するいずれかの縞状金属材23
(図では上側)の、各シートの面がロール22の軸と直
交するようにして圧延を行い複層縞状金属板4とし、所
定形状に切出して基材5とし、以下同様にして回路パタ
ーン7を形成する。
(h)のようなHIPで接合したスラブ21から、各シ
ートの面と直交する面で切出した、(i)のような2枚
の縞状金属材23を、縞の方向をたがいに直角にして重
ね合せ、再度HIPにより接合して複層スラブ24とす
る。HIPの条件は上記と同様900℃、1200気圧
程度でよい。重ね合せる縞状金属材23は2枚に限ら
ず、複数枚とすることができる。そして(j)のように
複層スラブ24を構成するいずれかの縞状金属材23
(図では上側)の、各シートの面がロール22の軸と直
交するようにして圧延を行い複層縞状金属板4とし、所
定形状に切出して基材5とし、以下同様にして回路パタ
ーン7を形成する。
【0020】また、別の好ましい方法は図8(f)のよ
うに、圧延後の縞状金属板1を、縞の方向を互いに直角
にして2枚重ね合せ、ホットプレスにより接合して、
(g)のように複層縞状金属板4とし、該金属板4から
所定形状に切出して基材5とし、以下同様にして回路パ
ターン7を形成する。重ね合せる縞状金属板1は2枚に
限らず、複数枚とすることができる。ホットプレスの条
件としては、2枚以上の縞状金属板1が互いに接合し、
特にCu系金属3同士が確実に接合するような条件、例
えば、温度800〜900℃、圧力20〜50kgf/c
m2 、時間0.1〜1hrとするのがよい。
うに、圧延後の縞状金属板1を、縞の方向を互いに直角
にして2枚重ね合せ、ホットプレスにより接合して、
(g)のように複層縞状金属板4とし、該金属板4から
所定形状に切出して基材5とし、以下同様にして回路パ
ターン7を形成する。重ね合せる縞状金属板1は2枚に
限らず、複数枚とすることができる。ホットプレスの条
件としては、2枚以上の縞状金属板1が互いに接合し、
特にCu系金属3同士が確実に接合するような条件、例
えば、温度800〜900℃、圧力20〜50kgf/c
m2 、時間0.1〜1hrとするのがよい。
【0021】このような第2発明の方法によれば、図8
(a)の工程において、Fe−Ni系合金2のシートお
よびCu系金属3のシートの厚さまたは枚数を適宜選定
することにより、両者の割合、縞の間隔d、Fe−Ni
系合金2の幅aおよびCu系金属3の幅bを所望の値に
調整したプリント基板を製造でき、全工程にわたり、工
業的規模で精度よく安定して製造することができる。枚
数による調整は、たとえば0.15mm厚さのFe−Ni
合金シート1枚と、0.1mm厚さのCuシート2枚とを
交互に重ね合せる等により行うことができる。
(a)の工程において、Fe−Ni系合金2のシートお
よびCu系金属3のシートの厚さまたは枚数を適宜選定
することにより、両者の割合、縞の間隔d、Fe−Ni
系合金2の幅aおよびCu系金属3の幅bを所望の値に
調整したプリント基板を製造でき、全工程にわたり、工
業的規模で精度よく安定して製造することができる。枚
数による調整は、たとえば0.15mm厚さのFe−Ni
合金シート1枚と、0.1mm厚さのCuシート2枚とを
交互に重ね合せる等により行うことができる。
【0022】第3発明のプリント回路アセンブリは、第
1発明のプリント基板に部品実装されたものであり、縞
状金属板の縞の方向が、機器の放熱手段に向けられてい
る。その例を示すと、図10のように、プリント回路ア
センブリ29は、プリント基板8上の回路パターン7
に、IC等種々の部品30が実装されている。そして、
電子機器(図示せず)内に装着され、発生した熱が、フ
ァン31等の放熱手段に向けて矢印のように放出され
る。第3発明のプリント回路アセンブリ29は、図11
の一部切欠き拡大図に示すように、プリント基板の基材
5が、Fe−Ni系合金2とCu系金属3が交互に積層
され、板面内で一方向の縞状に配置されており、該縞の
方向が、矢印で示すように、機器の放熱手段に向けられ
ている。部品30は、この基板5上に絶縁材6を介して
形成された回路パターン7に実装されている。
1発明のプリント基板に部品実装されたものであり、縞
状金属板の縞の方向が、機器の放熱手段に向けられてい
る。その例を示すと、図10のように、プリント回路ア
センブリ29は、プリント基板8上の回路パターン7
に、IC等種々の部品30が実装されている。そして、
電子機器(図示せず)内に装着され、発生した熱が、フ
ァン31等の放熱手段に向けて矢印のように放出され
る。第3発明のプリント回路アセンブリ29は、図11
の一部切欠き拡大図に示すように、プリント基板の基材
5が、Fe−Ni系合金2とCu系金属3が交互に積層
され、板面内で一方向の縞状に配置されており、該縞の
方向が、矢印で示すように、機器の放熱手段に向けられ
ている。部品30は、この基板5上に絶縁材6を介して
形成された回路パターン7に実装されている。
【0023】このような第3発明のプリント回路アセン
ブリは、発生した熱が、基板5の縞の方向に沿って放出
される。したがって、図10に示すように、ファン31
等の放熱手段に向う道筋となるA領域に、パワー回路等
の発熱の多い部品を実装し、その道筋から外れたB領域
およびC領域に、そのドライブ回路等の発熱の少ない部
品、もしくは温度条件の厳しい部品を実装することによ
り、信頼性の高い電子機器を構成することができる。
ブリは、発生した熱が、基板5の縞の方向に沿って放出
される。したがって、図10に示すように、ファン31
等の放熱手段に向う道筋となるA領域に、パワー回路等
の発熱の多い部品を実装し、その道筋から外れたB領域
およびC領域に、そのドライブ回路等の発熱の少ない部
品、もしくは温度条件の厳しい部品を実装することによ
り、信頼性の高い電子機器を構成することができる。
【0024】
【実施例】図8に示す本発明法により、板厚0.15mm
の36%NiからなるFe−Ni系合金2および板厚
0.2mmの純CuからなるCu系金属3のシートを交互
に重ね、缶18に入れて真空排気した後、HIP20に
より900℃1200気圧2時間の処理を行い、切断し
厚さ10mm、幅300mmのスラブ21とし、(d)に示
すように、各シートの面がロールの軸と直交するように
して圧延ロール22に噛み込ませ、圧延して板厚0.1
5〜1.5mmの縞状金属板1とした。縞状金属板1にお
ける、縞の間隔d、36%Ni系合金の幅aおよびCu
の幅bは、圧延前の状態とほぼ等しいものであった。
の36%NiからなるFe−Ni系合金2および板厚
0.2mmの純CuからなるCu系金属3のシートを交互
に重ね、缶18に入れて真空排気した後、HIP20に
より900℃1200気圧2時間の処理を行い、切断し
厚さ10mm、幅300mmのスラブ21とし、(d)に示
すように、各シートの面がロールの軸と直交するように
して圧延ロール22に噛み込ませ、圧延して板厚0.1
5〜1.5mmの縞状金属板1とした。縞状金属板1にお
ける、縞の間隔d、36%Ni系合金の幅aおよびCu
の幅bは、圧延前の状態とほぼ等しいものであった。
【0025】この縞状金属板1からなる基材5に、ガラ
スエポキシからなる絶縁材6とCu箔を重ねて接合し、
Cu箔に写真製版でパターンを印刷し、エッチングで不
要部を溶解して回路パターン7を形成し、プリント基板
8とした。この基板8について、縞と平行方向および直
角方向の、熱膨張率および熱伝導率を測定した。また、
Fe−Ni系合金のNi量、Cu系金属の成分、Cu系
金属の割合、縞の間隔d、Fe−Ni系合金の幅a、C
u系金属の幅bを変化させて、同様の方法で製造したも
のについても、同様に測定を行った。そして、図5のよ
うにQFPパッケージ9のFe−42%Ni合金からな
るリード端子と半田13で接合し、−55℃〜+150
℃のTサイクル熱履歴テストにより半田疲労を評価し、
また、放熱性を評価した。結果を表1に示す。
スエポキシからなる絶縁材6とCu箔を重ねて接合し、
Cu箔に写真製版でパターンを印刷し、エッチングで不
要部を溶解して回路パターン7を形成し、プリント基板
8とした。この基板8について、縞と平行方向および直
角方向の、熱膨張率および熱伝導率を測定した。また、
Fe−Ni系合金のNi量、Cu系金属の成分、Cu系
金属の割合、縞の間隔d、Fe−Ni系合金の幅a、C
u系金属の幅bを変化させて、同様の方法で製造したも
のについても、同様に測定を行った。そして、図5のよ
うにQFPパッケージ9のFe−42%Ni合金からな
るリード端子と半田13で接合し、−55℃〜+150
℃のTサイクル熱履歴テストにより半田疲労を評価し、
また、放熱性を評価した。結果を表1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】本発明例は、いずれも、半田13、回路パ
ターン7およびパッケージ9ともに、破壊や損傷が見ら
れず、接合部の剥がれも認められなかった。なお本発明
例において、dが0.1mm〜2.0mm、aが0.05mm
〜1.0mm、bが0.05mm〜1.0mmの範囲をはずれ
たNo.3は、ピッチdが大きいため、半田疲労、およ
び放熱性にやや問題があったが、適用するパッケージ等
によっては採用可能な程度であった。また複層縞状薄金
属板としたNo.7は、熱伝導率および熱膨張率が、板
面内での方向性がなく、ばらつきが非常に少なく、安定
した結果が得られた。
ターン7およびパッケージ9ともに、破壊や損傷が見ら
れず、接合部の剥がれも認められなかった。なお本発明
例において、dが0.1mm〜2.0mm、aが0.05mm
〜1.0mm、bが0.05mm〜1.0mmの範囲をはずれ
たNo.3は、ピッチdが大きいため、半田疲労、およ
び放熱性にやや問題があったが、適用するパッケージ等
によっては採用可能な程度であった。また複層縞状薄金
属板としたNo.7は、熱伝導率および熱膨張率が、板
面内での方向性がなく、ばらつきが非常に少なく、安定
した結果が得られた。
【0028】なお表1において、半田疲労の欄で、◎は
半田疲労なし、○は半田疲労良好、△はやや剥離あり、
×は全面剥離を示す。放熱性の欄で、◎は非常に良好、
○は良好、△は多少問題あり、×は不良を示す。
半田疲労なし、○は半田疲労良好、△はやや剥離あり、
×は全面剥離を示す。放熱性の欄で、◎は非常に良好、
○は良好、△は多少問題あり、×は不良を示す。
【0029】
【発明の効果】本発明のプリント基板は、42%Niあ
るいは36%Ni等のFe−Ni系合金とCu系金属と
が交互に積層され、板面内で一方向の縞状に配置された
縞状金属板を基材としているので、Cu系金属による放
熱性が優れているとともに、低熱膨張率のFe−Ni系
合金により熱膨張が抑えられ、Siチップやリード端子
との熱膨張差が小さく、半田疲労やリードの変形、回路
パターンの変形等を生じるおそれがない。したがって、
半導体装置における回路の高集積化や高密度実装により
発熱量が増大する場合でも、信頼性の高い電子機器が得
られる。
るいは36%Ni等のFe−Ni系合金とCu系金属と
が交互に積層され、板面内で一方向の縞状に配置された
縞状金属板を基材としているので、Cu系金属による放
熱性が優れているとともに、低熱膨張率のFe−Ni系
合金により熱膨張が抑えられ、Siチップやリード端子
との熱膨張差が小さく、半田疲労やリードの変形、回路
パターンの変形等を生じるおそれがない。したがって、
半導体装置における回路の高集積化や高密度実装により
発熱量が増大する場合でも、信頼性の高い電子機器が得
られる。
【0030】また本発明のプリント基板の製造法は、F
e−Ni系合金のシートおよびCu系金属のシートを交
互に重ね合せ、HIPにより接合したのち圧延し、プレ
スまたはエッチングによって縞状金属板を製造するの
で、両シートの厚さまたは枚数を適宜選定することによ
り、両者の割合、縞の間隔d、Fe−Ni系合金の幅a
およびCu系金属の幅bを所望の値にした基材を、全工
程にわたり、工業的規模で精度よく安定して製造するこ
とができる。
e−Ni系合金のシートおよびCu系金属のシートを交
互に重ね合せ、HIPにより接合したのち圧延し、プレ
スまたはエッチングによって縞状金属板を製造するの
で、両シートの厚さまたは枚数を適宜選定することによ
り、両者の割合、縞の間隔d、Fe−Ni系合金の幅a
およびCu系金属の幅bを所望の値にした基材を、全工
程にわたり、工業的規模で精度よく安定して製造するこ
とができる。
【0031】さらに、本発明のプリント回路アセンブリ
は、発生した熱が、基板の縞の方向に沿って放出される
ので、電子機器の放熱手段に向う道筋となる領域に、発
熱の多い部品を実装し、その道筋から外れた領域に、発
熱が少なく温度上限の厳しい部品を実装することによ
り、信頼性の高い電子機器を構成することができる。
は、発生した熱が、基板の縞の方向に沿って放出される
ので、電子機器の放熱手段に向う道筋となる領域に、発
熱の多い部品を実装し、その道筋から外れた領域に、発
熱が少なく温度上限の厳しい部品を実装することによ
り、信頼性の高い電子機器を構成することができる。
【図1】本発明プリント基板の例を示す一部切り欠き斜
視図である。
視図である。
【図2】本発明プリント基板の別の例を示す一部切り欠
き斜視図である。
き斜視図である。
【図3】本発明プリント基板の別の例を示す断面図であ
る。
る。
【図4】本発明プリント基板の別の例を示す断面図であ
る。
る。
【図5】本発明プリント基板にパッケージを搭載した例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図6】本発明プリント基板にMCMパッケージを搭載
した例を示す断面図である。
した例を示す断面図である。
【図7】本発明プリント基板にフリップチップを搭載し
た例を示す断面図である。
た例を示す断面図である。
【図8】本発明のリードフレーム製造法の例を示す説明
図である。
図である。
【図9】本発明のリードフレーム製造法の別の例を示す
説明図である。
説明図である。
【図10】本発明プリント回路アセンブリの例を示す平
面図である。
面図である。
【図11】本発明プリント回路アセンブリの例を示す部
分拡大切欠き斜視図である。
分拡大切欠き斜視図である。
1…縞状金属板 2…Fe−Ni系合金 3…Cu系金属 4…複層縞状金属板 5…基材 6…絶縁材 7…回路パターン 8…プリント基板 9…パッケージ 10…Siチップ 11…リード端子 12…バンプ 13…半田 14…FPC 15…ボンディングワイヤ 16…ヒートスプレッダー 17…樹脂 18…缶 19…真空ポンプ 20…熱間静水圧プレス(HIP) 21…スラブ 22…圧延ロール 23…縞状金属材 24…複層スラブ 25…スルーヒートパイプ 26…ブラインドヒートパイプ 27…内部配線 28…スルーホール 29…プリント回路アセンブリ 30…部品 31…ファン
Claims (6)
- 【請求項1】 Fe−Ni系合金とCu系金属が交互に
積層され、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金属
板を基材としたプリント基板。 - 【請求項2】 縞状金属板が、縞の方向を互いに直角に
して2枚以上重ねられ接合された複層縞状金属板である
ことを特徴とする請求項1記載のプリント基板。 - 【請求項3】 Fe−Ni系合金のシートおよびCu系
金属のシートを交互に重ね合せ、熱間静水圧プレスによ
り接合してスラブとし、該スラブを、前記各シートの面
がロールの軸と直交するようにして圧延を行い縞状金属
板とし、該金属板を基材とすることを特徴とするプリン
ト基板の製造法。 - 【請求項4】 熱間静水圧プレスにより接合したスラブ
から、各シートの面と直角に切出して縞状金属材とし、
該縞状金属材の縞の方向をたがいに直角にして2枚以上
重ね合せ、再度、熱間静水圧プレスにより接合して複層
スラブとし、該複層スラブを構成するいずれかの前記縞
状金属板の、前記各シートの面がロールの軸と直交する
ようにして圧延を行い複層縞状金属板とし、該金属板を
基材とすることを特徴とする請求項3記載のプリント基
板の製造法。 - 【請求項5】 圧延後の縞状金属板を、縞の方向を互い
に直角にして2枚以上重ね合せ、ホットプレスにより接
合して複層縞状金属板とし、該金属板を基材とすること
を特徴とする請求項3記載のプリント基板の製造法。 - 【請求項6】 Fe−Ni系合金とCu系金属が交互に
積層され、板面内で一方向の縞状に配置された縞状金属
板を基材としたプリント基板に、部品実装され、前記縞
の方向が機器の放熱手段に向けられていることを特徴と
するプリント回路アセンブリ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23888495A JPH08186344A (ja) | 1994-11-02 | 1995-09-18 | プリント基板およびその製造法ならびに該基板を使用したプリント回路アセンブリ |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27002594 | 1994-11-02 | ||
JP6-270025 | 1994-11-02 | ||
JP23888495A JPH08186344A (ja) | 1994-11-02 | 1995-09-18 | プリント基板およびその製造法ならびに該基板を使用したプリント回路アセンブリ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08186344A true JPH08186344A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=26533965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23888495A Pending JPH08186344A (ja) | 1994-11-02 | 1995-09-18 | プリント基板およびその製造法ならびに該基板を使用したプリント回路アセンブリ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08186344A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000505246A (ja) * | 1996-11-08 | 2000-04-25 | ダブリュ.エル.ゴア アンド アソシエイツ,インコーポレイティド | 平面の熱膨張率の勾配を設計することによりパッケージの信頼性を高める方法 |
JP2003008160A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 金属ベース回路基板 |
JP2003531744A (ja) * | 2000-03-06 | 2003-10-28 | シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド | モジュール式印刷ヘッド組立体のための熱膨張補償 |
-
1995
- 1995-09-18 JP JP23888495A patent/JPH08186344A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000505246A (ja) * | 1996-11-08 | 2000-04-25 | ダブリュ.エル.ゴア アンド アソシエイツ,インコーポレイティド | 平面の熱膨張率の勾配を設計することによりパッケージの信頼性を高める方法 |
JP2003531744A (ja) * | 2000-03-06 | 2003-10-28 | シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド | モジュール式印刷ヘッド組立体のための熱膨張補償 |
JP2003008160A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 金属ベース回路基板 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050413 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050506 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050927 |