電子部品実装モジュール及びその製造方法
【課題】 高い放熱性を有し、軽量化、薄型化を低コストで実現することができる半導体部品実装モジュール及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 プリント配線板１に形成された複数のスルーホール５に囲まれる範囲内に実装されたＩＣチップ９は、これらスルーホール５を含む範囲に形成された金属薄膜１４により覆われ、その上から熱伝導性樹脂１５により覆われている。プリント配線板１の下面には、放熱板１２が貼着されており、スルーホール５を通じ金属薄膜１４を介して熱導電性樹脂１５と熱的に接続されている。ＩＣチップ９で発生した熱は、熱伝導性樹脂１５と放熱板１２とから放熱されるため、効率の良い放熱をすることができる。
【解決手段】 プリント配線板１に形成された複数のスルーホール５に囲まれる範囲内に実装されたＩＣチップ９は、これらスルーホール５を含む範囲に形成された金属薄膜１４により覆われ、その上から熱伝導性樹脂１５により覆われている。プリント配線板１の下面には、放熱板１２が貼着されており、スルーホール５を通じ金属薄膜１４を介して熱導電性樹脂１５と熱的に接続されている。ＩＣチップ９で発生した熱は、熱伝導性樹脂１５と放熱板１２とから放熱されるため、効率の良い放熱をすることができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、プリント配線板に半導体装置等の電子部品を実装してなる電子部品実装モジュール及びその製造方法に関し、特に放熱性に優れ、軽量化、薄型化を低コストで実現することができる電子部品実装モジュール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体部品をプリント配線板上に実装した半導体部品実装モジュールを放熱する構造として、図６に示すようなヒートシンクを利用した放熱構造、及び図７に示すような窒素ガスを利用した放熱構造が知られている。
【０００３】図６に示すように、ヒートシンクを利用した放熱構造では、まず、プリント配線板１００上に形成された導電ランド１０１に、ボールバンプ１０３を介して半導体部品１０４に形成された導電ランド１０５が接続されるように半導体部品１０４をフェースダウンさせて加圧・加熱し、半導体部品１０４を実装する。そして、ボンディング部を封止樹脂１０２で封止した後、半導体部品１０４の上に熱伝導性接着剤１０６を塗布し、シリコン（Ｓｉ）と熱膨張率がほぼ等しいモリブデン（Ｍｏ）や高熱伝導性のセラミックスなどからなるヒートシンク１０７を取り付ける（ダイボンド）。こうして、半導体部品実装モジュール１１０から発生した熱を、熱伝導性接着剤１０６を介してヒートシンク１０７に伝え放熱するものである。
【０００４】一方、図７に示すように、窒素ガスを利用した放熱構造では、上記と同様プリント配線板１００上に形成された導電ランド１０１に、ボールバンプ１０３を介して半導体部品１０４に形成された導電ランド１０５が接続されるように半導体部品１０４をフェースダウンさせて加圧・加熱し、半導体部品１０４を実装する。そして、ボンディング部を封止樹脂１０２で封止した後、実装した半導体部品１０４の周囲を覆うようにカバーキャップ１０８をプリント配線板１００上に取り付け、カバーキャップ１０８内部に窒素ガス１０９を充填する。こうして、半導体部品実装モジュール１１０から発生した熱を窒素ガス１０９を介して外部に効率良く伝え放熱するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ヒートシンク１０７を利用した場合、例えばヒートシンク１０７自体の重量が半導体部品１０４に加わるため、プリント配線板１００と半導体部品１０４との接合部に機械的（外的）ストレスが加わり接合部破壊を引き起こすおそれがあるという問題がある。また、窒素ガス１０９を用いる方式はコストが高いという問題がある。更に、従来の方式では、ヒートシンク１０７を半導体部品１０４の上に搭載したり、カバーキャップ１０８をプリント配線板１００上に半導体部品１０４を覆うように取り付けたりするため、半導体部品実装モジュール１１０の軽量化、薄型化が困難であるという問題もある。更に、近年の半導体装置の性能向上により単位体積当りの発熱量が増加しており、より一層、モジュールの放熱性能を向上させる必要も生じてきた。
【０００６】この発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、高い放熱性を有し、軽量化及び薄型化を低コストで実現することができる電子部品実装モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る第１の電子部品実装モジュールは、プリント配線板と、このプリント配線板の一方の面側に実装された電子部品と、前記プリント配線板の他方の面側に添設された放熱板と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆うように形成された金属薄膜とを備え、前記プリント配線板にはスルーホールが形成され、前記金属薄膜は、前記プリント配線板のスルーホールを介して前記放熱板と熱的に接続されていることを特徴とする。
【０００８】この発明に係る第２の電子部品実装モジュールは、基板及びこの基板上に形成された導電パターンからなり、前記導電パターンの一部に電子部品の実装部が形成されると共に、前記基板を貫通するスルーホールが形成されたプリント配線板と、このプリント配線板の前記実装部及びスルーホールを除く導電パターンを覆う絶縁膜と、前記プリント配線板の前記実装部に実装された電子部品と、前記プリント配線板の前記電子部品の実装側と反対側に添設された放熱板と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆い、且つ前記プリント配線板のスルーホールを介して前記放熱板と熱的に接続されるように形成された金属薄膜と、この金属薄膜を介して前記電子部品を覆うように形成された熱伝導性樹脂とを備えたことを特徴とする。
【０００９】この発明に係る第１の電子部品実装モジュールの製造方法は、プリント配線板の所定箇所にスルーホールを形成する工程と、前記プリント配線板の一方の面側に放熱板を添設する工程と前記プリント配線板の他方の面側に電子部品を実装する工程と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆うと共に、前記スルーホールを介して前記放熱板と熱的に接触するように金属薄膜を形成する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１０】この発明に係る第２の電子部品実装モジュールの製造方法は、基板及びこの基板上に形成された導電パターンからなり、前記導電パターンの一部に電子部品の実装部が形成されたプリント配線板にスルーホールを形成する工程と、前記プリント配線板の前記実装部及びスルーホールを除く導電パターンを覆う絶縁膜を形成する工程と、前記プリント配線板の前記電子部品の実装部と反対側の面に放熱板を添設する工程と、前記プリント配線板の前記実装部に電子部品を実装する工程と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆い、且つ前記プリント配線板のスルーホールを介して前記放熱板と熱的に接続されるように金属薄膜を形成する工程と、前記金属薄膜を介して前記電子部品を覆うように熱伝導性樹脂を形成する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１１】この発明の第１の電子部品実装モジュール及びその製造方法によれば、電子部品を実装したプリント配線板にスルーホールが形成され、電子部品の実装側と反対側に添設された放熱板と、実装側の電子部品を覆う金属薄膜とがスルーホールを介して熱的に接続されているため、電子部品で発生する熱は、金属薄膜を介して放熱板へ伝達される。このため、高い放熱効果を有する電子部品実装モジュールを製造することができると共に、ヒートシンク等の放熱用部材をプリント配線板上に搭載する必要が無いため、実装モジュールの薄型化、軽量化を実現することができる。
【００１２】また、この発明の第２の電子部品実装モジュール及びその製造方法によれば、プリント配線板に形成された実装部及びスルーホールを除く導電パターンを覆う絶縁膜がプリント配線板に形成されたうえで実装部に電子部品が実装され、実装側と反対側に添設された放熱板と、実装側の電子部品の外側及びこの電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆う金属薄膜とがスルーホールを介して熱的に接続されると共に、この金属薄膜を介して電子部品を覆うように熱伝導性樹脂が形成されているため、電子部品で発生する熱は、金属薄膜を介して放熱板と熱伝導性樹脂とに伝達される。このため、より一層高い放熱効果を有する電子部品実装モジュールを製造することができる。
【００１３】なお、前記放熱板を添設する工程は、前記プリント配線板及び放熱板の少なくとも一方に熱伝導性接着材を塗布して両者を貼着する工程であることが望ましい。
【００１４】また、前記金属薄膜を形成する工程は、メッキ又は物理蒸着法により行われることが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、この発明の好ましい実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る半導体部品実装モジュールの製造工程を示すフローチャート、図２及び図３は、半導体部品実装モジュールの製造工程別の縦断面図である。まず、図２（ａ）に示すように、例えばポリイミド系樹脂やエポキシ樹脂等の絶縁基材からなるプリント配線板１の上に、銅箔２等の導電材をエッチングなどしてパターン形成し、導電パターン３及び導電ランド４を形成する（Ｓ１）。なお、このプリント配線板１は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）や多層プリント基板（ＲＰＣ）等であっても良い。次に、同図（ｂ）に示すように、プリント配線板１の所定箇所にプリント配線板１を垂直方向に貫通するようにスルーホール５を複数形成する（Ｓ２）。これらスルーホール５は、例えば隣接するスルーホール５同士を結んだ範囲内に半導体部品が実装されるように形成される。これらスルーホール５の形成は、例えば穴あけプレス加工やレーザ加工により行うようにしても良い。図４は、図２（ｂ）のＢ矢視図である。このようにして、スルーホール５を複数形成した後、プリント配線板１の上に、例えば感光性フィルムからなる図示しないドライフィルムレジスト（以下、「ＤＦ」と略記。）を積層し、半導体部品を実装する部分（導電ランドを含む部分）やスルーホールを形成する部分以外の部分をマスク（図示せず）でマスキングした後、プリント配線板１を露光してマスクを除去してから現像し、図２（ｃ）に示すように、スルーホール５や半導体部品実装部６のプリント配線板１上のＤＦを除去してそれ以外のプリント配線板１の上にレジスト膜（レジスト層）７を形成する（Ｓ３）。なお、この例では、レジスト膜７を形成するために、感光性のＤＦを使用しているが、同様に感光性のレジストインクを用いてレジスト膜７を形成するようにしても良い。また、例えばプリント配線板１の全面に印刷を行わず、必要な部分だけスクリーン印刷を行うなどして高精度な印刷技術を用い、非感光性のレジストインクを印刷してレジスト膜７を形成するようにしても良い。更に、いわゆる通常の接着材付ポリイミドシート（カバーレイフィルム）に、ドリル等で開口部を設け、プリント配線板１に貼り合わせてレジスト膜７を形成するようにしても良い。
【００１４】レジスト膜７を形成したら、プリント配線板１の半導体部品（ＩＣチップ）の実装側と反対側に、例えばＡｌ、ＳＵＳ、Ｃｕなどの金属材料からなる０．５〜２．０ｍｍ程度の厚さの反りが無く、電熱性が良好な放熱板１２を、例えばシリコーン系、カーボン系、アクリル系、オレフィン系などの金属板を接着する接着力を備え、熱抵抗が小さく、高温（１２５℃）の温度環境下で剥がれて変質が起きない材料からなる熱伝導性接着材１３を介して添設（貼着）する（Ｓ４）。なお、この例では、熱伝導性接着材１３は、プリント配線板１と放熱板１２との貼着面の全面に塗布されているものとする。プリント配線板１に放熱板１２を貼着した後、図３（ａ）に示すように、半導体部品実装部６上に、例えば異方性導電膜（Anisotropic Conductive Film：ＡＣＦ）又は異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste：ＡＣＰ）からなる封止樹脂１１を貼付又は塗布などして、電極部８が実装面側に形成されたＩＣチップ９を半導体部品実装部６上に、電極部８が導電ランド４とボールバンプ１０を介して接続されるように、例えばフリップチップ実装により実装する（Ｓ５）。このようにしてプリント配線板１にＩＣチップ９を実装した後、同図（ｂ）に示すように、ＩＣチップ９とスルーホール５のホール内の露出部分を含む隣接するスルーホール５同士を結んで囲んだ範囲内のプリント配線板１上の全面に、メッキにより金属薄膜１４を形成する（Ｓ６）。この金属薄膜１４は、例えばＣｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕなどの化学的に安定した金属材料からなる。なお、この金属薄膜１４を、物理蒸着法（PhysicalVapor Deposition：ＰＶＤ）により形成するようにしても良い。この場合、ＰＶＤとしては、真空蒸着法やスパッタリング法などが考えられるが、薄い金属層を形成することができる方法であれば、特に制限はないものとする。金属薄膜１４は、スルーホール５内でホールの内壁と放熱板１２の貼着面（熱伝導性接着材１３の露出面）にも形成されている。こうして、金属薄膜１４を形成したら、最後に、少なくとも形成した金属薄膜１４上を覆うように、プリント配線板１の上に、上記熱伝導性接着材１３と同様に、例えばシリコーン系、カーボン系、アクリル系、オレフィン系などの金属板を接着する接着力を備え、熱抵抗が小さく、高温（１２５℃）の温度環境下で剥がれて変質が起きない材料などからなる熱伝導性樹脂１５を塗布して（Ｓ７）、半導体部品実装モジュール２０を製造する。図５は、図３（ｃ）のＣ矢視図である。これにより、プリント配線板１の上面に塗布された熱伝導性樹脂１５と下面に貼着された放熱板１２とが、プリント配線板１に形成されたスルーホール５を通じ、金属薄膜１４を介して熱的に接続される構造となるため、半導体部品実装モジュール２０のＩＣチップ９から発生する熱をいわゆる上下両方向側から放熱することが可能となる。
【００１５】また、このようにして半導体部品実装モジュール２０を製造することにより、プリント配線板１上に実装されたＩＣチップ９からの発生熱を、プリント配線板１の上面に塗布された熱伝導性樹脂１５及びプリント配線板１の下面に貼着された放熱板１２から効率良く外部に放熱することができるため、高い放熱効率を実現することができる。また、ヒートシンク等のある程度の高さのある放熱用部材を半導体部品実装モジュールに取り付ける必要が無いため、半導体部品実装モジュールの薄型化や小型化も実現することができる。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の第１の電子部品実装モジュール及びその製造方法によれば、電子部品を実装したプリント配線板にスルーホールが形成され、電子部品の実装側と反対側に添設された放熱板と、実装側の電子部品を覆う金属薄膜とがスルーホールを介して熱的に接続されているため、電子部品で発生する熱は、金属薄膜を介して放熱板へ伝達される。このため、高い放熱効果を有する電子部品実装モジュールを製造することができると共に、ヒートシンク等の放熱用部材をプリント配線板上に搭載する必要が無いため、実装モジュールの薄型化、軽量化を実現することができるという効果を奏する。
【００１７】また、この発明の第２の電子部品実装モジュール及びその製造方法によれば、プリント配線板に形成された実装部及びスルーホールを除く導電パターンを覆う絶縁膜がプリント配線板に形成されたうえで実装部に電子部品が実装され、実装側と反対側に添設された放熱板と、実装側の電子部品の外側及びこの電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆う金属薄膜とがスルーホールを介して熱的に接続されると共に、この金属薄膜を介して電子部品を覆うように熱伝導性樹脂が形成されているため、電子部品で発生する熱は、金属薄膜を介して放熱板と熱伝導性樹脂とに伝達される。このため、より一層高い放熱効果を有する電子部品実装モジュールを製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態に係る半導体部品実装モジュールの製造工程を示すフローチャートである。
【図２】 半導体部品実装モジュールの製造工程別の縦断面図である。
【図３】 半導体部品実装モジュールの製造工程別の縦断面図である。
【図４】 図２（ｂ）のＢ矢視図である。
【図５】 図３（ｃ）のＣ矢視図である。
【図６】 従来の半導体部品実装モジュールの放熱構造を示す縦断面図である。
【図７】 従来の半導体部品実装モジュールの放熱構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…プリント配線板、２…銅箔、３…導電パターン、４…導電ランド、５…スルーホール、６…半導体部品実装部、７…レジスト膜、８…電極部、９…ＩＣチップ、１０…ボールバンプ、１１…封止樹脂、１２…放熱板、１３…熱伝導性接着材、１４…金属薄膜、１５…熱伝導性樹脂。
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、プリント配線板に半導体装置等の電子部品を実装してなる電子部品実装モジュール及びその製造方法に関し、特に放熱性に優れ、軽量化、薄型化を低コストで実現することができる電子部品実装モジュール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体部品をプリント配線板上に実装した半導体部品実装モジュールを放熱する構造として、図６に示すようなヒートシンクを利用した放熱構造、及び図７に示すような窒素ガスを利用した放熱構造が知られている。
【０００３】図６に示すように、ヒートシンクを利用した放熱構造では、まず、プリント配線板１００上に形成された導電ランド１０１に、ボールバンプ１０３を介して半導体部品１０４に形成された導電ランド１０５が接続されるように半導体部品１０４をフェースダウンさせて加圧・加熱し、半導体部品１０４を実装する。そして、ボンディング部を封止樹脂１０２で封止した後、半導体部品１０４の上に熱伝導性接着剤１０６を塗布し、シリコン（Ｓｉ）と熱膨張率がほぼ等しいモリブデン（Ｍｏ）や高熱伝導性のセラミックスなどからなるヒートシンク１０７を取り付ける（ダイボンド）。こうして、半導体部品実装モジュール１１０から発生した熱を、熱伝導性接着剤１０６を介してヒートシンク１０７に伝え放熱するものである。
【０００４】一方、図７に示すように、窒素ガスを利用した放熱構造では、上記と同様プリント配線板１００上に形成された導電ランド１０１に、ボールバンプ１０３を介して半導体部品１０４に形成された導電ランド１０５が接続されるように半導体部品１０４をフェースダウンさせて加圧・加熱し、半導体部品１０４を実装する。そして、ボンディング部を封止樹脂１０２で封止した後、実装した半導体部品１０４の周囲を覆うようにカバーキャップ１０８をプリント配線板１００上に取り付け、カバーキャップ１０８内部に窒素ガス１０９を充填する。こうして、半導体部品実装モジュール１１０から発生した熱を窒素ガス１０９を介して外部に効率良く伝え放熱するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ヒートシンク１０７を利用した場合、例えばヒートシンク１０７自体の重量が半導体部品１０４に加わるため、プリント配線板１００と半導体部品１０４との接合部に機械的（外的）ストレスが加わり接合部破壊を引き起こすおそれがあるという問題がある。また、窒素ガス１０９を用いる方式はコストが高いという問題がある。更に、従来の方式では、ヒートシンク１０７を半導体部品１０４の上に搭載したり、カバーキャップ１０８をプリント配線板１００上に半導体部品１０４を覆うように取り付けたりするため、半導体部品実装モジュール１１０の軽量化、薄型化が困難であるという問題もある。更に、近年の半導体装置の性能向上により単位体積当りの発熱量が増加しており、より一層、モジュールの放熱性能を向上させる必要も生じてきた。
【０００６】この発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、高い放熱性を有し、軽量化及び薄型化を低コストで実現することができる電子部品実装モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る第１の電子部品実装モジュールは、プリント配線板と、このプリント配線板の一方の面側に実装された電子部品と、前記プリント配線板の他方の面側に添設された放熱板と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆うように形成された金属薄膜とを備え、前記プリント配線板にはスルーホールが形成され、前記金属薄膜は、前記プリント配線板のスルーホールを介して前記放熱板と熱的に接続されていることを特徴とする。
【０００８】この発明に係る第２の電子部品実装モジュールは、基板及びこの基板上に形成された導電パターンからなり、前記導電パターンの一部に電子部品の実装部が形成されると共に、前記基板を貫通するスルーホールが形成されたプリント配線板と、このプリント配線板の前記実装部及びスルーホールを除く導電パターンを覆う絶縁膜と、前記プリント配線板の前記実装部に実装された電子部品と、前記プリント配線板の前記電子部品の実装側と反対側に添設された放熱板と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆い、且つ前記プリント配線板のスルーホールを介して前記放熱板と熱的に接続されるように形成された金属薄膜と、この金属薄膜を介して前記電子部品を覆うように形成された熱伝導性樹脂とを備えたことを特徴とする。
【０００９】この発明に係る第１の電子部品実装モジュールの製造方法は、プリント配線板の所定箇所にスルーホールを形成する工程と、前記プリント配線板の一方の面側に放熱板を添設する工程と前記プリント配線板の他方の面側に電子部品を実装する工程と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆うと共に、前記スルーホールを介して前記放熱板と熱的に接触するように金属薄膜を形成する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１０】この発明に係る第２の電子部品実装モジュールの製造方法は、基板及びこの基板上に形成された導電パターンからなり、前記導電パターンの一部に電子部品の実装部が形成されたプリント配線板にスルーホールを形成する工程と、前記プリント配線板の前記実装部及びスルーホールを除く導電パターンを覆う絶縁膜を形成する工程と、前記プリント配線板の前記電子部品の実装部と反対側の面に放熱板を添設する工程と、前記プリント配線板の前記実装部に電子部品を実装する工程と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆い、且つ前記プリント配線板のスルーホールを介して前記放熱板と熱的に接続されるように金属薄膜を形成する工程と、前記金属薄膜を介して前記電子部品を覆うように熱伝導性樹脂を形成する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１１】この発明の第１の電子部品実装モジュール及びその製造方法によれば、電子部品を実装したプリント配線板にスルーホールが形成され、電子部品の実装側と反対側に添設された放熱板と、実装側の電子部品を覆う金属薄膜とがスルーホールを介して熱的に接続されているため、電子部品で発生する熱は、金属薄膜を介して放熱板へ伝達される。このため、高い放熱効果を有する電子部品実装モジュールを製造することができると共に、ヒートシンク等の放熱用部材をプリント配線板上に搭載する必要が無いため、実装モジュールの薄型化、軽量化を実現することができる。
【００１２】また、この発明の第２の電子部品実装モジュール及びその製造方法によれば、プリント配線板に形成された実装部及びスルーホールを除く導電パターンを覆う絶縁膜がプリント配線板に形成されたうえで実装部に電子部品が実装され、実装側と反対側に添設された放熱板と、実装側の電子部品の外側及びこの電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆う金属薄膜とがスルーホールを介して熱的に接続されると共に、この金属薄膜を介して電子部品を覆うように熱伝導性樹脂が形成されているため、電子部品で発生する熱は、金属薄膜を介して放熱板と熱伝導性樹脂とに伝達される。このため、より一層高い放熱効果を有する電子部品実装モジュールを製造することができる。
【００１３】なお、前記放熱板を添設する工程は、前記プリント配線板及び放熱板の少なくとも一方に熱伝導性接着材を塗布して両者を貼着する工程であることが望ましい。
【００１４】また、前記金属薄膜を形成する工程は、メッキ又は物理蒸着法により行われることが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、この発明の好ましい実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る半導体部品実装モジュールの製造工程を示すフローチャート、図２及び図３は、半導体部品実装モジュールの製造工程別の縦断面図である。まず、図２（ａ）に示すように、例えばポリイミド系樹脂やエポキシ樹脂等の絶縁基材からなるプリント配線板１の上に、銅箔２等の導電材をエッチングなどしてパターン形成し、導電パターン３及び導電ランド４を形成する（Ｓ１）。なお、このプリント配線板１は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）や多層プリント基板（ＲＰＣ）等であっても良い。次に、同図（ｂ）に示すように、プリント配線板１の所定箇所にプリント配線板１を垂直方向に貫通するようにスルーホール５を複数形成する（Ｓ２）。これらスルーホール５は、例えば隣接するスルーホール５同士を結んだ範囲内に半導体部品が実装されるように形成される。これらスルーホール５の形成は、例えば穴あけプレス加工やレーザ加工により行うようにしても良い。図４は、図２（ｂ）のＢ矢視図である。このようにして、スルーホール５を複数形成した後、プリント配線板１の上に、例えば感光性フィルムからなる図示しないドライフィルムレジスト（以下、「ＤＦ」と略記。）を積層し、半導体部品を実装する部分（導電ランドを含む部分）やスルーホールを形成する部分以外の部分をマスク（図示せず）でマスキングした後、プリント配線板１を露光してマスクを除去してから現像し、図２（ｃ）に示すように、スルーホール５や半導体部品実装部６のプリント配線板１上のＤＦを除去してそれ以外のプリント配線板１の上にレジスト膜（レジスト層）７を形成する（Ｓ３）。なお、この例では、レジスト膜７を形成するために、感光性のＤＦを使用しているが、同様に感光性のレジストインクを用いてレジスト膜７を形成するようにしても良い。また、例えばプリント配線板１の全面に印刷を行わず、必要な部分だけスクリーン印刷を行うなどして高精度な印刷技術を用い、非感光性のレジストインクを印刷してレジスト膜７を形成するようにしても良い。更に、いわゆる通常の接着材付ポリイミドシート（カバーレイフィルム）に、ドリル等で開口部を設け、プリント配線板１に貼り合わせてレジスト膜７を形成するようにしても良い。
【００１４】レジスト膜７を形成したら、プリント配線板１の半導体部品（ＩＣチップ）の実装側と反対側に、例えばＡｌ、ＳＵＳ、Ｃｕなどの金属材料からなる０．５〜２．０ｍｍ程度の厚さの反りが無く、電熱性が良好な放熱板１２を、例えばシリコーン系、カーボン系、アクリル系、オレフィン系などの金属板を接着する接着力を備え、熱抵抗が小さく、高温（１２５℃）の温度環境下で剥がれて変質が起きない材料からなる熱伝導性接着材１３を介して添設（貼着）する（Ｓ４）。なお、この例では、熱伝導性接着材１３は、プリント配線板１と放熱板１２との貼着面の全面に塗布されているものとする。プリント配線板１に放熱板１２を貼着した後、図３（ａ）に示すように、半導体部品実装部６上に、例えば異方性導電膜（Anisotropic Conductive Film：ＡＣＦ）又は異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste：ＡＣＰ）からなる封止樹脂１１を貼付又は塗布などして、電極部８が実装面側に形成されたＩＣチップ９を半導体部品実装部６上に、電極部８が導電ランド４とボールバンプ１０を介して接続されるように、例えばフリップチップ実装により実装する（Ｓ５）。このようにしてプリント配線板１にＩＣチップ９を実装した後、同図（ｂ）に示すように、ＩＣチップ９とスルーホール５のホール内の露出部分を含む隣接するスルーホール５同士を結んで囲んだ範囲内のプリント配線板１上の全面に、メッキにより金属薄膜１４を形成する（Ｓ６）。この金属薄膜１４は、例えばＣｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕなどの化学的に安定した金属材料からなる。なお、この金属薄膜１４を、物理蒸着法（PhysicalVapor Deposition：ＰＶＤ）により形成するようにしても良い。この場合、ＰＶＤとしては、真空蒸着法やスパッタリング法などが考えられるが、薄い金属層を形成することができる方法であれば、特に制限はないものとする。金属薄膜１４は、スルーホール５内でホールの内壁と放熱板１２の貼着面（熱伝導性接着材１３の露出面）にも形成されている。こうして、金属薄膜１４を形成したら、最後に、少なくとも形成した金属薄膜１４上を覆うように、プリント配線板１の上に、上記熱伝導性接着材１３と同様に、例えばシリコーン系、カーボン系、アクリル系、オレフィン系などの金属板を接着する接着力を備え、熱抵抗が小さく、高温（１２５℃）の温度環境下で剥がれて変質が起きない材料などからなる熱伝導性樹脂１５を塗布して（Ｓ７）、半導体部品実装モジュール２０を製造する。図５は、図３（ｃ）のＣ矢視図である。これにより、プリント配線板１の上面に塗布された熱伝導性樹脂１５と下面に貼着された放熱板１２とが、プリント配線板１に形成されたスルーホール５を通じ、金属薄膜１４を介して熱的に接続される構造となるため、半導体部品実装モジュール２０のＩＣチップ９から発生する熱をいわゆる上下両方向側から放熱することが可能となる。
【００１５】また、このようにして半導体部品実装モジュール２０を製造することにより、プリント配線板１上に実装されたＩＣチップ９からの発生熱を、プリント配線板１の上面に塗布された熱伝導性樹脂１５及びプリント配線板１の下面に貼着された放熱板１２から効率良く外部に放熱することができるため、高い放熱効率を実現することができる。また、ヒートシンク等のある程度の高さのある放熱用部材を半導体部品実装モジュールに取り付ける必要が無いため、半導体部品実装モジュールの薄型化や小型化も実現することができる。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の第１の電子部品実装モジュール及びその製造方法によれば、電子部品を実装したプリント配線板にスルーホールが形成され、電子部品の実装側と反対側に添設された放熱板と、実装側の電子部品を覆う金属薄膜とがスルーホールを介して熱的に接続されているため、電子部品で発生する熱は、金属薄膜を介して放熱板へ伝達される。このため、高い放熱効果を有する電子部品実装モジュールを製造することができると共に、ヒートシンク等の放熱用部材をプリント配線板上に搭載する必要が無いため、実装モジュールの薄型化、軽量化を実現することができるという効果を奏する。
【００１７】また、この発明の第２の電子部品実装モジュール及びその製造方法によれば、プリント配線板に形成された実装部及びスルーホールを除く導電パターンを覆う絶縁膜がプリント配線板に形成されたうえで実装部に電子部品が実装され、実装側と反対側に添設された放熱板と、実装側の電子部品の外側及びこの電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆う金属薄膜とがスルーホールを介して熱的に接続されると共に、この金属薄膜を介して電子部品を覆うように熱伝導性樹脂が形成されているため、電子部品で発生する熱は、金属薄膜を介して放熱板と熱伝導性樹脂とに伝達される。このため、より一層高い放熱効果を有する電子部品実装モジュールを製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態に係る半導体部品実装モジュールの製造工程を示すフローチャートである。
【図２】 半導体部品実装モジュールの製造工程別の縦断面図である。
【図３】 半導体部品実装モジュールの製造工程別の縦断面図である。
【図４】 図２（ｂ）のＢ矢視図である。
【図５】 図３（ｃ）のＣ矢視図である。
【図６】 従来の半導体部品実装モジュールの放熱構造を示す縦断面図である。
【図７】 従来の半導体部品実装モジュールの放熱構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…プリント配線板、２…銅箔、３…導電パターン、４…導電ランド、５…スルーホール、６…半導体部品実装部、７…レジスト膜、８…電極部、９…ＩＣチップ、１０…ボールバンプ、１１…封止樹脂、１２…放熱板、１３…熱伝導性接着材、１４…金属薄膜、１５…熱伝導性樹脂。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 プリント配線板と、このプリント配線板の一方の面側に実装された電子部品と、前記プリント配線板の他方の面側に添設された放熱板と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆うように形成された金属薄膜とを備え、前記プリント配線板にはスルーホールが形成され、前記金属薄膜は、前記プリント配線板のスルーホールを介して前記放熱板と熱的に接続されていることを特徴とする電子部品実装モジュール。
【請求項２】 基板及びこの基板上に形成された導電パターンからなり、前記導電パターンの一部に電子部品の実装部が形成されると共に、前記基板を貫通するスルーホールが形成されたプリント配線板と、このプリント配線板の前記実装部及びスルーホールを除く導電パターンを覆う絶縁膜と、前記プリント配線板の前記実装部に実装された電子部品と、前記プリント配線板の前記電子部品の実装側と反対側に添設された放熱板と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆い、且つ前記プリント配線板のスルーホールを介して前記放熱板と熱的に接続されるように形成された金属薄膜と、この金属薄膜を介して前記電子部品を覆うように形成された熱伝導性樹脂とを備えたことを特徴とする電子部品実装モジュール。
【請求項３】 プリント配線板の所定箇所にスルーホールを形成する工程と、前記プリント配線板の一方の面側に放熱板を添設する工程と前記プリント配線板の他方の面側に電子部品を実装する工程と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆うと共に、前記スルーホールを介して前記放熱板と熱的に接触するように金属薄膜を形成する工程とを備えたことを特徴とする電子部品実装モジュールの製造方法。
【請求項４】 基板及びこの基板上に形成された導電パターンからなり、前記導電パターンの一部に電子部品の実装部が形成されたプリント配線板にスルーホールを形成する工程と、前記プリント配線板の前記実装部及びスルーホールを除く導電パターンを覆う絶縁膜を形成する工程と、前記プリント配線板の前記電子部品の実装部と反対側の面に放熱板を添設する工程と、前記プリント配線板の前記実装部に電子部品を実装する工程と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆い、且つ前記プリント配線板のスルーホールを介して前記放熱板と熱的に接続されるように金属薄膜を形成する工程と、前記金属薄膜を介して前記電子部品を覆うように熱伝導性樹脂を形成する工程とを備えたことを特徴とする電子部品実装モジュールの製造方法。
【請求項５】 前記放熱板を添設する工程は、前記プリント配線板及び放熱板の少なくとも一方に熱伝導性接着材を塗布して両者を貼着する工程であることを特徴とする請求項３又は４記載の製造方法。
【請求項６】 前記金属薄膜を形成する工程は、メッキ又は物理蒸着法により行われるものであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項記載の製造方法。
【請求項１】 プリント配線板と、このプリント配線板の一方の面側に実装された電子部品と、前記プリント配線板の他方の面側に添設された放熱板と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆うように形成された金属薄膜とを備え、前記プリント配線板にはスルーホールが形成され、前記金属薄膜は、前記プリント配線板のスルーホールを介して前記放熱板と熱的に接続されていることを特徴とする電子部品実装モジュール。
【請求項２】 基板及びこの基板上に形成された導電パターンからなり、前記導電パターンの一部に電子部品の実装部が形成されると共に、前記基板を貫通するスルーホールが形成されたプリント配線板と、このプリント配線板の前記実装部及びスルーホールを除く導電パターンを覆う絶縁膜と、前記プリント配線板の前記実装部に実装された電子部品と、前記プリント配線板の前記電子部品の実装側と反対側に添設された放熱板と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆い、且つ前記プリント配線板のスルーホールを介して前記放熱板と熱的に接続されるように形成された金属薄膜と、この金属薄膜を介して前記電子部品を覆うように形成された熱伝導性樹脂とを備えたことを特徴とする電子部品実装モジュール。
【請求項３】 プリント配線板の所定箇所にスルーホールを形成する工程と、前記プリント配線板の一方の面側に放熱板を添設する工程と前記プリント配線板の他方の面側に電子部品を実装する工程と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆うと共に、前記スルーホールを介して前記放熱板と熱的に接触するように金属薄膜を形成する工程とを備えたことを特徴とする電子部品実装モジュールの製造方法。
【請求項４】 基板及びこの基板上に形成された導電パターンからなり、前記導電パターンの一部に電子部品の実装部が形成されたプリント配線板にスルーホールを形成する工程と、前記プリント配線板の前記実装部及びスルーホールを除く導電パターンを覆う絶縁膜を形成する工程と、前記プリント配線板の前記電子部品の実装部と反対側の面に放熱板を添設する工程と、前記プリント配線板の前記実装部に電子部品を実装する工程と、前記電子部品がプリント配線板に実装された状態で前記電子部品の外側と前記電子部品の周囲のプリント配線板上とを覆い、且つ前記プリント配線板のスルーホールを介して前記放熱板と熱的に接続されるように金属薄膜を形成する工程と、前記金属薄膜を介して前記電子部品を覆うように熱伝導性樹脂を形成する工程とを備えたことを特徴とする電子部品実装モジュールの製造方法。
【請求項５】 前記放熱板を添設する工程は、前記プリント配線板及び放熱板の少なくとも一方に熱伝導性接着材を塗布して両者を貼着する工程であることを特徴とする請求項３又は４記載の製造方法。
【請求項６】 前記金属薄膜を形成する工程は、メッキ又は物理蒸着法により行われるものであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項記載の製造方法。
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【図２】
【図３】
【図７】
【図５】
【図６】
【図１】
【図２】
【図３】
【図７】
【公開番号】特開２００３−７９３７（Ｐ２００３−７９３７Ａ）
【公開日】平成１５年１月１０日（２００３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−１９３１５０（Ｐ２００１−１９３１５０）
【出願日】平成１３年６月２６日（２００１．６．２６）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年１月１０日（２００３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年６月２６日（２００１．６．２６）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]