電子部品搭載用基板及びその製造方法

【目的】電源及びＧＮＤラインのインダクタンスを低下させるとともに、設計の自由度を高めることができ、更には、プレス工程をなくして低コスト化を図る。
【構成】電源層３と電源用リード７及びＧＮＤ層４とＧＮＤ用リード８とをプリント配線板Ｐの周縁部に形成されたリード用接続部３ａ及びリード用接続パッド４ｂを介して電気的に接続した。従って、インダクタンスの大きな電源用及び接地用リード７，８の割合が少なくなり、電源及びＧＮＤラインのインダクタンスが低減される。又、電源層３及びＧＮＤ層４がプリント配線板Ｐに形成されているため、電源層３及び接地層４を形成する際の設計の自由度を高めることができる。多数個取りでプリント配線板Ｐを製造して電源層３及びＧＮＤ層４を形成しているためプレス工程が不要となり低コスト化を図ることができる。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品搭載用基板及びその製造方法に係り、詳しくは、リードフレームの電源用及びＧＮＤ用リードを絶縁基板に形成された電源層、ＧＮＤ層に接続するようにした電子部品搭載用基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化、高性能化に伴い半導体チップ（ＩＣチップ）等の電子部品を搭載する電子部品搭載装置（所謂半導体パッケージ）も多ピン化、小型化、表面実装化が進んでいる。表面実装用の電子部品搭載装置として一般にＱＦＰ（クアッド・フラット・パッケージ）、ＰＬＣＣ（プラスチック・リーデッド・チップ・キャリア）等、所謂リードフレームを使用して製造されるものがある。この電子部品搭載装置においてはリードのピン数の増加にともない、パッケージサイズが大型化してリード長が増加したり、リードが狭ピッチ化されてリード断面積が減少したりする傾向にある。そして、そのリード長の増加、リード断面積の減少はリードのインダクタンスを増加させる。特にＧＮＤ（接地）ラインの一部となるＧＮＤ用リード、電源ラインの一部となる電源用リードのインダクタンスが大きいと、半導体素子の入出力段回路が一度に動作した際に、半導体素子の回路で使用する電源に揺れを生じ、電源ノイズが発生する。このため、半導体素子に誤動作が多発して電子部品搭載装置の電気的信頼性が低下するという問題点があった。そこで、従来よりＧＮＤ及び電源ラインのインダクタンスを低下させる種々の装置が提案されている。
【０００３】例えば、特開昭６３−２４６８５１号公報には図１１に示すように、平らな金属板からなる電源ブレーン３０とＧＮＤ（接地）ブレーン３１とを備えた電子部品搭載装置（プラスチックパッケージ）が開示されている。電源ブレーン３０はベースとして機能し、ＧＮＤブレーン３１は電源ブレーン３０の上方に配置される。ＧＮＤブレーン３１の中央部には開口部３１ａが形成されている。又、電源ブレーン３０とＧＮＤブレーン３１との間には絶縁性を有するポリイミド製接着剤からなる絶縁テープ３２が介在されており、両ブレーン３０，３１が接合されている。さらに、ＧＮＤブレーン３１上には同じポリイミド製接着剤からなる第二の絶縁テープ３３が貼着されており、その第二の絶縁テープ３３にはリードフレーム３４のリードが貼着されている。そして、電源ブレーン３０と電源用リードとが電源ブレーン３０に設けられたタブ（図示しない）を介して接続され、ＧＮＤブレーン３１とＧＮＤ用リード３６とがＧＮＤブレーン３１に設けられたタブ３５を介して接続されている。又、ＧＮＤブレーン３１の開口部３１ａ内の電源ブレーン３０上にはＩＣチップ３７が載置され、そのＩＣチップ３７の電源用端子と電源ブレーン３０及びＧＮＤ端子とＧＮＤブレーン３１とがボンディングワイヤ３８で電気的に接続されている。
【０００４】上記した構成では、電源ブレーン３０とＧＮＤブレーン３１とを用いたことにより、ＩＣチップ３７の電源用端子とＧＮＤ端子の近傍まで電源用リード及びＧＮＤ用リード３６を延設する必要が無くなり、各端子は各ブレーン３０，３１を介して電源用リード及びＧＮＤ用リード３６に電気的に接続される。従って、ＧＮＤ用リード３６及び電源用リードのインダクタンスすなわちＧＮＤ及び電源ラインのインダクタンスを低減させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した電子部品搭載装置においては、電源ブレーン３０及びＧＮＤブレーン３１はそれぞれ別の金属板からなるため、両者を接合して多層化する工程（プレス工程）が必要となり、低コスト化の障害となるという問題がある。又、設計の自由度が小さいという問題がある。
【０００６】例えば、電子部品搭載装置においては複数の電源電圧を必要とする場合があり、電源ブレーン３０を異なる電圧に対応させるためには、電源ブレーン３０を複数に分割する必要がある。しかし、一層の電源ブレーン３０を複数に分割しただけでは各電源ブレーン３０の面積が小さくなる。従って、電源ラインのインダクタンスを低減させるためには電源ブレーン３０を複数層に形成する必要が生じる。そして、各層毎に電源ブレーン３０を分割して複数層に亘って同電圧の電源ブレーン３０を配設した場合は、それらを電気的に接続する作業が面倒となる。このため、複数の電圧に対応させるのが難しい。
【０００７】又、ＧＮＤブレーン３１と電源ブレーン３０とが積層された状態となっているため、各ブレーンに設けられたタブをリードに当接させる場合、別々の形状に折り曲げ形成する必要があり、面倒であった。
【０００８】本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は電源及びＧＮＤラインのインダクタンスを低下させるとともに、設計の自由度を高めることができ、更には、プレス工程をなくして低コスト化を図ることができる電子部品搭載用基板及び製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために請求項１の発明では、絶縁基板に電子部品搭載用の開口部を設け、該絶縁基板の表面に電源層及び接地層の少なくとも一方を設け、表面及び裏面に形成された層により電源層及び接地層の両者が存在するように裏面に電源層及び接地層の少なくとも一方を設け、絶縁基板の表面に電源層と電源用リード及び接地層と接地用リードとを電気的に接続するためのリード用接続部を設けるとともに、裏面に形成された電源層あるいは接地層と、該層と対応して表面に形成された電源層，接地層あるいはリード用接続部とを絶縁基板の側面に形成された導体層を介して接続し、絶縁基板の表面側においてリードフレームの電源用及び接地用リードをそれぞれ前記リード用接続部に電気的に接続し、かつ信号用リードを電源層あるいは接地層に対して絶縁層を介して固着し、絶縁基板の裏面側開口部を覆うように放熱板を固着した。
【００１０】又、請求項２の製造方法では、多数個取りを行うため連結部を残して隣接するプリント配線板となるべき領域との境界に沿って延びる透孔を形成するとともに、各領域に電子部品搭載部となる貫通孔を形成した後、前記各領域に電源層及び接地層が存在するように基板の表面及び裏面に電源層及び接地層の少なくともいずれか一方を形成するとともに、表面に電源層と電源用リード及び接地層と接地用リードをそれぞれ電気的に接続するためのリード用接続部を設け、表面に形成された電源層、接地層あるいはリード用接続部と対応する裏面の電源層あるいは接地層とを接続する層を基板の側面に形成し、その後、連結部を切断して個々に分割した各プリント配線板の裏面に前記貫通孔を覆うように放熱板を固着し、表面のリード用接続部にリードフレームの電源用リード及び接地用リードを電気的に接続するとともに、信号用リードを絶縁層を介してプリント配線板表面に固着するようにした。
【００１１】
【作用】請求項１の発明では、電源層と電源用リード及び接地層と接地用リードとがプリント配線板の周縁部に形成されたリード用接続部を介して電気的に接続されている。従って、インダクタンスの大きな電源用及び接地用リードの割合が少なくなり、インダクタンスの小さな電源層及び接地層の割合が多くなる。この結果、電源及び接地ラインのインダクタンスが低減される。
【００１２】又、電源層及び接地層がプリント配線板に形成されているため、電源層及び接地層を形成する際の設計の自由度を高めることができる。請求項２の製造方法では、電源層及び接地層等を備えたプリント配線板が多数個取りで形成される。そのプリント配線板の表面のリード用接続部にリードフレームの電源用リード及び接地用リードが電気的に接続される。又、リードフレームの信号用リードが絶縁層を介してプリント配線板表面に固着される。このため、プレス工程をなくして電源層及び接地層を簡単に形成することができ、低コスト化を図ることができる。
【００１３】
【実施例】〔実施例１〕以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図４に従って説明する。
【００１４】図１に示すように、電子部品搭載用基板は絶縁基板１の中央には電子部品搭載用の開口部２が透設され、表面には銅めっきにより電源層３が形成されている。又、絶縁基板１の表面の一部及び裏面には同じく銅めっきによりＧＮＤ層４がそれぞれ形成されている。従って、本実施例では電源層３及びＧＮＤ層４によりプリント配線板Ｐが構成されている。なお、前記絶縁基板１の材料にはポリイミド／ガラス布からなる耐熱性、絶縁性を有する樹脂基材が使用される。
【００１５】図１、図２に示すように、前記ＧＮＤ層４は前記絶縁基板１の表面の外縁部及び、開口部２の周縁部に沿ってそれぞれ形成されるとともに、絶縁基板１の裏面全体に形成されている。又、絶縁基板１の外周側面及び、開口部２の内周面には導体層４ａが前記両ＧＮＤ層４に連続するように形成されている。従って、その導体層４ａを介して絶縁基板１の表面に形成されたＧＮＤ層４と裏面に形成されたＧＮＤ層４とが電気的に接続されている。
【００１６】絶縁基板１の表面周縁部にはＧＮＤ用リードを接続するリード用接続部としてのリード用接続パッド４ｂがＧＮＤ層４に連続して形成されている。又、開口部２の周縁部にはＩＣチップのＧＮＤ用端子を接続する端子用接続パッド４ｃがＧＮＤ層４に連続して形成されている。このリード用及び端子用接続パッド４ｂ，４ｃの表面にはワイヤボンディング用のＮｉ−Ａｕめっきが施されている。
【００１７】前記電源層３は絶縁基板１の残りの表面にＧＮＤ層４、リード用及び端子用接続パッド４ｂ，４ｃと一定間隔離間して形成されている。この電源層３の表面外縁部には電源用リードを接続するリード用接続部３ａがＮｉ−Ａｕめっきにより形成されている。又、電源層３の表面内縁部にはＩＣチップの電源用端子と接続する端子用接続部３ｂがＮｉ−Ａｕめっきにより形成されている。
【００１８】図１に示すように、前記両接続部３ａ，３ｂを除く電源層３の表面及び、ＧＮＤ層４の表面には絶縁性を有する接着層５ａ，５ｂがそれぞれ形成されている。接着層５ａにはリードフレームの信号用リード（二点鎖線にて図示）６の一部と、電源用リード７及びＧＮＤ用リード８の先端部が接合されている。接着層５ｂには絶縁基板１の外形とほぼ同一形状の放熱板９が固着されている。
【００１９】上記のように構成された電子部品搭載用基板においては、電源用リード７はプリント配線板Ｐの周縁部に設けられたリード用接続部３ａを介して電源層３に電気的に接続され、ＧＮＤ用リード８はプリント配線板Ｐの周縁部に設けられたリード用接続パッド４ｂを介してＧＮＤ層４に電気的に接続されている。このため、電源ライン及び接地ラインのうちインダクタンスの大きな電源用及び接地用リード７，８の割合が少なくなり、インダクタンスの小さな電源層３及びＧＮＤ層４の割合が多くなる。この結果、電源及び接地ラインのインダクタンスが低減される。
【００２０】又、電源層３及びＧＮＤ層４がプリント配線板Ｐの導体パターンで構成されているため、めっきのパターンを変えるだけで電源層３及びＧＮＤ層４の形状を自由に変更でき、電源層３及びＧＮＤ層４を形成する際の設計の自由度を高めることができる。
【００２１】電子部品搭載用基板は開口部２内の放熱板９上にＩＣチップ１０が搭載されて、ＩＣチップ１０の電源用端子及びＧＮＤ用端子と、端子用接続部３ｂ及び端子用接続パッド４ｃとがボンディングワイヤ１１にてそれぞれ接続される。又、ＩＣチップ１０の信号用端子と信号用リード６とがボンディングワイヤ１２にて接続される。さらに、電源用リード７とリード用接続部３ａ、ＧＮＤ用リード８とリード接続用パッド４ｂとがボンディングワイヤ１３にてそれぞれ接続される。そして、トランスファモールド等により電子部品搭載用基板の略全体が樹脂封止され、各リード６〜８がリードフレームから分離、折曲げ加工されて電子部品搭載装置が製造される。
【００２２】次に、上記のように構成された電子部品搭載用基板の製造方法について説明する。まず、プリント配線板Ｐの製造方法について説明する。プリント配線板Ｐは大きなワークシートから多数個取り（多面取り）で同時に多数形成される。
【００２３】絶縁基板１の材質をポリイミド／ガラス布を用いた両面銅張積層板とし、その積層板に打抜き加工、あるいはルーター加工等を行って電子部品搭載用基板となる複数の基板領域を形成する。このとき、積層板には基板領域の外形線に沿って延びる透孔１ｄを形成する。又、隣接するプリント配線板Ｐとなるべき基板領域同士を接続しておくために、各基板領域の角部四隅に連結部としての吊り部１ａを形成する。又、各絶縁基板１の略中心部に貫通孔としての開口部２を形成する（図３）。
【００２４】次に、化学銅めっきあるいは、化学銅めっきと電気銅めっき処理により絶縁基板１の全面に銅めっきを施す。続いて、テンティング法により絶縁基板１の表面に電源層３及びＧＮＤ層４を形成し、側面に導体層４ａ、裏面にＧＮＤ層４を形成する。又、絶縁基板１の表面にＧＮＤ層４と連続するリード用接続パッド４ｂ、ＧＮＤ用接続パッド４ｃを同時に形成する。リード用接続パッド４ｂ、端子用接続パッド４ｃの表面にワイヤボンディングのためのＮｉ−Ａｕめっきを施すとともに、電源層３に同じくＮｉ−Ａｕめっきを施してリード用接続部３ａ、ＧＮＤ用接続部３ｂを形成する（図２）。次に、吊り部１ａを打抜き等により切断して外形加工を行ってプリント配線板Ｐを得る（図４）。
【００２５】プリント配線板Ｐを製造した後、その裏面に絶縁性の接着剤を塗布して放熱板９を固着する。又、プリント配線板Ｐの表面側のＧＮＤ層４及び電源層３の表面に同じく絶縁性の接着剤を塗布してリードフレームの信号用リード６、電源用リード７及びＧＮＤ用リード８を接合して電子部品搭載用基板を得る（図１）。
【００２６】上記のように製造された電子部品搭載用基板においては、多数個取りでプリント配線板Ｐを製造する際、個々のプリント配線板Ｐの周縁部に吊り部１ａを残して透孔１ｄが形成され、めっき工程で電源層３及びＧＮＤ層４が形成される。このときプリント配線板Ｐの側面に導体層４ａが同時にしかも簡単に形成される。従って、プレス工程が不要となり低コスト化を図ることができる。
【００２７】〔実施例２〕次に、実施例２について説明する。この実施例では電源層３とＧＮＤ層４とが絶縁基板１の両面に形成されるとともに左右に分割されている点が前記実施例１と異なる。
【００２８】図５、図６に示すように、絶縁基板１の表裏両面に電源層３とＧＮＤ層４が形成されており、その両電源層３は絶縁基板１の側面に形成された導体層３ｃを介して電気的に接続され、両ＧＮＤ層４は同じく導体層４ａを介して電気的に接続されている。又、プリント配線板Ｐの中央部全面には絶縁帯１５が開口部２を横切るように形成されており、電源層３とＧＮＤ層４を左右に分割している。電源層３及びＧＮＤ層４の外縁部にはリード用接続部３ａ，４ｄがＮｉ−Ａｕめっきによりそれぞれ形成され、開口部２近傍の各表面には端子用接続部３ｂ，４ｅがＮｉ−Ａｕめっきにより形成されている。
【００２９】次に、上記のように構成された電子部品搭載用基板の製造方法について説明する。まず、プリント配線板Ｐの製造方法について説明する。両面銅張積層板に打抜き加工、あるいはルーター加工等を行って電子部品搭載用基板となる複数の基板領域を形成する。このとき、積層板には基板領域の外形線に沿って延びる透孔１ｄを形成するとともに、隣接するプリント配線板Ｐとなるべき基板領域同士を接続しておくために、各基板領域の中央部の側面及び角部に吊り部１ｂ，１ｃを形成する。次に、各基板領域の開口部２となる略中心部に打抜き加工を行って貫通孔１ｅを形成し、吊り部１ｂとほぼ同じ幅の連結部１７を形成する（図７）。
【００３０】次に、絶縁基板１の全面に銅めっきを施した後、各基板領域の中央部分を除いた電源層３及びＧＮＤ層４を形成する部分に透孔１ｄ及び貫通孔１ｅを覆うようにめっきレジストを形成する。そして、エッチング処理を施して絶縁帯１５を形成する（図８）。このとき、吊り部１ｂの表裏面の一部にも絶縁帯１５が形成されている。次に、各層３，４のリード用接続部３ａ，４ｄ及び端子用接続部３ｂ，４ｅとなる部分にワイヤボンディングのためのＮｉ−Ａｕめっきを施す。続いて、吊り部１ｂ，１ｃを打抜き等により切断して電源層３とＧＮＤ層４とが左右に分割されたプリント配線板Ｐを得る。
【００３１】プリント配線板Ｐを製造した後、プリント配線板Ｐの裏面に絶縁性の接着剤を塗布して放熱板９を固着する。又、プリント配線板Ｐの表面には前記実施例１と同様にリード用接続部３ａ，４ｄ及び端子用接続部３ｂ，４ｅを除いて絶縁性の接着剤を塗布してリードフレームの信号用リード６、電源用リード７及びＧＮＤ用リード８を接合して電子部品搭載用基板を得る（図５）。
【００３２】上記のように製造された電子部品搭載用基板においては、銅めっき層を左右二つに分割して電源層３、ＧＮＤ層４を別々に形成することができるため、設計の自由度が増加する。
【００３３】なお、本発明は上記各実施例のみに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で以下のようにしてもよい。
（１）絶縁基板１の表面の大部分を電源Ｖcc１用の電源層３とし、裏面の大部分をＧＮＤ層４とし、残りの表裏両面の一部を側面に形成された導電層で接続された電源Ｖcc２用の電源層としてもよい。
（２）上記実施例２では、電源層３とＧＮＤ層４とを絶縁基板１の両面に形成するとともに左右に分割して形成したが、同様な製造方法で電源層３とＧＮＤ層４とを複数領域に分割して形成してもよい。
（３）上記実施例１及び実施例２では、電源用リード７及びＧＮＤ用リード８とリード用接続パッド３ａ，４ｂとをそれぞれボンディングワイヤ１３を介して電気的に接続したが、代わりに、図９に示すように、導電ペースト１６を介して接続したり、図１０に示すように、例えば、ＧＮＤ用リード８の先端を折曲げ形成してリード用接続パッド４ｂにＡｕ／Ｓｎ、Ａｕ／Ａｕ等の金属間熱圧着あるいは高融点半田等を用いて電気的に接続するようにしてもよい。
（４）プリント配線板Ｐの製造方法としてアディティブ法を採用して各層３，４や接続パッドを形成してもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、基板の周縁部に形成されたリード用接続部を介して電源層及び接地層と電源用及び接地用リードとを接続したことにより、電源及びＧＮＤラインのインダクタンスを低下させることができる。又、電源層及び接地層がプリント配線板に導体パターンとして形成されているため、電源層又は接地層形状や配置の自由度が大きくなるとともに、それらの層を複数に分割して形成することも容易となる。さらに、電子部品搭載用基板を製造する際にプレス工程が不要となり低コスト化を図ることができる。又、請求項２の製造方法では多数個取りでプリント配線板を簡単に製造でき、低コスト化を図ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の電子部品搭載用基板を示す模式断面図である。
【図２】同じく、プリント配線板の部分概略斜視図である。
【図３】同じく、多数個取りのワークシートを示す部分平面図である。
【図４】同じく、プリント配線板の模式断面図である。
【図５】実施例２の電子部品搭載用基板を示す模式断面図である。
【図６】同じく、プリント配線板の部分斜視図である。
【図７】同じく、多数個取りのワークシートを示す部分平面図である。
【図８】同じく、プリント配線板の部分斜視図である。
【図９】他の実施例の電子部品搭載用基板を示す模式部分断面図である。
【図１０】別の他の実施例の電子部品搭載用基板を示す模式部分断面図である。
【図１１】従来例の電子部品搭載装置を示す模式部分断面図である。
【符号の説明】
１…絶縁基板、２…貫通孔としての開口部、３…電源層、３ａ…リード用接続部、４…ＧＮＤ層、４ａ…導体層、４ｂ…リード用接続部としてのリード用接続パッド、６…信号用リード、７…電源用リード、８…ＧＮＤ用リード、９…放熱板、Ｐ…プリント配線板。

【特許請求の範囲】
【請求項１】絶縁基板に電子部品搭載用の開口部を設け、該絶縁基板の表面に電源層及び接地層の少なくとも一方を設け、表面及び裏面に形成された層により電源層及び接地層の両者が存在するように裏面に電源層及び接地層の少なくとも一方を設け、絶縁基板の表面に電源層と電源用リード及び接地層と接地用リードとを電気的に接続するためのリード用接続部を設けるとともに、裏面に形成された電源層あるいは接地層と、該層と対応して表面に形成された電源層，接地層あるいはリード用接続部とを絶縁基板の側面に形成された導体層を介して接続し、絶縁基板の表面側においてリードフレームの電源用及び接地用リードをそれぞれ前記リード用接続部に電気的に接続し、かつ信号用リードを電源層あるいは接地層に対して絶縁層を介して固着し、絶縁基板の裏面側開口部を覆うように放熱板を固着したことを特徴とする電子部品搭載用基板。
【請求項２】多数個取りを行うため連結部を残して隣接するプリント配線板となるべき領域との境界に沿って延びる透孔を形成するとともに、各領域に電子部品搭載部となる貫通孔を形成した後、前記各領域に電源層及び接地層が存在するように基板の表面及び裏面に電源層及び接地層の少なくともいずれか一方を形成するとともに、表面に電源層と電源用リード及び接地層と接地用リードをそれぞれ電気的に接続するためのリード用接続部を設け、表面に形成された電源層、接地層あるいはリード用接続部と対応する裏面の電源層あるいは接地層とを接続する層を基板の側面に形成し、その後、連結部を切断して個々に分割した各プリント配線板の裏面に前記貫通孔を覆うように放熱板を固着し、表面のリード用接続部にリードフレームの電源用リード及び接地用リードを電気的に接続するとともに、信号用リードを絶縁層を介してプリント配線板表面に固着することを特徴とする電子部品搭載用基板の製造方法。

【図１】