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布线基板、复合基板以及电气装置

文献发布时间:2023-06-19 11:26:00


布线基板、复合基板以及电气装置

技术领域

本公开涉及布线基板、复合基板以及电气装置。

背景技术

以往,为了安装半导体元件、发光元件等功能部件、或者电容器等无源部件,大多使用有机树脂制或者陶瓷制的布线基板(例如,参照专利文献1、2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2005-32787号公报

专利文献2:日本特开2012-182382号公报

发明内容

实施方式的一个方式所涉及的布线基板的基材在该基材的一侧具有朝向外部突出的突出部,该突出部是主面的中央部从外周缘隆起的形状,在所述主面配置有多个外部连接端子。

实施方式的一个方式所涉及的复合基板具备上述的布线基板和金属制的框构件,该框构件具有在俯视所述基材时相当于所述突出部的形状的开口部,所述框构件被配置为所述开口部包围所述突出部并且填埋该突出部的周围。

实施方式的一个方式所涉及的电气装置在上述布线基板的表面具备电气元件。

附图说明

图1是表示本公开的实施方式所涉及的安装构造体的一个方式的立体图。

图2是图1的ii-ii线剖视图。

图3是图2所示的P1部的放大图。

图4是图2所示的P2部的放大图。

图5是表示本公开的实施方式所涉及的复合基板的一个方式的立体图。

图6是图5的vi-vi线剖视图。

图7是表示本公开的实施方式所涉及的电气装置的一个方式的立体图。

图8是图7的viii-viii线剖视图。

图9是表示本公开的实施方式所涉及的电气装置的其他方式的立体图。

图10是图9的x-x线剖视图。

图11是表示实施方式所涉及的布线基板的其他方式的剖视图。

图12是表示实施方式所涉及的布线基板的其他方式的剖视图。

图13是表示实施方式所涉及的布线基板的其他方式的剖视图。

图14是表示实施方式所涉及的布线基板的其他方式的剖视图。

图15是表示实施方式所涉及的布线基板的其他方式的剖视图。

图16是图15的xv-xv线剖视图。

图17是表示实施方式所涉及的布线基板的其他方式的剖视图。

图18是图17的xviii-xviii线剖视图。

图19是表示实施方式的复合基板的其他方式的分解立体图。

图20是图19的xx-xx线剖视图。

图21是表示实施方式的复合基板的其他方式的分解立体图。

图22是图21的xxii-xxii线剖视图。

图23是用于本公开的实施方式所涉及的布线基板的制造的层叠成型体的剖视示意图。

图24是作为图11所示的层叠成型体的一部分的基座部成型体的剖视示意图。

图25是作为图11所示的层叠成型体的一部分的凸部成型体的剖视示意图。

图26是表示将基座部成型体和凸部成型体层叠的状态的剖视示意图。

具体实施方式

以下所示的实施方式提供能够减小安装面积、能够提高散热性的布线基板、复合基板以及电气装置。在此,如图1以及图2所示,为了便于说明,使用布线基板被安装于外部电路基板的安装构造体来进行说明。图1是表示本公开的实施方式所涉及的安装构造体的一个方式的立体图。图2是图1的ii-ii线剖视图。图3是图2所示的P1部的放大图。图4是图2所示的P2部的放大图。

实施方式的安装构造体A在外部电路基板B的表面上具有布线基板C。布线基板C具有基材1和导体部3。基材1在一侧具有朝向外部突出的突出部1d。在此,所谓一侧,是指设置有突出部1d的背面1a侧。在图2中,突出部1d是朝向外部电路基板B突出的部分。此外,有时将突出部1d的主面表述为第1面1da。将基材1的与背面1a相反一侧的面设为表面1e。在基材1中,将突出部1d以外的部位设为基座部1f。突出部1d可以被配置在基座部1f上的任意的位置,但突出部1d被配置在基座部1f的中央为宜。换句话说,突出部1d和基座部1f的俯视时的中心的位置相同为宜。在突出部1d的第1面1da,作为导体部3,在外周缘1b设置有外部连接端子3a。外部连接端子3a用于与外部电路基板B之间进行电连接。外部电路基板B具有多个连接焊盘B1。在此,所谓外周缘1b,是指在俯视突出部1d时,比从突出部1d的中央1aa到突出部1d的侧面1dd的长度的1/2的位置更靠外侧的区域。

设置于突出部1d的第1面1da的多个外部连接端子3a和设置于外部电路基板B的多个连接焊盘B1经由未图示的接合材料电连接。突出部1d的外径D2小于基材1的外径D1。在布线基板C中,外部连接端子3a设置于外径比基材1小的突出部1d的第1面1da。与外部连接端子3a设置于基材1的表面1e的情况相比,布线基板C中的外部连接端子3a彼此的距离L短。

构成布线基板C的基材1因热膨胀等而尺寸变化。在布线基板C中,即使布线基板C的尺寸因热膨胀而变化,外部连接端子3a间的变形量也较小。由此,能够提高设置于突出部1d的外部连接端子3a与设置于外部电路基板B的连接焊盘B1之间的连接可靠性。

此外,如图2所示,突出部1是作为主面的第1面1da突出为凸状的形状。换言之,突出部1d是主面的中央部从作为外周缘侧的周缘1ab隆起的形状。换言之,第1面1da是成为内侧1c的中央1aa从外周缘侧的周缘lab隆起的形状。换句话说,突出部1的中央1aa的厚度t1比周缘1ab的厚度t2厚。在此,如图2所示,将突出部1d的第1面1da的周缘1ab的位置与外部电路基板B的表面B2之间的间隔设为g1。将突出部1d的第1面1da的中央1aa的位置与外部电路基板B的表面B2之间的间隔设为g2。在布线基板C中,g2小于g1。即,突出部1d的中央1aa的位置与周缘1ab的位置相比,与外部电路基板B的表面B2之间的间隔较窄。换言之,突出部1d的第1面1da的中央1aa的位置比周缘1ab的位置更靠近外部电路基板B的表面B2。因此,热量容易从突出部1d的中央1aa向外部电路基板B的表面B移动。在这种情况下,突出部1d的第1面1da优选为朝向外部电路基板B的表面B2侧突出的弯曲状。

作为应用于基材1的材料,优选氧化铝、堇青石(Cordierite)、氮化铝等高绝缘性的陶瓷。作为应用于导体部3的材料,从能够与上述的陶瓷同时烧成的方面出发,优选包括铜、钨、钼以及这些中的至少2种金属的合金或者金属间化合物。外部电路基板B优选FR-4等有机系的层叠布线板。

如图2所示,在布线基板C中,除了外部连接端子3a之外,作为导体部3,也可以具有内部布线3b、过孔导体3c以及元件用连接端子3d。在图1中省略内部布线3b。

在分别观察元件用连接端子3d以及外部连接用端子3a时,作为构成布线基板C的导体部3之一的外部连接用端子3a的面积优选小于配置在基材1的表面1e侧的元件用连接端子3d的面积。如果配置在基材1的背面1a侧的第1面1da的外部连接用端子3a的面积比配置于表面1e侧的元件用连接端子3d的各个面积小,则能够使外部连接用端子3a间的间距变窄。由此,能够通过面积比表面1e侧小的突出部1d的第1面1da来配置更多的外部连接用端子3a。此外,通过配置于第1面1da的多个外部连接用端子3a,能够提高来自外部连接用端子3a的散热性。此外,相反,如果元件用连接端子3d的各个面积大,则元件用连接端子3d本身的作为散热体的功能提高。从搭载于元件用连接端子3d上的电气元件产生的热量容易散热,布线基板C的散热性提高。

接下来,对设置于突出部1d的第1面1da的外部连接端子3a的形状进行说明。布线基板C在突出部1d的第1面1da具有多个外部连接端子3a。外部连接端子3a设置于作为突出部1d的主面的第1面1da。在外部连接端子3a设置于突出部1d的第1面1da的状态下,外部连接端子3a的侧面3as是露出的状态。在此,外部连接端子3a的侧面3as是与突出部1d的第1面1da大致垂直的方向。如果外部连接端子3a的侧面3as是露出的状态,则存在露出于外部连接端子3a的部分,因此来自外部连接端子3a的散热性提高。在这种情况下,外部连接端子3a的侧面3as也可以弯曲成凸状或者凹状。当外部连接端子3a的侧面3as是弯曲成凸状或者凹状的形状时,则与外部连接端子3a的侧面3as是平坦的形状的情况相比,外部连接端子3a的侧面的面积较大。由于外部连接端子3a的侧面3as的面积大,因此,布线基板C的散热性进一步提高。

此外,如图3所示,外部连接端子3a的基材1的外周缘1b侧的厚度t3比内侧1c的厚度t4厚。设置于突出部1d的第1面1da的多个外部连接端子3a优选均为基材1的外周缘1b侧的厚度t3比内侧1c的厚度t4厚的形状。外部连接端子3a的与过孔导体3c的连接面3ab优选为沿着突出部1d的第1面1da的形状。外部连接端子3a的与连接焊盘B1的接合面3aa优选与外部电路基板B的表面B2或基材1的背面1e大致平行。外部连接端子3a与连接焊盘B1的接合面3aa优选与外部电路基板B的表面B2或基材1的背面1e平行。当外部连接端子3a与连接焊盘B1的接合面3aa与外部电路基板B的表面B2或基材1的背面1e平行时,即使突出部1d的第1面1da朝向外侧突出,也能够使从外部电路基板B的表面B2到基材1的背面1e的高度h均等。在搭载于背面1e的功能元件例如是以激光元件等为代表的发光元件的情况下,能够使发光元件的光的方向稳定化。

如图2所示,布线基板C除了外部连接端子3a之外,还具有内部布线3b、过孔导体3c以及元件用连接端子3d作为导体部3。外部连接端子3a、内部布线3b、过孔导体3c以及元件用连接端子3d在基材1中从突出部1d的第1面1da到达表面1e,在双方的表面露出。容易使在元件用连接端子3d侧产生的热经由这些导体部3移动到外部连接端子3a侧。

接下来,对基材1的突出部1d的基底的形状进行说明。将基材1中的除了突出部1d之外的部分设为基座部1f。在基座部1f中,将突出部1d的外侧的部分设为基座周缘部1fa。在基座部1f中,将与突出部1d重叠的部分设为基座中央部1fb。将从基座周缘部1fa的表面1faa向突出部1d的侧面1dd连接的部位设为檐里表面1db。檐里表面1db弯曲成凹状。

接下来,如图4所示,设定沿着基座周缘部1fa的表面1faa的直线L1和沿着突出部1d的侧面1dd的直线L2。在基材1中,将直线L1与直线L2相交的交点设为C1。将檐里表面1db从引出为沿着基座周缘部1fa的表面1faa的直线L1背离的点设为C2。将檐里表面1db从引出为沿着突出部1d的侧面1dd的直线L2背离的点设为C3。将在基材1中连结上述交点C1、点C2以及点C3的各点的区域设为檐(帽檐)里部1dc。在布线基板C中,由于檐里表面1db弯曲成凹状的形状,因此在基材1中,从基座周缘部1fa的表面1faa向突出部1d的侧面1dd连结的檐里部1dc成为厚壁。檐里部1dc的从交点C1相对于檐里表面1db为法线方向、即点C2和点C3的中间附近的厚度t3最厚。在图4所示的基材1中,基座周缘部1fa与突出部1d相连的角部不是直角的形状。因此,与基座周缘部1fa与突出部1d相连的角部是直角的情况相比,构成布线基板C的基材1的突出部1d的相对于基座部1f的弯曲力矩较高。此外,在位于基座周缘部1fa与突出部1d相连的角部的檐里部1dc弯曲成凹状且厚壁的形状的情况下,能够使在檐里部1dc产生的应力分散。

在图4中,以S1、S2、S3以及S4所示的箭头表示应力。在基座周缘部1fa与突出部1d相连的角部为直角的情况下,沿着突出部1d的侧面1dd的方向的应力S1与沿着基座周缘部1fa的表面1faa的方向的应力S1朝向交点C1。在这样的情况下,应力S1、S2集中于交点C1。另一方面,在形成于基座周缘部1fa与突出部1d相连的角部的檐里部1dc弯曲成凹状、且是厚壁的形状的情况下,分别产生从应力S1以及应力S2分开的应力。

在图4中,将从基座周缘部1fa沿着檐里表面1db的应力表示为S3。将从突出部1d沿着檐里表面1db的应力表示为S4。设想安装构造体A暴露于加热/冷却的温度变化的环境的状况。布线基板C的突出部1d的尺寸因外部电路基板B的热膨胀而变化。根据构成布线基板C的基材1与外部电路基板B之间的热膨胀率的不同,成为从基座周缘部1fa集中于檐里部1dc内的应力S1、S2被分解成应力S1、S2、S3以及S4的状态。能够使在突出部1d与基座部1f相连的檐里部1dc内产生的应力分散。由此,能够提高外部电路基板B与布线基板C之间的接合部的连接可靠性。

图5是表示本公开的实施方式所涉及的复合基板的一个方式的立体图。图6是图5的vi-vi线剖视图。复合基板D具有布线基板C和框构件E。复合基板D是在布线基板C接合有框构件E的构造。框构件E具有在俯视基材1时相当于突出部1d的形状的开口部E1。框构件E配置为开口部E1包围突出部1d,并且填埋突出部1d的周围。在复合基板D中,框构件E为局部地覆盖基材1的突出部1d的第1面da的状态。由此,热量容易从布线基板C传递到框构件E,能够提高复合基板D的散热性。开口部E1的内壁配置为与突出部1d的侧面1dd对置。框构件E的开口部E1的外侧的部分配置为与基座周缘部1fa的表面1faa相接。在这种情况下,框构件E的表面优选与突出部1d的第1面1da为同一面。在此,所谓同一面是指,框构件E的表面与突出部1d的第1面1da的顶部的高度的差在10μm以内。当框构件E的表面与突出部1d的第1面1da之间为上述范围的同一面的状态时,能够以较高的平行度将框构件E与布线基板C组合而成的复合基板D安装在母板上。在布线基板C安装有发光元件的情况下,能够使光轴稳定。特别是,在框构件E设置有多个开口部E1,在各开口部E1设置有布线基板C的情况下,能够使多个发光元件的光轴朝向更相同的方向一致。框构件E和基材1可以是由于热膨胀率的差而嵌入的状态,也可以根据需要应用焊料或者银焊料等接合材料来接合。

框构件E优选为金属制。如果框构件E为金属制,则能够进一步提高来自布线基板C的散热性。作为框构件E的材料,从热传导性高这方面出发,铜或者铝等是适宜的。

在将金属制的框构件E粘贴于布线基板C的情况下,框构件E的导电性比构成布线基板C的基材1高,因此,能够采用凸焊等的电焊接。凸焊与通常的电焊接相比,处理时间短,因此能够减少布线基板C以及搭载于该布线基板的电气元件故障的概率。

图7是表示本公开的实施方式所涉及的电气装置的一个方式的立体图。图8是图7的viii-viii线剖视图。图9是表示本公开的实施方式所涉及的电气装置的其他方式的立体图。图10是图9的x-x线剖视图。图9所示的电气装置与图7所示的电气装置的不同点在于,图9所示的电气装置不具有框构件E。

电气装置F以及电气装置H在布线基板C的表面1e上具有电气元件G。电气元件G与设置于布线基板C的元件用连接端子3d连接。在这种情况下,示出了倒装芯片方式,但作为将电气元件G与布线基板C连接的方式,不限于此,根据电气元件G的用途或者尺寸,也可以采用导线接合方式。

关于布线基板C,作为搭载电气元件G的尺寸越接近基座部1f的尺寸则越大的电气元件G、或者、即使尺寸较小也搭载多个电气元件G的多芯片用的布线基板,从散热性的方面、以及与外部电路基板B的连接可靠性方面出发是适宜的。

在布线基板C是具有内部布线3b以及过孔导体3c的构造的情况下,能够得到小型/低高度化、并且能够得到导体部3的电感小的布线基板C以及电气装置F、H。作为电气元件G,LSI等集成电路元件或者激光二极管等发光元件是适合的。

接下来,图11~图18表示实施方式所涉及的布线基板的其他方式。其中,在图15~18所示的布线基板M、N中,省略了外部连接端子3a、内部布线3b、过孔导体3c以及元件用连接端子3d等导体部3,但在这种情况下,根据需要,具备从这些外部连接端子3a、内部布线3b、过孔导体3c以及元件用连接端子3d等的组中选择的至少一个导体部3。

图11~图18所示的布线基板I~N在设置有元件用连接端子3d的表面1e侧具有凹部1ea以及凸部1eb中的至少一方。凹部1ea是表面1e在深度方向上挖去的形状。凸部1eb是设置于表面1e上的台座的形状。这些凹部1ea以及凸部1eb成为适合于功能部件以及无源部件的安装的场所。在这种情况下,凹部1ea适宜于安装无源部件。另一方面,凸部1eb适宜于安装功能部件。此外,凹部1ea也可以设置为在深度方向上挖去突出部1d的一部分而到达较深的位置。此外,在多个凹部1ea中,面积以及深度中的至少一方也可以不同。在此,面积是指,如果是凹部1ea,则是表面1e的面积。深度是指,从表面1e到凹部1ea的底1eas为止的长度。对于凸部1eb,也可以在表面1e设置有多个的情况下,面积以及高度中的至少一方不同。在此,高度是指,从表面1e到凸部1eb的顶部1ebt为止的长度。

在此,作为无源部件,可举出电容器、线圈、电阻、滤波器等。作为功能部件,除了IC(Integrated Circuit,集成电路)、LSI(Large Scale Integrated Circuit,大规模集成电路)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)等的半导体元件之外,还能够举出LED(Light Emitting Diode,发光二极管)、LD(Laser Diode,激光二极管)以及PD(Photodiode,光电二极管)。

无源部件与功能部件相比安装在布线基板I~N数量较多。在这样的情况下,当成为在布线基板I~N上安装有多个无源部件的状态时,例如,在无源部件彼此的高度不同的情况下,安装构造体A的整体的厚度被高度较高的无源部件限速。其结果,安装构造体A的低高度化变得困难。在这样的情况下,如果使用图11~图18所示的布线基板I~N,则能够将无源部件从布线基板I~N的表面1e向较深的场所安装,能够实现安装构造体A的低高度化。此外,在布线基板I~N具有凹部的情况下,能够减小无源部件、功能部件从表面1e突出的比例。其结果,表面1e上的通风变好,能够提高散热性。此外,当在布线基板I~N的表面1e形成有多个凹部时,布线基板I~N的表面积变大。在该情况下,也能够提高布线基板I~N的散热性。此时,设置于布线基板I~N的多个凹部1ea的深度也可以不同。由此,在无源部件的高度等的尺寸不同的情况下,也能够减小无源部件从表面1e突出的比例。

如图16所示,设想将无源部件电连接的元件用连接端子3d设置于凹部1ea的底1eas的部分或者接近底1eas的部分的构造。安装于布线基板I~N的表面1e内的凹部1ea的多个无源部件通过设置于布线基板I~N的内部布线3b以及过孔导体3c进行接线。在这样的情况下,能够缩短从内部布线3b、过孔导体3c到表面1e的元件用连接端子3d的布线的部分。其结果,能够减少由布线基板I~N中的导体部3引起的电感。

图11~图18所示的布线基板I~N也可以如上述那样在表面1e具有凸部1eb。在这种情况下,也可以在表面1e设置有多个凸部1eb。在表面1e设置有多个凸部1eb的情况下,凸部1eb的高度也可以相互不同。在这种情况下,即使在功能部件的高度等尺寸不同的情况下,也能够减小功能部件从表面1e过度突出的比例。

此外,在以下方面,凸部1eb的高度也可以相互不同。通常,与无源部件相比,功能部件消耗电力的比例高。功能部件与无源部件相比在驱动时容易发热。在这样的情况下,需要从布线基板I~N有意地释放热量。在表面1e设置有多个凸部1eb的情况下,如果凸部1eb的高度相互不同,则能够使高度方向的位置从功能部件的表面1e偏移。由此,能够使功能部件成为基础的发热源的位置在高度方向上错开。有时功能部件本身具有特性的温度依赖性。在布线基板I~N的表面1e上安装有多个功能部件的情况下,一个功能部件能够减小来自其他功能部件的热量的影响。

在图19以及图20中示出实施方式的复合基板的其他方式。图19以及图20所示的复合基板O在框构件E的表面具有槽部eel。在图19中,复合基板O成为使布线基板C与框构件E在上下方向上分离的状态,但为了容易理解设置于框构件E的表面的槽部eel的形状以及配置而为了方便而采用。如图19所示,槽部ee1配置为包围设置于框构件E的开口部E1的周围即可。

在图21以及图22中示出实施方式的复合基板的其他方式。图21以及图22所示的复合基板P在框构件E的表面具有壁部ee2。在图21中,也成为使复合基板P在上下方向上远离布线基板C和框构件E的状态,但在该情况下,为了容易理解设置于框构件E的表面的壁部ee2的形状以及配置而为了方便而采用。对于壁部ee2,如图21所示,配置为包围设置于框构件E的开口部E1的周围即可。

根据复合基板O以及复合基板P,在框构件E使用接合材料ad接合布线基板C时,能够抑制设置于开口部E1的内壁的接合材料ad扩展到框构件E的表面。在复合基板O的情况下,接合材料ad积存于槽部eel。在复合基板P的情况下,接合材料ad被壁部ee2的开口部E1侧的内侧阻挡而积存在开口部E1与壁部ee2之间的框构件E的表面上。

接下来,对布线基板、复合基板以及电气装置的制造方法进行说明。图23是用于本公开的实施方式所涉及的布线基板的制造的层叠成型体的剖视示意图。图24是作为图23所示的层叠成型体的一部分的基座部成型体的剖视示意图。图25是表示作为图23所示的层叠成型体的一部分的凸部成型体的制造工序的剖视示意图。图26是表示将基座部成型体和凸部成型体层叠的状态的剖视示意图。最后,是成为布线基板C的层叠成型体21的剖视示意图。

如图23所示,层叠成型体I通过将基座部成型体Q1和凸部成型体Q2层叠而制作。基于图24,对制作基座部成型体Q1的方法进行说明。基座部成型体Q1首先准备生片21,在该生片21形成贯通孔23。接下来,在形成于生片21的贯通孔23填充导体膏,形成成为过孔导体的过孔填充体25。接下来,在生片的表面形成导体图案27,以使得覆盖过孔填充体25的表面。这样,能够得到基座部成型体Q1。

接下来,基于图25,对制作凸部成型体Q2的方法进行说明。在(a)工序中,首先,准备生片31,接着,在生片31上形成贯通孔33。接下来,在形成于生片31的贯通孔33中填充导体膏而形成过孔填充体35。接下来,在生片31的表面形成导体图案37,以使得覆盖过孔填充体25的表面。这样得到图案片39。

接下来,在(b)工序中,如(b)所示,使用组合了凹部模43和平板模45的模具,进行所制作的图案片39的加压成型。这样,能够形成凸部成型体Q2。在这种情况下,在烧成后得到的布线基板C中,突出部1d的第1面1da的内侧1c从外周缘1b侧隆起的形状、从基座周缘部1fa的表面1faa向突出部1d的侧面1dd的基底弯曲成凹状的形状、以及形成于构成基材1的突出部1d的第1面1da的外部连接端子3a的侧面3as成为凸状的形状均能够通过调整凹部模43的形状来制作。在此,作为模具41,采用了图25的(b)所示的模具41,但在此所示的组合了凹部模43和平板模45的模具41只不过是一个例子,例如,也可以使用将凹部模43在宽度方向上2等分的分割型的模具。

接下来,如图26所示,通过层叠基座部成型体Q1和凸部成型体Q2,从而得到图23所示的层叠成型体Q。然后,将所制作的层叠成型体Q进行烧成(最高温度:1500~1900℃)而得到布线基板C。

这样得到的布线基板C具有基材1在一侧朝向外部突出的突出部1d。突出部1d的第1面1da是内侧1c从外周缘1b侧隆起的形状。

接下来,准备金属制的框构件E。框构件E具有与构成布线基板C的基材1的突出部1d的形状相当的开口部E1。框构件E的开口部E1嵌入构成布线基板C的突出部1d地贴合于基材1。框构件E与基材1的接合可以通过敛缝的嵌入,也可以采用在框构件E与基材1相接的部位涂敷焊料或银焊料而接合的方法。

电气装置F或者电气装置H能够通过在构成这些的布线基板C的表面1e安装电气元件G而得到。在这种情况下,使设置于布线基板C的表面1e的元件用连接端子3d与电气元件G的端子连接。这样,在基材1之中能够得到在表面1e具备电气元件G的电气装置F或者电气装置H。

对于用于制作图11~图18所示的布线基板I~N的层叠成型体,例如,使用将基座部成型体Q1的表面部分使用模具成型为凹凸状的成型体,代替图24所示的基座部成型体Q1。对于图18~图22所示的框构件E,能够通过将预先加工成规定的形状(带槽部ee1或者带壁部ee2)的金属制的构件用作框构件E来应对。

实施例

通过图24、图25以及图26所示的方法制作布线基板。首先,作为用于形成生片的混合粉末,调制相对于氮化铝粉末94质量%,以5质量%的氧化钇粉末、1质量%的氧化钙粉末的比例混合的混合粉末。接下来,相对于该混合粉末(固体成分)100质量份,添加作为有机粘合剂的丙烯酸系粘合剂20质量份、甲苯50质量份,制备浆料,接下来,使用刮刀法制作规定厚度的生片。在用于形成导体部的导体膏中,使用在以7∶3的比率混合钨粉末和氮化铝粉末的混合粉末中,适当添加丙烯酸系有机粘合剂以及松油醇而制备了导体膏的导体膏。将制作的层叠成型体在还原气氛中、最高温度为1800℃的条件下进行2小时的烧成,得到布线基板。

所制作的布线基板是烧成后的形状,宽度为3.5mm×长度4mm。布线基板的厚度的基座部为0.6mm,突出部为0.4mm。突出部的宽度以及长度是基座部的宽度以及长度的0.8倍的尺寸。外部连接端子配置在距离突出部的第1面的端0.5mm内侧。外部连接端子在突出部的第1面上沿长度方向均等地配置。突出部的第1面弯曲成凸状。弯曲的部分的厚度的任一个试样的最大值都为0.08mm。弯曲的部分的厚度是对布线基板进行剖视时的厚度。外部连接端子的尺寸为纵0.2mm×横0.2mm,形状为正方形。外部连接端子的间距为0.3mm。外部连接端子的最大厚度为0.05mm。形成于布线基板的表面的元件用连接端子为纵0.3mm×横0.3mm的正方形。元件用连接端子的间距为0.5mm。作为电气元件,使用了消耗电力为80W的半导体元件。半导体元件的尺寸是长度为3mm、宽度为2.5mm、厚度为0.6mm。在半导体元件的一个面上配置有10处端子。端子沿半导体元件的长度方向与两端平行地各排列5个。外部电路基板使用厚度为2mm的FR-4。外部电路基板是纵10mm×横10mm的正方形。外部电路基板具备与布线基板的外部连接端子的配置对应的连接焊盘。连接焊盘的最大厚度为0.05mm。作为外部电路基板,为了提高散热性,在与布线基板的突出部对应的表面粘贴有铜箔,此外,是在该铜箔之下的外部电路基板的内部具有贯通孔的规格。

布线基板的外部连接端子与外部电路基板的连接焊盘通过焊料连接。焊料的厚度调整为0.01mm。在表1中示出突出部的第1面的形状、突出部的檐里部的形状、外部连接端子的形状以及突出部的第1面与外部电路基板的表面的间隔。表1所示的突出部的第1面与外部电路基板的表面的间隔是最低值。布线基板的尺寸、突出部的形状、形成于突出部的第1面的外部连接端子的截面的形状、突出部的第1面与外部电路基板的表面的间隔、形成于布线基板的表面的元件用连接端子的尺寸以及间距、半导体元件的尺寸、外部电路基板的尺寸以及厚度以及构成布线基板的突出部的第1面与外部电路基板的表面的间隔的测定使用数字显微镜。

在表1中,檐里部的形状为“凹状”是指从基座周缘部的表面向突出部的侧面连结的部分以厚壁弯曲成凹状的状态。檐里部的形状为“直角”是指从基座周缘部的表面向突出部的侧面连结的部分的形状不是凹状,而是90°或接近90°的角度。在布线基板上形成的外部连接端子在任一试样中基材的外周缘侧的厚度均比内侧部侧的厚度厚。对于布线基板的散热性的评价,在布线基板的基材的侧面设置热电偶来测定布线基板的温度。测定刚停止半导体元件的驱动后的温度T1、停止驱动经过5秒后的温度T2,求出T2/T1比而得到布线基板的温度。试样数为5个,在表1中示出平均值。通过温度循环试验评定了外部连接端子与连接焊盘的连接可靠性。温度循环试验设为最高温度为125℃、最低温度为-55℃、最高温度以及最低温度各放置1分钟后,用1分钟使温度变化的条件。试样数为100个。作为比较例(试样No.1)制作的布线基板,突出部的第1面未弯曲的量、突出部的第1面与外部电路基板的表面的间隔变大0.07mm左右。

[表1]

由表1所示的结果可知,突出部的第1面弯曲成凸状的形状的试样(试样No.2~5)的T2/T1比为0.6以下,但突出部的第1面为平坦的形状的试样No.1的T2/T1比为0.8。与从基座周缘部与突出部相连的部分的形状为直角的试样(试样No.2)相比,与从基座周缘部向突出部连结的部分的形状为凹状的试样(试样No.3~5)在温度循环试验中的不良数少,显示出高的连接可靠性。

-符号说明-

C·······布线基板

D·······复合基板

E·······框构件

E1······开口部

F、H·····电气装置

G·······电气元件

1·······基材

1b······外周缘

1c······内侧

1d······突出部

1da·····第1面

1dd·····突出部的侧面

1f······基座部

1fa·····基座周缘部

1faa····基座周缘部的表面

3a······外部连接端子

3d······元件用连接端子

3as·····外部连接端子的侧面。

相关技术
  • 布线基板、复合基板以及电气装置
  • 光布线用树脂组合物和光电复合布线基板
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