JP2009302188A - Insulated metal base circuit board and hybrid integrated circuit module using the same - Google Patents
Insulated metal base circuit board and hybrid integrated circuit module using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009302188A JP2009302188A JP2008152973A JP2008152973A JP2009302188A JP 2009302188 A JP2009302188 A JP 2009302188A JP 2008152973 A JP2008152973 A JP 2008152973A JP 2008152973 A JP2008152973 A JP 2008152973A JP 2009302188 A JP2009302188 A JP 2009302188A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit board
- metal base
- insulating
- base circuit
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
Abstract
【課題】基板の実装工程時の熱負荷により発生する反り挙動を減少するための絶縁金属ベース回路基板及びその回路基板を用いた混成集積回路モジュールを提供する。
【解決手段】金属箔上に絶縁層を介して導体回路を設けてなる絶縁金属ベース回路基板であって、絶縁金属ベース回路基板回路面の周囲に導体回路金属を形成していることを特徴とする絶縁金属ベース回路基板及びその回路基板を用いた混成集積回路モジュール。
【選択図】図1An insulating metal base circuit board and a hybrid integrated circuit module using the circuit board for reducing the warping behavior caused by a thermal load during the substrate mounting process are provided.
An insulating metal base circuit board in which a conductor circuit is provided on a metal foil via an insulating layer, wherein the conductor circuit metal is formed around the circuit surface of the insulating metal base circuit board. Insulating metal base circuit board and hybrid integrated circuit module using the circuit board.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、絶縁金属ベース回路基板及びそれを用いた混成集積回路モジュールに関する。 The present invention relates to an insulating metal base circuit board and a hybrid integrated circuit module using the same.
従来、小型化や実装時の省力化などを可能にする表面実装を実現するために、各種の回路基板が用いられており、これらの回路基板に各種の表面実装電子部品を搭載した混成集積回路モジュールが用いられている。特に、高発熱性電子部品を実装する回路基板として、金属板上に無機充填材を充填したエポキシ樹脂等からなる絶縁層を設け、該絶縁層上に回路を設けた絶縁金属ベース回路基板が用いられている。 Conventionally, various circuit boards have been used to realize surface mounting that enables miniaturization and labor saving during mounting, and hybrid integrated circuits in which various surface mount electronic components are mounted on these circuit boards. Module is used. In particular, an insulating metal base circuit board in which an insulating layer made of an epoxy resin or the like filled with an inorganic filler is provided on a metal plate and a circuit is provided on the insulating layer is used as a circuit board for mounting a highly exothermic electronic component. It has been.
また、各種の電子装置は、軽量化、薄型化が求められており、例えば、液晶表示装置は、画面の大型化とともに、薄型化を実現する努力が為されている。そこで、大面積に効率よくLED素子を配することができる絶縁金属ベース回路基板を用いることが考えられる。このような絶縁金属ベース回路基板上の回路には、各種の電子部品が半田や導電樹脂などを介して接合される。 In addition, various electronic devices are required to be lighter and thinner. For example, liquid crystal display devices have been made to make the screen thinner and thinner. Therefore, it is conceivable to use an insulating metal base circuit board that can efficiently arrange LED elements over a large area. Various electronic components are joined to the circuit on such an insulating metal base circuit board via solder, conductive resin, or the like.
例えば、特許文献1に示されるような液晶表示装置用途のように、画面の大型化とともに、薄型化を実現する努力が為されている場合、絶縁金属ベース回路基板も、大型化とともに薄型化が要求される。
For example, when an effort is made to reduce the thickness as the screen is enlarged as in a liquid crystal display device application as disclosed in
また、非特許文献1には、プラスチック基板について、反りが発生することが記載されており、基板の線膨張率とヤング率を改善することにより反りが抑制できることが記載されている。
Non-Patent
しかしながら、上述のような公知の基板の場合、実装工程時の熱負荷により絶縁金属ベース回路基板が反り挙動を示し、半田や導電性樹脂の接合が不充分になるなどの不都合が起きることが懸念される。 However, in the case of the known substrates as described above, there is a concern that the insulating metal base circuit substrate exhibits a warping behavior due to the thermal load during the mounting process, and that inconveniences such as insufficient bonding of solder and conductive resin may occur. Is done.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、基板の実装工程時の熱負荷により発生する反り挙動を減少させ、電子部品の接合材を確実に接合させることができ、信頼性の高い絶縁金属ベース回路基板及びそれを用いた混成集積回路モジュールを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, reduces the warping behavior caused by the thermal load during the mounting process of the substrate, can reliably bond the bonding material of the electronic component, reliable An object of the present invention is to provide a high insulating metal base circuit board and a hybrid integrated circuit module using the same.
本発明によれば、金属箔上に絶縁層を介して導体回路を設けてなる絶縁金属ベース回路基板であって、絶縁金属ベース回路基板の回路面の外周に沿うようにして帯状領域が存在し、回路面の重心を通る回路面に対して垂直な任意の絶縁金属ベース回路基板の断面における帯状領域は、断面における回路面の一端から断面における回路面の幅の0.2/100倍だけ離れた位置および10/100だけ離れた位置の間に挟まれた領域であり、帯状領域における導体回路の設置領域の占有率が60%以上であることを特徴とする絶縁金属ベース回路基板が提供される。 According to the present invention, there is provided an insulating metal base circuit board in which a conductor circuit is provided on a metal foil via an insulating layer, and there is a belt-like region along the outer periphery of the circuit surface of the insulating metal base circuit board. The band-like region in the cross section of any insulated metal base circuit board perpendicular to the circuit plane passing through the center of gravity of the circuit plane is separated from one end of the circuit plane in the cross section by 0.2 / 100 times the width of the circuit plane in the cross section. Insulated metal base circuit board characterized in that the occupation ratio of the conductor circuit installation area in the belt-shaped area is 60% or more. The
この構成からなる絶縁金属ベース回路基板は、基板の実装工程時の熱負荷により発生する反り挙動を減少させることができ、半田や導電性樹脂等の電子部品の接合材を強固に接合させることができる。 The insulating metal base circuit board having this configuration can reduce the warping behavior caused by the thermal load during the board mounting process, and can firmly bond the bonding material of electronic components such as solder and conductive resin. it can.
また、本発明によれば、上記の絶縁金属ベース回路基板を用いていることを特徴とする混成集積回路モジュールが提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided a hybrid integrated circuit module characterized by using the above insulating metal base circuit board.
この構成からなる混成集積回路モジュールは、基板の実装工程時の熱負荷により発生する反り挙動を減少させることができ、半田や導電性樹脂等の電子部品の接合材を強固に接合させることができる上記の絶縁金属ベース回路基板を用いているため、実使用条件下で受ける厳しい温度変化によっても半田や導電樹脂などの接合材及びその周辺部にクラックを生じることが少ない。 The hybrid integrated circuit module having this configuration can reduce the warping behavior caused by the thermal load during the substrate mounting process, and can firmly bond the bonding material of electronic components such as solder and conductive resin. Since the insulating metal base circuit board is used, cracks are less likely to occur in the bonding material such as solder and conductive resin and its peripheral part even under severe temperature changes under actual use conditions.
本発明によれば、絶縁金属ベース回路基板の実装工程時の熱負荷により発生する反り挙動を減少させることができ、半田や導電性樹脂等の電子部品の接合材を強固に接合させることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the warpage behavior caused by the thermal load during the mounting process of the insulating metal base circuit board, and it is possible to firmly bond the bonding material for electronic components such as solder and conductive resin. .
<用語の説明>
[混成集積回路モジュール]
本発明において、「混成集積回路モジュール」とは、絶縁金属ベース回路基板等の回路基板上に、半導体素子や発光ダイオード素子、チップ抵抗やチップコンデンサ等の各種等の表面実装電子部品を搭載したものである。
<Explanation of terms>
[Hybrid integrated circuit module]
In the present invention, a “hybrid integrated circuit module” refers to a circuit board such as an insulating metal base circuit board on which surface mounted electronic components such as semiconductor elements, light emitting diode elements, chip resistors and chip capacitors are mounted. It is.
[導体回路]
本発明において、「導体回路」とは、駆動電流や信号電流を流す回路や電位を与える回路等、電気的に活用する部分を意味する。
[Conductor circuit]
In the present invention, the “conductor circuit” means a part that is electrically used, such as a circuit for supplying a driving current or a signal current or a circuit for applying a potential.
[帯状領域]
本発明において、「帯状領域」とは、略一定の幅を有する帯状の領域を意味する。なお、当然のことながら、「帯状領域」には、全体としてトポロジー的な意味での環状を形成する帯状領域も含まれる。
[Striped area]
In the present invention, the “band-like region” means a band-like region having a substantially constant width. As a matter of course, the “band-like region” includes a band-like region that forms a ring in a topological sense as a whole.
[矩形形状]
本発明において、「矩形形状」とは、いわゆる長方形状を意味する。なお、当然のことながら、「矩形形状」には、いわゆる正方形状も含まれる。
[Rectangular shape]
In the present invention, the “rectangular shape” means a so-called rectangular shape. As a matter of course, the “rectangular shape” includes a so-called square shape.
[回路面の外周に内接する面積最大の矩形形状]
本発明において、絶縁金属ベース回路基板の「回路面の外周に内接する面積最大の矩形形状」とは、図5に例示するように、絶縁金属ベース回路基板内にとりうる最大の矩形形状を意味する。すなわち、絶縁金属ベース回路基板の回路面の外周の内側に内接するすべての矩形形状を描いた場合に、それらの矩形形状の中で面積が最大となる矩形形状を意味する。なお、面積が最大となる矩形形状が複数存在する場合には、任意の面積最大の矩形形状を選択することができる。
[Rectangular shape with the largest area inscribed on the outer periphery of the circuit surface]
In the present invention, the “maximum rectangular shape inscribed in the outer periphery of the circuit surface” of the insulated metal base circuit board means the largest rectangular shape that can be taken in the insulated metal base circuit board as illustrated in FIG. . That is, when all rectangular shapes inscribed inside the outer periphery of the circuit surface of the insulating metal base circuit board are drawn, the rectangular shape having the largest area among the rectangular shapes is meant. In addition, when there are a plurality of rectangular shapes having the maximum area, a rectangular shape having an arbitrary maximum area can be selected.
[断面]
本発明において、絶縁金属ベース回路基板の「断面」とは、絶縁金属ベース回路基板の回路面の重心を通る回路面に対して垂直な平面で切断されてなる絶縁金属ベース回路基板の断面のことを意味する。
[cross section]
In the present invention, the “cross section” of an insulating metal base circuit board refers to a cross section of the insulating metal base circuit board cut along a plane perpendicular to the circuit surface passing through the center of gravity of the circuit surface of the insulating metal base circuit board. Means.
[占有率]
本発明において、導体回路の「占有率」とは、上記の帯状領域の面積全体に対する導体回路の設置領域の合計面積の相対的な比率を意味する。
[Occupancy]
In the present invention, the “occupancy ratio” of the conductor circuit means a relative ratio of the total area of the conductor circuit installation area to the entire area of the band-like area.
<発明の経緯>
本発明者らは、有限要素法を用いた熱弾塑性解析において、いろいろな絶縁金属ベース回路基板の回路パターンを種々変えて、電子部品を半田により接合する混成集積回路について、実装工程に対応する室温から250℃の範囲の熱を負荷する計算を種々行った。その結果、絶縁金属ベース回路基板の金属ベース箔厚みが薄い場合や基板の大きさが大きい場合には、構造上熱負荷により反りが発生すること、ただし、回路設計方法を工夫することで、その反りを低減させることができることを見いだした。
<Background of the invention>
In the thermoelastic-plastic analysis using the finite element method, the present inventors correspond to the mounting process for a hybrid integrated circuit in which electronic components are joined by solder by changing various circuit patterns of various insulating metal base circuit boards. Various calculations were performed to load heat ranging from room temperature to 250 ° C. As a result, when the metal base foil thickness of the insulating metal base circuit board is thin or the board size is large, warping occurs due to the thermal load on the structure, however, by devising the circuit design method, It has been found that warpage can be reduced.
すなわち、本発明者らは、薄型化、大型化した絶縁金属ベース回路基板の実装工程時の熱負荷による反り挙動を軽減し、半田や導電性樹脂の接合信頼性を高めるための回路設計方法及びそれを用いた絶縁金属ベース回路基板及びその回路基板を用いた混成集積回路モジュールを見いだすべく、実装方法、回路基板構造、材料について鋭意検討した結果、絶縁金属ベース回路基板の回路配置構成や外形を制御したときに、実装工程時の熱負荷による反り挙動を少なくできる回路基板が得られるという知見を得た。 That is, the present inventors have reduced the warpage behavior due to the thermal load during the mounting process of the thinned and enlarged insulating metal base circuit board, and improved the circuit design method for improving the bonding reliability of solder and conductive resin. In order to find an insulating metal base circuit board using the same and a hybrid integrated circuit module using the circuit board, as a result of intensive studies on mounting methods, circuit board structures, and materials, the circuit arrangement configuration and outer shape of the insulating metal base circuit board are determined. It was found that when controlled, a circuit board capable of reducing the warping behavior due to the thermal load during the mounting process can be obtained.
つまり、本発明は、導体回路金属の配置構成や外形を制御することにより、実装工程時の熱負荷による反り挙動を少なくできる絶縁金属ベース回路基板及びその回路基板を用いた混成集積回路モジュールが得られるという知見に基づいたものである。すなわち、本発明らが採用した回路設計方法は、導体回路金属の配置構成を制御することであり、絶縁金属ベース回路基板の外形を単純形状に近づけることである。 That is, the present invention provides an insulating metal base circuit board that can reduce the warping behavior due to a thermal load during the mounting process by controlling the arrangement configuration and outer shape of the conductor circuit metal, and a hybrid integrated circuit module using the circuit board. It is based on the knowledge that it is possible. That is, the circuit design method adopted by the present invention is to control the arrangement configuration of the conductor circuit metal, and to bring the outer shape of the insulating metal base circuit board close to a simple shape.
そして、本発明者は、上記知見に基づき、いろいろに実験的に検討した結果、絶縁金属ベース回路基板回路面の周囲に導体回路金属を形成することによって、基板の大きさが大きくなっても、あるいは、基板厚みが薄くなっても、実装工程時の熱負荷により発生する反り挙動を減少させることができ、電子部品の接合材を確実に接合させることができることを見出した。 And, as a result of various experimental studies based on the above knowledge, the present inventor has formed a conductor circuit metal around the insulating metal base circuit board circuit surface, thereby increasing the size of the substrate. Alternatively, it has been found that even when the substrate thickness is reduced, the warping behavior caused by the thermal load during the mounting process can be reduced, and the bonding material of the electronic component can be reliably bonded.
そして、本発明者は、上記の絶縁金属ベース回路基板を用いて混成集積回路モジュールを作成したところ、実使用下においても、その周辺部に接合はがれを生じることがなく、信頼性の高い特徴を有する混成集積回路モジュールが得られることを見出した。すなわち、本発明者は、上記の絶縁金属ベース回路基板は、特徴のある混成集積回路モジュールを容易に得られるように予め特定な構造を有しているので、これを用いて得られる混成集積回路モジュールは、実使用条件下で受ける厳しい温度変化によっても半田や導電樹脂などの接合材及びその周辺部にクラックを生じることがなく信頼性の高い特徴を容易に達成できることを見出し、本発明を完成させた。 And when this inventor produced the hybrid integrated circuit module using said insulating metal base circuit board, even under the actual use, it does not produce a peeling-off at the peripheral part, and has a feature with high reliability. It has been found that a hybrid integrated circuit module having the above can be obtained. That is, the inventor of the present invention has a specific structure in advance so that the above-described insulating metal base circuit board can easily obtain a characteristic hybrid integrated circuit module. The module has been found to be able to easily achieve highly reliable characteristics without causing cracks in the bonding material such as solder and conductive resin and its peripheral parts even under severe temperature changes under actual use conditions. I let you.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
<実施形態1>
まず、本発明に係る絶縁金属ベース回路基板及び混成集積回路モジュールの代表的な実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板の一例を示す平面概略図である。また、図2は、本実施形態に係る混成集積回路モジュールの断面概略図である。本実施形態の絶縁金属ベース回路基板は、金属箔4の一主面上に絶縁層(A)3が設けられており、絶縁層(A)上に導体回路2が形成されている。混成集積回路モジュールは、絶縁金属ベース回路基板の所望部分に接合材5を介して表面実装型電子部品1を配置搭載した構造を有している。すなわち、本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板は、金属箔4上に絶縁層(A)3を介して導体回路2を設けてなる絶縁金属ベース回路基板である。
<
First, representative embodiments of an insulated metal base circuit board and a hybrid integrated circuit module according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of an insulated metal base circuit board according to this embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the hybrid integrated circuit module according to this embodiment. In the insulated metal base circuit board of the present embodiment, the insulating layer (A) 3 is provided on one main surface of the
本実施形態においては、図1、図2に例示するように、絶縁金属ベース回路基板回路面の周囲に金属材料からなる導体回路2を形成している。すなわち、本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板では、絶縁金属ベース回路基板の回路面の外周に沿うようにして帯状領域が存在しており、この帯状領域には導体回路2が設けられている。これにより、加熱時等における基板の複雑な反りを制御し、実装工程における接合材の接合不良を無くすことができる。
In this embodiment, as illustrated in FIGS. 1 and 2, a
ここで、回路基板回路面の周囲とは、絶縁金属ベース回路基板の端から重心を通る断面の長さをWsとすると、0.4Ws/100〜10Ws/100をいう。すなわち、本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板では、回路基板回路面の周囲とは、絶縁金属ベース回路基板の端から所定の距離だけ離れた2本の環状線に挟まれた所定の幅の帯状の領域であると言うことができる。そして、この帯状の領域における上記の所定の距離および所定の幅は、絶縁金属ベース回路基板の端から重心を通る断面の長さをWsに対する相対値として規定される。 Here, the periphery of the circuit board circuit surface means 0.4 Ws / 100 to 10 Ws / 100, where Ws is the length of the cross section passing through the center of gravity from the end of the insulating metal base circuit board. That is, in the insulated metal base circuit board according to the present embodiment, the periphery of the circuit board circuit surface has a predetermined width sandwiched between two annular lines separated by a predetermined distance from the end of the insulated metal base circuit board. It can be said that it is a belt-like region. The predetermined distance and the predetermined width in the band-like region are defined as a relative value with respect to Ws, which is the length of the cross section passing through the center of gravity from the end of the insulating metal base circuit board.
上記の所定の距離および所定の幅の規定の仕方を具体的に説明する。まず、回路面の重心を通る回路面に対して垂直な任意の絶縁金属ベース回路基板の断面において、この絶縁金属ベース回路基板の断面における回路面の幅をWsとする。この場合に、上記の帯状領域の断面は、絶縁金属ベース回路基板の断面における回路面の一端から、Wsの0.2/100倍だけ離れた位置(内側の環状線の位置)および10/100だけ離れた位置(外側の環状線の位置)の間に挟まれた領域に相当することになる。このようにして規定すると、上記の回路基板回路面の周囲の帯状領域は、絶縁金属ベース回路基板の端から重心を通る断面の長さをWsとすると、0.4Ws/100〜10Ws/100の範囲に存在することになる。 A method of defining the predetermined distance and the predetermined width will be specifically described. First, in the cross section of an arbitrary insulated metal base circuit board perpendicular to the circuit surface passing through the center of gravity of the circuit surface, the width of the circuit surface in the cross section of the insulated metal base circuit board is defined as Ws. In this case, the cross-section of the band-shaped region has a position (the position of the inner annular line) separated by 0.2 / 100 times Ws from one end of the circuit surface in the cross-section of the insulating metal base circuit board and 10/100. This corresponds to a region sandwiched between positions separated by a distance (position of the outer annular line). If it prescribes | regulates in this way, if the length of the cross section which passes along a gravity center from the edge of an insulated metal base circuit board is set to Ws, the strip | belt-shaped area | region of the said circuit board circuit surface will be 0.4Ws / 100-10Ws / 100. Will be in range.
そして、絶縁金属ベース回路基板回路面の周囲全領域に渡って導体回路を形成している必要は必ずしもなく、絶縁金属ベース回路基板回路面の周囲の60%以上の領域に導体回路2を形成していればよい。
The conductor circuit does not necessarily have to be formed over the entire area around the insulating metal base circuit board circuit surface, and the
すなわち、本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板では、帯状領域における導体回路2の設置領域の占有率が60%以上であればよい。なお、この占有率は、好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上である。帯状領域における導体回路2の設置領域の占有率が60%以上であれば、加熱時等における基板の複雑な反りを制御し、実装工程における接合材の接合不良を無くすことができるからである。
That is, in the insulated metal base circuit board according to the present embodiment, the occupation ratio of the installation area of the
なお、縁面の放電を防ぐために、0.2Ws/100〜2Ws/100程度の導体回路2のない領域を設けても構わない。すなわち、本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板では、導体回路2を設置しない第2の帯状領域が存在してもよい。この第2の帯状領域は、上記の導体回路2が設置されている帯状領域の外側に、その導体回路2が設置されている帯状領域と一部重複または隔離して存在することが好ましい。
In order to prevent discharge of the edge surface, a region without the
つまり、この第2の帯状領域は、回路面の重心を通る回路面に対して垂直な任意の絶縁金属ベース回路基板の断面では、断面における回路面の一端およびその一端から断面における回路面の幅Wsの0.2/100倍以上2/100倍以下だけ離れた位置との間に挟まれた領域に相当する。このように絶縁金属ベース回路基板の回路面の導体回路2が設置されている帯状領域の外側に、回路面の幅Wsの0.2/100倍以上2/100倍以下の幅を有する導体回路2のない第2の帯状領域を設けることによって、絶縁金属ベース回路基板の縁面の放電を防ぐことができる。
In other words, the second band-shaped region has one end of the circuit plane in the cross section and the width of the circuit plane in the cross section from the one end in the cross section of any insulating metal base circuit board perpendicular to the circuit plane passing through the center of gravity of the circuit plane. This corresponds to a region sandwiched between positions separated by 0.2 / 100 times or more and 2/100 times or less of Ws. As described above, a conductor circuit having a width of 0.2 / 100 times or more and 2/100 times or less of the width Ws of the circuit surface outside the band-like region where the
ここで、この絶縁金属ベース回路基板の回路面の外周に内接する面積最大の矩形形状を描くことができる。なお、本実施形態における図1に示すような矩形形状の絶縁金属ベース回路基板では、絶縁金属ベース回路基板内にとりうる最大の矩形形状は、絶縁金属ベース回路基板と一致する。 Here, a rectangular shape having the maximum area inscribed on the outer periphery of the circuit surface of the insulating metal base circuit board can be drawn. In the rectangular insulated metal base circuit board as shown in FIG. 1 in the present embodiment, the maximum rectangular shape that can be taken in the insulated metal base circuit board matches the insulated metal base circuit board.
本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板では、絶縁金属ベース回路基板内にとりうる最大の矩形形状をとる場合に、絶縁金属ベース回路基板の平面形状の面積全体に対する前記矩形形状の面積の占める割合が60%以上であることが好ましい。すなわち、その矩形形状の絶縁金属ベース回路基板に占める割合が60%以上、好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上である。これにより、一様な反りを誘起せしめることができ、複雑な反りを制御して、実装工程における接合材の接合不良を無くすことが出来る。 In the insulated metal base circuit board according to the present embodiment, when the largest rectangular shape that can be taken in the insulated metal base circuit board is taken, the ratio of the area of the rectangular shape to the entire planar area of the insulated metal base circuit board is It is preferable that it is 60% or more. That is, the proportion of the rectangular insulating metal base circuit board is 60% or more, preferably 70% or more, and more preferably 90% or more. As a result, uniform warpage can be induced, and complex warpage can be controlled to eliminate bonding failure of the bonding material in the mounting process.
次に、本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板の各構成を説明する。 Next, each configuration of the insulated metal base circuit board according to the present embodiment will be described.
[導体回路]
本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板に用いる導体回路2は、単一の金属箔で構成されているものであっても、2つ以上の複数の金属層を積層したクラッド箔から構成されているものでも構わない。
[Conductor circuit]
The
上記の導体回路2を構成する金属としては、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、錫、金、銀、モリブデン、チタニウムのいずれか、これらの金属を2種類以上含む合金、或いは上記の金属又は合金を使用したクラッド箔等を用いることができる。尚、上記の金属箔の製造方法は電解法でも圧延法で作製したものでもよい。
The metal constituting the
また、上記の導体回路2を構成する金属箔上にはNiメッキ、Ni−Auメッキ、半田メッキなどの金属メッキがほどこされていてもかまわない。
Further, metal plating such as Ni plating, Ni—Au plating, solder plating, or the like may be applied on the metal foil constituting the
上記の導体回路2の厚みは0.005mm〜0.400mmが好ましく、更に好ましくは0.01mm〜0.30mmである。0.005mm以上であれば回路基板として十分な導通回路を確保できるし、0.400mm以下ならば低コストで効率よく回路形成が行える。
The thickness of the
[絶縁層(A)]
本実施形態に用いる絶縁層(A)3は、特に限定するものではなく、無機物等からなる絶縁層を排除する趣旨ではないが、成形性、可堯性、絶縁性などの面から絶縁性樹脂組成物からなる絶縁層であることが好ましい。
[Insulating layer (A)]
The insulating layer (A) 3 used in the present embodiment is not particularly limited, and is not intended to exclude an insulating layer made of an inorganic material or the like, but is an insulating resin from the viewpoints of moldability, flexibility, insulating properties, and the like. An insulating layer made of the composition is preferred.
また、絶縁層(A)3は、1層以上の単位絶縁層から構成され、単位絶縁層が一層であっても、複数の単位絶縁層から構成されていても構わない。絶縁層(A)3は、回路基板の熱放散性を高く維持するために、いろいろな無機充填材を含有することが好ましい。また、絶縁層(A)3が多層構造を有する場合には、樹脂の種類、無機材の種類、樹脂への添加剤等の種類、或いはそれらの量的割合を変更した少なくとも2種類以上の単位絶縁層で構成されていることが好ましい。例えば、単位絶縁層が3層以上で構成されている場合、いずれの単位絶縁層が異なる組成であっても、また隣り合う単位絶縁層が異なる組成で、隣り合わない単位絶縁層が同一組成であっても構わない。 The insulating layer (A) 3 is composed of one or more unit insulating layers, and the unit insulating layer may be a single layer or a plurality of unit insulating layers. The insulating layer (A) 3 preferably contains various inorganic fillers in order to maintain high heat dissipation of the circuit board. Further, when the insulating layer (A) 3 has a multilayer structure, at least two or more types of units in which the type of resin, the type of inorganic material, the type of additive to the resin, or the quantitative ratio thereof is changed are used. It is preferable that it is composed of an insulating layer. For example, when the unit insulating layer is composed of three or more layers, even if any unit insulating layer has a different composition, adjacent unit insulating layers have different compositions and non-adjacent unit insulating layers have the same composition. It does not matter.
本実施形態に用いる絶縁層(A)3の熱伝導率は0.5W/mK以上であり、好ましくは1W/mK以上であり、さらに好ましくは1.5W/mK以上である。0.5W/mK以上の熱伝導率を有する絶縁層を用いた絶縁金属ベース回路基板は、電子部品から発生する熱を効率よく絶縁金属ベース回路基板裏面側に放熱し、さらに、外部に放熱することにより電子部品の蓄熱を低減し、電子部品の温度上昇を小さくするとともに、長寿命の混成集積回路モジュールを提供することができる。 The thermal conductivity of the insulating layer (A) 3 used in this embodiment is 0.5 W / mK or more, preferably 1 W / mK or more, and more preferably 1.5 W / mK or more. An insulating metal base circuit board using an insulating layer having a thermal conductivity of 0.5 W / mK or more efficiently dissipates heat generated from electronic components to the back side of the insulating metal base circuit board, and further dissipates heat to the outside. As a result, it is possible to provide a long-life hybrid integrated circuit module while reducing the heat storage of the electronic component, reducing the temperature rise of the electronic component.
また、上記導体回路2と金属箔4との間の耐電圧が1kV以上、望ましくは1.5kV以上、さらに望ましくは2kV以上という、耐電圧特性を有することが好ましい。耐電圧が1kV以上であれば、電子部品を搭載したときに、安定して電子部品を稼働させることができる。
Moreover, it is preferable to have a withstand voltage characteristic that the withstand voltage between the
さらに、上記絶縁層(A)3は、200Kから450Kの温度範囲において、貯蔵弾性率と熱膨張率との積が1kPa/K以上10MPa/K以下のものが好ましく、10kPa/K以上1MPa/K以下のものが特に好ましい。貯蔵弾性率と熱膨張率との積が1kPa/K以上であれば製造時の取り扱いが容易であり、10MPa/K以下であれば接合材への負担を軽減させることが可能となる。 Further, the insulating layer (A) 3 preferably has a product of a storage elastic modulus and a thermal expansion coefficient of 1 kPa / K to 10 MPa / K in a temperature range of 200 K to 450 K, and is preferably 10 kPa / K to 1 MPa / K. The following are particularly preferred: If the product of the storage elastic modulus and the coefficient of thermal expansion is 1 kPa / K or more, handling during production is easy, and if it is 10 MPa / K or less, the burden on the bonding material can be reduced.
上記絶縁層(A)3の厚みは、50μm以上400μm以下が好ましく、さらに好ましくは80μm以上200μm以下である。50μm以上であれば十分な電気絶縁性が確保できるし、400μm以下であれば熱放散性が十分に達成でき、小型化や薄型化に寄与できる。 The thickness of the insulating layer (A) 3 is preferably 50 μm or more and 400 μm or less, and more preferably 80 μm or more and 200 μm or less. If it is 50 μm or more, sufficient electric insulation can be secured, and if it is 400 μm or less, heat dissipation can be sufficiently achieved, contributing to miniaturization and thickness reduction.
上記絶縁層(A)3に用いられる樹脂としては、特に限定されず、耐熱性、電気絶縁性に優れた樹脂であればどのようなものであっても良いが、耐熱性や寸法安定性の点から熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などが使用でき、特に、無機充填材を含みながらも、硬化状態において、金属箔4、導体回路2との接合力及び絶縁性に優れた二官能性エポキシ樹脂と重付加型硬化剤とを主成分としたものが好ましい。
The resin used for the insulating layer (A) 3 is not particularly limited and may be any resin as long as it is excellent in heat resistance and electrical insulation. From the viewpoint, a thermosetting resin is preferable. As the thermosetting resin, an epoxy resin, a phenol resin, a silicone resin, an acrylic resin, or the like can be used. In particular, the adhesive strength and insulation with the
上記重付加型硬化剤としては、機械的及び電気的性質に優れた酸無水物類やフェノール類が好ましく、熱硬化性樹脂に含まれるエポキシ樹脂のエポキシ当量に対して活性水素等量が0.8〜1倍であれば、絶縁層の機械的及び電気的性質が確保できるため好ましい。 As the polyaddition type curing agent, acid anhydrides and phenols excellent in mechanical and electrical properties are preferable, and the active hydrogen equivalent is 0. 0 with respect to the epoxy equivalent of the epoxy resin contained in the thermosetting resin. If it is 8 to 1 times, it is preferable because the mechanical and electrical properties of the insulating layer can be secured.
上記エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、ビスフェノールF型エポキシ樹脂などの可撓性を有しないエポキシ樹脂やダイマー酸エポキシ樹脂などの可撓性を有するエポキシ樹脂が使用できる。また、アクリルゴムなどで予め変性したエポキシ樹脂も使用できる。 Although it does not specifically limit as said epoxy resin, Epoxy resins which have flexibility, such as an epoxy resin which does not have flexibility, such as a bisphenol F type epoxy resin, and a dimer acid epoxy resin, can be used. Moreover, an epoxy resin previously modified with acrylic rubber or the like can also be used.
硬化剤についてはフェノール樹脂などの可撓性を有しない硬化剤や脂肪族系炭化水素のジアミンなどの可撓性を有する硬化剤が使用でき、これらの硬化剤とエポキシ樹脂を組み合わせてもよい。また、硬化促進剤についても必要に応じて使用してもよいし、これらの硬化剤以外にポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂などの樹脂成分を使用してもよい。 As the curing agent, a flexible curing agent such as a phenolic resin or a flexible curing agent such as an aliphatic hydrocarbon diamine can be used, and these curing agents may be combined with an epoxy resin. Moreover, you may use a hardening accelerator as needed, and you may use resin components, such as a polyimide resin and a phenoxy resin, besides these hardening | curing agents.
具体的なエポキシ樹脂としては、特に限定されず、公知のエポキシ樹脂、例えばナフタレン型、フェニルメタン型、テトラキスフェノールメタン型、ビフェニル型、及びビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物型のエポキシ樹脂等が挙げられる。このうち、応力緩和性という理由から、主鎖がポリエーテル骨格を有し、直鎖状であるエポキシ樹脂が好ましい。 The specific epoxy resin is not particularly limited, and examples thereof include known epoxy resins such as naphthalene type, phenylmethane type, tetrakisphenolmethane type, biphenyl type, and bisphenol A alkylene oxide adduct type epoxy resins. Of these, an epoxy resin having a main chain having a polyether skeleton and a straight chain is preferable because of stress relaxation.
主鎖がポリエーテル骨格を有し、主鎖状であるエポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型の水素添加エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂、ポリテトラメチレングリコール型エポキシ樹脂に代表される脂肪族エポキシ樹脂、およびポリサルファイド変性エポキシ樹脂等が挙げられ、これらを複数組み合わせて用いることもできる。 The epoxy resin whose main chain has a polyether skeleton and has a main chain shape includes bisphenol A type, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol A type hydrogenated epoxy resin, polypropylene glycol type epoxy resin, polytetramethylene glycol type Aliphatic epoxy resins typified by epoxy resins, polysulfide-modified epoxy resins and the like can be mentioned, and a plurality of these can be used in combination.
絶縁金属ベース回路基板に高い耐熱性が必要な場合には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を単独、若しくは他のエポキシ樹脂と組み合わせて用いることで電気絶縁性、熱伝導率が共に高く、耐熱性の高い樹脂硬化体を得ることが可能となる。 When high heat resistance is required for an insulating metal base circuit board, the bisphenol A type epoxy resin is used alone or in combination with other epoxy resins, so that both electrical insulation and thermal conductivity are high and heat resistance is high. A cured resin can be obtained.
上記ビスフェノールA型エポキシ樹脂については、エポキシ当量300以下であることが一層好ましい。エポキシ当量が300以下であれば、高分子タイプになるときに見られる架橋密度の低下によるTgの低下、従って耐熱性の低下を引き起こすことが防止されるからである。また、分子量が大きければ、無機充填材を硬化性樹脂中にブレンドすることが容易になり、均一な樹脂組成物が得られる。 About the said bisphenol A type epoxy resin, it is still more preferable that the epoxy equivalent is 300 or less. This is because if the epoxy equivalent is 300 or less, it is possible to prevent a decrease in Tg due to a decrease in crosslink density, which is observed when the polymer type is obtained, and hence a decrease in heat resistance. Moreover, if molecular weight is large, it will become easy to blend an inorganic filler in curable resin, and a uniform resin composition will be obtained.
上記エポキシ樹脂は加水分解性塩素濃度が600ppm以下であることが好ましい。加水分解性塩素濃度が600ppm以下であれば、絶縁金属ベース回路基板として充分な耐湿性を得ることができる。 The epoxy resin preferably has a hydrolyzable chlorine concentration of 600 ppm or less. If the hydrolyzable chlorine concentration is 600 ppm or less, sufficient moisture resistance as an insulating metal base circuit board can be obtained.
また、上記エポキシ樹脂には硬化剤を添加してもよい。該硬化剤としては、芳香族アミン系樹脂、酸無水物系樹脂、フェノール系樹脂及びジシアンアミドからなる群から選ばれる1種類以上を用いることができる。 Moreover, you may add a hardening | curing agent to the said epoxy resin. As the curing agent, one or more selected from the group consisting of aromatic amine resins, acid anhydride resins, phenol resins, and dicyanamide can be used.
上記硬化剤の添加量については、エポキシ樹脂100質量部に対して、5〜50質量部であることが好ましく、10〜35質量部であることがより好ましい。 About the addition amount of the said hardening | curing agent, it is preferable that it is 5-50 mass parts with respect to 100 mass parts of epoxy resins, and it is more preferable that it is 10-35 mass parts.
さらに、上記エポキシ樹脂には、必要に応じて硬化触媒を使用することもできる。該硬化触媒としては、一般にイミダゾール化合物、有機リン酸化合物、第三級アミン、第四級アンモニウム等が使用され、いずれか1種類以上を選択することができる。 Furthermore, a curing catalyst can be used for the epoxy resin as necessary. As the curing catalyst, an imidazole compound, an organic phosphate compound, a tertiary amine, a quaternary ammonium, or the like is generally used, and any one or more types can be selected.
添加量については、硬化温度により変化するため特に制限はないが、エポキシ樹脂100質量部に対して0.01質量部以上5質量部以下であることが好ましい。0.01質量部以上ならば十分に硬化するし、5質量部以下ならば回路基板製造工程のおける硬化度合いの制御が容易となる。 Although there is no restriction | limiting in particular about addition amount, since it changes with hardening temperature, It is preferable that it is 0.01 to 5 mass parts with respect to 100 mass parts of epoxy resins. If it is 0.01 mass part or more, it will fully harden | cure, and if it is 5 mass parts or less, control of the hardening degree in a circuit board manufacturing process will become easy.
上記絶縁層(A)3には必要に応じてカップリング剤等の分散助剤、溶剤等の粘度調整助剤など公知の各種助剤を、本発明の目的に反しない限りに於いて、添加することが可能である。 As long as it does not contradict the objective of this invention, the said insulating layer (A) 3 adds well-known various adjuvants, such as dispersion | distribution adjuvants, such as a coupling agent, and viscosity adjustment adjuvants, such as a solvent. Is possible.
上記絶縁層(A)3に含有される無機充填材としては、電気絶縁性で熱伝導性の良好なものが好ましく、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸化マグネシウム等が用いられる。これらの無機充填材は、単独でも複数を組み合わせても用いることができる。 The inorganic filler contained in the insulating layer (A) 3 is preferably an electrically insulating and heat conductive material, such as silicon oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, magnesium oxide. Etc. are used. These inorganic fillers can be used alone or in combination.
このうち窒化アルミウムおよび窒化ホウ素が高熱伝導性であるという理由で好ましい。また、酸化ケイ素、窒化ホウ素を用いることで硬化体の誘電率を低く抑えることが可能となり、高周波で用いる電気、電子部品の放熱材料に用いる場合に、電気絶縁性が確保しやすいことから好ましい。更に、ハンドリング性および流動性を向上させるため、上記の無機充填材の粒子形状はアスペクト比が1に近いものが好ましい。粗粒子と微粒子を混ぜ合わせると破砕粒子や球状粒子を単独で用いた場合よりも高充填が可能となり、更に好ましい。 Of these, aluminum nitride and boron nitride are preferred because of their high thermal conductivity. Further, the use of silicon oxide or boron nitride makes it possible to keep the dielectric constant of the cured body low, and it is preferable because it is easy to ensure electrical insulation when used as a heat dissipation material for electric and electronic parts used at high frequencies. Furthermore, in order to improve the handling property and fluidity, the particle shape of the inorganic filler preferably has an aspect ratio close to 1. When coarse particles and fine particles are mixed together, it is possible to achieve a higher packing than when crushed particles or spherical particles are used alone, which is more preferable.
上記無機充填材としては、絶縁層の熱伝導特性を向上させる目的で、粗粒子と微粒子等の複数の粒子群を混合使用することができる。例えば、粗粒子と微粒子を混ぜ合わせて用いる場合には、平均粒子径が5μm以上の粗粒子粉と5μm未満の微粒子粉を用いることが好ましい。粗粒子粉と微粒子粉の割合は粗粒子粉が無機充填材全体に対して40〜98体積%が好ましく、より好ましくは50〜96体積%である。 As the inorganic filler, a plurality of particle groups such as coarse particles and fine particles can be mixed and used for the purpose of improving the heat conduction characteristics of the insulating layer. For example, when using a mixture of coarse particles and fine particles, it is preferable to use coarse particle powder having an average particle diameter of 5 μm or more and fine particle powder of less than 5 μm. The ratio of the coarse particle powder to the fine particle powder is preferably 40 to 98% by volume, more preferably 50 to 96% by volume, with respect to the whole inorganic filler.
又、上記無機充填材の添加量は絶縁層(A)3をなす樹脂組成物中40体積%以上75体積%以下が好ましい。40体積%以上であれば充分な放熱性が確保でき、75体積%以下であれば樹脂中への良好な分散性、接着性及び耐電圧性が得られる。 The amount of the inorganic filler added is preferably 40% by volume or more and 75% by volume or less in the resin composition forming the insulating layer (A) 3. If it is 40 volume% or more, sufficient heat dissipation can be ensured, and if it is 75 volume% or less, good dispersibility, adhesion and voltage resistance in the resin can be obtained.
また、上記無機充填材中のナトリウムイオン濃度は、500ppm以下であることが好ましく、100ppm以下であることがより好ましい。無機充填材中のナトリウムイオン濃度が500ppm以下であれば、高温下、直流電圧下においてイオン性不純物の移動が起こらず、良好な電気絶縁性を保つことができる。 Moreover, it is preferable that the sodium ion concentration in the said inorganic filler is 500 ppm or less, and it is more preferable that it is 100 ppm or less. When the sodium ion concentration in the inorganic filler is 500 ppm or less, the migration of ionic impurities does not occur at high temperature and under direct current voltage, and good electrical insulation can be maintained.
[金属箔]
本実施形態に用いる金属箔4は、特に限定されないが、アルミニウム、鉄、銅、又はそれら金属の合金、もしくはこれらのクラッド材等からなり、いずれでも構わないが、熱放散性を考慮するとアルミニウム、銅、又はそれらの合金が好ましい。また、必要に応じて上記絶縁層(A)3との密着性を改良するために、絶縁層との接着面側に、サンドブラスト、エッチング、各種メッキ処理、カップリング剤処理等の表面処理を施してもよい。
[Metal foil]
The
さらに、先述の導体金属を形成する技術を利用して、金属箔4を回路化してもよい。これにより、絶縁層(A)3の両面に回路を有する両面基板を得ることができる。
Furthermore, the
上記金属箔4の厚みは0.013mm以上であることが好ましく、さらに好ましくは0.05mm以上である。0.013mm以上であればハンドリング時にしわを生じることもなく、0.5mm以上の場合には液晶装置のバックライト用のLEDを搭載する回路基板として好適である。上記金属箔4の厚みの上限値については技術的な制限はないが、金属箔4の厚みが3mmを超えると絶縁金属ベース回路基板としての用途が見いだせず、実用的ではない。
The thickness of the
[その他]
なお、本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板の平面形状の面積は、2×104mm2以上であってもよく、特に6×104mm2以上であってもよい。このように平面形状の面積が2×104mm2以上または6×104mm2以上である場合には、特に構造上熱負荷により反りが発生しやすいが、本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板のように回路設計方法を工夫することで、その反りを低減させることができるからである。一方、この平面形状の面積は、特に制限されないが、製造工程上の制約から通常は2×106mm2以下である。
[Others]
The area of the planar shape of the insulating metal base circuit board according to the present embodiment may be 2 × 10 4 mm 2 or more, particularly 6 × 10 4 mm 2 or more. In this way, when the area of the planar shape is 2 × 10 4 mm 2 or more or 6 × 10 4 mm 2 or more, the structure is likely to warp due to a thermal load, but the insulated metal base according to the present embodiment This is because the warpage can be reduced by devising a circuit design method like a circuit board. On the other hand, the area of the planar shape is not particularly limited, but is usually 2 × 10 6 mm 2 or less because of restrictions on the manufacturing process.
本実施形態において、導体回路2および金属箔4は、互いに異種の金属材料または合金材料であってもよい。例えば、導体回路2が銅または銅合金からなり、金属箔4がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる材料であってもよい。このように、導体回路2および金属箔4の材料が異なる場合には、線膨張率の違いなどによって、特に構造上熱負荷により反りが発生しやすいが、本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板のように回路設計方法を工夫することで、その反りを低減させることができるからである。
In the present embodiment, the
本実施形態において、導体回路2上に各種電子部品を接合するための接合材としては、半田であっても、導電樹脂であっても、電子部品と導体回路2の回路材とを接合するものであれば構わないが、接合材が半田であるときには、電子部品と絶縁金属ベース回路基板の導体回路2との接合力が高く、従って電子部品から発生する熱が容易に放散しやすいので、好ましい。接合材が半田の場合、その半田は、鉛−錫を含む各種の2元、3元系半田であっても、鉛を含まない各種の2元、3元系半田、例えば金、銀、銅、錫、亜鉛、ビスマス、インジウム、アンチモンなどを含む半田であっても構わない。
In the present embodiment, as a bonding material for bonding various electronic components onto the
接合材が導電樹脂の場合、エポキシ或いはアクリル等の樹脂に、金、銀、銅などの金属或いは黒鉛などの導電性材料を1種類含むものであっても、これら金属或いは黒鉛などの導電性材料を2種類以上含むものであっても構わない。 When the bonding material is a conductive resin, even if the epoxy or acrylic resin contains one kind of conductive material such as metal such as gold, silver or copper, or graphite, conductive material such as these metal or graphite It may contain two or more types.
<実施形態2>
次に、本発明の他の実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板及び混成集積回路モジュールを説明する。なお、各構成については実施形態1と同様である。
<
Next, an insulated metal base circuit board and a hybrid integrated circuit module according to another embodiment of the present invention will be described. Each configuration is the same as that of the first embodiment.
図3は、本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板の一例を示す平面概略図である。また、図4は、本実施形態に係る混成集積回路モジュールの一例を示す断面概略図である。本実施形態の絶縁金属ベース回路基板は、金属箔4の一主面上に絶縁層(A)3が設けられており、絶縁層(A)上に導体回路2が形成され、接合材を使用しない回路部分及び絶縁層(A)の上に絶縁層(B)6を配置した構造を有している。本実施形態の混成集積回路モジュールは、絶縁金属ベース回路基板の導体回路2の所望部分に接合材5を介して表面実装型電子部品1を配置搭載した構造を有している。
FIG. 3 is a schematic plan view showing an example of an insulated metal base circuit board according to the present embodiment. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a hybrid integrated circuit module according to this embodiment. The insulating metal base circuit board of this embodiment is provided with the insulating layer (A) 3 on one main surface of the
すなわち、本実施形態の絶縁金属ベース回路基板は、絶縁層(A)3および導体回路2の上部にさらに第二の絶縁層(B)を設けてなる構造を有している。そのため、第二の絶縁層(B)によって、導体回路2の表面が保護されており、耐湿性、耐久性、耐薬品性などの耐久性に優れている。
That is, the insulated metal base circuit board of the present embodiment has a structure in which the second insulating layer (B) is further provided on the insulating layer (A) 3 and the
ここで、この絶縁金属ベース回路基板の回路面の外周に内接する面積最大の矩形形状を描くことができる。なお、本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板内にとりうる最大の矩形形状の取り方は、図5に例示するように、絶縁金属ベース回路基板内にとりうる最大の矩形形状をとる場合に、絶縁金属ベース回路基板の平面形状の面積全体に対する前記矩形形状の面積の占める割合が60%以上であることが好ましい。すなわち、その矩形形状の絶縁金属ベース回路基板に占める割合が60%以上、好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上である。これにより、一様な反りを誘起せしめることができ、複雑な反りを制御して、実装工程における接合材の接合不良を無くすことが出来る。 Here, a rectangular shape having the maximum area inscribed on the outer periphery of the circuit surface of the insulating metal base circuit board can be drawn. Note that the maximum rectangular shape that can be taken in the insulated metal base circuit board according to the present embodiment is shown in FIG. 5 when the largest rectangular shape that can be taken in the insulated metal base circuit board is taken. It is preferable that the ratio of the area of the rectangular shape to the whole area of the planar shape of the metal base circuit board is 60% or more. That is, the proportion of the rectangular insulating metal base circuit board is 60% or more, preferably 70% or more, and more preferably 90% or more. As a result, uniform warpage can be induced, and complex warpage can be controlled to eliminate bonding failure of the bonding material in the mounting process.
[絶縁層(B)]
本実施形態に係る絶縁層(B)6全体の厚みは10〜500μm程度あれば充分であるが、10〜100μmとするときは絶縁金属ベース回路基板を生産性高く製造できるという利点も有するので好ましい。
[Insulating layer (B)]
The total thickness of the insulating layer (B) 6 according to this embodiment is sufficient if it is about 10 to 500 μm. However, the thickness of 10 to 100 μm is preferable because it has an advantage that an insulating metal base circuit board can be manufactured with high productivity. .
上記絶縁層(B)6に使用される樹脂としては、熱硬化型ソルダーレジストの場合はエポキシ樹脂、紫外線硬化型ソルダーレジストの場合はアクリル樹脂、紫外線・熱併用型ソルダーレジストの場合はエポキシ樹脂とアクリル樹脂との併用が望ましい。 The resin used for the insulating layer (B) 6 is an epoxy resin in the case of a thermosetting solder resist, an acrylic resin in the case of an ultraviolet curable solder resist, and an epoxy resin in the case of an ultraviolet / heat combined solder resist. Use in combination with an acrylic resin is desirable.
また、上記絶縁層(B)6を白色膜としてもよい。このようにすれば、基板自体の反射率が高くなり、LED素子等の光源と組み合わせることで、混成集積回路モジュール自体を平面光源として使用することもできる。平面光源は、各種の照明として用いる他、テレビやパソコン、携帯電話等に用いられる各種液晶パネルのバックライトなどとして用いることができる。 The insulating layer (B) 6 may be a white film. In this way, the reflectance of the substrate itself is increased, and the hybrid integrated circuit module itself can be used as a planar light source by combining with a light source such as an LED element. The planar light source can be used as various illuminations, and as a backlight for various liquid crystal panels used in televisions, personal computers, mobile phones and the like.
上記白色膜は、400〜800nmの可視光領域に対して70%以上の反射率、さらに好ましい実施態様においては、450〜470nmと520〜570nm及び620〜660nmに対していずれも80%以上の反射率を有することが好ましい。 The white film has a reflectance of 70% or more with respect to a visible light region of 400 to 800 nm. In a more preferred embodiment, the white film has a reflectance of 80% or more with respect to 450 to 470 nm, 520 to 570 nm, and 620 to 660 nm. It is preferable to have a rate.
上記白色膜は、具体的には、光硬化樹脂や熱硬化樹脂を含有する樹脂組成物に白色顔料を配合して得ることができる。光硬化型樹脂や熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、及びこれらの混合物が好適に用いられるが、これらに制限されるものではない。 Specifically, the white film can be obtained by blending a white pigment into a resin composition containing a photocurable resin or a thermosetting resin. Epoxy resins, acrylic resins, and mixtures thereof are preferably used as the photocurable resin and thermosetting resin, but are not limited thereto.
上記白色膜に含有される白色顔料としては、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、二酸化チタン、酸化アルミニウム、スメクタイトから選ばれる少なくとも1種以上を含有することが好ましい。 The white pigment contained in the white film preferably contains at least one selected from zinc oxide, calcium carbonate, titanium dioxide, aluminum oxide, and smectite.
上記白色顔料のうち二酸化チタンが最も屈折率が大きく、基板の光の反射率を高める際に用いる場合により好ましい。二酸化チタンには、結晶系がアナターゼ型とルチル型が知られているが、ルチル型のものが安定性に優れるため光触媒作用が弱く、他の構造のものに比べ樹脂成分の劣化が抑制されるので好適に用いることができる。 Of the white pigments, titanium dioxide has the highest refractive index and is more preferable when used to increase the light reflectance of the substrate. As for titanium dioxide, anatase type and rutile type are known. However, rutile type is excellent in stability, so photocatalytic action is weak, and deterioration of the resin component is suppressed compared to other structures. Therefore, it can be used suitably.
さらに、二酸化チタンに各種の表面処理を施し、光触媒作用を抑制したものが好適に用いることができる。表面処理の代表例としては、二酸化ケイ素や水酸化アルミニウム等によるコーティングが挙げられる。また、二酸化チタンに関して、光の散乱効率を高めるために平均粒子径が0.30μm以下であることが好ましい。 Furthermore, what surface-treated titanium dioxide and suppressed photocatalytic action can be used conveniently. Typical examples of the surface treatment include coating with silicon dioxide, aluminum hydroxide or the like. Further, regarding titanium dioxide, the average particle diameter is preferably 0.30 μm or less in order to increase the light scattering efficiency.
上記白色顔料のうち、酸化亜鉛は高屈折率及び高放熱性を兼備する材料であり、基板の反射率及び放熱性を高める際に用いる場合により好ましい。また、酸化亜鉛の光の散乱効率を高める場合には、平均粒子径が0.35μm以下であることが好ましい。 Among the white pigments, zinc oxide is a material having both a high refractive index and a high heat dissipation property, and is more preferable when used to increase the reflectance and the heat dissipation property of the substrate. Moreover, when improving the light scattering efficiency of zinc oxide, it is preferable that an average particle diameter is 0.35 micrometer or less.
上記絶縁層(B)6に白色顔料を添加する場合の添加量は、絶縁層全体に対し5〜50体積%が好ましく、更に好ましくは5〜30体積%である。5体積%以上であれば十分な反射率向上の効果が得られるし、50体積%以下であれば絶縁層を形成する操作において、適切な分散性が確保できる。 The amount of white pigment added to the insulating layer (B) 6 is preferably 5 to 50% by volume, more preferably 5 to 30% by volume, based on the entire insulating layer. If it is 5 volume% or more, the effect of a sufficient reflectance improvement will be acquired, and if it is 50 volume% or less, appropriate dispersibility can be secured in the operation of forming the insulating layer.
尚、導体回路2上に絶縁層(B)6を形成する場合には、LED等の電子部品の接合部やコネクター接合部に相当する部分に、マスク処理等により、予め開口部を設けることで対応すればよい。
In the case where the insulating layer (B) 6 is formed on the
尚、絶縁層(B)との接着性の点から、上記導体回路2の、絶縁層(B)6に接する側の表面はサンドブラスト、エッチング、各種メッキ処理、カップリング剤処理等の表面処理も適宜選択可能である。
From the viewpoint of adhesiveness with the insulating layer (B), the surface of the
上記構成からなる混成集積回路モジュールは、導体回路2又は絶縁層(A)3上に絶縁層(B)6が形成されており、該絶縁層(B)6は、LED素子、チップ抵抗やチップコンデンサなどの電子部品が、半田或いは導電樹脂等の接合材により固定される時、接合材の箇所を特定するためのソルダーレジストとしても利用される。さらに、絶縁層(B)6が白色膜であることにより、光に対する反射率が高くなり、LED素子等の光源と組み合わせることで、平面光源として使用することもできる。このような平面光源は、各種の照明として用いる他、テレビやパソコン、携帯電話などの各種液晶パネルのバックライトなどとして用いることができる。
In the hybrid integrated circuit module having the above-described configuration, the insulating layer (B) 6 is formed on the
<製造方法>
次に、本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板及びそれを用いた混成集積回路モジュールの製造方法を説明する。
<Manufacturing method>
Next, an insulating metal base circuit board according to this embodiment and a method for manufacturing a hybrid integrated circuit module using the same will be described.
本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板の製造方法は、無機充填材を含有する樹脂に適宜硬化剤等の添加剤を添加した絶縁材料を1種又は複数準備し、金属箔4及び/又は導体金属(導体回路2)となる金属箔上に1層又は多層塗布しながら、必要に応じて紫外線等の光の照射や加熱処理等を施して硬化させ、その後、金属箔にエッチング等の処理を施すことにより回路形成する方法が適用できる。
In the method for manufacturing an insulating metal base circuit board according to this embodiment, one or a plurality of insulating materials obtained by appropriately adding an additive such as a curing agent to a resin containing an inorganic filler are prepared, and the
あるいは、予め絶縁材料からなるシ−ト(絶縁層(A)3に相当)を作製しておき、上記シートを介して金属箔4や導体金属(導体回路2)となる金属箔を張り合わせた後、エッチング等により回路形成する方法も適用できる。
Alternatively, after a sheet made of an insulating material (corresponding to the insulating layer (A) 3) is prepared in advance and the
さらに、実施形態2のように絶縁膜(絶縁層(B)6)を形成する場合には、上記絶縁金属ベース回路基板上に絶縁層(B)6となるソルダーレジストや白色膜を塗布し、紫外線等の光の照射や加熱処理等を施して硬化させればよい。この時、表面実装部品用の接合材を接合する回路部分には、マスク処理を施すなどして、塗膜を形成しないようにする。 Furthermore, when forming an insulating film (insulating layer (B) 6) as in the second embodiment, a solder resist or white film to be the insulating layer (B) 6 is applied on the insulating metal base circuit board, What is necessary is just to cure by irradiating light, such as an ultraviolet-ray, or heat processing. At this time, the circuit portion to which the bonding material for the surface mount component is bonded is masked so that no coating film is formed.
そして、上記の絶縁金属ベース回路基板を用いた混成集積回路モジュールとするためには、所望の位置に接合材を用いて、表面実装部品などを接合すればよい。 In order to obtain a hybrid integrated circuit module using the above insulating metal base circuit board, a surface mount component or the like may be bonded using a bonding material at a desired position.
尚、本実施形態では、絶縁層(B)との接着性の点から、導体回路2を構成する金属箔の絶縁層(B)に接する側の表面はサンドブラスト、エッチング、各種メッキ処理、カップリング剤処理等の表面処理も適宜選択可能である。
In this embodiment, from the viewpoint of adhesiveness with the insulating layer (B), the surface of the metal foil constituting the
本実施形態に係る絶縁金属ベース回路基板及びそれを用いた混成集積回路モジュールの製造方法によれば、基板の大きさが大きくなっても、あるいは、基板の厚みが薄くなっても、実装工程時の熱負荷により発生する反り挙動を減少させることができ、電子部品の接合材を確実に接合させることができ、実使用下においても、その周辺部に接合はがれを生じることがなく、信頼性の高い混成集積回路モジュールを提供することができる。 According to the insulating metal base circuit board and the manufacturing method of the hybrid integrated circuit module using the same according to the present embodiment, even when the board size is increased or the board thickness is reduced, the mounting process is performed. The warpage behavior caused by the heat load of the electronic component can be reduced, and the bonding material of the electronic component can be securely bonded. A high hybrid integrated circuit module can be provided.
<作用効果>
以下、上記実施形態1または実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板及びそれを用いた混成集積回路モジュールの作用効果について説明する。
<Effect>
Hereinafter, the operation and effect of the insulating metal base circuit board according to the first embodiment or the second embodiment and the hybrid integrated circuit module using the insulating metal base circuit board will be described.
上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板は、いずれも絶縁金属ベース回路基板の回路面の外周に沿うようにして帯状領域が存在し、回路面の重心を通る回路面に対して垂直な任意の絶縁金属ベース回路基板の断面における帯状領域は、断面における回路面の一端から断面における回路面の幅Wsの0.2/100倍だけ離れた位置および10/100だけ離れた位置の間に挟まれた領域であり、帯状領域における導体回路2の設置領域の占有率が60%以上となるように設計されている。そのため、基板の実装工程時の熱負荷により発生する反り挙動を減少させることができ、半田や導電性樹脂等の電子部品の接合材5を強固に接合させることができる。
In the insulated metal base circuit boards according to the first embodiment and the second embodiment, a band-shaped region exists along the outer periphery of the circuit surface of the insulated metal base circuit board, and the circuit surface passes through the center of gravity of the circuit surface. The band-like regions in the cross section of any insulating metal base circuit board perpendicular to each other are located at a position away from one end of the circuit surface in the cross section by 0.2 / 100 times the width Ws of the circuit surface in the cross section and at a position separated by 10/100 The area occupied by the
また、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板は、いずれも絶縁金属ベース回路基板の回路面の面積全体に対する矩形形状の面積の占める割合が60%以上となるように設計されてもよい。この構成によれば、一様な反りを誘起せしめることができ、複雑な反りを制御して、実装工程における接合材5の接合不良を無くすことが出来る。
In addition, the insulating metal base circuit boards according to the first and second embodiments are designed so that the ratio of the rectangular area to the entire area of the circuit surface of the insulating metal base circuit board is 60% or more. May be. According to this configuration, uniform warpage can be induced, and complicated warpage can be controlled to eliminate bonding failure of the
また、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板は、いずれも導体回路2および金属箔4が、互いに異種の金属材料または合金材料からなるように設計されてもよい。例えば、導体回路2が銅または銅合金からなり、金属箔4がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる材料であってもよい。このように、導体回路2および金属箔4の材料が異なる場合には、線膨張率の違いなどによって、特に構造上熱負荷により反りが発生しやすいが、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板のように回路設計方法を工夫することで、その反りを低減させることができるからである。
The insulated metal base circuit boards according to
また、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板は、いずれも絶縁層(A)3が絶縁性樹脂組成物からなるように設計されてもよい。絶縁性樹脂組成物からなる絶縁層(A)3であれば、成形性、可堯性、絶縁性などの面で優れているために好ましいからである。
The insulated metal base circuit boards according to
また、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板は、いずれも金属箔4の厚みが0.5mm以下となるように設計されてもよい。この構成によれば、金属箔4の剛性が減少するため、特に構造上熱負荷により反りが発生しやすいが、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板のように回路設計方法を工夫することで、その反りを低減させることができるからである。
The insulated metal base circuit boards according to
また、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板は、いずれも絶縁金属ベース回路基板の平面形状の面積が6×104mm2以上となるように設計されてもよい。このように平面形状の面積が6×104mm2以上である場合には、特に構造上熱負荷により反りが発生しやすいが、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板のように回路設計方法を工夫することで、その反りを低減させることができるからである。
In addition, the insulating metal base circuit boards according to the first and second embodiments may be designed such that the area of the planar shape of the insulating metal base circuit board is 6 × 10 4 mm 2 or more. Thus, when the area of the planar shape is 6 × 10 4 mm 2 or more, the structure is likely to warp due to a thermal load in particular, but the insulating metal base circuit board according to
また、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板は、いずれも絶縁層(A)3および導体回路2の上部にさらに第二の絶縁層(B)6を設けてなるように設計されてもよい。第二の絶縁層(B)によって、導体回路2の表面が保護されることにより、耐湿性、耐久性、耐薬品性などの耐久性が向上するためである。
In addition, the insulated metal base circuit boards according to the first and second embodiments are each formed by further providing the second insulating layer (B) 6 on the insulating layer (A) 3 and the
また、上記実施形態1および実施形態2に係る混成集積回路モジュールは、いずれも上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板を用いているため、基板の大きさが大きくなっても、あるいは、基板厚みが薄くなっても、実装工程時の熱負荷により発生する反り挙動を減少させることができ、電子部品の接合材を確実に接合させることができ、実使用下においても、その周辺部に接合はがれを生じることがなく、信頼性の高い特徴を有する混成集積回路モジュールを提供することができる。 Further, since the hybrid integrated circuit modules according to the first and second embodiments both use the insulating metal base circuit boards according to the first and second embodiments, even if the size of the substrate increases. Or, even if the substrate thickness is reduced, the warping behavior caused by the thermal load during the mounting process can be reduced, and the bonding material for electronic components can be securely bonded, even under actual use, It is possible to provide a hybrid integrated circuit module having a highly reliable characteristic without causing peeling of the peripheral portion.
また、別の表現をすれば、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板は、基板の実装工程時の熱負荷により発生する反り挙動を減少させることができ、半田や導電性樹脂等の電子部品の接合材を強固に接合させることができる。そのため、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板は、半導体素子や発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)素子、チップ抵抗やチップコンデンサなどの表面実装型電子部品を搭載した混成集積回路モジュールに好適に適用できる。また、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板の回路設計方法は、ことに実装工程時の熱負荷により発生する反り挙動を減少するための回路設計方法とそれを適用した混成集積回路モジュールにも好適に適用できる。また、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板の回路設計方法は、特に厚さの薄い絶縁金属ベース回路基板または大面積の絶縁金属ベース回路基板に適用すると極めて効果的である。 In other words, the insulated metal base circuit boards according to the first and second embodiments can reduce the warping behavior caused by the thermal load during the board mounting process, and can be soldered or conductive. Bonding materials for electronic components such as resins can be firmly bonded. Therefore, the insulating metal base circuit board according to the first and second embodiments includes a hybrid integrated circuit on which a semiconductor element, a light emitting diode (LED) element, a surface mounted electronic component such as a chip resistor or a chip capacitor is mounted. It can be suitably applied to a circuit module. In addition, the circuit design method of the insulated metal base circuit board according to the first and second embodiments described above is a circuit design method for reducing the warping behavior caused by the thermal load during the mounting process and a hybrid using the circuit design method. The present invention can also be suitably applied to an integrated circuit module. In addition, the circuit design method for an insulating metal base circuit board according to the first and second embodiments is extremely effective when applied to an insulating metal base circuit board having a small thickness or an insulating metal base circuit board having a large area. .
また、上記実施形態1および実施形態2に係る絶縁金属ベース回路基板には、絶縁層(A)3及び導体回路2上に絶縁層(B)6を形成している場合も含まれる。絶縁層(B)6は、LED素子、チップ抵抗やチップコンデンサなどの電子部品が半田或いは導電樹脂等の接合材により固定される時、接合材の箇所を特定するためのソルダーレジストとして用いることもできる。さらに、絶縁膜(B)6を白色膜にして、光に対して反射率を高くし、LED素子と組み合わせることで、平面光源として使用することもできる。平面光源は、各種の照明として用いる他、テレビやパソコン、携帯電話などの各種液晶パネルのバックライトなどとして用いることができる。
Further, the insulating metal base circuit board according to the first and second embodiments includes a case where the insulating layer (A) 3 and the insulating layer (B) 6 are formed on the
また、上記実施形態1および実施形態2に係る混成集積回路モジュールは、絶縁金属ベース回路基板上に複数の回路が設けられた構造を有し、回路基板の回路上に、例えばLED素子、半導体チップや抵抗チップなどの電子部品が半田或いは導電樹脂等の接合材により固定されており、前記の照明やバックライトなどを含む。 The hybrid integrated circuit module according to the first and second embodiments has a structure in which a plurality of circuits are provided on an insulating metal base circuit board. For example, an LED element or a semiconductor chip is provided on the circuit board. And electronic components such as resistor chips are fixed by a bonding material such as solder or conductive resin, and include the illumination and backlight described above.
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.
例えば、上記実施形態において、混成集積回路モジュールは筐体に固定されて使用されるが、PPS(ポリフェニレンサルファイド)等からなる各種樹脂ケース等に取り付けられる場合もあれば、エポキシ樹脂等に包埋される場合もある。電子部品は一つの回路に設けられていても構わないし、一つの電子部品が二つ以上の回路上に跨って設けられていても構わない。 For example, in the above-described embodiment, the hybrid integrated circuit module is used while being fixed to a housing, but may be attached to various resin cases made of PPS (polyphenylene sulfide) or the like, or embedded in an epoxy resin or the like. There is also a case. The electronic component may be provided in one circuit, or one electronic component may be provided over two or more circuits.
以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, this invention is not limited to these.
<実施例1〜16、比較例1〜8>
35μm厚の銅箔上に、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製、「EP−828」)100質量部に対し、硬化剤としてフェノールノボラック(大日本インキ化学工業社製、「TD−2131」)を50質量部加え、平均粒子径が1.2μmである破砕状粗粒子の酸化ケイ素(龍森社製、「A−1」)と平均粒子径が10μmである破砕状粗粒子の酸化ケイ素(龍森社製、「5X」)を合わせて絶縁層中56体積%(球状粗粒子と球状微粒子は質量比が7:3)となるように配合し、硬化後の厚さが150μmになるように塗布層(絶縁層(A)3)を形成した。つぎに、200μm厚のアルミ箔(金属箔4)を張り合わせ、加熱することにより塗布層を硬化させ、絶縁金属ベース基板を得た。
<Examples 1-16, Comparative Examples 1-8>
On a copper foil having a thickness of 35 μm, phenol novolak (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, “TD-2131”) is used as a curing agent with respect to 100 parts by mass of a bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin, “EP-828”). )) Is added, and the crushed coarse particles of silicon oxide (manufactured by Tatsumori, “A-1”) having an average particle size of 1.2 μm and the crushed coarse particles having an average particle size of 10 μm are oxidized. Silicon (manufactured by Tatsumori Co., Ltd., “5X”) is combined so that the insulating layer has a volume of 56% by volume (spherical coarse particles and spherical fine particles have a mass ratio of 7: 3), and the thickness after curing is 150 μm. Thus, a coating layer (insulating layer (A) 3) was formed. Next, an aluminum foil (metal foil 4) having a thickness of 200 μm was laminated and heated to cure the coating layer to obtain an insulating metal base substrate.
さらに、上記の金属ベース基板について、所定の位置をエッチングレジストでマスクして銅箔をエッチングした後、エッチングレジストを除去して銅回路(導体回路2)を形成し、上記の絶縁金属ベース回路基板主面内にとりうる最大の矩形が350mm×350mmの絶縁金属ベース回路基板とした。このときのマスクをいくつか準備し、実施例及び比較例とした。図1のパターンが実施例4、図6のパターンが比較例4である。各実施例及び比較例について、帯状領域における導体回路の設置領域の占有率、最大の矩形の面積が回路基板主面面積に占める割合を表1に示した。 Further, with respect to the metal base substrate, a predetermined position is masked with an etching resist and the copper foil is etched, and then the etching resist is removed to form a copper circuit (conductor circuit 2). The maximum rectangle that can be taken in the main surface was an insulating metal base circuit board having a size of 350 mm × 350 mm. Several masks at this time were prepared and used as examples and comparative examples. The pattern of FIG. 1 is Example 4, and the pattern of FIG. For each example and comparative example, Table 1 shows the occupation ratio of the conductor circuit installation area in the belt-shaped area and the ratio of the largest rectangular area to the circuit board main surface area.
上記の絶縁金属ベース回路基板上に白色ソルダーレジスト層(絶縁層(B)6)を塗布し、熱及び光で硬化した。この時、銅回路(導体回路2)上の接合材5部分には白色塗膜を形成しない。
A white solder resist layer (insulating layer (B) 6) was applied on the insulating metal base circuit board, and cured with heat and light. At this time, no white coating film is formed on the
次に、上記の操作で得た各々の回路基板のパッドに、ERNI社の表面実装型のコネクターを接合材5で接合し、混成集積回路モジュールとした。実施例1〜12および比較例1〜6については、錫−銅−銀からなる半田を用い、550Kの温度でリフローにより半田付けを行なった。また、実施例13〜16、比較例7、8については、銀−エポキシからなる導電性接着剤を用い、385Kの温度でリフローにより接合した。
Next, a surface mount type connector of ERNI was joined to the pad of each circuit board obtained by the above operation with the joining
(反りの測定)
接合後、水平なテーブルの上に置いて基板各部のテーブルからの高さを測定し、最大の反り量とした。結果を表2に示した。
(Measurement of warpage)
After bonding, the substrate was placed on a horizontal table and the height of each part of the substrate from the table was measured to obtain the maximum amount of warpage. The results are shown in Table 2.
(接合状態の観察)
また、接合後、コネクターの半田に接合不良がないかどうかを観察した。その結果は、表2に示した。
(Observation of bonding state)
Moreover, after joining, it was observed whether or not the connector solder had any joint failure. The results are shown in Table 2.
(クラックの観察)
さらに、上記各々の混成集積回路モジュールに関して、液相中において233K7分保持後423K7分保持を1サイクルとして所定回数処理するヒートサイクル試験を行い、試験後に各々の混成集積回路を光学顕微鏡で主に接合部分のクラックの発生の有無を観察した。その結果は、表2に示した。
(Observation of cracks)
Further, with respect to each of the above hybrid integrated circuit modules, a heat cycle test is performed in which a predetermined number of cycles is performed with 423 K7 minutes held after being held for 233 K7 minutes in the liquid phase, and each hybrid integrated circuit is mainly bonded with an optical microscope after the test. The presence or absence of the generation | occurrence | production of the crack of a part was observed. The results are shown in Table 2.
なお、表2において、各種記号の意味は以下の通りである。
◎;異常なし
○;一部分に接合不良又はクラック有り
×;大部分に接合不良又はクラック有り
−;実施せず
In Table 2, the meanings of various symbols are as follows.
◎: No abnormality ○: Partially defective or cracked ×: Mostly defective or cracked −: Not implemented
<考察>
表2の結果から分かるように、実施例1〜6、13〜16の最大の反り量は、比較例1〜8の1/2以下となり、本発明に係る混成集積回路モジュールが基板の反りを低減できることができる点で優れていることが明瞭である。
<Discussion>
As can be seen from the results in Table 2, the maximum warpage amounts of Examples 1 to 6 and 13 to 16 were 1/2 or less of those of Comparative Examples 1 to 8, and the hybrid integrated circuit module according to the present invention caused the warpage of the substrate. It is clear that it is excellent in that it can be reduced.
また、表2の結果から分かるように、比較例4〜6では、接合不良が認められたのに対し、実施例1〜16では、異常のないことが確認され、本発明に係る混成集積回路モジュールが優れていることが明瞭である。 Further, as can be seen from the results in Table 2, in Comparative Examples 4 to 6, defective bonding was recognized, but in Examples 1 to 16, it was confirmed that there was no abnormality, and the hybrid integrated circuit according to the present invention It is clear that the module is excellent.
さらに、表2の結果から分かるように、比較例1〜8では、クラックの発生が認められたのに対し、実施例1〜18は、500回のヒートサイクルでもクラックの発生は少ないことが確認された。さらに、実施例1〜7は、500回のヒートサイクルでもクラックの発生はなく、異常のないことが確認され、本発明に係る混成集積回路モジュールが耐クラック性にも優れていることが明瞭である。 Furthermore, as can be seen from the results in Table 2, in Comparative Examples 1 to 8, cracks were observed, whereas in Examples 1 to 18, it was confirmed that there were few cracks even after 500 heat cycles. It was done. Furthermore, in Examples 1 to 7, it was confirmed that there was no occurrence of cracks even after 500 heat cycles, and it was clear that the hybrid integrated circuit module according to the present invention was excellent in crack resistance. is there.
以上、本発明を実施例に基づいて説明した。この実施例はあくまで例示であり、種々の変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 In the above, this invention was demonstrated based on the Example. It is to be understood by those skilled in the art that this embodiment is merely an example, and that various modifications are possible and that such modifications are within the scope of the present invention.
本発明の回路設計方法及びそれを用いた絶縁金属ベース回路基板を用いれば、実装工程における反りが小さいため接合不良が発生せず、さらに、実使用条件下で受ける厳しい温度変化によっても電子部品の接合材及びその周辺部にクラックを生じることがなく信頼性の高い混成集積回路ジュールを提供することができ、信頼性が高く産業上有用である。 If the circuit design method of the present invention and an insulated metal base circuit board using the circuit design method are used, bonding defects do not occur because the warpage in the mounting process is small. It is possible to provide a highly reliable hybrid integrated circuit module without causing cracks in the bonding material and its peripheral portion, and it is highly reliable and industrially useful.
1 表面実装電子部品
2 導体回路
3 絶縁層(A)
4 金属箔
5 接合材
6 絶縁層(B)
Ws 絶縁金属ベース回路基板の端から重心を通る断面の長さ
DESCRIPTION OF
4
Ws Length of the cross section passing through the center of gravity from the edge of the insulating metal base circuit board
Claims (9)
前記絶縁金属ベース回路基板の回路面の外周に沿うようにして帯状領域が存在し、
回路面の重心を通る前記回路面に対して垂直な任意の前記絶縁金属ベース回路基板の断面における前記帯状領域は、前記断面における前記回路面の一端から前記断面における前記回路面の幅の0.2/100倍だけ離れた位置および10/100だけ離れた位置の間に挟まれた領域であり、
前記帯状領域における前記導体回路の設置領域の占有率が60%以上であることを特徴とする絶縁金属ベース回路基板。 An insulating metal base circuit board in which a conductor circuit is provided on a metal foil via an insulating layer,
A band-shaped region exists along the outer periphery of the circuit surface of the insulating metal base circuit board,
The band-like region in the cross section of any of the insulating metal base circuit boards perpendicular to the circuit plane passing through the center of gravity of the circuit plane is 0. 0 of the width of the circuit plane in the cross section from one end of the circuit plane in the cross section. A region sandwiched between a position separated by 2/100 times and a position separated by 10/100,
An insulating metal base circuit board characterized in that an occupancy ratio of an installation area of the conductor circuit in the belt-shaped area is 60% or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008152973A JP2009302188A (en) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | Insulated metal base circuit board and hybrid integrated circuit module using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008152973A JP2009302188A (en) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | Insulated metal base circuit board and hybrid integrated circuit module using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009302188A true JP2009302188A (en) | 2009-12-24 |
Family
ID=41548808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008152973A Pending JP2009302188A (en) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | Insulated metal base circuit board and hybrid integrated circuit module using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009302188A (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63265628A (en) * | 1987-04-23 | 1988-11-02 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Sheet obtained by plating copper on metallic base and its manufacture |
| JP2001057446A (en) * | 1999-06-09 | 2001-02-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Hybrid integrated circuit device |
| JP2002076530A (en) * | 2000-09-05 | 2002-03-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Printed circuit board and method of manufacturing printed circuit board |
-
2008
- 2008-06-11 JP JP2008152973A patent/JP2009302188A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63265628A (en) * | 1987-04-23 | 1988-11-02 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Sheet obtained by plating copper on metallic base and its manufacture |
| JP2001057446A (en) * | 1999-06-09 | 2001-02-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Hybrid integrated circuit device |
| JP2002076530A (en) * | 2000-09-05 | 2002-03-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Printed circuit board and method of manufacturing printed circuit board |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102400969B1 (en) | Electronic component mounting board and electronic device | |
| TWI395538B (en) | Metal substrate circuit board, LED and LED light source unit | |
| EP1615267B1 (en) | Hybrid integrated circuit comprising a metal-base circuit board and its manufacturing method | |
| KR101555386B1 (en) | Metal base circuit board | |
| TWI441574B (en) | Metal base circuit substrate | |
| KR102500436B1 (en) | Flexible Substrate | |
| KR20100070329A (en) | Adhesive composition for electronic components and adhesive sheet for electronic components using the same | |
| CN1768559A (en) | multilayer printed circuit board | |
| JP2009049062A (en) | Method for manufacturing metal base circuit board and metal base circuit board | |
| JP2009004718A (en) | Metal base circuit board | |
| CN103918094A (en) | Wiring board and light emitting device using same, and manufacturing method for both | |
| WO2016052346A1 (en) | Printed wiring board | |
| JP2016094599A (en) | Resin composition for thermally conductive sheet, resin layer with substrate, thermally conductive sheet, and semiconductor device | |
| CN1717965A (en) | How to install electronic components | |
| WO2009123125A1 (en) | Insulating metal base circuit board and hybrid integrated circuit module using the same | |
| JP5682554B2 (en) | Metal support flexible substrate and metal support carrier tape for tape automated bonding using the same, metal support flexible circuit substrate for LED mounting, and metal support flexible circuit substrate laminated with copper foil for circuit formation | |
| JP2011124244A (en) | Insulating metal base circuit board and hybrid integrated circuit module using the same | |
| JP5042129B2 (en) | Method for manufacturing insulating metal base circuit board and method for manufacturing hybrid integrated circuit module | |
| JP4921424B2 (en) | Insulated metal base circuit board and hybrid integrated circuit module using the same | |
| JP2009302188A (en) | Insulated metal base circuit board and hybrid integrated circuit module using the same | |
| JP2011119289A (en) | Insulating metal base circuit board, and hybrid integrated circuit module using the same | |
| JP2009117598A (en) | Circuit board and semiconductor device using the same | |
| JP2011124241A (en) | Insulating metal base circuit board and hybrid integrated circuit module using the same | |
| CN100490129C (en) | Metal-base circuit board and its manufacturing method | |
| JP2021086912A (en) | Electronic component mounting board and electronic device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20110817 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20110824 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120110 |