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電子部品搭載装置 - イビデン株式会社
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発明の名称 電子部品搭載装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−177034(P2001−177034A)
公開日 平成13年6月29日(2001.6.29)
出願番号 特願2000−390285(P2000−390285)
出願日 平成4年11月27日(1992.11.27)
代理人 【識別番号】100083932
【弁理士】
【氏名又は名称】廣江 武典
発明者 横幕 俊彦
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 電子部品搭載面および封止樹脂から露出される放熱面を有し、少なくとも放熱面に銅よりイオン化傾向の小なる金属或いはニッケルからなるメッキ層を形成し、その少なくとも側面に黒化処理を施した銅を主成分とする放熱スラグを、電子部品搭載用基板に形成した開口部を閉封して一体化するとともに、前記放熱スラグと前記電子部品搭載用基板に形成されたリードとが電気的に独立していることを特徴とする電子部品搭載装置。
【請求項2】 電子部品搭載面および封止樹脂から露出される放熱面を有し、少なくとも放熱面に銅よりイオン化傾向の小なる金属或いはニッケルからなるメッキ層を形成し、その少なくとも側面に黒化処理を施した銅を主成分とする放熱スラグを、電子部品搭載用基板に形成した開口部を閉封して一体化するとともに、前記放熱スラグと前記電子部品搭載用基板に形成されたリードとが電気的に独立した電子部品搭載装置において、少なくとも前記電子部品搭載用基板に搭載した電子部品を、前記放熱スラグの放熱面を露出させた状態で封止樹脂によるモールドを施すことにより構成したことを特徴とする電子部品搭載装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、封止樹脂から露出して電子部品の放熱を行うための放熱スラグを基板に一体化させると共に、この放熱スラグと外部接続端子となるリードとを電気的に独立させた電子部品搭載装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】所謂電子部品搭載用基板に電子部品を搭載した電子部品搭載装置としては種々のタイプのものがあるが、その中でも、図2〜図4に示す様な電子部品搭載用基板にリードフレームを一体化して構成した構造の電子部品搭載装置が注目されてきている。この電子部品搭載装置は、電子部品搭載用基板に電子部品を搭載した後、外部接続手段であるリードの一部を露出させた状態で、電子部品搭載用基板及び電子部品の全体を封止樹脂によってモールドすることにより形成されるものである。
【0003】このような電子部品搭載装置においては、封止樹脂の内部に言わば埋設された状態となる電子部品からの熱を、熱伝導性のあまり良くない封止樹脂の外部へ如何に効率良く放出するかが重要な問題となっているのである。この問題を簡単に解決する一つの手段が、図1等に示したような放熱スラグを使用することである。この放熱スラグは、金属等の熱の良導体を使用して形成されるものであり、その一部を封止樹脂内の電子部品になるべく近接させ好ましくは密着させて、他の部分を封止樹脂外に露出させることにより、電子部品からの熱を効果的に外部へ放散するものである。
【0004】ところが、このような熱の放散を良好に行う放熱スラグではあるが、これを熱伝導性の良い銅という酸化され易く、しかも封止樹脂との密着性に劣る材料によって形成されることが一般的であり、次のような問題を含んでいるものである。
■安価で加工し易く、しかも熱の良導体であるということから、放熱スラグを構成する材料として銅を使用するのが最も有利であるが、銅は電子部品搭載時あるいはボンディング時の熱処置や、酸やアルカリ等の溶液による前処理等によって酸化等の化学変化が発生し易く、それによって電子部品等に種々な弊害を生じさせる。
■放熱スラグが純粋な銅等の金属によって形成されていると、封止樹脂との密着性が悪くしかも熱膨張率に大きな差があるため、封止樹脂との界面に剥離現象を生じ易く、これによって形成された隙間から電子部品に対して悪影響を及ぼす湿気等の浸入を許してしまうことになる。
■封止樹脂との密着性を向上させるために、この放熱スラグに凹凸を形成する等して封止樹脂との接触面積を増大させることも行われているが、そのための加工は大変なものとなっている。
【0005】このため、図4に示す電子部品搭載装置のように、放熱スラグの放熱面にリードとともにハンダメッキを施して、放熱スラグの腐食防止を図っているが、この従来の電子部品搭載装置においては、放熱スラグとリードとを電気的に接続されたものとしないと、放熱スラグ及びリードに良好なハンダメッキが施せないという欠点がある。従って、この図4に示した電子部品搭載装置においては、少なくとも上記■は解決できるが、放熱スラグとリードとを接触させたくない図2あるいは図3に示したような電子部品搭載装置には適用することができなくなってしまうのである。
【0006】そこで、本発明者等は、電子部品搭載装置が放熱スラグとリードとの電気的接続を必要としないものであった場合でも、上記の■〜■の問題を解決するようにするにはどうしたらよいかについて鋭意研究を重ねてきた結果、本発明を完成したのである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のような実状に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題は、放熱スラグとリードとの電気的独立性を保ちつつ放熱スラグの電子部品搭載用基板及び封止樹脂に対する密着強度を高めて、電子部品搭載装置としたときの耐久性を向上させることである。
【0008】そして、本発明の目的とするところは、放熱スラグとリードとが電気的に独立した電子部品搭載装置において、放熱スラグの電気的信頼性及び耐久性に優れた電子部品搭載装置を簡単な構造によって提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するために、請求項1に係る発明の採った手段は、実施例において使用する符号を付して説明すると、「電子部品搭載面および封止樹脂40から露出される放熱面を有し、少なくとも放熱面に銅よりイオン化傾向の小なる金属或いはニッケルからなるメッキ層11を形成し、その少なくとも側面に黒化処理を施した銅を主成分とする放熱スラグ10を、電子部品搭載用基板20に形成されたの開口部24を閉封して一体化するとともに、放熱スラグと電子部品搭載用基板20に形成されたリード22とが電気的に独立していることを特徴とする電子部品搭載装置100」である。
【0010】また、請求項2の発明が採った手段は、「電子部品搭載面および封止樹脂40から露出される放熱面を有し、少なくとも放熱面に銅よりイオン化傾向の小なる金属或いはニッケルからなるメッキ層11を形成し、その少なくとも側面に黒化処理を施した銅を主成分とする放熱スラグ10を、電子部品搭載用基板20に形成した開口部24を閉封して一体化するとともに、放熱スラグ10と電子部品搭載用基板20に形成されたリード22とが電気的に独立した電子部品搭載装置100において、少なくとも電子部品搭載用基板20に搭載した電子部品30を、放熱スラグ10の放熱面を露出させた状態で封止樹脂40によるモールドを施すことにより構成したことを特徴とする電子部品搭載装置100」である。
【0011】
【発明の作用】次に、本発明に係る放熱スラグ10及び電子部品搭載装置100の作用について説明すると、まず放熱スラグ10においては、これが2つの平行な主面よりなる多角板状あるいは円板状等の板状のもであるから、打ち抜き等の単純な加工によって形成でき、その製造は非常に容易となっているのである。すなわち、この種の放熱スラグにおいては、電子部品搭載用基板や電子部品搭載装置の封止樹脂に対する接触面積を増大させる目的で種々な複雑形状のものが提案されてきていたのであるが、本発明の放熱スラグ10においては、その後述する黒化処理面12によって電子部品搭載用基板20や封止樹脂40に対する密着強度が高められているから、図1に示したようなシンプルな形状のものであっても、その放熱部材としての機能を発揮するものとなっているのである。
【0012】特に、この放熱スラグ10は直方体形状のものであるから、これが固定されるべき電子部品搭載用基板20側の開口部24の形成も、例えば回転しているドリルをその軸心と直交する方向に移動させて切削加工を行なう座グリ加工によっても容易に行えるのである。
【0013】そして、この放熱スラグ10においては、電子部品搭載装置100とされたときの封止樹脂40から露出する放熱面にメッキ層11が形成してあるから、この放熱スラグ10を銅材料によって形成したとしても、容易には腐食しないものとなっている。逆に言えば、この放熱スラグ10は、その放熱面にメッキ層11を積極的に形成したから、この放熱スラグ10を銅材料という加工性が良く、熱伝導性の高い、比較的安価で入手し易い材料を使用し得るものとなっているのであり、平板状としたということとも併せて、製造が容易となっているのである。
【0014】以上のような放熱スラグ10を使用して構成した電子部品搭載装置100においては、図2及び図3に示すように、その封止樹脂40と直接接触する放熱スラグ10の図示側面を黒化処理面12としてあるから、この黒化処理面12が封止樹脂40に対する所謂「アンカー効果」を発揮して、放熱スラグ10は封止樹脂40に対して強固に接着されているのである。このため、両者の界面において剥離現象を生ずることはないのである。
【0015】従って、この電子部品搭載装置100においては、放熱スラグ10と封止樹脂40との界面からの湿気の浸入が許されることはなく、耐久性に優れたものとなっているのである。なお、各リード22が封止樹脂40から突出しているものであるため、その界面も電子部品搭載装置100の側面に露出しているが、このリード22の封止樹脂40に接触する部分にも黒化処理を施しておけばよいものである。
【0016】勿論、この電子部品搭載装置100においては、図2及び図3の図示上面において、放熱スラグ10のメッキ層11が露出しているものであるが、このメッキ層11が放熱スラグ10自体の酸化を防止していることは言うまでもない。特に、電子部品搭載装置100として完成後に、封止樹脂40から突出している各リード22に、他の基板上の導体回路に対する電気的接続を良好にするハンダメッキを施す必要があり、そのメッキ処理前に弱酸性の前処理液中にこの電子部品搭載装置100全体が浸清されることがあるが、このような場合に、銅よりイオン化傾向の小さい金属あるいはニッケルによって形成したメッキ層11は、放熱スラグ10を確実に保護するのである。また、封止樹脂40と放熱スラグ10との界面においては、前述したように両者が強固に密着しているため、前処理液がこの界面から電子部品搭載装置100内に浸入することがないのは前述した通りである。
【0017】
【実施例】次に、各請求項に係る放熱スラグ10及びこれを使用して構成した電子部品搭載装置100を、図面に示した実施例について説明する。
【0018】まず、放熱スラグ10を形成しなければならないが、この放熱スラグ10の形成は、厚さ1.5mmの銅板の放熱面となるべき側の全面に、銅よりイオン化傾向の小さい金属かあるいはニッケルによるメッキ層11を形成するのである。この場合のメッキ層11としては、アルミ、ニッケル、ニッケル/金、白金、あるいは銀を使用することが好ましく、図1の(イ)に示したように、銅材の片面にのみメッキ層11を形成したい場合には、二枚の銅板を重ねて露出する両面に対して行えば良いのである。そして、メッキ層11を形成した銅板を切断または打ち抜き加工することによって、図1に示したような略直方体形状の個片状のものとしてから、これら個片状物に対して黒化処理を施すことにより、少なくとも側面を黒化処理面12とするのである。メッキ層11がニッケルあるいは銅よりもイオン化傾向の小さい金属であるため、個片化した放熱スラグ10を黒化処理槽に侵清しても、銅が露出した部分にのみ黒化処理が施されるので非常に都合が良いのである。
【0019】このように形成した放熱スラグ10には、図1の(イ)または(ロ)に示したように二種類のものがある。図1の(イ)に示した放熱スラグ10は、図示下面側が放熱面となってこの部分のみメッキ層11が形成してあるものであるが、側面は勿論、その図示上面も黒化処理面12としたものである。この図1の(イ)に示した放熱スラグ10は、その図示上面が黒化処理面12となっているので、図2に示すように、電子部品搭載用基板20の開口部24に接着層23を介して一体化するのに適している。また、図1の(ロ)に示した放熱スラグ10は、その図示上下両面にメッキ層11を形成したので、図3に示すように、内面側のメッキ層11を電子部品30のための搭載部とする場合に適しているものであり、また表裏の区別がないため電子部品搭載装置100の製造を容易にするものである。
【0020】図2には、図1の(イ)に示した放熱スラグ10を使用して構成した電子部品搭載装置100が示してあり、この電子部品搭載装置100を構成するための電子部品搭載用基板20は、その表面側に形成した導体回路21に対して、外部接続手段となるべきリード22が直接的に接続されているものであり、その略中央部には電子部品30及び放熱スラグ10の収納部となるべき開口部24が形成してある。そして、この電子部品搭載用基板20においては、その開口部24内に接着層23を介して収納固定した放熱スラグ10に対して、各リード22は電気的に独立したものとしてある。
【0021】この電子部品搭載用基板20に対しては、放熱スラグ10の搭載部に電子部品30を搭載してから、この電子部品30と電子部品搭載用基板20上の導体回路21とをボンディングワイヤ31によって電気的に接続し、この電子部品搭載用基板20及び電子部品30の全体を、各リード22の外端及び放熱スラグ10の放熱面となるメッキ層11を露出させた状態で封止樹脂40によるモールドがなされるのである。これにより、放熱スラグ10のメッキ層11及び各リード22の外端が封止樹脂40から露出した電子部品搭載装置100とされるのである。この場合、電子部品30は放熱スラグ10の黒化処理面に接着層23を介して固定されているため、黒化処理による接着剤23の密着性が図られ、よって電子部品30は放熱スラグ10に強固に固定されることになる。
【0022】図3には、図1の(ロ)に示した放熱スラグ10を使用して構成した電子部品搭載装置100が示してあるが、この電子部品搭載装置100の電子部品搭載用基板20はリード22の両面に絶縁基材を一体化したものである。また、この電子部品搭載装置100においては、放熱スラグ10の内側になるメッキ層11に対して電子部品30が直接的に搭載してあるものであり、これにより、電子部品30の接地または電源端子を放熱スラグ10に接続したものである。なお、その他の構成は、図2に示した電子部品搭載装置100と同様であるので、その説明は図3中に図2に付したのと同一符号を付して省略する。
【0023】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明においては、「電子部品搭載面および封止樹脂40から露出される放熱面を有し、少なくとも放熱面に銅よりイオン化傾向の小なる金属或いはニッケルからなるメッキ層11を形成し、その少なくとも側面に黒化処理を施した銅を主成分とする放熱スラグ10を、電子部品搭載用基板20に形成されたの開口部24を閉封して一体化するとともに、放熱スラグ10と電子部品搭載用基板20に形成されたリード22とが電気的に独立していること」にその特徴があり、これにより、放熱スラグとリードとが電気的に独立した電子部品搭載装置であっても、その電気的信頼性及び耐久性に優れた電子部品搭載装置を簡単な構造によって提供することができるのである。




 

 


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