JP2001177022A

JP2001177022A - 熱伝導基板とその製造方法

Info

Publication number: JP2001177022A
Application number: JP35925299A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Matsuoka; 康之松岡; Keiji Inaba; 圭司稲葉; Seiichi Nakatani; 誠一中谷; Yasuhiro Sugaya; 康博菅谷; Mitsuhiro Matsuo; 光洋松尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2001-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】リードフレームの配線パターン成形にあたっ
ては、従来金型による打ち抜き工程により行っており、
そのため導体パターンは、すべてリードフレームの外枠
に接続される形で形成されなければならず、余分な配線
が必要となった。【解決手段】本発明では、この問題を解決するため
に、表面には一定の厚みを有する金属板から、エッチン
グにより任意の導体配線パターンを形成したリードフレ
ームが埋設され、かつ前記導体配線パターンが存在しな
い部分には少なくとも熱硬化性樹脂と無機フィラーから
なる絶縁物が露出しており、前記導体配線パターンには
各々独立した形状を有する前記導体配線パターンを含
み、他方表面には前記絶縁物を介して放熱するための金
属板を埋設し、金属板端面を絶縁物にて保護した構造を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は樹脂と無機フィラー
の混合物により放熱性を向上させた回路基板に関し、特
に、パワー用エレクトロニクス実装のための高放熱樹脂
基板として用いられる熱伝導基板とその製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化、軽量化、高性
能化に伴い、半導体をはじめとする電子部品の高密度
化、高機能化が要求されている。しかしながら、電力変
換回路を始めとする発熱を伴う回路部では、放熱板や放
熱フィンを用いて熱を外部に逃す必要があるため、他の
部分と比較して小型・軽量化が著しく困難を極めてい
る。これを受けて放熱性を考慮した回路基板の設計が近
年重要となっている。回路基板の放熱性を改良する技術
としては、従来のガラス−エポキシ樹脂によるプリント
基板に対し、アルミニウムなどの金属基板を使用し、こ
の金属基板の片面もしくは両面に絶縁層を介して回路パ
ターンを形成する金属ベース基板が知られている。

【０００３】またより高熱伝導性を要求される場合は、
アルミナや窒化アルミなどのセラミック基板に銅板をダ
イレクトに接合した基板が利用されているが、セラミッ
ク基板は一般にコストが高く、逆に金属ベース基板は、
熱伝導の改善のため絶縁層を薄く形成するため、浮遊容
量が高くノイズを伝播し易いという課題がある。また同
様に金属ベース基板では、配線パターンが３５μｍ厚み
程度の銅箔をエッチングして形成するため、大電流が流
せない。このため、パワーエレクトロニクス分野ではこ
れらが抵抗ロスとして無視できないため、今後の省エネ
の観点で課題となる。

【０００４】ところで、近年熱可塑性樹脂に熱伝導性フ
ィラーを充填した組成物を電極であるリードフレームと
一体化した射出成形による熱伝導モジュールが提案され
ている。この基板は、前述の金属ベース基板およびセラ
ミック基板における性能およびコストの面で両立の難し
い部分を補うものとなっている。

【０００５】具体的には、この射出成形熱伝導モジュー
ルは、機械的強度の面で優れているという金属ベース基
板の特徴と、放熱性が良いというセラミック基板の特性
を有するものとなっている（特開平９−２９８３４４号
公報、特開平９−３２１３９５号公報参照）。加えて、
金型打ち抜きによるリードフレームでは、単独ランドや
曲線状の信号回路等の形成が出来ないために回路の自由
度がないことより、エッチングによるリードフレーム形
成により、より自由度のある回路形成が求められてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一括でリー
ドフレーム、熱伝導シート状物および放熱板用金属板を
形成した場合、前記熱伝導基板でのリードフレームの導
体配線パターン形成に、エッチングによる工程にて行わ
れる。しかしながら、埋設したリードフレームの反対側
に放熱用の金属板を接着させた場合、導体パターンを露
出するために行う、リードフレームの金属平面部分のエ
ッチング工程で、放熱用の金属板端面がエッチングされ
たり、金属板と熱伝導シート状物とその金属面が接触し
ている界面にエッチング液が侵入し、前記熱伝導シート
状物と前記金属板の接着を阻害するという課題があっ
た。

【０００７】また、前記課題のために、放熱板用の金属
板を熱伝導基板を形成した後に張り合わせる工法もある
が、加熱、加圧工程等が追加されるため、生産性、コス
トおよび省エネルギー等に課題を有する。

【０００８】本発明は上記の問題点を解消するためにな
されたもので、エッチング工程において、放熱用の金属
板を腐食させることのない構成及び簡易な製造方法を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係わるリード
フレームは、一定の厚みを有する金属板を用いて、片面
エッチングを施すことより、一方表面には任意の独立し
た島状の導体配線パターンを含む配線パターンが形成さ
れ、前記一方表面の導体配線パターン以外の部分には厚
み方向に対して一様な深さの溝を有しており、他方表面
は平坦な面を持つことで構成されている。

【００１０】前記構成において、リードフレームが、
銅、鉄、アルミニウム、ニッケルから選ばれた少なくと
も１種を主成分とする金属からなることが望ましい。抵
抗ロスを少なくし、大電流に対応できるからである。

【００１１】また前記構成において、リードフレーム
が、０．１〜１．５ｍｍの厚みを有する一様な圧延板で
あることが望ましい。従来の金属ベース基板の薄い銅箔
に比べ大きな電流を流すことができ、微小な配線パター
ンを形成できるからである。

【００１２】また前記構成において、リードフレームの
導体配線パターンが形成されている表面が、ニッケル、
錫、はんだ合金の少なくとも１種類でめっき処理された
ものか、もしくは／さらに表面を粗化されたことが望ま
しい。成型一体化したときの絶縁樹脂との密着性をさら
に良くすることができるからである。

【００１３】また前記構成において、リードフレームの
一様な深さの溝が、一定厚みを有する金属板の厚み方向
に対して厚みの２０〜８０％の深さからなる溝を有する
ことが望ましい。深さが２０％以下では、表面は平坦な
面を持つ金属板をエッチングするのに長時間を有し、経
済的ではない。一方８０％以上では、配線パターン間の
溝が深くなり過ぎ、独立した島状パターン位置を正確に
保持することが困難となる。さらに望ましくは３０〜６
０％の深さであることが望ましく、エッチング時間とリ
ードフレームパターンの強度、さらには大電流に対応し
た埋設されたリードフレームの厚みが適切な範囲とな
る。

【００１４】またこの発明に関わるリードフレームの製
造方法は、一定厚みを有する金属板の一方面のみに任意
の独立した島状の導体配線パターンを含む配線パターン
をエッチング法により形成し、金属板の一方表面にのみ
厚み方向に対して一様な深さを持つ溝と所望の形状をも
つ導体配線パターンを成形するものである。

【００１５】前記構成において、前記レジスト膜を除去
する工程に加え、前記導体配線パターン面上をめっき処
理、若しくは／さらに表面粗化する工程を追加すること
が望ましい。成型時のリードフレームと絶縁樹脂との接
着性を高める効果があるからである。

【００１６】さらにこの発明に係わる熱伝導基板は、表
面にはリードフレームからなる導体配線パターンが埋設
され、かつ前記導体配線パターンが存在しない部分には
少なくとも熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる絶縁物
が露出しており、各々独立した形状を有する前記導体配
線パターンを含み、他方表面には前記絶縁物を介して放
熱される構造を有するものである。

【００１７】前記構成において、熱伝導基板のリードフ
レームと接着された反対面の前記絶縁物表面に、放熱特
性を向上させるための金属板を付加する場合、その大き
さは、絶縁物に埋設されるサイズであり、熱伝導基板の
外形サイズより、０．５ｍｍ以上小さいものを用いるこ
とで、リードフレーム、前記絶縁物および前記金属板を
接着させる際にその金属板が前記絶縁物に埋設されるこ
とで、その金属板の端面が前記絶縁物で保護される。そ
のため、次工程のエッチングの際に前記金属板端面に腐
食せずに所望の金属平面部を除去することが出来る。
尚、前記金属板の前記絶縁物に埋設する面の表面を粗化
させることが望ましい。金属板と絶縁物の接着性が向上
するからである。また、金属板の絶縁物に埋設される面
と反対面には、あらかじめポリエチレンや塩化ビニルに
代表される保護フィルムを貼り合わすことが望ましい。
金属平面板のエッチングの際にレジスト膜として使用す
るとともに金属面の保護とする。

【００１８】また前記構成において、熱伝導基板で、リ
ードフレーム直下の絶縁層厚みが０．０２〜２ｍｍの範
囲であることが望ましい。０．０２ｍｍ以下であると基
板の放熱面と浮遊容量が大きくなり、ノイズを伝播し易
くなるからである。一方２ｍｍ以上の絶縁層厚みである
と、熱抵抗が高くなり、放熱効率が極端に低下し、所定
の部品発熱温度以上となり、場合によっては半導体部品
が破壊することがある。

【００１９】さらにこの発明に係わる熱伝導基板は、表
面にはリードフレームからなる導体配線パターンが埋設
され、かつ前記導体配線パターンが存在しない部分には
少なくとも熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる絶縁物
が露出しており、各々独立した形状を有する前記導体配
線パターンを含み、他方表面には前記絶縁物を介して放
熱される構造を有するものであって、前記埋設されたリ
ードフレームからなる導体配線パターンが、前記熱硬化
性樹脂と無機フィラーからなる絶縁物表面より凹んだ構
造を有するものである。

【００２０】前記構成において、熱硬化性樹脂と無機フ
ィラーからなる前記絶縁物に含まれる熱硬化樹脂が、エ
ポキシ系樹脂、フェノール系樹脂若しくはシアネート系
樹脂の少なくとも１種類であることが望ましい。熱伝導
基板が高温にさらされても電気絶縁性に優れるからであ
る。特に熱硬化エポキシ樹脂は、半導体封止樹脂、プリ
ント基板で良く知られるように、電気特性ばかりでな
く、耐薬品性、機械的性能などに優れている。

【００２１】また前記構成において、熱硬化性樹脂と無
機フィラーからなる前記絶縁物に含まれる無機フィラー
が、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化アルミニウム
及び窒化ホウ素から選ばれた少なくとも１種の粉末で構
成されることが望ましい。種々の性能を発揮させること
ができるからである。即ちアルミナ、窒化アルミニウム
を用いた場合、熱伝導性に優れたモジュールとなる。ま
たマグネシアでは、熱伝導度が良好になりかつ熱膨張係
数を大きくすることができる。さらにシリカ（特に非晶
質シリカ）であれば、熱膨張係数が小さく、軽く、また
誘電率の小さい熱伝導基板とすることができる。

【００２２】さらにこの発明に係わる熱伝導基板の製造
方法は、リードフレームの導体配線パターンを形成した
凹凸面に、少なくとも熱硬化性樹脂と無機フィラーから
なる未硬化状態の熱伝導基板用シート状物を一定条件に
より加熱・加温して、硬化かつ接着形成させて絶縁層を
形成する工程と、前記熱伝導基板用シート状物と接着さ
れた反対の金属平面を絶縁層が露出するまでエッチング
することで得られるものである。これにより前記エッチ
ングされた金属表面には導体配線パターンが埋設され、
かつ前記導体配線パターンが存在しない部分には硬化し
た少なくとも熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる絶縁
物が露出している構造を有している。このエッチングの
際に、埋設した導体配線パターンと同様の図柄を前記熱
伝導基板用シート状物と接着された反対の金属平面にレ
ジスト膜として形成することで、絶縁物表面より凸した
導体配線パターンを形成することができる。

【００２３】また、同様な方法で、前記熱伝導基板用シ
ート状物と接着された反対の金属表面に選択的に前記導
体パターンのレジスト膜を形成することで、埋設した導
体パターンを絶縁物表面より凹んだ部と凸した部分を任
意に作製が可能にできる。

【００２４】前記構成において、加熱、加圧する条件
が、前記熱伝導基板用シート状物中の熱硬化樹脂組成物
の硬化温度以上でかつ１０〜２００ｋｇ／ｃｍ²の圧力
で成形を行うことが望ましい。リードフレーム表面の凹
凸にくまなく前記熱伝導基板用シート状物が充填できる
と共に放熱板の端面を覆うからである。

【００２５】前記構成において、加熱、加圧する条件
が、前記熱伝導基板用シート状物中の熱硬化樹脂組成物
の硬化温度以下でかつ１０〜２００ｋｇ／ｃｍ²の圧力
で成型し、リードフレームの表面まで充填一体化し、次
いで前記熱硬化樹脂組成物の硬化温度以上でさらに１０
〜４００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加熱加圧して前記熱硬化
性樹脂を硬化させる工程よりなることが望ましい。硬化
温度以下でリードフレームの凹凸部に充填を行い、硬化
温度以上に加熱して短時間で硬化、接着させることがで
き、しかも後のエッチング液に耐えうる絶縁物となるか
らである。

【００２６】これにより従来の放熱板の端面を保護しな
い方法に比べ、端面が腐食されることなく、しかも、放
熱板と熱伝導シート界面位にエッチング液が浸透するこ
ともなく、放熱板と熱伝導シートの接着力を維持するこ
とが出来る。加えて、放熱板用の端面が樹脂により保護
され放熱板が樹脂に埋没した形状となり、放熱板保護用
のレジスト膜が容易に形成される。

【００２７】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の
実施の形態１を図面を用いて説明する。

【００２８】図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施の形
態１におけるリードフレームの製造方法を示す工程図で
ある。図１（ａ）において、１１は電気良導性の金属板
である。金属板としては、熱伝導性を考慮すると、例え
ば銅、鉄、アルミニウム、ニッケルから選ばれた少なく
とも１種を主成分とする金属からなり、０．１〜１．５
ｍｍの厚みを有する一様な圧延板であることが好まし
い。図１（ｂ）において、１２はレジスト膜である。図
１（ｃ）において、金属板の一方面にのみ１３に示すフ
ィルムパターンを、レジスト膜１２上に位置あわせをし
て配置させる。ここで、フィルムパターンが貼り付けら
れている面に対して、ＵＶを用いて露光する。このとき
フィルムパターンを貼り付けない面は全面露光する。

【００２９】次いでさらにレジスト現像を行う。レジス
トは、露光後、露光部分のみ硬化し、現像により非露光
部は除去され、図１（ｄ）のように、露光部１５と非露
光部１４に分けられる。図１（ｅ）において、図１
（ｄ）の露光面をエッチングすることで、金属板の一方
表面にのみ厚み方向に対して一様な深さを持つ溝１６と
所望の形状をもつ導体配線パターンの凹凸が形成され
る。

【００３０】ここで、エッチングを行う深さであるが、
一定厚みを有する金属板の厚み方向に対して厚みの２０
〜８０％の深さからなる溝を有することが望ましいが、
金属板の厚みの半分とするのが一般的である。最後に苛
性ソーダなどで硬化したレジスト膜を剥離することで、
図１（ｆ）のようなリードフレームが成形される。その
後、前記導体配線パターン面上をめっき処理、若しくは
／さらに表面粗化する工程を追加することも有効であ
る。

【００３１】上記リードフレームを作製するにあたり、
レジスト膜を形成しエッチング法を用いて凹凸パターン
を作製する方法を記したが、例えばスクリーン印刷法な
どで配線パターンに対応した逆パターンを印刷して、化
学エッチング法でパターン凹凸を形成する方法や、エッ
チング法以外のサンドブラスト法などで凹凸溝を形成し
てもよい。

【００３２】（実施の形態２）図２、図３の（ａ）〜
（ｅ）は、本発明の実施の形態２における熱伝導基板の
製造方法を示す工程図である。図２（ａ）において、前
記実施の形態１に記載のリードフレーム２１と熱伝導性
シート状物２２及び放熱板２３を準備する。この熱硬化
性シート状物２２は、少なくとも未硬化状態の熱硬化性
樹脂と無機フィラーからなる絶縁物をシート状に加工し
たものを用いることができる。本熱伝導シート状物に含
まれる熱硬化樹脂は、エポキシ系樹脂、フェノール系樹
脂若しくはシアネート系樹脂の少なくとも１種類から成
る。

【００３３】また無機フィラーは、アルミナ、シリカ、
マグネシア、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素から選ば
れた少なくとも１種の粉末で構成される。無機フィラー
の添加量は、シート状物全体の７０〜９５重量％程度が
望ましいが、良好な熱伝導性を要求される熱伝導基板に
おいては、９０重量％以上の高い無機フィラー充填が望
ましい。また、放熱板２３については、銅、アルミニウ
ム、ニッケル、鉄等の金属が望ましく、そのサイズは所
望のサイズより０．５ｍｍ以上小さいサイズとするのが
望ましい。

【００３４】図２（ｂ）において、リードフレーム２１
の導体配線パターンを形成した凹凸面に、未硬化状態の
熱伝導基板用シート状物２２を積層し、その上に更に放
熱板２３を積層した後に同時に一定条件により加熱・加
温して、硬化かつ接着させて基板を形成する。このとき
リードフレームの凹凸面の凹部にも前記熱伝導基板用シ
ート状物２２が完全に充填される。

【００３５】図２（ｃ）において、放熱板２３に保護フ
ィルム２４を貼り合わせ、熱伝導基板用シート状物２２
と接着された反対側の金属平面を絶縁層が露出するまで
エッチングすることで、前記エッチングされた金属表面
には導体配線パターンが埋設され、かつ前記導体配線パ
ターンが存在しない部分には硬化した絶縁物が露出して
いる熱伝導基板が作製される。

【００３６】このとき前記凹凸形状を持つリードフレー
ムを用いることで独立した島状パターンを有しても、従
来のような放熱板端面が腐食する問題は起こらず、完成
後の熱伝導基板にも独立したリードフレームパターンが
形成され、しかもリードフレームが埋没した形状を実現
できる。これは、リードフレームパターンを埋没させる
ことでリードフレーム下からだけでなくリードフレーム
の幅方向にも熱を放散させることができるので、放熱を
必要とする電源モジュールなどに有効なものである。

【００３７】さらに図２（ｃ）に示した工程において、
熱伝導基板用シート状物と接着された反対側の金属平面
を絶縁層が露出するまでエッチングする際、さらにエッ
チングを継続して行い図３（ｄ）に示したように前記埋
設されたリードフレームからなる導体配線パターンが、
前記熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる絶縁物表面よ
り凹んだ構造とすることで、部品実装の際の部品位置固
定を容易にすることができる。また絶縁層表面がリード
フレームパターンより突出した構造を有しているため、
配線パターン間の縁面距離を大きくできる。

【００３８】このことは換言すれば、配線パターン間を
狭めても平坦である場合より絶縁距離を確保できるとい
うことを示しており、それだけ高密度化が達成でき、電
源などの機器の小型化に貢献できるものである。また、
図３（ｅ）においては、金属平面のエッチング後の導体
配線パターンを露出した後にスクリーン印刷等によりソ
ルダレジスト２５を形成する。これにより、部品の実装
時のはんだ量の低減を図ると共に回路の絶縁性を向上さ
せる。

【００３９】（実施の形態３）図４、図５の（ａ）〜
（ｄ）においては、図２（ｂ）において、金属板平面に
埋没させた導体配線パターンと同一のパターンフィルム
を用いて更なる厚い回路を形成する方法で電流容量の必
要とする場合や導体の厚くかつ線幅の細い回路を形成す
るときに有効な手段である。これは、エッチングでパタ
ーンを形成する際、エッチングレジストを形成している
部分に対してそれより下面になるにつれてエッチングレ
ジスト形成幅よりも大きくなる傾向になってしまうた
め、導体厚に対して５０％以上の溝を形成する場合必要
以上に下部の導体幅が広くなる。

【００４０】そのため、本方法では、まず５０％の厚み
導体配線を形成したリードフレームを作製し、その導体
配線を熱伝導シートに埋め込みその後さらに金属平面部
から埋没した導体回路と同じ図柄のフィルムを用いるこ
とで今度は前記形成した導体配線の下面部より同一の回
路を形成するため必要以上に回路の幅を大きくすること
のない精度の良い導体回路が得られる。図４（ａ）にお
いては、図２（ｂ）より、金属平面にフィルムにより、
エッチングレジストの塗布もしくは貼り付け、露光、現
像を経て、エッチングレジストを形成したものである。
また、図４（ｂ）においては、エッチングにより、不要
となる金属板をエッチングし、所望の回路を得たもので
ある。

【００４１】また、図５（ｃ）においては、図２より、
金属平面に任意に導体厚の異なる回路を形成するため
に、フィルムにより、エッチングレジストの塗布もしく
は貼り付け、露光、現像を経て、エッチングレジストを
形成したものである。加えて図５（ｄ）は、エッチング
により、導体厚を任意に作製したものである。

【００４２】

【実施例】以下、具体的実施例により本発明を更に詳細
に説明する。

【００４３】（実施例１）本発明のリードフレームの作
製に際し、一定厚みを有する金属板１１として、厚み
１．０ｍｍの銅板（神戸製鋼製：ＫＦＣ１／２）を準
備した。一定厚みを有する金属板１１の片面に任意のパ
ターン形状を有するレジスト膜を形成するため、ドライ
フィルムレジストを用いてロールラミネート装置によ
り、前記金属板の両面にレジスト膜１２の形成を行っ
た。ドライフィルムレジストは、プリント基板のパター
ニングに使用される一般的なものである（ドライフィル
ムレジスト：日立化成工業製Ｈ−Ｓ９３０−３０）。

【００４４】次に両面にドライフィルム１２を形成した
金属板１１に紫外線露光装置を用いて、配線パターンを
描画したフィルムマスク１３を介して密着露光を行っ
た。金属板の配線パターン形成しない面は、全面露光し
た。次に露光した金属板１１上のドライフィルムレジス
トを現像液中で処理し、露光されたレジスト部分は、紫
外線により硬化され残るが、フィルムマスクにより露光
されなかった部分のレジストは除去され、前記金属板面
が露出した状態となる。

【００４５】さらに前記レジスト膜を利用して塩化鉄溶
液中でエッチング処理をして、前記金属板の一方表面に
のみ厚み方向に対して一様な深さを持つ溝と所望の凸部
をもつ導体配線パターンが形成された。このときエッチ
ング処理する時間を変更することにより、一定の厚みを
有する金属板に形成する溝の深さを制御することができ
る。本実施例では、０．５ｍｍの厚みの金属板に対し、
約半分の０．５ｍｍ深さの溝を形成した。

【００４６】最後に前記レジスト膜を苛性ソーダで処理
することで除去し、表面に任意の配線パターンと独立し
たパターンを有する凹凸からなるリードフレームが作製
された。

【００４７】（実施例２）本発明のリードフレームの作
製に際し、一定厚みを有する金属板１１として、厚み
０．５ｍｍの銅板（神戸製鋼製：ＫＦＣ１／２）を準
備した。一定厚みを有する金属板１１の片面に任意のパ
ターン形状を有するレジスト膜を形成する。レジスト膜
はスクリーン印刷法でレジストペーストを印刷して得る
ことができる。レジストペーストはバインダとしてブチ
ラール樹脂とターピネオールを混練したものを用いた。
任意のパターンを形成したスクリーン版を用いてスキー
ジにより前記金属板１１の表面に印刷した。このように
して作製されたレジスト膜形成済み金属板を１００℃１
０間乾燥機により溶剤の乾燥を行った。乾燥後のレジス
ト膜はブチラール樹脂の膜（厚み約３０μｍ）が形成で
きた。一方反対面には同様に全面にレジスト印刷・乾燥
を行った。

【００４８】次に前記レジスト膜を利用して塩化鉄溶液
中でエッチング処理をして、前記金属板の一方表面にの
み厚み方向に対して一様な深さを持つ溝と所望の凸部を
もつ導体配線パターンが形成された。このときエッチン
グ処理する時間を変更することにより、一定の厚みを有
する金属板に形成する溝の深さを制御することができ
る。本実施例では、０．５ｍｍの厚みの金属板に対し、
約半分の０．２５ｍｍ深さの溝を形成した。

【００４９】最後に前記レジスト膜を溶剤を用いてブチ
ラール樹脂を溶解除去し、その面をニッケルメッキする
ことで、表面に任意の配線パターンと独立したパターン
を有する凹凸からなるリードフレームが作製された。さ
らに表面をアルミナ粉末を吹き付けるサンドブラスト処
理することで、前記凹凸部の表面を粗化され熱硬化性樹
脂との密着性を強化することが可能となる。

【００５０】（実施例３）本発明の熱伝導基板の作製に
際し、まず無機フィラーと熱硬化樹脂によるシート状物
の作製方法から述べる。本実施例に使用したシート状物
の作製方法は、無機フィラーと液状の熱硬化樹脂、適度
の溶剤を攪拌混合機により混合する。使用した攪拌混合
機は、所定の容量の容器に無機フィラーと液状の熱硬化
樹脂、溶剤を投入し、容器自身を自転させながら公転さ
せるもので、比較的粘度が高くても充分な分散状態が得
られるものである。実施した熱伝導基板用のシート状物
の配合組成は、液状熱硬化樹脂としてのエポキシ樹脂
は、日本ペルノックス（株）製（ＷＥ−２０２５、酸無
水系硬化剤含む）、フェノール樹脂は、大日本インキ
（株）製（フェノライトＶＨ４１５０）、シアネート
樹脂は、旭チバ（株）製（ＡｒｏＣｙＭ−３０）を用
いた。

【００５１】シート状物の具体的作製方法は、表１の組
成で秤量・混合されたペースト状の混合物の所定量を取
り、離型フィルム上に造膜させる。離型フィルムとして
厚み７５μｍの表面にシリコンによる離型処理を施され
たポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。混練
した材料をドクターブレード法で一定厚みに造膜させ
た。次に離型フィルム上の混合物を離型フィルムごと加
熱し、粘着性が無くなる条件下で乾燥熱処理した。熱処
理条件は温度が１２０℃で１５分間保持である。これに
より前記混合物は、厚み５００μｍの粘着性のないシー
ト状物ができる。前記熱硬化エポキシ樹脂は、硬化開始
温度が１３０℃であるため、前記熱処理条件下では、未
硬化状態（Ｂステージ）であり、以降の工程で加熱によ
り再度溶融させることができる。

【００５２】このようにして作製されたシート状物を実
施例１で作製したリードフレームとその凹凸面が向かい
合うように位置合わせして重ね合わせ、その上に、所望
のサイズより０．５ｍｍ以上小さい放熱板を重ね合わ
せ、さらに平坦な金属板１０ｍｍｔ２枚の間に挟んで１
５０℃条件下で５０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加熱加圧し
た。このときリードフレームの凹凸面には前記のシート
状物が流入し完全に充填され、しかもシート状物中の熱
硬化樹脂は加熱により硬化されリードフレームと機械的
に接着されたると共に放熱板の端面にもシート状物が流
入し覆う。

【００５３】（実施例４）このようにして作製されたシ
ート状物とリードフレームの一体化された基板を塩化鉄
溶液（エッチング液に関しては、今回は塩化鉄溶液を用
いたが、塩化銅溶液を用いることも可能であった。）中
に投入してリードフレーム金属面をエッチング処理を行
うが、まず、この処理前に、放熱板となる金属面にエッ
チングの際に腐食を保護するためのレジスト膜として、
耐酸用の保護フィルム（日東電工製：ＮＩＴＴＯＴＡ
ＰＥＮｏ．３１）を被金属面との間に空気等が進入し
ないように張り合わせた。張り合わせる際に、一般的に
用いられるフィルムを張り合わせるためのラミネータ機
を用いることも可能であった。その後、エッチングする
金属面に任意の導体回路を形成する場合には、前記金属
板上にエッチングの際にレジストになるものを形成す
る。今回は、前記実施例１でも用いたドライフィルムレ
ジスト（日立化成工業製Ｈ−Ｓ９３０−３０）を張り
合わせた後、所望のフィルムにより、露光したのち、現
像、エッチングを経て所望の導体配線を形成する。この
パターン形成には、実施例２のスクリーン印刷によるレ
ジスト形成を用いることも可能である。このエッチング
に際しては、任意の導体配線を形成する個所以外のシー
ト状物が表面に現れるまで実施することで、シート状物
中に埋設された導体配線並びにその上部にも任意の導体
配線パターンが得られ、前記で形成したエッチングレジ
ストを苛性ソーダにより、除去することでシート状物に
パターンを形成した基板を得た。

【００５４】また、この金属面に導体配線等の必要がな
い場合は、この前記処理を施すことなく、エッチング処
理を実施する。またこの前記リードフレーム金属板の一
方表面のエッチング処理は、少なくとも前記のシート状
物が表面に現れるまで行う。これによりシート状物中に
前記リードフレームの凸部だけが埋設され平坦な配線パ
ターンを有する熱伝導基板が得られた。このときエッチ
ング処理する時間をさらに長くすることで、埋設された
リードフレームが前記シート状物の表面より凹んだ構造
の熱伝導基板を得ることも可能である。このような配線
パターンが凹んだ構造を有する熱伝導基板は、後工程に
おける部品実装で部品の位置合わせをする上で有効なも
のとなる。

【００５５】（実施例５）前記にて作製した基板は、シ
ート状物に銅の導体配線が形成された状態で銅配線がむ
き出した状態であるため、この導体配線を保護するた
め、ソルダレジストを形成する。

【００５６】このソルダレジストは、熱硬化型のソルダ
レジストインキ（太陽インキ製造（株）製：Ｓ−２２
２）をスクリーン印刷により、形成した後、このレジス
トを硬化するために温風乾燥機を用いて、１５０℃、２
０分処理を施すことにより、導体回路配線がソルダレジ
ストにより保護された基板が得られた。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明から得られ
る放熱用の金属板端面が腐食することなく基板が作製で
き、しかもリードフレームによれば、位置決め用の導体
配線パターン部分が不要で、任意の形状を有した他のフ
レーム部分との接続部分がない導体配線パターンを作製
することが可能になる。また、本発明によれば、放熱性
に優れパターン設計に自由度のある回路基板を得ること
ができ、しかも、同一基板内に最大３つの異なる厚みの
回路配線を可能とすることができる。さらに本発明から
得られる熱伝導基板は、リードフレーム上の樹脂バリを
無くすことが可能であるため、部品実装などの後工程を
考慮にいれても有効な手段と考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１によるリードフレームの
製造方法を示す工程断面図

【図２】本発明の実施の形態２によるリードフレームを
用いて作製される熱伝導基板の製造工程を示す工程断面
図

【図３】同実施の形態２の工程断面図

【図４】本発明の実施の形態３による厚みの異なる導体
回路を所有する熱伝導基板の製造工程を示す工程断面図

【図５】同実施の形態３の工程断面図

【符号の説明】

１１金属板１２レジスト膜１３フィルムパターン１４非露光部１５露光部１６溝２１リードフレーム２２熱伝導性シート状物２３放熱性金属板２４放熱性金属板保護フィルム２５ソルダレジスト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 3/20 Ｈ０１Ｌ 23/36 Ｃ (72)発明者中谷誠一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者菅谷康博大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者松尾光洋大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5E338 AA16 AA18 BB02 BB19 BB61 BB63 BB71 BB75 CC01 CD01 CD33 EE02 5E339 AB02 AC02 AD01 BC01 BD03 BD06 BE11 CE15 EE10 FF03 5E343 AA02 AA12 AA22 AA38 BB02 BB03 BB21 BB66 DD52 DD76 GG20 5F036 AA01 BB08 BB21 BD01 BD03 BD21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面には一定の厚みを有する金属板か
ら、エッチングにより任意の導電配線パターンを形成し
たリードフレームが埋設され、かつ前記導体配線パター
ンが存在しない部分には少なくとも熱硬化性樹脂と無機
フィラーからなる絶縁物が露出しており、前記導体配線
パターンには各々独立した形状を有する前記導体配線パ
ターンを含み、他方表面には前記絶縁物を介して放熱す
るための金属板を埋設し、金属板端面を絶縁物にて保護
した構造を有することを特徴とする熱伝導基板。
【請求項２】前記熱伝導基板の放熱するために埋設さ
せた金属板端面と前記熱伝導基板の端面との距離が０．
５ｍｍ以上を特徴とする請求項１に記載した熱伝導基
板。
【請求項３】前記熱伝導基板の導体配線パターンに電
子部品を接続するランド部以外を絶縁レジストで保護し
た構成を特徴とする請求項１に記載した熱伝導基板。
【請求項４】前記熱伝導基板の導体配線パターンに電
子部品を接続するランド部以外を絶縁レジストで保護す
る導体配線パターンランド径よりも−０．０５〜−０．
２ｍｍ小さい径を開口部とした構成の絶縁レジストを特
徴とする請求項３に記載した熱伝導基板。
【請求項５】前記熱伝導基板のリードフレームと接着
された反対面の前記絶縁物表面に、放熱特性を向上させ
るための金属板が、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄か
ら運ばれた少なくとも１種を主成分とする金属からなる
ことを特徴とする請求項１に記載した熱伝導基板。
【請求項６】前記熱伝導基板で、リードフレーム直下
の絶縁層厚みが０．０２〜２ｍｍの範囲であることを特
徴とする請求項１に記載の熱伝導基板。
【請求項７】請求項１に記載の熱伝導基板であって、
前記埋設されたリードフレームからなる導体配線パター
ンが、前記熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる絶縁物
表面より凹んだ構造を有することを特徴とする熱伝導基
板。
【請求項８】請求項１に記載の熱伝導基板であって、
前記埋設されたリードフレームからなる導体配線パター
ンが、前記熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる絶縁物
表面より凸んだ構造を有することを特徴とする熱伝導基
板。
【請求項９】請求項１に記載の熱伝導基板であって、
前記埋設されたリードフレームからなる導体配線パター
ンが、前記熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる絶縁物
表面より選択的に凹んだ構造を有することを特徴とする
熱伝導基板。
【請求項１０】熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる
前記絶縁物に含まれる熱硬化樹脂が、エポキシ系樹脂、
フェノール系樹脂若しくはシアネート系樹脂の少なくと
も１種類であることを特徴とする請求項１に記載の熱伝
導基板。
【請求項１１】熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる
前記絶縁物に含まれる無機フィラーが、アルミナ、シリ
カ、マグネシア、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素から
選ばれた少なくとも１種の粉末で構成されることを特徴
とする請求項１に記載の熱伝導基板。
【請求項１２】一定厚みを有する金属板の片面に任意
のパターン形状を有するレジスト膜を形成する工程と、
次いで前記レジスト膜を利用してエッチングをして、前
記金属板の一方表面にのみ厚み方向に対して一様な深さ
を持つ溝と所望の形状をもつ導体配線パターンを成形す
る工程と、前記レジスト膜を除去する工程により作製し
たリードフレームの導体配線パターンを形成した凹凸面
に、少なくとも未硬化状態の熱硬化性樹脂と無機フィラ
ーからなる熱伝導基板用シート状物と放熱板用の金属板
を一定条件により加熱・加圧して、前記導体配線パター
ンを形成した凹部及び前記金属板の端面に前記シート状
物を充填及び保護、硬化かつ接着形成させて絶縁層を形
成する工程と、前記熱伝導基板用シート状物と前記金属
板を接着された熱伝導基板の前記リードフレーム金属平
面を前記硬化させたシート状物が露出するまでエッチン
グする工程よりなり、これにより前記リードフレームの
導体配線パターンが前記熱伝導基板用シート状物に埋設
され、かつ前記導体配線パターンが存在しない部分には
硬化した少なくとも熱硬化性樹脂と無機フィラーからな
る絶縁物が露出した状態に電子部品を接合させるランド
以外を絶縁樹脂で保護していることを特徴とする熱伝導
基板の製造方法。
【請求項１３】前記請求項１２に記載した熱伝導基板
の製造方法において、リードフレーム、熱伝導基板用シ
ート状物及び放熱用金属板を一括に加熱、加圧接着させ
た後、前記リードフレーム金属平面に前記リードフレー
ムに形成した任意の導体パターンと同様のパターンを有
するレジスト膜を形成する工程と、次いで前記レジスト
膜を利用してエッチングを行うことで、前記熱伝導シー
ト状物に埋設された前記導体配線パターンが前記熱伝導
シート状物よりも凸んだ構成を形成する工程とを有する
熱伝導基板の製造方法。
【請求項１４】前記請求項１１に記載した熱伝導基板
の製造方法において、リードフレーム、熱伝導基板用シ
ート状物及び放熱用金属板を加熱、加圧接着させた後、
前記リードフレーム金属平面に前記リードフレームに形
成した任意の導体パターンと選択的に同様のパターンを
有するレジスト膜を形成する工程と、次いで前記レジス
ト膜を利用してエッチングを行うことで、前記熱伝導シ
ート状物に埋設された前記導体配線パターンで選択的に
前記熱伝導シート状物よりも凹んだ導体配線パターンの
構成を形成する工程とを有する熱伝導基板の製造方法。
【請求項１５】前記加熱、加圧する条件が、前記熱伝
導基板用シート状物中の熱硬化樹脂組成物の硬化温度以
上でかつ１０〜２００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で成形を行う
ことを特徴とする請求項１２に記載の熱伝導基板の製造
方法。
【請求項１６】前記加熱、加圧する条件が、前記熱伝
導基板用シート状物中の熱硬化樹脂組成物の硬化温度以
下でかつ１０〜２００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で成型し、リ
ードフレームの表面まで充填一体化し、次いで前記熱硬
化樹脂組成物の硬化温度以上でさらに１０〜４００ｋｇ
／ｃｍ²の圧力で加熱加圧して前記熱硬化性樹脂を硬化
させる工程よりなることを特徴とする請求項１２に記載
の熱伝導基板の製造方法。