(57)【要約】【課題】金属製インレイから配線基板本体の配線に電流を流すことができる配線基板を得る。【解決手段】配線基板１２は、板状の絶縁体１３を厚さ方向に貫通する貫通孔４０の周りに配線パターン２４、２６、３０、３４が設けられた配線基板本体２０と、貫通孔４０の内部に嵌め込まれた銅インレイ４６と、銅インレイ４６と配線パターン２４、２６、３０、３４との間に充填され、銅インレイ４６と配線パターン２４、２６、３０、３４との間を電気的に接続する半田６０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の絶縁体を厚さ方向に貫通する貫通孔の周りに配線が設けられた配線基板本体と、
前記貫通孔の内部に嵌め込まれた金属製インレイと、
前記金属製インレイと前記配線との間に充填され、前記金属製インレイと前記配線との間を電気的に接続する導電性の接続部と、
を有する配線基板。
【請求項２】
前記接続部は、前記金属製インレイに沿って、前記配線基板本体の表面側から裏面側にわたって充填されている請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記貫通孔の壁面に、金属メッキが施されている請求項１又は請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
貫通方向から見て前記貫通孔とは異なる形状の前記金属製インレイが前記貫通孔に嵌め込まれた状態で、前記貫通孔の壁面と前記金属製インレイとの間に前記接続部が充填されている請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項５】
前記貫通孔は、前記絶縁体を厚さ方向に貫通する孔部と、前記絶縁体の厚み方向に沿って前記孔部の一部に繋がって形成された小径の開口部と、を備え、
前記金属製インレイが前記孔部に嵌め込まれており、
前記開口部に前記接続部が充填されている請求項４に記載の配線基板。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の配線基板と、
前記配線基板の表面上に実装され、前記金属製インレイに熱的、かつ電気的に接続される半導体素子と、
を有する電子デバイス。
【請求項７】
板状の絶縁体を備えた配線基板本体に、厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔に金属製インレイを嵌め込む工程と、
導電性の接続材料を前記金属製インレイと前記配線基板本体の前記貫通孔の周りに設けられた配線との間に充填して、前記金属製インレイと前記配線との間を電気的に接続する接続部を形成する工程と、
を有する電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
板状の絶縁体を備えた配線基板本体に、厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔に金属製インレイを嵌め込む工程と、
前記配線基板本体の表面上に導電性の接続材料を介して半導体素子を実装すると共に、前記接続材料を前記金属製インレイと前記配線基板本体の前記貫通孔の周りに設けられた配線との間に充填して、前記金属製インレイと前記配線との間を電気的に接続する接続部を形成する工程と、
を有する電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板、電子デバイス及び電子デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、基板積層体にバスバーを貫通するように孔部を形成し、孔部に銅チップを圧入した回路基板が開示されている。銅チップは、孔部の内径とほぼ等しい外径を有しており、孔部の内面に銅チップの外面が密着するように配置されている。この回路基板では、孔部に圧入した銅チップの直上に発熱部品を配置することで、発熱部品の熱を銅チップにより回路基板の背面へ効率よく逃がすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５８６４２号公報（例えば、図１６及び図１７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の回路基板では、銅チップは、回路基板の背面へ熱を逃がすための放熱専用として使用されている。すなわち、上記特許文献１では、発熱部品の主電極から銅チップを介して基板積層体の配線に電流を流すことは想定していない。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、金属製インレイから配線基板本体の配線に電流を流すことができる配線基板、電子デバイス及び電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明に係る配線基板は、板状の絶縁体を厚さ方向に貫通する貫通孔の周りに配線が設けられた配線基板本体と、前記貫通孔の内部に嵌め込まれた金属製インレイと、前記金属製インレイと前記配線との間に充填され、前記金属製インレイと前記配線との間を電気的に接続する導電性の接続部と、を有する。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、配線基板本体には、板状の絶縁体を厚さ方向に貫通する貫通孔の周りに配線が設けられている。貫通孔の内部には、金属製インレイが嵌め込まれている。さらに、金属製インレイと配線との間には、金属製インレイと配線との間を電気的に接続する導電性の接続部が充填されている。このため、金属製インレイから導電性の接続部を介して配線基板本体の貫通孔の周りの配線に電流を流すことができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の配線基板において、前記接続部は、前記金属製インレイに沿って、前記配線基板本体の表面側から裏面側にわたって充填されている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、接続部は、金属製インレイに沿って、配線基板本体の表面側から裏面側にわたって充填されている。これにより、例えば、配線基板本体の表面側と裏面側に配線がある場合にも、配線基板本体の表面側から裏面側の配線に電流を流すことができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の配線基板において、前記貫通孔の壁面に、金属メッキが施されている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、貫通孔の壁面に、金属メッキが施されており、導電性の接続部が金属メッキと接触する。このため、金属製インレイから導電性の接続部、金属メッキを介して配線基板本体の配線により大電流を流すことができる。さらに、金属製インレイと配線との間の機械的な接続強度と、電気的な接続信頼性が向上する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の配線基板において、貫通方向から見て前記貫通孔とは異なる形状の前記金属製インレイが前記貫通孔に嵌め込まれた状態で、前記貫通孔の壁面と前記金属製インレイとの間に前記接続部が充填されている。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、貫通方向から見て貫通孔とは異なる形状の金属製インレイが貫通孔に嵌め込まれた状態で、貫通孔の壁面と金属製インレイとの間に導電性の接続部が充填されている。このため、金属製インレイから導電性の接続部を介して配線基板本体の貫通孔の周りの配線に電流を流すことができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の配線基板において、前記貫通孔は、前記絶縁体を厚さ方向に貫通する孔部と、前記絶縁体の厚み方向に沿って前記孔部の一部に繋がって形成された小径の開口部と、を備え、前記金属製インレイが前記孔部に嵌め込まれており、前記開口部に前記接続部が充填されている。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、貫通孔は、絶縁体を厚さ方向に貫通する孔部と、絶縁体の厚み方向に沿って孔部の一部に繋がって形成された小径の開口部と、を備えている。金属製インレイは、孔部に嵌め込まれており、開口部に導電性の接続部が充填されている。これにより、金属製インレイから開口部に充填された導電性の接続部を介して配線基板本体の配線に電流を流すことができる。また、電気的な接続信頼性がさらに向上する。
【００１６】
請求項６に記載の発明に係る電子デバイスは、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の配線基板と、前記配線基板の表面上に実装され、前記金属製インレイに熱的、かつ電気的に接続される半導体素子と、を有する。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、配線基板の表面上に半導体素子が実装されており、配線基板の金属製インレイに、半導体素子が熱的、かつ電気的に接続されている。金属製インレイと配線との間には、金属製インレイと配線との間を電気的に接続する導電性の接続部が充填されていることで、半導体素子からの電流を、金属製インレイから導電性の接続部を介して配線基板本体の配線に流すことができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明に係る電子デバイスの製造方法は、板状の絶縁体を備えた配線基板本体に、厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に金属製インレイを嵌め込む工程と、導電性の接続材料を前記金属製インレイと前記配線基板本体の前記貫通孔の周りに設けられた配線との間に充填して、前記金属製インレイと前記配線との間を電気的に接続する接続部を形成する工程と、を有する。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、板状の絶縁体を備えた配線基板本体に、厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する。さらに、貫通孔に金属製インレイを嵌め込む。そして、導電性の接続材料を金属製インレイと配線基板本体の貫通孔の周りに設けられた配線との間に充填して、金属製インレイと配線との間を電気的に接続する接続部を形成する。これにより、金属製インレイから導電性の接続部を介して配線基板本体の配線に電流を流すことができる。
【００２０】
請求項８に記載の発明に係る電子デバイスの製造方法は、板状の絶縁体を備えた配線基板本体に、厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に金属製インレイを嵌め込む工程と、前記配線基板本体の表面上に導電性の接続材料を介して半導体素子を実装すると共に、前記接続材料を前記金属製インレイと前記配線基板本体の前記貫通孔の周りに設けられた配線との間に充填して、前記金属製インレイと前記配線との間を電気的に接続する接続部を形成する工程と、を有する。
【００２１】
請求項８に記載の発明によれば、板状の絶縁体を備えた配線基板本体に、厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する。さらに、貫通孔に金属製インレイを嵌め込む。そして、配線基板本体の表面上に導電性の接続材料を介して半導体素子を実装すると共に、導電性の接続材料を金属製インレイと配線基板本体の貫通孔の周りに設けられた配線との間に充填して、金属製インレイと配線との間を電気的に接続する接続部を形成する。これにより、金属製インレイから導電性の接続部を介して配線基板本体の配線に電流を流すことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本願発明によれば、金属製インレイから配線基板本体の配線に電流を流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態の配線基板を備えた電子デバイスを示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の配線基板を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の配線基板を製造するための配線基板の製造方法の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の配線基板を製造するための配線基板の製造方法の一例を図３の次段階で示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の配線基板を製造するための配線基板の製造方法の一例を図４の次段階で示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の配線基板を製造するための配線基板の製造方法の一例を図５の次段階で示す断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の配線基板を製造するための配線基板の製造方法の一例を図６の次段階で示す断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の配線基板を製造するための配線基板の製造方法の一例を図６の次段階で示す拡大平面図（図７に示す基板本体の一部を示す平面図）である。
【図９】本発明の第１実施形態の配線基板を製造するための配線基板の製造方法の一例を図７の次段階で示す断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の配線基板を製造するための配線基板の製造方法の一例を図８の次段階で示す拡大平面図（図９に示す基板本体の一部を示す平面図）である。
【図１１】本発明の第１実施形態の配線基板を製造するための配線基板の製造方法の一例を図９の次段階で示す断面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態の配線基板を製造するための配線基板の製造方法の一例を図１０の次段階で示す拡大平面図（図１１に示す基板本体の一部を示す平面図）である。
【図１３】本発明の第１実施形態の配線基板を製造するための配線基板の製造方法の一例を図１１の次段階で示す断面図である。
【図１４】本発明の第１実施形態の配線基板を製造するための配線基板の製造方法の一例を図１３の次段階で示す断面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態の配線基板の絶縁体付近を面方向に沿って切断した状態で示す断面図（図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図）である。
【図１６】本発明の第２実施形態の配線基板の絶縁体付近を面方向に沿って切断した状態で示す断面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態の配線基板の絶縁体付近を面方向に沿って切断した状態で示す断面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態の配線基板の絶縁体付近を面方向に沿って切断した状態で示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
〔第１実施形態〕
図１には、本発明の第１実施形態である配線基板を備えた電子デバイスが示されている。また、図２には、本発明の第１実施形態である配線基板が模式的な平面図にて示されている。さらに、図３〜図１５には、本発明の第１実施形態の配線基板を製造する工程が順に示されている。
【００２６】
図１に示されるように、電子デバイス１０は、配線基板１２と、配線基板１２の表面１２Ａ上に実装された「半導体素子」としての電子部品１４と、配線基板１２の裏面１２Ｂ側に絶縁シート１６を介して設けられたヒートシンク１８と、を備えている。
【００２７】
配線基板１２は、板状の絶縁体１３に「配線」としての配線パターン２４、２６、３０、３４が形成された配線基板本体２０と、配線基板本体２０の後述する貫通孔４０に嵌め込まれた「金属製インレイ」としての銅インレイ４６と、を備えている。例えば、配線基板本体２０は、絶縁性材料からなる板状の基材２２と、基材２２の一方の面（本実施形態では電子部品１４側）に形成された配線パターン２４と、基材２２の他方の面（本実施形態ではヒートシンク１８側）に形成された配線パターン２６と、を備えている。
【００２８】
また、配線基板本体２０は、配線パターン２４の表面（本実施形態では電子部品１４側）に積層された絶縁性材料からなる樹脂部２８と、樹脂部２８の表面に形成された配線パターン３０と、を備えている。さらに、配線基板本体２０は、配線パターン２６の表面（本実施形態ではヒートシンク１８側）に積層された絶縁性材料からなる樹脂部３２と、樹脂部３２の表面に形成された配線パターン３４と、を備えている。さらに、配線パターン３０、３４の間と表面には、それぞれ絶縁性材料からなるレジスト（樹脂皮膜）５０、５２の層が形成されている。配線基板本体２０の板厚は、例えば、１．３〜３．５ｍｍである。本実施形態では、基材２２と、樹脂部２８と、樹脂部３２と、レジスト５０と、レジスト５２とで、板状の絶縁体１３が構成されている。なお、配線基板本体２０は、一例であり、板状の絶縁体や配線パターンなどの構成部材は変更が可能である。
【００２９】
配線基板本体２０には、板状の絶縁体１３を厚さ方向に貫通する貫通孔４０が形成されている。本実施形態では、配線基板本体２０には、板状の絶縁体１３に配線パターン２４、２６、３０、３４が形成されており、配線基板本体２０の厚さ方向に貫通孔４０が形成されている。より具体的には、貫通孔４０は、絶縁体１３を厚さ方向に貫通する孔部４１と、絶縁体１３の厚み方向に沿って孔部４１の一部に繋がって形成された小径の開口部４２と、を備えている。本実施形態では、孔部４１は、平面視にて略円形状に形成されており、孔部４１の周縁部の一部に繋がる（連通する）ように複数の開口部４２がそれぞれ間隔をおいて形成されている（図８参照）。開口部４２は、孔部４１の軸方向に沿って配置されると共に、板状の絶縁体１３を厚さ方向に貫通している。開口部４２の周辺の配線パターン３０は、ランド３０Ａとされている（図２参照）。なお、開口部４２の周辺の他の配線パターン２４、２６、３４の形状も、リング状としてもよい。貫通孔４０（孔部４１及び複数の開口部４２）の壁面には、金属メッキとしての銅メッキ４４が施されている（図１０参照）。銅メッキ４４の厚さは、例えば、２０〜３０μｍとされている。さらに、貫通孔４０としての孔部４１には、銅メッキ４４を介して銅インレイ４６が嵌め込まれている（図１２参照）。
【００３０】
本実施形態では、孔部４１は、配線基板本体２０の平面視にて略円形状とされている（図８参照）。孔部４１は、例えば、φ５．０ｍｍとされている。本実施形態では、配線基板本体２０に所定サイズのドリルによる機械加工を行うことにより、孔部４１が形成されている。銅インレイ４６は、平面視の形状（貫通方向から見た形状）が貫通孔４０と異なり、略円柱状とされている。銅インレイ４６の外径は、孔部４１の内径とほぼ同じである。銅インレイ４６は、配線基板本体２０の孔部４１に圧入されることで、孔部４１の孔壁（銅メッキ４４）に密着するように嵌め込まれている（図１２参照）。銅インレイ４６は、「導電性の接続部」としての半田６０を介して電子部品１４と熱的に接続されており、配線基板１２の表面１２Ａに実装された電子部品１４の熱を配線基板１２の裏面１２Ｂ側に伝える伝熱体としての機能を有する。ここで、導電性とは、電気が流れやすい物質のことであり、本実施形態では、導電性材料からなる半田６０が用いられている。
【００３１】
複数の開口部４２は、外周部の一部が孔部４１の内周壁の一部に連通するように、間隔をおいて並べて形成されている（図８参照）。平面視にて複数の開口部４２は、孔部４１の内周で開口する凹部である。言い換えると、複数の開口部４２は、孔部４１の内周壁と重なる位置に形成されている。開口部４２は、孔部４１よりも小径の略円形状の開口の一部であり、平面視にて略半円状である。開口部４２は、例えば、φ０．９ｍｍとされている。本実施形態では、配線基板本体２０に他の所定サイズのドリルによる機械加工を行うことにより、複数の開口部４２が形成されている。配線基板本体２０には、銅インレイ４６と配線パターン（本実施形態では、配線パターン３０、２４、２６、３４）との間に、複数の開口部４２が形成されている。配線基板本体２０には、複数の開口部４２に銅メッキ４４が施されることで、複数のスルーホール４５を構成している（図１０参照）。開口部４２は、例えば、φ０．６ｍｍ以上であることが好ましく、φ０．８ｍｍ以上であることがより好ましい。開口部４２をφ０．６ｍｍ以上とすることで、開口部４２へのレジスト詰まりが発生しにくくなる。本実施形態では、開口部４２は、孔部４１の周方向に８個形成されているが、開口部４２の数や位置は変更可能である。
【００３２】
図２に示されるように、配線基板本体２０には、平面視にて複数の貫通孔４０（孔部４１及び複数の開口部４２）が形成されており、複数の貫通孔４０の孔部４１にそれぞれ銅インレイ４６が嵌め込まれている。
【００３３】
図１に示されるように、配線基板本体２０の表面１２Ａ上には、銅インレイ４６が配置された位置及び配線パターン３０の一部（ランド３０Ａ）を含む位置に、半田６０を介して電子部品１４が実装されている。例えば、電子部品１４は、配線基板本体２０の表面１２Ａ上に導電性の接続材料としての半田６０（クリーム半田）を塗布し、リフロー槽で半田６０を加熱して溶かし、リフロー槽の外で半田６０を固化するリフロー実装により、配線基板本体２０の表面１２Ａ上に実装されている。図示を省略するが、電子部品１４は、トランジスタを備えており、トランジスタが銅インレイ４６及びランド３０Ａに半田６０にて接合されている。これにより、トランジスタが銅インレイ４６及びランド３０Ａに電気的に接続されている。
【００３４】
電子部品１４が実装されるときに、加熱により溶けた半田６０が、複数の開口部４２に充填される。本実施形態では、半田６０は、複数の開口部４２において配線基板本体２０の表面１２Ａ側から裏面１２Ｂ側にわたって充填されている。これにより、銅インレイ４６と配線パターン（本実施形態では、配線パターン３０、２４、２６、３４）との間が電気的に接続されている。配線基板本体２０の表面１２Ａへの半田６０（クリーム半田）の塗布厚は、例えば、１００μｍとされている。
【００３５】
銅インレイ４６が配置された配線基板１２の裏面１２Ｂには、樹脂製の絶縁シート１６が貼着されており、絶縁シート１６の配線基板１２と反対側にヒートシンク１８が取り付けられている。
【００３６】
次に、図３〜図１５を用いて、配線基板１２の製造方法について説明する。
【００３７】
基材２２は、絶縁性材料（例えば、紙フェノールや紙エポキシ、ガラスエポキシ等）によって板状に形成されている（図３参照）。ここで、ガラスエポキシとは、ガラス繊維にエポキシ樹脂をしみ込ませ熱硬化処理を施し板状にしたものである。図３に示されるように、基材２２の一方の面には、略全面にわたって銅箔１２４が貼着されており、基材２２の他方の面には、略全面にわたって銅箔１２６が貼着されている。一例として、基材２２の厚さは、約１．０ｍｍであり、銅箔１２４、１２６の厚さは、約３５μｍとされている。図３では、構成を分かりやすくするため、模式的な断面図としており、各部材の実際の寸法とは整合していない（以下、図４〜１５においても同様である）。
【００３８】
図４に示されるように、基材２２の一方の面の銅箔１２４（図３参照）は、フォトリソグラフィー等の手法でパターニングされることで、配線パターン２４が形成される。基材２２の他方の面の銅箔１２６（図３参照）は、パターニングされることで、配線パターン２６が形成される。パターニングは、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト除去の各工程を経て行われる。これにより、基材２２の一方の面に配線パターン２４が形成されると共に、基材２２の他方の面に配線パターン２６が形成された本体部２７を製造する。
【００３９】
図５に示されるように、本体部２７の配線パターン２４の側に、シート状のプリプレグ１２８を配置し、本体部２７の配線パターン２６の側に、シート状のプリプレグ１３２を配置する。プリプレグ１２８、１３２は、例えば、ガラスクロスにエポキシ等の樹脂を含浸させたシート状の部材である。さらに、プリプレグ１２８を挟んで本体部２７の配線パターン２４と反対側に銅箔１３０を配置し、プリプレグ１３２を挟んで本体部２７の配線パターン２６と反対側に銅箔１３４を配置する。
【００４０】
そして、本体部２７、プリプレグ１２８、プリプレグ１３２、銅箔１３０及び銅箔１３４を重ね合わせて積層方向（図５では上下方向に挟む方向））に加圧し、少なくともプリプレグ１２８、１３２の樹脂が溶融する程度の温度で加熱する。これにより、図６に示されるように、本体部２７と銅箔１３０はプリプレグ１２８が変形した樹脂部２８を介して貼着され、本体部２７と銅箔１３４はプリプレグ１３２が変形した樹脂部３２を介して貼着されることで、これらが一体化される。以下では、本体部２７と銅箔１３０が樹脂部２８を介して一体化されると共に、本体部２７と銅箔１３４が樹脂部３２を介して一体化されたものを、配線基板本体２０という。このとき、配線基板本体２０では、基材２２、樹脂部２８、樹脂部３２とで板状の絶縁体１３が構成されている。
【００４１】
なお、図５に示す加圧及び加熱前では、一例として、プリプレグ１２８、１３２の厚さは、それぞれ約０．２ｍｍとされており、銅箔１３０、１３４の厚さは、それぞれ１８μｍとされている。
【００４２】
次いで、図７及び図８に示されるように、配線基板本体２０の所定の位置に、配線基板本体２０を厚み方向に貫通する貫通孔４０を形成する。具体的には、配線基板本体２０を厚さ方向に貫通する孔部４１と、孔部４１よりも小径の複数の開口部４２と、を形成する（図８参照）。本実施形態では、配線基板本体２０に所定サイズのドリルによる機械加工を行うことにより、平面視にて円形状の孔部４１を形成する。これと共に、配線基板本体２０に他の所定サイズのドリルによる機械加工を行うことにより、孔部４１の内周壁と重なる位置に孔部４１と繋がる（連通する）ように複数の開口部４２を形成する。その際、配線基板本体２０を厚さ方向に貫通させて複数の開口部４２を形成する。
【００４３】
さらに、図９及び図１０に示されるように、配線基板本体２０の露出面に無電解メッキにより銅メッキ４４を設ける。例えば、配線基板本体２０をメッキ液に浸漬することで、配線基板本体２０の露出面に銅メッキ４４を設ける。
【００４４】
その後、図１１及び図１２に示されるように、配線基板本体２０の貫通孔４０の孔部４１に断面円形状（円板状）の銅インレイ４６を圧入する。銅インレイ４６は、例えば、金型で銅板を打ち抜くことによって形成されており、図示を省略するが、円柱状の銅インレイ４６の軸方向の一方の面の周縁部はＲ状に変形している。このため、銅インレイ４６は、銅インレイ４６の軸方向の一方の面の周縁部がＲ状に変形している部分から、配線基板本体２０の孔部４１に圧入することが好ましい。銅インレイ４６の外径は、孔部４１の内径とほぼ同じであり、配線基板本体２０の孔部４１に銅インレイ４６を圧入することで、孔部４１に銅インレイ４６がほぼ密着した状態で嵌め込まれる（締り嵌め状態とされる）。銅インレイ４６の表面（図１１中の上面）は、配線基板本体２０の銅箔１３０の表面（図１１中の上面）とほぼ面一になるように、孔部４１に嵌め込まれる。また、銅インレイ４６の裏面（図１１中の下面）は、配線基板本体２０の銅箔１３４の表面（図１１中の下面）とほぼ面一になるように配置されている。この状態で、複数の開口部４２の壁面に形成された銅メッキ４４と銅インレイ４６との間に隙間４８が形成されている。
【００４５】
さらに、図１３に示されるように、配線基板本体２０の表面の銅箔１３０（図１２参照）は、パターニングされることで、配線パターン３０が形成される。同様に、配線基板本体２０の裏面の銅箔１３４（図１２参照）は、パターニングされることで、配線パターン３４が形成される。そして、図１４に示されるように、配線基板本体２０の表面の配線パターン３０を保護するためのレジスト（例えば、エポキシ樹脂皮膜）５０を塗布し、配線基板本体２０の表面の配線パターン３０を保護するためのレジスト（例えば、エポキシ樹脂皮膜）５２を塗布する。これにより、配線基板本体２０の貫通孔４０の孔部４１に銅インレイ４６が嵌め込まれた配線基板１２が製造される。この状態では、配線基板１２には、上記のように、配線基板本体２０の複数の開口部４２の壁面に形成された銅メッキ４４と銅インレイ４６との間に、隙間４８が形成されている。
【００４６】
その後、図１に示されるように、配線基板１２の表面１２Ａ上の銅インレイ４６及び配線パターン３０の一部（ランド３０Ａ）を含む位置に導電性の接続材料としての半田６０（クリーム半田）を塗布し、例えば、リフロー実装により半田６０を加熱することで、電子部品１４を配線基板１２の表面１２Ａ上に実装する。これにより、電子部品１４のトランジスタが銅インレイ４６及びランド３０Ａに半田６０を介して接合され、トランジスタが銅インレイ４６及びランド３０Ａに熱的、かつ電気的に接続される。電子部品１４を実装（例えば、リフロー実装）するときに、加熱により溶けた半田６０が、複数の開口部４２の壁面の銅メッキ４４と銅インレイ４６との間の隙間４８に充填される（図１及び図１５参照）。このとき、半田６０は、複数の開口部４２において配線基板本体２０の表面１２Ａから裏面１２Ｂにわたって充填される。これにより、銅インレイ４６と配線パターン（本実施形態では、配線パターン３０、２４、２６、３４）との間が電気的に接続される。
【００４７】
さらに、配線基板１２の裏面１２Ｂの銅インレイ４６を含む位置に絶縁シート１６を接合し、ヒートシンク１８を取り付ける（図１参照）。これにより、電子デバイス１０が製造される。
【００４８】
上記のような配線基板１２では、配線基板本体２０の貫通孔４０の孔部４１に銅インレイ４６が嵌め込まれており、銅インレイ４６と配線パターン（本実施形態では、配線パターン３０、２４、２６、３４）との間には、銅インレイ４６と配線パターン（本実施形態では、配線パターン３０、２４、２６、３４）との間を電気的に接続する半田６０が充填されている。本実施形態では、貫通孔４０の孔部４１と連通する複数の開口部４２に、銅インレイ４６と配線パターン（本実施形態では、配線パターン３０、２４、２６、３４）との間を電気的に接続する半田６０が充填されている。このため、電子部品１４のトランジスタから半田６０を介して銅インレイ４６に電流を流し、さらに銅インレイ４６から半田６０を介して配線基板本体２０の配線パターン（本実施形態では、配線パターン３０、２４、２６、３４）に電流を流すことができる。
【００４９】
例えば、配線基板の貫通孔に銅インレイを圧入するのみでは、貫通孔と銅インレイとの寸法精度によっては、貫通孔と銅インレイとが接触していない部分がある可能性がある。例えば、貫通孔と銅インレイとが点接触で繋がっていると、貫通孔の銅メッキと銅インレイとの間での接触抵抗が大きくなる。本実施形態の配線基板１２では、銅インレイ４６と配線パターン（本実施形態では、配線パターン３０、２４、２６、３４）との間の複数の開口部４２に、半田６０が充填されている。このため、銅インレイ４６から半田６０を介して配線基板本体２０の配線パターン（本実施形態では、配線パターン３０、２４、２６、３４）に電流を流すことができる。
【００５０】
また、配線基板１２では、複数の開口部４２は、配線基板本体２０を厚み方向に貫通して形成され、半田６０は、複数の開口部４２において配線基板１２の表面１２Ａ側から裏面１２Ｂ側にわたって充填されている。これにより、例えば、配線基板本体２０の表面１２Ａ側と裏面１２Ｂ側に配線パターン３０、３４がある場合にも、配線基板本体２０の表面１２Ａ側から裏面１２Ｂ側の配線パターン３４に電流を流すことができる。すなわち、半田６０により、配線基板本体２０の表面１２Ａ側と裏面１２Ｂ側に電気の橋渡しをすることができる。また、配線基板本体２０の表面１２Ａ側から配線基板１２の内層の配線パターン２４、２６にも電流を流すことができる。さらに、上記実施形態では、半田６０も伝熱体として利用することができる。
【００５１】
また、配線基板１２では、貫通孔４０の孔部４１の壁面と開口部４２の壁面とに、銅メッキ４４が施されており、銅インレイ４６及び半田６０が銅メッキ４４と接触する。すなわち、開口部４２は、開口部４２の壁面に銅メッキ４４が施されたスルーホール４５とされている。このため、銅インレイ４６から半田６０、銅メッキ４４を介して配線基板本体２０の配線パターン（本実施形態では、配線パターン３０、２４、２６、３４）により大電流を流すことができる。さらに、半田６０の接合面積が大きくなることで、銅インレイ４６と配線パターン３０、２４、２６、３４との間の機械的な接続強度と、電気的な接続信頼性が向上する。
【００５２】
また、配線基板１２では、貫通孔４０は、絶縁体１３を厚さ方向に貫通する孔部４１と、絶縁体１３の厚み方向に沿って孔部４１の一部に繋がって形成された小径の開口部４２と、を備えている。銅インレイ４６は孔部４１に嵌め込まれており、開口部４２に半田６０が充填されている。これにより、銅インレイ４６から開口部４２に充填された半田６０を介して配線基板本体２０の配線パターン（本実施形態では、配線パターン３０、２４、２６、３４）に電流を流すことができる。また、半田６０を充填しやすい開口部４２の形状を設定でき、電気的な接続信頼性がさらに向上する。
【００５３】
さらに、上記の電子デバイス１０では、配線基板１２の表面１２Ａ上に半田６０を介して電子部品１４が実装され、電子部品１４のトランジスタが銅インレイ４６に熱的、かつ電気的に接続されている。本実施形態では、配線基板１２の複数の開口部４２に、銅インレイ４６と配線パターン（本実施形態では、配線パターン３０、２４、２６、３４）との間を電気的に接続する半田６０が充填されていることで、電子部品１４から銅インレイ４６及び半田６０を介して配線基板本体２０の配線パターン（本実施形態では、配線パターン３０、２４、２６、３４）に電流を流すことができる。
【００５４】
〔第２実施形態〕
次に、図１６を用いて、第２実施形態の配線基板について説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５５】
図１６に示されるように、配線基板８０は、配線基板本体８２を備えている。配線基板本体８２には、板状の絶縁体８３を厚さ方向に貫通すると共に、平面視にて円形状の貫通孔８４が形成されている。図示を省略するが、配線基板本体８２には、貫通孔８４の周りに配線としての所定の配線パターンが形成されている。また、配線基板本体８２の貫通孔８４の壁面及び図示しない配線パターンの表面には、銅メッキ４４が施されている。さらに、配線基板本体８２の貫通孔８４には、平面視にて多角形状の金属製インレイとしての銅インレイ８６が嵌め込まれている。
【００５６】
本実施形態では、銅インレイ８６は、平面視にて正六角形状に形成され、平面視にて（貫通方向から見て）貫通孔８４と異なる形状とされている。銅インレイ８６の最大外径は、貫通孔８４の銅メッキ４４が形成された部位の内径とほぼ同じである。銅インレイ８６は、配線基板本体８２の貫通孔８４に圧入されることで、貫通孔８４に嵌め込まれている。本実施形態では、銅インレイ８６の角部が貫通孔８４の内壁の銅メッキ４４に接触している。
【００５７】
配線基板８０では、銅インレイ８６と配線基板本体８２の配線パターン（図示省略）との間に複数の開口部８８が形成されている。本実施形態では、銅インレイ８６と貫通孔８４の銅メッキ４４が形成された面との間に、複数の開口部８８が形成されている。そして、複数の開口部８８には、「導電性の接続部」としての半田９０が充填されており、銅インレイ８６と配線パターン（図示省略）との間が電気的に接続されている。例えば、配線基板８０の表面上に半導体素子（図示省略）が実装されるときに、配線基板８０の表面上の銅インレイ８６が配置された位置を含む表面に導電性の接続材料としての半田９０（クリーム半田）が塗布されることで、加熱により溶けた半田９０が複数の開口部８８に充填されるようになっている。
【００５８】
上記のような配線基板８０では、貫通孔８４に銅インレイ８６が嵌め込まれており、貫通孔８４と銅インレイ８６との間の複数の開口部８８に、銅インレイ８６と配線パターン（図示省略）との間を電気的に接続する半田９０が充填されている。このため、銅インレイ８６から半田９０を介して配線基板本体８２の配線パターンに電流を流すことができる。
【００５９】
〔第３実施形態〕
次に、図１７を用いて、第３実施形態の配線基板について説明する。なお、第３実施形態において、第１及び第２実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６０】
図１７に示されるように、配線基板１００は、配線基板本体１０２を備えている。配線基板本体１０２には、板状の絶縁体１０３を厚さ方向に貫通すると共に、平面視にて長円形状の貫通孔１０４が形成されている。例えば、絶縁体１０３に図示しない回転したドリルを入れてからドリルを面方向に沿って移動することにより（ルータ加工）、長円形状の貫通孔１０４を形成する。図示を省略するが、配線基板本体１０２には、貫通孔１０４の周りに配線としての所定の配線パターンが形成されている。また、配線基板本体１０２の貫通孔１０４の壁面及び図示しない配線パターンの表面には、銅メッキ４４が施されている。さらに、配線基板本体１０２の貫通孔１０４には、平面視にて略円形状の金属製インレイとしての銅インレイ１０６が嵌め込まれている。銅インレイ１０６は、平面視にて（貫通方向から見て）貫通孔１０４とは異なる形状とされている。
【００６１】
本実施形態では、銅インレイ１０６の外径は、貫通孔１０４の銅メッキ４４が形成された部位の最小内径部分の内径とほぼ同じである。銅インレイ１０６は、配線基板本体１０２の貫通孔１０４に圧入されることで、貫通孔１０４に嵌め込まれている。本実施形態では、銅インレイ１０６の一部が貫通孔１０４の内壁の銅メッキ４４に接触している。
【００６２】
配線基板１００では、銅インレイ１０６と配線基板本体１０２の配線パターン（図示省略）との間に、より具体的には、銅インレイ１０６と貫通孔１０４の銅メッキ４４が形成された面との間に、複数（本実施形態では２つ）の開口部１０８が形成されている。そして、複数の開口部１０８には、「導電性の接続部」としての半田１１０が充填されており、銅インレイ１０６と配線パターン（図示省略）との間が電気的に接続されている。例えば、配線基板１００の表面上に半導体素子（図示省略）が実装されるときに、配線基板１００の表面上の銅インレイ１０６が配置された位置を含む表面に導電性の接続材料としての半田１１０（クリーム半田）が塗布されることで、加熱により溶けた半田１１０が複数の開口部１０８に充填されるようになっている。
【００６３】
上記のような配線基板１００では、貫通孔１０４に銅インレイ１０６が嵌め込まれており、銅インレイ１０６と貫通孔１０４との間の複数の開口部１０８に、銅インレイ１０６と配線パターン（図示省略）との間を電気的に接続する半田１１０が充填されている。このため、銅インレイ１０６から半田１１０を介して配線基板本体１０２の配線パターンに電流を流すことができる。
【００６４】
〔第４実施形態〕
次に、図１８を用いて、第４実施形態の配線基板について説明する。なお、第４実施形態において、第１〜第３実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６５】
図１８に示されるように、配線基板１４０は、配線基板本体１４２を備えている。配線基板本体１４２には、板状の絶縁体１４３を厚さ方向に貫通すると共に、平面視にて略多角形状の貫通孔１４４が形成されている。例えば、絶縁体１４３に図示しない回転したドリルを入れてからドリルを面方向に沿って移動することにより（ルータ加工）、略多角形状（本実施形態では正多角形状）の貫通孔１４４を形成する。ドリルを移動するため、貫通孔１４４の角部はＲ状に形成されている。図示を省略するが、配線基板本体１４２には、貫通孔１４４の周りに配線としての所定の配線パターンが形成されている。また、配線基板本体１４２の貫通孔１４４の壁面及び図示しない配線パターンの表面には、銅メッキ４４が施されている。さらに、配線基板本体１４２の貫通孔１４４には、平面視にて略円形状の金属製インレイとしての銅インレイ１４６が嵌め込まれている。銅インレイ１４６は、平面視にて（貫通方向から見て）貫通孔１４４とは異なる形状とされている。
【００６６】
本実施形態では、貫通孔１４４は、略六角形状に形成されている。本実施形態では、銅インレイ１４６の外径は、貫通孔１４４の銅メッキ４４が形成された部分の最小内径部の内径とほぼ同じに設定されている。銅インレイ１４６は、配線基板本体１４２の貫通孔１４４に圧入されることで、貫通孔１４４に嵌め込まれている。本実施形態では、銅インレイ１４６の一部が貫通孔１４４の内壁の銅メッキ４４に接触している。
【００６７】
配線基板１４０では、銅インレイ１４６と配線基板本体１４２の配線パターン（図示省略）との間に、より具体的には、銅インレイ１４６と貫通孔１４４の銅メッキ４４が形成された面との間に、複数の開口部１４８が形成されている。そして、複数の開口部１４８には、「導電性の接続部」としての半田１５０が充填されており、銅インレイ１４６と配線パターン（図示省略）との間が電気的に接続されている。例えば、配線基板１４０の表面上に半導体素子（図示省略）が実装されるときに、配線基板１４０の表面上の銅インレイ１４６が配置された位置を含む表面に導電性の接続材料としての半田１５０（クリーム半田）が塗布されることで、加熱により溶けた半田１５０が複数の開口部１４８に充填されるようになっている。
【００６８】
上記のような配線基板１４０では、貫通孔１４４に銅インレイ１４６が嵌め込まれており、銅インレイ１４６と貫通孔１４４との間の複数の開口部１４８に、銅インレイ１４６と配線パターン（図示省略）との間を電気的に接続する半田１５０が充填されている。このため、銅インレイ１４６から半田１５０を介して配線基板本体１４２の配線パターンに電流を流すことができる。
【００６９】
〔補足説明〕
なお、第１実施形態では、配線基板１２は、板状の絶縁体１３に４層の配線パターン２４、２６、３０、３４が形成されているが、本発明は、この構成に限定されるものではなく、配線基板の配線パターン（配線）の数、位置、形状などは変更が可能である。また、板状の絶縁体１３に配線パターン２４、２６、３０、３４を形成する順番も、第１実施形態の工程順に限定されるものではなく、変更が可能である。例えば、板状の絶縁体１３に配線パターン２４、２６、３０、３４が形成された配線基板本体２０を製作した後に、配線基板本体２０に貫通孔４０としての孔部４１及び複数の開口部４２を形成し、銅インレイ４６を貫通孔４０としての孔部４１に圧入する方法でもよい。
【００７０】
また、第１〜第４実施形態では、配線基板１２、８０、１００、１４０の貫通孔４０、８４、１０４、１４４に銅インレイ４６、８６、１０６、１４６が嵌め込まれているが、本発明は、銅インレイ４６、８６、１０６、１４６に限定されるものではない。例えば、熱伝導性のよい金属であれば、銅以外の他の金属製インレイを用いてもよい。
【００７１】
また、貫通孔の形状と金属製インレイの形状は、第１〜第４実施形態に限定されるものでなく、変更が可能である。例えば、略多角形状の貫通孔に、略多角形状の金属製インレイを嵌め込む構成でもよい。
【００７２】
また、第１〜第４実施形態では、銅インレイ４６、８６、１０６、１４６と配線基板本体の配線とを半田６０、９０、１１０、１５０を介して電気的に接続しているが、本発明は、半田６０、９０、１１０、１５０に限定するものではない。例えば、銀ペーストを含んだ導電性の接着剤など、他の導電性材料からなる導電性の接続部を用いてもよい。
【００７３】
また、第１〜第４実施形態では、開口部４２、８８、１０８、１４８は、配線基板１２、８０、１００、１２０の絶縁体１３、８３、１０３、１４３の厚み方向に貫通しているが、本発明は、この構成に限定するものではない。例えば、開口部は、配線基板の絶縁体の厚み方向の一部（電子部品を実装する表面と連通する厚み方向の一部）に形成されている構成でもよい。
【００７４】
また、従来、配線基板では、配線基板本体２０、８２、１０２、１４２の貫通孔４０、８４、１０４、１４４に銅インレイ４６、８６、１０６、１４６を嵌め込んだ後に、銅インレイ４６、８６、１０６、１４６を含む配線基板本体２０、８２、１０２、１４２の表面に銅メッキ等などの金属による二次メッキを施し、他の電子部品等と接続していた。これに対し、第１〜第４実施形態では、配線基板本体２０、８２、１０２、１４２の貫通孔４０、８４、１０４、１４４に銅インレイ４６、８６、１０６、１４６を嵌め込んだ後に、銅メッキ等などの金属による二次メッキを省略することができる。
【００７５】
また、第１実施形態では、配線基板本体２０の露出面（貫通孔４０及び複数の開口部４２の壁面を含む）に銅メッキ４４が施されているが、本発明は、この構成に限定するものではない。例えば、銅メッキ４４に代えて、他の金属メッキを用いてもよい。また、配線基板本体２０の露出面（貫通孔４０及び複数の開口部４２の壁面を含む）に銅メッキ等の金属メッキを設けない構成でもよい。また、第１実施形態では、複数の開口部４２は、銅メッキ４４が施された複数のスルーホール４５とされているが、本発明は、この構成に限定するものでなく、例えば、１又は２以上のスルーホールを備える構成でもい。
【００７６】
第２〜第４実施形態でも、配線基板本体８２、１０２、１４２の露出面（貫通孔８４、１０４、１４４の壁面を含む）に銅メッキ４４が施されているが、他の金属メッキを用いてもよいし、又は、銅メッキ４４等の金属メッキを設けない構成でもよい。
【００７７】
また、第１実施形態では、配線基板１２の表面１２Ａ上に半導体素子としての電子部品１４がリフロー実装されているが、本発明は、この構成に限定されるものではない。例えば、半田槽の中に配線基板１２を浸すフロー実装を用いて、配線基板１２の表面１２Ａ上に半導体素子を実装してもよい。
【００７８】
また、第１〜第４実施形態では、配線基板１２、８０、１００、１４０の表面上に半導体素子としての電子部品１４を実装する際に、銅インレイ４６、８６、１０６、１４６と配線パターンとの間に導電性の接続部としての半田６０、９０、１１０、１５０を充填していたが、本発明はこの方法に限定するものではない。例えば、配線基板１２、８０の表面上に半導体素子としての電子部品１４を実装する工程とは別に、銅インレイ４６、８６、１０６、１４６と配線パターンとの間に導電性の接続部を充填する工程を設けてもよい。
【００７９】
なお、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８０】
１０   電子デバイス
１２   配線基板
１２Ａ 表面
１３   絶縁体
１４   電子部品（半導体素子）
２０   配線基板本体
２２   基材（絶縁体）
２４   配線パターン（配線）
２６   配線パターン（配線）
２８   樹脂部（絶縁体）
３０   配線パターン（配線）
３２   樹脂部（絶縁体）
３４   配線パターン（配線）
４０   貫通孔
４１   孔部（貫通孔）
４２   開口部（貫通孔）
４４   銅メッキ（金属メッキ）
４５   スルーホール
４６   銅インレイ（金属製インレイ）
５０   レジスト（絶縁体）
５２   レジスト（絶縁体）
６０   半田（接続部）
８０   配線基板
８２   配線基板本体
８３   絶縁体
８４   貫通孔
８６   銅インレイ（金属製インレイ）
９０   半田（接続部）
１００ 配線基板
１０２ 配線基板本体
１０３ 絶縁体
１０４ 貫通孔
１０６ 銅インレイ（金属製インレイ）
１１０ 半田（接続部）
１４０ 配線基板
１４２ 配線基板本体
１４３ 絶縁体
１４４ 貫通孔
１４６ 銅インレイ（金属製インレイ）
１５０ 半田（接続部）
【図１】
2019009153.tif 000003
【図２】
2019009153.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019009153.tif 000009
【図８】
2019009153.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2019009153.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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