(57)【要約】  実装面に電極端子２ａを備える発熱部品２を実装するための放熱基板１であって、円形の断面を有する貫通孔ＴＨが形成された配線基板１０と、導電性材料からなり、貫通孔ＴＨにおいて配線基板１０の両面に亘る放熱経路を構成する伝熱部材２０と、を備え、伝熱部材２０は、貫通孔ＴＨの内部に嵌合される埋設部２１と、配線基板１０の表面に沿って設けられる平板状の露出部２２と、により一体的に構成され、露出部２２は、発熱部品２の電極端子２ａと略同一形状である。
2021024445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装面に電極端子を備える発熱部品を実装するための放熱基板であって、
円形の断面を有する貫通孔が形成された配線基板と、
導電性材料からなり、前記貫通孔において前記配線基板の両面に亘る放熱経路を構成する伝熱部材と、を備え、
前記伝熱部材は、前記貫通孔の内部に嵌合される埋設部と、前記配線基板の表面に沿って設けられる平板状の露出部と、により一体的に構成され、
前記露出部は、前記発熱部品の前記電極端子と略同一形状である、放熱基板。
【請求項２】
前記配線基板の表面と前記露出部との間が導電性材料によりめっき処理されている、請求項１に記載の放熱基板。
【請求項３】
前記貫通孔の内側面が導電性材料によりめっき処理されている、請求項１又は２に記載の放熱基板。
【請求項４】
前記伝熱部材の前記埋設部は、円柱形状の円柱部と、前記円柱部から前記露出部へかけて断面が連続的に拡大する中間部と、を含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の放熱基板。
【請求項５】
前記中間部は、前記円柱部から前記露出部へかけて直線的に拡大する、請求項４に記載の放熱基板。
【請求項６】
前記中間部は、前記円柱部から前記露出部へかけて逆Ｒ面に沿った形状で拡大する、請求項４に記載の放熱基板。
【請求項７】
実装面に電極端子を備える発熱部品を実装するための放熱基板の製造方法であって、
配線基板に円形の断面を有する貫通孔を形成する孔形成工程と、
導電性材料からなる伝熱部材を、前記貫通孔に挿入される埋設部と、前記配線基板の表面に沿って設けられる平板状の露出部と、が一体的に構成される形状に加工する伝熱部材準備工程と、
前記伝熱部材の前記埋設部を前記貫通孔に嵌合させる嵌合工程と、を含み、
伝熱部材準備工程においては、前記露出部を前記発熱部品の前記電極端子と略同一形状に加工する、放熱基板の製造方法。
【請求項８】
前記嵌合工程の前に、前記配線基板の表面と前記露出部との間を導電性材料によりめっき処理する、請求項７に記載の放熱基板の製造方法。
【請求項９】
前記嵌合工程の前に、前記貫通孔の内側面を導電性材料によりめっき処理する、請求項７又は８に記載の放熱基板の製造方法。
【請求項１０】
前記伝熱部材準備工程においては、前記伝熱部材の前記埋設部を、円柱形状の円柱部と、前記円柱部から前記露出部へかけて断面が連続的に拡大する中間部と、を含む形状に加工する、請求項７乃至９のいずれかに記載の放熱基板の製造方法。
【請求項１１】
前記伝熱部材準備工程においては、前記中間部を前記円柱部から前記露出部へかけて直線的に拡大する形状に加工する、請求項１０に記載の放熱基板の製造方法。
【請求項１２】
前記伝熱部材準備工程においては、前記中間部を前記円柱部から前記露出部へかけて逆Ｒ面に沿った形状で拡大する形状に加工する、請求項１０に記載の放熱基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱基板、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発熱部品が実装されるプリント配線基板は、例えば特許文献１の従来技術として開示されているように、基板に放熱機構が備えられるのが一般的である。より具体的には、当該従来技術は、基板を貫通するように設けられた伝熱部材を挟むように、基板の両面に発熱部品とヒートシンクとをそれぞれ設けて構成されている。これにより、基板の一方の面に実装された発熱部品が発する熱は、伝熱部材を介して基板の他方の面に配置されたヒートシンクに伝えられて放熱されることになる。このとき、発熱部品とヒートシンクとの間で放熱経路を形成する伝熱部材は、例えば銅の塊からなる金属片として形成されることにより、複数のサーマルビアが形成される場合と比較して放熱経路の断面積を確保しやすく、発熱部品の発熱量が比較的大きい場合にも効率的に放熱することができる。【０００３】
上記の従来技術に係る放熱基板は、実装される電子部品が基板との接触面とは反対側の面に電極端子を備え、基板表面に形成された導電パターンに対して当該電極端子がボンディングワイヤで接続されている。そして、当該従来技術に係る放熱基板は、配線基板に設けられた貫通孔に対して円柱形状の伝熱部材が埋め込まれることにより放熱経路が構成されている。このように、放熱基板の貫通孔、及び当該貫通孔に設けられる伝熱部材は、円柱形状として形成されることが一般的であり、これにより貫通孔の形成自体や、伝熱部材をかしめ又は圧入により貫通孔に対して隙間なく設けることが容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０５１０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような伝熱部材による放熱基板に実装される発熱部品は、基板との接触面に平板状の電極端子を備えることがある。このような場合には、当該電極端子の直下に伝熱部材を配置することにより、共に熱伝導性の良好な電極端子から伝熱部材へ効率的に熱を伝えることができる。【０００６】
しかしながら、発熱部品の実装面に形成される電極端子は、通常は円形に形成されることがないため、放熱効率の観点から電極端子の全面が接する寸法の伝熱部材を設けるためには、電極端子の輪郭を包含する大径の伝熱部材を基板に埋め込む必要がある。そのため、放熱基板は、特に伝熱部材の周囲において、他部品や配線パターンを形成するための実装面積が圧迫される虞が生じる。一方、電極端子の輪郭に包含される小径の伝熱部材が基板に埋め込まれる場合には、伝熱部材が当接しない電極端子の周辺部において放熱経路が遮断され、放熱効率が低下する虞が生じる。【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板との接触面に電極端子を備える発熱部品が実装される場合であっても、実装面積を圧迫することなく放熱効率を向上させることができる放熱基板、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る放熱基板は、実装面に電極端子を備える発熱部品を実装するための放熱基板であって、円形の断面を有する貫通孔が形成された配線基板と、導電性材料からなり、前記貫通孔において前記配線基板の両面に亘る放熱経路を構成する伝熱部材と、を備え、前記伝熱部材は、前記貫通孔の内部に嵌合される埋設部と、前記配線基板の表面に沿って設けられる平板状の露出部と、により一体的に構成され、前記露出部は、前記発熱部品の前記電極端子と略同一形状である。【０００９】
また、本発明に係る放熱基板の製造方法は、実装面に電極端子を備える発熱部品を実装するための放熱基板の製造方法であって、配線基板に円形の断面を有する貫通孔を形成する孔形成工程と、導電性材料からなる伝熱部材を、前記貫通孔に挿入される埋設部と、前記配線基板の表面に沿って設けられる平板状の露出部と、が一体的に構成される形状に加工する伝熱部材準備工程と、前記伝熱部材の前記埋設部を前記貫通孔に嵌合させる嵌合工程と、を含み、伝熱部材準備工程においては、前記露出部を前記発熱部品の前記電極端子と略同一形状に加工する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板との接触面に電極端子を備える発熱部品が実装される場合であっても、実装面積を圧迫することなく放熱効率を向上させることができる放熱基板、及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る放熱基板の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る基板準備工程を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る孔形成工程を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るめっき工程を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るパターニング工程を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る伝熱部材準備工程により形成される伝熱部材を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る嵌合工程を示す断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る部品実装工程を示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る放熱基板の断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る伝熱部材の形状を示す側面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る孔形成工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る放熱基板の断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る伝熱部材の形状を示す側面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る孔形成工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施の形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る放熱基板１の断面図である。放熱基板１は、発熱部品２が基板の実装面に実装される場合に、発熱部品２からの熱を実装面とは反対側の面へ伝えて放熱することができるプリント回路基板であり、配線基板１０、伝熱部材２０、及びヒートシンク３０を備える。
【００１４】
配線基板１０は、本実施形態においては、第１外層配線層１１、第２外層配線層１２、複数の内層配線層１３、及び絶縁層１４を備える。より具体的には、配線基板１０は、発熱部品２が実装される一方の面に第１外層配線層１１が設けられると共に、他方の面に第２外層配線層１２が設けられ、これらの間に複数の内層配線層１３が形成されている。そして、回路パターンが形成される各配線層は、絶縁層１４により互いに絶縁されると共に、図示しないビア等で部分的に接続されることにより、基板全体として電子回路が構成される。
【００１５】
尚、配線基板１０は、内層配線層１３が形成されない両面板であってもよく、又は、より多くの内層配線層１３が形成される多層基板であってもよい。また、内層配線層１３は、配線基板１０の製造過程においてパターニングによる回路形成が行われているが、本実施形態においては図示を省略している。そして、配線基板１０は、発熱部品２が実装される位置において、円形の断面を有する貫通孔ＴＨが形成されると共に、貫通孔ＴＨに伝熱部材２０が嵌合されている。
【００１６】
伝熱部材２０は、導電性及び熱伝導性を有する金属からなり、例えば銅からなるいわゆる銅インレイである。本実施形態に係る伝熱部材２０は、詳細を後述するように、第１外層配線層１１の表面から貫通孔ＴＨを介して第２外層配線層１２まで延在し、配線基板１０の両面に亘る放熱経路を構成する。
【００１７】
ここで、本実施形態に係る発熱部品２は、配線基板１０側の実装面において平板状の電極端子２ａを備えると共に、側面から突出する２本の端子２ｂが備えられており（図８参照）、伝熱部材２０の表面と電極端子２ａとが接するように配線基板１０に実装されている。より具体的には、発熱部品２は、例えば表面実装タイプの公知のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。
【００１８】
そして、伝熱部材２０は、配線基板１０の第１外層配線層１１が形成された面において、電極端子２ａと面同士が接するように発熱部品２が実装されている。このため、発熱部品２からの熱は、電極端子２ａ及び伝熱部材２０を介して第２外層配線層１２側に伝えられ、第２外層配線層１２に設けられたヒートシンク３０により放熱される。
【００１９】
ヒートシンク３０は、第２外層配線層１２における伝熱部材２０の表面を含む位置において熱伝導性及び粘着性を有する放熱シート２０ａにより取り付けることができる。放熱シート２０ａは、伝熱部材２０とヒートシンク３０とに密着することにより、伝熱部材２０からヒートシンク３０への伝熱性を向上させて効率的に放熱することができる。このとき、伝熱部材２０とヒートシンク３０と間を絶縁する必要がある場合には、絶縁性を有する放熱シート２０ａが採用される。また、放熱シート２０ａに替えて、熱伝導性を有するペースト状の放熱ペーストを塗布してもよい。尚、ヒートシンク３０は、本発明に必須の構成ではなく、伝熱部材２０の表面とその周囲を金属層で覆うことにより形成される放熱パッドで代用してもよい。
【００２０】
次に、放熱基板１の製造方法を図２乃至８の各工程に沿って示しつつ、放熱基板１の構造についてより詳細に説明する。本実施形態に係る放熱基板１の製造方法は、一例として基板準備工程、孔形成工程、めっき工程、パターニング工程、伝熱部材準備工程、嵌合工程、及び部品実装工程を含む。
【００２１】
図２は、本発明の第１実施形態に係る基板準備工程を示す断面図である。基板準備工程においては、後の工程により第１外層配線層１１となる第１銅箔層１１´、及び後の工程により第２外層配線層１２となる第２銅箔層１２´が絶縁層１４の両面に形成された配線基板１０が準備される。尚、配線基板１０を多層基板とする場合には、絶縁層１４の内部にパターニングされた内層配線層１３を含む基板を準備する。
【００２２】
図３は、本発明の第１実施形態に係る孔形成工程を示す断面図である。孔形成工程においては、上記した基板準備工程で準備された配線基板１０に対して、発熱部品２の実装位置に貫通孔ＴＨを牙設する。本実施形態に係る放熱基板１の製造方法においては、配線基板１０に円柱状の貫通孔ＴＨを形成することができる第１ドリルＤ１を使用する。
【００２３】
図４は、本発明の第１実施形態に係るめっき工程を示す断面図である。めっき工程においては、配線基板１０に形成された貫通孔ＴＨの内側面と、第１銅箔層１１´及び第２銅箔層１２´の表面とに銅めっきを形成する。これにより、配線基板１０は、両面に第１外層配線層１１及び第２外層配線層１２がそれぞれ形成されると共に、貫通孔ＴＨの内側面におけるめっきにより各配線層が互いに接続される。尚、貫通孔ＴＨの内側面、及び各外層配線層におけるめっき処理は、必要に応じて行われるものであり、本発明においては必須の工程ではない。
【００２４】
図５は、本発明の第１実施形態に係るパターニング工程を示す断面図である。パターニング工程においては、例えば公知のフォトリソグラフィにより、配線基板１０の第１外層配線層１１及び第２外層配線層１２が所望の回路パターンに加工される。
【００２５】
続いて、伝熱部材準備工程について説明する。伝熱部材準備工程は、放熱基板１の伝熱部材２０を準備する工程であり、上記した基板準備工程からパターニング工程までの配線基板１０に対する一連の加工とは別に進められる。図６は、本発明の第１実施形態に係る伝熱部材準備工程により形成される伝熱部材２０を示す斜視図である。
【００２６】
本実施形態に係る伝熱部材２０は、円柱状に形成される埋設部２１と、平板状に形成される露出部２２とが一体的に構成される形状の金属からなり、例えば電気伝導性及び熱伝導性に優れた銅を金型成型により加工して形成することができる。
【００２７】
より具体的には、埋設部２１は、後の工程において圧入法又はかしめ法により配線基板１０の貫通孔ＴＨの内部に嵌合される部分であり、貫通孔ＴＨの寸法に合わせて直径Ｒ及び高さＨが設定される。また、露出部２２は、平面視した場合に上記した発熱部品２の電極端子２ａと略同一形状の平板状であり、後の工程において配線基板１０の表面に沿って設けられることになる部分である。
【００２８】
そして、伝熱部材２０は、嵌合工程において配線基板１０の貫通孔ＴＨに嵌合される。図７は、本発明の第１実施形態に係る嵌合工程を示す断面図である。嵌合工程においては、伝熱部材準備工程で形成された伝熱部材２０を配線基板１０に対してプレス機Ｐで押圧することにより、伝熱部材２０の埋設部２１を貫通孔ＴＨに篏合させる。
【００２９】
ここで、嵌合工程においては、圧入法又はかしめ法を適用することができる。圧入法は、伝熱部材２０の埋設部２１の直径Ｒを貫通孔ＴＨの内径よりも僅かに大きくし、伝熱部材２０の埋設部２１の高さＨを配線基板１０の厚みと等しくした上で、プレス機Ｐにより埋設部２１を貫通孔ＴＨに埋めるように固定する方法である。また、カシメ法は、伝熱部材２０の埋設部２１の直径Ｒを貫通孔ＴＨの内径よりも小さくし、伝熱部材２０の埋設部２１の高さＨを配線基板１０の厚みよりも高くした上で、プレス機Ｐにより露出部２２を押圧して埋設部２１を変形させながら、埋設部２１を貫通孔ＴＨに埋めるように固定する方法である。
【００３０】
そして、伝熱部材２０は、嵌合工程により貫通孔ＴＨに固定されると共に、露出部２２が配線基板の表面、すなわち第１外層配線層１１に沿って設けられることになる。このとき、配線基板１０の表面と露出部２２との間に、銅めっきによる第１外層配線層１１が形成されている場合には、第１外層配線層１１の一部が露出部２２と面接触することにより、伝熱部材２０と第１外層配線層１１との電気伝導性を向上させることができる。
【００３１】
また、貫通孔ＴＨの内側面に銅めっきが形成されている場合には、当該銅めっきと伝熱部材２０との接触面積が増加することにより、当該銅めっきを介して配線基板１０の各配線層と伝熱部材２０との電気伝導性を向上させることができる。
【００３２】
図８は、本発明の第１実施形態に係る部品実装工程を示す断面図である。図８においては、配線基板１０において発熱部品２の実装に係る構成要素を模式的に表しており、例えばパターニングされた第１外層配線層１１などの他の構成要素については図示を省略している。尚、発熱部品２及びその電極端子２ａは、図８に示す形状に限られるものではなく、例えば正方形、長方形、凸形状、台形、その他の多角形や、より複雑な形状等、種々のバリエーションが想定される。
【００３３】
部品実装工程においては、伝熱部材２０の露出部２２の表面に半田ペーストが塗布されると共に、当該半田ペーストを介して電極端子２aを合わせるように発熱部品２が配置され、公知のリフロー処理により伝熱部材２０と発熱部品２とが接続される。
【００３４】
このとき、配線基板１０の表面において、発熱部品２の２本の端子２ｂに対応する位置に第１外層配線層１１の一部からなる電極パッド１５を形成しておくことで、リフロー処理により電極端子２ａ及び端子２ｂを同時に配線基板１０に接続することができる。そして、第２外層配線層１２にヒートシンク３０を接続することにより、発熱部品２が実装された図１に示す放熱基板１が完成する。尚、放熱基板１は、他の電子部品の実装やソルダーレジストによる絶縁被覆など、一般的なプリント回路基板に共通する他の工程が適宜行われる。
【００３５】
以上のように、本実施形態に係る放熱基板１は、貫通孔ＴＨに嵌合される埋設部２１と配線基板１０の表面に露出する露出部２２とが一体的に形成された形状の伝熱部材２０が配線基板１０に設けられている。そして、埋設部２１は、発熱部品２の電極端子２ａよりも断面が小さい円柱状に形成されているため、配線基板１０に実装される発熱部品２の周囲に配置される他の電子部品や配線パターンに干渉することがない。また、露出部２２は、発熱部品２の電極端子２ａと略同一形状に形成されているため、発熱部品２からの熱を最大限受け入れつつ、一体的且つ連続的に形成された埋設部２１に当該熱を伝えることができる。これにより、本発明の第１実施態様に係る放熱基板１によれば、基板との接触面に電極端子２ａを備える発熱部品２が実装される場合であっても、実装面積を圧迫することなく放熱効率を向上させることができる。
【００３６】
また、本実施形態に係る放熱基板１は、配線基板１０の発熱部品２が実装される面において、めっきにより形成される第１外層配線層１１が伝熱部材２０の露出部２２と面接触するように構成されるため、発熱部品２の電極端子２ａから伝熱部材２０の露出部２２を介して第１外層配線層１１へ至る経路として、導電性に優れた導電路及び熱伝導性に優れた放熱経路を確保することができる。
【００３７】
更に、本実施形態に係る放熱基板１は、貫通孔ＴＨの内側面において各配線層に接続されるめっき層が形成され、また、当該めっき層と伝熱部材２０とが面接触することにより接触面積が増加するため、発熱部品２の電極端子２ａから伝熱部材２０及び当該めっき層を介して配線基板１０の各配線層に至る導電路の電気伝導性を向上させることができる。
【００３８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る放熱基板３は、上記した第１実施形態の放熱基板１における貫通孔ＴＨ及び伝熱部材２０の形状が第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態と異なる部分について説明することとし、第１実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３９】
図９は、本発明の第２実施形態に係る放熱基板３の断面図である。本実施形態に係る放熱基板３は、配線基板１０に設けられた貫通孔ＴＨが第１外層配線層１１側において径が連続的に広がる形状を有している。また、配線基板１０に固定される伝熱部材４０は、貫通孔ＴＨの形状に合わせて形成されている。
【００４０】
図１０は、本発明の第２実施形態に係る伝熱部材４０の形状を示す側面図である。第２実施形態に係る伝熱部材４０は、配線基板１０の貫通孔ＴＨに嵌合される埋設部４１と、第１外層配線層１１の表面に設けられる平板状の露出部４２とが一体的に構成される形状の金属からなり、例えば電気伝導性及び熱伝導性に優れた銅を金型成型により加工して形成することができる。
【００４１】
また、埋設部４１は、円柱状に形成された円柱部４１ａと、逆円錐台状に形成された中間部４１ｂとが一続きに形成されており、中間部４１ｂにおいて円柱部４１ａから露出部４２へかけて円形の断面が連続的に拡大している。すなわち、中間部４１ｂの側面Ｓが直線となるような形状に加工されている。そして、伝熱部材４０は、埋設部４１においては円柱部４１ａ及び中間部４１ｂの断面形状がいずれも円形となる。尚、露出部４２については、上記した第１実施形態と同様に、平面視した場合に発熱部品２の電極端子２ａと略同一形状の平板状に形成されている。
【００４２】
図１１は、本発明の第２実施形態に係る孔形成工程を示す断面図である。本実施形態においては、上記した形状の伝熱部材４０を配線基板１０の貫通孔ＴＨに嵌合させるために、図１１に示すような段付きドリルとしての第２ドリルＤ２を使用する。これにより、上記した形状の伝熱部材４０を嵌合させることができる貫通孔ＴＨを一回の穴あけ加工により形成することができる。このように形成された貫通孔ＴＨに対して、上記した形状の伝熱部材４０を篏合させることにより、図９に示す放熱基板３が形成される。
【００４３】
以上のように、本発明の第２実施形態に係る放熱基板３は、伝熱部材４０の中間部４１ｂの形状が逆円錐台形状であるため、配線基板１０の貫通孔ＴＨ及び伝熱部材４０の形状を高精度で容易に成形することができる。また、本実施形態に係る伝熱部材４０は、直角の角部を持たない貫通孔ＴＨに嵌合されることになるため、例えば貫通孔ＴＨの内側面にめっき層が形成される場合に、プレス時において当該めっき層との接触面における部分ごとの圧力のばらつきを抑制することができる。従って、本発明の第２実施形態に係る放熱基板３は、当該めっき層と伝熱部材４０との密着性を向上させることができる。
【００４４】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る放熱基板４は、上記した第１実施形態の放熱基板１における貫通孔ＴＨ及び伝熱部材２０の形状が第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態と異なる部分について説明することとし、第１実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４５】
図１２は、本発明の第３実施形態に係る放熱基板４の断面図である。本実施形態に係る放熱基板４は、配線基板１０に設けられた貫通孔ＴＨが第１外層配線層１１側において径が連続的に広がる形状を有している。また、配線基板１０に固定される伝熱部材５０は、貫通孔ＴＨの形状に合わせて形成されている。
【００４６】
図１３は、本発明の第３実施形態に係る伝熱部材５０の形状を示す側面図である。第３実施形態に係る伝熱部材５０は、配線基板１０の貫通孔ＴＨに嵌合される埋設部５１と、第１外層配線層１１の表面に設けられる平板状の露出部５２とが一体的に構成される形状の金属からなり、例えば電気伝導性及び熱伝導性に優れた銅を金型成型により加工して形成することができる。
【００４７】
また、埋設部５１は、円柱状に形成された円柱部５１ａと、円柱部５１ａから露出部５２へかけて逆Ｒ面に沿った形状で拡大する中間部５１ｂとが一続きに形成されており、中間部５１ｂにおいて円柱部５１ａから露出部５２へかけて円形の断面が連続的に拡大している。すなわち、中間部５１ｂの側面Ｓが逆Ｒ面となるような形状に加工されている。そして、伝熱部材５０は、埋設部５１においては円柱部５１ａ及び中間部５１ｂの断面形状がいずれも円形となる。尚、露出部５２については、上記した第１実施形態と同様に、平面視した場合に発熱部品２の電極端子２ａと略同一形状の平板状に形成されている。
【００４８】
図１４は、本発明の第３実施形態に係る孔形成工程を示す断面図である。本実施形態においては、上記した形状の伝熱部材５０を配線基板１０の貫通孔ＴＨに嵌合させるために、図１４に示すような第３ドリルＤ３を使用する。これにより、上記した形状の伝熱部材５０を嵌合させることができる貫通孔ＴＨを一回の穴あけ加工により形成することができる。このように形成された貫通孔ＴＨに対して、上記した形状の伝熱部材５０を篏合させることにより、図１２に示す放熱基板４が形成される。
【００４９】
以上のように、本発明の第３実施形態に係る放熱基板４は、伝熱部材５０の中間部５１ｂの形状が逆Ｒ面に沿った側面Ｓを有する形状であるため、配線基板１０の貫通孔ＴＨ及び伝熱部材５０の形状を高精度で容易に成形することができる。また、本実施形態に係る伝熱部材５０は、直角の角部を持たない貫通孔ＴＨに嵌合されることになるため、例えば貫通孔ＴＨの内側面にめっき層が形成される場合に、プレス時において当該めっき層との接触面における圧力が部分ごとにばらつかないよう均一化させることができる。従って、本発明の第３実施形態に係る放熱基板４は、当該めっき層と伝熱部材５０との密着性をより向上させることができる。
【００５０】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の各実施形態では、伝熱部材の露出部の厚みを問わないこととしたが、実装される発熱部品の発熱量に応じて厚みを増加させるよう形状を規定してもよい。
【００５１】
＜本発明の実施態様＞
本発明の第１の態様は、実装面に電極端子を備える発熱部品を実装するための放熱基板であって、円形の断面を有する貫通孔が形成された配線基板と、導電性材料からなり、前記貫通孔において前記配線基板の両面に亘る放熱経路を構成する伝熱部材と、を備え、前記伝熱部材は、前記貫通孔の内部に嵌合される埋設部と、前記配線基板の表面に沿って設けられる平板状の露出部と、により一体的に構成され、前記露出部は、前記発熱部品の前記電極端子と略同一形状である、放熱基板である。
【００５２】
本発明の第１の態様に係る放熱基板は、配線基板において発熱部品が実装される位置に貫通孔が設けられ、当該貫通孔に嵌合される伝熱部材により放熱経路が構成されている。ここで、伝熱部材は、貫通孔に嵌合される埋設部と配線基板の表面に露出する露出部が一体的に形成された形状を有している。そして、埋設部は、発熱部品の電極端子よりも断面が小さい円柱状に形成されているため、配線基板に実装される発熱部品の周囲に配置される他の電子部品や配線パターンに干渉することがない。また、露出部は、発熱部品の電極端子と略同一形状に形成されているため、発熱部品からの熱を最大限受け入れつつ、一体的且つ連続的に形成された埋設部に当該熱を伝えることができる。これにより、本発明の第１の態様に係る放熱基板によれば、基板との接触面に電極端子を備える発熱部品が実装される場合であっても、実装面積を圧迫することなく放熱効率を向上させることができる。
【００５３】
本発明の第２の態様は、上記した本発明の第１の態様において、前記配線基板の表面と前記露出部との間が導電性材料によりめっき処理されている、放熱基板である。
【００５４】
本発明の第２の態様に係る放熱基板によれば、配線基板の発熱部品が実装される面において、めっきにより形成される外層配線層が伝熱部材の露出部と面接触するように構成されるため、発熱部品の電極端子から伝熱部材の露出部を介して外層配線層へ至る経路として、導電性に優れた導電路及び熱伝導性に優れた放熱経路を確保することができる。
【００５５】
本発明の第３の態様は、上記した本発明の第１又は２の態様において、前記貫通孔の内側面が導電性材料によりめっき処理されている、放熱基板である。
【００５６】
本発明の第３の態様に係る放熱基板によれば、貫通孔の内側面において各配線層に接続されるめっき層が形成され、また、当該めっき層と伝熱部材とが面接触することにより接触面積が増加するため、発熱部品の電極端子から伝熱部材及び当該めっき層を介して配線基板の各配線層に至る導電路の電気伝導性を向上させることができる。
【００５７】
本発明の第４の態様は、上記した本発明の第１乃至３のいずれかに記載の態様において、前記伝熱部材の前記埋設部は、円柱形状の円柱部と、前記円柱部から前記露出部へかけて断面が連続的に拡大する中間部と、を含む、放熱基板である。
【００５８】
本発明の第４の態様に係る放熱基板によれば、伝熱部材の断面形状を円形とした上で、発熱部品の電極端子の全面から熱を受ける露出部から相対的に小径の円柱部まで中間部により連続的に伝熱部材が形成されていることから、放熱経路が部分的に遮断されることなく発熱部品からの熱をスムーズに他方の面に伝えることができる。
【００５９】
本発明の第５の態様は、上記した本発明の第４に記載の態様において、前記中間部は、前記円柱部から前記露出部へかけて直線的に拡大する、放熱基板である。
【００６０】
本発明の第５の態様に係る放熱基板によれば、伝熱部材の中間部の形状が逆円錐台形状であるため、配線基板の貫通孔及び伝熱部材を精度よく形成することができ、例えば貫通孔の内側面にめっき層が形成される場合に、当該めっき層と伝熱部材との密着性を向上させることができる。
【００６１】
本発明の第６の態様は、上記した本発明の第４に記載の態様において、前記中間部は、前記円柱部から前記露出部へかけて逆Ｒ面に沿った形状で拡大する、放熱基板である。
【００６２】
本発明の第６の態様に係る放熱基板によれば、伝熱部材の中間部の側面形状が逆Ｒ面に沿った形状を有することにより、貫通孔の内側面に対して均等に接するため、例えば貫通孔の内側面にめっき層が形成される場合に、当該めっき層と伝熱部材との密着性を向上させることができる。
【００６３】
本発明の第７の態様は、実装面に電極端子を備える発熱部品を実装するための放熱基板の製造方法であって、配線基板に円形の断面を有する貫通孔を形成する孔形成工程と、導電性材料からなる伝熱部材を、前記貫通孔に挿入される埋設部と、前記配線基板の表面に沿って設けられる平板状の露出部と、が一体的に構成される形状に加工する伝熱部材準備工程と、前記伝熱部材の前記埋設部を前記貫通孔に嵌合させる嵌合工程と、を含み、伝熱部材準備工程においては、前記露出部を前記発熱部品の前記電極端子と略同一形状に加工する、放熱基板の製造方法である。
【００６４】
本発明の第７の態様に係る放熱基板の製造方法は、配線基板に貫通孔を形成し、埋設部と露出部を有する伝熱部材を当該貫通孔に嵌合する。このとき、当該伝熱部材は、発熱部品の電極端子よりも断面が小さい円柱状の埋設部と、発熱部品の電極端子と略同一形状に形成される露出部とが一体的且つ連続的に形成される。これにより、本発明の第７の態様に係る放熱基板の製造方法によれば、基板との接触面に電極端子を備える発熱部品が実装される場合であっても、実装面積を圧迫することなく放熱効率を向上させることができる放熱基板を形成することができる。また、本発明の第７の態様に係る放熱基板の製造方法によれば、貫通孔の断面が円形であることにより、ドリルによる一回の孔あけ工程で配線基板に貫通孔を形成することができる。
【００６５】
本発明の第８の態様は、上記した本発明の第７の態様において、前記嵌合工程の前に、前記配線基板の表面と前記露出部との間を導電性材料によりめっき処理する、放熱基板の製造方法である。
【００６６】
本発明の第８の態様に係る放熱基板の製造方法によれば、配線基板の発熱部品が実装される面において、めっきにより形成される外層配線層が伝熱部材の露出部と面接触するように構成されるため、発熱部品の電極端子から伝熱部材の露出部を介して外層配線層へ至る経路として、導電性に優れた導電路及び熱伝導性に優れた放熱経路を確保することができる。
【００６７】
本発明の第９の態様は、上記した本発明の第７又は８の態様において、前記嵌合工程の前に、前記貫通孔の内側面を導電性材料によりめっき処理する、放熱基板の製造方法である。
【００６８】
本発明の第９の態様に係る放熱基板の製造方法によれば、貫通孔の内側面に形成されるめっき層が配線基板の各配線層に接続されると共に、当該めっき層と伝熱部材との接触面積が増加することにより、発熱部品の電極端子から、伝熱部材及び当該めっき層を介して配線基板の各配線層に至る導電路の電気伝導性を向上させることができる。
【００６９】
本発明の第１０の態様は、上記した本発明の第７乃至９のいずれかに記載の態様において、前記伝熱部材準備工程においては、前記伝熱部材の前記埋設部を、円柱形状の円柱部と、前記円柱部から前記露出部へかけて断面が連続的に拡大する中間部と、を含む形状に加工する、放熱基板の製造方法である。
【００７０】
本発明の第１０の態様に係る放熱基板の製造方法によれば、伝熱部材の断面形状を円形とした上で、発熱部品の電極端子の全面から熱を受ける露出部から相対的に小径の円柱部まで中間部により連続的に伝熱部材が形成されていることから、放熱経路が部分的に遮断されることなく発熱部品からの熱をスムーズに他方の面に伝えることができる放熱基板を製造することができる。
【００７１】
本発明の第１１の態様は、上記した本発明の第１０の態様において、前記伝熱部材準備工程においては、前記中間部を前記円柱部から前記露出部へかけて直線的に拡大する形状に加工する、放熱基板の製造方法である。
【００７２】
本発明の第１１の態様に係る放熱基板の製造方法によれば、伝熱部材の中間部の形状が逆円錐台形状であるため、配線基板の貫通孔及び伝熱部材を精度よく形成することができ、例えば貫通孔の内側面にめっき層が形成される場合に、当該めっき層と伝熱部材との密着性を向上させることができる。
【００７３】
本発明の第１２の態様は、上記した本発明の第１０の態様において、前記伝熱部材準備工程においては、前記中間部を前記円柱部から前記露出部へかけて逆Ｒ面に沿った形状で拡大する形状に加工する、放熱基板の製造方法である。
【００７４】
本発明の第１２の態様に係る放熱基板の製造方法によれば、伝熱部材の中間部の側面形状が逆Ｒ面に沿った形状を有することにより、貫通孔の内側面に対して均等に接するため、例えば貫通孔の内側面にめっき層が形成される場合に、当該めっき層と伝熱部材との密着性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１、３、４  放熱基板
２  発熱部品
２ａ  電極端子
１０  配線基板
２０  伝熱部材
２１  埋設部
２２  露出部
ＴＨ  貫通孔
【図１】
2021024445.tif 000003
【図２】
2021024445.tif 000004
【図３】
2021024445.tif 000005
【図４】
2021024445.tif 000006
【図５】
2021024445.tif 000007
【図６】
2021024445.tif 000008
【図７】
2021024445.tif 000009
【図８】
2021024445.tif 000010
【図９】
2021024445.tif 000011
【図１０】
2021024445.tif 000012
【図１１】
2021024445.tif 000013
【図１２】
2021024445.tif 000014
【図１３】
2021024445.tif 000015
【図１４】
2021024445.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和3年5月7日(2021.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
実装面に電極端子を備える発熱部品を実装するための放熱基板であって、
略真円形の断面を有する貫通孔が形成された配線基板と、
導電性材料からなり、前記貫通孔において前記配線基板の両面に亘る放熱経路を構成する伝熱部材と、を備え、
前記伝熱部材は、圧入法又はかしめ法により前記貫通孔の内部に嵌合される埋設部と、前記配線基板の表面に沿って設けられる平板状の露出部と、により一体的に構成され、
前記露出部は、前記発熱部品の前記電極端子と略同一形状である、放熱基板。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
実装面に電極端子を備える発熱部品を実装するための放熱基板の製造方法であって、
配線基板に略真円形の断面を有する貫通孔を形成する孔形成工程と、
導電性材料からなる伝熱部材を、前記貫通孔に挿入される埋設部と、前記配線基板の表面に沿って設けられる平板状の露出部と、が一体的に構成される形状に加工する伝熱部材準備工程と、
前記伝熱部材の前記埋設部を圧入法又はかしめ法により前記貫通孔に嵌合させる嵌合工程と、を含み、
伝熱部材準備工程においては、前記露出部を前記発熱部品の前記電極端子と略同一形状に加工する、放熱基板の製造方法。
【国際調査報告】
2021024445.tif 000017
2021024445.tif 000018
2021024445.tif 000019
2021024445.tif 000020