特許 7386435 配線基板および、その製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-16

(45)【発行日】2023-11-27

(54)【発明の名称】配線基板および、その製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/36 20060101AFI20231117BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20231117BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20231117BHJP

【ＦＩ】

H01L23/36 C

H01L23/12 501S

H01L23/12 J

H05K1/02 F

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019064555

(22)【出願日】2019-03-28

(65)【公開番号】P2020167217

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2021-08-27

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】新見 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】高野 伸司

【審査官】井上 和俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０４６０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００２／０８４７３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２０００７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－０１１１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０４１９３６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／３６

Ｈ０１Ｌ ２３／１２

Ｈ０５Ｋ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

棒状に形成され、直径が他の部分よりも大きなフランジを一端に有する軸部材と、
前記軸部材が挿入された第１の貫通孔を有する放熱板と、
前記軸部材が挿入された第２の貫通孔を有する基板と、を備え、
前記放熱板と前記基板との間の、少なくとも一部に隙間が形成され、
前記軸部材と前記基板との間の、少なくとも一部にクリアランスが形成されており、
前記クリアランスは０．０３～０．５ｍｍであり、
前記隙間は、前記第１の貫通孔の周囲から外側に向かって、放射状に広がるように形成されている、
配線基板。

【請求項2】

前記基板には、半導体素子又は電子部品が搭載されており、
前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とは、同軸上に並んでおり、
前記放熱板は、前記基板の一方の面又は他方の面に接し、前記半導体素子、前記電子部品又は前記基板からの熱を放出し、
前記軸部材は、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔に、貫通するように挿入されており、
前記フランジは、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔の内径よりも大きな外径を有し、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔の一方の外周縁に接し、
前記軸部材の他端には、前記軸部材の他端を軸方向に押圧して、かしめることによって形成され、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔の他方の外周縁に接する圧接部が、形成されており、
前記放熱板には、前記フランジまたは前記圧接部に接触する接触部が形成されている、
請求項１に記載の配線基板。

【請求項3】

前記放熱板は、前記基板と少なくとも一部が接する表面と、前記フランジまたは前記圧接部が配置される裏面とを有し、
前記放熱板の裏面には、前記フランジまたは前記圧接部が前記放熱板の裏面から突出しない深さである凹部が、前記第１の貫通孔の周囲に形成されている
請求項２に記載の配線基板。

【請求項4】

前記基板は、電子部品が実装されるとともに、前記フランジまたは前記圧接部が配置される表面と、前記放熱板と少なくとも一部が接する裏面とを有し、
前記フランジまたは前記圧接部の前記基板からの突出高さは、前記基板に実装される電子部品の前記基板からの突出高さよりも低い、
請求項３に記載の配線基板。

【請求項5】

前記基板の表面に、前記軸部材のフランジが配置され、前記放熱板の裏面に前記軸部材の前記圧接部が配置されている、
請求項３または請求項４に記載の配線基板。

【請求項6】

前記基板には、開口がさらに更に形成されており、
前記開口の周囲には、複数個の前記第２の貫通孔が配置されている、
請求項１～５のいずれか一項に記載の配線基板。

【請求項7】

前記隙間は、前記開口と連通するように形成されている、請求項６に記載の配線基板。

【請求項8】

前記第１の貫通孔は、前記第２の貫通孔よりも外径が小さい、
請求項１～７のいずれか一項に記載の配線基板。

【請求項9】

前記隙間は、前記第１の貫通孔の外周縁の全周にわたって形成されている、
請求項１～８のいずれか一項に記載の配線基板。

【請求項10】

前記隙間は、前記第１の貫通孔の外周縁の周囲の一部に形成されている、
請求項１～９のいずれか一項に記載の配線基板。

【請求項11】

前記隙間は、前記放熱板の外側に連通するように形成されている、
請求項１～１０のいずれか一項に記載の配線基板。

【請求項12】

請求項２に記載の配線基板の製造方法であって、
前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とが同軸上に並び、且つ、互いに接するように、前記放熱板と前記基板とを配置する第１の工程と、
前記第２の貫通孔及び前記第１の貫通孔を貫通するように、前記軸部材を挿入し、前記放熱板と前記基板とを位置決め及び仮固定する第２の工程と、
挿入された前記軸部材の前記フランジとは反対側の端部を、押圧装置によって軸方向へ押圧することにより変形させて、前記基板と前記放熱板とをかしめる第３の工程と、
前記基板と前記放熱板とを前記軸部材で、かしめることにより、前記放熱板には、前記基板と密着する部分を変形させて、前記基板と接触する前記接触部を形成すると共に、前記放熱板と前記基板との間に、前記隙間を形成する第４の工程と、
を含む配線基板の製造方法。

【請求項13】

請求項１または３～１１のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法であって、
前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とが同軸上に並び、且つ、互いに接するように、前記放熱板と前記基板とを配置する第１の工程と、
前記第２の貫通孔及び前記第１の貫通孔を貫通するように、前記軸部材を挿入し、前記放熱板と前記基板とを位置決め及び仮固定する第２の工程と、
挿入された前記軸部材の前記フランジとは反対側の端部を、押圧装置によって軸方向へ押圧することにより変形させて、前記基板と前記放熱板とをかしめる第３の工程と、
前記基板と前記放熱板とを前記軸部材で、かしめることにより、前記放熱板には、前記基板と密着する部分を変形させて、前記基板と接触する接触部を形成すると共に、前記放熱板と前記基板との間に、前記隙間を形成する第４の工程と、
を含む配線基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、配線基板の構造及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の基板としては、放熱板の凸部の側面が配線基板の貫通孔の内壁と対向するように放熱板を配線基板の第１主面に配置した後、放熱板の凸部の主面に形成された溝を押し広げることで、放熱板の凸部の側面の一部を配線基板の貫通孔の内壁と接触させて、放熱板を配線基板に固定するものが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５２７１８８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した特許文献１では、放熱板と配線基板との接触面積が広く、実装した半導体素子の発熱が大きい場合に、放熱板が過熱し易く、配線基板への熱伝導が大きくなってしまう。このため、配線基板上に搭載された部品が高温にさらされ、部品の信頼性が低下するという課題を有している。
本開示の一態様の目的は、高い放熱効果を維持しながら、配線基板へ実装された部品への熱伝導の小さい配線基板を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係る配線基板は、棒状に形成され、直径が他の部分よりも大きなフランジを一端に有する軸部材と、前記軸部材が挿入された第１の貫通孔を有する放熱板と、前記軸部材が挿入された第２の貫通孔を有する基板と、を備え、前記放熱板と前記基板との間の、少なくとも一部に隙間が形成されている。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、放熱板から基板への熱の伝導を抑制できる配線基板を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の第１の実施の形態における放熱板の平面図（ａ）及び（ａ）のＡ－Ａ線断面図（ｂ）

【図2】本開示の第１の実施の形態における基板の平面図（ａ）及び（ａ）のＢ－Ｂ線断面図（ｂ）

【図3】本開示の第１の実施の形態における放熱板と基板とを、仮固定した平面図（ａ）及び（ａ）のＣ－Ｃ線断面図（ｂ）

【図4】本開示の第１の実施の形態における放熱板と基板とを、かしめた状態の断面図（ａ）及びかしめた部分の左の部分の拡大断面図（ｂ）

【図5】本開示の第１の実施の形態における基板および放熱板に、はんだペーストを供給する過程の断面図

【図6】本開示の第１の実施の形態における基板および放熱板に、はんだペーストを供給した断面図

【図7】本開示の第１の実施の形態における基板に部品を搭載した断面図

【図8】本開示の第２の実施の形態における放熱板の平面図（ａ）及び（ａ）のＤ－Ｄ線断面図（ｂ）

【図9】本開示の第２の実施の形態における基板の平面図（ａ）及び（ａ）のＥ－Ｅ線断面図（ｂ）

【図10】本開示の第２の実施の形態における放熱板と基板とを、仮固定した平面図（ａ）及び（ａ）のＦ－Ｆ線断面図（ｂ）

【図11】本開示の第２の実施の形態における放熱板と基板とを、かしめた状態の断面図（ａ）及びかしめた部分の左の部分の拡大断面図（ｂ）

【図12】本開示の第２の実施の形態における基板および放熱板に、はんだペーストを供給する過程の断面図

【図13】本開示の第２の実施の形態における基板および放熱板に、はんだペーストを供給した断面図

【図14】本開示の第２の実施の形態における基板に、部品を搭載した断面図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下で説明する実施形態は、いずれも一具体例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定するものではない。

【0009】

（第１の実施の形態）
＜放熱板１＞
図１の（ａ）は、本開示の第１の実施の形態における放熱板１の平面図である。図１（ｂ）は、本開示の第１の実施の形態における放熱板１のＡ－Ａ線断面図である。

【0010】

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、放熱板１には、基板２(図２を参照)と位置合わせ及び軸部材としての例えばリベット３（図３を参照）を挿入するための第１の貫通孔１ｂが形成されている。第１の貫通孔１ｂは、放熱板１を貫通して形成され、平面視（基板２を上面からみた場合以下同じ）すると、放熱板１の４隅に、１カ所ずつで４カ所、断面のＡ－Ａ線が渡る位置の左右に１つずつ２カ所、合計で６カ所形成されている。放熱板１は、基板２に接する表面１ｃ側には、基板２に搭載する部品の高さに対応可能なように凹ませたキャビティ部１ａが形成されている。さらに、放熱板１は、放熱板１側の表面１ｃに対向する放熱板１側の裏面１ｄに、凹部１ｅが形成されている。

【0011】

放熱板１は、前記半導体素子、電子部品又は基板２からの熱を放出する機能を有する。また、放熱板１は、基板２および搭載される部品が発生する熱を効率的に放出するために、熱伝導率が高い材料である必要がある。放熱板１は、樹脂材料または金属材料が好ましい。本実施の形態では例えば銅を用いた。また、搭載する部品を、信頼性の高い状態で、実装するために、電解めっき法により、Ｎｉ層を４μｍ成膜した上に、Ａｕ膜を０．０５μｍ成膜した。放熱板１の成膜は、Ｎｉ膜およびＡｕ膜のめっきに限らず、搭載する部品の表面処理の種類に応じて、例えばＳｎめっきやＡｇめっきであってもよい。また、第１の貫通孔１ｂの直径は、２．２ｍｍで形成した。

【0012】

＜基板２＞
図２（ａ）は、本開示の第１の実施の形態における基板２の平面図である。図２（ｂ）は、本開示の第１の実施の形態における基板２のＢ－Ｂ線断面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、基板２には、放熱板１との位置合わせをするため及び後述するリベット３を挿入するための第２の貫通孔２ｄが形成されている。また、第１の貫通孔１ｂと第２の貫通孔２ｄとは、位置合わせにより同軸上に並ん配置される。

【0013】

基板２は、半導体素子又は電子部品が搭載されるものである。基板２は、平面視すると、放熱板１の表面１ｃと対向する基板２側を向いた裏面１ｄに、平面視において中央に部品を搭載するための開口２ａ、チップ部品を搭載するための第１の部品ランド２ｂ、開口２ａの平面視において左右に半導体パッケージを搭載するための第２の部品ランド２ｃが形成されている。第１の部品ランド２ｂ、および第２の部品ランド２ｃは、銅箔の上に電解めっき法により、Ｎｉ層を４μｍ成膜した上に、Ａｕ膜を０．０５μｍ成膜する方法で作成した。また、第２の貫通孔２ｄの直径は、第１の貫通孔１ｂと同じ、２．２ｍｍで形成した。

【0014】

基板２の第２の貫通孔２ｄ及び放熱板１の第１の貫通孔１ｂの直径は、リベット３が挿入できるように、リベット３の円柱部分の直径よりも、大きく形成した。第２の貫通孔２ｄの直径は、リベット３の円柱部分の直径よりも、例えば５～３０％大きく形成することが好ましい。また、第１の貫通孔１ｂの直径は、リベット３の円柱部分の直径よりも、例えば１～１０％大きく形成するのが好ましい。リベット３に対する基板２の第２の貫通孔２ｄの直径を、リベット３に対する第１の貫通孔１ｂの直径よりも大きく形成したのは、リベット３と第２の貫通孔２ｄとの間に、間隙としてのクリアランス７ａを形成することで、放熱板１からの熱がリベット３を介して、基板２に伝達されることを防止するためである。

【0015】

＜リベット３＞
リベット３は、円柱状をなしており、一方の端部（一端）に、円柱状の部分よりも直径が大きく、かつ、第２の貫通孔２ｄおよび第１の貫通孔１ｂの内径よりも大きな直径のフランジ３ａを形成している。さらに、リベット３は、他方の端部に、第２の貫通孔２ｄおよび第１の貫通孔１ｂへ挿入する挿入先端を形成している。また、リベット３は、他方の端部が、かしめられて放熱板１に接触することから、放熱板１と線膨張係数が近いことが好ましい。したがって、リベット３は、放熱板１と同様に、樹脂材料または金属材料であって、かつ、放熱板１と同じ材料であることが好ましい。本実施の形態では、例えば銅を用いた。

【0016】

また、放熱板１では、部品を直接搭載するため、搭載する部品を、信頼性の高い状態で、実装できるように、表面処理を実施した。しかし、リベット３は、部品は搭載されず、第１の貫通孔１ｂに挿入するためのものであるから、めっき処理のような表面処理は省略してもよい。さらに、リベット３の円柱部分の直径は、２．０ｍｍとして、第１の貫通孔１ｂの直径２．２ｍｍ、第２の貫通孔２ｄの直径２．２ｍｍに対して、０．２ｍｍの余裕を設けた。

【表1】

【0017】

表１は、放熱板１の第１の貫通孔１ｂ、基板２の第２の貫通孔２ｄおよびリベット３の寸法を示す。なお、第１の実施の形態との差異を明確にするため、後述する第２の実施の形態についても、放熱板２１の第１の貫通孔２１ｂ、基板３２の第２の貫通孔３２ｄおよびリベット３の寸法も併せて記載した。なお、各寸法の相違については、後の工程の説明で詳述する。

【0018】

＜積層・位置合わせ・仮固定工程＞
図３から図７は、本開示の第１の実施の形態における配線基板の製造方法を示す図である。図３（ａ）は、本開示の第１の実施の形態における放熱板１と基板２との位置を決め、仮固定した平面図である。図３（ｂ）は、本開示の第１の実施の形態における放熱板１と基板２とを仮固定した図３（ａ）のＣ－Ｃ線断面図である。図４（ａ）は、本開示の第１の実施の形態における放熱板１と基板２とを、かしめた状態の断面図である。図４（ｂ）は、かしめた部分であって図４の左部分の拡大断面図である。

【0019】

図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、放熱板１の表面１ｃと基板２の表面２ｅの反対面とを対向させて積層した。

【0020】

そして、第１の貫通孔１ｂと第２の貫通孔２ｄとが、互いに連通するように、放熱板１と基板２との位置合わせをし、６つの第１の貫通孔１ｂと、これに対応する６つの第２の貫通孔２ｄとが互いに連通するように、放熱板１と基板２とを配置する。

【0021】

その後に、リベット３を、基板２の表面２ｅ側から第２の貫通孔２ｄおよび，第１の貫通孔１ｂへ挿入することにより、放熱板１と基板２との位置を合わせ、仮に固定した。

【0022】

＜かしめ工程＞
図４（ａ）は、本開示の第１の実施の形態における放熱板１と基板２とを、かしめた状態の断面図である。図４（ｂ）は、かしめた部分であって、図４（ａ）左部分の拡大断面図である。

【0023】

図４（ａ）に示すように、リベット３を第１の貫通孔１ｂ及び第２の貫通孔２ｄに挿入し、仮固定した状態の放熱板１と基板２とを、例えばプレス機のステージＳの上に搭載し、リベット３のフランジ３ａを形成していない他方の端部を、例えばかしめパンチＰによって、３ｔの荷重でステージ（軸方向）方向に押圧プレスする。リベット３は、かしめパンチＰによって、基板２方向へ押圧されるが、フランジ３ａが、ステージＳの表面に当接しているので、リベット３自体は、移動しない。リベット３は、基板２方向へ移動できないため、押圧された他方の端部は、かしめパンチＰの上面から軸方向への圧力により、円柱形状から変形する。具体的には、リベット３の他方の端部は、第１の貫通孔１ｂの周縁に接触するように変形し、第１の貫通孔１ｂの周縁を、基板２方向へ押圧する。一方、リベット３のフランジ３ａは、移動できないため、フランジ３ａと他方の端部（他端）の変形した部分（以下「圧接部３ｂ」とする。）とで、放熱板１と基板２とを、かしめることができる。上述の圧接部３ｂが形成されることによって、放熱板１と基板２とを強固に固定することができる。

【0024】

また、図４（ｂ）に示すように、リベット３は、かしめパンチＰで、上面から下面方向に押圧される。このため、放熱板１は、第1の貫通孔１ｂの周縁がリベット３の他方の端部の圧接部３ｂによって、下方向へ押圧される。このため、放熱板１の表面１ｃであって、第１の貫通孔１ｂの周縁と基板２の表面２ｅとが強く接触した位置に、接触部１ｆが形成される。
また、放熱板１は、接触部１ｆよりも第1の貫通孔１ｂの周縁から離れた位置に、かしめによって第１の貫通孔１ｂの周縁が下方向へ押圧されてつぶれる。このため、放熱板１は、基板２に接する面が基板２から離れる方向に反るように変形する。この変形によって、放熱板１には、基板２と接触している接触部１ｆよりも第１の貫通孔１ｂから離れた位置に、基板２とは接触しない隙間７が形成される。隙間７は、図には詳しく示さないが、基板２との間隔が次第に広くなり、接触部１ｆの周囲から外側に向かって、例えば放射状に広がるように形成されている。隙間７は、接触部１ｆの周囲の全てに渡って形成されている。また、隙間７は、接触部１ｆの周囲の全てにに渡って形成されていなくてもよい。隙間７は、過熱した半導体などからの熱がリベット３を介して放熱板１に伝わらないように、例えば放熱板１のキャビティ部１ａ及び基板２の開口２ａに連通するように形成されている。また、隙間７は、放熱板１の温度の上昇を抑制するために、放熱板１の外側と連通している。なお、放熱板１の外側と連通する隙間７は、形成されなくともよい。

【0025】

上述のかしめ工程では、リベット３の他方の端部を、基板２の第２の貫通孔２ｄから挿入し、他方の端部を、放熱板１側から基板２方向に押圧することで、放熱板１と基板２とをかしめた。しかし、リベット３の他方の端部を、放熱板１の第１の貫通孔１ｂから挿入し、他方の端部を、基板２側から放熱板１方向に押圧することで、放熱板１と基板２とを、かしめてもよい。

【0026】

なお、図４に示すように、放熱板１の裏面１ｄには、凹部１ｅが設けられている。凹部１ｅを設けることで、フランジ３ａを形成していない、押圧変形された、圧接部３ｂは、放熱板１の凹部１ｅの中に格納される。これによって、放熱板１の裏面１ｄに突出した部分がなくなるため、放熱板１の裏面１ｄに、例えばヒートシンク（図示せず）を接触して配置させるなど、効果的な放熱の経路を容易に確保することができる。

【0027】

＜部品実装工程＞
図５は、本開示の第１の実施の形態における基板２の表面２ｅに配設された第１の部品ランド２ｂ、第２の部品ランド２ｃ、および放熱板１のキャビティ部１ａに、はんだペースト９を供給する過程の断面図である。

【0028】

図５に示すように、メタルマスク８と、基板２の表面２ｅに配設された第１の部品ランド２ｂ、第２の部品ランド２ｃ、および放熱板１のキャビティ部１ａを、それぞれ位置合わせをする。その後に、スキージ１０を用いて、印刷によって、はんだペースト９を、例えば印刷などの方法により、基板２の表面２ｅ及び放熱板１のキャビティ部１ａに供給した。メタルマスク８は、放熱板１のキャビティ部１ａの凹みに対応するために、同様なキャビティ構造のものを使用した。しかし、放熱板１のキャビティ部１ａに、はんだペースト９ではなく、板状のはんだ材を用いる場合には、はんだペースト９は、基板２の表面２ｅに配設された、第１の部品ランド２ｂ及び第２の部品ランド２ｃのみに供給すればよく、メタルマスク８はキャビティ構造でなくてもよい。

【0029】

図６は、本開示の第１の実施の形態における基板２の表面２ｅに配置された第１の部品ランド２ｂ、第２の部品ランド２ｃ、および放熱板１のキャビティ部１ａに、はんだペースト９を供給した断面図である。

【0030】

図６に示すように、基板２の表面２ｅに配置された第１の部品ランド２ｂ、第２の部品ランド２ｃ、および放熱板１のキャビティ部１ａには、部品を接続するためのはんだペースト９が供給されている。

【0031】

図７は、本開示の第１の実施の形態における基板２に、部品を搭載した断面図である。

【0032】

各々既に、はんだペースト９が供給されており第１の部品ランド２ｂおよび第２の部品ランド２ｃに、マウンタ（図示せず）を用いてチップ部品１１が搭載されている。また、同様に、基板２および放熱板１に、マウンタを用いて半導体パッケージ１２を搭載している。その後、基板２および放熱板１を、リフロー炉（図示せず）を用いて２４５度まで加熱することにより、放熱板１および基板２上に供給したはんだペースト９が溶融され、チップ部品１１および半導体パッケージ１２が基板２および放熱板１に固定される。

【0033】

なお、基板２から突出するリベット３のフランジ３ａの高さを、基板２に実装されるチップ部品１１や半導体パッケージ１２などの突出高さよりも低くすることが好ましい。この構成にすることで、基板２から突出するリベット３のフランジ３ａの高さが、放熱板１を付けた基板２及び放熱板１を付けた基板２を搭載したモジュールのサイズに影響を与えなくなる。

【0034】

また、第１の実施形態のように、基板２の表面１ｃ側に、リベット３のフランジ３ａを配置し、放熱板１の裏面１ｄにリベット３の圧接部３ｂを配置する構成にすることが好ましい。リベット３の圧接部３ｂは、上方からの押圧によって形成されることから、突出高さにバラツキが生じやすい。一方、フランジ３ａは、突出高さが最初から均一であるから、フランジ３ａを配置した基板２の表面２ｅが極端なでこぼことはならない。よって、圧接部３ｂを基板２の表面２ｅに配置した場合よりも、基板２の表面１ｃへのはんだペーストの印刷の工程及び部品実装工程へ与える影響が比較的少ない。

【0035】

＜効果＞
上述の工程を経て、リベット３のフランジ３ａと他方の端部の圧接部３ｂとで、上下方向から押圧され、放熱板１と基板２とのかしめによって生じた接触部１ｆで接触すると共に、リベット３のフランジ３ａと、他方の端部のかしめによって、上下方向から挟まれて押圧されるため、強固に固定できる。

【0036】

また、かしめによって、基板２には、リベット３と第２の貫通孔２ｄとの間に、例えば０．０３～０．５ｍｍのクリアランス７ａが形成される。

【0037】

以上のように、放熱板１と配線基板２との間に隙間７が形成され、リベット３と基板２の第２の貫通孔２ｄとの間にクリアランス７ａが形成されている。放熱板１は、接触部１ｆを介して基板２と接触しているので、基板２から熱が伝達され、外部に放熱することができる。また、放熱板１は、基板２と接触する範囲が、面積の狭い接触部１ｆであるので、動作時に、例えば半導体パッケージ１２が発熱した場合においても、放熱板１から基板２への熱伝導を抑制できるため、効率的に放熱できる。

【0038】

また、リベット３と第２の貫通孔２ｄとの間に、クリアランス７ａを形成したことで、熱が直接伝わらず、リベット３を介しての基板２への熱伝導を抑制できる。また、環境温度の変化により、基板２が膨張又は収縮した場合においても、放熱板１との材料の違いによる熱膨張差をクリアランス７ａで吸収できるため、信頼性の高い接合が可能となる。

【0039】

なお。隙間７及びクリアランス７ａは、いずれか一方が形成されていてもよいし、両方が形成されていてもよい。

【0040】

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と概ね共通であり、共通部分の詳細な説明は省略し、差異がある部分について主に説明する。なお、第２の実施の形態では、放熱板２１の第１の貫通孔２１ｂ（表１および図８参照）の直径は、第１の実施の形態における、第１の貫通孔１ｂの直径とは大きさが異なる。

【0041】

＜放熱板２１＞
図８（ａ）は、本開示の第２の実施の形態における放熱板２１の平面図である。図８（ｂ）は、本開示の第２の実施の形態における放熱板２１のＤ－Ｄ線断面図である。放熱板２１には、基板３２(図９参照)と位置合わせ及びリベット３を挿入するための第１の貫通孔２１ｂが形成されている。また、放熱板２１には、基板３２に接する表面３１ｃ側に、基板３２に搭載する部品の高さに対応可能なように凹ませたキャビティ部２１ａが形成されている。また、表１に示すように、第２の実施の形態において、第１の貫通孔２１ｂの直径は、２．０５ｍｍである。第１の実施の形態では、第１の貫通孔１ｂの直径は、２．２ｍｍである。第２の実施の形態における第１の貫通孔２１ｂの直径は、第１の実施の形態における第１の貫通孔１ｂより、０．１５ｍｍ細く形成されている。放熱板２１の材料およびめっきの方法は、第１の実施の形態と同じため、記載を省略する。

【0042】

＜基板３２＞
図９（ａ）は、本開示の第２の実施の形態における基板３２の平面図である。図９（ｂ）は、本開示の第２の実施の形態における基板３２のＥ－Ｅ線断面図である。

【0043】

基板３２には、第１の実施の形態と同様に、第２の貫通孔３２ｄが形成されている。基板３２は、表面２１ｃ側に、第１の実施の形態と同様に、開口３２ａ、チップ部品を搭載するための第１の部品ランド３２ｂ、半導体パッケージを搭載するための第２の部品ランド３２ｃが形成されている。第１の部品ランド３２ｂ、および第２の部品ランド３２ｃのめっき方法は、第１の実施の形態と同様であるから、記載を省略する。

【0044】

基板３２の第２の貫通孔３２ｄの直径は、２．２ｍｍであって、放熱板２１の第１の貫通孔２１ｂの直径よりも大きく形成されている。第１の実施の形態では、第２の貫通孔２ｄと第１の貫通孔１ｂとは同じ直径に形成されているが、第２の実施の形態では、第２の貫通孔３２ｄと第１の貫通孔２１ｂとは、直径が異なる。

【0045】

＜製造方法＞
図１０から図１４は、本開示の第２の実施の形態における配線基板の製造方法を示す工程図である。

【0046】

＜積層・位置合わせ・仮固定工程＞
図１０（ａ）は、本開示の第２の実施の形態における放熱板２１と基板３２とを、仮固定した平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＦ－Ｆ線断面図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、放熱板２１の表面２１ｃと基板３２の表面３２ｅとを対向させて積層した。そして、第１の貫通孔２１ｂと第２の貫通孔３２ｄとが、互いに連通するように、放熱板２１と基板３２とを位置を合わせ、配置した。

【0047】

その後に、リベット３を、基板３２の表面３２ｅ側から第２の貫通孔３２ｄおよび第１の貫通孔２１ｂへ挿入し、放熱板２１と基板３２との位置合を合わせ、仮に固定した。

【0048】

表１に示すように、リベット３の円柱部分の直径は、２．０ｍｍであって、放熱板２１の第１の貫通孔２１ｂの直径２．０５ｍｍに対して、０．０５ｍｍの余裕を有する。第１の実施の形態よりも第２の実施の形態のほうが、リベット３と第１の貫通孔２１ｂとの余裕が少なく形成されている。基板３２の第２の貫通孔３２ｄの直径は、２．２ｍｍであって、リベット３の円柱部分の直径に対して、０．２ｍｍの余裕を有する。第１の貫通孔２１ｂの直径を、第２の貫通孔３２ｄよりも小さく形成した。第１の実施の形態よりも、上述の余裕を少なくすることにより、第１の貫通孔２１ｂとリベット３とで生じるがたつきをなくすことができる。このため、放熱板２１と基板３２との位置合わせの精度が第１の実施の形態と比べて、更に向上し、両者を高精度に接合することができる。

【0049】

＜かしめ工程＞
図１１（ａ）は、本開示の第２の実施の形態における放熱板２１と基板３２とを、かしめた状態の断面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のかしめた部分であって、左部分の拡大断面図である。図１１（ａ）に示すように、リベット３を第１の貫通孔２１ｂ及び第２の貫通孔３２ｄに挿入し、仮固定した放熱板２１と基板３２とを、例えばステージＳの上に搭載し、リベット３のフランジ３ｂを形成していない他方の端部を、例えばかしめパンチＰによって、３ｔの荷重でステージ方向（軸方向）に押圧プレスする。リベット３は、かしめパンチＰによって、基板３２方向へ押圧されるが、フランジ３ｂが、ステージＳの表面に当接しているので、リベット３自体は、移動しない。リベット３は、基板３２方向へ移動できないため、押圧された他方の端部は、かしめパンチＰの上面からの圧力により、円柱形状から変形する。具体的には、リベット３の他方の端部は、第１の貫通孔２１ｂの周縁に接触するように変形し、第１の貫通孔２１ｂの周縁を、基板３２方向へ押圧する。一方、リベット３のフランジ３ｂは、移動できないから、フランジ３ｂと他方の端部の変形した部分（以下「圧接部３３ｃ」とする。）とで、放熱板２１と基板３２とを、かしめることができる。上述の圧接部３３ｃが形成されることによって、放熱板２１と基板３２とを強固に固定することができる。

【0050】

さらに、リベット３の円柱部は、上面からの圧力により圧縮されるため、かしめ前の状態よりも、円柱部の直径が太くなる。第２の実施の形態では、第１の実施の形態よりも、第１の貫通孔２１ｂとリベット３との余裕を０．０５ｍｍと小さくしている。かしめによるリベット３の円柱部の直径が大きくなるため、かしめ後には、上述の余裕は、無くなるか或いは、きわめて小さくなる。したがって、リベット３と第１の貫通孔２１ｂの内壁とは、ほぼ全面で接した状態となる。リベット３は、かしめによる上下方向の押圧に加え、第１の貫通孔２１ｂの中で水平方向への移動を抑制されるため、放熱板２１は、第１の実施の形態よりも、基板３２に更に強固に固定される。

【0051】

一方、表１に示すように、第２の貫通孔３２ｄの直径は、リベット３の直径に対して、０．２ｍｍの余裕を設けているため、リベット３の円柱部の直径が、かしめによって、大きくなっても、リベット３の円柱部分は、第２の貫通孔３２ｄの内壁に全面的に接することはない。このため、リベット３の材料と基板３２の材料とが違っていても、材料の違いによる線膨張の差に基づく接合の不具合は、生じない。

【0052】

また、表１に示すように、リベット３に対する第２の貫通孔３２ｄの直径を、リベット３に対する第１の貫通孔２１ｂの直径よりも大きく形成したのは、上述した第１の実施の形態と同じ理由である。

【0053】

また、リベット３のかしめにより、接触部２６及び間隙２７が形成される点及びその作用については、上述の第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

【0054】

上述のかしめ工程では、リベット３の他方の端部を第２の貫通孔３２ｄから挿入し、他方の端部を、放熱板２１側から基板３２方向に押圧することで、放熱板２１と基板３２とを、かしめた。しかし、リベット３の他方の端部を、第１の貫通孔２１ｂから挿入し、他方の端部を、基板３２側から放熱板２１方向に押圧することにより、放熱板１と基板３２とを、かしめてもよい。

【0055】

＜部品実装工程＞
図１２は、本開示の第２の実施の形態における基板３２の表面３２ｅに配置された第１の部品ランド３２ｂ、第２の部品ランド３２ｃ、および放熱板２１のキャビティ部２１ａにはんだペースト９を供給する過程の断面図である。

【0056】

図１３は、本開示の第２の実施の形態における基板３２の表面３２ｅに配置された第１の部品ランド３２ｂ、第２の部品ランド３２ｃ、および放熱板２１のキャビティ部２１ａにはんだペースト９を供給した断面図である。

【0057】

図１４は、本開示の第２の実施の形態における基板３２に、部品を搭載した断面図である。

【0058】

放熱板１及び基板３２に対して、第１の部品ランド３２ｂ、第２の部品ランド３２ｃ、キャビティ部２１ａの配置、はんだペースト９の供給、第１の部品ランド３２ｂ、第２の部品ランド３２ｃ、キャビティ部２１ａの固定については、上述した第１の実施の形態と同じであるから、説明を省略する。

【0059】

＜効果＞
第２の実施の形態における上述の工程を経て、リベット３が、かしめられることにより、放熱板２１と基板３２とが強固に固定される点は、上述の第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

【0060】

また、かしめによって、基板３２には、リベット３と第２の貫通孔３２ｄとの間に、例えば０．０３～０．５ｍｍのクリアランス７ａが形成される点及びその効果は、上述した第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

【0061】

なお。間隙２７及びクリアランス７ａは、いずれか一方が形成されてもよいし、両方とも形成されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本開示に係る配線基板は、パワーデバイスを放熱板に実装する装置全般において有用である。

【符号の説明】

【0063】

１ 放熱板
１ａ キャビティ部
１ｂ 第１の貫通孔
１ｃ 表面
１ｄ 裏面
１ｅ 凹部
１ｆ 接触部
２ 基板
２ａ 開口
２ｂ 第１の部品ランド
２ｃ 第２の部品ランド
２ｄ 第２の貫通孔
２ｅ 表面
３ リベット
３ａ フランジ
３ｂ 圧接部
７ 隙間
７ａ クリアランス
８ メタルマスク
９ はんだペースト
１０ スキージ
１１ チップ部品
１２ 半導体パッケージ
２１ 放熱板
２１ａ キャビティ部
２１ｂ 第１の貫通孔
２１ｃ 表面
２６ 接触部
２７ 間隙
３２ 基板
３２ａ 開口
３２ｂ 第１の部品ランド
３２ｃ 第２の部品ランド
３２ｄ 第２の貫通孔
３２ｅ 表面
３ リベット
３ｂ フランジ
ｃ 圧接部
Ｓ ステージ
Ｐ かしめパンチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】