JP2009081246A - 半導体実装基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体チップの熱を基板裏側のヒートシンクなどの放熱手段に伝達するための伝熱部材を有する半導体実装基板において、該伝熱部材の基板裏面側を基板の裏面に対して略面一にすることのできる構成を得る。
【解決手段】基板（11）に形成された貫通孔（11a）内に、半導体チップ（12）の熱を基板裏面側に伝達するための伝熱部材（13）が挿通した状態で固定され、該伝熱部材（13）及び基板（11）の裏面側に放熱手段（15）が配設された半導体実装基板において、上記伝熱部材（13）を、その裏面が上記基板（11）の裏面と略面一になるように該基板（11）の貫通孔（11a）内に位置付けるための位置決め手段（15）を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体チップの熱を放熱手段に逃がすように構成された半導体実装基板に関する。

従来より、基板上に半導体等からなるチップを実装した半導体実装基板として、例えば特許文献１に開示されているようなものが知られている。この特許文献１には、電力変換を行うためのパワーモジュールに用いられる、パワー半導体等の比較的発熱量の大きな半導体チップを基板上に実装したものが開示されている。

上記特許文献１の半導体実装基板は、コストを考慮して安価な樹脂製の基板上に半導体チップ等が実装されたもので、樹脂基板に形成された貫通孔内に金属製（例えば銅）の伝熱部材が挿通した状態で固定されている。この伝熱部材は、基板表面側に上記半導体チップが実装されている一方、基板裏面側は、基板裏側に配設されたヒートシンクに接触している。

これにより、熱伝導率の低い樹脂基板でも、上記半導体チップで発生した熱を上記伝熱部材を介して基板裏側のヒートシンクに伝達して、該ヒートシンクから外部に効率良く放熱することができ、上記半導体チップを効率良く冷却することができる。
特開２００７−８１３７９号公報

ところで、上述のように、樹脂基板に貫通孔を形成して、該貫通孔内に、半導体チップの熱をヒートシンクへ伝達するための伝熱部材を挿通させた状態で固定する場合、該ヒートシンクに接触する伝熱部材の基板裏面側と樹脂基板の裏面とに段差が生じやすく、該伝熱部材をヒートシンクに対して密着させることができない場合がある。

このように、上記伝熱部材の基板裏面側とヒートシンクとの密着性が悪いと、両者間の接触熱抵抗が増大して、該ヒートシンクからの放熱性能が低下してしまう。

なお、上記特許文献１では、上記伝熱部材及び樹脂基板の裏面の平坦度の重要性については言及しているものの、樹脂基板に対して伝熱部材をどのようにして平坦に取り付けるのかについては言及していない。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体チップの熱を基板裏側のヒートシンクなどの放熱手段に伝達するための伝熱部材を有する半導体実装基板において、該伝熱部材の基板裏面側を基板の裏面に対して略面一にすることのできる構成を得ることにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る半導体実装基板（10）では、半導体チップ（12）の熱を基板裏側に伝えるための伝熱部材（13）を、該基板（11）に対して基板裏面側で略面一になるように位置付けるための位置決め手段（35）を設けることで、該伝熱部材（13）と放熱手段（15）との密着性の向上を図れるようにした。

具体的には、第１の発明では、基板（11）に形成された貫通孔（11a）内に、半導体チップ（12）の熱を基板裏面側に伝達するための伝熱部材（13）が挿通した状態で固定され、該伝熱部材（13）及び基板（11）の裏面側に放熱手段（15）が配設された半導体実装基板を対象とする。

そして、上記伝熱部材（13）を、その裏面が上記基板（11）の裏面と略面一になるように該基板（11）の貫通孔（11a）内に位置付けるための位置決め手段（35）を備えているものとする。

この構成により、基板（11）の貫通孔（11a）内に配設される伝熱部材（13）は、位置決め手段（35）によって該基板（11）の裏面と略面一の状態に位置付けられるため、該伝熱部材（13）の基板裏側に取り付けられる放熱手段（15）との密着性が高められる。したがって、半導体チップ（12）で発生した熱は、上記伝熱部材（13）を介して放熱手段（15）に伝わりやすくなり、該放熱手段（15）によって外部に熱を効率良く放熱することができる。

上述の構成において、上記位置決め手段は、上記基板（11）の貫通孔（11a）の内周面上に該貫通孔（11a）の内方に向かって突出するように設けられた突出部（35）であるのが好ましい（第２の発明）。

これにより、上記基板（11）の貫通孔（11a）内に伝熱部材（13）を挿通させることで、該貫通孔（11a）の内周面上に設けられた突出部（35）によって該伝熱部材（13）を所定の位置に位置付けることができる。したがって、上記伝熱部材（13）を基板（11）に対して基板裏面側で略面一に配置することが可能となる。また、上記突出部（35）によって伝熱部材（13）を基板（11）に対して係止させることができるので、治具等を用いることなく、該伝熱部材（13）を基板（11）に半田付けすることができる。よって、半田付けの際に、治具等に熱が逃げるのを防止できるため、半田作業を効率良く行うことができる。

また、上記位置決め手段は、上記基板（11）の貫通孔（11a）を挿通する上記伝熱部材（13）の基板表面側に、平面視で上記貫通孔（11a）よりも外方に向かって延出するように設けられた延出部（43a）であってもよい（第３の発明）。

こうすることで、伝熱部材（13）を基板（11）の貫通孔（11a）内に挿通させる際に、該伝熱部材（13）の基板表面側で該貫通孔（11a）の外方に向かって延出する延出部（43a）が基板（11）に当接して、該伝熱部材（13）の基板（11）に対する位置が決まる。したがって、上記延出部（43a）によって、上記伝熱部材（13）を基板（11）の裏面と略面一になるように配置することが可能となり、その状態で、上記第２の発明と同様、治具等を用いることなく、該伝熱部材（13）を基板（11）に半田付けすることが可能となる。

また、上記延出部（43a）には、上記伝熱部材（13）を上記基板（11）の貫通孔（11a）に挿通させた状態で該基板（11）の表面に当接するような突起部（43b）が設けられているのが好ましい（第４の発明）。

これにより、伝熱部材（13）が基板（11）の貫通孔（11a）内に挿入されると、該伝熱部材（13）の延出部（43a）に設けられた突起部（43b）が該基板（11）の表面に当接する。そして、その状態で上記伝熱部材（13）を押し込むと上記突起部（43b）が基板（11）の表面に食い込んで、該伝熱部材（13）を基板（11）に係止することができる。よって、上記伝熱部材（13）の位置決めを確実に行った状態で、治具等を用いることなく、該伝熱部材（13）を基板（11）に半田付けすることができる。

また、上記位置決め手段は、平面視で上記伝熱部材（13）よりも大きく形成され、且つ、該伝熱部材（13）の裏面側を覆うように配設される上記放熱手段（15）であってもよい（第５の発明）。このように、上記放熱手段（15）を伝熱部材（13）の位置決め手段として用いることで、上記第２から第４の発明の構成のように伝熱熱部材（13）や基板（11）を特殊な構成にすることなく、該伝熱部材（13）の裏面を基板（11）の裏面と略同一にすることができ、コスト低減を図れる。

第６の発明は、半導体実装基板（10）の製造方法に関する。具体的には、基板（11）に形成された貫通孔（11a）内に、半導体チップ（12）の熱を基板裏面側に伝熱するための伝熱部材（13）が挿通した状態で固定され、該伝熱部材（13）及び基板（11）の裏面側に放熱手段（15）が配設された半導体実装基板の製造方法を対象とする。

そして、上記基板（11）の裏面に平板状の治具（21）を当接させた状態で該基板（11）の貫通孔（11a）内に上記伝熱部材（13）を挿入して、該治具（21）によって伝熱部材（13）の裏面が基板（11）の裏面と略面一になるように該伝熱部材（13）の位置決めを行う位置決め工程と、上記伝熱部材（13）を位置決めした状態で、上記基板（11）と該伝熱部材（13）とを半田（16）によって固定する半田付け工程と、を備えているものとする。

この方法により、基板（11）に形成された貫通孔（11a）内に、該基板（11）の裏面と略面一になるように伝熱部材（13）を配置することができ、その状態で、該伝熱部材（13）を基板（11）に半田（16）で固定することができる。すなわち、上述のように、基板（11）の裏面に治具（21）を当てることで、伝熱部材（13）が該基板（11）の裏面から突出するのを確実に防止することができ、該伝熱部材（13）を基板（11）の裏面に対して確実に略面一にすることができる。

上述の方法において、上記基板（11）表面の貫通孔（11a）の周辺部に半田（16）を塗布する半田塗布工程を備えていて、上記半田付け工程では、上記位置決め工程で上記伝熱部材（13）を位置決めした状態で上記半田（16）を溶かして、該伝熱部材（13）と基板（11）の貫通孔（11a）の内周面との間に流し込むものとする（第７の発明）。

こうすることで、半田（16）のリフローにより、基板（11）の裏面と伝熱部材（13）の裏面とを略面一にした状態で、該基板（11）と伝熱部材（13）とを容易に半田付けすることができる。また、上述のような半田付けの方法であれば、上記基板（11）の裏面側に半田（16）が付着しないので、該基板（11）の裏面と伝熱部材（13）の裏面との略面一の状態が保たれて、該伝熱部材（13）に対して放熱手段（15）を確実に密着させることができる。

また、上記半田付け工程では、上記基板（11）の貫通孔（11a）の内周面に設けられた突出部（35）によって、上記伝熱部材（13）を該基板（11）の裏面と略面一になるように係止した状態で、該伝熱部材（13）と基板（11）との半田付けを行うのが好ましい（第８の発明）。

これにより、半田付けする際に、基板（11）の貫通孔（11a）内の伝熱部材（13）は、該貫通孔（11a）の内周面に設けられた突出部（35）によって支持されるため、該伝熱部材（13）を治具（21）によって支持する必要がなくなる。よって、半田付け工程で伝熱部材（13）を支持するための治具（21）を不要にすることができ、半導体実装基板（10）の製造工程を簡略化することができる。

また、上記半田付け工程では、上記伝熱部材（13）の基板表面側に上記貫通孔（11a）の外方に向かって延出するように設けられた延出部（43a）によって、該伝熱部材（13）を該基板（11）の裏面と略面一になるように係止した状態で、該伝熱部材（13）と基板（11）との半田付けを行ってもよい（第９の発明）。

こうすることで、半田付けを行う際に、基板（11）の貫通孔（11a）内の伝熱部材（13）は、該伝熱部材（13）の基板表面側に貫通孔（11）の外方に向かって突出するように延びる延出部（43a）によって支持されるため、該伝熱部材（13）を治具（21）によって支持する必要がなくなる。よって、半田付け工程で伝熱部材（13）を支持するための治具（21）を不要にすることができ、半導体実装基板（10）の製造工程を簡略化することができる。

さらに、上記半田付け工程では、上記伝熱部材（13）との当接部分に粘着部（21a）が設けられた上記治具（21）によって該伝熱部材（13）の位置決めを行った状態で、該伝熱部材（13）と基板（11）との半田付けを行うのが好ましい（第１０の発明）。

これにより、基板（11）の貫通孔（11a）内に挿入された伝熱部材（13）は、該基板（11）の裏面に当接するように配置される上記治具（21）によって支持されるとともに、該治具（21）に対して粘着部（21a）によって係止されるため、半田付けする際に、上記伝熱部材（13）が溶融した半田（16）によって治具（21）から離れるように押し上げられるのを防止できる。よって、上述のような構成にすることで、半田付けの際に、上記伝熱部材（13）の位置が、基板（11）の裏面と略面一になるような位置からずれるのを確実に防止することができる。

本発明に係る半導体実装基板（10）によれば、半導体チップ（12）の熱を基板裏面側の放熱手段（15）に伝達するための伝熱部材（13）が基板（11）の貫通孔（11a）内に配置される構成において、伝熱部材（13）を基板（11）の裏面と略面一になるように該基板（11）の貫通孔（11a）内に位置付けるための位置決め手段（35）を備えているため、基板（11）及び伝熱部材（13）の裏面に対して放熱手段（15）を密着して配置することができ、該伝熱部材（13）と放熱手段（15）との接触熱抵抗を低減することができる。これにより、半導体チップ（12）の熱を放熱手段（15）から効率良く外部に放出することのできる半導体実装基板（10）が得られる。

また、第２の発明によれば、上記位置決め手段は、基板（11）の貫通孔（11a）の内周面上に貫通孔（11a）内方に向かって突出するように設けられた突出部（35）であるため、該突出部（35）によって伝熱部材（13）を基板（11）の裏面と略面一になるような位置に位置付けることが可能となる。そして、半田付けを行う際には、治具等が不要になるため、効率良く半田付けを行うことができる。さらに、第３の発明によれば、上記位置決め手段は、上記基板（11）の貫通孔（11a）を挿通する伝熱部材（13）の基板表面側に、該貫通孔（11）よりも外方に向かって延びるように設けられた延出部（43a）であるため、この延出部（43a）によっても該伝熱部材（13）を貫通孔（11a）内の所定位置に位置付けることができ、上述の第２の発明と同様の効果を奏する。特に、第４の発明によれば、上記第３の発明において、上記延出部（43a）に、上記伝熱部材（13）を基板（11）の貫通孔（11a）内に挿入した状態で該基板（11）の表面に当接するような突起部（43b）を設けることで、該伝熱部材（13）を基板（11）に対して確実に係止することができ、該伝熱部材（13）を確実に位置決めした状態で半田付けを行うことができる。

また、第５の発明によれば、上記位置決め手段は、平面視で伝熱部材（13）よりも大きく形成され、且つ該伝熱部材（13）の裏面側を覆うように配設される放熱手段（15）であるため、治具（21）を用いたり伝熱部材（13）や基板（11）を特殊な構成にしたりすることなく、放熱手段（15）によって伝熱部材（13）の位置決めを行うことができ、半導体実装基板（10）の構成及び製造工程の簡略化を図れる。

第６の発明に係る半導体実装基板（10）の製造方法によれば、半導体チップ（12）の熱を基板裏面側の放熱手段（15）に伝達するための伝熱部材（13）が基板（11）の貫通孔（11a）内に配置される構成において、基板（11）の貫通孔（11a）内で伝熱部材（13）が基板裏面と略面一になるように該伝熱部材（13）を治具（21）によって位置決めする位置決め工程と、該伝熱部材（13）を位置決めした状態で該伝熱部材（13）と基板（11）とを半田付けする半田付け工程とを備えているため、伝熱部材（13）を基板（11）の裏面に対して確実に略面一にした状態で、半田（16）によって該伝熱部材（13）を基板（11）に固定することができる。これにより得られた半導体実装基板（10）は、伝熱部材（13）の裏面に放熱手段（15）を密着させて該放熱手段（15）から効率良く放熱することが可能となる。

また、第７の発明によれば、基板表面の貫通孔（11a）の周辺部に半田（16）を塗布する半田塗布工程をさらに備えていて、上記半田付け工程では、伝熱部材（13）を基板（11）の裏面と略面一になるように位置決めした状態で上記半田（16）を溶かして該基板（11）と伝熱部材（13）との間に流し込むため、半田付けを容易に行うことができるとともに、基板裏面に半田（16）が付着するのを防止することができ、伝熱部材（13）と放熱手段（15）との密着性をより確実に高めることができる。

また、第８の発明によれば、上記半田付け工程では、基板（11）の貫通孔（11a）の内周面上に設けられた突出部（35）によって、伝熱部材（13）を基板（11）の裏面と略面一になるような位置に係止した状態で半田付けを行い、さらに、第９の発明によれば、上記半田付け工程では、伝熱部材（13）の基板表面側に平面視で貫通孔外方に向かって延出する延出部（43a）によって、該伝熱部材（13）を基板（11）の裏面と略面一になるような位置に係止した状態で半田付けを行うため、半田付けの際に治具等が不要になり、効率良く半田付けを行うことができる。

さらに、第１０の発明によれば、上記半田付け工程では、伝熱部材（13）の当接する位置に粘着部（21a）の設けられた上記治具（21）によって、該伝熱部材（13）を基板（11）の裏面と略同一になるような位置に係止した状態で半田付けを行うため、溶融した半田（16）によって上記伝熱部材（13）が貫通孔（11a）内で押し上げられるのを防止することができる。これにより、該伝熱部材（13）の位置が基板（11）の裏面と略面一になるような位置からずれるのを防止することができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

《実施形態１》
−半導体実装基板の構成−
図１は、本発明の実施形態１に係る半導体実装基板（10）の構造を概略的に示す断面図である。この半導体実装基板（10）は、例えば空気調和機において、圧縮機やファンモータなどの電力変換を行うためのパワーモジュールとして用いられる。

上記半導体実装基板（10）は、樹脂製の基板（11）を備えていて、該基板（11）に形成されたスルーホール（11a）（貫通孔）内に、半導体チップ（12）の実装されたスプレッダ（13）（伝熱部材）が配設されている。上記基板（11）は、該基板（11）の表面、上記スルーホール（11a）の内周面及び該基板（11）の裏面へと繋がるように金属製（例えば銅など）のパターン（14）を備えている。また、上記半導体実装基板（10）は、通電時には上記半導体チップ（12）で多量の熱を発生するため、上記基板（11）の実装面とは反対側に、上記スルーホール（11a）内に配設されるスプレッダ（13）と熱的に接続されるように、冷却手段としての放熱器（15）が設けられている。

上記基板（11）は、例えばＦＲ４などの樹脂材料からなり、その厚み方向に貫通するように断面略矩形状のスルーホール（11a）が形成されている。このスルーホール（11a）は、その内周面上にパターン（14）が形成された状態で、内部に上記スプレッダ（13）を配置可能な大きさに形成されている。そして、上記スプレッダ（13）とパターン（14）とは、半田（16）によって接続されている。これにより、上記スプレッダ（13）は、基板（11）のスルーホール（11a）内を挿通し、該基板（11）の表面及び裏面にそれぞれ露出した状態で該基板（11）に対して固定される。

こうすることで、上記スプレッダ（13）上に配設された半導体チップ（12）で発生した熱は、該スプレッダ（13）によって基板（11）の裏面側に伝達され、該スプレッダ（13）の裏面側に接触する上記放熱器（15）から空気中に放熱される。

上記スプレッダ（13）は、例えば銅製のブロック状の部材であり、上記基板（11）にパターン（14）が積層されたスルーホール（11a）の周縁部よりも厚み方向の寸法が大きくなるように形成されている。また、上記スプレッダ（13）は、その下面（裏面）が基板（11）の裏面（パターン（14）の裏面）と略面一になるように該基板（11）のスルーホール（11a）内に配置されている。これにより、上記スプレッダ（13）の上部は、上記基板（11）のスルーホール（11a）内に配置された状態で、上記基板（11）のスルーホール（11a）周辺に積層されたパターン（14）よりも上方に突出している。

上記放熱器（15）は、例えばアルミ製のヒートシンクや冷却ジャケットからなるもので、上記半導体チップ（12）で発生した熱を外部へ効率良く排出するように構成されている。そして、上記放熱器（15）は、上記スプレッダ（13）及び基板（11）（パターン（14））に対して、膜状の絶縁部材（17）を介して当接するように配設されている。

上記半導体チップ（12）は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのパワー半導体素子であり、基板（11）上のパターン（14）にボンディングワイヤ（18）によって電気的に接続されている。

−半導体実装基板の製造方法−
次に、上述のような構成を有する半導体実装基板（10）の製造方法について、図２に基づいて以下で説明する。なお、以下の説明では、主に、基板（11）のスルーホール（11a）内にスプレッダ（13）を挿入して、該スプレッダ（13）を所定位置に配置する場合の方法について説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、樹脂基板（11）に厚み方向に貫通するスルーホール（11a）を形成するとともに、該スルーホール（11a）の周辺部分に、該スルーホール（11a）の内周面で繋がって且つ基板（11）の表裏面に跨るようにパターン（14）を設ける。なお、基板表面のパターン（14）上で且つ上記スルーホール（11a）の周縁部には、半田（16）を塗布しておく。

次に、図２（ｂ）に示すように、上記樹脂基板（11）の裏面側に該樹脂基板（11）（パターン（14））と当接するように平板状の治具（21）を配置する。この状態で、上記基板（11）のスルーホール（11a）内にスプレッダ（13）を挿入する。このとき、該スプレッダ（13）は、その下面が上記治具（21）の上面に当接するため、該スプレッダ（13）の下面（裏面）と基板（11）の裏面（パターン（14）の裏面）とが略面一になるように配置される。

そして、図２（ｃ）に示すように、上記治具（21）によってスプレッダ（13）を基板（11）の裏面と略面一になるように支持した状態で、該基板（11）の表面上に積層しておいた半田（16）を加熱してリフローさせる。これにより、溶けた半田（16）は、上記スプレッダ（13）と上記基板（11）のスルーホール（11a）の内周面との間に流れ込んで、該スプレッダ（13）が半田（16）によって基板（11）に固定される。

特に図示しないが、その後、上記スプレッダ（13）上に半導体チップ（12）を実装するとともに、該スプレッダ（13）及び基板（11）の裏側に放熱器（15）を取り付けることで、図１に示すような構成の半導体実装基板（10）が得られる。

なお、上記治具（21）のスプレッダ（13）が当接する部分には、該スプレッダ（13）が半田（16）のリフローの際に基板（11）に対して浮かないようにスプレッダ（13）を仮止めするための粘着テープ（21a）（粘着部）が設けられている。これにより、半田付けの際に、上記スプレッダ（13）を基板（11）の裏面と略面一の状態に確実に保つことができ、その状態で半田（16）によって該基板（11）に固定することができる。

ここで、上記基板（11）上に半田（16）を塗布して上記図２（ａ）の状態にする工程が、本発明に係る半田塗布工程に、上記基板（11）の裏側に治具（21）を当接させて上記スプレッダ（13）を該基板（11）のスルーホール（11a）内に挿入して、該スプレッダ（13）の下面を基板（11）の裏面と略面一にする工程が、本発明に係る位置決め工程に、上記半田（16）をリフローさせて上記スプレッダ（13）とスルーホール（11a）の内周面との間を半田（16）で埋める工程が、本発明に係る半田付け工程に、それぞれ対応する。

−実施形態１の効果−
以上より、この実施形態によれば、樹脂基板（11）を厚み方向に貫通するように形成されたスルーホール（11a）内にスプレッダ（13）を挿通させる構成において、該スプレッダ（13）をスルーホール（11a）内に配置する際に、基板（11）の裏面に治具（21）を当接させて、該治具（21）によってスプレッダ（13）及び基板（11）の裏面が略面一になるように該スプレッダ（13）の位置決めを行うようにしたため、スプレッダ（13）及び基板（11）の裏面と放熱器（15）との密着性を向上することができ、接触熱抵抗を低減することができる。したがって、半導体チップ（12）で発生した熱をスプレッダ（13）を介して放熱器（15）から空気中に効率良く放出することができる。

また、上記治具（21）のスプレッダ（13）の当接する部分に、粘着テープ（21a）を配設することで、該スプレッダ（13）と基板（11）とを半田付けする際に、該スプレッダ（13）が溶融した半田（16）によって押し上げられるのを防止することができる。したがって、上記基板（11）のスルーホール（11a）内に基板（11）の裏面と略面一になるように上記スプレッダ（13）を配置した状態で、半田（16）によって該スプレッダ（13）を基板（11）に固定することができる。

−実施形態１の変形例−
以下で、上記実施形態１の変形例について説明する。この変形例では、治具（21）の代わりに放熱器（15）によって、スプレッダ（13）及び基板（11）の裏面が略面一になるように該スプレッダ（13）を位置付ける。

すなわち、上記図２（ｂ）において、基板（11）の裏面側に放熱器（15）を配置し、該放熱器（15）によって基板（11）のスルーホール（11a）内のスプレッダ（13）の位置を基板（11）の裏面と略面一になるような位置にする。

これにより、スプレッダ（13）の位置合わせのための治具（21）が不要になるため、製造工程の簡略化を図れるとともに、製造コストの低減を図れる。ここで、上記放熱器（15）が本発明の位置決め手段を構成する。

《実施形態２》
図３に本発明の実施形態２に係る基板（31）の平面図を示す。この基板（31）は、スルーホール（31a）の内周面上に複数の突出部（35,35,…）が設けられている点で、上記実施形態１とは異なる。

具体的には、上記図３に示すように、上記基板（31）の平面視矩形状のスルーホール（31a）の周囲部分には、上記実施形態１と同様、パターン（34）が形成されていて、該スルーホール（31a）の内周面上には、スルーホール（31a）内方に向かって突出する複数（本実施形態では矩形状のスルーホール（31a）の各辺に１つずつで合計４つ）の突出部（35,35,…）がパターン（34）と一体形成されている。この突出部（35）は、スルーホール（31a）の内方に角部が位置するような略三角形状の断面を有し、上記基板（31）を厚み方向に貫通するスルーホール（31a）の長さ方向に亘って設けられている（図４（ａ）参照）。

なお、上記突出部（35）の形状は、断面略三角形状に限らず、スルーホール（31a）の内方に突出していればどのような断面形状であってもよい。また、上記突出部（35）は、スルーホール（31a）の長さ方向に亘って設けられているものに限らず、該スルーホール（31a）の長さ方向に部分的に設けられていてもよい。

上述のような構成にすることで、基板（31）に形成されたスルーホール（31a）内にスプレッダ（33）を挿入するだけで、該スプレッダ（33）をスルーホール（31a）内に保持することができ、治具等がなくても半田（36）のリフローが可能になる（図４（ｃ）参照）。

ここで、上記突出部（35）の断面形状が、上記スルーホール（31a）の両端部で同じ場合には、図４（ｂ）に示すように、スプレッダ（33）を基板（31）のスルーホール（31a）内に挿入する際に、両者の裏面を略面一にするための治具（21）が必要になるが、例えば上記突出部（35）の断面形状を基板裏面側に向かうほど突出高さが大きくなるような形状にして、その突出高さを、該スプレッダ（33）がスルーホール（31a）内で基板（31）の裏面と略面一になる位置に止まるような高さにすれば、治具（21）を省略することも可能になる。

−実施形態２の効果−
以上より、この実施形態によれば、樹脂基板（31）を厚み方向に貫通するように形成されたスルーホール（31a）内にスプレッダ（13）を挿通させる構成において、該スルーホール（31a）の内周面上に複数の突出部（35,35,…）を設けて、スプレッダ（33）をスルーホール（31a）内で保持できるようにしたため、半田（36）をリフローさせてスプレッダ（33）と基板（31）とを半田（36）によって接続固定する際に、該スプレッダ（33）を支持するための治具等が不要になる。したがって、半田（36）のリフローの際に、熱が治具側に逃げなくなるので、半田（36）の作業効率の向上を図れる。

《実施形態３》
図５に本発明の実施形態２に係る半導体実装基板の製造方法を示す。この半導体実装基板は、スプレッダ（43）の上部に、基板（41）表面に当接する延出部（43a）が設けられている点で、上記実施形態１とは異なる。

具体的には、上記スプレッダ（43）は、断面略矩形状に形成されていて、その上部に、対向する辺から外方に向かって延出する延出部（43a）が設けられている。この延出部（43a）は、平面視で基板（41）に設けられたスルーホール（41a）よりも外方へ突出するように形成されている。また、上記延出部（43a）の下面には、下方に向かって突出する突起部（43b）が一体形成されている。この突起部（43b）は、断面略三角形状で上記延出部（43a）の下面の突出端部に沿って列状に延びるように形成されている。

このように、上記延出部（43a）を設けることで、上記スルーホール（41a）内にスプレッダ（43）を挿通させた状態で、該延出部（43a）の突起部（43b）は基板（41）に当接する。そして、該スプレッダ（43）をさらに押し込むことで上記延出部（43a）に設けられた突起部（43b）が基板（41）側に食い込む（図５（ｃ）参照）ため、該スプレッダ（43）を基板（41）に対して確実に係止させることができる。すなわち、上記スルーホール（41a）内にスプレッダ（43）を挿通させるだけで、該スプレッダ（43）をスルーホール（41a）内に保持することができ、治具等がなくても半田（46）のリフローが可能になる（図５（ｃ）参照）。

ここで、図５（ｂ）に示すように、上記スプレッダ（43）を基板（41）のスルーホール（41a）内に挿通させる場合、該基板（41）の裏面に治具を配置するようにすれば、該基板（41）の厚みのばらつきが大きい場合でも、該スプレッダ（43）と基板（41）との裏面を確実に略面一にすることができる。

なお、上記延出部（43a）は、断面略矩形状のスプレッダ（43）の対向する辺（２辺）に設けるのではなく、１辺だけや３辺以上に設けるようにしてもよい。また、上記延出部（43a）から下方に向かって突出する突起部（43b）は、該延出部（43a）の突出端部に沿って列状に延びるように設ける必要はなく、部分的に設けて円錐状や角錐状などの形状にしてもよい。さらに、上記延出部（43a）のみを設けて、上記突起部（43b）は設けないようにしてもよい。

−実施形態３の効果−
以上より、この実施形態によれば、樹脂基板（41）を厚み方向に貫通するように形成されたスルーホール（41a）内にスプレッダ（43）を挿通させる構成において、該スプレッダ（43）の上部に外方に向かって延出する延出部（43a）を設けたため、該スプレッダ（43）をスルーホール（41a）内に挿入するだけで、該スプレッダ（43）の延出部（43a）が基板（41）に当接し、該スプレッダ（43）の位置決めを行うことができる。

しかも、上記延出部（43a）の下面には、下方に向かって延びる突起部（43b）が設けられているため、上記スプレッダ（43）をスルーホール（41a）内に挿入した状態で、該スプレッダ（43）をさらに押し込むことで上記突起部（43b）が基板（41）に食い込んで、該スプレッダ（43）を基板（41）に確実に係止させることができる。

これにより、半田（46）をリフローさせてスプレッダ（43）と基板（41）とを半田（46）によって接続固定する際に、該スプレッダ（43）を支持するための治具等が不要になる。したがって、半田（46）のリフローの際に、熱が治具側に逃げなくなるので、半田（46）の作業効率の向上を図れる。

《その他の実施形態》
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。

上記各実施形態では、スルーホール（11a,31a,41a）及びスプレッダ（13,33,43）の形状を断面略矩形状としているが、この限りではなく、断面略円形状など、スプレッダ（13,33,43）がスルーホール（11a,31a,41a）を挿通可能な形状であれば、どのような形状であってもよい。

また、上記各実施形態では、一つのスプレッダ（13,33,43）を治具（21）によって支持するようにしているが、この限りではなく、複数のスプレッダを一つの治具（21）によって支持するようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、基板（11,31,41）上に半田（16,36,46）を塗布して、スプレッダ（13,33,43）と基板（11,31,41）とを半田（16,36,46）のリフローによって半田付けするようにしているが、この限りではなく、半田付けできるような方法であれば、どのような半田付けの方法であってもよい。なお、上記各実施形態のように、基板（11,31,41）の表面に半田（16,36,46）を塗布してリフローによって半田付けを行う場合には、該基板（11,31,41）の裏側に半田（16,36,46）が付着するのを確実に防止できるため、該スプレッダ（13,33,43）と放熱器（15）との密着性を高めることができる。

さらに、上記各実施形態では、基板（11,31,41）に設けられたスルーホール（11a,31a,41a）の内周面を介して該基板（11,31,41）の表面及び裏面に跨るようにパターン（14,34,44）が形成されているが、この限りではなく、基板（11,31,41）の表面にのみパターンが形成されていてもよい。

以上説明したように、本発明における半導体実装基板は、パワーモジュール等を構成する半導体チップが実装された基板に特に有用である。

図１は、本発明の実施形態１に係る半導体実装基板の概略構成を示す断面図である。 図２は、半導体実装基板の製造方法のうち、（ａ）基板のスルーホール周辺に半田を塗布する工程、（ｂ）基板の裏面側に治具を配置した状態でスプレッダをスルーホール内に挿入する工程、（ｃ）半田をリフローさせる工程、をそれぞれ示した図である。 実施形態２に係る基板の平面図である。 実施形態２に係る半導体実装基板の製造方法を示す図２相当図である。 実施形態３に係る半導体実装基板の製造方法を示す図２相当図である。

符号の説明

10 半導体実装基板
11,31,41 樹脂基板（基板）
11a,31a,41a スルーホール（貫通孔）
12 半導体チップ
13,33,43 スプレッダ（伝熱部材）
15 放熱器（放熱手段）
16,36,46 半田
21 治具
21a 粘着テープ（粘着部）
35 突出部
43a 延出部
43b 突起部

Claims (10)

1. 基板（11）に形成された貫通孔（11a）内に、半導体チップ（12）の熱を基板裏面側に伝達するための伝熱部材（13）が挿通した状態で固定され、該伝熱部材（13）及び基板（11）の裏面側に放熱手段（15）が配設された半導体実装基板であって、
   上記伝熱部材（13）を、その裏面が上記基板（11）の裏面と略面一になるように該基板（11）の貫通孔（11a）内に位置付けるための位置決め手段（35）を備えていることを特徴とする半導体実装基板。
2. 請求項１において、
   上記位置決め手段は、上記基板（11）の貫通孔（11a）の内周面上に該貫通孔（11a）の内方に向かって突出するように設けられた突出部（35）であることを特徴とする半導体実装基板。
3. 請求項１において、
   上記位置決め手段は、上記基板（11）の貫通孔（11a）を挿通する上記伝熱部材（13）の基板表面側に、平面視で上記貫通孔（11a）よりも外方に向かって延出するように設けられた延出部（43a）であることを特徴とする半導体実装基板。
4. 請求項３において、
   上記延出部（43a）には、上記伝熱部材（13）を上記基板（11）の貫通孔（11a）に挿通させた状態で該基板（11）の表面に当接するような突起部（43b）が設けられていることを特徴とする半導体実装基板。
5. 請求項１において、
   上記位置決め手段は、平面視で上記伝熱部材（13）よりも大きく形成され、且つ、該伝熱部材（13）の裏面側を覆うように配設される上記放熱手段（15）であることを特徴とする半導体実装基板。
6. 基板（11）に形成された貫通孔（11a）内に、半導体チップ（12）の熱を基板裏面側に伝達するための伝熱部材（13）が挿通した状態で固定され、該伝熱部材（13）及び基板（11）の裏面側に放熱手段（15）が配設された半導体実装基板の製造方法であって、
   上記基板（11）の裏面に平板状の治具（21）を当接させた状態で該基板（11）の貫通孔（11a）内に上記伝熱部材（13）を挿入して、該治具（21）によって伝熱部材（13）の裏面が基板（11）の裏面と略面一になるように該伝熱部材（13）の位置決めを行う位置決め工程と、
   上記伝熱部材（13）を位置決めした状態で、上記基板（11）と該伝熱部材（13）とを半田（16）によって固定する半田付け工程と、を備えていることを特徴とする半導体実装基板の製造方法。
7. 請求項６において、
   上記基板（11）表面の貫通孔（11a）の周辺部に半田（16）を塗布する半田塗布工程を備えていて、
   上記半田付け工程では、上記位置決め工程で上記伝熱部材（13）を位置決めした状態で上記半田（16）を溶かして、該伝熱部材（13）と基板（11）の貫通孔（11a）の内周面との間に流し込むことを特徴とする半導体実装基板の製造方法。
8. 請求項６または７において、
   上記半田付け工程では、上記基板（11）の貫通孔（11a）の内周面に設けられた突出部（35）によって上記伝熱部材（13）を該基板（11）の裏面と略面一になるように係止した状態で、該伝熱部材（13）と基板（11）との半田付けを行うことを特徴とする半導体実装基板の製造方法。
9. 請求項６または７において、
   上記半田付け工程では、上記伝熱部材（13）の基板表面側に上記貫通孔（11a）の外方に向かって延出するように設けられた延出部（43a）によって該伝熱部材（13）を該基板（11）の裏面と略面一になるように係止した状態で、該伝熱部材（13）と基板（11）との半田付けを行うことを特徴とする半導体実装基板の製造方法。
10. 請求項６または７において、
    上記半田付け工程では、上記伝熱部材（13）との当接部分に粘着部（21a）が設けられた上記治具（21）によって該伝熱部材（13）の位置決めを行った状態で、該伝熱部材（13）と基板（11）との半田付けを行うことを特徴とする半導体実装基板の製造方法。

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