JP2013161938A - 配線パターンの接続構造およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の高い配線パターンの接続構造およびその製造方法を提供する。
【解決手段】第１の配線パターン２２と第２の配線パターン３０とが接着シート４０を介して積層された状態で固定されている。第１の配線パターン２２における第２の配線パターン３０側の面には接着シート４０が存在しない部位において突起５０が第２の配線パターン３０に向かって延び、突起５０と第２の配線パターン３０とがはんだ６０によって接合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線パターンの接続構造およびその製造方法に関するものである。

特許文献１において、回路基板と回路導体をつなぐ技術が開示されている。詳しくは、回路基板にスルーホール部を形成するとともに、回路導体は板状でそれに形成された突起部をスルーホール部に挿入し、はんだで固定することで回路基板と接合している。

特開２００６−２２２３８０号公報

ところが、回路基板と回路導体とは、はんだにより機械的に接続（固定）されるとともに電気的に接続されているので、はんだにおいては応力が加わることになり信頼性について考慮する必要がある。つまり、はんだにて機械的接続を行っており、はんだは経年劣化するので信頼性が低い。

本発明の目的は、信頼性の高い配線パターンの接続構造およびその製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、第１の配線パターンと第２の配線パターンとが絶縁性接着部材を介して積層された状態で固定され、前記第１の配線パターンにおける前記第２の配線パターン側の面には前記絶縁性接着部材が存在しない部位において突起が前記第２の配線パターンに向かって延び、前記突起と前記第２の配線パターンとが導電材によって接合されていることを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、第１の配線パターンと第２の配線パターンとが絶縁性接着部材を介して積層された状態で固定される。また、第１の配線パターンにおける第２の配線パターン側の面に突起が第２の配線パターンに向かって延びており、突起と第２の配線パターンとが導電材によって接合され電気的に接続される。よって、第１の配線パターンと第２の配線パターンとは絶縁性接着部材を介して積層された状態で固定されるとともに電気的に接続される。

その結果、機械的接続は絶縁性接着部材により行われ、電気的接続は突起と導電材によって行われるので、はんだにより機械的・電気的に接続する場合に比べ信頼性の高いものとなる。

請求項２に記載のように、請求項１に記載の配線パターンの接続構造において、前記第２の配線パターンには凹部または貫通孔が設けられ、前記凹部または前記貫通孔に前記突起が挿入されているとよい。

請求項３に記載の発明では、第１の配線パターンと第２の配線パターンとが絶縁性接着部材を介して積層された状態で固定され、前記第１の配線パターンにおける前記第２の配線パターン側の面には前記絶縁性接着部材が存在しない部位において突起が前記第２の配線パターンに向かって延び、前記突起と前記第２の配線パターンとが当接していることを要旨とする。

請求項３に記載の発明によれば、第１の配線パターンと第２の配線パターンとが絶縁性接着部材を介して積層された状態で固定される。また、第１の配線パターンにおける第２の配線パターン側の面に突起が第２の配線パターンに向かって延びており、突起と第２の配線パターンとが当接され電気的に接続される。よって、第１の配線パターンと第２の配線パターンとは絶縁性接着部材を介して積層された状態で固定されるとともに電気的に接続される。

その結果、機械的接続は絶縁性接着部材により行われ、電気的接続は突起の当接によって行われるので、はんだにより機械的・電気的に接続する場合に比べ信頼性の高いものとなる。

請求項４に記載のように、請求項３に記載の配線パターンの接続構造において、前記突起の側面と前記第２の配線パターンの側面とが当接しているとよい。
請求項５に記載のように、請求項３に記載の配線パターンの接続構造において、前記第２の配線パターンには前記突起を挿入する凹部または貫通孔が形成され、当該凹部または貫通孔の内面と前記突起とが当接しているとよい。

請求項６に記載の発明では、第１の配線パターンと第２の配線パターンとが絶縁性接着部材を介して積層された状態で固定され、前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとが前記絶縁性接着部材が存在しない部位において導電材によって接合されていることを要旨とする。

請求項６に記載の発明によれば、第１の配線パターンと第２の配線パターンとが絶縁性接着部材を介して積層された状態で固定される。また、第１の配線パターンと第２の配線パターンとが絶縁性接着部材が存在しない部位において導電材によって接合され電気的に接続される。よって、第１の配線パターンと第２の配線パターンとは絶縁性接着部材を介して積層された状態で固定されるとともに電気的に接続される。

その結果、機械的接続は絶縁性接着部材により行われ、電気的接続は導電材によって行われるので、はんだにより機械的・電気的に接続する場合に比べ信頼性の高いものとなる。

請求項７に記載のように、請求項６に記載の配線パターンの接続構造において、前記第２の配線パターンには凹部または貫通孔が設けられ、前記凹部または前記貫通孔において前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとが導電材によって接合されているとよい。

請求項８に記載のように、請求項１〜７のいずれか１項に記載の配線パターンの接続構造において、前記第１の配線パターンの少なくとも一面は絶縁層が形成されているとよい。

請求項９に記載のように、請求項８に記載の配線パターンの接続構造において、前記第１の配線パターンにおける前記第２の配線パターン側の面に形成した前記絶縁層に前記絶縁性接着部材が接着されているとよい。

請求項１０に記載のように、請求項１〜９のいずれか１項に記載の配線パターンの接続構造において、前記第１の配線パターンは金属箔よりなり、前記第２の配線パターンは金属板よりなると、小型化が可能となる。

請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載の配線パターンの接続構造において、前記第１の配線パターンには制御用半導体素子が接続可能であるとともに前記第２の配線パターンには電力用半導体素子が接続可能であることを要旨とする。

請求項１１に記載の発明によれば、金属箔よりなる第１の配線パターンに制御用半導体素子を接続するものと、金属板よりなる第２の配線パターンに電力用半導体素子を接続するものとが別である場合に比べて、金属箔よりなる第１の配線パターンに制御用半導体素子を接続可能であると同時に、金属板よりなる第２の配線パターンに電力用半導体素子を接続可能となる。

請求項１２に記載の発明では、第１の配線パターンにおける一方の面に絶縁層を形成するとともに当該絶縁層での前記第１の配線パターンにおける第２の配線パターンとの接続部に前記第１の配線パターンが露出する開口部を形成する開口部形成工程と、前記開口部を導電体よりなるめっき層で埋めるめっき工程と、前記めっき層における不要部分をエッチングにより除去して前記開口部の内部にめっき層よりなる突起を形成するエッチング工程と、前記絶縁層の表面における前記第２の配線パターンの接着領域に絶縁性接着部材を配置する配置工程と、前記絶縁性接着部材により前記第２の配線パターンを接着する接着工程と、導電材にて前記突起と前記第２の配線パターンとを接合する接合工程と、を有することを要旨とする。

請求項１２に記載の発明によれば、開口部形成工程において、第１の配線パターンにおける一方の面に絶縁層が形成されるとともに当該絶縁層での第１の配線パターンにおける第２の配線パターンとの接続部に第１の配線パターンが露出する開口部が形成される。めっき工程において、開口部が導電体よりなるめっき層で埋められる。エッチング工程において、めっき層における不要部分がエッチングにより除去されて開口部の内部にめっき層よりなる突起が形成される。配置工程において、絶縁層の表面における第２の配線パターンの接着領域に絶縁性接着部材が配置される。接着工程において、絶縁性接着部材により第２の配線パターンが接着される。接合工程において、導電材にて突起と第２の配線パターンとが接合される。

その結果、請求項１に記載の配線パターンの接続構造が得られる。
請求項１３に記載の発明では、第１の配線パターンにおける一方の面に絶縁層を形成するとともに当該絶縁層での前記第１の配線パターンにおける第２の配線パターンとの接続部に前記第１の配線パターンが露出する開口部を形成する開口部形成工程と、前記開口部を導電体よりなるめっき層で埋めるめっき工程と、前記めっき層における不要部分をエッチングにより除去して前記開口部の内部にめっき層よりなる突起を形成するエッチング工程と、前記絶縁層の表面における前記第２の配線パターンの接着領域に絶縁性接着部材を配置する配置工程と、前記絶縁性接着部材により前記第２の配線パターンを接着して前記突起と前記第２の配線パターンとを当接させる接着工程と、を有することを要旨とする。

請求項１３に記載の発明によれば、開口部形成工程において、第１の配線パターンにおける一方の面に絶縁層が形成されるとともに当該絶縁層での第１の配線パターンにおける第２の配線パターンとの接続部に第１の配線パターンが露出する開口部が形成される。めっき工程において、開口部が導電体よりなるめっき層で埋められる。エッチング工程において、めっき層における不要部分がエッチングにより除去されて開口部の内部にめっき層よりなる突起が形成される。配置工程において、絶縁層の表面における第２の配線パターンの接着領域に絶縁性接着部材が配置される。接着工程において、絶縁性接着部材により第２の配線パターンが接着されて突起と第２の配線パターンとが当接される。

その結果、請求項３に記載の配線パターンの接続構造が得られる。

本発明によれば、信頼性の高い配線パターンの接続構造およびその製造方法を提供することができる。

（ａ）は実施形態における半導体装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 （ａ）は製造工程を説明するための半導体装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 （ａ）は製造工程を説明するための半導体装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 （ａ）は製造工程を説明するための半導体装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 （ａ）は製造工程を説明するための半導体装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 （ａ）は製造工程を説明するための半導体装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 （ａ）は製造工程を説明するための半導体装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 （ａ）は製造工程を説明するための半導体装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 （ａ）は別例の半導体装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 （ａ）は別例の半導体装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 別例の半導体装置の縦断面図。 （ａ）は別例の半導体装置の縦断面図、（ｂ）は別例の半導体装置の縦断面図。 別例の半導体装置の縦断面図。 （ａ）は別例の半導体装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 （ａ）は別例の半導体装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 （ａ）は別例の突起を説明するための平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、半導体装置１０は、車載機器である。具体的には、例えば直流電源である車載バッテリで走行用モータを駆動するためのインバータ等であり、パワートランジスタおよびパワートランジスタの制御部を有している。半導体装置１０は、制御基板２０の上に銅板よりなる配線パターン３０，３５が配置されている。絶縁性接着部材としての接着シート４０により制御基板２０に対し銅板よりなる配線パターン３０が接着されている。また、接着シート４１により制御基板２０に対し銅板よりなる配線パターン３５が接着されている。

制御基板２０は、絶縁基板２１と配線パターン２２と絶縁層２３を有している。絶縁基板２１は例えばガラス・エポキシ樹脂よりなる。絶縁基板２１の上面には配線パターン２２が形成されている。配線パターン２２は銅箔よりなり、所望の形状にパターニングされている。配線パターン２２の厚さは、例えば３５μｍ程度であり、銅箔をエッチングによりパターニングしたものである。

配線パターン２２の上面には絶縁層２３が形成されている。絶縁層２３は例えばエポキシ樹脂よりなる。絶縁層２３の上面において接着シート４０，４１の一方の面が貼着されているとともに、接着シート４０，４１の他方の面に銅板の配線パターン３０，３５が貼着されている。

銅板よりなる配線パターン３０は帯板状をなし、図１（ａ）において左右方向に直線的に延びている。また、銅板よりなる配線パターン３５は帯板状をなし、図１（ａ）において上下方向に直線的に延びている。配線パターン３０，３５の厚さは例えば０．５ｍｍ程度であり、銅の板を打ち抜きによりパターニングしたものである。

銅板よりなる配線パターン３５の上面にはパワートランジスタ（例えばパワーＭＯＳＦＥＴ）７０がはんだ６５により接合されている。詳しくは、パワートランジスタ７０の本体部７１は箱型をなし、本体部７１の下面がドレイン電極となっている。このドレイン電極と配線パターン３５がはんだ６５により接合されている。

パワートランジスタ７０の本体部７１の側面からゲート端子用のリード７２が延びている。パワートランジスタ７０のリード７２の端部と、銅板よりなる配線パターン３０の上面端部とが、はんだ６６により接合されている。

このようにして、第１の配線パターン２２と第２の配線パターン３０とが接着シート４０を介して積層された状態で固定されている。詳しくは、第１の配線パターン２２における第２の配線パターン３０側の面に形成した絶縁層２３に接着シート４０が接着され、接着シート４０に第２の配線パターン３０が接着されている。また、第１の配線パターン２２における第２の配線パターン３０側の面とは反対の面には、絶縁層としての絶縁基板２１が形成されている。

第１の配線パターン２２と第２の配線パターン３０とは少なくともその一部が上下に重なっている部位を有している。この第１の配線パターン２２と第２の配線パターン３０とが重なっている部位において、第２の配線パターン３０には貫通孔３１が設けられている。貫通孔３１は平面視（図１（ａ））において長方形をなし、長辺が第２の配線パターン３０の一端側において第２の配線パターン３０の延設方向に延びている。

接着シート４０は配線パターン３０と同一形状・同一寸法をなし、貫通孔３１の形成部位には接着シート４０は無い（存在しない）。接着シート４１は配線パターン３５と同一形状・同一寸法をなしている。

配線パターン２２における上面、即ち、配線パターン３０側の面には突起５０が複数形成されている。各突起５０は銅（導電体）よりなり、配線パターン３０の貫通孔３１の内部に対応する部位、つまり、接着シート４０が存在しない部位に形成されている。各突起５０は断面円形をなし、上方の第２の配線パターン３０に向かって延びている。各突起５０は、絶縁層２３に形成した開口部（貫通孔）２３ａを通して制御基板２０の上面から突出している。また、各突起５０は格子状に配置されている（縦横に配置されている）。

第２の配線パターン３０の貫通孔３１に各突起５０が挿入されている。貫通孔３１の内部にはんだ６０が充填され、はんだ６０（導電材）によって突起５０と第２の配線パターン３０とが接合されている。

次に、このように構成した半導体装置１０の製造方法について説明する。
まず、図２に示すように、制御基板２０を用意する。詳しくは、絶縁基板２１の上面に配線パターン２２を形成するとともに、その上に絶縁層２３を形成する。

そして、図３に示すように、樹脂よりなる絶縁層２３での突起の形成領域、即ち、配線パターン２２における配線パターン３０との接続部に、配線パターン２２が露出する開口部（貫通孔）２３ａを形成する。この開口部（貫通孔）２３ａの形成は、例えば、レーザ照射によるエッチングにより行うことができる。

さらに、図４に示すように、銅の電気めっきを行い、開口部（貫通孔）２３ａをめっき層５１で埋める。このとき絶縁層２３の上面にめっき層５１が形成される。
その後、図５に示すように、めっき層５１における不要部分、即ち、開口部２３ａの形成領域の除く部位のめっき層５１をエッチングにより除去して、開口部２３ａの内部にめっき層よりなる突起５０を形成する。詳しくは、めっき層５１の上面に予めパターニングマスクを形成してエッチングを行うことにより突起５０を形成し、その後にマスクを除去する。

さらに、図６に示すように、絶縁層２３の上面における配線パターン（３０，３５）の接着領域（配置領域）に接着シート４０，４１を配置する。詳しくは、所望の領域に穴をあけた接着シートを制御基板２０の上面に貼り付ける。

そして、図７に示すように、接着シート４０，４１の上に配線パターン３０，３５を接着する。配線パターン３０，３５は予め銅板を打ち抜き加工によりパターニングしておいたものである。このとき、配線パターン３０には貫通孔３１が形成されており、貫通孔３１の内部に突起５０が挿入されるように接着シート４０，４１の上に配線パターン３０，３５が接着される。

そして、図８に示すように、所望の領域にクリームはんだ（８０，８１，８２）を塗布する。このとき、貫通孔３１の内部にクリームはんだ８０が配置されるとともに、配線パターン３０，３５の上面にクリームはんだ８１，８２が配置される。

さらに、はんだリフローにより図１に示すように、貫通孔３１の内部において突起５０と配線パターン３０とをはんだ付けする。また、パワートランジスタ７０の本体部７１の裏面電極（ドレイン電極）と配線パターン３５とをはんだ付けする。さらに、パワートランジスタ７０のリード（ゲート端子）７２と配線パターン３０とをはんだ付けする。

このようにして製造された半導体装置１０において、内層の制御用銅パターン（配線パターン２２）から電気めっきにより銅の突起５０を形成して外層の厚銅パターン（配線パターン３０）と内層の制御用銅パターン（配線パターン２２）を接続できる。また、部品実装のリフロー時に接続が可能なため、接続のためのコストは貫通孔３１内に追加されるクリームはんだの量だけである。

より詳しく説明する。車載用半導体装置（１０）は高い信頼性が必要となる。そのためコネクタを用いたりバスバーを用いてねじ止めしたり溶接（例えばＴＩＧ溶接）している。銅箔と厚銅板をつなぐ場合に、本実施形態は好ましい。つまり、機械的接続は接着シート４０，４１で行っているとともに電気的接続は突起５０とはんだ６０で行っている。これにより、はんだ６０に応力が加わらず、はんだ６０は電気的接続材としてのみ使うことができる。よって、信頼性が高いものとなっている。

また、厚銅板と制御基板を接続するためには、コネクタなどの別部品が必要となるが、本実施形態では銅板による配線パターン３０と制御基板２０とを一体化してコネクタなどの別部品を不要にして薄い銅箔と厚い銅板とを接続することができる。

以上のごとく本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）配線パターンの接続構造として、図１に示したように、第１の配線パターン２２と第２の配線パターン３０とが絶縁性接着部材としての接着シート４０を介して積層された状態で固定されている。また、第１の配線パターン２２における第２の配線パターン３０側の面には接着シート４０が存在しない部位において突起５０が第２の配線パターン３０に向かって延び、突起５０と第２の配線パターン３０とが導電材としてのはんだ６０によって接合されている。その結果、機械的接続は接着シート４０により行われ、電気的接続は突起５０とはんだ６０によって行われるので、はんだにより機械的・電気的に接続する場合に比べ信頼性の高いものとなる。

つまり、特許文献１の技術を用いた場合においては、はんだにより機械的に接続（固定）されるとともに電気的に接続されているので、はんだは環境の変化に弱く、はんだの経年劣化に伴い信頼性の低下を招きやすい。これに対し、本実施形態では、機械的接続は接着シート４０が担い、はんだ６０は電気接続材として用いているにすぎず、はんだ６０には応力が加わらず信頼性の高いものとなる。

また、第１の配線パターン２２と第２の配線パターン３０とを電気的に接続するコネクタが不要となるので、小型化が図られる。
また、基板として１つになるので配線長が短くなりノイズを減らすことが可能となる。

（２）第２の配線パターン３０には貫通孔３１が設けられ、貫通孔３１に突起５０が挿入されているので、実用上好ましい。
（３）第１の配線パターン２２は金属箔としての銅箔よりなり、第２の配線パターン３０は金属板としての銅板よりなる。即ち、配線パターン２２と配線パターン３０とは、電流が流れる方向に直交する方向での断面積（電流通路断面積）が、配線パターン３０の方が配線パターン２２より大きい。よって、第２の配線パターン３０を通して大きな電流を流すことができる。また、小型化が可能となる。

（４）配線パターンの接続構造の製造方法として、開口部形成工程と、めっき工程と、エッチング工程と、配置工程と、接着工程と、接合工程と、を有する。開口部形成工程では、図２，３に示すように、第１の配線パターン２２における一方の面に絶縁層２３を形成するとともに絶縁層２３での第１の配線パターン２２における第２の配線パターン３０との接続部に第１の配線パターン２２が露出する開口部２３ａを形成する。めっき工程では、図４に示すように、開口部２３ａを導電体としての銅よりなるめっき層５１で埋める。エッチング工程では、図５に示すように、めっき層５１における不要部分をエッチングにより除去して開口部２３ａの内部にめっき層よりなる突起５０を形成する。配置工程では、図６に示すように、絶縁層２３の表面における第２の配線パターン３０の接着領域に接着シート４０を配置する。接着工程では、図７に示すように、接着シート４０により第２の配線パターン３０を接着する。接合工程では、図１に示すように、導電材としてのはんだ６０にて突起５０と第２の配線パターン３０とを接合する。これにより、図１の配線パターンの接続構造が得られる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図９に示すように、第２の配線パターン３０には、図１の貫通孔３１に代わり凹部９０を設け、凹部９０に突起５０を挿入した構成としてもよい。

・図１０に示すように、第１の配線パターン２２における第２の配線パターン３０側の面には接着シート４０が存在しない部位において突起５０が第２の配線パターン３０に向かって延び、突起５０と第２の配線パターン３０とを当接（接触）してもよい。その結果、機械的接続は接着シート４０により行われ、電気的接続は突起５０の当接によって行われるので、はんだにより機械的・電気的に接続する場合に比べ信頼性の高いものとなる。

図１０においては、第２の配線パターン３０には突起５０を挿入する凹部１００（または貫通孔１０１）が形成され、凹部１００（または貫通孔１０１）の内面と突起５０とが当接している。詳しくは、突起５０の上面と第２の配線パターン３０の凹部１００の底面とが当接している。また、第１の配線パターン２２の少なくとも一面は絶縁層（絶縁基板２１、絶縁層２３）が形成されている。絶縁層２３が接着シート４０，４１に接着されている。

図１０の配線パターンの接続構造の製造方法は、開口部形成工程と、めっき工程と、エッチング工程と、配置工程と、接着工程と、を有する。開口部形成工程において、第１の配線パターン２２における一方の面に絶縁層２３を形成するとともに当該絶縁層２３での第１の配線パターン２２における第２の配線パターン３０との接続部に第１の配線パターン２２が露出する開口部２３ａを形成する（図２，３参照）。めっき工程において、開口部２３ａを導電体よりなるめっき層５１で埋める（図４参照）。エッチング工程において、めっき層５１における不要部分をエッチングにより除去して開口部２３ａの内部にめっき層よりなる突起５０を形成する（図５参照）。配置工程において、絶縁層２３の表面における第２の配線パターン３０の接着領域に接着シート４０を配置する（図６参照）。接着工程において、接着シート４０により第２の配線パターン３０を接着して突起５０と第２の配線パターン３０とを当接させる（図１０参照）。

・図１１に示すように、突起５４の先端の上面と第２の配線パターン３０の下面とが当接する構成としてもよい。
・図１２（ａ）に示すように、突起５５の側面と第２の配線パターン３０の側面とが当接する構成としてもよい。

・図１２（ｂ）に示すように、突起５６の側面と第２の配線パターン３０の凹部１１０（または貫通孔１１１）の側面とが当接する構成としてもよい。
・配線パターン３０は銅板により構成したが、他の金属板、例えばアルミ板や鉄板にて構成してもよい。

・配線パターン２２の下面には絶縁層としての絶縁基板２１が形成されるとともに配線パターン２２の上面には絶縁層２３が形成されていたが、これに代わり、配線パターン２２の一方の面のみに絶縁層が形成されていてもよい。要は、第１の配線パターン２２の少なくとも一面は絶縁層が形成されている構成としてもよい。

・図１３に示すように、第１の配線パターン１２１には制御用半導体素子１４３が接続可能であるとともに第１の配線パターン１２２には制御用半導体素子１４５が接続可能である。また、第２の配線パターン１３０には電力用半導体素子１４７が接続可能である。金属箔よりなる第１の配線パターン１２１，１２２に制御用半導体素子１４３，１４５を接続するものと、金属板よりなる第２の配線パターン１３０に電力用半導体素子１４７を接続するものとが別である場合と比較する。図１３の構成では、金属箔よりなる第１の配線パターン１２１，１２２に制御用半導体素子１４３，１４５を接続可能であると同時に、金属板よりなる第２の配線パターン１３０に電力用半導体素子１４７を接続可能となる。

図１３について詳しく説明すると、多層基板であるとともに基板両面に素子が表面実装されている。コア基材１２０の上面に配線パターン１２１が、また、コア基材１２０の下面に配線パターン１２２が形成されている。配線パターン１２１の上面には絶縁層１２３が、また、配線パターン１２２の下面には絶縁層１２４が形成されている。図１３の左側において、絶縁層１２３の上面には配線パターン１２５が、また、絶縁層１２４の下面には配線パターン１２６が形成されている。配線パターン１２５は絶縁膜１２７で、また、配線パターン１２６は絶縁膜１２８で被覆されている。図１３の右側において、絶縁層１２３の上面には配線パターン１３０が絶縁性接着部材としての接着シート１２９により固定されている。配線パターン１２１における配線パターン１３０側の面には接着シート１２９が存在しない部位において突起１３３が配線パターン１３０に向かって延びている。突起１３３は配線パターン１３０に設けた貫通孔１３４に挿入され、突起１３３と配線パターン１３０とが導電材としてのはんだ１３５によって接合されている。同じく、図１３の右側において、絶縁層１２４の下面には配線パターン１３２が絶縁性接着部材としての接着シート１３１により固定されている。配線パターン１２２における配線パターン１３２側の面には接着シート１３１が存在しない部位において突起１３６が配線パターン１３２に向かって延びている。突起１３６は配線パターン１３２に設けた貫通孔１３７に挿入され、突起１３６と配線パターン１３２とが導電材としてのはんだ１３８によって接合されている。図１３の左側において制御用半導体素子１４３がはんだ１４４により配線パターン１２５に接合され、配線パターン１２５と配線パターン１２１とはビアホールで電気的に接続されている。同様に、制御用半導体素子１４５がはんだ１４６により配線パターン１２６に接合され、配線パターン１２６と配線パターン１２２とはビアホールで電気的に接続されている。図１３の右側において電力用半導体素子１４７がはんだ１４８により配線パターン１３０に接合されている。なお、配線パターン１２５と配線パターン１３０とは、配線パターン１３０に形成した貫通孔１３９にはんだ１４０を充填することによりはんだ１４０により電気的に接続されている。また、配線パターン１２６と配線パターン１３２とは、配線パターン１３２に形成した貫通孔１４１にはんだ１４２を充填することによりはんだ１４２により電気的に接続されている。

・図１４に示すように、第１の配線パターン２２と第２の配線パターン３０とが絶縁性接着部材としての接着シート４０を介して積層された状態で固定され、第１の配線パターン２２と第２の配線パターン３０とが接着シート４０が存在しない部位において導電材としてのはんだ６０によって接合されている構成としてもよい。

このようにすると、第１の配線パターン２２と第２の配線パターン３０とが接着シート４０を介して積層された状態で固定される。また、第１の配線パターン２２と第２の配線パターン３０とが接着シート４０が存在しない部位においてはんだ６０によって接合され電気的に接続される。よって、第１の配線パターン２２と第２の配線パターン３０とは接着シート４０を介して積層された状態で固定されるとともに電気的に接続される。その結果、機械的接続は接着シート４０により行われ、電気的接続ははんだ６０によって行われるので、はんだにより機械的・電気的に接続する場合に比べ信頼性の高いものとなる。また、小型化が可能となる。

この場合、図１５に示すように、第２の配線パターン３０には貫通孔３１（または凹部）が設けられ、貫通孔３１（または凹部）において第１の配線パターン２２と第２の配線パターン３０とが導電材としてのはんだ６０によって接合されている構成としてもよい。

また、図１５において、第１の配線パターン２２の少なくとも一面は絶縁層２３が形成されている。さらに、第１の配線パターン２２における第２の配線パターン３０側の面に形成した絶縁層２３に絶縁性接着部材としての接着シート４０が接着されている。第１の配線パターン２２は金属箔よりなり、第２の配線パターン３０は金属板よりなる。第１の配線パターン２２には制御用半導体素子が接続可能であるとともに第２の配線パターン３０には電力用半導体素子が接続可能である。

・突起の形状は問わず、例えば、図５に代わる図１６に示すように各柱部の上端が板部でつながった形状の突起５８としてもよい。この図１６の突起５８を形成する場合は図４のようにめっき層５１を形成した後に各柱部付近（各開口部２３ａ付近）のめっき層５１を残すようにエッチングすればよい。

１０…半導体装置、２１…絶縁基板、２２…第１の配線パターン、２３…絶縁層、２３ａ…開口部、３０…第２の配線パターン、３１…貫通孔、４０…接着シート、５０…突起、５１…めっき層、５４…突起、５５…突起、５６…突起、６０…はんだ、９０…凹部、１００…凹部、１１０…凹部、１１１…貫通孔、１２１…第１の配線パターン、１２２…第１の配線パターン、１３０…第２の配線パターン、１４３…制御用半導体素子、１４５…制御用半導体素子、１４７…電力用半導体素子。

Claims (13)

1. 第１の配線パターンと第２の配線パターンとが絶縁性接着部材を介して積層された状態で固定され、前記第１の配線パターンにおける前記第２の配線パターン側の面には前記絶縁性接着部材が存在しない部位において突起が前記第２の配線パターンに向かって延び、前記突起と前記第２の配線パターンとが導電材によって接合されていることを特徴とする配線パターンの接続構造。
2. 前記第２の配線パターンには凹部または貫通孔が設けられ、前記凹部または前記貫通孔に前記突起が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の配線パターンの接続構造。
3. 第１の配線パターンと第２の配線パターンとが絶縁性接着部材を介して積層された状態で固定され、前記第１の配線パターンにおける前記第２の配線パターン側の面には前記絶縁性接着部材が存在しない部位において突起が前記第２の配線パターンに向かって延び、前記突起と前記第２の配線パターンとが当接していることを特徴とする配線パターンの接続構造。
4. 前記突起の側面と前記第２の配線パターンの側面とが当接していることを特徴とする請求項３に記載の配線パターンの接続構造。
5. 前記第２の配線パターンには前記突起を挿入する凹部または貫通孔が形成され、当該凹部または貫通孔の内面と前記突起とが当接していることを特徴とする請求項３に記載の配線パターンの接続構造。
6. 第１の配線パターンと第２の配線パターンとが絶縁性接着部材を介して積層された状態で固定され、前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとが前記絶縁性接着部材が存在しない部位において導電材によって接合されていることを特徴とする配線パターンの接続構造。
7. 前記第２の配線パターンには凹部または貫通孔が設けられ、前記凹部または前記貫通孔において前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとが導電材によって接合されていることを特徴とする請求項６に記載の配線パターンの接続構造。
8. 前記第１の配線パターンの少なくとも一面は絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の配線パターンの接続構造。
9. 前記第１の配線パターンにおける前記第２の配線パターン側の面に形成した前記絶縁層に前記絶縁性接着部材が接着されていることを特徴とする請求項８に記載の配線パターンの接続構造。
10. 前記第１の配線パターンは金属箔よりなり、前記第２の配線パターンは金属板よりなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の配線パターンの接続構造。
11. 前記第１の配線パターンには制御用半導体素子が接続可能であるとともに前記第２の配線パターンには電力用半導体素子が接続可能であることを特徴とする請求項１０に記載の配線パターンの接続構造。
12. 第１の配線パターンにおける一方の面に絶縁層を形成するとともに当該絶縁層での前記第１の配線パターンにおける第２の配線パターンとの接続部に前記第１の配線パターンが露出する開口部を形成する開口部形成工程と、
    前記開口部を導電体よりなるめっき層で埋めるめっき工程と、
    前記めっき層における不要部分をエッチングにより除去して前記開口部の内部にめっき層よりなる突起を形成するエッチング工程と、
    前記絶縁層の表面における前記第２の配線パターンの接着領域に絶縁性接着部材を配置する配置工程と、
    前記絶縁性接着部材により前記第２の配線パターンを接着する接着工程と、
    導電材にて前記突起と前記第２の配線パターンとを接合する接合工程と、
    を有することを特徴とする配線パターンの接続構造の製造方法。
13. 第１の配線パターンにおける一方の面に絶縁層を形成するとともに当該絶縁層での前記第１の配線パターンにおける第２の配線パターンとの接続部に前記第１の配線パターンが露出する開口部を形成する開口部形成工程と、
    前記開口部を導電体よりなるめっき層で埋めるめっき工程と、
    前記めっき層における不要部分をエッチングにより除去して前記開口部の内部にめっき層よりなる突起を形成するエッチング工程と、
    前記絶縁層の表面における前記第２の配線パターンの接着領域に絶縁性接着部材を配置する配置工程と、
    前記絶縁性接着部材により前記第２の配線パターンを接着して前記突起と前記第２の配線パターンとを当接させる接着工程と、
    を有することを特徴とする配線パターンの接続構造の製造方法。