JP2020043317A - 配線基板、半導体装置、配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置をより小型化すること。【解決手段】配線基板（４）は、第１絶縁板、第１絶縁板の一方の面に配置された第１回路層、及び第１絶縁板と第１回路層を貫通するスルーホール（４３）を有する回路基板（４０）と、スルーホールの内径より小さい線径であって、線径が０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、一端側がスルーホールに挿入され、他端側が回路基板から所定長さで突出した導線（４２）と、第１回路層と導線の一端側とを接合する第１半田（４１）と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板、半導体装置、配線基板の製造方法に関する。

従来より、基板に電子部品や端子ピン等を実装して配線基板を製造する方法として以下のようなものが提案されている（例えば特許文献１から特許文献６を参照）。

特許文献１では、回路板に複数の開口が形成されており、各開口にそれぞれ端子ピンが配置される。端子ピンは、上方から回路板に向かって押圧されることによって圧入され、位置が固定された状態で半田付けが実施される。

特許文献２では、電子回路基板の表面に回路パターンを形成する複数の孔が形成されており、各孔にはハンダペーストが充填されている。コンタクトピンは、各孔に対応する挿入孔が形成された治具を介して各孔に整列配置される。この状態でハンダペーストを溶融させた後に凝固させることでコンタクトピンが電子回路基板に固定される。

特許文献３では、基板に形成される孔に線材を挿入するに際し、予め線材に孔の内径よりも幅広の幅広部を形成しておき、線材を孔に位置決めした状態で半田付けが実施される。

特許文献４では、電子部品を配線基板に半田付けするにあたって、電子部品のリード端子を配線基板の挿通して実装した後、電子部品の上方から重しを被せることで電子部品を保持する。そして、電子基板の裏面側から突出するリード端子を所定長さで切断した後、電子基板の裏面を半田槽に浸漬して半田付けが実施される。

特許文献５では、金属線によって構成される導電部材が基材の一方の面と他方の面との間で直線状に延在する構造を有し、複数の導電部材が金型に配置された状態で金型内に基材を形成する樹脂材を注入することにより、導電部材と基材とを一体成型した基板が形成される。

特許文献６では、所定長さに切断された線材を基板に押し込んで圧入することにより、固定される。また、基板の裏面から突出した線材の端部はプレス装置によって押し潰され、基板の表面に平行な平坦部が形成される。

特公昭５４−８８７０号公報 特許第３１１０６５５号公報 特開平２−２４６１９２号公報 特開平５−２６７８３５号公報 特開平１０−２７８２５号公報 特開昭６０−４６０９１号公報

ところで、半導体装置は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＦＷＤ（Free Wheeling Diode）等の半導体素子が設けられた基板を有し、インバータ装置等に利用されている。

半導体装置においては、省スペースの観点から更なる小型化が求められている。例えば、基板に実装されるチップの小型化に伴い、基板に形成される電極パッドも小型化されると、その配線構造としてチップと電極パッドとを接続する導線（ピン）の径も小さくする必要がある。

しかしながら、上記の文献に記載の配線基板の製造方法では、例えば導線用の端子ピンを圧入できるだけの径が必要であり、より径の小さいピン（導線）への適用は難しいことが想定される。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、半導体装置をより小型化することが可能な配線基板、半導体装置、配線基板の製造方法を提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様の配線基板は、第１絶縁板、前記第１絶縁板の一方の面に配置された第１回路層、及び前記第１絶縁板と前記第１回路層を貫通するスルーホールを有する回路基板と、前記スルーホールの内径より小さい線径であって、該線径が０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、一端側が前記スルーホールに挿入され、他端側が前記回路基板から所定長さで突出した導線と、前記第１回路層と前記導線の一端側とを接合する第１半田と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様の半導体装置は、第２絶縁板及び該第２絶縁板の一方の面に配置された第３回路層を有する積層基板と、上面に電極を有し、下面は前記第１半田より融点が低い第２半田を介して前記第３回路層上に配置された半導体チップと、前記回路基板の他方の面が、前記積層基板の前記半導体チップが実装された側の面に対向しており、前記導線の他端側が前記半導体チップの前記電極に電気的に接続された上記の配線基板と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様の配線基板の製造方法は、第１絶縁板、前記第１絶縁板の一方の面に配置された第１回路層、及び前記第１絶縁板と前記第１回路層を貫通するスルーホールを有する回路基板を準備する工程と、前記回路基板の前記スルーホールに対応する位置に所定深さの底のある穴を形成した第１治具を準備する工程と、前記スルーホールの位置と前記穴の位置とが一致するように前記回路基板を前記第１治具上に載置する載置工程と、前記スルーホールの内径より小さい線径であって、該線径が０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である導線を、前記スルーホールを貫通して前記穴の底まで挿入する挿入工程と、前記回路基板の前記第１治具に対向する面とは反対側の面から前記導線を刃で切断する切断工程と、前記導線の切断面に第１半田を付ける工程と、前記第１半田を溶融して前記導線の切断側を前記第１回路層に接合する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、線径の小さい導線を用いることで、半導体装置をより小型化することが可能である。

本実施の形態に係る半導体装置の一例を示す断面模式図である。 比較例に係る配線基板の模式図である。 本実施の形態に係る配線基板製造装置の模式図である。 本実施の形態に係る配線基板の製造方法の所定の工程を示す模式図である。 本実施の形態に係る配線基板の製造方法の所定の工程を示す模式図である。 本実施の形態に係る配線基板の製造方法の所定の工程を示す模式図である。 本実施の形態に係る配線基板の製造方法の所定の工程を示す模式図である。 本実施の形態に係る配線基板の製造方法の所定の工程を示す模式図である。 変形例に係る配線基板製造装置の模式図である。

以下、本発明を適用可能な半導体装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る半導体装置の一例を示す断面模式図である。図１Ａは半導体装置全体の模式図を表し、図１Ｂは図１Ａに示す配線基板の一部を拡大した図である。なお、以下に示す半導体装置はあくまで一例にすぎず、これに限定されることなく適宜変更が可能である。

図１Ａに示すように、半導体装置１は、積層基板２と、半導体チップ３ａ、３ｂと、配線基板４と、を含んで構成される。積層基板２は、金属層と絶縁層とを積層して構成される。具体的に積層基板２は、絶縁板２０（第２絶縁板）と、絶縁板２０の上面（一方の面）に配置される回路層２１（第３回路層）と、絶縁板２０の下面（他方の面）に配置される金属層２２と、を有している。

半導体チップは、厚さの異なる複数（本実施の形態では２つ）の半導体チップ３ａ、３ｂで構成され、例えばシリコン（Ｓｉ）、炭化けい素（ＳｉＣ）等の半導体基板によって上面視方形状に形成される。半導体チップ３ａ、３ｂのそれぞれの上面には、電極（不図示）が形成されている。半導体チップ３ａ、３ｂは、それぞれ半田３０（第２半田）を介して回路層２１上に配置される。

なお、半導体チップ３ａ、３ｂとしては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等のスイッチング素子、ＦＷＤ（Free Wheeling Diode）等のダイオードが用いられる。また、半導体チップ３ａ、３ｂとして、ＩＧＢＴとＦＷＤを一体化したＲＣ（Reverse Conducting）−ＩＧＢＴ、逆バイアスに対して十分な耐圧を有するＲＢ（Reverse Blocking）−ＩＧＢＴ等が用いられてもよい。

配線基板４は、外部電極（不図示）と半導体チップ３ａ、３ｂの電極とを電気的に接続するものであり、積層基板２及び半導体チップ３ａ、３ｂに対向配置されている。具体的に配線基板４は、回路基板４０に半田４１（第１半田）を介して複数の導線４２を接続して構成される。回路基板４０は、いわゆるプリント基板であり、絶縁板（第１絶縁板）の上面（一方の面）に第１回路層（不図示）を配置し、絶縁板の下面（他方の面）に第２回路層（不図示）を配置して構成される。また、回路基板４０は、絶縁板、第１、第２回路層を厚み方向に貫通するスルーホール４３を所定箇所に複数有している（図１では６箇所）。各スルーホール４３の内壁には、第１、第２回路層と接続する筒状の導電層（不図示）が形成されている。回路基板４０の下面は、積層基板２の半導体チップ３ａ、３ｂが実装された側の面（上面）に対向している。

導線４２は、スルーホール４３の内径より小さい線径を有し、具体的に線径が０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下に設定される。導線４２の外周は、Ｓｎ、Ｎｉ、又は半田４１で被覆されている。導線４２は、複数のスルーホール４３に対応してそれぞれ設けられる。図１Ｂに示すように、導線４２の一端側は、スルーホール４３の内壁に対して隙間を空けるように挿入されており、スルーホール４３の内壁と導線４２の外周との隙間を埋めるように半田４１が配置されている。半田４１により導線４２の一端側と第１、第２回路層及び導電層が接合される。導線４２の他端側は、回路基板４０の下面側から所定長さで突出しており、その先端が半導体チップ３ａ、３ｂの電極に電気的に接続されている。詳細は後述するが、それぞれの導線４２において、上記した所定長さ（突出長さ）は、対向する半導体チップ３ａ、３ｂの厚さに応じて異なっている。

ところで、上記のような外部電極と半導体チップの電極とを電気的に接続する種々の配線基板にあっては、従来より、接続用のピンを回路基板（プリント基板）のスルーホールに圧入して製造する方法が提案されている。図２は、比較例（従来例）に係る配線基板の模式図である。図２に示すように、比較例に係る配線基板５は、回路基板５０のスルーホール５１に所定長さのピン５２を圧入して構成される。ピン５２は圧入可能な比較的太い外径を有する（例えばφ０．５ｍｍ）。配線基板５を製造する際には、予め不図示の振込機（パーツ整列機）により、スルーホール４３のピッチに合わせて複数のピン５２を治具上（不図示）に配置しておく。そして、その治具上に回路基板５０を配置してプレス機等により押し込むことでピン５２を圧入する。

また、半導体装置の分野においては、昨今の技術革新により省スペースの観点から更なる小型化が求められている。例えば、半導体チップの小型化に伴い、当該半導体チップに接続するための配線基板も小型化が求められる。配線基板を小型化するためには、スルーホール５１の内径やそのピッチを小さくする、更には、スルーホール５１に挿入されるピン５２の径も小さくする必要がある。

しかしながら、上記したように、ピン５２をスルーホール５１に圧入する場合には、ピン５２を圧入できるだけの径が必要であり、ピン５２の径には制約（下限）が存在する。すなわち、ピン５２の径を小さくし過ぎると、ピン５２をスルーホール５１に圧入できないことが想定され、従来の方法では配線基板を製造できないという問題がある。

そこで、本件発明者は、スルーホールに挿入されるピン（導線）の径に着目し、本発明に想到した。具体的に本実施の形態では、回路基板４０に形成されるスルーホール４３に対し、スルーホール４３の内径より小さい線径の導線４２を挿入し、導線４２の一端側を半田３０で固定する構成とした。より具体的には、導線４２の線径を０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下とし、導線４２の一端側を半田３０でスルーホール４３との隙間を埋めるように回路層（第１、第２回路層及び導電層）に接合させ、導線４２の他端側を回路基板４０の他方の面（下面）から所定長さで突出させる構成とした。

この構成によれば、導線４２をスルーホール４３に圧入する必要がなく、より小さい線径の導線４２で配線基板４を形成することが可能である。また、導線４２の線径を小さくしたことで、スルーホール４３のピッチを小さくすることができ、配線基板４に高密度に複数の導線４２を配置することが可能となる。この結果、半導体装置１全体として小型化を実現することが可能である。なお、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下という導線４２の線径範囲は、導線４２をかしめてスルーホール４３に圧入できない線径の範囲を表している。

また、導線４２の所定長さ（回路基板４０の下面からの突出長さ）は、スルーホール４３毎に独立して任意の長さに調整が可能である。具体的に導線４２の所定長さは、半導体チップ３ａ、３ｂの厚さに応じて異なっている。この構成によれば、異なる厚さの半導体チップ３ａ、３ｂであっても、各半導体チップとの導通を確保しつつ適切に配線基板４を積層基板２の上方に実装することが可能である。

また、図１Ｂに示すように、半田４１は、導線４２の第１回路層に隣接する領域にそれぞれフィレットを形成している。すなわち、導線４２の一端側は、スルーホール４３の周囲において半田４１によってフィレットを形成するように回路基板４０の上面から僅かに上方に突出している。また、半田４１は、スルーホール４３の内壁と導線の外周との隙間を埋めるようにスルーホール４３内に溶け込んでおり、回路基板４０の第１回路層とは反対側の面、すなわち回路基板４０の下面側には露出していない。より具体的に半田４１は、回路基板４０の下面側のスルーホール４３の内周縁部からはみ出ないように、導線４２のの第２回路層に隣接する領域にそれぞれフィレットを形成している。

この構成によれば、回路基板４０の裏面側に半田４１がはみ出ないことで、導線４２の他端側における突出部分同士に半田ブリッジが形成され難くなっている。また、スルーホール４３全体が半田４１によって埋められることで、導線４２が回路基板４０の厚み以上の長さで半田４１により強固に固定される。よって比較的線径の小さい導線４２を補強して曲がり難くすることが可能である。また、回路基板４０に第１、第２回路層及びこれらの回路層を接続する導電層をスルーホール４３の内壁に設けたことで、導線４２と導通を確保する面積を大きくすることができ、導線４２の導通性を向上することが可能である。

また、導線４２の外周がＳｎ、Ｎｉ、又は半田４１で被覆されることにより、導線４２と半田４１との接合性を向上することが可能である。

また、導線４２を回路基板４０に接合する半田４１よりも、半導体チップ３ａ、３ｂを積層基板２の回路層２１に接合する半田３０の方が、融点が低いことが好ましい。この構成によれば、融点の異なる半田３０、４１を用いることで、配線基板４を製作した後、半導体装置１の各構成部品を組み合わせた状態（仮組みした状態）で再加熱することにより、半導体装置１を容易に製造することが可能である。より具体的には、再加熱の際に半田４１の溶融温度よりも低い温度とすることで、半田４１を溶融させることなく半田３０のみを溶融させて積層基板２と半導体チップ３ａ、３ｂとを接合することが可能である。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る配線基板製造装置について説明する。図３は、本実施の形態に係る配線基板製造装置の模式図である。なお、以下に示す配線基板製造装置は、あくまで一例であり、この構成に限定されず、適宜変更が可能である。

図３に示すように、配線基板製造装置６は、回路基板４０のスルーホール４３に導線４２を挿入し、当該導線４２を所定長さで切断するように構成されている。具体的に配線基板製造装置６は、回路基板４０を載置する第１治具６０と、導線４２が巻回された複数のロール６１と、導線４２の張力を調整するガイドローラ６２と、導線４２をスルーホール４３に案内する第２治具６３と、導線４２を切断する刃６４と、を含んで構成される。

第１治具６０は、回路基板４０を載置する基台であり、各スルーホール４３に対応する位置に穴６０ａが形成されている。当該穴６０ａは、導線４２の線径より僅かに大きい内径で、スルーホール４３の位置によって異なる所定深さの底を有している。第１治具６０は、一対の分割体６０ｂ、６０ｃで構成され、当該分割体６０ｂ、６０ｃのそれぞれの合わせ面上に形成された直線溝６０ｄ（図４参照）を合わせることで穴６０ａを形成する。このため、線径の小さいを導線４２を挿入可能な内径の小さい穴６０ａを、ドリルを用いる場合に比べて容易に形成することができる。また、穴６０ａの入口側（上面側）には、面取り６０ｅ（図４参照）が形成されている。回路基板４０は、第１治具６０の上面にスルーホール４３と穴６０ａとが一致するように載置される。なお、第１治具６０は、半田４１が付着しないような材質、例えばアルミニウムやカーボン等の材質で形成されることが好ましい。

ロール６１は、十分に長い１本の導線４２を巻回して構成される。ロール６１は、スルーホール４３の数に応じて複数設けられることが好ましい（本実施の形態では６つ）。ガイドローラ６２は、ロール６１から繰り出される導線４２を所定の張力で押圧する。

第２治具６３は、導線４２を直線に強制して保持し、下方に案内するものであり、第１治具６０と同様に各スルーホール４３に対応する位置に貫通孔６３ａが形成されている。当該貫通孔６３ａは、導線４２の線径より僅かに大きい内径を有している。第２治具６３は、一対の分割体６３ｂ、６３ｃで構成され、当該分割体６３ｂ、６３ｃのそれぞれの合わせ面上に形成された直線溝６３ｄ（図４参照）を合わせることで貫通孔６３ａを形成する。このため、線径の小さいを導線４２を挿入可能な内径の小さい貫通孔６３ａを、ドリルを用いる場合に比べて容易に形成することができる。また、貫通孔６３ａの入口側（上面側）には、面取り６３ｅ（図４参照）が形成されている。第２治具６３は、スルーホール４３と貫通孔６３ａとが一致するように回路基板４０の上方に対向配置される。導線４２は、先端が貫通孔６３ａに挿入された後、下方の回路基板４０に向かって送り出される。

刃６４は、第２治具６３の下面に沿って貫通孔６３ａに直交する方向にスライド可能な板状の刃で構成され、例えば市販の刃を採用することが可能である。刃６４は、先端が鋭角を成す片刃状に形成され、スライド方向に向かうに従って厚みが薄くなっている。具体的に刃６４の先端は、回路基板４０から遠い上側が薄く、回路基板と対向する下側が厚くなっている。

次に、図４から図８を参照して、本実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図４から図８は、本実施の形態に係る配線基板の製造方法の所定の工程を示す模式図である。なお、以下に示す配線基板の製造方法は、あくまで一例であり、この構成に限定されず、適宜変更が可能である。

図４から図８に示すように、本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、回路基板４０を準備する工程と、第１治具６０を準備する工程と、回路基板４０を第１治具６０上に載置する載置工程と、導線４２をスルーホール４３に挿入する挿入工程と、導線４２を所定長さで切断する切断工程と、導線４２に半田４１を付ける工程と、半田４１を溶融して回路基板４０に接合する工程（接合工程）と、から構成される。

先ず、図４に示すように、予め回路基板４０、第１治具６０、及び第２治具６３を準備しておく。そして、載置工程が実施される。載置工程においては、スルーホール４３の位置と穴６０ａの位置とが一致するように、回路基板４０が第１治具６０上に載置される。また、スルーホール４３の位置と貫通孔６３ａの位置とが一致するように、第２治具６３の下方に第１治具６０及び回路基板４０が位置付けられる。

次に、挿入工程が実施される。図５に示すように、挿入工程においては、ロール６１（図３参照）から導線４２が繰り出され、導線４２の先端が第２治具６３の貫通孔６３ａに挿入される。このとき、貫通孔６３ａの入口側に面取り６３ｅが形成されていることで、導線４２の先端が貫通孔６３ａの途中で引っ掛かることなくスムーズに挿入することが可能である。更に導線４２の先端は、貫通孔６３ａ下方のスルーホール４３を貫通して第１治具６０の穴６０ａの底まで挿入される。この場合においても、穴６０ａの入口側に面取り６０ｅが形成されていることで、導線４２の先端が穴６０ａの途中で引っ掛かることなくスムーズに挿入することが可能である。このように、挿入工程において第２治具６３を用いたことにより、スルーホール４３に対する導線４２の挿入をガイドすることが可能である。また、穴６０ａ毎に深さを異ならせることで、導線４２の所定長さ（回路基板４０の下面からの突出長さ）を個々に調整することが可能である。

次に、切断工程が実施される。切断工程では、回路基板４０の第１治具６０に対向する面とは反対側の面、すなわち第２治具６３の下面側から導線４２が刃６４で切断される。具体的には、刃６４の先端が第２治具６３の下面に沿うように位置づけられており、導線４２をガイドした貫通孔６３ａの出口側の端面に沿って刃６４をスライドさせる。すなわち、導線４２の延在方向に直交する方向（せん断方向：図５では紙面左から右の方向）に刃６４をスライドさせることで、複数の導線４２が一度に切断される。

このように、本実施の形態では、複数のロール６１から供給され線状に直列に連続している導線４２を複数のスルーホール４３へそれぞれ挿入した後、複数の導線４２を一度に切断している。このため、ロール６１から供給される導線４２を連続的に使用することができ、リードフレームのような廃棄部分が存在しないため、歩留まりを向上することが可能である。

また、切断工程においては、導線４２の先端が穴６０ａに保持され、導線４２の基端が貫通孔６３ａに保持されている。このため、片刃状の刃６４を第２治具６３の下面に沿ってスライドさせて導線４２を切断した際に、導線４２の先端側を直線状に維持することが可能である。また、導線４２の基端側においては、貫通孔６３ａ内の導線４２が貫通孔６３ａの内壁に接触しており、導線４２の直線状態が維持されている。このため、次に送り出される導線４２の先端を直線状態のまま穴６０ａに挿入することが可能である。また、切断後の導線４２が第２治具６３の合わせ面に引っ掛かることを防止することも可能である。なお、切断直後においては、図６に示すように、導線４２の切断部分（導線４２の一端側）がスルーホールから僅かに突出しており、切断方向（刃６４のスライド方向）に向かって僅かに曲げられている。

次に、半田４１を付ける工程が実施される。本工程では、図７に示すように、切断後の各導線４２に対して半田４１を配置する。具体的には、導線４２の切断面に長球状の半田４１を配置する。半田４１は、導線４２の切断方向（左右方向）に長い長球状を有し、スルーホール４３の内径より大きい外径を有する。半田４１の配置は、既存の半田付け装置を用いることが可能である。

次に、接合工程が実施される。接合工程では、各導線４２の切断面に配置された半田４１を溶融して導線４２の切断側（一端側）を第１回路層に接合する。例えば、図７に示す第１治具６０に載置された回路基板４０を炉に投入して半田４１の溶融温度まで加熱することが考えられる。これにより、半田４１が溶融して、当該半田４１はスルーホール４３内に流れ込む。この結果、図８に示すように、スルーホール４３の内壁と導線４２の外周との隙間が半田４１によって埋められる。この結果、回路基板４０の上面及び下面に形成される第１、第２回路層と、スルーホール４３の内壁に形成される導電層とが、半田４１を介して各導線４２に接合される。上記したように、半田４１は、導線４２の一端側において、回路基板４０の上面から突出するようなフィレットを形成し、導線４２の他端側において、回路基板４０の下面から突出しない程度にスルーホール４３の内壁からフィレットを形成している。以上の工程を経ることで配線基板４が製造される。

このように、本実施の形態によれば、スルーホール４３の内径より小さい線径の導線４２を、半田４１を介して回路基板４０に接合することにより、従来のように比較的太い線径の導線（ピン）を圧入することなく配線基板４を製造することが可能である。このため、スルーホール４３のピッチを小さくすることができ、配線基板４及びこれを備えた半導体装置１を小型化することが可能になっている。

なお、上記実施の形態では、板状の刃６４を回路基板４０の一端から他端に向かってスライドさせることにより、各導線４２を所定長さに切断する構成としたが、この構成に限定されない。例えば、図９に示す構成が可能である。図９は、変形例に係る半導体製造装置の模式図である。刃の形状のみ図３の構成と異なる。図９に示すように、変形例に係る刃６５は、板状体にスルーホール４３の位置に対応した複数の貫通孔６６を形成して構成される。すなわち、変形例では、板に開けられた貫通孔６６の内周縁を刃６５の先端としている。貫通孔６６は、導線４２を挿入可能な十分大きい内径を有する。この場合、１本の導線４２に対して貫通孔６６が刃として配置されるため、切断の際に貫通孔６６の内径分だけ６５をスライドさせることで複数の導線４２を一度に切断することが可能である。よって、刃６５の移動距離を短くして、スループットの向上や、装置の小型化を図ることが可能である。

また、上記実施の形態では、半導体チップが２つ設けられる場合について説明したが、この構成に限定されない。半導体チップの数は、１つでも３つ以上であってもよく、また半導体チップの厚みはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。

また、上記実施の形態では、回路基板４０に対して６本の導線４２を配置し、１つの半導体チップの電極に対してそれぞれ３本の導線４２を接続する構成としたが、この構成に限定されない。導線４２の数は、適宜変更が可能であり、１つの半導体チップに対する導線４２の接続数も３本に限らず変更が可能である。導線４２の突出長さの同様であり、接続される半導体チップの厚さに応じて導線４２の突出長さは変更が可能である。

また、上記実施の形態において、第１治具６０及び第２治具６３は、複数の穴（貫通孔）を一対の分割体で形成する構成としたが、この構成に限定されない。例えば、穴（貫通孔）毎に第１治具６０及び第２治具６３を準備してもよい。すなわち、穴（貫通孔）の数だけ第１治具６０及び第２治具６３を準備してもよい。

また、本実施の形態及び変形例を説明したが、他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらに、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

下記に、上記の実施の形態における特徴点を整理する。
上記実施の形態に記載の配線基板は、第１絶縁板、前記第１絶縁板の一方の面に配置された第１回路層、及び前記第１絶縁板と前記第１回路層を貫通するスルーホールを有する回路基板と、前記スルーホールの内径より小さい線径であって、該線径が０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、一端側が前記スルーホールに挿入され、他端側が前記回路基板から所定長さで突出した導線と、前記第１回路層と前記導線の一端側とを接合する第１半田と、を備えることを特徴とする。

上記実施の形態に記載の配線基板において、前記スルーホールは、複数設けられ、前記導線及び前記第１半田は、複数の前記スルーホールに対応してそれぞれ設けられ、それぞれの前記導線において、前記所定長さが異なることを特徴とする。

上記実施の形態に記載の配線基板において、前記導線の一端側は、前記スルーホールから突出しており、かつ曲げられていることを特徴とする。

上記実施の形態に記載の配線基板において、前記回路基板は、前記スルーホールの内壁に前記第１回路層と接続する導電層を有することを特徴とする。

上記実施の形態に記載の配線基板において、前記第１半田は、前記導線の前記第１回路層に隣接する領域にそれぞれフィレットを形成しており、前記回路基板の前記第１回路層とは反対側の面に露出していないことを特徴とする。

上記実施の形態に記載の配線基板において、前記回路基板は、前記第１絶縁板の他方の面に配置された第２回路層を有し、前記第２回路層が前記導電層と接続し、前記第１半田は、前記スルーホールの内壁と前記導線の外周との隙間を埋めるように配置され、前記導線の前記第１回路層に隣接する領域及び前記導線の前記第２回路層に隣接する領域にフィレットを形成していることを特徴とする。

上記実施の形態に記載の半導体装置は、第２絶縁板及び該第２絶縁板の一方の面に配置された第３回路層を有する積層基板と、上面に電極を有し、下面は前記第１半田より融点が低い第２半田を介して前記第３回路層上に配置された半導体チップと、前記回路基板の他方の面が、前記積層基板の前記半導体チップが実装された側の面に対向しており、前記導線の他端側が前記半導体チップの前記電極に電気的に接続された上記の配線基板と、を備えることを特徴とする。

上記実施の形態に記載の半導体装置において、前記半導体チップは、厚さの異なる複数の半導体チップであり、それぞれの前記導線において、前記所定長さが前記半導体チップの厚さに応じて異なることを特徴とする。

上記実施の形態に記載の配線基板の製造方法は、第１絶縁板、前記第１絶縁板の一方の面に配置された第１回路層、及び前記第１絶縁板と前記第１回路層を貫通するスルーホールを有する回路基板を準備する工程と、前記回路基板の前記スルーホールに対応する位置に所定深さの底のある穴を形成した第１治具を準備する工程と、前記スルーホールの位置と前記穴の位置とが一致するように前記回路基板を前記第１治具上に載置する載置工程と、前記スルーホールの内径より小さい線径であって、該線径が０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である導線を、前記スルーホールを貫通して前記穴の底まで挿入する挿入工程と、前記回路基板の前記第１治具に対向する面とは反対側の面から前記導線を刃で切断する切断工程と、前記導線の切断面に第１半田を付ける工程と、前記第１半田を溶融して前記導線の切断側を前記第１回路層に接合する工程と、を備えることを特徴とする。

上記実施の形態に記載の配線基板の製造方法において、前記第１治具は、前記穴を複数有し、該穴の深さが異なることを特徴とする。

上記実施の形態に記載の配線基板の製造方法は、複数のロールから供給され線状に直列に連続している導線を複数の前記スルーホールへそれぞれ挿入した後、複数の前記導線を一度に切断することを特徴とする。

上記実施の形態に記載の配線基板の製造方法において、前記第１治具は、一対の分割体で構成され、当該分割体のそれぞれの合わせ面上に形成された直線溝を合わせることで前記穴を形成することを特徴とする。

上記実施の形態に記載の配線基板の製造方法は、前記挿入工程において、前記スルーホールに対する前記導線の挿入をガイドする貫通孔が形成された第２治具を用い、前記第２治具は、一対の分割体で構成され、当該分割体のそれぞれの合わせ面上に形成された直線溝を合わせることで前記貫通孔を形成し、前記切断工程において、前記導線をガイドした前記貫通孔の出口側の端面に沿って前記刃をスライドさせることにより前記導線を切断することを特徴とする。

上記実施の形態に記載の配線基板の製造方法において、前記刃は、板状の刃であり、前記刃の先端は、前記回路基板から遠い上側が薄く、前記回路基板と対向する下側が厚い片刃状であることを特徴とする。

上記実施の形態に記載の配線基板の製造方法において、前記刃は、板に開けられた貫通孔の内周縁を前記刃の先端としていることを特徴とする。

上記実施の形態に記載の配線基板の製造方法において、前記導線の外周は、Ｓｎ、Ｎｉ、又は前記第１半田で被覆されていることを特徴とする。

以上説明したように、本発明は、半導体装置をより小型化することができるという効果を有し、特に、配線基板、半導体装置、配線基板の製造方法に有用である。

１ ：半導体装置
２ ：積層基板
３ａ ：半導体チップ
３ｂ ：半導体チップ
４ ：配線基板
５ ：配線基板
６ ：配線基板製造装置
２０ ：絶縁板
２１ ：回路層
２２ ：金属層
３０ ：半田（第２半田）
４０ ：回路基板
４１ ：半田（第１半田）
４２ ：導線
４３ ：スルーホール
５０ ：回路基板
５１ ：スルーホール
５２ ：ピン
６０ ：第１治具
６０ａ ：穴
６０ｂ ：分割体
６０ｃ ：分割体
６０ｄ ：直線溝
６０ｅ ：面取り
６１ ：ロール
６２ ：ガイドローラ
６３ ：第２治具
６３ａ ：貫通孔
６３ｂ ：分割体
６３ｃ ：分割体
６３ｄ ：直線溝
６３ｅ ：面取り
６４ ：刃
６５ ：刃
６６ ：貫通孔

Claims (16)

1. 第１絶縁板、前記第１絶縁板の一方の面に配置された第１回路層、及び前記第１絶縁板と前記第１回路層を貫通するスルーホールを有する回路基板と、
   前記スルーホールの内径より小さい線径であって、該線径が０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、一端側が前記スルーホールに挿入され、他端側が前記回路基板から所定長さで突出した導線と、
   前記第１回路層と前記導線の一端側とを接合する第１半田と、を備えることを特徴とする配線基板。
2. 前記スルーホールは、複数設けられ、
   前記導線及び前記第１半田は、複数の前記スルーホールに対応してそれぞれ設けられ、
   それぞれの前記導線において、前記所定長さが異なることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記導線の一端側は、前記スルーホールから突出しており、かつ曲げられていることを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
4. 前記回路基板は、前記スルーホールの内壁に前記第１回路層と接続する導電層を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の配線基板。
5. 前記第１半田は、前記導線の前記第１回路層に隣接する領域にそれぞれフィレットを形成しており、前記回路基板の前記第１回路層とは反対側の面に露出していないことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の配線基板。
6. 前記回路基板は、前記第１絶縁板の他方の面に配置された第２回路層を有し、前記第２回路層が前記導電層と接続し、
   前記第１半田は、前記スルーホールの内壁と前記導線の外周との隙間を埋めるように配置され、前記導線の前記第１回路層に隣接する領域及び前記導線の前記第２回路層に隣接する領域にフィレットを形成していることを特徴とする請求項４に記載の配線基板。
7. 第２絶縁板及び該第２絶縁板の一方の面に配置された第３回路層を有する積層基板と、
   上面に電極を有し、下面は前記第１半田より融点が低い第２半田を介して前記第３回路層上に配置された半導体チップと、
   前記回路基板の他方の面が、前記積層基板の前記半導体チップが実装された側の面に対向しており、前記導線の他端側が前記半導体チップの前記電極に電気的に接続された請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の配線基板と、を備えることを特徴とする半導体装置。
8. 前記半導体チップは、厚さの異なる複数の半導体チップであり、
   それぞれの前記導線において、前記所定長さが前記半導体チップの厚さに応じて異なることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
9. 第１絶縁板、前記第１絶縁板の一方の面に配置された第１回路層、及び前記第１絶縁板と前記第１回路層を貫通するスルーホールを有する回路基板を準備する工程と、
   前記回路基板の前記スルーホールに対応する位置に所定深さの底のある穴を形成した第１治具を準備する工程と、
   前記スルーホールの位置と前記穴の位置とが一致するように前記回路基板を前記第１治具上に載置する載置工程と、
   前記スルーホールの内径より小さい線径であって、該線径が０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である導線を、前記スルーホールを貫通して前記穴の底まで挿入する挿入工程と、
   前記回路基板の前記第１治具に対向する面とは反対側の面から前記導線を刃で切断する切断工程と、
   前記導線の切断面に第１半田を付ける工程と、
   前記第１半田を溶融して前記導線の切断側を前記第１回路層に接合する工程と、を備えることを特徴とする配線基板の製造方法。
10. 前記第１治具は、前記穴を複数有し、該穴の深さが異なることを特徴とする請求項９に記載の配線基板の製造方法。
11. 複数のロールから供給され線状に直列に連続している導線を複数の前記スルーホールへそれぞれ挿入した後、複数の前記導線を一度に切断することを特徴とする請求項１０に記載の配線基板の製造方法。
12. 前記第１治具は、一対の分割体で構成され、当該分割体のそれぞれの合わせ面上に形成された直線溝を合わせることで前記穴を形成することを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
13. 前記挿入工程において、前記スルーホールに対する前記導線の挿入をガイドする貫通孔が形成された第２治具を用い、
    前記第２治具は、一対の分割体で構成され、当該分割体のそれぞれの合わせ面上に形成された直線溝を合わせることで前記貫通孔を形成し、
    前記切断工程において、前記導線をガイドした前記貫通孔の出口側の端面に沿って前記刃をスライドさせることにより前記導線を切断することを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
14. 前記刃は、板状の刃であり、前記刃の先端は、前記回路基板から遠い上側が薄く、前記回路基板と対向する下側が厚い片刃状であることを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
15. 前記刃は、板に開けられた貫通孔の内周縁を前記刃の先端としていることを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
16. 前記導線の外周は、Ｓｎ、Ｎｉ、又は前記第１半田で被覆されていることを特徴とする請求項９から請求項１５のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。

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