JP6984257B2 - 電子装置 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、スルーホールを有する基板と、スルーホールの直上に配置された電子部品と、を備える電子装置に関する。

特許文献１には、スルーホールを有する基板と、スルーホールの直上に配置された電子部品と、を備える電子装置が開示されている。この電子装置では、基板のスルーホールに熱伝導部材（銅ピン）が圧入され、電子部品（発熱物体）の熱を、熱伝導部材を介して逃がすことができるようになっている。

特開２０１０−２６３００３号公報

熱伝導部材は、圧入により、基板の板厚方向において精度よく位置決めされる。したがって、熱伝導部材の位置がばらつき、これにより電子部品との接続など、製造工程における実装の不具合が生じるのを抑制することができる。

しかしながら、圧入により基板のスルーホール周囲において白化が生じやすく、スルーホールから離れた位置に内層配線を配置しなければならない。このため、基板、ひいては電子装置の小型化が困難であった。また、たとえば圧入のための装置が必要となり、製造コストが高いという問題もあった。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、体格を小型化でき、且つ、製造コストを低減できる電子装置を提供することを目的とする。

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつである電子装置は、電気絶縁性の基材（２１）と、基材の一面及び一面と板厚方向に反対の裏面にわたって貫通するスルーホール（２３）と、一面においてスルーホールの周辺に形成された表面ランド（２４）と、を有する基板（２０）と、板厚方向からの平面視においてスルーホールと重なるように一面上に配置された本体部（３１）と、本体部における一面側の下面のスルーホールと重なる部分に設けられた放熱部（３２）と、本体部から外部に露出され、表面ランドに接続された端子部（３３）と、を有する電子部品（３０）と、金属材料を含んで形成されており、少なくとも一部がスルーホール内に配置された熱伝導部材（４０）と、を備え、熱伝導部材は、基材よりも高い熱伝導性を有する接合材（５１）により放熱部に接続されるとともに、スルーホールの壁面（２６）の一部にのみ接触して基板により支持され、基板において、スルーホールの直径は、一面よりも裏面において短くされ、且つ、板厚方向における任意の２箇所のうち一面に近い箇所の直径をＤ１、裏面に近い箇所の直径をＤ２とすると、Ｄ１≧Ｄ２を満たしており、熱伝導部材は、スルーホールの板厚方向における中間部分で壁面に接触し、基板は、スルーホールとして、一面に開口する大径部（２３ａ）と、大径部に連なるとともに裏面に開口し、大径部よりも直径の短い小径部（２３ｂ）と、を有するとともに、スルーホールの壁面として、大径部と小径部との境界をなす段差面（２６ａ）を有し、熱伝導部材は、段差面に接触している。本開示の他のひとつである電子装置は、電気絶縁性の基材（２１）と、基材の一面及び一面と板厚方向に反対の裏面にわたって貫通するスルーホール（２３）と、一面においてスルーホールの周辺に形成された表面ランド（２４）と、を有する基板（２０）と、板厚方向からの平面視においてスルーホールと重なるように一面上に配置された本体部（３１）と、本体部における一面側の下面のスルーホールと重なる部分に設けられた放熱部（３２）と、本体部から外部に露出され、表面ランドに接続された端子部（３３）と、を有する電子部品（３０）と、金属材料を含んで形成されており、少なくとも一部がスルーホール内に配置された熱伝導部材（４０）と、を備え、熱伝導部材は、基材よりも高い熱伝導性を有する接合材（５１）により放熱部に接続されるとともに、スルーホールの壁面（２６）の一部にのみ接触して基板により支持され、スルーホールの直径が、板厚方向において一定とされ、熱伝導部材は、スルーホールの壁面のうち、一面側の端部（２６ｂ）及び裏面側の端部（２６ｃ）のいずれかに接触している。本開示の他のひとつである電子装置は、電気絶縁性の基材（２１）と、基材の一面及び一面と板厚方向に反対の裏面にわたって貫通するスルーホール（２３）と、一面においてスルーホールの周辺に形成された表面ランド（２４）と、を有する基板（２０）と、板厚方向からの平面視においてスルーホールと重なるように一面上に配置された本体部（３１）と、本体部における一面側の下面のスルーホールと重なる部分に設けられた放熱部（３２）と、本体部から外部に露出され、表面ランドに接続された端子部（３３）と、を有する電子部品（３０）と、金属材料を含んで形成されており、少なくとも一部がスルーホール内に配置された熱伝導部材（４０）と、を備え、熱伝導部材は、基材よりも高い熱伝導性を有する接合材（５１）により放熱部に接続されるとともに、スルーホールの壁面（２６）の一部にのみ接触して基板により支持され、基板は、スルーホールに形成されたスルーホールランド（２５）を有し、熱伝導部材は、接合材によってスルーホールランドにも接続されている。

これらの電子装置によれば、熱伝導部材が、スルーホールの壁面に接触して、基板により支持される。したがって、熱伝導部材を、基板の板厚方向において、精度よく位置決めすることができる。そして、この位置決め状態で、熱伝導部材が接合材を介して電子部品に接続されている。すなわち、熱伝導部材が電子部品及び基板に固定されている。この固定構造によれば、従来のような熱伝導部材の圧入が不要であるため、基材におけるスルーホール周囲の白化を抑制することができる。すなわち、基板におけるデッドスペースを低減することができる。よって、基板、ひいては電子装置の体格を小型化することができる。

また、このような熱伝導部材は、電子部品同様、マウンタを用いて配置できる。たとえば圧入のための装置が不要となるため、製造コストを低減することもできる。

本開示の他のひとつである電子装置は、
電気絶縁性の基材（２１）と、基材の一面及び一面と板厚方向に反対の裏面にわたって貫通するスルーホール（２３）と、一面においてスルーホールの周辺に形成された表面ランド（２４）と、を有する基板（２０）と、
板厚方向からの平面視においてスルーホールと重なるように一面上に配置された本体部（３１）と、本体部における一面側の下面のスルーホールと重なる部分に設けられた放熱部（３２）と、本体部から外部に露出され、表面ランドに接続された端子部（３３）と、を有する電子部品（３０）と、
金属材料を含んで形成された部材であって、スルーホール内に配置される挿入部（４４）と、一面と対向するように挿入部から延設された延設部（４５）と、を有する熱伝導部材（４０）と、を備え、
熱伝導部材は、基材よりも高い熱伝導性を有する接合材（５１）により放熱部に接続されるとともに、一面における表面ランドよりも内側の部分に延設部が接触して基板により支持され、
基板は、スルーホールに形成されたスルーホールランド（２５）を有し、
熱伝導部材は、接合材によってスルーホールランドにも接続されている。

この電子装置によれば、熱伝導部材の延設部が、基材の一面に接触して、一面により支持される。したがって、熱伝導部材を、基板の板厚方向において、精度よく位置決めすることができる。そして、この位置決め状態で、熱伝導部材が接合材を介して電子部品に接続されている。すなわち、熱伝導部材が電子部品及び基板に固定されている。この固定構造によれば、従来のような熱伝導部材の圧入が不要であるため、基材におけるスルーホール周囲の白化を抑制することができる。すなわち、基板におけるデッドスペースを低減することができる。よって、基板、ひいては電子装置の体格を小型化することができる。

また、このような熱伝導部材は、電子部品同様、マウンタを用いて配置できる。圧入のための装置が不要となるため、製造コストを低減することもできる。

第１実施形態の電子装置を示す断面図である。 電子装置の製造方法を示す断面図である。 電子装置の製造方法を示す断面図である。 電子装置の製造方法を示す断面図である。 第１変形例を示す断面図である。 第２実施形態の電子装置を示す断面図である。 第３実施形態の電子装置を示す断面図である。 電子装置の製造方法を示す断面図である。 第４実施形態の電子装置を示す断面図である。 第５実施形態の電子装置を示す断面図である。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。以下において、基板の厚み方向をＺ方向、Ｚ方向に直交する一方向をＸ方向と示す。また、Ｚ方向及びＸ方向の両方向に直交する方向をＹ方向と示す。特に断わりのない限り、上記したＸ方向及びＹ方向により規定されるＸＹ面に沿う形状、すなわちＺ方向からの平面視における形状を平面形状とする。

（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、電子装置について説明する。

図１に示すように、電子装置１０は、基板２０、電子部品３０、及び熱伝導部材４０を備えている。基板２０には、熱伝導部材４０に対応する電子部品３０以外の図示しない部品も実装されている。図１では、便宜上、電子装置１０のうち、電子部品３０及び熱伝導部材４０の周辺を図示している。電子装置１０は、さらに、基板２０、電子部品３０、及び熱伝導部材４０を収容する筐体、基板２０に実装されるコネクタなどを備えてもよい。

このような電子装置１０は、たとえば車両に搭載される。本実施形態では、電子装置１０が、車両を制御する電子制御装置、たとえばエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成されている。

基板２０は、樹脂などの電気絶縁材料を用いて形成された基材２１に、金属箔などからなる配線２２が配置されてなる。基板２０は、プリント基板とも称される。基材２１の板厚方向はＺ方向と略一致している。基材２１は、一面２１ａ、及び、一面２１ａとＺ方向において反対の裏面２１ｂを有している。

基材２１には、一面２１ａ及び裏面２１ｂにわたって貫通するスルーホール２３が形成されている。スルーホール２３は、Ｚ方向に沿って形成されている。スルーホール２３は、貫通孔とも称される。スルーホール２３の開口形状は、略真円形状となっている。

配線２２は、少なくとも基材２１の一面２１ａに配置されている。本実施形態では、一面２１ａに加えて、裏面２１ｂ及び基材２１の内部にも配置されている。基板２０は、基材２１に配線２２が多層に配置されてなる多層基板となっている。基板２０は、配線２２として、基材２１の一面２１ａ又は裏面２１ｂに露出する表層配線２２ａ、及び、基材２１の内部に配置された内層配線２２ｂを有している。なお、図１では、便宜上、ソルダレジストを省略して図示している。

基材２１の一面２１ａには、表層配線２２ａの一部として、ランド２４が形成されている。ランド２４は、表層配線２２ａのうち、電子部品３０と電気的に接続される電極部分である。ランド２４が、表面ランドに相当する。ランド２４は、一面２１ａにおけるスルーホール２３の開口周辺に形成されている。一面２１ａにおけるスルーホール２３の開口周りに、複数のランド２４が形成されている。

また、基材２１におけるスルーホール２３にも、ランド２５が形成されている。ランド２５が、スルーホールランドに相当する。本実施形態では、ランド２５が、めっきにより形成されている。このため、ランド２５は、スルーホールめっきとも称される。ランド２５は、たとえば無電解銅めっきを施したのち、電気銅めっきを施すことで形成されている。ランド２５は、一面２１ａ及び裏面２１ｂにおけるスルーホール２３の開口周縁にも形成されている。

ランド２５が形成されているため、ランド２５の表面が、スルーホール２３の壁面２６をなしている。なお、図１では、内層配線２２ｂの一部がランド２５に接続されている。この内層配線２２ｂは、電位の基準となるグランド層である。しかしながら、内層配線２２ｂがランド２５に接続されない構成としてもよい。

本実施形態では、スルーホール２３の直径が、一面２１ａの開口よりも裏面２１ｂの開口において短くなっている。また、Ｚ方向における任意の２箇所のうち、図１に示すように、一面２１ａに近い箇所の直径をＤ１、裏面２１ｂに近い箇所の直径をＤ２とすると、Ｄ１≧Ｄ２を満たしている。図１では、直径Ｄ１が破線箇所の直径、直径Ｄ２が一点鎖線箇所の直径を示している。

具体的には、基板２０が、スルーホール２３として、大径部２３ａ及び小径部２３ｂを有している。大径部２３ａは、一面２１ａに開口し、Ｚ方向において裏面２１ｂに到達しない所定範囲の部分である。小径部２３ｂは、大径部２３ａに連なり、裏面２１ｂに開口している。小径部２３ｂは、大径部２３ａよりも直径の短い部分である。

スルーホール２３の壁面２６は、大径部２３ａと小径部２３ｂとの境界をなす段差面２６ａを有している。段差面２６ａは、一面２１ａ及び裏面２１ｂに略平行な面である。段差面２６ａは、一面２１ａ側からの平面視において、大径部２３ａの壁面２６からスルーホール２３の中心側に迫り出している。段差面２６ａは、スルーホール２３の中心軸を取り囲むように環状に設けられている。しかしながら、段差面２６ａが、中心軸を取り囲むように複数箇所に分割されてもよい。段差面２６ａにより、熱伝導部材４０を支持できれば良い。このようなスルーホール２３は、ドリル等を用いて２段階で穴あけをすることで形成できる。

電子部品３０は、基板２０に実装された複数の部品のうちの一部である。電子部品３０を含む複数の部品は、配線２２とともに回路を形成する。よって、本実施形態の電子装置１０は、回路基板とも称される。電子部品３０は、発熱部品である。電子部品３０は、複数の部品の中でも発熱量の大きい部品である。電子部品３０は、たとえばパワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴが形成された半導体チップを有している。電子部品３０は、上記したランド２４に接続される表面実装型の部品である。

電子部品３０は、本体部３１、放熱部３２、及び複数の端子部３３を有している。本体部３１は、上記した半導体チップがモールド樹脂によって封止されてなる。本体部３１は、一面２１ａの上方に配置されている。本体部３１は、Ｚ方向からの平面視において、少なくとも一部がスルーホール２３と重なるように配置されている。本実施形態では、本体部３１の全体が、スルーホール２３と重なるように配置されている。

放熱部３２は、電子部品３０の熱を熱伝導部材４０などに効率よく逃がすために、本体部３１の下面、すなわちＺ方向における一面２１ａ側の面に設けられている。放熱部３２は、本体部３１の下面のうち、スルーホール２３と重なる部分に設けられている。放熱部３２は、はんだ付けが可能で、熱伝導性が良好な金属材料を用いて形成されている。放熱部３２は、ヒートシンクとも称される。本実施形態では、放熱部３２としての金属板が、本体部３１の下面に固定されている。放熱部３２は、モールド樹脂から露出している。放熱部３２は、半導体チップと電気的に分離されている。

端子部３３は、本体部３１から外部に露出され、対応するランド２４に接続されている。本実施形態では、端子部３３として、リード端子を採用している。端子部３３は、本体部３１のモールド樹脂内に配置されたインナーリード部と、モールド樹脂から外部に突出するアウターリード部を有している。半導体チップは、インナーリード部に電気的に接続されている。端子部３３のアウターリード部の先端部分は、はんだ５０を介して、ランド２４に接続されている。本体部３１及び放熱部３２は、複数の端子部３３により、基板２０に対して浮いた状態で支持されている。電子部品３０は、基板２０の一面２１ａ側において、スルーホール２３を跨ぐように配置されている。

熱伝導部材４０は、電子部品３０の生じた熱を逃がすための部材である。よって、熱伝導部材４０は、放熱部材とも称される。熱伝導部材は、銅などの熱伝導性が良好な金属材料を用いて形成されている。本実施形態では、熱伝導部材４０として、銅ピンを採用している。

熱伝導部材４０は、少なくとも一部がスルーホール２３内に配置されている。熱伝導部材４０は、スルーホール２３の途中で壁面２６に接触している。すなわち、熱伝導部材４０は、基板２０によって支持されている。熱伝導部材４０は、基板２０により支持された状態で、はんだ５１を介して、電子部品３０の放熱部３２に接続されている。このように、熱伝導部材４０は、電子部品３０及び基板２０に固定されている。

具体的には、熱伝導部材４０が、大径部４０ａ及び小径部４０ｂを有している。大径部４０ａは、所定径の円柱状をなしている。大径部４０ａの直径は、スルーホール２３の大径部２３ａの直径よりも短くなっている。大径部４０ａの一端が、熱伝導部材４０におけるＺ方向の一面２１ａ側の端部である一端４１をなしている。

大径部４０ａの他端には、小径部４０ｂが連なっている。小径部４０ｂは、大径部４０ａよりも直径の短い円柱状をなしている。小径部４０ｂの直径は、スルーホール２３の小径部２３ｂの直径よりも短くなっている。小径部４０ｂにおける大径部４０ａとは反対の端部が、熱伝導部材４０の裏面２１ｂ側の端部である他端４２をなしている。

熱伝導部材４０は、表面として、大径部４０ａと小径部４０ｂとを繋ぐ繋ぎ面４３を有している。繋ぎ面４３は、一端４１及び他端４２と略平行となっている。繋ぎ面４３は、段差面２６ａと対向している。熱伝導部材４０は、繋ぎ面４３が段差面２６ａに面接触した状態で、基板２０に支持されている。この支持状態で、一端４１が基板２０の一面２１ａ側の表面と略面一とされ、他端４２が裏面２１ｂ側の表面と略面一とされている。

次に、図２〜図４に基づき、上記した電子装置１０の製造方法について説明する。図２では、スルーホール２３に挿入する前の熱伝導部材４０を実線で示し、スルーホール２３内に配置された状態を破線で示している。

先ず、図２に示すように、上記した基板２０及び熱伝導部材４０をそれぞれ準備する。そして、マウンタ６０により熱伝導部材４０を吸着し、スルーホール２３の中心と熱伝導部材４０の中心とが略一致するように、熱伝導部材４０を位置決めする。この位置決め状態で、熱伝導部材４０を一面２１ａ側からスルーホール２３に挿入する。挿入により、熱伝導部材４０の繋ぎ面４３が、段差面２６ａに接触する。これにより、熱伝導部材４０が基板２０によって支持されることとなる。基板２０によって支持されるため、熱伝導部材４０がＺ方向において精度良く位置決めされる。また、熱伝導部材４０の抜け落ちを防ぐこともできる。

熱伝導部材４０は、マウンタ６０により搬送及びスルーホール２３に対して位置決めされる。繋ぎ面４３が段差面２６ａに接触すると、マウンタ６０による熱伝導部材４０の保持が解除される。

次に、図３に示すように、ランド２４上にはんだ５０を配置するとともに、熱伝導部材４０の一端４１上にはんだ５１を配置する。この時点で、はんだ５０，５１はリフロー前の状態にあり、本実施形態ではいずれもペースト状となっている。このようなはんだ５０，５１は、ディスペンサによる塗布やスクリーン印刷による塗布によって、配置される。はんだ５０，５１は、放熱部３２及び端子部３３が対応するはんだ５０，５１に接触するように、所定厚を有して配置される。

次に、図４に示すように、電子部品３０を基板２０に配置する。電子部品３０は、マウンタ６０により搬送され、基板２０に対して位置決めされる。電子部品３０は、本体部３１がＺ方向からの平面視においてスルーホール２３と重なり、且つ、端子部３３が対応するランド２４と重なるように、位置決めされる。電子部品３０を基板２０の一面２１ａ側に配置した状態で、放熱部３２がはんだ５０に接触する。また、端子部３３の先端部分が、はんだ５１に接触する。

次いで、はんだ５０，５１をリフローすることにより、図１に示した電子装置１０を得ることができる。

次に、上記した電子装置１０の効果について説明する。

本実施形態では、熱伝導部材４０が、スルーホール２３の段差面２６ａに接触し、基板２０により支持される。このため、熱伝導部材４０を、段差面２６ａを位置基準として、精度よく位置決めすることができる。そして、この位置決め状態で、熱伝導部材４０がはんだ５１を介して電子部品３０に接続されている。すなわち、熱伝導部材４０が電子部品３０及び基板２０に固定されている。この固定構造によれば、従来のような熱伝導部材の圧入が不要であるため、基材２１におけるスルーホール２３周囲の白化を抑制することができる。すなわち、基板２０におけるデッドスペースを低減することができる。よって、基板２０、ひいては電子装置１０の体格を小型化することができる。

また、このような熱伝導部材４０は、上記したように、電子部品３０同様、マウンタ６０を用いて配置できる。たとえば圧入のための装置やリフロー時の搬送パレットを用いなくてもよいため、製造コストを低減することもできる。

このように、本実施形態の電子装置１０は、製造工程において、熱伝導部材４０を精度良く位置決めするのに適している。その上で、体格を小型化でき、且つ、製造コストを低減することができる。

特に本実施形態では、壁面２６の段差面２６ａに、熱伝導部材４０が面接触する。したがって、熱伝導部材４０を、より精度よく位置決めすることができる。また、マウンタ６０により、電子部品３０が配置される一面２１ａ側から熱伝導部材４０を挿入するため、製造工程を簡素化し、これによりコストを低減することができる。

また、スルーホール２３の裏面２１ｂ側を小径部２３ｂとしている。したがって、基板２０における電子部品３０の実装面積、特に裏面２１ｂ側の実装面積を増やすこともできる。

また、熱伝導部材４０が、はんだ５１を介して電子部品３０の放熱部３２に接続されている。したがって、図１に白抜き矢印で示すように、電子部品３０の熱を、熱伝導部材４０を介して、基板２０の裏面２１ｂ側に逃がすことができる。特に本実施形態では、熱伝導部材４０が、スルーホール２３の壁面２６をなすランド２５に接触している。このため、図１に白抜き矢印で示すように、熱の一部が、熱伝導部材４０からランド２５に伝わる。さらには、熱伝導部材４０が、はんだ５１を介してランド２５に接続されている。したがって、裏面２１ｂ側への放熱性を向上することができる。なお、はんだ５１を介してランド２５に接続されるため、熱伝導部材４０の固定構造をより安定化させることができる。

なお、スルーホール２３にランド２５が形成される例を示したが、これに限定されない。図５に示す第１変形例では、ランド２５が形成されず、スルーホール２３の壁面２６に、基材２１が露出している。すなわち、基材２１が壁面２６をなしている。ランド２５に較べて基材２１のほうが、はんだ５１に対する濡れ性が低いため、スルーホール２３の壁面２６をはんだ５１が濡れ拡がるのを抑制することができる。したがって、電子部品３０と熱伝導部材４０との間に、所定厚のはんだ５１を確保しやすい。

（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した電子装置１０と共通する部分についての説明は省略する。

本実施形態では、図６に示すように、壁面２６が傾斜面とされ、Ｚ方向において裏面２１ｂに近づくほどスルーホール２３の直径が短くなっている。これにより、スルーホール２３の直径が、一面２１ａの開口よりも裏面２１ｂの開口において短くされ、且つ、Ｄ１≧Ｄ２を満たしている。

そして、熱伝導部材４０が、スルーホール２３の中間部分（途中）で壁面２６に接触している。熱伝導部材４０の構成は、第１実施形態と同じである。熱伝導部材４０のうち、大径部４０ａにおける小径部４０ｂ側の端部が、壁面２６である傾斜面に接触している。なお、図６では、直径Ｄ１が破線箇所の直径、直径Ｄ２が一点鎖線箇所の直径を示している。

したがって、本実施形態の電子装置１０は、第１実施形態に示した構成と同等の効果を奏することができる。たとえば熱伝導部材４０は、一面２１ａ側から挿入すると壁面２６である傾斜面に接触し、基板２０により支持される。このため、熱伝導部材４０を、精度よく位置決めすることができる。また、熱伝導部材４０の抜け落ちを防ぎ、熱伝導部材４０をスルーホール２３内に保持することができる。さらには、スルーホール２３の直径が一面２１ａ側よりも裏面２１ｂ側で短いため、基板２０における電子部品３０の実装面積を増やすことができる。

なお、スルーホール２３の壁面２６が傾斜面とされる上記構成において、ランド２５が形成されず、壁面２６に基材２１が露出するようにしてもよい。

（第３実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した電子装置１０と共通する部分についての説明は省略する。

本実施形態では、図７に示すように、スルーホール２３の直径が、その全長でほぼ一定とされている。そして、熱伝導部材４０が、スルーホール２３の壁面２６のうち、一面２１ａ側の端部２６ｂ及び裏面２１ｂ側の端部２６ｃのいずれかに接触している。図７に示す例では、熱伝導部材４０が、端部２６ｂに接触している。

具体的には、熱伝導部材４０のＺ方向の長さが、スルーホール２３の長さよりも若干長くなっている。熱伝導部材４０のＺ方向に直交する面積は、他端４２よりも電子部品３０側の一端４１の方が大きくなっている。また、Ｚ方向における任意の２箇所のうち電子部品３０に近い箇所の面積をＳ１、電子部品３０に対して遠い箇所の面積をＳ２とすると、Ｓ１≧Ｓ２を満たしている。図７において、面積Ｓ１は破線箇所の面積、面積Ｓ２は一点鎖線箇所の面積である。

熱伝導部材４０は、このような面積の関係を満たす形状をなしている。一例として、熱伝導部材４０は、円錐台形状をなしている。熱伝導部材４０は、他端４２から一端４１に近づくほど面積が大きく、換言すれば直径が長くなっている。そして、一端４１において、面積が最大、すなわち直径が最長となっている。一端４１の直径は、スルーホール２３の直径よりも長くなっている。他端４２の直径は、スルーホール２３の直径よりも短くなっている。他端４２は、裏面２１ｂに対して略面一とされている。

熱伝導部材４０は、一端４１と他端４２とを繋ぐ側面のうち、一端４１の近傍で壁面２６の端部２６ｂに接触している。すなわち、熱伝導部材４０が、基板２０によって支持されている。熱伝導部材４０は、支持状態で、はんだ５１を介して、電子部品３０の放熱部３２に接続されている。

このような電子装置１０は、第１実施形態に示した製造方法にて形成することができる。本実施形態でも、図８に示すように、マウンタ６０により熱伝導部材４０を吸着し、スルーホール２３に対して熱伝導部材４０を位置決めする。そして、位置決め状態で、一面２１ａ側から熱伝導部材４０を挿入する。挿入により、熱伝導部材４０の側面における一端４１の近傍が、壁面２６の端部２６ｂに接触する。これにより、熱伝導部材４０が基板２０によって支持される。なお、図８では、スルーホール２３に挿入する前の熱伝導部材４０を実線で示し、スルーホール２３内に配置された状態を破線で示している。

次に、上記した電子装置１０の効果について説明する。

本実施形態では、熱伝導部材４０が、スルーホール２３の壁面２６のうち、一面２１ａ側の端部２６ｂに接触し、基板２０により支持される。このため、熱伝導部材４０を、端部２６ｂを位置基準として、精度よく位置決めすることができる。そして、この位置決め状態で、熱伝導部材４０がはんだ５１を介して電子部品３０に接続されている。したがって、第１実施形態同様、基板２０におけるデッドスペースを低減し、基板２０、ひいては電子装置１０の体格を小型化することができる。また、マウンタ６０を用いて熱伝導部材４０を配置できるため、製造コストを低減することもできる。特に、電子部品３０が配置される一面２１ａ側から熱伝導部材４０を挿入するため、コストを低減することができる。

また、熱の一部が、熱伝導部材４０からランド２５に伝わるため、裏面２１ｂ側への放熱性を向上することができる。また、スルーホール２３を一定径とするため、基板２０の構造を簡素化できる。

なお、本実施形態に示した構成において、ランド２５が形成されず、壁面２６に基材２１が露出するようにしてもよい。

また、端部２６ｂに接触した状態で、熱伝導部材４０の一部が一面２１ａ側に突出する例を示したが、これに限定されない。一端４１の直径が、スルーホール２３の直径とほぼ等しくされてもよい。しかしながら、端部２６ｂとの接触部分よりも一端４１側に、スルーホール２３の直径よりも長い部分を有すると、基板２０によって熱伝導部材４０をより安定的に支持することができる。

熱伝導部材４０のＺ方向に直交する面積が他端４２よりも一端４１で大きくされ、且つ、Ｓ１≧Ｓ２を満たす形状は、上記した円錐台形状に限定されない。たとえば、階段形状の熱伝導部材４０を採用することもできる。

（第４実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した電子装置１０と共通する部分についての説明は省略する。

本実施形態では、スルーホール２３が一定径とされている。そして、図９に示すように、熱伝導部材４０のＺ方向に直交する面積は、一端４１よりも他端４２の方が大きくされている。また、Ｚ方向における任意の２箇所のうち電子部品３０に近い箇所の面積をＳ３、電子部品３０に対して遠い箇所の面積をＳ４とすると、Ｓ４≧Ｓ３を満たしている。図９において、面積Ｓ３は破線箇所の面積、面積Ｓ４は一点鎖線箇所の面積である。

熱伝導部材４０は、このような面積の関係を満たす形状をなしている。熱伝導部材４０は、たとえば円錐台形状をなしている。熱伝導部材４０は、他端４２に近づくほど面積が大きく、換言すれば直径が長くなっている。そして、他端４２において、面積が最大、すなわち直径が最長となっている。他端４２の直径は、スルーホール２３の直径とほぼ等しくなっている。

熱伝導部材４０は、壁面２６の端部２６ｃに接触している。すなわち、熱伝導部材４０が、基板２０によって支持されている。熱伝導部材４０は、壁面２６により支持された状態で、はんだ５１を介して、電子部品３０の放熱部３２に接続されている。したがって、第３実施形態に示した構成と同等の効果を奏することができる。

このような電子装置１０も、第１実施形態に示した製造方法にて形成することができる。その際、裏面２１ｂ側から熱伝導部材４０を挿入するのが好ましい。マウンタ６０により吸着された熱伝導部材４０を裏面２１ｂ側からスルーホール２３に挿入すると、側面における他端４２側の端部が壁面２６の端部２６ｃに接触する。熱伝導部材４０がスルーホール２３に嵌合し、熱伝導部材４０が基板２０によって支持される。また、裏面２１ｂ側からの挿入により、基板２０のダメージ、たとえばランド２５のめっき剥がれを抑制することができる。

なお、本実施形態に示した構成において、ランド２５が形成されず、壁面２６に基材２１が露出するようにしてもよい。

また、端部２６ｃに接触した状態で、熱伝導部材４０の一部が裏面２１ｂ側に突出する構成としてもよい。また、他端４２の直径をスルーホール２３の直径よりも若干大きくし、裏面２１ｂ側から熱伝導部材４０をスルーホール２３に圧入してもよい。基板２０によって、熱伝導部材４０をより安定的に支持することができる。この場合、圧入の影響は端部２６ｃ付近に限定される。したがって、Ｚ方向の大部分において、白化を抑制することができる。また、スルーホール２３の全長にわたって圧入するのではないため、マウンタ６０にて圧入させることもできる。

熱伝導部材４０のＺ方向に直交する面積が一端４１よりも他端４２で大きくされ、且つ、Ｓ４≧Ｓ３を満たす形状は、上記した円錐台形状に限定されない。たとえば、階段形状の熱伝導部材４０を採用することもできる。

（第５実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した電子装置１０と共通する部分についての説明は省略する。

本実施形態では、図１０に示すように、熱伝導部材４０が、スルーホール２３内に配置される挿入部４４と、一面２１ａと対向するように挿入部４４から延設された延設部４５を有している。図１０では、スルーホール２３が一定径とされている。そして、挿入部４４における電子部品３０側の端部に、スルーホール２３の直径よりも長くされた円板状の延設部４５が、一体的に連なっている。熱伝導部材４０は、ＺＸ断面において、略Ｔ字状をなしている。

そして、熱伝導部材４０の延設部４５が、基板２０におけるランド２４よりも内側の部分に接触し、基板２０により支持されている。なお、内側の部分とは、基板２０における電子部品３０側の面のうち、スルーホール２３とランド２４の間の部分である。図１０では、ランド２５における一面２１ａ側の開口周縁に、延設部４５が接触している。熱伝導部材４０は、基板２０により支持された状態で、はんだ５１を介して、電子部品３０の放熱部３２に接続されている。したがって、先行実施形態に示した構成と同等の効果を奏することができる。

なお、本実施形態に示した構成において、ランド２５が形成されず、壁面２６に基材２１が露出するようにしてもよい。また、スルーホール２３は一定径に限定されない。

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

熱伝導部材４０の形状は、上記例に限定されるものではない。たとえば、平面多角形状の熱伝導部材４０を採用することもできる。

熱伝導部材４０の他端４２が、基板２０の裏面２１ｂに対して略面一とされる例を示したが、これに限定されるものではない。他端４２がスルーホール２３内に位置しても良いし、裏面２１ｂから突出する構成としてもよい。

はんだ５１が壁面２６に接触する構成において、壁面２６と熱伝導部材４０との間の隙間の全てが、はんだ５１により充填された構成としてもよい。はんだ５１が、裏面２１ｂ側まで濡れ拡がった構成としてもよい。

接合材としてはんだ５１の例を示したが、これに限定されない。接合材としては、基材２１よりも高い熱伝導性を有し、且つ、熱伝導部材４０を放熱部３２に接続できるものであれば採用することができる。たとえば、フィラーとして金属粒子が添加された接着材を採用することもできる。

１０…電子装置、２０…基板、２１…基材、２１ａ…一面、２１ｂ…裏面、２２…配線、２２ａ…表層配線、２２ｂ…内層配線、２３…スルーホール、２３ａ…大径部、２３ｂ…小径部、２４，２５…ランド、２６…壁面、２６ａ…段差面、２６ｂ，２６ｃ…端部、３０…電子部品、３１…本体部、３２…放熱部、３３…端子部、４０…熱伝導部材、４０ａ…大径部、４０ｂ…小径部、４１…一端、４２…他端、４３…繋ぎ面、４４…挿入部、４５…延設部、５０，５１…はんだ、６０…マウンタ

Claims (9)

1. 電気絶縁性の基材（２１）と、前記基材の一面及び前記一面と板厚方向に反対の裏面にわたって貫通するスルーホール（２３）と、前記一面において前記スルーホールの周辺に形成された表面ランド（２４）と、を有する基板（２０）と、
   前記板厚方向からの平面視において前記スルーホールと重なるように前記一面上に配置された本体部（３１）と、前記本体部における前記一面側の下面の前記スルーホールと重なる部分に設けられた放熱部（３２）と、前記本体部から外部に露出され、前記表面ランドに接続された端子部（３３）と、を有する電子部品（３０）と、
   金属材料を含んで形成されており、少なくとも一部が前記スルーホール内に配置された熱伝導部材（４０）と、を備え、
   前記熱伝導部材は、前記基材よりも高い熱伝導性を有する接合材（５１）により前記放熱部に接続されるとともに、前記スルーホールの壁面（２６）の一部にのみ接触して前記基板により支持され、
   前記基板において、前記スルーホールの直径は、前記一面よりも前記裏面において短くされ、且つ、前記板厚方向における任意の２箇所のうち前記一面に近い箇所の直径をＤ１、前記裏面に近い箇所の直径をＤ２とすると、Ｄ１≧Ｄ２を満たしており、
   前記熱伝導部材は、前記スルーホールの前記板厚方向における中間部分で壁面に接触し、
   前記基板は、前記スルーホールとして、前記一面に開口する大径部（２３ａ）と、前記大径部に連なるとともに前記裏面に開口し、前記大径部よりも直径の短い小径部（２３ｂ）と、を有するとともに、前記スルーホールの壁面として、前記大径部と前記小径部との境界をなす段差面（２６ａ）を有し、
   前記熱伝導部材は、前記段差面に接触している電子装置。
2. 電気絶縁性の基材（２１）と、前記基材の一面及び前記一面と板厚方向に反対の裏面にわたって貫通するスルーホール（２３）と、前記一面において前記スルーホールの周辺に形成された表面ランド（２４）と、を有する基板（２０）と、
   前記板厚方向からの平面視において前記スルーホールと重なるように前記一面上に配置された本体部（３１）と、前記本体部における前記一面側の下面の前記スルーホールと重なる部分に設けられた放熱部（３２）と、前記本体部から外部に露出され、前記表面ランドに接続された端子部（３３）と、を有する電子部品（３０）と、
   金属材料を含んで形成されており、少なくとも一部が前記スルーホール内に配置された熱伝導部材（４０）と、を備え、
   前記熱伝導部材は、前記基材よりも高い熱伝導性を有する接合材（５１）により前記放熱部に接続されるとともに、前記スルーホールの壁面（２６）の一部にのみ接触して前記基板により支持され、
   前記スルーホールの直径が、前記板厚方向において一定とされ、
   前記熱伝導部材は、前記スルーホールの壁面のうち、前記一面側の端部（２６ｂ）及び前記裏面側の端部（２６ｃ）のいずれかに接触している電子装置。
3. 前記熱伝導部材の前記板厚方向に直交する面積は、前記電子部品側の一端とは反対の多端よりも前記一端の方が大きくされ、且つ、前記板厚方向における任意の２箇所のうち前記電子部品に近い箇所の面積をＳ１、前記電子部品に対して遠い箇所の面積をＳ２とすると、Ｓ１≧Ｓ２を満たし、
   前記熱伝導部材は、前記一面側の端部に接触している請求項２に記載の電子装置。
4. 前記熱伝導部材の前記板厚方向に直交する面積は、前記電子部品側の一端よりも前記一端とは反対の他端の方が大きくされ、且つ、前記板厚方向における任意の２箇所のうち前記電子部品に近い箇所の面積をＳ３、前記電子部品に対して遠い箇所の面積をＳ４とすると、Ｓ４≧Ｓ３を満たし、
   前記熱伝導部材は、前記他端側の端部に接触している請求項２に記載の電子装置。
5. 前記基板は、前記スルーホールに形成されたスルーホールランド（２５）を有し、
   前記熱伝導部材は、前記接合材によって前記スルーホールランドにも接続されている請求項１〜４いずれか１項に記載の電子装置。
6. 前記基板において、前記スルーホールの壁面は前記基材が露出している請求項１〜４いずれか１項に記載の電子装置。
7. 電気絶縁性の基材（２１）と、前記基材の一面及び前記一面と板厚方向に反対の裏面にわたって貫通するスルーホール（２３）と、前記一面において前記スルーホールの周辺に形成された表面ランド（２４）と、を有する基板（２０）と、
   前記板厚方向からの平面視において前記スルーホールと重なるように前記一面上に配置された本体部（３１）と、前記本体部における前記一面側の下面の前記スルーホールと重なる部分に設けられた放熱部（３２）と、前記本体部から外部に露出され、前記表面ランドに接続された端子部（３３）と、を有する電子部品（３０）と、
   金属材料を含んで形成されており、少なくとも一部が前記スルーホール内に配置された熱伝導部材（４０）と、を備え、
   前記熱伝導部材は、前記基材よりも高い熱伝導性を有する接合材（５１）により前記放熱部に接続されるとともに、前記スルーホールの壁面（２６）の一部にのみ接触して前記基板により支持され、
   前記基板は、前記スルーホールに形成されたスルーホールランド（２５）を有し、
   前記熱伝導部材は、前記接合材によって前記スルーホールランドにも接続されている電子装置。
8. 前記基板において、前記スルーホールの直径は、前記一面よりも前記裏面において短くされ、且つ、前記板厚方向における任意の２箇所のうち前記一面に近い箇所の直径をＤ１、前記裏面に近い箇所の直径をＤ２とすると、Ｄ１≧Ｄ２を満たしており、
   前記熱伝導部材は、前記スルーホールの前記板厚方向における中間部分で壁面に接触している請求項７に記載の電子装置。
9. 電気絶縁性の基材（２１）と、前記基材の一面及び前記一面と板厚方向に反対の裏面にわたって貫通するスルーホール（２３）と、前記一面において前記スルーホールの周辺に形成された表面ランド（２４）と、を有する基板（２０）と、
   前記板厚方向からの平面視において前記スルーホールと重なるように前記一面上に配置された本体部（３１）と、前記本体部における前記一面側の下面の前記スルーホールと重なる部分に設けられた放熱部（３２）と、前記本体部から外部に露出され、前記表面ランドに接続された端子部（３３）と、を有する電子部品（３０）と、
   金属材料を含んで形成された部材であって、前記スルーホール内に配置される挿入部（４４）と、前記一面と対向するように前記挿入部から延設された延設部（４５）と、を有する熱伝導部材（４０）と、を備え、
   前記熱伝導部材は、前記基材よりも高い熱伝導性を有する接合材（５１）により前記放熱部に接続されるとともに、前記基板における前記表面ランドよりも内側の部分に前記延設部が接触して前記基板により支持され、
   前記基板は、前記スルーホールに形成されたスルーホールランド（２５）を有し、
   前記熱伝導部材は、前記接合材によって前記スルーホールランドにも接続されている電子装置。

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