WO2014087470A1 - 回路基板及びこの回路基板の製造方法 - Google Patents

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metal layer
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forming step
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浩久 寒河江
星　誠一
和洋 古谷
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株式会社メイコー
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Definitions

  • the present invention relates to a circuit board and a method for manufacturing the circuit board, and more particularly to a circuit board having a heat dissipation path and a method for manufacturing the circuit board.
  • circuit boards equipped with electronic components that generate heat such as power semiconductors
  • heat dissipation measures are required to dissipate the heat generated from these electronic components.
  • a circuit board in consideration of heat dissipation from an electronic component for example, a circuit board as shown in Patent Document 1 is known.
  • the circuit board of Patent Document 1 is provided with a heat conduction pad on one surface on which a heat generating electronic component is mounted.
  • the heat conduction pad serves to absorb heat dissipated in the lower part of the electronic component.
  • the heat conductive pad is connected to a heat dissipating pad provided on the other surface of the circuit board through a heat dissipating through hole.
  • the heat radiating through hole has an inner peripheral surface plated with copper, and the heat conductive pad and the heat radiating pad are connected by the copper plating. According to this circuit board, for example, even when heat is generated from an electronic component mounted on one surface of the circuit board, the heat is absorbed by the heat conductive pad, and the absorbed heat is absorbed by the heat dissipation through hole. Is transmitted to the heat dissipating pad on the other surface of the circuit board through the heat dissipating pad.
  • the present invention has been made on the basis of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a circuit board provided with a heat radiation path that is more excellent in heat radiation characteristics than before and a method for manufacturing the circuit board. .
  • an insulating substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and the first surface and the second surface are provided.
  • a circuit board characterized in that the inner metal layer is connected to the surface metal layer, and the inner metal layer is provided thicker than the thickness of the surface metal layer.
  • the circuit board is an inner through hole formed by being surrounded by the metal layer in the hole and a filling material having heat and electric conductivity, and is filled in the inner through hole. It is preferable to set it as the aspect provided with a filling material.
  • the circuit board further includes a metal pad provided at an end of the inner through hole filled with the filling material.
  • the in-hole metal layer includes an extending portion that protrudes from the through hole and extends on the surface metal layer.
  • a method of manufacturing a circuit board as described above wherein an insulating substrate is prepared, and a through hole penetrating from a first surface of the substrate to a second surface opposite to the first surface.
  • An intra-hole metal layer forming step for forming a layer, a masking layer removing step for removing the masking layer after the intra-hole metal layer is formed, and a wiring pattern forming step for forming the surface metal layer in a wiring pattern Having Method of manufacturing a circuit board according to claim is provided.
  • the in-hole metal layer is formed so that an inner through hole surrounded by the in-hole metal layer is provided, and the in-hole metal layer is formed. It is preferable that an aspect further comprising a filling step of filling the inner through-hole with a filling material having heat and electric conductivity in a later stage than the layer forming step.
  • the circuit board manufacturing method may further include a pad forming step of forming a metal pad on the inner through hole filled with the filling material at a later stage than the filling step. Is preferred.
  • the masking layer at a position corresponding to the through hole is provided on the masking layer at a position corresponding to the through hole so as to provide an extension at one opening end of the through hole.
  • the metal layer is grown along the opening in the step of forming the metal layer in the hole, and the metal layer having the extension is formed. It is preferable to set it as the aspect which forms.
  • the circuit board of the present invention includes a metal layer in the hole that is thicker than the surface metal layer on the surface of the substrate in the through hole. Since this in-hole metal layer functions as a heat dissipation path and a large current path, it is possible to smoothly conduct heat and electricity from the first surface side to the second surface side.
  • the thickness of the surface metal layer is increased from the opening edge of the through hole to the inner side in the radial direction of the through hole.
  • a long overhanging masking layer is formed, and an in-hole metal layer is formed in the through hole along the masking layer.
  • the surface metal layer can be a relatively thin metal layer suitable for forming a high-density wiring pattern, and the in-hole metal layer functioning as a heat dissipation path can be formed relatively thick. Therefore, it is possible to easily manufacture a circuit board that can achieve both high density of the circuit board and improvement of heat dissipation characteristics.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a circuit board according to a first embodiment of the present invention. It is the schematic which shows the manufacturing method of the circuit board which concerns on the 1st Embodiment of this invention in order. It is the schematic which shows the continuation of FIG. 2 in order. It is sectional drawing which shows the circuit board which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is the schematic which shows the manufacturing method of the circuit board which concerns on the 2nd Embodiment of this invention in order. It is the schematic which shows the continuation of FIG. 5 in order. It is sectional drawing which shows the circuit board which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is the schematic which shows the manufacturing method of the circuit board which concerns on the 3rd Embodiment of this invention in order. It is the schematic which shows the continuation of FIG. 8 in order.
  • the circuit board 1 includes an insulating substrate 14 having an upper surface (first surface) 10 and a lower surface (second surface) 12.
  • the substrate 14 is not particularly limited as long as it is an insulating substrate.
  • a glass epoxy substrate in which a glass fiber cloth is superimposed and impregnated with an epoxy resin can be used.
  • the substrate 14 has a through hole 16 formed from the upper surface 10 to the lower surface 12. In the present embodiment, two through holes 16 are formed.
  • a surface metal layer 20 as a circuit pattern 30 is provided on the upper surface 10 and the lower surface 12 of the substrate 14.
  • the surface metal layer 20 has a two-layer structure including a first metal layer 22 in contact with the substrate 14 and a second metal layer 24 provided on the first metal layer 22.
  • the metal material constituting the surface metal layer 20 is not particularly limited as long as it has both excellent thermal conductivity and electrical conductivity. For example, copper, nickel, gold, solder, etc. Can be used.
  • the metal material of the first metal layer 22 and the metal material of the second metal layer 24 may be the same material or different materials.
  • the second metal layer 24 on the upper surface 10 side and the second metal layer 24 on the lower surface 12 side are connected by a connecting portion 26 that extends along the inner wall of the through hole 16.
  • the connecting portion 26 is formed at the same time as the second metal layer 24, it is made of the same material as that of the second metal layer 24.
  • the surface metal layer 20 when distinguishing between the upper surface 10 side and the lower surface 12 side, the surface metal layer on the upper surface 10 side is denoted by reference numeral 20a, and the surface metal layer on the lower surface 12 side is denoted by reference numeral 20b. .
  • an in-hole metal layer 28 for connecting the surface metal layer 20a on the upper surface 10 side and the surface metal layer 20b on the lower surface 12 side is provided.
  • the in-hole metal layer 28 is a metal layer having a thickness greater than that of the surface metal layer 20.
  • the in-hole metal layer 28 is provided on the inner wall of the through hole 16 via the connecting portion 26.
  • the inner through-hole 48 surrounded by the in-hole metal layer 28 is formed in the through-hole 16. That is, as is apparent from FIG. 1, the in-hole metal layer 28 has a ring shape having an inner through hole 48 provided in the center portion from the upper surface 10 side to the lower surface 12 side.
  • the connecting portion 26 described above is for improving the adhesion of the in-hole metal layer 28 in the through hole 16 and the connectivity with the surface metal layers 20a and 20b on the upper surface 10 side and the lower surface 12 side.
  • the present invention is not limited to this form. If the adhesion between the in-hole metal layer 28 and the inner wall of the through hole 16 and the connectivity with the surface metal layer 20 can be sufficiently secured, the connecting portion 26 may be omitted. That is, the surface metal layer 20 may have a single layer structure, and the connecting portion 26 including the second layer 24 of the surface metal layer 20 may be omitted. In this case, the in-hole metal layer 28 needs to be sufficiently adhered to the inner wall of the through-hole 16 and sufficiently connected to the surface metal layers 20a and 20b on the upper surface 10 side and the lower surface 12 side. .
  • the metal material constituting the in-hole metal layer 28 is not particularly limited as long as both thermal conductivity and electrical conductivity are excellent.
  • thermal conductivity and electrical conductivity are excellent.
  • copper, nickel, gold, solder, etc. Can be used.
  • circuit board 1 As shown in FIG. 1, for example, an electronic component 36 is mounted on a predetermined position of the circuit pattern 30 (surface metal layer 20a) on the upper surface 10 side by solder or the like 34.
  • the circuit board 1 on which the electronic component 36 is mounted functions as follows.
  • the heat is transferred to the surface metal layer 20a on the upper surface 10 side through the connecting portion of the solder 34 or the like.
  • the heat transferred to the surface metal layer 20a is further transferred to the surface metal layer 20b on the lower surface 12 side via the in-hole metal layer 28, and is dissipated therefrom.
  • FIG. This aspect further improves the heat dissipation characteristics.
  • the in-hole metal layer 28 provided along the inner wall of the through hole 16 serves as a heat dissipation path. Since this in-hole metal layer 28 is thicker than a conventional heat radiating through hole, the cross-sectional area is large and heat is easily transmitted, so that excellent heat radiation characteristics are exhibited. In addition, the in-hole metal layer 28 can be used as a large current path through which a large current can flow. As described above, the in-hole metal layer 28 has a larger cross-sectional area than the conventional heat dissipation through-hole, and therefore has a low electrical resistance and can suppress heat generation when a current is passed. Is also suitable.
  • the through hole 16 is formed in the insulating substrate 14 (through hole forming step).
  • a double-sided copper-clad plate 40 is prepared.
  • the double-sided copper-clad plate 40 is a laminated plate in which a first metal layer 22 made of a copper thin film is formed on the upper surface (first surface) 10 and the lower surface (second surface) 12 of the insulating substrate 14.
  • the insulating substrate 14 is not particularly limited, but, for example, a glass epoxy substrate in which an epoxy resin is impregnated on a layer of glass fiber cloth is suitably used.
  • a through hole 16 that penetrates from the upper surface 10 side to the lower surface 12 side is formed at a predetermined position of the double-sided copper-clad plate 40 by a known method. In this way, a double-sided copper-clad plate 40 having two through holes 16 as shown in FIG.
  • a double-sided copper-clad plate 40 to which a copper foil is attached is prepared in advance, and through-holes are provided in the double-sided copper-clad plate 40, but the present invention is not limited to this aspect. Absent.
  • a through hole may be provided only for the insulating substrate 14 to which a copper foil is not attached.
  • a copper film may be formed by plating or vapor deposition on the surface of the substrate 14 in a later step after providing a through hole in the substrate 14. Further, a copper film may be formed on the substrate 14 by plating or vapor deposition during the process, and then a through hole may be provided.
  • a surface metal layer is formed (surface metal layer forming step).
  • a second metal layer 24 made of a thin film is formed on the surface of the first metal layer 22 of the double-sided copper-clad plate 40 provided with the through holes 16 and on the inner wall surface of the through holes 16.
  • the second metal layer 24 is made of, for example, a copper plating film obtained by an electroless plating method.
  • the copper-coated substrate 42 in which the surface of the first metal layer 22 and the inner wall surface of the through hole 16 are covered with the copper plating film (second metal layer 24) is obtained.
  • the upper surface 10 side and the lower surface 12 side of the copper-coated substrate 42 have the same structure, only the upper surface 10 side will be described.
  • a first metal layer 22 is formed on the upper surface 10 of the insulating substrate 14, and a second metal layer 24 made of a copper plating film is formed on the first metal layer 22.
  • the first metal layer 22 and the second metal layer 24 are combined to form the surface metal layer 20.
  • the second metal layer 24 is also formed along the inner wall surface of the through-hole 16, and this portion connects the second metal layer 24 on the upper surface 10 side and the second metal layer 24 on the lower surface 12 side. It becomes the connection part 26 to do.
  • the method for forming the thin film as the second metal layer 24 is not limited to the electroless plating method, but may be an electrolytic plating method, a chemical vapor deposition method (CVD method), a physical vapor deposition method ( PVD method) can also be employed.
  • the material of the second metal layer 24 is not limited to copper, and for example, nickel, gold, solder, or the like can be used.
  • the surface metal layer 20 has a two-layer structure, but the present invention is not limited to this aspect, and the surface metal layer 20 may have a one-layer structure.
  • masking layers 44 and 44 are formed on both surfaces of the copper-coated substrate 42 in order to form a thick in-hole metal layer 28 in the through hole 16 (masking layer forming step).
  • a masking layer 44 as a plating resist layer is formed on both surfaces of the copper-coated substrate 42.
  • the masking layer 44 is made of a plating resist such as a dry film having a predetermined thickness, covers the entire surface metal layer 20, and is formed so as to protrude toward the inside in the radial direction of the through hole 16. At this time, the masking layer 44 protrudes longer than the thickness of the surface metal layer 20.
  • the thickness T of the in-hole metal layer 28 to be formed in the subsequent process is substantially the same as the length L of the overhanging portion 44a of the masking layer 44, the length of the overhanging portion 44a of the masking layer 44 is the same.
  • the length L is preferably set so that T ⁇ L in relation to the desired thickness T of the in-hole metal layer 28 in advance.
  • the masking layer 44 is provided with a masking layer through-hole 38 between the overhanging portions 44a.
  • This masking layer through-hole 38 is used for the distribution of the plating solution during the plating process.
  • the in-hole metal layer 28 is formed in the through hole 16 (in-hole metal layer forming step).
  • copper electroplating is performed on the copper-coated substrate 42 having the masking layer 44.
  • copper is preferentially deposited on the connecting portion 26 located on the inner wall surface of the through hole 16 exposed from the masking layer 44, and the in-hole metal layer made of copper is formed along the overhanging portion 44 a of the masking layer 44.
  • 28 is formed (FIG. 2E).
  • the in-hole metal layer 28 is formed via the connecting portion 26, and the central portion surrounded by the in-hole metal layer 28. This void becomes the inner through-hole 48.
  • the metal constituting the above-described in-hole metal layer 28 is not limited to copper, and materials such as aluminum, gold, nickel, and solder can be used.
  • the method for forming the in-hole metal layer 28 is not limited to the electroplating method, but an electroless plating method, a chemical vapor deposition method (CVD method), a physical vapor deposition method (PVD method), or the like. Can also be adopted.
  • the metal layer on the surface of the substrate to be the wiring pattern and the metal layer in the through hole constituting the heat dissipation through hole are formed together in the same process. Is done. For this reason, when the metal layer in the through hole is thickened, the metal layer on the surface is also thickened. Thus, when the metal layer on the surface becomes thick, it becomes difficult to form a circuit with a fine wiring pattern, and a high-density circuit cannot be formed.
  • a method of controlling the energization at the time of plating to thicken only the metal layer in the through hole was tried, but the energization control was complicated and it was not easy to form only the metal layer in the hole thick.
  • a thin surface metal layer 20 for forming a high density circuit is formed on the surface in advance, and then the surface metal layer 20 is covered and projected into the through hole. Since the inner metal layer 28 is formed after the masking layer 44 is formed, it is easy to increase the thickness of only the inner metal layer 28 without increasing the thickness of the surface metal layer 20. it can.
  • the plating resist such as a dry film as the masking layer 44 is removed (masking layer removal step).
  • the surface metal layer 20 of the obtained semi-finished product 46 is formed into a wiring pattern (pattern forming step).
  • pattern forming step first, an etching resist such as a dry film is formed on the entire exposed surface of the surface metal layer 20 and the in-hole metal layer 28. Thereafter, the etching resist located on the upper portion of the metal layer to be left as the wiring is left, and the etching resist in the other portion is removed by a known method. As a result, the portion to be the wiring is protected by the etching resist, and the portion other than the portion to be the wiring is exposed. By performing the etching process in this state, the exposed metal layer is removed by etching, and the etching resist on the surface metal layer 20 and the in-hole metal layer 28 to be a wiring pattern remains.
  • the circuit board 1 including the wiring pattern 30 having a predetermined shape formed on both surfaces of the substrate 14 and the heat radiating hole metal layer 28 formed in the through hole 16 is obtained ( FIG. 3 (b)).
  • the wiring pattern 30 (54) connected to the metal metal layer 28 is formed in the circuit board 1 in the present embodiment.
  • the wiring pattern 30 includes a portion that becomes a pad 54 for mounting the electronic component 36 in a later process. This pad 54 is connected to the in-hole metal layer 28 as apparent from FIG.
  • the electronic component 36 is then mounted on the circuit board 1 provided with the in-hole metal layer 28 as a heat radiation path, as shown in FIG.
  • an electronic component 36 that generates heat such as a power semiconductor
  • the heat generating electronic component 36 such as a power semiconductor is formed by embedding a power semiconductor body element in a protective resin.
  • a plurality of lower surface electrodes (not shown) are exposed on the lower surface.
  • the lower surface electrode is connected to the pad 54 by the solder 34. Thereby, the heat generating electronic component 36 such as a power semiconductor is fixed on the circuit board 1.
  • the electronic component pad 54 is connected to the metal hole 28 in the hole as a heat dissipation path, the heat generated in the electronic component 36 is transferred to the opposite side of the substrate 14. Since it can be efficiently transmitted to the surface, it has excellent heat dissipation characteristics.
  • the in-hole metal layer 28 to be a heat dissipation path can be formed thick apart from the surface metal layer 20 to be the circuit pattern 30. Therefore, it is possible to efficiently manufacture the circuit board 1 having excellent heat dissipation characteristics without hindering the high density of the circuit pattern 30.
  • the circuit board 2 according to the second embodiment As shown in FIG. 4, two through holes 16 are provided, and these through holes 16 are spaced apart from each other through the through holes 16 of the circuit board 1. They are provided at positions that are shorter than the interval between them.
  • the inside through hole 48 surrounded by the in-hole metal layer 28 in the through hole 16 is filled with a filling material 50 having excellent electrical conductivity and thermal conductivity.
  • This filling material 50 is formed by dispersing a filler having thermal conductivity and electrical conductivity in a binder.
  • the binder epoxy resin, urethane, silicone, acrylic, polyimide, other thermosetting resin, thermoplastic resin, or the like is used.
  • filler gold powder, silver powder, copper powder, nickel powder, aluminum powder, carbon powder, graphite powder, or the like is used.
  • Specific filling materials 50 include copper paste, silver paste, gold paste, nickel paste, aluminum paste, carbon paste, graphite paste, and the like.
  • the upper end surface of the inner through hole 48 filled with the above-described filling material 50, the upper end surface of the in-hole metal layer 28, and the upper end surface of the surface metal layer 20 around the through hole 16 are formed.
  • an upper pad layer 52 is formed.
  • the lower end surface of the inner through hole 48 filled with the filling material 50, the lower end surface of the in-hole metal layer 28, and the lower surface metal layer 20 around the through hole 16 are formed.
  • a lower pad layer 56 is formed on the end face.
  • the upper pad layer 52 and the lower pad layer 56 flatten the upper and lower portions of the inner through hole 48, and it is possible to mount an electronic component on this portion and to form a circuit pattern.
  • the metal material constituting the upper pad layer 52 and the lower pad layer 56 is not particularly limited as long as both the thermal conductivity and the electrical conductivity are excellent. For example, copper, nickel, gold, solder Etc. can be used.
  • the electronic component 36 is mounted on the upper pad layer 52 by solder or the like.
  • the circuit board 2 on which the electronic component 36 is mounted functions as follows.
  • the heat is transmitted to the upper pad layer 52 through a portion connected by solder connection or the like.
  • the heat transferred to the upper pad layer 52 is transferred to the lower pad layer 56 through the metal hole 28 and the filling material 50 immediately below the upper pad layer 52 and is dissipated therefrom.
  • a heat sink (not shown) or the like is preferably connected to the lower pad layer 56. This aspect further improves the heat dissipation characteristics.
  • the filling material 50 filled in the in-hole metal layer 28 and the inner through hole 48 serves as a heat dissipation path. And since this heat dissipation path is formed directly under the electronic component 36, the heat generated in the electronic component 36 can be efficiently transferred to the opposite side of the substrate 14, so that the heat dissipation characteristics are excellent.
  • the cross-sectional area of the heat dissipation path is increased compared to the circuit board 1 due to the presence of the filling material 50 in the inner through hole 48. For this reason, compared with the circuit board 1, heat is more easily transmitted and exhibits excellent heat dissipation characteristics.
  • the circuit board 2 can mount the electronic component 36 and form a circuit pattern also on the heat dissipation path, the interval between the through holes 16 can be shortened, and the circuit pattern can be densified. Also in the circuit board 2, the heat dissipation path made of the in-hole metal layer 28 and the filling material 50 can also be used as a large current path through which a large current can flow.
  • the circuit board 2 described above is manufactured as follows. First, in the through hole forming step, the through holes 16 are formed so that the interval between the through holes 16 is shorter than that of the circuit board 1.
  • a filling step for filling the inner through hole with a filling material and a pad metal layer forming step for forming a pad metal layer are added.
  • the filling material 50 is filled into the inner through hole 48 of the semi-finished product 46 of the circuit board obtained by removing the masking layer 44 (FIG. 5). 6 (a)).
  • the filling material 50 is a copper paste or a silver paste as described above. These pastes are filled in the inner through holes 48 and then heated to be cured. And the part which protruded from the inner side through-hole 48 is scraped off by grinding
  • a pad metal layer 58 is formed so as to cover the upper and lower surfaces of the semi-finished product 46 in which the inner through hole 48 is filled with the filling material 50 (pad metal layer forming step). ).
  • the pad metal layer 58 is formed by, for example, copper electroplating.
  • the method of forming the pad metal layer 58 is not limited to the electrolytic plating method, but is an electroless plating method, a chemical vapor deposition method (CVD method), a physical vapor deposition method (PVD method). Etc. can also be adopted. Further, the material of the pad metal layer 58 is not limited to copper, and for example, nickel, gold, solder, or the like can be used.
  • the surface metal layer 20 including the above-described pad metal layer 58 is etched into a predetermined shape, and a predetermined wiring pattern 30 is formed (FIG. 6C).
  • the upper pad layer 52 and the lower pad layer 56 are formed at positions corresponding to the heat radiation path made of the filling material 50 filled in the in-hole metal layer 28 and the inner through hole 48. The In this way, the circuit board 2 is obtained.
  • an electronic component 36 that generates heat such as a power semiconductor, is mounted on the obtained circuit board 2.
  • the circuit board 3 according to the third embodiment of the present invention is different from the circuit board 1 according to the first embodiment in the following points. That is, the circuit board 3 is different from the circuit board 1 in that the in-hole metal layer 28 includes an extending portion that protrudes from the through hole 16 and extends on the surface metal layer 20.
  • the in-hole metal layer 28 protrudes outside the through-hole 16. Specifically, the in-hole metal layer 28 protrudes downward from the through hole 16 in the thickness direction of the substrate 14, and the protruding portion extends as a flange 28 a extending in the direction along the lower surface 12 of the substrate 14. Is included.
  • Such a flange 28a is located on the lower surface 12 side of the substrate 14 opposite to the mounting surface of the component 36 that generates heat, and enlarges the surface area of the heat dissipation path, so that the heat dissipation path (in-hole metal layer 28). Contributes to higher efficiency of heat dissipation.
  • a flange 28a is not limited to an embodiment provided in one in-hole metal layer 28, and may be provided in a number of in-hole metal layers 28. Thereby, the heat dissipation characteristic is further improved.
  • the circuit board 3 described above is manufactured as follows.
  • the masking layer forming step of forming the masking layer 44 on the copper-coated substrate 42 when the masking layer 44 is formed on the lower surface 12 side of the substrate 14, for example, as shown in FIG.
  • An opening 60 for forming a flange is provided in the masking layer 44 at a location corresponding to the hole 16.
  • the opening 60 is defined by a peripheral wall 62 that is located on the radially outer side of the through hole 16 with respect to the opening edge of the through hole 16. That is, the opening 60 is a hole whose diameter is larger than that of the through hole 16.
  • the metal layer is formed along the opening 60 together with the main body portion 28b of the in-hole metal layer 28 positioned in the through hole 16. Grow. Thereby, the in-hole metal layer 28 having the flange 28a is formed. Thereafter, the circuit board 3 is obtained through a masking layer removing step (FIG. 9A) and a wiring pattern forming step (FIG. 9B). As shown in FIG. 7, an electronic component 36 that generates heat, such as a power semiconductor, is mounted on the obtained circuit board 3.
  • the flange 28a of the third embodiment can be provided in the metal layer in the hole.
  • the inner through hole can be filled with the filling material of the second embodiment.
  • the flange 28a as the extending portion can be formed at an arbitrary location on the surface metal layer 20b.
  • the circuit board of the present invention can also be used as a circuit board having a multilayer structure by overlapping a plurality of circuit boards.

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Abstract

　本発明の回路基板は、第１面１０及び第１面１０とは反対側の第２面１２を有する絶縁性の基板１４と、第１面１０及び第２面１２に設けられた表面金属層２０ａ，２０ｂと、第１面１０から第２面１２まで貫通した貫通孔１６と、貫通孔１６の内壁面を覆うとともに第１面１０に設けられた表面金属層２０ａと第２面１２に設けられた表面金属層２０ｂとを接続する孔内金属層２８とを備えており、孔内金属層２８は、表面金属層２０ａ，２０ｂの厚さよりも厚く設けられている。

Description

回路基板及びこの回路基板の製造方法
　本発明は、回路基板及びこの回路基板の製造方法に関し、詳しくは、放熱経路を有する回路基板及びその製造方法に関する。
　パワー半導体等の発熱する電子部品を搭載した回路基板においては、これらの電子部品から発生した熱を放散させるための放熱対策が必要とされている。ここで、電子部品からの熱の放散を考慮した回路基板としては、例えば、特許文献１に示されるような回路基板が知られている。
　特許文献１の回路基板は、発熱する電子部品が搭載された一方の面に、熱伝導パッドが設けられている。この熱伝導パッドは、電子部品の下部に放散された熱を吸収する働きをなす。そして、この熱伝導パッドは、放熱用スルーホールを介して、回路基板の他方の面に設けられた放熱パッドに接続されている。詳しくは、この放熱用スルーホールは、内周面に銅めっきが施されており、この銅めっきにより、熱伝導パッドと放熱用パッドとは接続されている。この回路基板によれば、例えば、回路基板の一方の面に実装された電子部品から熱が発生しても、その熱は熱伝導パッドで吸収され、この吸収された熱は、放熱用スルーホールを介して回路基板の他方の面の放熱用パッドに伝わり、この放熱用パッドから放散される。
特許２５００３０８号公報
　ところで、近年、各種産業機器や電化製品に用いられる電子部品は、更なるハイパワー化及び高密度実装の要求が高まっている。これらの要求に応えるべくよりハイパワー化された電子部品が回路基板に多数搭載されることになるため、電子部品からの総発熱量は従来よりも大幅に増えている。このため、特許文献１のような従来の回路基板では、電子部品から発した熱を十分に放散することが困難となっており、電子部品の温度が上昇し過ぎるといった不具合が発生する。よって、回路基板においては、放熱特性の更なる向上が望まれている。
　本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、従来よりも放熱特性に優れる放熱経路を備えた回路基板及びこの回路基板の製造方法を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明によれば、第１面及び前記第１面とは反対側の第２面を有する絶縁性の基板と、前記第１面及び前記第２面に設けられた表面金属層と、前記第１面から前記第２面まで貫通した貫通孔と、前記貫通孔の内壁面を覆うとともに前記第１面に設けられた表面金属層と前記第２面に設けられた表面金属層とを接続する孔内金属層とを備えており、前記孔内金属層は、前記表面金属層の厚さよりも厚く設けられていることを特徴とする回路基板が提供される。
　ここで、前記回路基板は、前記孔内金属層に囲まれて形成されている内側貫通孔と、熱及び電気の伝導性を有する充填材料であって、前記内側貫通孔の中に充填された充填材料とを備えている態様とすることが好ましい。
　また、前記回路基板は、前記充填材料で充填された前記内側貫通孔の端部に設けられた金属製のパッドを更に備えている態様とすることが好ましい。
　更に、前記孔内金属層は、前記貫通孔から突出し、且つ、前記表面金属層上に延びる延出部を含む態様とすることが好ましい。
　また、本発明では、上記した回路基板の製造方法であって、絶縁性の基板を準備し、この基板の第１面から、前記第１面とは反対側の第２面まで貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記第１面及び前記第２面に表面金属層を形成する表面金属層形成工程と、前記表面金属層を覆うとともに、前記貫通孔の開口縁から前記貫通孔の径方向内側へ前記表面金属層の厚さよりも長く張り出したマスキング層を形成するマスキング層形成工程と、前記マスキング層に覆われずに露出している部分に金属層を成長させて孔内金属層を形成する孔内金属層形成工程と、前記孔内金属層が形成された後、前記マスキング層を除去するマスキング層除去工程と、前記表面金属層を配線パターンに形成する配線パターン形成工程とを備えていることを特徴とする回路基板の製造方法が提供される。
　ここで、前記回路基板の製造方法は、前記孔内金属層形成工程にて、前記孔内金属層に囲まれた内側貫通孔が設けられるべく前記孔内金属層を形成し、前記孔内金属層形成工程よりも後段に、前記内側貫通孔の中に熱及び電気の伝導性を有する充填材料を充填する充填工程を更に備えている態様とすることが好ましい。
　また、前記回路基板の製造方法は、前記充填工程よりも後段に、前記充填材料で充填された前記内側貫通孔上に金属製のパッドを形成するパッド形成工程を更に備えている態様とすることが好ましい。
　更に、前記回路基板の製造方法は、前記マスキング層形成工程にて、前記貫通孔の一方の開口端に延出部を設けるべく、前記貫通孔に対応する箇所の前記マスキング層に前記貫通孔よりも拡径された開口部を設け、前記孔内金属層形成工程にて、孔内金属層の形成と併せて前記開口部に沿って金属層を成長さて前記延出部を有する孔内金属層を形成する態様とすることが好ましい。
　本発明の回路基板は、貫通孔内に、基板の表面にある表面金属層の厚さよりも厚い孔内金属層を備えている。この孔内金属層は、放熱経路及び大電流経路として機能するため、第１面側から第２面側へ熱の伝導及び電気の伝導をスムーズに行うことができる。
　また、本発明の回路基板の製造方法は、貫通孔を有する基板上に表面金属層を形成した後、前記貫通孔の開口縁から前記貫通孔の径方向内側へ前記表面金属層の厚さよりも長く張り出したマスキング層を形成し、このマスキング層に沿って前記貫通孔内に孔内金属層を形成する。このため、表面金属層は高密度な配線パターンの形成に適した比較的薄い金属層とすることができ、放熱経路として機能する孔内金属層は比較的厚く形成できる。よって、回路基板の高密度化と放熱特性の向上の両立が図れた回路基板を容易に製造することができる。
本発明の第１の実施形態に係る回路基板を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る回路基板の製造方法を順番に示す概略図である。 図２の続きを順番に示す概略図である。 本発明の第２の実施形態に係る回路基板を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る回路基板の製造方法を順番に示す概略図である。 図５の続きを順番に示す概略図である。 本発明の第３の実施形態に係る回路基板を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る回路基板の製造方法を順番に示す概略図である。 図８の続きを順番に示す概略図である。
（第１の実施形態）
　本発明の第１の実施形態に係る回路基板１について、図面を参照して以下に説明する。
　回路基板１は、上面（第１面）１０及び下面（第２面）１２を有する絶縁性の基板１４を備えている。この基板１４としては、絶縁性を有する基板であれば、特に限定されるものではないが、例えば、ガラス繊維製の布を重ねたものに、エポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板が挙げられる。この基板１４は、上面１０から下面１２にかけて形成された貫通孔１６を有している。なお、本実施形態では、貫通孔１６は２個形成されている。また、この基板１４の上面１０及び下面１２には、回路パターン３０としての表面金属層２０が設けられている。この表面金属層２０は、基板１４と接する第１金属層２２と、この第１金属層２２上に設けられた第２金属層２４とを有する２層構造をなしている。ここで、表面金属層２０を構成する金属材料としては、熱伝導性及び電気伝導性がともに優れているものであれば特に限定されるものではなく、例えば、銅、ニッケル、金、半田等を用いることができる。また、第１金属層２２の金属材料及び第２金属層２４の金属材料は、同一の材料であっても、異なる材料であってもよい。また、図１から明らかなように、上面１０側の第２金属層２４と下面１２側の第２金属層２４とは、貫通孔１６の内壁に沿って延びる連結部２６により連結されている。この連結部２６は、第２金属層２４と同時に形成されるので、第２金属層２４の材料と同じ材料よりなる。なお、表面金属層２０については、上面１０側と下面１２側とを区別する場合は、上面１０側の表面金属層を２０ａの参照符号、下面１２側の表面金属層を２０ｂの参照符号で示す。
　更に、上記した貫通孔１６内には、上面１０側の表面金属層２０ａと下面１２側の表面金属層２０ｂとを接続する孔内金属層２８が設けられている。この孔内金属層２８は、その厚さが表面金属層２０の厚さよりも厚く形成された金属層である。この第１の実施形態では、孔内金属層２８は、連結部２６を介して貫通孔１６の内壁に設けられている。このように、孔内金属層２８が設けられることにより、貫通孔１６内においては、かかる孔内金属層２８に囲まれた内側貫通孔４８が形成される。つまり、孔内金属層２８は、図１から明らかなように、中央部分に基板１４の上面１０側から下面１２側に向かって設けられた内側貫通孔４８を有するリング形状をなしている。
　ここで、上記した連結部２６は、孔内金属層２８の貫通孔１６内での密着性、及び、上面１０側及び下面１２側の表面金属層２０ａ，２０ｂとの接続性を向上させるために設けられているが、本発明はこの形態に限定されるものではない。孔内金属層２８と貫通孔１６の内壁との密着性及び表面金属層２０との接続性が十分確保できれば、連結部２６を省略しても構わない。つまり、表面金属層２０を１層構造とし、表面金属層２０の第２層２４を含め連結部２６を省略することも可能である。この場合、孔内金属層２８は、貫通孔１６の内壁に十分に密着されているとともに、上面１０側及び下面１２側の表面金属層２０ａ，２０ｂに十分に接続されていることが必要である。
　ここで、孔内金属層２８を構成する金属材料としては、熱伝導性及び電気伝導性がともに優れているものであれば特に限定されるものではなく、例えば、銅、ニッケル、金、半田等を用いることができる。
　上記した回路基板１においては、図１に示すように、例えば、上面１０側の回路パターン３０（表面金属層２０ａ）の所定位置に、半田等３４により電子部品３６が搭載される。このように、電子部品３６が搭載された回路基板１は、以下のように機能する。
　まず、電子部品３６が駆動され発熱すると、その熱は、半田等３４の接続部を経て上面１０側の表面金属層２０ａに伝わる。表面金属層２０ａに伝わった熱は、更に、孔内金属層２８を介して下面１２側の表面金属層２０ｂに伝わり、そこから放散される。なお、基板１４の下面１２側の表面金属層２０ｂには、図示しない放熱板等を接続させることが好ましい。この態様により、放熱特性がより向上する。
　本発明の回路基板１においては、貫通孔１６の内壁に沿って設けられた孔内金属層２８が放熱経路となる。この孔内金属層２８は、従来の放熱用スルーホールに比べると厚いので、断面積が大きく、熱が伝わりやすいため優れた放熱特性を示す。また、この孔内金属層２８は、大電流を流すことが可能な大電流経路としても使用することができる。この孔内金属層２８は、上記したように従来の放熱用スルーホールに比べると断面積が大きいので、電気抵抗が低く、電流を流した場合の発熱を抑えることができるため、大電流経路にも適している。
　上記した回路基板１の製造方法について、図面を参照して以下に説明する。
　まず、絶縁性の基板１４に貫通孔１６を形成する（貫通孔形成工程）。
　本工程では、まず、図２（ａ）に示すように、両面銅張り板４０を準備する。この両面銅張り板４０は、絶縁性の基板１４の上面（第１面）１０及び下面（第２面）１２に銅の薄膜からなる第１金属層２２が形成されている積層板である。ここで、絶縁性の基板１４としては、特に限定されないが、例えば、ガラス繊維製の布を重ねたものに、エポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板が好適に用いられる。
　次いで、両面銅張り板４０の所定位置に上面１０側から下面１２側にかけて貫通する貫通孔１６を周知の方法により形成する。このようにして、図２（ｂ）に示すような、貫通孔１６を２個有する両面銅張り板４０を得る。
　ここで、本実施形態においては、予め銅箔が貼付されている両面銅張り板４０を準備し、この両面銅張り板４０に貫通孔を設けるが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、銅箔が貼付されていない絶縁性の基板１４に対し、貫通孔を設けるだけでもよい。また、基板１４に貫通孔を設けてから後工程にてかかる基板１４の表面にめっき法や蒸着法で銅の膜を形成してもよい。更に、基板１４に対し、工程中にてめっき法や蒸着法で銅の膜を形成しその後貫通孔を設けてもよい。
　次に、表面金属層を形成する（表面金属層形成工程）。
　貫通孔１６を設けた両面銅張り板４０の第１金属層２２の表面及び貫通孔１６の内壁面に薄膜からなる第２金属層２４を形成する。この第２金属層２４は、例えば、無電解めっき法により得られる銅めっき膜からなる。このようにして、第１金属層２２の表面及び貫通孔１６の内壁面が銅のめっき膜（第２金属層２４）で覆われた銅被覆基板４２を得る。ここで、銅被覆基板４２の上面１０側及び下面１２側は同一の構造をなしているので、上面１０側についてのみ説明する。絶縁性の基板１４の上面１０には、第１金属層２２が形成されており、この第１金属層２２の上に銅めっき膜からなる第２金属層２４が形成されている。これら第１金属層２２及び第２金属層２４が合わされて表面金属層２０となる。
　また、第２金属層２４は、貫通孔１６の内壁面に沿っても形成されており、この部分は、上面１０側の第２金属層２４と下面１２側の第２金属層２４とを連結する連結部２６となる。
　ここで、第２金属層２４としての薄膜を形成する方法としては、無電解めっき法に限定されるものではなく、電解めっき法、化学気相成長法（ＣＶＤ法）、物理気相成長法（ＰＶＤ法）等を採用することもできる。また、第２金属層２４の材質としては、銅に限定されるものではなく、例えば、ニッケル、金、半田等を用いることができる。
　なお、本実施形態では、表面金属層２０は、２層構造としたが、本発明は、この態様に限定されるものではなく、表面金属層２０は、１層構造としても構わない。
　次いで、貫通孔１６内に肉厚の孔内金属層２８を形成すべく、銅被覆基板４２の両面にマスキング層４４，４４を形成する（マスキング層形成工程）。
　本工程では、まず、図２（ｄ）に示すように、銅被覆基板４２の両面にめっきレジスト層としてのマスキング層４４を形成する。このマスキング層４４は、所定厚みのドライフィルム等のめっきレジストからなり、表面金属層２０の全体を覆うとともに、貫通孔１６の径方向内側に向かって張り出すように形成される。このとき、マスキング層４４は、表面金属層２０の厚さよりも長く張り出させる。ここで、後工程で形成されるべき孔内金属層２８の厚さＴは、マスキング層４４の張出部４４ａの長さＬと略同じとなるので、マスキング層４４の張出部４４ａの長さＬは、予め所望する孔内金属層２８の厚さＴとの関係においてＴ≦Ｌとなるように設定することが好ましい。
　ここで、マスキング層４４には、図２（ｄ），（ｅ）から明らかなように、張出部４４ａ間にマスキング層貫通孔３８が設けられている。このマスキング層貫通孔３８は、めっき処理の際にめっき液の流通に用いられる。
　次に、貫通孔１６内に孔内金属層２８を形成する（孔内金属層形成工程）。
　本工程では、マスキング層４４を有する銅被覆基板４２に対し銅の電解めっきを施す。これにより、マスキング層４４から露出している貫通孔１６の内壁面に位置する連結部２６に優先的に銅を析出させ、マスキング層４４の張出部４４ａに沿って銅からなる孔内金属層２８が形成されていく（図２（ｅ））。ここで、図２（ｅ）から明らかなように、貫通孔１６内においては、連結部２６を介して孔内金属層２８が形成され、そして、この孔内金属層２８に囲まれた中央部分の空隙は、内側貫通孔４８となる。
　なお、上記した孔内金属層２８を構成する金属としては、銅に限定されるものではなく、アルミニウム、金、ニッケル、半田等の材料を用いることができる。また、孔内金属層２８を形成する方法としては、電解めっき法に限定されるものではなく、無電解めっき法、化学気相成長法（ＣＶＤ法）、物理気相成長法（ＰＶＤ法）等を採用することもできる。
　ここで、従来の放熱用スルーホールをめっき法により形成する場合、配線パターンとなるべき基板表面の金属層と放熱用スルーホールを構成する貫通孔内の金属層とは、同じ工程で一緒に形成される。このため、貫通孔内の金属層を厚くすると、表面の金属層も同じように厚くなる。このように、表面の金属層が厚くなると、微細な配線パターンの回路を形成することが困難となり、高密度回路の形成ができなかった。また、めっきの際の通電を制御して貫通孔内の金属層のみを厚くする方法も試みられたが、通電制御が煩雑で、孔内金属層のみ肉厚に形成することは容易ではなかった。これに対し、本発明の回路基板の製造方法は、予め表面には、高密度回路形成用の薄い表面金属層２０を形成しておき、その後、表面金属層２０を覆うとともに貫通孔内に張り出したマスキング層４４を形成してから孔内金属層２８を形成するので、表面金属層２０の厚さは増加させることなく、孔内金属層２８の厚さのみを肉厚にすることが容易にできる。
　電解めっきが終了した後、マスキング層４４としてのドライフィルム等のめっきレジストを除去する（マスキング層除去工程）。
　このように、マスキング層４４を除去することにより、図３（ａ）に示すように、表面金属層２０と、貫通孔１６内に設けられた孔内金属層２８であって、表面金属層２０よりも肉厚の孔内金属層２８とを備えた回路基板の半製品４６が得られる。
　次いで、得られた半製品４６の表面金属層２０を配線パターンに形成する（パターン形成工程）。
　本工程では、まず、表面金属層２０及び孔内金属層２８の露出した面の全体にドライフィルム等のエッチングレジストを形成する。その後、これら金属層において配線として残したい部分の上部に位置するエッチングレジストを残し、それ以外の部分のエッチングレジストを公知の方法により除去する。これにより、配線となるべき部分はエッチングレジストで保護され、配線となるべき部分以外の部分は露出した状態となる。この状態でエッチング処理を行うことにより、露出した金属層がエッチング除去され、配線パターンとなるべき表面金属層２０及び孔内金属層２８とともにその上のエッチングレジストが残った状態となる。
　この後、エッチングレジストを除去することにより基板１４の表面には、図３（ｂ）に示すように、所定形状の配線パターン３０が表出する。
　このようにして、基板１４の両方の面に形成された所定形状の配線パターン３０と、貫通孔１６内に形成された放熱用の孔内金属層２８とを備えた回路基板１が得られる（図３（ｂ））。本実施形態における回路基板１においては、図３（ｂ）から明らかなように、孔内金属層２８と接続された配線パターン３０（５４）が形成されている。この配線パターン３０は、その一部に後工程で電子部品３６を搭載するためのパッド５４となる部分を備えている。このパッド５４は、図３（ｂ）から明らかなように孔内金属層２８に接続されている。
　このようにして得られた、放熱経路としての孔内金属層２８を備えた回路基板１には、その後、図１に示すように電子部品３６が実装される。ここで、例えば、電子部品３６としてはパワー半導体などの発熱する電子部品３６が用いられる。このパワー半導体などの発熱する電子部品３６は、パワー半導体の本体素子が保護用の樹脂に埋設されて形成されている。このパワー半導体などの発熱する電子部品３６においては、その下面に複数の下面電極（図示せず）が露出している。この下面電極は、半田３４によりパッド５４と接続されている。これにより、パワー半導体などの発熱する電子部品３６は、回路基板１上に固定される。
　本発明の製造方法により得られる回路基板１は、電子部品用のパッド５４が放熱経路としての孔内金属層２８と接続されているので、電子部品３６で発生した熱を基板１４の反対側の面に効率良く伝達することができるので、放熱特性に優れている。
　以上説明したように、本発明に係る回路基板１の製造方法は、放熱経路となるべき孔内金属層２８を、回路パターン３０となる表面金属層２０とは別に肉厚に形成することができるので、回路パターン３０の高密度化を阻害することなく、放熱特性に優れる回路基板１を効率良く製造することが可能となっている。
　次に、第２及び第３の実施形態について説明する。これらの説明にあたり、既に説明した構成部材及び部位と同一の機能を発揮する物については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。また、既に説明した製造方法の工程と同じ工程については、その詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
（第２の実施形態）
　第２の実施形態に係る回路基板２では、図４に示すように、２個の貫通孔１６が設けられており、これらの貫通孔１６は、互いの間隔が、回路基板１の貫通孔１６相互間の間隔よりも短くなる位置にそれぞれ設けられている。そして、これら貫通孔１６内における孔内金属層２８に囲まれた内側貫通孔４８内には、電気伝導性及び熱伝導性に優れた充填材料５０が充填されている。この充填材料５０は、バインダーの中に熱伝導性及び電気電導性を有するフィラーが分散されてなるものである。ここで、バインダーとしては、エポキシ樹脂、ウレタン、シリコーン、アクリル、ポリイミド、そのほかの熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が用いられる。また、フィラーとしては、金粉、銀粉、銅粉、ニッケル粉、アルミニウム粉、カーボン粉、グラファイト粉等が用いられる。具体的な充填材料５０としては、銅ペースト、銀ペースト、金ペースト、ニッケルペースト、アルミニウムペースト、カーボンペースト、グラファイトペースト等が挙げられる。
　更に、図４から明らかなように、上記した充填材料５０で充填された内側貫通孔４８の上端面、孔内金属層２８の上端面及び貫通孔１６の周囲の表面金属層２０の上端面に上部パッド層５２が形成されており、一方、上記した充填材料５０で充填された内側貫通孔４８の下端面、孔内金属層２８の下端面及び貫通孔１６の周囲の表面金属層２０の下端面に下部パッド層５６が形成されている。これら上部パッド層５２及び下部パッド層５６は、内側貫通孔４８の上下部分を平坦化させ、この部分への電子部品の搭載や、回路パターンの形成を可能とする。上部パッド層５２及び下部パッド層５６を構成する金属材料としては、熱伝導性及び電気伝導性がともに優れているものであれば特に限定されるものではなく、例えば、銅、ニッケル、金、半田等を用いることができる。
　回路基板２においては、図４に示すように、上部パッド層５２の上に電子部品３６が半田等により搭載される。このように、電子部品３６が搭載された回路基板２は、以下のように機能する。
　まず、電子部品３６が駆動されて発熱すると、その熱は、半田接続等により接続された部位を経て上部パッド層５２に伝わる。上部パッド層５２に伝わった熱は、上部パッド層５２の直下にある孔内金属層２８及び充填材料５０を介して下部パッド層５６に伝わり、そこから放散される。なお、下部パッド層５６には、図示しない放熱板等を接続させることが好ましい。この態様により、放熱特性がより向上する。
　本発明の回路基板２においては、孔内金属層２８及び内側貫通孔４８に充填された充填材料５０が放熱経路となる。そして、この放熱経路は、電子部品３６の直下に形成されているので、電子部品３６で発生した熱を基板１４の反対側に効率良く伝達することができるので、放熱特性に優れている。また、回路基板２の場合、放熱経路の断面積は、内側貫通孔４８内に充填材料５０が存在することにより、回路基板１に比べて増加している。このため、回路基板１に比べ、より熱が伝わりやすく優れた放熱特性を発揮する。また、回路基板２は、放熱経路上にも電子部品３６の実装や回路パターンの形成ができるので、貫通孔１６同士の間隔を短くでき、回路パターンの高密度化が可能となっている。また、回路基板２においても、孔内金属層２８及び充填材料５０からなる放熱経路は、大電流を流すことが可能な大電流経路としても使用することができる。
　上記した回路基板２は、以下のようにして製造される。
　まず、貫通孔形成工程においては、各貫通孔１６同士の間隔が回路基板１の場合よりも短くなるように各貫通孔１６を形成する。
　また、マスキング層除去工程とパターン形成工程との間に、内側貫通孔へ充填材料を充填する充填工程及びパッド用金属層を形成するパッド用金属層形成工程を追加する。
　まず、充填工程では、図５（ｆ）に示されるような、マスキング層４４が除去されて得られた回路基板の半製品４６に対し、その内側貫通孔４８に充填材料５０を充填する（図６（ａ））。この充填材料５０は、上記したような銅ペーストや銀ペーストである。これらペーストは、内側貫通孔４８内に充填された後、加熱されて硬化させられる。そして、内側貫通孔４８からはみ出した部分については、研磨加工等により削り取られ、充填材料５０の上下の端面は平坦化される。
　その後、図６（ｂ）に示すように、内側貫通孔４８に充填材料５０が充填された半製品４６の上下面を覆うようにパッド用金属層５８が形成される（パッド用金属層形成工程）。このパッド用金属層５８は、例えば、銅の電解めっき法により形成される。
　ここで、パッド用金属層５８を形成する方法としては、電解めっき法に限定されるものではなく、無電解めっき法、化学気相成長法（ＣＶＤ法）、物理気相成長法（ＰＶＤ法）等を採用することもできる。また、パッド用金属層５８の材質としては、銅に限定されるものではなく、例えば、ニッケル、金、半田等を用いることができる。
　次いで、パターン形成工程にて、上記したパッド用金属層５８を含め、表面金属層２０が所定形状にエッチングされ、所定の配線パターン３０が形成される（図６（ｃ））。そして、図６（ｃ）から明らかなよう、孔内金属層２８及び内側貫通孔４８に充填された充填材料５０からなる放熱経路に対応する位置に上部パッド層５２及び下部パッド層５６が形成される。このようにして回路基板２が得られる。
　得られた回路基板２には、図４に示すように、パワー半導体などの発熱する電子部品３６が搭載される。
（第３の実施形態）
　本発明の第３の実施形態に係る回路基板３は、第１の実施形態に係る回路基板１と以下の点で相違している。つまり、回路基板３は、孔内金属層２８が、貫通孔１６から突出し、且つ、表面金属層２０上に延びる延出部を含む点で回路基板１と相違している。
　回路基板３は、図７に示すように、孔内金属層２８（本実施形態では、右側）が貫通孔１６の外側に突出している。詳しくは、孔内金属層２８は、貫通孔１６より基板１４の厚さ方向下側へ突出するとともに、この突出した部分が基板１４の下面１２に沿った方向に延びる延出部としてのフランジ２８ａを含んでいる。
　このようなフランジ２８ａは、発熱する部品３６の搭載面とは反対側である基板１４の下面１２側に位置しており、放熱経路の表面積を拡大するので、放熱経路（孔内金属層２８）に伝わってきた熱の放散の高効率化に寄与する。なお、このようなフランジ２８ａは、一箇所の孔内金属層２８に設ける態様に限定されるものではなく、多数の孔内金属層２８に設けても構わない。これにより、放熱特性がより向上する。なお、フランジ２８ａには、図示しない放熱板等を接続させることが好ましい。この態様により、放熱特性がより向上する。
　上記した回路基板３は、以下のようにして製造される。
　銅被覆基板４２にマスキング層４４を形成するマスキング層形成工程において、基板１４の下面１２側にマスキング層４４を形成する際、例えば、図８（ｄ）に示すように、基板１４の右側の貫通孔１６に対応する箇所のマスキング層４４にフランジ形成用の開口部６０を設ける。この開口部６０は、図８（ｄ）から明らかなように、貫通孔１６の開口縁よりも貫通孔１６の径方向外側に位置する周壁６２により区画されている。つまり、開口部６０は、貫通孔１６よりも拡径された孔である。
　次いで、孔内金属層形成工程において、図８（ｅ）に示すように、貫通孔１６内に位置付けられる孔内金属層２８の本体部分２８ｂと併せて上記した開口部６０に沿って金属層を成長させる。これにより、フランジ２８ａを有する孔内金属層２８が形成される。その後、マスキング層除去工程（図９（ａ））及び配線パターン形成工程（図９（ｂ））を経て回路基板３が得られる。
　得られた回路基板３には、図７に示すように、パワー半導体などの発熱する電子部品３６が搭載される。
　なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、第２の実施形態の回路基板において、孔内金属層に第３の実施形態のフランジ２８ａを設けることもできる。また、第３の実施形態の回路基板において、第２の実施形態の充填材料を内側貫通孔に充填することもできる。
　また、第３の実施形態において、延出部としてのフランジ２８ａは、表面金属層２０ｂの任意の場所に形成することができる。
　また、本発明の回路基板は、複数枚重ね合わせて多層構造の回路基板として用いることもできる。
１，２，３　　　回路基板
１４　　　　　　基板
１６　　　　　　貫通孔
２０　　　　　　表面金属層
２８　　　　　　孔内金属層
２８ａ　　　　　フランジ
３０　　　　　　配線パターン
３６　　　　　　電子部品
４８　　　　　　内側貫通孔
５０　　　　　　充填材料
５２　　　　　　上部パッド層
５４　　　　　　パッド
５６　　　　　　下部パッド層

Claims (8)

  1. 　第１面及び前記第１面とは反対側の第２面を有する絶縁性の基板と、
    　前記第１面及び前記第２面に設けられた表面金属層と、
    　前記第１面から前記第２面まで貫通した貫通孔と、
    　前記貫通孔の内壁面を覆うとともに前記第１面に設けられた表面金属層と前記第２面に設けられた表面金属層とを接続する孔内金属層とを備えており、
    　前記孔内金属層は、前記表面金属層の厚さよりも厚く設けられている
    ことを特徴とする回路基板。
  2. 　前記孔内金属層に囲まれて形成されている内側貫通孔と、
    　熱及び電気の伝導性を有する充填材料であって、前記内側貫通孔の中に充填された充填材料とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
  3. 　前記充填材料で充填された前記内側貫通孔の端部に設けられた金属製のパッドを更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
  4. 　前記孔内金属層は、前記貫通孔から突出し、且つ、前記表面金属層上に延びる延出部を含むことを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の回路基板。
  5. 　請求項１に記載の回路基板の製造方法であって、
    　絶縁性の基板を準備し、この基板の第１面から、前記第１面とは反対側の第２面まで貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
    　前記第１面及び前記第２面に表面金属層を形成する表面金属層形成工程と、
    　前記表面金属層を覆うとともに、前記貫通孔の開口縁から前記貫通孔の径方向内側へ前記表面金属層の厚さよりも長く張り出したマスキング層を形成するマスキング層形成工程と、
    　前記マスキング層に覆われずに露出している部分に金属層を成長させて孔内金属層を形成する孔内金属層形成工程と、
    　前記孔内金属層が形成された後、前記マスキング層を除去するマスキング層除去工程と、
    　前記表面金属層を配線パターンに形成する配線パターン形成工程と
    を備えていることを特徴とする回路基板の製造方法。
  6. 　前記孔内金属層形成工程にて、前記孔内金属層に囲まれた内側貫通孔が設けられるべく前記孔内金属層を形成し、前記孔内金属層形成工程よりも後段に、前記内側貫通孔の中に熱及び電気の伝導性を有する充填材料を充填する充填工程を更に備えていることを特徴とする請求項５に記載の回路基板の製造方法。
  7. 　前記充填工程よりも後段に、前記充填材料で充填された前記内側貫通孔上に金属製のパッドを形成するパッド形成工程を更に備えていることを特徴とする請求項６に記載の回路基板の製造方法。
  8. 　前記マスキング層形成工程にて、前記貫通孔の一方の開口端に請求項４に記載の延出部を設けるべく、前記貫通孔に対応する箇所の前記マスキング層に前記貫通孔よりも拡径された開口部を設け、前記孔内金属層形成工程にて、孔内金属層の形成と併せて前記開口部に沿って金属層を成長さて前記延出部を有する孔内金属層を形成することを特徴とする請求項５～７の何れかに記載の回路基板の製造方法。
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