(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱素子を含む電子部品を実装するための回路基板と、前記発熱素子から前記回路基板へ伝わった熱を外部に放散するためのヒートシンクとを、有している電子部品ユニットにおいて、
前記回路基板と前記ヒートシンクとの間に介在する伝熱基板を、更に有し、
この伝熱基板は、前記回路基板よりも熱伝導率が大きい基板本体と、この基板本体の一方の板面に形成された電気絶縁層と、この電気絶縁層の上面に形成された伝熱用の金属箔層とからなり、
前記回路基板は、前記伝熱用の金属箔層に臨む板面に形成された基板接合用金属箔層を有し、
前記基板接合用の金属箔層は、前記伝熱用の金属箔層に半田によって接合されており、
前記基板本体の他方の板面は、前記ヒートシンクに重ね合わされ且つ組み付けられている、ことを特徴とした電子部品ユニット。
【請求項２】
前記基板本体は、金属製の平板からなり、
前記電気絶縁層は、前記平板の一方の板面に印刷によって形成された電気絶縁性の被膜からなり、
前記伝熱用の金属箔層は、前記被膜の上面に印刷によって形成された銅箔層からなることを特徴とした請求項１記載の電子部品ユニット。
【請求項３】
前記伝熱用の金属箔層は、前記回路基板に形成されている、前記発熱素子のための回路パターンに対して、同様のパターンに形成されており、
これら両方のパターン同士は、互いに電気的に接続されていることを特徴とした請求項１又は請求項２記載の電子部品ユニット。
【請求項４】
前記回路基板は、前記発熱素子を実装するための実装エリアにスルーホールを有しており、
このスルーホールには、前記基板接合用の金属箔層に連なる半田が充填されていることを特徴とした請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の電子部品ユニット。
【請求項５】
前記回路基板は、前記発熱素子を複数実装するための複数の実装エリアを有しており、
前記伝熱基板は、前記複数の実装エリアのそれぞれに対応するように分割されていることを特徴とした請求項１又は請求項２記載の電子部品ユニット。
【請求項６】
発熱素子を含む電子部品を実装するための回路基板であって一方の面に基板接合用の金属箔層が形成されているもの、一方の面に電気絶縁層とこの電気絶縁層の上の伝熱用の金属箔層が形成されている伝熱基板、及びヒートシンクを準備する準備工程と、
この準備工程の後に、前記基板接合用の金属箔層と前記伝熱用の金属箔層との一方に、クリーム半田を塗布することにより半田層を形成する半田層形成工程と、
この半田層形成工程の後に、前記両方の金属箔層同士を、前記半田層を介して重ね合わせる実装工程と、
この実装工程の後に、前記半田層を再溶融することにより、前記両方の金属箔層同士を半田付けによって接合する接合工程と、
この接合工程の後に、前記伝熱基板の他方の面を前記ヒートシンクに重ね合わせて組み付ける組付工程と、を有していることを特徴とした電子部品ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大電流が流れることによって大量の熱を発する電子部品（いわゆる、発熱素子）の熱を、ヒートシンクによって外部に放散することが可能な電子部品ユニット及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品ユニットは、発熱素子を含む各種の電子部品を有している。発熱素子には、例えば、パワーＦＥＴ（Field Effect Transistor）等の半導体スイッチング素子や、シャント抵抗がある。パワーＦＥＴは、モータの駆動電流を制御する場合などに多用されている。近年、発熱素子を含む電子部品が許容温度を超えないように、発熱素子が発生する熱を効率的に放散させるための技術の開発が進められている。例えば、発熱素子から回路基板へ伝わった熱を外部に放散するためのヒートシンクを用いた技術が知られている（例えば、特許文献１−２参照）。
【０００３】
特許文献１で知られている電子部品ユニットは、放熱容器（ヒートシンクに相当）に金属基板及び回路基板を別々に取り付け、金属基板に絶縁層を介して発熱素子を実装するとともに、回路基板に他の電子部品を実装するものである。しかしながら、特許文献１では、金属基板と回路基板との間をリード線によって電気的に接続する必要があるので、電子部品ユニットの構成部品が多くなり、組立工数も多くなってしまう。
【０００４】
特許文献２で知られている電子部品ユニットは、発熱素子を実装した回路基板の裏面に銅箔層を介して錫層を設け、この錫層に放熱シート（ヒートシンクに相当）を重ね合わせるものである。リフロー炉で錫層を溶融させることにより、銅箔層に放熱シートを固定することができる。しかしながら、特許文献２では、回路基板と放熱シートとの間を電気的に絶縁するための、何らかの対処が必要である。回路基板と放熱シートとの間に、単に電気絶縁物を介在させるのでは、電子部品ユニットの構成部品が多く、組立工数も多くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６１９２５号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１２８９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、発熱素子が発生する熱を外部に効率的に放散することが可能な電子部品ユニット及びその製造方法であって、構成部品を低減するとともに組立工数を低減することができる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明では、発熱素子を含む電子部品を実装するための回路基板と、前記発熱素子から前記回路基板へ伝わった熱を外部に放散するためのヒートシンクとを、有している電子部品ユニットにおいて、前記回路基板と前記ヒートシンクとの間に介在する伝熱基板を、更に有し、この伝熱基板は、前記回路基板よりも熱伝導率が大きい基板本体と、この基板本体の一方の板面に形成された電気絶縁層と、この電気絶縁層の上面に形成された伝熱用の金属箔層とからなり、前記回路基板は、前記伝熱用の金属箔層に臨む板面に形成された基板接合用金属箔層を有し、前記基板接合用の金属箔層は、前記伝熱用の金属箔層に半田によって接合されており、前記基板本体の他方の板面は、前記ヒートシンクに重ね合わされ且つ組み付けられている、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明では、請求項１において、前記基板本体は、金属製の平板からなり、前記電気絶縁層は、前記平板の一方の板面に印刷によって形成された電気絶縁性の被膜からなり、前記伝熱用の金属箔層は、前記被膜の上面に印刷によって形成された銅箔層からなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明では、請求項１又は請求項２において、前記伝熱用の金属箔層は、前記回路基板に形成されている、前記発熱素子のための回路パターンに対して、同様のパターンに形成されており、これら両方のパターン同士は、互いに電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明では、請求項１から請求項３までのいずれか１項において、前記回路基板は、前記発熱素子を実装するための実装エリアにスルーホールを有しており、このスルーホールには、前記基板接合用の金属箔層に連なる半田が充填されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明では、請求項１又は請求項２において、前記回路基板は、前記発熱素子を複数実装するための複数の実装エリアを有しており、前記伝熱基板は、前記複数の実装エリアのそれぞれに対応するように分割されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明では、発熱素子を含む電子部品を実装するための回路基板であって一方の面に基板接合用の金属箔層が形成されているもの、一方の面に電気絶縁層とこの電気絶縁層の上の伝熱用の金属箔層が形成されている伝熱基板、及びヒートシンクを準備する準備工程と、この準備工程の後に、前記基板接合用の金属箔層と前記伝熱用の金属箔層との一方に、クリーム半田を塗布することにより半田層を形成する半田層形成工程と、
この半田層形成工程の後に、前記両方の金属箔層同士を、前記半田層を介して重ね合わせる実装工程と、この実装工程の後に、前記半田層を再溶融することにより、前記両方の金属箔層同士を半田付けによって接合する接合工程と、この接合工程の後に、前記伝熱基板の他方の面を前記ヒートシンクに重ね合わせて組み付ける組付工程と、を有していることを特徴とした電子部品ユニットの製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、回路基板とヒートシンクとの間に伝熱基板を介在させている。この伝熱基板は、熱伝導率が大きい基板本体の一方の板面に、電気絶縁層を介して伝熱用の金属箔層を形成したものである。回路基板に形成されている基板接合用の金属箔層に、伝熱用の金属箔層を半田によって接合するとともに、ヒートシンクに、基板本体の他方の板面を重ね合わせて組み付けることにより、回路基板とヒートシンクとを一体的に組み合わせることができる。
このように、回路基板に対して、発熱素子及び他の電子部品の両方を実装することができるので、発熱素子と他の電子部品とを接続するための配線部品は必要ない。また、基板本体の一方の板面に電気絶縁層を有しているので、回路基板とヒートシンクとの間を電気的に絶縁するための別個の部品（絶縁シートなど）は必要ない。従って、電子部品ユニットの構成部品を少なくできるとともに、組立工数を低減することができる。しかも、回路基板とヒートシンクとの間に伝熱基板を介在させるとともに、回路基板と伝熱基板とを半田によって接合するだけの、簡単な構成によって、発熱素子が発生する熱を外部に効率的に放散することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明では、伝熱基板は、金属製の平板の一方の板面に、電気絶縁性の被膜を介して銅箔層を形成することによって構成された、一体品である。金属製の平板を心材とした伝熱基板を回路基板に固定するので、伝熱基板によって回路基板を補強することができる。この結果、回路基板の曲げ剛性を高めることができる。従って、回路基板及び伝熱基板をヒートシンクに密着させることができ、回路基板から伝熱基板を介してヒートシンクに放熱する効果が一層高まる。
【００１５】
請求項３に係る発明では、伝熱用の金属箔層は、回路基板に形成されている発熱素子のための回路パターンに対して、同様のパターンに形成されている。これら両方のパターン同士は、互いに電気的に接続されている。このため、発熱素子に供給される電流を、回路基板に形成されている回路パターンと、伝熱用の金属箔層のパターンとの、両方に流すことができる。従って、回路基板に形成されている回路パターンの通電容量を低減することができるため、回路パターンの厚みや幅を小さくすることができる。または、両方のパターンから発熱素子へ通電するので、より一層大容量の発熱素子を回路基板に実装することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明では、回路基板において、発熱素子を実装するための実装エリアにスルーホールを有しており、このスルーホールには基板接合用の金属箔層に連なる半田が充填されている。このため、発熱素子が発生した熱は、スルーホールに充填されている半田を介して伝熱基板に効率良く伝わり、さらにヒートシンクに伝わる。従って、放熱効果を一層高めることができる。
【００１７】
請求項５に係る発明では、回路基板は、発熱素子を複数実装するための複数の実装エリアを有する。伝熱基板は、複数の実装エリアのそれぞれに対応するように分割されている。従って、比較的高価な伝熱基板を最低限に使用しながら、放熱効果が得られる。
【００１８】
請求項６に係る発明では、一方の金属箔層にクリーム半田を塗布することにより半田層を形成し、両方の金属箔層同士を半田層を介して重ね合わせ、この半田層を再溶融することにより、両方の金属箔層同士を半田付けによって接合する。この結果、伝熱基板は回路基板に一体化される。伝熱基板の一方の面には、電気絶縁層を介して伝熱用の金属箔層が形成されているので、回路基板と伝熱基板との間を電気的に絶縁するための別個の部品（絶縁シートなど）は必要ない。従って、電子部品ユニットの構成部品を少なくできるとともに、組立工数を低減することができる。
次に、伝熱基板の他方の面をヒートシンクに重ね合わせて組み付ける。このようにして、回路基板とヒートシンクとの間に伝熱基板を介在させるとともに、これらの３つの部材を一体的に組み立てることができる。このように、回路基板とヒートシンクとの間に伝熱基板を介在させるとともに、回路基板と伝熱基板とを半田によって接合するだけの、簡単な方法によって、発熱素子が発生する熱を外部に効率的に放散することができる。
また、回路基板に対して、発熱素子及び他の電子部品の両方を実装することができるので、発熱素子と他の電子部品とを接続するための配線部品は必要ない。従って、電子部品ユニットの構成部品を少なくできるとともに、組立工数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１に係る電子部品ユニットの断面図である。
【図２】図１に示された電子部品ユニットの分解図である。
【図３】図１の３部を拡大して示した図である。
【図４】図２に示された回路基板と伝熱基板の各回路パターンを、回路基板への部品実装レイアウトと共に示した図である。
【図５】図２に示された回路基板と伝熱基板の関係を伝熱基板側から見た分解図である。
【図６】図１に示された電子部品ユニットの製造方法を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施例２に係る電子部品ユニットの要部断面図である。
【図８】本発明の実施例３に係る電子部品ユニットの要部断面図である。
【図９】本発明の実施例４に係る電子部品ユニットの要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００２１】
実施例１に係る電子部品ユニットについて、図１〜図５に基づき説明する。図１及び図２に示されるように、実施例１の電子部品ユニット１０は、回路基板２０と伝熱基板３０とヒートシンク４０とカバー５０とからなる。
【００２２】
回路基板２０は、エポキシ樹脂等の電気絶縁性を有した樹脂材料によって構成された平板であって、電子部品６０及びコネクタ７１を有している。電子部品６０は、発熱素子６１及び他の素子６２の総称である。本発明では、電子部品６０に少なくとも発熱素子６１が含まれ、この発熱素子６１は、回路基板２０に表面実装（Surface Mount）によって取り付けられている。
【００２３】
「発熱素子」とは、大電流が流れることによって比較的大きな熱量を発する電子部品のことであり、例えば半導体スイッチング素子やシャント抵抗が含まれる。半導体スイッチング素子としては、例えばパワーＦＥＴがある。パワーＦＥＴは、例えば、電動パワーステアリングを実現するためにステアリング系の操舵アシストを行うモータ駆動用の半導体スイッチング素子として採用される。他の素子６２としては、例えばコンデンサがある。
【００２４】
「表面実装」は、基板に電子部品を取り付ける（実装する）方式の一種であり、基板の表面に電子部品を直接に半田付けする方法である。この表面実装は、電子部品のリードを基板の孔に固定する方法に比べて、実装密度を高めることができる。
【００２５】
表面実装の具体的な手順は次の通りである。先ず、基板において、電子部品のマウント位置にクリーム半田印刷をする。次に、チップマウンタによって電子部品をマウント位置にマウントする。その後、電子部品がマウントされた基板をリフロー炉に入れて、熱を加えることにより半田を溶かす（リフロープロセス）。この結果、電子部品は基板に固定される。
【００２６】
図３に示されるように、上記回路基板２０は、例えば、両面に金属箔層２１，２２を有した、いわゆる両面基板（２層基板）である。つまり、回路基板２０は、一方の板面２０ａに形成された第１の金属箔層２１と、他方の板面２０ｂに形成された第２の金属箔層２２とを有する。回路基板２０の一方の板面２０ｂは、伝熱基板３０に臨む面のことである。回路基板２０の他方の板面２０ｂは、伝熱基板３０とは反対側の面のことである。このように、回路基板２０と第１及び第２の金属箔層２１，２２とによって、積層構造体２３が構成される。尚、回路基板２０は、２層基板に限定されず、多層基板であってもよい。
【００２７】
図４（ａ）は、電子部品６０及びコネクタ７１を実装した構成の回路基板２０を、一方の板面２０ａ側から見て表している。図４（ｂ）は、回路基板２０だけを一方の板面２０ａ側から見て表している。図４（ｃ）は、伝熱基板３０を一方の板面３１ａ側から見て表している。
【００２８】
図４（ａ），（ｂ）及び図５に示されるように、第１及び第２の金属箔層２１，２２は、回路基板２０にプリント配線された薄膜状の導電層であり、所定の回路パターンに形成されている。第１の金属箔層２１（つまり、第１の回路パターン層２１）は、発熱素子６１が実装される第１のエリア２４と、他の素子６２が実装される第２のエリア２５とに区分けされている。第２の金属箔層２２（つまり、第２の回路パターン層２２）は、伝熱基板３０に接合する基板接合用の金属箔層である。
【００２９】
図４（ａ），（ｂ）に示されるように、第１の回路パターン層２１には、第１のエリア２４において発熱素子６１を実装するための実装エリア２４ａを有している。発熱素子６１は、実装エリア２４ａにおいて、第１の回路パターン層２１に表面実装されることにより、第１の回路パターン層２１に電気的に接続される。詳しくは、図３に示すように、第１の回路パターン層２１の上に印刷によって第１半田層２６が形成されている。この第１半田層２６が再溶融することによって、第１の回路パターン層２１に発熱素子６１が表面実装される。また、第１の回路パターン層２１には、第１半田層２６を介して他の素子６２も実装される。
【００３０】
図４（ａ）に示されるように、他の素子６２は、そのリードが、第２のエリア２５において回路基板２０の孔に差し込まれて半田付けされることによって、第１の回路パターン層２１に電気的に接続される。
【００３１】
図５に示されるように、第２の回路パターン層２２は、第１の回路パターン層２１（図４（ｂ）参照）における第１のエリア２４に対応するように形成されている。つまり、第１のエリア２４においては、第１の回路パターン層２１に対して第２の回路パターン層２２が概ね同じパターンに形成されている。
【００３２】
図３及び図５に示されるように、伝熱基板３０は、少なくとも回路基板２０の第２の回路パターン層２２の一部に重ね合わされるものである。この伝熱基板３０は、基板本体３１と、この基板本体３１の一方の板面３１ａに形成された電気絶縁層３２と、この電気絶縁層３２の上面（外面）に形成された伝熱用の金属箔層３３とからなる。
【００３３】
基板本体３１は、回路基板２０よりも熱伝導率の高い材料によって構成されている。より具体的には、基板本体３１は金属製の平板であって、例えばアルミニウム合金や銅合金等の金属材料からなる。参考として、温度条件０℃のときにおける、各物質の熱伝導率を挙げると次の通りである。つまり、アルミニウムの熱伝導率は２３６（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、銅の熱伝導率は４０３（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、ビスフェノールＡ型（bisphenol A）エポキシ樹脂の熱伝導率は０．２１（Ｗ／（ｍ・Ｋ））である。
【００３４】
このような伝熱基板３０は、基板本体３１が金属材料からなるので、一般に金属ベース基板と言われている。例えば、基板本体３１がアルミニウム合金によって構成されている場合には、伝熱基板３０はアルミベース基板（アルミ基板）と言われる。
【００３５】
図３に示されるように、電気絶縁層３２は、基板本体３１の一方の板面３１ａの概ね全面にわたって、印刷によって形成された被膜からなる。この電気絶縁層３２は、電気絶縁性を有するとともに、高い熱伝導性をも有している材料からなる薄膜であり、例えばエポキシ樹脂の膜からなる。電気絶縁層３２の厚みは、電気絶縁性を確保しつつ放熱性を高めるために、５０μｍから２００μｍまでの範囲に設定されることが好ましい。薄すぎると電気絶縁性を確保するのに限界があり、厚すぎると放熱性を高めるのに限界があるからである。高い熱伝導性を有している電気絶縁層３２から伝熱基板３０への熱伝導性は良好である。つまり、放熱性が良好である。
【００３６】
図３及び図４（ｃ）に示されるように、伝熱用の金属箔層３３は、電気絶縁層３２を介して基板本体３１の一方の板面３１ａに、プリント配線された薄膜状の導電層である。つまり、伝熱用の金属箔層３３は、被膜の上面に印刷によって形成された銅箔層からなり、第２の回路パターン層２２と同様のパターンに形成されている。この伝熱用の金属箔層３３（つまり、第３の回路パターン層３３）には電子部品が全く実装されていない。
【００３７】
伝熱用の金属箔層３３（第３の回路パターン層３３）は、回路基板２０の第２の金属箔層２２（第２の回路パターン層２２）に第２半田層３４によって接合されている。この第２半田層３４は、第２及び第３の回路パターン層２２，２３と同様のパターンに形成されている。このため、両方の回路パターン層２２，３３同士は、第２半田層３４によって互いに電気的に接続されている。
【００３８】
図１〜図３に示されるように、ヒートシンク４０は、発熱素子６１から回路基板２０へ伝わった熱を外部に放散するための放熱板であって、電子部品ユニット１０のベースを兼ねている。このヒートシンク４０は、例えばアルミニウム合金や銅合金からなる。基板本体３１の他方の板面３１ｂ（回路基板２０とは反対側の板面３１ｂ）は、ヒートシンク４０の一方の板面４０ａに重ねられるとともに、このヒートシンク４０に複数の締結部材４１によって組み付けられている。締結部材４１は、例えばビスやリベットからなる。
【００３９】
図３に示されるように、好ましくは、伝熱基板３０における他方の板面３１ｂは、放熱グリスの層３５（放熱グリス層３５）を介してヒートシンク４０の一方の板面４０ａに接合される。この放熱グリス層３５は例えばシリコングリスからなる。放熱グリス層３５を介在させることによって、伝熱基板３０からヒートシンク４０への熱伝導が促進される。
【００４０】
このように、ヒートシンク４０に対して、伝熱基板３０と回路基板２０とをこの順に重ね合わせるとともに、ヒートシンク４０に伝熱基板３０と回路基板２０とを複数の締結部材４１によって共締めすることにより、互いに一体的に組み付けることが可能である。ヒートシンク４０に組み付けられた回路基板２０及び伝熱基板３０は、カバー５０によって覆われる。
【００４１】
少なくとも発熱素子６１が発した熱は、第１半田層２６、第１の回路パターン層２１、回路基板２０、第２の金属箔層２２（第２の回路パターン層２２）、第２半田層３４、伝熱用の金属箔層３３、電気絶縁層３２、基板本体３１、放熱グリス層３５を介してヒートシンク４０に伝わり、このヒートシンク４０から大気に放散される。
【００４２】
なお、図５に示されるように、回路基板２０の第２の回路パターン層２２には、伝熱基板３０に重ならない位置において、シャント抵抗等の発熱素子６３が実装されるエリア、及び他の電子部品の実装エリア等が割り当てられている。この発熱素子６３が発した熱は、第２の金属箔層２２（第２の回路パターン層２２）、第２半田層３４、伝熱用の金属箔層３３、電気絶縁層３２、基板本体３１、放熱グリス層３５を介してヒートシンク４０に伝わり、このヒートシンク４０から大気に放散される。
【００４３】
実施例１の電子部品ユニット１０の構成をまとめると次の通りである。
電子部品ユニット１０では、回路基板２０とヒートシンク４０との間に伝熱基板３０を介在させている。この伝熱基板３０は、熱伝導率が大きい基板本体３１の一方の板面３１ａに、電気絶縁層３２を介して伝熱用の金属箔層３３を形成したものである。回路基板２０に形成されている金属箔層２２に、伝熱用の金属箔層３３を半田によって接合するとともに、ヒートシンク４０に、基板本体３１の他方の板面３１ｂを重ね合わせて組み付けることにより、回路基板２０とヒートシンク４０とを一体的に組み合わせることができる。
【００４４】
このように、回路基板２０に対して、発熱素子６１及び他の電子部品６０の両方を実装することができるので、発熱素子６１と他の素子６２とを接続するための配線は必要ない。また、基板本体３１の一方の板面３１ａに電気絶縁層３２を有しているので、回路基板２０とヒートシンク４０との間を電気的に絶縁するための別個の部品（絶縁シートなど）は必要ない。従って、電子部品ユニット１０の構成部品を少なくできるとともに、組立工数を低減することができる。しかも、回路基板２０とヒートシンク４０との間に伝熱基板３０を介在させるとともに、回路基板２０と伝熱基板３０とを半田によって接合するだけの、簡単な構成によって、発熱素子６１が発生する熱を外部に効率的に放散することができる。
【００４５】
さらには、伝熱基板３０は、金属製の平板３１（基板本体３１）の一方の板面３１ａに、電気絶縁性の被膜３２（電気絶縁層３２）を介して銅箔層３３を形成することによって構成された、一体品である。金属製の平板３１を心材とした伝熱基板３０を回路基板２０に固定するので、伝熱基板３０によって回路基板２０を補強することができる。この結果、回路基板２０の曲げ剛性が高まる。従って、回路基板２０及び伝熱基板３０をヒートシンク４０に密着させることができ、回路基板２０から伝熱基板３０を介してヒートシンク４０に放熱する効果が一層高まる。
【００４６】
次に、実施例１の電子部品ユニット１０の製造方法について、図１〜図５を参照しつつ、図６に基づき説明する。
【００４７】
電子部品ユニット１０を製造するには、先ず、図６に示されるステップＳ１（準備工程）において、回路基板２０と伝熱基板３０とヒートシンク４０とを準備する。準備される回路基板２０には、一方の板面２０ａに第１の回路パターン層２１が形成され、他方の板面２０ｂに第２回路パターン層２２が形成されている。また、準備される伝熱基板３０には、基板本体３１の一方の板面３１ａに電気絶縁層３２と、この電気絶縁層３２上の伝熱用の金属箔層３３とが形成されている。
【００４８】
この準備工程の後に、ステップＳ２（第２半田層の形成工程）において、基板接合用の金属箔層２２と伝熱用の金属箔層３３との一方に、クリーム半田を塗布することにより第２半田層３４を形成する。この第２半田層３４は、金属箔層２２，３３の一方の上にクリーム半田がクリーム半田印刷機によって印刷（塗布）されることで、形成される。クリーム半田（Cream Solder）とは、半田の粒子を溶剤とフラックスとによって練り上げたクリーム状の半田のことである。
【００４９】
この第２半田層の形成工程の後に、ステップＳ３（第１実装工程）において、基板接合用の金属箔層２２と伝熱用の金属箔層３３とを、第２半田層３４を介して重ね合わせる。同時に基板接合用の金属箔層２２（第２回路パターン層２２）に第２半田層３４を介してシャント抵抗等の発熱素子６３（図５参照）を実装する。
【００５０】
この第１実装工程の後に、ステップＳ４（第１接合工程）において、第２半田層３４を再溶融することにより、基板接合用の金属箔層２２と伝熱用の金属箔層３３とを半田付けによって接合する。例えば、伝熱用の金属箔層３３及びシャント抵抗等の発熱素子６３がマウントされた状態の回路基板２０をリフロー炉に入れて加熱した後に冷却する（リフロープロセス）。この結果、第２半田層３４が再溶融した後に固まることにより、両方の金属箔層２２，３３同士が接合される。同時に、基板接合用の金属箔層２２に、シャント抵抗等の発熱素子６３が接合される。
【００５１】
この第１接合工程の後に、ステップＳ５（第１半田層の形成工程）において、回路基板２０を上下反転させて、第１回路パターン層２１にクリーム半田を塗布することにより第１半田層２６を形成する。この第１半田層２６は、上記第２半田層３４と同様に、第１回路パターン層２１にクリーム半田がクリーム半田印刷機によって印刷（塗布）されることで、形成される。
【００５２】
この第１半田層の形成工程の後に、ステップＳ６（第２実装工程）において、回路基板２０の第１回路パターン層２１に第１半田層２６を介して発熱素子６１を実装する。
【００５３】
この第２実装工程の後に、ステップＳ７（第２接合工程）において、発熱素子６１がマウントされた状態の回路基板２０をリフロー炉に入れて加熱した後に冷却する（リフロープロセス）。この結果、第１半田層２６が再溶融した後に固まることにより、第１回路パターン層２１に発熱素子６１が接合される。
【００５４】
この第２接合工程の後に、ステップＳ８（第３実装工程）において、回路基板２０の第１回路パターン層２１に形成されているリード取付孔に他の素子６２のリードを挿入することによって、他の素子６２を実装する。
【００５５】
この第３実装工程の後に、ステップＳ９（第３接合工程）において、他の素子６２がマウントされた状態の回路基板２０をフロー槽に通して半田付けする。この結果、回路基板２０の第１回路パターン層２１に他の素子６２が半田付けによって接合される。
【００５６】
この第３接合工程の後に、次のステップＳ１０（組付工程）において、ヒートシンク４０に伝熱基板３０の他方の板面３１ｂを重ね合わせ、伝熱基板３０と回路基板２０とを締結部材４１によって組み付ける。その後、ヒートシンク４０にカバー５０を被せることによって、電子部品ユニット１０の製造を完了する。
【００５７】
なお、ステップＳ２〜Ｓ４の実施と、ステップＳ５〜Ｓ７の実施とは、実施順序を入れ替えてもよい。
【００５８】
実施例１の電子部品ユニット１０の製造方法の説明をまとめると次の通りである。
上述した電子部品ユニット１０の製造方法によれば、金属箔層２２，３３の一方にクリーム半田を塗布することにより半田層３４（第２半田層３４）を形成し、両方の金属箔層２２，３３同士を半田層３４を介して重ね合わせ、この半田層３４を再溶融することにより、両方の金属箔層２２，３３同士を半田付けによって接合する。この結果、伝熱基板３０は回路基板２０に一体化される。伝熱基板３０の一方の面３１ａには、電気絶縁層３２を介して伝熱用の金属箔層３３が形成されているので、回路基板２０と伝熱基板３０との間を電気的に絶縁するための別個の部品（絶縁シートなど）は必要ない。従って、電子部品ユニット１０の構成部品を少なくできるとともに、組立工数を低減することができる。
【００５９】
次に、伝熱基板３０の他方の面３１ｂをヒートシンク４０に重ね合わせて組み付ける。このようにして、回路基板２０とヒートシンク４０との間に伝熱基板を介在させるとともに、これらの３つの部材２０，３０，４０を一体的に組み立てることができる。このように、回路基板２０とヒートシンク４０との間に伝熱基板３０を介在させるとともに、回路基板２０と伝熱基板３０とを半田によって接合するだけの、簡単な構成によって、発熱素子６１が発生する熱を外部に効率的に放散することができる。
【００６０】
また、回路基板２０に対して、発熱素子６１及び他の素子６２の両方を実装することができるので、発熱素子６１と他の電子素子６２とを接続するための配線は必要ない。従って、電子部品ユニット１０の構成部品を少なくできるとともに、組立工数を低減することができる。
【実施例２】
【００６１】
次に、実施例２に係る電子部品ユニットについて説明する。図７は実施例２の電子部品ユニット１０Ａの断面構造を示している。実施例２は、上記図３に示される実施例１の電子部品ユニット１０を、図７に示される電子部品ユニット１０Ａに変更したことを特徴とし、他の構成及び製造方法については上記図１〜図６に示す構成及び製造方法と同じなので、説明を省略する。
【００６２】
具体的には、実施例２の電子部品ユニット１０Ａは、回路基板２０において、発熱素子６１を実装するための実装エリア２４ａ（図４（ｂ）参照）に、少なくとも１つのスルーホール８１を有している。このスルーホール８１は、回路基板２０を板厚方向に貫通した孔である。スルーホール８１の壁面には、第１及び第２の金属箔層２１，２２を電気的に接続するための、環状の金属箔８２が形成されている。環状の金属箔８２は、例えば第１及び第２の金属箔層２１，２２と共に、スルーホール８１の壁面に印刷やメッキを施すことによって形成される。環状の金属箔８２は、第１及び第２の金属箔層２１，２２同士を電気的に接続するように、第１及び第２の金属箔層２１，２２に連なっている。
【００６３】
上述のように、伝熱用の金属箔層３３は、回路基板２０に形成されている、第１及び第２の金属箔層２１，２２の回路パターンに対して、同様のパターンに形成されている。第１及び第２の金属箔層２１，２２の回路パターンは、伝熱用の金属箔層３３のパターンに第２半田層３４を介して電気的に接続されている。このため、発熱素子６１に供給する電流を、第１及び第２の金属箔層２１，２２の回路パターンと、伝熱用の金属箔層３３のパターンとの、両方に流すことができる。つまり、伝熱用の金属箔層３３を有効活用することができる。
【００６４】
従って、第１の金属箔層２１の回路パターンの通電容量を低減することができる。その分、第１の金属箔層２１の回路パターンの厚みや幅を小さくすることができる。
【００６５】
または、第１の金属箔層２１の回路パターンと、第２の金属箔層２２の回路パターンと、伝熱用の金属箔層３３の回路パターンとから、発熱素子６１へ通電することにより、より一層大容量の発熱素子６１を回路基板２０に実装することができる。
【００６６】
上記スルーホール８１には、半田８３（ホール内半田８３）が充填されている。より具体的には、環状の金属箔８２の内部にホール内半田８３が充填されている。このホール内半田８３は、第１及び第２の金属箔層２１，２２と、第１及び第２半田層２６，３４と、ホール内半田８３とに連なることによって、互いに電気的に接続される。
【００６７】
また、発熱素子６１が発生した熱は、スルーホール８１に充填されている半田（ホール内半田）を介して伝熱基板３０に効率良く伝わり、さらにヒートシンク４０に伝わる。従って、放熱効果を一層高めることができる。
【００６８】
さらに、実施例２の電子部品ユニット１０Ａは、上記実施例１の電子部品ユニット１０と同様の作用、効果を有する
【実施例３】
【００６９】
次に、実施例３に係る電子部品ユニットについて説明する。図８は実施例３の電子部品ユニット１０Ｂの断面構造を示している。実施例３は、上記図７に示される実施例２の電子部品ユニット１０Ａを、図８に示される電子部品ユニット１０Ｂに変更したことを特徴とし、他の構成及び製造方法については上記図１〜図６に示す構成及び製造方法と同じなので、説明を省略する。
【００７０】
図８は、回路基板２０に複数の発熱素子６１，６１を実装した場合において、第１の金属箔層２１の回路パターンと、第２の金属箔層２２の回路パターンと、伝熱用の金属箔層３３の回路パターンとが、各々の発熱素子６１，６１に対応して互いに分離していることを示している。スルーホール８１は、各々の発熱素子６１，６１毎に、回路基板２０に少なくとも１つずつ有している。このため、各々の発熱素子６１，６１に対応しているスルーホール８１同士は電気的に非導通である。
【００７１】
さらに、実施例３の電子部品ユニット１０Ｂは、上記実施例１の電子部品ユニット１０と同様の作用、効果を有する
【実施例４】
【００７２】
次に、実施例４に係る電子部品ユニットについて説明する。図９は実施例４の電子部品ユニット１０Ｃの断面構造を示している。実施例４は、上記図１及び図３に示される実施例１の電子部品ユニット１０を、図９に示される電子部品ユニット１０Ｃに変更したことを特徴とし、他の構成及び製造方法については上記図１〜図６に示す構成及び製造方法と同じなので、説明を省略する。
【００７３】
回路基板２０は、発熱素子６１を複数実装するための複数の実装エリア２４ａ（図４（ｂ）参照）を有している。伝熱基板３０は、複数の実装エリア２４ａのそれぞれに対応するように分割されている。つまり、複数の伝熱基板３０は、それぞれ対応する実装エリア２４ａの大きさに合わせた、小さいものですむ。ヒートシンク４０の一方の板面４０ａは、それぞれの伝熱基板３０が重ね合わされる部分を除いて、凹部９１に形成されている。このように、比較的高価な伝熱基板３０を最低限に使用しながら、放熱効果が得られる。
【００７４】
さらに、実施例４の電子部品ユニット１０Ｃは、上記実施例１の電子部品ユニット１０と同様の作用、効果を有する
【００７５】
なお、本発明では、回路基板２０は、両面に金属箔層２１，２２を有した、いわゆる両面基板に限定されるものではなく、他方の板面２０ｂにのみ第２の金属箔層２２を有した片面基板の構成であってもよい。その場合には、第２の金属箔層２２に発熱素子６１を含む電子部品６０を実装すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の電子部品ユニット及びその製造方法は、車両用電動パワーステアリング装置のモータの駆動電流を制御する半導体スイッチング素子や音響用のパワー素子等の発熱素子が発生する熱を外部に放散するのに用いるのに好適である。
【符号の説明】
【００７７】
１０…電子部品ユニット、２０…回路基板、２０ａ…一方の板面、２０ｂ…他方の板面、２１…第１の金属泊箔層（第１回路パターン層）、２２…基板接合用の金属箔層（第２の金属泊箔層、第２回路パターン層）、２４ａ…実装エリア、３０…伝熱基板、３１…基板本体、３１ａ…一方の板面、３１ｂ…他方の板面、３２…電気絶縁層、３３…伝熱用の金属箔層、３４…半田層（第２半田層）、４０…ヒートシンク、４０ａ…一方の板面、６０…電子部品、６１…発熱素子、６２…他の素子、８１…スルーホール、８２…環状の金属箔、８３…スルーホールに充填された半田（ホール内半田）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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