(57)【要約】【課題】使用時に流れる電流によって発熱する部品の絶縁耐圧性能と放熱性能とを両立できる技術を提供する。【解決手段】素子搭載用基板４０は、Ａｌ、ＭｇおよびＴｉからなる群より選択される少なくとも一つの金属を含む材料で構成されている放熱基板１０と、放熱基板の上に積層されている絶縁樹脂層４２と、絶縁樹脂層の上に積層されている、パワーモジュールが搭載される配線層４４と、を備える。放熱基板１０は、絶縁樹脂層４２と対向するように設けられ、細長形状の空洞がランダムな方向に形成されているランダム多孔質層１４を有する。【選択図】図７
2014116328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ、ＭｇおよびＴｉからなる群より選択される少なくとも一つの金属を含む材料で構成されている放熱基板と、
前記放熱基板の上に積層されている絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層の上に積層されている、パワーモジュールが搭載される配線層と、を備え、
前記放熱基板は、
前記絶縁樹脂層と対向するように設けられ、細長形状の空洞がランダムな方向に形成されているランダム多孔質層を有する、
ことを特徴とする素子搭載用基板。
【請求項２】
前記放熱基板は、前記ランダム多孔質層よりも絶縁樹脂層側に形成されている縦型多孔質層を更に有し、
前記縦型多孔質層は、放熱基板の表面から内部に向かって円筒状の微小孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の素子搭載用基板。
【請求項３】
電極体と、
前記電極体が収容され、Ａｌ、ＭｇおよびＴｉからなる群より選択される少なくとも一つの金属を含む材料で構成されている筐体と、
前記筐体の外部に設けられ、前記電極体に電気的に接続されている外部端子とを備え、
前記筐体は、細長形状の空洞がランダムな方向に形成されているランダム多孔質層が筐体の内面側に形成されていることを特徴とする電池。
【請求項４】
電極体と、前記電極体が収容された筐体と、前記筐体の外部に設けられ、前記電極体に電気的に接続されている外部端子とをそれぞれ有し、互いに配列された複数の電池と、
複数の前記電池の外部端子同士を電気的に接続する接続部材と、を備え、
前記接続部材は、
Ａｌ、ＭｇおよびＴｉからなる群より選択される少なくとも一つの金属を含む材料で構成されている放熱基板と、
前記放熱基板の上に積層されている絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層の上に積層され、前記外部端子同士を導通する配線層と、を有し、
前記放熱基板は、
前記絶縁樹脂層と対向するように設けられ、細長形状の空洞がランダムな方向に形成されているランダム多孔質層を有する、
ことを特徴とする電池モジュール。
【請求項５】
前記放熱基板は、前記ランダム多孔質層よりも絶縁樹脂層側に形成されている縦型多孔質層を更に有し、
前記縦型多孔質層は、放熱基板の表面から内部に向かって円筒状の微小孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品の放熱基板の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等に代表されるパワーモジュールの開発が進められている。そのパワーモジュールは高電圧が印加されることから発熱量もかなり大きくなる。そのため、放熱性向上のために、パワーモジュールを金属基板上に搭載する構造が採用されている。その金属基板としては、軽量かつ熱伝導性に優れたアルミニウム合金の採用が進んでいる。
【０００３】
このような場合、アルミニウム基板に樹脂基板を高強度で接着させることが求められる。そこで、良好な酸化皮膜を高精度に形成することで、樹脂製絶縁材との接着性を向上させることができる、とされているプリント回路用アルミニウム基板が考案されている（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述のアルミニウム基板に形成されている酸化皮膜は、十分な絶縁耐圧性能がないため、アルミニウム基板と密着する樹脂製絶縁材の厚みを厚くする必要がある。そのため、プリント基板の放熱性の観点では更に改善の余地がある。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、使用時に流れる電流によって発熱する部品の絶縁耐圧性能と放熱性能とを両立できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の素子搭載用基板は、Ａｌ、ＭｇおよびＴｉからなる群より選択される少なくとも一つの金属を含む材料で構成されている放熱基板と、放熱基板の上に積層されている絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層の上に積層されている、パワーモジュールが搭載される配線層と、を備える。放熱基板は、絶縁樹脂層と対向するように設けられ、細長形状の空洞がランダムな方向に形成されているランダム多孔質層を有する。
【０００８】
この態様によると、放熱基板により放熱性能を向上することができる。また、ランダム多孔質層の働きにより放熱基板の絶縁耐圧性能が向上するため、絶縁樹脂層の厚みを薄くすることができる。その結果、放熱性能を更に向上することができる。
【０００９】
放熱基板は、ランダム多孔質層よりも絶縁樹脂層側に形成されている縦型多孔質層を更に有してもよい。縦型多孔質層は、放熱基板の表面から内部に向かって円筒状の微小孔が形成されていてもよい。これにより、縦型多孔質層を介して放熱基板と絶縁樹脂層との密着性が向上する。
【００１０】
本発明の別の態様は、電池である。この電池は、電極体と、電極体が収容され、Ａｌ、ＭｇおよびＴｉからなる群より選択される少なくとも一つの金属を含む材料で構成されている筐体と、筐体の外部に設けられ、電極体に電気的に接続されている外部端子とを備える。筐体は、細長形状の空洞がランダムな方向に形成されているランダム多孔質層が筐体の内面側に形成されている。
【００１１】
この態様によると、筐体により放熱性能を向上することができる。また、ランダム多孔質層の働きにより筐体の絶縁耐圧性能が向上するため、筐体の内面に形成する絶縁樹脂層の厚みを薄くする、または、絶縁樹脂層をなくすことができる。その結果、放熱性能を更に向上することができる。
【００１２】
本発明の更に別の態様は、電池モジュールである。この電池モジュールは、電極体と、電極体が収容された筐体と、筐体の外部に設けられ、電極体に電気的に接続されている外部端子とをそれぞれ有し、互いに配列された複数の電池と、複数の電池の外部端子同士を電気的に接続する接続部材と、を備える。接続部材は、Ａｌ、ＭｇおよびＴｉからなる群より選択される少なくとも一つの金属を含む材料で構成されている放熱基板と、放熱基板の上に積層されている絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層の上に積層され、外部端子同士を導通する配線層と、を有する。放熱基板は、絶縁樹脂層と対向するように設けられ、細長形状の空洞がランダムな方向に形成されているランダム多孔質層を有する。
【００１３】
この態様によると、放熱基板により放熱性能を向上することができる。また、ランダム多孔質層の働きにより放熱基板の絶縁耐圧性能が向上するため、絶縁樹脂層の厚みを薄くすることができる。その結果、放熱性能を更に向上することができる。
【００１４】
放熱基板は、ランダム多孔質層よりも絶縁樹脂層側に形成されている縦型多孔質層を更に有してもよい。縦型多孔質層は、放熱基板の表面から内部に向かって円筒状の微小孔が形成されていてもよい。これにより、縦型多孔質層を介して放熱基板と絶縁樹脂層との密着性が向上する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、使用時に流れる電流によって発熱する部品の絶縁耐圧性能と放熱性能とを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態に係る放熱基板を模式的に示した図である。
【図２】放熱基板の断面を走査型電子顕微鏡で撮影した写真を示す図である。
【図３】図２のＡ領域を拡大した写真を示す図である。
【図４】図２のＢ領域を拡大した写真を示す図である。
【図５】液中プラズマ処理を行う処理装置の概略を示す図である。
【図６】本実施の形態の放熱基板の絶縁耐圧試験の方法を示す模式図である。
【図７】図７（ａ）は、第１の実施の形態に係る素子搭載用基板の概略断面図、図７（ｂ）は、比較例に係る素子搭載用基板の概略断面図である。
【図８】第２の実施の形態に係る半導体モジュールの概略断面図である。
【図９】第３の実施の形態に係る電池モジュールの概略構成を示す模式図である。
【図１０】電池の概略構成を示す断面図である。
【図１１】電池の変形例に係る断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。なお、以下の各図に示す各層、各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。
【００１８】
（第１の実施の形態）
［放熱基板］
放熱基板は、Ａｌ、ＭｇおよびＴｉからなる群より選択される少なくとも一つの金属を含む材料で構成されている。なお、放熱性能や軽量化、コストの観点から、アルミニウムがより好適である。以下では、アルミニウムを用いた放熱基板を例に説明する。
【００１９】
図１は、第１の実施の形態に係る放熱基板を模式的に示した図である。図２は、放熱基板の断面を走査型電子顕微鏡で撮影した写真を示す図である。図３は、図２のＡ領域を拡大した写真を示す図である。図４は、図２のＢ領域を拡大した写真を示す図である。
【００２０】
放熱基板１０は、アルミニウム層１２と、アルミニウム層１２の上に形成されているランダム多孔質層１４と、ランダム多孔質層１４の上に形成されている縦型多孔質層１６と、を有する。ランダム多孔質層１４は、その層内に多数のカプセル状の細長い空洞がランダムな方向に形成されている層である。具体的には、ランダム多孔質層１４内において、細長い空洞は、その長軸方向がランダム多孔質層１４表面に対して鉛直な方向に沿った細長い空洞と、その長軸方向がランダム多孔質層１４表面に対して鉛直な方向から数度の角度だけ傾いた方向に沿った細長い空洞とが混在している。細長い空洞のうちほとんどが、ランダム多孔質層１４表面に対して鉛直な方向に沿った空洞である。
【００２１】
なお、ランダム多孔質層１４は、厚みが３０〜５０μｍ程度（図２では４１μｍ）であり、細長い空洞の直径は、０．０１〜０．１μｍ、空洞の長さは、ランダム多孔質層１４の厚みよりも短く、０．０１〜３．０μｍである。また、ランダム多孔質層１４内の細長い空洞は、直線状のカプセル形状のものだけでなく、非直線状（例えば、蛇行した形状）のカプセル形状のものも含まれている。
【００２２】
縦型多孔質層１６は、厚みが１〜３μｍ程度（図２では２μｍ）であり、放熱基板１０の表面から内部に向かって、細長くかつ放熱基板１０の表面から遠い側の面には達していない概ね円筒形状の微小孔が多数形成されている層である。微小孔の直径は、０．０１〜０．１μｍである。縦型多孔質層１６においては、微小孔の深さ方向は縦型多孔質層１６の表面に対して鉛直な方向に沿っている。
【００２３】
ランダム多孔質層１４は、上述のとおり、その表面に対して鉛直な方向に沿った空洞だけでなく、鉛直な方向から傾いた角度の方向の空洞が混在しているのに対して、縦型多孔質層１６内の微小孔は、縦型多孔質層１６の表面に対して鉛直な方向に沿った微小孔だけである点で異なる。ランダム多孔質層１４は角度の異なる空洞が混在していることから、縦型多孔質層１６よりも絶縁耐圧が高い。
【００２４】
［液中プラズマ処理］
放熱基板１０のランダム多孔質層１４や縦型多孔質層１６は、以下に述べる液中プラズマ処理により形成することができる。図５は、液中プラズマ処理を行う処理装置の概略を示す図である。
【００２５】
処理装置１８は、容器２０、気泡発生装置２２、処理液循環配管２４、循環器２６、熱交換器２８、空気配管３０および電源３２を備える。容器２０は、中性またはアルカリ性の処理液を収容する。気泡発生装置２２は、容器２０の底部に設けられており、処理液循環配管２４および空気配管３０が接続されている。そして、気泡発生装置２２は、空気配管３０から供給される空気により気泡を発生させる。
【００２６】
処理液循環配管２４は、その両端が容器２０の上部と底部に接続されており、循環器２６の働きによって処理液を容器２０の上部から底部へ送ることができる。それによって、容器２０内の処理液が循環される。熱交換器２８は、外部の冷却水を用いて処理液の温度を冷却する。
【００２７】
液中プラズマ処理の対象となる部品３４（Ａｌ基板）は、電源３２の正極と接続され、陽極として機能する。また、電源３２の負極は、容器２０内の処理液に浸漬している陰極３６と接続されている。この状態で、部品３４と陰極３６との間に交流が印加されると、処理液中でプラズマ放電（マイクロアーク）が生じる。交流の波形、処理時間、処理液の種類、濃度などを適宜調整することで、前述の放熱基板１０が得られる。
【００２８】
図６は、本実施の形態の放熱基板の絶縁耐圧試験の方法を示す模式図である。図６に示す放熱基板１０は、厚みが約１ｍｍである。放熱基板１０は、アルミニウム層１２の両側にそれぞれランダム多孔質層１４および縦型多孔質層１６が積層されている。そして、アルミニウム層１２と一方の縦型多孔質層１６の表面との間に交流電圧を印加する。その結果、本実施の形態に係る放熱基板１０では、３．０ｋＶの印加電圧でも放熱基板１０において絶縁破壊は生じなかった。つまり、本実施の形態に係る放熱基板１０は、従来の陽極酸化法で形成したアルミ酸化皮膜（以下、「アルミ酸化皮膜」という）を形成したＡｌ基板の絶縁耐圧性能（約１．０ｋＶ）と比較して、高い絶縁耐圧性能を有する。
【００２９】
図７（ａ）は、第１の実施の形態に係る素子搭載用基板の概略断面図、図７（ｂ）は、比較例に係る素子搭載用基板の概略断面図である。
【００３０】
素子搭載用基板４０は、放熱基板１０と、放熱基板１０の上に積層されている絶縁樹脂層４２と、絶縁樹脂層４２の上に積層されている配線層４４と、を備える。放熱基板１０は、アルミニウム層１２と、少なくともランダム多孔質層１４を含むプラズマ処理膜４６とを有する。ランダム多孔質層１４は、絶縁樹脂層４２と対向するように設けられている。配線層４４は、例えば、銅（Ｃｕ）配線が用いられる。配線層４４には、例えば、発熱量が比較的多いパワーモジュールが搭載される。
【００３１】
上述のように、本実施の形態に係る素子搭載用基板４０は、放熱基板１０により放熱性能を向上することができる。また、ランダム多孔質層１４の働きにより放熱基板１０の絶縁耐圧性能が向上するため、絶縁樹脂層４２の厚みを薄くしても素子搭載用基板４０として要求される絶縁耐圧性能を満たすことができる。また、絶縁樹脂層４２が薄くなることで、放熱性能が更に向上する。
【００３２】
なお、放熱基板１０は、ランダム多孔質層１４よりも絶縁樹脂層４２側に形成されている縦型多孔質層１６を更に有してもよい。縦型多孔質層１６は、表面から内部に向かって円筒状の微小孔が形成されているため、例えば、絶縁樹脂層４２の接着成分が微小孔に入り込むことで、放熱基板１０と絶縁樹脂層４２との密着性が向上する。
【００３３】
一方、図７（ｂ）に示すように、比較例に係る素子搭載用基板５０は、放熱基板５２の上に積層されている絶縁樹脂層５４と、絶縁樹脂層５４の上に積層されている配線層５６と、を備える。放熱基板５２は、アルミニウム層５８と、アルミ酸化皮膜６０とを有する。アルミ酸化皮膜６０は、十分な絶縁耐圧性能を有していないため、配線層５６とアルミニウム層５８との間で必要な所定の絶縁耐圧性能を満たすには、絶縁樹脂層５４の厚みを厚くする必要がある。その結果、比較例に係る素子搭載用基板５０は、本実施の形態に係る素子搭載用基板４０と比較して放熱性能が低下してしまう。
【００３４】
（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態に係る半導体モジュールの概略断面図である。図８に示すように、半導体モジュール７０は、放熱基板１０、絶縁樹脂層４２、パワーモジュールが搭載される配線層７２、ヒートスプレッダ７４、チップ部品７６、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）７８およびＦＷＤ（Free Wheeling Diode）８０を備える。
【００３５】
放熱基板１０は、厚さ１．５ｍｍのアルミニウム層１２と、厚さ４０μｍのプラズマ処理膜４６とからなる。プラズマ処理膜４６は、少なくともランダム多孔質層１４を含んでいる。放熱基板１０の上に積層されている絶縁樹脂層４２は、厚さが約３０μｍである。配線層７２は、厚さ７０μｍの銅配線８２と、厚さ１００μｍのソルダーレジスト８４とからなる。チップ部品７６は、例えば、コンデンサや抵抗などの受動素子であり、ソルダーレジスト８４の開口部から露出している銅配線８２に搭載されている。
【００３６】
高電圧が印加され発熱量も多いＩＧＢＴ７８およびＦＷＤ８０は、ヒートスプレッダ７４を介して配線層７２に搭載されている。ＩＧＢＴ７８およびＦＷＤ８０は、直径が２００〜５００μｍ程度のＡｌワイヤ８６，８８を介して、銅配線８２と接続されている。
【００３７】
上述のように、本実施の形態に係る半導体モジュール７０は、放熱基板１０により放熱性能を向上することができる。また、ランダム多孔質層１４の働きにより放熱基板１０の絶縁耐圧性能が向上するため、絶縁樹脂層４２の厚みを薄くしても半導体モジュール７０として要求される絶縁耐圧性能を満たすことができる。絶縁樹脂層４２が薄くなることで、放熱性能が更に向上する。このように、放熱基板１０は、ＩＧＢＴ７８およびＦＷＤ８０のように高電圧が印加され発熱量も多いパワーモジュール用基板に好適である。
【００３８】
（第３の実施の形態）
［電池モジュール］
図９は、第３の実施の形態に係る電池モジュールの概略構成を示す模式図である。電池モジュール１１０は、互いに離間して配列されている複数の電池（単セル）１３０と、複数の電池の外部端子同士（正極端子１５０および負極端子１６０）を電気的に接続する回路基板１１２と、複数の電池１３０の、外部端子と反対側の底部（下部）領域を支持する放熱フィン１１４と、回路基板１１２に搭載されている制御ＩＣ１１６と、を備える。
【００３９】
［回路基板］
回路基板１１２は、放熱基板１１８、絶縁樹脂層１２０および配線層１２２を有する。放熱基板１１８は、絶縁樹脂層１２０の一方の主表面に配置されている。放熱基板１１８は、熱伝導性に優れたＡｌ、Ｍｇなどの金属を平板状にした部材であり、回路基板１１２の放熱性を高める。
【００４０】
絶縁樹脂層１２０は、例えば、ＢＴレジン等のメラミン誘導体、液晶ポリマー、エポキシ樹脂、ＰＰＥ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミドビスマレイミド等の熱硬化性樹脂が例示される。回路基板１１２の放熱性向上の観点から、絶縁樹脂層１２０は高熱伝導性を有することが望ましい。このため、絶縁樹脂層１２０は、銀、ビスマス、銅、アルミニウム、マグネシウム、錫、亜鉛およびこれらの合金などを高熱伝導性フィラーとして含有することが好ましい。
【００４１】
配線層１２２は、絶縁樹脂層１２０の他方の主表面に所定パターンをなして形成されている。本実施の形態の配線層１２２は銅で形成されている。
【００４２】
配線層１２２には、電子部品である制御ＩＣ１１６が搭載されている。電子部品としては、制御ＩＣ以外にも、抵抗、コンデンサなどの受動素子であってもよい。制御ＩＣ１１６は、電池１３０の電圧や温度を監視し、電池１３０の接続状態を制御する回路部を構成する。より具体的には、回路部は、各電池１３０の電圧や温度を監視し、電圧や温度が異常を示した場合に、当該電池１３０のみ、または当該電池１３０を含む複数の電池の接続を遮断する機能等を備えている。
【００４３】
また、回路基板１１２の一方の主表面には、電池１３０が接続されている。具体的には、電池１３０の外部端子（正極端子１５０および負極端子１６０）と回路基板１１２の配線層１２２とが接続されている。
【００４４】
［電池］
図１０は、電池１３０の概略構成を示す断面図である。電池１３０は、図１０に示すように、外装缶（筐体）１３１内に、正負極が渦巻状に巻回されてなる電極体１３２が外装缶１３１の缶軸方向に対し横向きに収納されており、封口板１３３により外装缶１３１の開口が封口されている。封口板１３３には電池１３０の外方に突出した正極端子１５０と負極端子１６０が設けられている。また、封口板１３３には、ガス排出弁（図示せず）が形成されている。
【００４５】
正極端子１５０は、ガスケット１３４に当接された状態で、封口板１３３の正極用開口に嵌め込まれている。また、正極端子１５０は、封口板１３３の電池内側において正極タブ部材１５３と接続している。なお、封口板１３３の正極用開口に嵌め込まれた正極端子１５０の端部には、封口板１３３の正極用開口に沿って側壁が形成されるような凹部１５１が設けられている。凹部１５１の縁部分が広がるようにかしめることで、正極端子１５０が固定されている。正極端子１５０の芯部（図示せず）はアルミニウムで形成されており、芯部の周りを銅めっき層（図示せず）が被覆している。正極タブ部材１５３と封口板１３３の電池内側面との間に絶縁板１３５が設けられている。封口板１３３の正極用開口において、絶縁板１３５とガスケット１３４とが当接している。これにより、正極タブ部材１５３および正極端子１５０が封口板１３３から絶縁されている。
【００４６】
正極タブ部材１５３は、電極体１３２の一方の端面から突出した正極集電板群１３２ａに接続されている。なお、正極集電板群１３２ａは、電極体１３２の一方の端面から突出した複数の正極集電板を束ねたものである。
【００４７】
負極端子１６０は、ガスケット１３４に当接された状態で、封口板１３３の負極用開口に嵌め込まれている。また、負極端子１６０は、封口板１３３の電池内側において負極タブ部材１６２と接続している。なお、封口板１３３の負極用開口に嵌め込まれた負極端子１６０の端部には、封口板１３３の負極用開口に沿って側壁が形成されるような凹部１６１が設けられている。凹部１６１の縁部分が広がるようにかしめることで、負極端子１６０が固定されている。負極端子１６０は全体が銅で形成されている。負極タブ部材１６２と封口板１３３の電池内側面との間に絶縁板１３５が設けられている。封口板１３３の負極用開口において、絶縁板１３５とガスケット１３４とが当接している。これにより、負極タブ部材１６２および負極端子１６０が封口板１３３から絶縁されている。
【００４８】
負極タブ部材１６２は、電極体１３２の他方の端面から突出した負極集電板群１３２ｂに接続されている。なお、負極集電板群１３２ｂは、電極体１３２の他方の端面から突出した複数の負極集電板を束ねたものである。
【００４９】
このように、本実施の形態に係る電池１３０は、電極体１３２に電気的に接続されている外部端子として、正極端子１５０および負極端子１６０を有している。
【００５０】
図９に示す電池モジュール１１０においては、電池１３０は放熱基板１１８と放熱フィン１１４との間に配置されている。放熱基板１１８は、前述の放熱基板１０とほぼ同様の構成であり、プラズマ処理膜４６がアルミニウム層１２の片面ではなく両面に設けられている点が異なる。電池１３０の熱は放熱基板１１８や放熱フィン１１４を介して放熱される。
【００５１】
上述のように、本実施の形態に係る電池モジュール１１０は、電極体１３２と、電極体が収容された外装缶１３１と、外装缶１３１の外部に設けられ、電極体１３２に電気的に接続されている外部端子（正極端子１５０および負極端子１６０）とをそれぞれ有し、互いに配列された複数の電池１３０と、複数の電池１３０の外部端子同士を電気的に接続する接続部材としての回路基板１１２と、を備える。
【００５２】
回路基板１１２は、Ａｌ、ＭｇおよびＴｉからなる群より選択される少なくとも一つの金属を含む材料で構成されている放熱基板１１８と、放熱基板１１８の上に積層されている絶縁樹脂層１２０と、絶縁樹脂層１２０の上に積層され、外部端子同士を導通する配線層１２２と、を有する。放熱基板１１８は、絶縁樹脂層１２０と対向するように設けられ、細長形状の空洞がランダムな方向に形成されているランダム多孔質層１４を有する。
【００５３】
したがって、電池モジュール１１０は、前述の実施の形態で述べた理由と同様に、放熱基板１１８により放熱性能が向上する。またランダム多孔質層１４の働きにより放熱基板１１８の絶縁耐圧性能が向上するため、絶縁樹脂層１２０の厚みを薄くすることができる。その結果、放熱性能を更に向上することができる。また、本実施の形態に係る放熱基板１１８は、絶縁樹脂層１２０側と反対側にもプラズマ処理膜４６が形成されている。プラズマ処理膜４６は、前述のように、含まれているランダム多孔質層１４の働きにより絶縁耐圧性能が高い。そのため、放熱基板１１８の外側の面を絶縁フィルムなどで覆う必要がなくなり、放熱性能が更に向上する。
【００５４】
放熱基板１１８は、ランダム多孔質層１４よりも絶縁樹脂層１２０に形成されている縦型多孔質層１６を更に有してもよい。これにより、縦型多孔質層１６を介して放熱基板１１８と絶縁樹脂層１２０との密着性が向上する。
【００５５】
なお、電池１３０の外装缶１３１を、Ａｌ、ＭｇおよびＴｉからなる群より選択される少なくとも一つの金属を含む材料で構成してもよい。そして、外装缶１３１の内面側に、前述のランダム多孔質層１４を形成することで、絶縁耐圧性能が向上する。そのため、外装缶１３１の内面を覆う絶縁樹脂層の厚みを薄くする、または、絶縁樹脂層を省略できる。その結果、放熱性能を更に向上することができる。
【００５６】
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００５７】
図１１は、電池の変形例に係る断面図である。電池２００は、円筒の外装缶２０２の内部に正極板２０４と負極板２０６とが渦巻状に巻回されてなる電極体２０８が外装缶２０２の缶軸方向に対して平行に収納されている。このような外装缶２０２を、Ａｌ、ＭｇおよびＴｉからなる群より選択される少なくとも一つの金属を含む材料で構成してもよい。そして、外装缶２０２の内面側に、前述のランダム多孔質層１４を形成することで、電池２００の絶縁耐圧性能が向上する。そのため、外装缶２０２の外面を覆う絶縁樹脂層の厚みを薄くする、または、絶縁樹脂層を省略できる。その結果、電池２００の放熱性能を更に向上することができる。
【００５８】
なお、上述の各実施の形態では、使用時に流れる電流によって発熱する部品として、パワーモジュール用の素子搭載用基板や電池モジュール、電池などを例に説明した。しかしながら、部品はこれらに限られるものではなく、絶縁耐圧性能が求められるあらゆる電気機器、電子部品に本願発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  放熱基板、  １２  アルミニウム層、  １４  ランダム多孔質層、  １６  縦型多孔質層、  ４０  素子搭載用基板、  ４２  絶縁樹脂層、  ４４  配線層、  ４６  プラズマ処理膜、  ７０  半導体モジュール、  ７２  配線層、  ７８  ＩＧＢＴ、  ８０  ＦＷＤ、  ８２  銅配線、  １１０  電池モジュール、  １１２  回路基板、  １１８  放熱基板、  １２０  絶縁樹脂層、  １２２  配線層、  １３０  電池、  １３１  外装缶、  １３２  電極体、  １５０  正極端子、  １６０  負極端子。
【図１】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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