(57)【要約】【課題】熱伝導部材の厚さを薄くしてまたは無くすことで、放熱効率を向上させ得る多層基板の放熱構造およびその製造方法を提供する。【解決手段】複数の半導体素子Ｑａ，Ｑｂ（電子部品）が内蔵される多層基板１２と、放熱を行う放熱体１４とを有する多層基板の放熱構造１０において、多層基板１２には複数の半導体素子Ｑａ，Ｑｂが内蔵され、複数の半導体素子Ｑａ，Ｑｂと熱伝導部材１３または放熱体１４との間には、層間接続部を有さずに絶縁層となる基部１２５が配置される構成とした。この構成によれば、基部１２５と放熱体１４との間隔を狭く（すなわち熱伝導部材１３の厚さを薄く）または無くすことができるので、放熱効率を向上させることができる。また、加熱加圧処理されることによって複数の多層基板１２を回路基板１１に実装するとき放熱体１４に対向する面を平坦化できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性材料からなる複数の基部が加熱加圧処理されることによって層間接続部と電気的に接続される導体パターンが多層に配置されるとともに電子部品が内蔵される多層基板と、放熱を行う放熱体とを有する多層基板の放熱構造において、
前記多層基板には複数の前記電子部品（Ｑａ，Ｑｂ）が内蔵され、
複数の前記電子部品と、熱伝導部材（１３）または前記放熱体（１４）との間には、前記層間接続部を有さずに絶縁層となる前記基部（１２５）が配置されることを特徴とする多層基板の放熱構造。
【請求項２】
絶縁層となる前記基部と隣接する層の前記基部は、前記放熱体に対向する面に前記導体パターン（１２ｃ）が配置されることを特徴とする請求項１に記載の多層基板の放熱構造。
【請求項３】
一または複数の前記多層基板は、前記熱伝導部材または前記放熱体とは反対側の面で回路基板（１１）上に非積層方向に並べて配置され、前記熱伝導部材を介して前記放熱体に放熱されるか、または、前記熱伝導部材を介さずに直接前記放熱体に放熱されることを特徴とする請求項１または２に記載の多層基板の放熱構造。
【請求項４】
前記電子部品は、一または複数の前記基部によって形成される収容部（１２ｄ）に収容されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の多層基板の放熱構造。
【請求項５】
前記電子部品と、前記電子部品が収容される前記基部とは、ほぼ同一の厚みを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の多層基板の放熱構造。
【請求項６】
絶縁性材料からなる複数の基部について、前記基部ごとに片面上または両面上に導体パターンを成形し、前記基部の所定位置に層間接続材料が充填されるビアホールを成形する基部成形工程と、
複数の前記電子部品が収容される前記基部（１２３）と、熱伝導部材（１３）または放熱体（１４）との間に、前記熱伝導部材または前記放熱体に対向する面に前記導体パターン（１２ｃ）が配置される前記基部（１２４）と、前記層間接続部を有さずに絶縁層となる前記基部（１２５）とを配置したうえで、複数の前記基部（１２１〜１２５）を積層する積層工程と、
前記積層工程によって積層された積層体に対して、プレス型（Ｊ１，Ｊ２）を用いて加熱しながら加圧することにより、前記基部を相互に接着して多層基板（１２）を形成する加熱加圧工程と、
前記加熱加圧工程によって形成された一以上の前記多層基板の片面側に、前記熱伝導部材を介して前記放熱体を配置する放熱体配置工程、または、前記熱伝導部材を介さずに前記放熱体を直接加熱圧着する加工工程と、
を有することを特徴とする多層基板の放熱構造の製造方法。
【請求項７】
前記加熱加圧工程は、回路基板（１１）上に一以上の前記多層基板を非積層方向に並べて配置してから、前記プレス型を用いて加熱しながら加圧することを特徴とする請求項６に記載の多層基板の放熱構造の製造方法。
【請求項８】
前記放熱体配置工程は、回路基板（１１）上に一または複数の前記多層基板を非積層方向に並べて配置してから、前記放熱体を配置することを特徴とする請求項６に記載の多層基板の放熱構造の製造方法。
【請求項９】
前記加工工程は、回路基板（１１）と前記放熱体との間に一または複数の前記多層基板を非積層方向に並べて配置してから、前記プレス型を用いて加熱しながら加圧することを特徴とする請求項６に記載の多層基板の放熱構造の製造方法。
【請求項１０】
絶縁性材料からなる複数の基部について、前記基部ごとに片面上または両面上に導体パターンを成形し、前記基部の所定位置に層間接続材料が充填されるビアホールを成形する基部成形工程と、
複数の前記電子部品が収容される前記基部（１２３）と、熱伝導部材（１３）または放熱体（１４）との間に、前記熱伝導部材または前記放熱体に対向する面に前記導体パターン（１２ｃ）が配置される前記基部（１２４）と、前記層間接続部を有さずに絶縁層となる前記基部（１２５）とを配置したうえで、複数の前記基部（１２１〜１２５）を積層する積層工程と、
前記回路基板と前記放熱体との間に一または複数の前記積層体を非積層方向に並べて配置し、プレス型（Ｊ１，Ｊ２）を用いて加熱しながら加圧する加熱加圧工程と、
を有することを特徴とする多層基板の放熱構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層基板と放熱体とを有する多層基板の放熱構造と、当該多層基板の放熱構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、半導体素子の放熱性に優れ、安価にすることを目的とする多層基板に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。この多層基板は、上下両表面に半導体素子と絶縁された放熱板を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５８５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、モータ駆動回路を構成している半導体素子（例えばＭＯＳ−ＦＥＴ等）の放熱構造として、表面実装部品（パッケージ品を含むＳＭＤやベアチップ等）を基板表面に実装し、基板裏面を放熱体に接触させて放熱する構造がある。この構造では、基板裏面に部品が実装できない、基板を介して放熱するため放熱効率が悪くなる等の問題がある。
【０００５】
また、基板実装面の反対側に放熱面を有する表面実装部品を使用し、表面実装部品の放熱面に熱伝導部材を介して放熱板を接触させる構造がある。複数の表面実装部品を基板に実装して放熱体を取り付ける場合、各表面実装部品の厚さ（高さ）にバラツキがあれば熱伝導部材の厚さもばらつく。さらに、一般に放熱体は導電体であるため、熱伝導部材で放熱体と表面実装部品との間の絶縁性を確保する必要がある。よって、熱伝導部材が一番薄くなる表面実装部品と放熱体との間の絶縁性を確保しつつ、熱伝導部材が一番厚くなる表面実装部品に合わせて熱設計を行う必要があり、単品を放熱体に取り付ける場合よりも高性能の熱伝導部材を使わなければならないという問題がある。
【０００６】
上述した各問題は、特許文献１に記載された多層基板でも同様に起きる。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、熱伝導部材の厚さを薄くする又は無くすことで、放熱効率を向上させ得る多層基板の放熱構造およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、絶縁性材料からなる複数の基部が加熱加圧処理されることによって層間接続部と電気的に接続される導体パターンが多層に配置されるとともに電子部品が内蔵される多層基板と、放熱を行う放熱体とを有する多層基板の放熱構造において、前記多層基板には複数の前記電子部品（Ｑａ，Ｑｂ）が内蔵され、複数の前記電子部品と、熱伝導部材（１３）または前記放熱体（１４）との間には、前記層間接続部を有さずに絶縁層となる前記基部（１２５）が配置されることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、複数の電子部品と熱伝導部材又は放熱体との間には、共通する基部（以下では「共通基部」と呼ぶ。）が配置される。当該共通基部は、層間接続部を有さずに絶縁層となり電子部品と放熱体との間の絶縁性が確保できる。よって共通基部と放熱体との間隔（すなわち熱伝導部材の厚さ）を薄く又は無くすことができるので、放熱効率を向上させることができる。
【００１０】
第２の発明は、複数の前記多層基板は、前記熱伝導部材または前記放熱体とは反対側の面で回路基板（１１）上に非積層方向に並べて配置され、前記熱伝導部材を介して前記放熱体に放熱されるか、または、前記熱伝導部材を介さずに直接前記放熱体に放熱されることを特徴とする。この構成によれば、複数の多層基板を備え、しかも加熱と加圧によって高さがほぼ同一になる。したがって、多層基板を構成する基部と放熱体との間隔を狭く（すなわち熱伝導部材の厚さを薄く）または無くすことができるので、放熱効率を向上させることができる。
【００１１】
第３の発明は、多層基板の放熱構造の製造方法において、絶縁性材料からなる複数の基部について、前記基部ごとに片面上または両面上に導体パターンを成形し、前記基部の所定位置に層間接続材料が充填されるビアホールを成形する基部成形工程と、複数の前記電子部品が収容される前記基部（１２３）と、熱伝導部材（１３）または放熱体（１４）との間に、前記熱伝導部材または前記放熱体に対向する面に前記導体パターン（１２ｃ）が配置される前記基部（１２４）と、前記層間接続部を有さずに絶縁層となる前記基部（１２５）とを配置したうえで、複数の前記基部（１２１〜１２５）を積層する積層工程と、前記積層工程によって積層された積層体に対して、プレス型（Ｊ１，Ｊ２）を用いて加熱しながら加圧することにより、前記基部を相互に接着して多層基板を形成する加熱加圧工程と、前記加熱加圧工程によって形成された一以上の前記多層基板の片面側に、前記熱伝導部材を介して前記放熱体を配置する放熱体配置工程、または、前記熱伝導部材を介さずに前記放熱体を直接加熱圧着する加工工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、積層工程において複数の電子部品と熱伝導部材又は放熱体との間には共通基部が配置される。当該共通基部は、層間接続部を有さずに絶縁層となるため、共通基部と放熱体との間隔（すなわち熱伝導部材の厚さ）を薄くまたは無くすことができるので、放熱効率を向上させることができる。
【００１３】
なお「絶縁性材料」は絶縁性の樹脂であれば任意であるが、熱可塑性樹脂がよい。「基部（基材）」は、絶縁性材料で成形される板状部材（フィルム状部材を含む）であって、導体を成形できれば任意である。「導体」は、導体パターン，層間接続部，ビアホール等のような導電部材が該当する。多層基板を構成する基部の数（すなわち積層数）は任意であるが、現実的には数十層（例えば５０層等）程度が上限になる。「多層基板」には、ＰＡＬＡＰ（登録商標；Patterned Prepreg Lay Up Process）や、多層プリント基板を含む。「熱伝導部材」は、熱伝導性のゲルやグリス，接着剤，シート等であれば材質（材料を含む）を問わない。「放熱体」は主に放熱を行う部材であり、放熱板やヒートシンク等が該当し、一般に導電性を有する。当該放熱体は、冷却器や加熱器との間で熱伝導を行う熱伝導部材として利用してもよい。放熱体を熱伝導部材として利用する場合には、放熱効率を熱伝導率（あるいは伝熱効率）と読み替える。「電子部品」は、多層基板（基部）に実装や内蔵可能であれば任意である。例えば、半導体素子（スイッチング素子，ダイオード，半導体リレー，ＩＣ等）、抵抗器、コンデンサ（キャパシタを含む）、コイル（リアクトルを含む）などのうちで一以上が該当する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】多層基板の放熱構造の第１構成例を模式的に示す断面図である。
【図２】回転電機を制御する制御システムの構成例を示す模式図である。
【図３】基部成形工程の一例を示す図である。
【図４】積層工程の一例を示す図である。
【図５】第１の加熱加圧工程の一例を示す図である。
【図６】第２の加熱加圧工程の一例を示す図である。
【図７】放熱体配置工程の一例を示す図である。
【図８】加工工程の一例を示す図である。
【図９】多層基板の放熱構造の第２構成例を模式的に示す断面図である。
【図１０】積層工程の一例を示す図である。
【図１１】加熱加圧工程の一例を示す図である。
【図１２】多層基板の放熱構造の第３構成例を模式的に示す断面図である。
【図１３】多層基板の放熱構造の第４構成例を模式的に示す断面図である。
【図１４】多層基板の放熱構造の第５構成例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的に接続することを意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。英数字の連続符号は記号「〜」を用いて略記する。例えば、「基部１２１〜１２５」は「基部１２１，１２２，１２３，１２４，１２５」を意味する。
【００１６】
〔実施の形態１〕
実施の形態１は、回路基板と放熱体との間に一の多層基板を有する多層基板の放熱構造であって、図１〜図７を参照しながら説明する。図１に示す多層基板の放熱構造１０は、回路基板１１，多層基板１２，熱伝導部材１３，放熱体１４などを有する。
【００１７】
回路基板１１は、導体パターンが成形され、電子部品が実装される基板である。本形態では、図２に示す３相（例えばＵ相，Ｖ相，Ｗ相）の回転電機２０を制御可能に構成される。具体的には、制御回路３０、抵抗器Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗ、コンデンサＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗ、半導体素子Ｑ１〜Ｑ６，Ｑ１１〜Ｑ１５などを有する。ただし、半導体素子Ｑ１〜Ｑ６のうちで多層基板１２に内蔵される半導体素子を除く。
【００１８】
回転電機２０は、回転する部位（例えば軸やシャフト等）を有する機器であれば任意である。例えば、発電機，電動機，電動発電機等が該当する。制御回路３０は、半導体素子Ｑ１〜Ｑ６に信号（例えばＰＷＭ信号等）を伝達してオン／オフを制御する。この制御によって、電力源Ｅからフィルタ回路（コイルＬｅおよびコンデンサＣｅ）を介して供給される電力を変換して回転電機２０に出力する。電力源Ｅはバッテリ（特に二次電池）や燃料電池等が該当する。二次電池の場合には、回転電機２０で発生する回生電力がダイオードを介して電力源Ｅに蓄電される。
【００１９】
多層基板１２は、複数の基部が加熱加圧処理されることによって層間接続部と接続される導体パターンが多層に配置される。本形態の多層基板１２は、５層の基部１２１〜１２５を積層して構成される。基部１２１〜１２５は、いずれも絶縁性材料（例えば熱可塑性樹脂等）からなる。基部１２１〜１２５の各厚さは任意であり、均一の厚さでもよく、不均一の厚さでもよい。また、各基部は、より薄い基部を重ね合わせて形成されてもよい。ただし、半導体素子Ｑａ，Ｑｂが収容される基部１２３は、半導体素子Ｑａ，Ｑｂとほぼ同一の厚さにする。「ほぼ同一の厚さ」は、後述する加熱加圧工程を行った後の厚さであって、加熱加圧に伴う製造公差の範囲を含む。基部１２１〜１２４は、加熱加圧処理されることによって層間接続材料１２ａと接続される導体パターン１２ｃが多層に配置される。接続後は、層間接続部に相当する導体Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５になる。基部１２５は、上述した共通基部に相当し、層間接続部を有さずに絶縁層となる。
【００２０】
図１に示す多層基板１２は、モータ駆動回路の１相分を形成し（図２に破線で囲む部位を参照）、電子部品としての半導体素子Ｑａ，Ｑｂ（具体的にはＭＯＳ−ＦＥＴ）を内蔵する。具体的な構成例については後述する（図３〜図６を参照）。本形態では、半導体素子Ｑａは図２に示す半導体素子Ｑ１に相当し、半導体素子Ｑｂは半導体素子Ｑ２に相当する。なお図２では、半導体素子Ｑ１，Ｑ２の入力端子（ドレイン端子）と出力端子（ソース端子）との間にフリーホイールダイオードとして機能するダイオードを並列接続する。このダイオードは、現実に接続する電子部品でもよく、半導体素子内に寄生する寄生ダイオードでもよい。
【００２１】
熱伝導部材１３は、多層基板１２（具体的には基部１２５）と放熱体１４との間に介在され、両者の接合部に生ずる微細な隙間を埋めて熱抵抗を下げる部材である。本形態では熱伝導性のゲルを適用するが、グリス，接着剤，シート等の熱伝導部材を適用してもよい。隙間が小さいほど熱抵抗も下がるので、熱伝導部材１３の厚さも薄いほうがよい。また、熱伝導部材１３を介さずに、基部１２５と放熱体１４とを直接加熱圧着することもできる。放熱体１４は、外部に熱を放出する部材であれば任意であり、例えば放熱板や放熱フィンなどが該当する。この放熱体１４は、別途に備える冷却器や加熱器との間で熱伝導を行う熱伝導部材として利用してもよい。
【００２２】
次に上記多層基板の放熱構造１０を製造する方法について、図３〜図７を参照しながら説明する。多層基板の放熱構造１０を製造するには、基部成形工程、積層工程、加熱加圧工程、放熱体配置工程などを有する。以下では、各工程について簡単に説明する。
【００２３】
（基部成形工程）
基部成形工程では、図３に示す基部１２１〜１２４について、基部ごとに片面上または両面上に導体パターン１２ｃを成形し、基部１２１〜１２４の所定位置に層間接続材料１２ａ（例えば導電性ペースト等）が充填されるビアホール１２ｂを成形する。
【００２４】
例えば基部１２１は、ビアホール１２ｂがあけられ、層間接続材料１２ａをビアホール１２ｂに充填される。基部１２２，１２４は、層間接続材料１２ａおよびビアホール１２ｂのほかに、導体パターン１２ｃが成形される。基部１２４に成形する導体パターン１２ｃは、放熱効果を高めるために面積を大きく確保するとよい。基部１２３は、層間接続材料１２ａおよびビアホール１２ｂのほかに、「収容部」に相当する収容穴１２ｄが成形される。なお図３に示すように、基本的に所定位置は基部によって異なるが、例外的に同一位置となる基部となる場合もある。導体パターン１２ｃについても同様である。これに対して基部１２５は、層間接続材料１２ａを有さずに絶縁層とする。
【００２５】
（積層工程）
積層工程では、図４に示すように、上記基部成形工程によって成形された基部１２１〜１２４と、層間接続部を持たない基部１２５とを積層する。積層前または積層中には、半導体素子Ｑａ，Ｑｂを基部１２３の収容穴１２ｄに収容する。基部１２５は、基部１２３と熱伝導部材１３との間に位置するように配置する（図１を参照）。
【００２６】
（加熱加圧工程）
加熱加圧工程は、第１の加熱加圧工程と、第２の加熱加圧工程とを有する。第１の加熱加圧工程では、積層工程によって積層された積層体に対して、図５に示すように治具Ｊ１，Ｊ２（プレス型）を用いて加熱しながら加圧する。図５の例では治具Ｊ１を矢印Ｄ１方向に移動させ、治具Ｊ２を矢印Ｄ２方向に移動させているが、治具Ｊ１，Ｊ２が相対的に狭まる方向に移動させればよい。加熱と加圧によって、熱可塑性樹脂である基部１２１〜１２５を相互に接着するとともに、層間接続材料１２ａ，導体パターン１２ｃ，半導体素子Ｑａ，Ｑｂ等の接続を行い、図４に示す多層基板１２を形成する。多層基板１２の形成により、図１と図２に示す導体Ｌ１〜Ｌ５も成形される。
【００２７】
次に、第２の加熱加圧工程では、回路基板１１と多層基板１２とに対して図６に示すように治具Ｊ１，Ｊ２（プレス型）を用いて加熱しながら加圧する。図６の例では治具Ｊ１を矢印Ｄ１方向に移動させ、治具Ｊ２を矢印Ｄ２方向に移動させているが、治具Ｊ１，Ｊ２が相対的に狭まる方向に移動させればよい。加熱と加圧によって回路基板１１上の導体パターンと多層基板１２の導体Ｌ１〜Ｌ５及び導体パターン１２ｃが接続される。
【００２８】
（放熱体配置工程）
放熱体配置工程は、加熱加圧工程によって形成された多層基板１２に対して、放熱体１４を配置する。具体的には図７に示すように、多層基板１２の片面側（回路基板１１とは反対側の面）に熱伝導部材１３を介して、積層方向（矢印Ｄ３方向）に放熱体１４を配置する。熱伝導部材１３の厚さは、熱抵抗を下げるために薄いほうがよい。
【００２９】
（実施の形態１の作用効果）
上述した実施の形態１によれば、以下に示す各効果を得ることができる。
【００３０】
（１）多層基板の放熱構造１０において、多層基板１２には複数の半導体素子Ｑａ，Ｑｂが内蔵され、複数の半導体素子Ｑａ，Ｑｂと熱伝導部材１３との間には、層間接続部を有さずに絶縁層となる基部１２５が配置される構成とした（図１を参照）。この構成によれば、半導体素子Ｑａ，Ｑｂと、熱伝導部材１３との間には、共通基部である基部１２５が配置される。基部１２５は絶縁層となり、半導体素子Ｑａ，Ｑｂと放熱体１４の間の絶縁性が確保できる。また、基部１２５と放熱体１４との間隔を狭く（すなわち熱伝導部材１３の厚さを薄く）することができるので、放熱効率を向上させることができる。
【００３１】
（２）絶縁層となる基部１２５と隣接する層の基部１２４は、放熱体１４に対向する面に導体パターン１２ｃが配置される構成とした（図１，図３〜図６を参照）。この構成によれば、半導体素子Ｑａ，Ｑｂで生じた熱は、基部１２４の導体パターン１２ｃから基部１２５や熱伝導部材１３を介して放熱体１４に伝わる。したがって、放熱効率をより向上させることができる。基部１２４の導体パターン１２ｃにかかる面積が大きくなるほど放熱効率も向上する。
【００３２】
（４）半導体素子Ｑａ，Ｑｂは、一の基部１２３に形成される収容穴１２ｄ（収容部）に収容される構成とした（図１，図３，図４を参照）。この構成によれば、加熱加圧処理されることによる半導体素子Ｑａ，Ｑｂへの影響を回避することができる。複数の基部にほぼ同一形状の収容穴１２ｄを成形して、半導体素子Ｑａ，Ｑｂを収容する場合でも同様の作用効果が得られる。
【００３３】
（５）半導体素子Ｑａ，Ｑｂと、半導体素子Ｑａ，Ｑｂが収容される基部１２３とは、ほぼ同一の厚みを有する構成とした（図１，図３，図４を参照）。この構成によれば、収容穴１２ｄを成形するのが基部１２３のみで済むので、成形コストが抑えられる。
【００３４】
（６ａ）絶縁性材料からなる複数の基部１２１〜１２４について、基部１２１〜１２４ごとに片面上または両面上に導体パターン１２ｃを成形し、基部１２１〜１２４の所定位置に層間接続材料１２ａが充填されるビアホール１２ｂを成形する基部成形工程と、複数の電子部品が収容される基部１２３と、熱伝導部材１３との間に、熱伝導部材１３に対向する面に導体パターン１２ｃが配置される基部１２４と、層間接続部を有さずに絶縁層となる基部１２５とを配置したうえで、複数の基部１２１〜１２５を積層する積層工程と、積層工程によって積層された積層体に対して、プレス型を用いて加熱しながら加圧することにより、基部１２１〜１２５を相互に接着して多層基板１２を形成する加熱加圧工程と、加熱加圧工程によって形成された一の多層基板１２の片面側に、熱伝導部材１３を介して放熱体１４を配置する配置工程とを有する構成とした（図１，図３〜図７を参照）。この構成によれば、半導体素子Ｑａ，Ｑｂと熱伝導部材１３との間に基部１２５（共通基部）が配置され、層間接続部を有さずに絶縁層となるので、基部１２５と放熱体１４との間隔を狭く（すなわち熱伝導部材１３の厚さを薄く）することができる。よって、放熱効率を向上させることができる。
【００３５】
（７ａ）加熱加圧工程は、回路基板１１上に一の多層基板１２を非積層方向に並べて配置してから、プレス型を用いて加熱しながら加圧する構成とした（図６を参照）。この構成によれば、回路基板１１と多層基板１２とを確実に接続することができる。
【００３６】
〔実施の形態２〕
実施の形態２は、共通基部と放熱体との間を直接接触させる多層基板の放熱構造であって、図８を参照しながら説明する。なお、多層基板の放熱構造１０の構成や製造方法等は、図示および説明を簡単にするため、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
実施の形態２で製造される多層基板の放熱構造１０は、図１と同じ構造（但し熱伝導部材１３を除く）になる。当該実施の形態２が製造工程の一部（加熱加圧工程、放熱体配置工程）について実施の形態１と異なる。具体的には、加熱加圧工程は第１の加熱加圧工程のみを行い、放熱体配置工程に代わる加工工程を行う。以下では、加工工程について説明する。
【００３８】
（加工工程）
加工工程では、図８に示すように、第１の加熱加圧工程によって成形された多層基板１２を回路基板１１上に配置するとともに、回路基板１１とは反対側の面（すなわち基部１２５がある面）に放熱体１４を配置する。配置後、治具Ｊ１，Ｊ２（プレス型）を用いて加熱しながら加圧する。この加熱加圧処理を行うことで、放熱体１４に対向する面の基部１２５が溶融し、基部１２５と放熱体１４とが圧着（接着）される。したがって、熱伝導部材１３を除いて、図１に示す多層基板の放熱構造１０を製造することができる。
【００３９】
（実施の形態２の作用効果）
上述した実施の形態２によれば、以下に示す各効果を得ることができる。なお、上述した工程以外の工程や、多層基板の放熱構造１０の構成については実施の形態１と同様であるので、（６ａ）を除いて実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【００４０】
（６ｂ）絶縁性材料からなる複数の基部１２１〜１２４について、基部１２１〜１２４ごとに片面上または両面上に導体パターン１２ｃを成形し、基部１２１〜１２４の所定位置に層間接続材料１２ａが充填されるビアホール１２ｂを成形する基部成形工程と、複数の電子部品が収容される基部１２３と、放熱体１４との間に、放熱体１４に対向する面に導体パターン１２ｃが配置される基部１２４と、層間接続部を有さずに絶縁層となる基部１２５とを配置したうえで、複数の基部１２１〜１２５を積層する積層工程と、積層工程によって積層された積層体に対して、プレス型を用いて加熱しながら加圧することにより、基部１２１〜１２５を相互に接着して多層基板１２を形成する加熱加圧工程と、加熱加圧工程によって形成された一の多層基板１２の片面側に、放熱体１４を直接加熱圧着する加工工程とを有する構成とした（図１，図３〜図６，図８を参照）。この構成によれば、半導体素子Ｑａ，Ｑｂと放熱体１４との間に基部１２５（共通基部）が配置され、層間接続部を有さずに絶縁層となり、半導体素子Ｑａ，Ｑｂと放熱体１４の間の絶縁性が確保できる。また、基部１２５と放熱体１４との間隔を無くすことができるので、放熱効率をより向上させることができる。
【００４１】
〔実施の形態３〕
実施の形態３は、回路基板と放熱体との間に複数の多層基板を有する多層基板の放熱構造であって、図９〜図１１を参照しながら説明する。なお、多層基板の放熱構造１０の構成や機能等は、図示および説明を簡単にするため、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
図９に示す多層基板の放熱構造１０は、回路基板１１，熱伝導部材１３，放熱体１４などのほかに、２つの多層基板１２Ａ，１２Ｂを有する。複数の多層基板１２Ａ，１２Ｂは、回路基板１１と放熱体１４との間に非積層方向に並べて配置され、それぞれがモータ駆動回路１相分を形成する。例えば多層基板１２Ａが図２に破線で囲む部位（Ｕ相部分）とすれば、多層基板１２Ｂが二点鎖線で囲む部位（Ｖ相部分またはＷ相部分）になる。多層基板１２Ｂに内蔵する半導体素子Ｑｃ，Ｑｄは、Ｖ相部分であれば半導体素子Ｑ３，Ｑ４に相当し、Ｗ相部分であれば半導体素子Ｑ５，Ｑ６に相当する（図２を参照）。
【００４３】
多層基板１２Ａと多層基板１２Ｂとでは、積層数や製造公差に伴う基部の厚さの相違等によって、図１０に示すように高さが異なる場合がある。すなわち多層基板１２Ａの高さＨ１と、多層基板１２Ｂの高さＨ２が等しくない（Ｈ１≠Ｈ２）。この場合でも、実施の形態１と同様の製造方法によって、多層基板の放熱構造１０を製造することができる。
【００４４】
第２の加熱加圧工程では、図１１に実線で示すように治具Ｊ１，Ｊ２の相互間に複数の多層基板１２Ａ，１２Ｂを非積層方向に並べて配置したうえで、治具Ｊ１，Ｊ２が相対的に狭まる方向に移動させて加熱しながら加圧する。図１１の例では多層基板１２Ａよりも多層基板１２Ｂが積層方向に圧縮され、高さを均一にできる。放熱体１４に対向する基部１２５の面が平坦化されるので、多層基板１２Ａ，１２Ｂ双方の基部１２５と放熱体１４との間隔を狭く（すなわち熱伝導部材１３の厚さを薄く）または無くすことができる。よって、放熱効率を向上させることができる。
【００４５】
（加工工程）
上述した第２の加熱加圧工程に代えて、実施の形態２と同様の加工工程を行ってもよい。具体的には、図１１に二点鎖線で示すように、回路基板１１と放熱体１４との間に複数の多層基板１２を非積層方向に並べて配置し、治具Ｊ１，Ｊ２（プレス型）を用いて加熱しながら加圧すればよい。こうすれば、図９に示す多層基板の放熱構造１０（但し熱伝導部材１３を除く）を製造することができる。この多層基板の放熱構造１０は基部１２５と放熱体１４との間隔が無いので、放熱効率をより向上させることができる。
【００４６】
（実施の形態３の作用効果）
上述した実施の形態３によれば、以下に示す各効果を得ることができる。なお、多層基板１２Ａ，１２Ｂの各構成については実施の形態１に示す多層基板１２とそれぞれ同様であるので、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【００４７】
（３）複数の多層基板１２Ａ，１２Ｂは、熱伝導部材１３または放熱体１４とは反対側の面で回路基板１１上に非積層方向に並べて配置され、熱伝導部材１３を介して放熱体１４に放熱されるか、または、熱伝導部材１３を介さずに直接放熱体１４に放熱される構成とした（図９を参照）。この構成によれば、多層基板の放熱構造１０で複数の多層基板１２Ａ，１２Ｂを備え、しかも加熱と加圧によって高さがほぼ同一になる。したがって、多層基板１２Ａ，１２Ｂを構成する各基部１２５と放熱体１４との間隔を狭く（すなわち熱伝導部材１３の厚さを薄く）または無くすことができるので、放熱効率を向上させることができる。
【００４８】
（７ｂ）加熱加圧工程は、回路基板１１上に複数の多層基板１２Ａ，１２Ｂを非積層方向に並べて配置してから、プレス型を用いて加熱しながら加圧する構成とした（図１１を参照）。この構成によれば、回路基板１１と複数の多層基板１２Ａ，１２Ｂとを確実に接続することができる。
【００４９】
（８）放熱体配置工程は、複数の多層基板１２Ａ，１２Ｂを非積層方向に並べて配置する構成とした（図１１の実線部分を参照）。この構成によれば、多層基板１２Ａ，１２Ｂの高さが異なっても、加熱しながら加圧することでほぼ同一の高さに揃えることができる。したがって、多層基板１２Ａ，１２Ｂを構成する各基部１２５と放熱体１４との間隔を狭く（すなわち熱伝導部材１３の厚さを薄く）または無くすことができるので、放熱効率を向上させることができる。
【００５０】
（９）加工工程は、回路基板１１と放熱体１４との間に複数の多層基板１２を非積層方向に並べて配置し、治具Ｊ１，Ｊ２（プレス型）を用いて加熱しながら加圧する構成とした（図１１の二点鎖線を含めた全体を参照）。この構成によれば、多層基板１２Ａ，１２Ｂの高さが異なっても、加熱しながら加圧することでほぼ同一の高さに揃えることができる。したがって、多層基板１２Ａ，１２Ｂを構成する各基部１２５と放熱体１４との間隔を無くす（圧着する）ことができるので、放熱効率をより向上させることができる。
【００５１】
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１〜３に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【００５２】
上述した実施の形態３では、複数の多層基板１２Ａ，１２Ｂにそれぞれ基部１２５を有する構成とした（図９を参照）。この形態に代えて、図１２に示すように、複数の多層基板１２Ａ，１２Ｂに共通する基部１２５を有する構成としてもよい。製造方法にかかる積層工程及び第１の加熱加圧工程では、基部１２５を除く基部１２１〜１２４について多層基板１２Ａ，１２Ｂに対応してそれぞれ積層および加熱加圧した後、第２の加熱加圧工程で多層基板１２Ａ，１２Ｂを回路基板１１に接続する時に複数の積層体（多層基板１２Ａ，１２Ｂ）をまたがるように基部１２５を積層すればよい。また加熱加圧工程では、治具Ｊ１，Ｊ２が相対的に狭まる方向に移動させることで、一の基部１２５全体で多層基板１２Ａ，１２Ｂに対して接着させる。個別の積層体に基部１２５を含ませるか、複数の積層体に共通する基部１２５を含ませるかの相違に過ぎないので、実施の形態３と同様の作用効果を得ることができる。なお、個別の積層体に基部１２５を含ませるよりも、複数の積層体に共通する基部１２５を含ませるほうが作業工程は少なくなる。共通する基部１２５を含ませる場合でも、熱伝導部材１３を介して放熱体１４に熱伝導させてもよいし、図８や図１１に示すように基部１２５から直接放熱体１４に熱伝導させてもよい。
【００５３】
上述した実施の形態１〜３では、多層基板の放熱構造１０に回路基板１１を含む構成とした（図１を参照）。この形態に代えて、図１３または図１４に示すように回路基板１１を含まずに多層基板の放熱構造１０を構成してもよい。この場合、図６，図８，図１１に示す各工程では、回路基板１１を含めないで（配置しないで）、治具Ｊ１，Ｊ２（プレス型）を用いて加熱しながら加圧すればよい。なお図１３，図１４において、熱伝導部材１３を介さずに、基部１２５と放熱体１４とを直接加熱圧着することもできる。その後、必要があれば回路基板１１との接続を行えばよい。回路基板１１の有無に過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。
【００５４】
上述した実施の形態３では、多層基板の放熱構造１０は、同一に構成される２の多層基板１２Ａ，１２Ｂ（多層基板１２）を含む構成とした（図９を参照）。この形態に代えて、異なる構成の２の多層基板１２Ａ，１２Ｂを含む構成としてもよい。また、同一構成であるか否かを問わず、３以上の多層基板１２を含む構成としてもよい。単に多層基板の放熱構造１０に含む多層基板１２の数が相違するに過ぎないので、実施の形態３と同様の作用効果を得ることができる。
【００５５】
上述した実施の形態１〜３では、多層基板１２（多層基板１２Ａ，１２Ｂ）は５層の基部１２１〜１２５で構成した（図１，図９を参照）。この形態に代えて、目的とする回路構成などに応じて、５層以外の層数からなる基部で構成してもよい。ただ、現実的には数十層（例えば５０層等）程度が上限になる。単に積層する層数が相違するに過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。
【００５６】
上述した実施の形態１〜３では、電子部品として半導体素子Ｑａ〜Ｑｄ（スイッチング素子）を多層基板１２（多層基板１２Ａ，１２Ｂ）に内蔵する構成とした（図１，図９を参照）。この形態に代えて（あるいは加えて）、目的とする回路構成などに応じて、半導体素子Ｑａ〜Ｑｄ以外であって他の電子部品を多層基板１２に内蔵してもよい。内蔵する電子部品の数も任意に設定してよい。他の電子部品としては、例えばスイッチング素子以外の半導体素子（例えばダイオード，半導体リレー，ＩＣ等）、抵抗器、コンデンサ、コイルなどのうちで一以上が該当する。内蔵する電子部品が相違するに過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。
【００５７】
上述した実施の形態１〜３では、多層基板１２の片面側に熱伝導部材１３を介して放熱体１４を配置するか、または、熱伝導部材１３を介さずに直接放熱体１４を配置する構成とした（図１，図９を参照）。この形態に代えて、放熱体１４以外の冷却器（例えば配管内に水や油等の液状媒体を流して冷却する部材）を配置したり、加熱器を配置したり、温度調整器（すなわち冷却器および加熱器）を配置したりしてもよい。冷却器を配置する構成では、多層基板１２（多層基板１２Ａ，１２Ｂ）に内蔵される半導体素子Ｑａ，Ｑｂを直接的に冷却することができる。加熱器を配置する構成では、寒冷地における寒冷期に多層基板１２（多層基板１２Ａ，１２Ｂ）に内蔵される半導体素子Ｑａ，Ｑｂを加熱することができる。いずれの構成にせよ、半導体素子Ｑａ，Ｑｂ（電子部品）を適切な温度で作動させることができる。
【００５８】
上述した実施の形態１〜３では、３相の回転電機２０を制御する制御回路の一部として、多層基板１２（多層基板１２Ａ，１２Ｂ）を構成した（図２を参照）。この形態に代えて、３相以外の相数（例えば単相や６相等）の回転電機２０を制御する制御回路の一部として構成してもよく、制御対象を回転電機２０以外の負荷を適用してもよい。制御対象が相違するに過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。
【００５９】
上述した実施の形態２，３では、熱伝導部材１３を介さずに基部１２５と直接放熱体１４とが直接圧着される多層基板の放熱構造１０を製造するにあたり、第１の加熱加圧工程を行った後、加工工程を行う構成とした（図５，図６，図８，図１１を参照）。この構成に代えて、第１の加熱加圧工程と加工工程とを同時に行う構成としてもよい。例えば実施の形態２に適用する場合には、図６に示す多層基板１２に代えて、図４や図５に示す積層体（基部１２１〜１２５の積層）を用いる。そして治具Ｊ１，Ｊ２（プレス型）を用いて加熱しながら加圧することで、多層基板１２の成形と、基部１２５と放熱体１４との圧着とを同時に行う。実施の形態３に適用する場合でも同様である。２段階で成形するか、１段階で成形するかの相違に過ぎないので、実施の形態２，３と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０  多層基板の放熱構造
１１  回路基板
１２  多層基板
１２１，１２２，１２３，１２４，１２５  基部
１２ａ  層間接続材料
１２ｂ  ビアホール
１２ｃ  導体パターン
１２ｄ  収容穴（収容部）
１３  熱伝導部材
１４  放熱体
Ｑａ，Ｑｂ  半導体素子（電子部品）
Ｊ１，Ｊ２  治具（プレス型）
【図１】
2014086535.tif 000003
【図２】
2014086535.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014086535.tif 000008
【図７】
2014086535.tif 000009
【図８】
2014086535.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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