(57)【要約】【課題】部品点数の削減と組立工数の削減を図ることが可能なパワーモジュールの接続構造を提供する。【解決手段】電子回路基板１とモータ制御用のチップ２との接続において、ボール状の導電性バンプ９を前記チップ２の上面の電極部に配置し、フレキシブル基板１−１を含んだ構成のフレックスリジット基板を電子回路基板１として該電子回路基板１から突出した前記フレキシブル基板１−１の接続用リードパット部１ａと、前記バンプ９とを接合する構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ制御用のパワーモジュールにおける電子回路基板との接続構造であって、前記電子回路基板とモータ制御用のチップとの接続において、ボール状の導電性バンプを前記チップ上面の電極部に配置し、フレキシブル基板を含んだ構成のフレックスリジット基板を前記電子回路基板として該電子回路基板から突出した前記フレキシブル基板の接続用リードパット部と、前記バンプとを接合してなることを特徴とするパワーモジュールの接続構造。
【請求項２】
前記バンプは、前記接続用リードパット部と熱圧着により接続されることを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュールの接続構造。
【請求項３】
前記バンプは、金属材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のパワーモジュールの接続構造。
【請求項４】
前記チップは、該チップを保護するハウジングの下部に連結されるヒートシンク上に設置され、前記電子回路基板は、該電子回路基板を前記ハウジング内に配置した状態で前記接続用リードパット部の高さと前記チップの電極部の高さとが略同じ高さになるように前記ハウジングの内側側面に形成された載置部に設置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のパワーモジュールの接続構造。
【請求項５】
前記電子回路基板は、前記フレキシブル基板の弾力による前記載置部の方向への力によって、前記載置部と固着させない圧接状態で固定されることを特徴とする請求項４に記載のパワーモジュールの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御用のインバータ（周波数変換器）の構成部品となるパワーモジュールに関し、特に、制御を行う電子回路基板とパワーモジュールの接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ制御用のパワーモジュールの接続構造に係る従来技術としては、電子回路基板の電極部とモータ制御用チップの電極部とを、ワイヤボンデイング工法により接続するものが知られている。
【０００３】
図２は、従来のパワーモジュールの接続構造の一例を示す断面図である。本例では、チップ２Ａを搭載したセラミック基板７Ａをヒートシンク８Ａ上に配置し、チップ２Ａの保護と電子回路基板１Ａとの電気的接続を行うために、接続端子リード４Ａが埋設されたインサートケース３Ａを配置した構成としている。そして、チップ２Ａと接続端子リード４Ａの一端部とが、ワイヤボンデイング工法によりアルミワイヤ６Ａ等で接続され、電子回路基板１と接続端子リード４Ａの他端部とが、はんだ付け工法により図２中の接続はんだ５Ａを用いてはんだ接続される横造となっている（例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２０００−２５２３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来技術におけるパワーモジュールの接続構造では、チップ２Ａと電子回路基板１Ａを接続するために、ケースに接続端子リード４Ａをインサート成形したインサートケース３Ａが必要となる。また、チップ２Ａと接続端子リード４Ａの接続のために、ワイヤボンデイング工法を使用し、接続端子リード４Ａと電子回路基板１Ａとの接続には、はんだ付け工法を使用することになり、接続部材としてインサートケース３Ａの他にワイヤ６Ａと接続はんだ５Ａも必要となり、パワーモジュールの接続のための部品点数が多くなる。さらに、ワイヤボンデイングとはんだ付けの２工法が必要となり、組立加工工程が多いと言った問題があった。
【０００５】
本発明は上述のような事情から成されたものであり、本発明の目的は、部品点数の削減と組立工数の削減を図ることが可能な、パワーモジュールの接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、モータ制御用のパワーモジュールにおける電子回路基板との接続構造に関するものであり、本発明の上記目的は、前記電子回路基板とモータ制御用のチップとの接続において、ボール状の導電性バンプを前記チップ上面の電極部に配置し、フレキシブル基板を含んだ構成のフレックスリジット基板を前記電子回路基板として該電子回路基板から突出した前記フレキシブル基板の接続用リードパット部と、前記バンプとを接合してなることによって達成される。
【０００７】
さらに、前記バンプは、前記接続用リードパット部と熱圧着により接続されること、前記バンプは、金属材料からなること、前記チップは、該チップを保護するハウジングの下部に連結されるヒートシンク上に設置され、前記電子回路基板は、該電子回路基板を前記ハウジング内に配置した状態で前記接続用リードパット部の高さと前記チップの電極部の高さとが略同じ高さになるように前記ハウジングの内側側面に形成された載置部に設置されること、前記電子回路基板は、前記フレキシブル基板の弾力による前記載置部の方向への力によって、前記載置部と固着させない圧接状態で固定されること、によってそれぞれ一層効果的に達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ボンデイングワイヤを用いることなく、チップ上に設けたバンプと、フレックスリジット基板の接続用リードパットとを直接接続する構成としているので、接続端子リードを含むインサートケースが不要となる。さらに、チップと電子回路基板との接続は、バンプ−リードパット間の１箇所を熱圧着工法により接続することが可能となる。そのため、部品点数と組立工数を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明に係るモータ制御用パワーモジュールの接続構造の一実施形態を示しており、図１（Ａ）はパワーモジュールの接続構造を示す断面図、図１（Ｂ）は同図（Ａ）のパワーモジュールを矢印Ｚ方向から見た平面図である。なお、本発明で言う「パワーモジュール」は、図１中のモータ制御用チップ２を少なくとも備えたモジュールのことを意味しており、広義の意味では、図１中の電子回路基板１以外の構成部分を含むモジュールのことを言う。
【００１０】
本実施の形態において、パワーモジュールはヒートシンク８上に構成されており、図１（Ａ）に示すように、モータ制御用のシリコンチップ２（以下、「パワーチップ」と呼ぶ）が、セラミック基板７上にはんだ付けで固定され、そのパワー基板（パワーチップ２を搭載したセラミック基板７）がヒートシンク８上にはんだ付けで固定される。
【００１１】
電子回路基板１は、フレキシブル基板１−１を含んだ構成のフレックスリジット基板により構成されており、フレキシブル基板１−１の接続用リードパット部１ａ（リード電極）が、電子回路基板１から突出して設けられている。そして、パワーチップ２の上面に電子回路基板１を配置するためと、パワー基板を保護する目的で、電子回路基板１の載置部３ａを有し、ヒートシンク８と一体的に結合されたケース３によりハウジングが構成されている。
【００１２】
そして、パワーチップ２の上面の電極部に配置した導電性バンプ９と、フレキシブル基板１−１の接続用リードパット部１ａとを接合することで、パワーモジュールを構成している。
【００１３】
本実施の形態では、上記バンプ９はボール状の金属材料（Ａｕ、はんだ等）から構成されており、そのボール状のバンプ９とフレキシブル基板１−１の接続用リードパット部１ａとを熱圧着により接続する形態としている。その際、図１（Ｂ）に示される列状に並べられたバンプ群９の全てを熱圧着により接続せずに一部（例えば図１（Ｂ）中の左右のバンプ群において、それぞれ１箇所の熱圧着性を有するバンプ９）を接続し、他の部分は押圧力によって接続する形態としても良い。
【００１４】
なお、本例では、ケース３の載置部３ａは、電子回路基板１をハウジング内に配置した状態で、接続用リードパット部１ａの高さとパワーチップ２の電極部の高さとが略同じ高さになるようにハウジングの内側側面に設けられている。詳しくは、ケース３の載置部３ａは、電子回路基板１が載置された際に、図１（Ａ）に示すように、フレキシブル基板１−１の接続用リードパット部１ａがパワーチップ２の上面に設けられたバンプ９に当接するように形成されている。そして、電子回路基板１は、バンプ９とフレキシブル基板１−１の接続用リードパット部１ａとを接合した状態で、フレキシブル基板１−１の弾力による載置部３ａの方向への力によって、載置部３ａと固着させない圧接状態で固定される形態としている。
【００１５】
以上のように、本発明に係るパワーモジュールの接続構造によれば、パワーチップ上面の接続パット部にバンプを設けて、直上に配置したフレックスリジット基板から突出したフレキシブル基板部の接続用リードパットと接合させる構成としているので、図２に例示した従来のパワーモジュールの接続構造と比較して、接続部材として、図２中のインサートケース３Ａ（接続端子リード４Ａをインサート成形したケース）、接続はんだ５Ａ、及びワイヤ６Ａが不要となり、パワーモジュールの接続のための部品点数を減らすことができる。また、電子回路基板との接続は、バンプ−リードパット間の熱圧着工法の１箇所により接続することが可能となるので、組立工数を削減することができる。また、ワイヤボンデイング工法による接続形態と比較して、電子回路基板を接合したユニットの厚みを薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るパワーモジュールの接続構造の一例を示す模式図である。
【図２】従来のパワーモジュールの接続構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  電子回路基板（フレックスリジット基板）
１−１  フレキシブル基板
１ａ  接続用リードパット部
２  パワーチップ
３  ケース
３ａ  載置部
７  セラミック基板
８  ヒートシンク
９  バンプ
【図１】
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【図２】
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