(57)【要約】      （修正有）【課題】生産コストを抑制しながら、パワーデバイスからの熱を効率よく放熱する回路構成体を提供する。【解決手段】放熱部材１と、バスバー２と、電子回路基板３と、パワーデバイス４と、を備える回路構成体１０であって、放熱部材が、バスバーを介して電子回路基板が搭載される第１領域と、パワーデバイスが搭載される第２領域と、を備える。第１領域とバスバーとの間に接着層７Ａ，７Ｂが配置されており、第２領域とパワーデバイスとの間に放熱層５が配置されている。放熱層の厚み方向の常温における熱伝導率は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。【選択図】図１
2017139301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱部材と、バスバーと、電子回路基板と、パワーデバイスと、を備える回路構成体であって、
前記放熱部材が、前記バスバーを介して前記電子回路基板が搭載される第１領域と、前記パワーデバイスが搭載される第２領域と、を備え、
前記第１領域と前記バスバーとの間に接着層が配置されており、
前記第２領域と前記パワーデバイスとの間に放熱層が配置されており、
前記放熱層の厚み方向の常温における熱伝導率が、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である、回路構成体。
【請求項２】
前記放熱層が、前記放熱部材側に配置されるセラミックス層と、前記パワーデバイス側に配置される導体層と、を含む、請求項１に記載の回路構成体。
【請求項３】
前記導体層と前記パワーデバイスとの間に、第１接合層が配置されている、請求項２に記載の回路構成体。
【請求項４】
前記セラミックス層の厚みが、１０〜２００μｍである、請求項２または３に記載の回路構成体。
【請求項５】
前記導体層の厚みが、１０〜２００μｍである、請求項２〜４のいずれか一項に記載の回路構成体。
【請求項６】
前記放熱層が、さらに、前記放熱部材と前記セラミックス層との間に配置される金属基材層を含み、
前記放熱部材と前記金属基材層との間に、第２接合層が配置されている、請求項２〜５のいずれか一項に記載の回路構成体。
【請求項７】
前記放熱部材が、前記放熱層に対向する位置に凸部を備える、請求項２〜５のいずれか一項に記載の回路構成体。
【請求項８】
放熱部材と、バスバーと、電子回路基板と、パワーデバイスと、を備え、
前記放熱部材が、前記バスバーを介して前記電子回路基板が搭載される第１領域と、前記パワーデバイスが放熱層を介して搭載される第２領域と、を備える回路構成体の製造方法であって、
前記第１領域に、接着層を介して前記バスバーを搭載する工程と、
前記第２領域に前記放熱層を形成する工程と、を備え、
前記放熱層を形成する工程が、前記第２領域に、セラミックスの粒子を付着させてセラミックス層を形成する工程と、前記セラミックス層の表面に導体層を形成する工程と、を備える、回路構成体の製造方法。
【請求項９】
前記放熱部材が、凸部を備えており、
前記放熱層が、前記凸部に形成される、請求項８に記載の回路構成体の製造方法。
【請求項１０】
放熱部材と、バスバーと、電子回路基板と、パワーデバイスと、を備え、
前記放熱部材が、前記バスバーを介して前記電子回路基板が搭載される第１領域と、前記パワーデバイスが放熱層を介して搭載される第２領域と、を備える回路構成体の製造方法であって、
前記第１領域に、接着層を介して前記バスバーを搭載する工程と、
前記第２領域に前記放熱層を形成する工程と、を備え、
前記放熱層を形成する工程が、
金属製の基材に、セラミックスの粒子を付着させてセラミックス層を形成する工程と、
前記セラミックス層の表面に前記導体層を形成して、積層体を形成する工程と、
前記積層体を切断する工程と、
切断された前記積層体を、前記基材が第２領域に対向するように、接合層を介して前記第２領域に搭載する工程と、を備える、回路構成体の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の回路構成体を備える、電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路構成体に関し、特に放熱性の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源装置には、電源から供給される電力を制御するためのパワーデバイスと、パワーデバイスを制御するための制御部を搭載した電子回路基板とが組み込まれている。パワーデバイスに電力が供給されると、内部抵抗により熱が発生する。電源装置の小型化に伴い、電源装置内の密度はますます高まっていくと考えられ、発生した熱への対策は重要な課題である。これに関し、特許文献１は、バスバー（bus bar）を介してパワーデバイスと放熱部材とを熱的に接続し、放熱の効率を高めることを教示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６４０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、パワーデバイスは、電子回路基板とともに、バスバーを介して放熱部材に接着されている。これにより、パワーデバイスで発生した熱は、バスバーに伝達されて拡散しながら、やがて放熱部材へと伝達される。バスバーと放熱部材との接着、および、パワーデバイスとバスバーとの接着は、通常、熱硬化性樹脂を含む接着剤を介して行われている。熱硬化性樹脂は、一般的に熱伝導率が低い。熱硬化性樹脂にセラミックス等の粒子を配合すると、熱伝導率は向上するが、コストも高くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一局面は、放熱部材と、バスバーと、電子回路基板と、パワーデバイスと、を備える回路構成体であって、前記放熱部材が、前記バスバーを介して前記電子回路基板が搭載される第１領域と、前記パワーデバイスが搭載される第２領域と、を備え、前記第１領域と前記バスバーとの間に接着層が配置されており、前記第２領域と前記パワーデバイスとの間に放熱層が配置されており、前記放熱層の厚み方向の常温における熱伝導率が、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である、回路構成体に関する。
【０００６】
本発明の他の一局面は、放熱部材と、バスバーと、電子回路基板と、パワーデバイスと、を備え、前記放熱部材が、前記バスバーを介して前記電子回路基板が搭載される第１領域と、前記パワーデバイスが放熱層を介して搭載される第２領域と、を備える回路構成体の製造方法であって、前記第１領域に、接着層を介して前記バスバーを搭載する工程と、前記第２領域に前記放熱層を形成する工程と、を備え、前記放熱層を形成する工程が、前記第２領域に、セラミックスの粒子を付着させてセラミックス層を形成する工程と、前記セラミックス層の表面に導体層を形成する工程と、を備える、回路構成体の製造方法に関する。
【０００７】
本発明のさらに他の一局面は、放熱部材と、バスバーと、電子回路基板と、パワーデバイスと、を備え、前記放熱部材が、前記バスバーを介して前記電子回路基板が搭載される第１領域と、前記パワーデバイスが放熱層を介して搭載される第２領域と、を備える回路構成体の製造方法であって、前記第１領域に、接着層を介して前記バスバーを搭載する工程と、前記第２領域に前記放熱層を形成する工程と、を備え、前記放熱層を形成する工程が、金属製の基材に、セラミックスの粒子を付着させてセラミックス層を形成する工程と、前記セラミックス層の表面に前記導体層を形成して、積層体を形成する工程と、前記積層体を切断する工程と、切断された前記積層体を、前記基材が第２領域に対向するように、接合層を介して前記第２領域に搭載する工程と、を備える、回路構成体の製造方法に関する。
【０００８】
本発明のさらに他の一局面は、上記回路構成体を備える、電源装置に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、生産コストを抑制しながら、パワーデバイスからの熱を効率よく放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る回路構成体の構成を示す上面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る回路構成体の構成を示す断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態に係る回路構成体の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る回路構成体の製造方法を説明する断面図（（ａ）〜（ｅ））である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る回路構成体の製造方法を説明する断面図（（ａ）〜（ｄ））である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態に係る回路構成体の製造方法を説明する断面図である。
【図７】従来の回路構成体の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明に係る回路構成体は、（１）放熱部材と、バスバーと、電子回路基板と、パワーデバイスと、を備える回路構成体であって、前記放熱部材が、前記バスバーを介して前記電子回路基板が搭載される第１領域と、前記パワーデバイスが搭載される第２領域と、を備え、前記第１領域と前記バスバーとの間に接着層が配置されており、前記第２領域と前記パワーデバイスとの間に放熱層が配置されており、前記放熱層の厚み方向の常温における熱伝導率が、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。これにより、生産コストを抑制しながら、パワーデバイスからの熱を効率よく放熱することができる。
【００１２】
（２）前記放熱層は、前記放熱部材側に配置されるセラミックス層と、前記パワーデバイス側に配置される導体層と、を含むことが好ましい。これにより、放熱層の熱伝導率がさらに向上する。（３）このとき、前記導体層と前記パワーデバイスとの間に、第１接合層が配置されることが好ましい。
【００１３】
（４）前記セラミックス層の厚みは、１０〜２００μｍであることが好ましい。また、（５）前記導体層の厚みは、１０〜２００μｍであることが好ましい。放熱層の熱伝導率がさらに向上するためである。
【００１４】
（６）前記放熱層は、さらに、前記放熱部材と前記セラミックス層との間に配置される金属基材層を含んでいても良い。このとき、前記放熱部材と前記金属基材層との間には、第２接合層が配置される。あるいは、（７）前記放熱部材は、前記放熱層に対向する位置に凸部を備えていても良い。これにより、バスバーに搭載される電子回路基板の上面と放熱層の上面との段差を小さくすることができる。
【００１５】
（８）本発明に係る回路構成体の製造方法は、放熱部材と、バスバーと、電子回路基板と、パワーデバイスと、を備え、前記放熱部材が、前記バスバーを介して前記電子回路基板が搭載される第１領域と、前記パワーデバイスが放熱層を介して搭載される第２領域と、を備える回路構成体の製造方法であって、前記第１領域に、接着層を介して前記バスバーを搭載する工程と、前記第２領域に前記放熱層を形成する工程と、を備え、前記放熱層を形成する工程は、前記第２領域に、セラミックスの粒子を付着させてセラミックス層を形成する工程と、前記セラミックス層の表面に導体層を形成する工程と、を備える。この方法によれば、コストを抑制しながら、パワーデバイスからの熱を効率よく放熱できる回路構成体を得ることができる。（９）前記放熱部材が凸部を備えている場合、前記放熱層は、前記凸部に形成されていてもよい。
【００１６】
（１０）本発明に係る回路構成体の他の製造方法は、放熱部材と、バスバーと、電子回路基板と、パワーデバイスと、を備え、前記放熱部材が、前記バスバーを介して前記電子回路基板が搭載される第１領域と、前記パワーデバイスが放熱層を介して搭載される第２領域と、を備える回路構成体の製造方法であって、前記放熱層を形成する工程は、金属製の基材に、セラミックスの粒子を付着させてセラミックス層を形成する工程と、前記セラミックス層の表面に前記導体層を形成して、積層体を形成する工程と、前記積層体を切断する工程と、切断された前記積層体を、前記セラミックス層が第２領域に対向するように、接合層（第２接合層）を介して前記第２領域に搭載する工程と、を備える。この方法によれば、バスバーに搭載される電子回路基板の上面と放熱層の上面との段差を小さくしながら、低コストで、パワーデバイスからの熱を効率よく放熱できる回路構成体を得ることができる。
【００１７】
（１１）本発明に係る電源装置は、上記回路構成体を備える。このような電源装置は放熱性に優れる。
【００１８】
［発明の実施形態の詳細］
本発明の一実施形態を具体的に以下に説明する。なお、本発明は、以下の内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１９】
本実施形態に係る回路構成体は、放熱部材、バスバー、電子回路基板およびパワーデバイスを備える。また、本実施形態に係る電源装置は、上記回路構成体を備える。パワーデバイスは、電力の制御や供給を行う半導体であって、電子回路基板に搭載された制御部によって制御されている。電力は、所定の電源から、バスバーを介してパワーデバイスに供給される。放熱部材は、パワーデバイスにより生じた熱を電源装置の外部に放出するために配置される。そのため、放熱部材とパワーデバイスとは、熱的に接続されている。
【００２０】
［放熱部材］
放熱部材は、パワーデバイスによって発生した熱を、電源装置の外部に放熱する役割を果たす。放熱部材の材質は、高い熱伝導率（例えば、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上。以下、同じ）を有するものであれば特に限定されず、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ステンレス鋼等の金属や、後述するセラミックス等が挙げられる。なかでも、成形し易い点で、Ａｌが好ましい。
【００２１】
放熱部材の形状も特に限定されず、平板状であっても良いし、回路構成体を収容することのできる箱型（筺体）であっても良い。放熱部材が平板状である場合、回路構成体は、箱型のヒートシンクに収容されて、ヒートシンクと熱的に接続されていても良いし、電源装置が収容される筺体と熱的に接続されていても良い。放熱部材の厚み（肉厚）は特に限定されないが、放熱性の観点から、３〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００２２】
図７に示されるように、従来、パワーデバイス１０４は、電子回路基板１０３とともに、バスバー１０２を介して放熱部材１０１に接着されている。これにより、パワーデバイス１０４で発生した熱は、バスバー１０２に伝達されて拡散しながら、やがて放熱部材１０１へと伝達される。バスバー１０２と放熱部材１０１との接着、および、パワーデバイス１０４とバスバー１０２との接着は、それぞれ第１接着層１０７Ａまたは第２接着層１０７Ｂを介して行われている。放熱の効率を高めるためには、各接着層もまた、優れた熱伝導率を有していることが望ましい。接着層の熱伝導率を向上させるため、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂に、セラミックス等の熱伝導率の高い粒子が配合された樹脂組成物が使用される。そのため、生産コストが高くなる場合がある。
【００２３】
本実施形態では、放熱部材に搭載される電子部品のうち、発熱し得る電子部品について、放熱層を介して放熱部材と熱的に接続させる。すなわち、回路構成体において、パワーデバイスを、放熱層を介して放熱部材に熱的に接続させる。一方、電子回路基板を、バスバーおよび接着層を介して放熱部材に接着させる。このように、放熱部材を、バスバーを介して電子回路基板が搭載される第１領域と、パワーデバイスが搭載される第２領域とに分け、第２領域には、熱伝導率の高い放熱層を介してパワーデバイスを搭載する。第１領域では、放熱を考慮する必要性が低いため、セラミックス等を含まない接着剤を用いることができる。つまり、従来のように放熱部材の一方の表面の全面に、高コストの熱伝導性の接着剤を塗布しなくても良い。よって、生産コストが抑制される。さらに、第１領域と第２領域とで、共通する構成要素（例えば、バスバー）を配置することを要せず、また、放熱部材の構成を変えることができるため、設計の自由度が向上する。例えば、後述するように、放熱部材に凸部を設けることができる。
【００２４】
［パワーデバイス］
パワーデバイスは、電源から供給される電力を制御し、制御された電力を他の電子部品に供給する半導体である。パワーデバイスとしては、ダイオード、トランジスタ、さらには、これらを集積した集積回路（ＩＣ、ＬＳＩ等）等が例示できる。なかでも、応用範囲が広い点で、トランジスタが好ましく用いられる。代表的なトランジスタとしては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のバイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）等が挙げられる。これらは、取り扱う電力の大きさ等に応じて使い分けられる。パワーデバイスは、第２領域内に複数配置されても良い。
【００２５】
［放熱層］
パワーデバイスに電力が供給されると、内部抵抗によりパワーデバイスは発熱する。そのため、パワーデバイスを放熱部材と熱的に接続させ、パワーデバイスが発生する熱を電源装置の外部に放出させる。一方で、パワーデバイスと放熱部材とは、電気的に絶縁させる必要がある。そのため、パワーデバイスと放熱部材とは、絶縁性の放熱層を介して接続される。放熱層が複数の層の積層体である場合、放熱層全体として、パワーデバイスと放熱部材とを絶縁できれば良く、放熱層は絶縁性の層と導電性の層（例えば、後述する第１導体層）とを含んでいても良い。
【００２６】
放熱層は、パワーデバイスから発生された熱を、放熱部材に伝達するために配置される。放熱層の厚み方向の熱伝導率は、常温（例えば、１５〜２５℃）において、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。なかでも、放熱層の熱伝導率は２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。熱伝導率は、ＪＩＳ  Ａ  １４１２−２に準じて測定された数値である。
【００２７】
絶縁性の層の材質は、熱伝導率および絶縁性の高い材質である限り、特に限定されない。このような材質としては、セラミックスやセラミックスの粒子を含む熱硬化性樹脂（熱伝導性の熱硬化性樹脂）等が挙げられる。なかでも、放熱性の観点から、放熱層は、高い熱伝導率を有するセラミックスを含むことが好ましく、セラミックスの粒子の連続体（以下、セラミックス層と称する）を含むことがより好ましい。放熱性の観点から、セラミックス層は、第２領域と接触していることが好ましい。
【００２８】
このようなセラミックス層は、セラミックスの粒子を放熱部材の表面に付着させる方法により形成することができる。この方法については、後述する。セラミックス層を形成するセラミックスの粒子同士は、原子の拡散により接合（拡散接合）していても良いし、接触しているだけであっても良い。セラミックス層では、セラミックスの粒子同士が互いに拡散接合あるいは接触することにより、セラミックス粒子の連続体を形成している。
【００２９】
２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有するセラミックスとしては、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等が例示できる。なかでも、熱伝導率および電気絶縁性に特に優れ、高い耐食性を備える点で、酸化アルミニウムが好ましい。
【００３０】
放熱層がセラミックス層を含む場合、セラミックス層のパワーデバイスに対向する面に、導体層（第１導体層）を配置することが好ましい。この場合、放熱層は、セラミックス層と第１導体層との複合層である。放熱性の観点から、第１導体層は、セラミックス層に接触していることが好ましい。また、第１導体層は、パワーデバイスの接続端子として機能する。これにより、パワーデバイスとバスバーとを、第１導体層を介して接続することができる。放熱層が上記のような複合層である場合、放熱層の熱伝導率は、以下のような近似計算式を用いて、各層の構成材料の熱伝導率および厚みから算出することができる。
（Ｌ１＋Ｌ２）／（μＳ）＝Ｌ１／（μ１Ｓ）＋Ｌ２／（μ２Ｓ）
なお、式中、μは放熱層の熱伝導率、μ１はセラミック層の熱伝導率、μ２は第１導体層の熱伝導率、Ｓは、放熱層において、セラミックス層および第１導体層が積層されている部分を、放熱層の主面の法線方向からみた面積、Ｌ１はセラミック層の厚み、Ｌ２は第１導体層の厚み、である。
【００３１】
第１導体層は金属材料を含んでいれば良く、金属材料を成膜した金属層であっても良いし、金属材料の粒子（金属粒子）の焼結体を含む層であっても良い。このような第１導体層は、高い熱伝導率を備える。金属材料としては特に限定されない。後述するように、半田を含む第１接合層を配置する場合、半田の濡れ性が向上する点で、第１導体層は、金属材料としてニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、Ｃｕ、金（Ａｕ）等を含むことが好ましい。これらは、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。二種以上の金属材料は、二層以上の金属層の積層体として、第１導体層に含まれていても良い。放熱性の観点から、セラミックス層および第１導体層の厚みは、それぞれ１０〜２００μｍであることが好ましく、２５〜１００μｍであることがより好ましい。放熱層の厚みは、放熱性の観点から、２０〜４００μｍであることが好ましく、５０〜２００μｍであることがより好ましい。
【００３２】
放熱層とパワーデバイスとは、第１接合層を介して接合されていても良い。この場合、第１接合層もまた、高い熱伝導率を備えることが好ましい。また、放熱層がセラミックス層および第１導体層を含む場合、第１接合層はさらに導電性を有していることが好ましい。このような第１接合層は、例えば、半田、導電性フィラー（例えば、半田粒子、銀粒子等）を含む熱硬化性樹脂等を含む第１接合材料を、溶融あるいは硬化させることにより形成される。なかでも、放熱性および導電性の観点から、第１接合層は半田により形成されることが好ましい。第１接合層の厚みは特に限定されない。なかでも、放熱性の観点から、第１接合層の厚みは、５０〜１００μｍであることが好ましい。
【００３３】
［バスバー］
バスバーは、パワーデバイスと電気的に接続されている。すなわち、バスバーには、パワーデバイスによって制御された電力が供給される。バスバーの材質は特に限定されず、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、あるいは、ＣｕまたはＡｌと、Ｓｎ、リン（Ｐ）、鉄（Ｆｅ）との合金等が挙げられる。バスバーの厚みは特に限定されず、小型化および電気的接続性の観点から、０．２〜２ｍｍであることが好ましい。
【００３４】
バスバーは、パワーデバイスと熱的に接続していないため、バスバーを放熱部材と熱的に接続させる必要は小さい。そのため、バスバーは、厚み方向の熱伝導率が、例えば５Ｗ／ｍ・Ｋ未満である接着層（第１接着層）を介して、第１領域に接着することができる。このような第１接着層を形成する第１接着材料としては、セラミックス粒子や金属粒子を含まない熱硬化性樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、不飽和ポリエステルなどが挙げられる。また、ボイドが抑制できる点で、第１接着層は、２層以上の熱硬化性樹脂層の積層体であることが好ましい。このとき、各層の熱硬化性樹脂の種類は同じであっても良いし、異なっていても良い。第１接着層の厚みは特に限定されない。なかでも、絶縁性の確保および省スペース化の観点から、第１接着層の厚みは、１００〜５００μｍであることが好ましい。
【００３５】
［電子回路基板］
電子回路基板は、パワーデバイスの動作を制御するための制御部が搭載された電子部品であって、パワーデバイスと電気的に接続されている。電子回路基板は特に限定されず、リジッド（rigid）基板であっても良いし、フレキシブル（flexible）基板であっても良い。電子回路基板には、制御部が搭載される。さらに、電子回路基板には、半田等の接合材料を介して、制御部以外の他の電子部品が搭載され得る。
【００３６】
電子回路基板の発熱量は小さいため、バスバーと電子回路基板との間もまた、熱的に接続させる必要は小さい。そのため、バスバーと電子回路基板とは、第１接着層と同様の材料により形成される第２接着層を介して接着されていても良い。第２接着層の厚みは特に限定されないが、省スペース化の観点から、５０〜３００μｍであることが好ましい。
【００３７】
（第１実施形態）
以下、図１を参照しながら、本実施形態の回路構成体について説明する。図１（ａ）は、回路構成体の構成例を示す上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００３８】
回路構成体１０は、放熱部材１、バスバー２、電子回路基板３およびパワーデバイス４を備える。放熱部材１は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とに区分けされており、第１領域Ｒ１には、バスバー２およびバスバー２と電気的に接続する電子回路基板３が搭載され、第２領域には、パワーデバイス４が搭載されている。
【００３９】
第１領域Ｒ１では、放熱部材１とバスバー２とが第１接着層７Ａにより接着され、かつ、絶縁されている。電子回路基板３は、第２接着層７Ｂによりバスバー２に接着されている。第２領域Ｒ２では、放熱部材１とパワーデバイス４とが、セラミックス層５ａおよび第１導体層５ｂを含む放熱層５および第１接合層６を介して接合され、かつ、絶縁されている。電子回路基板３とパワーデバイス４とは、配線８Ｂにより接続されており、パワーデバイス４とバスバー２とは、配線８Ａおよび８Ｃにより接続されている。
【００４０】
このように、放熱部材１を２つの領域（第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２）に分け、少なくとも第２領域Ｒ２および第２領域Ｒ２に配置されている構成要素（パワーデバイス４を除く）の熱伝導率を高めることにより、生産コストを抑制しながら、放熱の効率を向上させることができる。
【００４１】
このような回路構成体１０は、例えば、第１領域に、第１接着層を介してバスバーを搭載する工程と、放熱部材の第２領域に放熱層を形成する工程と、を備える方法により製造される。このとき、放熱層を形成する工程は、第２領域Ｒ２に、セラミックスの粒子を付着させてセラミックス層を形成する工程と、セラミックス層の表面に第１導体層を形成する工程と、を備えることが好ましい。バスバーを搭載する工程と放熱層を形成する工程とは、いずれを先に行っても良い。以下、図４を参照しながら、先に放熱層を形成する場合を例に挙げて、各工程について詳細に説明する。
【００４２】
（放熱層形成工程）
放熱層形成工程では、放熱部材１の一部の領域（第２領域Ｒ２）に、セラミックス層５ａおよび第１導体層５ｂを備える放熱層５を形成する。
【００４３】
まず、放熱部材１の第２領域Ｒ２の所定の位置に、セラミックスの粒子を付着させて、セラミックス層５ａを形成する（図４（ａ））。セラミックスの粒子を放熱部材１に直接的に付着させるため、セラミックスが有する高い熱伝導性を損なうことなく、放熱部材１にセラミックス層５ａを形成することができる。さらに、形成されるセラミックス層を薄くすることができる。そのため、放熱層の熱抵抗を小さくすることができる。
【００４４】
第２領域Ｒ２にセラミックスの粒子を付着させる方法としては、蒸着法、物理蒸着法（ＰＶＤ）、化学蒸着法（ＣＶＤ）、溶射法、コールドスプレー法およびエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）等が挙げられる。このとき、必要に応じて、放熱部材１にマスクを施した後、セラミックス粒子を付着させることにより、第２領域Ｒ２の所定の位置にセラミックス層５ａを形成することができる。
【００４５】
上記のなかでも、セラミックス粒子を付着させる方法として、ＡＤ法が好ましく用いられる。ＡＤ法は、セラミックスを、気体とともにターゲットに高速で吹き付けて成膜させる方法であり、常温で、緻密な層を得ることができる。原料のセラミックス粒子の平均粒径は、特に限定されない。なかでも、より緻密なセラミックス層５ａを形成できる点で、原料のセラミックス粒子の平均粒径は、２００ｎｍ以下であることが好ましい。平均粒径とは、レーザー回折式の粒度分布測定装置により求められる体積粒度分布におけるメディアン径Ｄ５０である。なお、ＡＤ法により第２領域Ｒ２に付着したセラミックス粒子の平均粒径は、原料よりも小さくなり得る。
【００４６】
続いて、セラミックス層５ａの表面に第１導体層５ｂを形成する（図４（ｂ））。第１導体層５ｂを形成する方法は特に限定されず、例えば、金属粒子をバインダー樹脂に分散させた導電ペーストを塗布した後、焼成する方法、化学メッキ法、蒸着法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、溶射法、コールドスプレー法およびＡＤ法等が挙げられる。上記のなかでも、第１導体層５ｂを形成する方法として、ＡＤ法が好ましく用いられる。この場合、原料の金属粒子の平均粒径は特に限定されないが、例えば、０．２μｍ程度である。バインダー樹脂としては、エチルセルロース等のセルロース、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が例示できる。バインダー樹脂としては、分解温度が５００℃以下のものが好ましい。
【００４７】
（バスバー搭載工程）
バスバー搭載工程では、第１領域Ｒ１に、バスバー２を、第１接着層７Ａを介して搭載する（図４（ｃ））。
【００４８】
このとき、バスバー２と電子回路基板３との積層体（回路部品３０）を別途作製し、この回路部品３０を第１領域Ｒ１に搭載しても良い。回路部品３０は、例えば、以下のようにして作製できる。まず、銅板等の金属板を、複数のバスバー２およびこれらを連結する外枠の形状に打ち抜き、打ち抜かれた金属板の表面に第２接着層７Ｂを形成する。第２接着層７Ｂに電子回路基板３を貼り付けた後、外枠を切り落とす。このようにして、バスバー２と電子回路基板３とが、第２接着層７Ｂを介して接着された回路部材３０が得られる。第２接着層７Ｂが熱硬化性樹脂を含む場合、続いて回路部品３０を加熱処理し、第２接着層７Ｂを硬化させても良い。なお、回路部品３０を用いない場合、電子回路基板３は、バスバー２が搭載された後、任意のタイミングで、第２接着層７Ｂを介してバスバー２に搭載される。
【００４９】
第２接着層７Ｂは、熱硬化性樹脂を含むペーストを、スクリーン印刷やディスペンサーにより金属板に塗布することにより形成しても良いし、熱硬化性樹脂を含むシートを金属板に貼着することにより形成しても良い。第１接着層７Ａも、第２接着層７Ｂと同様の方法により、第１領域Ｒ１の表面に形成される。この場合も同様に、第１領域Ｒ１に、第１接着層７Ａを介して回路部品３０を搭載した後、リフロー工程の前に、加熱処理により第１接着層７Ａを硬化させても良い。
【００５０】
放熱層５を形成した後、その表面に第１接合層６を形成し（図４（ｄ））、パワーデバイス４を搭載する（図４（ｅ））。第１接合層６は、例えば、ロジン等の樹脂成分に分散した半田粒子を含む半田ペーストである。半田ペーストは、放熱層５の表面にスクリーンプリント等により塗布される。このとき、電子回路基板３の表面にも第１接合層６を形成し、電子回路基板３に他の電子部品４０を搭載しても良い。その後、リフロー工程を行うことにより、回路構成体１０が完成する。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、図２を参照しながら、他の実施形態に係る回路構成体について説明する。図２は、回路構成体１０Ａの構成例を示す断面図である。
【００５２】
本実施形態では、第２領域Ｒ２において、放熱層５は、さらに、放熱部材１とセラミックス層５ａとの間に配置される金属基材層１２を含む。この場合、金属基材層１２を含む放熱層５の、常温における厚み方向の熱伝導率を１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上にする。
【００５３】
放熱層５に、金属基材層１２を含ませることにより、放熱部材１の上面（電子回路基板３等が配置されている表面）から、電子回路基板３の上面（バスバー２とは反対側の面）までの高さと、放熱部材１の上面から、放熱層５の上面（パワーデバイス４側の表面）までの高さと、を同程度にすることができる。つまり、電子回路基板３の上面と放熱層５の上面との段差を小さくすることができる。そのため、電子回路基板３上に半田等の接合材料を介して、制御部や、さらに他の電子部品（いずれも図示せず）を搭載する際、放熱層５の上面に第１接合層を形成する工程と、電子回路基板３の上面に、上記したような接合材料を含む接合層を形成する工程とを、一工程で行うことができる。
【００５４】
金属基材層１２の材質は特に限定されず、高い熱伝導率を有するものであることが好ましい。このような材質としては、放熱部材の材質として例示したものが挙げられる。なかでも、成形し易い点で、Ａｌが好ましい。加工性の観点から、金属基材層１２の厚みは、２００μｍ〜５ｍｍであることが好ましく、５００μｍ〜２ｍｍであることがより好ましい。
【００５５】
放熱部材１と金属基材層１２との間には第２接合層１３が配置されており、第２接合層１３によって、放熱部材１と放熱層５とは接合される。そのため、第２接合層１３は、第１接合層６と同様に、高い熱伝導率および導電性を備えることが好ましい。このような第２接合層１３は、例えば、半田、導電性フィラーを含む熱硬化性樹脂、ろう材等を含む第２接合材料を、溶融あるいは硬化させることにより形成される。なかでも、放熱性の観点から、第２接合層１３は半田またはろう材を含むことが好ましい。言い換えれば、放熱部材１と金属基材層１２とは、半田付けまたはろう付けによって接合されることが好ましい。ろう材は、接合する金属の種類に応じて適宜選択すれば良い。例えば、Ａｌ同士を接合（ろう付け）する場合、ろう材としては、Ａｌ−Ｓｉ共晶系合金等が用いられる。
【００５６】
第２接合層１３が半田またはろう材を含む場合、金属基材層１２と第２接合層１３との間に、第２導体層１１を配置しても良い。これにより、放熱部材１と金属基材層１２とを、半田付けまたはろう付けすることが容易となる。第２導体層１１もまた、高い熱伝導率を備えることが好ましい。第２導体層１１は、例えば、Ｎｉめっきにより形成される。放熱性の観点から、第２導体層１１の厚みは、１０〜２００μｍであることが好ましく、５０〜１００μｍであることがより好ましい。
【００５７】
このような放熱層５は、金属製の基材に、セラミックスの粒子を付着させてセラミックス層５ａを形成する工程と、セラミックス層５ａの表面に第１導体層５ｂを形成して、積層体を形成する工程と、積層体を切断する工程と、切断された積層体を、基材が第２領域Ｒ２に対向するように、第２接合層１３を介して第２領域Ｒ２に搭載する工程と、を備える方法により作製することができる。以下、図５を参照しながら、本実施形態の放熱層を作製する各工程について説明する。
【００５８】
まず、金属製の基材（金属基材層１２）にセラミックス層５ａを形成する（図５（ａ））。セラミックス層５ａを形成する方法としては、上記の第１工程と同じ方法が例示できる。金属基材層１２は、薄いセラミックス層５ａを支持する支持体として機能する。次に、上記の第１工程と同じ方法により、セラミックス層５ａの表面に第１導体層５ｂを形成して、積層体２０を作製する（図５（ｂ））。さらに、金属基材層１２のセラミックス層５ａが形成された面とは反対の面に、第２導体層１１を形成しても良い。第２導体層１１は、第１導体層５ｂと同様の方法により形成することができる。また、予め、第２導体層１１を備える金属基材層１２（例えば、Ｎｉメッキが施されたＡｌ板）を用いても良い。
【００５９】
次いで、積層体２０を所定の形状および大きさに切断する（図５（ｃ））。続いて、放熱部材１の第２領域Ｒ２における所定の位置に、第２接合層１３の材料を塗布した後、切断された積層体２０を、金属基材層１２（積層体２０が第２導体層１１を含む場合は、第２導体層１１）が第２領域Ｒ２に対向するように、搭載する（図５（ｄ））。続いて、上記のバスバー搭載工程（あるいは回路部品３０の搭載工程）を経て、最後にリフロー工程を行うことにより、回路構成体１０Ａが完成する。さらに、リフロー工程の前に、他の電子部品４０を搭載する工程を行っても良い。
【００６０】
（第３実施形態）
さらに、図３を参照しながら、さらに他の実施形態に係る回路構成体について説明する。図３は、回路構成体１０Ｂの構成例を示す断面図である。
【００６１】
本実施形態では、第２領域Ｒ２において、放熱部材１Ａが、放熱層５に対向する位置に凸部１４を備える。これにより、第２実施形態と同様、電子回路基板３の上面と放熱層５の上面との段差を小さくすることができる。そのため、電子回路基板３上に、半田等の接合材料を介して、制御部や、さらに他の電子部品（いずれも図示せず）を搭載する際、放熱層５の上面に第１接合層を形成する工程と、電子回路基板３の上面に接合層を形成する工程とを、一工程で行うことができる。
【００６２】
凸部１４は、例えば、放熱部材１の原料板をプレス加工（エンボス加工）することにより形成される。放熱部材が箱型である場合、放熱部材１Ａは、凸部および所定の箱型に対応する形状を備えた金型を使用して、ダイキャスト法により作製することができる。凸部の高さ（第１領域Ｒ１のバスバー２等が搭載されている面と第２領域Ｒ２のパワーデバイス４が搭載されている面との段差）は、電子回路基板３の厚み等に応じて適宜設定すれば良い。なかでも、凸部の高さは、回路構成体１０Ｂを水平面に置いたとき、電子回路基板３の上面の高さと放熱層５の上面の高さとの差が、０．１〜２ｍｍになるように設定することが好ましい。
【００６３】
このような回路構成体１０Ｂは、図６に示すように、凸部１４を有する放熱部材１Ａを用いて、凸部１４にセラミックス層５ａを形成すること以外、第１実施形態と同じ方法により作製することができる。
【００６４】
（電源装置）
本実施形態に係る電源装置は、上記回路構成体を備える。そのため、この電源装置は、放熱性に優れる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の回路構成体は、生産コストを抑制しながら、パワーデバイスからの熱を効率よく放熱することができるため、様々な電源装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１、１Ａ：放熱部材、２：バスバー、３：電子回路基板、４：パワーデバイス、５：放熱層、５ａ：セラミックス層、５ｂ：第１導体層、６：第１接合層、７Ａ：第１接着層、７Ｂ：第２接着層、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ：配線、１０、１０Ａ、１０Ｂ：回路構成体、１１：第２導体層、１２：金属基材層、１３：第２接合層、１４：凸部、２０：積層体、３０：回路部品、４０：電子部品、１０１：放熱部材、１０２：バスバー、１０３：電子回路基板、１０４：パワーデバイス、１０７Ａ：第１接着層、１０７Ｂ：第２接着層
【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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