(57)【要約】【課題】回路基板に接続される複数の導電路の形成およびハンドリングを簡易化できる回路構成体の製造方法を提供する。【解決手段】回路構成体の製造方法は、表面４０Ｓおよび裏面４０Ｒを有する金属板材４０の裏面４０Ｒに第１プリプレグ３１を接着し、第１プリプレグ３１を加熱・加圧して、第１プリプレグ３１を金属板材の裏面４０Ｒに固着させる固着工程と、第１プリプレグ３１が金属板材の裏面４０Ｒに固着された状態において、金属板材４０をエッチングすることによってスリットＳＬを形成し、スリットＳＬによって互いに離間して配された複数の導電路４０Ａを形成する第１エッチング工程と、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面および裏面を有する金属板材の裏面に第１プリプレグを接着し、前記第１プリプレグを加熱・加圧して、前記第１プリプレグを金属板材の裏面に固着させる固着工程と、
前記第１プリプレグが金属板材の裏面に固着された状態において、前記金属板材をエッチングすることによってスリットを形成し、前記スリットによって互いに離間して配された複数の導電路を形成する第１エッチング工程と、
発熱電子部品を含む電子部品が搭載される回路基板に、前記発熱電子部品を対応する導電路に接続するための第１開口部を形成する第１開口形成工程と、
前記第１開口部に対応した第２プリプレグの位置に、前記第１開口部の面積以上の開口面積を有する第２開口部を形成する第２開口形成工程と、
前記複数の導電路上に、前記第２プリプレグおよび前記回路基板を、前記第２プリプレグ、前記回路基板の順に積層し、前記第２プリプレグを加熱・加圧して、前記複数の導電路、前記第２プリプレグ、および前記回路基板を一体化する一体化工程と、
を含む、回路構成体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の回路構成体の製造方法において、さらに、
前記複数の導電路をエッチングすることにより、前記第１開口部および前記第２開口部に嵌め込まれ前記発熱電子部品に接続される凸部を有する導電路を形成する第２エッチング工程を含み、
前記一体化工程において、前記凸部を前記第１開口部および前記第２開口部に嵌め込んだ状態で、前記第２プリプレグを加熱・加圧して、前記複数の導電路、前記第２プリプレグ、および前記回路基板が一体化される、回路構成体の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回路構成体の製造方法において、さらに、
前記金属板材に接着された側の面と反対側の前記第１プリプレグの面に、放熱板を取付ける取付工程と、
前記回路基板の前記電子部品が搭載される表面に、ソルダレジスト膜を形成するレジスト形成工程と、を含み、
前記第１プリプレグ、前記第２プリプレグ、および前記ソルダレジスト膜は、１Ｗ／（ｍＫ）以上の熱伝導率を有する、回路構成体の製造方法。
を含む、回路構成体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路構成体の製造方法に関し、詳しくは、回路構成体に含まれる回路基板に接続される複数の導電路の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路構成体に含まれる回路基板に接続される複数の導電路として、特許文献１に記載のものが知られている。このものでは、複数の導電路として、銅または銅合金からなる複数のバスバーが使用されている。
【特許文献１】特開２０１５−８２８９０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の複数のバスバー（導電路）は、通常、銅板をプレスによって打ち抜いて形成される。また、回路基板上の電子部品と接合する際、複数のバスバーが個々に分離された状態で行うと接合作業が煩雑化するため、各バスバーはつながれた状態で電子部品と接合される。そのため、接合後に各バスバーを分断する分断作業が必要とされる。さらに、分断後においても、回路基板とバスバーとの合体基板のハンドリングには、バスバーが回路基板から離脱しないように慎重さが要求された。
【０００４】
本明細書に開示される技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、回路基板に接続される複数の導電路の形成およびハンドリングを簡易化できる回路構成体の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示される回路構成体の製造方法は、表面および裏面を有する金属板材の裏面に第１プリプレグを接着し、前記第１プリプレグを加熱・加圧して、前記第１プリプレグを金属板材の裏面に固着させる固着工程と、前記金属板材をエッチングすることによりスリットを形成し、前記スリットによって互いに離間して配された複数の導電路を形成する第１エッチング工程と、発熱電子部品を含む電子部品が搭載される回路基板に、前記発熱電子部品を対応する導電路に接続するための第１開口部を形成する第１開口形成工程と、前記第１開口部に対応した第２プリプレグの位置に、前記第１開口部の面積以上の開口面積を有する第２開口部を形成する第２開口形成工程と、前記複数の導電路上に、前記第２プリプレグおよび前記回路基板を、前記第２プリプレグ、前記回路基板の順に積層し、前記第２プリプレグを加熱・加圧して、前記複数の導電路、前記第２プリプレグ、および前記回路基板を一体化する一体化工程と、を含む。
【０００６】
本構成によれば、互いに離間して配された複数の導電路は、第１プリプレグが固着された金属板材をエッチングすることによって形成される。そのため、導電路を打ち抜くためのプレス工程および金型等の必要がない。また、各導電路は第１プリプレグで固定されているので、従来のプレス工程および金型を用いて形成される導電路（バスバー）と比べて、連結されている複数の導電路を回路基板に接合した後に、複数の導電路を分断する必要もない。そのため、複数の導電路を形成する工程数の削減でき、また複数の導電路を回路基板に接合した後のハンドリング時の変形等が防止できる。すなわち、回路基板に接続される複数の導電路の形成およびハンドリングを簡易化できる。
【０００７】
上記回路構成体の製造方法において、前記複数の導電路をエッチングすることにより、前記第１開口部および前記第２開口部に嵌め込まれ、前記発熱電子部品に接続される凸部を有する導電路を形成する第２エッチング工程を含み、前記一体化工程において、前記凸部を前記第１開口部および前記第２開口部に嵌め込んだ状態で、前記第２プリプレグを加熱・加圧して、前記複数の導電路、前記第２プリプレグ、および前記回路基板が一体化されるようにしてもよい。
本構成によれば、複数の導電路は、凸部を有する導電路を形成するためにエッチングされる。そのため、エッチング量を調整することによって、導電路の厚さを調整できる。それによって、導電路に流す電流量に対応して適切な導電路の厚さを、簡易な方法で選定できる。
【０００８】
また、導電路の凸部が第１開口部および前記第２開口部に嵌め込まれることによって、第２プリプレグを加熱・加圧する際に、第２プリプレグが第１開口部および第２開口部を介して回路基板の表面に漏れ出すことを抑制できる。また、凸部の高さ（導電路のエッチング量）を調整することによって、凸部に接続される発熱電子部品との段差を調整することができる。
【０００９】
また、上記回路構成体の製造方法において、前記金属板材に接着された側の面と反対側の前記第１プリプレグの面に、放熱板を取付ける取付工程と、前記回路基板の前記電子部品が搭載される表面に、ソルダレジスト膜を形成するレジスト形成工程と、を含み、前記第１プリプレグ、前記第２プリプレグ、および前記ソルダレジスト膜は、１Ｗ／（ｍＫ）以上の熱伝導率を有するようにしてもよい。
本構成によれば、合成樹脂部分には、すなわち、第１、第２プリプレグおよびソルダレジスト膜には、１Ｗ／（ｍＫ）以上の熱伝導率を有する合成樹脂が使用されている。また、第２プリプレグは、一体化工程によって導電路間のスリット内にも充填される。そのため、各導電路からの熱は第２プリプレグ全体に平面的に伝熱され、均熱化される。それによって、各導電路からの熱は、放熱板のみならず、回路基板側からも放熱される。その結果、各導電路からの熱の放熱性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本明細書によって開示される回路構成体の製造方法によれば、回路基板に接続される複数の導電路の形成およびハンドリングを簡易化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る回路構成体を概略的に示す部分断面図
【図２】金属板材に第１プリプレグが固着された状態を示す断面図
【図３】金属板材のエッチングによってスリットを形成した状態を示す断面図
【図４】導電路のエッチングによって凸部を形成した状態を示す断面図
【図５】回路基板の概略的な断面図
【図６】回路基板に開口部が形成された状態を示す断面図
【図７】凸部と開口部との関係を示す断面図
【図８】凸部が開口部に嵌め込まれ、第２プリプレグが加熱・加圧された状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態＞
回路構成体の製造方法に係る一実施形態を図１から図８を参照して説明する。回路構成体１は、例えば、車両に搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータを構成するものである。
【００１３】
１．回路構成体の構成
回路構成体１は、図１に示されるように、上部からソルダレジスト膜１０、回路基板２０、第２プリプレグ３２、第１導電路４１、第２導電路４２、第１プリプレグ３１、アルミ放熱板５０、およびスリットＳＬを含む。
【００１４】
回路基板２０の表面（図１の上面）には、ＭＯＳＦＥＴ等のパワー半導体素子（「発熱電子部品」の一例）２１、および図示しないコンデンサ、コイル、抵抗等の電子部品が搭載されている。なお、発熱電子部品はパワー半導体素子に限られない。
【００１５】
また、回路基板２０の表面および裏面（図１の下面）には、電子部品に接続される基板導電路２２が形成されている（図５参照）。また、回路基板２０には、パワー半導体素子２１を第２導電路４２に接続するための第１開口部２３が形成されている。
【００１６】
スリットＳＬは、表面４０Ｓおよび裏面４０Ｒを有する金属板材４０の裏面４０Ｒに第１プリプレグ３１が固着された金属板材４０を、第１プリプレグ３１が固着された状態で複数の導電路４１，４２に分離している（図４参照）。
【００１７】
第２プリプレグ３２は、複数の導電路４１，４２と回路基板２０との間に設けられ、加熱・加圧されることで、複数の導電路４１，４２と回路基板２０とを一体化している。また、第２プリプレグ３２には、回路基板２０の第１開口部２３に対応した位置に、第１開口部２３の面積以上の開口面積を有する第２開口部３３が形成されている（図７参照）。
【００１８】
また、各導電路４１，４２は、エッチングされたエッチング側壁４１Ｗ，４２Ｗを有し、スリットＳＬはエッチング側壁４１Ｗ，４２Ｗによって構成されている。言い換えれば、スリットＳＬは、各導電路４１，４２を形成する際に、金属板材４０をエッチングすることによって形成される（図３参照）。
【００１９】
複数の導電路４１，４２は、エッチングされたエッチング表面４１Ｓを有する第１導電路４１と、エッチング表面４２Ｓより回路基板側に突出した凸部４３を有する第２導電路４２とを含む。凸部４３は、第１開口部２３および第２開口部３３に嵌め込まれる。すなわち、複数の導電路４１，４２と回路基板２０とは、凸部４３を第１開口部２３および第２開口部３３に嵌め込んだ状態で、第２プリプレグ３２によって一体化されている。
【００２０】
放熱板５０は、例えば、アルミ放熱板であり、第１プリプレグ３１の裏面３１Ｒ、言い換えれば、金属板材４０が接着された面（表面）３１Ｓとは反対側の面３１Ｒに接して設けられている。
【００２１】
回路基板２０の電子部品が搭載される表面２０Ｓには、ソルダレジスト膜１０が形成されている。第１プリプレグ３１、第２プリプレグ３２、およびソルダレジスト膜１０は、１Ｗ／（ｍＫ）以上の熱伝導率を有している。
【００２２】
また、回路基板２０および第２プリプレグ３２を貫通し、第１導電路４１に達する貫通孔６０が形成されている。貫通孔６０の壁は、例えば、銅メッキ６１されており、銅メッキ６１によって、第１導電路４１と回路基板２０の表面に形成された基板導電路２２とが、電気的に接続されている。
【００２３】
２．回路構成体の製造方法
次に、回路構成体１の製造方法を説明する。
まず、図２に示すように、表面４０Ｓおよび裏面４０Ｒを有する金属板材４０の裏面４０Ｒに第１プリプレグ３１を接着する。そして、第１プリプレグ３１を加熱・（および）加圧して硬化させ、第１プリプレグ３１を金属板材４０の裏面４０Ｒに固着させる（固着工程）。ここで、金属板材４０は、例えば、銅板、あるいは銅合金板で構成される。金属板材４０の厚さは、１４０μｍ（マイクロメートル）以上であることが好ましい。なお、金属板材４０は、銅板、あるいは銅合金板に限られない。
【００２４】
次いで、図３に示すように、第１プリプレグ３１が金属板材４０の裏面４０Ｒに固着された状態において、金属板材４０をエッチングすることによってスリットＳＬを形成する（第１エッチング工程）。スリットＳＬによって金属板材４０が互いに離間して配された複数の導電路４０Ａに分離される。その際、各導電路４０Ａは、第１プリプレグ３１に固定されているので、ばらばらになることはない。
【００２５】
次いで、複数の導電路４０Ａの表面４０Ｓをエッチングすることにより、図４に示すように、第１導電路４１、および凸部４３を有する第２導電路４２を形成する（第２エッチング工程）。すなわち、複数の導電路４０Ａのうち、パワー半導体素子２１が実装される部位である凸部４３を除いた部位は、エッチングすることによって、凸部４３より低くされる。なお、凸部４３の高さ調整のために、凸部４３もエッチングされてもよい。
【００２６】
また、電子部品を接続する基板導電路２２を含む回路基板２０（図５参照）は、周知の方法で形成される。次いで、図６に示すように、回路基板２０に、パワー半導体素子２１を対応する第２導電路４２に接続するための第１開口部２３を形成する（第１開口形成工程）。
【００２７】
また、図７に示されるように、回路基板２０の第１開口部２３に対応した第２プリプレグ３２の位置に、第１開口部２３の面積以上の開口面積を有する第２開口部３３を形成する（第２開口形成工程）。本実施形態では、図７に示されるように、第１開口部２３の開口面積と、第２開口部３３の開口面積とは等しい。
【００２８】
次に、複数の導電路４１，４２上に、第２プリプレグ３２および回路基板２０を、第２プリプレグ３２、回路基板２０の順に（図７参照）積層する。そして、図８に示すように、第２プリプレグ３２を加熱・加圧して、複数の導電路４１，４２、第２プリプレグ３２、および回路基板２０を一体化する（一体化工程）。その際、スリットＳＬは、第２プリプレグ３２によって充填される。なお、本実施形態では、第２導電路４２の凸部４３を第１開口部２３および第２開口部３３に嵌め込んだ状態で、第２プリプレグ３２を加熱・（および）加圧して、複数の導電路４１，４２、第２プリプレグ３２、および回路基板２０が一体化される。
【００２９】
次に、図８に示すように、レーザあるいはドリルによって回路基板２０および第２プリプレグ３２を貫通し、第１導電路４１に達する貫通孔６０を形成し、貫通孔６０を、例えばＣｕ（銅）によってメッキする。それによって、ことによって、回路基板２０の基板導電路２２と、第１導電路４１とが電気的に接続される。次いで、回路基板２０の表面の所定位置にソルダレジスト膜１０を、例えば、印刷によって形成する（レジスト形成工程）。
【００３０】
次に、図１に示すように、回路基板２０上の基板導電路２２および第２導電路４２の凸部４３にパワー半導体素子２１を接続し、他の電子部品を回路基板２０上の基板導電路２２に接続する。各接続は、例えば、リフローハンダ付けによって行われる。また、第１プリプレグ３１の裏面３１Ｒに、言い換えれば、金属板材４０に接着された側の面３１Ｓと反対側の第１プリプレグの面３１Ｒに、放熱板５０、例えば、アルミ放熱を取り付ける（取付工程）。放熱板５０の取り付けは、例えば、回路基板２０から放熱板５０に達するネジ穴(図示せず)を設け、ネジ止めによって行われる。以上によって、図１に示されるような回路構成体１が形成される。
【００３１】
３．実施形態の効果
互いに離間して配された複数の導電路４０Ａ（４１，４２）は、第１プリプレグ３１が固着された金属板材４０をエッチングすることによって形成される。そのため、導電路４０Ａを打ち抜くためのプレス工程および金型等の必要がない。また、各導電路４０Ａは第１プリプレグ３１で固定されている。そのため、従来のプレス工程および金型を用いて形成される導電路（バスバー）と比べて、連結されている第１，第２導電路（複数の導電路）（４１，４２）を回路基板２０に接合した後に、第１，第２導電路（４１，４２）を分断する必要もない。そのため、第１，第２導電路（４１，４２）を形成する工程数の削減でき、また第１，第２導電路（４１，４２）を回路基板２０に接合した後のハンドリング時の変形等が防止できる。すなわち、回路基板２０に接続される複数の導電路４０Ａ（４１，４２）の形成およびハンドリングを簡易化できる。
【００３２】
また、複数の導電路４０Ａは、第１導電路４１、および凸部４３を有する第２導電路４２を形成するためにエッチングされる。そのため、エッチング量を調整することによって、第１導電路４１および第２導電路４２の厚さ（高さ）を調整できる。それによって、第１導電路４１および第２導電路４２に流す電流量に対応して適切な導電路４１，４２の厚さを、簡易な方法で選定できる。
【００３３】
また、第２導電路４２の凸部４３が第１開口部２３および第２開口部３３に嵌め込まれる。それによって、第２プリプレグ３２を加熱・加圧する際に、第２プリプレグが第１開口部２３および第２開口部３３を介して回路基板２０の表面２０Ｓに漏れ出すことを抑制できる。また、凸部４３の高さ（導電路のエッチング量）を調整することによって、凸部４３に接続されるパワー半導体素子２１（発熱電子部品）との段差を調整することができる。
【００３４】
また、第１プリプレグ３１、第２プリプレグ３２、およびソルダレジスト膜１０は、１Ｗ／（ｍＫ）以上熱伝導率（高熱伝導率）を有している。そのため、第１，第２導電路（４１，４２）からの放熱を、放熱板５０のみならず、回路基板２０側からも行うことができる。
【００３５】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３６】
（１）本実施形態においては、第２エッチング工程おいて、凸部４３を有する第２導電路４２を形成する例を示したが、これに限られない。すなわち、第２エッチング工程おいて、凸部４３を有する第２導電路４２が形成されず、全て第１導電路４１が形成されるようにしてもよい。その際、第２開口部３３の開口面積を、平面視において第１開口部２３が第２開口部３３内に位置するように、第２開口部３３の開口面積より大きくなるように形成することが好ましい。そのような構成にすることによって、第２プリプレグ３２が加熱・加圧された際に、第２プリプレグ３２が回路基板２０の表面２０Ｓに漏れ出すことを抑制できる。
さらには、第２エッチング工程は省略されてもよい。この場合、金属板材４０の厚さを、所望の導電路４０Ａの厚さと同一とすることが好ましい。この構成によって、第２エッチング工程を省略できるとともに、プレス工程、分断工程、および金型等を省略できる。
【００３７】
（２）本実施形態においては、回路構成体１は、車両に搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータに適用される例を示したが、これに限られない。本実施形態は、発熱電子部品が搭載される回路基板と、回路基板の開口部を介して発熱電子部品が接続される導電路（バスバー）とを含む、任意の回路構成体の製造方法に適用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１…回路構成体
１０…ソルダレジスト膜
２０…回路基板
２１…パワー半導体素子（発熱電子部品）
２３…第１開口部
３１…第１プリプレグ
３２…第２プリプレグ
３３…第２開口部
４０…金属板材
４０Ａ…導電路
４１…第１導電路（導電路）
４２…第２導電路（導電路）
４３…凸部
５０…アルミ放熱板
【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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