(57)【要約】【課題】従来の放熱基板では、異形部品等の固定力が低く、絶縁基板に固定している厚肉回路導体が剥がれる可能性があった。【解決手段】異形部品１５の一部以上を、放熱基板１８側に固定したバスバーを兼用する取付治具１６によって、樹脂構造体１１側に固定し、この樹脂構造体１１を直接、金属板２１は、金属板２１等に固定し、異形部品１５の耐振性を高めると共に、リードフレーム１９と伝熱層２０との密着強度を局所的に高め、回路モジュールの高強度化を行う。【選択図】図１
2009135371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板と、この上に形成したシート状の伝熱層と、この伝熱層に固定したリードフレームと、このリードフレームの一部を前記伝熱層から略垂直に折り曲げてなる接続配線と、この接続配線の一部以上を固定する樹脂構造体と、異形部品と、から構成され、
前記異形部品は、前記リードフレームの一部を利用して、前記樹脂構造体側に固定し
前記接続配線は前記樹脂構造体によって前記伝熱層側に固定している回路モジュール。
【請求項２】
金属板と、この上に形成したシート状の伝熱層と、この伝熱層に固定したリードフレームと、このリードフレームの一部を前記伝熱層から略垂直に折り曲げてなる接続配線と、この接続配線の一部以上を固定する樹脂構造体と、異形部品と、前記金属板と略並行に固定した回路基板と、から構成され、
前記異形部品は、前記リードフレームに固定した金属片を用いて、前記樹脂構造体側に固定し、
前記接続配線は前記樹脂構造体によって前記伝熱層側に固定している回路モジュール。
【請求項３】
回路基板は、接続配線の一部以上と接続され、前記金属板と略並行になるように設置している請求項１もしくは２のいずれか一つに記載の回路モジュール。
【請求項４】
異形部品は、コイル、トランス、キャパシタ、リード付き部品のいずれか一つ以上である請求項１もしくは２のいずれか一つに記載の回路モジュール。
【請求項５】
金属板上に、シート状の伝熱層を用いてリードフレームを固定する工程と、
前記リードフレームの一部を、伝熱層から略垂直に折り曲げ接続配線とする工程と、
異形部品の一部以上を、前記リードフレームもしくは前記リードフレームに固定した金属片を用いて、樹脂構造体に固定する工程と、
前記樹脂構造体を用いて、前記リードフレームの一部を前記伝熱層側に固定する工程と、
を有する回路モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイルドハイブリッドカーを始めとするハイブリッドカーや産業用の機器に使われる回路モジュールとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブレーキ時の回生電力等を電気二重層キャパシタ等に蓄積することで、低消費電力化を実現するハイブリッドカーや各種産業用の機器が注目されている。
【０００３】
こうした機器においては、１００Ａを超える大電流を高精度に制御するＤＣＤＣコンバータ（ここでＤＣＤＣとは、ＤＣ入力をＤＣ出力にするコンバータの意味である）等の大電流を取り扱う回路モジュールが必要であり、これらに使われるパワー半導体等は、放熱や大電流に対応する放熱基板に実装され、回路モジュールを構成する。ここで回路モジュールとは、電源モジュールやＤＣＤＣコンバータ等を含む、５０Ａ以上の大電流の電圧変換装置である。
【０００４】
こうした回路モジュールは、パワー半導体等を実装した放熱基板部と、パワー半導体等を制御する一般電子部品を実装した回路基板部と、コイル、トランス、キャパシタ、リード付き部品等の表面実装（いわゆるＳＭＤ実装。なお円柱状、コイン状、立方体、重量部品等の異形部品も含む）の難しい異形部品とから構成される。
【０００５】
そしてパワー半導体や異形部品を制御する半導体チップ等の各種電子部品を高密度実装した回路基板を、パワー半導体等を実装した回路モジュールに、できるだけ隣接して設置する必要がある。これは回路モジュールの小型化と同時に、回路のノイズ対策のためである。
【０００６】
こうした異形部品を有する回路モジュールにおいて、異形部品の固定は重要な課題となる。
【０００７】
図１０は、異なる高さを有する異形部品を実装した従来の回路モジュールの一例を説明する断面図である。図１０において、絶縁基板１の表面には、平坦な厚肉回路導体２や段差付き厚肉回路導体３が形成されている。異形部品４ａ、４ｂは、それぞれ表面実装が難しく、互いの高さが異なる部品である。異形部品４ｂは平坦な厚肉回路導体２へ、高さの低い異形部品４ａは、孔５を介して段差付き厚肉回路導体３に、それぞれネジ７を用いて実装している。また異形部品４ａ、４ｂに発生した熱は、これらを固定するヒートシンク６へ、矢印８に示すように拡散している。
【０００８】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。
【特許文献１】特許第２７８６３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし図１０で示した従来の回路モジュールでは、少なくとも異形部品４ａ、４ｂの一面をヒートシンク６等に固定する必要がある。また異形部品４ａ、４ｂの数や形状によって、ヒートシンク６への固定方法が難しくなる。
【００１０】
その結果、図１０で示した従来の異形部品の実装構造では、外部から絶縁基板１等に引っ張り力が伝わった場合、ネジ７が壊れたり、異形部品４ａ、４ｂが変形したり、異形部品４ａ、４ｂ自体がヒートシンク６から剥がれてしまうという課題が有った。
【００１１】
更にパワー半導体や異形部品４ａ、４ｂを制御する一般電子部品を実装した回路基板を隣接して設置することが難しい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで本発明は、上記課題を解決するために、金属板と、この上に形成したシート状の伝熱層と、この伝熱層に固定したリードフレームと、このリードフレームの一部を前記伝熱層から略垂直に折り曲げてなる接続配線と、この接続配線の一部以上を固定する樹脂構造体と、異形部品と、から構成され、前記異形部品は、前記リードフレームの一部を利用して、前記樹脂構造体側に固定している回路モジュールとする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明によれば、コイル（チョークコイルも含む）、トランス、キャパシタ（電解コンデンサ、電気二重層キャパシタを含む）、リード付き部品等の異形部品の一部以上を、リードフレームの一部を利用して樹脂構造体側に固定することで、様々な形状、重さ、数量の異形部品であっても強固に固定する。
【００１４】
また異形部品の一部以上を固定した樹脂構造体を用いて、放熱基板を構成するリードフレームの一部からなる接続配線部を固定することで、接続配線部やリードフレーム自体の伝熱層からの剥離強度を高めると共に放熱基板自体を高強度化する。
【００１５】
更に必要に応じて、放熱基板に実装したパワー半導体等を制御する一般電子部品等を実装した回路基板を、放熱基板と略並行に設置することで、回路モジュールの小型化、高機能化、耐ノイズ特性を改善する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
なお本発明の実施の形態に示された一部の製造工程は、成形金型等を用いて行われる。但し説明するために必要な場合以外は、成形金型は図示していない。また図面は模式図であり、各位置関係を寸法的に正しく示したものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１の回路モジュールの構造について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、回路モジュールの構成を説明する斜視図である。図１において、１１は樹脂構造体、１２は取付孔、１３は配線孔、１４は点線、１５は異形部品、１６は取付治具、１７は矢印、１８は放熱基板、１９はリードフレーム、２０は伝熱層、２１は金属板、２２は接続配線、２３は回路基板、２４は電子部品、２５はネジである。
【００１９】
図１において、樹脂構造体１１の外周部等には、樹脂構造体１１を放熱基板１８に固定するための取付孔１２や、放熱基板１８のリードフレーム１９の一部である接続配線２２を保護するための配線孔１３を形成する。
【００２０】
なお図１において、リードフレーム１９からなる配線や、その上に実装したパワー半導体等、ソルダーレジスト等は図示していない。
【００２１】
図１において、放熱基板１８は、金属板２１と、この上に固定したシート状の伝熱層２０と、この伝熱層２０に固定したリードフレーム１９と、このリードフレーム１９の一部を前記伝熱層２０から略垂直に折り曲げてなる接続配線２２とから構成する。
【００２２】
そして金属板２１にネジ２５等で強固に固定した樹脂構造体１１を用いて接続配線２２を保護する。また必要に応じて、樹脂構造体１１の上に露出した接続配線２２を用いて、予め電子部品２４を実装した回路基板２３を固定する。こうして、回路モジュールの小型化や高機能化が可能となる。なお接続配線２２は、回路モジュールの外部用端子（例えば電流供給端子等）としても機能する。
【００２３】
図１において、異形部品１５は、コイル（チョークコイルも含む）やトランス、キャパシタ（電界コンデンサ、電気二重層キャパシタも含む）、リード付き部品等のＳＭＤ実装の難しい部品である）。そして異形部品１５は、放熱基板１８に固定したリードフレーム１９やリードフレーム１９の上に固定した取付治具１６を用いて、樹脂構造体１１側に固定する。樹脂構造体１１の点線１４は、異形部品１５の固定位置を示す。なお樹脂構造体１１側に、異形部品１５の固定構造（例えば、位置決め用の突起や窪み、桟、円柱状の異形部品１５を固定する半円柱状の窪み、立方体の異形部品１５を固定する立方状の窪み等）を設ける。
【００２４】
このように、異形部品１５を、放熱基板１８と樹脂構造体１１の間に固定することで、その固定性、耐振動性等を改善する。なお異形部品１５を樹脂構造体１１側に固定するに当たり、リードフレーム１９を伝熱層２０側から持上げ（あるいは浮かせて）、バネ状とすることで、耐振動性や取付け時の寸法誤差を吸収する。なおリードフレーム１９を浮かせる代わりに、金属片からなる取付治具１６を用いても良い。この場合、取付治具１６となる金属片を、一種のバスバー（ブスバーとも呼ばれる電流供給ライン、あるいはジャンパー配線）と機能させで、後述する図６等で説明するようにリードフレーム１９からなる配線の引き回しの設計の自由度を高める。
【００２５】
なお接続配線２２は、伝熱層２０から略垂直に折り曲げているが、これは矢印１７に示すように、樹脂構造体１１に形成した配線孔１３を介して突き出し、回路基板２３に接続するためである。このように、放熱基板１８の必要部分において、リードフレーム１９を略垂直に折り曲げ、接続配線２２とすれば良く、全ての周縁部（あるいは４辺全てで）で折り曲げる必要は無い。周縁部のリードフレーム１９の一部を、略垂直に折り曲げることなく、そのまま（伝熱層２０と略平行なまま）放熱基板から外部へ突き出しても良い。
【００２６】
図１において、取付孔１２に向かう矢印１７は、放熱基板１８の上に、異形部品１５の一部以上を固定した樹脂構造体１１が、ネジ２５によって固定する様子を示す。
【００２７】
またこのネジ２５によって固定した樹脂構造体１１の一部は、リードフレーム１９や、接続配線２２の一部（あるいは略垂直に折り曲げた接続配線２２の根元や根元付近）を固定し、回路モジュール全体の強度を高める。
【００２８】
また必要に応じて設置する回路基板２３に実装した電子部品２４は、放熱基板１８に実装したパワー半導体等（図示していない）に、接続配線２２を介して最短距離（あるいは最短線路長）で接続するため、ノイズの影響を受けない。電子部品２４とは、半導体やチップ部品等の一般電子部品である。
【００２９】
こうして、金属板２１と、この上に形成したシート状の伝熱層２０と、この伝熱層２０に固定したリードフレーム１９と、このリードフレーム１９の一部を前記伝熱層２０から略垂直に折り曲げてなる接続配線２２と、この接続配線２２の一部以上を固定する樹脂構造体１１と、異形部品１５と、から構成され、前記異形部品１５は、前記リードフレーム１９の一部を利用して、前記樹脂構造体１１側に固定している回路モジュールを実現する。
【００３０】
次に図２を用いて、樹脂構造体１１への異形部品１５の固定方法の一例について説明する。図２は、リードフレーム１９やリードフレーム１９の上に固定した金属片からなる取付治具１６をバネ状とし、この上に異形部品１５をセットする様子を説明する斜視図である。
【００３１】
図２において、取付治具１６は、リードフレーム１９（図示していない）に半田等で固定しており、バスバーも兼ねる。なおリードフレーム１９自体を、取付治具１６のような構造としても良い。こうした弾性構造（あるいは取り付け誤差を吸収する構造）とすることで、この上にセットする異形部品１５の寸法バラツキを吸収する。
【００３２】
そしてこの上に、樹脂構造体１１をセットし、異形部品１５を固定する。なお放熱基板１８の周縁部等に形成した接続配線２２（更に樹脂構造体１１に形成した配線孔１３）を一種のガイドとすることで、取付け精度を高める。
【００３３】
図３は、異形部品１５を、放熱基板１８と樹脂構造体１１の間に固定した様子を示す斜視図である。図３における点線１４は、異形部品１５や取付治具１６を示す。樹脂構造体１１は、その周縁部等に設けた配線孔１３に挿入した接続配線２２で固定している。更にネジ２５を用いて、樹脂構造体１１は、直接、金属板２１（更には金属板２１を固定した機器の筐体やシャーシも含む）に固定する。こうして取付けの難しい異形部品１５をしっかり保持する。
【００３４】
更に、図３に示すように、回路基板２３を設置することで、回路モジュールの小型化、高性能化が可能となる。
【００３５】
なお予め樹脂構造体１１の異形部品１５の取付け部分に凹部や突起を設けておくことで取付け精度を高め、作業工数も減らす。例えば、樹脂構造体１１に、異形部品１５の外形に応じた窪みや突起（例えば、円柱状の異形部品１５を埋め込む、あるいは嵌め込むための半円柱状の凹部を設ける。立方体の異形部品１５を固定するための立方体状の凹部を設ける等）を設ける。
【００３６】
図３において、異形部品１５の固定に樹脂構造体１１を用いるため、複数個の異形部品１５であっても、様々異なる外形の異形部品１５であっても、樹脂構造体１１に固定できる。
【００３７】
また図３において、樹脂構造体１１に形成した配線孔１３は、放熱基板１８の接続配線２２を保護する。また樹脂構造体１１の一部は、接続配線２２の根元を、放熱基板１８側に押付けることで、その密着強度を高める。
【００３８】
樹脂構造体１１への異形部品１５の取付け方法は、取付治具１６以外に、樹脂構造体１１自体を加工したもの（取付孔、取付け溝、はめ込み構造等）であっても良い。そして樹脂構造体１１における異形部品１５を固定する構造部とは、樹脂構造体１１における異形部品１５の一部以上が接する部分である。そしてこの異形部品１５を固定する構造部は、異形部品１５用の取付治具１６の取付け部分（例えば図１の点線１４部分）、更には取付治具１６を固定するための構造部（孔や突起等を用いて取付治具１６を固定した場合、こうした孔や、突起部、更にはこの近辺部分も構造部に含む。なおこれら部分は図示していない）も含む。これは、取付治具１６の固定部分（取付け部分、更にはこの近辺部分も含む）は、異形部品１５を固定する構造部の一部だからである。
【００３９】
このように樹脂構造体１１側に、異形部品１５の形状に応じた取付け構造部（あるいは取付治具１６等の固定構造部）を形成することで、様々な異形部品１５の形状に対応できる。なお射出成形可能な市販の熱可塑性樹脂（望ましくは、エンジニアリングプラスチックや液晶ポリマー等の高強度樹脂材料）を用いることで、樹脂構造体１１を作成できる。
【００４０】
樹脂構造体１１に固定する異形部品１５について説明する。異形部品１５としては、質量の大きなもの（例えば５ｇ以上。なお５ｇ未満の軽い異形部品１５の場合、放熱基板１８の上に直接、固定できる場合がある）であっても対応する。複数個の異形部品１５や重量の大きな異形部品１５を固定する場合、回路モジュールの中央部付近等の最適位置に、あるいはバランスの最適位置に固定する。
【００４１】
こうして樹脂構造体１１の形状（樹脂構造体１１の肉厚も含む）は、搭載する異形部品１５の大きさや形状、個数や、重さ等を考慮して設計する。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、図４から図５を用いて、実施の形態１で説明した電源モジュールに用いる放熱基板１８の製造方法の一例について説明する。
【００４３】
図４（Ａ）（Ｂ）は、共に放熱基板１８の製造方法の一例を説明する断面図である。図４（Ａ）（Ｂ）において、２６は伝熱樹脂である。
【００４４】
まず図４（Ａ）に示すように、金属板２１の上に、伝熱樹脂２６をセットし、更にその上に所定パターン形状に加工したリードフレーム１９をセットする。そして矢印１７に示すように、これらを金型やプレス（共に図示していない）を用いて、加熱加圧することで一体化する。そして伝熱樹脂２６を硬化し、伝熱層２０とする。
【００４５】
図４（Ｂ）は、伝熱樹脂２６を硬化し、伝熱層２０とした後の状態を示す断面図である。図４（Ｂ）に示すように、放熱基板１８を構成するリードフレーム１９は、その一部以上が伝熱層２０に埋め込むことで、リードフレーム１９と伝熱層２０との接触面積を増加させ、リードフレーム１９の表面に実装したパワー半導体（図示していない）の熱を、リードフレーム１９から伝熱層２０を介して金属板２１へ放熱しやすくできる。またリードフレーム１９と伝熱層２０との接合強度（あるいは剥離強度）を高める効果を得る。
【００４６】
その後、図４（Ｃ）に示すように、リードフレーム１９の一部を、矢印１７に示すように略垂直に折り曲げ、接続配線２２とする。なおリードフレーム１９の一部を、伝熱層２０から引き剥がすようにすることで、その引き剥がした部分（引き剥がした距離）を沿面距離（一種の絶縁距離）とする。
【００４７】
そして図４（Ｃ）に示すように、取付治具１６を矢印１７に示すようにセットする。なお取付治具１６を、リードフレーム１９から構成しても良い。また発熱部品（例えば、パワートランジスタやパワーＦＥＴ等）も実装する（図示していない）。
【００４８】
図５（Ａ）（Ｂ）は、共に放熱基板１８と樹脂構造体１１を示す断面図である。図５において２７は開口部である。図５（Ａ）に示すように、放熱基板１８の上に、矢印１７に示すように樹脂構造体１１をセットする。
【００４９】
図５（Ｂ）は、異形部品１５を、取付治具１６を用いて、樹脂構造体１１側に固定した様子を説明する断面図である。図５（Ｂ）に示すように、樹脂構造体１１に形成した配線孔１３に、接続配線２２の一部以上を挿入することで、接続配線２２を保護する。また接続配線２２同士のショートを防止し、同時に接続配線２２の曲がり（歪みや傾きも含む）を矯正する。
【００５０】
なおリードフレーム１９の一部以上を、伝熱層２０に埋め込むことで、肉厚の（例えば、０．２ｍｍ以上、望ましくは０．３ｍｍ以上）リードフレーム１９を用いた場合でも、その厚みが放熱基板１８の表面に段差として表れないため、リードフレーム１９の上へのソルダーレジスト（図示していない）の印刷性を高める効果を得る。
【００５１】
図５（Ｂ）の開口部２７を設けることで、接続配線２２の配線孔１３への挿入性を高める。また開口部２７を用いて、完成後の回路モジュールの電気検査を行う。また接続配線２２の根元部分における伝熱層２０との接合強度を高める（後述する図９（Ｂ）等で説明する）。
【００５２】
この開口部２７は、樹脂構造体１１に形成した配線孔１３の一側面以上を開口したものである。このように樹脂構造体１１の一部に形成した開口部２７で、樹脂構造体１１とリードフレーム１９との接触具合を調整する。後述する図９（Ｂ）等で示すように、放熱基板１８に反りやうねりが発生しても、開口部２７を設けることで、開口部２７を設けていない側（つまりリードフレーム１９側）で、確実に樹脂構造体１１とリードフレーム１９側が接するためである。
【００５３】
こうして回路モジュールとする。なお必要に応じて、更に回路基板２３と組み合わせることができる。
【００５４】
図６（Ａ）（Ｂ）は、回路モジュールに回路基板２３を組み合わせる様子を説明する断面図である。図６において、２８は半田である。図６（Ａ）（Ｂ）において、放熱基板１８と樹脂構造体１１の間には、バスバーを兼用する取付治具１６を用いて樹脂構造体１１を固定している。
【００５５】
図６（Ａ）の矢印１７に示すように、回路基板２３をセットし、半田２８を用いて回路基板２３と接続配線２２を接続する。
【００５６】
図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、回路基板２３に形成した配線孔１３に、接続配線２２を挿入し、半田２８で固定することで、回路基板２３を固定する。また樹脂構造体１１は、ネジ２５（図示していない）によって、金属板２１（更に、金属板２１を固定する機器の筐体やシャーシ。なお筐体やシャーシは図示していない）に物理的にしっかり固定している。
【００５７】
図６（Ｂ）に示すように、回路基板２３と、樹脂構造体１１の間に隙間を設けることで、接続配線２２部分等への半田２８の付着具合（半田流れ、半田量の評価も含む）を検査する。
【００５８】
なお図６（Ｂ）において、回路基板２３を樹脂構造体１１に取り付ける際の金属板２１との位置規制を容易にするため、樹脂構造体１１の外周部、または中心部、またはその両方に突起を設け、その突起で回路基板２３を保持することが望ましい。さらには、その突起部をバネ性のある爪状の引っかけ構造とし、その引っかけ部で回路基板を機械的に固定することがより望ましい。
【００５９】
そうすることで回路モジュールの完成厚みを容易に制御できるし、回路モジュールに振動を与えられた場合の回路基板への影響を排除できる。
【００６０】
図７（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体１１に形成した開口部２７の効果を説明する斜視図である。図７（Ａ）に示すように、樹脂構造体１１の一部に開口部２７を設け、矢印１７に示すように、接続配線２２に被せ、接続配線２２を保護する。
【００６１】
図７（Ｂ）は、接続配線２２が、樹脂構造体１１で保護された様子を示す斜視図である。図７（Ｂ）に示すように、接続配線２２の根元部分（更にはリードフレーム１９部分）が、ネジ２５（図示していない）で固定した樹脂構造体１１によってしっかり固定する。
【００６２】
図８（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体１１を用いない場合の課題について説明する断面図である。図８（Ａ）（Ｂ）において、異形部品１５は、樹脂構造体１１の代わりに、回路基板２３を用いて固定している。この状態で、振動試験等を行うと、異形部品１５に矢印１７で示すような力が発生する。そしてこの力が、接続配線２２を矢印１７に示すように引き剥がす方向に発生する。
【００６３】
この結果、図８（Ｂ）に示すように、回路基板２３や異形部品１５が、脱離する可能性が考えられる。
【００６４】
図９（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体１１を用いる効果を説明する断面図である。図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、異形部品１５を、放熱基板１８と樹脂構造体１１の間に挟むことで、その耐振性を高める。また樹脂構造体１１は、ネジ２５によって直接、金属板２１（更には筐体やシャーシ）に固定しているため、放熱基板１８に影響を与えない。
【００６５】
図９（Ｂ）に示すように、異形部品１５（特に、５ｇ以上の重量部品等）に、矢印１７に示すような振動を加えた場合でも、この振動はネジ２５で固定した樹脂構造体１１を介して、金属板２１（更には金属板２１を固定する機器の筐体やシャーシ）に直接逃げるため、接続配線２２やリードフレーム１９、回路基板２３等には影響しない。
【００６６】
更に金属板２１にばか孔等と呼ばれる、大きな孔を形成しておくことで、樹脂構造体１１そのものを機器の筐体やシャーシに取り付ける。この結果、取付工数が削減でき、更に強力な固定が可能である。ここでばか孔とは、clearance  holeとも呼ばれる機械用語の一つであり、通しボルトは埋め込みボルトなどを挿入する孔も含む。
【００６７】
なお図９において、接続配線２２等は図示していない。しかし接続配線２２等は、樹脂構造体１１によって、接続配線２２のみならず接続配線２２の根元部分、あるいは接続配線２２から延びるリードフレーム１９部分も、伝熱層２０側に機械的に固定しているため、接続配線２２に大きな引っ張り力が発生した場合でも、リードフレーム１９と伝熱層２０との界面が剥離しない。
【００６８】
（実施の形態３）
実施の形態３では、回路モジュールに使用する放熱基板１８や樹脂構造体１１に用いる部材について説明する。
【００６９】
リードフレーム１９としては、銅やアルミニウムのような熱伝導性の高い部材を用いる。またリードフレーム１９の厚みは０．２ｍｍ以上（望ましくは０．３ｍｍ以上）を用いる。リードフレーム１９の厚みが０．２ｍｍ未満の場合、接続配線２２の強度が低下し、作業中に曲がる。
【００７０】
またリードフレーム１９の厚みは、１０．０ｍｍ以下（望ましくは５．０ｍｍ以下）が望ましい。リードフレーム１９の厚みが１０．０ｍｍを超えた場合、接続配線２２のファインパターン化に影響を与える。
【００７１】
次に伝熱樹脂２６について説明する。伝熱樹脂２６は、例えば、樹脂とフィラーとからなるものとすることで、その熱伝導性を高めることができる。そして樹脂として熱硬化性の樹脂を用いることで、その信頼性を高める。
【００７２】
ここで無機フィラーとしては、例えば略球形状で、その直径は０．１μｍ以上１００μｍ以下が適当である（０．１μｍ未満の場合、樹脂への分散が難しくなる。また１００μｍを超えると伝熱層２０の厚みが厚くなり熱拡散性に影響を与える）。そのためこれら伝熱層２０における無機フィラーの充填量は、熱伝導率を上げるために７０から９５重量％と高濃度に充填する。特に、本実施の形態では、無機フィラーは、平均粒径３μｍと平均粒径１２μｍの２種類のアルミナを混合したものを用いている。この大小２種類の粒径のアルミナを用いることによって、大きな粒径のアルミナの隙間に小さな粒径のアルミナを充填できるので、アルミナを９０重量％近くまで高濃度に充填する。この結果、これら伝熱層２０の熱伝導率は５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度となる。
【００７３】
なお無機フィラーとしてはアルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、及び窒化アルミニウム、酸化亜鉛、シリカ、酸化チタン、酸化錫、ジルコン珪酸塩からなる群から選択される少なくとも一種以上を含んでいるものとすることが、熱伝導性やコスト面から望ましい。
【００７４】
なお熱硬化性樹脂を使う場合は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド樹脂、アラミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂の群から選ばれた少なくとも１種類の熱硬化性樹脂を含む。これはこれらの樹脂が耐熱性や電気絶縁性に優れている。
【００７５】
特に、伝熱層２０の放熱性を高めようとすると、無機フィラーの含有率を増加させることが必要となるが、この結果、伝熱層２０における熱硬化性樹脂の含有率を減らす可能性がある。そして伝熱層２０における熱硬化性樹脂の含有率を減らした場合、伝熱層２０と、リードフレーム１９との間の接着力が低下する可能性がある。そしてリードフレーム１９の一部である接続配線２２や、接続配線２２に接続した回路基板２３を、非常に強い力で繰り返し何度も引き剥がそうとした場合、放熱基板１８における伝熱層２０とリードフレーム１９の界面が剥離してしまう可能性も考えられる。
【００７６】
しかし、図１、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）、図９（Ｂ）等に示すようにリードフレーム１９は、樹脂構造体１１でしっかり金属板２１等に固定しているため、その界面は剥離しない。
【００７７】
以上のようにして、金属板２１と、この上に形成したシート状の伝熱層２０と、この伝熱層２０に固定したリードフレーム１９と、このリードフレーム１９の一部を前記伝熱層２０から略垂直に折り曲げてなる接続配線２２と、この接続配線２２の一部以上を固定する樹脂構造体１１と、異形部品１５と、から構成され、前記異形部品１５は、前記リードフレーム１９の一部を利用して、前記樹脂構造体１１側に固定し、前記接続配線２２は前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層２０側に固定している回路モジュールとすることで、高強度の回路モジュールを実現する。
【００７８】
なお接続配線２２の根元の一部以上を、樹脂構造体１１によって伝熱層２０に固定する。接続配線２２の根元とは、接続配線２２の中央部から下半分と、略垂直の折り曲げ部と、折り曲げ部近くのリードフレーム１９とからなる。なお折り曲げ部から１０ｍｍ以内のリードフレーム１９も根元である。１０ｍｍを超えると、押付け効果が低下する場合がある。また接続配線２２の先端部（接続配線２２の中央部から上半分）を、尖らせることで、樹脂構造体１１の配線孔１３への挿入性を高める。
【００７９】
また金属板２１と、この上に形成したシート状の伝熱層２０と、この伝熱層２０に固定したリードフレーム１９と、このリードフレーム１９の一部を前記伝熱層２０から略垂直に折り曲げてなる接続配線２２と、この接続配線２２の一部以上を固定する樹脂構造体１１と、異形部品１５と、前記金属板２１と略並行に固定した回路基板２３と、から構成され、前記異形部品１５は、前記リードフレーム１９に固定した金属片からなる取付治具１６を用いて、前記樹脂構造体１１側に固定し、前記接続配線２２は前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層２０側に固定している回路モジュールとすることで、高強度で高性能の回路モジュールを実現する。
【００８０】
回路基板２３は、接続配線２２の一部以上と接続され、前記金属板２１と略並行になるように設置している回路モジュールとすることで、回路モジュールの小型化と、耐ノイズ性を高める。
【００８１】
異形部品１５は、コイル、トランス、キャパシタ、リード付き部品のいずれか一つ以上とすることで、回路モジュールにおける異形部品１５の対応性を高める。
【００８２】
金属板２１上に、シート状の伝熱層２０を用いてリードフレーム１９を固定する工程と、前記リードフレーム１９の一部を、伝熱層２０から略垂直に折り曲げ接続配線２２とする工程と、異形部品１５の一部以上を、前記リードフレーム１９もしくは前記リードフレーム１９に固定した金属片を用いて、樹脂構造体１１に固定する工程と、前記樹脂構造体１１を用いて、前記リードフレーム１９の一部を前記伝熱層２０側に固定する工程と、を有する回路モジュールの製造方法によって、高強度の回路モジュールを製造する。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、本発明にかかる回路モジュールとその製造方法を用いることで、実装性の低いあるいは重量の大きい部品に対しても、樹脂モジュールの中にしっかり固定でき、かつ放熱基板と回路基板を最短距離で接続でき、耐振性や耐ノイズ性に優れるため、各種機器の小型化と高強度化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】回路モジュールの構成を説明する斜視図
【図２】リードフレームやリードフレームの上に固定した金属片からなる取付治具をバネ状とし、この上に異形部品をセットする様子を説明する斜視図
【図３】異形部品を、放熱基板と樹脂構造体の間に固定した様子を示す斜視図
【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、共に放熱基板の製造方法の一例を説明する断面図
【図５】（Ａ）（Ｂ）は、共に放熱基板と樹脂構造体を示す断面図
【図６】（Ａ）（Ｂ）は、回路モジュールに回路基板を組み合わせる様子を説明する断面図
【図７】（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造に形成した開口部の効果を説明する斜視図
【図８】（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体を用いない場合の課題について説明する断面図
【図９】（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体を用いる効果を説明する断面図
【図１０】異なる高さを有する異形部品を実装した従来の回路モジュールの一例を説明する断面図
【符号の説明】
【００８５】
１１  樹脂構造体
１２  取付孔
１３  配線孔
１４  点線
１５  異形部品
１６  取付治具
１７  矢印
１８  放熱基板
１９  リードフレーム
２０  伝熱層
２１  金属板
２２  接続配線
２３  回路基板
２４  電子部品
２５  ネジ
２６  伝熱樹脂
２７  開口部
２８  半田
【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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【図９】
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【図１０】
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