(57)【要約】【課題】従来の放熱基板では、回路用導体層は第２の絶縁接着剤層で固定するだけだったので、引っ張り力が振動試験等で発生した場合、回路用導体が第２の絶縁接着剤層から剥離する可能性があった。【解決手段】少なくとも、金属板１９と、この上に形成したシート状の伝熱層１８と、この伝熱層１８に固定したリードフレーム１７とからなる放熱基板１６の、リードフレーム１７やこのリードフレーム１７からなる接続配線２０の根元付近等を、金属板１９等にネジ２２等で固定した樹脂構造体１１を用いて、物理的に伝熱層１８側に押付け、固定することで、リードフレーム１７と伝熱層１８との界面部分の密着強度を高める。【選択図】図１
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【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、からなる放熱基板であって、
前記接続配線及び前記樹脂構造体の一部以上は、前記放熱基板の周縁部に形成しており、
前記接続配線の根元部の一部以上が、前記樹脂構造体によって前記伝熱層に押付けられている放熱基板。
【請求項２】
金属板と、この上にシート状の伝熱層を用いて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、からなる放熱基板であって、
前記接続配線及び前記樹脂構造体は、前記放熱基板の２辺以上に形成しており、
前記接続配線の根元部の一部以上が、前記樹脂構造体によって前記伝熱層に押付けられている放熱基板。
【請求項３】
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、からなる放熱基板部と、
プリント基板部と、から構成され、
前記接続配線の根元部の一部以上が、前記樹脂構造体によって前記伝熱層に押付けられ、
前記接続配線の先端部の一部以上が、前記プリント基板部に接続している垂直多連基板。
【請求項４】
金属板と、この上にシート状の伝熱層を用いて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、からなる放熱基板部と、
前記放熱基板部と略平行になるように固定したプリント基板部と、から構成され、
前記接続配線の根元部の一部以上が、前記樹脂構造体によって前記伝熱層に押付けられ、
前記接続配線の先端部一部以上は、前記プリント基板に接続している垂直多連基板。
【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曲げ接続配線とする工程と、
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押付ける工程と、
前記樹脂構造体を、前記金属板に固定する工程と、
を有する放熱基板の製造方法。
【請求項６】
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曲げ接続配線とする工程と、
樹脂構造体を用いて、前記リードフレームの一部以上を前記伝熱層側に押付ける工程と、
前記樹脂構造体を、前記金属板に固定する工程と、
前記接続配線の先端部に、プリント基板を接続する工程と、
を有する垂直多連基板の製造方法。
【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放熱基板とこれを用いた垂直多連基板及びこれら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する必要がある。
【０００４】
こうした放熱基板としては、例えば特許文献１のような、金属板に金属酸化物及び／又は金属窒化物を含有する絶縁接着剤層を介して回路基板を接合した構造を有する金属ベース回路基板が知られている。
【０００５】
図１１は、従来の放熱基板の一例を示す断面図である。図１１において、金属板１の上には、第１の絶縁接着剤層２を介して導体回路３が固定されている。更にその上には第２の絶縁接着剤層５を介して、回路用導体層６が形成され、導体回路３と回路用導体層６との間は、バイアホール７（バイアホールは、ビアホールとも呼ばれる）によって接続されている。しかしこのような従来の放熱基板を用いて回路モジュールを作成しても、回路用導体層６の剥離強度を高めることには限界がある。
【０００６】
例えば回路用導体層６の一部を、外部用引出端子部として形成し、さらに矢印９に示すように引っ張ったとき、この「引張り力」に抵抗するのは絶縁接着剤層５の接着力だけである。その結果、車載用に要求されるような耐振性（例えば、ＸＹＺ方向に４〜２０Ｇ程度の加速試験を行う）に対応することが難しい。
【特許文献１】特開平９−１３９５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１１で示した従来の放熱基板８では、回路用導体層６は、第２の絶縁接着剤層５の表面に接着されているだけなので、ここにプリント基板や電源ケーブルを介して大きな力がかかった場合、その接着面が剥離してしまう可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、からなる放熱基板であって、前記接続配線及び前記樹脂構造体の一部以上は、前記放熱基板の周縁部に形成しており、前記接続配線の根元部の一部以上が、前記樹脂構造体によって前記伝熱層に押付けられている放熱基板とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明によれば、放熱基板の配線を構成するリードフレームの一部を、伝熱層から略垂直に折曲げ、外部用の引出端子部として機能する接続配線とすることで、配線部と外部端子部との一体化が可能となる。
【００１０】
更にこの接続配線の根元部の一部以上を、樹脂構造体を用いて更に強固に固定する。この結果、接続配線の根元部（特には接続配線の根元部となるリードフレーム）とこれを固定する伝熱層との間は、伝熱層とリードフレームとの接着力（物理的、化学的等）と、樹脂構造体による物理的な固定力との、ダブル効果（あるいは相乗効果）によって、その機械的強度を高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
なお本発明の実施の形態に示された一部の製造工程は、成型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。
【００１２】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１として放熱基板の高強度化に用いる樹脂構造体の構造について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、放熱基板の接続配線部を高強度化するために用いる樹脂構造体の一例を示す斜視図である。図１において、１１は樹脂構造体、１２は取付け孔、１３は配線孔、１４は開口部、１５ａ、１５ｂは凹み部、１６は放熱基板、１７はリードフレーム、１８は伝熱層、１９は金属板、２０は接続配線、２１は矢印、２２はネジである。
【００１４】
なお樹脂構造体１１に設けた配線孔１３は、後述する図４等で説明するように、放熱基板１６に形成した接続配線２０が貫通する部分に相当する。
【００１５】
図１において、接続配線２０は、金属板１９の上に形成したシート状の伝熱層１８に固定したリードフレーム１７の一部を、略垂直に折り曲げた部分である。そしてこの折り曲げ部分が接続配線２０になる。そして接続配線２０の根元部（特に接続配線２０の根元部分で、伝熱層１８に固定したリードフレーム１７部分）を、樹脂構造体１１で強固にする。
【００１６】
図１において、放熱基板１６は、金属板１９と、この上に形成したシート状の伝熱層１８と、この伝熱層１８に固定したリードフレーム１７と、このリードフレーム１７の一部を、伝熱層１８や金属板１９から略垂直に折り曲げてなる接続配線２０から構成している。そして、この接続配線２０を、他のプリント基板や入出力ケーブル等の接続端子部分とする。
【００１７】
図１において、樹脂構造体１１は、ネジ２２等の物理的固定手段を用いて、放熱基板１６の金属板１９や、放熱基板１６本体を固定する機器のシャーシや筐体（共に図示していない）に物理的に固定する。
【００１８】
図１において、接続配線２０の一部以上は、必要に応じて樹脂構造体１１に形成した配線孔１３等を貫通させる構造としても良い。この構造にすることで、略垂直に折り曲げた接続配線２０の補強、曲がり防止、整列等が可能になる。このように樹脂構造体１１を用いることで、接続配線２０の位置寸法を高精度化する。
【００１９】
また接続配線２０を、樹脂構造体１１を貫通させることで、互いの接触を防止する。
【００２０】
図１の凹み部１５ａは、樹脂構造体１１の一部を凹ませた部分であり、樹脂構造体１１の一部を凹ませる等によって、接続配線２０の根元部分を選択的に押付ける。なお詳細は、後述する図７（Ｂ）等で説明する。
【００２１】
図１の凹み部１５ｂは、シート状の伝熱層１８の一部の凹み部分であり、たとえば伝熱層１８に埋め込むように固定したリードフレーム１７の一部を剥がし、接続配線２０とした痕跡部分である。
【００２２】
図１や後述する図３〜図１０で、リードフレーム１７は、伝熱層１８にその一部以上を埋め込むが、これは伝熱層１８とリードフレーム１７との接触面積を増加することで、互いの放熱性や密着性を高める。また一部以上を埋め込むことで、リードフレーム１７により肉厚の部材を用いても、その厚みが表面に凹凸として表れないため、ソルダーレジスト（図示していない）等の形成が容易である。
【００２３】
リードフレーム１７は、必ずしも伝熱層１８に埋め込む必要は無い。シート状やフィルム状の伝熱層１８の表面にリードフレーム１７を接着剤等で固定しても良い。これはリードフレーム１７を接着剤だけで固定した場合であっても、実施の形態１で説明するように、樹脂構造体１１とでダブルで（あるいは相乗的に）固定する。
【００２４】
次に、図２を用いて、樹脂構造体１１について説明する。図２は、樹脂構造体１１の一例を説明する斜視図である。
【００２５】
図２において、樹脂構造体１１はロの字（中央部に開口部１４を構成した形状）としているが、直線状のもの、Ｌ字型、Ｕ字型等、必要に応じた形状とする。
【００２６】
図２において、取付け孔１２は、樹脂構造体１１の周縁部に形成しているが、これによって放熱基板１６から伸びる接続配線２０と干渉しない。
【００２７】
図２において、配線孔１３は、放熱基板１６から伸びる接続配線２０を保護する。
【００２８】
次に、図３を用いて、放熱基板１６について説明する。図３は、放熱基板１６の一例を示す斜視図である。図３において、放熱基板１６は、金属板１９の上に、シート状の伝熱層１８を介して、リードフレーム１７を固定する。なお図３において、リードフレーム１７の一部（例えば放熱基板１６の中央部等の、パワー半導体等を実装する回路パターン部分やパワー半導体等）は図示しない。また図３において、リードフレーム１７の下部に挿入した伝熱層１８（この伝熱層１８によって、リードフレーム１７をその下の金属板１９の間を固定し絶縁している）は図示しない（図面の関係で省略している）。またソルダーレジスト等も図示しない。
【００２９】
図３において、リードフレーム１７は、その一部（例えば、放熱基板１６の周縁部において）は、互いに略平行な状態のまま、金属板１９から略垂直になるように折り曲げており、この部分を接続配線２０とする。この接続配線２０は、後述する図４において、樹脂構造体１１によって、放熱基板１６側に機械的に固定する。
【００３０】
なお図３において、接続配線２０の先端は、樹脂構造体１１等への挿入性を高めるために尖らせておく。またリードフレーム１７の一部は、斜線を用いて省略している（後述する図４も同様にリードフレーム１７の一部を省略している）。
【００３１】
次に図４を用いて、樹脂構造体１１を用いて放熱基板１６を高強度化する様子を説明する。図４は、放熱基板１６の上に樹脂構造体１１を、ネジ２２を用いて固定する様子を説明する斜視図である。
【００３２】
図４において、放熱基板１６の周縁部に形成したリードフレーム１７の一部を金属板１９から略垂直に折り曲げてなる接続配線２０に、ネジ２２等を用いて矢印２１に示すように樹脂構造体１１を固定する。この結果、放熱基板１６におけるリードフレーム１７（特に接続配線２０の根元、あるいは根元付近。なお接続配線２０の中央から下半分も根元の一部である）は、ネジ２２等によって金属板１９（更には金属板１９を固定する機器のシャーシや筐体等に直接固定しても良い）に固定した樹脂構造体１１によって、保護すると共にその機械的強度を高める。
【００３３】
以上のように、金属板１９と、この上に形成したシート状の伝熱層１８と、この伝熱層１８に固定したリードフレーム１７と、このリードフレーム１７の一部を前記伝熱層１８から略垂直に折り曲げてなる接続配線２０と、この接続配線２０の一部以上を固定する樹脂構造体１１と、からなる放熱基板１６であって、前記接続配線２０及び前記樹脂構造体１１の一部以上は、前記放熱基板１６の周縁部に形成しており、前記接続配線２０の根元部の一部以上が、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層１８に押付けられている放熱基板１６とすることで、外力等で引き剥がされる可能性のある接続配線２０部分等の保護や強化を行う。
【００３４】
なお図１等に示すように、樹脂構造体１１の中央部には開口部１４を形成しているが、これは放熱基板１６の上に実装した発熱部品（図示していない）の外観検査等に利用する。
【００３５】
また樹脂構造体１１の周縁部には、適宜、配線孔１３や取付け孔１２を形成する。また配線孔１３の外周部（特に、外から見える部分）には、凹み部１５ａを形成する。この凹み部１５ａを形成することで、接続配線２０の配線孔１３への挿入性を高める。また放熱基板１６に樹脂構造体１１を固定した後でも、この凹み部１５ａによって電気的特性チェックを行う。なお凹み部１５ａは必要に応じて設ける。また凹み部１５ａを大きくすることで、配線孔１３の一側面を開口しても良い（あるいは配線孔１３を細長い溝状としても良い）。
【００３６】
また配線孔１３に、接続配線２０を挿入することで、接続配線２０の一部に曲がりや歪み等が残っていても、接続配線２０の曲がりや歪みを矯正する（あるいは調芯する）効果が得られる。その結果、後述する図９において、プリント基板２４に形成した配線孔１３への、接続配線２０の挿入性を高める。
【００３７】
更にこの樹脂構造体１１を用いて強度アップできる分、金属板１９の薄層化や軽量化が可能となる。なお樹脂構造体１１は、耐熱性の高い樹脂で作成することで、その熱に対する信頼性を高める。なお樹脂を用いるのは、所定の形状への成形性（射出成形等を含む）や、軽量化のためであり、セラミック等に比べて、樹脂が加工性や材料費の面からも安価である。
【００３８】
なお樹脂構造体１１は、樹脂単体で作成する必要はなく、金属部品等と組み合わせたものとすることでその強度アップが可能となる。また樹脂構造体１１を複数の部品に分けても良い。こうして複数個の部品からなる樹脂構造体１１を用意し、これを組み合わせて、一つの樹脂構造体１１としても良い。こうすることで樹脂構造体１１の汎用化が可能である。
【００３９】
更に樹脂構造体１１の取り付け方を工夫することで、放熱基板１６におけるリードフレーム１７の引張り強度以外に、押し付け強度や捻り強度、あるいは耐振動性等における高強度化（あるいは補強）が可能となる。またこの補強効果の分だけ、伝熱層１８における無機フィラー等の充填率を高め、放熱基板１６の放熱性を改善する。
【００４０】
なお樹脂構造体１１による押付け部分の構造や取り付け方等は、その用途に応じて最適な形状に設計する。
【００４１】
（実施の形態２）
次に、図５から図７を用いて、実施の形態１で説明した放熱基板１６の製造方法の一例について説明する。
【００４２】
図５（Ａ）（Ｂ）は、共に放熱基板１６の製造方法の一例を説明する断面図である。図５（Ａ）（Ｂ）において、２３は伝熱樹脂である。
【００４３】
まず図５（Ａ）に示すように、金属板１９の上に、伝熱樹脂２３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１７をセットする。そして矢印２１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２３を硬化し、伝熱層１８とする。
【００４４】
図５（Ｂ）は、伝熱樹脂２３を硬化し、伝熱層１８とした後の状態を示す断面図である。図５（Ｂ）に示すように、放熱基板１６を構成するリードフレーム１７は、その一部以上を伝熱層１８に埋め込んでいる。こうすることで、リードフレーム１７と伝熱層１８との接触面積を増加させ、リードフレーム１７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１７から伝熱層１８を介して金属板１９へ放熱する。またリードフレーム１７と伝熱層１８との接合強度（あるいは剥離強度）を高める。
【００４５】
次に図５（Ｂ）の矢印２１で示すように、リードフレーム１７の一部を、金属板１９等より略垂直に折曲げ、図６（Ａ）の形状とする。
【００４６】
図６（Ａ）（Ｂ）は、共に接続配線２０部分を強化した放熱基板１６の製造方法の一例を説明する断面図である。
【００４７】
図６（Ａ）において、伝熱層１８に埋め込んだリードフレーム１７の一部を引き起こし（あるいは引き剥がし）、接続配線２０としている。ここで伝熱層１８から引き剥がした部分を、凹み部１５ｂとすることで、金属板１９と接続配線２０との間の沿面距離とすることで、絶縁性を高める。
【００４８】
次に図６（Ｂ）に示すように、放熱基板１６の上に、樹脂構造体１１をセットし、ネジ２２を用いて、矢印２１に示すようにこれらを固定する。
【００４９】
なお図６（Ｂ）に示すように、樹脂構造体１１の一部（例えば、外周面の一部、あるいは外周面の放熱基板１６に接する部分）に凹み部１５ａを形成しておくことで、例えばリードフレーム１７が、樹脂構造体１１に形成した配線孔１３に挿入できたかの確認が容易になる。
【００５０】
次に図７（Ａ）（Ｂ）を用いて、放熱基板１６の接続配線２０部分を強化する様子を説明する。
【００５１】
図７（Ａ）（Ｂ）は、共に放熱基板１６の接続配線２０の強化を説明する断面図である。なお根元とは、根元付近も含む。根元付近とは接続配線２０の折り曲げ部分から１０ｍｍ以下とする。１０ｍｍ以上離れた場合効果が得られない場合がある。
【００５２】
図７（Ａ）は、放熱基板１６に形成した接続配線２０を、樹脂構造体１１に嵌め込んだ様子を説明する断面図である。その後、矢印２１に示すように、ネジ２２等を用いて、樹脂構造体１１を放熱基板１６の金属板１９等に機械的に固定する。
【００５３】
図７（Ｂ）は、放熱基板１６の上に、樹脂構造体１１をネジ２２等で固定した様子を説明する断面図である。接続配線２０の根元付近は、ネジ２２や樹脂構造体１１によって矢印２１で示す「押付け力」が発生している。その結果、接続配線２０に矢印２１に示すような「引張り力」が発生した場合でも、「押付け力」で打ち消せる。その結果、接続配線２０の根元における界面部に力が伝わらないため、剥離（例えば、リードフレーム１７と伝熱層１８との界面での剥離）の発生を防止する。
【００５４】
次に、図８（Ａ）（Ｂ）を用いて、接続配線２０の根元における界面剥離について説明する。図８（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体１１が無い場合における放熱基板１６の接続配線２０の根元における界面剥離について説明する断面図である。
【００５５】
図８（Ａ）は、放熱基板１６の接続配線２０に、矢印２１に示す方向に「引張り力」を発生させた場合について説明する断面図である。
【００５６】
図８（Ｂ）は、「引張り力」によって、接続配線２０が放熱基板１６から引き剥がされた様子を説明する断面図である。振動試験等で非常に大きな「引張り力」が発生した場合、図８（Ｂ）に示すようにリードフレーム１７と、伝熱層１８との界面で剥離する可能性が考えられる。
【００５７】
しかし本発明の放熱基板１６の場合、図７（Ｂ）等に示すように、放熱基板１６の一部を、予め樹脂構造体１１で固定しているため、リードフレーム１７と伝熱層１８との界面の剥離を防止する。
【００５８】
（実施の形態３）
次に実施の形態３として、放熱基板１６等に用いる部材について説明する。
【００５９】
リードフレーム１７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ことが望ましい。またリードフレーム１７の厚みは０．２ｍｍ以上（望ましくは０．３ｍｍ以上）が望ましい。リードフレーム１７の厚みが０．２ｍｍ未満の場合、接続配線２０の強度が低下し、作業中に曲がったり変形したりする可能性がある。
【００６０】
またリードフレーム１７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１７の厚みが１０．０ｍｍを超えた場合、接続配線２０のファインパターン化に影響を与える可能性がある。
【００６１】
なおリードフレーム１７の一部以上を、伝熱層１８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１７を用いた場合でも、その厚みが放熱基板１６の表面に段差として表れないため、リードフレーム１７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。
【００６２】
なお図５（Ｂ）に示す矢印２１は、リードフレーム１７の一部を、金属板１９から略垂直になるように、折り曲げる様子を示す。この時、後述する図７（Ｂ）で示すようにリードフレーム１７の一部を、伝熱層１８から引き剥がす。こうすることで、リードフレーム１７（あるいはリードフレーム１７で構成した接続配線２０）と、金属板１９（あるいは金属板１９を固定する筐体やシャーシ）との間の沿面距離（一種の絶縁距離）を確保する。
【００６３】
次に伝熱樹脂２３について説明する。伝熱樹脂２３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。
【００６４】
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１８の厚みが厚くなり熱拡散性に影響を与える）。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できるものである。この結果、これら伝熱層１８の熱伝導率は５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度となる。
【００６５】
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。
【００６６】
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んでいるものが望ましい。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からである。
【００６７】
一方、伝熱層１８の放熱性を更に高めるには、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１８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１８における熱硬化性樹脂の含有率を減らした場合、伝熱層１８と、リードフレーム１７との間の接着力が低下する可能性がある。その結果、放熱基板１６における伝熱層１８とリードフレーム１７の界面が剥離してしまう可能性が考えられる。
【００６８】
こうした場合は、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、リードフレーム１７（特に、接続配線２０の根本付近のリードフレーム１７と伝熱層１８の接続配線分）を、樹脂構造体１１によって伝熱層１８側に物理的に押し付けるような構造とすることで、その部分の物理的強度を高められ、放熱基板１６における伝熱層１８とリードフレーム１７との界面での剥離を防止する。
【００６９】
（実施の形態４）
次に実施の形態４として、実施の形態１で説明した放熱基板に、プリント基板を組合せて、垂直多連基板を作成する様子を説明する。
【００７０】
図９は、樹脂構造体１１で補強した放熱基板１６の上に、プリント基板を固定する様子を説明する斜視図である。図９において、２４はプリント基板、２５は一般電子部品、２６は垂直多連基板である。
【００７１】
図９において、放熱基板１６に形成した接続配線２０は、その根元や周辺を樹脂構造体１１で保護する。そして樹脂構造体１１は、ネジ２２等によって、金属板１９やその下の筐体等にしっかり固定する。そして矢印２１に示すようにこの接続配線２０に、プリント基板２４に形成した配線孔１３をセットし、垂直多連基板２６とする。
【００７２】
こうして金属板１９と、この上に形成したシート状の伝熱層１８と、この伝熱層１８に固定したリードフレーム１７と、このリードフレーム１７の一部を前記伝熱層１８から略垂直に折り曲げてなる接続配線２０と、この接続配線２０の一部以上を固定する樹脂構造体１１と、からなる放熱基板１６部分と、プリント基板２４部分と、から構成され、前記接続配線２０の根元部の一部以上が、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層１８に押付けられ、前記接続配線２０の先端部（先端部は、接続配線２０の中央部から上の部分を言う。接続配線２０の中央部から下の部分は、接続配線２０の根元を構成する一部分となる）の一部以上が、前記プリント基板２４部分に接続している垂直多連基板２６を作成する。
【００７３】
そしてパワートランジスタやパワー半導体等の１００Ａを超える大電流を取り扱うため発熱を伴うパワー素子は、放熱基板１６側に固定する。またパワー素子等を制御する、発熱を伴わない一般電子部品２５はプリント基板２４側に固定する。そして放熱基板１６と、プリント基板２４とを、上下方向（あるいは垂直方向）に複数枚多連状態に接続する。そしてこの上下方向の接続を、放熱基板１６の配線パターンであるリードフレーム１７を略垂直に折り曲げてなる接続配線２０で行うことで、互いの回路間の引き回し長さ（線路長とも呼ばれる）を短くできるため、出来上がった回路の耐ノイズ特性を高める。これは線路長を短くした分、接続配線２０等が外来ノイズを拾うアンテナとなりにくいためである。
【００７４】
次に、図１０を用いて、樹脂構造体１１を用いて垂直多連基板２６を高強度化する様子について説明する。
【００７５】
図１０は、樹脂構造体１１を用いた垂直多連基板２６の高強度化メカニズムを説明する断面図である。図１０において、２７は半田であって、プリント基板２４に形成したスルーホール等と、接続配線２０と、を接続する。
【００７６】
なおプリント基板２４は多層プリント基板２４としても良く、また配線孔１３はスルーホール（スルーホールメッキも含む）としても良い。なお図１０において、プリント基板２４の表層や内層に形成した銅箔パターンやスルーホール等は図示していない。
【００７７】
なおプリント基板２４の配線孔１３と、ここに挿入した接続配線２０との半田２７による接続の場合、余分な半田２７が下部に垂れたり、流れたりする場合がある。こうした場合、後述する図１０（Ｂ）のように、プリント基板２４と、樹脂構造体１１との間に隙間を形成することで、半田２７の流れを制御し、目視検査できる。
【００７８】
図１０（Ａ）は、ネジ２２によって、プリント基板２４ごと、樹脂構造体１１を放熱基板１６に固定した様子を説明する。図１０（Ａ）に示すように、ネジ２２等によって、プリント基板２４も、金属板１９や金属板１９を固定する機器のシャーシに直接、固定する（例えば、金属板１９にばか孔等と呼ばれる、大きな孔を形成しておく。なおばか孔は、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）ことで、プリント基板２４の取付け強度を高める。またネジ２２によって、プリント基板２４のみならず、接続配線２０の高強度化が可能である。その結果、接続配線２０に矢印２１に示す「引張り力」が発生しても、接続配線２０が矢印２１に示す「押付け力」によって、打ち消す。
【００７９】
図１０（Ｂ）は、プリント基板２４を、樹脂構造体１１から離した場合について説明する断面図である。図１０（Ｂ）では、樹脂構造体１１で部分的に強化した放熱基板１６の、接続配線２０を用いて、プリント基板２４を固定する。こうすることで、プリント基板２４側に「引張り力」が発生しても、ネジ２２等による「押付け力」が、樹脂構造体１１を放熱基板１６側に押付けることで、この「引張り力」を打ち消す。
【００８０】
なおパワー半導体等の熱は、リードフレーム１７を介して（あるいはリードフレーム１７を一種のヒートスプレッダーとして）広がり、熱伝導性に優れた伝熱層１８を介して放熱用の金属板１９に広がる。その結果、パワー半導体等の発生した熱は、プリント基板２４に伝わりにくいため、プリント基板２４に実装した一般電子部品２５等への熱的影響を抑える。
【００８１】
なお樹脂構造体１１を用いて、接続配線２０を高精度に位置決めでき、複数の接続配線２０のプリント基板２４への接続性を高める。
【００８２】
なおネジ２２の取付け位置等は、回路モジュールの大きさや形状に応じて最適な位置とすれば良い。またネジ２２の取り付け位置や樹脂構造体１１の形状を、多連垂直基板に実装する各種部品に応じて最適値に設計することで、強度や耐振動性を高める。
【００８３】
また樹脂構造体１１の固定方法は、ネジ２２に限定するものではなく、樹脂構造体１１の一部等に形成した構造体（例えば、爪構造やひっかけ構造、楔構造等）としても良いことは言うまでもない。
【００８４】
なお樹脂構造体１１の中央部等に開口部１４を形成することで、放熱基板１６に実装したパワー半導体等を目視検査することができるが、必ずしも樹脂構造体１１に開口部１４を形成する必要は無い。
【００８５】
また樹脂構造体１１を用いることで（更に樹脂構造体１１をネジ２２等で固定することで、放熱基板１６全体を、構造的に一種のラーメン構造（ラーメンは、ドイツ語で枠の意味）とすることになり、その高強度化（耐振動性の向上も含む）が可能となる。また樹脂構造体１１は、容易に取替え可能なため、リペーアーやメンテナンス、交換等が容易になるため、実用性を高める。
【００８６】
以上のようにして、金属板１９と、この上に形成したシート状の伝熱層１８と、この伝熱層１８に固定したリードフレーム１７と、このリードフレーム１７の一部を前記伝熱層１８から略垂直に折り曲げてなる接続配線２０と、この接続配線２０の一部以上を固定する樹脂構造体１１と、からなる放熱基板１６であって、前記接続配線２０及び前記樹脂構造体１１の一部以上は、前記放熱基板１６の周縁部に形成しており、前記接続配線２０の根元部の一部以上が、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層１８に押付けられている放熱基板１６を提供することで、車載用等の過酷な条件に対応できる放熱基板１６を提供できる。
【００８７】
金属板１９と、この上にシート状の伝熱層１８を用いて固定したリードフレーム１７と、このリードフレーム１７の一部を前記伝熱層１８から略垂直に折り曲げてなる接続配線２０と、この接続配線２０の一部以上を固定する樹脂構造体１１と、からなる放熱基板１６であって、前記接続配線２０及び前記樹脂構造体１１は、前記放熱基板１６の２辺以上に形成しており、前記接続配線２０の根元部の一部以上が、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層１８に押付けられている放熱基板１６とすることで、樹脂構造体１１自体の高強度化を行い、車載用等の過酷な条件に対応する放熱基板１６を提供する。
【００８８】
金属板１９と、この上に形成したシート状の伝熱層１８と、この伝熱層１８に固定したリードフレーム１７と、このリードフレーム１７の一部を前記伝熱層１８から略垂直に折り曲げてなる接続配線２０と、この接続配線２０の一部以上を固定する樹脂構造体１１と、からなる放熱基板１６部分と、プリント基板２４部分と、から構成され、前記接続配線２０の根元部の一部以上が、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層１８に押付けられ、前記接続配線２０の先端部の一部以上が、前記プリント基板２４部に接続している垂直多連基板２６とすることで、放熱基板１６とプリント基板２４を熱的な影響を抑えながら、互いに接近できるため、電源モジュールや回路モジュールの小型化、高強度化が可能となる。
【００８９】
金属板１９と、この上にシート状の伝熱層１８を用いて固定したリードフレーム１７と、このリードフレーム１７の一部を前記伝熱層１８から略垂直に折り曲げてなる接続配線２０と、この接続配線２０の一部以上を固定する樹脂構造体１１と、からなる放熱基板１６部分と、前記放熱基板１６部分と略平行になるように固定したプリント基板２４部分と、から構成され、前記接続配線２０の根元部の一部以上が、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層１８に押付けられ、前記接続配線２０の先端部の一部以上は、前記プリント基板２４に接続している垂直多連基板２６とすることで、電源モジュールや回路モジュール等の小型化、高強度化が可能となる。
【００９０】
金属板１９上に、シート状の伝熱層１８を用いてリードフレーム１７を固定する工程と、前記リードフレーム１７の一部を、伝熱層１８から略垂直に折曲げ接続配線２０とする工程と、樹脂構造体１１を用いて、前記リードフレーム１７の根元部の一部を前記伝熱層１８側に押付ける工程と、前記樹脂構造体１１を、前記金属板１９に固定する工程と、を有する放熱基板１６の製造方法によって、機械的強度の高い放熱基板１６を安定して製造できる。
【００９１】
金属板１９上に、シート状の伝熱層１８を用いてリードフレーム１７を固定する工程と、前記リードフレーム１７の一部を、伝熱層１８から略垂直に折曲げ接続配線２０とする工程と、樹脂構造体１１を用いて、前記リードフレーム１７の根元部の一部以上を前記伝熱層１８側に押付ける工程と、前記樹脂構造体１１を、前記金属板１９に固定する工程と、前記接続配線２０に、プリント基板を接続する工程と、を有する垂直多連基板２６の製造方法によって、機械的強度の高い放熱基板１６を安定して製造できる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上のように、本発明にかかる放熱基板とこれを用いた垂直多連基板及びこれらの製造方法によって、放熱基板の高強度化が可能になるため、各種機器の小型化、高信頼性、車載化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】放熱基板の接続配線部を高強度化するために用いる樹脂構造体の一例を示す斜視図
【図２】樹脂構造体の一例を説明する斜視図
【図３】放熱基板の一例を示す斜視図
【図４】放熱基板の上に樹脂構造体を、ネジを用いて固定する様子を説明する斜視図
【図５】（Ａ）（Ｂ）は、共に放熱基板の製造方法の一例を説明する断面図
【図６】（Ａ）（Ｂ）は、共に接続配線部分を強化した放熱基板の製造方法の一例を説明する断面図
【図７】（Ａ）（Ｂ）は、共に放熱基板の接続配線２０の強化を説明する断面図
【図８】（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体が無い場合における放熱基板１６の接続配線２０の根元における界面剥離について説明する断面図
【図９】樹脂構造部で補強した放熱基板の上に、プリント基板を固定する様子を説明する斜視図
【図１０】樹脂構造体を用いた垂直多連基板の高強度化メカニズムを説明する断面図
【図１１】従来の放熱基板の一例を示す断面図
【符号の説明】
【００９４】
１１  樹脂構造体
１２  取付け孔
１３  配線孔
１４  開口部
１５ａ、１５ｂ  凹み部
１６  放熱基板
１７  リードフレーム
１８  伝熱層
１９  金属板
２０  接続配線
２１  矢印
２２  ネジ
２３  伝熱樹脂
２４  プリント基板
２５  一般電子部品
２６  垂直多連基板
２７  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】
2009141101.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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