モジュール
【課題】素子で生じた熱を放出し易くでき、かつ、基板からの実装高さを低くすること。
【解決手段】一方主面２０ａと他方主面２０ｂと貫通孔２２とを有する基板２０と、貫通孔２２を塞ぐように配設され、基板２０の一方主面２０ａよりも他方主面２０ｂ側に凹む実装面３２を有する熱伝導部３０と、実装面３２上に固定された素子４０とを備えている。貫通孔２２に、内周配線２９が形成され、熱伝導部３０が貫通孔２２に挿入されることにより、内周配線２９に熱伝導部３０の側壁部３６が接触することで、熱伝導部３０が、側壁部３６を介して第２の配線２８に電気的に接続されている。
【解決手段】一方主面２０ａと他方主面２０ｂと貫通孔２２とを有する基板２０と、貫通孔２２を塞ぐように配設され、基板２０の一方主面２０ａよりも他方主面２０ｂ側に凹む実装面３２を有する熱伝導部３０と、実装面３２上に固定された素子４０とを備えている。貫通孔２２に、内周配線２９が形成され、熱伝導部３０が貫通孔２２に挿入されることにより、内周配線２９に熱伝導部３０の側壁部３６が接触することで、熱伝導部３０が、側壁部３６を介して第２の配線２８に電気的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パワー半導体のベアチップ等の素子を基板に実装するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なパワーモジュールでは、パワー半導体等のベアチップが金属基板やセラミック基板に放熱部材（スプレッダとも呼ばれる）を介して実装され、アルミニウム（Ａｌ）等のワイヤにより電気配線が行われている。
【０００３】
しかしながら、金属基板やセラミック基板は高価であり、コスト的に不利である。
【０００４】
一方、安価な樹脂基板を用いた場合、樹脂基板の熱伝導率は低いため、そのままでは樹脂基板を通じてパワー半導体を十分に放熱できない。
【０００５】
これを解決する技術として、特許文献１に開示のものがある。特許文献１では、基板に形成された貫通孔を埋設するようにスプレッダが配設され、このスプレッダ上に素子が配置されている。そして、素子で生じた熱がスプレッダを通じて基板の反対側の面に放出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−８１３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、パワー半導体等を使用する装置において、近年小型化の要求が強まっている。このため、実装高さについても低くできることが好ましい。
【０００８】
そこで、本発明は、素子で生じた熱を放出し易くでき、かつ、基板からの実装高さを低くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、第１の態様に係るモジュールは、一方主面（２０ａ）と、この一方主面とは反対側の他方主面（２０ｂ）と、貫通孔（２２）とを有する基板（２０、１２０、２２０、３２０）と、前記貫通孔を塞ぐように配設され、前記基板の一方主面よりも前記他方主面側に凹む実装面（３２、２３２）を有する熱伝導部（３０、１３０、２３０、３３０）と、前記実装面上に固定された素子（４０）と、を備え、前記基板の一方主面に第２の配線（２８）が形成され、前記熱伝導部（３０、１３０、２３０、３３０）は導電性を有しており、前記素子は、前記熱伝導部を介して前記第２の配線に電気的に接続されており、前記熱伝導部（３０、１３０）は、前記貫通孔を閉塞するように広がる板状の本体部（３４）と、前記本体部から前記貫通孔の内周面の少なくとも一部に沿って立上がるように延びる側壁部（３６）とを有し、前記貫通孔に、内周配線が形成され、前記熱伝導部が前記貫通孔に挿入されることにより、前記内周配線に前記側壁部が接触することで、前記熱伝導部が、前記側壁部を介して前記第２の配線に電気的に接続されているものである。
【００１０】
第２の態様に係るモジュールは、第１の態様に係るモジュールであって、前記熱伝導部のうち前記実装面とその反対側の面間の厚み寸法（Ｈ１、Ｈ３）は、前記基板の厚み寸法（Ｈ２）よりも小さいものである。
【００１１】
第３の態様に係るモジュールは、第１又は第２の態様に係るモジュールであって、前記基板の一方主面に第１の配線（２４）が形成され、前記素子がワイヤ（２６）を介して前記第１の配線に電気的に接続され、前記ワイヤを封止するように絶縁部材（５０）が設けられたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この第１〜第３の態様に係るモジュールによると、素子で生じた熱は熱伝導部を介して素子とは反対側に伝導される。したがって、素子で生じた熱を放出し易くできる。また、熱伝導部は、前記基板の一方主面よりも前記他方主面側に凹む実装面を有しており、この実装面に素子が固定される。このため、素子の高さを、基板の一方主面等に固定した場合よりも低くでき基板からの実装高さを低くすることができる。
【００１３】
また、側壁部は前記貫通孔の内周面の少なくとも一部に沿って立上がるように延びている。このため、当該側壁部を利用して熱伝導部と第２の配線とを容易に接続できる。
【００１４】
さらに、第１〜第３の態様によると、熱伝導部を利用して、素子と第２の配線とを電気的に接続することができる。
【００１５】
また、第２の態様によると、前記熱伝導部のうち前記実装面とその反対側の面間の厚み寸法は、前記基板の厚み寸法よりも小さいので、熱伝導部の体積を減少させることができ、軽量化及びコスト低減を図ることができる。
【００１６】
また、第３の態様のように、前記基板の一方主面に第１の配線が形成され、前記素子がワイヤを介して前記第１の配線に電気的に接続されている場合、素子の高さを、基板の一方主面等に固定した場合よりも低くできるので、ワイヤの高さも低くできる。このため、絶縁部材の高さも低くでき、封止用の絶縁部材の使用量を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係るモジュールを示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本実施形態に係るモジュールを示す底面図である。
【図４】熱伝導部を示す斜視図である。
【図５】モジュールに放熱部材を取付けた状態を示す図である。
【図６】第２実施形態に係るモジュールを示す平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】本実施形態に係るモジュールを示す底面図である。
【図９】第３実施形態に係るモジュールを示す平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】本実施形態に係るモジュールを示す底面図である。
【図１２】第４実施形態に係るモジュールを示す平面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。
【図１４】本実施形態に係るモジュールを示す底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の各実施形態によって開示されるモジュールに共通する概括的な構成は、基板に形成された貫通孔に、当該貫通孔を塞ぐように熱伝導部を配設すると共に、当該熱伝導部の実装面を基板よりも凹むように形成し、当該実装面に素子を固定した点である。
【００１９】
これにより、素子で生じた熱は熱伝導部を介して素子とは反対側に伝導され、効率よく放熱できる。また、素子の高さを低くすることができ、基板からの実装高さを低くすることができる。
【００２０】
以下、各実施形態により具体的な構成を説明する。
【００２１】
｛第１実施形態｝
以下、第１実施形態に係るモジュール１０について説明する。図１は本実施形態に係るモジュール１０を示す平面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は本実施形態に係るモジュール１０の底面図である。
【００２２】
このモジュール１０は、基板２０と、熱伝導部３０と、素子４０とを備えている。
【００２３】
基板２０は、一方主面２０ａとこれとは反対側を向く他方主面２０ｂとを有する板状部材に形成されている。この基板２０としては、例えば、樹脂基板が用いられる。
【００２４】
基板２０には、その厚み方向に沿って貫通する貫通孔２２が形成されている。貫通孔２２は、内部に素子４０を収容配置可能な程度に十分に大きさの開口形状に形成されている。貫通孔２２は、略円形状に開口していても、略多角形状に開口していてもよい。ここでは、貫通孔２２は、略方形状孔に形成されている。
【００２５】
また、基板２０の一方主面２０ａには、銅箔等によって第１の配線２４及び第２の配線２８が形成されている。第１の配線２４は、上記貫通孔２２から離れた領域に形成されている。第２の配線２８は、貫通孔２２の開口周縁部及びそこから一側外方に延出する領域に形成されている。また、第２の配線２８は、貫通孔２２の内周面に沿って形成された内周配線２９に対しても電気的に接続された態様で一体化されている。
【００２６】
図４は熱伝導部３０を示す斜視図である。図１〜図４に示すように、熱伝導部３０は、上記貫通孔２２と略同じ又はそれよりも大きな広がりを有する形状に形成され、当該貫通孔２２を塞ぐようにして配設可能に構成されている。また、熱伝導部３０のうち上記基板２０の一方主面２０ａと同じ方向を向く一主面は、平坦な実装面３２に形成されている。そして、上記貫通孔２２を塞ぐようにして熱伝導部３０を配設した状態で、実装面３２が基板２０の一方主面２０ａより他方主面２０ｂ側に凹むようになっている。
【００２７】
より具体的には、熱伝導部３０は、貫通孔２２を閉塞するように広がる板状の本体部３４と、当該本体部３４から貫通孔２２の内周面に沿って立上がるように延びる側壁部３６とを有している。ここでは、本体部３４は、貫通孔２２の開口形状に対応する略方形板状に形成されており、その４辺のそれぞれから立上がるようにして４方を囲うように側壁部３６が形成されている。また、各側壁部３６には、その上側の端縁部から外方に向けて突出する鍔状縁部３７が形成されている。本体部３４の底面と鍔状縁部３７の底面との間の距離寸法は、基板２０の厚み寸法に第２の配線２８の厚み寸法を付加した寸法と略同一に設定されている。
【００２８】
そして、本熱伝導部３０を貫通孔２２内に基板２０の一方主面側から挿入配置し、本体部３４の底面と基板２０の他方主面とを面一状に揃えるように配設した状態で、鍔状縁部３７の底面が基板２０の一方主面に面接触状に当接するようになっている。また、このような配設状態で、各側壁部３６の外面と内周配線２９とが接触すると共に、鍔状縁部３７の底面と第２の配線２８とが接触するようになっている。
【００２９】
また、熱伝導部３０のうち上記実装面３２とその反対側の面間の厚み寸法Ｈ１、即ち、上記本体部３４の厚み寸法Ｈ１は、基板２０の厚み寸法Ｈ２よりも小さくなっている。したがって、熱伝導部３０の体積を、貫通孔２２内全体の空間体積よりも小さくすることができる。
【００３０】
なお、熱伝導部３０は、後述するように放熱部材６０に対して隙間を介在させることなく近接配置することができるため、当該放熱部材６０を介して効率よく放熱することができる。このため、熱伝導部３０に要求される熱の拡散性はそれほどには要求されず、上記のように熱伝導部３０の厚みを薄くしても問題は無い。
【００３１】
また、上記本体部３４のうち基板２０の一方主面２０ａと同一方向を向く面が実装面３２とされている。そして、本体部３４の底面と基板２０の他方主面とが面一状に揃っており、かつ、本体部３４の厚み寸法Ｈ１が基板２０の厚み寸法Ｈ２よりも小さいので、実装面３２は基板２０の一方主面よりも凹んでいる。
【００３２】
また、本熱伝導部３０は、熱伝導性と導電性とを有している。このような熱伝導部３０は、例えば、銅や銅合金等をプレス加工等することにより形成される。そして、本熱伝導部３０は、各側壁部３６の外面と内周配線２９との接触部分又は鍔状縁部３７の底面と第２の配線２８との接触部分を介して、第２の配線２８に電気的に接続されることになる。
【００３３】
もっとも、上記鍔状縁部３７は、４つの側壁部３６のうちの少なくとも１つに設けられていてもよく、また、４つの側壁部３６のうちの少なくとも１つに部分的に設けられていてもよく、さらには、４つの鍔状縁部３７が全て省略されていてもよい。鍔状縁部３７が全て省略された場合、側壁部３６が内周配線２９に接触することで、素子４０が熱伝導部３０の本体部３４及び側壁部３６から内周配線２９を介して第２の配線２８に電気的に接続される。これらの全ての場合が、熱伝導部３０が側壁部３６を介して第２の配線２８に電気的に接続された態様に含まれる。
【００３４】
なお、鍔状縁部３７が存在する場合、熱伝導部３０は基板２０に対して一方主面２０ａ側から貫通孔２２内に挿入する必要がある。これに対して、鍔状縁部３７全てが省略された場合、熱伝導部３０は基板２０に対して一方主面２０ａ側及び他方主面２０ｂ側のいずれからでも挿入できる。この場合、基板２０の他方主面２０ｂと本体部３４の他方主面とが面一状に配設されるように位置決めするとよい。
【００３５】
また、側壁部３６は、４つ全て存在する必要はなく、少なくとも１つある構成であってもよい。さらには、側壁部３６が全て省略された構成であってもよい。側壁部３６が全て省略された構成であっても、本体部３４の外周部が内周配線２９に接触することで、素子４０が熱伝導部３０から内周配線２９を介して第２の配線２８に電気的に接続される。このような場合も、熱伝導部３０が熱伝導部３０を介して第２の配線２８に電気的に接続された態様に含まれる。
【００３６】
素子４０は、パワー半導体（例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor））等のベアチップ等、発熱し易い素子であり、上記実装面３２上に固定されている。この素子４０のうち実装面３２側の部分に少なくとも１つの端子が設けられている。そして、素子４０が実装面３２に固定された状態で、素子４０の当該実装面３２側の少なくとも１つの端子が熱伝導部３０にはんだ付け等で電気的に接続されている。そして、熱伝導部３０は上記態様にて第２の配線２８に電気的に接続されているので、素子４０は、熱伝導部３０を介して第２の配線２８に電気的に接続されている。
【００３７】
ここでは、素子４０は、熱伝導部３０の側壁部３６を介して第２の配線２８に電気的に接続される。より具体的には、素子４０の前記少なくとも１つの端子は、熱伝導部３０の本体部３４から側壁部３６及び鍔状縁部３７の底面を介して第２の配線２８に電気的に接続されている。
【００３８】
また、素子４０のうち実装面３２側とは反対側の部分に少なくとも１つの他の端子が設けられている。この少なくとも１つの端子は、屈曲容易な線状配線材であるワイヤ２６を介して第１の配線２４に電気的に接続されている。より具体的には、ワイヤ２６の一端部が前記少なくとも１つの端子に接合されると共に、ワイヤ２６の他端部が第１の配線２４に接合されており、ワイヤ２６の中間部は基板２０や素子４０の上方を迂回して通るように配設されている。
【００３９】
そして、当該ワイヤ２６及び素子４０を封止するようにして絶縁樹脂等の絶縁部材５０が設けられている（断面図でのみ図示）。ここでは、絶縁部材５０は、ワイヤ２６及び素子４０を封止し得る程度になだらかな丘状を成す程度に盛られているが、封止形状はかかる形状に限られない。
【００４０】
図５は上記モジュール１０に放熱部材６０を取付けた状態を示す図である。放熱部材６０は、フィン構造等放熱容易な構造を有する部材であり、上記基板２０の他方主面２０ｂ側に露出する熱伝導部３０の面に、側絶縁シート等の絶縁部材６２を介して取付けられている。そして、素子４０で生じた熱が熱伝導部３０を通って素子４０とは反対側の面に伝わると、そこからさらに放熱部材６０に伝わって効率よく放出される。
【００４１】
このように構成されたモジュール１０によると、素子４０で生じた熱は熱伝導部３０を介して素子４０とは反対側に伝わる。したがって、素子４０で生じた熱を効率よく放出できる。
【００４２】
また、熱伝導部３０は、基板２０の一方主面２０ａよりも基板２０の他方主面２０ｂ側に凹む実装面３２を有しており、この実装面３２に素子４０が固定されている。このため、素子４０の高さを、基板２０の一方主面２０ａに固定した場合よりも低くでき、基板２０からの実装高さを低くすることができる。
【００４３】
しかも、熱伝導部３０の底面は基板２０の他方主面と面一状に揃っているため、モジュール１０全体の高さ寸法も、基板２０の一方主面に素子を固定した場合よりも小さくできる。このため、より一層モジュール１０の小型化に寄与する。
【００４４】
さらに、熱伝導部３０のうち実装面３２とその反対側の面間の厚み寸法Ｈ１が、基板２０の厚み寸法Ｈ２よりも小さいので、貫通孔内の空間を全て埋めるようにした従来例と比べて、熱伝導部３０の体積を減少させることができ、軽量化及びコスト低減を図ることができる。
【００４５】
また、上記のように実装面３２に固定された素子４０の高さ寸法を低くすることができるので、基板２０の一方主面２０ａに対するワイヤ２６の高さ寸法をも低くすることができる。このため、ワイヤ２６を封止するように設けた絶縁部材５０の高さ寸法も低くすることができる。このため、封止用の絶縁部材５０の使用量を削減することができ、この点からも軽量化及びコスト低減を図ることができる。
【００４６】
かかる効果は、例えば、インバータ回路が構成される場合等に、基板２０に複数の貫通孔２２が形成され、それぞれに熱伝導部３０が配設されると共に素子４０が固定された構成において、当該複数の素子４０及びワイヤ２６を封止するように絶縁部材５０が設けられている場合に、特に有効となる。実装面３２で凹んでいる領域よりも、当該実装面３２よりも突出している基板２０の一方主面の領域の割合が多くなり、絶縁部材５０の使用量削減効果が大きいからである。
【００４７】
また、熱伝導部３０が導電性を有しており、素子４０は熱伝導部３０を介して第２の配線２８に電気的に接続されているため、当該素子４０と基板２０上の第２の配線２８とを容易に電気的に接続することができる。
【００４８】
特に、熱伝導部３０は貫通孔２２の内周面に沿って立上がるように延びる側壁部３６を有しているため、当該側壁部３６を利用して熱伝導部３０と第２の配線２８とを容易に電気的に接続できる。
【００４９】
｛第２実施形態｝
第２実施形態に係るモジュール１１０について説明する。図６は本実施形態に係るモジュール１１０を示す平面図であり、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図であり、図８は本実施形態に係るモジュール１１０の底面図である。なお、本実施形態の説明において、第１実施形態で説明したものと同様構成のものについては、同一符号を付してその説明を省略する。また、図６〜図８では、第１の配線２４及びワイヤ２６を省略している。
【００５０】
このモジュール１１０では、基板１２０はスルーホール１２３を有している。スルーホール１２３は、基板１２０を貫通する孔１２３ａの内周面にメッキ等による導体部１２３ｂを形成した構成とされている。このスルーホール１２３は、第２の配線２８の外周囲の位置、ここでは、鍔状縁部３７の外周囲の２箇所の位置に形成されている。また、導体部１２３ｂは、第２の配線２８に電気的に接続されている。スルーホール１２３は、少なくとも１つあればよい。もっとも、熱伝導部１３０をバランスよく保持するためには、少なくとも２つあり、熱伝導部１３０周りで回転対称位置に存在していることが好ましい。また、スルーホール１２３の形状は、角穴状であっても丸孔状であってもよい。ここでは、スルーホール１２３は、角穴状に形成されている。
【００５１】
また、熱伝導部１３０は、上記熱伝導部３０と同様に本体部３４と側壁部３６と鍔状縁部３７とを有し、さらに、挿入端子部１３８を有している。挿入端子部１３８は、上記各スルーホール１２３に対応する位置で、鍔状縁部３７の外側縁部から本体部３４側に向けて突出している。挿入端子部１３８は、スルーホール１２３に挿入可能なピン状、ここでは、角柱ピン状に形成されている。そして、挿入端子部１３８がスルーホール１２３に挿入されることで、上記導体部１２３ｂに電気的に接続される。なお、挿入端子部１３８はスルーホール１２３に挿入された状態で、はんだ付けされることが好ましい。
【００５２】
なお、ここでは、側壁部３６の先端部に設けられた鍔状縁部３７に挿入端子部１３８を設けているが、このように側壁部３６の先端部に、他の機能要素を介して挿入端子部１３８が設けられている場合も、側壁部３６の先端部に挿入端子部１３８が設けられた構成に含まれる。もっとも、鍔状縁部３７を省略し、側壁部３６の先端部に直接的に挿入端子部１３８を設けてもよい。
【００５３】
そして、本熱伝導部１３０が上記熱伝導部３０と同様態様で基板１２０に貫通孔２２を閉塞するように配設されると、挿入端子部１３８が基板１２０の一方主面２０ａ側よりスルーホール１２３に挿入される。これにより、挿入端子部１３８とスルーホール１２３の導体部１２３ｂとが電気的に接続され、素子４０が熱伝導部１３０の本体部３４から側壁部３６及び挿入端子部１３８、導体部１２３ｂを介して第２の配線２８に電気的に接続される。つまり、熱伝導部１３０が側壁部３６を介して第２の配線２８に電気的に接続され、素子４０が熱伝導部１３０を介して第２の配線２８に電気的に接続される。
【００５４】
このように構成されたモジュール１１０によると、上記第１実施形態と同様の効果に加えて、挿入端子部１３８をスルーホール１２３に挿入することで、熱伝導部１３０と第２の配線２８とを容易に電気的に接続することができると共に、熱伝導部１３０を強固に固定できるという効果を得ることができる。
【００５５】
なお、本実施形態において、貫通孔２２の内周面に形成された内周配線２９を省略してもよい。
【００５６】
｛第３実施形態｝
第３実施形態に係るモジュール２１０について説明する。図９は本実施形態に係るモジュール２１０を示す平面図であり、図１０は図９のＸ−Ｘ線断面図であり、図１１は同モジュール２１０を示す底面図である。なお、本実施形態の説明において、第１実施形態で説明したものと同様構成のものについては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
このモジュール２１０は、基板２２０と、熱伝導部２３０と、素子４０とを備えている。
【００５８】
基板２２０は、次の相違点を除いて上記基板２０と同様構成とされている。基板２０との相違点として、基板２２０は、その他方主面２０ｂであって貫通孔２２の開口周縁部に、第２の配線２８に電気的に接続された介在配線２２９を有している。より具体的には、介在配線２２９は、銅箔等によって形成されており、基板２２０の他方主面に、貫通孔２２の開口周縁部を囲うように形成されている。この介在配線２２９は、貫通孔２２の内周面に形成された内周配線２９を介して第２の配線２８に電気的に接続されている。もっとも、介在配線２２９は、貫通孔２２の開口周縁部周り全体に形成されている必要はなく、部分的に形成されていてもよい。また、介在配線２２９は、必ずしも内周配線２９を介して第２の配線２８に電気的に接続される必要はなく、他のスルーホール等を介して第２の配線２８に電気的に接続されていてもよい。
【００５９】
また、熱伝導部２３０は、熱伝導性及び導電性を有する材料で形成されており、基板２２０の他方主面２０ｂ側で貫通孔２２の開口を閉塞するように広がる板状の本体部２３４を有している。ここでは、本体部２３４は、基板２２０の他方主面２０ｂ側における貫通孔２２の開口よりも大きく、上記介在配線２２９を覆う程度に広がる板状に形成されている。
【００６０】
そして、熱伝導部２３０の本体部２３４が介在配線２２９に電気的に接続された状態で、基板２２０の他方主面２０ｂであって貫通孔２２の開口部に配設されている。例えば、本体部２３４は、介在配線２２９にはんだ付けされることによって、当該介在配線２２９に電気的に接続された状態で、基板２２０に取付固定される。これにより、熱伝導部２３０は、介在配線２２９を介して第２の配線２８に電気的に接続される。このように、介在配線２２９と第２の配線２８との間に内周配線２９等のように他の配線が介在する場合も、熱伝導部２３０が介在配線２２９を介して第２の配線に電気的に接続される態様に含まれる。
【００６１】
なお、上記態様で、基板２０の他方主面２０ｂで、熱伝導部２３０の他方主面が当該他方主面２０ｂよりも突出して露出している。このため、放熱部材６０を熱伝導部３０に対して隙間無く接触させることができ、熱伝導部３０から放熱部材６０へも熱が伝わり易く、放熱部材６０による効率のよい放熱が可能となる。
【００６２】
また、熱伝導部２３０の本体部２３４のうち、基板２２０の一方主面２０ａと同方向を向く面は、実装面２３２とされている。この実装面２３２は、基板２２０の他方主面２０ｂと同一面状に位置しており、したがって、基板２２０の一方主面２０ａよりも凹んでいる。そして、この実装面２３２に素子４０が固定されている。
【００６３】
また、熱伝導部２３０のうち実装面２３２とその反対側の面間の厚み寸法Ｈ３は、基板２２０の厚み寸法Ｈ２よりも小さい。したがって、熱伝導部２３０の体積を、貫通孔２２内部の空間体積よりも小さくすることができる。
【００６４】
また、この素子４０は、上記第１実施形態で説明したのと同様態様にて、熱伝導部２３０に電気的に接続されている。そして、素子４０は、熱伝導部２３０を介して第２の配線２８に電気的に接続されている。より具体的には、素子４０は、熱伝導部２３０から介在配線２２９及び内周配線２９を介して第２の配線２８に電気的に接続されている。
【００６５】
さらに、素子４０は、上記第１実施形態で説明したのと同様態様にて、ワイヤ２６を介して第１の配線２４に電気的に接続されている。そして、ワイヤ２６及び素子４０を封止するようにして、絶縁樹脂等の絶縁部材５０が設けられている。
【００６６】
このように構成されたモジュール２１０によると、上記第１実施形態で述べたのと同様の理由により、素子４０で生じた熱を効率よく放出できると共に、素子４０の実装高さを比較的低くすることができる。
【００６７】
特に、実装面２３２の位置は基板２２０の他方主面２０ｂと同一高さ位置にあるため、素子４０の高さ位置をより低くして、絶縁部材５０の高さをより低くすることができる。
【００６８】
また、上記第１実施形態で述べたのと同様の理由により、熱伝導部２３０の体積を小さくすることができ、軽量化及びコスト低減を図ることができる。さらに、封止用の絶縁部材５０の使用量を削減することができ、この点からも軽量化及びコスト低減を図ることもできる。
【００６９】
また、上記第１実施形態で述べたのと同様の理由により、素子４０は熱伝導部２３０を介して第２の配線２８に電気的に接続されているため、当該素子４０と基板２２０上の第２の配線２８とを容易に電気的に接続することができる。
【００７０】
特に、熱伝導部２３０は、板状の本体部２３４を有する構成であればよいため、熱伝導部２３０の構成を簡易なものとすることができる。
【００７１】
｛第４実施形態｝
第４実施形態に係るモジュール３１０について説明する。図１２は本実施形態に係るモジュール３１０を示す平面図であり、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図であり、図１４は本実施形態に係るモジュール３１０の底面図である。なお、本実施形態の説明において、第３実施形態で説明したものと同様構成のものについては、同一符号を付してその説明を省略する。また、図１２〜図１４では、第１の配線２４及びワイヤ２６を省略している。
【００７２】
このモジュール３１０では、基板３２０は、スルーホール３２３を有している。スルーホール３２３は、基板３２０を貫通する孔３２３ａの内周面にメッキ等による導体部３２３ｂを形成した構成とされている。このスルーホール３２３は、第２の配線２８の外周囲の位置、ここでは、熱伝導部３３０の本体部２３４の外周囲の２箇所の位置に形成されている。また、導体部３２３ｂは、第２の配線２８に電気的に接続されている。スルーホール３２３は、少なくとも１つあればよい。もっとも、熱伝導部３３０をバランスよく保持するためには、少なくとも２つあり、熱伝導部３３０周りで回転対称位置に存在していることが好ましい。また、スルーホール３２３の形状は、角穴状であっても丸孔状であってもよい。ここでは、スルーホール３２３は、角穴状に形成されている。
【００７３】
また、熱伝導部３３０は、上記熱伝導部２３０と同様構成の本体部２３４を有し、さらに、挿入端子部３３８を有している。挿入端子部３３８は、上記各スルーホール３２３に対応する位置で、本体部２３４の外周縁部から当該本体部２３４に対して略直交する方向に沿って突出している。挿入端子部３３８は、スルーホール３２３に挿入可能なピン状、ここでは、角柱ピン状に形成されている。そして、挿入端子部３３８がスルーホール３２３に挿入されることで、上記導体部３２３ｂに電気的に接続される。なお、挿入端子部３３８はスルーホール３２３に挿入された状態で、はんだ付けされることが好ましい。
【００７４】
なお、ここでは、上記挿入端子部３３８は、本体部２３４の外周囲から外方にはみ出る位置で突出形成されているが、本体部２３４の外周囲内で突出形成されていてもよい。
【００７５】
そして、本熱伝導部３３０が上記熱伝導部２３０と同様態様で基板３２０に貫通孔２２を閉塞するように配設されると、挿入端子部３３８が基板３２０の他方主面２０ｂ側よりスルーホール３２３に挿入される。これにより、挿入端子部３３８とスルーホール３２３の導体部３２３ｂとが電気的に接続され、素子４０が熱伝導部３３０の本体部２３４から挿入端子部３３８及びスルーホール３２３の導体部３２３ｂを介して第２の配線２８に電気的に接続される。つまり、熱伝導部３３０が挿入端子部３３８を介して第２の配線２８に電気的に接続され、素子４０が熱伝導部３３０を介して第２の配線２８に電気的に接続される。なお、本実施形態において介在配線２２９を省略してもよい。
【００７６】
このように構成されたモジュール３１０によると、上記第３実施形態と同様の効果に加えて、挿入端子部３３８をスルーホール３２３に挿入することで、熱伝導部３３０と第２の配線２８とを容易に電気的に接続することができると共に、熱伝導部３３０を強固に固定できるという効果を得ることができる。
【００７７】
なお、第３実施形態及び第４実施形態において、基板２２０、３２０の他方主面２０ｂ側に、上記熱伝導部２３０、３３０の本体部２３４全体を嵌め込み可能な凹部を形成しておき、当該凹部に本体部３４を嵌め込むようにしてもよい。これにより、熱伝導部２３０，３３０をより確実に位置決め保持できると共に、基板２２０、３２０の他方主面２０ｂと本体部２３４との面一状にすることができ、基板２２０、３２０と放熱部材６０との取付安定性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０、１１０、２１０、３１０ モジュール
２０、１２０、２２０、３２０ 基板
２０ａ 一方主面
２０ｂ 他方主面
２２ 貫通孔
２４ 第１の配線
２６ ワイヤ
２８ 第２の配線
２９ 内周配線
３０、１３０、２３０、３３０ 熱伝導部
３２、２３２ 実装面
３４、２３４ 本体部
３６ 側壁部
３７ 鍔状縁部
４０ 素子
１２３、３２３ スルーホール
１３８、３３８ 挿入端子部
２２９ 介在配線
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パワー半導体のベアチップ等の素子を基板に実装するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なパワーモジュールでは、パワー半導体等のベアチップが金属基板やセラミック基板に放熱部材（スプレッダとも呼ばれる）を介して実装され、アルミニウム（Ａｌ）等のワイヤにより電気配線が行われている。
【０００３】
しかしながら、金属基板やセラミック基板は高価であり、コスト的に不利である。
【０００４】
一方、安価な樹脂基板を用いた場合、樹脂基板の熱伝導率は低いため、そのままでは樹脂基板を通じてパワー半導体を十分に放熱できない。
【０００５】
これを解決する技術として、特許文献１に開示のものがある。特許文献１では、基板に形成された貫通孔を埋設するようにスプレッダが配設され、このスプレッダ上に素子が配置されている。そして、素子で生じた熱がスプレッダを通じて基板の反対側の面に放出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−８１３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、パワー半導体等を使用する装置において、近年小型化の要求が強まっている。このため、実装高さについても低くできることが好ましい。
【０００８】
そこで、本発明は、素子で生じた熱を放出し易くでき、かつ、基板からの実装高さを低くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、第１の態様に係るモジュールは、一方主面（２０ａ）と、この一方主面とは反対側の他方主面（２０ｂ）と、貫通孔（２２）とを有する基板（２０、１２０、２２０、３２０）と、前記貫通孔を塞ぐように配設され、前記基板の一方主面よりも前記他方主面側に凹む実装面（３２、２３２）を有する熱伝導部（３０、１３０、２３０、３３０）と、前記実装面上に固定された素子（４０）と、を備え、前記基板の一方主面に第２の配線（２８）が形成され、前記熱伝導部（３０、１３０、２３０、３３０）は導電性を有しており、前記素子は、前記熱伝導部を介して前記第２の配線に電気的に接続されており、前記熱伝導部（３０、１３０）は、前記貫通孔を閉塞するように広がる板状の本体部（３４）と、前記本体部から前記貫通孔の内周面の少なくとも一部に沿って立上がるように延びる側壁部（３６）とを有し、前記貫通孔に、内周配線が形成され、前記熱伝導部が前記貫通孔に挿入されることにより、前記内周配線に前記側壁部が接触することで、前記熱伝導部が、前記側壁部を介して前記第２の配線に電気的に接続されているものである。
【００１０】
第２の態様に係るモジュールは、第１の態様に係るモジュールであって、前記熱伝導部のうち前記実装面とその反対側の面間の厚み寸法（Ｈ１、Ｈ３）は、前記基板の厚み寸法（Ｈ２）よりも小さいものである。
【００１１】
第３の態様に係るモジュールは、第１又は第２の態様に係るモジュールであって、前記基板の一方主面に第１の配線（２４）が形成され、前記素子がワイヤ（２６）を介して前記第１の配線に電気的に接続され、前記ワイヤを封止するように絶縁部材（５０）が設けられたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この第１〜第３の態様に係るモジュールによると、素子で生じた熱は熱伝導部を介して素子とは反対側に伝導される。したがって、素子で生じた熱を放出し易くできる。また、熱伝導部は、前記基板の一方主面よりも前記他方主面側に凹む実装面を有しており、この実装面に素子が固定される。このため、素子の高さを、基板の一方主面等に固定した場合よりも低くでき基板からの実装高さを低くすることができる。
【００１３】
また、側壁部は前記貫通孔の内周面の少なくとも一部に沿って立上がるように延びている。このため、当該側壁部を利用して熱伝導部と第２の配線とを容易に接続できる。
【００１４】
さらに、第１〜第３の態様によると、熱伝導部を利用して、素子と第２の配線とを電気的に接続することができる。
【００１５】
また、第２の態様によると、前記熱伝導部のうち前記実装面とその反対側の面間の厚み寸法は、前記基板の厚み寸法よりも小さいので、熱伝導部の体積を減少させることができ、軽量化及びコスト低減を図ることができる。
【００１６】
また、第３の態様のように、前記基板の一方主面に第１の配線が形成され、前記素子がワイヤを介して前記第１の配線に電気的に接続されている場合、素子の高さを、基板の一方主面等に固定した場合よりも低くできるので、ワイヤの高さも低くできる。このため、絶縁部材の高さも低くでき、封止用の絶縁部材の使用量を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係るモジュールを示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本実施形態に係るモジュールを示す底面図である。
【図４】熱伝導部を示す斜視図である。
【図５】モジュールに放熱部材を取付けた状態を示す図である。
【図６】第２実施形態に係るモジュールを示す平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】本実施形態に係るモジュールを示す底面図である。
【図９】第３実施形態に係るモジュールを示す平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】本実施形態に係るモジュールを示す底面図である。
【図１２】第４実施形態に係るモジュールを示す平面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。
【図１４】本実施形態に係るモジュールを示す底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の各実施形態によって開示されるモジュールに共通する概括的な構成は、基板に形成された貫通孔に、当該貫通孔を塞ぐように熱伝導部を配設すると共に、当該熱伝導部の実装面を基板よりも凹むように形成し、当該実装面に素子を固定した点である。
【００１９】
これにより、素子で生じた熱は熱伝導部を介して素子とは反対側に伝導され、効率よく放熱できる。また、素子の高さを低くすることができ、基板からの実装高さを低くすることができる。
【００２０】
以下、各実施形態により具体的な構成を説明する。
【００２１】
｛第１実施形態｝
以下、第１実施形態に係るモジュール１０について説明する。図１は本実施形態に係るモジュール１０を示す平面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は本実施形態に係るモジュール１０の底面図である。
【００２２】
このモジュール１０は、基板２０と、熱伝導部３０と、素子４０とを備えている。
【００２３】
基板２０は、一方主面２０ａとこれとは反対側を向く他方主面２０ｂとを有する板状部材に形成されている。この基板２０としては、例えば、樹脂基板が用いられる。
【００２４】
基板２０には、その厚み方向に沿って貫通する貫通孔２２が形成されている。貫通孔２２は、内部に素子４０を収容配置可能な程度に十分に大きさの開口形状に形成されている。貫通孔２２は、略円形状に開口していても、略多角形状に開口していてもよい。ここでは、貫通孔２２は、略方形状孔に形成されている。
【００２５】
また、基板２０の一方主面２０ａには、銅箔等によって第１の配線２４及び第２の配線２８が形成されている。第１の配線２４は、上記貫通孔２２から離れた領域に形成されている。第２の配線２８は、貫通孔２２の開口周縁部及びそこから一側外方に延出する領域に形成されている。また、第２の配線２８は、貫通孔２２の内周面に沿って形成された内周配線２９に対しても電気的に接続された態様で一体化されている。
【００２６】
図４は熱伝導部３０を示す斜視図である。図１〜図４に示すように、熱伝導部３０は、上記貫通孔２２と略同じ又はそれよりも大きな広がりを有する形状に形成され、当該貫通孔２２を塞ぐようにして配設可能に構成されている。また、熱伝導部３０のうち上記基板２０の一方主面２０ａと同じ方向を向く一主面は、平坦な実装面３２に形成されている。そして、上記貫通孔２２を塞ぐようにして熱伝導部３０を配設した状態で、実装面３２が基板２０の一方主面２０ａより他方主面２０ｂ側に凹むようになっている。
【００２７】
より具体的には、熱伝導部３０は、貫通孔２２を閉塞するように広がる板状の本体部３４と、当該本体部３４から貫通孔２２の内周面に沿って立上がるように延びる側壁部３６とを有している。ここでは、本体部３４は、貫通孔２２の開口形状に対応する略方形板状に形成されており、その４辺のそれぞれから立上がるようにして４方を囲うように側壁部３６が形成されている。また、各側壁部３６には、その上側の端縁部から外方に向けて突出する鍔状縁部３７が形成されている。本体部３４の底面と鍔状縁部３７の底面との間の距離寸法は、基板２０の厚み寸法に第２の配線２８の厚み寸法を付加した寸法と略同一に設定されている。
【００２８】
そして、本熱伝導部３０を貫通孔２２内に基板２０の一方主面側から挿入配置し、本体部３４の底面と基板２０の他方主面とを面一状に揃えるように配設した状態で、鍔状縁部３７の底面が基板２０の一方主面に面接触状に当接するようになっている。また、このような配設状態で、各側壁部３６の外面と内周配線２９とが接触すると共に、鍔状縁部３７の底面と第２の配線２８とが接触するようになっている。
【００２９】
また、熱伝導部３０のうち上記実装面３２とその反対側の面間の厚み寸法Ｈ１、即ち、上記本体部３４の厚み寸法Ｈ１は、基板２０の厚み寸法Ｈ２よりも小さくなっている。したがって、熱伝導部３０の体積を、貫通孔２２内全体の空間体積よりも小さくすることができる。
【００３０】
なお、熱伝導部３０は、後述するように放熱部材６０に対して隙間を介在させることなく近接配置することができるため、当該放熱部材６０を介して効率よく放熱することができる。このため、熱伝導部３０に要求される熱の拡散性はそれほどには要求されず、上記のように熱伝導部３０の厚みを薄くしても問題は無い。
【００３１】
また、上記本体部３４のうち基板２０の一方主面２０ａと同一方向を向く面が実装面３２とされている。そして、本体部３４の底面と基板２０の他方主面とが面一状に揃っており、かつ、本体部３４の厚み寸法Ｈ１が基板２０の厚み寸法Ｈ２よりも小さいので、実装面３２は基板２０の一方主面よりも凹んでいる。
【００３２】
また、本熱伝導部３０は、熱伝導性と導電性とを有している。このような熱伝導部３０は、例えば、銅や銅合金等をプレス加工等することにより形成される。そして、本熱伝導部３０は、各側壁部３６の外面と内周配線２９との接触部分又は鍔状縁部３７の底面と第２の配線２８との接触部分を介して、第２の配線２８に電気的に接続されることになる。
【００３３】
もっとも、上記鍔状縁部３７は、４つの側壁部３６のうちの少なくとも１つに設けられていてもよく、また、４つの側壁部３６のうちの少なくとも１つに部分的に設けられていてもよく、さらには、４つの鍔状縁部３７が全て省略されていてもよい。鍔状縁部３７が全て省略された場合、側壁部３６が内周配線２９に接触することで、素子４０が熱伝導部３０の本体部３４及び側壁部３６から内周配線２９を介して第２の配線２８に電気的に接続される。これらの全ての場合が、熱伝導部３０が側壁部３６を介して第２の配線２８に電気的に接続された態様に含まれる。
【００３４】
なお、鍔状縁部３７が存在する場合、熱伝導部３０は基板２０に対して一方主面２０ａ側から貫通孔２２内に挿入する必要がある。これに対して、鍔状縁部３７全てが省略された場合、熱伝導部３０は基板２０に対して一方主面２０ａ側及び他方主面２０ｂ側のいずれからでも挿入できる。この場合、基板２０の他方主面２０ｂと本体部３４の他方主面とが面一状に配設されるように位置決めするとよい。
【００３５】
また、側壁部３６は、４つ全て存在する必要はなく、少なくとも１つある構成であってもよい。さらには、側壁部３６が全て省略された構成であってもよい。側壁部３６が全て省略された構成であっても、本体部３４の外周部が内周配線２９に接触することで、素子４０が熱伝導部３０から内周配線２９を介して第２の配線２８に電気的に接続される。このような場合も、熱伝導部３０が熱伝導部３０を介して第２の配線２８に電気的に接続された態様に含まれる。
【００３６】
素子４０は、パワー半導体（例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor））等のベアチップ等、発熱し易い素子であり、上記実装面３２上に固定されている。この素子４０のうち実装面３２側の部分に少なくとも１つの端子が設けられている。そして、素子４０が実装面３２に固定された状態で、素子４０の当該実装面３２側の少なくとも１つの端子が熱伝導部３０にはんだ付け等で電気的に接続されている。そして、熱伝導部３０は上記態様にて第２の配線２８に電気的に接続されているので、素子４０は、熱伝導部３０を介して第２の配線２８に電気的に接続されている。
【００３７】
ここでは、素子４０は、熱伝導部３０の側壁部３６を介して第２の配線２８に電気的に接続される。より具体的には、素子４０の前記少なくとも１つの端子は、熱伝導部３０の本体部３４から側壁部３６及び鍔状縁部３７の底面を介して第２の配線２８に電気的に接続されている。
【００３８】
また、素子４０のうち実装面３２側とは反対側の部分に少なくとも１つの他の端子が設けられている。この少なくとも１つの端子は、屈曲容易な線状配線材であるワイヤ２６を介して第１の配線２４に電気的に接続されている。より具体的には、ワイヤ２６の一端部が前記少なくとも１つの端子に接合されると共に、ワイヤ２６の他端部が第１の配線２４に接合されており、ワイヤ２６の中間部は基板２０や素子４０の上方を迂回して通るように配設されている。
【００３９】
そして、当該ワイヤ２６及び素子４０を封止するようにして絶縁樹脂等の絶縁部材５０が設けられている（断面図でのみ図示）。ここでは、絶縁部材５０は、ワイヤ２６及び素子４０を封止し得る程度になだらかな丘状を成す程度に盛られているが、封止形状はかかる形状に限られない。
【００４０】
図５は上記モジュール１０に放熱部材６０を取付けた状態を示す図である。放熱部材６０は、フィン構造等放熱容易な構造を有する部材であり、上記基板２０の他方主面２０ｂ側に露出する熱伝導部３０の面に、側絶縁シート等の絶縁部材６２を介して取付けられている。そして、素子４０で生じた熱が熱伝導部３０を通って素子４０とは反対側の面に伝わると、そこからさらに放熱部材６０に伝わって効率よく放出される。
【００４１】
このように構成されたモジュール１０によると、素子４０で生じた熱は熱伝導部３０を介して素子４０とは反対側に伝わる。したがって、素子４０で生じた熱を効率よく放出できる。
【００４２】
また、熱伝導部３０は、基板２０の一方主面２０ａよりも基板２０の他方主面２０ｂ側に凹む実装面３２を有しており、この実装面３２に素子４０が固定されている。このため、素子４０の高さを、基板２０の一方主面２０ａに固定した場合よりも低くでき、基板２０からの実装高さを低くすることができる。
【００４３】
しかも、熱伝導部３０の底面は基板２０の他方主面と面一状に揃っているため、モジュール１０全体の高さ寸法も、基板２０の一方主面に素子を固定した場合よりも小さくできる。このため、より一層モジュール１０の小型化に寄与する。
【００４４】
さらに、熱伝導部３０のうち実装面３２とその反対側の面間の厚み寸法Ｈ１が、基板２０の厚み寸法Ｈ２よりも小さいので、貫通孔内の空間を全て埋めるようにした従来例と比べて、熱伝導部３０の体積を減少させることができ、軽量化及びコスト低減を図ることができる。
【００４５】
また、上記のように実装面３２に固定された素子４０の高さ寸法を低くすることができるので、基板２０の一方主面２０ａに対するワイヤ２６の高さ寸法をも低くすることができる。このため、ワイヤ２６を封止するように設けた絶縁部材５０の高さ寸法も低くすることができる。このため、封止用の絶縁部材５０の使用量を削減することができ、この点からも軽量化及びコスト低減を図ることができる。
【００４６】
かかる効果は、例えば、インバータ回路が構成される場合等に、基板２０に複数の貫通孔２２が形成され、それぞれに熱伝導部３０が配設されると共に素子４０が固定された構成において、当該複数の素子４０及びワイヤ２６を封止するように絶縁部材５０が設けられている場合に、特に有効となる。実装面３２で凹んでいる領域よりも、当該実装面３２よりも突出している基板２０の一方主面の領域の割合が多くなり、絶縁部材５０の使用量削減効果が大きいからである。
【００４７】
また、熱伝導部３０が導電性を有しており、素子４０は熱伝導部３０を介して第２の配線２８に電気的に接続されているため、当該素子４０と基板２０上の第２の配線２８とを容易に電気的に接続することができる。
【００４８】
特に、熱伝導部３０は貫通孔２２の内周面に沿って立上がるように延びる側壁部３６を有しているため、当該側壁部３６を利用して熱伝導部３０と第２の配線２８とを容易に電気的に接続できる。
【００４９】
｛第２実施形態｝
第２実施形態に係るモジュール１１０について説明する。図６は本実施形態に係るモジュール１１０を示す平面図であり、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図であり、図８は本実施形態に係るモジュール１１０の底面図である。なお、本実施形態の説明において、第１実施形態で説明したものと同様構成のものについては、同一符号を付してその説明を省略する。また、図６〜図８では、第１の配線２４及びワイヤ２６を省略している。
【００５０】
このモジュール１１０では、基板１２０はスルーホール１２３を有している。スルーホール１２３は、基板１２０を貫通する孔１２３ａの内周面にメッキ等による導体部１２３ｂを形成した構成とされている。このスルーホール１２３は、第２の配線２８の外周囲の位置、ここでは、鍔状縁部３７の外周囲の２箇所の位置に形成されている。また、導体部１２３ｂは、第２の配線２８に電気的に接続されている。スルーホール１２３は、少なくとも１つあればよい。もっとも、熱伝導部１３０をバランスよく保持するためには、少なくとも２つあり、熱伝導部１３０周りで回転対称位置に存在していることが好ましい。また、スルーホール１２３の形状は、角穴状であっても丸孔状であってもよい。ここでは、スルーホール１２３は、角穴状に形成されている。
【００５１】
また、熱伝導部１３０は、上記熱伝導部３０と同様に本体部３４と側壁部３６と鍔状縁部３７とを有し、さらに、挿入端子部１３８を有している。挿入端子部１３８は、上記各スルーホール１２３に対応する位置で、鍔状縁部３７の外側縁部から本体部３４側に向けて突出している。挿入端子部１３８は、スルーホール１２３に挿入可能なピン状、ここでは、角柱ピン状に形成されている。そして、挿入端子部１３８がスルーホール１２３に挿入されることで、上記導体部１２３ｂに電気的に接続される。なお、挿入端子部１３８はスルーホール１２３に挿入された状態で、はんだ付けされることが好ましい。
【００５２】
なお、ここでは、側壁部３６の先端部に設けられた鍔状縁部３７に挿入端子部１３８を設けているが、このように側壁部３６の先端部に、他の機能要素を介して挿入端子部１３８が設けられている場合も、側壁部３６の先端部に挿入端子部１３８が設けられた構成に含まれる。もっとも、鍔状縁部３７を省略し、側壁部３６の先端部に直接的に挿入端子部１３８を設けてもよい。
【００５３】
そして、本熱伝導部１３０が上記熱伝導部３０と同様態様で基板１２０に貫通孔２２を閉塞するように配設されると、挿入端子部１３８が基板１２０の一方主面２０ａ側よりスルーホール１２３に挿入される。これにより、挿入端子部１３８とスルーホール１２３の導体部１２３ｂとが電気的に接続され、素子４０が熱伝導部１３０の本体部３４から側壁部３６及び挿入端子部１３８、導体部１２３ｂを介して第２の配線２８に電気的に接続される。つまり、熱伝導部１３０が側壁部３６を介して第２の配線２８に電気的に接続され、素子４０が熱伝導部１３０を介して第２の配線２８に電気的に接続される。
【００５４】
このように構成されたモジュール１１０によると、上記第１実施形態と同様の効果に加えて、挿入端子部１３８をスルーホール１２３に挿入することで、熱伝導部１３０と第２の配線２８とを容易に電気的に接続することができると共に、熱伝導部１３０を強固に固定できるという効果を得ることができる。
【００５５】
なお、本実施形態において、貫通孔２２の内周面に形成された内周配線２９を省略してもよい。
【００５６】
｛第３実施形態｝
第３実施形態に係るモジュール２１０について説明する。図９は本実施形態に係るモジュール２１０を示す平面図であり、図１０は図９のＸ−Ｘ線断面図であり、図１１は同モジュール２１０を示す底面図である。なお、本実施形態の説明において、第１実施形態で説明したものと同様構成のものについては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
このモジュール２１０は、基板２２０と、熱伝導部２３０と、素子４０とを備えている。
【００５８】
基板２２０は、次の相違点を除いて上記基板２０と同様構成とされている。基板２０との相違点として、基板２２０は、その他方主面２０ｂであって貫通孔２２の開口周縁部に、第２の配線２８に電気的に接続された介在配線２２９を有している。より具体的には、介在配線２２９は、銅箔等によって形成されており、基板２２０の他方主面に、貫通孔２２の開口周縁部を囲うように形成されている。この介在配線２２９は、貫通孔２２の内周面に形成された内周配線２９を介して第２の配線２８に電気的に接続されている。もっとも、介在配線２２９は、貫通孔２２の開口周縁部周り全体に形成されている必要はなく、部分的に形成されていてもよい。また、介在配線２２９は、必ずしも内周配線２９を介して第２の配線２８に電気的に接続される必要はなく、他のスルーホール等を介して第２の配線２８に電気的に接続されていてもよい。
【００５９】
また、熱伝導部２３０は、熱伝導性及び導電性を有する材料で形成されており、基板２２０の他方主面２０ｂ側で貫通孔２２の開口を閉塞するように広がる板状の本体部２３４を有している。ここでは、本体部２３４は、基板２２０の他方主面２０ｂ側における貫通孔２２の開口よりも大きく、上記介在配線２２９を覆う程度に広がる板状に形成されている。
【００６０】
そして、熱伝導部２３０の本体部２３４が介在配線２２９に電気的に接続された状態で、基板２２０の他方主面２０ｂであって貫通孔２２の開口部に配設されている。例えば、本体部２３４は、介在配線２２９にはんだ付けされることによって、当該介在配線２２９に電気的に接続された状態で、基板２２０に取付固定される。これにより、熱伝導部２３０は、介在配線２２９を介して第２の配線２８に電気的に接続される。このように、介在配線２２９と第２の配線２８との間に内周配線２９等のように他の配線が介在する場合も、熱伝導部２３０が介在配線２２９を介して第２の配線に電気的に接続される態様に含まれる。
【００６１】
なお、上記態様で、基板２０の他方主面２０ｂで、熱伝導部２３０の他方主面が当該他方主面２０ｂよりも突出して露出している。このため、放熱部材６０を熱伝導部３０に対して隙間無く接触させることができ、熱伝導部３０から放熱部材６０へも熱が伝わり易く、放熱部材６０による効率のよい放熱が可能となる。
【００６２】
また、熱伝導部２３０の本体部２３４のうち、基板２２０の一方主面２０ａと同方向を向く面は、実装面２３２とされている。この実装面２３２は、基板２２０の他方主面２０ｂと同一面状に位置しており、したがって、基板２２０の一方主面２０ａよりも凹んでいる。そして、この実装面２３２に素子４０が固定されている。
【００６３】
また、熱伝導部２３０のうち実装面２３２とその反対側の面間の厚み寸法Ｈ３は、基板２２０の厚み寸法Ｈ２よりも小さい。したがって、熱伝導部２３０の体積を、貫通孔２２内部の空間体積よりも小さくすることができる。
【００６４】
また、この素子４０は、上記第１実施形態で説明したのと同様態様にて、熱伝導部２３０に電気的に接続されている。そして、素子４０は、熱伝導部２３０を介して第２の配線２８に電気的に接続されている。より具体的には、素子４０は、熱伝導部２３０から介在配線２２９及び内周配線２９を介して第２の配線２８に電気的に接続されている。
【００６５】
さらに、素子４０は、上記第１実施形態で説明したのと同様態様にて、ワイヤ２６を介して第１の配線２４に電気的に接続されている。そして、ワイヤ２６及び素子４０を封止するようにして、絶縁樹脂等の絶縁部材５０が設けられている。
【００６６】
このように構成されたモジュール２１０によると、上記第１実施形態で述べたのと同様の理由により、素子４０で生じた熱を効率よく放出できると共に、素子４０の実装高さを比較的低くすることができる。
【００６７】
特に、実装面２３２の位置は基板２２０の他方主面２０ｂと同一高さ位置にあるため、素子４０の高さ位置をより低くして、絶縁部材５０の高さをより低くすることができる。
【００６８】
また、上記第１実施形態で述べたのと同様の理由により、熱伝導部２３０の体積を小さくすることができ、軽量化及びコスト低減を図ることができる。さらに、封止用の絶縁部材５０の使用量を削減することができ、この点からも軽量化及びコスト低減を図ることもできる。
【００６９】
また、上記第１実施形態で述べたのと同様の理由により、素子４０は熱伝導部２３０を介して第２の配線２８に電気的に接続されているため、当該素子４０と基板２２０上の第２の配線２８とを容易に電気的に接続することができる。
【００７０】
特に、熱伝導部２３０は、板状の本体部２３４を有する構成であればよいため、熱伝導部２３０の構成を簡易なものとすることができる。
【００７１】
｛第４実施形態｝
第４実施形態に係るモジュール３１０について説明する。図１２は本実施形態に係るモジュール３１０を示す平面図であり、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図であり、図１４は本実施形態に係るモジュール３１０の底面図である。なお、本実施形態の説明において、第３実施形態で説明したものと同様構成のものについては、同一符号を付してその説明を省略する。また、図１２〜図１４では、第１の配線２４及びワイヤ２６を省略している。
【００７２】
このモジュール３１０では、基板３２０は、スルーホール３２３を有している。スルーホール３２３は、基板３２０を貫通する孔３２３ａの内周面にメッキ等による導体部３２３ｂを形成した構成とされている。このスルーホール３２３は、第２の配線２８の外周囲の位置、ここでは、熱伝導部３３０の本体部２３４の外周囲の２箇所の位置に形成されている。また、導体部３２３ｂは、第２の配線２８に電気的に接続されている。スルーホール３２３は、少なくとも１つあればよい。もっとも、熱伝導部３３０をバランスよく保持するためには、少なくとも２つあり、熱伝導部３３０周りで回転対称位置に存在していることが好ましい。また、スルーホール３２３の形状は、角穴状であっても丸孔状であってもよい。ここでは、スルーホール３２３は、角穴状に形成されている。
【００７３】
また、熱伝導部３３０は、上記熱伝導部２３０と同様構成の本体部２３４を有し、さらに、挿入端子部３３８を有している。挿入端子部３３８は、上記各スルーホール３２３に対応する位置で、本体部２３４の外周縁部から当該本体部２３４に対して略直交する方向に沿って突出している。挿入端子部３３８は、スルーホール３２３に挿入可能なピン状、ここでは、角柱ピン状に形成されている。そして、挿入端子部３３８がスルーホール３２３に挿入されることで、上記導体部３２３ｂに電気的に接続される。なお、挿入端子部３３８はスルーホール３２３に挿入された状態で、はんだ付けされることが好ましい。
【００７４】
なお、ここでは、上記挿入端子部３３８は、本体部２３４の外周囲から外方にはみ出る位置で突出形成されているが、本体部２３４の外周囲内で突出形成されていてもよい。
【００７５】
そして、本熱伝導部３３０が上記熱伝導部２３０と同様態様で基板３２０に貫通孔２２を閉塞するように配設されると、挿入端子部３３８が基板３２０の他方主面２０ｂ側よりスルーホール３２３に挿入される。これにより、挿入端子部３３８とスルーホール３２３の導体部３２３ｂとが電気的に接続され、素子４０が熱伝導部３３０の本体部２３４から挿入端子部３３８及びスルーホール３２３の導体部３２３ｂを介して第２の配線２８に電気的に接続される。つまり、熱伝導部３３０が挿入端子部３３８を介して第２の配線２８に電気的に接続され、素子４０が熱伝導部３３０を介して第２の配線２８に電気的に接続される。なお、本実施形態において介在配線２２９を省略してもよい。
【００７６】
このように構成されたモジュール３１０によると、上記第３実施形態と同様の効果に加えて、挿入端子部３３８をスルーホール３２３に挿入することで、熱伝導部３３０と第２の配線２８とを容易に電気的に接続することができると共に、熱伝導部３３０を強固に固定できるという効果を得ることができる。
【００７７】
なお、第３実施形態及び第４実施形態において、基板２２０、３２０の他方主面２０ｂ側に、上記熱伝導部２３０、３３０の本体部２３４全体を嵌め込み可能な凹部を形成しておき、当該凹部に本体部３４を嵌め込むようにしてもよい。これにより、熱伝導部２３０，３３０をより確実に位置決め保持できると共に、基板２２０、３２０の他方主面２０ｂと本体部２３４との面一状にすることができ、基板２２０、３２０と放熱部材６０との取付安定性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０、１１０、２１０、３１０ モジュール
２０、１２０、２２０、３２０ 基板
２０ａ 一方主面
２０ｂ 他方主面
２２ 貫通孔
２４ 第１の配線
２６ ワイヤ
２８ 第２の配線
２９ 内周配線
３０、１３０、２３０、３３０ 熱伝導部
３２、２３２ 実装面
３４、２３４ 本体部
３６ 側壁部
３７ 鍔状縁部
４０ 素子
１２３、３２３ スルーホール
１３８、３３８ 挿入端子部
２２９ 介在配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方主面（２０ａ）と、この一方主面とは反対側の他方主面（２０ｂ）と、貫通孔（２２）とを有する基板（２０、１２０、２２０、３２０）と、
前記貫通孔を塞ぐように配設され、前記基板の一方主面よりも前記他方主面側に凹む実装面（３２、２３２）を有する熱伝導部（３０、１３０、２３０、３３０）と、
前記実装面上に固定された素子（４０）と、
を備え、
前記基板の一方主面に第２の配線（２８）が形成され、
前記熱伝導部（３０、１３０、２３０、３３０）は導電性を有しており、
前記素子は、前記熱伝導部を介して前記第２の配線に電気的に接続されており、
前記熱伝導部（３０、１３０）は、前記貫通孔を閉塞するように広がる板状の本体部（３４）と、前記本体部から前記貫通孔の内周面の少なくとも一部に沿って立上がるように延びる側壁部（３６）とを有し、
前記貫通孔に、内周配線が形成され、前記熱伝導部が前記貫通孔に挿入されることにより、前記内周配線に前記側壁部が接触することで、前記熱伝導部が、前記側壁部を介して前記第２の配線に電気的に接続されている、モジュール（１０、１１０）。
【請求項２】
請求項１記載のモジュールであって、
前記熱伝導部のうち前記実装面とその反対側の面間の厚み寸法（Ｈ１、Ｈ３）は、前記基板の厚み寸法（Ｈ２）よりも小さい、モジュール（１０、１１０）。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のモジュールであって、
前記基板の一方主面に第１の配線（２４）が形成され、
前記素子がワイヤ（２６）を介して前記第１の配線に電気的に接続され、
前記ワイヤを封止するように絶縁部材（５０）が設けられたモジュール（１０、１１０）。
【請求項１】
一方主面（２０ａ）と、この一方主面とは反対側の他方主面（２０ｂ）と、貫通孔（２２）とを有する基板（２０、１２０、２２０、３２０）と、
前記貫通孔を塞ぐように配設され、前記基板の一方主面よりも前記他方主面側に凹む実装面（３２、２３２）を有する熱伝導部（３０、１３０、２３０、３３０）と、
前記実装面上に固定された素子（４０）と、
を備え、
前記基板の一方主面に第２の配線（２８）が形成され、
前記熱伝導部（３０、１３０、２３０、３３０）は導電性を有しており、
前記素子は、前記熱伝導部を介して前記第２の配線に電気的に接続されており、
前記熱伝導部（３０、１３０）は、前記貫通孔を閉塞するように広がる板状の本体部（３４）と、前記本体部から前記貫通孔の内周面の少なくとも一部に沿って立上がるように延びる側壁部（３６）とを有し、
前記貫通孔に、内周配線が形成され、前記熱伝導部が前記貫通孔に挿入されることにより、前記内周配線に前記側壁部が接触することで、前記熱伝導部が、前記側壁部を介して前記第２の配線に電気的に接続されている、モジュール（１０、１１０）。
【請求項２】
請求項１記載のモジュールであって、
前記熱伝導部のうち前記実装面とその反対側の面間の厚み寸法（Ｈ１、Ｈ３）は、前記基板の厚み寸法（Ｈ２）よりも小さい、モジュール（１０、１１０）。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のモジュールであって、
前記基板の一方主面に第１の配線（２４）が形成され、
前記素子がワイヤ（２６）を介して前記第１の配線に電気的に接続され、
前記ワイヤを封止するように絶縁部材（５０）が設けられたモジュール（１０、１１０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−９３６２０（Ｐ２０１３−９３６２０Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−２１２５９（Ｐ２０１３−２１２５９）
【出願日】平成２５年２月６日（２０１３．２．６）
【分割の表示】特願２００７−２４５４３９（Ｐ２００７−２４５４３９）の分割
【原出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年２月６日（２０１３．２．６）
【分割の表示】特願２００７−２４５４３９（Ｐ２００７−２４５４３９）の分割
【原出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]