制御基板の製造方法および制御基板
【課題】小型化を図ることができる制御基板を効率よく製造することができる制御基板の製造方法、および、かかる制御基板の製造方法により製造された制御基板を提供すること。
【解決手段】制御基板の製造方法は、回路基板２と、回路基板２上に配置された半導体素子３ａおよび３ｂそしてコネクタ４と、蓋部材５とを備える制御基板１を製造する方法である。この製造方法は、回路基板２上に半導体素子３ａ、３ｂとコネクタ４をそれぞれ位置決めして固定し、組立体１０を得る組立工程と、組立体１０に蓋部材５を装着する装着工程とを有する。そして、蓋部材５は、半導体素子３ａ、３ｂのそれぞれの外形形状に対応し、装着工程で半導体素子３ａ、３ｂが入り込むような形状をなす半導体素子用凹部５４ａ、５４ｂと、コネクタ４の外形形状に対応し、装着工程でコネクタ４が入り込むような形状をなすコネクタ用凹部５５とが予め形成されたものとなっている。
【解決手段】制御基板の製造方法は、回路基板２と、回路基板２上に配置された半導体素子３ａおよび３ｂそしてコネクタ４と、蓋部材５とを備える制御基板１を製造する方法である。この製造方法は、回路基板２上に半導体素子３ａ、３ｂとコネクタ４をそれぞれ位置決めして固定し、組立体１０を得る組立工程と、組立体１０に蓋部材５を装着する装着工程とを有する。そして、蓋部材５は、半導体素子３ａ、３ｂのそれぞれの外形形状に対応し、装着工程で半導体素子３ａ、３ｂが入り込むような形状をなす半導体素子用凹部５４ａ、５４ｂと、コネクタ４の外形形状に対応し、装着工程でコネクタ４が入り込むような形状をなすコネクタ用凹部５５とが予め形成されたものとなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御基板の製造方法および制御基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、ヘッドライト、電装品等の各種機器を制御する多数の回路装置（制御基板）が搭載されている。この回路装置としては、導体回路上に複数の半導体素子や電子部品が実装された電子回路基板と、半導体素子、電子部品を導体回路ごと封止する樹脂封止材とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。樹脂封止材で封止する理由としては、例えば、厳しい条件下での使用を考慮し、湿気による電子部品間での電流のリークや基板のパターン間での電流のリークを防止することが望まれるからである。また、半導体素子、電子部品の実装済み基板の部品面上及び半田面上に防湿剤（タフィー、シリコン等）を塗布する防湿処理を程こる場合もある。
【０００３】
この特許文献１に記載されているような回路装置は、例えばアルミニウム製のケースに収納された状態で、自動車に搭載されるのが一般的である。このため、ケースを用いる分だけその大きさが大きくなり、結果、自動車の総重量が増大してしまうという問題があった。また、回路装置をその都度ケースに収納しなければならず、このような収納工程も、回路装置を製造する全工程においては、煩わしい工程の１つであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０３２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、小型化を図ることができる制御基板を効率よく製造することができる制御基板の製造方法、および、かかる制御基板の製造方法により製造された制御基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記（１）〜（１３）の本発明により達成される。
（１） 導体回路を有する回路基板と、該回路基板上に配置され、前記導体回路に電気的に接続された少なくとも１つの半導体素子と、前記回路基板上に前記半導体素子と異なる位置に配置され、前記導体回路に電気的に接続されたコネクタと、前記導体回路を覆う蓋部材とを備える制御基板を製造する方法であって、
前記回路基板上に前記半導体素子および前記コネクタをそれぞれ位置決めして固定し、前記回路基板と前記半導体素子と前記コネクタとからなる組立体を組み立てる組立工程と、
前記組立体に前記蓋部材を装着する装着工程とを有し、
前記蓋部材は、前記半導体素子の外形形状に対応し、前記装着工程で前記半導体素子が入り込むような形状をなす半導体素子用凹部と、前記コネクタの外形形状に対応し、前記装着工程で前記コネクタが入り込むような形状をなすコネクタ用凹部とが予め形成されたものであることを特徴とする制御基板の製造方法。
【０００７】
（２） 前記半導体素子の外形形状は、板片状をなしており、
前記半導体素子用凹部は、その深さが前記半導体素子の厚さと同じかまたはそれよりも若干大きい部分である上記（１）に記載の制御基板の製造方法。
【０００８】
（３） 前記半導体素子用凹部の内面は、前記半導体素子と接している上記（２）に記載の制御基板の製造方法。
【０００９】
（４） 前記蓋部材は、板状をなすものであり、
前記コネクタ用凹部は、前記蓋部材をその厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【００１０】
（５） 前記コネクタは、前記回路基板に対し垂直方向に起立するピンで構成された複数の端子を有し、
前記貫通孔の内周面は、前記各端子の外周面と離間している上記（４）に記載の制御基板の製造方法。
【００１１】
（６） 前記コネクタは、前記回路基板に対し垂直方向に起立するピンで構成された複数の端子と、該複数の端子を収納する筒状をなすハウジングとを有し、
前記貫通孔の内周面は、前記ハウジングの外周面と接しているかまたは離間している上記（４）に記載の制御基板の製造方法。
【００１２】
（７） 前記蓋部材は、厚さが前記端子の長さよりも大きい板状をなすものである上記（５）または（６）に記載の制御基板の製造方法。
【００１３】
（８） 前記蓋部材は、硬質の樹脂材料で構成されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【００１４】
（９） 前記制御基板は、前記蓋部材が接着剤を介して前記回路基板に固定されたものであり、
前記組立工程と前記装着工程との間に、前記蓋部材および前記組立体の前記回路基板のうちの少なくとも一方に前記接着剤を塗布する塗布工程を有する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【００１５】
（１０） 前記制御基板は、前記蓋部材の表側の面に金属材料で構成された板部材が設置されたものであり、
前記板部材は、前記装着工程では、前記蓋部材に設置済み状態となっている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【００１６】
（１１） 上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の制御基板の製造方法により製造されたことを特徴とする制御基板。
【００１７】
（１２） 前記コネクタは、光を照射する光源に接続され、
前記半導体素子は、前記光源を制御するものである上記（１１）に記載の制御基板。
【００１８】
（１３） 当該制御基板は、自動車に搭載されるものであり、前記光源は、前記自動車のヘッドライトである上記（１２）に記載の制御基板。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、蓋部材で導体回路や半導体素子を確実に保護することができる程度に、蓋部材の厚さをできる限り抑えることができる。その結果、制御基板の小型化を図ることができる。
【００２０】
また、この小型化された制御基板を製造する際、回路基板と半導体素子とコネクタとからなる組立体に対し、その凹凸（半導体素子やコネクタ）に対応した部分（半導体素子用凹部やコネクタ用凹部）を有する蓋部材を装着するという簡単な工程を経るため、その製造を効率よく行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の制御基板の第１実施形態を示す部分断面図である。
【図２】図１に示す制御基板を製造する工程（本発明の制御基板の製造方法）を順に示す部分断面図である。
【図３】図１に示す制御基板を製造する工程（本発明の制御基板の製造方法）を順に示す部分断面図である。
【図４】本発明の制御基板（本発明の制御基板の製造方法）の第２実施形態を示す部分断面図である。
【図５】本発明の制御基板の第３実施形態を示す部分断面図である。
【図６】本発明の制御基板の第４実施形態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の制御基板の製造方法および制御基板を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の制御基板の第１実施形態を示す部分断面図、図２および図３は、それぞれ、図１に示す制御基板を製造する工程（本発明の制御基板の製造方法）を順に示す部分断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１〜図３中（図４、図５についても同様）の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図１中では、見易くするために制御基板の大きさを誇張して模式的に図示しており、制御基板と自動車との大きさの比率は実際とは大きく異なる。
【００２４】
図１に示すように、制御基板１は、自動車２０に搭載され、その前方に向かって光を照射するヘッドライト（光源）２０１の例えばＯＮ／ＯＦＦ（点燈／消灯）を制御するものである。なお、ヘッドライト２０１は、図１に示す構成では多数の発光ダイオード素子（ＬＥＤ）２０２が配置されたものとなっているが、これに限定されず、例えば、ディスチャージを有するものであってもよい。
【００２５】
制御基板１は、回路基板２と、半導体素子３ａおよび３ｂと、コネクタ４と、蓋部材５とを備えている。以下、各部の構成について説明する。
【００２６】
回路基板２は、自動車２０のエンジンルーム内に配置されている。回路基板２は、平面視で長方形をなしており、各角部には、それぞれ、厚さ方向に貫通する貫通孔２１が形成されている。そして、回路基板２は、各貫通孔２１にそれぞれボルト３０が挿入され、当該ボルト３０を介してエンジンルームを画成する壁部２０３に固定されている。
【００２７】
この回路基板２は、支持板２２と、支持板２２上に形成された絶縁層２３と、絶縁層２３上に形成された導体回路２４とを有する積層体で構成されている。
【００２８】
支持板２２は、導体回路２４を支持するベースとなるものである。支持板２２は、金属材料で構成され、特に、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されているのが好ましい。支持板２２がアルミニウムまたはその合金で構成されている場合、当該支持板２２は、熱伝導性が比較的高いものとなり、よって、半導体素子３ａおよび３ｂ、その他、コネクタ４や導体回路２４が発した熱を確実に放熱することができる。
【００２９】
支持板２２の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、１〜５ｍｍであるのが好ましく、１〜２ｍｍであるのがより好ましい。支持板２２の厚さをこのような数値範囲に設定することにより、回路基板２を自動車２０に載置可能な程度の強度に確保することができる。また、回路基板２が比較的薄いものとなり、制御基板１の小型化にも寄与する。さらに、前記熱を効率よく放熱することができる。
【００３０】
絶縁層２３は、支持板２２と導体回路２４との間に形成され、支持板２２と導体回路２４とを絶縁する層である。この絶縁層２３により、導体回路２４のショート（短絡）を確実に防止することができる。絶縁層２３の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、各種樹脂材料が挙げられ、特に、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂が好ましい。
【００３１】
また、絶縁層２３の厚さとしては、例えば、５０〜２００μｍであるのが好ましく、８０〜１５０μｍであるのがより好ましい。
【００３２】
導体回路２４は、導電性を有する金属材料で構成されたものである。この導体回路２４は、絶縁層２３の上面全面に積層された金属箔をエッチングにより所定のパターンに形成したものである。なお、導体回路２４を構成する金属材料としては、特に限定されないが、例えば、銅を好適に用いることができる。これにより、比較的抵抗値が小さい導体回路２４となる。
【００３３】
導体回路２４の厚さとしては、例えば、１０〜２００μｍであるのが好ましく、１８〜７０μｍであるのがより好ましい。
【００３４】
また、導体回路２４には、その少なくとも一部を覆うように形成された被覆層（ソルダーレジスト層）２５が積層されている。これにより、導体回路２４を保護することができ、よって、例えば、導体回路２４の劣化やショートを防止することができる。なお、導体回路２４の半導体素子３ａおよび３ｂが接続される部分は、被覆層２５が省略されており、露出している。また、被覆層２５の構成材料としては、特に限定されず、例えば、絶縁層２３と同様の樹脂材料を用いることができる。
【００３５】
被覆層２５の厚さとしては、例えば、１０〜１００μｍであるのが好ましく、１０〜３０μｍであるのがより好ましい。
【００３６】
図１に示すように、回路基板２上には、ヘッドライト２０１の作動を制御する半導体素子３ａおよび３ｂが配置されている。半導体素子３ａおよび３ｂは、それぞれ、その外形形状（全体形状）が板片状をなすものであり、互いに厚さが異なるものである。図１に示す構成では、半導体素子３ａの厚さｔ１は、半導体素子３ｂの厚さｔ２よりも大きい。
【００３７】
半導体素子３ａと半導体素子３ｂとの構成は、ほぼ同じであるため、以下、半導体素子について代表的に説明する。
【００３８】
半導体素子３ａの内部には、銅等の導電性金属材料で構成される配線パターン（図示せず）が、所定形状で設けられている。この配線パターンは、下面３１から突出した複数の端子３２に電気的に接続されている。そして、各端子３２がそれぞれ導体回路２４と接合され、これにより、半導体素子３ａが導体回路２４と電気的に接続されることとなる。なお、各端子３２は、それぞれ、例えば、半田、銀ろう、銅ろう、燐銅ろうのようなろう材を主材料として構成されている。
【００３９】
なお、半導体素子３ａの外装部を構成するモールド部３３は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のような熱硬化性樹脂で構成されている。
【００４０】
図１に示すように、回路基板２上には、半導体素子３ａおよび３ｂと異なる位置にコネクタ４が配置されている。コネクタ４は、中継ケーブル２０４を介して、ヘッドライト２０１に接続されている。なお、中継ケーブル２０４のヘッドライト２０１と反対側の端部には、コネクタ４と接続されるコネクタ２０５が設置されている。
【００４１】
コネクタ４は、いわゆる「オス側」のコネクタであり、複数のピン（端子）４１で構成されている。各ピン４１は、それぞれ、銅等の導電性金属材料で構成され、導体回路２４に電気的に接続されている。そして、各ピン４１と、いわゆる「メス側」のコネクタ２０５の各端子（図示せず）とが嵌合により接続することができる。
【００４２】
各ピン４１は、それぞれ、回路基板２に対し垂直方向に、すなわち、鉛直上方に向かって起立している。これにより、コネクタ４に中継ケーブル２０４のコネクタ２０５を接続する際、コネクタ２０５を上方から差し込むことができ、その接続作業を容易に行なうことができる。
【００４３】
図１に示すように、蓋部材５は、導体回路２４や半導体素子３ａおよび３ｂ、特に、導体回路２４と半導体素子３ａおよび３ｂとの接続部を覆うものである。この蓋部材５は、硬質の樹脂材料で構成された板状の部材であり、その下面５３が接着剤（接着剤層）６を介して回路基板２の上面２６に固定されている。
【００４４】
蓋部材５は、半導体素子３ａが入り込む半導体素子用凹部５４ａと、半導体素子３ｂが入り込む半導体素子用凹部５４ｂと、コネクタ４（端子４１）が入り込むコネクタ用凹部５５とを有している。半導体素子用凹部５４ａ、５４ｂ、コネクタ用凹部５５は、それぞれ、蓋部材５が回路基板２に装着、固定されるときに、当該回路基板２上の半導体素子３ａ、３ｂ、コネクタ４に対応する位置に配置されている。
【００４５】
半導体素子用凹部５４ａは、半導体素子３ａの外形形状に対応し、半導体素子３ａが入り込むような形状をなす部分である。換言すれば、半導体素子用凹部５４ａは、半導体素子３ａとほぼ同じ板片状の空間を有し、その深さｄ１が半導体素子３ａの厚さｔ１と同じ部分である。これにより、半導体素子用凹部５４ａの内面５４１が半導体素子３ａのモールド部３３と接することとなり、よって、半導体素子３ａを蓋部材５で確実に固定することができる。従って、自動車２０が走行しているときにその振動が制御基板１に伝達したとしても、当該振動による半導体素子３ａの離脱を確実に防止することができる。
【００４６】
なお、深さｄ１は、図示の構成では厚さｔ１と同じであるが、これに限定されず、厚さｔ１よりも若干大きくてもよい。
【００４７】
半導体素子用凹部５４ａと同様に、半導体素子用凹部５４ｂも、半導体素子３ｂの外形形状に対応し、半導体素子３ｂが入り込むような形状をなす部分である。換言すれば、半導体素子用凹部５４ｂは、半導体素子３ｂとほぼ同じ板片状の空間を有し、その深さｄ２が半導体素子３ｂの厚さｔ２と同じ部分である。これにより、半導体素子用凹部５４ｂの内面５４１が半導体素子３ｂのモールド部３３と接することとなり、よって、半導体素子３ｂを蓋部材５で確実に固定することができる。従って、自動車２０が走行しているときにその振動が制御基板１に伝達したとしても、当該振動による半導体素子３ｂの離脱を確実に防止することができる。
【００４８】
なお、深さｄ２は、図示の構成では厚さｔ１と同じであるが、これに限定されず、厚さｔ２よりも若干大きくてもよい。
【００４９】
コネクタ用凹部５５は、コネクタ４の外形形状に対応し、コネクタ４が入り込むような形状をなす部分である。換言すれば、コネクタ用凹部５５は、蓋部材５をその厚さ方向に貫通する貫通孔で構成され、当該貫通孔をコネクタ４を構成する複数のピン４１が一括して挿通する程度の大きさの部分である。そして、コネクタ用凹部５５（貫通孔）の内周面５５１は、各ピン４１の外周面と離間している。このようにコネクタ用凹部５５は、複数のピン４１の集合体よりも十分に大きいものである。これにより、コネクタ用凹部５５内に位置するピン４１とコネクタ２０５とを接続する際に、当該コネクタ２０５をコネクタ用凹部５５に確実に挿入することができ、よって、その接続操作を容易に行なうことができる。また、図３に示すように蓋部材５を回路基板２に装着する際、コネクタ用凹部５５の内周面５５１が各ピン４１に接触するのを防止しつつ、その装着作業を行なうことができる。これにより、装着作業時に、コネクタ用凹部５５の内周面５５１が各ピン４１に接触して、当該ピン４１が折れ曲がってしまうのを防止することができる。
【００５０】
また、蓋部材５の厚さｔ３は、各ピン４１の長さｈ１よりも大きい。これにより、各ピン４１がそれぞれ蓋部材５の上面５１から突出するのが防止され、よって、各ピン４１に例えば指先等が不本意に触れるのを防止することができる。
【００５１】
以上のように、蓋部材５により、半導体素子３ａやコネクタ４等を確実に保護することができる。さらに、蓋部材５で半導体素子３ａ等を確実に保護することができる程度に、蓋部材５の厚さｔ３をできる限り抑えることができる。その結果、制御基板１の小型化（軽量化）を図ることができる。
【００５２】
なお、蓋部材５を構成する硬質の樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、半導体素子３ａのモールド部３３やハウジング４２の構成材料と同様の熱硬化性樹脂を用いることができ、特にエポキシ樹脂、フェノール樹脂が好ましい。
【００５３】
また、蓋部材５は、硬質ものものであるため、従来のように車積時にアルミニウム製のケースで制御基板１を覆わなくとも、半導体素子３ａ等を確実に保護することができる。このように、制御基板１では、車積時に用いられる従来のアルミニウム製のケースを省略することができ、その省略した分だけ、自動車２０の総重量を抑えることができる。
【００５４】
また、図１に示すように、半導体素子３ａ等が蓋部材５に保護された状態となるため、これらに対する防水・防塵機能が発揮される。
【００５５】
蓋部材５を構成する樹脂材料には、アルミナ等の金属酸化物、窒化ホウ素等の窒化物に代表される電気絶縁性かつ高熱伝導性フィラーを充填されているのが好ましい。これにより、蓋部材５を介して、半導体素子３ａ等が発した熱の放熱が促進される。そして、この放熱と、前述した支持板２２を介しての放熱とが相まって、制御基板１は、全体として放熱性に極めて優れたものとなる。
【００５６】
蓋部材５を回路基板２に接着、固定する接着剤６としては、特に限定されないが、例えば、光硬化型接着剤や熱硬化型接着剤を用いることができる。
【００５７】
次に、制御基板１を製造する方法（本発明の制御基板の製造方法）について、図２、図３を参照しつつ説明する。
【００５８】
この製造方法は、準備工程と、組立工程と、塗布工程と、装着工程と、硬化工程とを有する。
【００５９】
［１］ 準備工程
まず、図２（ａ）に示すように、回路基板２と、半導体素子３ａおよび３ｂと、端子４１とを用意する。
【００６０】
［２］ 組立工程
次に、図２（ｂ）に示すように、回路基板２の所定の箇所に、半導体素子３ａおよび３ｂと、各端子４１とをそれぞれ位置決めする。そして、位置決めした状態の半導体素子３ａおよび３ｂと、各端子４１とをそれぞれ例えば半田（図示せず）を介して接合し固定する。これにより、回路基板２、半導体素子３ａおよび３ｂ、各端子４１からなる組立体１０を組み立てることができる。
【００６１】
［３］ 塗布工程
次に、図２（ｃ）に示すように、半導体素子用凹部５４ａ、半導体素子用凹部５４ｂ、コネクタ用凹部５５が予め形成された蓋部材５を用意し、当該蓋部材５の上下を反転させる。そして、蓋部材５の組立体１０の回路基板２との接合面（下面５３）に例えばスプレー５０を用いて接着剤６を塗布する。本実施形態では、接着剤６が紫外線硬化型接着剤である場合を一例に挙げる。
【００６２】
なお、接着剤６の塗布方法としては、スプレー５０による方法の他、例えば、ディッピングによる方法、ディスペンサーによる方法も用いることができる。
【００６３】
また、本工程では、蓋部材５に接着剤６を塗布していたが、これに限定されず、組立体１０の回路基板２に接着剤６を塗布してもよいし、蓋部材５および回路基板２の双方に接着剤６を塗布してもよい。
【００６４】
［４］ 装着工程
次に、図３（ｄ）に示すように、組立工程で得られた組立体１０に、塗布工程で接着剤６が塗布された蓋部材５を装着する。このとき、前述したように、蓋部材５の半導体素子用凹部５４ａに半導体素子３ａが入り込み、半導体素子用凹部５４ｂに半導体素子３ｂが入り込み、コネクタ用凹部５５に各ピン４１が入り込む。
【００６５】
［５］ 硬化工程
次に、図３（ｅ）に示すように、接着剤６に対し紫外線６０を照射し、当該接着剤６を硬化させる。
以上の工程を経ることにより、小型の制御基板１が得られる。
【００６６】
また、本製造方法では、組立体１０に対し、その上面の凹凸（例えば半導体素子３ａ等）に対応した部分（例えば半導体素子用凹部５４ａ）を有する蓋部材５を装着するという簡単な工程で、制御基板１を製造することができる。これにより、その製造を効率よく行なうことができる、すなわち、生産性が高い製造となる。
【００６７】
また、制御基板１は、前述したように、そのままの状態で自動車２０に搭載することができる。これにより、従来のように制御基板をさらにケースに収納して自動車２０に搭載する場合に比べて、制御基板１をケースに収納する収納工程を省略できるので、制御基板１を効率よく製造することができる。
【００６８】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の制御基板（本発明の制御基板の製造方法）の第２実施形態を示す部分断面図である。
【００６９】
以下、この図を参照して本発明の制御基板の製造方法および制御基板の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、蓋部材の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００７０】
図４に示す制御基板１では、蓋部材５の上面５１（表側の面）に放熱板７が設置されている。放熱板７は、金属材料、特に、アルミニウムで構成されている。このような放熱板７が設置されていることにより、当該放熱板７を介して、半導体素子３ａ等が発した熱の放熱が促進される。そして、この放熱と、前述した蓋部材５自体を介しての放熱とが相まって、制御基板１は、全体として放熱性に極めて優れたものとなる。
【００７１】
なお、放熱板７の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、０．５〜１５ｍｍであるのが好ましく、１〜５ｍｍであるのがより好ましい。
【００７２】
また、図４（ａ）に示すように、組立体１０に蓋部材５を装着する装着工程では、当該蓋部材５は、放熱板７が既に設置済み状態のものとなっている。このように、放熱板７が設置済み状態の蓋部材５を予め製造して用意しておくことができる。そして、この蓋部材５を使用したいとき、すなわち、蓋部材５を組立体１０に装着するときに、いつでも当該蓋部材５を使用することができる。
【００７３】
そして、図４（ｂ）に示すように、接着剤６を硬化する硬化工程を経ることにより、放熱板７が設置された蓋部材５を有する制御基板１を得る。
【００７４】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の制御基板の第３実施形態を示す部分断面図である。
【００７５】
以下、この図を参照して本発明の制御基板の製造方法および制御基板の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００７６】
本実施形態は、蓋部材の形状（厚さ）およびコネクタの構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００７７】
図５に示す制御基板１では、コネクタ４Ａは、複数のピン４１と、これらのピン４１を一括して収納するハウジング４２とで構成されている。ハウジング４２は、筒体で構成され、回路基板２に対し立設している。
【００７８】
各ピン４１は、それぞれ、その長さｈ１が蓋部材５Ａの厚さｔ３よりも大きいものであり、蓋部材５Ａの上面５１からは突出しているが、ハウジング４２に収納されているため、各ピン４１に外部に突出した部分が生じるのが防止されこととなる。このようにハウジング４２を有することにより、各ピン４１の長さｈ１が蓋部材５Ａの厚さｔ３よりも大である場合でも、各ピン４１が保護され、よって、当該ピン４１に例えば指先等が不本意に触れるのを防止することができる。
【００７９】
また、蓋部材５Ａのコネクタ用凹部５５の内周面５５１は、ハウジング４２の外周面４２２と接している。これにより、蓋部材５Ａでハウジング４２を確実に固定することができ、よって、自動車２０が走行しているときにその振動が制御基板１に伝達したとしても、当該振動によるハウジング４２の離脱を確実に防止することができる。
【００８０】
なお、蓋部材５Ａのコネクタ用凹部５５の内周面５５１は、ハウジング４２の外周面４２２と接しているが、これに限定されず、外周面４２２から離間していてもよい。
【００８１】
ハウジング４２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、半導体素子３ａのモールド部３３の構成材料と同様の熱硬化性樹脂が用いることができる。
【００８２】
図５に示すように、蓋部材５Ａは、その厚さｔ３が半導体素子３ａの厚さｔ１と同じものとなっている。これにより、半導体素子３ａの上面３４が露出することとなり、よって、当該半導体素子３ａが発した熱を上面３４から直接的に放熱することができる。これにより、制御基板１は、さらに放熱性に優れたものとなる。
【００８３】
なお、蓋部材５Ａの厚さｔ３は、図４に示す構成では半導体素子３ａの厚さｔ１と同じであるが、これに限定されず、例えば、厚さｔ１よりも小さくてもよい。
【００８４】
＜第４実施形態＞
図６は、本発明の制御基板の第４実施形態を示す部分断面図である。
【００８５】
以下、この図を参照して本発明の制御基板の第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００８６】
本実施形態は、半導体素子の他にトランスが搭載されていることが異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００８７】
図６に示すように、回路基板２上には、半導体素子３ａの他に、電子部品として、トランス１１が配置されている。蓋部材５の半導体素子用凹部５４ｂは、半導体素子３ｂに代えて、トランス１１を収納することができる。そして、トランス１１は、半導体素子用凹部５４ｂの内面５４１に当接している。
【００８８】
トランス１１は、導体回路２４と電気的に接続されている。また、トランス１１は、その厚さが半導体素子３ａよりも小さいものである。これにより、蓋部材５の厚さｔ３をできる限り抑えることができ、よって、制御基板１の小型化を図ることができる。
【００８９】
なお、回路基板２上に実装される電子部品としては、トランスに限定されず、例えば、ノイズフィルタ、コンデンサ、抵抗器等であってもよい。
【００９０】
以上、本発明の制御基板の製造方法および制御基板を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、制御基板を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００９１】
また、本発明の制御基板の製造方法および制御基板は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００９２】
また、本発明の制御基板は、自動車に搭載されている場合、ヘッドライトを制御するよう構成されたものであるが、これに限定されず、例えば、電装品の電子制御するよう構成されたものでもよい。
【００９３】
また、本発明の制御基板が搭載されるものとしては、前記各実施形態では自動車であったが、これに限定されず、例えば、船舶、航空機、鉄道車両でもよい。
【００９４】
また、回路基板上には、前記各実施形態では２つの半導体素子が配置されているが、これに限定されず、例えば、１つまたは３つ以上の半導体素子が配置されていてもよい。
【００９５】
また、蓋部材の回路基板に対する固定方法としては、接着（接着剤や溶媒による接着）による方法に限定されず、例えば、クランプを用いて回路基板と蓋部材とを一括して挟持する方法が挙げられる。
【符号の説明】
【００９６】
１ 制御基板
２ 回路基板
２１ 貫通孔
２２ 支持板
２３ 絶縁層
２４ 導体回路
２５ 被覆層（ソルダーレジスト層）
２６ 上面
３ａ、３ｂ 半導体素子
３１ 下面
３２ 端子
３３ モールド部
３４ 上面
４、４Ａ コネクタ
４１ ピン（端子）
４２ ハウジング
４２２ 外周面
５、５Ａ 蓋部材
５１ 上面
５３ 下面
５４ａ、５４ｂ 半導体素子用凹部
５４１ 内面
５５ コネクタ用凹部
５５１ 内周面
６ 接着剤（接着剤層）
７ 放熱板
１０ 組立体
１１ トランス
２０ 自動車
２０１ ヘッドライト（光源）
２０２ 発光ダイオード素子（ＬＥＤ）
２０３ 壁部
２０４ 中継ケーブル
２０５ コネクタ
３０ ボルト
５０ スプレー
６０ 紫外線
ｄ１、ｄ２ 深さ
ｔ１、ｔ２、ｔ３ 厚さ
ｈ１ 長さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御基板の製造方法および制御基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、ヘッドライト、電装品等の各種機器を制御する多数の回路装置（制御基板）が搭載されている。この回路装置としては、導体回路上に複数の半導体素子や電子部品が実装された電子回路基板と、半導体素子、電子部品を導体回路ごと封止する樹脂封止材とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。樹脂封止材で封止する理由としては、例えば、厳しい条件下での使用を考慮し、湿気による電子部品間での電流のリークや基板のパターン間での電流のリークを防止することが望まれるからである。また、半導体素子、電子部品の実装済み基板の部品面上及び半田面上に防湿剤（タフィー、シリコン等）を塗布する防湿処理を程こる場合もある。
【０００３】
この特許文献１に記載されているような回路装置は、例えばアルミニウム製のケースに収納された状態で、自動車に搭載されるのが一般的である。このため、ケースを用いる分だけその大きさが大きくなり、結果、自動車の総重量が増大してしまうという問題があった。また、回路装置をその都度ケースに収納しなければならず、このような収納工程も、回路装置を製造する全工程においては、煩わしい工程の１つであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０３２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、小型化を図ることができる制御基板を効率よく製造することができる制御基板の製造方法、および、かかる制御基板の製造方法により製造された制御基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記（１）〜（１３）の本発明により達成される。
（１） 導体回路を有する回路基板と、該回路基板上に配置され、前記導体回路に電気的に接続された少なくとも１つの半導体素子と、前記回路基板上に前記半導体素子と異なる位置に配置され、前記導体回路に電気的に接続されたコネクタと、前記導体回路を覆う蓋部材とを備える制御基板を製造する方法であって、
前記回路基板上に前記半導体素子および前記コネクタをそれぞれ位置決めして固定し、前記回路基板と前記半導体素子と前記コネクタとからなる組立体を組み立てる組立工程と、
前記組立体に前記蓋部材を装着する装着工程とを有し、
前記蓋部材は、前記半導体素子の外形形状に対応し、前記装着工程で前記半導体素子が入り込むような形状をなす半導体素子用凹部と、前記コネクタの外形形状に対応し、前記装着工程で前記コネクタが入り込むような形状をなすコネクタ用凹部とが予め形成されたものであることを特徴とする制御基板の製造方法。
【０００７】
（２） 前記半導体素子の外形形状は、板片状をなしており、
前記半導体素子用凹部は、その深さが前記半導体素子の厚さと同じかまたはそれよりも若干大きい部分である上記（１）に記載の制御基板の製造方法。
【０００８】
（３） 前記半導体素子用凹部の内面は、前記半導体素子と接している上記（２）に記載の制御基板の製造方法。
【０００９】
（４） 前記蓋部材は、板状をなすものであり、
前記コネクタ用凹部は、前記蓋部材をその厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【００１０】
（５） 前記コネクタは、前記回路基板に対し垂直方向に起立するピンで構成された複数の端子を有し、
前記貫通孔の内周面は、前記各端子の外周面と離間している上記（４）に記載の制御基板の製造方法。
【００１１】
（６） 前記コネクタは、前記回路基板に対し垂直方向に起立するピンで構成された複数の端子と、該複数の端子を収納する筒状をなすハウジングとを有し、
前記貫通孔の内周面は、前記ハウジングの外周面と接しているかまたは離間している上記（４）に記載の制御基板の製造方法。
【００１２】
（７） 前記蓋部材は、厚さが前記端子の長さよりも大きい板状をなすものである上記（５）または（６）に記載の制御基板の製造方法。
【００１３】
（８） 前記蓋部材は、硬質の樹脂材料で構成されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【００１４】
（９） 前記制御基板は、前記蓋部材が接着剤を介して前記回路基板に固定されたものであり、
前記組立工程と前記装着工程との間に、前記蓋部材および前記組立体の前記回路基板のうちの少なくとも一方に前記接着剤を塗布する塗布工程を有する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【００１５】
（１０） 前記制御基板は、前記蓋部材の表側の面に金属材料で構成された板部材が設置されたものであり、
前記板部材は、前記装着工程では、前記蓋部材に設置済み状態となっている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【００１６】
（１１） 上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の制御基板の製造方法により製造されたことを特徴とする制御基板。
【００１７】
（１２） 前記コネクタは、光を照射する光源に接続され、
前記半導体素子は、前記光源を制御するものである上記（１１）に記載の制御基板。
【００１８】
（１３） 当該制御基板は、自動車に搭載されるものであり、前記光源は、前記自動車のヘッドライトである上記（１２）に記載の制御基板。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、蓋部材で導体回路や半導体素子を確実に保護することができる程度に、蓋部材の厚さをできる限り抑えることができる。その結果、制御基板の小型化を図ることができる。
【００２０】
また、この小型化された制御基板を製造する際、回路基板と半導体素子とコネクタとからなる組立体に対し、その凹凸（半導体素子やコネクタ）に対応した部分（半導体素子用凹部やコネクタ用凹部）を有する蓋部材を装着するという簡単な工程を経るため、その製造を効率よく行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の制御基板の第１実施形態を示す部分断面図である。
【図２】図１に示す制御基板を製造する工程（本発明の制御基板の製造方法）を順に示す部分断面図である。
【図３】図１に示す制御基板を製造する工程（本発明の制御基板の製造方法）を順に示す部分断面図である。
【図４】本発明の制御基板（本発明の制御基板の製造方法）の第２実施形態を示す部分断面図である。
【図５】本発明の制御基板の第３実施形態を示す部分断面図である。
【図６】本発明の制御基板の第４実施形態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の制御基板の製造方法および制御基板を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の制御基板の第１実施形態を示す部分断面図、図２および図３は、それぞれ、図１に示す制御基板を製造する工程（本発明の制御基板の製造方法）を順に示す部分断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１〜図３中（図４、図５についても同様）の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図１中では、見易くするために制御基板の大きさを誇張して模式的に図示しており、制御基板と自動車との大きさの比率は実際とは大きく異なる。
【００２４】
図１に示すように、制御基板１は、自動車２０に搭載され、その前方に向かって光を照射するヘッドライト（光源）２０１の例えばＯＮ／ＯＦＦ（点燈／消灯）を制御するものである。なお、ヘッドライト２０１は、図１に示す構成では多数の発光ダイオード素子（ＬＥＤ）２０２が配置されたものとなっているが、これに限定されず、例えば、ディスチャージを有するものであってもよい。
【００２５】
制御基板１は、回路基板２と、半導体素子３ａおよび３ｂと、コネクタ４と、蓋部材５とを備えている。以下、各部の構成について説明する。
【００２６】
回路基板２は、自動車２０のエンジンルーム内に配置されている。回路基板２は、平面視で長方形をなしており、各角部には、それぞれ、厚さ方向に貫通する貫通孔２１が形成されている。そして、回路基板２は、各貫通孔２１にそれぞれボルト３０が挿入され、当該ボルト３０を介してエンジンルームを画成する壁部２０３に固定されている。
【００２７】
この回路基板２は、支持板２２と、支持板２２上に形成された絶縁層２３と、絶縁層２３上に形成された導体回路２４とを有する積層体で構成されている。
【００２８】
支持板２２は、導体回路２４を支持するベースとなるものである。支持板２２は、金属材料で構成され、特に、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されているのが好ましい。支持板２２がアルミニウムまたはその合金で構成されている場合、当該支持板２２は、熱伝導性が比較的高いものとなり、よって、半導体素子３ａおよび３ｂ、その他、コネクタ４や導体回路２４が発した熱を確実に放熱することができる。
【００２９】
支持板２２の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、１〜５ｍｍであるのが好ましく、１〜２ｍｍであるのがより好ましい。支持板２２の厚さをこのような数値範囲に設定することにより、回路基板２を自動車２０に載置可能な程度の強度に確保することができる。また、回路基板２が比較的薄いものとなり、制御基板１の小型化にも寄与する。さらに、前記熱を効率よく放熱することができる。
【００３０】
絶縁層２３は、支持板２２と導体回路２４との間に形成され、支持板２２と導体回路２４とを絶縁する層である。この絶縁層２３により、導体回路２４のショート（短絡）を確実に防止することができる。絶縁層２３の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、各種樹脂材料が挙げられ、特に、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂が好ましい。
【００３１】
また、絶縁層２３の厚さとしては、例えば、５０〜２００μｍであるのが好ましく、８０〜１５０μｍであるのがより好ましい。
【００３２】
導体回路２４は、導電性を有する金属材料で構成されたものである。この導体回路２４は、絶縁層２３の上面全面に積層された金属箔をエッチングにより所定のパターンに形成したものである。なお、導体回路２４を構成する金属材料としては、特に限定されないが、例えば、銅を好適に用いることができる。これにより、比較的抵抗値が小さい導体回路２４となる。
【００３３】
導体回路２４の厚さとしては、例えば、１０〜２００μｍであるのが好ましく、１８〜７０μｍであるのがより好ましい。
【００３４】
また、導体回路２４には、その少なくとも一部を覆うように形成された被覆層（ソルダーレジスト層）２５が積層されている。これにより、導体回路２４を保護することができ、よって、例えば、導体回路２４の劣化やショートを防止することができる。なお、導体回路２４の半導体素子３ａおよび３ｂが接続される部分は、被覆層２５が省略されており、露出している。また、被覆層２５の構成材料としては、特に限定されず、例えば、絶縁層２３と同様の樹脂材料を用いることができる。
【００３５】
被覆層２５の厚さとしては、例えば、１０〜１００μｍであるのが好ましく、１０〜３０μｍであるのがより好ましい。
【００３６】
図１に示すように、回路基板２上には、ヘッドライト２０１の作動を制御する半導体素子３ａおよび３ｂが配置されている。半導体素子３ａおよび３ｂは、それぞれ、その外形形状（全体形状）が板片状をなすものであり、互いに厚さが異なるものである。図１に示す構成では、半導体素子３ａの厚さｔ１は、半導体素子３ｂの厚さｔ２よりも大きい。
【００３７】
半導体素子３ａと半導体素子３ｂとの構成は、ほぼ同じであるため、以下、半導体素子について代表的に説明する。
【００３８】
半導体素子３ａの内部には、銅等の導電性金属材料で構成される配線パターン（図示せず）が、所定形状で設けられている。この配線パターンは、下面３１から突出した複数の端子３２に電気的に接続されている。そして、各端子３２がそれぞれ導体回路２４と接合され、これにより、半導体素子３ａが導体回路２４と電気的に接続されることとなる。なお、各端子３２は、それぞれ、例えば、半田、銀ろう、銅ろう、燐銅ろうのようなろう材を主材料として構成されている。
【００３９】
なお、半導体素子３ａの外装部を構成するモールド部３３は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のような熱硬化性樹脂で構成されている。
【００４０】
図１に示すように、回路基板２上には、半導体素子３ａおよび３ｂと異なる位置にコネクタ４が配置されている。コネクタ４は、中継ケーブル２０４を介して、ヘッドライト２０１に接続されている。なお、中継ケーブル２０４のヘッドライト２０１と反対側の端部には、コネクタ４と接続されるコネクタ２０５が設置されている。
【００４１】
コネクタ４は、いわゆる「オス側」のコネクタであり、複数のピン（端子）４１で構成されている。各ピン４１は、それぞれ、銅等の導電性金属材料で構成され、導体回路２４に電気的に接続されている。そして、各ピン４１と、いわゆる「メス側」のコネクタ２０５の各端子（図示せず）とが嵌合により接続することができる。
【００４２】
各ピン４１は、それぞれ、回路基板２に対し垂直方向に、すなわち、鉛直上方に向かって起立している。これにより、コネクタ４に中継ケーブル２０４のコネクタ２０５を接続する際、コネクタ２０５を上方から差し込むことができ、その接続作業を容易に行なうことができる。
【００４３】
図１に示すように、蓋部材５は、導体回路２４や半導体素子３ａおよび３ｂ、特に、導体回路２４と半導体素子３ａおよび３ｂとの接続部を覆うものである。この蓋部材５は、硬質の樹脂材料で構成された板状の部材であり、その下面５３が接着剤（接着剤層）６を介して回路基板２の上面２６に固定されている。
【００４４】
蓋部材５は、半導体素子３ａが入り込む半導体素子用凹部５４ａと、半導体素子３ｂが入り込む半導体素子用凹部５４ｂと、コネクタ４（端子４１）が入り込むコネクタ用凹部５５とを有している。半導体素子用凹部５４ａ、５４ｂ、コネクタ用凹部５５は、それぞれ、蓋部材５が回路基板２に装着、固定されるときに、当該回路基板２上の半導体素子３ａ、３ｂ、コネクタ４に対応する位置に配置されている。
【００４５】
半導体素子用凹部５４ａは、半導体素子３ａの外形形状に対応し、半導体素子３ａが入り込むような形状をなす部分である。換言すれば、半導体素子用凹部５４ａは、半導体素子３ａとほぼ同じ板片状の空間を有し、その深さｄ１が半導体素子３ａの厚さｔ１と同じ部分である。これにより、半導体素子用凹部５４ａの内面５４１が半導体素子３ａのモールド部３３と接することとなり、よって、半導体素子３ａを蓋部材５で確実に固定することができる。従って、自動車２０が走行しているときにその振動が制御基板１に伝達したとしても、当該振動による半導体素子３ａの離脱を確実に防止することができる。
【００４６】
なお、深さｄ１は、図示の構成では厚さｔ１と同じであるが、これに限定されず、厚さｔ１よりも若干大きくてもよい。
【００４７】
半導体素子用凹部５４ａと同様に、半導体素子用凹部５４ｂも、半導体素子３ｂの外形形状に対応し、半導体素子３ｂが入り込むような形状をなす部分である。換言すれば、半導体素子用凹部５４ｂは、半導体素子３ｂとほぼ同じ板片状の空間を有し、その深さｄ２が半導体素子３ｂの厚さｔ２と同じ部分である。これにより、半導体素子用凹部５４ｂの内面５４１が半導体素子３ｂのモールド部３３と接することとなり、よって、半導体素子３ｂを蓋部材５で確実に固定することができる。従って、自動車２０が走行しているときにその振動が制御基板１に伝達したとしても、当該振動による半導体素子３ｂの離脱を確実に防止することができる。
【００４８】
なお、深さｄ２は、図示の構成では厚さｔ１と同じであるが、これに限定されず、厚さｔ２よりも若干大きくてもよい。
【００４９】
コネクタ用凹部５５は、コネクタ４の外形形状に対応し、コネクタ４が入り込むような形状をなす部分である。換言すれば、コネクタ用凹部５５は、蓋部材５をその厚さ方向に貫通する貫通孔で構成され、当該貫通孔をコネクタ４を構成する複数のピン４１が一括して挿通する程度の大きさの部分である。そして、コネクタ用凹部５５（貫通孔）の内周面５５１は、各ピン４１の外周面と離間している。このようにコネクタ用凹部５５は、複数のピン４１の集合体よりも十分に大きいものである。これにより、コネクタ用凹部５５内に位置するピン４１とコネクタ２０５とを接続する際に、当該コネクタ２０５をコネクタ用凹部５５に確実に挿入することができ、よって、その接続操作を容易に行なうことができる。また、図３に示すように蓋部材５を回路基板２に装着する際、コネクタ用凹部５５の内周面５５１が各ピン４１に接触するのを防止しつつ、その装着作業を行なうことができる。これにより、装着作業時に、コネクタ用凹部５５の内周面５５１が各ピン４１に接触して、当該ピン４１が折れ曲がってしまうのを防止することができる。
【００５０】
また、蓋部材５の厚さｔ３は、各ピン４１の長さｈ１よりも大きい。これにより、各ピン４１がそれぞれ蓋部材５の上面５１から突出するのが防止され、よって、各ピン４１に例えば指先等が不本意に触れるのを防止することができる。
【００５１】
以上のように、蓋部材５により、半導体素子３ａやコネクタ４等を確実に保護することができる。さらに、蓋部材５で半導体素子３ａ等を確実に保護することができる程度に、蓋部材５の厚さｔ３をできる限り抑えることができる。その結果、制御基板１の小型化（軽量化）を図ることができる。
【００５２】
なお、蓋部材５を構成する硬質の樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、半導体素子３ａのモールド部３３やハウジング４２の構成材料と同様の熱硬化性樹脂を用いることができ、特にエポキシ樹脂、フェノール樹脂が好ましい。
【００５３】
また、蓋部材５は、硬質ものものであるため、従来のように車積時にアルミニウム製のケースで制御基板１を覆わなくとも、半導体素子３ａ等を確実に保護することができる。このように、制御基板１では、車積時に用いられる従来のアルミニウム製のケースを省略することができ、その省略した分だけ、自動車２０の総重量を抑えることができる。
【００５４】
また、図１に示すように、半導体素子３ａ等が蓋部材５に保護された状態となるため、これらに対する防水・防塵機能が発揮される。
【００５５】
蓋部材５を構成する樹脂材料には、アルミナ等の金属酸化物、窒化ホウ素等の窒化物に代表される電気絶縁性かつ高熱伝導性フィラーを充填されているのが好ましい。これにより、蓋部材５を介して、半導体素子３ａ等が発した熱の放熱が促進される。そして、この放熱と、前述した支持板２２を介しての放熱とが相まって、制御基板１は、全体として放熱性に極めて優れたものとなる。
【００５６】
蓋部材５を回路基板２に接着、固定する接着剤６としては、特に限定されないが、例えば、光硬化型接着剤や熱硬化型接着剤を用いることができる。
【００５７】
次に、制御基板１を製造する方法（本発明の制御基板の製造方法）について、図２、図３を参照しつつ説明する。
【００５８】
この製造方法は、準備工程と、組立工程と、塗布工程と、装着工程と、硬化工程とを有する。
【００５９】
［１］ 準備工程
まず、図２（ａ）に示すように、回路基板２と、半導体素子３ａおよび３ｂと、端子４１とを用意する。
【００６０】
［２］ 組立工程
次に、図２（ｂ）に示すように、回路基板２の所定の箇所に、半導体素子３ａおよび３ｂと、各端子４１とをそれぞれ位置決めする。そして、位置決めした状態の半導体素子３ａおよび３ｂと、各端子４１とをそれぞれ例えば半田（図示せず）を介して接合し固定する。これにより、回路基板２、半導体素子３ａおよび３ｂ、各端子４１からなる組立体１０を組み立てることができる。
【００６１】
［３］ 塗布工程
次に、図２（ｃ）に示すように、半導体素子用凹部５４ａ、半導体素子用凹部５４ｂ、コネクタ用凹部５５が予め形成された蓋部材５を用意し、当該蓋部材５の上下を反転させる。そして、蓋部材５の組立体１０の回路基板２との接合面（下面５３）に例えばスプレー５０を用いて接着剤６を塗布する。本実施形態では、接着剤６が紫外線硬化型接着剤である場合を一例に挙げる。
【００６２】
なお、接着剤６の塗布方法としては、スプレー５０による方法の他、例えば、ディッピングによる方法、ディスペンサーによる方法も用いることができる。
【００６３】
また、本工程では、蓋部材５に接着剤６を塗布していたが、これに限定されず、組立体１０の回路基板２に接着剤６を塗布してもよいし、蓋部材５および回路基板２の双方に接着剤６を塗布してもよい。
【００６４】
［４］ 装着工程
次に、図３（ｄ）に示すように、組立工程で得られた組立体１０に、塗布工程で接着剤６が塗布された蓋部材５を装着する。このとき、前述したように、蓋部材５の半導体素子用凹部５４ａに半導体素子３ａが入り込み、半導体素子用凹部５４ｂに半導体素子３ｂが入り込み、コネクタ用凹部５５に各ピン４１が入り込む。
【００６５】
［５］ 硬化工程
次に、図３（ｅ）に示すように、接着剤６に対し紫外線６０を照射し、当該接着剤６を硬化させる。
以上の工程を経ることにより、小型の制御基板１が得られる。
【００６６】
また、本製造方法では、組立体１０に対し、その上面の凹凸（例えば半導体素子３ａ等）に対応した部分（例えば半導体素子用凹部５４ａ）を有する蓋部材５を装着するという簡単な工程で、制御基板１を製造することができる。これにより、その製造を効率よく行なうことができる、すなわち、生産性が高い製造となる。
【００６７】
また、制御基板１は、前述したように、そのままの状態で自動車２０に搭載することができる。これにより、従来のように制御基板をさらにケースに収納して自動車２０に搭載する場合に比べて、制御基板１をケースに収納する収納工程を省略できるので、制御基板１を効率よく製造することができる。
【００６８】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の制御基板（本発明の制御基板の製造方法）の第２実施形態を示す部分断面図である。
【００６９】
以下、この図を参照して本発明の制御基板の製造方法および制御基板の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、蓋部材の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００７０】
図４に示す制御基板１では、蓋部材５の上面５１（表側の面）に放熱板７が設置されている。放熱板７は、金属材料、特に、アルミニウムで構成されている。このような放熱板７が設置されていることにより、当該放熱板７を介して、半導体素子３ａ等が発した熱の放熱が促進される。そして、この放熱と、前述した蓋部材５自体を介しての放熱とが相まって、制御基板１は、全体として放熱性に極めて優れたものとなる。
【００７１】
なお、放熱板７の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、０．５〜１５ｍｍであるのが好ましく、１〜５ｍｍであるのがより好ましい。
【００７２】
また、図４（ａ）に示すように、組立体１０に蓋部材５を装着する装着工程では、当該蓋部材５は、放熱板７が既に設置済み状態のものとなっている。このように、放熱板７が設置済み状態の蓋部材５を予め製造して用意しておくことができる。そして、この蓋部材５を使用したいとき、すなわち、蓋部材５を組立体１０に装着するときに、いつでも当該蓋部材５を使用することができる。
【００７３】
そして、図４（ｂ）に示すように、接着剤６を硬化する硬化工程を経ることにより、放熱板７が設置された蓋部材５を有する制御基板１を得る。
【００７４】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の制御基板の第３実施形態を示す部分断面図である。
【００７５】
以下、この図を参照して本発明の制御基板の製造方法および制御基板の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００７６】
本実施形態は、蓋部材の形状（厚さ）およびコネクタの構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００７７】
図５に示す制御基板１では、コネクタ４Ａは、複数のピン４１と、これらのピン４１を一括して収納するハウジング４２とで構成されている。ハウジング４２は、筒体で構成され、回路基板２に対し立設している。
【００７８】
各ピン４１は、それぞれ、その長さｈ１が蓋部材５Ａの厚さｔ３よりも大きいものであり、蓋部材５Ａの上面５１からは突出しているが、ハウジング４２に収納されているため、各ピン４１に外部に突出した部分が生じるのが防止されこととなる。このようにハウジング４２を有することにより、各ピン４１の長さｈ１が蓋部材５Ａの厚さｔ３よりも大である場合でも、各ピン４１が保護され、よって、当該ピン４１に例えば指先等が不本意に触れるのを防止することができる。
【００７９】
また、蓋部材５Ａのコネクタ用凹部５５の内周面５５１は、ハウジング４２の外周面４２２と接している。これにより、蓋部材５Ａでハウジング４２を確実に固定することができ、よって、自動車２０が走行しているときにその振動が制御基板１に伝達したとしても、当該振動によるハウジング４２の離脱を確実に防止することができる。
【００８０】
なお、蓋部材５Ａのコネクタ用凹部５５の内周面５５１は、ハウジング４２の外周面４２２と接しているが、これに限定されず、外周面４２２から離間していてもよい。
【００８１】
ハウジング４２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、半導体素子３ａのモールド部３３の構成材料と同様の熱硬化性樹脂が用いることができる。
【００８２】
図５に示すように、蓋部材５Ａは、その厚さｔ３が半導体素子３ａの厚さｔ１と同じものとなっている。これにより、半導体素子３ａの上面３４が露出することとなり、よって、当該半導体素子３ａが発した熱を上面３４から直接的に放熱することができる。これにより、制御基板１は、さらに放熱性に優れたものとなる。
【００８３】
なお、蓋部材５Ａの厚さｔ３は、図４に示す構成では半導体素子３ａの厚さｔ１と同じであるが、これに限定されず、例えば、厚さｔ１よりも小さくてもよい。
【００８４】
＜第４実施形態＞
図６は、本発明の制御基板の第４実施形態を示す部分断面図である。
【００８５】
以下、この図を参照して本発明の制御基板の第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００８６】
本実施形態は、半導体素子の他にトランスが搭載されていることが異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００８７】
図６に示すように、回路基板２上には、半導体素子３ａの他に、電子部品として、トランス１１が配置されている。蓋部材５の半導体素子用凹部５４ｂは、半導体素子３ｂに代えて、トランス１１を収納することができる。そして、トランス１１は、半導体素子用凹部５４ｂの内面５４１に当接している。
【００８８】
トランス１１は、導体回路２４と電気的に接続されている。また、トランス１１は、その厚さが半導体素子３ａよりも小さいものである。これにより、蓋部材５の厚さｔ３をできる限り抑えることができ、よって、制御基板１の小型化を図ることができる。
【００８９】
なお、回路基板２上に実装される電子部品としては、トランスに限定されず、例えば、ノイズフィルタ、コンデンサ、抵抗器等であってもよい。
【００９０】
以上、本発明の制御基板の製造方法および制御基板を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、制御基板を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００９１】
また、本発明の制御基板の製造方法および制御基板は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００９２】
また、本発明の制御基板は、自動車に搭載されている場合、ヘッドライトを制御するよう構成されたものであるが、これに限定されず、例えば、電装品の電子制御するよう構成されたものでもよい。
【００９３】
また、本発明の制御基板が搭載されるものとしては、前記各実施形態では自動車であったが、これに限定されず、例えば、船舶、航空機、鉄道車両でもよい。
【００９４】
また、回路基板上には、前記各実施形態では２つの半導体素子が配置されているが、これに限定されず、例えば、１つまたは３つ以上の半導体素子が配置されていてもよい。
【００９５】
また、蓋部材の回路基板に対する固定方法としては、接着（接着剤や溶媒による接着）による方法に限定されず、例えば、クランプを用いて回路基板と蓋部材とを一括して挟持する方法が挙げられる。
【符号の説明】
【００９６】
１ 制御基板
２ 回路基板
２１ 貫通孔
２２ 支持板
２３ 絶縁層
２４ 導体回路
２５ 被覆層（ソルダーレジスト層）
２６ 上面
３ａ、３ｂ 半導体素子
３１ 下面
３２ 端子
３３ モールド部
３４ 上面
４、４Ａ コネクタ
４１ ピン（端子）
４２ ハウジング
４２２ 外周面
５、５Ａ 蓋部材
５１ 上面
５３ 下面
５４ａ、５４ｂ 半導体素子用凹部
５４１ 内面
５５ コネクタ用凹部
５５１ 内周面
６ 接着剤（接着剤層）
７ 放熱板
１０ 組立体
１１ トランス
２０ 自動車
２０１ ヘッドライト（光源）
２０２ 発光ダイオード素子（ＬＥＤ）
２０３ 壁部
２０４ 中継ケーブル
２０５ コネクタ
３０ ボルト
５０ スプレー
６０ 紫外線
ｄ１、ｄ２ 深さ
ｔ１、ｔ２、ｔ３ 厚さ
ｈ１ 長さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体回路を有する回路基板と、該回路基板上に配置され、前記導体回路に電気的に接続された少なくとも１つの半導体素子と、前記回路基板上に前記半導体素子と異なる位置に配置され、前記導体回路に電気的に接続されたコネクタと、前記導体回路を覆う蓋部材とを備える制御基板を製造する方法であって、
前記回路基板上に前記半導体素子および前記コネクタをそれぞれ位置決めして固定し、前記回路基板と前記半導体素子と前記コネクタとからなる組立体を組み立てる組立工程と、
前記組立体に前記蓋部材を装着する装着工程とを有し、
前記蓋部材は、前記半導体素子の外形形状に対応し、前記装着工程で前記半導体素子が入り込むような形状をなす半導体素子用凹部と、前記コネクタの外形形状に対応し、前記装着工程で前記コネクタが入り込むような形状をなすコネクタ用凹部とが予め形成されたものであることを特徴とする制御基板の製造方法。
【請求項２】
前記半導体素子の外形形状は、板片状をなしており、
前記半導体素子用凹部は、その深さが前記半導体素子の厚さと同じかまたはそれよりも若干大きい部分である請求項１に記載の制御基板の製造方法。
【請求項３】
前記半導体素子用凹部の内面は、前記半導体素子と接している請求項２に記載の制御基板の製造方法。
【請求項４】
前記蓋部材は、板状をなすものであり、
前記コネクタ用凹部は、前記蓋部材をその厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【請求項５】
前記コネクタは、前記回路基板に対し垂直方向に起立するピンで構成された複数の端子を有し、
前記貫通孔の内周面は、前記各端子の外周面と離間している請求項４に記載の制御基板の製造方法。
【請求項６】
前記コネクタは、前記回路基板に対し垂直方向に起立するピンで構成された複数の端子と、該複数の端子を収納する筒状をなすハウジングとを有し、
前記貫通孔の内周面は、前記ハウジングの外周面と接しているかまたは離間している請求項４に記載の制御基板の製造方法。
【請求項７】
前記蓋部材は、厚さが前記端子の長さよりも大きい板状をなすものである請求項５または６に記載の制御基板の製造方法。
【請求項８】
前記蓋部材は、硬質の樹脂材料で構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【請求項９】
前記制御基板は、前記蓋部材が接着剤を介して前記回路基板に固定されたものであり、
前記組立工程と前記装着工程との間に、前記蓋部材および前記組立体の前記回路基板のうちの少なくとも一方に前記接着剤を塗布する塗布工程を有する請求項１ないし８のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【請求項１０】
前記制御基板は、前記蓋部材の表側の面に金属材料で構成された板部材が設置されたものであり、
前記板部材は、前記装着工程では、前記蓋部材に設置済み状態となっている請求項１ないし９のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の制御基板の製造方法により製造されたことを特徴とする制御基板。
【請求項１２】
前記コネクタは、光を照射する光源に接続され、
前記半導体素子は、前記光源を制御するものである請求項１１に記載の制御基板。
【請求項１３】
当該制御基板は、自動車に搭載されるものであり、前記光源は、前記自動車のヘッドライトである請求項１２に記載の制御基板。
【請求項１】
導体回路を有する回路基板と、該回路基板上に配置され、前記導体回路に電気的に接続された少なくとも１つの半導体素子と、前記回路基板上に前記半導体素子と異なる位置に配置され、前記導体回路に電気的に接続されたコネクタと、前記導体回路を覆う蓋部材とを備える制御基板を製造する方法であって、
前記回路基板上に前記半導体素子および前記コネクタをそれぞれ位置決めして固定し、前記回路基板と前記半導体素子と前記コネクタとからなる組立体を組み立てる組立工程と、
前記組立体に前記蓋部材を装着する装着工程とを有し、
前記蓋部材は、前記半導体素子の外形形状に対応し、前記装着工程で前記半導体素子が入り込むような形状をなす半導体素子用凹部と、前記コネクタの外形形状に対応し、前記装着工程で前記コネクタが入り込むような形状をなすコネクタ用凹部とが予め形成されたものであることを特徴とする制御基板の製造方法。
【請求項２】
前記半導体素子の外形形状は、板片状をなしており、
前記半導体素子用凹部は、その深さが前記半導体素子の厚さと同じかまたはそれよりも若干大きい部分である請求項１に記載の制御基板の製造方法。
【請求項３】
前記半導体素子用凹部の内面は、前記半導体素子と接している請求項２に記載の制御基板の製造方法。
【請求項４】
前記蓋部材は、板状をなすものであり、
前記コネクタ用凹部は、前記蓋部材をその厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【請求項５】
前記コネクタは、前記回路基板に対し垂直方向に起立するピンで構成された複数の端子を有し、
前記貫通孔の内周面は、前記各端子の外周面と離間している請求項４に記載の制御基板の製造方法。
【請求項６】
前記コネクタは、前記回路基板に対し垂直方向に起立するピンで構成された複数の端子と、該複数の端子を収納する筒状をなすハウジングとを有し、
前記貫通孔の内周面は、前記ハウジングの外周面と接しているかまたは離間している請求項４に記載の制御基板の製造方法。
【請求項７】
前記蓋部材は、厚さが前記端子の長さよりも大きい板状をなすものである請求項５または６に記載の制御基板の製造方法。
【請求項８】
前記蓋部材は、硬質の樹脂材料で構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【請求項９】
前記制御基板は、前記蓋部材が接着剤を介して前記回路基板に固定されたものであり、
前記組立工程と前記装着工程との間に、前記蓋部材および前記組立体の前記回路基板のうちの少なくとも一方に前記接着剤を塗布する塗布工程を有する請求項１ないし８のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【請求項１０】
前記制御基板は、前記蓋部材の表側の面に金属材料で構成された板部材が設置されたものであり、
前記板部材は、前記装着工程では、前記蓋部材に設置済み状態となっている請求項１ないし９のいずれかに記載の制御基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の制御基板の製造方法により製造されたことを特徴とする制御基板。
【請求項１２】
前記コネクタは、光を照射する光源に接続され、
前記半導体素子は、前記光源を制御するものである請求項１１に記載の制御基板。
【請求項１３】
当該制御基板は、自動車に搭載されるものであり、前記光源は、前記自動車のヘッドライトである請求項１２に記載の制御基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２５３９４８（Ｐ２０１１−２５３９４８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２７０２３（Ｐ２０１０−１２７０２３）
【出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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