回路モジュールとその製造方法
【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、樹脂構造体１１に固定し、この樹脂構造体１１を直接、金属板２１は、金属板２１を固定する機器の筐体やシャーシ（共に図示せず）に固定することで、異形部品１５の耐振性を高めると共に、樹脂構造体１１の一部を用いて、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、回路モジュールの自体の機械的強度を高める。
【解決手段】異形部品１５の一部以上を、樹脂構造体１１に固定し、この樹脂構造体１１を直接、金属板２１は、金属板２１を固定する機器の筐体やシャーシ（共に図示せず）に固定することで、異形部品１５の耐振性を高めると共に、樹脂構造体１１の一部を用いて、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、回路モジュールの自体の機械的強度を高める。
【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】
そしてこうした、大電流を取り扱う回路モジュールには、パワー半導体以外に、各種異形部品も搭載する必要がある。ここで異形部品とは、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り、表面実装（いわゆるＳＭＤ実装）が難しい部品、あるいは円柱状、コイン状、立方体、重量部品等となる。
【０００５】
図１１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１１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。
【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】
【０００６】
しかし図１１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。
【０００７】
その結果、図１１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。
【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突き出してなる接続配線と、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、前記異形部品の一部以上は、前記樹脂構造体を用いて固定し、前記接続配線の根元部の一部以上は、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回路モジュールとするものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、コイル、トランス（チョークトランスを含む）、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、樹脂構造体を用いて固定することで、様々な形状、重さ、数量の異形部品であっても強固に固定できる。
【００１０】
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できる。
【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。
【００１３】
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は取付け孔、１３は配線孔、１４は点線、１５は異形部品、１６は取付け治具、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はネジである。
【００１４】
図１において、１１は樹脂構造体であり、その外周部等には、樹脂構造体１１を放熱基板１８に固定するための取付け孔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。
【００１５】
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。
【００１６】
樹脂構造体１１の所定部分に、異形部品１５や、異形部品１５を取り付けるための取付け治具１６を固定する。こうして異形部品１５の一部以上を樹脂構造体１１で保持する。なお図１において、異形部品１５や取付け治具１６は、点線１４で記載しているが、これは樹脂構造体１１の裏面側（放熱基板１８側）に固定するためである。裏面側に固定することで、異形部品１５を樹脂構造体１１と、放熱基板１８の両方で押さえるようにして固定できる（詳細は、後述する図７（Ａ）（Ｂ）、図９（Ｂ）等で説明する）。
【００１７】
なお異形部品１５の樹脂構造体１１への固定は、樹脂構造体１１自体の形状を工夫しても良いし、取付け治具１６を用いても良い。
【００１８】
図１において、１８は放熱基板であり、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から突き出してなる接続配線２２と、から構成している。
【００１９】
なお接続配線は、伝熱層２０から略垂直に折り曲げ、突き出しても良いし、後述する図５（Ｂ）、図６（Ａ）（Ｂ）、図７（Ａ）（Ｂ）で示すように、伝熱層２０の側面側へそのまま突き出したものでも良い。
【００２０】
図１において、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２３によって固定する様子を示す。
【００２１】
またこのネジ２３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）を固定する。
【００２２】
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から突き出してなる接続配線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の一部以上は、前記樹脂構造体１１を用いて固定し、前記接続配線２２の根元部の一部以上は、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層２０に押付けられている回路モジュールとする。
【００２３】
接続配線２２の根元部とは、接続配線２２の中央部から下の部分と、略垂直に折った折り目、及び折り目から１０ｍｍまでのリードフレーム１９部分である。特にこの部分を、樹脂構造体１１によって補強することで、放熱基板１８の高強度化を実現する。
【００２４】
接続配線２２の上半分（根元部でない部分であり、接続配線２２の中央部から上の部分）を、尖らせることで、樹脂構造体１１等への挿入性を高める。
【００２５】
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（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体１１を用いて、異形部品１５の一部以上を固定する様子を説明する斜視図である。
【００２６】
図２（Ａ）は、樹脂構造体１１の裏面側（放熱基板１８側）に、異形部品１５を固定する様子を示す。図２（Ａ）の点線１４は、異形部品１５の固定部を示す。樹脂構造体１１の成形性の良さを利用して、この固定部に異形部品１５の固定用に窪みや枠、取付け用、固定用の孔等を事前に形成できる。そして取付け治具１６を併用することで、異形部品１５の固定を強固にする。
【００２７】
図２（Ｂ）は、異形部品１５を取り付けた樹脂構造体１１の斜視図である。図２（Ｂ）の矢印１７に示すようにして、ネジ２３等を用いて放熱基板１８（図示していない）に固定する。
【００２８】
図３は、異形部品１５を取り付けた樹脂構造体１１を、ネジ２３を用いて放熱基板１８に固定する様子を説明する斜視図である。
【００２９】
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。
【００３０】
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、放熱基板側に押付けることで、その密着強度を高める。
【００３１】
樹脂構造体１１への異形部品１５の取付け方法は、取付け治具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）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用の取付け治具１６の取付け部分（例えば図１（Ａ）の点線１４部分）、更には取付け治具１６を固定するための構造部（孔や突起等を用いて取付け治具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、取付け治具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。
【００３２】
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（あるいは取付け治具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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
（実施の形態２）
次に、図４から図７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の製造方法の一例について説明する。
【００３６】
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、２４は伝熱樹脂である。
【００３７】
まず図４（Ａ）に示すように、金属板２１の上に、伝熱樹脂２４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２４を硬化し、伝熱層２０とする。
【００３８】
図４（Ｂ）は、伝熱樹脂２４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、その一部以上を伝熱層２０に埋め込む。こうすることで、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。
【００３９】
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（Ａ）に示すように、リードフレーム１９の一部を、伝熱樹脂２０と略平行に突き出し、また略垂直に折曲げて突き出す。
【００４０】
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。
【００４１】
なお図４（Ｂ）に示す矢印１７は、リードフレーム１９の一部を、金属板２１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５（Ａ）で示すようにリードフレーム１９の一部を、伝熱層２０から引き剥がす。こうすることで、リードフレーム１９（あるいはリードフレーム１９で構成した接続配線２２）と、金属板２１（あるいは金属板２１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。
【００４２】
図５（Ｂ）は、樹脂構造体１１に異形部品１５の一部以上を取付け治具１６等を用いて固定する様子を示す。
【００４３】
図６（Ａ）（Ｂ）は、共に異形部品１５の一部以上を固定した樹脂構造体１１を、放熱基板１８に、ネジ２３を用いて固定する様子を説明する断面図である。
【００４４】
図６（Ａ）に示すように、放熱基板１８の上に、樹脂構造体１１をセットし、図６（Ｂ）に示すようにネジ２３を用いて、矢印１７で示すようにして、これらを組み立てる。
【００４５】
こうして、異形部品１５を放熱基板１８に固定することで、異形部品１５の形状に関係なく、放熱基板１８への取付けを容易とする。また樹脂構造体１１を用いて、リードフレーム１９（あるいは接続配線２２やその根元付近）を、伝熱層２０側に物理的に押付けることで、これら部分の剥離強度を高める。
【００４６】
図７（Ａ）（Ｂ）を用いて、リードフレーム１９（あるいは接続配線２２やその根元付近）の剥離強度の向上メカニズムを説明する。
【００４７】
図７（Ａ）（Ｂ）は、共に回路モジュールが高強度化のメカニズムを説明する断面図である。図７（Ａ）において、異形部品１５は、樹脂構造体１１に固定している。そして樹脂構造体１１は、ネジ２３等を用いて、放熱基板１８（あるいは金属板２１、あるいは放熱基板１８を固定する機器の筐体やシャーシ。共に図示していない）に強固に固定している。その結果、異形部品１５に外部から振動を与えても、この振動は金属板２１や筐体やシャーシに伝わるため、放熱基板１８（更にはリードフレーム１９や、その上に実装したパワー半導体等）に影響を与えない。
【００４８】
また異形部品１５に外部から振動を与えると、樹脂構造体１１を、放熱基板１８から引き剥がそうとする「引張り力」が発生する。しかしこの「引張り力」は、樹脂構造体１１を固定するネジ２３を介して、金属板２１や筐体やシャーシに伝わるため、放熱基板１８（更にはリードフレーム１９や、その上に実装したパワー半導体等）に影響を与えない。
【００４９】
また伝熱層２０から突き出した接続配線２２に外部から力が加わった場合、接続配線２２を伝熱層２０から引き剥がそうとする「引張り力」が発生する。しかしこの「引張り力」は、樹脂構造体１１を固定するネジ２３の「押付け力」によって打ち消す。そのため、リードフレーム１９や接続配線２２と、伝熱層２０の界面は剥がれない。
【００５０】
なお樹脂構造体１１を、絶縁体とする（少なくともその必要部分を絶縁体とする）ことで、異形部品１５等の絶縁を確保する。
【００５１】
また樹脂構造体１１の形状を工夫する（異形部品１５の位置決め用の突起や凹部、異形部品１５をはめ込むあるいは埋め込む凹部等の形成）ことによって、固定性を高める。また取付治具１６の省略や簡便化が可能となる。
【００５２】
特に樹脂構造体１１を用いることで、異形部品１５の接触部分の断面形状を工夫する（例えば、円柱形の異形部品１５を固定するために樹脂構造体１１側に半円柱状の凹部を形成する。長方形状の異形部品１５を固定するために樹脂構造体１１側に直方形の凹部を形成する等）。これによって、位置決め精度、装着性等を高める。
【００５３】
図８（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体１１を用いない場合について説明する断面図である。図８（Ａ）において、異形部品１５は、取付け治具１６を用いて、放熱基板１８に直接取り付けている。この状態で矢印１７に示すような振動（あるいは外力）を加えると、図８（Ｂ）に示すように、異形部品１５や取付け治具１６が放熱基板１８から脱離する。
【００５４】
特に、異形部品１５の質量が増加すると（特に５ｇ以上）、取付け治具１６を工夫しても脱離しやすい。これは取付け治具１６自体の質量も増加するためである。また取付け治具１６と共に、リードフレーム１９の一部も脱離した場合、回路動作自体に影響を与える。
【００５５】
図９（Ａ）（Ｂ）は、共にネジ２３によって、樹脂構造体１１を固定する効果について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を樹脂構造体１１に固定することで、異形部品１５に矢印１７に示すような振動を加えた場合でも、リードフレーム１９（更にはリードフレーム１９と伝熱層２０との界面部分）に、影響を与えない。
【００５６】
図９（Ｂ）に示すように、異形部品１５（あるいは取付け治具１６）と、その下の放熱基板１８の間に隙間を形成する（あるいは絶縁部材等を挿入し積極的に絶縁する、あるいは絶縁距離や絶縁空間を設ける）ことで、リードフレーム１９の配線の自由度を高める。なお絶縁距離を設ける場合は、０．１ｍｍ以上（望ましくは０．５ｍｍ以上）とする。０．１ｍｍ未満の場合、組立誤差等によって、リードフレーム１９と異形部品１５（あるいは取付け治具１６）とが接触する可能性がある。
【００５７】
（実施の形態３）
実施の形態３では、樹脂構造体１１と放熱基板１８との間に、異形部品１５を挟む場合について説明する。異形部品１５を、樹脂構造体１１と放熱基板１８の間に挟むことで、異形部品１５に振動等による力が発生しても、リードフレーム１９や、リードフレーム１９に実装したパワー半導体等に影響を与えない。
【００５８】
次に図１０を用いて異形部品１５の取付け例について、チョークコイル等のコイルを例に説明する。図１０（Ａ）（Ｂ）は、それぞれコイル部品の断面図と、コイル部品を回路モジュールに実装した場合の拡大断面図である。図１０（Ａ）（Ｂ）において、２６は半田、２７はコイル部品、２８はコア部、３０はコイル部であり、コイル部品２７は、コア部２８とコイル部３０から構成されている。そしてコイル部品２７は半田２６を用いて、リードフレーム１９に固定する。
【００５９】
チョークコイルに発生した熱は、矢印１７に示すように、伝熱樹脂２０やリードフレーム１９を介して放熱する。
【００６０】
図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、コア部２８とコイル部３０を別構造とすることで、コイル部品２７の全体質量を複数に分割でき、振動時の固有振動を抑えられ、耐震性を高められる。またコイル部品２７に発生した熱は、矢印１７のように、樹脂構造体１１やリードフレーム１９を介して別々に拡散できる。
【００６１】
なお樹脂構造体１１の固定方法は、ネジ２３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。
【００６２】
（実施の形態４）
実施の形態４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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
次に伝熱樹脂２４について説明する。伝熱樹脂２４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、その信頼性を高められる。
【００６６】
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％と高濃度に充填している。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できるものである。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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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、リードフレーム１９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。
【００７０】
こうした場合は、前述した図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、リードフレーム１９（特に、接続配線２２の根本付近のリードフレーム１９）を、樹脂構造体１１によって伝熱層２０側に物理的に押し付けるような構造とすることが望ましい。こうした樹脂構造体１１の構造によって、放熱基板１８における伝熱層２０とリードフレーム１９との界面での剥離を防止できる。
【００７１】
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から突き出してなる接続配線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の一部以上は、前記樹脂構造体１１を用いて固定し、前記接続配線２２の根元部分の一部以上は、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層２０に押付けられている回路モジュールとすることで、異形部品１５の取付けが容易で、耐振動性に優れ、高強度の回路モジュールを実現する。
【００７２】
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の根元部分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の一部以上は、前記樹脂構造体１１を用いて固定し、前記接続配線２２の根元部分の一部以上は、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層２０に押付けられている回路モジュールとすることで、異形部品１５の取付けが容易で、耐振動性に優れ、高強度の回路モジュールを実現する。
【００７３】
金属板２１と、この上にシート状の伝熱層２０を用いて固定したリードフレーム１９と、このリードフレーム１９の一部以上を固定する樹脂構造体１１と、異形部品１５と、からなる放熱基板１８であって、前記異形部品１５の一部以上を、前記樹脂構造体１１と前記伝熱層２０との間に固定し、前記接続配線２２の根元部分の一部以上が、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層２０に押付けられている回路モジュールとすることで、異形部品１５の取付けが容易で、耐振動性に優れ、高強度の回路モジュールを実現する。
【００７４】
なお異形部品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であっても、本発明の樹脂構造体１１を用いることで、その実装性を損ねない。
【００７５】
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から略垂直に折曲げ接続配線２２とする工程と、異形部品１５の一部以上を、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の一部以上を前記伝熱層２０側に押付ける工程と、前記樹脂構造体１１を、前記金属板２１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、異形部品１５の取付けが容易で、耐振動性に優れ、高強度の回路モジュールを実現する。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
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であって、樹脂モジュールの中にしっかり固定できるため、耐振性にすぐれ、かつ部分的に高強度なため、高性能な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】
【００７７】
【図１】回路モジュールの構成を説明する斜視図
【図２】（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体を用いて、異形部品の一部以上を固定する様子を説明する斜視図
【図３】異形部品を取り付けた樹脂構造体をネジを用いて放熱基板に固定する様子を説明する斜視図
【図４】（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、共に異形部品の一部以上を固定した樹脂構造体を、放熱基板に、ネジを用いて固定する様子を説明する断面図
【図７】（Ａ）（Ｂ）は、共に回路モジュールが高強度化のメカニズムを説明する断面図
【図８】（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体を用いない場合について説明する断面図
【図９】（Ａ）（Ｂ）は、共にネジによって、樹脂構造体を固定する効果について説明する断面図
【図１０】（Ａ）（Ｂ）は、それぞれコイル部品の断面図と、コイル部品を回路モジュールに実装した場合の拡大断面図
【図１１】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】
【００７８】
１１ 樹脂構造体
１２ 取付け孔
１３ 配線孔
１４ 点線
１５ 異形部品
１６ 取付け治具
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 ネジ
２４ 伝熱樹脂
２５ 開口部
２６ 半田
２７ コイル部品
２８ コア部
２９ 配線部
【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】
そしてこうした、大電流を取り扱う回路モジュールには、パワー半導体以外に、各種異形部品も搭載する必要がある。ここで異形部品とは、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り、表面実装（いわゆるＳＭＤ実装）が難しい部品、あるいは円柱状、コイン状、立方体、重量部品等となる。
【０００５】
図１１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１１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。
【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】
【０００６】
しかし図１１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。
【０００７】
その結果、図１１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。
【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突き出してなる接続配線と、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、前記異形部品の一部以上は、前記樹脂構造体を用いて固定し、前記接続配線の根元部の一部以上は、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回路モジュールとするものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、コイル、トランス（チョークトランスを含む）、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、樹脂構造体を用いて固定することで、様々な形状、重さ、数量の異形部品であっても強固に固定できる。
【００１０】
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できる。
【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。
【００１３】
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は取付け孔、１３は配線孔、１４は点線、１５は異形部品、１６は取付け治具、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はネジである。
【００１４】
図１において、１１は樹脂構造体であり、その外周部等には、樹脂構造体１１を放熱基板１８に固定するための取付け孔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。
【００１５】
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。
【００１６】
樹脂構造体１１の所定部分に、異形部品１５や、異形部品１５を取り付けるための取付け治具１６を固定する。こうして異形部品１５の一部以上を樹脂構造体１１で保持する。なお図１において、異形部品１５や取付け治具１６は、点線１４で記載しているが、これは樹脂構造体１１の裏面側（放熱基板１８側）に固定するためである。裏面側に固定することで、異形部品１５を樹脂構造体１１と、放熱基板１８の両方で押さえるようにして固定できる（詳細は、後述する図７（Ａ）（Ｂ）、図９（Ｂ）等で説明する）。
【００１７】
なお異形部品１５の樹脂構造体１１への固定は、樹脂構造体１１自体の形状を工夫しても良いし、取付け治具１６を用いても良い。
【００１８】
図１において、１８は放熱基板であり、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から突き出してなる接続配線２２と、から構成している。
【００１９】
なお接続配線は、伝熱層２０から略垂直に折り曲げ、突き出しても良いし、後述する図５（Ｂ）、図６（Ａ）（Ｂ）、図７（Ａ）（Ｂ）で示すように、伝熱層２０の側面側へそのまま突き出したものでも良い。
【００２０】
図１において、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２３によって固定する様子を示す。
【００２１】
またこのネジ２３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）を固定する。
【００２２】
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から突き出してなる接続配線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の一部以上は、前記樹脂構造体１１を用いて固定し、前記接続配線２２の根元部の一部以上は、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層２０に押付けられている回路モジュールとする。
【００２３】
接続配線２２の根元部とは、接続配線２２の中央部から下の部分と、略垂直に折った折り目、及び折り目から１０ｍｍまでのリードフレーム１９部分である。特にこの部分を、樹脂構造体１１によって補強することで、放熱基板１８の高強度化を実現する。
【００２４】
接続配線２２の上半分（根元部でない部分であり、接続配線２２の中央部から上の部分）を、尖らせることで、樹脂構造体１１等への挿入性を高める。
【００２５】
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（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体１１を用いて、異形部品１５の一部以上を固定する様子を説明する斜視図である。
【００２６】
図２（Ａ）は、樹脂構造体１１の裏面側（放熱基板１８側）に、異形部品１５を固定する様子を示す。図２（Ａ）の点線１４は、異形部品１５の固定部を示す。樹脂構造体１１の成形性の良さを利用して、この固定部に異形部品１５の固定用に窪みや枠、取付け用、固定用の孔等を事前に形成できる。そして取付け治具１６を併用することで、異形部品１５の固定を強固にする。
【００２７】
図２（Ｂ）は、異形部品１５を取り付けた樹脂構造体１１の斜視図である。図２（Ｂ）の矢印１７に示すようにして、ネジ２３等を用いて放熱基板１８（図示していない）に固定する。
【００２８】
図３は、異形部品１５を取り付けた樹脂構造体１１を、ネジ２３を用いて放熱基板１８に固定する様子を説明する斜視図である。
【００２９】
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。
【００３０】
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、放熱基板側に押付けることで、その密着強度を高める。
【００３１】
樹脂構造体１１への異形部品１５の取付け方法は、取付け治具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）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用の取付け治具１６の取付け部分（例えば図１（Ａ）の点線１４部分）、更には取付け治具１６を固定するための構造部（孔や突起等を用いて取付け治具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、取付け治具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。
【００３２】
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（あるいは取付け治具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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
（実施の形態２）
次に、図４から図７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の製造方法の一例について説明する。
【００３６】
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、２４は伝熱樹脂である。
【００３７】
まず図４（Ａ）に示すように、金属板２１の上に、伝熱樹脂２４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２４を硬化し、伝熱層２０とする。
【００３８】
図４（Ｂ）は、伝熱樹脂２４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、その一部以上を伝熱層２０に埋め込む。こうすることで、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。
【００３９】
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（Ａ）に示すように、リードフレーム１９の一部を、伝熱樹脂２０と略平行に突き出し、また略垂直に折曲げて突き出す。
【００４０】
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。
【００４１】
なお図４（Ｂ）に示す矢印１７は、リードフレーム１９の一部を、金属板２１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５（Ａ）で示すようにリードフレーム１９の一部を、伝熱層２０から引き剥がす。こうすることで、リードフレーム１９（あるいはリードフレーム１９で構成した接続配線２２）と、金属板２１（あるいは金属板２１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。
【００４２】
図５（Ｂ）は、樹脂構造体１１に異形部品１５の一部以上を取付け治具１６等を用いて固定する様子を示す。
【００４３】
図６（Ａ）（Ｂ）は、共に異形部品１５の一部以上を固定した樹脂構造体１１を、放熱基板１８に、ネジ２３を用いて固定する様子を説明する断面図である。
【００４４】
図６（Ａ）に示すように、放熱基板１８の上に、樹脂構造体１１をセットし、図６（Ｂ）に示すようにネジ２３を用いて、矢印１７で示すようにして、これらを組み立てる。
【００４５】
こうして、異形部品１５を放熱基板１８に固定することで、異形部品１５の形状に関係なく、放熱基板１８への取付けを容易とする。また樹脂構造体１１を用いて、リードフレーム１９（あるいは接続配線２２やその根元付近）を、伝熱層２０側に物理的に押付けることで、これら部分の剥離強度を高める。
【００４６】
図７（Ａ）（Ｂ）を用いて、リードフレーム１９（あるいは接続配線２２やその根元付近）の剥離強度の向上メカニズムを説明する。
【００４７】
図７（Ａ）（Ｂ）は、共に回路モジュールが高強度化のメカニズムを説明する断面図である。図７（Ａ）において、異形部品１５は、樹脂構造体１１に固定している。そして樹脂構造体１１は、ネジ２３等を用いて、放熱基板１８（あるいは金属板２１、あるいは放熱基板１８を固定する機器の筐体やシャーシ。共に図示していない）に強固に固定している。その結果、異形部品１５に外部から振動を与えても、この振動は金属板２１や筐体やシャーシに伝わるため、放熱基板１８（更にはリードフレーム１９や、その上に実装したパワー半導体等）に影響を与えない。
【００４８】
また異形部品１５に外部から振動を与えると、樹脂構造体１１を、放熱基板１８から引き剥がそうとする「引張り力」が発生する。しかしこの「引張り力」は、樹脂構造体１１を固定するネジ２３を介して、金属板２１や筐体やシャーシに伝わるため、放熱基板１８（更にはリードフレーム１９や、その上に実装したパワー半導体等）に影響を与えない。
【００４９】
また伝熱層２０から突き出した接続配線２２に外部から力が加わった場合、接続配線２２を伝熱層２０から引き剥がそうとする「引張り力」が発生する。しかしこの「引張り力」は、樹脂構造体１１を固定するネジ２３の「押付け力」によって打ち消す。そのため、リードフレーム１９や接続配線２２と、伝熱層２０の界面は剥がれない。
【００５０】
なお樹脂構造体１１を、絶縁体とする（少なくともその必要部分を絶縁体とする）ことで、異形部品１５等の絶縁を確保する。
【００５１】
また樹脂構造体１１の形状を工夫する（異形部品１５の位置決め用の突起や凹部、異形部品１５をはめ込むあるいは埋め込む凹部等の形成）ことによって、固定性を高める。また取付治具１６の省略や簡便化が可能となる。
【００５２】
特に樹脂構造体１１を用いることで、異形部品１５の接触部分の断面形状を工夫する（例えば、円柱形の異形部品１５を固定するために樹脂構造体１１側に半円柱状の凹部を形成する。長方形状の異形部品１５を固定するために樹脂構造体１１側に直方形の凹部を形成する等）。これによって、位置決め精度、装着性等を高める。
【００５３】
図８（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体１１を用いない場合について説明する断面図である。図８（Ａ）において、異形部品１５は、取付け治具１６を用いて、放熱基板１８に直接取り付けている。この状態で矢印１７に示すような振動（あるいは外力）を加えると、図８（Ｂ）に示すように、異形部品１５や取付け治具１６が放熱基板１８から脱離する。
【００５４】
特に、異形部品１５の質量が増加すると（特に５ｇ以上）、取付け治具１６を工夫しても脱離しやすい。これは取付け治具１６自体の質量も増加するためである。また取付け治具１６と共に、リードフレーム１９の一部も脱離した場合、回路動作自体に影響を与える。
【００５５】
図９（Ａ）（Ｂ）は、共にネジ２３によって、樹脂構造体１１を固定する効果について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を樹脂構造体１１に固定することで、異形部品１５に矢印１７に示すような振動を加えた場合でも、リードフレーム１９（更にはリードフレーム１９と伝熱層２０との界面部分）に、影響を与えない。
【００５６】
図９（Ｂ）に示すように、異形部品１５（あるいは取付け治具１６）と、その下の放熱基板１８の間に隙間を形成する（あるいは絶縁部材等を挿入し積極的に絶縁する、あるいは絶縁距離や絶縁空間を設ける）ことで、リードフレーム１９の配線の自由度を高める。なお絶縁距離を設ける場合は、０．１ｍｍ以上（望ましくは０．５ｍｍ以上）とする。０．１ｍｍ未満の場合、組立誤差等によって、リードフレーム１９と異形部品１５（あるいは取付け治具１６）とが接触する可能性がある。
【００５７】
（実施の形態３）
実施の形態３では、樹脂構造体１１と放熱基板１８との間に、異形部品１５を挟む場合について説明する。異形部品１５を、樹脂構造体１１と放熱基板１８の間に挟むことで、異形部品１５に振動等による力が発生しても、リードフレーム１９や、リードフレーム１９に実装したパワー半導体等に影響を与えない。
【００５８】
次に図１０を用いて異形部品１５の取付け例について、チョークコイル等のコイルを例に説明する。図１０（Ａ）（Ｂ）は、それぞれコイル部品の断面図と、コイル部品を回路モジュールに実装した場合の拡大断面図である。図１０（Ａ）（Ｂ）において、２６は半田、２７はコイル部品、２８はコア部、３０はコイル部であり、コイル部品２７は、コア部２８とコイル部３０から構成されている。そしてコイル部品２７は半田２６を用いて、リードフレーム１９に固定する。
【００５９】
チョークコイルに発生した熱は、矢印１７に示すように、伝熱樹脂２０やリードフレーム１９を介して放熱する。
【００６０】
図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、コア部２８とコイル部３０を別構造とすることで、コイル部品２７の全体質量を複数に分割でき、振動時の固有振動を抑えられ、耐震性を高められる。またコイル部品２７に発生した熱は、矢印１７のように、樹脂構造体１１やリードフレーム１９を介して別々に拡散できる。
【００６１】
なお樹脂構造体１１の固定方法は、ネジ２３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。
【００６２】
（実施の形態４）
実施の形態４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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
次に伝熱樹脂２４について説明する。伝熱樹脂２４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、その信頼性を高められる。
【００６６】
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％と高濃度に充填している。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できるものである。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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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、リードフレーム１９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。
【００７０】
こうした場合は、前述した図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、リードフレーム１９（特に、接続配線２２の根本付近のリードフレーム１９）を、樹脂構造体１１によって伝熱層２０側に物理的に押し付けるような構造とすることが望ましい。こうした樹脂構造体１１の構造によって、放熱基板１８における伝熱層２０とリードフレーム１９との界面での剥離を防止できる。
【００７１】
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から突き出してなる接続配線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の一部以上は、前記樹脂構造体１１を用いて固定し、前記接続配線２２の根元部分の一部以上は、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層２０に押付けられている回路モジュールとすることで、異形部品１５の取付けが容易で、耐振動性に優れ、高強度の回路モジュールを実現する。
【００７２】
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の根元部分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の一部以上は、前記樹脂構造体１１を用いて固定し、前記接続配線２２の根元部分の一部以上は、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層２０に押付けられている回路モジュールとすることで、異形部品１５の取付けが容易で、耐振動性に優れ、高強度の回路モジュールを実現する。
【００７３】
金属板２１と、この上にシート状の伝熱層２０を用いて固定したリードフレーム１９と、このリードフレーム１９の一部以上を固定する樹脂構造体１１と、異形部品１５と、からなる放熱基板１８であって、前記異形部品１５の一部以上を、前記樹脂構造体１１と前記伝熱層２０との間に固定し、前記接続配線２２の根元部分の一部以上が、前記樹脂構造体１１によって前記伝熱層２０に押付けられている回路モジュールとすることで、異形部品１５の取付けが容易で、耐振動性に優れ、高強度の回路モジュールを実現する。
【００７４】
なお異形部品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であっても、本発明の樹脂構造体１１を用いることで、その実装性を損ねない。
【００７５】
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から略垂直に折曲げ接続配線２２とする工程と、異形部品１５の一部以上を、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の一部以上を前記伝熱層２０側に押付ける工程と、前記樹脂構造体１１を、前記金属板２１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、異形部品１５の取付けが容易で、耐振動性に優れ、高強度の回路モジュールを実現する。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
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であって、樹脂モジュールの中にしっかり固定できるため、耐振性にすぐれ、かつ部分的に高強度なため、高性能な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】
【００７７】
【図１】回路モジュールの構成を説明する斜視図
【図２】（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体を用いて、異形部品の一部以上を固定する様子を説明する斜視図
【図３】異形部品を取り付けた樹脂構造体をネジを用いて放熱基板に固定する様子を説明する斜視図
【図４】（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、共に異形部品の一部以上を固定した樹脂構造体を、放熱基板に、ネジを用いて固定する様子を説明する断面図
【図７】（Ａ）（Ｂ）は、共に回路モジュールが高強度化のメカニズムを説明する断面図
【図８】（Ａ）（Ｂ）は、共に樹脂構造体を用いない場合について説明する断面図
【図９】（Ａ）（Ｂ）は、共にネジによって、樹脂構造体を固定する効果について説明する断面図
【図１０】（Ａ）（Ｂ）は、それぞれコイル部品の断面図と、コイル部品を回路モジュールに実装した場合の拡大断面図
【図１１】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】
【００７８】
１１ 樹脂構造体
１２ 取付け孔
１３ 配線孔
１４ 点線
１５ 異形部品
１６ 取付け治具
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 ネジ
２４ 伝熱樹脂
２５ 開口部
２６ 半田
２７ コイル部品
２８ コア部
２９ 配線部
【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突き出してなる接続配線と、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、
前記異形部品の一部以上は、前記樹脂構造体を用いて固定し、
前記接続配線の根元部の一部以上は、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、から構成され、
前記異形部品の一部以上は、前記樹脂構造体を用いて固定し、
前記接続配線の根元部の一部以上は、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回路モジュール。
【請求項３】
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以上を固定する樹脂構造体と、異形部品と、からなる放熱基板であって、
前記異形部品の一部以上を、前記樹脂構造体と前記伝熱層との間に固定し、
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から３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曲げ接続配線とする工程と、
異形部品の一部以上を、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、
を有する回路モジュールの製造方法。
【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突き出してなる接続配線と、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、
前記異形部品の一部以上は、前記樹脂構造体を用いて固定し、
前記接続配線の根元部の一部以上は、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、から構成され、
前記異形部品の一部以上は、前記樹脂構造体を用いて固定し、
前記接続配線の根元部の一部以上は、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回路モジュール。
【請求項３】
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以上を固定する樹脂構造体と、異形部品と、からなる放熱基板であって、
前記異形部品の一部以上を、前記樹脂構造体と前記伝熱層との間に固定し、
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から３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曲げ接続配線とする工程と、
異形部品の一部以上を、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、
を有する回路モジュールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１４２０６３（Ｐ２００９−１４２０６３Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１５６１２（Ｐ２００７−３１５６１２）
【出願日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]