JP2000196011A - Electronic device and manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、制御用小電力回路
で発熱の少ない電子部品を搭載した基板と、大電力回路
で発熱の多い電子部品を搭載した基板とを一体化して実
装する電子装置及びその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic device for integrally mounting a board on which a low-heat-generating electronic component is mounted in a control low-power circuit and a board on which a high-heat-circuit electronic component is mounted on a high-power circuit. And a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図７は、例えば特開平３−１９０２９９
号広報に示された電子装置を示すものである。図７にお
いて、１は金属回路基板、９は樹脂回路基板で、両基板
が積層して構成されている。７は発熱性素子７、８はボ
ンディングワイヤ、１２は電力用端子、１３は信号用端
子、１１は低発熱性素子で、発熱性素子７、電力用端子
１２、信号用端子１３が金属回路基板１上に、低発熱性
素子１１が樹脂回路基板９上に実装されている。４２は
保護樹脂、４１は封止樹脂で、発熱性素子７と金属回路
基板１間、低発熱性素子１１と樹脂回路基板９間、金属
回路基板１と樹脂回路基板９間がそれぞれボンディング
ワイヤ８にて電気的に接続され、保護樹脂４２にて封止
されている。さらに積層した基板は電力用端子１２、信
号用端子１３を除き封止樹脂４１にて封止されている。2. Description of the Related Art FIG.
1 shows an electronic device shown in the public relations. In FIG. 7, 1 is a metal circuit board, 9 is a resin circuit board, and both boards are laminated. 7 is a heat-generating element 7, 8 is a bonding wire, 12 is a power terminal, 13 is a signal terminal, 11 is a low heat-generating element, and the heat-generating element 7, the power terminal 12, and the signal terminal 13 are metal circuit boards. The low heat generating element 11 is mounted on the resin circuit board 9. 42 is a protective resin, 41 is a sealing resin, and bonding wires 8 are formed between the heat generating element 7 and the metal circuit board 1, between the low heat generating element 11 and the resin circuit board 9, and between the metal circuit board 1 and the resin circuit board 9, respectively. And are sealed with a protective resin. Further, the laminated substrates are sealed with a sealing resin 41 except for the power terminals 12 and the signal terminals 13.
【０００３】動作および製造方法について説明する。図
７において、樹脂回路基板９上に、マイコン、メモリ等
の半導体チップよりなる低発熱性素子１１を半田ペース
トの熱硬化にて実装し、さらにボンディングワイヤ８に
て樹脂回路基板９と低発熱性素子１１間を電気的に接続
する。その後、ボンディングワイヤ８及び発熱性素子７
を保護樹脂４２にて封止する。The operation and manufacturing method will be described. In FIG. 7, a low heat-generating element 11 composed of a semiconductor chip such as a microcomputer and a memory is mounted on a resin circuit board 9 by thermosetting of a solder paste. The elements 11 are electrically connected. Then, the bonding wire 8 and the heat generating element 7
Is sealed with a protective resin 42.
【０００４】金属回路基板１上に、半田ペーストの塗布
および熱硬化により、発熱性素子７、先に製作した樹脂
回路基板９を実装し、さらにボンディングワイヤ８にて
樹脂回路基板９と金属回路基板１間、発熱性素子７と金
属回路基板１間を電気的に接続する。その後、ボンディ
ングワイヤ８を保護樹脂４２にて封止し、さらに金属回
路基板１上に実装した樹脂回路基板９を含む電子部品を
封止樹脂４１にて封止し、電力用端子１２、信号用端子
１３を半田６にて接続する。ここで、金属回路基板１上
の両端子に所定の電源および信号等の印加にて所望の動
作を行う。A heat-generating element 7 and a resin circuit board 9 previously manufactured are mounted on the metal circuit board 1 by applying a solder paste and heat curing, and further, the resin circuit board 9 and the metal circuit board 9 are bonded by bonding wires 8. 1 and the heat generating element 7 and the metal circuit board 1 are electrically connected. After that, the bonding wires 8 are sealed with the protective resin 42, and the electronic components including the resin circuit board 9 mounted on the metal circuit board 1 are further sealed with the sealing resin 41, and the power terminal 12 and the signal The terminal 13 is connected with the solder 6. Here, a desired operation is performed by applying a predetermined power supply and a signal to both terminals on the metal circuit board 1.
【０００５】図８および９は、樹脂ケース１６に金属回
路基板１を装着し、さらに電力用端子１２および信号用
端子１３が、樹脂回路基板９の所定位置に挿入、半田６
にて固着された一実施の形態による従来の電子装置を示
す図である。金属回路基板１上には、全波整流回路、イ
ンバータ回路等の発熱性素子が、また、樹脂回路基板９
上には、プリドライバー回路２７、波形生成回路等を構
成する低発熱性素子や、ロータ位置検出回路等を構成す
る発熱性素子７が実装されている。FIGS. 8 and 9 show a state in which the metal circuit board 1 is mounted on a resin case 16 and the power terminals 12 and the signal terminals 13 are inserted into predetermined positions of the resin circuit board 9 and the solder 6
FIG. 3 is a view showing a conventional electronic device according to an embodiment, which is fixed at a position shown in FIG. On the metal circuit board 1, heat-generating elements such as a full-wave rectifier circuit and an inverter circuit are provided.
On the upper side, a low heat generating element forming a pre-driver circuit 27, a waveform generating circuit and the like, and a heat generating element 7 forming a rotor position detecting circuit and the like are mounted.
【０００６】図８では、電力用端子１２、信号用端子１
３が樹脂ケース１６と一体構造で、金属回路基板１と両
端子間はボンディングワイヤ８にて接続されている。図
９では、電力用端子１２、信号用端子１３が金属回路基
板１上に半田６にて接続されている。両図において、電
力用端子１２、信号用端子１３の両端子と樹脂回路基板
９とは、樹脂回路基板９上に既に実装されている回路部
品とは異なる工程で、半田６にて接続されている。In FIG. 8, a power terminal 12 and a signal terminal 1 are shown.
Reference numeral 3 denotes an integral structure with the resin case 16, and the metal circuit board 1 and both terminals are connected by bonding wires 8. In FIG. 9, the power terminal 12 and the signal terminal 13 are connected on the metal circuit board 1 by the solder 6. In both figures, both terminals of the power terminal 12 and the signal terminal 13 and the resin circuit board 9 are connected by the solder 6 in a different process from the circuit components already mounted on the resin circuit board 9. I have.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】樹脂回路基板は安価な
回路基板として一般に広く利用されている。パワートラ
ンジスタ等発熱量の多い電力半導体素子の実装には、電
力半導体素子に放熱フィンを取り付けて基板に実装する
必要があり、基板の小型化が困難になっていた。一方、
金属回路基板は、熱伝導性が良好で、パワートランジス
タ等発熱量の多い電力半導体素子の実装に向いている
が、樹脂回路基板より高価であるためマイコン等の非発
熱性素子とともに実装すると基板面積が広くなり基板の
コストアップを招いていた。[0005] Resin circuit boards are generally and widely used as inexpensive circuit boards. In mounting a power semiconductor element having a large amount of heat, such as a power transistor, it is necessary to mount a heat radiation fin on the power semiconductor element and mount it on a substrate, which makes it difficult to reduce the size of the substrate. on the other hand,
Metallic circuit boards have good thermal conductivity and are suitable for mounting power semiconductor elements such as power transistors that generate a large amount of heat.However, they are more expensive than resin circuit boards. And the cost of the substrate has been increased.
【０００８】その他、搭載チップ部品等に塵や埃が付着
した後に吸着することで異電圧部の絶縁劣化を生じ回路
の信頼性が低下する等の課題があった。[0008] In addition, there is another problem that dust adheres to the mounted chip parts and the like after the dust adheres thereto, thereby causing insulation deterioration of the different voltage portion and reducing the reliability of the circuit.
【０００９】また、高圧回路部の導体パターン間距離
は、電気的な絶縁性能を確保するために、電圧差に比例
した距離の確保が必要なため、金属回路基板１の面積が
大きくなり高価になってしまった。In addition, the distance between the conductor patterns of the high-voltage circuit portion must be secured in proportion to the voltage difference in order to secure the electrical insulation performance. It is had.
【００１０】インバータ回路内のパワートランジスタの
スイッチング速度が高速化し、導体パターンのインダク
タンスＬにパワートランジスタ動作時の急峻な電流（高
ｄｉ／ｄｔ）が流れることで、導体パターンにサージ電
圧が発生してしまい、パワートランジスタ、あるいはそ
の駆動回路等が誤動作したり、装置より発生するノイズ
のレベルが高くなる等の課題があった。The switching speed of the power transistor in the inverter circuit is increased, and a steep current (high di / dt) during the operation of the power transistor flows through the inductance L of the conductor pattern, so that a surge voltage is generated in the conductor pattern. As a result, there have been problems such as a malfunction of the power transistor or its drive circuit and an increase in the level of noise generated from the device.
【００１１】従来例に示すように、サブ基板である金属
回路基板１上にマザー基板である樹脂回路基板９が密着
して積層された構造であるため、高価な金属回路基板１
よりなるサブ基板の面積が広くなってしまった。また、
発熱性素子７より構成される回路の出力用端子が金属回
路基板１上に実装されているため、人手あるいは自動機
による半田付け等、金属回路基板１あるいは樹脂回路基
板９上の電子部品の半田付け工程と異なる工程を設けて
実装する必要があり、工程が繁雑化する等の課題があっ
た。As shown in the conventional example, since a resin circuit board 9 as a mother board is closely laminated on a metal circuit board 1 as a sub-board, an expensive metal circuit board 1 is used.
The area of the formed sub-substrate has increased. Also,
Since the output terminals of the circuit composed of the heat-generating element 7 are mounted on the metal circuit board 1, soldering of electronic components on the metal circuit board 1 or the resin circuit board 9, such as manual or automatic soldering, is performed. It is necessary to provide a process different from the attaching process and to mount the device, and there is a problem that the process is complicated.
【００１２】金属回路基板１と樹脂回路基板９間の電気
的接続方法として、コネクタによる接続方法や、サブ基
板上に実装された端子をマザー基板のスルホールに挿入
後に人手による半田付けを行う等の方法もあり、いずれ
の方法もコネクタ等の材料費、製造費、加工時間のアッ
プを招いていた。As an electrical connection method between the metal circuit board 1 and the resin circuit board 9, a connection method using a connector, manual soldering after inserting the terminals mounted on the sub-board into the through holes of the mother board, and the like are available. There are also methods, and both methods have led to an increase in the material cost, manufacturing cost, and processing time of the connector and the like.
【００１３】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、基板間の接続部材および構造部材
が簡略化できるとともに、電子回路の信頼性を確保しな
がら回路の小型化および低コスト化が追求できる電子装
置を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to simplify connection members and structural members between substrates, and to reduce the size and cost of a circuit while ensuring the reliability of an electronic circuit. It is an object of the present invention to obtain an electronic device that can be reduced in cost.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】この発明に係わる電子装
置は、金属回路基板に発熱性素子を搭載したサブ基板
と、樹脂回路基板に、低発熱性素子及び信号または電力
の入出力を行う入出力端子を搭載したマザー基板と、上
記マザー基板および上記サブ基板間を電気的に接続する
接続手段と、上記サブ基板と上記マザー基板を収納する
樹脂ケースと、を備える。An electronic device according to the present invention comprises a sub-substrate having a heat generating element mounted on a metal circuit board, and a resin circuit board having a low heat generating element and input / output of signals or power. A mother board on which output terminals are mounted; connecting means for electrically connecting the mother board and the sub-board; and a resin case for housing the sub-board and the mother board.
【００１５】また、マザー基板とサブ基板を樹脂封止し
たものである。Further, the mother substrate and the sub-substrate are sealed with a resin.
【００１６】また、マザー基板上の入出力端子は、信号
の入出力を行う信号用端子と電力の入出力を行う電力用
端子からなるものである。The input / output terminals on the mother board are composed of signal terminals for inputting / outputting signals and power terminals for inputting / outputting power.
【００１７】また、マザー基板とサブ基板を略平面状に
樹脂ケース内に配設し、高さの低い放熱フィンを前記サ
ブ基板の下部に固着させたものである。Further, the mother substrate and the sub-substrate are arranged in a substantially planar shape in a resin case, and the heat radiation fins having a low height are fixed to the lower portion of the sub-substrate.
【００１８】また、マザー基板に搭載された低発熱性素
子は、サブ基板に搭載された発熱性素子を駆動させる波
形生成回路と、プリドライバー回路と、を構成するもの
である。Further, the low heat generating element mounted on the mother board constitutes a waveform generating circuit for driving the heat generating element mounted on the sub-board and a pre-driver circuit.
【００１９】また、マザー基板上の電力用端子に接続さ
れるとともに、受動素子にて構成され、前記電力用端子
の電圧を検出する電圧検出回路を備える。[0019] The power supply apparatus further includes a voltage detection circuit connected to the power terminal on the motherboard and configured by a passive element, and detecting a voltage of the power terminal.
【００２０】また、電動機のロータ位置を検出するロー
タ位置検出回路を備える。Further, a rotor position detecting circuit for detecting a rotor position of the electric motor is provided.
【００２１】また、サブ基板に搭載された発熱性素子
は、交流電源からの交流電力を直流に変換する整流回路
と、前記直流を交流に変換するインバータ回路と、を構
成する電力半導体素子である。The heat-generating element mounted on the sub-board is a power semiconductor element constituting a rectifier circuit for converting AC power from an AC power supply to DC and an inverter circuit for converting the DC to AC. .
【００２２】また、電子装置の製造方法は、マザー基板
に低発熱性素子と入出力端子を装着し、フロー半田付け
を行うステップと、サブ基板に半田を塗布した後に、前
記半田上に発熱性素子を装着しリフロー半田付けを行う
ステップと、前記マザー基板と前記サブ基板を樹脂ケー
スに装着し、前記サブ基板上の発熱性素子と回路間、前
記マザー基板と前記サブ基板上の回路間を電気的に接続
し、樹脂封止するステップと、を備える。The method of manufacturing an electronic device comprises the steps of mounting a low heat generating element and input / output terminals on a mother board, performing flow soldering, and applying a solder to the sub-substrate, and then forming a heat generating layer on the solder. Mounting the element and performing reflow soldering, mounting the mother board and the sub-board in a resin case, and between the heat-generating elements and the circuit on the sub-board, and between the mother board and the circuit on the sub-board. Electrically connecting and sealing with resin.
【００２３】また、マザー基板とサブ基板の樹脂ケース
への装着は、マザー基板、サブ基板を各々同一方向か
ら、樹脂ケース内に挿入し、嵌合にて固定するものであ
る。The mounting of the mother board and the sub-board in the resin case is such that the mother board and the sub-board are inserted into the resin case from the same direction and fixed by fitting.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施形
態１を図１〜図３にて説明する。図１はこの発明の実施
の形態１を示す電子装置を示す断面図、図２は電動機を
インバータ駆動する電子装置の回路ブロック図、図３は
図２のインバータ回路およびプリドライバー回路の一相
分を示す回路図である。図１において、１は金属回路基
板、２はアルミニウム板、３は絶縁層、４は導体パター
ン、５はパッド、６は半田、７は電力用トランジスタあ
るいはダイオード等の電力半導体である発熱性素子、８
はボンディングワイヤである。金属回路基板１は、アル
ミニウム板２の片面に合成樹脂等による絶縁層３を設
け、絶縁層３の表面に回路を形成するための導体パター
ン４とパッド５を形成して構成される。この金属回路基
板１上には、パッド５上に電力用トランジスタ、電力用
ダイオード、抵抗等が半田６にて固着されている。サブ
基板は前記の電子部品が実装された金属回路基板１より
構成される。電力用トランジスタには、ＭＯＳＦＥＴ、
ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ等の種類がある。金
属回路基板１上の半導体は、チップ素子、表面実装用電
子部品混載でも、そのいずれかでもよい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view showing an electronic device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit block diagram of an electronic device for driving an electric motor by an inverter, and FIG. 3 is a circuit diagram of the inverter circuit and the pre-driver circuit shown in FIG. FIG. In FIG. 1, 1 is a metal circuit board, 2 is an aluminum plate, 3 is an insulating layer, 4 is a conductor pattern, 5 is a pad, 6 is solder, 7 is a heating element such as a power transistor or a power semiconductor such as a diode, 8
Is a bonding wire. The metal circuit board 1 is formed by providing an insulating layer 3 of synthetic resin or the like on one surface of an aluminum plate 2 and forming a conductor pattern 4 and a pad 5 on the surface of the insulating layer 3 for forming a circuit. On the metal circuit board 1, a power transistor, a power diode, a resistor and the like are fixed on a pad 5 by solder 6. The sub-board is composed of the metal circuit board 1 on which the above-mentioned electronic components are mounted. MOSFETs for power transistors
There are types such as IGBTs and bipolar transistors. The semiconductor on the metal circuit board 1 may be a chip element, a surface-mounted electronic component mixedly mounted, or any one of them.
【００２５】また、９は樹脂回路基板、１０はランド、
１１はマイコン、コンデンサ、抵抗、小信号トランジス
タ、小信号ダイオード等の低発熱性素子、１２は電力用
端子、１３は信号用端子である。樹脂回路基板９上に
は、低発熱性素子１１、電力用端子１２、信号用端子１
３等の電子部品が半田６にて接続されて実装されてい
る。マザー基板は前記の電子部品が実装された樹脂回路
基板９より構成される。樹脂回路基板９には、基材とし
て紙、ガラス等を使用し、樹脂としてエポキシ、フェノ
ール等を使用して積層した基板がある。9 is a resin circuit board, 10 is a land,
Reference numeral 11 denotes a low heat-generating element such as a microcomputer, a capacitor, a resistor, a small signal transistor, a small signal diode, 12 a power terminal, and 13 a signal terminal. On the resin circuit board 9, a low heat-generating element 11, a power terminal 12, a signal terminal 1
Electronic components such as 3 are connected by solder 6 and mounted. The mother board is composed of a resin circuit board 9 on which the electronic components are mounted. As the resin circuit board 9, there is a board laminated using paper, glass or the like as a base material and using epoxy or phenol as a resin.
【００２６】１４は放熱フィン、１５は充填材、１６は
樹脂ケースで、マザー基板およびサブ基板が接着剤等に
て樹脂ケース１６に装着され、両基板上のパッド５間が
ボンディングワイヤ８にて電気的に接続されている。金
属回路基板１上の発熱性素子７と、樹脂回路基板９上の
パッド５を直接ボンディングワイヤ８にて接続してもよ
い。樹脂ケース１６内にはシリコンゲル、エポキシ樹脂
等の充填材１５が、ボンディングワイヤ８、金属回路基
板１上に実装した電子部品の高さ以上、電力用端子１
２、信号用端子１３の接続部以下となるよう注入されて
いる。Reference numeral 14 denotes a radiation fin, reference numeral 15 denotes a filler, reference numeral 16 denotes a resin case. The mother board and the sub-board are mounted on the resin case 16 with an adhesive or the like. It is electrically connected. The heat generating element 7 on the metal circuit board 1 and the pad 5 on the resin circuit board 9 may be directly connected by the bonding wire 8. In the resin case 16, a filler 15 such as silicon gel or epoxy resin is filled with the bonding wires 8, the height of the electronic components mounted on the metal circuit board 1 or more, and the power terminals 1.
2. It is injected so as to be below the connection portion of the signal terminal 13.
【００２７】ここで、前記充填材１５は透明性の材料を
選定すれば、電子装置製造後においても、金属回路基板
１、樹脂回路基板９上の電子部品の実装状態、ボンディ
ングワイヤ８の接続状態が目視にて把握出来、製造上の
不具合の早期発見が可能となる。また、放熱フィン１４
は、サブ基板のアルミニウム板２に面接触するよう樹脂
ケース１６にネジ等にて固着されている。Here, if the filler 15 is selected from a transparent material, the mounting state of the electronic components on the metal circuit board 1 and the resin circuit board 9 and the connection state of the bonding wires 8 even after the electronic device is manufactured. Can be visually grasped, and early detection of manufacturing defects becomes possible. Also, the radiation fins 14
Is fixed to the resin case 16 with screws or the like so as to make surface contact with the aluminum plate 2 of the sub-board.
【００２８】図２は電子装置の具体例を示すもので、電
動機をインバータ駆動する電子装置の回路ブロック図で
ある。一点鎖線内はこの発明の実施の形態１を示す電子
装置の回路ブロック図である。図において１７は電子回
路の電力用端子１２に接続された交流電源、１８は全波
整流回路、１９は電力用端子１２に接続されたリアクト
ル、２１はダイオード、２３は全波整流回路１８の出力
にリアクトル１９とダイオード２１を介して接続される
平滑コンデンサ、２５は電動機で、２４は平滑コンデン
サ２３に接続され任意の周波数と電圧を出力して電動機
２５に電力を供給するインバータ回路、２０はトランジ
スタで、リアクトル１９とダイオード２１の直列接続の
中間点と平滑コンデンサ２３の負側との間に接続されて
いる。２２は電源電流検出抵抗である。FIG. 2 shows a specific example of the electronic device, and is a circuit block diagram of the electronic device that drives an electric motor by an inverter. 1 is a circuit block diagram of the electronic device according to the first embodiment of the present invention. In the figure, 17 is an AC power supply connected to the power terminal 12 of the electronic circuit, 18 is a full-wave rectifier circuit, 19 is a reactor connected to the power terminal 12, 21 is a diode, and 23 is an output of the full-wave rectifier circuit 18. , A smoothing capacitor connected to the reactor 19 via a diode 21; 25, a motor; 24, an inverter circuit connected to the smoothing capacitor 23 to output an arbitrary frequency and voltage to supply power to the motor 25; And connected between the midpoint of the series connection of the reactor 19 and the diode 21 and the negative side of the smoothing capacitor 23. 22 is a power supply current detection resistor.
【００２９】２６はトランジスタ２０とインバータ回路
２４の駆動信号用の波形生成回路で、マイクロプロセッ
サ（マイコン）等からなる。２７はトランジスタ２０と
インバータ回路２４を駆動するためのプリドライバー回
路、２８は電動機２５内のロータ位置を検出するための
ロータ位置検出回路、２９は平滑コンデンサ２３の両端
の電圧を検出する母線電圧検出回路で、波形生成回路２
６、プリドライバー回路２７、母線電圧検出回路２９と
ロータ位置検出回路２８の低発熱性部品が樹脂回路基板
９上に実装されている。また、電力用端子１２は、交流
電源１７、リアクトル１９、平滑コンデンサ２３、電動
機２４と電気的に接続するために、信号用端子１３は、
外部回路と信号を送受信するために樹脂回路基板９上に
実装されている。Reference numeral 26 denotes a waveform generating circuit for driving signals of the transistor 20 and the inverter circuit 24, which comprises a microprocessor (microcomputer) or the like. 27, a pre-driver circuit for driving the transistor 20 and the inverter circuit 24; 28, a rotor position detection circuit for detecting the rotor position in the motor 25; 29, a bus voltage detection for detecting the voltage across the smoothing capacitor 23 Circuit, a waveform generation circuit 2
6. The low heat generating components of the pre-driver circuit 27, the bus voltage detecting circuit 29 and the rotor position detecting circuit 28 are mounted on the resin circuit board 9. In addition, the power terminal 12 is electrically connected to the AC power supply 17, the reactor 19, the smoothing capacitor 23, and the electric motor 24.
It is mounted on a resin circuit board 9 for transmitting and receiving signals to and from an external circuit.
【００３０】３０は運転指令信号、３１はＰＷＭ信号、
３２はインバータ駆動信号、３３はトランジスタ駆動信
号、３４はロータ位置信号、３５は検出電流信号、３６
母線電圧信号である。ロータ位置検出回路２８はインバ
ータ回路２４の出力電圧を入力し、ロータ位置信号３４
を波形生成回路２６に出力する。母線電圧検出回路２９
は平滑コンデンサ２３の両端電圧を抵抗にて分圧して母
線電圧信号３６を波形生成回路２６に出力する。波形生
成回路２６は、信号用端子１３に接続された運転指令信
号３０、ロータ位置信号３４、検出電流信号３５、母線
電圧信号３６を入力とし、ＰＷＭ信号３１を出力とす
る。ＰＷＭ信号３１はトランジスタ２０およびインバー
タ回路２４の駆動用信号よりなる。プリドライバー回路
２７は、ＰＷＭ信号３１を入力とし、トランジスタ２０
とインバータ駆動回路２４を駆動するための駆動信号を
出力する。30 is an operation command signal, 31 is a PWM signal,
32 is an inverter drive signal, 33 is a transistor drive signal, 34 is a rotor position signal, 35 is a detected current signal, 36
This is a bus voltage signal. The rotor position detection circuit 28 receives the output voltage of the inverter circuit 24 and outputs a rotor position signal 34.
Is output to the waveform generation circuit 26. Bus voltage detection circuit 29
Outputs a bus voltage signal 36 to the waveform generation circuit 26 by dividing the voltage between both ends of the smoothing capacitor 23 by a resistor. The waveform generation circuit 26 receives the operation command signal 30, the rotor position signal 34, the detected current signal 35, and the bus voltage signal 36 connected to the signal terminal 13, and outputs the PWM signal 31. The PWM signal 31 includes a driving signal for the transistor 20 and the inverter circuit 24. The pre-driver circuit 27 receives the PWM signal 31 as an input,
And a drive signal for driving the inverter drive circuit 24.
【００３１】樹脂回路基板９上の入出力端子のうち、電
力用端子１２は、交流電源１７の入力、リアクトル１
９、平滑コンデンサ２３、インバータ回路２４の出力で
あり、電動機２５をインバータ駆動するために最低限必
要な端子である。平滑コンデンサ２３を樹脂回路基板９
上に実装すれば電力用端子１２の数量を削減することが
可能となる。また、信号用端子１３は、運転指令信号３
０の他、低発熱性素子１１用の電源や、電子装置の異常
停止（エラー）信号等を設けてもよい。Among the input / output terminals on the resin circuit board 9, the power terminals 12 are connected to the input of the AC power supply 17 and the reactor 1.
9, the output of the smoothing capacitor 23 and the inverter circuit 24, which are the minimum necessary terminals for driving the motor 25 by the inverter. The smoothing capacitor 23 is
If mounted on the top, the number of power terminals 12 can be reduced. The signal terminal 13 is connected to the operation command signal 3.
In addition to 0, a power supply for the low heat generation element 11 or an abnormal stop (error) signal of the electronic device may be provided.
【００３２】図３は、図２中のインバータ回路２４およ
びプリドライバー回路２７の一相分を示す回路図であ
り、インバータ用トランジスタ３７ａまたは３７ｂとイ
ンバータ用ダイオード３８ａまたは３８ｂとを逆並列接
続した回路を、直列に接続して平滑コンデンサ２３の高
圧部Ｐおよび低圧部Ｎ間に接続している。各々のインバ
ータ用トランジスタ３７ａおよび３７ｂには駆動用のプ
リドライバー回路２７ａおよび２７ｂがそれぞれ接続さ
れている。FIG. 3 is a circuit diagram showing one phase of the inverter circuit 24 and the pre-driver circuit 27 in FIG. 2, and is a circuit in which an inverter transistor 37a or 37b and an inverter diode 38a or 38b are connected in anti-parallel. Are connected in series between the high voltage part P and the low voltage part N of the smoothing capacitor 23. Driving pre-driver circuits 27a and 27b are connected to the respective inverter transistors 37a and 37b.
【００３３】金属回路基板１上には全波整流回路１８、
トランジスタ２０、ダイオード２１、電源電流検出抵抗
２２と、インバータ回路２４を構成するインバータ用ト
ランジスタ３７およびインバータ用ダイオード３８を実
装する。また、ロータ位置検出回路２８、母線電圧検出
回路２９内の発熱する抵抗も実装する。その他スイッチ
ング電源用のトランジスタ等発熱の大きい電子部品を実
装してもよい。On the metal circuit board 1, a full-wave rectifier circuit 18,
The transistor 20, the diode 21, the power supply current detection resistor 22, and the inverter transistor 37 and the inverter diode 38 constituting the inverter circuit 24 are mounted. In addition, resistors that generate heat in the rotor position detection circuit 28 and the bus voltage detection circuit 29 are also mounted. In addition, an electronic component generating a large amount of heat, such as a transistor for a switching power supply, may be mounted.
【００３４】次に、この発明の実施の形態１の電子回路
の動作を図２により説明する。まず、交流電源１７は全
波整流回路１８にて直流に変換され、平滑コンデンサ２
３にて脈流の少ない直流電圧に平滑される。波形生成回
路２６は、運転指令信号３０を入力すると、この指令に
基づいて目標とする直流電圧指令ＶＤＣ＊を決定し、さ
らに母線電圧検出回路２９より母線電圧信号３６を入力
し、この直流電圧指令ＶＤＣ＊と一致させ、かつ電源電
流検出抵抗２２に流れる電流が電源電圧と同期した正弦
波状の電流となるようにＰＷＭ信号３１をプリドライバ
ー回路２７に出力すると、トランジスタ駆動信号３３に
てトランジスタ２０が駆動される。トランジスタ２０の
スイッチング動作及びリアクトル１９のエネルギー蓄積
効果により昇圧し、昇圧された脈流電圧は平滑コンデン
サ２３に供給されて安定した直流電圧となる。Next, the operation of the electronic circuit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, the AC power supply 17 is converted to DC by the full-wave rectifier circuit 18 and
In step 3, the DC voltage is reduced to a pulsating little DC voltage. When the operation command signal 30 is input, the waveform generation circuit 26 determines a target DC voltage command VDC * based on the command, further inputs a bus voltage signal 36 from the bus voltage detection circuit 29, and When the PWM signal 31 is output to the pre-driver circuit 27 so as to be equal to VDC * and the current flowing through the power supply current detection resistor 22 becomes a sinusoidal current synchronized with the power supply voltage, the transistor 20 is turned on by the transistor drive signal 33. Driven. The voltage is boosted by the switching operation of the transistor 20 and the energy storage effect of the reactor 19, and the boosted pulsating voltage is supplied to the smoothing capacitor 23 to be a stable DC voltage.
【００３５】また、波形生成回路２６は、運転指令信号
３０の入力で、この指令に基づいてＰＷＭ信号３１を生
成出力し、さらに電動機２５のロータが目標とする回転
数になるようインバータ出力デューティーを可変して出
力する。このＰＷＭ信号３１は、ロータ位置検出回路２
８の位置信号に同期してプリドライバー回路２７に出力
され、インバータ駆動信号３２にてインバータ回路２４
の電力用トランジスタ３７が動作して所望の周波数の交
流が得られ、インバータ回路２４の出力に接続された電
動機２５が運転指令信号３０通りに動作する。波形生成
回路２６は、インバータ駆動信号３２をインバータ回路
２４に出力して電動機２５が運転指令信号３０に一致す
るよう駆動され、電動機２５の速度制御を行う一般的な
方法である。The waveform generating circuit 26 generates and outputs a PWM signal 31 based on the operation command signal 30 based on the input of the operation command signal 30. Further, the waveform generating circuit 26 controls the inverter output duty so that the rotor of the electric motor 25 has a target rotation speed. Output variable. This PWM signal 31 is supplied to the rotor position detection circuit 2
8 is output to the pre-driver circuit 27 in synchronization with the position signal of FIG.
The power transistor 37 operates to obtain an AC having a desired frequency, and the motor 25 connected to the output of the inverter circuit 24 operates according to the operation command signal 30. The waveform generation circuit 26 is a general method of outputting an inverter drive signal 32 to the inverter circuit 24 so that the motor 25 is driven to match the operation command signal 30 and controlling the speed of the motor 25.
【００３６】プリドライバー回路２７は、高耐圧ＩＣ
（ＨＶＩＣ）が用いられ、非絶縁にて構成される場合、
電子装置に搭載する回路の基準電位となるグランドは、
一般的に平滑コンデンサ２３の負側となる。平滑コンデ
ンサ２３の負側の電力用端子１２と、インバータ回路２
４のプリドライバー回路２７ｂのグランド間は共通グラ
ンドとなり、本来同電位である。この間の距離が長いと
大きな配線インダクタンスＬが生じてしまう。The pre-driver circuit 27 is a high-voltage IC
When (HVIC) is used and it is constituted by non-insulation,
The ground, which is the reference potential of the circuit mounted on the electronic device,
Generally, it is on the negative side of the smoothing capacitor 23. The negative power terminal 12 of the smoothing capacitor 23 and the inverter circuit 2
No. 4 pre-driver circuit 27b has a common ground between the grounds, and is originally at the same potential. If the distance between them is long, a large wiring inductance L occurs.
【００３７】インバータ回路２４の電力用トランジスタ
３７、またはトランジスタ２０のスイッチング速度は損
失低減のため高速駆動しており、この配線インダクタン
スＬと、電力用トランジスタ動作時の急峻な電流変化
（高ｄｉ／ｄｔ）により、この間の導体パターンにサー
ジ電圧が発生してしまう。この電圧は回路動作には不要
な電圧であり、発生ノイズや回路誤動作の原因となる。
特に、ＨＶＩＣを駆動しているプリドライバー回路２７
の誤動作の原因となる。The switching speed of the power transistor 37 or the transistor 20 of the inverter circuit 24 is driven at a high speed in order to reduce loss, and the wiring inductance L and the steep current change (high di / dt) when the power transistor operates. ), A surge voltage is generated in the conductor pattern during this period. This voltage is unnecessary for the operation of the circuit, and causes noise and circuit malfunction.
In particular, the pre-driver circuit 27 driving the HVIC
May cause malfunction.
【００３８】しかし、インバータ回路２４のグランドを
平滑コンデンサ２３の負側の電力端子１２近傍に配置
し、導体パターン４を短くすることで、この部分に発生
するサージ電圧を最小限に抑制することが可能となり、
プリドライバー回路２７、あるいは電力用トランジスタ
３７の誤動作、装置より発生するノイズレベルを抑制す
ることが可能となる。その他、波形生成回路２６、プリ
ドライバー回路２７、ロータ位置検出回路２８をそれぞ
れ近傍に設けることで、電力用トランジスタ３７、また
はトランジスタ２０のスイッチング動作による、導体パ
ターン４における電圧（発生ノイズ）の低減や、自己発
生ノイズ等の影響を受け難くすることが可能となる。However, by arranging the ground of the inverter circuit 24 near the negative power terminal 12 of the smoothing capacitor 23 and shortening the conductor pattern 4, it is possible to minimize the surge voltage generated in this portion. Becomes possible,
Malfunction of the pre-driver circuit 27 or the power transistor 37 and a noise level generated by the device can be suppressed. In addition, by providing the waveform generation circuit 26, the pre-driver circuit 27, and the rotor position detection circuit 28 near each other, it is possible to reduce the voltage (generated noise) in the conductor pattern 4 due to the switching operation of the power transistor 37 or the transistor 20. , It is possible to reduce the influence of self-generated noise and the like.
【００３９】ここで、ロータ位置検出回路２８は、例え
ば特開平８−１８２３７８の従来の技術に記載された方
法等が一般的に知られている。すなわち、ロータの位置
は、平滑コンデンサ２３の両端の電圧を抵抗分圧した基
準電位と、インバータ回路２４の出力を抵抗分圧した信
号とを任意のタイミングにて比較することで知ることが
可能となる。その他、回路構成としては、インバータ回
路２４の出力に接続された各々の抵抗の他端を一個所で
接続した電位とを比較する方法等もある。Here, for the rotor position detecting circuit 28, for example, a method described in the prior art of Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-182378 is generally known. That is, the position of the rotor can be known by comparing the reference potential obtained by dividing the voltage at both ends of the smoothing capacitor 23 by resistance and the signal obtained by dividing the output of the inverter circuit 24 by resistance at an arbitrary timing. Become. In addition, as a circuit configuration, there is a method of comparing the potential at which the other end of each resistor connected to the output of the inverter circuit 24 is connected at one place.
【００４０】このように、ロータの位置検出に使用する
抵抗分圧回路（図示せず）は、高圧回路である平滑コン
デンサ２３の両端に接続されるが、特に消費電力が大き
い抵抗は、発熱性素子として金属回路基板１上に実装す
る。発熱の大きい電子部品は、熱良導性のアルミニウム
板２を用いた金属回路基板１上に実装されているので、
この熱が放熱フィン１４に伝達し周囲に放熱されること
で、金属回路基板１上の電子部品の温度上昇が抑制され
る。As described above, the resistor voltage dividing circuit (not shown) used for detecting the position of the rotor is connected to both ends of the smoothing capacitor 23 which is a high voltage circuit. It is mounted on the metal circuit board 1 as an element. Since the electronic component generating a large amount of heat is mounted on the metal circuit board 1 using the aluminum plate 2 having good thermal conductivity,
This heat is transmitted to the radiating fins 14 and radiated to the surroundings, thereby suppressing an increase in the temperature of the electronic components on the metal circuit board 1.
【００４１】プリドライバー回路２７ａと２７ｂ間に
は、波形生成回路２６を構成するマイコン等のような低
電圧回路と異なる高圧部が存在し、この部分は絶縁性能
を確保するために導体パターン４間は広い沿面距離が必
要となる。しかし、この高圧部を樹脂回路基板９上に実
装して樹脂ケース１６にて囲み、空気より充分高い絶縁
破壊電圧性能を有するシリコン等の充填材１５を注入封
止することで、高電圧部の導体パターン４間の沿面距離
を低電圧回路と同等の距離にしても絶縁性能を確保する
事が可能となる。Between the pre-driver circuits 27a and 27b, there is a high-voltage section different from a low-voltage circuit such as a microcomputer constituting the waveform generation circuit 26. This high-voltage section is provided between the conductor patterns 4 to ensure insulation performance. Requires a large creepage distance. However, by mounting this high-voltage portion on the resin circuit board 9 and surrounding it with the resin case 16 and injecting and sealing a filler 15 such as silicon having a dielectric breakdown voltage performance sufficiently higher than that of air, the high-voltage portion is Even if the creeping distance between the conductor patterns 4 is the same as that of the low-voltage circuit, the insulation performance can be ensured.
【００４２】次に、電子装置の製造工程を図４により説
明する。電子装置の製造は、まず、サブ基板は、金属回
路基板１に半田６を塗布し（ステップ１ａ）、電力用ト
ランジスタおよびダイオード等の表面実装用電子部品を
装着し（ステップ１ｂ）、塗布した半田を溶解、硬化さ
せる（リフロー半田）（ステップ１ｃ）。ここで、ステ
ップ１はステップ１ａ〜ステップ１ｃである。Next, the manufacturing process of the electronic device will be described with reference to FIG. In the manufacture of the electronic device, first, the sub-board applies the solder 6 to the metal circuit board 1 (step 1a), mounts surface mounting electronic components such as power transistors and diodes (step 1b), and applies the applied solder. Is melted and cured (reflow soldering) (step 1c). Here, Step 1 is Step 1a to Step 1c.
【００４３】一方、マザー基板は、樹脂回路基板９に、
自動挿入機にてディスクリート及び表面実装用電子部品
を装着し（ステップ２ｄ）、さらに自動挿入機にて装着
出来ない異形の電子部品を手挿入にて装着する（ステッ
プ２ｅ）。次に半田槽にて所定の位置に半田付けを行な
う（ステップ２ｆ）。ここで、ステップ２はステップ２
ｄ〜ステップ２ｆである。On the other hand, the mother board is
The discrete and surface mount electronic components are mounted by an automatic insertion machine (step 2d), and odd-shaped electronic components which cannot be mounted by the automatic insertion machine are manually mounted (step 2e). Next, soldering is performed at a predetermined position in a solder bath (step 2f). Here, Step 2 is Step 2
d to step 2f.
【００４４】次に、ステップ１で組み立てたサブ基板と
ステップ２で組み立てたマザー基板を樹脂ケース１６の
所定位置にそれぞれ同一方向から、樹脂ケース内に挿入
し、嵌合か、さらに接着材等も併用して固定する。（ス
テップ３ｇ）。その後ボンディングワイヤ８にて、発熱
性素子７と金属回路基板１上のパッド５間、金属回路基
板１と樹脂回路基板９上のパッド５間をワイヤボンディ
ングにて電気配線を行う（ステップ３ｈ）。金属回路基
板１、樹脂回路基板９、樹脂ケース１６にて囲まれる範
囲内に、ボンディングワイヤ８が埋まるよう充填材１５
を注入し（ステップ３ｉ）、恒温槽にて熱硬化させる
（ステップ３ｊ）。この後検査工程を経て電子装置が完
成する。ここで、ステップ３は前記ステップ３ｇ〜ステ
ップ３ｊである。Next, the sub-board assembled in step 1 and the mother board assembled in step 2 are inserted into the resin case 16 at predetermined positions of the resin case 16 from the same direction, respectively, and are fitted together. Fix together. (Step 3g). Thereafter, electrical wiring is performed by wire bonding between the exothermic element 7 and the pads 5 on the metal circuit board 1 and between the metal circuit board 1 and the pads 5 on the resin circuit board 9 with the bonding wires 8 (step 3h). Filler 15 is filled with bonding wire 8 in a range surrounded by metal circuit board 1, resin circuit board 9, and resin case 16.
Is injected (step 3i) and thermally cured in a thermostat (step 3j). Thereafter, an electronic device is completed through an inspection process. Here, step 3 is the above steps 3g to 3j.
【００４５】ステップ３ｉで使用する充填材１５は、例
えば、７０℃、０．５時間にて硬化する熱硬化型のシリ
コンを選定することで、他の電子部品にダメージを与え
ずに熱を加えることができる。また、樹脂ケース１６へ
の基板取付はネジ固定でもよい。（ステップ３ｈ）にお
いては、金属回路基板１上の発熱性素子７と樹脂回路基
板９上のパッド５間を直接ボンディングワイヤ８にて電
気配線を行ってもよい。For the filler 15 used in step 3i, heat is applied without damaging other electronic components by selecting thermosetting silicon that cures at 70 ° C. for 0.5 hour, for example. be able to. The board may be fixed to the resin case 16 by screws. In (Step 3h), electric wiring may be directly performed between the heat generating element 7 on the metal circuit board 1 and the pad 5 on the resin circuit board 9 by the bonding wire 8.
【００４６】以上のように、マザー基板の材質に安価な
樹脂回路基板９を用い、金属回路基板１には発熱性素子
７のみ実装したので高価な金属回路基板１の面積を最小
限にすることができ、基板の低コスト化が可能となる。
また、金属回路基板１内の電気配線変更には、金属回路
基板１のみを再設計製作すればよく、樹脂回路基板９を
再設計する必要が無い。また、樹脂回路基板についても
同様であり、設計費用の抑制が可能となる。また、電力
用端子１２、信号用端子１３を樹脂回路基板９上に他の
電子部品と同時に半田付けし、金属回路基板１と樹脂回
路基板間９を安価なボンディングワイヤ８で接続するこ
とによって、従来のように電力用端子１２、信号用端子
１３の樹脂ケースへのインサート成型の廃止、あるい
は、樹脂回路基板上への入出力端子の後づけによる半田
付けをする必要がなく、実装が容易になるため材料費、
製造費の低減を図ることができる。As described above, the inexpensive resin circuit board 9 is used for the material of the mother board, and only the heat generating element 7 is mounted on the metal circuit board 1. Therefore, the area of the expensive metal circuit board 1 is minimized. And the cost of the substrate can be reduced.
Further, in order to change the electric wiring in the metal circuit board 1, only the metal circuit board 1 needs to be redesigned and manufactured, and there is no need to redesign the resin circuit board 9. The same applies to the resin circuit board, and the design cost can be reduced. Further, by soldering the power terminals 12 and the signal terminals 13 simultaneously with other electronic components on the resin circuit board 9 and connecting the metal circuit board 1 and the resin circuit board 9 with inexpensive bonding wires 8, Unlike the conventional case, there is no need to eliminate the insert molding of the power terminal 12 and the signal terminal 13 into the resin case, or it is not necessary to solder the input / output terminal on the resin circuit board by retrofitting, which facilitates mounting. Material cost,
Manufacturing costs can be reduced.
【００４７】また、マザー基板とサブ基板を樹脂封止し
たので、塵埃付着後の吸湿による絶縁劣化や、振動によ
るワイヤ接着部への応力を緩和することができるため回
路の信頼性が向上する。さらに高圧回路の配線導体パタ
ーン部を樹脂封止することで、配線導体４のパターン間
距離を短くしても絶縁が確保できるため、高圧回路部の
実装面積が縮小でき基板面積を縮小することが可能とな
る。Further, since the mother substrate and the sub-substrate are sealed with resin, insulation deterioration due to moisture absorption after dust adherence and stress on a wire bonding portion due to vibration can be reduced, thereby improving circuit reliability. Further, by encapsulating the wiring conductor pattern portion of the high-voltage circuit with resin, insulation can be ensured even when the distance between the wiring conductors 4 is reduced, so that the mounting area of the high-voltage circuit portion can be reduced and the board area can be reduced. It becomes possible.
【００４８】また、インバータ回路２４、トランジスタ
２０等急峻に変化する電流の流れる経路を短縮し、配線
インダクタンスを低減することで、導体パターンの配線
インダクタンスに起因する発生サージ電圧を最小限に抑
制できる。これにより、プリドライバー回路２７、ある
いは波形生成回路２６等の誤動作による電力用トランジ
スタの動作防止や、装置からの発生ノイズレベルを抑制
することが可能となり、電子装置および搭載機器の信頼
性の向上が図れる。また、高圧配線の引き回しを最小限
にすることが可能となり、基板の小型化、装置の小型化
が図れ、低コスト化が可能となる。Further, by shortening a path through which a rapidly changing current flows, such as the inverter circuit 24 and the transistor 20, and reducing the wiring inductance, it is possible to minimize the surge voltage generated due to the wiring inductance of the conductor pattern. This makes it possible to prevent the power transistor from operating due to a malfunction of the pre-driver circuit 27 or the waveform generation circuit 26, and to suppress the level of noise generated from the device, thereby improving the reliability of the electronic device and the mounted devices. I can do it. Further, the routing of the high voltage wiring can be minimized, the size of the substrate and the device can be reduced, and the cost can be reduced.
【００４９】また、電動機２５のロータ位置を検出する
ロータ位置検出回路２８を樹脂回路基板９に搭載したの
で、インバータ回路２４の出力である樹脂回路９基板上
の電力用端子１２と電動機２５とを直接接続することが
可能となり、外部の制御基板とを接続するリード部材の
低減が可能となる。さらに、電子装置に接続される基板
上の端子台等が不要となり、基板の小型化も可能とな
る。Since the rotor position detecting circuit 28 for detecting the rotor position of the motor 25 is mounted on the resin circuit board 9, the power terminal 12 on the resin circuit 9 board, which is the output of the inverter circuit 24, and the motor 25 are connected. Direct connection is possible, and the number of lead members for connecting to an external control board can be reduced. Further, a terminal block or the like on the substrate connected to the electronic device is not required, and the size of the substrate can be reduced.
【００５０】また、前記マザー基板と前記サブ基板の樹
脂ケースへの装着は、マザー基板、サブ基板を各々同一
方向から、樹脂ケース内に挿入し、嵌合にて固定するの
で、組立を容易にすることができる。The mounting of the mother board and the sub-board in the resin case is performed by inserting the mother board and the sub-board from the same direction into the resin case and fixing them by fitting. can do.
【００５１】なお、上記実施の形態１では、電子装置を
インバータ制御装置に使用した例を示したが、エアコ
ン、蛍光灯等電力応用機器の電力制御回路装置に応用展
開可能である。In the first embodiment, an example in which the electronic device is used for the inverter control device has been described. However, the present invention can be applied to a power control circuit device of a power application device such as an air conditioner and a fluorescent lamp.
【００５２】実施の形態２．図５は、この発明の実施形
態２を示す電子装置の樹脂ケース、金属回路基板、樹脂
回路基板等の構成を示す断面図であり、電子部品は省略
しているが、実施の形態１の図１と同様に搭載される。
図において、１６ａは樹脂ケース１６の底面部に設けら
れ、金属回路基板１を嵌合する弾力性のある嵌合部、１
６ｂは樹脂ケース１６の底面部に設けられ、樹脂回路基
板９を嵌合する弾力性のある嵌合部である。金属回路基
板１の取付は、樹脂ケース１６の上方から金属回路基板
１を嵌合部１６ａに当て、下方に押すと、嵌合部１６ａ
は弾力性があるので金属回路基板１が嵌合部１６ａには
まり込み嵌合される。樹脂回路基板９も同様にして嵌合
部１６ｂに嵌合される。そして放熱フィン１４は高さが
低いものを使用し、金属回路基板１の下部に密着させて
（、樹脂回路基板９の下部を覆うように）取付けられ
る。Embodiment 2 FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a resin case, a metal circuit board, a resin circuit board, and the like of an electronic device according to a second embodiment of the present invention, in which electronic components are omitted. 1 is mounted as well.
In the figure, reference numeral 16a is provided on the bottom surface of the resin case 16 and has an elastic fitting portion for fitting the metal circuit board 1;
Reference numeral 6b denotes a resilient fitting portion provided on the bottom surface of the resin case 16 and for fitting the resin circuit board 9 therein. When the metal circuit board 1 is attached to the fitting portion 16a from above the resin case 16 and pressed downward, the fitting portion 16a
Has elasticity, the metal circuit board 1 fits into the fitting portion 16a. The resin circuit board 9 is similarly fitted to the fitting portion 16b. The heat radiation fins 14 having a low height are used, and are attached to the lower portion of the metal circuit board 1 so as to be in close contact therewith (to cover the lower portion of the resin circuit board 9).
【００５３】このように金属回路基板１、樹脂回路基板
９を同一方向から樹脂ケース１６に挿入して嵌合して固
定するため、各々の基板を樹脂ケース１６に固定するた
めの接着剤は不要となる。また、同一方向より基板を樹
脂ケース１６に挿入するため、組み立ての自動化に対応
し易い構造となっている。さらに、両基板を重ねあわせ
ず、平面状に配置し、高さの低い放熱フィンを使用して
いるので、従来回路の１／２〜１／３と薄くすることが
できる。As described above, since the metal circuit board 1 and the resin circuit board 9 are inserted into the resin case 16 from the same direction and fitted and fixed, an adhesive for fixing each board to the resin case 16 is unnecessary. Becomes Further, since the substrates are inserted into the resin case 16 from the same direction, the structure is easily adapted to automation of assembly. Further, since the two substrates are not superposed and are arranged in a plane, and the radiation fins having a low height are used, the thickness can be reduced to 1/2 to 1/3 of the conventional circuit.
【００５４】図６は、この発明に係わる実施の形態３で
示した薄形構造の電子装置を冷蔵庫の制御回路に使用し
たもので、冷蔵庫の側面側より見た断面図である。図に
おいて、３９は冷蔵庫、４０は冷蔵庫３９の制御回路を
収納する制御回路収納部である。薄形構造の電子装置を
制御回路に使用したので、制御回路収納部４０を薄くす
ることができ、薄形構造の冷蔵庫においても収納スペー
スを広く確保することができる。FIG. 6 is a sectional view of the electronic device having the thin structure shown in the third embodiment according to the present invention used in a control circuit of a refrigerator, viewed from the side of the refrigerator. In the figure, reference numeral 39 denotes a refrigerator, and reference numeral 40 denotes a control circuit storage unit that stores a control circuit of the refrigerator 39. Since the electronic device having a thin structure is used for the control circuit, the control circuit housing portion 40 can be made thinner, and a wide storage space can be secured even in a refrigerator having a thin structure.
【００５５】なお、上記実施の形態２では、電子装置を
冷蔵庫に使用した例を示したが、エアコン、蛍光灯等電
力応用機器に使用可能である。In the second embodiment, an example in which the electronic device is used for a refrigerator has been described. However, the electronic device can be used for power application equipment such as an air conditioner and a fluorescent lamp.
【００５６】[0056]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、金属
回路基板に発熱性素子を搭載したサブ基板と、樹脂回路
基板に、低発熱性素子及び信号または電力の入出力を行
う入出力端子を搭載したマザー基板と、上記マザー基板
および上記サブ基板間を電気的に接続する接続手段と、
上記サブ基板と上記マザー基板を収納する樹脂ケース
と、を備えたので、基板間の接続部材および構造部材が
簡略化でき、接続部材はワイヤボンデイング等の安価な
ものにできるとともに、電子回路の信頼性を確保しなが
ら回路の小型化および低コスト化をはかることができ
る。また、マザー基板の材質に安価な樹脂回路基板を用
い、金属回路基板には発熱性素子のみ実装したので高価
な金属回路基板の面積を最小限にすることができ、基板
の低コスト化が可能となる。また、金属回路基板内の電
気配線変更には、金属回路基板のみを再設計製作すれば
よく、樹脂回路基板を再設計する必要が無い。また、樹
脂回路基板についても同様であり、設計費用の抑制が可
能となる。また、入出力端子を樹脂回路基板上に他の電
子部品と同時に半田付けし、金属回路基板と樹脂回路基
板間をワイヤボンデイング等の安価な接続手段で接続す
ることによって、従来の入出力端子の樹脂ケースへのイ
ンサート成型の廃止、あるいは、樹脂回路基板上への入
出力端子の後づけによる半田付けをする必要がなく、実
装が容易になるため材料費、製造費の低減を図ることが
できる。As described above, according to the present invention, the low heat-generating element and the input / output for inputting / outputting signals or power are provided on the sub-board having the heat-generating element mounted on the metal circuit board and the resin circuit board. A mother board having terminals mounted thereon, and connection means for electrically connecting the mother board and the sub-board,
Since the sub-substrate and the resin case for accommodating the mother substrate are provided, the connecting members and the structural members between the substrates can be simplified, the connecting members can be inexpensive such as wire bonding, and the reliability of the electronic circuit can be improved. The circuit size and cost can be reduced while ensuring the performance. In addition, since an inexpensive resin circuit board is used for the material of the mother board, and only the heat-generating elements are mounted on the metal circuit board, the area of the expensive metal circuit board can be minimized, and the cost of the board can be reduced. Becomes Further, when changing the electric wiring in the metal circuit board, only the metal circuit board needs to be redesigned and manufactured, and there is no need to redesign the resin circuit board. The same applies to the resin circuit board, and the design cost can be reduced. In addition, by soldering the input / output terminals simultaneously with other electronic components on the resin circuit board and connecting the metal circuit board and the resin circuit board with inexpensive connection means such as wire bonding, the conventional input / output terminals can be used. There is no need to abolish insert molding in the resin case, or to solder the input / output terminals on the resin circuit board by retrofitting, which facilitates mounting and reduces material and manufacturing costs. .
【００５７】また、マザー基板とサブ基板を樹脂封止し
たので、塵埃付着後の吸湿による絶縁劣化や、振動によ
るワイヤ接着部への応力を緩和することができるため回
路の信頼性が向上する。さらに高圧回路の配線導体パタ
ーン部を樹脂封止することで、配線導体パターン間距離
を短くしても絶縁が確保できるため、高圧回路部の実装
面積が縮小でき基板面積を縮小することが可能となる。Further, since the mother substrate and the sub-substrate are sealed with resin, insulation deterioration due to moisture absorption after dust adheres and stress on the wire bonding portion due to vibration can be reduced, thereby improving circuit reliability. Further, by sealing the wiring conductor pattern portion of the high-voltage circuit with resin, insulation can be ensured even when the distance between the wiring conductor patterns is reduced, so that the mounting area of the high-voltage circuit portion can be reduced and the board area can be reduced. Become.
【００５８】また、マザー基板上の入出力端子は、信号
の入出力を行う信号用端子と電力の入出力を行う電力用
端子からなり、電力および信号端子を樹脂回路基板上に
他の電子部品と同時に半田付けし、樹脂回路基板と金属
回路基板間をワイヤボンデイング等による安価な接続手
段で接続したので、従来のような電力および信号端子の
樹脂ケースへのインサート成型の廃止、あるいは、樹脂
回路基板上への電力および信号端子の後づけによる半田
付けをする必要がなく、実装が容易になるため材料費、
製造費の低減が図れる。The input / output terminals on the mother board are composed of signal terminals for inputting / outputting signals and power terminals for inputting / outputting power. The power and signal terminals are provided on the resin circuit board by other electronic components. At the same time, it was soldered and the resin circuit board and the metal circuit board were connected by inexpensive connection means such as wire bonding, so the insert molding of the power and signal terminals into the resin case as in the past was eliminated, or There is no need to solder the power and signal terminals on the board by retrofitting, which makes mounting easier and reduces material costs,
Manufacturing costs can be reduced.
【００５９】また、マザー基板とサブ基板を略平面状に
樹脂ケース内に配設し、高さの低い放熱フィンを前記サ
ブ基板の下部に固着させたので、冷蔵庫等電子装置を搭
載する製品の制御回路収納部を薄くできる。このため、
製品の収納スペースが広く確保でき、より多くの物を収
納でき、従って、使い勝手の良い、搭載する製品に悪影
響を及ぼさない電子装置が得られる。また、冷却効率を
向上させることができる。Further, since the mother board and the sub-board are arranged in a substantially planar shape in the resin case, and the low radiating fins are fixed to the lower portion of the sub-board, a product such as a refrigerator for mounting an electronic device can be used. The control circuit housing can be made thin. For this reason,
An electronic device that can secure a wide product storage space and can store more items, and that is easy to use and does not adversely affect products to be mounted can be obtained. Further, the cooling efficiency can be improved.
【００６０】また、マザー基板に搭載された低発熱性素
子は、サブ基板に搭載された発熱性素子を駆動させる波
形生成回路とプリドライバー回路と、を構成するので、
各々の回路搭載の電子部品が近接して配置され、導体パ
ターンの配線インダクタンスに起因する発生サージ電圧
を最小限に抑制したり、外来ノイズに対して影響を受け
にくくする。これにより、プリドライバー回路、あるい
は波形生成回路等の誤動作による電力用トランジスタの
動作防止や、装置からの発生ノイズレベルを抑制するこ
とが可能となり、電子装置および搭載機器の信頼性の向
上が図れる。また、高圧配線の引き回しを最小限にする
ことが可能となり、基板の小型化、装置の小型化が図
れ、低コスト化が可能となる。Further, the low heat generating element mounted on the mother board constitutes a waveform generating circuit for driving the heat generating element mounted on the sub-board and a pre-driver circuit.
The electronic components mounted on each circuit are arranged close to each other to minimize the surge voltage generated due to the wiring inductance of the conductor pattern and to make it less susceptible to external noise. This makes it possible to prevent the operation of the power transistor due to a malfunction of the pre-driver circuit or the waveform generation circuit and to suppress the level of noise generated from the device, thereby improving the reliability of the electronic device and the mounted device. Further, the routing of the high voltage wiring can be minimized, the size of the substrate and the device can be reduced, and the cost can be reduced.
【００６１】また、マザー基板上の電力用端子に接続さ
れるとともに、受動素子にて構成され、前記電力用端子
の電圧を検出する電圧検出回路を備えたので、外部の制
御基板とを接続するリード部材の低減が可能となる。さ
らに、電子装置に接続される基板上の端子台等が不要と
なり、基板の小型化も可能となる。Further, a voltage detecting circuit which is connected to the power terminal on the mother board and is constituted by a passive element and detects the voltage of the power terminal is provided, so that it is connected to an external control board. The number of lead members can be reduced. Further, a terminal block or the like on the substrate connected to the electronic device is not required, and the size of the substrate can be reduced.
【００６２】また、電動機のロータ位置を検出するロー
タ位置検出回路を備えたので、インバータ回路出力であ
る樹脂回路基板上の電力端子と電動機とを直接接続する
ことが可能となり、外部の制御基板とを接続するリード
部材の低減が可能となる。さらに、電子装置に接続され
る基板上の端子台等が不要となり、基板の小型化も可能
となる。Further, since the rotor position detecting circuit for detecting the rotor position of the motor is provided, it is possible to directly connect the power terminal on the resin circuit board, which is the output of the inverter circuit, to the motor, and to connect an external control board to the motor. Can be reduced. Further, a terminal block or the like on the substrate connected to the electronic device is not required, and the size of the substrate can be reduced.
【００６３】また、サブ基板に搭載された発熱性素子
は、交流電源からの交流電力を直流に変換する整流回路
と、前記直流を交流に変換するインバータ回路と、を構
成する電力半導体素子であるので、各々の回路搭載の電
子部品が近接して配置され、これらの回路の基準電位で
あるグランドを平滑コンデンサ負側の近傍に配置してい
るので、インバータ回路、トランジスタ等急峻に変化す
る電流の流れる経路を短縮して配線インダクタンスを低
減することで、導体パターンの配線インダクタンスに起
因する発生サージ電圧を最小限に抑制できる。これによ
り装置からの発生ノイズレベルを抑制することが可能と
なり、電子装置および搭載機器の信頼性の向上が図れ
る。また、高圧配線の引き回しを最小限にすることが可
能となり、基板の小型化、装置の小型化が図れ、低コス
ト化が可能となる。The heat-generating element mounted on the sub-board is a power semiconductor element constituting a rectifier circuit for converting AC power from an AC power supply to DC and an inverter circuit for converting the DC to AC. Therefore, the electronic components mounted on each circuit are arranged close to each other, and the ground, which is the reference potential of these circuits, is arranged near the negative side of the smoothing capacitor. By reducing the wiring inductance by shortening the flowing path, it is possible to minimize the surge voltage generated due to the wiring inductance of the conductor pattern. As a result, the level of noise generated from the device can be suppressed, and the reliability of the electronic device and the mounted device can be improved. Further, the routing of the high voltage wiring can be minimized, the size of the substrate and the device can be reduced, and the cost can be reduced.
【００６４】また、マザー基板に低発熱性素子と入出力
端子を装着し、フロー半田付けを行うステップと、サブ
基板に半田を塗布した後に、前記半田上に発熱性素子を
装着しリフロー半田付けを行うステップと、前記マザー
基板と前記サブ基板を樹脂ケースに装着し、前記サブ基
板上の発熱性素子と回路間、前記マザー基板と前記サブ
基板上の回路間を電気的に接続し、樹脂封止するステッ
プと、を備えたので、入出力端子を樹脂回路基板上に他
の電子部品と同時に半田付けし、金属回路基板と樹脂回
路基板間をアルミニウムワイヤ等の安価なワイヤボンデ
ィングによる接続することによって、従来の電力および
信号端子の樹脂ケースへのインサート成型の廃止、ある
いは、樹脂回路基板上への入出力端子の後づけによる半
田工程の廃止が可能となる。その結果、安価な部品にて
基板間の接続が可能で、電力端子の実装が容易になるた
め材料費、製造費の低減を図ることができる。The step of mounting the low heat generating element and the input / output terminals on the mother board and performing the flow soldering, and the step of applying the solder on the sub-board and mounting the heat generating element on the solder and performing the reflow soldering Performing the steps of: mounting the mother board and the sub-board in a resin case, electrically connecting the heat-generating elements on the sub-board and the circuit, and electrically connecting the mother board and the circuit on the sub-board, Sealing, so that the input / output terminals are soldered on the resin circuit board simultaneously with other electronic components, and the metal circuit board and the resin circuit board are connected by inexpensive wire bonding such as aluminum wire. As a result, it is possible to eliminate the conventional insert molding of power and signal terminals into the resin case, or to eliminate the soldering process by attaching input / output terminals on the resin circuit board To become. As a result, it is possible to connect the boards with inexpensive components, and it becomes easy to mount the power terminals, so that material costs and manufacturing costs can be reduced.
【００６５】また、前記マザー基板と前記サブ基板の樹
脂ケースへの装着は、マザー基板、サブ基板を各々同一
方向から、樹脂ケース内に挿入し、嵌合にて固定するの
で、組立を容易にすることができる。In addition, the mounting of the mother board and the sub-board in the resin case is performed by inserting the mother board and the sub-board into the resin case from the same direction and fixing them by fitting. can do.
【図１】 この発明による実施の形態による電子装置を
示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an electronic device according to an embodiment of the present invention.
【図２】 図１に示す電子装置の回路ブロック図であ
る。FIG. 2 is a circuit block diagram of the electronic device shown in FIG.
【図３】 図２に示す電子装置の高圧回路部の回路図で
ある。3 is a circuit diagram of a high-voltage circuit unit of the electronic device shown in FIG.
【図４】 電子装置の製造手順を示すフローチャートで
ある。FIG. 4 is a flowchart illustrating a manufacturing procedure of the electronic device.
【図５】 この発明による実施の形態による他の電子装
置を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing another electronic device according to the embodiment of the present invention.
【図６】 冷蔵庫の側面側より見た断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the refrigerator as viewed from the side.
【図７】 従来の電子装置を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a conventional electronic device.
【図８】 樹脂ケースに金属回路基板を実装した従来の
電子装置の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a conventional electronic device in which a metal circuit board is mounted on a resin case.
【図９】 樹脂ケースに金属回路基板を実装した従来の
電子装置の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional electronic device in which a metal circuit board is mounted on a resin case.
１ 金属回路基板、７ 発熱性素子、８ ボンディング
ワイヤ、９ 樹脂回路基板、１１ 低発熱性素子、１２
電力用端子、１４ 放熱フィン、１５ 充填材、１６
樹脂ケース、１８ 全波整流回路、２４ インバータ
回路、２６ 波形生成回路、２７ プリドライバー回
路、２８ ロータ位置検出回路、２９ 母線電圧検出回
路。REFERENCE SIGNS LIST 1 metal circuit board, 7 heat generating element, 8 bonding wire, 9 resin circuit board, 11 low heat generating element, 12
Power terminal, 14 Radiation fin, 15 Filler, 16
Resin case, 18 full-wave rectifier circuit, 24 inverter circuit, 26 waveform generation circuit, 27 pre-driver circuit, 28 rotor position detection circuit, 29 bus voltage detection circuit.
Claims (10)
ブ基板と、 樹脂回路基板に、低発熱性素子及び信号または電力の入
出力を行う入出力端子を搭載したマザー基板と、 上記マザー基板および上記サブ基板間を電気的に接続す
る接続手段と、 上記サブ基板と上記マザー基板を収納する樹脂ケース
と、を備えたことを特徴とする電子装置。1. A sub-board on which a heat generating element is mounted on a metal circuit board; a mother board on which a low heat generating element and input / output terminals for inputting / outputting signals or power are mounted on a resin circuit board; An electronic device, comprising: a connecting means for electrically connecting the sub-boards; and a resin case for housing the sub-boards and the mother board.
とを特徴とする請求項１の電子装置。2. The electronic device according to claim 1, wherein the mother board and the sub-board are resin-sealed.
出力を行う信号用端子と電力の入出力を行う電力用端子
からなることを特徴とする請求項１記載の電子装置。3. The electronic device according to claim 1, wherein the input / output terminals on the mother board include a signal terminal for inputting / outputting a signal and a power terminal for inputting / outputting power.
ケース内に配設し、高さの低い放熱フィンを前記サブ基
板の下部に固着させたことを特徴とする請求項１乃至請
求項３のいずれかに記載の電子装置。4. A substrate according to claim 1, wherein said mother substrate and said sub-substrate are disposed in a substantially planar shape in a resin case, and said heat-radiating fin having a low height is fixed to a lower portion of said sub-substrate. 4. The electronic device according to any one of 3.
は、サブ基板に搭載された発熱性素子を駆動させる波形
生成回路とプリドライバー回路と、を構成することを特
徴とする請求項１乃至請求項４記載のいずれかの電子装
置。5. The low heat generating element mounted on the mother board constitutes a waveform generating circuit for driving the heat generating element mounted on the sub-board and a pre-driver circuit. The electronic device according to claim 4.
とともに、受動素子にて構成され、前記電力用端子の電
圧を検出する電圧検出回路を備えたことを特徴とする請
求項５記載のインバータ制御用の電子装置。6. The power supply terminal according to claim 5, further comprising a voltage detecting circuit connected to the power terminal on the mother board, configured by a passive element, and detecting a voltage of the power terminal. Electronic device for inverter control.
置検出回路を備えたことを特徴とする請求項５記載のイ
ンバータ制御用の電子装置。7. The electronic device for inverter control according to claim 5, further comprising a rotor position detection circuit for detecting a rotor position of the electric motor.
流電源からの交流電力を直流に変換する整流回路と、前
記直流を交流に変換するインバータ回路と、を構成する
電力半導体素子であることを特徴とする請求項１乃至請
求項４記載のインバータ制御用の電子装置。8. The heat-generating element mounted on the sub-board is a power semiconductor element constituting a rectifier circuit for converting AC power from an AC power supply to DC and an inverter circuit for converting the DC to AC. The electronic device for controlling an inverter according to claim 1, wherein:
を装着し、フロー半田付けを行うステップと、 サブ基板に半田を塗布した後に、前記半田上に発熱性素
子を装着しリフロー半田付けを行うステップと、 前記マザー基板と前記サブ基板を樹脂ケースに装着し、
前記サブ基板上の発熱性素子と回路間、前記マザー基板
と前記サブ基板上の回路間を電気的に接続し、樹脂封止
するステップと、を備えたことを特徴とする電子装置の
製造方法。9. A step of mounting a low heat generating element and an input / output terminal on a mother board and performing flow soldering, and after applying solder to the sub-board, mounting the heat generating element on the solder and performing reflow soldering. Performing the steps of: mounting the mother board and the sub-board in a resin case;
Electrically connecting between the heat-generating element on the sub-substrate and the circuit and between the mother substrate and the circuit on the sub-substrate and sealing with resin. .
の装着は、マザー基板、サブ基板を各々同一方向から、
樹脂ケース内に挿入し、嵌合にて固定する請求項９記載
の電子装置の製造方法。10. The mounting of the mother board and the sub-board on the resin case is performed by mounting the mother board and the sub-board from the same direction.
The method for manufacturing an electronic device according to claim 9, wherein the electronic device is inserted into a resin case and fixed by fitting.
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