JP2008198921A - モジュール部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性に優れた小型の回路モジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】第一の金属基板１、熱伝導性樹脂３およびリードフレーム２よりなる第一の放熱基板と、この第一の放熱基板の上に実装する発熱部品４と、第二の金属基板５、樹脂７および回路パターン６からなる第二の放熱基板と、この第二の放熱基板の上に実装する制御回路８とからなる回路モジュールであって、前記発熱部品４の一面と第二の金属基板５の一面を面接触させ、且つリードフレーム２を介して第一の放熱基板と第二の放熱基板とを固定した構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は放熱性に優れた回路モジュール及びその製造方法に関するものである。

従来、放熱性に配慮した回路モジュールの一例として、底面側が熱伝導性に優れた放熱部材からなるとともに、表面側に電子部品が実装された第１の基板と、第２の基板と、第２の基板を覆うように設けられたケースと、ケースを第１の基板に装着した際に端子がケースから突出するようにケースの端子と対向する位置に設けられた端子ガイド部と、ケースを第２の基板に装着した際にできる空間に充填される熱拡散性の高い、シリコン、ウレタンのいずれかの充填樹脂を備え、ケースと第１の基板との隙間を接着性を有するシリコン、エポキシ、アクリルのいずれかのケース取り付け用シーリング材で埋めるとともに、端子ガイド部と第２の基板と端子との間を樹脂漏れ防止用シーリング材で埋めることにより、ケースを第２の基板に装着した際にできる空間を密閉することにより、モジュール部品内に充填樹脂を漏れることなく充填することが可能となり、充填樹脂で電子部品の温度を平均化し、電子部品の温度上昇を低く抑えた構成としている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２５４３９７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ケース内において密閉構造となり、全ての回路がほぼ同じ温度となり、より大電流に対応できるためには更に優れた熱伝導性を有する充填樹脂が不可欠であるとともに、生産性、膨張係数の観点からモジュールの形状に制約がある。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、放熱性に優れた小型の回路モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明は、金属基板、熱伝導性樹脂およびリードフレームよりなる第一の放熱基板と、この第一の放熱基板の上に実装する発熱部品と、金属基板、樹脂および回路パターンからなる第二の放熱基板と、この第二の放熱基板の上に実装する制御回路とからなる回路モジュールであって、前記発熱部品の一面と第二の金属基板の一面が面接触するように第一の放熱基板と第二の放熱基板を前記リードフレームを介して固着した構成とするものである。

本発明の回路モジュール及びその製造方法は、放熱性に優れた小型の回路モジュール及びその製造方法を提供することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における回路モジュール及びその製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態１における回路モジュールの断面図であり、図２はその分解斜視図である。

図１及び図２において、１は熱伝導性に優れた第一の金属基板であり、例えばアルミニウム板、銅板または鉄板などが入手性と熱伝導特性の観点から好ましい。

このアルミニウム板および銅板は熱伝導性の観点から好ましく、特に鉄板は熱伝導性は若干劣るが、電磁遮蔽効果を有する放熱基板とすることができる。

そして、２は銅などの熱伝導性に優れたリードフレームであり、このリードフレーム２は所定の厚みとすることによって大電流に対応できることと、熱伝導性に優れた特性を有し、所定の形状に加工することに容易に対応することができる。

また、３は熱伝導性に優れた絶縁性を有する無機フィラーとエポキシ樹脂などの複合材料からなる熱伝導性樹脂であり、この熱伝導性樹脂３はエポキシ樹脂、フェノール樹脂またはシリコン樹脂から選択される少なくとも一種類以上の樹脂と、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、窒化珪素及び窒化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも一種類以上の無機フィラーとから構成することによって熱伝導性と絶縁性に優れた特性を有する熱伝導性樹脂３とすることができる。また、この熱伝導性樹脂３を介して第一の金属基板１とリードフレーム２を一体となるように接合するとともに、リードフレーム２は熱伝導性樹脂３に埋設することによって、より熱伝導性を高めるという効果を発揮することができる。

さらに、このリードフレーム２の表出面と熱伝導性樹脂３の表面とを同一平面とすることによって、表面実装部品などの実装性に優れた放熱基板を実現することができる。

そして、本実施の形態１における回路モジュールでは、熱伝導性樹脂３から引き剥がしたリードフレーム２を、前記熱伝導性樹脂３から略９０度折り曲げ、略平行に複数本並べ、この略９０度折り曲げたリードフレーム２を介して第一の放熱基板と第二の放熱基板とを一体化した構成としている。これによって、容易に一体化できるとともに熱伝導性を高めた回路モジュールを実現することができる。このリードフレーム２によって第一の放熱基板の上に構成した電気回路と第二の放熱基板の上に構成した電気回路とを電気的に接続するとともに、少なくとも一部のリードフレーム２を第二の金属基板５へ接合することによって効率良く放熱させることができる。

また、この第一の放熱基板の熱伝導性樹脂３に埋設したリードフレーム２の一部を端子電極とし、この端子電極の上にパワートランジスタやパワーＦＥＴ等の大電流対応の半導体素子である発熱部品４を実装している。そして、前記リードフレーム２の端部の一部を、前記埋設した熱伝導性樹脂３から引き剥がし、略９０度に折り立てている。

また、このリードフレーム２を銅を主成分としたリードフレームとすることによって、はんだ付け性と熱伝導性と加工性に優れたリードフレーム２を実現することができる。

なお、リードフレーム２をアルミニウムとすることも可能であり、この場合には、めっきなどの表面処理によってはんだ付け性を有するようにすることによって前記と同様の効果を発揮することができ、より軽量化された回路モジュールを実現することができる。

次に、第二の放熱基板の構成について説明する。第二の放熱基板は第二の金属基板５と銅箔などをエッチングによってパターン化した回路パターン６を樹脂７を介して接合したものである。この樹脂７にはエポキシ樹脂、フェノール樹脂またはシリコン樹脂から選択される少なくとも一種類以上の樹脂を含む絶縁性樹脂を用いることが好ましい。

なお、前記回路パターン６の形成は銅箔と第二の金属基板５を樹脂７で接合した後、エッチングをすることによって形成することも可能であり、さらに薄膜プロセス、印刷プロセスを用いて回路パターン６を形成することも可能である。

そして、この樹脂７は制御回路８への熱の影響を抑制したい場合には熱伝導率の低い樹脂を用いることが好ましい。一方、反対に制御回路８にも発熱部品４を実装する必要があるときには、樹脂７を熱伝導性に優れた無機フィラーを含むコンポジット樹脂として用いることも可能である。

そして、この第二の放熱基板の上には発熱部品４であるパワートランジスタまたはパワーＦＥＴ等の大電流対応の半導体素子を制御するための制御回路８を構成するように実装している。制御回路８は制御用ＩＣ９及び抵抗、コンデンサなどの受動部品１０などで構成しており、この制御回路８は比較的発熱の少ない回路構成としている。そして、この第二の放熱基板にはリードフレーム２を貫通させるための開口部１１を所定の位置に形成している。そして、この開口部１１の中へ、折り立てたリードフレーム２を挿入し、このリードフレーム２と第二の放熱基板とを接合することによって固着接合する。

そして、接地端子となる少なくとも一本のリードフレーム２をグラウンドとして第二の金属基板５に導通させることによって同電位とすることができるとともに、他のリードフレーム２は第二の放熱基板に設けた回路パターン６のそれぞれの接続端子に接続することによって第一の放熱基板と第二の放熱基板の上に実装した表面実装部品を接続することによって回路モジュールとすることができる。

ここで、重要なことは発熱部品４の一面と第二の金属基板５の表面を面接触させるように調整しながら前記リードフレーム２と第二の放熱基板とを接合することである。これによって、発熱部品４から発生した熱はリードフレーム２を介した後、熱伝導性樹脂３へと熱拡散し、その後第一の金属基板１へと放熱される。さらに、発熱部品４と面接触させている第二の金属基板５へも熱伝導させることによって発熱部品４の放熱性を高めることができる。

なお、面接触させる方法としてはバネ性を利用して直接発熱部品４の一面と第二の金属基板５の一面を圧接させることが好ましい。そして、面接触が不十分の場合には熱伝導性樹脂３を用いて接合させても良い。

しかしながら、発熱部品４の高さが同じであれば全ての発熱部品４を第二の金属基板５の一面に面接触させることができるが、高さの異なる発熱部品４を実装しなければならないときには、隙間に第二の金属基板５と同じ材質からなるスペーサを挿入することによって第二の金属基板５へ熱伝導させることができる。

さらに、少し熱伝導性は低下するが、発熱部品４と第二の金属基板５の隙間に熱伝導性樹脂３を充填し、この熱伝導性樹脂３を介して第二の金属基板５へ熱伝導させることも可能である。

また、第一の金属基板１を銅またはアルミニウムのいずれか一つとし、第二の金属基板５を鉄とした回路モジュールとすることによって、放熱性と電磁遮蔽性に効果を発揮する回路モジュールを実現することができる。

そして、第一の金属基板１、あるいは第二の金属基板５に放熱性を高めるためのヒートシンクを取り付けても良い。

なお、回路と接続していないリードフレーム２を第一の放熱基板に形成しておき、この回路と接続していないリードフレーム２を第二の金属基板５に直接接合することによって発熱部品４から放熱された熱を効率良く第二の金属基板５へ放熱させることができる。そして、このリードフレーム２と第二の金属基板５との接合ははんだ付け、ろう付けあるいは導電性接着材にて接合することができる。

また、リードフレーム２ａは第二の金属基板５とは電気的に絶縁状態とし、樹脂７と接着材１３にて接合することによって独立した電極として利用することができる。このとき、開口部１１をリードフレーム２ａの外形よりも大きな形状に開口しておき、リードフレーム２ａを開口部１１へ挿入した後、隙間に絶縁性の接合剤を塗布して固着することで接合することができる。これによって回路モジュールの強度を高めることと放熱性を高めることに効果的である。

また、この樹脂７の上に形成した回路パタ−ン６とリードフレーム２ａをはんだ１２あるいは導電性を有する接着材１３で接合することによって、第一の放熱基板と第二の放熱基板の上に形成したそれぞれの回路パターンを接続することも可能である。

以上説明してきたような回路モジュールの構成とすることによって、制御回路８と発熱部品４とを最短で接続することができるとともに、放熱性に優れた回路モジュールを実現することができる。

次に、本実施の形態１における回路モジュールの製造方法について説明する。まず始めに、第一の工程である回路モジュールに用いる第一の放熱基板の製造方法の一例について説明する。リードフレーム２は、銅板等を配線形状にプレス等で加工したものである。

そして、第一の金属基板１の上にシート状の未硬化の熱伝導性樹脂３を配置し、その熱伝導性樹脂３の上にリードフレーム２をセットする。その後、この積層体を所定の金型の中で成型することによって、熱伝導性樹脂３の中にリードフレーム２の一面を表出させるように埋設して一体化成型することができる。

その後、この状態で加熱炉に入れて熱伝導性樹脂３を熱硬化させることによって第一の放熱基板を作製することができる。

次に、第二の工程として、前記第一の放熱基板の上にパワー半導体デバイスあるいはＦＥＴデバイスである発熱部品４を半田などを用いて表面実装（発熱部品４の端子電極や半田付け部分は図示していない）し、その後リードフレーム２をほぼ直角に折り曲げる。

ここで、熱伝導性樹脂３とは後述する熱伝導性材料をシート状に予備成形したものであり、前記第一の放熱基板を作製するときには離型性を有するフィルムなどを用いることにより、成型機あるいは金型などの表面に熱伝導性樹脂３が汚れとして付着しないようにすることができる。

また、フィルムをプレスまたは金型と、リードフレーム２との間の緩衝材（あるいは、パッキング、あるいはシール材）とすることで、リードフレーム２の表面への熱伝導性樹脂３の回り込みを防止したり、プレス圧力を高めることができる。その結果、複数本からなるリードフレーム２の隅々まで熱伝導性樹脂３を確実に回り込ませることができる。

ここで、シート状の熱伝導性樹脂３としては、熱硬化性樹脂とフィラーとからなる伝熱性のコンポジット材料を用いることができる。例えば無機フィラー７０重量％以上９５重量％以下と、熱硬化性樹脂５重量％以上３０重量％以下から部材が望ましい。ここで無機フィラーは略球形状で、その直径は０．１〜１００μｍ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場合、また１００μｍを超えると熱伝導性樹脂３の厚みが厚くなり熱拡散性に影響を与える）。そのため熱伝導性樹脂３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７０〜９５重量％と高濃度に充填している。特に、本実施の形態１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、熱伝導性樹脂３の熱伝導率は５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度となる。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もよい。

なお、無機フィラーを用いると、放熱性を高められるが、特に酸化マグネシウムを用いると線熱膨張係数を大きくできる。また酸化ケイ素を用いると誘電率を小さくでき、窒化ホウ素を用いると線熱膨張係数を小さくできる。こうして熱伝導性樹脂３としての熱伝導率が１〜２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）のものを形成することができる。なお熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満の場合、熱伝導基板の放熱性に影響を与える。また熱伝導率を２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）より高くしようとした場合、フィラー量を増やす必要があり、プレス時の加工性に影響を与える場合がある。

また、熱伝導性樹脂３の厚みは、薄く設計すれば、リードフレーム２の熱を第一の金属基板１に伝えやすいが、逆に絶縁耐圧が問題となる。また熱伝導性樹脂３の厚みが厚すぎると、熱抵抗がより大きくなるので、絶縁耐圧と熱抵抗を考慮して最適な厚さである５０〜１０００μｍが好ましい。

次に、第三の工程である第二の放熱基板の作製方法について説明する。この第二の放熱基板の作製方法も前記第一の放熱基板の作製方法とほぼ同様にして作製することができる。すなわち、銅板などの第二の金属基板５を準備し、シート状に加工した未硬化のエポキシ樹脂などを重ねて積層し、その上に銅箔などをエッチングして作製した回路パターン６を積層して金型を用いて成型しながら熱硬化させる。その後、回路パターン６に形成した電極端子部に制御回路８を構成する制御用ＩＣ９および受動部品１０などを表面実装することによって制御回路８を形成した第二の放熱基板を作製することができる。

次に、第四の工程について説明する。前記第二の放熱基板の所定の位置にリードフレーム２を貫通させるための開口部１１を穴開け加工機によって形成する。その後、この開口部１１に対応したリードフレーム２を挿入しながら第一の放熱基板に実装した発熱部品４の一面と第二の金属基板５の一面とが面接触するように第二の放熱基板とリードフレーム２を接合固着することによって回路モジュールを作製することができる。この開口部１１を設けることによって、第二の放熱基板の任意の位置にリードフレーム２を固着させることができる。

なお、この開口部１１は第二の放熱基板の任意の位置に配置することができ、機械的強度、回路接続または熱伝導特性の観点から最適な位置に配置して接合することができる。

また、第二の放熱基板の周縁部に凹部を形成しておき、この凹部にリードフレーム２を固着することによっても同様の効果を発揮することができる。

このような回路モジュールとすることで、放熱性に優れた小型の回路モジュールを容易に作製することができる。さらに、第一の放熱基板の上に実装した発熱部品４と第二の放熱基板の上に実装した制御回路８を最短で電気接続することができることから、回路モジュールの耐ノイズ特性を高めることができ、その消費電力を抑えられる。

また、第一の金属基板１は、熱伝導の良いアルミニウム、銅またはそれらを主成分とする合金からできていることが好ましく、本実施の形態１では、第一の金属基板１の厚みを１ｍｍ（望ましくは０．１〜５０ｍｍの厚み）としているが、その厚みは製品仕様に応じて設計できる（なお第一の金属基板１の厚みが０．１ｍｍ以下の場合、放熱性や強度的に不足する可能性がある。また第一の金属基板１の厚みが５０ｍｍを超えると、重量面で不利になる）。

なお、リードフレーム２の一部を熱伝導性樹脂３から引き剥がし、必要に応じて略９０度折り曲げた（あるいは折り立てた）ものとすることで第一の放熱基板における配線と、発熱部品４に発生した熱をリードレーム２から直接、空気中へ放熱することができるとともに、このリードレーム２を中央部（特に発熱部品４の近傍）に形成することで、放熱効果をより高められる。

また、リードフレーム２は、銅や銅合金を主体とした金属板を所定形状に打抜き加工したものを用いることができる。これは、銅が熱伝導性と導電率が共に優れているためである。これに用いる銅板としては、例えば厚み０．５０〜２．０ｍｍのタフピッチ銅や無酸素銅等を用いることが望ましい。タフピッチ銅は、例えばＣｕ９９．９０ｗｔ％以上、無酸素銅は、例えばＣｕ９９．９６ｗｔ％以上が望ましい。銅の純度が、これら数字未満の場合、不純物（例えば酸素の影響によるＣｕ_２Ｏの含有量が大きくなるので）の影響によって、加工性のみならず熱伝導性や電気伝導性に影響を受ける場合がある。こうした部材は安価であり、量産性に優れている。

なお、リードフレーム２のパターニング方法としては、エッチングでも良いが、プレスあるいは金型による打ち抜きによる加工がパターンの同一性、量産性の面から適している。

また、リードフレーム２として、各種銅合金を選ぶこともできる。例えばリードフレーム２の加工性、あるいは熱伝導性を高めるためには、銅素材に銅以外の少なくともＳｎ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｐ、Ｆｅ等の群から選択される少なくとも１種類以上の材料とからなる合金を使うことも可能である。例えばＣｕを主体として、ここにＳｎを加えた銅合金材料を用いることができる。銅合金材料の場合、例えばＳｎを０．１〜０．１５重量％を添加することで、その軟化温度を４００℃まで高められる。比較のため、銅（Ｃｕ＞９９．９６重量％）を用いてリードフレーム２を作製したとき、導電率は低いが、でき上がった第一の放熱基板において、歪が発生する場合があった。そこで詳細に調べたところ、その材料の軟化点が２００℃程度と低いため、後の部品実装時（半田付け時）に変形する可能性があることが予想された。

一方、銅合金材料を用いた場合、実装された各種部品の発熱の影響は特に受けなかった。また半田付け性やダイボンド性にも影響が無かった。そこでこの材料の軟化点を測定したところ、４００℃であることが判った。このように、銅を主体として、いくつかの元素を添加することが望ましい。銅に添加する元素として、Ｚｒの場合；０．０１５〜０．１５重量％の範囲が望ましい。添加量が０．０１５重量％未満の場合、軟化温度の上昇効果が少ない場合がある。また添加量が０．１５重量％より多いと電気特性に影響を与える場合がある。また、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｐ等を添加することでも軟化温度を高くできる。この場合、Ｎｉ；０．１〜５重量％、Ｓｉ；０．０１〜２重量％、Ｚｎ；０．１〜５重量％、Ｐ；０．００５〜０．１重量％が望ましい。そしてこれらの元素は、この範囲で単独、もしくは複数を添加することで、銅素材の軟化点を高くできる。なお添加量がここで記載した割合より少ない場合、軟化点上昇効果が低い場合がある。またここで記載した割合より多い場合、導電率への影響の可能性がある。同様に、Ｆｅの場合；０．１〜５重量％、Ｃｒの場合；０．０５〜１重量％が望ましい。これらの元素の場合も前述の元素と同様である。

なお、リードフレーム２に使う銅材料の引張り強度は、６００Ｎ／平方ｍｍ以下が望ましい。引張り強度が６００Ｎ／平方ｍｍを超える材料の場合、これらリードフレーム２の加工性に影響を与える場合がある。一方、引張り強度が６００Ｎ／平方ｍｍ以下（更にこれらリードフレーム２に微細で複雑な加工が必要な場合、望ましくは４００Ｎ／平方ｍｍ以下）とすることでスプリングバック（必要な角度まで曲げても圧力を除くと反力によってはねかえってしまうこと）の発生を抑えられ、形成精度を高められる。このように、これらリードフレーム２の材料としては、Ｃｕを主体とすることで導電率を下げられ、更に柔らかくすることで加工性を高められ、更にこれらリードフレーム２による放熱効果も高められる。

なお、これらリードフレーム２に使う銅合金の引張り強度は、１０Ｎ／平方ｍｍ以上が望ましい。これは一般的な鉛フリー半田の引張り強度（３０〜７０Ｎ／平方ｍｍ程度）に対して、これらリードフレーム２に用いる銅合金はそれ以上の強度が必要なためである。これらリードフレーム２に用いる銅合金の引張り強度が、１０Ｎ／平方ｍｍ未満の場合、これらリードフレーム２の上に電子部品２２を半田付け実装する場合、半田部分ではなくてこれらリードフレーム２の部分で凝集破壊する可能性がある。

また、リードフレーム２の発熱部品１１等の実装面に、予め半田付け性を改善するように半田層や錫層を形成しておくことも有用である。

また、第一の金属基板１および第二の金属基板５としては、熱伝導の良いアルミニウム、銅またはそれらを主成分とする合金からできている。特に本実施の形態１では、厚みを１ｍｍ（望ましくは０．１〜５．０ｍｍの厚み）としているが、その厚みは製品仕様に応じて設計できる（なお第一の金属基板１および第二の金属基板５の厚みが０．１ｍｍ以下の場合、放熱性や強度的に不足する可能性がある。また５ｍｍを超えると、重量面で不利になる）。第一の金属基板１としては、単なる板状のものだけでなく、より放熱性を高めるため、熱伝導性樹脂３を積層した面とは反対側の面に、表面積を広げるためにフィン部（あるいは凹凸部）を形成しても良い。

また、リードフレーム２の折り曲げ角度は、略垂直（望ましくは垂直±２０度以下、望ましくは±１０度以下、更には±５％以下）が望ましい。垂直±２０度を超えた場合、挿入性に悪影響を与える。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における回路モジュールについて、図面を参照しながら説明する。

図３は本発明の実施の形態２における回路モジュールの断面図であり、図４は回路モジュールからのリードフレーム２の先端が回路基板に実装される様子を説明するための断面図である。

図３において、本実施の形態２における回路モジュールの基本的な構成は実施の形態１における回路モジュールとほぼ同様であり、同様の番号を付与するとともに、その説明は省略する。実施の形態２における回路モジュールが実施の形態１と大きく異なっている点は、第一の放熱基板と第二の放熱基板との間に熱伝導性を有する充填樹脂１５を充填していることである。

これによって、発熱部品４の発熱によるホットスポットを低減し、充填樹脂１５によって熱伝導性をさらに高めた回路モジュールを実現することができる。

このような構成とすることによって、高さの異なる発熱部品４を実装する必要がある場合においても、熱伝導性を高め、均熱性を高めた回路モジュールを実現することができる。

また、図４に示すように、リードフレーム２の先端部分に切り欠き２０を設け、この切り欠き２０によって平行部２１を設けている。

このように、リードフレーム２の先端部に切り欠き２０を設けることによって、例えばリードフレーム２に対応するように回路基板２２に設けられた貫通孔２３はリードフレーム２の根元部分の大きさよりも小さい径に設計している。

これにより、回路基板２２にリードフレーム２が差し込まれた際には、リードフレーム２の平行部２１が回路基板２２を支持する状態となる。

このような構成とすることによって、効率良く高い寸法精度を維持しながら回路モジュールを回路基板２２へ実装することができる。

そして、熱設計の観点から回路基板２２と回路モジュールとの距離を決定し、所定の長さにリードフレーム２の長さを加工することができることから、熱設計の自由度の高い回路モジュールを実現することができる。

以上のように、本発明にかかる回路モジュール及びその製造方法は、放熱性に優れた小型の回路モジュール及びその製造方法を実現することができ、電源モジュールなどの発熱を伴う電子回路モジュール用途に有用できる。

本発明の実施の形態１における回路モジュールの断面図 同分解斜視図 本発明の実施の形態２における回路モジュールの断面図 同リードフレームの接続部分の断面図

符号の説明

１ 第一の金属基板
２，２ａ リードフレーム
３ 熱伝導性樹脂
４ 発熱部品（パワー部品）
５ 第二の金属基板
６ 回路パターン
７ 樹脂
８ 制御回路
９ 制御用ＩＣ
１０ 受動部品
１１ 開口部
１２ はんだ
１３ 接着材
１５ 充填樹脂
２０ 切り欠き
２１ 平行部
２２ 回路基板
２３ 貫通孔

Claims (14)

1. 第一の金属基板、熱伝導性樹脂およびリードフレームよりなる第一の放熱基板と、この第一の放熱基板の上に実装する発熱部品と、第二の金属基板、樹脂および回路パターンからなる第二の放熱基板と、この第二の放熱基板の上に実装する制御回路とからなる回路モジュールであって、前記発熱部品の一面と第二の金属基板の一面が面接触するように第一の放熱基板と第二の放熱基板を前記リードフレームを介して固着した回路モジュール。
2. 熱伝導性樹脂を、エポキシ樹脂、フェノール樹脂またはシリコン樹脂から選択される少なくとも一種類以上の樹脂と、
   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、窒化珪素及び窒化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも一種類以上の無機フィラーとからなる熱伝導性樹脂とした請求項１に記載の回路モジュール。
3. リードフレームを、熱伝導性樹脂から略９０度折り曲げ、略平行に複数本並べ、この略９０度折り曲げたリードフレームを介して第一の放熱基板と第二の放熱基板とを一体化した請求項１に記載の回路モジュール。
4. リードフレームを、銅を主成分としたリードフレームとした請求項１に記載の回路モジュール。
5. 第一の金属基板および第二の金属基板を、アルミニウム、銅または鉄から選ばれた一つを主成分として含む金属基板とした請求項１に記載の回路モジュール。
6. 第一の金属基板の主成分を銅またはアルミニウムのいずれか一つとし、第二の金属基板の主成分を鉄とした請求項５に記載の回路モジュール。
7. 少なくとも一つのリードフレームを、第二の金属基板に電気的に接続した請求項１に記載の回路モジュ−ル。
8. 少なくとも一つのリードフレームを、回路パターンに電気的に接続した請求項１に記載の回路モジュ−ル。
9. 樹脂を、エポキシ樹脂、フェノール樹脂またはシリコン樹脂から選択される少なくとも一種類以上の樹脂を主成分とした請求項１に記載の回路モジュ−ル。
10. 第一の放熱基板と第二の放熱基板の間の空間を熱伝導性樹脂で充填した請求項１に記載の回路モジュ−ル。
11. 第二の放熱基板の一部にリードフレームを固定するための開口部を有した請求項１に記載の回路モジュ−ル。
12. 第二の放熱基板の周縁部にリードフレームを固定するための凹部を有した請求項１に記載の回路モジュ−ル。
13. 複数のリードフレームの先端の一部を切り欠き、実装する回路基板と略平行部分を設け、回路基板と略平行部分で支持できる請求項１に記載の回路モジュール。
14. 第一の金属板と、熱伝導性樹脂と、リードフレームを積層し、前記熱伝導性樹脂を硬化させて第一の放熱基板を作製する第一の工程と、
    前記第一の放熱基板のリードフレームの上に発熱部品を実装した後、前記リードフレームの一部を略垂直に折り曲げる第二の工程と、
    第二の金属板と、樹脂と、回路パターンを一体化させて第二の放熱基板を作製し、その後回路パターンの上に部品を実装して制御回路を構成する第三の工程と、
    第二の放熱基板の一部に開口部を形成した後、前記略垂直に折り曲げたリードフレームを前記開口部に挿入し、第一の放熱基板に実装した発熱部品の一面と第二の金属基板の一面とが面接触するように第二の放熱基板とを固着する第四の工程を含む回路モジュールの製造方法。

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