JP2008205344A - Conductive heat transfer board, manufacturing method therefor, and circuit module using the board - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive heat transfer board which is mounted on a conductive heat transfer board, having enhanced heat dissipation effect for a heating part, and to provide its manufacturing method and a circuit module that uses this. <P>SOLUTION: In the constitution, an opening 15 is formed in a metal plate 12, a heating part 10 is inserted into the opening 15 so that a bottom face of the heating part 10 is pressed against a chassis 18 as a frame body of the apparatus. The heat can be dissipated from not only the upper and the lower faces of the heating part 10 but also side faces by a bent portion 16 via a mounting portion, so the cooling effect of the heating part 10 can be enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子機器のパワー半導体等を用いた電源回路等に使用される熱伝導基板とその製造方法及びこれを用いた回路モジュールに関するものである。   The present invention relates to a heat conductive substrate used in a power circuit using a power semiconductor or the like of an electronic device, a manufacturing method thereof, and a circuit module using the same.

近年、電子機器の高性能化、小型化の要求に伴い、パワー半導体等を用いた電源回路には、更なる小型化が求められている。しかしパワー系電子部品（例えばパワー半導体素子等）は大電流、高発熱を伴うため、大電流、高放熱に対応する熱伝導基板の上に実装する必要がある。こうした用途に、金属ベース回路基板（以下、熱伝導基板と呼ぶ）が提案されている。   In recent years, with the demand for higher performance and miniaturization of electronic devices, further miniaturization is required for power supply circuits using power semiconductors and the like. However, since power system electronic components (for example, power semiconductor elements) generate large current and high heat generation, it is necessary to mount them on a heat conductive substrate corresponding to large current and high heat dissipation. For such applications, metal-based circuit boards (hereinafter referred to as heat conduction boards) have been proposed.

図７（Ａ）（Ｂ）は、共に従来の熱伝導基板の断面図である。図７（Ａ）（Ｂ）において、熱伝導基板１は、金属板２の上に、絶縁層３を介して固定された配線４から構成されている。そしてこの配線４の上に、パワー半導体等の発熱部品５が、そのリード線６等を介して実装される。そして発熱部品５に発生した熱は、矢印７に示すように熱伝導性の高い接着剤８等を介して、放熱する。   7A and 7B are sectional views of a conventional heat conductive substrate. 7A and 7B, the heat conductive substrate 1 is composed of a wiring 4 fixed on a metal plate 2 with an insulating layer 3 interposed therebetween. A heat generating component 5 such as a power semiconductor is mounted on the wiring 4 via the lead wire 6 and the like. The heat generated in the heat generating component 5 is dissipated through the adhesive 8 having high thermal conductivity as indicated by an arrow 7.

図７（Ａ）と図７（Ｂ）の違いは、配線４を絶縁層３の上に形成している（図７（Ａ）に相当）、埋め込んでいる（図７（Ｂ）に相当）かの違いである。   The difference between FIG. 7A and FIG. 7B is that the wiring 4 is formed on the insulating layer 3 (corresponding to FIG. 7A) and embedded (corresponding to FIG. 7B). That is the difference.

こうした熱伝導基板としては、更に金属板１に凹部を形成することが特開２００５−９３７９５号公報で提案されている。特開２００５−９３７９５号公報では、発熱部品５の実装部に、凹部（空隙部）を形成し、その凹部の内部にも絶縁層３を充填することが提案されている。
特開２００６−３０８６２０号公報 As such a heat conductive substrate, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-93795 proposes further forming a recess in the metal plate 1. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-93795 proposes forming a recess (gap) in the mounting portion of the heat generating component 5 and filling the insulating layer 3 in the recess.
JP 2006-308620 A

このように図７（Ａ）（Ｂ）の構成では、発熱部品５に発生した熱は、矢印７に示すようにその取り付け面だけでしか（例えば下面の一面だけでしか）放熱することができないため、その放熱効果を高めることに限界があった。   7A and 7B, the heat generated in the heat generating component 5 can be dissipated only on the mounting surface (for example, only on one surface of the lower surface) as indicated by the arrow 7. Therefore, there is a limit to increasing the heat dissipation effect.

そこで本発明は、発熱部品の取り付け方を工夫し、その放熱効果を高めることを目的とする。   Then, this invention aims at improving the heat dissipation effect by devising the attachment method of a heat-emitting component.

そしてこの本発明は、上記目的を達成するために、孔を有する金属板と、前記金属板に固定したシート状の伝熱層と、前記伝熱層の上に固定した配線と、からなる熱伝導基板であって、前記孔の中に挿入した電子部品を、前記金属板の一部で固定する構造部を有する熱伝導基板としたものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a heat comprising a metal plate having holes, a sheet-like heat transfer layer fixed to the metal plate, and a wiring fixed on the heat transfer layer. A conductive substrate, which is a heat conductive substrate having a structure for fixing an electronic component inserted into the hole with a part of the metal plate.

以上のように本発明によれば、金属板に形成した孔に発熱部品を挿入し、これを前記金属板の一部で固定することで、発熱部品をその下面だけでなく、その上面や側面からも放熱することができ、発熱部品の放熱効果を高めることができる。   As described above, according to the present invention, by inserting a heat generating component into a hole formed in a metal plate and fixing it with a part of the metal plate, the heat generating component is not only its lower surface but also its upper surface and side surfaces. Heat can be dissipated from the heat source, and the heat dissipating effect of the heat generating component can be enhanced.

なお本発明の実施の形態に示された一部の製造工程は、成形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。   Note that some of the manufacturing steps shown in the embodiments of the present invention are performed using a molding die or the like. However, the molding die is not shown unless it is necessary for explanation. Further, the drawings are schematic views and do not show the positional relations in terms of dimensions.

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における熱伝導基板について、図面を参照しながら説明する。 (Embodiment)
Hereinafter, a thermally conductive substrate in an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１（Ａ）〜（Ｃ）は、共に本発明の実施の形態における発熱部品や熱伝導基板の斜視図である。図１（Ａ）〜（Ｃ）において、１０は発熱部品、１１はリード線、１２は金属板、１３は伝熱層、１４は配線、１５は孔、１６は折り曲げ部である。   FIGS. 1A to 1C are perspective views of a heat-generating component and a heat conductive substrate in the embodiment of the present invention. 1A to 1C, 10 is a heat generating component, 11 is a lead wire, 12 is a metal plate, 13 is a heat transfer layer, 14 is a wiring, 15 is a hole, and 16 is a bent portion.

まず図１（Ａ）を用いて説明する。図１（Ａ）は、パワー半導体（例えばパワートランジスタやパワーＦＥＴ等）からなる発熱部品１０の斜視図である。この発熱部品１０は、例えば絶縁性の樹脂等でパッケージされたもの（あるいは耐電圧保証された放熱用の金属板と一体化されたもの等）であり、その側面には電極として、複数本のリード線１１が突き出している。   First, description will be made with reference to FIG. FIG. 1A is a perspective view of a heat generating component 10 made of a power semiconductor (for example, a power transistor or a power FET). The heat generating component 10 is, for example, packaged with an insulating resin or the like (or integrated with a heat radiating metal plate with a guaranteed withstand voltage). The lead wire 11 protrudes.

図１（Ｂ）は、本発明の熱伝導基板の一部を説明する斜視図である。図１（Ｂ）は、熱伝導基板（例えば１０ｃｍ角）の一部（例えば１ｃｍ角）を抜き出して示している。図１（Ｂ）において、金属板１２の上に、シート状の伝熱層１３を介して、リードフレーム等からなる配線１４を形成している。図１（Ｂ）において、配線１４は、シート状の伝熱層１３にその一部以上を埋め込んで形成しているが、これは配線１４の厚みを伝熱層１３で吸収するためである。このように配線１４の一部以上を伝熱層１３に埋め込むことで、その実装面をフラット（凹凸を減らせる）にできるため、各種電子部品の実装性を高めることができる。また配線１４等の上に形成するソルダーレジスト（図示していない）の薄層化やファインパターン化を容易にするという効果が得られる。   FIG. 1B is a perspective view for explaining a part of the heat conductive substrate of the present invention. FIG. 1B shows an extracted part (for example, 1 cm square) of a heat conductive substrate (for example, 10 cm square). In FIG. 1B, a wiring 14 made of a lead frame or the like is formed on a metal plate 12 via a sheet-like heat transfer layer 13. In FIG. 1B, the wiring 14 is formed by embedding part or more of the wiring 14 in the sheet-like heat transfer layer 13, because the thickness of the wiring 14 is absorbed by the heat transfer layer 13. Thus, by embedding a part or more of the wiring 14 in the heat transfer layer 13, the mounting surface can be made flat (unevenness can be reduced), so that the mountability of various electronic components can be improved. Further, an effect of facilitating thinning and fine patterning of a solder resist (not shown) formed on the wiring 14 and the like can be obtained.

図１（Ｂ）において、金属板１２の一部には、１箇所以上の孔１５を形成している。そして孔１５の近くには、金属板１２の一部（例えば孔１５の部分の金属板１２の一部）を折り曲げてなる折り曲げ部１６を形成している。   In FIG. 1B, one or more holes 15 are formed in a part of the metal plate 12. In the vicinity of the hole 15, a bent portion 16 is formed by bending a part of the metal plate 12 (for example, a part of the metal plate 12 in the hole 15 portion).

次に、図１（Ｂ）で形成した孔１５の中に、図１（Ａ）で説明した発熱素子１０をセットする様子について、図１（Ｃ）を用いて説明する。図１（Ｃ）は、本発明の熱伝導基板に発熱素子を実装した状態を示す斜視図である。図１（Ｃ）において、金属板１２に形成した孔１５の中に、図１（Ａ）で示した発熱部品１０がすっぽり収まっている。そして、発熱部品１０の側面に形成されたリード線１１は、伝熱層１３に埋め込まれた配線１４の上に半田等で固定している（図１（Ｃ）において半田は図示していない）。   Next, how the heating element 10 described in FIG. 1A is set in the hole 15 formed in FIG. 1B will be described with reference to FIG. FIG. 1C is a perspective view showing a state in which a heating element is mounted on the heat conductive substrate of the present invention. In FIG. 1 (C), the heat generating component 10 shown in FIG. 1 (A) is completely contained in the hole 15 formed in the metal plate 12. The lead wire 11 formed on the side surface of the heat generating component 10 is fixed with solder or the like on the wiring 14 embedded in the heat transfer layer 13 (solder is not shown in FIG. 1C). .

このようにして、孔１５を有する金属板１２と、前記金属板１２の上に固定したシート状の伝熱層１３と、前記伝熱層に固定した配線１４と、からなる熱伝導基板であって、前記孔１５の中に挿入した発熱部品１０を、前記金属板１２の一部を折り曲げてなる折り曲げ部１６で固定する構造を有する熱伝導基板を提供する。図１（Ｃ）において、発熱部品１０は、その一側面とその上面が、折り曲げ部１６で固定しているが、更に折り曲げ部１６を工夫して（例えば、鳥が左右に翼を広げるようにして）、発熱部品１０の他の側面（例えば、リード線１１が形成されていない他の側面）までも、折り曲げ部１６で覆う（あるいは左右から翼のような部分で挟み込む、あるいは立体的な形状で包み込む）ようにしても良い（図示していない）。そしてこうして発熱部１０のリード線１１の形成されていない一面以上の側面やその上面を、金属板１２の一部を加工してなる折り曲げ部１６で囲う。ここで発熱部品１０のリード線１１の形成された面には、折り曲げ部１６が来ないようにすることが望ましい。リード線１１の形成された面まで、折り曲げ部１６が来るようにすると、リード線１１と、金属板１２からなる折り曲げ部１６でショートしてしまう可能性があるためである。   In this way, the heat conductive substrate is composed of the metal plate 12 having the holes 15, the sheet-like heat transfer layer 13 fixed on the metal plate 12, and the wiring 14 fixed to the heat transfer layer. Thus, a heat conductive substrate having a structure in which the heat generating component 10 inserted into the hole 15 is fixed by a bent portion 16 formed by bending a part of the metal plate 12 is provided. In FIG. 1C, the heat generating component 10 has one side surface and the top surface fixed by a bent portion 16, but further devise the bent portion 16 (for example, a bird spreads its wings to the left and right). The other side surface of the heat generating component 10 (for example, the other side surface on which the lead wire 11 is not formed) is also covered with the bent portion 16 (or sandwiched between left and right parts such as wings, or a three-dimensional shape. (It is not shown). In this way, one or more side surfaces of the heat generating portion 10 where the lead wires 11 are not formed and the upper surface thereof are surrounded by a bent portion 16 formed by processing a part of the metal plate 12. Here, it is desirable that the bent portion 16 does not come to the surface of the heat generating component 10 where the lead wire 11 is formed. This is because if the bent portion 16 is brought to the surface where the lead wire 11 is formed, the lead wire 11 and the bent portion 16 made of the metal plate 12 may be short-circuited.

次に図２を用いて、本実施の形態における熱伝導基板に発熱部品１０を取り付ける様子について説明する。   Next, the manner in which the heat-generating component 10 is attached to the heat conductive substrate in the present embodiment will be described with reference to FIG.

図２（Ａ）〜（Ｃ）は、共に発熱部品１０を熱伝導基板に取り付ける様子を説明する断面図である。図２（Ａ）〜（Ｃ）において、１８はシャーシであり、例えばプラズマＴＶ等の内部筐体に相当する。また１９は伝熱体であり、例えば伝熱体１９は熱伝導性の高い接着剤や弾性体等である。図２（Ａ）は、図１（Ａ）で示した発熱部品１０の側面図に相当する。発熱部品１０の側面には、リード線１１が形成されている。例えば、リード線１１の一部を凸（あるいは逆Ｕの字）に折り曲げておくことで、後述する図２（Ｃ）や図３において、応力が発熱部品１０の内部（例えば、半導体素子部分。なお図２（Ａ）において半導体素子部分までは図示していない）まで伝わることを防止することができる。   FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views illustrating how the heat-generating component 10 is attached to the heat conductive substrate. 2A to 2C, reference numeral 18 denotes a chassis, which corresponds to an internal housing such as a plasma TV. Reference numeral 19 denotes a heat transfer body. For example, the heat transfer body 19 is an adhesive or an elastic body having high heat conductivity. FIG. 2A corresponds to a side view of the heat generating component 10 shown in FIG. Lead wires 11 are formed on the side surfaces of the heat generating component 10. For example, by bending a part of the lead wire 11 into a convex shape (or an inverted U shape), the stress is generated inside the heat-generating component 10 (for example, a semiconductor element portion) in FIGS. 2C and 3 to be described later. Note that transmission to the semiconductor element portion in FIG. 2A can be prevented.

図２（Ｂ）は、図１（Ｂ）に示した熱伝導基板の断面図に相当する。図２（Ｂ）において、金属板１２の上には、伝熱層１３を介して複数の配線１４を固定している。また金属板１２には一箇所以上の孔１５を形成している。そして孔１５の側面には、孔１５の部分にあった金属板１２を折り曲げて構成した折り曲げ部１６を形成している。   FIG. 2B corresponds to a cross-sectional view of the heat conductive substrate illustrated in FIG. In FIG. 2B, a plurality of wirings 14 are fixed on the metal plate 12 via a heat transfer layer 13. In addition, one or more holes 15 are formed in the metal plate 12. A bent portion 16 is formed on the side surface of the hole 15 by bending the metal plate 12 in the hole 15 portion.

図２（Ｃ）は、図１（Ｂ）で説明した孔１５の内部に、発熱素子１０を収めた様子を説明する断面図である。図２（Ｃ）において、発熱素子１０から伸びるリード線１１の一端は、伝熱層１３に固定した配線１４の上に半田付け等で固定している（半田部分は図示していない）。図２（Ｃ）における矢印１７は、金属板１２の底面よりも、孔１５に挿入した半導体素子の底面が、一定寸法以上突き出している様子を示すものである。ここで矢印１７で示す突き出し量は、０ｍｍ以上２ｍｍ以下（更には０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下）が望ましい。矢印１７で示すように、一定寸法だけ、発熱部品１０の底面を突き出させることで、後述する図３等での、発熱部品１０とシャーシ１８との密着性を高める効果が得られる。   FIG. 2C is a cross-sectional view illustrating a state in which the heat generating element 10 is accommodated in the hole 15 illustrated in FIG. In FIG. 2C, one end of the lead wire 11 extending from the heating element 10 is fixed on the wiring 14 fixed to the heat transfer layer 13 by soldering or the like (the solder portion is not shown). An arrow 17 in FIG. 2C indicates that the bottom surface of the semiconductor element inserted into the hole 15 protrudes beyond a certain dimension from the bottom surface of the metal plate 12. Here, the protrusion amount indicated by the arrow 17 is preferably 0 mm or more and 2 mm or less (more preferably 0.5 mm or more and 1.5 mm or less). As shown by the arrow 17, by projecting the bottom surface of the heat generating component 10 by a certain size, an effect of improving the adhesion between the heat generating component 10 and the chassis 18 in FIG.

図３は、シャーシ１８上に熱伝導基板を固定する様子を説明する断面図である。図３において、シャーシ１８は、例えばプラズマＴＶ等の筐体（例えば、アルミニウムで形成した筐体部分）に相当する。図３において、熱伝導性基板は、シャーシ１８にネジ止め等によって密着するように固定している（図３において、ネジ止め部分は図示していない）。図３において、矢印１７は、発熱素子１０に発生した熱が、折り曲げ部１６や、シャーシ１８に伝わる様子を示す。図３に示すように、発熱素子１０を、折り曲げ部１６に密着させる（あるいは伝熱体１９を介して固定する。なお伝熱体１９は図示していない）ことで、発熱素子１０の複数面からの放熱が可能である。具体的には、発熱素子１０の底面は、シャーシ１８に接しているため、シャーシ１８へ放熱する。発熱素子１０の側面（少なくともリード線１１を形成していない側面）も、折り曲げ部１６に密着させることで、側面からも折り曲げ部１６へ放熱する。また発熱素子１０の上面は、折り曲げ部１６に密着している（更には図２（Ｃ）で説明した突き出し分だけ押し付けている）ため、その上面からも折り曲げ部１６へ放熱する。そして折り曲げ部１６へ伝わった熱は、矢印１７で示すように、金属板１２を介して、シャーシ１８へと伝わり、放熱する。なお発熱素子１０に発生した熱の一部は、リード線１１を介して、配線１４に伝わり、配線１４の底面や側面（配線１４は伝熱層１３に埋め込んでいるため）を介して、矢印１７に示すように、シャーシ１８へと放熱する。ここで伝熱体１９は必要に応じて使うことが良い。また折り曲げ部１６を構成している金属板１２の弾性（例えば、バネ弾性）を利用することで、発熱部品１０をシャーシ１８に密着させることができる。なお図３に示すように、必要に応じてリード線１１を曲げる（あるいは屈曲させる）ことで、発熱部品１０をシャーシ１８に密着させた場合の応力や、半田付け部分の応力が、半導体素子の内部まで伝わりにくくすることができ、取り付け信頼性を高めることができる。   FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining how the heat conductive substrate is fixed on the chassis 18. In FIG. 3, the chassis 18 corresponds to a housing such as a plasma TV (for example, a housing portion formed of aluminum). In FIG. 3, the thermally conductive substrate is fixed so as to be in close contact with the chassis 18 by screwing or the like (the screwing portion is not shown in FIG. 3). In FIG. 3, an arrow 17 indicates how heat generated in the heating element 10 is transmitted to the bent portion 16 and the chassis 18. As shown in FIG. 3, the heat generating element 10 is brought into close contact with the bent portion 16 (or fixed via a heat transfer body 19; the heat transfer body 19 is not shown). Heat dissipation from Specifically, since the bottom surface of the heating element 10 is in contact with the chassis 18, the heat is radiated to the chassis 18. The side surface of the heating element 10 (at least the side surface on which the lead wire 11 is not formed) is also brought into close contact with the bent portion 16 so that heat is radiated from the side surface to the bent portion 16. Further, since the upper surface of the heat generating element 10 is in close contact with the bent portion 16 (and is further pressed against the protruding portion described with reference to FIG. 2C), heat is also radiated from the upper surface to the bent portion 16. Then, the heat transmitted to the bent portion 16 is transmitted to the chassis 18 through the metal plate 12 as indicated by an arrow 17 and radiated. A part of the heat generated in the heating element 10 is transmitted to the wiring 14 through the lead wire 11, and the arrow is transmitted through the bottom and side surfaces of the wiring 14 (because the wiring 14 is embedded in the heat transfer layer 13). As shown in FIG. 17, heat is radiated to the chassis 18. Here, the heat transfer body 19 is preferably used as necessary. Further, by utilizing the elasticity (for example, spring elasticity) of the metal plate 12 constituting the bent portion 16, the heat generating component 10 can be brought into close contact with the chassis 18. As shown in FIG. 3, when the lead wire 11 is bent (or bent) as necessary, the stress when the heat generating component 10 is brought into close contact with the chassis 18 and the stress at the soldering portion are It is possible to make it difficult to reach the inside, and to improve the mounting reliability.

次に図４を用いて、更に放熱性を高める場合について説明する。図４（Ａ）（Ｂ）は、共に取り付け部１６に放熱用のフィンを取り付ける様子を説明する断面図である。図４（Ａ）（Ｂ）において、２０は放熱用のフィンである。図４（Ａ）の矢印１７ａは、フィン２０を折り曲げ部１６の表面へ取り付ける様子を説明する断面図、図４（Ｂ）は、フィン２０を取り付けた場合の放熱効果を説明する断面図である。図４（Ｂ）の矢印１７ｂに示すように、発熱部品１０に発生した熱の一部は、折り曲げ部１６を介して、フィン２０へ伝わり、更に放熱効果を高めることができる。   Next, the case where heat dissipation is further improved will be described with reference to FIG. FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views for explaining a state in which a fin for heat radiation is attached to the attachment portion 16. In FIGS. 4A and 4B, reference numeral 20 denotes a heat radiating fin. 4A is a cross-sectional view for explaining how the fin 20 is attached to the surface of the bent portion 16, and FIG. 4B is a cross-sectional view for explaining the heat dissipation effect when the fin 20 is attached. . As shown by an arrow 17b in FIG. 4B, a part of the heat generated in the heat generating component 10 is transmitted to the fin 20 via the bent portion 16, and the heat dissipation effect can be further enhanced.

次に図５（Ａ）（Ｂ）を用いて、実施の形態の絶縁放熱板の製造方法の一例について説明する。図５（Ａ）（Ｂ）は、共に熱伝導基板の製造方法を説明する断面図である。図５（Ａ）（Ｂ）において、２１はフィルムであり、汚れ防止用のフィルムである、２２はプレスである。まず図５（Ａ）に示すように、プレス２２に、金属板１２や、伝熱層１３や汚れ防止用にフィルム２１をセットする。なお図５（Ａ）（Ｂ）において、プレス２２にセットする金型等は図示していない。また配線１４は、所定の銅板や銅箔等の金属材を配線パターン状に打抜き加工したものである。また金属板１２の所定位置に一個以上の孔１５を形成しやすいような切り込み（例えば、コの字状の切り欠き、あるいはＶ溝加工等）を行っておくことができる。また伝熱層１３の一部にも孔１５相当を形成しておいても良い。ここで伝熱層１３とは、後述する伝熱材料を例えばシート状に予備成形したものである。なお図５（Ａ）において、伝熱層１３の中央部を、プレス時に空気を抜けやすくするために、中央部を僅かに凸状としても良い。   Next, with reference to FIGS. 5A and 5B, an example of a method for manufacturing the insulating heat sink according to the embodiment will be described. 5A and 5B are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a heat conductive substrate. 5 (A) and 5 (B), 21 is a film, a film for preventing soiling, and 22 is a press. First, as shown in FIG. 5A, a metal plate 12, a heat transfer layer 13, and a film 21 for preventing dirt are set on a press 22. 5 (A) and 5 (B), the mold set on the press 22 is not shown. The wiring 14 is obtained by punching a metal material such as a predetermined copper plate or copper foil into a wiring pattern. Further, it is possible to make a cut (for example, a U-shaped cutout or V-groove machining) so that one or more holes 15 can be easily formed in a predetermined position of the metal plate 12. Further, a part corresponding to the hole 15 may be formed in a part of the heat transfer layer 13. Here, the heat transfer layer 13 is obtained by preforming a heat transfer material, which will be described later, into a sheet shape, for example. In FIG. 5A, the central portion of the heat transfer layer 13 may be slightly convex so that air can be easily removed during pressing.

図５（Ｂ）は、プレスが終了した後の様子を説明する断面図である。図５（Ｂ）に示すように、フィルム２１を用いることで、プレス２２や金型（図示していない）の表面に、伝熱層１３が汚れとして付着しない。またフィルム２１をプレス２２や金型と、配線１４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、配線１４の表面への、伝熱層１３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、配線１４間に形成された狭い隙間まで伝熱層１３を回り込ませることができる。   FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a state after the press is completed. As shown in FIG. 5B, by using the film 21, the heat transfer layer 13 does not adhere as dirt on the surface of the press 22 or a mold (not shown). Further, by using the film 21 as a buffer material (or packing or sealing material) between the press 22 or the mold and the wiring 14, the heat transfer layer 13 can be prevented from wrapping around the surface of the wiring 14. , Press pressure can be increased. As a result, the heat transfer layer 13 can be wound around a narrow gap formed between the wirings 14.

なお図５（Ａ）（Ｂ）において、伝熱層１３等をプレス時に加熱することで、伝熱層１３を軟化でき、金属板１２との密着効果を高めている。   5A and 5B, the heat transfer layer 13 and the like are heated at the time of pressing, so that the heat transfer layer 13 can be softened and the adhesion effect with the metal plate 12 is enhanced.

そして図５（Ｂ）に示すように、所定形状に成形した後、フィルム２１を、伝熱層１３の表面から引き剥がす。そして金属板１２の上に、配線１４を埋め込んで一体化した伝熱層１３を、加熱装置の中で加熱し、硬化させ、図１（Ａ）（Ｂ）等で示した伝熱層１３とする。なおフィルム２１を剥離した状態で、加熱することで、フィルム２１の熱収縮（シワ発生）が、伝熱層１３の硬化に影響を与えなくできる。   Then, as shown in FIG. 5B, after forming into a predetermined shape, the film 21 is peeled off from the surface of the heat transfer layer 13. Then, the heat transfer layer 13 in which the wiring 14 is embedded and integrated on the metal plate 12 is heated and cured in a heating device, and the heat transfer layer 13 shown in FIGS. To do. In addition, by heating in a state where the film 21 is peeled off, the thermal contraction (wrinkle generation) of the film 21 can be made without affecting the curing of the heat transfer layer 13.

ここでシート状の伝熱層１３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０．１μｍ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り、また１００μｍを超えると伝熱層１３の厚みが厚くなり熱拡散性に影響を与える）。そのため伝熱層１３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、伝熱層１３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。   Here, as the sheet-like heat transfer layer 13, a heat transfer composite material made of a thermosetting resin and a filler can be used. For example, the member is desirable from 70% to 95% by weight of the inorganic filler and 5% to 30% by weight of the thermosetting resin. Here, the inorganic filler has a substantially spherical shape, and its diameter is suitably 0.1 μm or more and 100 μm or less (if it is less than 0.1 μm, it becomes difficult to disperse in the resin, and if it exceeds 100 μm, the thickness of the heat transfer layer 13 is increased. Will increase the thermal diffusivity). Therefore, the filling amount of the inorganic filler in the heat transfer layer 13 is filled at a high concentration of 70 to 95% by weight in order to increase the thermal conductivity. In particular, in the present embodiment, the inorganic filler is a mixture of two types of alumina having an average particle diameter of 3 μm and an average particle diameter of 12 μm. By using alumina having two kinds of large and small particle diameters, it is possible to fill the gaps between the large particle diameters of alumina with small particle diameters, so that alumina can be filled at a high concentration to nearly 90% by weight. As a result, the heat conductivity of the heat transfer layer 13 is about 5 W / (m · K). The inorganic filler may include at least one selected from the group consisting of alumina, magnesium oxide, boron nitride, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, and aluminum nitride.

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。こうして伝熱層１３としての熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下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。   When an inorganic filler is used, the heat dissipation can be improved, but in particular when magnesium oxide is used, the linear thermal expansion coefficient can be increased. Further, when silicon oxide is used, the dielectric constant can be reduced, and when boron nitride is used, the linear thermal expansion coefficient can be reduced. Thus, the heat transfer layer 13 having a thermal conductivity of 1 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less can be formed. In addition, when heat conductivity is less than 1 W / (m * K), it influences the heat dissipation of a heat conductive board | substrate. Moreover, when it is going to make thermal conductivity higher than 20 W / (m * K), it is necessary to increase the amount of fillers and may affect the workability at the time of a press.

なお熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂の内、少なくとも１種類の樹脂を含んでいる。これらの樹脂は耐熱性や電気絶縁性に優れている。   The thermosetting resin contains at least one kind of resin among epoxy resin, phenol resin and cyanate resin. These resins are excellent in heat resistance and electrical insulation.

また伝熱層１３としては、無機フィラーと樹脂（熱硬化性、あるいは熱軟化性）からなる、キャスティング法等で作製した熱伝導性のフィルムを用いることもできる。なおここで使うフィルム素材としては、ＰＰＳやＰＰＥ、ＰＥＮ、ポリイミド等の高耐熱性の（あるいは液晶ポリマー等の）フィルム素材を選ぶことができる。伝熱層１３の厚みは、薄くすれば、配線１４の熱を金属板１２に伝えやすいが、逆に絶縁耐圧が問題となる。また伝熱層１３の厚みが厚すぎると、熱抵抗が大きくなるので、絶縁耐圧と熱抵抗を考慮して最適な厚さである５０μｍ以上１０００μｍ以下（望ましくは２００μｍ以上６００μｍ以下）に設定すれば良い。   Further, as the heat transfer layer 13, a heat conductive film made of an inorganic filler and a resin (thermosetting or thermosoftening) and produced by a casting method or the like can also be used. As the film material used here, a film material having high heat resistance (or liquid crystal polymer or the like) such as PPS, PPE, PEN or polyimide can be selected. If the thickness of the heat transfer layer 13 is reduced, the heat of the wiring 14 can be easily transferred to the metal plate 12, but conversely, the withstand voltage becomes a problem. Further, if the thickness of the heat transfer layer 13 is too thick, the thermal resistance increases. Therefore, the optimum thickness is set to 50 μm or more and 1000 μm or less (preferably 200 μm or more and 600 μm or less) in consideration of the withstand voltage and the thermal resistance. good.

次に配線１４の材質について説明する。ここで配線１４の材料としては、銅を主体とするもの（例えば銅箔や銅板）が望ましい。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。配線１４用の銅板としては、例えば厚み１００、２００、３００、５００μｍ等を利用できる。こうしたリードフレーム用の銅板としては、例えばタフピッチ銅（合金記号：Ｃ１１００）や無酸素銅（合金記号：Ｃ１０２０）等を用いることが望ましい。こうした材料は原料の電気銅を溶解して製造したものである。ここでタフピッチ銅は、銅中に酸素を残した精錬銅であり、電気伝導性や加工性に優れている。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Ｃｕ₂Ｏ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。なお配線１４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２２（あるいは金型）による打ち抜きがパターンの同一性、量産性の面から適している。 Next, the material of the wiring 14 will be described. Here, the material of the wiring 14 is preferably a material mainly composed of copper (for example, copper foil or copper plate). This is because copper has both excellent thermal conductivity and electrical conductivity. As the copper plate for the wiring 14, for example, a thickness of 100, 200, 300, 500 μm or the like can be used. As such a copper plate for the lead frame, for example, tough pitch copper (alloy symbol: C1100), oxygen-free copper (alloy symbol: C1020), or the like is desirably used. Such a material is produced by melting the raw material copper. Here, tough pitch copper is refined copper in which oxygen remains in copper, and is excellent in electrical conductivity and workability. For example, tough pitch copper is preferably 99.90 wt% or more of Cu, and oxygen free copper is preferably 99.96 wt% or more of Cu, for example. When the purity of copper is less than these numbers, it is affected not only by workability but also by thermal conductivity and electrical conductivity due to the influence of impurities (for example, the content of Cu ₂ O due to the influence of oxygen increases) There is. Such a member is inexpensive and excellent in mass productivity. As a patterning method for the wiring 14, etching may be used, but punching with a press 22 (or a mold) is suitable from the viewpoint of pattern identity and mass productivity.

更に必要に応じて各種銅合金を選ぶことも出来る。例えば、配線１４として、加工性や、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、銅材料（以下、Ｃｕ＋Ｓｎとする）を用いることができる。Ｃｕ＋Ｓｎ銅材料（あるいは銅合金）の場合、例えばＳｎを０．１重量％以上０．１５重量％未満添加することで、その軟化温度を４００℃まで高められる。比較のためＳｎ無しの銅（Ｃｕ＞９９．９６重量％）を用いて、配線１４を作製したところ、導電率は低いが、出来上がった熱伝導基板において特に形成部等に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、Ｃｕ＋Ｓｎ＞９９．９６重量％の銅系の材料を用いた場合、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重量％以上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は０．１重量％以上５重量％未満、Ｓｉは０．０１重量％以上２重量％以下、Ｚｎは０．１重量％以上５重量％未満、Ｐは０．００５重量％以上０．１重量％未満が望ましい。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重量％以上５重量％以下、Ｃｒの場合０．０５重量％以上１重量％以下が望ましい。これらの元素の場合も前述の元素と同様である。   Furthermore, various copper alloys can be selected as necessary. For example, in order to improve workability and thermal conductivity as the wiring 14, at least one or more types selected from the group of at least Sn, Zr, Ni, Si, Zn, P, Fe, etc. other than copper are used as the copper material. It is also possible to use an alloy made of any of the above materials. For example, it is possible to use a copper material (hereinafter referred to as Cu + Sn) in which Cu is mainly used and Sn is added thereto. In the case of a Cu + Sn copper material (or copper alloy), for example, by adding Sn to 0.1 wt% or more and less than 0.15 wt%, the softening temperature can be increased to 400 ° C. For comparison, when the wiring 14 was produced using Sn-free copper (Cu> 99.96% by weight), the electrical conductivity was low, but in the completed heat conductive substrate, distortion may occur particularly in the formation part. there were. As a result, the softening point of the material was as low as about 200 ° C., and it was expected that the material could be deformed during subsequent component mounting (soldering). On the other hand, when a copper-based material with Cu + Sn> 99.96% by weight was used, it was not particularly affected by the heat generation of various mounted parts. There was no effect on solderability and die bondability. Therefore, when the softening point of this material was measured, it was found to be 400 ° C. Thus, it is desirable to add some elements mainly composed of copper. As an element added to copper, in the case of Zr, the range of 0.015 wt% or more and 0.15 wt% is desirable. When the addition amount is less than 0.015% by weight, the effect of increasing the softening temperature may be small. On the other hand, if the amount added is more than 0.15% by weight, the electrical characteristics may be affected. Also, the softening temperature can be increased by adding Ni, Si, Zn, P or the like. In this case, Ni is 0.1 wt% or more and less than 5 wt%, Si is 0.01 wt% or more and 2 wt% or less, Zn is 0.1 wt% or more and less than 5 wt%, and P is 0.005 wt% or more. Less than 0.1% by weight is desirable. And these elements can make the softening point of a copper raw material high by adding single or multiple in this range. In addition, when there are few addition amounts than the ratio described here, the softening point raise effect may be low. Moreover, when there are more than the ratio described here, there exists a possibility of affecting the electrical conductivity. Similarly, in the case of Fe, 0.1% by weight to 5% by weight is desirable, and in the case of Cr, 0.05% by weight to 1% by weight is desirable. These elements are the same as those described above.

なおこれら配線１４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、これら配線１４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（更にこれら配線１４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。このようにこれら配線１４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、更にこれら配線１４による放熱効果も高められる。なおこれら配線１４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、これら配線１４に用いる銅合金はそれ以上の強度が必要なためである。これら配線１４に用いる銅合金の引張り強度が、１０Ｎ／平方ｍｍ未満の場合、これら配線１４の上に発熱部品１０等を半田付け実装する場合、半田部分ではなくてこれら配線１４の部分で凝集破壊する可能性がある。   The tensile strength of the copper material used for these wirings 14 is desirably 600 N / square mm or less. In the case of a material having a tensile strength exceeding 600 N / square mm, the workability of these wirings 14 may be affected. On the other hand, by setting the tensile strength to 600 N / square mm or less (and, if these wirings 14 require fine and complicated processing, desirably 400 N / square mm or less), the spring back (pressure even if bent to the required angle) is achieved. If it is removed, it will be repelled by the reaction force), and the formation accuracy can be improved. As described above, the material of these wirings 14 is mainly composed of Cu, so that the electrical conductivity can be lowered. By further softening, the workability can be improved, and further, the heat dissipation effect by these wirings 14 can be enhanced. The tensile strength of the copper alloy used for these wirings 14 is desirably 10 N / square mm or more. This is because the copper alloy used for the wiring 14 needs to have a strength higher than the tensile strength (about 30 to 70 N / square mm) of general lead-free solder. When the tensile strength of the copper alloy used for these wirings 14 is less than 10 N / square mm, when the heat-generating component 10 or the like is soldered and mounted on these wirings 14, the cohesive failure is not at the solder parts but at these wiring 14 parts. there's a possibility that.

なお配線１４の発熱部品１０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。なお配線１４の伝熱層１３に接する面には、半田層は形成しないことが望ましい。このように伝熱層１３と接する面に半田層や錫層を形成すると、半田付け時にこの層が柔らかくなり、配線１４と、伝熱層１３との接着性（もしくは結合強度）に影響を与える場合がある。   It is also useful to previously form a solder layer or a tin layer on the mounting surface of the wiring 14 such as the heat-generating component 10 so as to improve solderability. It is desirable that no solder layer be formed on the surface of the wiring 14 that contacts the heat transfer layer 13. When a solder layer or a tin layer is formed on the surface in contact with the heat transfer layer 13 in this way, the layer becomes soft during soldering, which affects the adhesion (or bond strength) between the wiring 14 and the heat transfer layer 13. There is a case.

また金属板１２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。特に本実施の形態では、金属板１２の厚みを１ｍｍ（望ましくは０．１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の厚み）としているが、その厚みは製品仕様に応じて設計できる（なお金属板１２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。また金属板１２の厚みが５０ｍｍを超えると、重量面で不利になる）。金属板１２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、伝熱層１３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。全膨張係数は８〜２０ｐｐｍ／℃としており、本発明の熱伝導基板や、これを用いた電源ユニット全体の反りや歪みを小さくできる。またこれらの部品を表面実装する際、互いに熱膨張係数をマッチングさせることは信頼性的にも重要となる。   The metal plate 12 is made of aluminum, copper, or an alloy containing them as a main component, which has good thermal conductivity. In particular, in the present embodiment, the thickness of the metal plate 12 is 1 mm (desirably 0.1 mm or more and 50 mm or less), but the thickness can be designed according to product specifications (note that the thickness of the metal plate 12 is 0.2 mm). If the thickness is less than 1 mm, heat dissipation and strength may be insufficient, and if the thickness of the metal plate 12 exceeds 50 mm, it is disadvantageous in terms of weight). The metal plate 12 is not only a plate-like one, but also a fin portion (or uneven portion) for increasing the surface area on the surface opposite to the surface on which the heat transfer layer 13 is laminated in order to further improve heat dissipation. May be formed. The total expansion coefficient is 8 to 20 ppm / ° C., and warpage and distortion of the heat conductive substrate of the present invention and the entire power supply unit using the same can be reduced. In addition, when these components are surface-mounted, matching the thermal expansion coefficients with each other is also important in terms of reliability.

次に図６を用いて、折り曲げ部１６の製造方法の一例について説明する。図６（Ａ）（Ｂ）は、共に折り曲げ部１６の製造方法について説明する断面図であり、２３は点線である。例えば、図６（Ａ）に示すように、折り曲げ部１６は、金属板１２の孔１５付近から、略垂直に立ち上げたものとしても良い。そして折り曲げ部１６の所定位置に、例えばＶ溝のような加工部を形成しておくことで、矢印１７と点線２３に示すように折り曲げ部１６の一部を更に略９０度折り曲げることができる。なおこうしたＶ溝を用いた折り曲げは、発熱部品１０を孔１５にセットした後（あるいは孔１５にセットした発熱部品１０のリード線１１を配線１４に半田付けした後）でも可能であり、用途に応じて使い分けることができる。   Next, an example of the manufacturing method of the bending part 16 is demonstrated using FIG. FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the bent portion 16, and 23 is a dotted line. For example, as shown in FIG. 6A, the bent portion 16 may be raised substantially vertically from the vicinity of the hole 15 of the metal plate 12. Then, by forming a processed part such as a V-groove at a predetermined position of the bent part 16, a part of the bent part 16 can be further bent by approximately 90 degrees as indicated by an arrow 17 and a dotted line 23. Such bending using the V-groove is possible even after the heat generating component 10 is set in the hole 15 (or after the lead wire 11 of the heat generating component 10 set in the hole 15 is soldered to the wiring 14). You can use them according to your needs.

なお図６（Ａ）と図６（Ｂ）の違いは、配線１４の一部以上を伝熱層１３に埋め込んだ場合（図６（Ａ））、配線１４を伝熱層１３の表面に形成した場合（図６（Ｂ））であり、用途に応じて使い分けることができる。具体的には、配線１４の厚みが１００μｍ以上２ｍｍ以下（望ましくは、２００μｍ以上１０００μｍ以下）の場合、図６（Ａ）のように埋め込むことが望ましい。これは配線１４の厚みが厚いほど、配線１４を介して（あるいは配線１４をヒートスプレッダーとして）の放熱効果が得られるからであるが、配線１４の厚みが厚いほど、発熱部品１０等の実装性が低下する。こうした場合、図６（Ａ）に示すように埋め込むことが望ましい。   The difference between FIG. 6A and FIG. 6B is that when part or more of the wiring 14 is embedded in the heat transfer layer 13 (FIG. 6A), the wiring 14 is formed on the surface of the heat transfer layer 13. This is the case (FIG. 6B), which can be used according to the application. Specifically, when the thickness of the wiring 14 is not less than 100 μm and not more than 2 mm (desirably, not less than 200 μm and not more than 1000 μm), the wiring 14 is desirably embedded as shown in FIG. This is because the thicker the wiring 14 is, the more heat radiation effect can be obtained via the wiring 14 (or the wiring 14 is used as a heat spreader). Decreases. In such a case, it is desirable to embed as shown in FIG.

なお折り曲げ部１６を点線２３で示すように折り曲げる前に、図６（Ｂ）に示すように発熱部品１０を孔１５の中に挿入しておいても良い。なおこのとき、リード線１１の一部を、配線１４に半田付けしておいても良い。   Before the bent portion 16 is bent as indicated by the dotted line 23, the heat generating component 10 may be inserted into the hole 15 as shown in FIG. At this time, a part of the lead wire 11 may be soldered to the wiring 14.

一方、配線１４の厚みが１０μｍ以上１００μｍ未満の場合、図６（Ｂ）の形状とすることが望ましい。これは配線１４の厚みが薄いほど、発熱部品１０等の実装性に影響を与えにくいためであるが、配線１４の厚みが薄いほど配線１４のファインパターン化が容易となる利点がある。しかしこの場合、配線１４が薄く、ファイン（例えばパターン幅が狭い）なほど、配線１４を介しての放熱（ヒートスプレッダー効果）が低下するが、図６（Ｂ）や図１（Ｃ）に示すように、折り曲げ部１６を併用することで、その放熱効果を高めることができる。   On the other hand, when the thickness of the wiring 14 is 10 μm or more and less than 100 μm, the shape of FIG. 6B is desirable. This is because the thinner the wiring 14 is, the less likely it is to affect the mountability of the heat generating component 10 and the like. However, the thinner the wiring 14 is, the easier the fine patterning of the wiring 14 is. However, in this case, as the wiring 14 is thinner and finer (for example, the pattern width is narrower), the heat radiation (heat spreader effect) through the wiring 14 is reduced. However, as shown in FIGS. 6B and 1C. Thus, the heat dissipation effect can be enhanced by using the bent portion 16 together.

なお折り曲げ部１６の各折り曲げ角度（或いは複数の折り曲げ部１６は各々）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、発熱部品１０等の挿入性に影響を与えてしまう。   It should be noted that each bending angle of the bent portion 16 (or each of the plurality of bent portions 16) is substantially vertical (preferably vertical ± 20 degrees or less, desirably ± 10 degrees or less, and more preferably ± 5% or less). If the vertical angle exceeds ± 20 degrees, insertability of the heat-generating component 10 or the like is affected.

以上のようにして、孔１５を有する金属板１２と、前記金属板１２の上に固定したシート状の伝熱層１３と、前記伝熱層１３に固定した（あるいは必要に応じてその一部以上を伝熱層１３に埋め込んだリードフレームからなる）配線１４と、からなる熱伝導基板であって、前記孔１５の中に挿入したパワー半導体等の発熱部品１０を、前記金属板１２の一部で固定する構造部（例えば、折り曲げ部１６）を有する熱伝導基板を提案することによって、発熱部品１０に発生した熱を発熱部品１０の複数面から放熱することができ、発熱部品１０の放熱効果を高め、回路の小型化、高性能化が可能となる。   As described above, the metal plate 12 having the holes 15, the sheet-like heat transfer layer 13 fixed on the metal plate 12, and the heat transfer layer 13 (or part of the heat transfer layer 13 as necessary) A heat conduction substrate comprising a wiring 14 (consisting of a lead frame embedded in the heat transfer layer 13), and a heat-generating component 10 such as a power semiconductor inserted into the hole 15. By proposing a heat conductive substrate having a structure part (for example, the bent part 16) fixed at the part, the heat generated in the heat generating component 10 can be radiated from a plurality of surfaces of the heat generating component 10, and the heat dissipation of the heat generating component 10 is achieved. The effect is enhanced, and the circuit can be reduced in size and performance.

なお発熱部品１０を固定する構造部（例えば、折り曲げ部１６）は、前記孔１５相当部分の金属板１２で構成することで、図３等に図示したように、発熱部品１０に発生した熱を、折り曲げ部１６を一体物の（あるいは接続部分の無い）ヒートスプレッダーして使うことができるため、その放熱効果（あるいは伝熱効果）を高めることができる。   In addition, the structure part (for example, bending part 16) which fixes the heat-emitting component 10 is comprised with the metal plate 12 of the said hole 15 equivalent part, As shown in FIG. Since the bent portion 16 can be used as an integral (or no connection portion) heat spreader, the heat dissipation effect (or heat transfer effect) can be enhanced.

また伝熱層１３は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びイソシアネート樹脂からなる群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、を含む熱伝導基板とすることで、伝熱層１３の熱伝導性を高めることができ、回路の小型化、高性能化が可能となる。   The heat transfer layer 13 includes at least one resin selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, and an isocyanate resin, and alumina, magnesium oxide, boron nitride, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, and aluminum nitride. By making the heat conductive substrate including at least one kind of inorganic filler selected from the group consisting of, the heat conductivity of the heat transfer layer 13 can be increased, and the circuit can be downsized and the performance can be improved. It becomes.

伝熱層１３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を含む耐熱樹脂フィルムである熱伝導基板とすることで、伝熱層１３としてキャスティング等で作製した熱伝導性の高いフィルム材を用いることができ、回路の小型化、高性能化が可能となる。   The heat transfer layer 13 is a heat conductive substrate that is a heat-resistant resin film containing at least one inorganic filler selected from the group consisting of alumina, magnesium oxide, boron nitride, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, and aluminum nitride; As a result, a film material with high thermal conductivity produced by casting or the like can be used as the heat transfer layer 13, and the circuit can be reduced in size and performance can be improved.

配線１４は、リードフレームもしくは、銅箔、タフピッチ銅もしくは無酸素銅である熱伝導基板とすることで、配線１４の熱伝導性を高め、その配線抵抗を低く抑えることができ、回路の小型化、高性能化が可能となる。   The wiring 14 is a lead frame or a heat conductive substrate made of copper foil, tough pitch copper, or oxygen-free copper, so that the thermal conductivity of the wiring 14 can be increased, the wiring resistance can be kept low, and the circuit size can be reduced. High performance is possible.

配線１４は、Ｓｎは０．１重量％以上０．１５重量％以下、Ｚｒは０．０１５重量％以上０．１５重量％以下、Ｎｉは０．１重量％以上５重量％以下、Ｓｉは０．０１重量％以上２重量％以下、Ｚｎは０．１重量％以上５重量％以下、Ｐは０．００５重量％以上０．１重量％以下、Ｆｅは０．１重量％以上５重量％以下である群から選択される少なくとも一種以上を含む、銅を主体とする金属材料である熱伝導基板とすることで、配線１４をリードフレームで作製した場合でも、その加工性を高めることができ、回路の小型化、高性能化が可能となる。   In the wiring 14, Sn is 0.1% by weight to 0.15% by weight, Zr is 0.015% by weight to 0.15% by weight, Ni is 0.1% by weight to 5% by weight, and Si is 0%. 0.01 wt% or more and 2 wt% or less, Zn is 0.1 wt% or more and 5 wt% or less, P is 0.005 wt% or more and 0.1 wt% or less, Fe is 0.1 wt% or more and 5 wt% or less By using a heat conductive substrate that is a metal material mainly composed of copper, including at least one selected from the group, the workability can be improved even when the wiring 14 is made of a lead frame, The circuit can be reduced in size and performance.

少なくとも、一部に孔１５を有する金属板１２と、配線１４と、伝熱層１３を一体化する工程と、前記伝熱層１３を硬化させる工程と、前記孔１５に発熱部品１０等を固定する工程と、を含む熱伝導基板の製造方法とすることで、小型化、高性能化が可能な放熱性の高い熱伝導基板を製造することができる。   At least the step of integrating the metal plate 12 having a hole 15 in part, the wiring 14 and the heat transfer layer 13, the step of curing the heat transfer layer 13, and fixing the heat generating component 10 and the like to the hole 15 By the manufacturing method of the heat conductive substrate including the step of performing, it is possible to manufacture a heat conductive substrate with high heat dissipation that can be reduced in size and performance.

熱伝導基板と、そこに実装した発熱部品１０等の電子部品とからなる回路モジュールであって、前記熱伝導基板は、一部に孔１５を有する金属板１２と、前記金属板１２上に固定したシート状の伝熱層１３と、前記伝熱層１３に固定した配線１４とから構成したものであって、前記発熱部品１０の一部は、前記孔１５の中に、金属板１２よりも僅かに突き出すように固定している回路モジュールとすることで、この回路モジュールを機器の筐体（例えばシャーシ１８）に、ネジ等で固定した時、発熱部品１０の一側面をシャーシ１８に弾性的に押し付けることができるため、発熱部品１０からシャーシ１８への放熱効果を高めることができる。またこのとき、必要部に弾性体（あるいは伝熱性の高い樹脂やゴム等からなる伝熱体１９を挟むことで、あるいは折り曲げ部１６の金属弾性を利用することで）、発熱部品１０の内部に発生する応力を抑えることができ、回路モジュールの取り付け容易性を高めることができる。   A circuit module comprising a heat conductive substrate and an electronic component such as a heat generating component 10 mounted thereon, wherein the heat conductive substrate is fixed on the metal plate 12 and a metal plate 12 having a hole 15 in part. The sheet-like heat transfer layer 13 and the wiring 14 fixed to the heat transfer layer 13 are configured such that a part of the heat generating component 10 is in the hole 15 more than the metal plate 12. By making the circuit module fixed so as to protrude slightly, when this circuit module is fixed to the housing of the device (for example, the chassis 18) with a screw or the like, one side of the heat generating component 10 is elastically attached to the chassis 18. Therefore, the heat radiation effect from the heat generating component 10 to the chassis 18 can be enhanced. At this time, an elastic body (or a heat transfer body 19 made of resin or rubber having a high heat transfer property is sandwiched between the necessary portions, or the metal elasticity of the bent portion 16 is used) is placed inside the heat generating component 10. The generated stress can be suppressed, and the ease of mounting the circuit module can be improved.

以上のように、本発明にかかる熱伝導基板とその製造方法及びこれを用いた回路モジュールによって、プラズマテレビ、液晶テレビ、あるいは車載用各種電装品、あるいは産業用の放熱が要求される機器の小型化、高性能化が可能となる。   As described above, the heat conductive substrate according to the present invention, the manufacturing method thereof, and the circuit module using the substrate can reduce the size of plasma televisions, liquid crystal televisions, various in-vehicle electrical components, or devices requiring industrial heat dissipation. And high performance.

（Ａ）〜（Ｃ）は、共に本発明の実施の形態における発熱部品や熱伝導基板の斜視図(A)-(C) are perspective views of the heat-generating component and the heat conductive substrate in the embodiment of the present invention. （Ａ）〜（Ｃ）は、共に発熱部品を熱伝導基板に取り付ける様子を説明する断面図(A)-(C) is sectional drawing explaining a mode that both heat-emitting components are attached to a heat conductive board. シャーシ上に熱伝導基板を固定する様子を説明する断面図Sectional drawing explaining how a heat conductive substrate is fixed on a chassis （Ａ）（Ｂ）は、共に取り付け部に放熱用のフィンを取り付ける様子を説明する断面図(A) (B) is sectional drawing explaining a mode that the fin for thermal radiation is attached to an attachment part together （Ａ）（Ｂ）は、共に熱伝導基板の製造方法を説明する断面図(A) (B) is sectional drawing explaining the manufacturing method of a heat conductive board | substrate together （Ａ）（Ｂ）は、共に折り曲げ部１６の製造方法について説明する断面図(A) (B) is sectional drawing explaining the manufacturing method of the bending part 16 together （Ａ）（Ｂ）は、共に従来の熱伝導基板の断面図(A) and (B) are sectional views of a conventional heat conductive substrate.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 発熱部品
１１ リード線
１２ 金属板
１３ 伝熱層
１４ 配線
１５ 孔
１６ 折り曲げ部
１７ 矢印
１８ シャーシ
１９ 伝熱体
２０ フィン
２１ フィルム
２２ プレス
２３ 点線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat generating component 11 Lead wire 12 Metal plate 13 Heat transfer layer 14 Wiring 15 Hole 16 Bending part 17 Arrow 18 Chassis 19 Heat transfer body 20 Fin 21 Film 22 Press 23 Dotted line

Claims (8)

孔を有する金属板と、前記金属板の上に固定したシート状の伝熱層と、
前記伝熱層に固定した配線と、からなる熱伝導基板であって、
前記孔の中に挿入した電子部品を、前記金属板の一部で固定する構造部を有する熱伝導基板。 A metal plate having holes, a sheet-like heat transfer layer fixed on the metal plate,
A heat conduction substrate comprising wiring fixed to the heat transfer layer,
A heat conductive substrate having a structure for fixing an electronic component inserted into the hole with a part of the metal plate. 構造部は、前記孔相当部分の金属板で構成している請求項１記載の熱伝導基板。 The heat conductive substrate according to claim 1, wherein the structure portion is formed of a metal plate corresponding to the hole. 伝熱層は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びイソシアネート樹脂からなる群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、
を含む請求項１に記載の熱伝導基板。 The heat transfer layer includes at least one resin selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, and an isocyanate resin;
At least one inorganic filler selected from the group consisting of alumina, magnesium oxide, boron nitride, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, and aluminum nitride;
The heat conductive substrate according to claim 1, comprising: 伝熱層は、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を含む耐熱樹脂フィルムである請求項１に記載の熱伝導基板。 The heat transfer layer is a heat-resistant resin film containing at least one inorganic filler selected from the group consisting of alumina, magnesium oxide, boron nitride, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, and aluminum nitride. Heat conduction board. リードフレームは、銅箔、タフピッチ銅もしくは無酸素銅である請求項１記載の熱伝導基板。 The heat conductive substrate according to claim 1, wherein the lead frame is made of copper foil, tough pitch copper, or oxygen-free copper. リードフレームは、Ｓｎは０．１重量％以上０．１５重量％以下、Ｚｒは０．０１５重量％以上０．１５重量％以下、Ｎｉは０．１重量％以上５重量％以下、Ｓｉは０．０１重量％以上２重量％以下、Ｚｎは０．１重量％以上５重量％以下、Ｐは０．００５重量％以上０．１重量％以下、Ｆｅは０．１重量％以上５重量％以下である群から選択される少なくとも一種以上を含む、銅を主体とする金属材料である請求項１に記載の熱伝導基板。 In the lead frame, Sn is 0.1% by weight to 0.15% by weight, Zr is 0.015% by weight to 0.15% by weight, Ni is 0.1% by weight to 5% by weight, and Si is 0%. 0.01 wt% or more and 2 wt% or less, Zn is 0.1 wt% or more and 5 wt% or less, P is 0.005 wt% or more and 0.1 wt% or less, Fe is 0.1 wt% or more and 5 wt% or less The heat conductive substrate according to claim 1, wherein the heat conductive substrate is a metal material mainly composed of copper, including at least one selected from the group consisting of: 少なくとも、一部に孔を有する金属板と、配線と、伝熱層を一体化する工程と、
前記伝熱層を硬化させる工程と、
前記孔に電子部品を固定する工程と、
を含む熱伝導基板の製造方法。 At least a step of integrating the metal plate having a hole in part, the wiring, and the heat transfer layer;
Curing the heat transfer layer;
Fixing an electronic component in the hole;
The manufacturing method of the heat conductive board | substrate containing this. 熱伝導基板と、そこに実装した電子部品とからなる回路モジュールであって、
前記熱伝導基板は、一部に孔を有する金属板と、前記金属板上に固定したシート状の伝熱層と、前記伝熱層に固定した配線とから構成したものであって、
前記電子部品の一部は、前記孔の中に、金属板よりも突き出すように固定している回路モジュール。 A circuit module comprising a heat conductive substrate and electronic components mounted thereon,
The heat conductive substrate is composed of a metal plate partially having a hole, a sheet-like heat transfer layer fixed on the metal plate, and a wiring fixed to the heat transfer layer,
A circuit module in which a part of the electronic component is fixed in the hole so as to protrude from the metal plate.

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