JP2011054625A - 回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性および耐圧性を高いレベルで両立させた回路装置を提供する。
【解決手段】本発明の混成集積回路装置１０は、金属から成る回路基板１８と、回路基板１８の上面に配置されたパワー基板１３と、パワー基板１３に隣接するように回路基板１８の上面に配置される制御基板１１と、回路基板１８の周辺部上面に接触して樹脂封止の為の空間を形成するケース材１２とを主要に備えている。そして、制御基板１１の側辺に切欠き部１１Ａを設け、この切欠き部１１Ａにパワー基板１３の一部を収納させることにより、両基板の相対的な位置精度を向上させている。
【選択図】図１

Description

本発明は回路装置に関し、特に、大電流のスイッチングを行うパワー系の半導体素子が回路基板の上面に実装された回路装置に関する。

図９を参照して、従来型の構成集積回路装置１００の構成を説明する。先ず、矩形の基板１０１の表面には、絶縁層１０２を介して導電パターン１０３が形成され、この導電パターン１０３の所望の箇所に回路素子が固着されて、所定の電気回路が形成される。ここでは、回路素子として半導体素子１０５Ａが固着されている。そして、半導体素子１０５Ａの上面に形成された電極は、金属細線１１４を経由して所望の導電パターン１０３と接続されている。また、リード１０４は、基板１０１の周辺部に形成された導電パターン１０３から成るパッドに接続され、外部端子として機能している。封止樹脂１０８は、基板１０１の表面に形成された電気回路を封止する機能を有する。

ケース材１１１は、略額縁形状を有して基板１０１の側面に当接しており、このことにより、基板１０１の上面に封止樹脂１０８を貯留するための空間が確保される。

上記構成の混成集積回路装置１００の製造方法は次の通りである。先ず、上面が樹脂から成る絶縁層１０２により被覆された基板１０１の上面に、所定形状の導電パターン１０３を形成する。次に、半導体素子１０５Ａ等の回路素子を基板１０１の上面に載置して、所定の導電パターン１０３と半導体素子１０５Ａとを電気的に接続する。更に、パッド状に形成された導電パターン１０３にリード１０４を固着する。次に、ケース材１１１を取り付け、ケース材１１１により囲まれる空間に、液状又は半固形状の封止樹脂１０８を注入した後に加熱硬化することにより、半導体素子１０５Ａや金属細線１１４を樹脂封止する。

特開２００７−０３６０１４号公報

しかしながら、上記した混成集積回路装置１００では、電圧を数百〔Ｖ〕〜千〔Ｖ〕程度に昇圧する昇圧チョッパを基板１０１の上面に組み込んだ場合、絶縁層１０２の耐圧が不十分な問題があった。

具体的には、基板１０１の上面は厚みが５μｍ程度の絶縁層１０２により被覆されており、この絶縁層１０２はアルミナ等から成るフィラーが混入されたエポキシ樹脂から成る。即ち、半導体素子１０５Ａ等の回路素子と接続される導電パターン１０３と、アルミニウム等の金属から成る基板１０１とは、この絶縁層１０２により互いに絶縁されている。

しかしながら、絶縁層１０２の主材料であるエポキシ樹脂は絶縁耐力が低いので、数百〔Ｖ〕〜千〔Ｖ〕程度の高電圧が導電パターン１０３に印加されると、絶縁層１０２が絶縁破壊を起こし、導電パターン１０３と基板１０１とがショートしてしまう問題が発生する。

また、この問題を解決するために絶縁層１０２を厚くすると、耐圧は確保されるものの、絶縁層１０２の熱抵抗が高くなってしまうので、半導体素子１０５Ａが動作することにより発生する熱が良好に外部に放出されない他の問題が発生する。

本発明は、上述した問題を鑑みてなされ、本発明の主な目的は、放熱性および耐圧性を高いレベルで両立させた回路装置を提供することにある。

本発明の回路装置は、金属から成る回路基板と、前記回路基板の上面に配置されると共にパワー素子が実装された第１基板と、前記回路基板の上面に配置されると共に前記第１基板に隣接され、前記パワー素子を制御する制御素子が実装された第２基板と、を備え、前記第１基板と隣り合う前記第２基板の側辺を内部に窪ませて切欠き部を設け、前記第１基板の一部を、平面視で前記切欠き部の内部に配置することを特徴とする。

本発明によれば、高電圧の電流をスイッチングするパワー素子を第１基板に実装し、このパワー素子を制御する制御素子を第２基板に実装し、これらの基板を、金属から成る回路基板の上面に直に配置している。この様にすることで、例えば熱伝導に優れるセラミック基板を第１基板として採用し、安価な樹脂製の基板を制御素子が実装される第２基板として採用することができる。セラミックから成る第１基板にパワー素子を実装することにより、パワー素子が動作することにより発生する熱を、第１基板および回路基板を経由して良好に外部に放出することができる。更に、制御素子を樹脂製の基板に実装することにより、一般的に樹脂製の基板はセラミック基板よりも安価であるので、製造コストを安くすることができる。

更に、上記構成により、第１基板および第２基板で絶縁が確保されるので、金属から成る回路基板の上面に、耐圧特性の低い樹脂から成る絶縁層を設ける必要が無くなり、結果的に装置全体としての耐圧特性が向上される。

更に本発明によれば、制御素子が実装される第２基板に切欠き部を設け、パワー素子が実装される第１基板の一部を、この切欠き部に収納している。この様にすることで、制御素子が実装される第２基板に対して、精度良く第１基板を回路基板上に配置することができる。

本発明の回路装置を示す斜視図である。 本発明の回路装置を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。 本発明の回路装置を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は一部を拡大して示す断面図である。 本発明の回路装置に組み込まれる回路の一例を示す回路図である。 本発明の回路装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。 本発明の回路装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。 本発明の回路装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。 本発明の回路装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。 従来の回路装置を示す断面図である。

図１から図３を参照して、回路装置の一例として混成集積回路装置１０の構造を説明する。

図１は混成集積回路装置１０の概略的構成を示す斜視図であり、この図では混成集積回路装置１０を構成する基板やケース材を縦方向に分解して示している。尚、この図では、パワー基板１３および制御基板１１の上面に配置される導電パターンや素子は省かれており、これらの詳細は図２を参照して後述する。

混成集積回路装置１０は、複数の能動素子および受動素子から成る混成集積回路が回路基板の上面に組み込まれた回路装置である。具体的には、混成集積回路装置１０は、金属から成る回路基板１８と、回路基板１８の上面に配置されたパワー基板１３（第１基板）と、パワー基板１３に隣接するように回路基板１８の上面に配置される制御基板１１（第２基板）と、回路基板１８の周辺部上面に接触して樹脂封止の為の空間を形成するケース材１２とを主要に備えている。

本形態では、金属から成る回路基板１８の上面に直に混成集積回路装置を組み込むのではなく、回路基板１８の上面にパワー基板１３と制御基板１１を配置し、構成集積回路を構成する素子をこれらの基板の上面に配置している。この様にすることで、回路基板１８の上面に絶縁処理を施す必要が無くなるので、図９に示す絶縁層１０２が排除される。従って、パワー基板１３や制御基板１１の上面に載置された素子から発生した熱を、回路基板１８を経由して外部に良好に放出することができる。

図２を参照して、混成集積回路装置１０の構成を詳述する。図２（Ａ）は混成集積回路装置１０を具体的に示す平面図であり、図２（Ｂ）はその断面図である。

回路基板１８は、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等を主材料とする金属基板である。回路基板１８としてアルミニウムより成る基板を採用した場合は、回路基板１８の両主面は陽極酸化膜により被覆されても良い。回路基板１８の厚みは、放熱性を高めるために２ｍｍ以上（例えば３ｍｍ）程度に厚く設定される。また、図２（Ａ）に示すように、回路基板１８の両端部付近には、回路基板１８を円形に貫通して貫通孔２０が設けられている。混成集積回路装置１０をヒートシンク等に固定する際には、貫通孔２０を貫通するビス等の固定手段により、回路基板１８が押圧されることにより固定される。

パワー基板１３は、回路基板１８の上面に固着されており、厚みが０．６ｍｍ程度のセラミック（ＡｌＮ）から成る基板である。パワー基板１３には少なくとも１層（例えば４層）の導電パターン２８が形成されており、上面には複数個のパワー素子３０が実装されている。

パワー素子３０としては、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、バイポーラ・トランジスタが採用される。ここで、パワー素子３０とは、例えば電流値が１アンペア以上の電流のスイッチングを行う素子である。パワー素子３０の上面に設けられた電極は金属細線３２を経由して、パワー基板１３の導電パターン２８と接続されている。そして、パワー素子３０の下面に設けられた電極は、導電性接着材を経由して導電パターン２８と電気的に接続される。ここで、パワー基板１３の上面に実装されるパワー素子３０は、例えば昇圧チョッパやインバータを構成する素子である。更にまた、パワー基板１３の上面には、パワー素子３０の他にもチップコンデンサ等の受動素子が配置されても良い。

更に、パッド状にされた導電パターン２８にはリード１４Ｂが固着されている。リード１４Ｂは、上端が封止樹脂１６から外部に導出し、パワー素子３０によりスイッチングされる高電圧の電流が通過する外部接続用の端子として機能している。また、混成集積回路装置１０が実装基板に実装される際には、実装基板に設けた孔部にリード１４Ｂが貫通するように差込実装される。

制御基板１１は、パワー基板１３と同様に回路基板１８の上面に固着されており、厚みが０．５ｍｍ程度の樹脂材料（例えばポリイミド）を主材料とする基板である。制御基板１１には、少なくとも１層（例えば２層以上）の導電パターン２６が形成されており、上面の導電パターン２６には、制御素子２２や受動素子（チップコンデンサやチップ抵抗）が配置されている。ここでは、制御素子２２は、制御回路が組み込まれたＬＳＩが樹脂封止されたパッケージの状態で、制御基板１１の上面に実装されている。しかしながら、制御素子２２は、ベアのＬＳＩの状態で制御基板１１の上面に実装されても良い。制御基板１１の周辺部では、パッド状とされた導電パターン２６にリード１４Ａが固着されており、このリード１４Ａには制御素子２２に入力される制御信号が外部から供給される。

制御基板１１に実装された制御素子２２と、パワー基板１３の上面に実装されたパワー素子３０とは、金属細線３２を経由して接続される。即ち、制御基板１１の上面に配置された導電パターン２６と、パワー基板１３の上面に配置された導電パターン２８とを、金属細線３２で接続することにより、制御素子２２とパワー基板１３とが接続される。また、パワー基板１３に隣接する制御基板１１の側辺を部分的に切り欠くことで、矩形形状の切欠き部１１Ａが形成されている。この切欠き部１１Ａの紙面上に於ける横方向の幅は、パワー基板１３の横方向の幅よりも若干長く設定されている。

本形態では、図２（Ａ）を参照して、制御基板１１の一側辺に切欠き部１１Ａを設け、この切欠き部１１Ａにパワー基板１３の一部を収納している。上記したように、制御基板１１に設けられる切欠き部１１Ａの横方向の幅は、パワー基板１３の横方向の幅よりも若干長いので、制御基板１１の切欠き部１１Ａにパワー基板１３の一部を平面視で収納させることにより、両基板の相対的な位置精度を向上させることができる。

ケース材１２は、エポキシ樹脂等の樹脂材料を、額縁状となるように一体的に成型したものである。回路基板１８の上面終端部にケース材１２を固着することにより、回路基板１８の上面に樹脂封止のための空間が設けられる。図２（Ａ）を参照して、紙面上にて横方向に対向するケース材１２の側壁を内側に窪ませた内部側壁１２Ａが設けられている。この内部側壁１２Ａにより囲まれる領域では、回路基板１８の上面は封止樹脂により被覆されずに露出した状態となる。また、内部側壁１２Ａにより囲まれる領域の回路基板１８には貫通孔２０が設けられており、この貫通孔２０はビス等の固定手段を用いて混成集積回路装置１０をヒートシンク等に固定するために用いられる。

封止樹脂１６は、エポキシ樹脂またはシリコンゲル等の樹脂材料からなり、ケース材１２および回路基板１８の上面により囲まれる空間に充填されている。封止樹脂１６により、制御基板１１、制御素子２２、パワー基板１３、パワー素子３０、金属細線３２、リード１４Ａおよびリード１４Ｂの一部が被覆されている。ここで、封止樹脂１６としては、粒状のシリカ等のフィラーが充填された樹脂材料から構成されても良い。

図３を参照して、上記した制御基板１１およびパワー基板１３の詳細を説明する。図３（Ａ）は制御基板１１を拡大して示す断面図であり、図３（Ｂ）はパワー基板１３を拡大して示す断面図である。

図３（Ａ）を参照して、ポリイミドを主材料とする制御基板１１の上面には、制御素子２２、受動素子２４およびリード１４Ａが固着されている。制御素子２２は、制御回路を備えたＬＳＩが樹脂封止されたものであり、外部に導出するリードが半田を介して、制御基板１１の上面の導電パターン２６に固着される。そして、チップコンデンサやチップ抵抗である受動素子２４は、両端の電極が半田を介して導電パターン２６の上面に固着されている。更に、リード１４Ａの下端は、半田を介してパッド状の導電パターン２６に固着されている。

制御基板１１の下面は、厚みが０．２ｍｍ程度のシート状の接着材３４を介して回路基板１８の上面に固着されている。制御基板１１の上面に実装される制御素子２２等は、パワー系の素子と比較すると動作時の発熱量が少ないので、制御基板１１を回路基板１８に貼着するための接着材３４としては、熱抵抗が大きいエポキシ樹脂を主材料とする樹脂系の材料が採用される。

図３（Ｂ）を参照して、セラミック基板であるパワー基板１３の上面には、パワー素子３０およびリード１４Ｂが配置されている。パワー素子３０としてＭＯＳＦＥＴが採用されると、その下面に設けられたドレイン電極は、半田等の導電性接着材を介して導電パターン２８に固着されて電気的に接続される。更に、パワー素子３０の上面に設けられたソース電極およびゲート電極は、金属細線３２を経由して導電パターン２８と接続される。

パワー基板１３の下面には導電パターン３８が設けられており、この導電パターン３８は、固着されるパワー基板１３と導通するものでも良いし、導通しないダミーのパターンでも良い。更に、導電パターン３８は、パワー基板１３の基材であるセラミック基板の下面全域を覆うようにベタの状態に形成されても良いし、例えば４つ程度に島状に分割されても良い。パワー基板１３の下面全域を導電パターン３８で被覆することにより、アルミニウムや銅から成る導電パターン３８は、導電性の接着材３６との濡れ性に優れているので、導電性の接着材３６を介して良好にパワー基板１３を回路基板１８の上面に貼着することができる。

接着材３６は、厚みが０．４ｍｍ程度の導電ペーストまたは半田等の導電性接着材である。ここで、導電ペーストは、銀（Ａｇ）等の金属を粉末の状態でエポキシ樹脂等の樹脂材料に添加させたものである。導電性接着材は、絶縁性のものと比較すると熱伝導性に優れているので、接着材３６として導電性接着材を採用することにより、動作するパワー素子３０から発生した熱を効率的に外部に放出させることができる。ここで、パワー素子３０から発生した熱は、パワー基板１３、接着材３６および回路基板１８をこの順番で伝導して外部に放出される。従って、この熱の経路は、熱伝導性に優れる導電材料または無機物であるセラミックであり、熱の経路に熱抵抗の高い絶縁材料が含まれないので、放熱性が良好なものとなる。

また、回路基板１８がアルミニウムから成り上面が陽極酸化膜により被覆されると、上記した経路に陽極酸化膜が含まれることとなる。しかしながら、この場合であっても、陽極酸化膜は無機物であり樹脂材料と比較すると熱伝導性に優れているので、上記した放熱性はそれほど阻害されない。

図４を参照して、上記した構成の混成集積回路装置１０に組み込まれる回路の一例を説明する。図４には、太陽電池により発電された直流電力を交流電力に変換する太陽光発電装置の回路図を示している。

この図に示す発電装置は、太陽電池４０と、接続箱４２と、太陽電池開閉部４４と、昇圧チョッパ４６と、インバータ４８とリレー５０、５４とを主要に備えている。この様な構成の発電装置により発電された電力は、電力系統５６や自立運転用負荷５８に供給される。また、本形態の混成集積回路装置１０には、昇圧チョッパ４６およびインバータ４８が組み込まれる。そして、図２（Ａ）に示すパワー素子３０は、昇圧チョッパ４６またはインバータ４８に含まれるトランジスタやダイオード等に対応している。

太陽電池４０は、照射された光を電力に変換して出力する変換器であり、直流の電力を出力している。ここでは、１つの太陽電池４０が図示されているが、複数個の太陽電池４０が採用されても良い。

接続箱４２および太陽電池開閉部４４は、太陽電池４０で発電された電気を集めて逆流を防止すると共に、昇圧チョッパ４６に直流電流を供給する機能を備えている。

昇圧チョッパ４６は、太陽電池４０から供給された直流電力の電圧を昇圧させる機能を備えている。昇圧チョッパ４６では、ＭＯＳＦＥＴであるトランジスタＱ１がオン動作およびオフ動作を周期的に繰り返すことにより、太陽電池４０により発電された２５０Ｖ程度の電圧の直流電力を、３７０Ｖ程度の直流電力に昇圧している。具体的には、昇圧チョッパ４６は、太陽電池の出力端子に対して直列に接続されたコイルＬ１と、コイルＬ１と接地端子との間に接続されたトランジスタＱ１とを備えている。そして、コイルＬ１により昇圧された直流電力は、逆流素子の為のダイオードＤ１および平滑用コンデンサＣ１を介して、次段のインバータ４８に供給される。

昇圧チョッパ４６の動作は次の通りである。先ず、トランジスタＱ１がオンすると、太陽電池から供給された電力エネルギーがコイルＬ１に蓄積される。そして、ある時点でトランジスタＱ１をオフすると、コイルＬ１に蓄積された電気エネルギーが、ダイオードＤ１および平滑用コンデンサＣ１を経由して、インバータ４８に供給される。この様に、オン動作およびオフ動作を繰り返すＱ１のスイッチング動作により、太陽電池４０により発電された直流電力の電圧を上昇させる。

ここで、昇圧チョッパ４６に含まれるトランジスタＱ１、ダイオードＤ１やコンデンサＣ１が、図２（Ａ）に示すパワー基板１３の上面に実装される。また、トランジスタＱ１のスイッチングは、図２（Ａ）に示す制御素子２２により制御されている。

昇圧チョッパ４６により昇圧された直流電力は、インバータ４８により所定の周波数の交流電力に変換される。インバータ４８は、昇圧チョッパ４６の出力端子間に直列に接続された２つのトランジスタＱ２およびＱ３と、同様に直列に接続された２つのトランジスタＱ４およびＱ５とを備えている。また、これらのトランジスタのスイッチングは図示しない制御手段により制御されており、Ｑ２とＱ３およびＱ４とＱ６は相補にスイッチングしており。そして、これらのスイッチングにより所定の周波数とされた交流電力は、Ｑ２とＱ３との接続点およびＱ４とＱ５との接続点から、外部に出力される。ここで、インバータ４８を構成するトランジスタＱ２−Ｑ５が図１に示すパワー基板１３の上面に配置され、これらのトランジスタＱ２−Ｑ５のスイッチングを制御する制御素子が制御基板１１に実装される。

インバータ４８により変換された交流電力は、商用の電力系統５６または自立運転用負荷５８に供給される。電力系統５６とインバータ４８との間にはリレー５０が介装されており、通常時にはリレー５０は導通状態と成っており、どちらか一方に異常が検出されたらリレー５０は遮断状態とされる。また、インバータ４８と自立運転用負荷との間にもリレー５４が介装されており、異常状態の際にはリレー５４により電力の供給が遮断される。

上記したように、本実施の形態では、昇圧チョッパ４６およびインバータ４８に含まれる素子を、図１に示すパワー基板１３の上面に固着している。この様にすることで、昇圧チョッパ４６やインバータ４８が動作することにより多量の熱が発生しても、放熱を良好に行うことにより加熱が防止されている。更には、図２（Ｂ）に示すように、本形態では回路基板１８の上面に、耐圧性に劣る絶縁層が存在しないので、金属から成る回路基板１８とこの上面に実装された各素子とのショートが防止されている。

図５から図８を参照して、次に、上記した構成の混成集積回路装置１０の製造方法を説明する。

図５を参照して、先ず、回路基板１８を用意する。図５（Ａ）は本工程を示す平面図であり、図５（Ｂ）は本工程を示す断面図である。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して、用意される回路基板１８は厚みが３ｍｍ程度の厚いアルミニウムや銅等の金属から成る金属基板である。回路基板１８の材料としてアルミニウムが採用された場合、回路基板１８の上面および下面は陽極酸化膜により被覆されている。尚、回路基板１８は、大型の金属基板に対してプレス加工または研削加工を行うことにより所定の形に分離されている。

回路基板１８の上面の所定箇所には、接着シート６０および導電ペースト６２が塗布されており、これらは回路基板１８の上面に基板を固着させる際の接着材として機能する。接着シート６０は、エポキシ樹脂等の樹脂製の接着材を半硬化させたシートであり、後の工程にて制御基板が配置される領域に、シート状で加圧して貼着されている。導電ペースト６２は、粉末状の銀等の導電材料が添加されたエポキシ樹脂からなり、後の工程にてパワー基板が配置される領域に、ペースト状で印刷される。接着シート６０および導電ペースト６２の厚みは、例えば０．２ｍｍ程度である。

図６を参照して、次に、回路基板１８の上面に制御基板１１およびパワー基板１３を貼着する。具体的には、先ず、上面に制御素子２２が実装された制御基板１１を用意し、先工程にて回路基板１８の上面に貼着された接着シート６０の上面に制御基板１１を配置する。そして、制御基板１１の周辺部（制御素子２２が配置されていない残余部）を加圧することにより、接着シート６０を介して制御基板１１を回路基板１８の上面に貼着させる。

次に、先工程にて塗布された導電ペースト６２の上面に、パワー素子３０が実装されたパワー基板１３を配置する。そして、パワー基板１３の周辺部を加圧することにより、パワー基板１３を導電ペースト６２を介して回路基板１８の上面に貼着させる。この工程では、パワー基板１３の上面に配置されたパワー素子３０のワイヤボンディングは未だ行われていない。

図６（Ａ）に示すように、本形態では、制御基板１１の下側の側辺に切欠き部１１Ａを設け、パワー基板１３の一部を、切欠き部１１Ａに収納させている。この様にすることで、制御基板１１を回路基板１８の上面に配置した後に、制御基板１１の切欠き部１１Ａにパワー基板１３の一部が収納され、両基板の相対的な位置精度が正確になる。

更に、接着シート６０および導電ペースト６２に含まれる樹脂が熱硬化性樹脂である場合は、これらを硬化させるための加熱工程が必要とされる。

図７（Ａ）の平面図および図７（Ｂ）の断面図を参照して、次に、ワイヤボンディングを行う。具体的には、パワー基板１３に実装されたパワー素子３０の電極と、パワー基板１３の導電パターン２８とを、金、銅またはアルミニウムから成る金属細線３２で接続する。更には、制御基板１１の導電パターン２６と、パワー基板１３の導電パターン２８とを金属細線３２で接続する。即ち、パワー基板１３に実装されたパワー素子３０と、制御基板１１に実装された制御素子２２とが、両基板が備える導電パターンおよび金属細線３２を経由して接続される。

図８（Ａ）および図８（Ｂ）を参照して、次に、リードの固着および封止を行う。封止の方法としては、ケース材を用いた封止方法やトランスファーモールド等があるが、ここではケース材１２を用いた樹脂封止を行っている。

具体的には、先ず、制御基板１１のパッド状の導電パターン２６にリード１４Ａを固着し、パワー基板１３のパッド状の導電パターン２８にリード１４Ｂを固着する。リード１４Ａおよびリード１４Ｂの固着は、導電パターンに塗布された半田クリームにリードを配置した後に、半田クリームを加熱溶融させるリフロー工程で行われる。

次に、樹脂材料を額縁状に一体成形したケース材１２を、回路基板１８の上面周辺部に熱加圧接着する。更に、回路基板１８およびケース材１２により囲まれる空間に封止樹脂を注入することにより、回路基板１８の上面に構築された混成集積回路が樹脂封止される。ここで、封止樹脂としては、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂が採用される。図８（Ａ）を参照して、ケース材１２の一部は内部に湾曲する内部側壁１２Ａと成っているので、この内部側壁１２Ａにより囲まれる回路基板１８の上面は封止樹脂により被覆されない。結果的に、この領域に設けた貫通孔２０が樹脂封止されずに外部に露出する構成が得られる。

以上の工程により、図１等に構成を示す混成集積回路装置１０が製造される。また、図８を参照して、回路基板１８の下面を放熱器に当接させる場合は、貫通孔２０を貫通するビスにより回路基板１８の上面を押圧して放熱器に固定する。

１０ 混成集積回路装置
１１ 制御基板
１１Ａ 切欠き部
１２ ケース材
１２Ａ 内部側壁
１３ パワー基板
１４Ａ，１４Ｂ リード
１６ 封止樹脂
１８ 回路基板
２０ 貫通孔
２２ 制御素子
２４ 受動素子
２６ 導電パターン
２８ 導電パターン
３０ パワー素子
３２ 金属細線
３４ 接着材
３６ 接着材
３８ 導電パターン
４０ 太陽電池
４２ 接続箱
４４ 太陽電池開閉部
４６ 昇圧チョッパ
４８ インバータ
５０ リレー
５４ リレー
５６ 電力系統
５８ 自立運転用負荷
６０ 接着シート
６２ 導電ペースト

Claims (5)

1. 金属から成る回路基板と、
   前記回路基板の上面に配置されると共にパワー素子が実装された第１基板と、
   前記回路基板の上面に配置されると共に前記第１基板に隣接され、前記パワー素子を制御する制御素子が実装された第２基板と、を備え、
   前記第１基板と隣り合う前記第２基板の側辺を内部に窪ませて切欠き部を設け、前記第１基板の一部を、平面視で前記切欠き部の内部に配置することを特徴とする回路装置。
2. 前記第１基板はセラミックから成る基板であり、前記第２基板は樹脂材料から成る基板であることを特徴とする請求項１記載の回路装置。
3. 前記第１基板の下面は、導電性接着材を介して、前記回路基板の上面に貼着されることを特徴とする請求項２記載の回路装置。
4. 前記回路基板の周囲を囲む額縁状のケース材と、前記ケース材および前記回路基板の上面により囲まれる空間に充填される封止樹脂と、前記封止樹脂から外部に導出するリードと、を更に備え、
   前記リードの端部は、前記第１基板または前記第２基板の上面に形成されたパッドに固着されることを特徴とする請求項３記載の回路装置。
5. 前記パワー素子は、外部から供給された電力を昇圧する昇圧チョッパ回路を構成する素子であることを特徴とする請求項４記載の回路装置。
   
   

Images