JP3724061B2 - 金属基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機の制御装置などのような比較的に通電電流の大きい回路を持ち、ベース金属と絶縁層と導体部とを積層して形成する金属基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機の制御装置は、パワー回路導体と制御回路導体とを印刷配線基板やエッチング配線基板などで形成する。パワー回路導体では電流が大きく、制御回路導体では電流が微小である。このような電流の大小に対応するために次の従来例がある。
【０００３】
従来例１では、パワー回路導体の電流に耐えるように、制御回路導体も含めて全体の導体部の厚みを厚くする。例えば、１４０〜３００μｍとする。従来例２では、制御回路導体の電流に適するように、パワー回路導体も含めて全体の導体部を薄くしておく。例えば、１８〜３５μｍとする。その後に、必要なパワー回路導体に銅板をはんだ付けする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１では、制御回路導体も厚いので、ファインパターンの形成が困難であって超ＬＳＩなどの実装に不適当である。従来例２では、銅板のはんだ付け工程を余分に必要とし、しかも銅板は熱容量が大きくてはんだ付け作業に時間がかかる。そして、両従来例とも、同一の絶縁層の上にパワー回路導体と制御回路導体とを積層するので、パワー回路導体の絶縁層には熱伝導率を大きく、制御回路導体の絶縁層には誘電率を小さくするなどの絶縁材特性の異なる要求を満足できない。
【０００５】
この発明の課題は、パワー回路導体は初めから厚く、制御回路導体はファインパターンの形成が容易なように薄く、両導体の絶縁層を異なる絶縁材特性とすることができる金属基板及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明１の金属基板は、ベース金属の表面に相互に絶縁材特性の異なるパワー回路絶縁層の領域と制御回路絶縁層の領域とを形成し、パワー回路絶縁層の上にパワー回路導体を積層、制御回路絶縁層の上に制御回路導体を積層し、パワー回路導体の厚みを制御回路導体の厚みより厚くし、ベース金属と平行に並ぶ複数の導体からなるパワー回路導体の相互間に連結絶縁材を介在させるものである。
【０００７】
発明１の金属基板によれば、パワー回路導体は初めから厚く、制御回路導体はファインパターンの形成が容易なように薄くできる。そして、パワー回路絶縁層と制御回路絶縁層とを異なる絶縁材特性とすることができる。
発明２は発明１において、パワー回路導体を金属板のプレス打ち抜きで形成された導体とするものである。発明２によれば、パワー回路導体を容易に厚くできる。
【０００８】
発明３は発明１において、制御回路導体を一層とするものである。発明４は発明１において、制御回路導体を多層とするものである。
発明５の金属基板の製造方法は、発明３の金属基板を製造する方法であって、複数のパワー回路導体の相互間を連結絶縁材で仮固定しておき、その後に、ベース金属とパワー回路絶縁層と仮固定したパワー回路導体と制御回路絶縁層と制御回路導体とを接着するものである。
【０００９】
発明５の金属基板の製造方法によれば、パワー回路導体を仮固定した後に、全部を接着できる。
発明６は発明５において、制御回路導体のパターン形成を、全部を接着した後に実施するものである。発明７は発明５において、制御回路導体のパターン形成を、全部を接着する前に実施するものである。
【００１０】
発明８の金属基板の製造方法は、発明４の金属基板を製造する方法であって、複数のパワー回路導体の相互間を連結絶縁材で仮固定すると共に、制御回路導体を制御回路絶縁層と同一又は類似する種類の絶縁材で多層に形成しておき、その後に、ベース金属とパワー回路絶縁層と仮固定したパワー回路導体と制御回路絶縁層と多層の制御回路導体とを接着するものである。
【００１１】
発明８の金属基板の製造方法によれば、パワー回路導体を仮固定すると共に、制御回路導体を多層に形成した後に、全部を接着できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は実施例１の金属基板の断面図、図２は図１の金属基板を製造する方法の工程図、図３は実施例２の金属基板の断面図、図４は図３の金属基板を製造する方法の工程図である。各図において同一符号を付ける部分はおよそ同一機能を持ち説明を省くことがある。
【００１３】
図１の実施例１において、ベース金属１の表面に相互に絶縁材特性の異なるパワー回路絶縁層２の領域と制御回路絶縁層３の領域とを形成する。パワー回路絶縁層２の上にパワー回路導体４を積層し、制御回路絶縁層３の上に一層の制御回路導体５を積層する。パワー回路導体４の厚みを制御回路導体５の厚みより厚くする。ベース金属１と平行に並ぶ複数の導体からなるパワー回路導体４の相互間に連結絶縁材６を介在させる。パワー回路導体４を銅板などの金属板のプレス打ち抜きで形成された導体とするとよいが、厚い導体のエッチング配線で形成してもよい。銅箔などの薄い制御回路導体５は印刷配線で又はエッチング配線で形成してもよい。パワー回路絶縁層２は熱伝導率の大きいフィラーエポキシ樹脂などが適し、制御回路絶縁層３は誘電率の小さいガラスエポキシ樹脂が適する。
【００１４】
実施例１によれば、パワー回路導体４を金属板のプレス打ち抜きで形成すれば、１工程で初めから厚くできて大電流に耐える一方、制御回路導体５は超ＬＳＩなどの部品の実装に適した高密度のファインパターンの形成が容易なように薄くできる。そして、パワー回路絶縁層２と制御回路絶縁層３を異なる絶縁材特性とするので、パワー回路絶縁層２を熱伝導率の大きい材料としてパワー回路導体４の部品からの熱をベース金属１によく伝達して冷却を向上できるし、制御回路絶縁層３を誘電率の小さい材料としてパワー回路導体４に実装される部品から発せられる誘導ノイズの制御回路導体５に実装される部品への伝達を防止する。連結絶縁材６に熱伝達を期待する必要はあまりない。
【００１５】
図２の工程図において、工程（ａ）、工程（ｂ）及び工程（ｃ）は平面図であり、工程（ｄ）は断面図である。工程（ａ）で複数のパワー回路導体４を耳４ａでつなげるように銅板をプレスで打ち抜いて欠落部４ｘを捨てる。工程（ｂ）で耳４ａを持つ複数のパワー回路導体４の欠落部４ｘに連結絶縁材６を埋め込んでおく。連結絶縁材６の厚みはパワー回路導体４の厚みと同一にしておくのがよい。工程（ｃ）で耳４ａを切断するが、複数のパワー回路導体４は連結絶縁材６で連結されているので、ばらばらにならない。このようにして、複数のパワー回路導体４の相互間を連結絶縁材６で仮固定しておく。その後に、工程（ｄ）でベース金属１とパワー回路絶縁層２と仮固定したパワー回路導体４と制御回路絶縁層３と制御回路導体５とを全部を一括して接着する。接着は、接着前のパワー回路絶縁層２と制御回路絶縁層３とをプリプレグ状態にしておき、真空加圧プレスで樹脂の硬化と接着とを同時に行うのがよいが、硬化済みの絶縁層を接着剤で接着してもよい。制御回路導体５のパターン形成を、全部を一括して接着した後に印刷配線やエッチング配線で実施するが、全部を一括して接着する前に実施してもよい。複数のパワー回路導体４の相互間を連結絶縁材６で仮固定するには、耳４ａは必須ではなく、ばらばらな複数のパワー回路導体４を治具に仮置きして連結絶縁材６を適用してもよい。ベース金属１とパワー回路絶縁層２と仮固定したパワー回路導体４と制御回路絶縁層３と制御回路導体５とを全部を一括して接着するのに代えて、ベース金属１とパワー回路絶縁層２と制御回路絶縁層３とを予め仮固定しておいてもよい。
【００１６】
図３の実施例２は実施例１の制御回路導体５を一層に代えて多層とする。
図４の工程図は図２の工程（ｄ）に対応する。図２と異なる点は、複数のパワー回路導体４の相互間を連結絶縁材６で仮固定すると共に、制御回路導体５を制御回路絶縁層３と同一又は類似する種類の絶縁材３ａで慣用の技術により多層に形成しておく点である。その後に、全部を一括して接着する。最上層の制御回路導体５を除き、他の制御回路導体５は接着後にパターン形成はできない。ベース金属１とパワー回路絶縁層２と仮固定したパワー回路導体４と制御回路絶縁層３と制御回路導体５とを全部を一括して接着するのに代えて、ベース金属１とパワー回路絶縁層２と制御回路絶縁層３とを予め仮固定しておいてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
発明１の金属基板によれば、パワー回路導体は初めから厚く、制御回路導体はファインパターンの形成が容易なように薄くできるという効果があり、パワー回路絶縁層と制御回路絶縁層とを異なる絶縁材特性とすることができるという効果がある。
【００１８】
発明２によれば、パワー回路導体を容易に厚くできるという効果がある。
発明３又は発明４によれば、制御回路導体を一層又は多層とすることができるという効果がある。
発明５の金属基板の製造方法によれば、パワー回路導体を仮固定した後に、全部を接着できるという効果がある。
【００１９】
発明６又は発明７によれば、制御回路導体のパターン形成を、全部を接着した後に、又は前に実施することができるという効果がある。
発明８の金属基板の製造方法によれば、パワー回路導体を仮固定すると共に、制御回路導体を多層に形成した後に、全部を接着できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の金属基板の断面図
【図２】図１の金属基板を製造する方法の工程図
【図３】実施例２の金属基板の断面図
【図４】図３の金属基板を製造する方法の工程図
【符号の説明】
１ ベース金属 ２ パワー回路絶縁層
３ 制御回路絶縁層 ３ａ 絶縁材
４ パワー回路導体 ４ａ 耳
４ｘ 欠落部 ５ 制御回路導体
６ 連結絶縁材

Claims (8)

1. ベース金属の表面に相互に絶縁材特性の異なるパワー回路絶縁層の領域と制御回路絶縁層の領域とを形成し、パワー回路絶縁層の上にパワー回路導体を積層、制御回路絶縁層の上に制御回路導体を積層し、パワー回路導体の厚みを制御回路導体の厚みより厚くし、ベース金属と平行に並ぶ複数の導体からなるパワー回路導体の相互間に連結絶縁材を介在させることを特徴とする金属基板。
2. 請求項１記載の金属基板において、パワー回路導体を金属板のプレス打ち抜きで形成された導体とすることを特徴とする金属基板。
3. 請求項１記載の金属基板において、制御回路導体を一層とすることを特徴とする金属基板。
4. 請求項１記載の金属基板において、制御回路導体を多層とすることを特徴とする金属基板。
5. 請求項３記載の金属基板を製造する方法であって、複数のパワー回路導体の相互間を連結絶縁材で仮固定しておき、その後に、ベース金属とパワー回路絶縁層と仮固定したパワー回路導体と制御回路絶縁層と制御回路導体とを接着することを特徴とする金属基板の製造方法。
6. 請求項５記載の金属基板の製造方法において、制御回路導体のパターン形成を、全部を接着した後に実施することを特徴とする金属基板の製造方法。
7. 請求項５記載の金属基板の製造方法において、制御回路導体のパターン形成を、全部を接着する前に実施することを特徴とする金属基板の製造方法。
8. 請求項４記載の金属基板を製造する方法であって、複数のパワー回路導体の相互間を連結絶縁材で仮固定すると共に、制御回路導体を制御回路絶縁層と同一又は類似する種類の絶縁材で多層に形成しておき、その後に、ベース金属とパワー回路絶縁層と仮固定したパワー回路導体と制御回路絶縁層と多層の制御回路導体とを接着することを特徴とする金属基板の製造方法。

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