JP2017135233A - 電子回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】熱応力の影響を緩和して電子素子と金属板との電気的および機械的な接続が損なわれることのない高い信頼性を有する電子回路基板を提供する。【解決手段】配線パターンに応じて形成された金属板１２と、金属板１２を挟み付けた状態で成形した絶縁部材３とを備える電子回路基板１０であって、前記絶縁部材３は、その一部に絶縁部材３の存在しない開口部３ｈを有し、前記金属板１２は、前記開口部３ｈに露出した前記金属板１２に電子素子５を接続するための載置面１２ｍを有する接続部１２ｃと、前記載置面１２ｍが前記金属板１２とは異なる高さ位置となるように前記金属板１２が折り曲げられてなる折曲部１２ｂとを有するようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、電子回路基板に関し、特に、インバータ回路や電源回路のような大電流・高放熱に対応した大電流回路が設けられた射出成型基板に適用して好適なものである。

従来、電子回路基板には、金属箔を配線パターンにしたがってカットし、絶縁層とともに積層したプリント基板と、金属板（例えば銅板）を配線パターンにしたがってカットし、絶縁樹脂とともに一体成型した射出成型基板とがある。

プリント基板においては、実装する電子部品および部品基板間接続部へ集中する応力を緩和する場合、基板側に応力緩和部を設けることが困難（コスト増、製造難）であるため、部品側に応力緩和部を設けることが一般的であった。

部品側に応力緩和部を設けた電子部品として、パッケージ構造の電子部品が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この電子部品は、ベースおよびリッドによって内部に形成される空洞部に収納した水晶振動子と、当該水晶振動子の電極と、ベースを貫通するスルーホールの貫通電極とが接続され、その貫通電極と接続されたリード端子とを備え、当該リード端子の一端部と他端部との間に屈曲部（応力緩和部）が形成されている。

一方、図１３に示すように、射出成型基板１は、配線パターンに従って形成された回路導体からなる金属板２と、この金属板２を絶縁樹脂により挟み付けた状態でモールド成形した絶縁部材３と、金属板２に接続された電子素子５とを備えている。なお、金属板２は、電子回路基板１において所謂バスバーとして用いられる。

絶縁部材３は、その一部に絶縁部材３の存在しない貫通孔からなる開口部３ａを有しており、この開口部３ａ内で２つの金属板２が互いに対向配置された状態で露出している。２つの金属板２の先端部の表面は、電子素子５を載置して接続するための一方（左側）の接続面２ｍおよび他方（右側）の接続面２ｍとして用いられる。この２つの金属板２の接続面２ｍにそれぞれ跨がるように電子素子５が載置され、電子素子５の一方（左側）の電極５ｂおよび他方（右側）の電極５ｂと、金属板２の一方（左側）の接続面２ｍおよび他方（右側）の接続面２ｍとが、はんだ４により電気的に接続されている。

特開２０１０−１９９６７８号公報（第４頁、図１）

このような構成の射出成型基板１においては、当該射出成型基板１が搭載されている装置の使用時に膨張し、または未使用時に収縮をするが、金属板２の熱膨張率、絶縁部材３の熱膨張率、および、電子素子５の熱膨張率がそれぞれ異なる。したがって、金属板２の膨張度合いと電子素子５の膨張度合いとが異なるため、はんだ４が熱応力の影響を受け、当該はんだ４にクラックが生じるおそれがあった。はんだ４にクラックが生じた場合、金属板２と電子素子５との機械的および電気的な接続が損なわれてしまう。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、電子素子と金属板との電気的および機械的な接続が損なわれることのない高い信頼性を有する電子回路基板を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、回路導体を形成する金属板と、前記金属板を挟み付けた状態で成形した絶縁部材とを備える電子回路基板であって、前記絶縁部材は、その一部に絶縁部材の存在しない開口部を有し、前記金属板は、前記開口部を介在して互いに対向した状態で、前記絶縁部材にそれぞれ挟み付けられた一方および他方の基部と、電子素子と電気的に接続するための接続面を有し当該接続面が前記開口部を介在して互いに対向した状態で相互に接触することないように前記開口部にそれぞれ露出した一方および他方の接続部と、前記接続部が前記基部とは異なる高さ位置となるように前記金属板が折り曲げられて前記基部と前記接続部とをそれぞれ繋ぐ一方および他方の折曲部とを有することを特徴とする。

本発明において、前記接続面は、前記折曲部の折り曲げ状態に応じて前記絶縁部材の表面と対応する高さに設定されている。

本発明において、前記折曲部は、前記絶縁部材と非接触である。

本発明において、前記接続部は、前記接続面に前記折曲部へのはんだの流出を防止する流出防止構造を有する。

本発明において、前記一方の前記接続面には、前記電子素子の一方の電極が接続され、前記他方の前記接続面には、前記電子素子の他方の電極が接続され、前記一方の接続面と前記他方の接続面とが前記電子素子により機械的および電気的に接続されている。

本発明において、前記絶縁部材は、他の電子回路基板の絶縁部材と積層された場合、前記接続面同士が互いに接続される。

本発明において、前記接続部は、前記接続面同士の間にはんだを介して互いに電気的に接続される。

本発明において、前記接続部は、前記接続面同士の間に熱伝導シートを介して互いに熱的に接続される。

本発明において、前記折曲部は、互いに対向するように前記絶縁部材から前記開口部に飛び出した前記金属板の基部の一部が切断されて折り曲げられた部分であり、当該部分の前記開口部に対する飛び出し量は前記金属板の長手方向に沿った前記開口部の長さの半分以下である。

本発明によれば、電子素子と金属板との電気的および機械的な接続が損なわれることのない高い信頼性を有する電子回路基板を実現することができる。

第１の実施の形態に係る電子回路基板の構成を示す部分断面図、拡大断面図および上面図である。 第１の実施の形態における電子回路基板の折曲部の屈曲角度α、ギャップｇ、接続部（接続面）の高さｈの関係を示す略線図である。 第１の実施の形態における電子回路基板の折曲部の折り曲げ状態を示す部分断面図である。 第１の実施の形態における電子回路基板の金属板の長さと開口部の開口長さＤとの関係を示す部分断面図である。 第１の実施の形態における電子回路基板のはんだ流れ防止構造を示す拡大断面図である。 第１の実施の形態における電子回路基板において熱応力の影響を受けたときの応力緩和状態を示す部分断面図である。 第１の実施の形態における電子回路基板のメタルマスクを用いたはんだの塗布状態を示す部分断面図である。 第１の実施の形態における電子回路基板の電気的な層間接続状態を示す部分断面図である。 第１の実施の形態における電子回路基板の熱的な層間接続状態を示す部分断面図である。 第２の実施の形態における電子回路基板の構成を示す部分断面図である。 第３の実施の形態における電子回路基板の構成を示す部分断面図である。 第４の実施の形態における電子回路基板の構成を示す部分断面図および上面図である。 従来の電子回路基板の構成および熱応力の影響を受けたときの状態を示す部分断面図である。

以下、本発明について、第１の実施の形態乃至第４の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する第１乃至第４の実施の形態はあくまでも例示であり、本発明の範囲において、種々の形態をとり得る。

＜第１の実施の形態＞
＜電子回路基板の構成＞
図１乃至図９を参照しながら、第１の実施の形態に係る電子回路基板１０について説明する。ここでは、図中、電子回路基板１０の金属板１２の長手方向を基板水平方向（矢印ａｂ方向）とし、矢印ａ方向を左側、矢印ｂ方向を右側と定義する。また、図中、電子回路基板１０の金属板２と絶縁部材３とが重ねられる方向を基板垂直方向（矢印ｃｄ方向）とし、矢印ｃ方向を上側、矢印ｄ方向を下側と定義する。

図１（Ａ）は第１の実施の形態に係る電子回路基板１０の構成を示す部分断面図であり、図１（Ｂ）は折曲部１２ｂの拡大断面図である。図１（Ｃ）は電子素子５が接続されていない電子回路基板１０の上面図である。なお、図１（Ａ）、（Ｂ）は、図１（Ｃ）におけるＸ−Ｘ断面に対応した部分断面図および拡大断面図である。

図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、電子回路基板１０は、射出成型基板であり、絶縁部材３と、金属板１２と、電子素子５とを備えている。絶縁部材３は、絶縁性を有し、かつ、耐熱性の高い例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の絶縁樹脂からなり、金属板１２を上側および下側から挟み付けた状態でモールド成形されたものである。絶縁部材３は、その一部に絶縁部材３の存在しない貫通孔からなる開口部３ｈを有している。

電子素子５は、例えば、チップコンデンサやチップ抵抗等であり、素子本体５ａと、その素子本体５ａの左右両側にそれぞれ設けられた一方（左側）の電極５ｂおよび他方（右側）の電極５ｂとによって構成されている。電子素子５は、金属板１２と電気的および機械的に接続されている。具体的には、電子素子５の一方（左側）の電極５ｂと金属板１２の一方（左側）の接続部１２ｃの接続面１２ｍとがはんだ４により電気的に接続され、電子素子５の他方（右側）の電極５ｂと金属板１２の他方（右側）の接続部１２ｃの接続面１２ｍとがはんだ４により電気的に接続されている。

金属板１２は、所謂バスバーとして用いられるものであり、鋼板を配線パターンに応じてプレス金型で打抜きすることにより形成される回路導体である。金属板１２は、開口部３ｈを間に介在して互いに対向して配置された一方（左側）および他方（右側）の基部１２ａ、一方および他方の折曲部１２ｂおよび一方および他方の接続部１２ｃを備えており、全体として先端に向かって略Ｓ字形状に折り曲げられている。すなわち、一方（左側）の金属板１２および他方（右側）の金属板１２の何れについても、基部１２ａ、折曲部１２ｂおよび接続部１２ｃを備えており、その向きが逆方向であるだけの同一構成であるため、ここでは、便宜上、左側の金属板１２について主に説明する。

金属板１２の基部１２ａは、上側の絶縁部材３と下側の絶縁部材３により挟み付けられた状態で当該絶縁部材３から開口部３ｈへ向かって右側（矢印ｂ方向）へ延びる部分であり、その先端が当該開口部３ｈに露出している。

金属板１２の折曲部１２ｂは、基部１２ａと接続部１２ｃとを繋ぐ部分である。折曲部１２ｂは、基部１２ａの先端において上側（矢印ｃ方向）へ向かって屈曲された屈曲部分１２ｂａと、屈曲部分１２ｂａから更に上側（矢印ｃ方向）へ向かって斜めに直線状に延びる直線部分１２ｂｓと、直線部分１２ｂｓの上側（矢印ｃ方向）の端部において右側（矢印ｂ方向）へ向かって屈曲された屈曲部分１２ｂｃとを備えている。

折曲部１２ｂは、基部１２ａと接続部１２ｃの接続面１２ｍとが基板垂直方向において異なる高さ位置となるように屈曲部分１２ｂａおよび屈曲部分１２ｂｃにより折り曲げられている。具体的には、接続部１２ｃの接続面１２ｍと、絶縁部材３の露出した表面３ｍとが、基板垂直方向において同じ高さ位置、すなわち面一となるように折曲部１２の屈曲部分１２ｂａおよび屈曲部分１２ｂｃが屈曲されている。

ただし、接続部１２ｃの接続面１２ｍと、絶縁部材３の露出した表面３ｍとが完全に同じ高さ位置である必要は必ずしもなく、接続部１２ｃの接続面１２ｍが絶縁部材３の露出した表面３ｍから僅かに凹んだ凹部を有していても、僅かに突出した凸状の凸部を有していてもよい。

ここで、接続部１２ｃの接続面１２ｍが絶縁部材３の露出した表面３ｍから僅かに凹んでいる場合の凹部の深さとしては、例えば、３０μｍ以内とする。凹部の深さを３０μｍとする理由は、後述するメタルマスクＭＭ（図７参照）によりはんだを塗布する際のはんだ量のばらつきを低く抑えることが可能な深さだからである。

また、接続部１２ｃの接続面１２ｍが表面３ｍから僅かに突出する場合の凸部の高さとしては、後述するメタルマスクＭＭの厚さよりも薄い例えば１００μｍ〜２００μｍとする。凸部の高さを１００μｍ〜２００μｍとする理由は、メタルマスクＭＭの厚さよりも薄い凸部の高さであれば、はんだを均一に塗布できるからである。

すなわち、接続部１２ｃの接続面１２ｍの高さは、絶縁部材３の表面３ｍに対して対応する高さ、すなわち−３０μｍ〜２００μｍ以下の範囲内であればよい。ただし、更に好ましくは、接続部１２ｃの接続面１２ｍと、絶縁部材３の露出した表面３ｍとが、基板垂直方向において同じ高さである。

金属板１２の接続部１２ｃは、折曲部１２ｂの屈曲部分１２ｂｃから右側（矢印ｂ方向）へ向かって直線状に延びる部分であり、その上側（矢印ｃ方向）の表面が電子素子５を載置して電気的および機械的に接続する接続面１２ｍとなる。したがって、一方（左側）の接続部１２ｃの接続面１２ｍ、および、他方（右側）の接続部１２ｃの接続面１２ｍは、電子素子５が載置されて接続された場合、当該電子素子５により一方（左側）の接続面１２ｍと、他方（右側）の接続面１２ｍとが機械的および電気的に接続されることになる。

左側の金属板１２および右側の金属板１２は、開口部３ｈを介在して互いに向かい合うように配置されている。また、左側の金属板１２および右側の金属板１２は、左右の接続部１２ｃ同士が互いに接触することのない一定のギャップｇを設けた状態で開口部３ｈ内に露出している。このギャップｇは、電子素子５における一方（左側）の電極５ｂと他方（右側）の電極５ｂとの間隔に合わせて予め設定されている。

図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、金属板１２は、屈曲部１２ｂａを介して基部１２ａに対する直線部分１２ｂｓの屈曲角度αが規定されるとともに、屈曲部１２ｂｃを介して直線部分１２ｂｓに対する接続部１２ｃの屈曲角度β（β＝１８０°−α）が規定されており、この屈曲角度α、βにより折曲部１２ｂの折り曲げ状態が設定されている。

例えば、折曲部１２ｂは、基部１２ａに対して直線部分１２ｂｓを屈曲角度α（＝９０°）或いはそれ以下の任意の屈曲角度αで折り曲げることが可能である。基部１２ａに対して直線部分１２ｂｓが屈曲角度α（＝９０°）で折り曲げられた場合、一方（左側）の接続部１２ｃと他方（右側）の接続部１２ｃとのギャップｇの大きさは最大値ｇ１となり、かつ、基部１２ａから接続部１２ｃまでの高さｈは最大値ｈ１となる。この場合、図３（Ａ）に示すように、金属板１２の折曲部１２ｂが基部１２ａおよび接続部１２ｃに対して直角に折り曲げられた状態となる。

また、折曲部１２ｂは、基部１２ａに対して直線部分1２ｂｓを屈曲角度α（＝６０°）で折り曲げることが可能である。基部１２ａに対して直線部分１２ｂｓが屈曲角度α（＝６０°）で折り曲げられた場合、ギャップｇの大きさは最大値ｇ１よりも小さな値ｇ２となり、かつ、基部１２ａから接続部１２ｃまでの高さｈも最大値ｈ１より小さい値ｈ２となる。この場合、図３（Ｂ）に示すように、金属板１２の折曲部１２ｂが基部１２ａに対して約６０°に折り曲げられた状態となる。

すなわち、一方（左側）の金属板１２と他方（右側）の金属板１２との間のギャップｇ、および、基部１２ａから接続部１２ｃまでの高さｈについては、基部１２ａに対する折曲部１２ｂの直線部分1２ｂｓの屈曲角度α、および、直線部分１２ｂｓに対する接続部分１２ｃの屈曲角度βに応じて自在に設定可能である。また、折曲部１２ｂは、基部１２ａに対して屈曲角度α（＝９０°）で折り曲げられた場合であっても、絶縁部材３の開口部３ｈの開口端面３ａと金属板１２の直線部分１２ｂｓとは非接触である。

このように、金属板１２の折曲部１２ｂは、屈曲部分１２ｂａ、直線部分１２ｂｓ、および、屈曲部分１２ｂｃを含めて略Ｓ字状に折り曲げられ、かつ、絶縁部材３の開口部３ｈの開口端面３ａと非接触な構成を有している。したがって、折曲部１２ｂは、水平方向（矢印ａｂ方向）の動きを規制されることがないので、金属板１２の接続部１２ｃと電子素子５とを接続するはんだ４が熱応力の影響を受けた場合、当該はんだ４に対する熱応力の影響を緩和する応力緩和部として機能する。

また、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、基部１２ａに対して折曲部１２ｂが屈曲角度α（＝０度）の場合、すなわち折曲部１２ｂが折り曲げられていないときの金属板１２の長さは、次のように設定されている。絶縁部材３の開口部３ｈの開口端面３ａから金属板１２の先端までの最大飛び出し量Ｌmaxは、開口部３ｈの水平方向の開口長さＤのうち開口端面３ａから中心Ｃまでの長さＤ／２以下であり、次の数１で表される。

Ｌmax≦Ｄ／２………………………………………………………………………（数１）

このことは、一方（左側）の金属板１２および他方（右側）の金属板１２は、１枚の鋼板が切断された後、折り曲げられて形成可能なことを意味する。すなわち、２枚の鋼板を必要とせず、１枚の鋼板から形成することができるので、コストダウンを図ることができる構造となっている。

また、一方（左側）の金属板１２および他方（右側）の金属板１２は、それぞれの基部１２ａに対して折曲部１２ｂが屈曲角度α（≧０°）の場合、絶縁部材３の開口部３ｈの開口端面３ａから接続部１２ｃの先端までの飛び出し量Ｌ１は最大飛び出し量Ｌmax以下となり、かつ、ギャップｇは０以上の値となる。

続いて、図５（Ａ）に示すように、金属板１２の接続部１２ｃにおいて、電子素子５と電気的および機械的に接続する接続面１２ｍには、当該接続面１２ｍよりも僅かに凹んだ段差面１２ｄが形成されている。この場合、接続部１２ｃの接続面１２ｍと、絶縁部材３の露出した表面３ｍとは同じ高さ位置であるが、段差面１２ｄは当該表面３ｍから基板垂直方向（矢印ｃｄ方向）において下側（矢印ｄ方向）に僅かに凹んだ高さ位置となる。

接続部１２ｃの段差面１２ｄは、電子素子５の接続面として機能し、かつ、はんだ４の塗布面としても機能する。また、接続部１２ｃのうち接続面１２ｍが残されている端部は、段差面１２ｄよりも基板垂直方向において上側へ突出した堰部として機能する。この堰部は、はんだ４の濡れ性が良好な場合に折曲部１２ｂへ当該はんだ４が流れ出てしまうことによる予期せぬ短絡を防止するための、はんだ流れ防止構造となる。

なお、この場合、接続部１２ｃの段差面１２ｄは、絶縁部材３の表面３ｍと同じ高さ位置に設定されるが、これに限るものではなく、接続部１２ｃの接続面１２ｍが絶縁部材３の表面３ｍと同じ高さ位置に設定されてもよい。この場合には、段差面１２ｄが絶縁部材３の表面３ｍから僅かに凹んだ高さ位置となる。

ただし、はんだ流れ防止構造としては、これに限るものではなく、その他種々のバリエーションが考えられる。例えば、図５（Ｂ）に示すように、はんだ流れ防止構造として、接続部１２ｃの接続面１２ｍの左側端部に所定の深さを有する凹部１２ｅを設けてもよい。この凹部１２ｅは、はんだ４の濡れ性が良好な場合に、当該はんだ４が折曲部１２ｂへ流れ出てしまうことによる予期せぬ短絡を防止するためのはんだ４の貯留部として機能する。

また、図５（Ｃ）に示すように、はんだ流れ防止構造として、接続部１２ｃの接続面１２ｍの左側端部に貫通孔１２ｆを設けてもよい。この場合、はんだ４の濡れ性が良好な場合であっても、はんだ４は粘性を持つ液体であり、かつ、表面張力の作用により、貫通孔１２ｆに付着した状態となる。かくして、貫通孔１２ｆは、はんだ４が折曲部１２ｂへ全て流れ出てしまうことによる予期せぬ短絡を防止するためのはんだ４の経路遮断部として機能する。

図５（Ｄ）に示すように、はんだ流れ防止構造として、折曲部１２ｂと接続部１２ｃとの間に上側に凸の凸部１２ｇを設けてもよい。この凸部１２ｇは、はんだ４の濡れ性が良好な場合に、当該はんだ４が折曲部１２ｂへ流れ出てしまうことによる予期せぬ短絡を防止する堰部として機能する。なお、凸部１２ｇは、金属板１２をプレス金型により折り曲げることにより形成可能である。

図５（Ｅ）に示すように、はんだ流れ防止構造として、折曲部１２ｂと接続部１２ｃとの間に下側に凹の凹状突出部１２ｈを設けてもよい。この凸状突出部１２ｈは、はんだ４の濡れ性が良好な場合に、当該はんだ４が折曲部１２ｂへ流れ出てしまうことによる予期せぬ短絡を防止するためのはんだ４の貯留部として機能する。なお、凸状突出部１２ｇは、金属板１２をプレス金型により折り曲げることにより形成可能である。

以上の構成において、電子回路基板１０の一方（左側）および他方（右側）の金属板１２は、図６（Ａ）に示すように、応力緩和部として機能する折曲部１２ｂをそれぞれ有している。これにより、一方および他方の金属板１２や電子素子５が膨張または収縮して熱応力が発生した場合でも、図６（Ｂ）または図６（Ｃ）に示すように、折曲部１２ｂが屈曲部１２ｂａ、１２ｂｃを介して右側または左側へ倒れることができるので、はんだ４に対する熱応力の影響を吸収することができる。

かくして、電子回路基板１０では、一方および他方の金属板１２の折曲部１２ｂにより、はんだ４に対する熱応力の影響を緩和することができるので、当該はんだ４にクラックが生じることを未然に防止し、一方および他方の金属板１２と電子素子５との機械的および電気的な接続を維持することができる。

また、電子回路基板１０は、絶縁部材３の表面３ｍと、金属板１２の接続部１２ｃの接続面１２ｍとの高さを揃えて面一にした。これにより、図７に示すように、絶縁部材３の表面３ｍにメタルマスクＭＭを載せた状態で、当該メタルマスクＭＭの表面にはんだ４を全体的に塗布し、そのはんだ４をスキージＳＫでメタルマスクＭＭの貫通孔に充填し、金属板１２の接続部１２ｃの接続面１２ｍにはんだ４を均一に一括転写することができる。したがって、絶縁部材３の表面３ｍと、金属板１２の接続部１２ｃの接続面１２ｍとの高さが揃っていない場合に、はんだディスペンサを用いて個別にはんだ４を塗布するよりも製造効率を格段に向上させることができる。

なお、金属板１２は、屈曲部分１２ｂａ、直線部分１２ｂｓ、および、屈曲部分１２ｂｃからなる折曲部１２ｂを備えたことにより、基板垂直方向（矢印ｃｄ方向）の上側（矢印ｃ方向）から電子素子５に加えられる外力に対しても当該折曲部１２ｂが容易に撓まない剛性を有することになる。これにより、電子回路基板１０は、絶縁部材３の表面３ｍと、金属板１２の接続部１２ｃの接続面１２ｍとの高さ位置を維持することができる。かくして、電子回路基板１０は、メタルマスクＭＭおよびスキージＳＫを介して接続部１２ｃの接続面１２ｍに対してはんだ４を塗布する際、はんだ４の転写量がばらつくことを防止し、均一に転写することができる。

続いて、図８（Ａ）に示すように、下方の電子回路基板１０における金属板１２の接続部１２ｃと、上方の電子回路基板１０における金属板１２の接続部１２ｃとが互いに密着するような向きに配置し、接続部１２ｃの接続面１２ｍ同士をはんだ４でリフローすることにより基板垂直方向（矢印ｃｄ方向）に積層することができる。

この場合、接続部１２ｃの接続面１２ｍと絶縁部材３の表面３ｍとが同じ高さ位置の面一に設定されているため、下方の接続部１２ｃと上方の接続部１２ｃとの間に塗布するはんだ４の塗布量は最小限で済む。このように電子回路基板１０では、接続部１２ｃの接続面１２ｍと絶縁部材３の表面３ｍとが同じ高さ位置の面一に設定されているので、基板垂直方向の厚さを最小限に抑制した優れたスペース効率で電子回路基板１０を積層することができる。

なお、図８（Ｂ）に示すように、一方（左側）および他方（右側）の金属板１２ｓのそれぞれの接続部１２ｃｓが一体化された構成を有する上方および下方の電子回路基板１０ｓを用い、下方の電子回路基板１０ｓにおける金属板１２ｓの接続部１２ｃｓと、上方の電子回路基板１０ｓにおける金属板１２ｓの接続部１２ｃｓとが互いに密着するような向きで配置し、接続部１２ｃｓの接続面１２ｍｓ同士をはんだ４で接続することも可能である。

さらに、図９に示すように、下方の電子回路基板１０における金属板１２の接続部１２ｃと、上方の電子回路基板１０における金属板１２の接続部１２ｃとが互いに密着するような向きに配置し、接続部１２ｃの接続面１２ｍ同士の間に例えばシリコーンやアクリル等からなる熱伝導シートＨＣＳを挟み付けて接続することができる。この場合、熱伝導シートＨＣＳの分の厚み分だけ、金属板１２の厚さを薄くしてもよい。具体的には、上方の金属板１２の厚さおよび下方の金属板１２の厚さを熱伝導シートＨＣＳの分の厚み分の１／２ずつ薄く設定すればよい。

この場合、下方の電子回路基板１０と上方の電子回路基板１０とを熱伝導シートＨＣＳを介して熱的に接続することができる。これにより、下方の電子回路基板１０に発生する熱や、絶縁部材３同士の間に設けられた電子素子ｅｐから発生する熱を上方の電子回路基板１０から放熱するように放熱経路を追加することができる。このように、接続部１２ｃの接続面１２ｍと絶縁部材３の表面３ｍとが同じ高さ位置に設定されているため、下側の電子回路基板１０と上側の電子回路基板１０とを熱伝導シートＨＣＳを介して熱的に接続することが容易であり、効率的に放熱する形態を構築することができる。

以上の構成によれば、はんだ４に対する熱応力の影響を一方および他方の金属板１２の折曲部１２ｂによりそれぞれ緩和し、はんだ４にクラックを生じさせることを予め防止することができるので、電子素子５と一方および他方の金属板１２との電気的および機械的な接続が損なわれることのない高い信頼性を有する電子回路基板１０を実現することができる。

＜第２の実施の形態＞
図１との対応部分に同一符号を付した図１０に示すように、第２の実施の形態における電子回路基板２０においては、第１の実施の形態における電子回路基板１０の金属板１２とは異なる形状の金属板２２を有することを特徴とする。なお、第２の実施の形態において、第１の実施の形態において示された絶縁部材３、はんだ４、電子素子５と同一の構成要素には同一の符号を用い、その詳細な説明を省略する。

この電子回路基板２０の金属板２２は、折曲部２２ｂが基部２２ａおよび接続部２２ｃに対して直角の屈曲角度α、βで折り曲げられ、かつ折曲部２２ｂが絶縁部材３の開口端面３ａに接触している。電子回路基板２０は、金属板２２を除いて、電子回路基板１０と同一の構成を有している。

この場合、金属板２２の折曲部２２ｂは、絶縁部材３の開放端面３ａに接触しているが、基板水平方向に互いに近付く方向には接触していないため、金属板２２同士が互いに離れる方向に縮小したり、電子素子５が収縮する場合に限り、接続部２２ｃが基板水平方向に沿って互いに近付くように折曲部２２ｂが倒れ、はんだ４に対する熱応力の影響を吸収することができる。

＜第３の実施の形態＞
図１との対応部分に同一符号を付した図１１に示すように、第３の実施の形態における電子回路基板３０においては、第１の実施の形態における電子回路基板１０の金属板１２とは異なる形状の金属板３２を有することを特徴とする。なお、第３の実施の形態において、第１の実施の形態において示された絶縁部材３、はんだ４、電子素子５と同一の構成要素には同一の符号を用い、その詳細な説明を省略する。

電子回路基板３０の金属板３２は、基部３２ａ、折曲部３２ｂ、および、接続部３２ｃを備えている。基部３２ａは、上側の絶縁部材３と下側の絶縁部材３により挟み付けられた状態で水平方向へ延びた部分であり、その先端が絶縁部材３の開口部３ｈに露出している。

折曲部３２ｂは、基部３２ａと接続部３２ｃとを繋ぐ部分である。折曲部３２ｂは、基部３２ａの先端において屈曲された屈曲部分３２ｂａと、当該屈曲部分３２ｂａから上側（矢印ｃ方向）へ向かって垂直に延びる直線部分３２ｂｓと、当該直線部分の上側（矢印ｃ方向）の端部において屈曲された屈曲部分３２ｂｃとを備えている。

折曲部３２ｂは、基部３２ａと接続部３２ｃの接続面３２ｍとが基板垂直方向において異なる高さ位置となるように２つの屈曲部分３２ｂａ、３２ｂｃで屈曲されている。具体的には、接続部３２ｃの接続面３２ｍと、絶縁部材３の露出した表面３ｍとが、基板垂直方向において同じ高さ位置、すなわち面一となるように折曲部３２ｂの屈曲部分３２ｂａ、３２ｂｃが屈曲されている。

ただし、接続部３２ｃの接続面３２ｍと、絶縁部材３の露出した表面３ｍとが完全に同じ高さ位置である必要は必ずしもなく、接続部３２ｃの接続面が絶縁部材３の露出した表面３ｍから僅かに凹んでいても、僅かに突出していてもよい。

接続部３２ｃは、折曲部３２ｂの屈曲部分３２ｂｃから絶縁部材３に向かって戻るように直線状に延びる部分であり、その上側（矢印ｃ方向）の表面が電子素子５を載置して電気的および機械的に接続する接続面３２ｍとなる。

この場合、第１の実施の形態における金属板１２の先端部が略Ｓ字形状であるのに対し、第３の実施の形態における金属板３２の先端部が略Ｕ字形状であるが、金属板１２、３２ともに機能は同一である。ただし、第３の実施の形態における電子回路基板３０は、１枚の鋼板から２つの金属板３２が形成されているのではなく、２枚の鋼板から２つの金属板３２が形成されている。ただし、これに限るものではなく、折曲部３２ｂ同士の間隔をさらに拡げることが可能な場合、１枚の鋼板から２つの金属板３２を形成するようにしてもよい。

＜第４の実施の形態＞
図１との対応部分に同一符号を付した図１２に示すように、第４の実施の形態における電子回路基板４０においては、第１の実施の形態における電子回路基板１０の金属板１２とは異なる形状の金属板４２を有することを特徴とする。なお、第４の実施の形態において、第１の実施の形態において示された絶縁部材３、はんだ４、電子素子５と同一の構成要素には同一の符号を用い、その詳細な説明を省略する。

この電子回路基板４０は、第１の実施の形態における金属板１２とは直交する方向に配置された金属板４２を備えている。金属板４２は、基部４２ａ、折曲部４２ｂ、および、接続部４２ｃを備えている。

基部４２ａは、上側の絶縁部材３と下側の絶縁部材３により挟み付けられた状態で絶縁部材３の長手方向とは直交する方向へ延びた部分であり、基部４２ａの一部が絶縁部材３の開口部３ｈに露出している。

折曲部４２ｂは、開口部３ｈに露出している基部４２ａの一部に対して一体に形成されている。折曲部４２ｂは、基部４２ａと接続部４２ｃとを繋ぐ部分である。折曲部４２ｂは、基部４２ａの絶縁部材３に近接した端部において屈曲された屈曲部分４２ｂaと、当該屈曲部分４２ｂａから上側（矢印ｃ方向）へ向かって垂直に延びる直線部分４２ｂｓと、当該直線部分４２ｂｓの上側（矢印ｃ方向）の端部において屈曲された屈曲部分４２ｂｃとを備えている。

折曲部４２ｂは、基部４２ａと接続部４２ｃの接続面４２ｍとが基板垂直方向において異なる高さ位置となるように２つの屈曲部４２ｂａ、４２ｂｃで折り曲げられている。具体的には、接続部４２ｃの接続面４２ｍと、絶縁部材３の露出した表面３ｍとが、基板垂直方向において同じ高さ位置、すなわち面一となるように折曲部４２ｂが屈曲部分４２ｂａ、４２ｂｃにより屈曲されている。

ただし、接続部４２ｃの接続面４２ｍと、絶縁部材３の露出した表面３ｍとが完全に同じ高さ位置である必要は必ずしもなく、接続部４２ｃの接続面４２ｍが絶縁部材３の露出した表面３ｍから僅かに凹んでいても、僅かに突出していてもよい。

接続部４２ｃは、折曲部４２ｂの屈曲部分４２ｂｃから電子素子５に向かって直線状に延びる部分であり、その上側（矢印ｃ方向）の表面が電子素子５を載置して電気的および機械的に接続する接続面４２ｍとなる。

このように、金属板４２における基部４２ａ、折曲部４２ｂおよぶ接続部４２ｃが形成されている部分は、断面略Ｕ字形状に形成されている。この場合も、金属板４２の折曲部４２ｂが基板水平方向へ倒れ、はんだ４に対する熱応力の影響を吸収することができる。

１、１０、１０ｓ、２０、３０、４０ 電子回路基板
２、１２、２２、３２、４２ 金属板
３ 絶縁部材
３ａ 表面
３ｈ 開口部
４ はんだ
５ 電子素子
５ａ 素子本体
５ｂ 電極
１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ 基部
１２ｂ、３２ｂ、４２ｂ 折曲部
１２ｂａ、１２ｂｃ 屈曲部
１２ｂｓ 直線部
１２ｃ、２２ｃ、３２ｃ、４２ｃ 接続部
１２ｄ 段差面
１２ｅ 凹部
１２ｆ 貫通孔
１２ｇ 凸部
１２ｈ 凹状突出部
２ｍ、１２ｍ、２２ｍ、３２ｍ、４２ｍ 接続面
ｇ ギャップ
ｈ 高さ
Ｌ１ 飛び出し量
Ｌmax 最大飛び出し量
Ｄ 開口長さ
ｅｐ 電子素子
ＨＣＳ 熱伝導シート
ＭＭ メタルマスク
ＳＫ スキージ

Claims (9)

1. 回路導体を形成する金属板と、
   前記金属板を挟み付けた状態で成形した絶縁部材とを備える電子回路基板であって、
   前記絶縁部材は、その一部に絶縁部材の存在しない開口部を有し、
   前記金属板は、前記開口部を介在して互いに対向した状態で、前記絶縁部材にそれぞれ挟み付けられた一方および他方の基部と、電子素子と電気的に接続するための接続面を有し当該接続面が前記開口部を介在して互いに対向した状態で相互に接触することないように前記開口部にそれぞれ露出した一方および他方の接続部と、前記接続部が前記基部とは異なる高さ位置となるように前記金属板が折り曲げられて前記基部と前記接続部とをそれぞれ繋ぐ一方および他方の折曲部とを有する
   ことを特徴とする電子回路基板。
2. 前記接続面は、前記折曲部の折り曲げ状態に応じて前記絶縁部材の表面と対応する高さに設定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子回路基板。
3. 前記折曲部は、前記絶縁部材と非接触である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子回路基板。
4. 前記接続部は、前記接続面に前記折曲部へのはんだの流出を防止する流出防止構造を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項に記載の電子回路基板。
5. 前記一方の前記接続面には、前記電子素子の一方の電極が接続され、前記他方の前記接続面には、前記電子素子の他方の電極が接続され、前記一方の接続面と前記他方の接続面とが前記電子素子により機械的および電気的に接続されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載の電子回路基板。
6. 前記絶縁部材は、他の電子回路基板の絶縁部材と積層された場合、前記接続面同士が互いに接続される
   ことを特徴とする請求項２に記載の電子回路基板。
7. 前記接続部は、前記接続面同士の間にはんだを介して互いに電気的に接続される
   ことを特徴とする請求項６に記載の電子回路基板。
8. 前記接続部は、前記接続面同士の間に熱伝導シートを介して互いに熱的に接続される
   ことを特徴とする請求項６に記載の電子回路基板。
9. 前記折曲部は、互いに対向するように前記絶縁部材から前記開口部に飛び出した前記金属板の基部の一部が切断されて折り曲げられた部分であり、当該部分の前記開口部に対する飛び出し量は前記金属板の長手方向に沿った前記開口部の長さの半分以下である
   ことを特徴とする請求項１乃至８何れか１項に記載の電子回路基板。

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