JPH10303522A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はパワー電子回路における発熱部品の
放熱を効果的に行う回路基板に関するものであり、他の
電子回路基板との実装を容易に行うことを目的とするも
のである。 【解決手段】 所定の配線パターン状に打ち抜かれた金
属板１と高熱伝導性の複合絶縁材料２により少なくとも
電子部品３の搭載部分を露出した状態で一体成形した回
路基板１０で金属板１の一部を他の電子回路基板１０ａ
との外部接続端子１１として利用するとともに、外部接
続端子１１に設けた凸部１２，１３で電子回路基板１０
ａを容易に位置規制するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインバータ回路や電
源回路のようにパワー半導体及び各種電子部品等を搭載
した大電力を扱う電子機器等の回路基板に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、インバータ回路や電源回路のよう
に大電力を扱う電子回路（パワー電子回路）は機器の小
型化に伴いモジュール化が進んでいる。このパワー電子
回路のモジュール化を達成するには、高密度実装された
パワー半導体等の損失による発熱をいかに放熱するかが
重要な課題である。

【０００３】従来この種の電子回路のモジュールの回路
基板には金属支持板の上表面に薄い絶縁層を介して導体
箔を貼り合わせ、この導体箔を配線パターン状にエッチ
ングすることにより回路を形成する回路基板（以下金属
ベース基板と称す）が用いられ、これにパワー半導体及
び各種電子部品を搭載し回路を形成していた。

【０００４】以下にこのような従来の回路基板について
図６、図７により説明する。図６は電子機器の内部の電
子部品を搭載した回路基板の斜視図であり、図７は同要
部拡大断面図である。

【０００５】同図によると、９１は金属支持板、９２は
絶縁層、９３は導体箔、９４はパワー半導体等の電子部
品である。導体箔９３は金属支持板９１に絶縁層９２を
介して貼り合わされている。

【０００６】この導体箔９３はエッチングにより配線パ
ターン状に形成され、これに電子部品９４を搭載し回路
を構成している。

【０００７】９５は外部接続端子であり、電子部品９４
と同様に搭載される。電子部品９４での発熱は絶縁層９
２を介して金属支持板９１に伝えられる。９６は放熱器
であり、金属支持板９１のみの放熱では不十分な場合に
放熱を補うために用いられるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来の構成では
配線パターンの形成をエッチングで行うため導体箔９３
には３５μｍや７０μｍの薄いものが用いられ、大電流
が流れるようなパワー回路を構成する際にその配線抵抗
が問題となっていた。

【０００９】また、支持板９１と導体箔９３の間に形成
された絶縁層９２はエポキシ樹脂の塗布により形成して
いるため厚く形成することが困難であり、放熱特性は比
較的良好であるがその反面絶縁特性が悪いことや、導体
箔９３と金属支持板９１との間に発生する分布容量が大
きくなるために回路の高周波化を阻害したりノイズが伝
わり易いといった問題を有していた。

【００１０】また、外部接続端子９５は別部品で基板に
実装する必要があり、位置合わせ等が困難であるといっ
た課題を有するものであった。

【００１１】本発明は上記従来の課題を解決するもので
放熱基板の重要な特性である放熱特性と絶縁特性の両方
を改善すると共に大電力の電子回路を構成する上で重要
となる配線抵抗の低減やノイズの原因となる配線パター
ンの分布容量の低減を達成し、その効果を最大に発揮し
しかも容易に構成することのできる回路基板を提供する
ものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の回路基板は、配線パターン状に打ち抜かれた
金属板と、少なくともこの金属板の電子回路搭載部分を
露出するように高熱伝導性の絶縁材料で覆ってなる基板
状に形成された回路基板であって、配線パターン状に打
ち抜かれた金属板の一端部を電気的接続端子とし、この
電気的接続端子に他の電子回路基板との位置決め用凸部
を設けた構成であり、配線パターンは金属板であるため
に当然のことながら配線抵抗は低く大電流回路に適して
いる。またこの基板に実装された部品の発熱は一旦金属
板により熱拡散された後、高熱伝導性の複合絶縁材料に
より放熱されるため放熱性が良好であり、この基板に外
付けの放熱器を取り付ける場合においても上記発熱部品
と放熱器の間の熱抵抗は低い。この放熱性の改善により
前記高熱伝導性の複合絶縁材料で構成される絶縁層は厚
くできるので絶縁性が向上し、パターン間の分布容量も
低減が可能となるとともに、上記凸部を設けた電気的接
続端子により他の回路基板との実装組立の容易化が図れ
るものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載のものは
配線パターン状に打ち抜かれた金属板と、少なくともこ
の金属板の電子回路搭載部分を露出するように高熱伝導
性の絶縁材料で覆ってなる基板状に形成された回路基板
であって、上記金属板の一端部を電気的接続端子とし、
この電気的接続端子に他の電子回路基板との位置決め用
凸部を設けたので、放熱性に優れた低抵抗の回路基板で
あって他の回路基板との実装組立の容易な回路基板が提
供できるものである。

【００１４】本発明の請求項２に記載のものは請求項１
の位置決め用凸部を電気的接続端子に絶縁材料で成形し
て構成したので、他の電子回路基板の接続端子接続部分
近傍に制約を設ける必要がなく、回路設計の自由度が得
られるものである。

【００１５】本発明の請求項３に記載のものは請求項２
の位置決め用凸部を複数の電気的接続端子にまたがって
絶縁材料で成形して構成したものであり、請求項２の効
果に加え位置決め用凸部は複数の電気的接続端子にまた
がって設けられて、強度の向上が図れ、他の電子回路基
板との組立の作業性の向上が図れるものである。

【００１６】以下、本発明のスピーカの一実施の形態に
ついて図１から図５により説明する。

【００１７】（実施の形態１）図１は本発明の回路基板
の第１の実施の形態の斜視図、図２は同断面図であり、
図３は他の電子回路基板との接続状態の斜視図であり、
図４は同断面図である。

【００１８】同図によると、１は配線パターン状に打ち
抜いた金属板で、金属板１としては銅板が望ましく、配
線パターン状に打ち抜き加工する手段としてはプレス機
を用いる。

【００１９】２は高熱伝導性の複合絶縁材料で、これは
射出成形やトランスファ成形により金属板のインサート
成形ができる材料であり、ベースの樹脂材料として電子
部品の半田付けが可能なように高耐熱性を有する熱硬化
性のエポキシ樹脂あるいは、熱可塑性のポリフェニレン
サルファイド、液晶ポリマー、ポリスチレン、ナイロン
のいずれかあるいはこれらの混合物を用い、このベース
樹脂材料に絶縁性と高熱伝導率を有する酸化アルミ、窒
化アルミ、酸化マグネシウム、窒化ボロン、酸化亜鉛、
シリカ、チタニア、スピネル等のいずれかあるいはこれ
らの中より選択された混合物をチタニウム、シランなど
のカップリング剤で表面処理した粉体フィラーとガラス
やウィスカーなどの繊維状のフィラーとを主体とする充
填剤を混練して熱伝導性と強度を高めた複合絶縁材料で
ある。

【００２０】３は放熱基板に搭載された電子部品、４は
電子部品３を電気的に接続するための金属板１の露出
部、５は電子部品３を搭載するためのキャビティ、６は
金属板１を用いた端子部である。

【００２１】７は放熱基板８のみでは放熱が十分でない
時に用いる外付けの放熱器である。このような高熱伝導
性の複合絶縁材料２により配線パターン状に打ち抜いた
金属板１を電子部品３の搭載部分を露出させた状態で一
体化成形している。

【００２２】以上のように構成された放熱基板８は配線
パターンが打ち抜き加工された金属板１であるため配線
抵抗が低く、実装された部品の発熱は配線パターン状に
打ち抜いた金属板１により熱拡散された後、高熱伝導性
の複合絶縁材料２によって放熱されるため放熱特性に優
れている。また、外付けの放熱器７を用いる場合におい
ても絶縁層が厚いため絶縁特性は良好であり、パターン
間の分布容量も低減が可能となる。

【００２３】さらに金属板１の部品実装部分を露出さ
せ、高熱伝導性の複合絶縁材料２により搭載用のキャビ
ティ５を構成することにより部品の位置決めが容易とな
る。また、レジスト不要で且つ、半田ブリッジが防止で
きる。

【００２４】金属板１は高熱伝導性の複合絶縁材料２に
よりモールドされるため密着度が向上し、金属板１の両
側に高熱伝導性の複合絶縁材料２が配置される（一部は
金属板１を覆う）ので、成形後の樹脂の収縮に伴う基板
のソリが低減されるといった基板構成上の利点を有する
ものである。

【００２５】さらに従来の基板表面に形成された配線パ
ターンはパターン間の絶縁確保のため、所定の沿面距離
を確保する必要があったが本構成によれば配線パターン
は高熱伝導性の複合絶縁材料２に埋め込まれるのでパタ
ーン間隔を狭めることが可能となる。

【００２６】なお、金属板１としての銅板の厚みは熱拡
散効果と端子を構成したときの強度を考慮すると０．５
mm以上が望ましく、プレス機を用いて金型によりパター
ン形成する場合の加工性を考慮すると１．０mm以下が望
ましい。

【００２７】また銅板の部品実装面は鍍金することによ
り半田付け性を良好とすることができ、底面を黒化処理
やブラスト処理により表面を荒らすことで高熱伝導性の
複合絶縁材料２との密着性をさらに良くすることができ
る。以上の構成により回路基板１０は構成されるもので
ある。

【００２８】図３、図４は実装密度を上げる構成とした
ものであり、実装密度を上げるためには空間を有効に利
用する必要があり、その手段として電子部品９を搭載し
た補助基板（電子回路基板）１０ａを回路基板１０上に
構成することが多く用いられている。回路基板１０のパ
ターン状に打ち抜いた金属板１を導体とする放熱基板を
用いることにより金属板１の一部を外部接続端子１１を
Ｌ字形１２又は十字形１３等の凸部状に加工することに
より補助基板１０ａとの位置規制、スペーサとしての機
能を持った外部接続端子１１とすることができ、さらに
凸状の加工部分から先端部を長くとることで外部端子と
の共用も可能としている。言うまでもなく端子部の加工
はこの２つに限ったものではない。

【００２９】（実施の形態２）図５は他の実施の形態の
回路基板の斜視図であり、実施の形態１との相違点のみ
説明すると、パターン状に打ち抜いた金属板１の一部を
用いた外部接続端子１１に樹脂成形部品１４を取り付け
ることにより他の電子回路基板の固定、接続端子部の絶
縁、端子間の位置規制などの機能を持たせることができ
る。

【００３０】また、この成形部品は放熱基板の成形時に
同一の複合絶縁材料を用いて同時に成形することが可能
で別個の部品を用いて組み立てることなく容易に製造す
ることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明の回路基板は金属板
を所定の配線パターン状に打ち抜き、この金属板を高熱
伝導性の複合絶縁材料により少なくとも部品搭載部分を
露出させた状態で一体化成形して構成しているために、
配線パターンは金属板であるために当然のことながら配
線抵抗は低く大電流回路に適しており、また、この回路
基板に実装された部品の発熱は一旦金属板により熱拡散
された後、高熱伝導性の複合絶縁材料により放熱される
ため放熱性が良好であり、この放熱性の改善により前記
高熱伝導性の複合絶縁材料で構成される絶縁層は厚くで
きるので絶縁性が向上し、パターン間の分布容量も低減
が可能となる。

【００３２】また、金属板は打ち抜き加工を用いこれに
高熱伝導性の複合絶縁材料を一体化成形するので容易に
実施可能である。さらに上記金属板によって他の電子回
路基板との接続やその位置規制が部品や工程の追加無く
容易に達成できるなど効果の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回路基板の一実施の形態の斜視図

【図２】同断面図

【図３】同他の電子回路基板との接続状態を示す斜視図

【図４】同断面図

【図５】同他の実施の形態の斜視図

【図６】従来の回路基板の斜視図

【図７】同断面図

【符号の説明】

１ 金属板 ２ 複合絶縁材料 ３ 電子部品 ４ 露出部 ５ キャビティ ６ 端子部 ７ 放熱器 ８ 放熱基板 ９ 補助基板に搭載された電子部品 １０ 回路基板 １０ａ 他の電子回路基板 １１ 外部接続端子 １２ Ｌ字形端子部 １３ 十字形端子部 １４ 樹脂成形部品

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線パターン状に打ち抜かれた金属板
   と、少なくともこの金属板の電子回路搭載部分を露出す
   るように高熱伝導性の絶縁材料で覆ってなる基板状に形
   成された回路基板であって、上記金属板の一端部を電気
   的接続端子とし、この電気的接続端子に他の電子回路基
   板との位置決め用凸部を設けた回路基板。
2. 【請求項２】 位置決め用凸部が電気的接続端子に絶縁
   材料で成形して構成された請求項１に記載の回路基板。
3. 【請求項３】 位置決め用凸部が複数の電気的接続端子
   にまたがって絶縁材料で成形して構成された請求項２に
   記載の回路基板。