JP2009188307A - Circuit module and manufacturing method thereof - Google Patents
Circuit module and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009188307A JP2009188307A JP2008028794A JP2008028794A JP2009188307A JP 2009188307 A JP2009188307 A JP 2009188307A JP 2008028794 A JP2008028794 A JP 2008028794A JP 2008028794 A JP2008028794 A JP 2008028794A JP 2009188307 A JP2009188307 A JP 2009188307A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin structure
- heat transfer
- lead frame
- transfer layer
- metal plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
本発明は、マイルドハイブリッドカーを始めとするハイブリッドカーや産業用の機器に使われる回路モジュールとその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a circuit module used in a hybrid car including a mild hybrid car and an industrial device, and a manufacturing method thereof.
近年、ブレーキ時の回生電力等を電気二重層キャパシタ等に蓄積することで、低消費電力化を実現するハイブリッドカーや各種産業用の機器が注目されている。 In recent years, hybrid cars and various industrial devices that achieve low power consumption by accumulating regenerative power during braking in an electric double layer capacitor or the like have attracted attention.
こうした機器においては、100Aを超える大電流を高精度に制御するDCDCコンバータ(ここでDCDCとは、DC入力をDC出力にするコンバータの意味である)等の大電流を取り扱う回路モジュールが必要であり、これらに使われるパワー半導体等は、放熱や大電流に対応する放熱基板に実装され、回路モジュールを構成する。ここで回路モジュールとは、電源モジュールやDCDCコンバータ等を含む、50A以上の大電流の電圧変換装置である。 Such a device requires a circuit module that handles a large current, such as a DCDC converter that controls a large current exceeding 100 A with high accuracy (herein, DCDC means a converter that converts a DC input into a DC output). The power semiconductor and the like used for these are mounted on a heat dissipation board corresponding to heat dissipation and a large current to constitute a circuit module. Here, the circuit module is a voltage converter with a large current of 50 A or more, including a power supply module, a DCDC converter, and the like.
こうした回路モジュールは、パワー半導体等を実装した放熱基板部と、パワー半導体等を制御する一般電子部品を実装した回路基板部と、コイル、トランス、キャパシタ、リード付き部品等の表面実装(いわゆるSMD実装。なお円柱状、コイン状、立方体、重量部品等の異形部品も含む)の難しい異形部品とから構成される。 Such a circuit module includes a heat dissipation board portion on which a power semiconductor or the like is mounted, a circuit board portion on which a general electronic component that controls the power semiconductor or the like is mounted, and a surface mount (so-called SMD mounting) such as a coil, transformer, capacitor, or leaded component In addition, it is composed of difficult-to-form deformed parts (including deformed parts such as columnar, coin-shaped, cube and heavy parts).
そしてパワー半導体や異形部品を制御する半導体チップ等の各種電子部品を高密度実装した回路基板を、パワー半導体等を実装した回路モジュールに、できるだけ隣接して設置する必要がある。これは回路モジュールの小型化と同時に、回路のノイズ対策のためである。 Then, it is necessary to install a circuit board on which various electronic components such as a semiconductor chip for controlling the power semiconductor and the odd-shaped parts are mounted at high density as close as possible to the circuit module on which the power semiconductor is mounted. This is to reduce the size of the circuit module and to prevent circuit noise.
こうした異形部品を有する回路モジュールにおいて、異形部品の固定は重要な課題となる。 In a circuit module having such deformed parts, fixing the deformed parts is an important issue.
図14は、異なる高さを有する異形部品を実装した従来の回路モジュールの一例を説明する断面図である。図14において、絶縁基板1の表面には、平坦な厚肉回路導体2や段差付き厚肉回路導体3が形成されている。異形部品4a、4bは、それぞれ表面実装が難しく、互いの高さが異なる部品である。異形部品4bは平坦な厚肉回路導体2へ、高さの低い異形部品4aは、孔5を介して段差付き厚肉回路導体3に、それぞれネジ7を用いて実装している。また異形部品4a、4bに発生した熱は、これらを固定するヒートシンク6へ、矢印8に示すように拡散している。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional circuit module in which odd-shaped parts having different heights are mounted. In FIG. 14, a flat
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献1が知られている。
しかし図14で示した従来の回路モジュールでは、少なくとも異形部品4a、4bの一面をヒートシンク6等に固定する必要がある。また異形部品4a、4bの数や形状によって、ヒートシンク6への固定が難しくなる。
However, in the conventional circuit module shown in FIG. 14, it is necessary to fix at least one surface of the
その結果、従来の異形部品の実装構造では、外部から絶縁基板1等に引っ張り力が伝わった場合、ネジ7が壊れたり、異形部品4a、4bが変形したり、異形部品4a、4b自体がヒートシンク6から剥がれてしまうという課題が有った。
As a result, in the conventional deformed component mounting structure, when a tensile force is transmitted from the outside to the insulating substrate 1 or the like, the screw 7 is broken, the
更にパワー半導体や異形部品4a、4bを制御する一般電子部品を実装した回路基板を隣接して設置することが難しい。
In addition, it is difficult to install adjacent circuit boards on which power semiconductors and general electronic parts for controlling the odd-
そこで本発明は、上記課題を解決するために、金属板と、この金属板上に形成したシート状の伝熱層と、この伝熱層に固定したリードフレームと、このリードフレームの一部を前記伝熱層から略垂直に折り曲げてなる接続配線と、この接続配線の一部以上を固定する樹脂構造体と、異形部品と、から構成され、前記異形部品の一部以上は、前記樹脂構造体に固定している回路モジュールとする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a metal plate, a sheet-like heat transfer layer formed on the metal plate, a lead frame fixed to the heat transfer layer, and a part of the lead frame. A connection wiring that is bent substantially vertically from the heat transfer layer, a resin structure that fixes a part or more of the connection wiring, and a deformed part, and a part or more of the deformed part is the resin structure The circuit module is fixed to the body.
以上のように本発明によれば、コイル、トランス(チョークトランスを含む)、キャパシタ(電解コンデンサ、電気二重層キャパシタを含む)、リード付き部品等の異形部品の一部以上を、異形部品を固定するような形状とした樹脂構造体に直接、固定することで、様々な形状、重さ、数量の異形部品であっても、放熱基板側に影響を与えることなく、強固に固定する。 As described above, according to the present invention, a deformed part is fixed to at least a part of a deformed part such as a coil, a transformer (including a choke transformer), a capacitor (including an electrolytic capacitor and an electric double layer capacitor), and a leaded part. By fixing directly to the resin structure having such a shape, even deformed parts of various shapes, weights, and quantities can be firmly fixed without affecting the heat dissipation substrate side.
また異形部品の一部以上を固定した樹脂構造体を用いて、放熱基板を構成するリードフレームの一部からなる接続配線部を固定することで、接続配線部やリードフレーム自体の伝熱層からの剥離強度を高めると共に放熱基板自体を高強度化する。これは樹脂構造体を、金属板にネジや固定治具を用いて直接取り付けることによって、樹脂構造体と金属板の間にサンドイッチしたリードフレーム部分の引張り強度を高めるためである。 In addition, by using a resin structure in which a part or more of the odd-shaped parts is fixed, the connection wiring part consisting of a part of the lead frame that constitutes the heat dissipation board is fixed, so that from the connection wiring part or the heat transfer layer of the lead frame itself As well as increasing the peel strength, the heat dissipation substrate itself is increased in strength. This is to increase the tensile strength of the lead frame sandwiched between the resin structure and the metal plate by directly attaching the resin structure to the metal plate using a screw or a fixing jig.
更に放熱基板に実装したパワー半導体等を制御する一般電子部品等を実装した回路基板を、放熱基板と略並行に設置することができ、回路基板も含んだ状態の回路モジュールの作製、更にはその小型化と、耐ノイズ特性を改善する。なお異形部品の電気的接続は放熱基板に接続されてもよい。 In addition, a circuit board on which general electronic components that control power semiconductors, etc., mounted on a heat dissipation board can be installed in parallel with the heat dissipation board, and a circuit module including the circuit board can be produced. Miniaturization and improved noise resistance. The electrical connection of the odd-shaped parts may be connected to the heat dissipation board.
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1)
以下、本発明の実施の形態1の回路モジュールの構造について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the structure of the circuit module according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、回路モジュールの構成を説明する斜視図である。図1において、11は樹脂構造体、12は取付け孔、13は配線孔、14は点線、15は異形部品、16は取付け治具、17は矢印、18は放熱基板、19はリードフレーム、20は伝熱層、21は金属板、22は接続配線、23はネジ、24は回路基板、25は電子部品である。 FIG. 1 is a perspective view illustrating the configuration of a circuit module. In FIG. 1, 11 is a resin structure, 12 is a mounting hole, 13 is a wiring hole, 14 is a dotted line, 15 is a deformed part, 16 is a mounting jig, 17 is an arrow, 18 is a heat dissipation board, 19 is a lead frame, 20 Is a heat transfer layer, 21 is a metal plate, 22 is a connection wiring, 23 is a screw, 24 is a circuit board, and 25 is an electronic component.
なお図1において、回路基板24は必須要素ではない。これは回路基板24を含まずとも回路モジュールを構成するためである。
In FIG. 1, the
図1において、樹脂構造体11の外周部等には、樹脂構造体11を放熱基板18に固定するための取付け孔12や、放熱基板18のリードフレーム19の一部である接続配線22を保護するための配線孔13を形成する。
In FIG. 1, a
なお図1において、リードフレーム19からなる配線や、その上に実装したパワー半導体等、ソルダーレジスト等は図示していない。
In FIG. 1, the wiring composed of the
樹脂構造体11の所定部分(例えば中央部等)に形成した凹部(図示していない)に、異形部品15をはめ込み(点線14で図示している)、取付け治具16を固定する。こうして異形部品15の一部以上を樹脂構造体11に固定する。
A
なお異形部品15の樹脂構造体11への固定は、樹脂構造体11の異形部品15の取付構造(あるいは嵌め込み構造)を工夫することによって、取付け治具16を省略することも可能である。
For fixing the
図1において、放熱基板18は、金属板21と、この上に形成したシート状の伝熱層20と、この伝熱層20に固定したリードフレーム19と、このリードフレーム19の一部を前記伝熱層20から突き出してなる接続配線22と、から構成する。
In FIG. 1, the
なお接続配線22は、伝熱層20から略垂直に折り曲げているが、これは矢印17に示すように、樹脂構造体11に形成した配線孔13を介して突き出し、回路基板24に接続するためである。このように、放熱基板18の最適部分(例えば、周縁部)において、リードフレーム19を略垂直に折り曲げ、接続配線22とすれば良く、全ての周縁部(あるいは4辺全て)で折り曲げる必要は無い。周縁部のリードフレーム19の一部を、略垂直に折り曲げることなく、そのまま(伝熱層20と略平行なまま)放熱基板18から外部へ突き出しても良い。
The
図1において、取付け孔12に向かう矢印17は、放熱基板18の上に、異形部品15の一部以上を固定した樹脂構造体11を、ネジ23によって固定する様子を示す。
In FIG. 1, an
またこのネジ23によって固定した樹脂構造体11の一部は、リードフレーム19や、接続配線22の一部(あるいは略垂直に折り曲げた接続配線22の根本や根本付近)を強く押し付けるため、回路モジュール全体の強度を高める。
Further, a part of the
また回路基板24の表面に実装した電子部品25(例えば、制御用半導体等)は、放熱基板18に実装したパワー半導体等(図示していない)に、接続配線22を介して最短距離(あるいは最短線路長)で接続するため、ノイズの影響を受けない。
Further, the electronic component 25 (for example, a control semiconductor) mounted on the surface of the
こうして金属板21と、この金属板21上に形成したシート状の伝熱層20と、この伝熱層20に固定したリードフレーム19と、このリードフレーム19の一部を前記伝熱層20から略垂直に折り曲げてなる接続配線22と、この接続配線22の一部以上を固定する樹脂構造体11と、異形部品15と、前記金属板21と略並行に固定した回路基板24と、から構成され、前記異形部品15の一部以上は、前記樹脂構造体11に固定し、前記接続配線22の一部以上は前記回路基板24に接続している回路モジュールを実現する。
Thus, the
次に図2を用いて、樹脂構造体11への異形部品15の固定方法の一例について説明する。図2(A)(B)は、共に樹脂構造体11を用いて、異形部品15の一部以上を固定する様子を説明する斜視図である。図2(A)(B)において、26は凹部である。
Next, an example of a method for fixing the
図2(A)は、樹脂構造体11の一面に、異形部品15を固定する様子を示す。図2(A)の矢印17に示すように、予め凹部26を形成しておいた樹脂構造体11の前記凹部26に、異形部品15をセットする。なお凹部26は、樹脂構造体11の成形性の良さを利用して、凹み部分のみならず、異形部品15の固定用に必要な窪みや枠、取付け用、固定用の孔等を事前に形成できる。その後、図2(B)に示すように、異形部品15の上に取付け治具16をセットすることで、異形部品15の固定を強固にする。図2(B)における点線14は、埋め込まれた異形部品15の一部以上を示す。
FIG. 2A shows a state where the
なお取付け治具16は、金属板等(バネ状の金属片も含む)であっても、樹脂板や樹脂成型体であっても良い。あるいは複数枚の樹脂構造体11を用意し、この間に異形部品15をサンドイッチすることで、固定しても良い。このように樹脂構造体11(あるいはその一部)を、取付け治具16とする(あるいは取付け治具16として兼用させる)こととしても良い。また樹脂構造体11の形状を工夫することで(例えば、蓋状の成型体も同時に形成しておくことで)も対応できる。
The mounting
その後、図2(B)に示すように、ネジ23等を用いて、樹脂構造体11を金属板21(図示していない)に取り付ける。
Thereafter, as shown in FIG. 2B, the
図3は、異形部品15を取り付けた樹脂構造体11を、ネジ23を用いて放熱基板18に固定する様子を説明する斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view for explaining a state in which the
図3において、異形部品15の固定に樹脂構造体11を用いるため、複数個の異形部品15であっても、様々な異なる外形の異形部品15であっても(更には複数個の異形部品15であっても)、樹脂構造体11に固定できる。
In FIG. 3, since the
また図3において、樹脂構造体11に形成した配線孔13は、放熱基板18の接続配線22を保護する。また樹脂構造体11の一部は、接続配線22の根本を、放熱基板側に押付けることで、その密着強度を高める(つまりネジ23による押付け力は、樹脂構造体11を介してリードフレーム19に伝わる。その結果、リードフレーム19はネジ23による押付けの力によって、伝熱層20に強く押し付けられることになり、リードフレーム19は剥がれない)。
In FIG. 3, the
樹脂構造体11への異形部品15の取付け方法は、取付け治具16以外に、樹脂構造体11自体を加工したもの(取付け孔12以外に取付け溝、はめ込み構造等)であっても良い。そして樹脂構造体11における異形部品15を固定する凹部26は、樹脂構造体11における異形部品15の一部以上が接する部分である。そしてこの異形部品15を固定する凹部26は、異形部品15用の取付け治具16の取付け部分(例えば図2(A)の点線14部分)、更には取付け治具16を固定するための構造部(孔や突起等を用いて取付け治具16を固定した場合、こうした孔や、突起部、更にはこの近辺部分も構造部に含む。なおこれら部分は図示していない)も含む。これは、取付け治具16の固定部分(取付け部分、更にはこの近辺部分も含む)も、異形部品15を固定する構造部(更には凹部26の一部と考えられる)からである。
In addition to the mounting
このように樹脂構造体11側に、異形部品15の形状に応じた取付け用の凹部26(なお形状は窪み状に限定する必要はない。複数の凸状の構造部を組み合わせて、これを凹部26としても良い)構造部(更に必要に応じて取付け治具16等)を形成することで、様々な異形部品15の形状に対応できる。なお射出成形可能な市販の熱可塑性樹脂(望ましくは、エンジニアリングプラスチックや液晶ポリマー等の高強度樹脂材料)を用いることで、樹脂構造体11を作製できる。
Thus, on the
樹脂構造体11に固定する異形部品15について説明する。異形部品15としては、質量の大きなもの(例えば5g以上。なお5g未満の軽い異形部品15の場合、放熱基板18の上に直接、固定できる場合がある)であっても対応する。なおコイル、トランス、キャパシタ、リード付き部品等のSMD実装が難しい部品も異形部品15である(なお異形部品15の形状は、円柱状、コイン状、立方体等である)。
The
なお複数個の異形部品15や重量の大きな異形部品15を固定する場合、回路モジュールの中央部付近等の最適位置に、あるいはバランスの最適位置に固定する。
When a plurality of
こうして樹脂構造体11の形状(樹脂構造体11の肉厚も含む)は、搭載する異形部品15の大きさや形状、個数や、重さ等を考慮して設計する。
Thus, the shape of the resin structure 11 (including the thickness of the resin structure 11) is designed in consideration of the size, shape, number, weight, and the like of the
図4は、異形部品15を取り付けた樹脂構造体11を、放熱基板18に装着した後、ネジ23によって固定する様子を説明する斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view for explaining a state in which the
図4に示すように、接続端子の一部以上を、樹脂構造体11から突き出すようにすることで、この上に実装する回路基板24への装着を行う。この後、図1に示すように、回路基板24を実装し、回路モジュールとする。
As shown in FIG. 4, a part or more of the connection terminals protrude from the
(実施の形態2)
次に、図5から図7を用いて、実施の形態1で説明した回路モジュールに用いる放熱基板の製造方法の一例について説明する。
(Embodiment 2)
Next, an example of a method for manufacturing a heat dissipation board used in the circuit module described in Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.
図5(A)(B)は、共に放熱基板18の製造方法の一例を説明する断面図である。図5(A)において、27は伝熱樹脂である。
5A and 5B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the
まず図5(A)に示すように、金属板21の上に、伝熱樹脂27をセットし、更にその上に所定パターン形状に加工したリードフレーム19をセットする。そして矢印17に示すように、これらを金型やプレス(共に図示していない)を用いて、加熱加圧することで一体化する。そして伝熱樹脂27を硬化し、伝熱層20とする。
First, as shown in FIG. 5A, the
図5(B)は、伝熱樹脂27を硬化し、伝熱層20とした後の状態を示す断面図である。図5(B)に示すように、放熱基板18を構成するリードフレーム19は、その一部以上を伝熱層20に埋め込むことで、リードフレーム19と伝熱層20との接触面積を増加させ、リードフレーム19の表面に実装したパワー半導体(図示していない)の熱を、リードフレーム19から伝熱層20を介して金属板21へ放熱しやすくできる。またリードフレーム19と伝熱層20との接合強度(あるいは剥離強度)を高める効果を得る。
FIG. 5B is a cross-sectional view showing a state after the
放熱基板18において、リードフレーム19の一部以上を、伝熱層20に埋め込むことで、肉厚の(例えば、0.2mm以上、望ましくは0.3mm以上)リードフレーム19を用いた場合でも、その厚みが放熱基板18の表面に段差として表れないため、リードフレーム19の上へのソルダーレジスト(図示していない)の印刷性を高める効果を得る。
Even when a thick lead frame 19 (for example, 0.2 mm or more, desirably 0.3 mm or more) is used by embedding a part or more of the
なお図5(B)に示す矢印17は、リードフレーム19の一部を、金属板21から略垂直になるように、折り曲げる様子を示す。後述する図6(A)で示すようにリードフレーム19の一部を、伝熱層20から略垂直になるように引き剥がす。こうすることで、リードフレーム19(あるいはリードフレーム19で構成した接続配線22)と、金属板21(あるいは金属板21を固定する筐体やシャーシ)との間の沿面距離(一種の絶縁距離)を確保する。
An
図6は、放熱基板18と樹脂構造体11を示す断面図である。図6に示すように、リードフレーム19の一部を、伝熱層20と略並行に突き出し、また略垂直に折り曲げて突き出す。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the
その後、別に用意した樹脂構造体11を、放熱基板18の上に矢印17に示すようにセットする。このとき、樹脂構造体11に形成した配線孔13に、放熱基板18の接続配線22を挿入する。
Thereafter, a separately
また樹脂構造体11の一部に形成した凹部26に、異形部品15を矢印17に示すようにセットする。そして取付け治具16等によって固定する。
In addition, the
図6におけるネジ23は、樹脂構造体11を放熱基板18に固定するためのものである。
The
図6における28a、28bは開口部である。放熱基板18の一部に、開口部28b(リードフレーム19を剥がしてなる溝部)を形成することで、沿面距離を得る。
In FIG. 6,
また樹脂構造体11の一部に開口部28aを形成することで、樹脂構造体11の放熱基板18への固定性を高め、更に目視検査等を容易とする。
Further, by forming the
このように開口部28aは、樹脂構造体11に形成した配線孔13の一側面以上を開口したものである。このように樹脂構造体11の一部に形成した開口部28aで、樹脂構造体11とリードフレーム19との接触具合を調整する。後述する図9、10で示すように、放熱基板18に反りやうねりが発生しても、開口部28aを設けることで、開口部を設けていない側(つまりリードフレーム19側)で、確実に樹脂構造体11とリードフレーム19側が接する。
As described above, the opening 28 a is formed by opening at least one side surface of the
図7は、異形部品15の一部以上を固定した樹脂構造体11を固定する様子を説明する断面図である。異形部品15の固定に、取付け治具16を用いることで、その機械的強度を高めている。そしてネジ23によって、樹脂構造体11を放熱基板18に固定する(金属板21に取り付けることが望ましい)。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a state in which the
図7において、放熱基板18の上に、予め異形部品15の一部以上を固定した樹脂構造体11をセットし、ネジ23等で固定する。その後回路基板24を固定する。なお用途に合わせて、順番も入れ替える。
In FIG. 7, the
図8は、放熱基板18に樹脂構造体11を、ネジ23で固定する様子を示す断面図である。図8に示すように、回路基板24を実装する前に、放熱基板18と樹脂構造体11を固定することで作業性を高める。また樹脂構造体11に形成した配線孔13によって、接続配線22の曲がりや反り、歪み等を矯正する。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the
図9は、回路基板24をセットする様子を示す断面図である。図9に示すように、回路基板24に形成した配線孔13に、接続配線22を挿入し、半田29で固定する。また樹脂構造体11は、ネジ23によって、金属板21(更に、金属板21を固定する機器の筐体やシャーシも。なお筐体やシャーシは図示していない。)に物理的にしっかり固定する。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing how the
図10は、回路基板24を固定した様子を示す断面図である。図10において、29は半田である。図10に示すように、回路基板24と、樹脂構造体11の間に隙間を設けることで、接続配線22部分等への半田29の付着具合(半田流れ、半田量の評価も含む)を検査する。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which the
図10における矢印17は、ネジ23が樹脂構造体11を固定する力を示す。このように樹脂構造体11をネジ止めすることで、同時に放熱基板18の一部であるリードフレーム19も固定することになる。
An
なお図10において、樹脂構造体11の端子部分(端子部は接続用リード線も含む。なおこれらは図示していない)を、取付け治具16側に延ばし(あるいは取付け治具16の隙間等を通して)回路基板24に固定する(あるいは回路基板24に形成した孔に、この接続用リード線を挿入ハンダ付けによって電気的に接続しても良い。なおこれらは図示していない)。こうして、樹脂構造体11に固定した異形部品15と回路基板24を電気的に接続する。
In FIG. 10, the terminal portion of the resin structure 11 (the terminal portion also includes a lead wire for connection. These are not shown) is extended to the mounting
なお図10において、異形部品15は、樹脂構造体11に埋め込んでいるが、完全に埋め込んでも、一部が露出するように埋め込んでも良い。また複数の樹脂構造体11同士の間に異形部品15をサンドイッチすることで、取付け治具16が省略できる。
In FIG. 10, the odd-shaped
図11は、樹脂構造体11をネジ23で金属板21等に固定することで、耐振性が向上する様子を説明する断面図である。図11に示す回路モジュールに、外部より振動を加えた場合、異形部品15には矢印17に示す力が発生する。そしてこの図11の矢印17に示す力は、図10に示した矢印17に示す力(ネジ23による取付け力)によって、打ち消すことができ、図10のリードフレーム19に直接、伝わることがない。
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining how the vibration resistance is improved by fixing the
このように異形部品15による引き剥がし力(例えば矢印17)は、ネジ23によって打ち消され、樹脂構造体11は脱離しない。
Thus, the peeling force (for example, the arrow 17) by the
なお図11において、樹脂構造体11と、放熱基板18は直接、接しても良いし、その間にゴムやスポンジ等のクッション材(あるいは振動吸収剤)を挟んでも良い。また樹脂構造体11の強度アップのために、その一部をラーメン構造(Rahmen。ドイツ語で額縁の意味。柱と梁とからなる)とし、桟や梁を設けても良い(図示していない)。また必要部を金属等で補強しても良い。
In FIG. 11, the
更に金属板21にばか孔等と呼ばれる、大きな取付け孔12を形成しておくことで、樹脂構造体11そのものを機器の筐体やシャーシに取り付ける。この結果、取付工数が削減でき、更に強力な固定が可能である。ここでばか孔とは、clearance holeとも呼ばれる
機械用語の一つであり、通しボルトや埋め込みボルトなどを挿入する孔も含む。
Furthermore, by forming a
図12(A)(B)は、共に樹脂構造体11を用いない場合について説明する断面図である。図12(A)において、異形部品15は、取付け治具16を用いて、放熱基板18に直接取り付けている。この状態で矢印17に示すような振動(あるいは外力)を加えると、図12(B)に示すように、異形部品15や取付け治具16が放熱基板18から脱離する可能性がある。特に異形部品15の質量が増加すると(特に5g以上)、取付け治具16を工夫しても脱離しやすい。これは取付け治具16自体の質量も増加するためである。また取付け治具16と共に、リードフレーム19の一部も脱離した場合、回路動作自体にも影響を与える。
12A and 12B are cross-sectional views illustrating a case where the
図13(A)(B)は、共に異形部品15を回路基板24側に取り付けた場合に発生しうる課題を説明する断面図である。
13A and 13B are cross-sectional views illustrating problems that may occur when the odd-shaped
図13(A)(B)に示すように、異形部品15を、取付け治具16等を用いて回路基板24に固定しても、矢印17で示すような力が発生した場合、リードフレーム19毎、矢印17に示すように外れる可能性がある。
As shown in FIGS. 13A and 13B, even if the
(実施の形態3)
実施の形態3では、回路モジュールに使用する放熱基板18や樹脂構造体11に用いる部材について説明する。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, members used for the
リードフレーム19としては、銅やアルミニウムのような熱伝導性の高い部材を用いる。またリードフレーム19の厚みは0.2mm以上(望ましくは0.3mm以上)を用いる。リードフレーム19の厚みが0.2mm未満の場合、接続配線22の強度が低下し、作業中に曲がる。
As the
またリードフレーム19の厚みは、10.0mm以下(望ましくは5.0mm以下)が望ましい。リードフレーム19の厚みが10.0mmを超えた場合、接続配線22のファインパターン化に影響を与える。
The thickness of the
次に伝熱樹脂27について説明する。伝熱樹脂27は、例えば、樹脂とフィラーとからなるものとすることで、その熱伝導性を高めることができる。そして樹脂として熱硬化性の樹脂を用いることで、その信頼性を高める。
Next, the
ここで無機フィラーとしては、例えば略球形状で、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る。また100μmを超えると伝熱層20の厚みが厚くなり熱拡散性に影響を与える)。そのためこれら伝熱層20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%と高濃度に充填する。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する。この結果、これら伝熱層20の熱伝導率は5W/(m・K)程度となる。
Here, as the inorganic filler, for example, it 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. The thickness of 20 becomes thick and affects the thermal diffusivity). Therefore, the filling amount of the inorganic filler in the
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、酸化亜鉛、シリカ、酸化チタン、酸化錫、ジルコン珪酸塩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いるものとすることが、熱伝導性やコスト面から望ましい。 The inorganic filler is at least one selected from the group consisting of alumina, magnesium oxide, boron nitride, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, and aluminum nitride, zinc oxide, silica, titanium oxide, tin oxide, and zircon silicate. It is desirable from the viewpoint of thermal conductivity and cost.
なお熱硬化性樹脂を使う場合は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド樹脂、アラミド樹脂、PEEK樹脂の群から選ばれた少なくとも1種類の熱硬化性樹脂を含む。これはこれらの樹脂が耐熱性や電気絶縁性に優れている。 In addition, when using a thermosetting resin, at least 1 type of thermosetting resin chosen from the group of an epoxy resin, a phenol resin, cyanate resin, a polyimide resin, an aramid resin, and PEEK resin is included. This is because these resins are excellent in heat resistance and electrical insulation.
特に、伝熱層20の放熱性を高めようとすると、無機フィラーの含有率を増加させることが必要となるが、この結果、伝熱層20における熱硬化性樹脂の含有率を減らす可能性がある。そして伝熱層20における熱硬化性樹脂の含有率を減らした場合、伝熱層20と、リードフレーム19との間の接着力が低下する可能性がある。そしてリードフレーム19の一部である接続配線22や、接続配線22に接続した回路基板24を、非常に強い力で繰り返し何度も引き剥がそうとした場合、放熱基板18における伝熱層20とリードフレーム19の界面が剥離してしまう可能性も考えられる。
In particular, in order to increase the heat dissipation of the
しかし図10〜図11に示すように、樹脂構造体11をネジ23や固定用の治具(図示していない)を用いて金属板21に固定することで、リードフレーム19や接続配線22と伝熱層20との間の剥離強度を高められる。
However, as shown in FIGS. 10 to 11, by fixing the
以上のように、金属板21と、この金属板21上に形成したシート状の伝熱層20と、この伝熱層20に固定したリードフレーム19と、このリードフレーム19の一部を前記伝熱層20から略垂直に折り曲げてなる接続配線22と、この接続配線22の一部以上を固定する樹脂構造体11と、異形部品15と、から構成され、前記異形部品15の一部以上は、前記樹脂構造体11に固定している回路モジュールによって、異形部品15の取付け性を高めた回路モジュールを実現する。
As described above, the
金属板21と、この金属板21上に形成したシート状の伝熱層20と、この伝熱層20に固定したリードフレーム19と、このリードフレーム19の一部を前記伝熱層20から略垂直に折り曲げてなる接続配線22と、この接続配線22の一部以上を固定する樹脂構造体11と、異形部品15と、前記金属板21と略並行に固定した回路基板24と、から構成され、前記異形部品15の一部以上は、前記樹脂構造体11に固定し、前記接続配線22の一部以上は、前記樹脂構造体11によって前記伝熱層20に押付けられ、前記接続配線22の一部以上は前記回路基板24に接続している回路モジュールとすることで、異形部品15の取付け性を改善すると共にその耐振性を高める。
A
金属板21と、この金属板21上にシート状の伝熱層20に一部以上を埋め込んだリードフレーム19と、このリードフレーム19の一部以上を固定する樹脂構造体11と、異形部品15と、前記金属板21と略並行に固定した回路基板24と、から構成され、前記異形部品15の一部以上を、前記樹脂構造体11に固定し、前記接続配線22の一部以上が、前記樹脂構造体11によって前記伝熱層20に押付けられ、前記接続配線22の一部以上は前記回路基板24に接続している回路モジュールとすることで、異形部品15の取付け性を改善すると共にその耐振性を高める。
A
異形部品15は、コイル、トランス、キャパシタ、リード付き部品のいずれか一つ以上である異形部品15とした場合であっても、対応できる回路モジュールを提供する。
The
異形部品15を、樹脂構造体11に埋め込む(あるいは複数の樹脂構造体11でサンドイッチする)ことで、その取付け強度を高め、取付け治具16を省略できる。
By embedding the
金属板21上に、シート状の伝熱層20を用いてリードフレーム19を固定する工程と、前記リードフレーム19の一部を、伝熱層20から略垂直に折り曲げ接続配線22とする工程と、異形部品15を、樹脂構造体11に固定する工程と、前記樹脂構造体11を用いて、前記リードフレーム19の一部を前記伝熱層20側に押付ける工程と、前記樹脂構造体11を、前記金属板21に固定する工程と、を有する回路モジュールの製造方法によって、回路モジュールを生産でき、更に前記金属板21と略並行に設置した回路基板24に、前記接続配線22を接続する工程を付加することで、回路モジュールの高機能化が可能となる。
A step of fixing the
なお回路基板24としては、市販のガラスエポキシ(ガラス繊維をエポキシ樹脂で硬化したもの)製のプリント配線板等を用いることができる。
As the
以上のように、本発明にかかる回路モジュールとその製造方法を用いることで、実装性の低いあるいは重量の大きい異形部品に対しても、樹脂構造体にしっかり固定でき、耐振性や耐ノイズ性に優れるため、各種機器の小型化と高強度化を実現できる。 As described above, by using the circuit module and the manufacturing method thereof according to the present invention, it is possible to firmly fix the deformed part having low mountability or heavy weight to the resin structure, and to have vibration resistance and noise resistance. Because it is excellent, it is possible to reduce the size and strength of various devices.
11 樹脂構造体
12 取付け孔
13 配線孔
14 点線
15 異形部品
16 取付け治具
17 矢印
18 放熱基板
19 リードフレーム
20 伝熱層
21 金属板
22 接続配線
23 ネジ
24 回路基板
25 電子部品
26 凹部
27 伝熱樹脂
28、28a、28b 開口部
29 半田
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記異形部品の一部以上は、前記樹脂構造体に固定している回路モジュール。 A metal plate, a sheet-like heat transfer layer formed on the metal plate, a lead frame fixed to the heat transfer layer, and a connection wiring formed by bending a part of the lead frame substantially vertically from the heat transfer layer And a resin structure that fixes a part or more of the connection wiring, and a deformed part,
A circuit module in which a part or more of the odd-shaped parts is fixed to the resin structure.
前記異形部品の一部以上は、前記樹脂構造体に固定し、
前記接続配線の一部以上は、前記樹脂構造体によって前記伝熱層に押付けられ、
前記接続配線の一部以上は前記回路基板に接続している回路モジュール。 A metal plate, a sheet-like heat transfer layer formed on the metal plate, a lead frame fixed to the heat transfer layer, and a connection wiring formed by bending a part of the lead frame substantially vertically from the heat transfer layer And a resin structure that fixes a part or more of the connection wiring, a deformed component, and a circuit board fixed substantially parallel to the metal plate,
A part or more of the deformed parts are fixed to the resin structure,
A part or more of the connection wiring is pressed against the heat transfer layer by the resin structure,
A circuit module in which a part or more of the connection wiring is connected to the circuit board.
前記異形部品の一部以上を、前記樹脂構造体に固定し、
前記接続配線の一部以上が、前記樹脂構造体によって前記伝熱層に押付けられ
前記接続配線の一部以上は前記回路基板に接続している回路モジュール。 A metal plate, a lead frame in which a part or more is embedded in a sheet-like heat transfer layer on the metal plate, a resin structure that fixes a part or more of the lead frame, a deformed part, and the metal plate A circuit board fixed in parallel,
Fixing at least a part of the deformed parts to the resin structure;
A circuit module in which a part or more of the connection wiring is pressed against the heat transfer layer by the resin structure and a part or more of the connection wiring is connected to the circuit board.
前記リードフレームの一部を、伝熱層から略垂直に折り曲げ接続配線とする工程と、
異形部品を、樹脂構造体に固定する工程と、
前記樹脂構造体を用いて、前記リードフレームの一部を前記伝熱層側に押付ける工程と、前記樹脂構造体を、前記金属板に固定する工程と、
を有する回路モジュールの製造方法。 Fixing a lead frame on a metal plate using a sheet-like heat transfer layer;
A step of bending a part of the lead frame from the heat transfer layer substantially perpendicularly to form a connection wiring;
Fixing the odd-shaped part to the resin structure;
Using the resin structure, pressing a part of the lead frame against the heat transfer layer, fixing the resin structure to the metal plate,
A method for manufacturing a circuit module.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008028794A JP2009188307A (en) | 2008-02-08 | 2008-02-08 | Circuit module and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008028794A JP2009188307A (en) | 2008-02-08 | 2008-02-08 | Circuit module and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009188307A true JP2009188307A (en) | 2009-08-20 |
Family
ID=41071230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008028794A Pending JP2009188307A (en) | 2008-02-08 | 2008-02-08 | Circuit module and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009188307A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109699191A (en) * | 2017-07-14 | 2019-04-30 | 新电元工业株式会社 | Electronic module |
-
2008
- 2008-02-08 JP JP2008028794A patent/JP2009188307A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109699191A (en) * | 2017-07-14 | 2019-04-30 | 新电元工业株式会社 | Electronic module |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4941555B2 (en) | Heat dissipation structure board | |
US20150359107A1 (en) | Electronic module with a plastic-coated electronic circuit and method for the production thereof | |
JP2009246170A (en) | Control device | |
JPWO2007037190A1 (en) | Heat dissipation wiring board, manufacturing method thereof, and electric equipment using heat dissipation wiring board | |
JP4882562B2 (en) | Thermally conductive substrate, manufacturing method thereof, power supply unit, and electronic device | |
JP4946488B2 (en) | Circuit module | |
JP2008205344A (en) | Conductive heat transfer board, manufacturing method therefor, and circuit module using the board | |
JP2009224445A (en) | Circuit module and method of manufacturing the same | |
JP2009135372A (en) | Circuit module and method of manufacturing the same | |
JP2010003718A (en) | Heat-dissipating substrate and its manufacturing method, and module using heat-dissipating substrate | |
JP2009266872A (en) | Heat dissipation substrate, method for manufacturing thereof, and circuit module using heat dissipation substrate | |
JP2008210920A (en) | Heat conduction substrate, manufacturing method thereof and circuit module | |
JP2009194277A (en) | Heat dissipation substrate and manufacturing method thereof | |
JP2009188307A (en) | Circuit module and manufacturing method thereof | |
JP2009188308A (en) | Heat dissipation substrate and manufacturing method thereof | |
JP2009218254A (en) | Circuit module, and method of manufacturing the same | |
JP2010040900A (en) | Heat radiation board, method of manufacturing the same, and module using the same | |
JP2008235321A (en) | Heat conductive substrate and manufacturing method, and circuit module using the same | |
JP4635977B2 (en) | Heat dissipation wiring board | |
JP2009142063A (en) | Circuit module and method of manufacturing the same | |
JP2009141101A (en) | Radiating substrate, perpendicular multiple set substrate using the same, and these manufacturing methods | |
JP2009135371A (en) | Circuit module, and its manufacturing method | |
JP2009212427A (en) | Circuit module and method of manufacturing the same | |
JP5146016B2 (en) | Electronic device and manufacturing method thereof | |
JP2009141100A (en) | Heat dissipating substrate and method of manufacturing the same, and circuit module using the same heat dissipating substrate |