CN109698172B - 电路结构体及电路结构体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路结构体及电路结构体的制造方法，提供一种能够确保电路基板与散热部件之间的绝缘性及散热性并且容易地进行返工的电路结构体。电路结构体(10)具备：发热元件(11)；电路基板(20)，具有导电路径，供发热元件安装；散热部件(30)，与电路基板相向配置；绝缘膜(40)，配置于电路基板与散热部件之间的与发热元件重叠的区域；第一传热部(41)，配置于电路基板与绝缘膜之间，紧贴于电路基板及绝缘膜，具有粘着性或粘接性；第二传热部(42)，配置于绝缘膜与散热部件之间，紧贴于电路基板及绝缘膜，具有粘着性或粘接性；及螺丝(45)，将电路基板与散热部件固定，在电路基板与散热部件之间的未配置绝缘膜的区域形成有空气层(AL)。

Description

电路结构体及电路结构体的制造方法

技术领域

本说明书中，公开一种与电路结构体相关的技术。

背景技术

以往，已知电路基板与散热部件隔着绝缘层而重叠的技术。关于专利文献1的配线基板，在聚酰亚胺层的一个面隔着粘接层而形成电连接用配线及热扩散用配线，在聚酰亚胺层的另一个面隔着粘接层而重叠放置散热板。在形成于聚酰亚胺层及一方的粘接层的贯通孔中，形成有与热扩散用配线连接的贯通配线。电连接用配线及热扩散用配线在选择性地露出的状态下被绝缘层覆盖。由此，在电连接用配线与散热板之间，通过粘接层及聚酰亚胺层而具有绝缘性及导热性。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2015-156463号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在专利文献1的结构中，通过粘接层对电连接用配线和热扩散用配线的整个区域及散热板的整个区域进行粘接，因此存在不容易进行从粘接层剥下元件而进行元件更换等作业(返工)这样的问题。

本说明书所记载的技术是基于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够确保电路基板与散热部件之间的绝缘性及散热性并容易地进行返工的电路结构体。

用于解决课题的技术方案

本说明书所记载的电路结构体具备：发热元件；电路基板，具有导电路径，供上述发热元件安装；散热部件，与上述电路基板相向配置；绝缘膜，配置于上述电路基板与上述散热部件之间的与上述发热元件重叠的区域；第一传热部，配置于上述电路基板与上述绝缘膜之间，紧贴于上述电路基板及上述绝缘膜，具有粘着性或粘接性；第二传热部，配置于上述绝缘膜与上述散热部件之间，紧贴于上述绝缘膜及上述散热部件，具有粘着性或粘接性；及固定单元，将上述电路基板与上述散热部件固定，在上述电路基板与上述散热部件之间的未配置上述绝缘膜的区域形成有空气层。

本说明书所记载的电路结构体的制造方法具备：第一涂敷工序，在具有导电路径的电路基板的与发热元件重叠的区域，涂敷具有粘着性或粘接性的第一传热部；第二涂敷工序，向与上述电路基板相向地配置的散热部件涂敷具有粘着性或粘接性的第二传热部；贴附工序，向上述第一传热部或上述第二传热部贴附绝缘膜；层叠工序，使上述电路基板与上述散热部件重叠地层叠上述电路基板、上述绝缘膜及上述散热部件，在上述电路基板与上述散热部件之间的至少未配置上述绝缘膜的区域形成空气层；及固定工序，通过固定单元将上述电路基板与上述散热部件固定。

根据上述结构，发热元件的热能够经由电路基板、第一传热部、绝缘膜、第二传热部而从散热部件进行散热。另外，在电路基板与散热部件之间，能够通过配置绝缘膜的区域和配置空气层的区域来确保电路基板与散热部件之间的绝缘性。此外，能够通过在电路基板与散热部件之间形成空气层，减少传热部的区域，因此能够容易地进行返工。在此，关于由于在电路基板与散热部件之间形成空气层导致的紧固力下降，能够通过固定单元来将电路基板与散热部件之间可靠地固定。由此，能够确保电路基板与散热部件之间的绝缘性及散热性并且容易地进行返工。另外，通过在电路基板与散热部件之间形成空气层，能够减少第一传热部、第二传热部的传热材料的使用量，因此能够降低制造成本。

作为本说明书所记载的技术的实施方式，优选以下方式。

上述发热元件具有低发热元件及发热比上述低发热元件多的高发热元件，在与上述高发热元件重叠的区域配置上述绝缘膜，在与上述低发热元件重叠的区域配置上述空气层。

这样一来，能够通过简单的结构来确保电路基板与散热部件之间的绝缘性。

在上述散热部件的上述电路基板侧的面的未配置上述绝缘膜的区域形成有凹部。

这样一来，能够通过散热部件的凹部增大电路基板与散热部件之间的空气层的厚度尺寸，因此能够提高绝缘性。

上述第一传热部及上述第二传热部中的至少一个传热部由散热油脂构成。

这样一来，与第一传热部及第二传热部使用粘接剂的情况相比，能够容易地进行电路基板、散热部件等的拆卸作业。

上述绝缘膜具有：接触部，与上述第一传热部及上述第二传热部接触；及延伸部，向上述第一传热部及上述第二传热部的外侧延伸出。

这样一来，能够通过绝缘膜的延伸部提高电路基板与散热部件之间的绝缘性。

发明效果

根据本说明书所记载的技术，能够确保电路基板与散热部件之间的绝缘性及散热性并且容易地进行返工。

附图说明

图1是示出实施方式的电路结构体的俯视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是电路基板的背面图。

图4是示出散热部件的俯视图。

图5是示出在电路基板的背面涂敷有传热材料的状态的图。

图6是示出在散热部件的上表面涂敷有传热材料并使绝缘膜重叠的状态的图。

具体实施方式

＜实施方式＞

实施方式的电路结构体10例如搭载于电动汽车或混合动力汽车等车辆，配置于例如从蓄电池等电源至马达等负载的电力供给路径。该电路结构体10能够以任意的朝向搭载于车辆等，以下，在说明时，将图1、图2的X方向设为前方、将Y方向设为左方、将Z方向设为上方来进行说明。

如图2所示，电路结构体10具备：发热元件11、供发热元件11安装的电路基板20、相对于电路基板20空出间隔而相向配置的散热部件30、配置于电路基板20与散热部件30之间的绝缘膜40、与绝缘膜40的两面分别重叠的传热部41、42及将电路基板20与散热部件30固定的螺丝45(“固定单元”的一例)。

发热元件11由通过通电而发热的电子元件构成，如图3所示，由低发热元件11A及发热比低发热元件11A多的高发热元件11B构成。低发热元件11A能够设为电容器等。在本实施方式中高发热元件11B设为表面安装型的FET(Field effect transistor：场效应晶体管)。高发热元件11B具备具有箱型的封装体的主体12及多个引线端子13。多个引线端子13例如设置于主体12的底面和侧面。

电路基板20呈大致长方形的板状，在由绝缘性材料构成的绝缘板的上下两面，通过印刷配线技术而形成有由铜箔等导电性材料构成的导电路径21A、21B。导电路径21A、21B经由贯通绝缘板的通孔(未图示)而电连接。在绝缘基板的边缘部侧，贯通形成有能够供螺丝45的轴部插通的多个插通孔22。

散热部件30是由导热性较高的铝、铝合金等导热性较高的金属类制成的，如图2所示，在下表面侧具有梳齿状地排列配置的多个散热片35。如图2、图4所示，在散热部件30的上表面形成有上表面平坦且厚度尺寸较大的平坦部31及具有相对于平坦部31凹陷的面的凹部32。平坦部31设置于与安装于电路基板20的高发热元件11B重叠的L字形的区域，凹部32设置于与安装于电路基板20的低发热元件11A重叠的区域。在散热部件30的上表面向上方突出有作为载置电路基板20的底座的凸台部33。凸台部33靠近散热部件30的上表面的边缘部地设置，载置电路基板20的外边缘部而支撑电路基板20，由此保持电路基板20的下表面与散热部件30的上表面4之间的预定间隔。在凸台部33中形成有能够从上方进行螺纹卡止的螺纹孔34。

绝缘膜40是具有挠性的厚度较薄的部件，例如能够设为聚酰亚胺类绝缘树脂膜。绝缘膜40具有：接触部40A，配置于与安装于电路基板20的高发热元件11B重叠的区域(投影区域)并且与传热部41、42这两者接触；及的延伸部40B，向传热部41、42的外侧延伸出而不与传热部41、42接触，在本实施方式中，绝缘膜40设为覆盖L字形的区域的形状。在此，如图2所示，在电路基板20与散热部件30之间中的未配置绝缘膜40的区域形成有空气层AL。空气层AL设置于电路基板20与散热部件30之间的未配置绝缘膜40的区域的整个区域(从绝缘膜40的端缘至凸台部33的区域)。安装于电路基板20的背面的高度尺寸较大的低发热元件11A配置于散热部件30的凹部32上的空气层AL的空间。

传热部41、42由导热性较高的传热材料构成，例如能够使用硅脂等散热油脂、或对散热油脂附加添加物而使粘着性变强的粘附散热油脂、或环氧类的粘接剂等具有绝缘性的粘附剂或粘接剂。传热材料既可以是在常温下硬化的材料，也可以是通过加热而硬化的材料。如图3、图4所示，传热部41、42配置于与安装于电路基板20的高发热元件11B重叠的区域，第一传热部41紧贴于电路基板20的下表面和绝缘膜40的上表面，第二传热部42紧贴于绝缘膜40的下表面和散热部件30的上表面。

如图2所示，螺丝45具有头部和轴部，将电路基板20与散热部件30紧固连接而固定。由此，与在电路基板20与散热部件30之间的整个区域配置传热部41、42的结构相比，通过配置空气层AL而即使由电路基板20与散热部件30之间的传热部41、42的紧固力下降，也能够通过螺丝45而对电路基板20与散热部件30之间可靠地进行固定。

说明电连接箱的制造工序。

对电路基板20通过回流钎焊等来安装发热元件11。接下来，如图5所示，以通过电路基板20的背面中的配置有发热元件11的区域的方式，涂敷散热油脂等传热材料41A(第一涂敷工序)。另外，如图6所示，以通过散热部件30的上表面中的配置有发热元件11的区域的方式，涂敷散热油脂等传热材料42A(第二涂敷工序)。

接下来，在散热部件30的上表面中的涂敷有传热材料42A的区域，重叠地贴附绝缘膜40(贴附工序)。另外，绝缘膜40也可以贴附于电路基板20的背面中的涂敷有传热材料41A的区域。

并且，使电路基板20与散热部件30相向而设为电路基板20、第一传热部41、绝缘膜40、第二传热部42及散热部件30层叠的状态(层叠工序)。接下来，用螺丝45对电路基板20与散热部件30进行螺纹卡止而固定(参照图2，固定工序)。由此，传热材料41A、42A被压扁而成为扩展到包含与高发热元件11B重叠的整个区域的区域的传热部41、42，形成电路结构体10。当用罩C覆盖电路结构体10并用螺丝等将罩C固定到电路结构体10后，形成电连接箱，以电连接箱的状态搭载于车辆。

根据上述实施方式，起到以下的作用、效果。

电路结构体10具备：发热元件11；电路基板20，具有导电路径21A、21B，供发热元件11安装；散热部件30，与电路基板20相向配置；绝缘膜40，配置于电路基板20与散热部件30之间的与发热元件11重叠的区域；第一传热部41，配置于电路基板20与绝缘膜40之间，紧贴于电路基板20及绝缘膜40，具有粘着性或粘接性；第二传热部42，配置于绝缘膜40与散热部件30之间，紧贴于绝缘膜40及散热部件30，具有粘着性或粘接性；及螺丝45(固定单元)，将电路基板20与散热部件30固定，在电路基板20与散热部件30之间中的未配置绝缘膜40的区域形成有空气层AL。

例如，关于电路基板20与散热部件30之间的绝缘散热材料，当在组装时仅使用固态的带、片材的情况下，由于元件偏差而使电路基板20与散热部件30之间的间隔发生变动，有可能对电路基板20的进行了钎焊的部位施加压力。另一方面，当在组装时仅使用液体状的粘接剂、散热油脂的情况下，能够吸收元件偏差，能够降低对于电路基板20的压力，并且由于具有对电路基板20的紧贴性，因此有热阻降低而散热性提高这样的优点，但有可能由于空隙或异物进入、由偏差导致的间隔不足而无法确保绝缘性。

与此相对，根据本实施方式，发热元件11的热能够经由电路基板20、第一传热部41、绝缘膜40、第二传热部42而从散热部件30进行散热，并且能够使用在组装时是液体状的传热部41、42及在组装时是固态的绝缘膜40这两者，因此能够确保绝缘性并且降低对于电路基板20的压力。

另外，在电路基板20与散热部件30之间，能够通过配置绝缘膜40的区域及配置空气层AL的区域来确保电路基板20与散热部件30之间的绝缘性。此外，通过在电路基板20与散热部件30之间形成空气层AL，能够减少传热部41、42的区域，因此能够容易地进行返工。在此，关于由于在电路基板20与散热部件30之间形成空气层AL而导致的紧固力的降低，能够通过螺丝45而将电路基板20与散热部件30之间可靠地固定。由此，能够确保电路基板20与散热部件30之间的绝缘性及散热性并且容易地进行返工。另外，通过在电路基板20与散热部件30之间形成空气层AL而容易地减少传热材料的使用量，因此能够降低制造成本。

另外，发热元件11具有低发热元件11A及发热比低发热元件11A多的高发热元件11B，在与高发热元件11B重叠的区域配置绝缘膜40，在与低发热元件11A重叠的区域配置空气层AL。

这样一来，能够通过简单的结构来确保电路基板20与散热部件30之间的绝缘性。

另外，在散热部件30的电路基板20侧的面中的未配置绝缘膜40的区域形成有凹部32。

这样一来，能够通过散热部件30的凹部32增大电路基板20与散热部件30之间的空气层AL的厚度尺寸，因此能够提高绝缘性。

另外，第一传热部41及第二传热部42中的至少一个由散热油脂构成。

这样一来，与第一传热部41及第二传热部42使用粘接剂的情况相比，能够容易地进行电路基板20和散热部件30等的拆卸作业。

另外，绝缘膜40具有：接触部40A，与第一传热部41及第二传热部42接触；及延伸部40B，向第一传热部41及第二传热部42的外侧延伸出。

这样一来，能够通过绝缘膜40的延伸部40B提高电路基板20与散热部件30之间的绝缘性。

＜其他实施方式＞

本说明书所记载的技术不限定于通过上述叙述及附图而进行了说明的实施方式，例如如下的实施方式也包括在本说明书所记载的技术的技术范围中。

(1)绝缘膜40也可以包括添加物，例如也可以使用含传热填料的聚酰亚胺系绝缘树脂膜来提高传热性。

(2)高发热元件11B设为FET，但不限于此。例如，也可以设为机械式继电器、电阻、线圈等。另外，低发热元件11A不限于电容器，也可以设为其他电子元件。

(3)电路基板20设为在绝缘基板的两面形成导电路径21A、21B的结构，但既可以设为在单面形成导电路径的结构，也可以使用层叠多个导电路径而成的多层基板。另外，电路基板也可以设为在形成有导电路径的绝缘基板上层叠母线的结构。该母线能够通过冲压机将例如铜或铜合金等金属板材冲裁成导电路径的形状而形成，在同一平面上的不同区域相互空出间隙地配置。

(4)电路基板20与散热部件30之间设为通过作为固定单元的螺丝45进行固定的结构，但不限于此。例如，也可以设为通过作为固定单元的卡止爪来相互卡止或利用夹子等的弹性力来夹持电路基板20与散热部件30的结构。

(5)传热部41、42不限于具有绝缘性的传热材料。

(6)发热元件11在将电路基板20与散热部件30组装之前安装于电路基板20，但不限于此，也可以在将电路基板20与散热部件30组装之后，将发热元件11安装于电路基板20。

附图标记说明

10：电路结构体

11A(11)：低发热元件

11B(11)：高发热元件

20：电路基板

21A、21B：导电路径

22：插通孔

30：散热部件

31：平坦部

32：凹部

33：凸台部

40：绝缘膜

40A：接触部

40B：延伸部

41：第一传热部

42：第二传热部

45：螺丝(固定单元)

AL：空气层。

Claims (6)

1.一种电路结构体，具备：

发热元件；

电路基板，具有导电路径，供所述发热元件安装；

散热部件，与所述电路基板相向配置；

绝缘树脂膜，配置于所述电路基板与所述散热部件之间的与所述发热元件重叠的区域；

第一传热部，配置于所述电路基板与所述绝缘树脂膜之间，紧贴于所述电路基板及所述绝缘树脂膜，具有粘着性或粘接性；

第二传热部，配置于所述绝缘树脂膜与所述散热部件之间，紧贴于所述绝缘树脂膜及所述散热部件，具有粘着性或粘接性；及

固定单元，将所述电路基板与所述散热部件固定，由此所述第一传热部和所述第二传热部被压扁而扩展到包含与所述发热元件重叠的整个区域的区域，

在所述电路基板与所述散热部件之间的未配置所述绝缘树脂膜的区域形成有空气层，

所述绝缘树脂膜具有：接触部，与所述第一传热部及所述第二传热部接触；及延伸部，向所述第一传热部及所述第二传热部的外侧延伸出。

2.根据权利要求1所述的电路结构体，其中，

所述发热元件具有低发热元件及发热量比所述低发热元件大的高发热元件，

在与所述高发热元件重叠的区域配置所述绝缘树脂膜，在与所述低发热元件重叠的区域配置所述空气层。

3.根据权利要求1所述的电路结构体，其中，

在所述散热部件的所述电路基板侧的面的未配置所述绝缘树脂膜的区域形成有凹部。

4.根据权利要求2所述的电路结构体，其中，

在所述散热部件的所述电路基板侧的面的未配置所述绝缘树脂膜的区域形成有凹部。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电路结构体，其中，

所述第一传热部及所述第二传热部中的至少一个传热部由散热油脂构成。

6.一种电路结构体的制造方法，具备：

第一涂敷工序，在具有导电路径的电路基板的与发热元件重叠的区域，涂敷具有粘着性或粘接性的第一传热部；

第二涂敷工序，向与所述电路基板相向地配置的散热部件涂敷具有粘着性或粘接性的第二传热部；

贴附工序，向所述第一传热部或所述第二传热部贴附绝缘树脂膜；

层叠工序，使所述电路基板与所述散热部件重叠地层叠所述电路基板、所述绝缘树脂膜及所述散热部件，在所述电路基板与所述散热部件之间的至少未配置所述绝缘树脂膜的区域形成空气层；及

固定工序，通过固定单元将所述电路基板与所述散热部件固定，由此所述第一传热部和所述第二传热部被压扁而扩展到包含与所述发热元件重叠的整个区域的区域，

所述绝缘树脂膜具有：接触部，与所述第一传热部及所述第二传热部接触；及延伸部，向所述第一传热部及所述第二传热部的外侧延伸出。

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