JP2001054286A

JP2001054286A - 電子制御基板

Info

Publication number: JP2001054286A
Application number: JP11223643A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Amano; 勝之天野; Taido Sakamoto; 泰堂坂本; Katsuhiko Saito; 斉藤　　勝彦; Hidekazu Totsuka; 英和戸塚; Masato Handa; 正人半田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2001-02-23
Also published as: CN1283769A; CN1127643C

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体高速スイッチング素子を有する電子制
御装置において、配線インピーダンスによって発生する
ノイズや、ノイズによる誤動作を低減でき、また、装置
の小型化を可能にした電子制御装置を得る。【解決手段】導電体を平面的または立体的に形成した
リードフレームを絶縁樹脂でモールドしたリードフレー
ムモールド基板と、このモールド基板にそれぞれ接続さ
れた複数の電子部品とを備える。リードフレームモール
ド基板内のリードフレームは、高電圧高電流かつ半導体
高速スイッチング素子により電流変化が急となる母線部
分の回路ループを断面積が大きくかつ配線距離が短いリ
ードフレームにより構成し、一方低電圧低電流の弱電系
の回路ループを断面積が小さいリードフレームにより構
成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高電圧高電流部
および高電流かつ半導体高速スイッチング素子により電
流変化が急となる電子制御装置において、装置の小型化
と、配線インピーダンスにより発生するノイズやノイズ
による誤動作を抑制するための電子制御装置の基板構造
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体高速スイッチング素子を有
する空気調和機等の電子制御装置の配線引き廻しは、絶
縁平面板上に付けられた銅薄膜を、エッヂングにより所
定の薄膜配線パターンに加工し、この薄膜配線パターン
に半導体高速スイッチング素子、平滑コンデンサ等の電
子部品をはんだ付けで接続するプリント配線基板方式が
一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】半導体高速スイッチン
グ素子は、スイッチング時に電圧と電流の変化が急に行
われるため、サージ電圧などの電気的なノイズを発生す
る源となる。サージ電圧は、配線インピーダンスのＬ成
分と電流時間変化ｄｉ／ｄｔの積Ｌ×ｄｉ／ｄｔ [Ｖ] …… で表わされ、このサージ電圧により誤動作などの問題が
起る。また、このサージ電圧が回路の容量成分とＬＣ共
振することで様々な周波数成分のノイズを発生させる。
よって、配線のＬ成分を抑制するか、半導体高速スイッ
チング素子のスイッチングスピードを遅くすることによ
りノイズの発生量を抑制することが可能である。しか
し、半導体高速スイッチング素子のスイッチングスピー
ドを遅くするとスイッチングロスが増大し、配線インピ
ーダンスを極力低減することも、薄膜配線のため困難で
あった。配線インピーダンスのＬ成分は矩形配線の場
合、次式で近似される。Ｌ＝（μo１/２π）ｌｎ（（２１/ａ＋ｂ）＋０．５）［Ｈ］ …… μo：真空透磁率ｌ：配線距離 a：配線幅 b：配線厚みよって、配線距離を短くし、配線断面積を増やせば配線
のＬ成分を抑制することができる。従来のプリント配線
基板では、厚さ７５μｍの薄膜配線のため、高電圧高電
流となる主回路部分の配線部分は、配線インピーダンス
や温度上昇によるはんだ付け部の劣化を低減するために
配線幅を広く取る必要がある。また、基板表面配線のた
め配線間には、使用電圧、使用電流に見合った沿面距離
や、絶縁距離を取る必要がある。よって、配線幅、沿面
距離、絶縁距離を制約通りに確保すると、配線引き廻し
が長くなり、基板の小型化や、配線インピーダンスの低
減が困難となる。逆に配線距離を短縮すれば配線幅が確
保できないため、従来プリント配線基板方式では配線イ
ンピーダンスの低減限界があり、高電圧高電流かつ半導
体高速スイッチング素子により電流変化が急となる電子
制御装置において、配線インピーダンスによって発生す
るノイズやノイズによる誤動作および基板の大型化が大
きな問題となっていた。また、半導体高速スイッチング
素子周辺部は、上記の配線が占めてしまうため半導体高
速スイッチング素子を駆動する制御系を近くに配置する
ことができず、長く引き廻れた制御系の信号線にノイズ
が入り、誤動作を引き起こすという問題もあった。な
お、先行技術文献として、例えば、特開平６−１５９７
２１号公報、特開平１０−２０５８６０号公報、および
特開平１０−２６７３６４号公報等が挙げられる。

【０００４】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、従来の薄膜配線に比べ十分な配
線断面積を持つリードフレームを用いることにより、配
線インピーダンスによって起こるノイズやノイズによる
誤動作を低減でき、装置の小型化を可能にした電子制御
装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の電子制御装置
においては、高電圧高電流かつ半導体高速スイッチング
素子により電流変化が急となる回路ループと、低電圧低
電流の弱電系の回路ループとが混在する構成の電子制御
装置であって、この電子制御装置は、導電体を平面的ま
たは立体的に形成したリードフレームを絶縁樹脂でモー
ルドしたリードフレームモールド基板と、このモールド
基板にそれぞれ設けられリードフレームに接続された複
数の電子部品とを備えたものである。

【０００６】また、リードフレームモールド基板内のリ
ードフレームは、高電圧高電流かつ半導体高速スイッチ
ング素子により電流変化が急となる母線部分の回路ルー
プを断面積が大きくかつ配線距離が短いリードフレーム
により構成し、一方低電圧低電流の弱電系の回路ループ
を断面積が小さいリードフレームにより構成し、高電圧
高電流部のリードフレームの板厚を、低電圧低電流部の
リードフレームの板厚よりも厚くしたものである。

【０００７】また、複数の電子部品をリードフレームモ
ールド基板の表裏両面に分割して配置し、リードフレー
ムの配線距離を短縮したものである。

【０００８】また、高電圧高電流かつ電流変化が急とな
る母線部分の回路ループは、コンバータ素子と、インバ
ータ素子と、平滑コンデンサと、電力型セメント抵抗の
四素子より構成されたものである。

【０００９】また、コンバータ素子は、半導体高速スイ
ッチング素子を含むものである。

【００１０】また、高電圧高電流かつ電流変化が急とな
る母線部分の回路ループにおいて、逆方向に電流が流れ
るリードフレームを、同一平面内に近接配置もしくはリ
ードフレームモールド基板の上下方向に層状に近接配置
したものである。

【００１１】また、半導体高速スイッチング素子を駆動
する弱電系の電子部品を実装したプリント配線基板を、
リードフレームモールド基板とは別に設け、リードフレ
ームモールド基板のリードフレームの一部は、モールド
基板から取り出されてプリント配線基板を電気的、機械
的に接続するための接続端子とし、この接続端子により
プリント配線基板をリードフレームモールド基板に近接
配置したものである。

【００１２】また、接続端子は、リードフレームのプレ
ス加工時に垂直方向に曲げ加工され、かつその先端部を
プリント配線基板のはんだ付け穴に挿入してはんだ付け
部としたものである。

【００１３】また、リードフレームモールド基板上に垂
直方向に起立させたしきり板を設け、このしきり板内に
リードフレームの一部を引き込み、このしきり板に電子
部品を実装したものである。

【００１４】また、他の電子制御装置ににおいては、プ
リント配線基板と、このプリント配線基板に実装される
半導体高速スイッチング素子を含む複数の電子部品とを
備え、高電圧高電流かつ半導体高速スイッチング素子に
より電流変化が急となる回路ループの母線部分を、リー
ドフレームもしくは、リードフレームを絶縁樹脂でモー
ルドしたリードフレームモールド配線部品で接続したも
のである。

【００１５】また、モールドされたリードフレームの配
線パターンや、モールド基板に取り付けられる電子部品
の名称を、モールド基板の樹脂表面に表示したものであ
る。

【００１６】また、リードフレームにリセプタクル端子
を一体成形し、このリセプタクル端子に接続部をタブ端
子化した電子部品を取り付けたものである。

【００１７】さらにまた、電子部品にマウントバーを取
り付け、このマウントバーの両端部をリードフレームに
はんだ付けしたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を、図１、図２、図３に基づいて説明す
る。図１は、この発明による配線インピーダンスおよび
基板サイズを低減させた電子制御装置の外観の一例を示
す斜視図である。図２は、図１の電子制御装置の簡易回
路図である。図３は、リードフレームの配線パターンを
示す電子制御装置の平面図である。

【００１９】図１は、具体的には、この発明の特徴を生
かした空気調和機の電子制御回路に実施した場合を示す
ものである。空気調和機の電子制御回路は、高電圧高電
流となる電子制御装置であって、半導体高速スイッチン
グ素子を数多く用いており、熱交換器やファンなど大物
部品の間の狭いスペースに組み込む必要があるため、こ
の発明の電子制御装置を用いることが特に有効である。
従って、この発明のリードフレームモールド基板を用い
た空気調和機の電子制御装置により説明する。

【００２０】この発明の空気調和機の電子制御装置にお
いて、高電圧高電流かつ半導体高速スイッチング素子に
より電流変化が急となる回路ループは、主にコンバータ
素子１と、インバータ素子２と、平滑コンデンサ３と、
電力型セメント抵抗４の四素子より構成されている。こ
のコンバータ素子１は、ダイオード８および高電圧高電
流を高速でスイッチングするＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタ）９を内蔵するパワーモジュール
である。またインバータ素子２は、ＩＧＢＴ９とそれを
駆動する制御部を内蔵するパワーモジュールである。こ
れら四素子は図１のように、板厚の厚いリードフレーム
１１を絶縁樹脂でモールドしたリードフレームモールド
基板５上に近接して配置される。また、弱電系である半
導体高速スイッチング素子制御用ＩＣ６等も板厚の薄い
リードフレームを用いることでリードフレームモールド
基板５上に実装される。

【００２１】高電圧高電流かつ半導体高速スイッチング
素子により電流変化が急となる回路ループは、図２に示
した回路図の太線部分であり、電圧は、ＡＣ１００Ｖを
整流平滑したＤＣ１４０Ｖから、コンバータの昇圧動作
によりＤＣ３８０Ｖまで、電流は２０Ａ程度となる母線
部分７である。コンバータ素子１およびインバータ素子
２内のダイオード８、ＩＧＢＴからなる半導体高速スイ
ッチング素子９により電流変化が急となり、母線部分７
の配線インピーダンスによりノイズが発生する。よっ
て、この図中の母線部分７の回路ループを、断面積が大
きく、配線距離が短い板厚の厚いリードフレーム１１で
接続する。このリードフレーム１１は、絶縁樹脂でモー
ルドすることにより、所定の位置に固定される。絶縁樹
脂は、金型により長方形の基板状に成形されており、所
定の位置に電子部品取り付け用のモールド孔１０が開け
られる。上記の四素子は、その複数の接続端子がモール
ド孔１０より直接リードフレーム１１に樹脂モールド基
板５の裏面からはんだ付け等で取り付けられる。また、
絶縁樹脂として高流動性かつ絶縁耐力に優れたものを使
用することにより、リードフレーム同士を同一平面に近
接配置したり、あるいはモールド基板５の上下方向に層
状に近接配置することができるので、従来のプリント配
線基板に比べ十分近接して配置することができる。

【００２２】図２において、１０１は交流電源、１はコ
ンバータ素子、２はインバータ素子、３は２個の平滑コ
ンデンサ、４は電力型セメント抵抗、５はリードフレー
ムモールド基板、６は半導体高速スイッチング素子制御
用ＩＣ，７は高電圧高電流が流れる母線部分、８はコン
バータ素子１内のダイオード、９はコンバータ素子１内
の半導体高速スイッチング素子（ＩＧＢＴ），１０２は
リアクター、１０３はインバータ素子２内の制御回路、
１０４はインバータ制御系回路、１０５は半導体高速ス
イッチング素子制御用ＩＣ６内のコンバータ駆動回路、
１０６は同じくマイクロコンピュータからなるインバー
タ駆動回路、１０７はコンプッレッサである。

【００２３】図３は、リードフレームの配線パターンを
示した図であり、上記四素子を含む電子部品の配置位置
も図中に示している。コンバータ素子１、インバータ素
子２、平滑コンデンサ３、電力型セメント抵抗４などの
四素子を接続する図２の回路図中、太線で示された母線
部分７を接続するリードフレーム１１は、配線断面積が
広いリードフレームであり、板厚０．８ｍｍの無酸素銅
板をプレス加工により所定の形状に打ち抜いたもので、
上記四素子を取り付けるための素子取り付け用の穴１２
も同時に形成されている。よって、このリードフレーム
１１のように配線距離が短く、断面積が大きいものを用
いれば前記の式より、配線インダクタンスが減り、ノ
イズを抑制することができる。また、リードフレーム１
３は高速スイッチング素子制御用ＩＣ６等の弱電系のリ
ードフレームであり、板厚０．２５ｍｍの黄銅板をプレ
ス加工により所定の形状に打ち抜いたものである。この
リードフレーム１３の打ち抜き幅は、その板厚の２倍程
度が最小となるため、ピンピッチが狭い半導体高速スイ
ッチング素子制御用ＩＣ６や、インバータ素子２の制御
側端子部のような電子部品の取り付け用として、ピンピ
ッチに対応した板厚の薄い黄銅板を用いて作製する。ま
た、図３に示したようなリードフレーム１１、１３の配
線パターンや樹脂モールド基板５に取り付けられる上記
四素子を含む各電子部品名を、絶縁樹脂の表面に印刷も
しくは、絶縁樹脂の表面に凹凸を成形することにより明
記、表示しておけば、メンテナンス時の作業性が向上す
る。

【００２４】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２を図４、図５を用いて説明する。図４は、実施の形
態１ではリードフレームモールド基板５の表面側に配置
していたコンバータ素子１とインバータ素子２を、リー
ドフレームモールド基板５の裏面側に配置することによ
り、リードフレームモールド基板５の面積と、リードフ
レーム１１の配線距離をさらに短くした電子制御装置の
外観の一例を示す側面図である。図５は、図４の電子部
品を表裏に分けて配置した場合のリードフレームの配線
パターンを示した平面図であり、上記四素子を含む電子
部品の配置位置も図中に示している。

【００２５】現在一般に用いられているコンバータ素子
１、インバータ素子２、平滑コンデンサ３は、素子サイ
ズが大きく、同一面上の配置ではリードフレーム１１を
用いても、素子サイズの大きさが影響して、配線距離の
短縮が著しく制限されることになる。図４の構成では、
コンバータ素子１、インバータ素子２を、樹脂モールド
基板５の平滑コンデンサ３を取り付けた表面側と反対の
裏面側に配置したので、高電圧高電流かつ半導体高速ス
イッチング素子により電流変化の急となる回路ループの
母線部分７を直線とすることができ、図１に示した構造
よりも配線距離および回路ループ面積を小さくしたリー
ドフレーム１１にすることができる。

【００２６】図５は、樹脂モールド基板５の表裏に分け
て電子部品を配置した場合のリードフレーム１１、１３
の配線パターンを示したものであり、四素子を含む電子
部品の配置位置も図中に示されている。リードフレーム
１１、１３は、図３と同様に、板厚０．８ｍｍの無酸素
銅板と、板厚０．２５ｍｍの黄銅板をそれぞれプレス加
工により所定の形状に打ち抜いたものである。リードフ
レーム１１には、四素子を取り付けるためのはんだ付け
用の穴１２も同時に形成される。樹脂モールド基板５の
表裏に素子を配置することで四素子を接続する板厚０．
８ｍｍのリードフレーム１１が直線となり十分短く、回
路ループ内の電流方向が逆となるリードフレームがほぼ
同じ長さで接近して配置できるため、相互インダクタン
スも低減できる構造となる。

【００２７】実施の形態３．図６は、この発明の実施の
形態３を示すもので、平滑コンデンサ３の取り付けを、
タブ端子１４と、このタブ端子を差し込むリセプタクル
端子１５との組み合わせを用いた場合を示している。前
記の実施の形態２においては、リードフレームモールド
基板５の裏面側に配置したコンバータ素子１、インバー
タ素子２のはんだ付け部と、リードフレームモールド基
板５の表面側に配置した平滑コンデンサ３の取り付け部
が互いに重なり合うという問題が発生する。そこで、実
施の形態３では、この問題を解決するため、予めコンバ
ータ素子１、インバータ素子２を樹脂モールド基板５の
裏面側にモールド孔１０より直接リードフレーム１１の
はんだ付け用の穴１２にはんだ付けした後、図６に示す
ように平滑コンデンサ３の接続部１４をタブ端子化し、
かつ母線部分のリードフレーム１１にはリセプタクル端
子１５を一体成形し、このリセプタクル端子１５に平滑
コンデンサ３のタブ端子１４を差し込むことにより取り
付ける。この時、平滑コンデンサ３がタブ端子１４の高
さ分程度リードフレームモールド基板５の表面から離れ
た位置となるため、絶縁樹脂からなる台座１６を設けて
平滑コンデンサ３の下部を固定することにより、振動に
よる取り付け部の劣化等のトラブルを未然に防止するこ
とができる。その他の高電圧高電流となる接続端子部
も、すべてこの方法で接続すれば、温度上昇による取り
付け部の劣化が無くなる。

【００２８】実施の形態４．図７は、この発明の実施の
形態４を示すもので、実施の形態３とは別の方法による
平滑コンデンサの取付方を示す。図７に示すように、２
個の平滑コンデンサ３を一対のコの字状のマウントバー
１７に、予めはんだ付けして取り付けておく。そして、
コンバータ素子１、インバータ素子２を樹脂モールド基
板５の裏面側に取り付けた後、上記の予め用意しておい
た２個の平滑コンデンサ３の組立体を樹脂モールド基板
５の表面側に配置し、平滑コンデンサ３側からマウント
バー１７の両端のはんだ付け部１８を母線部分のリード
フレーム１１にはんだ付けする。マウントバー１７は、
板厚０．８ｍｍの無酸素銅で作製されており、リードフ
レーム１１と同様、プリント配線基板に比べ配線インピ
ーダンスを低減できる。

【００２９】実施の形態５．図８は、リードフレームを
絶縁樹脂でモールドしたリードフレームモールド基板５
の変形例を示すもので、絶縁樹脂内の上下方向に層状に
リードフレーム１１を配置したものである。これによ
り、リードフレーム１１を立体交差させることができる
ため、回路ループ内の電流方向が逆となるリードフレー
ム１１を、図８に示した断面図のように基板内上下に極
近配置して、相互インダクタンスを低減することが可能
となる。このように四素子および制御用の電子部品を十
分近くに配置することが可能となり、ループ面積も小さ
くなるように配置することにより、放射ノイズの抑制
や、外来ノイズの影響も受け難い構造とすることができ
る。

【００３０】実施の形態６．図９、図１０は、この発明
の実施の形態６を示す部分斜視図である。図９は、図２
の太線部分７の高電圧高電流となる回路ループを形成す
る電子部品である四素子をリードフレームモールド基板
５に実装し、半導体スイッチング素子制御用ＩＣ６のよ
うな弱電系の電子部品は、リードフレームモールド基板
５とは別のプリント配線基板１９実装したものである。
なお、両基板５、１９は複数個の接続端子（接続ピン）
２０により電気的、機械的に接続されている。図10はリ
ードフレームモールド基板５とプリント配線基板１９を
接続するため接続端子２０の外観の一例を示したもので
あり、２１は接続端子２０の先端のはんだ付け部であ
る。

【００３１】コンバータ素子１、インバータ素子２、平
滑コンデンサ３、電力型セメント抵抗４の四素子を実施
の形態１、２に示すように、リードフレームモールド基
板５に配置し、リードフレームモールド基板５から基板
垂直方向に取り出した接続端子２０を、図９に示すよう
に制御系の部品である半導体スイッチング素子制御用Ｉ
Ｃ６が実装されたプリント配線基板１９の配線部に開け
られた挿入穴（はんだ付け穴）に挿し込んで、両基板
５、１９を層状に所定の間隔を隔てて接続したものであ
る。接続端子部２０は、リードフレーム１１、１３のプ
レス加工時に同時に形成、曲げ加工することにより基板
垂直方向に取り出される。接続端子２０の下部は、図１
０に示すように、強度や端子の方向精度を保つため絶縁
樹脂で２〜３ｍｍほど囲まれてモールド補強されてい
る。接続端子の先端部２１は、はんだ付けできるようリ
ードフレームを露出させ、プリント配線基板１９のはん
だ付け穴に入れ易いよう打ち抜き時に台形状に加工した
構造であり、はんだ付け部となる。また、リードフレ
ームモールド基板５から接続ピン２０の先端部２１まで
の距離は６ｍｍ程度（これはリードフレームモールド基
板５とプリント配線基板１９の露出充電部間の空間距離
が保たれる距離）であるため、コンバータ素子１、イン
バータ素子２の制御回路がそれぞれの極近に配置される
ことになり、誤動作防止効果やリードフレームモールド
基板５自体の小型化が図れるという効果がある。

【００３２】実施の形態７．次に、この発明の実施の形
態７を図１１に基づいて説明する。図１１は、リードフ
レームモールド基板５上に垂直方向に起立させたしきり
板２２を設け、このしきり板２２内にリードフレームモ
ールド基板５のリードフレーム１１を引き込み、このし
きり板２２に平滑コンデンサ３を実装した場合の外観斜
視図の一例を示すものである。リードフレームモールド
基板５は自由に基板表面構造を形成できるため、図１１
に示すように基板５上の垂直方向にしきり板２２を起立
して設け、その中にリードフレーム１１も引き込んだ立
体的な構造とすることができる。これにより、基板５に
対して、図１１に示すように垂直面にも電子部品を実装
することが可能となり、電子部品の実装スペースを空気
調和機の電気品収納箱の形状に合わせて有効に活用する
ことができる。また、リードフレームモールド基板５を
縦置きにした場合は、このしきり板２２面は水平面とな
るため平滑コンデンサ３などの大きくて重い部品はこち
ら側に配置することで安定性が増し、振動等による取り
付け部の劣化を防ぐことができる。

【００３３】実施の形態８．この発明の実施の形態８を
図１２、図１３に基づいて説明する。図１２は、従来の
プリント配線基板２３で作製した電子制御装置におい
て、高電圧高電流かつ半導体高速スイッチング素子によ
り電流変化が急となる母線配線７の一部を、リードフレ
ーム１１をモールドした配線部品であるリードフレーム
モールドバー２４とした電子制御装置の一部を示す外観
斜視図である。また、図１３は、同じく回路ループにお
いて、電流方向が互いに逆に流れる２本のリードフレー
ム１１を近接配置したリードフレームモールドバー２８
とした電子制御装置の一部を示す外観斜視図である。

【００３４】従来のプリント配線基板２３で図２に示し
た回路の電子制御装置を作製し、母線配線７の一部をリ
ードフレームモールドバー２４に置き変えるだけで、従
来のプリント配線基板よりも基板サイズの小型化を図る
ことができるとともに、配線インピーダンスの抑制がで
きる。リードフレームモールドバー２４は、他の電子部
品と同時に、はんだ付けによりプリント配線基板２３に
取り付けられる。リードフレームモールドバー２４は、
従来のジャンパー線と同様の取り扱いでよく、置き変え
る部分の母線部分７のプリント配線２５は、その両端に
はんだ付け用の穴２６が開けられるだけで配線は引き廻
さないため、その間に電子部品の配置および制御系の配
線を引くことが可能となり、基板サイズの小型化を図る
ことができる。

【００３５】リードフレームモールドバー２４は、図１
２に示したように、板厚０．８ｍｍの無酸素銅を所定の
形状にプレス加工したリードフレーム１１を絶縁樹脂で
モールドしたものである。実施の形態６における接続端
子２０と同様、プリント配線基板２３にはんだ付けされ
る部分のみリードフレームが露出した構造で、はんだ付
け穴２６に挿し込み易いよう、その先端部２７をプレス
加工時に台形状に打ち抜いている。またリードフレーム
モールドバー２４は、絶縁樹脂によりモールドされてい
るため、電子部品の端子間や、電子部品とプリント配線
基板２３の隙間にリードフレームモールドバー２４を配
置することが可能となる。また、図１３に示すように電
流が逆方向に流れる母線部分７のリードフレーム１１を
近接配置したリードフレームモールドバー２８とするこ
とで、相互インダクタンスを低減することができる。ま
た回路ループをアンテナとして放射するノイズを抑制す
ることができる。

【００３６】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００３７】高電圧高電流かつ電流変化が急となる母線
部分の回路ループを構成するとともに、半導体高速スイ
ッチング素子等の電子部品を接続する導電体に、所定の
配線パターンに形成されたプリント配線基板に比べ、十
分な配線断面積を持つ絶縁樹脂でモールドされたリード
フレームを用いることにより、配線幅および配線距離を
短くでき、装置の小型化を図ることができる。また、半
導体高速スイッチング素子を駆動する低電圧低電流の制
御系も近くに実装できるようになるため、配線インピー
ダンスによって起こるノイズやノイズによる誤動作を低
減できる。

【００３８】また、低電圧低電流部のリードフレームの
板厚を、高電圧高電流部のリードフレームの板厚よりも
薄くしているので、低電圧低電流部のリードフレームは
プレス加工時のリードフレームの加工精度が上がり、Ｉ
Ｃのような狭いピンピッチの電子部品の接続にもリード
フレームを使用でき、基板サイズを小型化できる。

【００３９】また、半導体高速スイッチング素子と他の
電子部品を、リードフレームモールド基板の表裏両面に
分割して配置したので、片面実装に比べ、電子部品を集
積配置できるため、基板サイズおよび配線インピーダン
スを低減することができる。また、高電圧高電流部に使
用する半導体スイッチング素子には、ヒートシンクを取
り付ける必要あるが、この配置であれば他の電子部品が
無いためヒートシンクをサイズや形状の制約無しで容易
に作製できる。

【００４０】また、それぞれ逆方向に電流が流れるリー
ドフレームを同一平面内に近接配置もしくは、基板の上
下方向に層状に近接配置したので、ループ面積も小さく
なり、相互インダクタンスの抑制および配線をアンテナ
として放射するノイズを抑制することができる。

【００４１】また、リードフレームモールド基板のリー
ドフレームから、モールド基板の垂直方向に電気的に接
続するための接続端子を取り出し、この接続端子により
弱電系の電子部品を実装したプリント配線基板をリード
フレームモールド基板に近接配置することで、基板サイ
ズの更なる小型化および駆動信号線の短縮による誤動作
の抑制が行なえる。

【００４２】さらにまた、従来のプリント配線基板にお
いて、高電圧高電流部や、高電流かつ半導体高速スイッ
チング素子により電流変化が急となる配線部分を、プリ
ント配線基板に接続できるようにしたリードフレームが
モールドされたリードフレームモールド配線部品に置き
変えることで、基板の小型化および配線インピーダンス
の抑制を安価に行なうことができる。また、このリード
フレームがジャンパー線の役割を果たすため、プリント
配線の引き廻しや、電子部品の配置が容易に行なえる。

【００４３】また、モールドされたリードフレームの配
線パターンや、実装される電子部品の名称等を、モール
ド基板の絶縁樹脂表面に表示することにより、メンテナ
ンス時の作業性が向上する。

【００４４】また、リードフレームにリセプタクル端子
を一体成形し、このリセプタクル端子に接続部をタブ端
子化した電子部品を取り付けたので、はんだ付けの必要
がなく、温度上昇による接続部の劣化が起らない。ま
た、部品の取り付けや交換が容易に行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１である空気調和機の
電子制御装置を示す外観斜視図である。

【図２】空気調和機の電子制御装置（室外機）の簡易
電気回路図である。

【図３】この発明の実施の形態１による、リードフレ
ームの配線パターンを示す空気調和機の電子制御装置の
平面図であり、樹脂モールド基板表面に電子部品を配置
した場合である。

【図４】この発明の実施の形態２による、リードフレ
ームの配線パターンを示す空気調和機の電子制御装置の
正面図であり、樹脂モールド基板表裏両面に電子部品を
配置した場合である。

【図５】この発明の実施の形態２による、リードフレ
ームの配線パターンを示す空気調和機の電子制御装置の
平面図である。

【図６】この発明の実施の形態３による、平滑コンデ
ンサの取り付けにおいて、タブ端子を用いた場合の外観
斜視図である。

【図７】この発明の実施の形態４による、平滑コンデ
ンサの取り付けにおいて、マウントバーを用いた場合の
外観斜視図である。

【図８】この発明の実施の形態５を示し、実施の形態
１および２に応用可能な、樹脂モールド基板内の上下方
向に層状にリードフレームを配置した場合の基板断面図
である。

【図９】この発明の実施の形態６を示す部分斜視図で
あり、リードフレームから接続端子（ピン）を引き出し
て、リードフレームモールド基板上に弱電系の電子部品
を実装したプリント配線基板を配置した場合を示す。

【図１０】この発明の実施の形態６による、リードフ
レームから引き出した接続端子（ピン）の外観を示す部
分斜視図である。

【図１１】この発明の実施の形態７を示す空気調和機
の制御装置の外観斜視図であり、リードフレームを引き
込んだしきり板に平滑コンデンサを実装した場合であ
る。

【図１２】この発明の実施の形態８を示す部分斜視図
であり、プリント配線基板で作製した電子制御装置にお
いて、高電圧高電流かつ半導体高速スイッチング素子に
より電流変化が急となる母線配線の一部を、リードフレ
ームモールドバーに置き換えた場合を示す。

【図１３】この発明の実施の形態８による変形例を示
し、電流方向が逆となる２本のリードフレームを近接配
置したリードフレームモールドバーを用いた場合の部分
斜視図である。

【符号の説明】

１コンバータ素子、２インバータ素子、３平
滑コンデンサ、４電力形セメント抵抗、５リード
フレームモールド基板、６制御用ＩＣ、７高電圧
高電流回路ループ(母線部分)、８ダイオード、
９ＩＧＢＴ，１０素子取り付け用モールド孔、
１１高電圧高電流用の板厚０．８ｍｍのリードフレ
ーム、１２素子取り付け用の穴、１３弱電系の
板厚０．２５ｍｍのリードフレーム、１４タブ端
子、１５リセプタクル端子、１６台座、１７
マウントバー、１８マウントバーのはんだ付け
部、１９制御系が実装されたプリント配線基板、
２０接続端子（ピン）、２１はんだ付け部、２２
リードフレームを引き込んだしきり板、２３プリン
ト配線基板、２４リードフレームモールドバー、
２５プリント配線、２６はんだ付け用穴、２７
先端部（はんだ付け部）、２８逆方向に電流が流
れるリードフレームを近接配置したリードフレームモー
ルドバー

フロントページの続き (72)発明者斉藤勝彦東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者戸塚英和東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者半田正人東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 5E338 AA05 AA16 BB75 CC01 CD01 CD07 CD14 CD32 EE13 EE22 5H007 AA01 AA02 AA06 BB06 CA01 CB04 CB05 CC12 CC23 DA05 DB01 DB12 DC02 HA03 HA04 HA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高電圧高電流かつ半導体高速スイッチン
グ素子により電流変化が急となる回路ループと、低電圧
低電流の弱電系の回路ループとが混在する構成の電子制
御装置であって、前記電子制御装置は、導電体を平面的
または立体的に成形したリードフレームを絶縁樹脂でモ
ールドしたリードフレームモールド基板と、このモール
ド基板にそれぞれ設けられ前記リードフレームに接続さ
れた複数の電子部品とを備えた電子制御装置。
【請求項２】リードフレームモールド基板内のリード
フレームは、高電圧高電流かつ電流変化が急となる母線
部分の回路ループを断面積が大きくかつ配線距離が短い
リードフレームにより構成し、一方低電圧低電流の弱電
系の回路ループを断面積が小さいリードフレームにより
構成し、高電圧高電流部のリードフレームの板厚を、低
電圧低電流部のリードフレームの板厚よりも厚くしたこ
とを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
【請求項３】複数の電子部品をリードフレームモール
ド基板の表裏両面に分割して配置することにより、リー
ドフレームの配線距離を短縮したことを特徴とする請求
項１または請求項２記載の電子制御装置。
【請求項４】高電圧高電流かつ電流変化が急となる母
線部分の回路ループは、コンバータ素子と、インバータ
素子と、平滑コンデンサと、電力型セメント抵抗の四素
子より構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３
のいずれかに記載の空気調和機の電子制御装置。
【請求項５】コンバータ素子は、半導体高速スイッチ
ング素子を含むことを特徴とする請求項４記載の空気調
和機の電子制御装置。
【請求項６】高電圧高電流かつ電流変化が急となる母
線部分の回路ループにおいて、逆方向に電流が流れるリ
ードフレームを、同一平面内に近接配置もしくはリード
フレームモールド基板の上下方向に層状に近接配置した
ことを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
【請求項７】半導体高速スイッチング素子を駆動する
弱電系の電子部品を実装したプリント配線基板を、リー
ドフレームモールド基板とは別に設け、前記リードフレ
ームモールド基板のリードフレームの一部は、モールド
基板から取り出されて前記プリント配線基板を電気的、
機械的に接続するための接続端子とし、この接続端子に
より前記プリント配線基板を前記リードフレームモール
ド基板に近接配置したことを特徴とする請求項１または
請求項２記載の電子制御装置。
【請求項８】接続端子は、リードフレームのプレス加
工時に垂直方向に曲げ加工成形され、かつその先端部を
プリント配線基板のはんだ付け穴に挿入してはんだ付け
部としたことを特徴とする請求項７記載の電子制御装
置。
【請求項９】リードフレームモールド基板上に垂直方
向に起立させたしきり板を設け、このしきり板内に前記
リードフレームモールド基板のリードフレームの一部を
引き込み、このしきり板に電子部品を実装したことを特
徴とする請求項４記載の空気調和機の電子制御装置。
【請求項１０】高電圧高電流かつ半導体高速スイッチ
ング素子により電流変化が急となる回路ループと、低電
圧低電流の弱電系の回路ループとが混在する構成の電子
制御装置であって、前記電子制御装置は、プリント配線
基板と、このプリント配線基板に実装される半導体高速
スイッチング素子を含む複数の電子部品とを備え、高電
圧高電流かつ半導体高速スイッチング素子により電流変
化が急となる回路ループの配線部分を、リードフレーム
もしくは、リードフレームを絶縁樹脂でモールドしたリ
ードフレームモールド配線部品で接続したことを特徴と
する電子制御装置。
【請求項１１】モールドされたリードフレームの配線
パターンや、モールド基板に取り付けられる電子部品の
名称を、モールド基板の樹脂表面に表示したことを特徴
とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の電子制
御装置。
【請求項１２】リードフレームにリセプタクル端子を
一体成形し、このリセプタクル端子に接続部をタブ端子
化した電子部品を取り付けたことを特徴とする請求項３
記載の電子制御装置。
【請求項１３】電子部品にマウントバーを取り付け、
このマウントバーの両端部をリードフレームにはんだ付
けすることにより、電子部品を取り付けたことを特徴と
する請求項３記載の電子制御装置。