JP2001332821A - 回路基板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱伝導性の向上、製造コストと特性との両立、
および異なる特性の両立を図る。 【解決手段】一方面に周囲を側壁１０１ａに囲まれた凹
部１０６を有する放熱板１０７と、放熱板１０７の一方
面に配置されたリードフレーム２０２との間に、絶縁層
２０３を介装する。絶縁層２０３は、無機フィラーと樹
脂成分とを含む混合物からなり、凹部１０６の内部、お
よびリードフレーム２０２のフレーム間隙間にも充填す
ることで、リードフレーム２０２と放熱板１０７とを積
層一体化させる。 【選択面】 図２

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高放熱性を付加した
回路基板およびその製造方法に関するものであり、基板
の高付加価値と製造コストの改善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器における著しい小型軽量化に伴
い、電子機器を支える部品は年を追う毎に小型化が進
み、特に半導体集積化や高密度実装に関する技術により
ＩＣ化が進み、さらには部品の実装形態そのものを変革
するものへと至っている。しかしながら、パワーモジュ
ールに代表される電力変換回路では、局所的に多くの発
熱量を伴い、放熱板や放熱フィンを用いて熱を外部に逃
す必要があるため、他の電子機器用部材と比較して小型
・軽量化が著しく困難となっていた。

【０００３】放熱性を考慮した回路基板として、セラミ
ック基板に銅板をダイレクトに接合した回路基板や、ア
ルミニウムなどの金属基板の片面もしくは両面に絶縁層
を介して回路パターンを形成する金属ベース基板が知ら
れている。

【０００４】さらには、近年、熱可塑性樹脂に熱伝導性
フィラーを充填した組成物を電極であるリードフレーム
と一体化した射出成形による熱伝導モジュールが提案さ
れている。さらにまた、熱硬化性樹脂中に熱伝導性のよ
いフィラーを充填した樹脂組成物とリードフレームとを
シート工法（シート状にした樹脂組成物にリードフレー
ムを当てつけ、両者に圧力を加えて一体化する工法）に
より一体化した回路基板が提案されている。

【０００５】上記シート工法による製法は、無機質フィ
ラーと熱硬化性樹脂とを少なくとも含む熱伝導樹脂組成
物スラリーをシート状に造膜して熱伝導基板用シート状
物を作製し、乾燥後リードフレームと重ね合わせ、加熱
加圧して熱伝導基板用シート状物を硬化させ、熱伝導樹
脂硬化物とした回路基板を作製するというものである。
この製法によれば、熱伝導度を飛躍的に向上させるだけ
ではなく、機械的強度の向上が得られる。また、絶縁樹
脂混合物をシート化することにより基板の多層化に対し
ても柔軟に対応できるという特徴がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子機
器においては高密度で高付加価値を有する基板の開発が
求められているため、より以上の高熱伝導性を発揮する
回路基板が要望されている。

【０００７】また、このようなシート状樹脂を用いた熱
伝導基板においては、用いるシート樹脂やフィラー充填
率は一様に同じであることを特徴としている。しかしな
がら近年の電子機器においては上述した理由により、よ
り高熱伝導性を有する回路基板が必要不可欠となる。例
えば半導体パワーモジュールにおいて、電力変換回路に
は、高熱伝導度を有する材料が必要である。これに対し
て、半導体素子を動作させる駆動回路においては、電流
容量よりも伝搬速度やノイズに対する信頼性が求められ
るため、誘電率や誘電正接等の特性において優れた材料
の充填が求められる。これは、誘電体に電界をかけると
分極をおこすが、これが高周波になると分極の動きが電
界の時間変化に追従できなくなり、これが損失となって
現れるためである。

【０００８】以上のような理由により、実際の回路設計
においては、熱伝導度を高くすると無機フィラーの充填
量が増加する等の理由により製造コストが高くなる。さ
らには、熱伝導度を優先させて無機フィラーの充填量を
上げると、他の成分の含有比率を下げざるを得ず、その
ために、比較的大量の無機フィラー充填量を必要とする
高い熱伝導度と、その他の特性とを両立させることが容
易ではなかった。

【０００９】したがって、本願発明は、熱伝導性の向
上、製造コストと特性との両立、および異なる特性の両
立を図ることができる回路基板の提供を目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされたもので、一方面に、周囲を側壁に
より囲まれた凹部が設けられた放熱板と、前記放熱板の
一方面に配置されたリードフレームと、無機フィラーと
樹脂成分とを含む混合物からなり、前記放熱板の一方面
と前記リードフレームとの間に介装されるとともに前記
凹部の内部、および前記リードフレームのフレーム間隙
間に充填された絶縁層とを有して回路基板を構成してい
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、一方面に、周囲を側壁により囲まれた凹部が設けら
れた放熱板と、前記放熱板の一方面に配置されたリード
フレームと、無機フィラーと樹脂成分とを含む混合物か
らなり、前記放熱板の一方面と前記リードフレームとの
間に介装されるとともに前記凹部の内部、および前記リ
ードフレームのフレーム間隙間に充填された絶縁層とを
有して回路基板を構成しており、これにより次のような
作用を有する。すなわち、凹部に絶縁層を充填すること
で、絶縁層は凹部の底部のみならず、その側壁とも接触
するので、放熱板と絶縁層との間の接触面積が増大す
る。これにより、両者の機械的接着強度が高まるうえ
に、放熱板を介した放熱特性も改善される。

【００１２】また配線パターンとして用いるリードフレ
ームの厚さに任意に設定することができるので、その厚
さを厚くすることで大電流を流すことが可能となり、大
電力向けの基板に適応できる。

【００１３】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に係る回路基板であって、前記放熱板の一方面に、前
記凹部を複数設けたことに特徴を有しており、これによ
り次のような作用を有する。すなわち、凹部を有する放
熱板と絶縁層とリードフレームとからなる回路基板構造
が、複数並列に配置されることになる。そのため、それ
ぞれの回路基板構造毎に個別に回路構成を設けることが
可能となり、回路設計上の自由度が増すことになる。

【００１４】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
２に係る回路基板であって、複数設けた前記凹部のうち
の少なくとも一つには、他の凹部に設けた絶縁層とは異
なる特性を有する絶縁層を設けることに特徴を有してお
り、これにより次のような作用を有する。すなわち、凹
部毎に個別に設けた回路構成に適した絶縁層を設けるこ
とができ、その分、各回路構成の特性がさらに良好なも
のとなる。

【００１５】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
３に係る回路基板であって、複数設けた前記凹部のうち
の少なくとも一つには、他の凹部に設けた絶縁層とは熱
伝導度の異なる絶縁層を設けることに特徴を有してお
り、これにより次のような作用を有する。すなわち、例
えば、電力変換回路と駆動回路とでは求められる基板特
性が異なり、電力変換回路では、それ自身の発熱量が大
きいために、高い熱伝導度が求められるのに対して、駆
動回路では、信号伝搬速度やノイズに対する信頼性が求
められるものの、高い熱伝導度はそれ程求められない。
熱伝導度の調整は一般に無機フィラの充填量の増減制御
により行なわれるが、無機フィラは比較的高価であるた
めに、その充填量が製造コストに直接的に影響する。そ
こで、本発明では、凹部のうちの少なくとも一つには、
他の凹部に設けた絶縁層とは熱伝導度の異なる絶縁層を
設けることで、例えば、高い熱伝導度を求められる回路
構成が搭載されるリードフレーム領域に対向する凹部に
だけ選択的に、高い熱伝導度の絶縁層を設けることが可
能となり、製造コストの無駄な上昇を引き起こすことな
く、最適な特性を発揮する回路基板を得ることができ
る。このように、本発明では、回路基板の多機能化が可
能であり、局所的な発熱を避けることが可能となる。

【００１６】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１ないし４のいずれかに係る回路基板であって、前記凹
部の底部には、凹部開口に向けて突出して、他の底部領
域より前記リードフレームに近接する放熱座を有するこ
とに特徴を有しており、これにより次のような作用を有
する。すなわち、回路基板の放熱特性を向上させる構成
としては、絶縁層の組成を変えるほかに、放熱板をリー
ドフレームにできるだけ近接させることが考えられる。
本発明では、このことに基づいて、放熱座を設けてい
る。そのため、この放熱座に対向するリードフレーム上
に、絶縁層による電気的特性の改善よりも放熱特性の改
善を優先させる回路構成を搭載すれば、この回路構成の
放熱性を選択的に高めることができるようになる。

【００１７】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
５に係る回路基板であって、前記放熱座と前記リードフ
レームとの間に介在させる前記絶縁層の厚みを０．０２
ｍｍから２ｍｍの範囲にすることに特徴を有しており、
これにより次のような作用を有する。すなわち、上記値
が０．０２ｍｍ以下になると、リードフレームと放熱座
との間の浮遊容量が極端に大きくなってノイズが伝播し
易くなる。一方、２ｍｍ以上になると、熱抵抗が高くな
り放熱効率が極端に低下し、場合によっては回路基板上
に実装した電子部品（半導体装置等）の発熱温度以上ま
で温度が上昇して、電子部品を破壊させることにもなり
かねない。このことを考慮して絶縁層の厚みを０．０２
ｍｍから２ｍｍの範囲に設定することで、ノイズに対す
る信頼性と放熱効率の維持とを両立させている。

【００１８】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
１ないし６のいずれかに記載の回路基板であって、前記
放熱板の一方面と前記リードフレームとの間に絶縁層を
介在させることに特徴を有しており、これにより次のよ
うな作用を有する。すなわち、側壁の上面とリードフレ
ームとの間にも絶縁層が介在することにより、側壁に対
向するリードフレーム上にも回路構成を設けることがで
きるようになった。そのため、その分だけ、回路基板の
実装密度が向上することになる。ここで、側壁は、凹部
よりリードフレームに近接した位置にあり、放熱座と同
様の機能を発揮できるので、この側壁に対向するリード
フレームには、放熱特性の改善を優先させる回路構成を
搭載することで、この回路構成の放熱性を高めることが
できる。

【００１９】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
１ないし７のいずれかに係る回路基板であって、前記放
熱板が、銅、鉄、アルミニウム、ニッケルから選ばれた
少なくとも１種を主成分とする金属であることに特徴を
有しており、これにより次のような作用を有する。すな
わち、放熱板としてこのような材料の板材を用いること
で、熱伝導を良好にして大電力に対応できるようにな
る。

【００２０】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
１ないし８のいずれかに係る回路基板であって、前記放
熱板は、その表面をニッケル、錫、はんだ合金の少なく
とも１種類を用いためっき処理、および／または粗化処
理されたものであることに特徴を有しており、これによ
り次のような作用を有する。すなわち、このような処理
を行うことで、金属酸化防止に有効なばかりでなく、絶
縁層と放熱板とを成型一体化したときの両者の密着性を
さらに向上させることができるようになる。

【００２１】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項１ないし９のいずれかに係る回路基板であって、前記
無機フィラーとして、アルミナ、シリカ、マグネシア、
窒化アルミニウム、および窒化ホウ素のうちから選ばれ
た少なくとも一つを含むものを用いることに特徴を有し
ており、これにより次のような作用を有する。すなわ
ち、すなわち、アルミナ、窒化アルミニウムを用いた場
合には、熱伝導性に優れた回路基板となる。また、マグ
ネシアでは、熱伝導度が良好になり、かつ熱膨張整数を
大きくすることができる。さらには、シリカ（特に、非
晶質シリカ）であれば、熱膨張係数が小さく、かつ、軽
量で誘電率の小さい回路基板とすることができる。

【００２２】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項１ないし１０のいずれかに記載の回路基板であって、
前記熱硬化性樹脂として、エポキシ系樹脂、フェノール
系樹脂もしくはシアネート系樹脂のうちの少なくとも一
つを含むものを用いることに特徴を有しており、これに
より次のような作用を有する。すなわち、これらの樹脂
からなる絶縁シート材を硬化させて回路基板を形成すれ
ば、高温時における電気絶縁性に優れた回路基板を得る
ことができる。特に、エポキシ系樹脂は、半導体封止樹
脂やプリント基板等で良く知られているように、電気特
性ばかりでなく、耐薬品性、機械的性能（強度等）に優
れた材料である。

【００２３】なお、本発明の回路基板は、請求項１２に
記載したように、放熱板の一方面に、周囲を側壁により
囲まれた凹部を形成する工程と、前記凹部に、無機フィ
ラーと樹脂とを含む絶縁樹脂シート材を配置したうえ
で、さらに、この絶縁樹脂シート材上にリードフレーム
を配置する工程と、前記リードフレームを前記放熱板に
向けて相対的に加圧することで、前記凹部および前記リ
ードフレームのフレーム間隙間に前記絶縁樹脂シート材
を充填する工程と、を含んだ製造方法により製造するこ
とができる。

【００２４】この製造方法において、請求項１３に記載
したように、前記凹部を前記放熱板に形成するに際して
複数の凹部を形成すれば、凹部を有する放熱板と絶縁層
とリードフレームとからなる回路基板構造が複数並列に
配置された回路基板を同時に製造することができるよう
になる。

【００２５】さらには、請求項１３に係る回路基板の製
造方法において、請求項１４に記載したように、複数形
成した前記凹部のうちの少なくとも一つに、他の凹部に
設けた絶縁樹脂シート材とは異なる特性を有する絶縁樹
脂シート材を配置すれば、凹部毎に個別に設けた回路構
成に適した絶縁層を形成することができ、その分、各回
路構成の特性がさらに良好な回路基板を製造することが
できるようになる。

【００２６】なお、請求項１４の回路基板の製造方法で
は、請求項１５に記載したように、複数形成した前記凹
部のうちの少なくとも一つに、他の凹部に設けた絶縁樹
脂シート材とは熱伝導度の異なる絶縁樹脂シート材を配
置するのが好ましく、そうすれば、各凹部毎に熱伝導度
の調整を行なうことができるようになる。

【００２７】さらには、請求項１６に記載したように、
前記凹部および前記リードフレームのフレーム間隙間に
前記絶縁樹脂シート材を充填したのち、前記リードフレ
ーム表面をエッチングにより、前記絶縁樹脂シート材よ
り凹んだ位置まで選択的に削り取る工程をさらに含むの
が好ましく、そうすれば、次のように作用が得られる。
すなわち、配線パターンの表面が絶縁シート材より凹ん
だ位置に配置されるので、後に行う回路基板に電子部品
を実装する工程において、電子部品の位置合わせを容易
にかつ精度高く行えるようになる。これは、絶縁シート
材上の凹みの近傍に電子部品の外部接続端子を配置すれ
ば、外部接続端子は自然と凹みに入り込んで、外部接続
端子と配線パターンとが当接するためである。また、配
線パターンが凹み内に配置されることで、隣接する配線
パターンどうしは、凹みの周縁に沿って縁面距離が形成
されるので、その分、縁面距離が増加して、短絡しにく
くなる。

【００２８】また、請求項１７に記載したように、前記
凹部および前記リードフレームのフレーム間隙間に前記
絶縁樹脂シート材を充填したのち、この回路基板を、各
凹部の側壁に沿って分断する工程をさらに含めば、次の
ような作用を有する。すなわち、特性の異なる複数の回
路基板を一度に作製することができ、その分、製造の手
間が削減できる。

【００２９】（第１の実施の形態）以下、本発明の第１
の実施形態を図面を参照して説明する。

【００３０】まず、本実施形態における放熱板の製造方
法を、図１を参照して説明する。図１（ａ）において、
１０１は電気良導性の金属板である。金属板１０１とし
ては、熱伝導性を考慮すると、例えば銅、鉄、アルミニ
ウム、ニッケルから選ばれた少なくとも１種を主成分と
する金属から構成するのが好ましく、そうすれば大電力
に対応することができる。また、金属板１０１は、０．
１〜１．５ｍｍの厚みを有する一様な圧延板であること
が好ましく、そうすれば、基板における放熱特性および
機械的強度を向上させることが可能である。

【００３１】図１（ｂ）において、１０２はレジスト膜
であり、このレジスト膜１０２を金属板１０１の両面に
形成する。図１（ｃ）において、１０３はフィルムマス
クパターンであり、このフィルムマスクパターン１０３
を金属板１０１の一方面側のレジスト膜１０２上に配置
する。そして、金属板１０１の一方面（フィルムマスク
パターン貼付面）に対して紫外線（ＵＶ）を照射して露
光する。このとき、同時に金属板１０１のフレーム他方
面（フィルムマスクパターン未貼付面）を全面露光す
る。

【００３２】次いで、さらにレジスト膜１０２の現像を
行う。レジスト膜１０２は、露光後、露光部分のみ硬化
するので、現像によってレジスト膜１０２の非露光部を
除去することで、図１（ｄ）に示すように、レジスト露
光部１０５と、開口部１０４とを形成する。次に図１
（ｅ）に示すように、レジスト露光部１０５を形成した
金属板１０１の一方面をエッチングすることで、金属板
１０１の一方面に任意の形状と深さを有し、周囲を側壁
１０１ａにより囲まれた複数の凹部１０６Ａ、１０６Ｂ
を形成する。なお、図１では、二つの凹部１０６Ａ、１
０６Ｂとしているが、さらに多数の凹部としてもよい
し、単一の凹部としてもよいのはいうまでもない。

【００３３】また、凹部１０６Ａ、１０６Ｂのうちの少
なくとも一つ１０６Ｂには、放熱座１０８を設けてい
る。放熱座１０８は、凹部１０１Ｂの内部にあって、凹
部底部から凹部開口側に突出する台座形状をしており、
側壁１０１ａと同等の高さ寸法を有している。つまり、
放熱座１０８は他の凹部底部領域よりも凹部開口側に近
接する突出体である。

【００３４】ここで、凹部１０６の深さであるが、金属
板１０１の厚み方向に対してその厚みの２０〜８０％以
下の深さに形成するのが望ましいが、金属板１０１の厚
みの半分とするのが一般的である。これは次のような理
由による。

【００３５】凹部１０６の深さを金属板１０１の厚みの
２０％以下にすると、後述する絶縁シート材を十分に充
填できなくなり、この金属板１０１（放熱板となる）と
後述するリードフレームとの間の浮遊容量が大きくなっ
て、ノイズが伝搬し易くなる。また凹部１０６の深さを
金属板１０１の厚みの８０％以上とすれば、凹部１０６
が深くなり過ぎて、金属板１０１を削り取るのに長時間
を有し、経済的ではない。なお、この比率は３０〜６０
％程度であることが望ましく、そうすれば、削り取りに
要する時間と金属板（放熱板）１０１の機械的強度の強
化、さらには大電力に対応した厚みが適切な範囲とな
る。そこで、本実施形態では凹部１０６の深さを金属板
１０１の厚みの約半分としている。なお、金属板１０１
に対して選択的なエッチングを複数回施せば、深さのこ
となる凹部１０６を形成することも可能である。

【００３６】最後に、硬化したレジスト露光部１０５を
苛性ソーダ等の剥離液を用いて剥離することで、図１
（ｆ）に示す放熱板１０７を形成する。その後、放熱板
１０７の一方面をめっき処理、もしくは／さらに表面粗
化する工程を追加することも有効であり、そうすれば、
後の工程で配設する絶縁シート材と成型一体化したとき
の両者（絶縁シート材と放熱板）の密着性をさらに良く
することができるようになる。このような処理は少なく
とも凹部１０６の内面に対して行えばよい。

【００３７】以上は、放熱板１０７を作製するにあた
り、レジスト膜１０２を形成しエッチング法を用いて凹
凸パターンを作製する方法であるが、例えばスクリーン
印刷法などで配線パターンに対応した逆パターンを印刷
して、化学エッチング法で凹部１０６を形成してもよ
い。また切削加工や射出成型法、ダイキャスト法などで
任意の凹部１０６を有する放熱板１０７を加工すること
もできる。

【００３８】次に、このようにして形成した放熱板１０
７を用いた回路基板の製造方法の一例を図２を参照して
説明する。

【００３９】まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、
上述した工程で作製した放熱板１０７と絶縁シート材２
０１とリードフレーム２０２とを用意する。絶縁シート
材２０１は、その厚み寸法を放熱板１０７の凹部１０６
の深さ寸法より大きく成形しておく。リードフレーム２
０２は、銅板等の良導電性の金属板に対して金型を用い
た打ち抜き工程を施す、もしくはフォトトリソグラフィ
工程を施すことによって作製しておく。

【００４０】絶縁シート材２０１の作製方法をさらに詳
細にいえば、次のようになる。すなわち、少なくとも未
硬化状態の熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる絶縁物
とをシート状に加工することで、熱伝導性に優れた絶縁
シート材２０１を作製する。この絶縁シート材２０１に
含まれる熱硬化樹脂は、エポキシ系樹脂、フェノール系
樹脂若しくはシアネート系樹脂の少なくとも１種類から
構成されるのが好ましい。これは次のような理由によ
る。すなわち、これらの樹脂からなる絶縁シート材２０
１を硬化させて回路基板を形成すれば、高温時における
電気絶縁性に優れた回路基板を得ることができる。特
に、エポキシ系樹脂は、半導体封止樹脂やプリント基板
等で良く知られているように、電気特性ばかりでなく、
耐薬品性、機械的性能（強度等）に優れた回路基板とな
る。

【００４１】また無機フィラーは、アルミナ、シリカ、
マグネシア、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素から選ば
れた少なくとも１種の粉末で構成されるのが好ましい。
これは次のような理由による。すなわち、アルミナ、窒
化アルミニウムを無機フィラーとして用いた場合には、
熱伝導性に優れた回路基板となる。また、マグネシアで
は、熱伝導度が良好になり、かつ熱膨張係数を大きくす
ることができる。さらには、シリカ（特に、非晶質シリ
カ）であれば、熱膨張係数が小さく、かつ、軽量で、さ
らには、誘電率の小さい回路基板とすることができる。
無機フィラーの添加量は、絶縁シート材全体の７０〜９
５重量％程度が望ましいが、良好な熱伝導性を要求され
る回路基板においては、９０重量％以上の高い無機フィ
ラー充填量にすることが望ましい。

【００４２】次に、図２（ｃ）に示すように、リードフ
レーム２０２に、未硬化状態の絶縁シート材２０１を重
ね合せ配置した後、さらに図２（ｄ）に示すように、リ
ードフレーム２０２を絶縁シート材２０１に向けて相対
的に加圧し、さらに加熱することで、絶縁シート材２０
１の硬化およびリードフレーム２０２と絶縁シート材２
０１との接着を行う。これにより、絶縁シート材２０１
は絶縁層２０３となる。このとき放熱板１０７の凹部１
０６Ａ、１０６Ｂ内に絶縁シート材２０１を押し込むこ
とで凹部１０６の内部を絶縁シート材２０１で埋め込
む。

【００４３】このようにして形成した回路基板２０４
は、リードフレーム２０２を絶縁層２０３内に埋没させ
ることでリードフレーム２０２上の回路で生じる熱を、
絶縁層２０３の厚み方向だけではなく、側壁１０１ａを
介して、絶縁層２０３の幅方向にも熱を放散させること
ができ、その分、回路基板全体としての放熱性が向上し
ている。

【００４４】さらには、凹部１０６Ａ、１０６Ｂ内と、
リードフレーム２０２の内部隙間（フレーム間隙間）と
に、絶縁層２０３を入り込ませた状態で、放熱板１０７
の一方面に絶縁層２０３を介してリードフレーム２０２
を貼り付けているので、放熱板１０７とリードフレーム
２０２とは絶縁層２０３を介して強固に接着されること
になる。そのため、このような回路基板に電力変換回路
を実装させることで発熱量が増大し、それにより熱応力
が回路基板に対して多大に及ぶ場合となっても、回路基
板に反り、剥がれ等が生じることはない。

【００４５】さらには、放熱座１０８を有さない凹部１
０６Ａの全領域や、凹部１０６Ｂにおいて放熱座１０８
が存在しない領域では、絶縁層１０３の厚みが十分に厚
くなっている。そのため、これらの領域に対向するリー
ドフレーム領域には、駆動回路を実装することが適して
いる。また、放熱座１０８が存在する領域に対向するリ
ードフレーム領域には、電力変換回路を実装することが
適している。以下、その理由を説明する。

【００４６】電力変換回路を実装した領域の絶縁層２０
３には、高熱伝導度を有する材料が必要となる。これに
対して、半導体素子等を動作させる駆動回路において
は、電流容量よりも伝搬速度やノイズに対する信頼性が
求められるため、誘電率や誘電正接等の特性において優
れた材料が必要となる。このように、電力変換回路と駆
動回路とでは、求められる特性が異なるために、絶縁層
２０３として同一組成のものを用いることができない。
つまり、単一の絶縁層２０３においてその組成を調整す
るだけで電力変換回路と駆動回路とで求められる特性そ
れぞれを同時に満足させることは容易ではない。

【００４７】これに対して、高い熱伝導度は、絶縁層２
０３の組成による調整で得られるほか、放熱板１０７を
放熱座１０８を有さない凹部１０６Ａの全領域や、凹部
１０６Ｂにおいて１０７とリードフレーム２０２とを近
接させることでも実現できる。この場合、絶縁層２０３
の厚みが小さくなるため、誘電率や誘電正接等の特性を
多少とも向上させにくくはなる。

【００４８】このような構造上および特性上の特徴を踏
まえて、放熱座１０８を有さない凹部１０６Ａの全領域
や、凹部１０６Ｂにおいて放熱座１０８が存在しない領
域に対向するリードフレーム領域に駆動回路を実装し、
放熱座１０８が存在する領域に対向するリードフレーム
領域に電力変換回路を実装すれば、各回路に要求される
特性を互いに両立させた状態で発揮させることができ
る。

【００４９】なお、凹部１０６Ａ、１０６Ｂを囲む側壁
１０１ａのうち、その幅寸法が回路を実装するのに十分
な大きさの側壁（例えば、側壁１０１ａ'）は、上述し
た放熱座１０８として用いることができる。

【００５０】ここで、放熱座１０８とリードフレーム２
０２との間や、側壁１０１ａ'とリードフレーム２０２
との間に残存させる絶縁層２０３の厚み（図２中、符号
ｔで表示）は、０．０２ｍｍ〜２ｍｍに設定することが
好ましい。その理由を説明する。

【００５１】厚みｔが０．０２ｍｍ以下であると、リー
ドフレーム２０２と放熱板１０７との間が近接しすぎて
両者の間に生じる浮遊容量が大きくなり、電力変換回路
等の比較的ノイズについては寛容にできる回路において
もノイズを伝播し易くなって問題となる。一方、厚みｔ
が２ｍｍ以上であると、熱抵抗が高くなって放熱効率が
極端に低下し、場合によっては回路基板上に実装した電
子部品（半導体装置等）の発熱温度以上まで温度が上昇
して、電子部品を破壊させてしまうことにもなりかねな
い。以上の理由により、上記厚みｔを０．０２ｍｍ〜２
ｍｍに設定するのが好ましい。

【００５２】ここで、本実施形態では、放熱座１０８は
側壁１０１ａとほぼ同じ高さ寸法に設定されている。そ
のため、設定される厚みｔは放熱板１０７とリードフレ
ーム２０２との間の離間隙間（凹部１０６Ａ、１０６Ｂ
の形成領域は除く）に介在される絶縁層２０３の厚み寸
法とほぼ同一となる。ただし、放熱座１０８の高さ寸法
と、側壁１０１ａの高さ寸法とを揃えなくてもよいのは
いうまでもない。

【００５３】本実施形態では、以上のようにして回路基
板２０４を構成しているのであるが、図３に示すように
さらに加工してもよい。すなわち、回路基板２０４にお
いて、表面の樹脂ばりを研磨除去した後に、絶縁層２０
３に埋設配置されているリードフレーム２０２を絶縁層
２０３の厚み方向に対してエッチングを施して削り取る
ことで、絶縁層２０３内においてリードフレーム２０２
を若干凹んだ状態にし、これによってリードフレーム２
０２上に凹み２０５を形成する。そうすれば、リードフ
レーム２０２の表面が絶縁層２０３より凹んだ位置（凹
み２０５）に配置されることになる。これにより回路基
板２０４に電子部品を実装する後の工程において、電子
部品の位置合わせを容易にかつ精度高く行えるようにな
る。これは、絶縁層２０３上の凹み２０５の近傍に電子
部品の外部接続端子を配置すれば、外部接続端子は自然
と凹み２０５に入り込んで、外部接続端子と配線パター
ンとが当接するためである。また、リードフレーム２０
２が凹み２０５内に配置されることで、隣接する配線パ
ターン１７どうしは、凹み３３の周縁に沿って縁面距離
が形成されるので、その分、縁面距離が増加して、短絡
しにくくなり、その分、高密度化が達成でき、電源など
の機器の小型化に貢献できる。

【００５４】（第２の実施の形態）以下、本発明の回路
基板における第２の実施形態について図４を参照して説
明する。

【００５５】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に、絶縁シート材２０１と放熱板１０７と、リードフレ
ーム２０２とを用意する。絶縁シート材２０１は次のよ
うにして作製する。すなわち、少なくとも未硬化状態の
熱硬化性樹脂と無機フィラーからなる絶縁物とをシート
状に加工することで、熱伝導性に優れた絶縁シート材２
０１を作製する。この絶縁シート材２０１に含まれる熱
硬化樹脂は、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂若しく
はシアネート系樹脂の少なくとも１種類から構成される
のが好ましい。また無機フィラーは、アルミナ、シリ
カ、マグネシア、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素から
選ばれた少なくとも１種の粉末で構成されるのが好まし
い。無機フィラーの添加量は、絶縁シート材全体の７０
〜９５重量％程度が望ましいが、良好な熱伝導性を要求
される回路基板においては、９０重量％以上の高い無機
フィラー充填量にすることが望ましい。

【００５６】放熱板１０７は複数の凹部１０６Ａ〜１０
６Ｃを備えており、このような構成の放熱板１０７は第
１の実施形態と同様の方法で作製することができる。た
だし、本実施形態では放熱座１０８を設けていない。し
かしながら、本実施形態においても放熱座１０８を作製
してもよいのはいうまでもない。

【００５７】リードフレーム２０２は第１の実施形態で
説明した方法と同様の方法によりに作製する。

【００５８】次に、図４（ｃ）に示すように、放熱板１
０７の一方面に設けた凹部１０６Ａ〜１０６Ｃそれぞれ
に対して、各凹部１０６Ａ〜１０６Ｃの形状に合わせた
形に成形した未硬化状態の絶縁シート材２０１それぞれ
を配置する、もしくは各凹部１０６Ａ〜１０６Ｃに未硬
化状態の絶縁シート材２０１を印刷充填する。

【００５９】そして、図４（ｄ）に示すように、リード
フレーム２０２を絶縁シート材２０１に向けて相対的に
加圧し、さらに加熱することで、絶縁シート材２０１の
硬化およびリードフレーム２０２と絶縁シート材２０１
との接着を行って絶縁層２０３を形成する。このとき凹
部１０６Ａ〜１０６Ｃ内に絶縁シート材２０１を押し込
むことで凹部１０６Ａ〜１０６Ｃの内部を絶縁シート材
２０１で埋め込む。また、このとき、放熱板１０７に設
けた各側壁１０１ａの頂部をリードフレーム２０２の内
部隙間に組み込むように配置する。これは、回路基板の
構造の小型化や放熱性の向上を図るために採用した構成
である。しかしながら、リードフレーム２０２と放熱板
１０７とを完全に電気的に分離する必要がある場合など
では、第１の実施形態と同様、リードフレーム２０２と
放熱板１０７とを完全に互いに離間させて、その間に絶
縁層２０３を介装させればよい。

【００６０】このようにして形成した回路基板２０４
は、リードフレーム２０２を凹部１０６に充填した絶縁
層２０３内に埋没させることでリードフレーム２０２の
下からだけでなく幅方向にも熱を放散させることがで
き、その分、放熱性が向上したものとなる。

【００６１】また、図５に示すように凹部１０６Ａ〜１
０６Ｃ内に充填する絶縁シート材２０１について、他の
絶縁層２０３とは、異なる特性を有する絶縁層２０３'
を一つないし複数の凹部１０６（図５では、凹部１０６
Ａ）に充填することで、局所的に熱伝導度や誘電率を制
御することが可能となる。そうすれば、絶縁層２０３、
２０３'それぞれに対向するリードフレーム２０２の領
域に実装する回路構成にとって最適ととなる電気特性や
放熱特性を獲得することができる。

【００６２】図５に示す構成（凹部１０６Ａ〜１０６Ｃ
のうちの一部に他とは異なる特性を有する絶縁層２０
３'を設ける構成）は、本実施形態のように、各凹部１
０６Ａ〜１０６Ｃの形状に合わせた形に成形した絶縁シ
ート材２０１それぞれを、各凹部１０６Ａ〜１０６Ｃに
配置することにより、容易に実現することができる。

【００６３】なお、電気特性を調整するには、樹脂層中
２０３'中の組成を変えることで行なうことができる。
特に、熱伝導度を調整するには、樹脂層中２０３'中の
無機フィラーの含有量を調整すればよい。

【００６４】さらに、図６に示すように回路基板２０４
において、表面の樹脂ばりを研磨除去した後に、絶縁層
２０３に埋設配置されているリードフレーム２０２を樹
脂層２０３の厚み方向に対してエッチングを施して削り
取ることで、絶縁層２０３内においてリードフレーム２
０２を若干凹んだ状態にして、リードフレーム２０２上
に凹み２０５を形成してもよい。そうすれば、リードフ
レーム２０２の表面が絶縁層２０３より凹んだ位置（凹
み２０５）に配置されるので、回路基板２０４に電子部
品を実装する後の工程において、電子部品の位置合わせ
を容易にかつ精度高く行えるようになる。その理由は第
１の実施形態で説明したのでここでは省略する。

【００６５】なお、上述した各実施形態では、作製した
回路基板２０４をそのままの状態で完成品としたが、各
凹部１０６の領域を一単位とした、各単位領域毎もしく
は複数単位領域毎に分断し、分断した各回路構成品を回
路基板の完成品としてよい。そうすれば、ひとつの基板
構造体から多数の回路基板を一度に作製することがで
き、その分、製造の手間が省けてコストダウンにつなが
る。

【００６６】次に、放熱板１０７の製造方法の実施例に
ついて説明する。

【００６７】まず金属板１０１として、一定の厚み１．
０ｍｍを有する銅板（神戸製鋼製：ＫＦＣ １／２）を
準備した。金属板１０１の一方面に任意のパターン形状
を有するレジスト膜を形成するため、ドライフィルムレ
ジストを用いてロールラミネート装置により、金属板１
０１の両面にレジスト膜１０２を形成した。ドライフィ
ルムレジストは、プリント基板のパターニングに使用さ
れる一般的なものである（ドライフィルムレジスト：日
立化成工業製 Ｈ−Ｓ９３０−３０）。

【００６８】次に両面にレジスト膜１０２を形成した金
属板１０１に対して、配線パターンを描画したフィルム
マスクパターン１０３を介して紫外線の密着露光を行っ
た。このとき、金属板１０１の他方面（フィルムマスク
パターン１０３を形成しない面）は全面露光した。次
に、露光した金属板１０１上のレジスト膜１０２を現像
液中で処理し、レジスト露光部１０５だけを選択的に紫
外線により硬化させて残存させ、フィルムマスクパター
ン１０３により露光されなかったレジスト膜の領域を除
去することで、開口部（金属板１０１が露出している）
１０４を形成した。

【００６９】さらにレジスト露光部１０５が形成された
金属板１０１を塩化鉄溶液中でエッチング処理すること
で、金属板１０１の一方面にのみ厚み方向に対して任意
の形状で、かつ一様な深さを持つ凹部１０６を形成し
た。このときエッチング処理する時間を変更することに
より、金属板１０１に形成する凹部１０６の深さを制御
することができた。ここでは、０．５ｍｍの厚みの金属
板１０１に対し、約半分の０．２５ｍｍ深さの凹部１０
６を形成した。なお、凹部１０６に放熱座１０８を設け
るか否かは、そのパターンの設計により任意に設定し
た。

【００７０】最後にレジスト露光部１０５を苛性ソーダ
等の剥離液により処理することで除去し、これにより表
面に任意の形状と深さの凹部１０６を有する放熱板１０
７を作製した。

【００７１】また本発明における放熱板を製造する別の
方法の実施例を説明する。

【００７２】まず、一定の厚み０．５ｍｍを有する銅板
からなる金属板１０１（神戸製鋼製：ＫＦＣ １／２）
を準備した。そして、金属板１０１の一方面に任意のパ
ターン形状を有するレジスト膜１０２を形成した。レジ
スト膜１０２はスクリーン印刷法でレジストペーストを
印刷して形成した。すなわち、任意のパターンを形成し
たスクリーン版を用いてスキージにより金属板１０１の
表面に印刷した。レジストペーストはバインダとしてブ
チラール樹脂とターピネオールを混練したものを用い
た。レジスト膜１０２を形成した金属板１０１を１００
℃／１０分間の条件で乾燥機にかけることで、溶剤の乾
燥を行った。乾燥後のレジスト膜１０２はブチラール樹
脂の膜（厚み約３０μｍ）となる。一方、金属板１０１
の他方面には同様にしてその全面にレジスト印刷・乾燥
を行った。

【００７３】次にレジスト膜１０２を形成した金属板１
０１を塩化鉄溶液中でエッチング処理することで、金属
板１０１の一方面にのみ厚み方向に対して一様な深さを
持つ凹部１０６を形成した。このときエッチング処理す
る時間を変更することにより、金属板１０１に形成する
凹部１０６の深さを制御することができた。この方法で
は、０．５ｍｍの厚みの金属板１０１に対し、約半分の
０．２５ｍｍ深さの分離溝１０６を形成した。なお、凹
部１０６に放熱座１０８を設けるか否かは、そのパター
ンの設計により任意に設定した。

【００７４】最後にレジスト膜１０２を溶剤を用いて溶
解除去し、その面を電解ニッケルメッキ法で５μｍの厚
みまでメッキ処理した。これにより表面にニッケルメッ
キ処理された任意の形状を有する放熱板１０７を作製し
た。さらにこの放熱板１０７の表面を、アルミナ粉末を
吹き付けるサンドブラスト処理を行った。サンドブラス
ト処理をすることで、熱硬化性樹脂との密着性を強化す
ることが可能となり、粗化度は吹き付けるアルミナ粉末
粒径で制御できた。

【００７５】次に、リードフレームの製造方法の実施例
について説明する。

【００７６】リードフレーム２０２の作製に際し、金属
板として、一定の厚み１．０ｍｍを有する銅板（神戸製
鋼製：ＫＦＣ １／２）を準備した。次に打ち抜き金型
を用いて、金属板をプレス機により打ち抜いた。これに
より配線パターンの島がすべて外枠に接続されているリ
ードフレーム２０２が作製できた。

【００７７】次に、リードフレーム２０２の製造方法の
別の実施例を図７を参照して説明する。まず、図７
（ａ）に示すように金属板２１０として、一定の厚み
０．５ｍｍを有する銅板（神戸製鋼製：ＫＦＣ １／
２）を準備した。そして、図８（ｂ）に示すように金属
板２１０の一方面に任意のパターン形状を有するレジス
ト膜２１１を形成した。レジスト膜２１１はスクリーン
印刷法でレジストペーストを印刷して形成した。すなわ
ち、任意のパターンを形成したスクリーン版を用いてス
キージにより金属板２１０の表面に印刷した。レジスト
ペーストはバインダとしてブチラール樹脂とターピネオ
ールを混練したものを用いた。レジスト膜２１１を形成
した金属板２１０を１００℃で１０分間の条件で乾燥機
にかけることで溶剤の乾燥を行った。乾燥後のレジスト
膜２１１はブチラール樹脂の膜（厚み約３０μｍ）とな
る。一方、金属板２１０の他面には同様に全面にレジス
ト印刷・乾燥を行った。

【００７８】次に図７（ｃ）に示すようにレジスト膜２
１１を形成した金属板２１０を塩化鉄溶液中でエッチン
グ処理することで、導体配線パターンの島がすべて外枠
に接続されているリードフレーム２０２ができた。

【００７９】最後にレジスト膜２１１を溶剤を用いて溶
解除去し、その面を電解ニッケルメッキ法で５μｍの厚
みまでメッキ処理した。これにより表面にニッケルメッ
キ処理された配線パターンを有する第２のリードフレー
ム２０２を作製した。さらにこの第２のリードフレーム
の表面を、アルミナ粉末を吹き付けるサンドブラスト処
理を行った。サンドブラスト処理を片面のみ処理するこ
とで、熱硬化性樹脂との密着性を強化することが可能と
なる。粗化度は吹き付けるアルミナ粉末粒径で制御でき
た。

【００８０】次に回路基板の製造方法の実施例を説明す
る。

【００８１】まず無機フィラーと熱硬化樹脂による絶縁
シート材２０１の作製方法から述べる。本実施例に使用
した絶縁シート材２０１は、無機フィラーと液状の熱硬
化樹脂、適度の溶剤を攪拌混合機により混合することに
より作製した。使用した攪拌混合機は、所定の容量の容
器に無機フィラーと液状の熱硬化樹脂、溶剤を投入し、
容器自身を自転させながら公転させるもので、比較的粘
度が高くても充分な分散状態が得られるものである。本
実施例では、絶縁シート材２０１の配合および組成を互
いに違えて各サンプルを作製した。

【００８２】各サンプルにおける絶縁シート材２０１の
具体的な作製方法は次の通りである。すなわち、各サン
プル毎に秤量・混合された絶縁シート材２０１の材料
（ペースト状の混合物）の所定量を取って、離型フィル
ム上で造膜させる。ここで、離型フィルムとして厚み７
５μｍの表面にシリコンによる離型処理を施されたポリ
エチレンテレフタレートフィルムを用いた。そして、混
練した材料をドクターブレード法で一定厚みに造膜させ
た。

【００８３】次に、離型フィルム上の混合物を離型フィ
ルムごと加熱し、粘着性が無くなる条件下で乾燥熱処理
した。この乾燥熱処理により含有される溶剤は除去され
るので、本実施例の各サンプルでは溶剤添加量を示して
いない。熱処理条件は、温度が１２０℃で１５分間保持
とした。これにより前記混合物から、厚み５００μｍの
粘着性のない絶縁シート材２０１ができた。本実施例で
用いる熱硬化エポキシ樹脂は、硬化開始温度が１３０℃
であるため、前記熱処理条件下では、未硬化状態（Ｂス
テージ）であり、以降の工程で加熱により再度溶融させ
ることができた。

【００８４】作製した絶縁シート材２０１を、リードフ
レーム２０２の一方面に向かい合うように位置合わせし
て重ね合わせたのち、この積層体を、厚み１０ｍｍの２
枚の加圧板の間に挟んで１５０℃の条件下で５０ｋｇｆ
／ｃｍ²で加熱加圧した。このときリードフレーム２０
２のフレーム間隙間には絶縁シート材２０１が入り込ん
で完全に充填された。さらには絶縁シート材２０１中の
熱硬化樹脂は加熱により硬化されて絶縁層２０３とな
り、リードフレーム２０２と機械的に接着して、図２
（ｄ）に示すような回路基板ができた。さらに、リード
フレーム２０２にエッチング処理を施すことで、図３に
示されるようなリードフレーム２０２が絶縁層巣２０３
中に凹んだ状態にした。

【００８５】なお、本実施例では、液状熱硬化樹脂であ
るエポキシ樹脂として、日本ペルノックス（株）製（Ｗ
Ｅ−２０２５、酸無水系硬化剤含む）、フェノール樹脂
としては、大日本インキ（株）製（フェノライト ＶＨ
４１５０）、シアネート樹脂としては、旭チバ（株）製
（ＡｒｏＣｙ Ｍ−３０）を用いた。

【００８６】つぎに、回路基板の製造方法の別の実施例
を説明する。まず、上述した方法で作製された絶縁シー
ト材２０１それぞれを、放熱板１０７上に形成した凹部
１０６内に充填した。この際、一部の凹部１０６におい
ては、フィラー充填率のことなる絶縁シート材２０１を
配置した。絶縁シート材２０１を充填した放熱板１０７
の上に、リードフレーム２０２を重ね合わせた後、この
積層体を厚み１０ｍｍの２枚の加圧板の間に挟んで１５
０℃条件下で５０ｋｇ／ｃｍ²で加熱加圧した。このと
きリードフレーム２０２のフレーム間隙間には絶縁シー
ト材２０１が入り込む形で完全に充填され、かつ放熱板
１０７の凹部１０６内に埋設された。さらには絶縁シー
ト材２０１中の熱硬化性樹脂は加熱処理により硬化され
て絶縁層２０３となった。さらに、リードフレーム２０
２にエッチング処理を施すことで、図６に示すように、
リードフレーム２０２が絶縁層２０３中に凹んだ状態に
した。

【００８７】このようにして作製した本実施例の各サン
プルの熱抵抗を熱抵抗測定器「キャッツ電子設計（株）
製」を用いて測定した。測定原理は、次の通りである。
すなわち、実施例で作製した回路基板２０４に予め物性
を正確に把握している半導体（ＩＧＢＴ、ＳＯパッケー
ジ）を直接半田付けにより実装し、絶縁層２０３の表面
にシリコン系の熱伝導グリスを介して理想放熱ヒートシ
ンクに接着させる。理想放熱ヒートシンクは冷却ファン
や熱電素子などで常に室温に保持できるようにするため
に使用する。実装した半導体素子に所定の電圧を供給し
て発熱させ、半導体のベース、エミッタ間の電圧（ＶＢ
Ｅ）の温度特性から半導体素子の温度を知る。

【００８８】このようにして半導体の温度と理想ヒート
シンクの温度差から回路基板２０４の熱抵抗値を求める
ことができる。熱抵抗には、過渡熱抵抗と飽和熱抵抗が
あり、ごく短時間（０．８秒）の放熱性を示すのが過渡
熱抵抗、飽和した状態（６０秒）の熱抵抗が飽和熱抵抗
である。ごく短時間に大電流を処理するような回路（オ
ーディオ用パワーアンプなど）の場合は過渡熱抵抗が重
視されるが、一般的なパワー回路（スイッチング電源や
インバータ回路など）には飽和熱抵抗が問題となる。

【００８９】厚さ０．５ｍｍのリードフレーム２０２を
用いて作製した回路基板２０４において、リードフレー
ム２０２直下の厚み（図２（ｄ）における符号ｔ、図４
（ｄ）における符号Ｔ）を５００μｍとした場合には、
単位面積当たり飽和熱抵抗値の目標値は１．２℃／Ｗと
なる。飽和熱抵抗目標値は、１Ｗ当たり１．２℃発熱す
ることを示しており、通常のプリント基板（ガラスエポ
キシ基板）の熱抵抗値（約１２℃／Ｗ）に比べて極めて
放熱に優れた基板と言える。

【００９０】本発明の各サンプルの性能評価結果は、次
の表１に示す通りである。なお、試料番号１〜５は第１
の実施形態において、放熱板１０７厚みを１．０ｍｍと
したうえで絶縁層２０３の組成をそれぞれ異ならせた各
サンプルであり、試料番号６〜１１は、第２の実施形態
において、放熱板１０７の厚みを１．５ｍｍとしたうえ
で、絶縁層２０３の組成を異ならせた各サンプルであ
る。また、第１の実施形態に対応する試料１〜５におけ
るリードフレーム２０２下の絶縁層２０３の厚みとは、
図２（ｄ）に示す厚みｔを示し、第２の実施形態に対応
する試料６〜１１におけるリードフレーム２０２下の絶
縁層２０３の厚みとは、図４（ｄ）に示す厚みＴを示し
ている。

【００９１】

【表１】

【００９２】この表１から明らかなように、各種フィラ
ーと熱硬化樹脂選択時の回路基板２０４の飽和熱抵抗
は、概ね良好なものであった。なお、従来例における飽
和熱抵抗は、１．５０℃／Ｗであって、本発明の各試料
が従来例に比べて優れていることがわかる。

【００９３】また、無機フィラーとしてアルミナを８９
重量％添加した各資料４、９では、熱抵抗値が目標値を
満足するだけでなく、熱膨張係数がリードフレーム材料
である銅とほぼ同じ程度であるため、基板そりが小さか
った。また窒化アルミ粉末を添加した各資料６、８で
は、さらに熱抵抗値が低下しているのが確認できた。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放熱性に優れパターン設計が容易な回路基板を得ること
ができる。すなわち放熱板上に凹部を形成して、この部
分にも絶縁層を配置することで、絶縁層と放熱板の接触
面積を増大させることが可能となり放熱特性が増大し
た。

【００９５】さらに、凹部を活かすことで部品配置の関
係上特定部分に対して、高熱伝導性が要求される場合や
大電流を取り扱う場合に対して、熱伝導度や誘電率にお
いて他の領域とは異なる特性を有する絶縁層を部分的に
配置することができた。そのため、それまでのパワーモ
ジュールにおいてパワー半導体を実装する回路基板と制
御回路基板という別々の回路基板からなっていたもの
を、同一回路基板上に実装することが可能となり、これ
により、低コストで製造することが可能となった。

【００９６】また、複数設けた凹部それぞれに回路基板
構造を形成したのち、これらの凹部領域を分断すること
で、多種多様な回路基板を一つの基板構造物上に一度に
形成して分断することが可能となり、これにより、製造
の手間が削減できて、コストダウンを図ることができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態による放熱板の製造
過程である。

【図２】 本発明の第１の実施形態による回路基板の製
造過程を示す工程別断面図である。

【図３】 本発明の変形例を記す断面図である。

【図４】 本発明の第２の実施形態による回路基板の製
造過程を示す工程別断面図である。

【図５】 本発明の変形例を示す断面図である。

【図６】 本発明の変形例を示す断面図である。

【図７】 リードフレームの製造方法を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０１ 金属板 １０２ レジスト膜 １０３ フィルムマスクパターン １０４ 開口部 １０５ レジスト露光部 １０６ 凹部 １０７ 放熱板 １０８ 放熱座 ２０１ 絶縁シート材 ２０２ リードフレーム ２０３ 絶縁層 ２０４ 回路基板 ２０５ 凹み

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/20 Ｈ０５Ｋ 3/20 Ｚ (72)発明者 中谷 誠一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山下 嘉久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E338 AA05 AA16 AA18 BB63 BB71 CC01 CD11 EE02 EE32 5E343 AA01 AA16 AA17 BB02 BB03 BB21 BB67 DD55 DD62 DD75 EE43 ER50 GG11 GG20

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方面に、周囲を側壁により囲まれた凹
   部が設けられた放熱板と、 前記放熱板の一方面に配置されたリードフレームと、 無機フィラーと樹脂成分とを含む混合物からなり、前記
   放熱板の一方面と前記リードフレームとの間に介装され
   るとともに前記凹部の内部、および前記リードフレーム
   のフレーム間隙間に充填された絶縁層と、 を有することを特徴とする回路基板。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の回路基板であって、 前記放熱板の一方面に、前記凹部を複数設けたことを特
   徴とする回路基板。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の回路基板であって、 複数設けた前記凹部のうちの少なくとも一つには、他の
   凹部に設けた絶縁層とは異なる特性を有する絶縁層を設
   けることを特徴とする回路基板。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の回路基板であって、 複数設けた前記凹部のうちの少なくとも一つには、他の
   凹部に設けた絶縁層とは熱伝導度の異なる絶縁層を設け
   ることを特徴とする回路基板。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の回
   路基板であって、 前記凹部の底部には、凹部開口に向けて突出して、他の
   底部領域より前記リードフレームに近接する放熱座を設
   けることを特徴とする回路基板。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の回路基板であって、 前記放熱座と前記リードフレームとの間に介在させる前
   記絶縁層の厚みを０．０２ｍｍから２．００ｍｍの範囲
   にすることを特徴とする回路基板。
7. 【請求項７】 請求項１ないし５のいずれかに記載の回
   路基板であって、 前記放熱板の一方面と前記リードフレームとの間に絶縁
   層を介在させることを特徴とする回路基板。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載の回
   路基板であって、 前記放熱板が、銅、鉄、アルミニウム、ニッケルから選
   ばれた少なくとも１種を主成分とする金属であることを
   特徴とする回路基板。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載の回
   路基板であって、 前記放熱板は、その表面をニッケル、錫、はんだ合金の
   少なくとも１種類を用いためっき処理、および／または
   粗化処理されたものであることを特徴とする回路基板。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
    回路基板であって、 前記無機フィラーとして、アルミナ、シリカ、マグネシ
    ア、窒化アルミニウム、および窒化ホウ素のうちから選
    ばれた少なくとも一つを含むものを用いることを特徴と
    する回路基板。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかに記載
    の回路基板であって、 前記熱硬化性樹脂として、エポキシ系樹脂、フェノール
    系樹脂もしくはシアネート系樹脂のうちの少なくとも一
    つを含むものを用いることを特徴とする回路基板。
12. 【請求項１２】 放熱板の一方面に、周囲を側壁により
    囲まれた凹部を形成する工程と、 前記凹部に、無機フィラーと樹脂とを含む絶縁樹脂シー
    ト材を配置したうえで、さらに、この絶縁樹脂シート材
    上にリードフレームを配置する工程と、 前記リードフレームを前記放熱板に向けて相対的に加圧
    することで、前記凹部および前記リードフレームのフレ
    ーム間隙間に前記絶縁樹脂シート材を充填する工程と、 を含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の回路基板の製造方
    法であって、 前記凹部を前記放熱板に形成するに際して、複数の凹部
    を形成することを特徴とする回路基板の製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の回路基板の製造方
    法であって、 複数形成した前記凹部のうちの少なくとも一つに、他の
    凹部に設けた絶縁樹脂シート材とは異なる特性を有する
    絶縁樹脂シート材を配置することを特徴とする回路基板
    の製造方法。
15. 【請求項１５】 請求項１４記載の回路基板の製造方法
    であって、 複数形成した前記凹部のうちの少なくとも一つに、他の
    凹部に設けた絶縁樹脂シート材とは熱伝導度の異なる絶
    縁樹脂シート材を配置することを特徴とする回路基板の
    製造方法。
16. 【請求項１６】 請求項１２ないし１５のいずれかに記
    載の回路基板の製造方法であって、 前記凹部および前記リードフレームのフレーム間隙間に
    前記絶縁樹脂シート材を充填したのち、前記リードフレ
    ーム表面をエッチングにより、前記絶縁樹脂シート材よ
    り凹んだ位置まで選択的に削り取る工程をさらに含むこ
    とを特徴とする回路基板の製造方法。
17. 【請求項１７】 請求項１２ないし１６のいずれかに記
    載の回路基板の製造方法であって、 前記凹部および前記リードフレームのフレーム間隙間に
    前記絶縁樹脂シート材を充填したのち、この回路基板
    を、各凹部の側壁に沿って分断する工程をさらに含むこ
    とを特徴とする回路基板の製造方法。