JP2003046211A - 電子部品の実装構造 - Google Patents
電子部品の実装構造Info
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- JP2003046211A JP2003046211A JP2001233827A JP2001233827A JP2003046211A JP 2003046211 A JP2003046211 A JP 2003046211A JP 2001233827 A JP2001233827 A JP 2001233827A JP 2001233827 A JP2001233827 A JP 2001233827A JP 2003046211 A JP2003046211 A JP 2003046211A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱応力による悪影響を排除して絶縁層に所望
の材料を使用可能とする。 【解決手段】 金属製の基板１上に形成した絶縁層４の
表面に配線パターン８を形成し、実装する発熱部品６及
びチップ部品７を含む電子部品２の端子を前記配線パタ
ーン８に導電接続する。基板１よりも小さな熱膨張係数
を有する材料からなる緩衝層３を、発熱部品６の実装領
域を除く、少なくともチップ部品７の実装領域で、基板
１と絶縁層４の間に形成する。
の材料を使用可能とする。 【解決手段】 金属製の基板１上に形成した絶縁層４の
表面に配線パターン８を形成し、実装する発熱部品６及
びチップ部品７を含む電子部品２の端子を前記配線パタ
ーン８に導電接続する。基板１よりも小さな熱膨張係数
を有する材料からなる緩衝層３を、発熱部品６の実装領
域を除く、少なくともチップ部品７の実装領域で、基板
１と絶縁層４の間に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の実装構
造に関するものである。
造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＭＯＳＦＥＴ等の発熱量の大きな
電子部品（発熱部品）は、数十アンペアの大電流の通電
を可能とし、かつ、発熱部品から発生した熱を適切に放
熱させるため、ヒートシンクを備えた金属製の基板に絶
縁層を介して実装されている。また基板には前記発熱部
品のほかに、抵抗体等のセラミックス製のチップ部品も
実装されている。
電子部品（発熱部品）は、数十アンペアの大電流の通電
を可能とし、かつ、発熱部品から発生した熱を適切に放
熱させるため、ヒートシンクを備えた金属製の基板に絶
縁層を介して実装されている。また基板には前記発熱部
品のほかに、抵抗体等のセラミックス製のチップ部品も
実装されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の実装構造では、チップ部品と基板の熱膨張係数が大
きく相違する。そして、チップ部品は、その端子を絶縁
層の表面に形成した配線パターンにハンダ付けされてい
る。また、ハンダ付けは、リフロー炉内で基板を加熱
し、ハンダを溶融させることにより行われる。このた
め、ハンダ付け部分に熱応力が残留し、クラック等の損
傷の原因となる。また、基板に温度サイクルが加わる
と、チップ部品と基板との熱膨張係数の違いからハンダ
つけ部分に過大な熱応力が集中し、損傷に至ることもあ
る。
来の実装構造では、チップ部品と基板の熱膨張係数が大
きく相違する。そして、チップ部品は、その端子を絶縁
層の表面に形成した配線パターンにハンダ付けされてい
る。また、ハンダ付けは、リフロー炉内で基板を加熱
し、ハンダを溶融させることにより行われる。このた
め、ハンダ付け部分に熱応力が残留し、クラック等の損
傷の原因となる。また、基板に温度サイクルが加わる
と、チップ部品と基板との熱膨張係数の違いからハンダ
つけ部分に過大な熱応力が集中し、損傷に至ることもあ
る。
【０００４】この場合、絶縁層を構成する合成樹脂材料
に弾性係数の小さな材料を使用することも考えられる
が、絶縁層自体の放熱性及び高温特性が悪化し、要求さ
れる仕様を満足できなくなる。また、絶縁層を構成する
合成樹脂材料に含有させるフィラーを増大させることに
より絶縁層の放熱性を向上させようとすれば、絶縁層の
剛性が高くなり過ぎ、前記ハンダ付け部分に作用する熱
応力がさらに大きくなって損傷に至りやすくなる。この
ため、絶縁層に使用可能な合成樹脂材料が制限される。
に弾性係数の小さな材料を使用することも考えられる
が、絶縁層自体の放熱性及び高温特性が悪化し、要求さ
れる仕様を満足できなくなる。また、絶縁層を構成する
合成樹脂材料に含有させるフィラーを増大させることに
より絶縁層の放熱性を向上させようとすれば、絶縁層の
剛性が高くなり過ぎ、前記ハンダ付け部分に作用する熱
応力がさらに大きくなって損傷に至りやすくなる。この
ため、絶縁層に使用可能な合成樹脂材料が制限される。
【０００５】そこで、本発明は、熱応力による悪影響を
排除して絶縁層に所望の材料を使用できる電子部品の実
装構造を提供することを課題とする。
排除して絶縁層に所望の材料を使用できる電子部品の実
装構造を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、金属製の基板上に形成した絶
縁層の表面に配線パターンを形成し、実装する発熱部品
及びチップ部品を含む電子部品の端子を前記配線パター
ンに導電接続してなる電子部品の実装構造において、前
記基板よりも小さな熱膨張係数を有する材料からなる緩
衝層を、前記発熱部品の実装領域を除く、少なくとも前
記チップ部品の実装領域で、前記基板と前記絶縁層の間
に形成したものである。
決するための手段として、金属製の基板上に形成した絶
縁層の表面に配線パターンを形成し、実装する発熱部品
及びチップ部品を含む電子部品の端子を前記配線パター
ンに導電接続してなる電子部品の実装構造において、前
記基板よりも小さな熱膨張係数を有する材料からなる緩
衝層を、前記発熱部品の実装領域を除く、少なくとも前
記チップ部品の実装領域で、前記基板と前記絶縁層の間
に形成したものである。
【０００７】また、本発明は、前記課題を解決するため
の手段として、金属製の基板上に形成した絶縁層の表面
に配線パターンを形成し、実装する発熱部品及びチップ
部品を含む電子部品の端子を前記配線パターンに導電接
続してなる電子部品の実装構造において、前記基板より
も小さな弾性係数を有する材料からなる緩衝層を、前記
発熱部品の実装領域を除く、前記チップ部品の実装領域
で、前記基板と前記絶縁層の間に形成したものである。
の手段として、金属製の基板上に形成した絶縁層の表面
に配線パターンを形成し、実装する発熱部品及びチップ
部品を含む電子部品の端子を前記配線パターンに導電接
続してなる電子部品の実装構造において、前記基板より
も小さな弾性係数を有する材料からなる緩衝層を、前記
発熱部品の実装領域を除く、前記チップ部品の実装領域
で、前記基板と前記絶縁層の間に形成したものである。
【０００８】以上の構成により、発熱部品から発生した
熱は、絶縁層を介して基板から放熱される。発熱部品か
らの発熱による基板の変形は、緩衝層により緩和され、
絶縁層のチップ部品が実装される部分に熱応力を発生さ
せることはない。したがって、チップ部品の実装部分が
損傷に至ることを確実に防止することが可能となる。
熱は、絶縁層を介して基板から放熱される。発熱部品か
らの発熱による基板の変形は、緩衝層により緩和され、
絶縁層のチップ部品が実装される部分に熱応力を発生さ
せることはない。したがって、チップ部品の実装部分が
損傷に至ることを確実に防止することが可能となる。
【０００９】前記緩衝層を、前記基板上に形成した凹部
に形成し、該基板の上面と面一とすると、絶縁層及びそ
の上面の配線パターンを従来通り形成することができる
点で好ましい。
に形成し、該基板の上面と面一とすると、絶縁層及びそ
の上面の配線パターンを従来通り形成することができる
点で好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態を添
付図面に従って説明する。
付図面に従って説明する。
【００１１】図１は、本実施形態に係る電子部品２の実
装構造、すなわち基板１に各種電子部品２を実装した構
造を示す。
装構造、すなわち基板１に各種電子部品２を実装した構
造を示す。
【００１２】基板１には、アルミ合金等の熱伝導性の高
い金属製材料が使用され、上面には緩衝層３及び絶縁層
４が形成され、下面には図示しないヒートシンクが設け
られている。
い金属製材料が使用され、上面には緩衝層３及び絶縁層
４が形成され、下面には図示しないヒートシンクが設け
られている。
【００１３】緩衝層３は、基板１の上面に形成した凹部
５に形成され、基板１の上面と面一になるように形成さ
れている。これにより、絶縁層４や配線パターン８の形
成を従来と同様に行うことが可能となる。また緩衝層３
には、基板１よりも熱膨張係数の小さな材料（例えば、
銅等）、基板１よりも弾性係数の小さな材料（例えば、
シリコーン樹脂等）、あるいは、絶縁層４とほぼ同様な
熱膨張係数を有する材料（例えば、エポキシ系樹脂、セ
ラミックス等）を使用することができる。
５に形成され、基板１の上面と面一になるように形成さ
れている。これにより、絶縁層４や配線パターン８の形
成を従来と同様に行うことが可能となる。また緩衝層３
には、基板１よりも熱膨張係数の小さな材料（例えば、
銅等）、基板１よりも弾性係数の小さな材料（例えば、
シリコーン樹脂等）、あるいは、絶縁層４とほぼ同様な
熱膨張係数を有する材料（例えば、エポキシ系樹脂、セ
ラミックス等）を使用することができる。
【００１４】絶縁層４には、基板１と実装する電子部品
２との間の絶縁を図ると共に熱伝導性に優れた材料（例
えば、エポキシ系樹脂に、電気絶縁性及び熱伝導性の高
いフィラー粒子を含有したもの等）が使用されている。
２との間の絶縁を図ると共に熱伝導性に優れた材料（例
えば、エポキシ系樹脂に、電気絶縁性及び熱伝導性の高
いフィラー粒子を含有したもの等）が使用されている。
【００１５】本実施形態では、基板１の厚みは約２ｍｍ
であり、凹部５の深さすなわち緩衝層３の厚みは約０．
５〜１ｍｍであり、絶縁層４の厚みは数百μｍである。
また、絶縁層の表面には、銅箔による厚さ数十μｍの配
線パターン８が形成されている。
であり、凹部５の深さすなわち緩衝層３の厚みは約０．
５〜１ｍｍであり、絶縁層４の厚みは数百μｍである。
また、絶縁層の表面には、銅箔による厚さ数十μｍの配
線パターン８が形成されている。
【００１６】電子部品２には、ＭＯＳＦＥＴ等の発熱量
の大きな発熱部品６と、抵抗体等のチップ部品７とが含
まれる。各電子部品２は、突出する端子を前記基板１の
絶縁層４に形成した配線パターン８にクリームハンダに
よってハンダ付けされる。すなわち、端子と配線パター
ン８の接合部分にクリームハンダを塗布した状態で、リ
フロー炉に搬入し、基板１を加熱することによりハンダ
を溶融させ、その後冷却して得たハンダ付け部９により
接合する。発熱部品６は緩衝層３が形成されていない領
域に実装され、チップ部品７は緩衝層３が形成された領
域に実装される。チップ部品７は、セラミックス等の熱
膨張係数の小さな材料から構成されている。
の大きな発熱部品６と、抵抗体等のチップ部品７とが含
まれる。各電子部品２は、突出する端子を前記基板１の
絶縁層４に形成した配線パターン８にクリームハンダに
よってハンダ付けされる。すなわち、端子と配線パター
ン８の接合部分にクリームハンダを塗布した状態で、リ
フロー炉に搬入し、基板１を加熱することによりハンダ
を溶融させ、その後冷却して得たハンダ付け部９により
接合する。発熱部品６は緩衝層３が形成されていない領
域に実装され、チップ部品７は緩衝層３が形成された領
域に実装される。チップ部品７は、セラミックス等の熱
膨張係数の小さな材料から構成されている。
【００１７】前記実装構造では、基板１に電子部品２を
実装する際、前述のように、基板１を介してハンダが加
熱され、熱膨張係数の大きく異なる基板１及びチップ部
品７が熱膨張する（基板の熱膨張係数が２４×１０−６
／Ｋであるのに対し、チップ部品７の熱膨張係数は３〜
５×１０−６／Ｋである。）。このとき、基板１よりも
熱膨張係数の小さな材料で形成された緩衝層（銅の場
合、１７×１０−６／Ｋ）の働きによりハンダ付け部９
に作用する応力が緩和される。したがって、その後ハン
ダが固化しても、熱応力が残留することはなく、信頼性
の高い実装構造が得られる。また、使用時、異常高温と
なった場合でも、緩衝層３が絶縁層４の変形量すなわち
チップ部品７のハンダ付け部９に作用する応力を緩和す
るため、損傷に至ることはない。
実装する際、前述のように、基板１を介してハンダが加
熱され、熱膨張係数の大きく異なる基板１及びチップ部
品７が熱膨張する（基板の熱膨張係数が２４×１０−６
／Ｋであるのに対し、チップ部品７の熱膨張係数は３〜
５×１０−６／Ｋである。）。このとき、基板１よりも
熱膨張係数の小さな材料で形成された緩衝層（銅の場
合、１７×１０−６／Ｋ）の働きによりハンダ付け部９
に作用する応力が緩和される。したがって、その後ハン
ダが固化しても、熱応力が残留することはなく、信頼性
の高い実装構造が得られる。また、使用時、異常高温と
なった場合でも、緩衝層３が絶縁層４の変形量すなわち
チップ部品７のハンダ付け部９に作用する応力を緩和す
るため、損傷に至ることはない。
【００１８】前記実装構造は、例えば、図２に示すよう
に、電動パワーステアリングの制御回路を構成するパワ
ーモジュール基板１１に適している。この基板１１に
は、前記実施形態と同様に、表面の凹部５に緩衝層３が
形成され、表面全体が絶縁層４によって覆われている。
絶縁層４の表面には配線パターン（図示せず）が形成さ
れ、そこには発熱部品６である４つの半導体スイッチン
グ素子（ＭＯＳＦＥＴ）からなるブリッジ回路及びチッ
プ部品７が実装されている。チップ部品７は、緩衝層３
を形成した領域内に位置することにより、前記同様、ハ
ンダ付け部９での熱応力の残留が防止される。また、基
板１１には複数の接続端子１２が突出し、そこには制御
基板１３が固定されている。制御基板１３は、電動パワ
ーステアリングのアシスト用モータの電流制御を行う。
に、電動パワーステアリングの制御回路を構成するパワ
ーモジュール基板１１に適している。この基板１１に
は、前記実施形態と同様に、表面の凹部５に緩衝層３が
形成され、表面全体が絶縁層４によって覆われている。
絶縁層４の表面には配線パターン（図示せず）が形成さ
れ、そこには発熱部品６である４つの半導体スイッチン
グ素子（ＭＯＳＦＥＴ）からなるブリッジ回路及びチッ
プ部品７が実装されている。チップ部品７は、緩衝層３
を形成した領域内に位置することにより、前記同様、ハ
ンダ付け部９での熱応力の残留が防止される。また、基
板１１には複数の接続端子１２が突出し、そこには制御
基板１３が固定されている。制御基板１３は、電動パワ
ーステアリングのアシスト用モータの電流制御を行う。
【００１９】なお、前記実施形態では、基板１の上面全
体を絶縁層４で構成したが、発熱部品６の実装領域とチ
ップ部品７の実装領域とで基板１の表面に形成する樹脂
の種類や厚さを変更するようにしてもよい。図３に示す
実装構造では、基板１のチップ部品７の実装領域を絶縁
層４と同一厚さの緩衝層３のみで被覆している。図４に
示す実装構造では、基板１のチップ部品の実装領域に凹
部５を形成することにより、その凹部５に緩衝層３を形
成している。
体を絶縁層４で構成したが、発熱部品６の実装領域とチ
ップ部品７の実装領域とで基板１の表面に形成する樹脂
の種類や厚さを変更するようにしてもよい。図３に示す
実装構造では、基板１のチップ部品７の実装領域を絶縁
層４と同一厚さの緩衝層３のみで被覆している。図４に
示す実装構造では、基板１のチップ部品の実装領域に凹
部５を形成することにより、その凹部５に緩衝層３を形
成している。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、基板と絶縁層との間に緩衝層を形成するよう
にしたので、発熱部品からチップ部品に与える悪影響を
回避することができ、実装部分の損傷を防止することが
可能となる。また、絶縁層に使用可能な材料が大きく制
約されることもない。
によれば、基板と絶縁層との間に緩衝層を形成するよう
にしたので、発熱部品からチップ部品に与える悪影響を
回避することができ、実装部分の損傷を防止することが
可能となる。また、絶縁層に使用可能な材料が大きく制
約されることもない。
【図１】 本実施形態に係る電子部品の実装構造を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】 他の電子部品の実装構造を示す断面図であ
る。
る。
【図３】 他の電子部品の実装構造を示す断面図であ
る。
る。
【図４】 他の電子部品の実装構造を示す断面図であ
る。
る。
１…基板
２…電子部品
３…緩衝層
４…絶縁層
５…凹部
６…発熱部品
７…チップ部品
８…配線パターン
９…ハンダ付け部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5E315 AA03 AA13 BB03 DD25 GG01
GG16
5E336 AA04 BB01 BB19 BC32 CC31
CC52 CC56 EE03 GG01
5E338 AA01 AA15 BB02 BB19 EE01
Claims (3)
- 【請求項１】 金属製の基板上に形成した絶縁層の表面
に配線パターンを形成し、実装する発熱部品及びチップ
部品を含む電子部品の端子を前記配線パターンに導電接
続してなる電子部品の実装構造において、 前記基板よりも小さな熱膨張係数を有する材料からなる
緩衝層を、前記発熱部品の実装領域を除く、少なくとも
前記チップ部品の実装領域で、前記基板と前記絶縁層の
間に形成したことを特徴とする電子部品の実装構造。 - 【請求項２】 金属製の基板上に形成した絶縁層の表面
に配線パターンを形成し、実装する発熱部品及びチップ
部品を含む電子部品の端子を前記配線パターンに導電接
続してなる電子部品の実装構造において、 前記基板よりも小さな弾性係数を有する材料からなる緩
衝層を、前記発熱部品の実装領域を除く、前記チップ部
品の実装領域で、前記基板と前記絶縁層の間に形成した
ことを特徴とする電子部品の実装構造。 - 【請求項３】 前記緩衝層は、前記基板上に形成した凹
部に形成され、該基板の上面と面一となっていることを
特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品の実装構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001233827A JP2003046211A (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | 電子部品の実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001233827A JP2003046211A (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | 電子部品の実装構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003046211A true JP2003046211A (ja) | 2003-02-14 |
Family
ID=19065551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001233827A Pending JP2003046211A (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | 電子部品の実装構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003046211A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005039112A (ja) * | 2003-07-17 | 2005-02-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 金属ベース回路基板 |
| EP1615267A1 (en) * | 2003-04-15 | 2006-01-11 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Metal-base circuit board and its manufacturing method |
| DE102008029410A1 (de) * | 2008-06-23 | 2009-12-24 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Vorrichtung, insbesondere zur Stromleitung, und ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung, insbesondere zur Stromleitung |
| JP2010073836A (ja) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用回路装置 |
| JP2011146665A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | ハイブリッド型放熱基板およびその製造方法 |
| JP2019009247A (ja) * | 2017-06-23 | 2019-01-17 | フリージア・マクロス株式会社 | 配線基板 |
-
2001
- 2001-08-01 JP JP2001233827A patent/JP2003046211A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1615267A1 (en) * | 2003-04-15 | 2006-01-11 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Metal-base circuit board and its manufacturing method |
| US7709939B2 (en) | 2003-04-15 | 2010-05-04 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Metal-base circuit board and its manufacturing method |
| KR101097075B1 (ko) * | 2003-04-15 | 2011-12-22 | 덴끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤 | 금속 베이스 회로 기판과 그 제조 방법 |
| KR101097076B1 (ko) * | 2003-04-15 | 2011-12-22 | 덴끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤 | 금속 베이스 회로 기판과 그 제조 방법 |
| KR101162133B1 (ko) * | 2003-04-15 | 2012-07-03 | 덴끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤 | 금속 베이스 회로 기판과 그 제조 방법 |
| EP1615267B1 (en) * | 2003-04-15 | 2016-01-13 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Hybrid integrated circuit comprising a metal-base circuit board and its manufacturing method |
| JP2005039112A (ja) * | 2003-07-17 | 2005-02-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 金属ベース回路基板 |
| DE102008029410A1 (de) * | 2008-06-23 | 2009-12-24 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Vorrichtung, insbesondere zur Stromleitung, und ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung, insbesondere zur Stromleitung |
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| JP2011146665A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | ハイブリッド型放熱基板およびその製造方法 |
| JP2019009247A (ja) * | 2017-06-23 | 2019-01-17 | フリージア・マクロス株式会社 | 配線基板 |
| JP7093615B2 (ja) | 2017-06-23 | 2022-06-30 | フリージア・マクロス株式会社 | 配線基板 |
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