JP4370613B2

JP4370613B2 - 多層ハイブリッド回路

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Publication number: JP4370613B2
Application number: JP2003332977A
Authority: JP
Inventors: 英雄中村; 康夫長澤; 周一杉元
Original assignee: Ｔｄｋラムダ株式会社; オムロン武雄株式会社
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2023-09-25
Also published as: JP2005101262A

Description

本発明は、回路パターンに対応したリードフレームを導電部として構成し、このリードフレームに部品を搭載した組立体を複数個積層一体化した多層ハイブリッド回路に関する。

一般に、この種の多層ハイブリッド回路は、例えばガラスエポキシ樹脂などの絶縁基材の片面または両面に、導電パターンとなる銅箔を印刷形成した基板体を複数個積層一体化させ、この一体化した多層プリント基板に回路素子やコネクタなどの部品を搭載する構成を採用している。しかし、絶縁基材上に印刷形成できる導電パターンは、銅箔の厚さや幅を広げるにも上限があり、基板体の積層枚数も無制限に多くできない。しかも、基板体間の電気的な接続がスルーホールで行なわれるので、大きな電力を電送するには自ずと限界があった。

こうした問題に対処するために、例えば特許文献１には、回路パターンに対応したリードフレームに実装部品としてのチップ素子を接続固定し、この部品付きのリードフレームを絶縁樹脂製の外装パッケージで一体成形した単層の組立体を、リードフレームに一体形成した電気接続手段で相互に接続しながら、複数個積層一体化することで、複雑な回路構成を可能にすると共に、リードフレームによる大電流の対応を可能にした多層ハイブリッド回路が提案されている。
特許第２５６８９５２号公報

上記特許文献１による多層ハイブリッド回路は、銅箔よりも厚いリードフレームによって回路パターンが形成され、しかも積層した組立体間の電気的な接続が、リードフレームと一体形成された電気接続手段で行なわれるので、リードフレームの立体配置を可能にして配線密度を高めるのと同時に、従来よりも大電流を流せるという利点がある。

しかし、この特許文献１では、予めチップ素子を接続固定したリードフレーム全体を覆うように、絶縁樹脂からなる外装パッケージを一体成形しているため、各々の組立体は、リードフレームに部品を搭載した厚さ分以上に絶縁樹脂をモールドしなければならず、組立体を積層した場合における薄型化の妨げになる。

また別な問題として、より大きな電流を取り扱うために、リードフレームの板厚を厚くする（例えば、１０Ａ程度の電流を流す場合、リードフレームの板厚は約１ｍｍとなる）と、回路パターン間を平面方向に分離する分離溝や、回路パターンそのものの幅も広がり、高密度のパターン配線が困難になって、リードフレーム上に搭載する部品の実装密度も上げにくくなる。また、板厚が厚くなれば、所望の回路パターンを形成するためのエッチング処理などにも手間が当然かかって、製造性の低下も懸念される。

本願発明は上記問題点に鑑み、組立体を積み重ねる際の積層高さを極力小さくして、回路全体の薄型化を達成できる多層ハイブリッド回路を提供することをその目的とする。

また本発明は、回路パターン間を分離する分離溝や、回路パターンそのものの幅を不必要に広げることなく、より多くの電流を扱うことができる多層ハイブリッド回路を提供することにある。

本発明における請求項１の多層ハイブリッド回路は、回路パターンに対応したリードフレームに部品を搭載してなる組立体を、複数個積層一体化し、接続手段で相互に接続して構成される多層ハイブリッド回路において、前記組立体は、前記回路パターンを形成するための分離溝に絶縁樹脂を埋設した基板の表面に、前記部品を装着して構成されると共に、前記接続手段は、一方の前記組立体のリードフレームに形成された突出接続部と、他方の前記組立体のリードフレームに形成され、前記突出接続部と接続可能な被接続部とにより構成され、前記リードフレームの抜け止め用の凸状の楔部を、前記分離溝の壁面に形成する。

このようにすると、リードフレームで形成した回路パターン間の平面方向に展開する分離溝に絶縁樹脂が埋設され、島状に独立した回路パターンを絶縁樹脂で支持した基板の表面に部品が装着される。そのため、リードフレームに搭載される部品は絶縁樹脂に覆われることなく露出した状態で積層され、組立体を積み重ねたときの積層高さは絶縁樹脂の厚さに左右されることがないため、完成状態の多層ハイブリッド回路を極力薄くすることができる。また、分離溝を埋めるように絶縁樹脂が各回路パターンを支えるので、各回路パターンがぐらつくのを防止できると共に、最終的に回路パターンがリードフレームの周縁部から切り離されたときに、島状の回路パターンが基板から離脱するのを防止できる。さらに、分離溝の縦壁面が平坦ではなく中央部に突起を有する形状となり、リードフレームを重ね合わせたときに、各リードフレームの中央部付近に凸状の楔部が形成される。したがって、このような形状の分離溝に絶縁樹脂を埋め込むと、前記楔部がリードフレームの抜け止めとして作用して、リードフレーム間の接合力が高まる。

本発明における請求項２の多層ハイブリッド回路は、前記リードフレームを複数枚重ね合わせて前記基板を構成している。

この場合、各回路パターンの幅や回路パターン間にある分離溝の幅は、単独のリードフレームを形成したときの状態と同じまま、回路パターンの厚さだけを、重ねあわせたリードフレームの枚数に比例して増加させることができる。

本発明における請求項３の多層ハイブリッド回路は、前記部品を接続可能にする部品接続部を前記リードフレームに設けると共に、前記リードフレームの表面に、前記部品接続部，前記突出接続部および前記被接続部を除いて前記絶縁樹脂を設けている。

このようにすると、絶縁樹脂を設けた状態の基板の表面には、接続を行う必要のある部品接続部，突出接続部および被接続部接続部以外の部分で、絶縁樹脂が外部に露出する。そのため、この絶縁樹脂を半田付けや接着を行う際のレジストとして機能させることが可能になる。

本発明における請求項４の多層ハイブリッド回路は、前記部品を接続可能にする部品接続部を前記リードフレームに設けると共に、この部品と部品接続部、および前記突出接続部と被接続部とを半田で固着して構成される。

このようにすると、基板の表面に部品を半田付け接続する作業と、積層した基板間で突出接続部を被接続部に半田付け接続する作業とを一続きに行なうことができる。したがって、組立作業時における行程の削減を図ることが可能になる。

本発明における請求項５の多層ハイブリッド回路は、前記部品を接続可能にする部品接続部を前記リードフレームに設けると共に、この部品と部品接続部、および前記突出接続部と被接続部とを導電性接着剤で固着して構成される。

このようにすると、基板の表面に部品を導電性接着剤で接着する作業と、積層した基板間で突出接続部を被接続部に導電性接着剤で接着する作業とを一続きに行なうことができる。したがって、この場合も組立作業時における行程の削減を図ることが可能になる。

本発明の請求項１の多層ハイブリッド回路によれば、絶縁樹脂により島状の回路パターンが基板から離脱するのを防止できると共に、組立体を積み重ねる際の積層高さを極力小さくして、回路全体の薄型化を達成することが可能になる。また、リードフレーム間の接合力が高まる。

本発明の請求項２の多層ハイブリッド回路によれば、回路パターン間を分離する分離溝や、回路パターンそのものの幅を不必要に広げることなく、リードフレームにより多くの電流を流すことが可能になる。

本発明の請求項３の多層ハイブリッド回路によれば、本来は回路パターンを保持するための絶縁樹脂を、半田付けや接着を行う際のレジストとして機能させることができ、回路パターンの不必要な部分に半田や導電性接着剤が付着するのを確実に防止できる。

本発明の請求項４の多層ハイブリッド回路によれば、基板の表面に部品を半田付け接続する作業と、積層した基板間で突出接続部を被接続部に半田付け接続する作業を一続きに行なうことができ、組立作業時における行程の削減を図ることが可能になる。

本発明の請求項５の多層ハイブリッド回路によれば、基板の表面に部品を導電性接着剤で接着する作業と、積層した基板間で突出接続部を被接続部に導電性接着剤で接着する作業とを一続きに行なうことができ、組立作業時における行程の削減を図ることが可能になる。

以下、本発明における回路基板の好ましい実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。

先ず、完成状態における多層ハイブリッド回路の全体構成を、図１に基づき説明する。本実施例における多層ハイブリッド回路は、入力電圧を一乃至複数の所望の出力電圧に変換して外部に供給する電源装置であるが、それ以外の各種電子機器回路にも適用可能である。ここでいう電源装置とは、ＤＣ／ＤＣコンバータ，スイッチング電源装置，インバータ，無停電電源装置（ＵＰＳ）などを含む。

１は、電源装置において電力系の大電流が流れる電力変換部であり、これは後述するリードフレーム２を好ましくは複数枚重ね合わせて構成される大電流用基板３と、この大電流用基板３の一側平面に搭載され、主スイッチング素子であるパワーＭＯＳＦＥＴや、整流用および転流用のダイオードや、チョークコイルや、平滑用のコンデンサなどの電力系の部品４とからなる。電力変換部１のリードフレーム２は、電力系の回路パターンであるパワーパターン５（図２参照）に対応した形状を有しており、ここでの各リードフレーム２は全て同一形状に形成される。また、各々が島状に独立したパワーパターン５を形成するために、パワーパターン５間には高さ方向に貫通する分離溝６が形成され、この分離溝６に絶縁樹脂７が隙間なく埋設される。

11は、電力変換部１の各部を制御するために、制御系の小電流が流れる電源装置の制御部であって、この制御部11は、具体的には電力変換部１の各部を監視する監視部（出力電圧検出回路，負荷電流検出回路など）や、この監視部からの監視結果を受けて電力変換部１の制御素子（主スイッチング素子など）に適切な制御信号を与える制御信号生成部（ＰＷＭ制御回路，駆動回路など）などにより構成される。制御部11は、１枚のリードフレーム12を制御系の回路パターンであるファインパターン13（図２参照）として形成した小電流用基板14と、この小電流用基板14の一側および他側平面にそれぞれ搭載され、例えば制御用ＩＣや、シャントレギュレータや、フォトカプラなどの比較的小信号を扱う制御系の部品15とからなる制御系組立体16を複数個備えて構成される。また、各々が島状に独立したファインパターン13を形成するために、ファインパターン13間には高さ方向に貫通する分離溝17が形成され、この分離溝17に絶縁樹脂18が隙間なく埋設される。

制御系組立体16を構成する一つの小電流用基板14の外周には、ファインパターン13に繋がる外部接続用の端子片19が設けられている。この端子片19は、他の小電流用基板14若しくは大電流用基板３に設けてもよく、いずれの場合もリードフレーム２，12と一体的に形成される。そのため、個々の端子片19を独立して取り付ける必要はない。また、本実施例の端子片19は、平板状のマザーボードなどに載置した状態で半田付け接続ができるように折曲げられているが、例えば折曲げ部のない直線状に形成してもよく、その形状は任意である。さらに、小電流用基板14と大電流用基板３のそれぞれに端子片19を設けてもよい。

図１に示すように、前記大電流用基板３に部品４を実装してなる電力系組立体８は、制御部11を構成する制御系組立体16と共に、複数個一体に積層される。そして、前記端子片19だけが外部に露出するように、この電力系組立体８と制御系組立体16とを積層した積層体が、例えばインサート射出成型による樹脂パッケージ21によりモールド封入される。とりわけ、大電流用基板３は積層体の最外層に配置すると共に、積層体の外側に位置して、電力系の部品４を大電流用基板３の一側にのみ配置するのが好ましい。こうすれば、電力系組立体８と制御系組立体16を積層したときに、制御系の部品15よりも比較的大きな形状を有する電力系の部品４が、積層体の内側で他の部材と干渉して嵩張ることが防止され、完成した多層ハイブリッド回路の薄型化を達成できる。

本実施例では大電流用基板３の導電路として、複数枚のリードフレーム２を重ね合わせているが、その枚数は電力変換部１で取り扱う電流量を考慮して、一乃至複数枚に適宜可変すればよい。これは小電流用基板14でも同様であり、取り扱う電流量が多いほど、リードフレーム２，12の重ね合わせ枚数を増やせばよい。また、電力系組立体８や制御系組立体16の個数も任意で、例えばより複雑で多様な電力変換部１とするために、電力系組立体８を１個ではなく複数個備えてもよい。このように、本実施例の多層ハイブリッド回路は、各組立体（電力系組立体８や制御系組立体16）を構成するリードフレーム２，12の重ね合わせ枚数を変えるだけで、その回路で取り扱う電流量に容易に対応することができる上に、積層する組立体の個数を増やすだけで、より複雑で多様な回路を形成することができ、積層したコンパクトな形状でありながら、自在な電流容量の回路を構成できる。

次に、積層した電力系組立体８や制御系組立体16間の電気的接続を図る接続手段の構成について、図２や図３も参照しながら説明する。本実施例における接続手段は、一方の組立体である制御系組立体16のファインパターン13より延長して一体に形成され、垂直方向（高さ方向）に折曲げられた突出接続部25と、この突出接続部25に対向する他方の組立体すなわち電力系組立体８のパワーパターン２、または制御系組立体16のファインパターン13に、突出接続部25の先端部が挿入する形状に開口形成された被接続部としての挿入孔26とにより構成される。図３に示すように、突出接続部25を挿入孔26に挿入した状態では、突出接続部25と挿入孔26との間に若干の隙間があり、この隙間を埋めるように半田27若しくは導電性接着剤28が付着して、突出接続部25が挿入孔26に接合固定される。

次に、本実施例における多層ハイブリッド回路の製造方法を、図４〜図１０に基づき説明する。図４は、電力変換部１の導電路となるリードフレーム２単独の斜視図を示したものである。ここでは、制御部11の導電路（ファインパターン13）の一部もリードフレーム２に形成されていると共に、外部との接続を図るための端子片19が設けられている。リードフレーム２の母材となる良導電性の金属板は、微細なパワーパターン５やファインパターン13を高密度で配線できるように、例えば0.25ｍｍの厚みを有する一様な圧延板からなる。また金属板は、熱伝導性を考慮して、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い。この金属板には、その両面に施された周知のエッチング処理により、回路パターンとしてのパワーパターン５およびファインパターン13と、空間状の分離溝６と、挿入孔26がそれぞれ形成される。各分離溝６は、いずれも金属板の上面から下面を貫通して開口形成されており、この分離溝６によって各々の回路パターンが金属板の平面方向に分離される。こうして、最初のリードフレーム形成工程では、個々のリードフレーム２において、分離溝６によって分離された複数のパワーパターン５およびファインパターン13が、リードフレーム２の周縁部９に連結するようにして所望のパターン形状に形成されると共に、別の基板の突出接続部25が挿入および半田付け接続される挿入孔26が、パワーパターン５やファインパターン13の適所に形成される。

リードフレーム２には、前記パワーパターン５やファインパターン13を設けた部品搭載部10の周辺両側に位置して、複数の端子片19が一体に形成される。各々の端子片19は、リードフレーム２の周縁部９に連結しながら分離溝６によって分離される。なお、この端子片19を部品搭載部10の周辺にではなく、部品搭載部10の内部に設けてもよく、要はエッチング処理により任意のパワーパターン５やファインパターン13とつながるように、これらのパワーパターン５やファインパターン13と共に形成されればよい。

ここでの回路パターンは、大電流伝送用のパワーパターン５と、このパワーパターン５よりも幅狭な小信号伝送用のファインパターン13とにより構成されるが、図１〜図３に示すように、パワーパターン５だけで構成してもよい。いずれにせよ、リードフレーム２単独の板厚は、複数のリードフレーム２を重ね合わせた状態の基板31の板厚よりも遥かに薄いので、パワーパターン５やファインパターン13の幅、および回路パターン間にある分離溝６の幅を必要以上に広げることなく、製造上容易に高密度の配線パターンを実現できる。

図５は、各々のリードフレーム２の重ね合せ前の状態を示しており、また図６は重ねあわせた後の状態を示している。本実施例では、図４に示す同一形状のリードフレーム２を４枚密着状態に重ね合わせることで、全体の厚さがリードフレーム２単体の板厚の４倍（厚さ１ｍｍ）となる基板31を形成している。リードフレーム２の重ね合せ枚数については特に限定されないが、パワーパターン５を流れる電流量を考慮して適宜選定すればよい。これにより、パワーパターン５やファインパターン13および端子片19の厚みひいては断面積は、リードフレーム２の重ね合せ枚数に比例して増加し、これらのパワーパターン５やファインパターン13および端子片19に、より多くの電流を流すことができるようになる。

上記基板31の製造工程においては、パワーパターン５やファインパターン13および端子片19の各位置が高さ方向に揃うように、複数枚のリードフレーム２を並べた状態で、このリードフレーム２の最外面から押圧力が加えられる。これにより各リードフレーム２，２の接合面がほぼ隙間なく密着した状態で、全てのリードフレーム２が重なり合う。その場合、隣り合うリードフレーム２，２間の接合力を高めるために、例えば導電性接着剤をリードフレーム２，２の接合面に介在させて接着してもよい。こうして、製造時においてリードフレーム２の重ね合わせ枚数を変えるだけで、任意の厚みの回路パターンおよび端子片19を有する基板31を極めて簡単に得ることができる。また、パワーパターン５やファインパターン13の幅、および分離溝６の幅は、リードフレーム２を何枚重ね合わせても広がることはないので、パワーパターン５やファインパターン13の配線密度を変えることなく、回路パターンの厚さだけを増やすことができる。とりわけここでは、リードフレーム２にパワーパターン５とファインパターン13を混在させた回路パターンを形成しているので、このリードフレーム２を複数枚重ね合わせることで、大電流のみならず小信号の伝送にも適した高配線密度の回路基板を得ることができる。

前記部品搭載部10に貫通形成された分離溝６には、図７に示すように、絶縁樹脂７が隙間なく埋設される。この絶縁樹脂７は、その後の基板31の外枠切断工程において、独立した島状のパワーパターン５やファインパターン13が、部品搭載部10から離脱するのを防止すると共に、回路パターン（特に、ファインパターン13）がぐらつくのを防止するためにある。この実施例では、絶縁樹脂12の上面および下面が、複数枚重ね合わせた状態のリードフレーム２の上面および下面と面一になるように形成される。

この絶縁樹脂７の埋め込み工程では、図示しない樹脂注入機の上型と下型間に、複数枚重ね合わせた状態のリードフレーム２の面と下面が接する状態にして、部品搭載部10に位置する分離溝６に未硬化の絶縁樹脂７を注入する。特に部品搭載部10内の分離溝６は、全てのパワーパターン５やファインパターン13の一側だけが部品搭載部10の周縁につながれている関係で、島状に点在するのではなく、一つの連続した穴で形成されるので、分離溝６の適所に絶縁樹脂７を注入すると、分離溝６全体に絶縁樹脂７を隙間なく埋め込むことができる。絶縁樹脂７はその後熱などにより硬化され、部品搭載部10に形成されるパワーパターン５やファインパターン13を保持する。

絶縁樹脂７は、重ね合わせた各リードフレーム２の接合力を高めるのにも有効に作用する。図８は、絶縁樹脂７を埋め込んだ状態のリードフレーム２の断面図を示しているが、エッチングにより分離溝６を形成した場合は、リードフレーム２の両面が円弧状に削り取られて行くので、分離溝６の縦壁面が平坦ではなく中央部に突起を有する形状となり、リードフレーム２を重ね合わせたときに、各リードフレーム２の中央部付近に凸状の楔部32が形成される。したがって、このような形状の分離溝６に絶縁樹脂７を埋め込むと、前記楔部32がリードフレーム２の抜け止めとして作用して、リードフレーム２，２間の接合力が高まる。

なお、ここではエッチングにより所望の形状のリードフレーム２を形成する例を示したが、プレス加工によってリードフレーム２を形成してもよい。その場合も、重ね合わせた各リードフレーム２の抜け止め用の楔部32を、分離溝６の壁面に形成するのが好ましい。

その後、部品搭載部10および端子片19を残して、基板31の外枠（周縁部９や部品搭載部10の外周）が切り離される。この時点で、基板31の各パワーパターン５やファインパターン13は島状に独立するが、その前の樹脂注入工程で硬化された絶縁樹脂７，18がこれらのパワーパターン５やファインパターン13を保持しているので、部品搭載部10から回路パターンが脱落する虞れはない。この外枠切断工程が終了した段階で、後述する部品４，15の半田付け接続が可能な基板31が完成する。

図９は、完成した基板31に部品４，15を実装した組立体41を示している。部品４，15は基板31の上面だけでなく、反対側の下面に実装してもよい。パワーパターン５やファインパターン13の適所には、各種部品４，15との半田付け接続を可能にする部品接続部34が設けられる。部品４，15は基板31の表面に電極を載せた状態で半田付け接続されてもよいし、部品接続部34に予め形成したスルーホール（図示せず）に部品４，15のリードを挿入した状態で半田付け接続されてもよい。また、半田の代わりに導電性接着剤を用いて、部品４，15をパワーパターン５やファインパターン13に固着してもよい。

ところで、前記基板31の製造工程においては、同一形状のリードフレーム２を重ね合わせていたが、個々のリードフレーム２の形状は異なっていてもよい。例えば図１０に示すように、大電流を流すパワーパターン５は、その断面積を極力大きくするために各リードフレーム２共に同一形状に形成する一方で、小信号用のファインパターン13は、パワーパターン５よりも小さな断面積で構わないので、各リードフレーム２毎に異なる形状にする。こうすることで、ファインパターン13に関しては、複数枚のリードフレーム２を重ね合わせたときに三次元的な配線を可能にして、配線密度をより高めることが可能になる。また図１０に示すように、特定のリードフレーム２のファインパターン13にのみ挿入孔26を設けて、他の基板との電気的な接続を基板31内で立体的に行なうことが可能になる。

基板31は、１枚のリードフレーム２と絶縁樹脂７で構成することもできる。その場合、前記リードフレーム２の重ね合せ工程を省略して製造すればよい。また、図４〜図９には図示していないが、前述の突出接続部25を基板31の適所に設けてもよい。完成状態の基板31において、絶縁樹脂７が分離溝６に隙間なく埋め込まれるように、突出接続部25の折曲げ工程は絶縁樹脂７を埋め込む前に行なう。

こうして基板31に部品４，15を実装した組立体41は、他の異なる形態の組立体（図示せず）と共に、複数個積層される。図１および図２における電力系組立体８や制御系組立体16は、この積層した組立体に相当する。隣り合う組立体間の電気的な接続を図るために、一方の組立体に設けられた突出接続部25の先端部を、他方の組立体に設けられた挿入孔26に挿入して、半田27若しくは導電性接着剤28で接続する。このとき、部品４，15と部品接続部34を半田27で固着するならば、突出接続部25と挿入孔26も同じ半田27で固着するのが好ましい。また、部品４，15と部品接続部34を導電性接着剤28で固着するならば、突出接続部25と挿入孔26も導電性接着剤28で固着するのが好ましい。いずれの場合も、固着材料が共通しているので、部品４，15を部品接続部34に接続する作業と同時に、突出接続部25を挿入孔26に接続することができる。

さらに図１１および図１２は、基板31の別な変形例を示している。ここでの基板31の製造方法は、絶縁樹脂７の埋め込み工程が前述したものと異なる。ここでは、単独若しくは重ね合わせたリードフレーム２の分離溝６に、成形により隙間なく絶縁樹脂７を埋設するのと同時に、パワーパターン５やファインパターン13に形成した部品接続部34，突出接続部25および挿入孔26と、端子片19とを除いて、リードフレーム２の表面にも、絶縁樹脂７を薄く覆い被せている。これにより最終的な基板31の表面は、図１１に示すように、半田や導電性接着剤による接続を行う必要のある部品接続部34，突出接続部25，挿入孔26，および端子片19以外は絶縁樹脂７が外部に露出する。そのため、部品４，15を部品接続部34に接続する場合、突出接続部25を挿入孔26に接続する場合、若しくは端子片19を別の外部部材（図示せず）に接続する場合に、不必要な半田27や導電性接着剤28がパワーパターン５やファインパターン13に付着するのを防止できる。なお、この別な変形例において、各々のリードフレーム２が、図１０に示すような異なる形状にしてもよいことは勿論であり、また単独のリードフレーム２であってもよい。

以上のように本実施例によれば、回路パターンであるパワーパターン５に対応したリードフレーム２に部品４を搭載してなる組立体としての電力系組立体８や、回路パターンであるファインパターン13に対応したリードフレーム12に部品15を搭載してなる組立体としての制御系組立体16を、複数個積層一体化し、接続手段で相互に接続して構成される多層ハイブリッド回路において、電力系組立体８や制御系組立体16は、パワーパターン５やファインパターン13を形成するための分離溝６，17に絶縁樹脂７，18を埋設した基板としての大電流用基板３や小電流用基板14の表面に、部品４，15を装着して構成されると共に、接続手段は、一方の例えば制御系組立体16のリードフレーム12に形成された突出接続部25と、他方の電力系組立体８のリードフレーム２に形成され、突出接続部25と接続可能な被接続部としての挿入孔26により構成される。

この場合、リードフレーム２，12で形成したパワーパターン５やファインパターン13間の平面方向に展開する分離溝６，17に絶縁樹脂７，18が埋設され、島状に独立したパワーパターン５やファインパターン13を絶縁樹脂７，18で支持した大電流用基板３や小電流用基板14の表面に部品４，15が装着される。そのため、リードフレーム２，12に搭載される部品４，15は絶縁樹脂７，18に覆われることなく露出した状態で積層され、電力系組立体８や制御系組立体16を積み重ねたときの積層高さは絶縁樹脂７，18の厚さに左右されることがないため、完成状態の多層ハイブリッド回路を極力薄くすることができる。また、分離溝６，17を埋めるように絶縁樹脂７，18がパワーパターン５やファインパターン13を支えるので、各パワーパターン５や各ファインパターン13がぐらつくのを防止できると共に、最終的にパワーパターン５やファインパターン13がリードフレーム２，12の周縁部９から切り離されたときに、島状のパワーパターン５やファインパターン13が大電流用基板３や小電流用基板14から離脱するのを防止できる。

また、図４〜図１２に示すように、本実施例における基板31は、リードフレーム２を複数枚重ね合わせて構成される。

この場合、パワーパターン５やファインパターン13の幅やこれらのパワーパターン５やファインパターン13間にある分離溝６の幅は、単独のリードフレーム２を形成したときの状態と同じまま、パワーパターン５やファインパターン13の厚さだけを、重ねあわせたリードフレーム２の枚数に比例して増加させることができる。

また本実施例では、部品４，15を接続可能にする部品接続部34をリードフレーム２に設けると共に、このリードフレーム２の表面に、部品接続部34，突出接続部25および被接続部である挿入孔26を除いて絶縁樹脂７を設けている。

このようにすれば、本来はパワーパターン５やファインパターン13を保持するための絶縁樹脂７を、半田付けや接着を行う際のレジストとして機能させることができ、パワーパターン５やファインパターン13の不必要な部分に半田や導電性接着剤が付着するのを確実に防止できる。

また本実施例では、部品４，15を接続可能にする部品接続部34をリードフレーム２に設けると共に、この部品４，15と部品接続部34、および前記突出接続部25と挿入孔26とを、いずれも半田27で固着するのが好ましい。

こうすれば、基板31の表面に部品４，15を半田付け接続する作業と、積層した基板31（大電流用基板３や小電流用基板14）間で突出接続部25を挿入孔26に半田付け接続する作業を一続きに行なうことができ、組立作業時における行程の削減を図ることが可能になる。

また本実施例では、部品４，15と部品接続部34、および前記突出接続部25と挿入孔26とを、半田27ではなくいずれも導電性接着剤28で固着してもよい。この場合、基板31の表面に部品４，15を導電性接着剤28で接着する作業と、積層した基板31（大電流用基板３や小電流用基板14）間で突出接続部25を挿入孔26に導電性接着剤28で接着する作業を一続きに行なうことができ、同様に組立作業時における行程の削減を図ることが可能になる。

その他、本実施例のリードフレーム２は、特に図４〜図１０に示すように、大電流伝送用のパワーパターン５と、このパワーパターン５よりも幅狭な小信号伝送用のファインパターン13とにより構成される回路パターンが形成され、こうしたリードフレーム２を複数枚重ね合わせて多層ハイブリッド回路の基板31を構成している。

この場合、リードフレーム２にパワーパターン５とファインパターン13を混在させた回路パターンを形成しているので、このリードフレーム２を複数枚重ね合わせることで、わざわざ別な構成要素とすることなく、大電流のみならず小信号の伝送にも適した高配線密度の基板31を得ることができる。

また本実施例では、図１０に示すように、少なくともファインパターン13の形状が異なるように、各々のリードフレーム２を異なる形状に形成している。小信号用のファインパターン13は、パワーパターン５よりも小さな断面積で構わないので、各リードフレーム２毎にファインパターン13を異なる形状にすれば、複数枚のリードフレーム２を重ね合わせたときに三次元的な配線を可能にして、配線密度をより高めることが可能になる。

なお、本実施例は上記各実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、突出接続部と接続可能な被接続部として、実施例のような挿入孔26に代わって、弾性変形により突出接続部と嵌合するような嵌合片をリードフレームに折曲げ形成してもよい。

本発明の好ましい実施例における完成状態の多層ハイブリッド回路の断面図である。同上、要部の分解斜視図である。同上、接続手段の断面図である。同上、リードフレームを重ね合わせる前のリードフレーム単体の斜視図である。同上、各リードフレームを重ね合わせる前の状態を示す斜視図である。同上、各リードフレームを重ね合わせた後の状態を示す斜視図である。同上、分離溝に絶縁樹脂を埋め込んだ状態の斜視図である。同上、分離溝に絶縁樹脂を埋め込んだ状態の要部断面図である。同上、基板に部品を実装した状態の平面図である。同上、別な変形例を示す絶縁樹脂を埋め込む前の基板の要部断面図である。同上、さらに別な変形例を示す完成した基板の断面図である。同上、図１１における完成した基板の平面図である。

２リードフレーム
５パワーパターン（回路パターン）
６，17 分離溝
７，18 絶縁樹脂
８電力系組立体（組立体）
13 ファインパターン（回路パターン）
16 制御系組立体（組立体）
25 突出接続部（接続手段）
26 挿入孔（接続手段，被接続部）
27 半田
28 導電性接着剤
31 基板
34 部品接続部

Claims

回路パターンに対応したリードフレームに部品を搭載してなる組立体を、複数個積層一体化し、接続手段で相互に接続して構成される多層ハイブリッド回路において、
前記組立体は、前記回路パターンを形成するための分離溝に絶縁樹脂を埋設した基板の表面に、前記部品を装着して構成されると共に、
前記接続手段は、一方の前記組立体のリードフレームに形成された突出接続部と、他方の前記組立体のリードフレームに形成され、前記突出接続部と接続可能な被接続部とにより構成され、
前記リードフレームの抜け止め用の凸状の楔部を、前記分離溝の壁面に形成することを特徴とする多層ハイブリッド回路。
前記基板は、前記リードフレームを複数枚重ね合わせて構成されることを特徴とする請求項１記載の多層ハイブリッド回路。
前記部品を接続可能にする部品接続部を前記リードフレームに設けると共に、前記リードフレームの表面に、前記部品接続部，前記突出接続部および前記被接続部を除いて前記絶縁樹脂を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の多層ハイブリッド回路。
前記部品を接続可能にする部品接続部を前記リードフレームに設けると共に、この部品と部品接続部、および前記突出接続部と被接続部とを半田で固着したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の多層ハイブリッド回路。
前記部品を接続可能にする部品接続部を前記リードフレームに設けると共に、この部品と部品接続部、および前記突出接続部と被接続部とを導電性接着剤で固着したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の多層ハイブリッド回路。