JP6683018B2 - 電子部品搭載用放熱基板 - Google Patents

Description

本発明は、打ち抜きなどにより、電子部品を実装するための回路パターン形状のリードフレームに形成した導体板の当該リードフレーム間に絶縁体を充填し、全体としては平面形状に形成した電子部品搭載用放熱基板に関するものであって、更に詳細には、前記リードフレームは相互に厚さの異なるリードフレームにより構成され、上記厚さの異なるリードフレームは交差部において交差することが可能な構造を有する、電子部品搭載用放熱基板に関するものである。

近年、例えば、車両に用いられる電動パワーステアリング装置などの電子機器では、いわゆるパワー半導体等を使用したインバータ回路や電源回路などのように大電力を扱う電子回路は、上記電子回路を備える電子機器等の小型化の要請に伴って、専用基板化が進んでいる。そして、こうしたパワー半導体を用いた回路の専用基板化を達成するためには、高密度に実装された上記パワー半導体等の損失による発熱を、効率良く放熱することが重要な課題となっている。

従来こうした専用基板（パワー基板）には、例えば、アルミニウムなどの材料により構成される金属支持板の表面に薄い絶縁体層を介して導体箔（銅製）を張り合わせ、この導体箔をエッチングすることにより配線パターンを形成する基板が用いられ、これにパワー半導体および各種電子部品を搭載して回路を形成している。

しかしながら、上記の構成では、配線パターンの形成をエッチングにより行うため、導体箔には７０μｍ程度の薄いものが用いられ、大電流が流れるような上記パワー半導体等を用いた回路に使用する際には、その配線抵抗が問題となっていた。また上記の様な構成では、熱伝達係数の低い上記の絶縁体層により放熱特性が制限されてしまうことから、十分な放熱性能が得られないという課題があった。

そのため、上記のような従来の課題を解決するために、リードフレームの間に樹脂などを充填してパワーデバイスモジュール等を形成する例が提案されており、例えば、特開２０１４−１６５４８６号公報（特許文献１）等に記載された技術が開示されている。

そして、上記特許文献１に記載された技術は、パワーデバイスモジュールとその製造方法に関するものであり、上記パワーデバイスモジュールは、リードフレームのコアに高耐熱性絶縁樹脂を充填し、表裏の導体回路とリードフレームは金属結合を特徴とする大電流、高放熱のパワーデバイスモジュールであり、大電流導体回路と制御用導体回路を表裏同一平面で併設、最適化された３層以上の金属構造体（櫓）を持つ旨が記載されている。

特開２０１４−１６５４８６号公報

しかし、上記特許文献１に記載された技術は、上述のように、リードフレームのコア層に高耐熱性絶縁樹脂を充填して構成されているものの、上記リードフレームを構成している導体部分は上記コア層と表裏の３層以上になっており、上記コア層の間に上記高耐熱性絶縁樹脂を充填した後で、上記コア層の外側の表裏を形成する外層に、導体回路を形成する構成となっている。そのため、上記特許文献１に記載された技術では、上記コア層と、上記コア層の外側の表裏を形成する外層とは一体ではあるものの、上記コア層、及び、表裏の外層のそれぞれの形態が、それぞれを上面から見た場合及び側面から見た場合に異なっているため、製造に手間を要し、その製造プロセスも複雑で、高コストとなるという課題があった。

また、上記特許文献１に記載された技術では、上記高耐熱性絶縁樹脂が充填されたコア層の表裏面側にある上記表裏の層に、上述のように、導体回路の形成が行われるため、その表裏面は上記パターンに応じた凹凸が形成されており、結果的に、上記高耐熱性絶縁樹脂とも同一面を形成しないようになっている。そのため、電子部品を実装する際には、半田ペーストをプリントしてからリフロー工程による一括した実装を行うという方法の採用が困難であるという課題があった。

また、更に、上記特許文献１に記載された技術では、上記パワーデバイスモジュールの表裏は同一平面上で大電流配線と制御用配線を併設することも可能である旨が記載されている。しかし、上記特許文献１に記載された制御用配線は、上記コア層の外側の表裏の層に、メッキやエッチング等を行うことにより配線パターンの形成を行うことにより形成するものであるため、形成に手間がかかり、また、リードフレーム自体を利用して、大電流配線と制御用配線を形成するものではないため、同じ位相でこれらの配線を配置し、３次元的な回路を形成することも出来なかった。

また、上記特許文献１に記載された大電流配線と制御用配線とは、上記のようにコア層の外側の表裏の層に形成されるという性質上、上記のような大電流配線と制御用配線を相互に交差できるようなものではなかった。そのため、離間した位置に配置されている電子部品を電気的に相互に接続しようとする場合には、上記配線による回路上に上記電子部品を実装した後に、別工程であるワイヤーボンディング等による接続を行う必要が生じていた。したがって、上記特許文献１に記載された技術では、余分な半田付け等を別途行う必要があり、上述のように、リフロー工程により上記回路上へバスバー等を含む電子部品を一括して実装することが困難であることと併せて、生産リードタイムが長くなるとともに高コストになるという課題があり、また、上述のように配線を相互に交差して配置することが出来ないことにより、配線パターンを形成する場合にも困難が生じ、基板サイズを従来よりも小型化して電子部品の実装密度を向上させる事に関しても制限があった。

そこで、本発明は、上記課題や制限の解決を目的とするものであり、大電流が流れるようなパワー半導体等を用いた回路であっても、大電流動作による配線抵抗の低減と放熱性の向上とを図ることが可能であり、リードフレームを相互に交差して配置できる交差部を設けることで、回路の高密度化を図るとともに、厚さの薄いリードフレームと厚さの厚いリードフレームとを基板面に同位相で配置しても、それぞれの回路が接触しないように３次元的に配線することを可能とし、基板面の離間した位置に実装された電子部品を相互に電気的に接続する場合であっても、上記交差部を用いる事で、ワイヤーボンディングによる接続作業を別途必要とせず、生産リードタイムの短縮を図りトータルコストダウンが可能な、電子部品搭載用放熱基板を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明は、配線パターン形状のリードフレームに形成した導体板と前記配線パターン形状のリードフレーム間に設けられた絶縁材とにより構成される電子部品搭載用放熱基板であって、前記リードフレームは、少なくとも２種類以上の異なる厚さを有しており、前記リードフレームにより形成される板面と前記リードフレーム間に設けられる絶縁材とにより形成される板面とは、前記リードフレームのうち最も厚みの厚いリードフレームに合わせて、前記リードフレームの板面の表面側と裏面側とで相互に連続する一の面を構成し、前記リードフレームのうち厚みの薄いリードフレームは、前記最も厚みの厚いリードフレームの板面の表面側又は裏面側と相互に連続する一の面上に一面を設けるように構成されており、前記最も厚みの厚いリードフレームと前記厚みの薄いリードフレームとは、交差部において交差して配置することが可能であり、前記交差部では、前記最も厚みの厚いリードフレームの板面の表面側又は裏面側若しくはその双方に、前記最も厚みの厚いリードフレームの延伸方向の両側面を挿通するような凹部を設けて、前記凹部に前記絶縁材を充填し、前記凹部の開口部の表面側である前記最も厚みの厚いリードフレームの外側寄りに、前記厚みの薄いリードフレームを配設し、前記厚みの薄いリードフレームを前記絶縁材を介して前記最も厚みの厚いリードフレームに対して交差して配設していることを特徴とする電子部品搭載用放熱基板を提供する。

また、上記課題の解決は、前記交差部では、前記最も厚みの厚いリードフレームと前記厚みの薄いリードフレームとを直交させて配設していることにより、或いは、前記凹部は前記交差部以外にも設けられ、前記交差部以外に設けられる凹部は、前記最も厚みの厚いリードフレームと前記厚みの薄いリードフレームの電子部品実装面において、電子部品が実装される部分以外の部分に前記リードフレームの延伸方向の両側面を挿通するように設けられたものであることにより、或いは、前記配線パターン形状のリードフレームを形成する手段がプレス加工又は打ち抜き加工であり、前記最も厚みの厚いリードフレームと前記厚みの薄いリードフレームは個別に形成され、前記最も厚みの厚いリードフレームは大電流用として用い、前記厚みの薄いリードフレームは、小電流用として用いることにより、或いは、前記配線パターン形状のリードフレームに形成された導体板と前記絶縁材とを一体成型の手段により構成したことにより、更に効果的に達成される。

また、上記課題の解決は、前記配線パターン形状のリードフレームと前記絶縁材との間で、前記リードフレームの側面側から前記絶縁材側にかけて係止部を設け、前記絶縁材が樹脂材料であり、前記導体板の素材が銅又はアルミニウムであり、前記導体板の素材が銅の場合には、前記導体板の厚さが７０μｍ以上であることにより、或いは、前記導体板に形成した配線パターン形状のリードフレーム一部は、前記絶縁材の周縁より内側又は外側で、その一部を前記導体板の板面に対して上方又は下方に屈曲した形状を有することにより、或いは、前記電子部品搭載用放熱基板を構成する絶縁材の周縁部分では、前記絶縁材により前記電子部品搭載用放熱基板の部品配置面側又はその裏面側が縁取りして構成されることにより、更に効果的に達成される。

そのため、上記のような構成を有する電子部品搭載用放熱基板を用いた電動パワーステアリング装置を用いた場合には、上記電子部品搭載用放熱基板を更に一層効果的に用いることが可能である。

本発明は所定の配線パターン状にプレスで打ち抜かれ又はレーザーで加工切断された金属製（アルミニウム製または銅製）の板材で構成されている。配線パターンは金属板である程度の厚み（銅で３００μｍ以上）があるために当然のことながら配線抵抗は低く、大電流回路に適している。またこの基板に実装された部品の発熱はこの板材の金属板により熱拡散された後、必要に応じて高熱伝導性の複合絶縁材料（ＴＩＭ：Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）を通して外部熱マスへ放熱されるため放熱性が良好であり、また、高熱伝導性の複合絶縁材料で構成されるため絶縁層は厚くできるので絶縁性が向上し、パターン間の分布容量も低減が可能となる。

さらに金属板はプレス加工等を用いて、リードフレームをプレス加工により、直接回路配線を作成する。配線間の隙間は熱伝導性樹脂で固め全体を固定するので、発熱部品の配置部には別途に段差などを設ける必要はない。金属性の板材の配線パターン上にパワー半導体や電解コンデンサ等の発熱部品を分散配置し、ジャンパーコネクタ等の一般部品も合わせて直接半田接合して回路を構成する。これにより、大電力での動作と放熱性の課題を解決したリードフレーム樹脂基板を構成したことを特徴とする。

また更にリードフレームを大電流ライン用（フレーム材の厚さが厚い）と小信号ライン用（フレーム材の厚みが薄い）の厚みの異なるフレーム材を組み合わせる構成（例えば２種類の異なる厚さによる構成）とすることにより、フレーム基板の大きさを最適化する。

具体的には、厚みが厚いリードフレーム材の配線間により厚みの薄いリードフレーム材の配線を入れることにより、異なる厚みのリードフレーム材に対し同時にプレス成型を行ない、リードフレーム材の配線密度を高めることが出来る。さらに大電流ラインの一部にクロス配線用の凹部（交差部）を設け、そこの上部に小信号用のクロス配線を行うことで、ワイヤーボンディングによる工程を不要とし、フレーム基板サイズの最適化を実現することが可能である。

また、上記のように、厚さの厚いリードフレームにより形成される配線パターンと厚さの薄いリードフレームにより形成される配線パターンを基板表裏面上に配置する場合、基板上部から見た場合に、上記厚さの薄いリードフレームにより形成される配線パターンを上記厚さの厚いリードフレームにより形成される配線パターンとは多少シフトして配置し、配線パターンが交差する部分はクロス配線用の凹部（交差部）を設けることで、接触が回避できるため、例えば、基板表裏面上に同様の構成からなるリードフレームを同位相で配置し、立体的な配線を実現することも可能である。

したがって、本発明によれば、大電流が流れるようなパワー半導体等を用いた回路であっても、大電流動作による配線抵抗の低減と放熱性の向上とを図ることが可能であり、リードフレームを相互に交差して配置できる交差部を設けることで、回路の高密度化を図るとともに、厚さの薄いリードフレームと厚さの厚いリードフレームとを基板面に同位相で配置しても、それぞれの回路が接触しないように３次元的に配線することを可能とし、基板面の離間した位置に実装された電子部品を相互に電気的に接続する場合であっても、上記交差部を用いる事で、ワイヤーボンディングによる接続作業を別途必要とせず、生産リードタイムの短縮を図りトータルコストダウンが可能な電子部品搭載用放熱基板を提供することが可能である。

電動パワーステアリング装置の一般的な構成を示した図である。 電動パワーステアリング装置のコントロールユニットの一般的な機能を示すブロック図である。 ＰＷＭ制御部の概要とインバータ回路の構成例を示した図である。 （Ａ）は交差部が形成されていない電子部品搭載用放熱基板の例を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）同様の基板の側面図である。 （Ａ）は同一の厚さを有するリードフレームにより基板を構成した例をリードフレームの延伸方向から見た側面図であり、（Ｂ）は厚さの異なるリードフレームにより基板を構成した例をリードフレームの延伸方向から見た側面図である。 （Ａ）は交差部が形成されていない電子部品搭載用放熱基板の上面側に電子部品が実装された例を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）同様の基板の側面図である。 （Ａ）はリードフレームに凹部を設けた場合の構成例を示す斜視図であり、（Ｂ）は上記（Ａ）のＸ―Ｘ線を通る断面を同図中の矢印の方向から見た断面図である。 交差部を形成していないリードフレームによる基板を図示したものであり、図８（Ａ）はリードフレームによる基板に３相からなるインバータ回路部分電子部品を実装した場合の基板の状態を透視して示した斜視図であり、図８（Ｂ）は（Ａ）に示した３相からなるインバータ回路のうち、１相部分を拡大して基板面を透視して示した平面図であり、図８（Ｃ）は、（Ｂ）と同一の部分において電子部品を実装していない基板面の状態を示した平面図であり、図８（Ｄ）は、（Ｃ）の基板の基板面に電子部品を実装した場合の状態を基板面を透視しない状態で示した平面図である。 電子部品搭載用放熱基板の交差部（クロス配線部）を説明する図であり、（Ａ）は異なる厚さを有するリードフレーム基板をその延伸方向から見た図を示したものであり、（Ｂ）は大電流用の厚さの厚いリードフレームの板面に凹部１１５を設けて絶縁材を充填した例を図示したものであり、（Ｃ）は３相からなるインバータ回路のうち１相部分を拡大して基板面を透視して示した平面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）に表示したクロス配線部をＸ−Ｘ線の部分で見た断面図を示したものであり、（Ｅ）は（Ｄ）の部分を斜視図で示したものである。 クロス配線部を有する電子部品搭載用放熱基板の例を図示したものであり、（Ａ）は３相からなるインバータ回路のうち１相部分を拡大して基板面を示した平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す基板に電子部品を実装した状態を基板面を透視して示した図であり、（Ｃ）はクロス配線部を含む（Ｂ）で示したＫの領域を拡大して示した斜視図である。 リードフレームの側面に形成される係止部を示す断面図及び平面図である。 リードフレームの一部を屈曲させた例を示す斜視図である。 （Ａ）は縁取り部を設けた電子部品搭載用放熱基板の例を示した平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）同様の基板の側面図である。

以下に、本発明の実施形態を、車両に搭載される電動パワーステアリング装置の制御装置に用いた場合を例として説明する。

ここで、上記電動パワーステアリング装置は、車両のステアリング機構に電動モータの回転力で操舵補助力（アシスト力）を付与するものであり、モータの駆動力を減速機構を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力を付与するようになっている。そして、このような電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、操舵補助力のトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。

かかるフィードバック制御は、操舵補助指令値（電流指令値）と電動モータ電流検出値との差が小さくなるように電動モータ印加電圧を調整するものであり、電動モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティ（Ｄｕｔｙ）の調整で行っている。

上記の電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２は減速機構３の減速ギア、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２には、ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０及び操舵角θを検出する舵角センサ１４が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速機構３の減速ギア（ギア比ｎ）を介してコラム軸２に連結されている。

そして、上記の電動パワーステアリング装置を制御する制御装置３０であるコントロールユニット（ＥＣＵ）は、マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）を基幹部品として構成され、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。

このように構成される制御装置３０では、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈと車速センサ１２で検出された車速Ｖｅｌとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Ｖｒｅｆによって電動モータ２０に供給する電流を制御する。なお、舵角センサ１４は必須のものではなく、配設されていなくても良く、電動モータに連結されたレゾルバ等の回転位置センサから操舵角を取得することも可能である。

また、上記制御装置３０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）５０が接続されており、車速ＶｅｌはＣＡＮ５０から受信することも可能である。また、制御装置３０には、ＣＡＮ５０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ５１も接続されている。

上記のような制御装置３０の上記ＭＣＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと、例えば図２に示されるような構成となっている。

図２を参照して制御装置３０のコントロールユニットの機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０からの操舵トルクＴｈ及び車速センサ１２からの車速Ｖｅｌは電流指令値演算部３１に入力され、電流指令値演算部３１は操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｅｌに基づいてアシストマップ等を用いて電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。演算された電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算部３２Ａで、特性を改善するための補償部３４からの補償信号ＣＭと加算され、加算された電流指令値Ｉｒｅｆ２が電流制限部３３で最大値を制限され、最大値を制限された電流指令値Ｉｒｅｆｍが減算部３２Ｂに入力され、モータ電流検出値Ｉｍと減算される。

減算部３２Ｂでの減算結果Ｉ（＝Ｉｒｅｆｍ−Ｉｍ）はＰＩ制御部３５でＰＩ（比例積分）制御され、ＰＩ制御された電圧制御値Ｖｒｅｆが変調信号（キャリア）ＣＦと共にＰＷＭ制御部３６に入力されてデューティを演算され、デューティを演算されたＰＷＭ信号でインバータ３７を介してモータ２０をＰＷＭ駆動する。モータ２０のモータ電流値Ｉｍはモータ電流検出手段３８で検出され、減算部３２Ｂに入力されてフィードバックされる。

補償部３４は、検出若しくは推定されたセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）を加算部３４４で慣性補償値３４２と加算し、その加算結果に更に加算部３４５で収れん性制御値３４１を加算し、その加算結果を補償信号ＣＭとして加算部３２Ａに入力し、特性改善する。

また、上記モータ２０が３相ブラシレスモータの場合、ＰＷＭ制御部３６及びインバータ３７の詳細は例えば図３に示すような構成となっており、ＰＷＭ制御部３６は、電圧制御値Ｖｒｅｆを所定式に従って３相分のＰＷＭデューティ値Ｄ１〜Ｄ６を演算するデューティ演算部３６Ａと、ＰＷＭデューティ値Ｄ１〜Ｄ６で駆動素子としてのＦＥＴのゲートを駆動すると共に、デッドタイムの補償をしてＯＮ／ＯＦＦするゲート駆動部３６Ｂとで構成されている。デューティ演算部３６Ａには変調信号（キャリア）ＣＦが入力されており、デューティ演算部３６Ａは変調信号ＣＦに同期してＰＷＭデューティ値Ｄ１〜Ｄ６を演算する。

また、インバータ３７は、Ｕ相の上段ＦＥＴ１及び下段ＦＥＴ４で成る上下アームと、Ｖ相の上段ＦＥＴ２及び下段ＦＥＴ５で成る上下アームと、Ｗ相の上段ＦＥＴ３及び下段ＦＥＴ６で成る上下アームとで成る３相ブリッジで構成されており、上記各ＦＥＴがＰＷＭデューティ値Ｄ１〜Ｄ６でＯＮ／ＯＦＦされることによってモータ２０を駆動する。

なお、インバータ３７とモータ２０との間には、アシスト制御停止時等に電流の供給を遮断するためのモータ開放スイッチ２３が介挿されている。モータ開放スイッチ２３は、各相に介挿された寄生ダイオード付きのＦＥＴ７〜９で構成されている。

そして、上記のように構成される電動パワーステアリング装置において、上記制御装置３０の内部等に設けられる本発明の電子部品搭載用放熱基板は、次のように構成されている。なお、以下の説明では、同一の構成要素については、他の形態を採り得るものについても同一の記号を用い、重複する説明や構成については、一部省略する場合がある。また、図面に示す各構成要素の大きさや比率などは説明の便宜のために実際のものとは異なる場合が有る。

また、本発明は、配線パターン形状のリードフレームに形成した導体板と前記配線パターン形状のリードフレーム間に設けられた絶縁材とにより構成される電子部品搭載用放熱基板を前提としている。そして、上記リードフレームは少なくとも２種類以上の異なる厚さを有しており、上記基板の板面は、最も厚みの厚いリードフレームの板面の表面側又は裏面側と相互に連続する一の面上に一面を設けるように構成されており、上記厚さの異なるリードフレームが、交差部（「クロス配線部」と言う場合もある。）において相互に交差して配置することが可能となっていることを特徴としている。そこで、以下の説明では、最初に、上記のようなリードフレームと絶縁材により構成されているが本発明による交差部が形成されていない電子部品搭載用放熱基板について説明し、続けて上記交差部を備える電子部品搭載用放熱基板についての説明を行う。

図４は、上述したような本発明による交差部が形成されていない電子部品搭載用放熱基板１００の例を図示したものであり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）同様の基板の側面図である。なお、ここで上記側面図は、上記図４（Ａ）に示す平面図の同図（Ａ）上の図面上の下側の位置から上側の位置を見た場合の図を示している。

上記電子部品搭載用放熱基板１００は、例えば、上記図４で示したように、基本的には配線パターン形状に打ち抜き等の手段により形成されたリードフレーム１１０と、このリードフレーム１１０の間に一体成型された絶縁材１３０とにより構成されている。なお、上記図４において白い閉曲線で囲まれた部分がリードフレーム１１０を表しており、図４（Ａ）の灰色の網掛け部分乃至図４（Ｂ）の斜線部分が絶縁材１３０を表している。

上記電子部品搭載用放熱基板１００のうち、リードフレーム１１０は、導体板により形成されるため、全体としては平板状に形成されており、上面側から見て、電子部品が実装される回路の配線パターン形状に形成されている。そのため、上記リードフレーム１１０の上記電子部品搭載用放熱基板１００の表面側と裏面側との間の側面、言い換えれば、上記リードフレーム１１０の厚さ方向の側面は、基本的には、上記基板電子部品搭載用放熱基板１００の板面に垂直な平面に構成されている。そして、上記導体板の配線パターン形状のリードフレーム１１０への成形手段は、特に限定を設けるものではないが、例えば、プレス加工や打ち抜き加工のようなものを採用することが可能である。

また、上記成形をエッチングによって行うことも可能ではあるが、上記本発明の電子部品搭載用放熱基板では、基本的には、上記導体板の板厚を厚くすることで、当該導体板により形成されるリードフレーム１１０の厚さを増加させ、配線抵抗の減少を図っている。そのため、上記エッチングにより加工を行う場合であっても、材質が銅である場合には、少なくとも７０μｍ程度の厚さ以上に形成することによって、従来のエッチングにより回路パターンを形成した基板よりも放熱特性が改善される。また更に、上記エッチングによる加工を行わず、打ち抜き加工等により上記配線パターン形状のリードフレーム１１０を形成する場合には、特に大電流を流すことが想定される際には、上記導体板の板厚としては、例えば、銅を使用した場合には、少なくとも３００μｍ以上であることが更に望ましい。

また、上記本発明の電子部品搭載用放熱基板では、上記導体板の板厚は任意に設定することが可能であるため、高電流を使用する電子部品に対しては、基板表面上の面積ではなく上記基板の板厚を増加させることによる体積の増加によって、配線抵抗を減少させると共に放熱性をも改善させる対応が可能である。したがって、その結果として、部品の実装密度を向上させることが可能である。

そして更に、本発明では、上記導体板として、少なくとも２種類以上の相互に異なる厚さのものを用いるなどして、少なくとも２種類以上の相互に異なる厚さを有する配線パターン形状のリードフレーム１１０を形成している。そして、これら相互に異なる厚さを有するリードフレームは、相互に混在して配置することも可能である。

したがって、上記のように板厚の異なるリードフレームを混在させて用いる構成を採用することにより、上記本発明の電子部品搭載用放熱基板では、実装される電子部品に通電される電流量に応じたリードフレームを高密度に配置することが可能であり、使用材料や寸法の縮小等を通じて関連コストの削減を図ることも可能である。

すなわち、リードフレームを上述のように、例えば、抜き加工で行う場合には、ブランキングと呼ばれる、プレス加工でリードフレーム配線部の輪郭形状を作る作業を行う。そして上記ブランキングの際には材料は最終成形品よりも大きくしたものが用いられ、その大きくした部分は，さん（ｂｒｉｄｇｅ）と呼ばれ、上記さんには「送りさん幅」と「縁さん幅」とが有る。そして、一般的に上記さん幅の必要最小幅は、板厚をｔ（ｍｍ）とした場合には、「送りさん幅」は１.０ｔ〜１.５ｔｍｍ程度であり、「縁さん幅」は１.５×「送りさん幅」となっており、上記さん幅を小さくし過ぎるとプレス金型を抜く際に支障が生ずる場合が有ったり、パンチ、ダイの摩耗が早まったりバリ発生の原因になったりする場合が有るといわれている。

そこで上記本発明の電子部品搭載用放熱基板の例では、図５（Ａ）に示したように、上記基板に使用するリードフレームとして、大電流用と小電流（小信号）用のものに同じ板厚のものを用いることに代えて、図５（Ｂ）に示したように、上記各電流に対応する複数の厚みを有するリードフレームを用いており、これを混在させることも可能な構成としている。なおここで、上記図５（Ａ）は大電流用（１１０Ｈ）と小電流（小信号）（１１１Ｌ）用のものとして同一の厚さを有するリードフレームにより構成した場合の電子部品搭載用放熱基板を上記リードフレームの延伸方向から見た断面図を示したものであり、図５（Ｂ）は異なる厚さを有するリードフレームにより構成される本発明の電子部品搭載用放熱基板の上記リードフレームの延伸方向から見た断面図を示したものである。

図５（Ａ）で示したように、２つの大電流用のライン１１０Ｈ（幅はそれぞれ、Ｗ４、Ｗ６）と小信号用のライン１１１Ｌ（幅Ｗ５）とに、同一の厚さを有するリードフレーム１１０を用いた場合には、上記リードフレーム間の間隔は、上記リードフレーム１１０の厚みｔ（ここではｔ＝Ａ）に応じた送りさん幅γが必要とされる。そのため、例えば、図５（Ａ）に示した例では、上記複数のリードフレーム１１０の幅と上記送りさん幅（絶縁材が充填される部分）の配列の合計は概ねα（α≒２γ+Ｗ４+Ｗ５+Ｗ６）となる。

その一方、図５（Ｂ）で示したように、２つの大電流用のライン１１０Ｈ（幅はそれぞれ、Ｗ１、Ｗ３）と小信号用のライン１１０Ｌ（幅Ｗ２）とに、異なる厚さ（大電流用のラインの厚さｔ＝Ａ、小電流用のラインの厚さｔ＝Ｂ）を有するリードフレーム１１０を用いた場合には、上記複数のリードフレーム間の相互間隔は、上記大電流ライン１１０Ｈの間に小電流ライン１１０Ｌを配置することができる為に、上記複数のリードフレーム１１０の幅と上記送りさん幅（絶縁材が充填される部分）の配列の合計は概ねβ（β≒γ+Ｗ１+Ｗ３）となる。

そのため、上記のように構成する結果、上記複数のリードフレーム１１０と絶縁材とにより形成される幅を比較すると、α＞βとなり、上記小信号用のライン１１０Ｌの厚みを大電流用のライン１１０Ｈよりも薄くすることにより、配線密度を高くすることが可能であり、上記小電流ラインのためのリードフレーム１１０Ｌは、より板厚の薄い導体板を使用することができる為、使用材料等の節約によるコストの削減等も図ることが可能である。

そのため、例えば、リードフレームを作成するための導体板として、板厚ｔがｔ＝Ａ（但し、Ａ＝１.０ｍｍ）とｔ＝Ｂ（但し、Ｂ＝０．２５ｍｍ）を用いた場合に、大電流用のライン１１０Ｈを上記板厚がＡのもので加工し、小信号用のライン１１０Ｌを上記板厚がＢのもので加工して、これらを組み合わせて本発明の電子部品搭載用放熱基板に用いることにより、上記基板の小型化を図ることが可能である。

なお、上記リードフレームを形成する導体板の素材は、上記の様な銅やアルミニウム等の比較的安価な金属の良導体などで形成されコストの低減等を図ることが可能であるが、上記導体板はリードフレーム１１０を形成し、電子部品をはんだ付け等で実装するものであるから、熱伝導性が高いと同時に上記電子部品の実装に当たり適合性の良いものであることが望ましい。

次に、上記電子部品搭載用放熱基板１００の例のうち、絶縁材１３０は、上記導体板により形成される配線パターン形状のリードフレーム１１０間の隙間の空間を埋めるように構成されており、上記リードフレーム間の隙間に充填することで上記リードフレームを相互に接着し、全体の構造を基本的には平板状に安定的に保持するようになっている。

そして、上記図４に示した電子部品搭載用放熱基板１００のように、上記導体板から形成される上記リードフレーム１１０の板厚が相互に異なる場合には、上記リードフレーム１１０の電子部品を実装する側を上記図４（Ａ）の紙面に垂直な手前の方向（図４（Ｂ）の場合には上記図の上側方向）を上面側とした場合には、上記リードフレーム１１０Ｈと１１０Ｌの上面側の板面と上記絶縁材１３０の上面側の板面とは、同一の平面を構成するように形成されている。

その一方、上記リードフレーム１１０の電子部品を実装する側とは裏面側の板面については、上記のようにリードフレーム１１０の厚さが異なることから、上記リードフレーム１１０により構成される裏面相互間では同一の平面を構成できない。そこで、前記導体板により形成されるリードフレーム１１０の前記部品配置面の裏面の板面と前記絶縁材１３０の部品配置面側の裏面側の板面とについては、前記リードフレームのうち最も厚みを有するリードフレームの前記部品配置面の裏面の板面に合わせて、前記絶縁材１３０の充填を行い、上記板厚の最も厚いリードフレームの裏面側の板面と前記絶縁材１３０により形成される裏面側の板面とが同一面上に形成されるようになっている。すなわち、上記リードフレーム１１０により形成される板面と上記リードフレーム間に設けられる絶縁材１３０とにより形成される板面とは、上記リードフレーム１１０のうち最も厚みの大きなリードフレームに合わせて、上記リードフレーム１１０の板面の表面側と裏面側とで相互に連続する一の面を構成するようになっている。その結果、上記複数の厚みを有するリードフレーム１１０を用いた場合の上記電子部品搭載用放熱基板の裏面は、上記最も厚みの厚いリードフレーム１１０の部品配置面の裏面と上記絶縁材１３０とにより平面状に構成されることになる。なお、上記図４（Ｂ）では、上記リードフレーム１１０のうち厚みの薄いリードフレームは、上記最も厚みの厚いリードフレームの板面の表面側と相互に連続する一の面上である表側の面に一面を設けるように構成されているが、これに限らず、上記最も厚みの厚いリードフレーム１１０の板面の裏面側と相互に連続する一の面上に一面を設けるように構成されても良い。

また、上記絶縁材１３０は、放熱性のポリカーボネートやエンジニアリングプラスチック等の複合絶縁樹脂材等を素材として成形されるが、これらに限られるものではなく、絶縁性や放熱性、さらに、リードフレーム１１０を構成する導体板の素材との接着性や適合性等を考慮して選択することが可能である。

また、本発明では、上記のように、上記絶縁材１３０を上記導体板による配線パターン形状のリードフレーム１１０間の空間及びその周囲に充填する構造となっている。そのため、上記絶縁材１３０により、上記電子部品搭載用放熱基板１００全体の剛性を向上させることが可能であり、上記リードフレーム１１０と共に、上記のように実装される電子部品ＥＣからの熱を効果的に放熱することが可能である。

そして、上記電子部品搭載用放熱基板１００では、上記配線パターン状に形成されたリードフレーム１１０と上記絶縁材１３０とを例えばインサート成形等の手法により一体化して形成し、上記電子部品搭載用放熱基板１００を構成する事が可能である。

そしてその際、上記のように厚さの異なるリードフレーム１１０（例えば、１１０Ｈと１１０Ｌ）を用いる場合には、上記のように相互に厚さの異なるリードフレーム１１０を相互に混在して上記基板１００を構成することも可能である。したがって、厚さの厚い上記リードフレーム１１０Ｈと厚さの薄い上記リードフレーム１１０Ｌとを交互に配置したり、或いは、厚さの厚い上記リードフレーム１１０Ｈの間に厚さの薄い上記リードフレーム１１０Ｌを複数配置したりするなど、回路構成等や発熱領域の分散等を考慮した配置が可能である。

そのため、上記電子部品搭載用放熱基板１００では、上記電子回路の配線パターン形状のリードフレーム１１０をプレス成型等により形成することができるためタクト削減によるコスト削減が図れる。また、同様の理由によりターミナル等の実装が不要となるため、部品削減によるコストダウン等も図ることが可能である。また、本実施形態では、トランスファ成形は用いられないが、本発明では上記トランスファ成形によるものと比較して、高温対策が必要な電解コンデサやチョークコイルを同列に配置可能である点や、高価なセラミック基板が不要となるという利点がある。

次に、図６（Ａ）は上記のようにして形成された上記電子部品搭載用放熱基板１００の上面側に電子部品ＥＣ等を実装した例を図示した平面図であり、図６（Ｂ）は（Ａ）同様の基板の側面図である。ここで上記電子部品搭載用放熱基板１００の上面側に実装される上記電子部品ＥＣ等には、電流制御用のＦＥＴ等の半導体スイッチング素子や、制御電流検出用のシャント抵抗や、リップル吸収用の大容量コンデンサ等の発熱性の部品が含まれており、その他に、必要に応じて、上記リードフレーム間等を接続する、銅やアルミニウム等の金属板などからなるバスバーｂｂも含まれる。また、上記電子部品ＥＣはパッケージされたものに限らず、ベアチップ実装により実装されるものであっても良い。

そして、上記図６に示したように、上記電子部品搭載用放熱基板１００では、上記電子回路の配線パターン形状に形成したリードフレーム１１０にリフロー工程などにより直接上記電子部品ＥＣを配置して、実装することが可能である。

また、上記絶縁材１３０とリードフレーム１１０との構成は、上記のようにリードフレーム１１０Ｈや１１０Ｌの間に絶縁材１３０を設ける構成に限られず、図７（Ａ）、（Ｂ）及び次に示すような、上記リードフレーム１１０の電子部品配置面側の電子部品が実装される箇所以外の部分に、上記リードフレームの延伸方向の両側面を挿通するように凹部１１３を設けて、上記凹部１１３をも上記絶縁体１３０により被覆する構成を採用することも可能である。

なおここで、上記図７（Ａ）はリードフレーム１１０に凹部１１３を設けた場合の構成例を示す斜視図であり、図７（Ｂ）は上記図７（Ａ）のＸ―Ｘ線を垂直に通る面Ｓで切った断面を同図中の矢印の方向から見た断面図である。また、上記図７では、電子部品搭載用放熱基板全体を示さず、リードフレーム１１０と絶縁材１３０との一部の例についてのみ示している。

上記図７に記載する構成例では、リードフレーム１１０（１１０Ｈでも１１０Ｌでも構わない）の電子部品ＥＣを実装する部品配置面の板面（上記図７（Ａ）の斜視図に示す上側の面）のうち、上記電子部品ＥＣを配置しない部分には、上記図７（Ｂ）に示したように、上記部品配置面の板面に表面側凹部１１３（ｕ）を設けて、上記表面側凹部１１３（ｕ）に絶縁材１３０を充填することにより、上記表面側凹部１１３（ｕ）を上記絶縁材１３０により被覆する構成を採用している。

そして、上記表面側凹部１１３（ｕ）を被覆する上記絶縁材１３０の表面は、上記リードフレーム１１０の部品配置面（ここでは上面）の板面と上記絶縁材１３０の上記部品配置面側の表面とで連続した一つの面を形成するように構成されている。

また、同様に、上記図７に記載する構成例では、上記リードフレーム１１０の電子部品ＥＣを実装する部品配置面の裏面の板面（上記図７（Ａ）の斜視図に示す下側の面）であって、上記部品配置面のうち上記電子部品ＥＣを配置しない部分の裏面に当たる部分には、上記図７（Ｂ）に示したように、上記部品配置面の裏面の板面に裏面側凹部１１３（ｄ）を設けて上記絶縁材１３０により被覆し、併せて、上記裏面側凹部１１３（ｄ）を被覆する上記絶縁材１３０の表面は、上記リードフレーム１１０の部品配置面の裏面の板面と上記絶縁材１３０の上記部品配置面側の裏面側の表面とで連続した一つの面を形成するように構成されている。なお、ここで、上記のような凹部１１３の形成方法については特に限定を設けるものではないが、上記リードフレーム１１０を成形する際に、連続プレス等の手段により同時に成形することが可能である。

そのため、上記図７に記載する構成例では、上記絶縁材１３０は上記リードフレーム１１０間の側面に充填されてこれと接合されるのみならず、上記リードフレーム１１０の延伸方向（例えば上記図７（Ａ）に記載のＸ−Ｘ線に沿った方向）に垂直な方向で、上記リードフレーム１１０の両側面から上記絶縁材１３０を連通させることが可能なため、上記リードフレーム１１０の上面乃至下面側においても上記リードフレーム１１０と接触して接合されることが可能となっている。そして上記絶縁材１３０は、上記凹部１１３に充填されるものを含めて、上記のようにリードフレーム１１０の部品配置面の板面とその裏面側とで同一の平面を構成するように形成されている。

したがって、本発明に係る上記図７に示したような構成例では、上記のようにリードフレーム１１０と絶縁材１３０との接触面が拡大される結果として、上記リードフレーム１１０と絶縁材１３０との接合強度の向上を図ることが可能である。

また更に、本発明に係る上記図７に示したような構成例では、上記のようにリードフレーム１１０の部品配置面の板面と上記絶縁材１３０の表面とが上記凹部１１３に充填されるものを含めて同一の平面を構成するように形成されていることから、上記各種の電子部品ＥＣを実装するに当たり、ディップ（Ｄｉｐ）式半田供給ではなく、メタルマスクによる半田供給が可能となり半田付け範囲の制御を容易に行うことが可能となる。

なお、上記凹部１１３の構成例はその一例を示したものであるため、上記基板により形成する電子回路に応じて、適切な配置を行うことが可能である。そのため、上記凹部１１３の形態や配置は上記電子回路に応じて、上記図７に示したような構成例に限らず、一部の電子部品近傍に配したり、表面側凹部１１３（ｕ）又は裏面側凹部１１３（ｄ）のみを配したり、或いは、上記凹部１１３の輪郭等の構成も曲線等により形成されるものであっても構わない。また、上記凹部１１３の凹面の深さは上記リードフレーム１１０との接着性や放熱性等を考慮して定めることが可能である。また、上記凹部１１３は、厚みの薄いリードフレーム１１０Ｌが上記最も厚みの厚いリードフレーム１１０Ｈの板面の表面側又は裏面側とで相互に連続する面を構成している側に設けることも可能である。

次に上記のような２種類以上の厚みの異なるリードフレームと絶縁材とからなる電子部品搭載用放熱基板に交差部を設ける場合の構成について説明する。

上記交差部は、上述した最も厚みの厚いリードフレーム１１０Ｈと、上記最も厚みの厚いリードフレーム１１０Ｈよりも厚みの薄いリードフレーム１１０Ｌとを交差させる箇所であり、このような交差部を設けることにより、上記リードフレームによる電子部品搭載用放熱基板において、ワイヤーボンディングによる工程を不要とし、基板サイズの最適化を実現し、併せて、上記最も厚みの厚いリードフレーム１１０Ｈにより形成される配線パターンと厚みの薄いリードフレーム１１０Ｌにより形成される配線パターンとを同一面上に構成できるようにするために形成される。

すなわち、上述したようなリードフレーム１１０と絶縁材１３０により構成される電子部品搭載用放熱基板において、交差部を形成していない場合の別の構成例を図８を用いて説明すると、次のようになる。ここで、上記図８は、交差部を形成していないリードフレームによる電子部品搭載用放熱基板２００を図示したものであり、図８（Ａ）は、上記リードフレームによる電子部品搭載用放熱基板２００に上記図３に示したような３相からなるインバータ回路部分にＦＥＴや電解コンデンサ等の電子部品ＥＣを実装した場合の基板の状態を透視して示した斜視図であり、図８（Ｂ）は、上記図８（Ａ）に示した３相からなるインバータ回路のうち、１相部分を拡大して基板面を透視して示した平面図である。

また、図８（Ｃ）は、上記図８（Ｂ）と同一の部分において上記電子部品ＥＣを実装していない基板面の状態を示した平面図であり、同図中の白抜きの表示部分はリードフレーム１１０の露出部分、網みかけ表示部分は絶縁材１３０、点線部分は上記リードフレーム１１０のうち電子部品ＥＣ実装面（図中白抜きの部分）以外の部分に上述した凹部１１３を形成して絶縁材１３０を充填した結果として基板面から隠れている部分を示したものである。また、図８（Ｄ）は、上記図８（Ｃ）の基板の基板面に電子部品ＥＣを実装した場合の状態を上記図８（Ｂ）に示したように、基板面を透視しない状態で示した平面図である。

なお、上記図８中で、ＦＥＴ（Ｈｉｇｈ）は上述したインバータ３７の上段ＦＥＴの一つ、ＦＥＴ（Ｌｏｗ）は同じく下段ＦＥＴの１つ、Ｍｏｔｏｒ Ｒｅｌａｙは同じくＦＥＴによるモータ開放スイッチの一つを示し、Ｓｈｕｎｔはモータ電流検出用のシャント抵抗を示しており、また、ＷＢ配線はワイヤーボンディング配線を示している。

上述した図８に示したような電子部品搭載用放熱基板２００等のようにリードフレームによる基板に交差部を形成していない場合には、離間して配置した電子部品相互間や他のリードフレーム１１０との相互接続を行おうとする場合には、図８（Ｂ）や図８（Ｄ）に示したように、ワイヤーボンディング配線による接続を行う必要があった。そのため、上述したように、このような場合には、リフロー工程により上記電子部品搭載用放熱基板へバスバー等を含む電子部品ＥＣを一括して実装してからそのまま使用することが困難となり、余分なワイヤーボンド工程等を別途行う必要があることから生産リードタイムの増加や高コストになるという課題があった。また、このようにリードフレーム１１０を相互に交差して配置することが困難な場合には、配線パターンを形成する場合にも困難が生じ、電子部品搭載用放熱基板のサイズを従来よりも小型化することに関しても制限があった。

そこで、本発明では次の図９及び図１０に示すように、リードフレーム基板３００に交差部（クロス配線部）ＣＷを設けて、これらの課題と制限の解消を図っている。ここで、上記図９は上記クロス配線部ＣＷを説明する図であり、図９（Ａ）は図５（Ｂ）の場合と同様に異なる厚さを有するリードフレームによる電子部品搭載用放熱基板を上記リードフレームの延伸方向から見た図を示したもの、図９（Ｂ）は大電流用の厚さの厚いリードフレーム１１０Ｈの板面に上記最も厚みの厚いリードフレーム１１０Ｈの延伸方向の両側面を挿通するような凹部１１５を設けて、上記凹部１１５に絶縁材１３０を充填した例を図示したものである。また、図９（Ｃ）は上述した図８（Ｃ）と同様に３相からなるインバータ回路のうち、１相部分を拡大して基板面を透視して示した平面図であって、ここでは電子部品搭載用放熱基板３００にクロス配線部ＣＷを形成した上で、上記基板面に電子部品ＥＣを実装した例を示しており、図９（Ｄ）は上記図９（Ｃ）に表示したクロス配線部ＣＷをＸ−Ｘ線の部分で見た断面図を示したものであり、図９（Ｅ）は図９（Ｄ）部分を斜視図で示したものである。なお、上記図９（Ｅ）ではリードフレーム１１０Ｈの延伸方向の両側面に充填されている絶縁材１３０については表示を省略して示している。

また、図１０はクロス配線部ＣＷを有する電子部品搭載用放熱基板３００の例を異なる表示で図示したものであり、図１０（Ａ）は図９（Ｃ）の場合と同様に３相からなるインバータ回路のうち、１相部分を拡大して基板面を示した平面図であって、図中の白抜きの表示部分はリードフレーム１１０が基板面に露出した部分を示し、網かけの表示部分は絶縁材１３０を示し、点線部分は上記リードフレーム１１０に凹部（１１３，１１５）が形成されて絶縁材１３０が充填されている部分を示している。また、図１０（Ｂ）は上記図１０（Ａ）に示す基板に電子部品ＥＣを実装した状態を基板面を透視して示した図であり、図１０（Ｃ）はクロス配線部ＣＷを含む図１０（Ｂ）で示したＫの領域周辺を拡大して示した斜視図であり、ここでは見やすくするために絶縁材１３０を省略して示している。

本発明では、上記図９（Ａ）で示したように、厚さの異なるリードフレーム１１０を大電流用の厚さの厚いリードフレーム１１０Ｈと小電流用の厚さの薄いリードフレーム１１０Ｌとして用いている。そこで、本発明による上記交差部（クロス配線部）ＣＷでは、上記厚さの異なるリードフレーム（１１０Ｈ、１１０Ｌ）を交差させるために、図９（Ｂ）に示すように、上記厚さの厚いリードフレーム１１０Ｈに、上記リードフレーム１１０Ｈの延伸方向の両側面を挿通するような凹部１１５を設けて、上記凹部１１５に上記絶縁材１３０を充填し、そこに、上記厚さの薄いリードフレーム１１０Ｌを交差させることができるように構成されている。

そして、図９（Ｃ）はそのように構成された凹部１１５にクロス配線部ＣＷを形成した例を示したものである。上記クロス配線部ＣＷは、図９（Ｄ）、（Ｅ）に示したように、上記最も厚さの厚いリードフレーム１１０Ｈの延伸方向の両側面を挿通するような凹部１１５を設けて、上記凹部１１５に上記絶縁材１３０を充填し、上記凹部１１５の開口部の表面側である上記最も厚みの厚いリードフレーム１１０Ｈの外側寄りに、上記厚みの薄いリードフレーム１１０Ｌを上記側面の方から組み合わせるように配設し、上記厚みの薄いリードフレーム１１０Ｌを上記絶縁材１３０を介して上記最も厚みの厚いリードフレーム１１０Ｈに対して、交差して上部（上記図９（Ｄ）、（Ｅ）では上方）に配設するように構成されている。

また、図１０（Ａ）はこのようなクロス配線部ＣＷを電子部品搭載用放熱基板３００の上面から見たものである。上記図１０（Ａ）で示すように、上記厚さの異なるリードフレーム（１１０Ｈ、１１０Ｌ）は、基本的には何れも上記電子部品搭載用放熱基板３００の一方の側から他方の側の方向（ここでは図面上で上下の方向）へ延伸して設けられているが、クロス配線部ＣＷでは、図１０（Ｃ）に斜視図で示したように、厚さの薄いリードフレーム１１０Ｌが厚さの厚いリードフレーム１１０Ｈの上側を交差して通るように形成されている。

そのため、上記リードフレームによる電子部品搭載用放熱基板３００にクロス配線部ＣＷを設けた場合には、図１０（Ｂ）に示したように、電子部品搭載用放熱基板３００上に電子部品ＥＣを実装した場合には、上述した図８（Ｂ）、（Ｄ）に記載したように、ワイヤーボンディング配線（ＷＢ配線）を用いなくとも電子部品ＥＣ相互間や電子部品ＥＣと上記電子部品ＥＣが実装されたリードフレームと異なるリードフレームとの相互接続が可能になっている。

そのため、上記クロス配線部ＣＷを設けた場合には、上記クロス配線の効果により電子部品ＥＣの実装密度が向上し、小型化が可能になる他、ワイヤーボンディング等の配線・製造工程が不要となり、リフロー工程のみで製作が可能なので製作リードタイム短縮とコストダウンが可能であり、配線が交差する部分で接触が生ずることを防げる結果、上記最も厚みの厚いリードフレーム１１０Ｈにより形成される配線パターンと厚みの薄いリードフレーム１１０Ｌにより形成される配線パターンとを同一面上に構成することが可能である。

なお、上記クロス配線部ＣＷでは、厚さの厚いリードフレーム１１０Ｈと厚さの薄いリードフレーム１１０Ｌとは略９０度で交差（すなわち直交して交差）しているが、交差角度は上記９０度に限らず、基板上に形成される配線パターン形状等に応じて任意の交差角度により形成することが可能である。

また、上記の例では、電子部品搭載用放熱基板３００の上面側にクロス配線部ＣＷが形成されているが、必要に応じて裏面側に形成することも可能である。そのため、裏面側に形成する場合には、上述したと同様に、上記厚さの厚いリードフレーム１１０Ｈの裏面側に凹部１１５を形成し、そこに厚さの薄いリードフレーム１１０Ｌを交差させて両者の間を絶縁材１３０で充填することになる。したがって、基板表裏面上に同様の構成からなるリードフレームを同位相で配置し、立体的な配線を実現することも可能である。

また、上記の構成例は、本発明による電子部品搭載用放熱基板の実施形態の一例を示したものであり、本発明の趣旨の範囲で種々の形態の変更も可能である。

そのため、例えば、図１１（Ａ）に断面図を示したように、上記配線パターン形状のリードフレーム１１０と上記絶縁材１３０との間で、上記リードフレーム１１０の側面側から上記絶縁材１３０側にかけて係止部１１７を設ける構成として、上記配線パターン形状のリードフレーム１１０をプレス加工で量産することを前提とした形状とする事も可能である。

本発明のリードフレームは、基本的には厚さ方向の側面の上記絶縁材１３０側は板面に垂直な平面を有しているが、上記係止部１１７を設ける場合には、これを変形した構成を採用することが可能であり、上記変形例では、上記リードフレーム１１０の係止部１１７の外形形状は全て直線を組み合わせる事を特徴して、側面縁部の全域にわたりテーパー形状から始まり中心部の突出し部まで直線形状で終わることを特徴としている。これにより上記配線パターン形状のリードフレーム１１０の表面積を増加させられるので、伝熱および放熱面の拡大が可能であり、上記絶縁材１３０との係止面積も増加が可能で、結合がより密になる効果がある。そのため、これにより結合強度と放熱性をさらに向上させることも可能である。

また、上記係止部１１７については、更に上記図１１（Ｂ）から（Ｉ）及び次に記載するような形態を採ることも可能である。なお、上記図１１（Ｂ）から（Ｄ）は上記リードフレームの係止部１１７を上記リードフレームの板面の両側の側面が見えるように断面図で表したものであり、上記図１１（Ｅ）から（Ｈ）は同じく、上記リードフレームの板面の片側の側面が見えるように断面図で表したものであり、上記図１１（Ｉ）は上記リードフレームの板面の側面側を平面図で表したものである。

上記のうち図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）に記載した例は、上記リードフレーム１１０の延伸方向に対する側面の表面側と裏面側から前記側面の中央部側にかけて上記絶縁材１３０側に突出して形成される斜面により形成され、上記斜面は断面が三角形状であるものであって、上記斜面の結合部に断面が円形状や楕円形状等の係止形状を前記斜面から滑らかに形成したものである。すなわち、例えば、上記のうち図１１（Ｂ）に記載した例は、上記配線パターン形状のリードフレーム１１０の前記絶縁材１３０側の側面に上記絶縁材１３０と係合する係止部１１７を設ける構成として、上記配線パターン形状のリードフレーム１１０をプレス加工で量産することを前提とした形状としたものである。そして、上記リードフレーム１１０の係止部１１７の外形形状はヘチマ形状をしており複数の曲線を組み合わせた事を特徴しており、側面縁部の全域にわたりヘチマ形状の曲面形状により、係止部１１７の周辺に絶縁材１３０がスムーズに行き渡ることにより絶縁材１３０と係止部の結合がより強固になる事を特徴としている。また、上記のうち図１１（Ｃ）に記載した例では、リードフレーム１１０の係止部外形形状はダルマ形状をしており複数の曲線を組み合わせた事を特徴しており、上記の場合と同様に、側面縁部の全域にわたりダルマ形状の曲面形状により、係止部１１７の周辺に絶縁材１３０がスムーズに行き渡ることにより絶縁材１３０と係止部の結合がより強固になる事を特徴としている。そのため、上記図１１（Ｂ）や図１１（Ｃ）に記載した例では、上記のようにヘチマ形状やダルマ形状を採用することにより、配線パターン形状のリードフレーム１１０の表面積を増加させられるので、伝熱および放熱面の拡大が可能であり、上記絶縁材１３０との係止面積の増加とヘチマ形状の中心部の窪み部がリードフレーム１１０と絶縁材１３０の結合を密になるように働いている。

また、上記のうち図１１（Ｄ）に記載した例は、前記リードフレームの一方の板面から他の一方の板面にかけて形成された斜面と他の一方の板面と平行に形成された係止片（階段状の段差で形成された突き出し部）とから上記係止部１１７を形成したものである。すなわち、上記の例も上述のもの等と同様に、配線パターン形状のリードフレーム１１０をプレス加工で量産することを前提とした形状としたものであり、リードフレームの係止部外形形状は全て直線を組み合わせる事を特徴として、側面縁部のほぼ中央からのびた階段状の段差で構成された突き出し部まで直線形状で終わることを特徴としている。

また、上記のうち図１１（Ｅ）と（Ｆ）に記載した例は、前記リードフレームの延伸方向に対する側面の表面側と裏面側に前記絶縁材との間に段差を設けることにより係止部を形成したものである。上記係止部の段差の深さ（すなわち、前記リードフレームの側面部から前記段差の形状により前記リードフレームの板面の中央方向まで絶縁材が延伸して形成される長さ）は、前記リードフレームの側面の表面側と裏面側とで異なるものとしても良く、例えば、前記係止部の段差の深さは、図１１（Ｆ）に示したように、前記リードフレームの側面の裏面側が大きいものであるように構成するものであっても良い。

また、上記のうち図１１（Ｇ）と（Ｈ）に記載した例は、前記係止部１１７を、前記リードフレームの延伸方向に対する側面の表面側と裏面側から前記側面の中央部側にかけて前記絶縁材側に突出して形成される斜面により形成したものであり、上記図１１（Ｇ）では、前記斜面の断面が三角形状であるものを表示し、上記図１１（Ｈ）では、前記斜面の表面側と裏面側からの基点部を上記表面側と裏面側とで上記リードフレームの板面の垂直線上の位置からずらして形成したものである。

以上のように、上記図１１（Ａ）から（Ｈ）までに記載したような係止部１１７は、上記のようにプレス加工などによる成形が容易であり、係止面積の増加による放熱性や機械的な結合強度の増加が図れると共に、上記のようなリードフレーム１１０と絶縁材１３０の境界面にダルマ状の形状やヘチマ状の形状又は上記階段状の段差部などを形成することにより、基板に生ずる結露などによる湿気進入の抑制効果なども持たせることが可能である。

また、上記のうち図１１（Ｉ）に記載した例は、前記係止部１１７を、前記リードフレーム１１０の側面に、前記リードフレームの板面に沿って凹部を形成することによって設けたものであり、上記図１１（Ｉ）に示した例では、前記凹部は、前記凹部の解放端側よりも奥側（すなわち前記リードフレームの板面の内側方向）で広く形成されている。そのため、このように係止部をいわば鍵穴状に形成した場合、上記係止部１１７が上記リードフレームの板面を上面から見た場合に板面の側面に沿って形成されているため、プレス加工などによる成形が容易であり、上記のように係止面積の増加による放熱性や機械的な結合強度の増加を図ることが可能である。

なお、上記記載のものは係止部１１７の一例を示したものであり、上記記載の係止部１１７のパラメータ（例えば、上記段差の深さ等）を適宜変更することにより、上記リードフレーム１１０により構成しようとする回路の特性などに合わせて調整することが可能である。

また、本発明では、図１１（Ｊ）や図１１（Ｋ）に記載したように、上記リードフレーム１１０の板面の延伸方向に対する側面から内側寄りに形成された、前記リードフレーム１１０の表面と裏面とを貫通する樹脂封止形状Ｒｓを設けることも可能である。ここで、上記図１１（Ｊ）の上側の図は上記リードフレーム１１０の板面の平面図であり、上記図１１（Ｊ）の下側の図は、上記平面図のＸ−Ｘ線部分での断面図を示し、上記図１１（Ｋ）の上側の図は上記リードフレームの板面の平面図であり、上記図１１（Ｋ）の下側の図は、上記平面図のＹ−Ｙ線部分での断面図を示している。上記樹脂封止形状Ｒｓは、上述のようにリードフレームの表面と裏面とを貫通するように形成された穴であり、上記図１１（Ｊ）、（Ｋ）のように長方形状のものであっても或いは円形状のもの等であって良く、特に大きさや形状に限定を設けるものではない。本発明では、上記のような樹脂封止形状Ｒｓを設けることにより、上記リードフレーム１１０と上記絶縁材１３０を構成する樹脂等との接合強度を向上させることが可能であるが、特に本発明により上記リードフレーム１１０に構成される凹部（１１３、１１５）や上記係止部１１７と組み合わせる事により更に効果的に用いることが可能である。すなわち、例えば、図１１（Ｋ）の例は、上述の図１１（Ｅ）や（Ｆ）の例で示した段差状の係止部の内側に上記樹脂封止形状Ｒｓを形成した例であるが、上記のような構成を併用することにより、更に効果的に上記リードフレームと上記絶縁材との機械的結合強度を向上させることが可能である。

また、本発明では、例えば、図１２に斜視図で示したように、上記の導体板により形成される配線パターン形状のリードフレーム１１０の一部を、上記絶縁体１３０の内周側や外周側で、前記導体板の板面に対して上方又は下方の任意の方向に屈曲させて形成することも可能である。そのため、このように形成した場合には、上記電子部品搭載用放熱基板の外部に存在する接続端子や他の基板等との接続を容易化することが可能である。

また、本発明の対象となる電子部品搭載用放熱基板では、例えば、図１３に記載したように、上記電子部品搭載用放熱基板を構成する絶縁体１３０の周縁部分では、上記絶縁体１３０により上記電子部品搭載用放熱基板の部品配置面側又はその裏面側が縁取りして構成されるようにしても良い。ここで、上記図１３は、本発明の対象となる電子部品搭載用放熱基板（ここでは上記クロス配線部ＣＷを含まない例を示す）の外縁に、縁取り部を設けた電子部品搭載用放熱基板４００の例を示したものであり、図１３（Ａ）はその平面図であり、図１３（Ｂ）は上記基板４００と同様の基板の側面図である。なお、上記基板４００では、上記リードフレーム１１０として大電流用の厚みを有するもの１１０Ｈと、小電流用（小信号用）の厚みを有するもの１１０Ｌと、これらの中間程度の電流が通電する中電流用の厚みを有するもの１１０Ｍの３種類を含んだものを表示している。

上記図１３に記載した電子部品搭載用放熱基板４００は、上記本発明を構成する絶縁材１３０の周縁部分に、前記絶縁体１３０により上記電子部品搭載用放熱基板４００の上面側に閉曲線状に構成された縁取り部１５０を形成したものである。なお、ここでは上記閉曲線状の縁取り部１５０は、上記絶縁体１３０の外縁の輪郭に合わせて長方形状に形成しているが、上記輪郭は、選択する基板の形態に合わせて、任意に選択して構成することも可能である。

本発明の上記の構成例では、上記のように縁取り部１５０を構成して設けることにより、上記リードフレーム１１０と絶縁材１３０との接合部分の剥離を一層生じないようにすると共に、上記電子部品搭載用放熱基板４００の剛性を一層向上させることが可能である。

そのため、本発明では上記のような構成によっても、本発明の目的を効果的に達成することが可能であり、これらの構成を有する電子部品搭載用放熱基板に上記クロス配線部（交差部）ＣＷを加えた電子部品搭載用放熱基板を電動パワーステアリング装置に用いることにより、効果的な放熱を行うことにより駆動制御の性能の向上が図れると共に、基板への部品実装密度を高め、部品実装のためのコストを低減することも可能である。

１ ハンドル
２ コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）
３ 減速機構
４ａ ４ｂ ユニバーサルジョイント
５ ピニオンラック機構
６ａ ６ｂ タイロッド
７ａ ７ｂ ハブユニット
８Ｌ ８Ｒ 操向車輪
１０ トルクセンサ
１１ イグニションキー
１２ 車速センサ
１３ バッテリ
１４ 舵角センサ
２０ 電動モータ
３０ 制御装置（コントロールユニット、ＥＣＵ）
１００ ２００ ３００ ４００ 電子部品搭載用放熱基板
１１０ リードフレーム
１１０Ｈ リードフレーム（大電流用）
１１０Ｌ リードフレーム（小電流用）
１１３ １１５ 凹部
１１７ 係止部
１３０ 絶縁材
１５０ 縁取り部
ＥＣ （ＦＥＴ等を含む）電子部品
ＣＷ クロス配線部（交差部）
Ｓｈｕｎｔ シャント抵抗
ＷＢ回線 ワイヤーボンディング回線
Ｍｏｔｏｒ Ｒｅｌａｙ モータ開放スイッチ

Claims (9)

1. 配線パターン形状のリードフレームに形成した導体板と前記配線パターン形状のリードフレーム間に設けられた絶縁材とにより構成される電子部品搭載用放熱基板であって、
   前記リードフレームは、少なくとも２種類以上の異なる厚さを有しており、
   前記リードフレームにより形成される板面と前記リードフレーム間に設けられる絶縁材とにより形成される板面とは、前記リードフレームのうち最も厚みの厚いリードフレームに合わせて、前記リードフレームの板面の表面側と裏面側とで相互に連続する一の面を構成し、
   前記リードフレームのうち厚みの薄いリードフレームは、前記最も厚みの厚いリードフレームの板面の表面側又は裏面側と相互に連続する一の面上に一面を設けるように構成されており、
   前記最も厚みの厚いリードフレームと前記厚みの薄いリードフレームとは、交差部において交差して配置することが可能であり、
   前記交差部では、前記最も厚みの厚いリードフレームの板面の表面側又は裏面側若しくはその双方に、前記最も厚みの厚いリードフレームの延伸方向の両側面を挿通するような凹部を設けて、前記凹部に前記絶縁材を充填し、前記凹部の開口部の表面側である前記最も厚みの厚いリードフレームの外側寄りに、前記厚みの薄いリードフレームを配設し、前記厚みの薄いリードフレームを前記絶縁材を介して前記最も厚みの厚いリードフレームに対して交差して配設していることを特徴とする電子部品搭載用放熱基板。
2. 前記交差部では、前記最も厚みの厚いリードフレームと前記厚みの薄いリードフレームとを直交させて配設している請求項１に記載の電子部品搭載用放熱基板。
3. 前記凹部は前記交差部以外にも設けられ、
   前記交差部以外に設けられる凹部は、前記最も厚みの厚いリードフレームと前記厚みの薄いリードフレームの電子部品実装面において、電子部品が実装される部分以外の部分に前記リードフレームの延伸方向の両側面を挿通するように設けられたものである請求項１又は２に記載の電子部品搭載用放熱基板。
4. 前記配線パターン形状のリードフレームを形成する手段がプレス加工又は打ち抜き加工であり、前記最も厚みの厚いリードフレームと前記厚みの薄いリードフレームは個別に形成され、前記最も厚みの厚いリードフレームは大電流用として用い、前記厚みの薄いリードフレームは、小電流用として用いる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子部品搭載用放熱基板。
5. 前記配線パターン形状のリードフレームに形成された導体板と前記絶縁材とを一体成型の手段により構成した請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子部品搭載用放熱基板。
6. 前記配線パターン形状のリードフレームと前記絶縁材との間で、前記リードフレームの側面側から前記絶縁材側にかけて係止部を設け、
   前記絶縁材が樹脂材料であり、
   前記導体板の素材が銅又はアルミニウムであり、
   前記導体板の素材が銅の場合には、前記導体板の厚さが７０μｍ以上である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子部品搭載用放熱基板。
7. 前記導体板に形成した配線パターン形状のリードフレーム一部は、前記絶縁材の周縁より内側又は外側で、その一部を前記導体板の板面に対して上方又は下方に屈曲した形状を有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子部品搭載用放熱基板。
8. 前記電子部品搭載用放熱基板を構成する絶縁材の周縁部分では、前記絶縁材により前記電子部品搭載用放熱基板の部品配置面側又はその裏面側が縁取りして構成される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電子部品搭載用放熱基板。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電子部品搭載用放熱基板を用いた電動パワーステアリング装置。