CN107546212A - 电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子装置,抑制电子装置的性能降低,并且实现电子装置的小型化。电子装置(EA)在具有尺寸不同的多个贯通导孔的贯通基板(WB)的背面的第1区域配置包括功率晶体管的功率模块(PM2A),另一方面,在贯通基板(WB)的表面的第2区域配置包括控制电路的预驱动器(PD2)。此时,在俯视视角下,第1区域和第2区域具有重叠的区域。并且,功率模块(PM2A)与预驱动器(PD2)经由贯通导孔(TV1)而电连接。进而,多个贯通导孔具有第1尺寸的贯通导孔(TV1)、比第1尺寸大且能够插入线缆(CAL(V))的贯通导孔(TV2)以及在内部埋入有导电性部件(CM)的贯通导孔(TV3)。

Description

电子装置
技术领域
本发明涉及一种电子装置,例如涉及一种有效适用于将包括使负载电流流动到负载的功率电路的第1半导体装置以及包括控制该功率电路的控制电路的第2半导体装置搭载于1个配线基板的电子装置的技术。
背景技术
在日本特开2015-126095号公报(专利文献1)中记载了将功率类电子部件和控制类电子部件搭载于1个基板的电子控制装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-126095号公报
发明内容
例如,存在将包括使负载电流流动到负载的功率电路的第1半导体装置以及包括控制该功率电路中的开关的控制电路的第2半导体装置搭载于1个基板的电子装置。在以这种方式构成的电子装置中,为了实现成本削减,逐渐推进外形尺寸的小型化。但是,当使功率电路进行动作时,会产生大量的热量,因此在使电子装置小型化的情况下,在功率电路中产生的热量容易传递到控制电路,由此,控制电路有可能进行错误动作。另外,在功率电路中产生的电噪声也有可能对控制电路造成不良影响。因此,为了实现电子装置的小型化,需要在抑制从功率电路产生的热量、电噪声的不良影响方面设法改良。即,期望在能够抑制电子装置的性能降低并且实现电子装置的小型化的方面设法改良。
其他课题和新特征将根据本说明书的叙述以及附图而变得明确。
一个实施方式中的电子装置在具有尺寸不同的多个贯通导孔的贯通基板的背面的第1区域配置包括功率晶体管的第1半导体装置,另一方面,在贯通基板的表面的第2区域配置包括控制电路的第2半导体装置。此时,在俯视视角下,第1区域与第2区域具有重叠的区域。并且,第1半导体装置与第2半导体装置经由贯通导孔而电连接。进而,多个贯通导孔具有第1尺寸的第1贯通导孔、比第1尺寸大且能够插入线缆的第2贯通导孔以及在内部埋入有导电性部件的第3贯通导孔。
根据一个实施方式,能够抑制电子装置的性能降低,并且实现电子装置的小型化。
附图说明
图1是示出应用实施方式中的电子装置的电动冲击起子的示意性结构的图。
图2是示意性地示出电子装置与电动机的电连接结构的图。
图3是示出实施方式中的逆变器的电路块结构的示意图。
图4是示出实施方式中的电子装置的示意性的安装结构的图。
图5是从贯通基板的表面侧观察实施方式中的电子装置的立体图。
图6是从贯通基板的背面侧观察实施方式中的电子装置的立体图。
图7是示意性地示出实施方式中的贯通基板的基本结构的图。
图8是示出实施方式中的贯通基板的表面的布局的俯视图。
图9是示出形成于图7所示的芯层的上表面的第2配线层的布局图案的俯视图。
图10是示出形成于图7所示的芯层的下表面的第3配线层的布局图案的俯视图。
图11是示出实施方式中的贯通基板的背面的布局的俯视图。
图12是示出实施方式中的功率电路区域的布局的俯视图。
图13是示出形成于实施方式中的贯通基板的贯通导孔的示意性的剖面结构的图。
图14是示出形成于实施方式中的贯通基板的贯通导孔的示意性的剖面结构的图。
图15是示出形成于实施方式中的贯通基板的贯通导孔的示意性的剖面结构的图。
图16是图12的以A-A线剖切而得到的剖视图。
图17是图12的以B-B线剖切而得到的剖视图。
图18是图12的以C-C线剖切而得到的剖视图。
图19是示出在贯通基板的表面搭载功率模块的结构的剖视图。
图20是示出在贯通基板的背面搭载功率模块的结构的剖视图。
图21中(a)是示出形成于贯通基板的表面的第1配线层的图,(b)是示出形成于第1配线层的下层的第2配线层的图,(c)是示出形成于第2配线层的下层的第3配线层的图,(d)是示出形成于贯通基板的背面的第4配线层的图。
图22中(a)是示出电容器的示意性结构的图,(b)是示意性地示出将电容器搭载于贯通基板的表面的情形的图。
图23是示出将实施方式中的电子装置与使用6层IVH基板的研究装置进行比较的结果的图表。
图24是示出着眼于制造成本而将本实施方式中的电子装置与使用6层IVH基板的研究装置进行比较的结果的图表。
具体实施方式
在以下的实施方式中,为了便于说明,在需要时分割成多个部分或者实施方式来进行说明,但除了在特别明示的情况下,它们并非彼此无关,而存在一方是另一方的一部分或者全部的变形例、详细内容、补充说明等的关系。
另外,在以下的实施方式中,在提及要素的数量等(包括个数、数值、量、范围等)的情况下,除了在特别明示的情况和从原理上明确被限定于特定的数量的情况等下,不限于该特定的数量,也可以是特定的数量以上或以下。
进而,在以下的实施方式中,其构成要素(也包括要素步骤等)除了在特别明示的情况和从原理上明确认为是必需的情况等下,当然不一定是必需的。
同样地,在以下的实施方式中,在提及构成要素等的形状、位置关系等时,除了在特别明示的情况和从原理上明确认为并非如此的情况等下,包括实质上与其形状等近似或者类似的形状等。这对于上述数值和范围也是同样的。
另外,在用于说明实施方式的所有附图中,原则上对相同的部件附加相同的标号,省略其重复的说明。此外,为了容易理解附图,有时即使是俯视图也附加阴影线。
<用语的说明>
在本说明书中,“电子部件”是指利用电子的部件,特别是,利用半导体内的电子的部件是“半导体部件”。作为该“半导体部件”的例子,能够列举出半导体芯片。因此,包含“半导体芯片”的语句是“半导体部件”,“半导体部件”的上位概念为“电子部件”。
在本说明书中,“半导体装置”是指具备半导体部件以及与该半导体部件电连接的外部连接端子的结构体,例如,是指利用密封体覆盖半导体部件的结构体。特别是,“半导体装置”构成为能够通过外部连接端子而与外部装置电连接。
进而,在本说明书中,“功率晶体管”是指,通过将多个单位晶体管(单元晶体管)并联连接(例如将数千个到数十万个单位晶体管并联连接)而即使在比单位晶体管的容许电流大的电流的情况下也实现单位晶体管的功能的单位晶体管的集合体。例如,在单位晶体管作为开关元件而发挥功能的情况下,“功率晶体管”成为还能够应用于比单位晶体管的容许电流大的电流的开关元件。特别是,在本说明书中,“功率晶体管”这样的用语例如用作表示包含“功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)”和“IGBT”这两者的上位概念的语句。
<电动冲击起子的结构>
本实施方式中的电子装置例如是包括对电动机等负载进行控制的逆变器的构成要素在内的电子装置。因此,本实施方式中的电子装置能够广泛应用于具备电动机等负载的产品。例如,作为能够应用本实施方式中的电子装置的产品,能够列举出机器人、无人机(无人飞行器)、电动工具等。特别是,在本实施方式中,作为一个具体例子,以将本实施方式中的电子装置应用于电动工具的情况为例来进行说明。
图1是示出应用本实施方式中的电子装置的电动冲击起子100的示意性结构的图。在图1中,电动冲击起子100在机壳的内部具有锤HM、配置于该锤HM的背面侧的传感器基板SB以及配置于该传感器基板SB的背面侧的电动机MOT。电动冲击起子100还具有与传感器基板SB电连接的电子装置EA以及与该电子装置EA电连接的电池组连结部CU。并且,本实施方式中的电动冲击起子100构成为能够与供给用于使电动冲击起子100进行动作的电力的电池组连接。具体地说,构成为能够在图1所示的电池组连结部CU外装电池组。由此,能够从电池组向电动冲击起子100供给电力。特别是,通过本实施方式中的电子装置EA来控制电动机MOT的驱动。
在以上述方式构成的电动冲击起子100中,电动机MOT与锤HM经由齿轮而连接。因此,通过驱动电动机MOT,能够经由齿轮而使锤HM旋转。通过该锤HM的旋转,能够使安装于电动冲击起子100的刀头(bit)旋转,并且在刀头的旋转方向上提供冲击力(撞击力)。其结果是,根据电动冲击起子100,与仅使刀头旋转的电动钻头驱动套相比,能够在刀头的旋转方向上施加冲击力,因此能够通过刀头强劲地将螺钉紧固。
图2是示意性地示出电子装置EA与电动机MOT的电连接结构的图。如图2所示,在本实施方式中,接近于电动机MOT地设置有传感器基板SB。该传感器基板SB与电子装置EA电连接,电子装置EA构成为经由传感器基板SB而控制电动机MOT。
在此,在本实施方式中,由3相电动机构成电动机MOT。因此,与3相电动机的3相(U相、V相、W相)分别对应地,电子装置EA与传感器基板SB通过线缆CAL(U)、线缆CAL(V)和线缆CAL(W)而电连接。而且,如图2所示,电子装置EA通过电源线缆BCAL而与电池组连结部CU电连接。该电池组连结部CU与电池组BAT电连接。因此,构成为从电池组BAT经由电池组连结部CU以及电源线缆BCAL向电子装置EA供给电力。
<逆变器的电路块结构>
接下来,说明控制电动机MOT的逆变器的电路块结构。图3是示出本实施方式中的逆变器的电路块结构的示意图。如图3所示,控制电动机MOT的逆变器由设置于传感器基板SB的构成要素以及设置于电子装置EA的构成要素构成。
首先,说明设置于电子装置EA的构成要素。电子装置EA例如具有被从图2所示的电池组(电池)BAT供给18V的电源电位的电源线PL、从电池组BAT被供给0V的基准电位(GND电位)的地线GL2以及经由用于检测过电流的分流电阻元件SR而与该地线GL2电连接的地线GL。
并且,电子装置EA具有对作为负载的电动机MOT供给负载电流的功能。该电子装置EA具备负载电流流过的功率电路以及控制该功率电路的控制电路。
具体地说,在图3中,功率电路具有与U相对应的管脚LG1、与V相对应的管脚LG2以及与W相对应的管脚LG3。特别是,与U相对应的管脚LG1由构成上分路的高压侧用功率晶体管HQ1以及构成下分路的低压侧用功率晶体管LQ1构成。同样地,与V相对应的管脚LG2由构成上分路的高压侧用功率晶体管HQ2以及构成下分路的低压侧用功率晶体管LQ2构成。进而,与W相对应的管脚LG3由构成上分路的高压侧用功率晶体管HQ3以及构成下分路的低压侧用功率晶体管LQ3构成。
在此,在与U相对应的管脚LG1中,高压侧用功率晶体管HQ1的漏极端子(被供给作为固定电位的电源电位的端子)与电源线PL电连接。进而,高压侧用功率晶体管HQ1的源极端子(能够与负载电连接的端子)与低压侧用功率晶体管LQ1的漏极端子(能够与负载电连接的端子)电连接。而且,该连接节点与电动机MOT的U相电连接。另外,低压侧用功率晶体管LQ1的源极端子(被供给作为固定电位的基准电位(GND电位)的端子)与地线GL电连接。
同样地,在与V相对应的管脚LG2中,高压侧用功率晶体管HQ2的漏极端子(被供给作为固定电位的电源电位的端子)与电源线PL电连接。进而,高压侧用功率晶体管HQ2的源极端子(能够与负载电连接的端子)与低压侧用功率晶体管LQ2的漏极端子(能够与负载电连接的端子)电连接。而且,该连接节点与电动机MOT的V相电连接。另外,低压侧用功率晶体管LQ2的源极端子(被供给作为固定电位的基准电位(GND电位)的端子)与地线GL电连接。
另外,在与W相对应的管脚LG3中,高压侧用功率晶体管HQ3的漏极端子(被供给作为固定电位的电源电位的端子)与电源线PL电连接。进而,高压侧用功率晶体管HQ3的源极端子(能够与负载电连接的端子)与低压侧用功率晶体管LQ3的漏极端子(能够与负载电连接的端子)电连接。而且,该连接节点与电动机MOT的W相电连接。另外,低压侧用功率晶体管LQ3的源极端子(被供给作为固定电位的基准电位(GND电位)的端子)与地线GL电连接。
进而,在图3中,负载电流在从电源线PL经由高压侧用功率晶体管HQ1~HQ3流动到作为负载的电动机MOT之后,从电动机MOT经由低压侧用功率晶体管LQ1~LQ3流动到地线GL。其后,负载电流经由分流电阻元件SR流动到地线GL2。因此,在负载电流流过的功率电路中,包括高压侧用功率晶体管HQ1~HQ3和低压侧用功率晶体管LQ1~LQ3,并且还包括分流电阻元件SR。
接下来,在图3中,控制电路具有微处理器MCU以及预驱动器PD1~PD3。并且,微处理器MCU构成为与预驱动器PD1~PD3分别电连接,分别控制预驱动器PD1~PD3。基于通过该微处理器MCU进行的控制,预驱动器PD1~PD3分别进行功率电路的开关动作。
具体地说,预驱动器PD1具有控制高压侧用功率晶体管HQ1和低压侧用功率晶体管LQ1各自的开关的功能。同样地,预驱动器PD2具有控制高压侧用功率晶体管HQ2和低压侧用功率晶体管LQ2各自的开关的功能。进而,预驱动器PD3具有控制高压侧用功率晶体管HQ3和低压侧用功率晶体管LQ3各自的开关的功能。
此时,高压侧用功率晶体管HQ1~HQ3与低压侧用功率晶体管LQ1~LQ3分别能够由“功率MOSFET”、“IGBT”构成。在该情况下,高压侧用功率晶体管HQ1~HQ3与低压侧用功率晶体管LQ1~LQ3分别具有栅极电极。因此,预驱动器PD1~PD3分别通过使施加到栅极电极的栅极电压变化来控制高压侧用功率晶体管HQ1~HQ3与低压侧用功率晶体管LQ1~LQ3各自的开关动作(接通/断开动作)。
另外,微处理器MCU构成为监控分流电阻元件SR的两端间的电压。例如,微处理器MCU通过监控分流电阻元件SR的两端间的压降来探测由于功率电路的短路等而从地线GL流向地线GL2的过电流。即,微处理器MCU构成为在分流电阻元件SR的两端间的压降超过预先设定的阈值的情况下,认为产生过电流而保护功率电路。
此外,构成控制电路的预驱动器PD1~PD3分别与调节器REG1电连接。该调节器REG1构成为由从电源线PL供给的18V生成15V的电压。然后,将由调节器REG1生成的15V的电压分别供给到预驱动器PD1~PD3。另一方面,构成控制电路的微处理器MCU与调节器REG2电连接。该调节器REG2构成为由从电源线PL供给的18V生成5V的电压。然后,将由调节器REG2生成的5V的电压供给到微处理器MCU。
接下来,说明设置于传感器基板SB的构成要素。如图3所示,在传感器基板SB例如设置有霍耳传感器HS和热敏电阻TH。霍耳传感器HS具有检测作为电动机MOT的构成要素的转子的角度的功能。另一方面,热敏电阻TH具有检测电动机MOT附近的温度的功能。并且,霍耳传感器HS和热敏电阻TH分别与设置于电子装置EA的微处理器MCU电连接。微处理器MCU根据来自霍耳传感器HS的输出信号以及来自热敏电阻TH的输出信号而控制预驱动器PD1~PD3。其结果是,通过预驱动器PD1~PD3,实现基于霍耳传感器HS以及热敏电阻TH的输出信号的功率电路的开关控制。由此,能够实现反映了霍耳传感器HS以及热敏电阻TH的输出信号的电动机MOT的驱动。
在本实施方式中的逆变器中,设想所使用的电源电压(从电池供给的电压)较低的情况,因此构成功率电路的高压侧用功率晶体管HQ1~HQ3和低压侧用功率晶体管LQ1~LQ3分别能够由“功率MOSFET”构成。即,在使用“功率MOSFET”作为逆变器的开关元件的情况下,不需要与功率MOSFET反并联连接的续流二极管。这是由于,在功率MOSFET的器件结构中,在外延层(漂移层、n型半导体区域)与体区域(p型半导体区域)之间形成由pn结二极管构成的体二极管,该体二极管具有作为续流二极管的功能。
不过,本实施方式中的技术思想不限于由“功率MOSFET”构成组成功率电路的功率晶体管的情况,例如,还能够由“IGBT”构成。在该情况下,需要与“IGBT”反并联地设置续流二极管。例如,在如电动机MOT那样在由逆变器驱动的负载中包括电感的情况下,存在负载电流(回流电流)向与接通的开关元件相反的方向流动的模式。即,当在负载中包括电感的情况下,有时能量从负载的电感返回到逆变器(功率电路)(有时电流倒流)。然而,在“IGBT”单体的情况下,不具有能够使该回流电流流动的功能,因此需要与“IGBT”反并联地连接续流二极管。即,在逆变器中,在如电动机MOT那样在负载中包括电感的情况下,在关断“IGBT”时,必须放出在电感中蓄积的能量。但是,在“IGBT”单体的情况下,无法流过用于释放在电感中蓄积的能量的回流电流。因此,为了使在该电感中蓄积的电能进行回流,与“IGBT”反并联地连接续流二极管。即,续流二极管具有为了释放在电感中蓄积的电能而使回流电流流动这样的功能。因此,在使用“IGBT”作为功率电路的开关元件的情况下,存在与“IGBT”反并联地设置续流二极管的必要性。
<电子装置的安装结构>
接下来,说明作为逆变器的构成要素的电子装置EA的安装结构。图4是示出本实施方式中的电子装置EA的示意性的安装结构的图。在图4中,本实施方式中的电子装置EA具有配置于壳体CS内的贯通基板WB。而且,在该贯通基板WB的表面(上表面)例如搭载有构成逆变器的控制电路的预驱动器PD1~PD3以及微处理器MCU,进而,还搭载有电容器(电解电容器)CON。另一方面,在贯通基板WB的背面(下表面)例如搭载有构成逆变器的功率电路的功率模块PM1~PM3。另外,在贯通基板WB连接有线缆CAL(U)、CAL(V)、CAL(W),将这些线缆CAL(U)、CAL(V)、CAL(W)从贯通基板WB的表面侧引出到外部。同样地,在贯通基板WB还连接有电源线缆BCAL1、BCAL2,也将这些电源线缆BCAL1、BCAL2从贯通基板WB的表面侧引出到外部。
这样一来,在构成电子装置EA的贯通基板WB的表面和背面这两面搭载有电子部件。并且,搭载有电子部件的贯通基板WB配置于壳体CS的内部,且例如通过由树脂构成的密封体MR来密封。如上所述,安装构成本实施方式中的电子装置EA。
图5是从贯通基板WB的表面侧观察本实施方式中的电子装置EA的立体图。如图5所示,在贯通基板WB的表面搭载有构成逆变器的控制电路的多个电子部件。例如,在贯通基板WB的表面,作为半导体装置(半导体封装体),搭载有微处理器MCU、预驱动器PD1~PD3,并且搭载有由电解电容器构成的电容器CON。
另一方面,图6是从贯通基板WB的背面侧观察本实施方式中的电子装置EA的立体图。如图6所示,在贯通基板WB的背面搭载有构成逆变器的功率电路的多个电子部件以及构成逆变器的控制电路的电子部件。例如,构成逆变器的功率电路的电子部件是形成为半导体装置(半导体封装体)的形态的6个功率模块PM。在这6个功率模块PM的内部形成有作为功率电路的开关元件的功率晶体管。具体地说,将3个高压侧用功率晶体管HQ1~HQ3和3个低压侧用功率晶体管LQ1~LQ3作为6个功率模块PM而搭载于贯通基板WB的背面。进而,也将作为构成逆变器的功率电路的电子部件的分流电阻元件SR搭载于贯通基板WB的背面。
<实施方式中的贯通基板>
接下来,说明本实施方式中的贯通基板WB。图7是示意性地示出本实施方式中的贯通基板WB的基本结构的图。如图7所示,本实施方式中的贯通基板WB具有预浸料层PLG1、配置于预浸料层PLG1的下层的芯层CL以及配置于芯层CL的下层的预浸料层PLG2。换言之,本实施方式中的贯通基板WB也可以具有预浸料层PLG1、预浸料层PLG2以及夹在预浸料层PLG1与预浸料层PLG2之间的芯层CL。此时,在本实施方式中的贯通基板WB中,芯层CL的厚度比预浸料层PLG1的厚度以及预浸料层PLG2的厚度厚。并且,如图7所示,本实施方式中的贯通基板WB具有形成于预浸料层PLG1的上表面的配线层L1、形成于芯层CL的上表面的配线层L2、形成于芯层CL的下表面的配线层L3以及形成于预浸料层PLG2的下表面的配线层L4。
进而,本实施方式中的贯通基板WB具有多个“贯通导孔”。这里所说的“贯通导孔”是指将预浸料层PLG1、芯层CL和预浸料层PLG2贯通的结构,在本实施方式中的贯通基板WB只形成有该“贯通导孔”处作为导孔。换言之,在本实施方式中的贯通基板WB仅形成有从贯通基板WB的表面到达贯通基板WB的背面的“贯通导孔”。即,如果使用图7所示的配线层(L1~L4)而以容易理解的方式进行表述,则在本实施方式中的贯通基板WB未形成例如仅连接图7的配线层L1与配线层L2之间的“盲导孔”、仅连接图7的配线层L3与配线层L4之间的“盲导孔”。同样地,在本实施方式中的贯通基板WB未形成例如仅连接作为内部配线层的配线层L2与配线层L3的“埋导孔”。该“盲导孔”、“埋导孔”是被称为所谓的“IVH(Interstitial ViaHole,填隙式导孔)”的结构。特别是,具有“盲导孔”、“埋导孔”的多层基板被称为层积基板、“HDI(High Density Interconnect,高密度互连)”。因此,在不具有“盲导孔”、“埋导孔”这点上,将本实施方式中的贯通基板WB与具有所谓的“盲导孔”、“埋导孔”的层积基板明确区分开。
以上述方式构成的本实施方式中的贯通基板WB在仅具有通过钻头加工而形成的“贯通导孔”这点上,与具有使用激光加工等而形成的“盲导孔”、“埋导孔”的层积基板相比,具有能够实现基板成本的削减这样的优点。即,本实施方式中的贯通基板WB能够抑制基板成本,因此期待能够通过使用该贯通基板WB来削减电子装置整体的制造成本。
接下来,本实施方式中的贯通基板WB具有结构不同的多个贯通导孔。具体地说,例如,如图7所示,本实施方式中的贯通基板WB具有尺寸不同(直径不同)的多个贯通导孔(TV1、TV2、TV3)。例如,在本实施方式中的贯通基板WB中,贯通导孔TV1的直径是0.3mm左右,贯通导孔TV2的直径是1.8mm左右,贯通导孔TV3的直径是0.5mm左右。进而,本实施方式中的形成于贯通基板WB的多个贯通导孔(TV1、TV2、TV3)中的一部分的贯通导孔TV3在内部埋入有导电性部件。即,在本实施方式中的贯通基板WB混合存在有在内部具有空洞部的贯通导孔(TV1、TV2)以及在内部埋入有导电性部件的贯通导孔TV3。
根据以上所述,例如,如下所示地定义本实施方式中的贯通基板WB。即,将本实施方式中的贯通基板WB定义为“仅具有从表面到达背面的多个贯通导孔作为导孔且在这些多个贯通导孔中包括导孔结构不同的贯通导孔的基板”。如果进一步地详细定义,则能够将本实施方式中的贯通基板WB定义为“仅具有从表面到达背面的多个贯通导孔作为导孔且多个贯通导孔具有第1尺寸的贯通导孔(TV1)、比第1尺寸大且能够插入线缆的贯通导孔(TV2)以及在内部埋入有导电性部件的贯通导孔(TV3)的基板”。
<电子装置的层间布局结构(省略贯通导孔)>
接下来,说明包括上述本实施方式中的贯通基板WB的电子装置的示意性的层间布局结构。首先,图8是示出本实施方式中的贯通基板WB的表面的布局结构的俯视图。如图8所示,本实施方式中的贯通基板WB的俯视形状为矩形形状。并且,在贯通基板WB的表面所包含的区域AR(第2区域)搭载有微处理器MCU(半导体装置)、预驱动器PD1~PD3(半导体装置)以及电容器CON(电子部件)。
此外,在图8中,虽然未图示,在区域AR还搭载有栅极电阻元件。即,在贯通基板WB的表面配置有作为控制功率晶体管的控制电路的构成要素的半导体装置。
另外,虽然未图示,在贯通基板WB的表面(准确地说,图7所示的预浸料层PLG1的上表面)形成有配线层L1,该配线层L1组成构成控制电路的控制电路用配线层。
接下来,图9是示出形成于图7所示的预浸料层PLG1的下表面(芯层CL的上表面)的配线层L2的布局图案的俯视图。在图9中,配线层L2还组成构成控制电路的控制电路用配线层。此外,图9是从贯通基板WB的表面侧观察的透视图。
具体地说,如图9所示,配线层L2具有配线图案WP1、配线图案WP2、配线图案WP3以及配线图案WP4。此时,配线图案WP1是例如被施加通过图3所示的调节器REG1从18V降压而得到的15V的电位的配线图案,配线图案WP2是被施加通过图3所示的调节器REG2从18V降压而得到的5V的电位的配线图案。另一方面,配线图案WP3以及配线图案WP4是被施加控制电路用的基准电位(GND电位)的配线图案。
进而,图10是示出形成于图7所示的芯层CL的下表面(预浸料层PLG2的上表面)的配线层L3的布局图案的俯视图。在图10中,配线层L3包括构成向负载(电动机)供给电流的功率电路的功率电路用配线层以及与功率电路用配线层分离的控制电路用配线层。此外,图10是从贯通基板WB的表面侧观察的透视图。
具体地说,如图10所示,配线层L3具有形成于与图8所示的区域AR(第2区域)在俯视视角下重叠的功率电路区域PR1的配线图案WP6、WP7、形成于从功率电路形成区域PR1间隔开的控制电路区域CR1的配线图案WP5以及以跨功率电路区域PR1和控制电路区域CR1的方式形成的配线图案WP8。在此,形成于控制电路区域CR1的配线图案WP5是被施加控制电路用的基准电位(GND电位)的配线图案。
接下来,图11是示出本实施方式中的贯通基板WB的背面的布局结构的俯视图。此外,图11是从贯通基板WB的表面侧观察的透视图。
如图11所示,本实施方式中的贯通基板WB的俯视形状为矩形形状。并且,在贯通基板WB的背面所包含的功率电路区域PR2(第2区域)配置有与高压侧用功率晶体管HQ1~HQ3分别对应的3个功率模块PM(半导体装置)、与低压侧用功率晶体管LQ1~LQ3分别对应的3个功率模块PM(半导体装置)以及分流电阻元件SR(电子部件)。另一方面,在从功率电路形成区域PR2间隔开的控制电路区域CR2配置有调节器REG1、REG2。即,在贯通基板WB的背面配置有作为包括功率晶体管的功率电路的构成要素的半导体装置以及作为控制功率晶体管的控制电路的构成要素的半导体装置。此外,虽然未图示,在贯通基板WB的背面(准确地说,图7所示的预浸料层PLG2的下表面)形成有配线层L4,该配线层L4构成为包括构成功率电路的功率电路用配线层以及与功率电路用配线层分离的控制电路用配线层。
根据图10以及图11可知,图10所示的配线层L3的功率电路区域PR1与图11所示的配线层L4的功率电路区域PR2具有在俯视视角下重叠的区域,在图10以及在图11中,虽然未图示,配线层L3的功率电路区域PR1与配线层L4的功率电路区域PR2由贯通导孔TV3连接。
<功率电路区域的布局结构>
接下来,说明图11所示的功率电路区域PR2的布局结构。图12是示出本实施方式中的功率电路区域PR2的布局结构的俯视图。此外,图12是从贯通基板WB的表面侧观察的透视图。
在图12中,在功率电路区域PR2形成有在x方向上延伸的电源配线图案PWP以及与电源配线图案PWP间隔开地在x方向上延伸的接地配线图案GWP。并且,如图12所示,电源配线图案PWP在左端部具有在y方向上突出的“突出部”,以在y方向上与该电源配线图案PWP间隔开地相对的方式形成有接地配线图案GWP2(导体图案)。进而,该接地配线图案GWP2经由对过电流进行检测的分流电阻元件SR与在x方向上延伸的接地配线图案GWP电连接。
以上述方式构成的电源配线图案PWP与多个贯通导孔TV3连接,并且,在电源配线图案PWP的“突出部”与贯通导孔TV2连接。而且,通过连接到“突出部”的贯通导孔TV2,电源配线图案PWP构成为能够与电池(蓄电器件)的正极(电源电位供给源)电连接。
另一方面,接地配线图案GWP也与多个贯通导孔TV3连接。另外,经由分流电阻元件SR与该接地配线图案GWP电连接的接地配线图案GWP2与贯通导孔TV2连接。而且,通过该贯通导孔TV2,接地配线图案GWP2构成为能够与电池(蓄电器件)的负极(GND电位供给源)电连接。
进而,在与形成有功率电路区域PR2的贯通基板WB的背面(参照图11)相反一侧的贯通基板WB的表面(参照图8)例如搭载有具有正极端子和负极端子的电容器CON。此时,如图12所示,电容器CON的正极端子将贯通基板WB贯通而与形成于贯通基板WB的背面的电源配线图案PWP连接。另一方面,电容器CON的负极端子将贯通基板WB贯通而与形成于贯通基板WB的背面的接地配线图案GWP2连接。
接下来,如图12所示,在与x方向交叉的y方向上,在夹在电源配线图案PWP和接地配线图案GWP之间的位置形成有在x方向上并列配置的导体图案MP1~MP3。在此,如图12所示,在x方向上并列配置的导体图案MP1~MP3分别连接贯通导孔TV2和贯通导孔TV3。由此,导体图案MP1~MP3分别构成为能够经由贯通导孔TV2而与负载(电动机)电连接。
例如,导体图案MP1能够经由与导体图案MP1连接的贯通导孔TV2而与电动机(负载)的U相电连接。同样地,导体图案MP2能够经由与导体图案MP2连接的贯通导孔TV2而与电动机(负载)的V相电连接。另外,导体图案MP3能够经由与导体图案MP3连接的贯通导孔TV2而与电动机(负载)的W相电连接。
进而,在与导体图案MP1~MP3分别隔开且接近的位置设置有贯通导孔TV1。即,如图12所示,与导体图案MP1~MP3分别对应地设置有贯通导孔TV1。并且,与导体图案MP1~MP3分别对应地设置的贯通导孔TV1在x方向上并列配置。
接下来,如图12所示,在y方向上,在夹在电源配线图案PWP与连接到导体图案MP1的贯通导孔TV2之间的位置配置有高压侧用功率模块PM1A。同样地,在y方向上,在夹在电源配线图案PWP与连接到导体图案MP2的贯通导孔TV2之间的位置配置有高压侧用功率模块PM2A。另外,在夹在电源配线图案PWP与连接到导体图案MP3的贯通导孔TV2之间的位置配置有高压侧用功率模块PM3A。进而,如图12所示,在y方向上,在夹在连接到导体图案MP1的贯通导孔TV2与接地配线图案GWP之间的位置配置有低压侧用功率模块PM1B。同样地,在y方向上,在夹在连接到导体图案MP2的贯通导孔TV2与接地配线图案GWP之间的位置配置有低压侧用功率模块PM2B。另外,在夹在连接到导体图案MP3的贯通导孔TV2与接地配线图案GWP之间的位置配置有低压侧用功率模块PM3B。并且,如图12所示,在与低压侧用功率模块PM1B接近的位置设置有贯通导孔TV1(x方向左侧),并且在与低压侧用功率模块PM2B接近的位置设置有贯通导孔TV1(x方向中央),并且,在与低压侧用功率模块PM3B接近的位置设置有贯通导孔TV1(x方向右侧)。
这样,在本实施方式中的功率电路区域PR2设置有3个高压侧用功率模块PM1A~PM3A以及3个低压侧用功率模块PM1B~PM3B。此时,将3个高压侧用功率模块PM1A~PM3A与3个低压侧用功率模块PM1B~PM3B合起来而得到的6个功率模块PM设为相同结构。即,在本实施方式中的功率电路区域PR2设置有6个功率模块PM。
在此,6个功率模块PM分别具有“控制用端子”、能够与负载电连接的“第1端子”以及被供给固定电位的“第2端子”。
具体地说,如图12所示,高压侧用功率模块PM1A具有作为“控制用端子”的栅极端子GT1A、作为能够与负载电连接的“第1端子”的源极端子ST1A以及作为被供给电源电位(固定电位)的“第2端子”的漏极端子DT1A。此时,如图12所示,高压侧用功率模块PM1A的栅极端子GT1A电连接于与导体图案MP1接近的贯通导孔TV1。另外,高压侧用功率模块PM1A的源极端子ST1A与导体图案MP1电连接。其结果是,高压侧用功率模块PM1A的源极端子ST1A电连接于与导体图案MP1连接的贯通导孔TV2。由此,高压侧用功率模块PM1A的源极端子ST1A构成为能够与负载(U相)电连接。进而,高压侧用功率模块PM1A的漏极端子DT1A与电源配线图案PWP连接。
高压侧用功率模块PM2A具有作为“控制用端子”的栅极端子GT2A、作为能够与负载电连接的“第1端子”的源极端子ST2A以及作为被供给电源电位(固定电位)的“第2端子”的漏极端子DT2A。此时,如图12所示,高压侧用功率模块PM2A的栅极端子GT2A电连接于与导体图案MP2接近的贯通导孔TV1。另外,高压侧用功率模块PM2A的源极端子ST2A与导体图案MP2电连接。其结果是,高压侧用功率模块PM2A的源极端子ST2A与连接于导体图案MP2的贯通导孔TV2电连接。由此,高压侧用功率模块PM2A的源极端子ST2A构成为能够与负载(V相)电连接。进而,高压侧用功率模块PM2A的漏极端子DT2A与电源配线图案PWP连接。
高压侧用功率模块PM3A具有作为“控制用端子”的栅极端子GT3A、作为能够与负载电连接的“第1端子”的源极端子ST3A以及作为被供给电源电位(固定电位)的“第2端子”的漏极端子DT3A。此时,如图12所示,高压侧用功率模块PM3A的栅极端子GT3A电连接于与导体图案MP3接近的贯通导孔TV1。另外,高压侧用功率模块PM3A的源极端子ST3A与导体图案MP3电连接。其结果是,高压侧用功率模块PM3A的源极端子ST3A与连接于导体图案MP3的贯通导孔TV2电连接。由此,高压侧用功率模块PM3A的源极端子ST3A构成为能够与负载(W相)电连接。进而,高压侧用功率模块PM3A的漏极端子DT3A与电源配线图案PWP连接。
如图12所示,低压侧用功率模块PM1B具有作为“控制用端子”的栅极端子GT1B、作为能够与负载电连接的“第1端子”的漏极端子DT1B以及作为被供给地电位(固定电位)的“第2端子”的源极端子ST1B。此时,如图12所示,低压侧用功率模块PM1B的栅极端子GT1B与贯通导孔TV1(x方向左侧)电连接。另外,低压侧用功率模块PM1B的漏极端子DT1B与导体图案MP1电连接。其结果是,低压侧用功率模块PM1B的漏极端子DT1B电连接于与导体图案MP1连接的贯通导孔TV2。由此,低压侧用功率模块PM1B的漏极端子DT1B构成为能够与负载(U相)电连接。进而,低压侧用功率模块PM1B的源极端子ST1B与接地配线图案GWP连接。
低压侧用功率模块PM2B具有作为“控制用端子”的栅极端子GT2B、作为能够与负载电连接的“第1端子”的漏极端子DT2B以及作为被供给地电位(固定电位)的“第2端子”的源极端子ST2B。此时,如图12所示,低压侧用功率模块PM2B的栅极端子GT2B与贯通导孔TV1(x方向中央)电连接。另外,低压侧用功率模块PM2B的漏极端子DT2B与导体图案MP2电连接。其结果是,低压侧用功率模块PM2B的漏极端子DT2B与连接于导体图案MP2的贯通导孔TV2电连接。由此,低压侧用功率模块PM2B的漏极端子DT2B构成为能够与负载(V相)电连接。进而,低压侧用功率模块PM2B的源极端子ST2B与接地配线图案GWP连接。
低压侧用功率模块PM3B具有作为“控制用端子”的栅极端子GT3B、作为能够与负载电连接的“第1端子”的漏极端子DT3B以及作为被供给地电位(固定电位)的“第2端子”的源极端子ST3B。此时,如图12所示,低压侧用功率模块PM3B的栅极端子GT3B与贯通导孔TV1(x方向右侧)电连接。另外,低压侧用功率模块PM3B的漏极端子DT3B与导体图案MP3电连接。其结果是,低压侧用功率模块PM3B的漏极端子DT3B与连接于导体图案MP3的贯通导孔TV2电连接。由此,低压侧用功率模块PM3B的漏极端子DT3B构成为能够与负载(W相)电连接。进而,低压侧用功率模块PM3B的源极端子ST3B与接地配线图案GWP连接。
<贯通导孔TV1的结构>
接下来,说明贯通导孔TV1的剖面结构。图13是示出形成于本实施方式中的贯通基板WB的贯通导孔TV1的示意性的剖面结构的图。在图13中,贯通导孔TV1将构成贯通基板WB的预浸料层PLG1、芯层CL和预浸料层PLG2贯通。换言之,本实施方式中的贯通导孔TV1能够形成为从贯通基板WB的表面(上表面)到达贯通基板WB的背面(下表面)。如图13所示,该贯通导孔TV1具有遍布贯通基板WB的表面、贯通导孔TV1的内壁和贯通基板WB的背面而形成的导体膜(镀膜)。并且,在贯通基板WB的表面以及背面这两面利用阻焊剂膜SRF覆盖导体膜的端部。
进而,在贯通导孔TV1的内部具有到达贯通基板WB的表面和贯通基板WB的背面这两面的空洞部。以上述方式构成的贯通导孔TV1例如通过钻头加工而形成,贯通导孔TV1的直径例如为0.3mm左右。
<贯通导孔TV2的结构>
接下来,说明贯通导孔TV2的剖面结构。图14是示出形成于本实施方式中的贯通基板WB的贯通导孔TV2的示意性的剖面结构的图。在图14中,贯通导孔TV2将构成贯通基板WB的预浸料层PLG1、芯层CL和预浸料层PLG2贯通。换言之,与贯通导孔TV1同样地,本实施方式中的贯通导孔TV2也能够形成为从贯通基板WB的表面(上表面)到达贯通基板WB的背面(下表面)。如图14所示,该贯通导孔TV2具有遍布贯通基板WB的表面、贯通导孔TV2的内壁和贯通基板WB的背面而形成的导体膜(镀膜)。但是,与图13所示的贯通导孔TV1不同,在贯通基板WB的表面以及背面这两面,导体膜的端部从阻焊剂膜SRF露出。另一方面,在贯通导孔TV2中,也与贯通导孔TV1同样地,在贯通导孔TV2的内部形成有到达贯通基板WB的表面和贯通基板WB的背面这两面的空洞部。
以上述方式构成的贯通导孔TV2例如也通过钻头加工而形成,贯通导孔TV2的直径例如为1.8mm左右。即,贯通导孔TV2的尺寸(直径)比贯通导孔TV1的尺寸(直径)大,特别是,以能够插入线缆的程度的尺寸来形成。
<贯通导孔TV3的结构>
进而,说明贯通导孔TV3的剖面结构。图15是示出形成于本实施方式中的贯通基板WB的贯通导孔TV3的示意性的剖面结构的图。在图15中,贯通导孔TV3将构成贯通基板WB的预浸料层PLG1、芯层CL和预浸料层PLG2贯通。换言之,与贯通导孔TV1以及贯通导孔TV2同样地,本实施方式中的贯通导孔TV3也能够形成为从贯通基板WB的表面(上表面)到达贯通基板WB的背面(下表面)。并且,贯通导孔TV3具有遍布贯通基板WB的表面、贯通导孔TV3的内壁和贯通基板WB的背面而形成的导体膜(镀膜)。
如图15所示,该贯通导孔TV3具有填充于内部的热传导率良好的导电性部件CM。其结果是,在贯通导孔TV3中,在内部不会形成空洞部,与在内部形成有空洞部的结构的贯通导孔TV1以及贯通导孔TV2相比,能够使得热传导率较高。
以上述方式构成的贯通导孔TV3也例如通过钻头加工而形成,贯通导孔TV3的直径例如为0.5mm左右。并且,在通过钻头加工形成的贯通导孔的内部例如埋入膏状态的导电性树脂,从而能够形成贯通导孔TV3。
<电子装置的剖面结构>
接下来,说明本实施方式中的电子装置EA的剖面结构。图16是图12的以A-A线剖切而得到的剖视图。如图16所示,在贯通基板WB的背面配置有高压侧用功率模块PM1A。该高压侧用功率模块PM1A的漏极端子DT1A与形成于贯通基板WB的背面(下表面)的电源配线图案PWP连接。并且,在贯通基板WB形成有将贯通基板WB贯通的贯通导孔TV1。该高压侧用功率模块PM1A的栅极端子GT1A与该贯通导孔TV1连接。
另一方面,在贯通基板WB的表面(上表面)搭载有栅极电阻元件GR和预驱动器PD1。此时,如图16所示,在本实施方式中的电子装置EA中,配置于贯通基板WB的背面的高压侧用功率模块PM1A的栅极端子GT1A经由贯通导孔TV1与搭载于贯通基板WB的表面的栅极电阻元件GR电连接。并且,栅极电阻元件GR通过形成于贯通基板WB的表面的配线图案而与预驱动器PD1电连接。
接下来,图17是图12的以B-B线剖切而得到的剖视图。如图17所示,在贯通基板WB形成有将贯通基板WB贯通的不同种类的贯通导孔TV1、TV2、TV3。即,在贯通基板WB形成有第1尺寸的贯通导孔TV1、尺寸比第1尺寸大的贯通导孔TV2以及在内部埋入有导电性部件CM的贯通导孔TV3。
如图17所示,配置于贯通基板WB的背面的高压侧用功率模块PM2A经由贯通导孔TV1而与栅极电阻元件(未图示)以及预驱动器PD2电连接。此外,配置于贯通基板WB的背面的低压侧用功率模块PM2B也经由另外的贯通导孔TV1而与预驱动器PD2电连接。
另一方面,如图17所示,在贯通导孔TV2中插入有能够与负载(电动机)连接的线缆CAL(V)。而且,插入于贯通导孔TV2的线缆CAL(V)在贯通基板WB的背面通过焊料SM而与贯通基板WB钎焊。
因此,在本实施方式中,将贯通基板WB的表面定义为插入线缆CAL(V)的一侧的面,并且,将贯通基板WB的背面定义为对线缆CAL(V)进行钎焊的面。
进而,在图17中,贯通导孔TV3设置于贯通基板WB的背面中的与搭载有高压侧用功率模块PM2A以及低压侧用功率模块PM2B的功率电路区域(图11的功率电路区域PR2)重叠的位置。
接下来,图18是图12的以C-C线剖切而得到的剖视图。如图18所示,在贯通基板WB彼此隔开地形成有一对贯通导孔TV2。此时,一对贯通导孔TV2中的左侧的贯通导孔TV2与形成于贯通基板WB的背面的电源配线图案PWP连接,并且在内部插入有电源线缆BCAL1。然后,插入于左侧的贯通导孔TV2的电源线缆BCAL1通过焊料SM而钎焊在贯通基板WB的背面。
另一方面,一对贯通导孔TV2中的右侧的贯通导孔TV2与形成于贯通基板WB的背面的接地配线图案GWP2连接,并且在内部插入有电源线缆BCAL2。并且,插入于右侧的贯通导孔TV2的电源线缆BCAL2通过焊料SM而钎焊在贯通基板WB的背面。
进而,在贯通基板WB的表面侧,在一对贯通导孔TV2之间搭载有具有正极端子PTE和负极端子NTE的电容器CON。并且,电容器CON的正极端子PTE插入到贯通基板WB,并通过焊料SM而钎焊在贯通基板WB的背面。其结果是,如图18所示,电容器CON的正极端子PTE与电源线缆BCAL1以及电源配线图案PWP电连接。另一方面,电容器CON的负极端子NTE也插入到贯通基板WB,并通过焊料SM而钎焊在贯通基板WB的背面。其结果是,如图18所示,电容器CON的负极端子NTE与电源线缆BCAL2以及接地配线图案GWP2电连接。
<实施方式中的特征>
接下来,说明本实施方式中的特征点。作为本实施方式中的第1特征点的前提事项,例如,如图4~图6所示,在贯通基板WB的表面和背面这两面搭载有电子部件。以此作为前提,本实施方式中的第1特征点在于如下这一点:例如,如图8所示,在贯通基板WB的表面的区域AR搭载作为控制电路的构成要素的电子部件,另一方面,如图11所示,在贯通基板WB的背面的功率电路区域PR2仅搭载作为功率电路的构成要素的电子部件。
即,本实施方式中的第1特征点在于如下这一点:在与背面的功率电路区域PR2在俯视视角下重叠的表面的区域AR搭载作为控制电路的构成要素的微处理器MCU、预驱动器PD1~PD3和栅极电阻元件等,并且,在背面的功率电路区域PR2搭载作为负载电流流过的功率电路的构成要素的多个功率模块PM和分流电阻元件SR。
由此,首先,由于能够在贯通基板WB的表面和背面这两面搭载电子部件,因此与例如如专利文献1那样在配线基板的单面(下表面)搭载功率系电子部件和控制系电子部件的结构相比,能够实现电子装置EA的小型化。
特别是,根据本实施方式中的第1特征点,能够提高电子装置EA的电气特性,同时实现电子装置EA的小型化。这是由于,根据本实施方式中的第1特征点,在贯通基板WB的背面划分出的功率电路区域PR2仅搭载有构成负载电流流过的功率电路的电子部件。即,即使例如当在贯通基板WB的两面搭载电子部件的情况下,如果在功率电路区域PR2搭载有构成负载电流流过的功率电路的电子部件且还一起搭载有构成控制电路的栅极电阻、预驱动器PD1~PD3,则由于部件件数变多,必然会使功率电路区域PR2的尺寸变大。并且,在功率电路区域PR2中,如果除了构成功率电路的电子部件之外,还混合搭载构成控制电路的电子部件,则必然接地配线的盘绕变得必不可少,其结果是,配线布局也复杂化。由此,功率电路区域PR2中的负载电流的电流路径不必要地变长。这意味着负载电流流过的电流路径中的寄生电感变大,由此,噪声容易叠加到负载电流中,导致电子装置EA的性能降低。
与此相对地,根据本实施方式中的第1特征点,在贯通基板WB的背面划分出的功率电路区域PR2仅搭载有构成负载电流流过的功率电路的电子部件。即,在本实施方式中,在功率电路区域PR2仅配置负载电流流过的电子部件,从而将搭载于功率电路区域PR2的部件件数设为所需最小限度。由此,抑制过度的配线的盘绕,其结果是,能够使功率电路区域PR2中的负载电流的电流路径缩短。这意味着负载电流流过的电流路径中的寄生电感变小,这意味着噪声不容易叠加到负载电流中。因此,根据本实施方式中的电子装置EA,能够将噪声少的负载电流供给到负载(电动机MOT)。即,根据本实施方式中的电子装置EA在能够供给噪声少的负载电流这点上能够实现电子装置EA的性能提高。
基于以上所述,根据本实施方式中的第1特征点,能够获得能够在实现电子装置EA的性能提高的同时实现电子装置EA的小型化这样的显著的效果。
进而,根据本实施方式中的第1特征点,在贯通基板WB的表面搭载微处理器MCU,另一方面,在与表面相反一侧的背面搭载构成功率电路的电子部件。因此,根据本实施方式中的第1特征点,能够在实现电子装置EA的小型化的同时,抑制从构成功率电路的电子部件对微处理器MCU的不良影响。即,在本实施方式中的第1特征点中,意味着微处理器MCU不易受到从处理作为大电流的负载电流的功率电路产生的噪声的影响,由此,根据本实施方式中的电子装置EA,能够抑制由于从功率电路产生的噪声引起的微处理器MCU的错误动作。如果考虑这一点,则根据本实施方式中的第1特征点,不仅能够在实现电子装置EA的性能提高的同时实现电子装置EA的小型化,而且还能够实现电子装置EA的可靠性提高,在这点上是有用的。
在上述本实施方式中的第1特征点中,特别是,在功率电路区域PR2仅搭载作为功率电路的构成要素的电子部件,从而能够实现部件件数的削减,其结果是,抑制功率电路区域PR2内的不必要的配线的盘绕。
因此,进而,本发明者将研究推进,在以仅将最小限度的电子部件搭载于功率电路区域PR2这样的第1特征点作为前提的同时,在以最小面积的配线布局连接最小限度的电子部件这方面进行钻研。即,本实施方式中的第2特征点在于,以第1特征点作为前提,在确保电流容量的同时以最小面积实现功率电路区域PR2的布局这一点。以下,说明这一点。
本实施方式中的第2特征点在于,例如如图12所示地对功率电路区域PR2进行布局。即,在功率电路区域PR2中,在并行地在x方向上延伸的电源配线图案PWP与接地配线图案GWP之间夹着的电源配线图案PWP侧沿x方向并列配置3个高压侧用功率模块PM1A~PM3A,并且在接地配线图案GWP侧沿x方向并列配置3个低压侧用功率模块PM1B~PM3B。而且,在夹在3个高压侧用功率模块PM1A~PM3A与3个低压侧用功率模块PM1B~PM3B之间的位置形成导体图案MP1~MP3。进而,在电源配线图案PWP的左端部设置“突出部”,在与该“突出部”相对的位置处形成接地配线图案GWP2,经由分流电阻元件SR将该接地配线图案GWP2与接地配线图案GWP连接。
由此,实现作为本实施方式中的第2特征点的最小面积的布局。这意味着在功率电路区域PR2中实现能够缩短负载电流流过的电流路径的布局。其结果是,根据本实施方式中的第2特征点,能够使负载电流流过的电流路径中的寄生电感减小,由此,能够使噪声不容易叠加到负载电流。因此,根据本实施方式中的电子装置EA,能够对负载供给噪声少的负载电流。特别是,在本实施方式中的电子装置EA中,通过第1特征点与第2特征点的协同效应,能够实现电子装置EA的大幅的性能提高。进而,根据本实施方式中的第2特征点,在功率电路区域PR2中实现最小面积的布局,其结果是,还能够实现电子装置EA的小型化。
本实施方式中的第2特征点在于以最小面积的布局实现功率电路区域PR2的布局这一点,但该最小面积的布局是通过针对贯通基板WB进行设法改良而实现的。即,首先要存在针对贯通基板WB的改良,之后才能够实现最小面积的布局。关于这一点,针对贯通基板WB的改良是本实施方式中的第3特征点,以下,说明该第3特征点。
本实施方式中的第3特征点在于,例如如图7所示,在贯通基板WB形成结构不同的多个贯通导孔(TV1、TV2、TV3)这一点。由此,如图12所示,能够将功率电路区域PR2的布局设为最小面积的布局。具体地说,首先,在图12中,在与6个功率模块PM各自的栅极端子(GT1A~GT3A、GT1B~GT3B)接近的位置形成有贯通导孔TV1。其结果是,在将栅极端子与贯通导孔TV1连接时,在功率电路区域PR2中不需要形成盘绕配线,能够实现配线布局的缩小。即,在与6个功率模块PM各自的栅极端子接近的位置配置贯通导孔TV1,以较短的距离连接栅极端子与贯通导孔TV1。
在此,如果着眼于6个功率模块PM中的例如高压侧用功率模块PM1A,则如图16所示,高压侧用功率模块PM1A的栅极端子GT1A与接近配置的贯通导孔TV1连接。而且,在贯通基板WB的表面将贯通导孔TV1与栅极电阻元件GR电连接,该栅极电阻元件GR与预驱动器PD1电连接。其结果是,配置于贯通基板WB的背面的高压侧用功率模块PM1A经由贯通导孔TV1而通过配置于贯通基板WB的表面的预驱动器PD1来控制。其结果是,根据本实施方式,通过顺利地利用形成于贯通基板WB的贯通导孔TV1,无需在贯通基板WB的背面设置栅极电阻元件GR以及预驱动器PD1就能够控制高压侧用功率模块PM1A的开关。即,通过在贯通基板WB设置贯通导孔TV1,能够实现在功率电路区域PR2仅搭载构成功率电路的电子部件这样的第1特征点以及将功率电路区域PR2的布局设为最小面积的布局这样的第2特征点,同时实现通过预驱动器PD1进行高压侧用功率模块PM1A的开关控制的结构。
特别是,如图16所示,通过贯通导孔TV1将搭载于贯通基板WB的背面的高压侧用功率模块PM1A的栅极端子GT1A与搭载于贯通基板WB的表面的预驱动器PD1电连接。在该情况下,与使用贯通基板WB的内部的配线层的情况相比,不需要进行配线的盘绕。因此,能够缩短高压侧用功率模块PM1A的栅极端子GT1A与预驱动器PD1的连接距离。因此,根据本实施方式,能够降低栅极端子GT1A与预驱动器PD1之间的寄生电感。其结果是,能够抑制从预驱动器PD1输出的控制信号的波形的劣化,能够提高由预驱动器PD1进行的高压侧用功率模块PM1A的开关控制的可靠性。
接下来,如图12所示,导体图案MP1~MP3分别与贯通导孔TV2连接。该贯通导孔TV2的尺寸构成为比贯通导孔TV1的尺寸大,能够插入线缆。其结果是,例如如图17所示,将线缆CAL(V)插入到贯通导孔TV2中并通过焊料SM进行钎焊,从而能够将线缆CAL(V)与导体图案MP2电连接。即,通过顺利地利用形成于贯通基板WB的贯通导孔TV2,能够在不增大形成于贯通基板WB的背面的导体图案(MP1、MP2、MP3)的面积的情况下将导体图案(MP1、MP2、MP3)与负载电连接。即,对导体图案(MP1、MP2、MP3)分别连接贯通导孔TV2,并且将与负载连接的线缆(CAL(U)、CAL(V)、CAL(W))插入到该贯通导孔TV2并进行钎焊,从而能够以所需最小限度的面积的导体图案(MP1、MP2、MP3)而将导体图案(MP1、MP2、MP3)与负载电连接。
另外,例如如图18所示,通过将电源线缆BCAL1插入到贯通导孔TV2中并用焊料SM进行钎焊,能够将电源线缆BCAL1与电源配线图案PWP电连接。同样地,通过将电源线缆BCAL2插入到贯通导孔TV2中并用焊料SM进行钎焊,能够将电源线缆BCAL2与接地配线图案GWP2电连接。
这样,通过在贯通基板WB设置贯通导孔TV2,能够在实现最小面积的布局(第2特征点)的同时实现导体图案(MP1、MP2、MP3)与负载的电连接、电源线缆BCAL1与电源配线图案PWP的电连接以及电源线缆BCAL2与接地配线图案GWP2的电连接。
接下来,如图12所示,电源配线图案PWP、导体图案MP1~MP3和接地配线图案GWP分别与多个贯通导孔TV3连接。此时,例如如图15以及图17所示,在贯通导孔TV3的内部填充有热传导率良好的导电性部件CM。因此,根据本实施方式,能够使在贯通基板WB的背面的功率电路区域PR2产生的热量从贯通导孔TV3高效地扩散。特别是,通过本实施方式中的第2特征点,在确保电流容量同时将功率电路区域PR2的布局面积设为最小面积的情况下,每单位面积的发热量有可能变大。关于这一点,在本实施方式中,设置与功率电路区域PR2连接的散热用的贯通导孔TV3,因此能够使在功率电路区域PR2产生的热量从贯通导孔TV3高效地扩散。因此,根据本实施方式,通过在贯通基板WB设置贯通导孔TV3,能够在实现最小面积的布局(第2特征点)的同时,提高电子装置EA的可靠性。
进而,如图12所示,在分别与功率模块PM的漏极端子(DT1A~DT3A、DT1B~DT3B)在俯视视角下重叠的位置也形成有贯通导孔TV3。换言之,以与功率模块PM的漏极端子(DT1A~DT3A、DT1B~DT3B)分别直接接触的方式形成有贯通导孔TV3。由此,能够使热量从与作为热量的产生源的功率模块PM的漏极端子(DT1A~DT3A、DT1B~DT3B)直接连接的贯通导孔TV3扩散。即,在分别与功率模块PM的漏极端子(DT1A~DT3A、DT1B~DT3B)在俯视视角下重叠的位置也形成贯通导孔TV3,从而能够使在功率电路区域PR2产生的热量从贯通导孔TV3高效地扩散。
特别是,根据图10和图11可知,图10所示的配线层L3的功率电路区域PR1与图11所示的配线层L4的功率电路区域PR2具有在俯视视角下重叠的区域,在图10以及在图11中,虽然未图示,配线层L3的功率电路区域PR1与配线层L4的功率电路区域PR2由贯通导孔TV3连接。
即,例如在图12中,与功率模块(PM1A~PM3A)的漏极端子(DT1A~DT3A)分别连接的贯通导孔TV3和图10所示的配线图案WP6连接。其结果是,能够按功率模块(PM1A~PM3A)的漏极端子(DT1A~DT3A)→贯通导孔TV3→配线图案WP6的散热路径使在功率模块(PM1A~PM3A)中产生的热量高效地扩散。
进而,图10所示的配线图案WP6连接于与图12所示的电源配线图案PWP连接的贯通导孔TV3以及与图12所示的漏极端子(DT1A~DT3A)连接的贯通导孔TV3这两者。因此,例如在图12中,在电源配线图案PWP与功率模块PM1A的漏极端子DT1A之间流动的电流的电流路径存在多个。具体地说,该电流路径不仅存在电源配线图案PWP→功率模块PM1A的漏极端子DT1A这样的第1路径,还存在电源配线图案PWP→与电源配线图案PWP连接的贯通导孔TV3→配线图案WP6(参照图10)→与漏极端子DT1A连接的贯通导孔TV3→功率模块PM1A的漏极端子DT1A这样的第2路径。其结果是,根据本实施方式,存在第1路径和第2路径这样的3维电流路径,从而如图12所示,能够在将功率电路区域PR2的布局面积设为最小面积的同时还确保较大的电流容量。
接下来,例如,如图6所示,本实施方式中的第4特征点在于在贯通基板WB的背面搭载功率模块PM这一点。即,当在贯通基板WB的两面搭载电子部件的情况下,还考虑在贯通基板WB的表面搭载功率模块PM。关于这一点,在本实施方式中,根据如下所示的理由,在贯通基板WB的背面搭载有功率模块PM。
例如,图19是示出在贯通基板WB的表面搭载功率模块PM的结构的剖视图。如图19所示,在贯通基板WB的表面搭载有功率模块PM。并且,在贯通基板WB形成有贯通导孔TV2,该贯通导孔TV2与功率模块PM电连接。另外,在贯通导孔TV2中插入有线缆CAL,在贯通基板WB的背面通过焊料SM来钎焊被插入于贯通导孔TV2的线缆CAL。
此时,焊料SM从贯通基板WB的背面浸润扩展至贯通导孔TV2的内部,但是,通常焊料SM不到达贯通基板WB的表面。在该情况下,如图19所示,存在仅通过形成于贯通导孔TV2的内壁的镀膜来进行功率模块PM与线缆CAL的电连接的部分,功率模块PM与线缆CAL的连接电阻变大。
进而,在多个电子装置(产品)中,焊料SM的浸润扩展发生偏差,因此在多个电子装置之间,功率模块PM与线缆CAL的连接电阻发生偏差。这意味着难以在多个电子装置(产品)之间实现均匀的性能。
与此相对地,图20是示出在贯通基板WB的背面搭载功率模块PM的结构的剖视图。如图20所示,在贯通基板WB的背面搭载有功率模块PM。并且,在贯通基板WB形成有贯通导孔TV2,该贯通导孔TV2与功率模块PM电连接。另外,在贯通导孔TV2插入有线缆CAL,在贯通基板WB的背面通过焊料SM来钎焊被插入于贯通导孔TV2的线缆CAL。
此时,如图20所示,当在贯通基板WB的背面搭载有功率模块PM的情况下,即使焊料SM不浸润扩展至贯通基板WB的表面,也不存在仅通过形成于贯通导孔TV2的内壁的镀膜来进行功率模块PM与线缆CAL的电连接的部分,其结果是,功率模块PM与线缆CAL的连接电阻变小。
进而,在多个电子装置(产品)中,即使焊料SM的浸润扩展发生偏差,在图20所示的结构中,在多个电子装置之间,功率模块PM与线缆CAL的连接电阻也不容易发生偏差。由此,在本实施方式中采用的在贯通基板WB的背面搭载功率模块PM的结构中,容易在多个电子装置(产品)之间实现均匀的性能。
即,根据在贯通基板WB的背面搭载功率模块PM这样的本实施方式中的第4特征点,即使插入到贯通导孔TV2中并用于线缆CAL的钎焊的焊料SM不浸润扩展至贯通基板WB的表面,也能够获得不容易受到功率模块PM与线缆CAL的连接电阻的增加、连接电阻的偏差等不良影响的优点。
由此,根据本实施方式中的第4特征点,能够降低插入于贯通导孔TV2的线缆CAL与功率模块PM的连接电阻,其结果是,能够实现电子装置EA的性能提高。进而,还能够抑制由于插入于贯通导孔TV2的线缆CAL与功率模块PM的连接电阻引起的焦耳热的产生,因此能够降低来自电子装置EA的发热量。因此,根据本实施方式中的第4特征点,能够实现根据热力学观点的电子装置EA的可靠性提高,并且能够抑制无益的功耗的产生,因此能够提高逆变器效率。
接下来,本实施方式中的第5特征点在于,将形成控制电路的控制电路区域与形成功率电路的功率电路区域区划分离开地设置这一点。由此,能够抑制在形成于功率电路区域的功率电路中产生的热量对形成于控制电路区域的控制电路造成不良影响。进而,还能够抑制在形成于功率电路区域的功率电路中产生的电噪声对形成于控制电路区域的控制电路造成不良影响。
具体地说,图21是示意性地示出存在于贯通基板WB的配线层的图。
特别是,图21(a)示出形成于贯通基板WB的表面的配线层(控制电路用配线层)L1,该配线层L1是形成有控制电路的控制电路区域CR(L1)。并且,例如如图8所示,在该控制电路区域CR(L1)搭载有构成控制电路的微理器MCU、预驱动器PD1~PD3。
接下来,图21(b)示出形成于配线层L1的下层的配线层(控制电路用配线层)L2,该配线层L2是形成有控制电路的控制电路区域CR(L2)。并且,例如如图9所示,在该控制电路区域CR(L2)形成有构成控制电路的配线图案(WP1、WP2、WP3、WP4)。
接下来,图21(c)示出形成于配线层L2的下层的配线层(功率电路用配线层+控制电路用配线层)L3,在该配线层L3中存在形成有控制电路的控制电路区域CR1以及形成有功率电路的功率电路区域PR1。此时,隔开地设置控制电路区域CR1和功率电路区域PR1。换言之,在控制电路区域CR1与功率电路区域PR1之间的边界区域设置有无效空间。并且,例如如图10所示,在控制电路区域CR1形成有构成控制电路的配线图案(WP5)。另一方面,在功率电路区域PR1例如形成有构成功率电路的配线图案(WP6、WP7)。
进而,图21(d)示出形成于贯通基板WB的背面的配线层(功率电路用配线层+控制电路用配线层)L4,在该配线层L4存在形成有控制电路的控制电路区域CR2以及形成有功率电路的功率电路区域PR2。此时,隔开地设置控制电路区域CR2和功率电路区域PR2。换言之,在控制电路区域CR2与功率电路区域PR2之间的边界区域设置有无效空间。并且,如图11所示,在控制电路区域CR2搭载有构成控制电路的调节器REG1、REG2。另一方面,在功率电路区域PR2搭载有构成功率电路的6个功率模块PM和分流电阻SR。
如上所述,功率电路区域(PR1、PR2)与控制电路区域(CR(L1)CR(L2))形成于不同的层,因此容易进行热分离以及电分离。特别是,在本实施方式中,在贯通基板WB的厚度方向上,在功率电路区域(PR1、PR2)与控制电路区域(CR(L1)、CR(L2))之间形成有芯层CL(参照图7),该芯层CL的厚度比预浸料层PLG1的厚度和预浸料层PLG2的厚度厚(参照图7)。其结果是,根据本实施方式,通过厚度较厚的芯层CL对功率电路区域(PR1、PR2)和控制电路区域(CR(L1)、CR(L2))进行层间分离。因此,能够抑制在形成于功率电路区域(PR2)的电子部件(功率模块PM)中产生的热量对形成于控制电路区域(CR(L1))的电子部件(微理器MCU等)造成不良影响。进而,通过形成于配线层L2以及配线层L3的大面积的配线图案,使在形成于功率电路区域(PR2)的电子部件(功率模块PM)中局部地产生的热量高效地扩散到贯通基板WB整体。另一方面,在配线层L3以及配线层L4中,也在控制电路区域CR1(CR2)与功率电路区域PR1(PR2)之间的边界区域设置有无效空间。因此,还能够抑制控制电路区域CR1(CR2)与功率电路区域PR1(PR2)之间的热传导。
根据本实施方式中的第5特征点,通过将控制电路区域(CR(L1)、CR(L2)、CR1、CR2)与功率电路区域(PR1、PR2)区划分离开地设置这一点、使芯层CL的厚度变厚这一点与在配线层L2以及配线层L3设置大面积的配线图案这一点的协同效应,能够有效地抑制在功率电路中产生的热量对控制电路造成不良影响。其结果是,根据本实施方式中的第5特征点,能够实现电子装置EA的可靠性提高。
进而,例如如图9所示,在配线层L2中形成有被供给地电位(基准电位)的大面积的配线图案(WP3、WP4),并且如图10所示,在配线层L3中形成有被供给地电位(基准电位)的大面积的配线图案(WP5)。由此,例如,在图11所示的搭载于贯通基板WB的背面的功率模块PM中产生的电磁噪声被配线图案(WP3、WP4、WP5)屏蔽。因此,抑制电磁噪声对图8所示的搭载于贯通基板WB的表面的电子部件(微理器MCU)的不良影响。因此,根据本实施方式中的第5特征点,不仅根据热力学观点,而且根据电学观点,也能够实现电子装置EA的可靠性提高。
接下来,本实施方式中的第6特征点在于,以高阻抗将功率电路的地电位(基准电位)与控制电路的地电位(基准电位)电连接这一点。由此,根据本实施方式,能够降低在功率电路的地电位下产生的噪声(还包括变动)对控制电路的地电位造成的影响,其结果是,能够提高控制电路的地电位的稳定性。这意味着能够抑制由于功率电路的地电位的变动引起的控制电路的错误动作,由此,能够提高电子装置EA的可靠性。
以下,具体说明以高阻抗将功率电路的地电位与控制电路的地电位电连接的结构例。
图22(a)是示出由电解电容器构成的电容器CON的示意性结构的图。如图22(a)所示,在电容器CON中设置有正极端子PTE和负极端子NTE。此时,对电容器CON的负极端子NTE供给地电位。
图22(b)是示意性地示出将电容器CON搭载于贯通基板的表面的情形的图。如图22(b)所示,在贯通基板WB存在配线层L1、配线层L2、配线层L3和配线层L4,在该贯通基板WB插入有电容器CON的负极端子NTE。此时,如图22(b)所示,电容器CON的负极端子NTE未与配线层L1和配线层L2连接,而与配线层L3和配线层L4连接。具体地说,例如如图22(b)所示,仅通过电容器CON的负极端子NTE来将图10所示的被供给控制电路用的地电位的配线图案WP5与图12所示的被供给功率电路用的地电位的接地配线图案GWP2进行点状空隙连接。由此,根据本实施方式,能够以高阻抗将功率电路的地电位与控制电路的地电位电连接。
进而,在本实施方式中,例如如图12所示,电容器CON的负极端子未与接地配线图案GWP电连接,而与接地配线图案GWP2电连接,在这一点上具有有用性。这是由于,例如在图12中,负载电流从接地配线图案GWP经由分流电阻元件SR流动到接地配线图案GWP2。在该情况下,由于负载电流在分流电阻元件SR中流动,因此在分流电阻元件SR产生压降。关于这一点,当负载电流流过时,相对于与电池的负极电连接的“0V”的接地配线图案GWP2,接地配线图案GWP的电位上浮到正电位。因此,例如在电容器CON的负极端子未与接地配线图案GWP2电连接而与接地配线图案GWP电连接的情况下,与该电容器CON的负极端子电连接的配线图案WP5(配线层L3)的控制电路用的地电位也上浮。这意味着在功率电路的地电位下发生的变动对控制电路的地电位也造成影响。
与此相对地,在本实施方式中,例如如图12所示,电容器CON的负极端子未与接地配线图案GWP电连接,而与接地配线图案GWP2电连接。由此,即使在负载电流从接地配线图案GWP经由分流电阻元件SR流动到接地配线图案GWP2的情况下,与电池的负极电连接的接地配线图案GWP2的电位也维持“0V”。其结果是,根据本实施方式,即使负载电流流过,与电容器CON的负极端子电连接的配线图案WP5的控制电路用的地电位也不会上浮。因此,根据抑制控制电路用的地电位的变动的观点可知,以高阻抗将功率电路的地电位与控制电路的地电位电连接且将电容器CON的负极端子与接地配线图案GWP2电连接而不与接地配线图案GWP电连接这一方式是有用的。
<实施方式中的效果的验证>
接下来,说明根据本实施方式中的电子装置EA而具有比现有装置优异的效果的验证结果。
图23是示出对本实施方式中的“电子装置EA”与使用6层IVH基板的“研究装置EB”进行比较的结果的图表。特别是,在图23中,示出对逆变器效率进行比较且对高压侧用功率晶体管HQ的动作温度与低压侧用功率晶体管LQ的动作温度进行比较的结果。
首先,如果着眼于逆变器效率,则“电子装置EA”的逆变器效率是“89.6%”,另一方面,“研究装置EB”的逆变器效率为“88.6%”。因此,可知与“研究装置EB”相比“电子装置EA”的逆变器效率更优异。即,根据该结果,证实了根据本实施方式中的“电子装置EA”能够实现性能提高。
接下来,如果着眼于高压侧用功率晶体管HQ的动作温度,则“电子装置EA”中的高压侧用功率晶体管HQ的动作温度是“75.9℃”,另一方面,“研究装置EB”中的高压侧用功率晶体管HQ的动作温度为“118.6℃”。因此,可知与“研究装置EB”相比“电子装置EA”的高压侧用功率晶体管HQ的动作温度较低。即,根据该结果,证实了根据本实施方式中的“电子装置EA”能够实现散热特性的提高。
同样地,如果着眼于低压侧用功率晶体管LQ的动作温度,则“电子装置EA”中的低压侧用功率晶体管LQ的动作温度是“96.8℃”,另一方面,“研究装置EB”中的低压侧用功率晶体管LQ的动作温度为“125.6℃”。因此,可知与“研究装置EB”相比“电子装置EA”的低压侧用功率晶体管LQ的动作温度较低。即,根据该结果,证实了根据本实施方式中的“电子装置EA”能够实现散热特性的提高。
接下来,图24是示出着眼于制造成本而对本实施方式中的“电子装置EA”与使用6层IVH基板的“研究装置EB”进行比较的结果的图表。
如图24所示,可知“电子装置EA”的部件成本与“研究装置EB”的部件成本没什么变化,另一方面,与“研究装置EB”的基板成本相比,“电子装置EA”的基板成本能够实现大幅的成本削减。其结果是,可知将“电子装置EA”的部件成本与基板成本合起来的总成本与“研究装置EB”的总成本相比能够大幅地压低。因此,证实了根据本实施方式中的“电子装置EA”,能够在实现性能提高的同时削减制造成本这一点上起到优异的效果。
以上,根据其实施方式,具体说明了由本发明人完成的发明,但本发明不限定于上述实施方式,当然能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。
标号说明
AR 区域
BAT 电池组
CAL(U) 线缆
CAL(V) 线缆
CAL(W) 线缆
CL 芯层
CON 电容器
DT1A 漏极端子
GR 栅极电阻元件
GT1A 栅极端子
GWP1 接地配线图案
GWP2 接地配线图案
L1 配线层
L2 配线层
L3 配线层
L4 配线层
NTE 负极端子
PD1 预驱动器
PD2 预驱动器
PD3 预驱动器
PLG1 预浸料层
PLG2 预浸料层
PM 功率模块
PR2 功率电路区域
PTE 正极端子
PWP 电源配线图案
SR 分流电阻元件
ST1A 源极端子
TV1 贯通导孔
TV2 贯通导孔
TV3 贯通导孔
WB 贯通基板。

Claims (15)

1.一种电子装置,具备:
贯通基板,具有尺寸不同的多个贯通导孔;
第1半导体装置,配置于所述贯通基板的背面,并且包括功率晶体管;以及
第2半导体装置,配置于所述贯通基板的与所述背面相反一侧的表面,并且包括控制所述功率晶体管的控制电路,
所述电子装置的特征在于,
所述多个贯通导孔具有:
第1尺寸的第1贯通导孔;
第2贯通导孔,比所述第1尺寸大,并且能够插入线缆;以及
第3贯通导孔,在内部埋入有导电性部件,
所述第1半导体装置具有:
控制用端子;
第1端子,能够与负载电连接;以及
第2端子,能够与固定电位供给源电连接,
所述贯通基板具有:
所述背面内的第1区域;以及
所述表面内的第2区域,在俯视视角下与所述第1区域重叠,
所述第1半导体装置配置于所述第1区域,
所述第2半导体装置配置于所述第2区域,
所述第1半导体装置的所述控制用端子经由所述第1贯通导孔与所述第2半导体装置电连接,
所述第1半导体装置的所述第1端子与所述第2贯通导孔电连接,
所述第3贯通导孔设置于在俯视视角下与所述第1区域重叠的位置。
2.根据权利要求1所述的电子装置,其特征在于,
所述功率晶体管具有栅极电极,
所述第2半导体装置是通过使施加到所述栅极电极的栅极电压变化而对所述功率晶体管的开关进行控制的预驱动器。
3.根据权利要求1所述的电子装置,其特征在于,
在所述贯通基板的所述表面的所述第2区域设置有介于所述第1贯通导孔与所述第2半导体装置之间的栅极电阻元件。
4.根据权利要求1所述的电子装置,其特征在于,
所述贯通基板具有:
第1预浸料层;
芯层,配置于所述第1预浸料层的下层;以及
第2预浸料层,配置于所述芯层的下层,
所述多个贯通导孔分别贯通所述第1预浸料层、所述芯层和所述第2预浸料层。
5.根据权利要求4所述的电子装置,其特征在于,
所述贯通基板具有:
第1配线层,形成于所述第1预浸料层的上表面;
第2配线层,形成于所述芯层的上表面;
第3配线层,形成于所述芯层的下表面;以及
第4配线层,形成于所述第2预浸料层的下表面,
所述第1配线层是构成所述控制电路的控制电路用配线层,
所述第2配线层是构成所述控制电路的控制电路用配线层,
所述第3配线层包括构成向所述负载供给电流的功率电路的功率电路用配线层以及与所述功率电路用配线层分离的控制电路用配线层,
所述第4配线层包括构成所述功率电路的功率电路用配线层以及与所述功率电路用配线层分离的控制电路用配线层。
6.根据权利要求5所述的电子装置,其特征在于,
在俯视视角下,形成于所述第3配线层的功率电路用配线层与形成于所述第4配线层的功率电路用配线层具有彼此重叠的区域,
形成于所述第3配线层的功率电路用配线层与形成于所述第4配线层的功率电路用配线层由所述第3贯通导孔连接。
7.根据权利要求1所述的电子装置,其特征在于,
所述电子装置具有多个所述第1半导体装置,
多个所述第1半导体装置包括高压侧用第1半导体装置以及低压侧用第1半导体装置,
在所述贯通基板的所述背面的所述第2区域配置有电源配线图案、接地配线图案、所述第2贯通导孔、所述高压侧用第1半导体装置以及所述低压侧用第1半导体装置,所述电源配线图案在第1方向上延伸,所述接地配线图案与所述电源配线图案间隔开地在所述第1方向上延伸,所述第2贯通导孔在与所述第1方向交叉的第2方向上设置于夹在所述电源配线图案和所述接地配线图案之间的位置,所述高压侧用第1半导体装置在所述第2方向上设置于夹在所述电源配线图案和所述第2贯通导孔之间的位置,所述低压侧用第1半导体装置在所述第2方向上设置于夹在所述第2贯通导孔和所述接地配线图案之间的位置,
所述高压侧用第1半导体装置的第1端子与所述第2贯通导孔电连接,
所述高压侧用第1半导体装置的第2端子与所述电源配线图案电连接,
所述低压侧用第1半导体装置的第1端子与所述第2贯通导孔电连接,
所述低压侧用第1半导体装置的第2端子与所述接地配线图案电连接。
8.根据权利要求7所述的电子装置,其特征在于,
在所述贯通基板的所述背面的所述第2区域形成有导体图案以及电阻元件,该电阻元件连接在所述导体图案与所述接地配线图案之间,
所述电源配线图案构成为能够与蓄电器件的正极电连接,
所述导体图案构成为能够与所述蓄电器件的负极电连接。
9.根据权利要求8所述的电子装置,其特征在于,
所述电阻元件是用于检测过电流的分流电阻元件。
10.根据权利要求8所述的电子装置,其特征在于,
在所述贯通基板的所述表面搭载有具有正极端子和负极端子的电容器,
所述电容器的所述正极端子贯通所述贯通基板而与形成于所述贯通基板的所述背面的所述电源配线图案连接,
所述电容器的所述负极端子贯通所述贯通基板而与形成于所述贯通基板的所述背面的所述导体图案连接。
11.根据权利要求10所述的电子装置,其特征在于,
所述贯通基板具有:
第1预浸料层;
芯层,配置于所述第1预浸料层的下层;以及
第2预浸料层,配置于所述芯层的下层,
所述贯通基板具有:
第1配线层,形成于所述第1预浸料层的上表面;
第2配线层,形成于所述芯层的上表面;
第3配线层,形成于所述芯层的下表面;以及
第4配线层,形成于所述第2预浸料层的下表面,
在所述第3配线层形成有控制电路用接地配线图案,
在所述第4配线层形成有所述导体图案,
所述控制电路用接地配线图案通过所述电容器的所述负极端子而与所述导体图案电连接。
12.根据权利要求4所述的电子装置,其特征在于,
所述芯层的厚度比所述第1预浸料层的厚度厚,
所述芯层的厚度比所述第2预浸料层的厚度厚。
13.根据权利要求1所述的电子装置,其特征在于,
所述贯通基板的所述表面是插入所述线缆的一侧的面,
所述贯通基板的所述背面是钎焊所述线缆的一侧的面。
14.根据权利要求1所述的电子装置,其特征在于,
所述电子装置构成为能够与电动机连接,
所述电子装置是驱动所述电动机的逆变器的构成要素。
15.根据权利要求1所述的电子装置,其特征在于,
所述功率晶体管是功率MOSFET。
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