CN115298815A - 电子装置 - Google Patents

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CN115298815A
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石松祐司
滨宪治
原英夫
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Rohm Co Ltd
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Abstract

电子装置具备:包含第一主体部的第一电子零件、包含第二主体部的第二电子零件、具有实装面的实装基板、以及具有安装面的散热部件。所述实装面与所述安装面在z方向上对置。所述第一主体部与所述第二主体部在z方向上配置于所述实装基板和所述散热部件之间且排列于x方向。所述第一主体部具有与所述安装面对置的第一主面和与所述实装面对置的第一背面。所述第二主体部具有与所述安装面对置的第二主面和与所述实装面对置的第二背面。所述第二主体部的z方向尺寸比所述第一主体部的z方向尺寸小,从x方向观察,所述第一主面与所述第二主面重叠,在所述第二背面与所述实装面之间存在间隙。

Description

电子装置
技术领域
本公开涉及电子装置。
背景技术
以往公知有被称为IPM(Intelligent Power Module;智能功率模块)的电子零件。专利文献1公开了现有的IPM的一例。专利文献1所述的IPM具备:多个半导体元件、控制元件、封固材料、以及多个端子。多个半导体元件分别是例如IGBT(绝缘栅双极晶体管)或者MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor;金属氧化物半导体场效应晶体管)等的功率半导体芯片。控制元件是控制IC等的LSI芯片,控制多个半导体元件的驱动。封固材料覆盖:多个半导体元件、控制元件、多个端子。封固材料由环氧树脂等绝缘性树脂材料构成。多个端子分别有一部分从封固材料露出且被封固材料支撑。多个端子分别在封固材料的内侧与多个半导体元件或者控制元件的任一个导通。
当上述IPM通电时,各半导体元件会发热。该发热是导致半导体元件的动作不稳定的重要原因,因此需要提高半导体元件的散热性。这种情况不限于IPM,是各种电子零件的共性问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-90006号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本公开针对上述情况做出,其课题之一在于,提供一种提高了电子零件的散热性的电子装置。
用于解决课题的方案
本公开提供的电子装置具备:第一电子零件,其包含第一主体部和从所述第一主体部露出的多个第一端子;第二电子零件,其包含第二主体部和从所述第二主体部露出的多个第二端子;实装基板,其具有配置有所述第一电子零件和所述第二电子零件的实装面;以及散热部件,其具有安装有所述第一电子零件和所述第二电子零件的安装面。所述实装面与所述安装面在所述厚度方向上对置,所述第一主体部和所述第二主体部在厚度方向上配置于所述实装基板和所述散热部件之间,并且排列在与所述厚度方向正交的第一方向上。所述第一主体部具有与所述安装面对置的第一主面和与所述实装面对置的第一背面。所述第二主体部具有与所述安装面对置的第二主面和与所述实装面对置的第二背面。所述第二主体部的所述厚度方向的尺寸比所述第一主体部的所述厚度方向的尺寸小。从所述第一方向观察,所述第一主面与所述第二主面重叠。在所述第二背面与所述实装面之间存在间隙。
发明的效果
根据本公开的电子装置,能够提高电子零件(第一电子零件和第二电子零件)的散热性。
附图说明
图1是表示第一实施方式的电子装置的俯视图。
图2是表示第一实施方式的电子装置的主视图。
图3是表示第一实施方式的电子装置的后视图。
图4是表示第一实施方式的电子装置的侧视图(右侧面)。
图5是表示第一电子零件的电路结构的一例的图。
图6是表示第二电子零件的电路结构的一例的图。
图7是表示第二实施方式的电子装置的俯视图。
图8是表示第二实施方式的电子装置的主视图。
图9是表示第二实施方式的电子装置的后视图。
图10是表示第二实施方式的电子装置的侧视图(右侧面)。
图11是表示第三实施方式的电子装置的俯视图。
图12是表示第三实施方式的电子装置的主视图。
图13是表示第三实施方式的电子装置的后视图。
图14是表示第三实施方式的电子装置的侧视图(右侧面)。
图15是表示第四实施方式的电子装置的侧视图(右侧面)。
具体实施方式
以下参照附图对本公开的电子装置的优选实施方式进行说明。
<第一实施方式>
图1~图6示出了第一实施方式的电子装置A1。电子装置A1具备:第一电子零件1、第二电子零件2、实装基板3、散热部件4、以及多个导电性接合材料5。
图1是表示电子装置A1的俯视图。在图1中以假想线(双点划线)示出散热部件4。图2是表示电子装置A1的主视图。图3是表示电子装置A1的后视图。图4是表示电子装置A1的侧视图(右侧视图)。图5是第一电子零件1的电路图的一例。图6是第二电子零件2的电路图的一例。
为了便于说明而将彼此正交的三个方向定义为x方向、y方向、z方向。z方向是电子装置A1的厚度方向。x方向是电子装置A1的俯视图(参照图1)中的左右方向。y方向是电子装置A1的俯视图(参照图1)中的上下方向。在以下的说明中,有时将z方向的一侧(在图4中为向上)称为上方、将z方向的另一侧(在图4中为向下)称为下方。另外,在以下的说明中,“俯视”是指沿着z方向观察。z方向是“厚度方向”的一例,x方向是“第一方向”的一例。
第一电子零件1和第二电子零件2分别为例如IPM。IPM是智能功率模块的简称,且为将电力用半导体元件和对其进行控制的控制元件装入一个封装内而成的结构。第一电子零件1和第二电子零件2例如可用于逆变器装置或马达控制设备等的电源控制等用途。第一电子零件1和第二电子零件2实装于实装基板3。第一电子零件1和第二电子零件2不限于IPM,可以是分立零件,也可以是没有装配控制元件的功率模块。
如图5所示,第一电子零件1包含:多个第一半导体元件Q1、第一控制元件M1和多个第一端子T11、T12。此外,图5所示的电路图作为一例,可以根据所采用的第一电子零件1而适当地变更。
多个第一半导体元件Q1分别为例如IGBT、MOSFET、二极管等功率半导体芯片。在图5所示的例子中,第一电子零件1包含四个第一半导体元件Q1,四个第一半导体元件Q1分别由n沟道型的MOSFET构成。四个第一半导体元件Q1中的两个串联地连接而构成一个腿,其余的两个串联地连接而构成另一个腿。这样,第一电子零件1包含两个腿。四个第一半导体元件Q1的连接不限于图5所示的例子,例如可以将四个第一半导体元件Q1桥接,也可以不是将四个第一半导体元件Q1彼此连接。此外,第一半导体元件Q1的数量不限于上述例。例如,第一电子零件1可以是包含一个第一半导体元件Q1的结构,也可以是包含三相桥接的六个第一半导体元件Q1的结构。
第一控制元件M1是例如控制IC等的LSI芯片。第一控制元件M1控制多个第一半导体元件Q1的驱动。具体而言,第一控制元件M1通过向各第一半导体元件Q1输入驱动信号(例如栅极电压),来控制各第一半导体元件Q1的驱动(开关动作)。第一控制元件M1包含驱动电路。在图5所示的例子中,利用一个第一控制元件M1控制了四个第一半导体元件Q1的驱动,但是不限于此。例如,可以对两个腿的每一个设置第一控制元件M1,也可以对四个第一半导体元件Q1的每一个设置第一控制元件M1。
多个第一端子T11、T12是第一电子零件1的外部端子。如图5所示,多个第一端子T11与多个第一半导体元件Q1连接。在多个第一端子T11中,相对于串联地连接的两个第一半导体元件Q1而言,包含:一对输入端子T11a、T11b;输出端子T11c;检测端子T11d。一对输入端子T11a、T11b被施加电源电压。输入端子T11a是P端子,输入端子T11b是N端子。输出端子T11c将从一对输入端子T11a、T11b输入并通过各腿的两个第一半导体元件Q1各自的开关动作进行了变换的电压输出。输出端子T11c与各腿的两个第一半导体元件Q1的连接点连接。检测端子T11d用于检测输出电压,例如经由分流电阻R1与各腿的两个第一半导体元件Q1的连接点连接。分流电阻R1可以不是内置于第一电子零件1而是在第一电子零件1的外部配置。如图5所示,多个第一端子T12分别与第一控制元件M1连接。多个第一端子T12中包含对用于控制第一电子零件1的各种控制信号进行输入或输出的第一端子T12和输入第一控制元件M1的动作电压的第一端子T12。
如图1~图4所示,第一电子零件1是包含第一主体部10和多个第一端子15的模块结构。
第一主体部10包含:多个第一半导体元件Q1、第一控制元件M1、第一封固材料11和第一支撑基板12。
第一封固材料11是将多个第一半导体元件Q1和第一控制元件M1等覆盖,以保护它们不受光、热、湿气、灰尘、物理性冲击等的侵害的封装。第一封固材料11例如由绝缘性的树脂材料构成。该树脂材料的一例是例如环氧树脂。如图1所示,第一封固材料11例如俯视呈矩形。
如图1~图4所示,第一封固材料11具有:主面111、背面112和多个侧面113、114。主面111和背面112在z方向上分离且在z方向上彼此朝向相反侧。在z方向上,主面111与散热部件4对置,背面112与实装基板3对置。主面111和背面112分别是平坦的面。多个侧面113、114各自在z方向上被主面111和背面112夹持且与主面111和背面112相连。两个侧面113在x方向上分离且在x方向上彼此朝向相反侧。两个侧面114在y方向上分离且在y方向上彼此朝向相反侧。主面111是“第一封固面”的一例。
第一支撑基板12在第一封固材料11的内侧至少对多个第一半导体元件Q1进行支撑。第一支撑基板12的至少一部分被第一封固材料11覆盖。设置第一支撑基板12是为了将多个第一半导体元件Q1所产生的热迅速地向第一电子零件1的外部放出。第一支撑基板12由导热性优异的材料(例如陶瓷)构成,但是不限于此。需要说明的是:虽然构成第一支撑基板12的材料的热导率越大越好,但是当与第一封固材料11的热膨胀系数显著不同时,则有可能导致第一支撑基板12与第一封固材料11发生剥离等的问题。因此,对于构成第一支撑基板12的材料而言,优选为热导率比构成第一封固材料11的材料的热导率大、且热膨胀系数与第一封固材料11接近的材料。也可以是,第一主体部10不含第一支撑基板12。
如图2~图4所示,第一支撑基板12具有:在z方向上分离的第一露出面121和第一支撑面122。第一露出面121和第一支撑面122分别为平坦面。第一露出面121朝向z方向(上方),并与散热部件4(后述的安装面41)对置。第一露出面121从第一封固材料11的主面111露出。如图1所示,主面111俯视呈围绕第一露出面121的框状。在图2~图4所示的例子中,第一露出面121与主面111表面一致(或者大致表面一致;以下同样如此),但是也可以配置为比主面111靠向上方。此外,可以是,第一支撑基板12没有第一露出面121。即可以是,第一支撑基板12被第一封固材料11完全地覆盖。第一支撑面122朝向z方向(下方),并与实装基板3(后述的实装面31)对置。第一支撑面122搭载多个第一半导体元件Q1。
第一主体部10具有第一主面和第一背面。第一主面在第一主体部10上位于最上方侧,并与散热部件4(后述的安装面41)对置。在本实施方式中,第一主面由主面111(第一封固材料11)和第一露出面121(第一支撑基板12)构成。作为与本实施方式不同的结构,即当第一支撑基板12没有从第一封固材料11露出的情况、或者第一主体部10不含第一支撑基板12的情况下,第一主面由主面111(第一封固材料11)构成。另外,当第一露出面121位于比主面111靠向上方的情况下,第一主面由第一露出面121构成。第一背面在第一主体部10上位于最下方侧,并与实装基板3(后述的实装面31)对置。在本实施方式中,第一背面由背面112(第一封固材料11)构成。
多个第一端子15各自的一部分被第一封固材料11覆盖且一部分从第一封固材料11露出。多个第一端子15各自在第一封固材料11的内侧与多个第一半导体元件Q1或者第一控制元件M1导通。多个第一端子15与第一电子零件1的电路结构(参照图5)中的多个第一端子T11、T12对应。
多个第一端子15各自的构成材料没有特别限定,例如可采用铜(Cu)、铝、铁(Fe)、无氧铜、或者是它们的合金(例如Cu-Sn合金、Cu-Zr合金、Cu-Fe合金等)。另外,可以对各第一端子15实施镍(Ni)镀敷。
如图1~图3所示,多个第一端子15各自从两个侧面114的任一个突出。与此不同,多个第一端子15各自也可以从两个侧面113的任一个突出。另外,多个第一端子15各自也可以从背面112突出。多个第一端子15由插入实装型构成。各第一端子15局部弯曲且包含从两个侧面114的任一个沿着y方向延伸的部分和沿着z方向延伸的部分。
多个第一端子15包含多个第一电力端子151和多个第一控制端子152。多个第一电力端子151在第一封固材料11的内部与多个第一半导体元件Q1导通。多个第一电力端子151与第一电子零件1的电路结构(参照图5)中的多个第一端子T11对应。多个第一控制端子152在第一封固材料11的内部与第一控制元件M1导通。多个第一控制端子152与第一电子零件1的电路结构(参照图5)中的多个第一端子T12对应。
如图6所示,第二电子零件2包含:多个第二半导体元件Q2、第二控制元件M2和多个第二端子T21、T22。此外,图6所示的电路图作为一例,可以根据所采用的第二电子零件2而适当地变更。
多个第二半导体元件Q2分别为例如IGBT、MOSFET、二极管等的功率半导体芯片。第二半导体元件Q2的数量比第一半导体元件Q1的数量少。在图6所示的例子中,第二电子零件2包含两个第二半导体元件Q2,两个第二半导体元件Q2分别由n沟道型的MOSFET构成。两个第二半导体元件Q2串联地连接而构成腿。两个第二半导体元件Q2的连接不限于图6所示的例子,例如也可以不是将两个第二半导体元件Q2彼此连接。此外,第二半导体元件Q2的数量不限于上述例。例如,第二电子零件2可以是包含一个第二半导体元件Q2的结构,也可以是包含桥接的四个第二半导体元件Q2的结构,也可以是包含三相桥接的六个第二半导体元件Q2的结构。
第二控制元件M2是例如控制IC等的LSI芯片。第二控制元件M2控制多个第二半导体元件Q2的驱动。具体而言,第二控制元件M2通过向各第二半导体元件Q2输入驱动信号(例如栅极电压),来控制各第二半导体元件Q2的驱动(开关动作)。第二控制元件M2包含驱动电路。在图6所示的例子中,利用一个第二控制元件M2控制了两个第二半导体元件Q2的驱动,但是不限于此,也可以对两个第二半导体元件Q2的每一个设置第二控制元件M2。
多个第二端子T21、T22是第二电子零件2的外部端子。如图6所示,多个第二端子T21与多个第二半导体元件Q2连接。在多个第二端子T21中,包含:一对输入端子T21a、T21b;输出端子T21c;检测端子T21d。一对输入端子T21a、T21b被施加电源电压。输入端子T21a是P端子,输入端子T21b是N端子。输出端子T21c将从一对输入端子T21a、T21b输入并通过各第二半导体元件Q2的开关动作进行了变换的电压输出。输出端子T21c与两个第二半导体元件Q2的连接点连接。检测端子T21d用于检测输出电压,例如经由分流电阻R2与两个第二半导体元件Q2的连接点连接。分流电阻R2可以不是内置于第二电子零件2而是在第二电子零件2的外部配置。如图6所示,多个第二端子T22分别与第二控制元件M2连接。多个第二端子T22包含对用于控制第二电子零件2的各种控制信号进行输入或输出的第二端子T22和输入第二控制元件M2的动作电压的第二端子T22。
如图1~图4所示,第二电子零件2是包含第二主体部20和多个第二端子25的模块结构。
第二主体部20包含:多个第二半导体元件Q2、第二控制元件M2、第二封固材料21和第二支撑基板22。
第二封固材料21是将多个第二半导体元件Q2和第二控制元件M2等覆盖,以保护它们不受光、热、湿气、灰尘、物理性冲击等的侵害的封装。第二封固材料21例如由绝缘性的树脂材料构成。该树脂材料的一例是例如环氧树脂。如图1所示,第二封固材料21例如俯视呈矩形。
如图1~图4所示,第二封固材料21具有:主面211、背面212和多个侧面213、214。主面211和背面212在z方向上分离且在z方向上彼此朝向相反侧。在z方向上,主面211与散热部件4对置,背面212与实装基板3对置。主面211和背面212分别是平坦的面。主面211与主面111(第一封固材料11)处于相同的x-y平面(与z方向正交的平面)上。多个侧面213、214各自在z方向上被主面211和背面212夹持且与主面211和背面212相连。两个侧面213在x方向上分离且在x方向上彼此朝向相反侧。两个侧面214在y方向上分离且在y方向上彼此朝向相反侧。主面211是“第二封固面”的一例。
第二支撑基板22在第二封固材料21的内侧至少对多个第二半导体元件Q2进行支撑。第二支撑基板22的至少一部分被第二封固材料21覆盖。设置第二支撑基板22是为了将多个第二半导体元件Q2所产生的热迅速地向第二电子零件2的外部放出。第二支撑基板22由导热性优异的材料(例如陶瓷)构成,但是不限于此。需要说明的是:虽然构成第二支撑基板22的材料的热导率越大越好,但是当与第二封固材料21的热膨胀系数显著不同时,则有可能导致第二支撑基板22与第二封固材料21发生剥离等的问题。因此,对于构成第二支撑基板22的材料而言,优选为热导率比构成第二封固材料21的材料的热导率大、且热膨胀系数与第二封固材料21接近的材料。此外也可以是,第二主体部20不含第二支撑基板22。
如图2~图4所示,第二支撑基板22具有:在z方向上分离的第二露出面221和第二支撑面222。第二露出面221和第二支撑面222分别为平坦面。第二露出面221朝向z方向上方,并与散热部件4(后述的安装面41)对置。第二露出面221从第二封固材料21的主面211露出。因此,如图1所示,主面211俯视呈围绕第二露出面221的框状。在图2~图4所示的例子中,第二露出面221与主面211表面一致,但是也可以配置为比主面211靠向上方。此外,可以是,第二支撑基板22没有第二露出面221。即可以是,第二支撑基板22被第二封固材料21完全地覆盖。第二支撑面222朝向下方,并与实装基板3(后述的实装面31)对置。第二支撑面222搭载多个第二半导体元件Q2。
第二主体部20具有第二主面和第二背面。第二主面在第二主体部20上位于最上方侧,并与散热部件4(后述的安装面41)对置。在本实施方式中,第二主面由主面211(第二封固材料21)和第二露出面221(第二支撑基板22)构成。作为与本实施方式不同的结构,即当第二支撑基板22没有从第二封固材料21露出的情况、或者第二主体部20不含第二支撑基板22的情况下,第二主面由主面211(第二封固材料21)构成。另外,当第二露出面221位于比主面211靠向上方时,第二主面由第二露出面221构成。第二背面在第二主体部20上位于最下方侧,并与实装基板3(后述的实装面31)对置。在本实施方式中,第二背面由背面212(第二封固材料21)构成。
多个第二端子25各自的一部分被第二封固材料21覆盖且一部分从第二封固材料21露出。多个第二端子25各自在第二封固材料21的内侧与多个第二半导体元件Q2或者第二控制元件M2导通。多个第二端子25与电路结构(参照图6)中的多个第二端子T21、T22对应。
多个第二端子25的构成材料没有特别限定,例如可采用铜(Cu)、铝、铁(Fe)、无氧铜、或者是它们的合金(例如Cu-Sn合金、Cu-Zr合金、Cu-Fe合金等)。另外,可以对各第二端子25实施镍(Ni)镀敷。
如图1~图3所示,多个第二端子25各自从两个侧面214的任一个突出。与此不同,多个第二端子25也可以从两个侧面213的任一个突出。另外,多个第二端子25各自也可以背面212突出。多个第二端子25由插入实装型构成。各第二端子25局部弯曲且包含从两个侧面214的任一个沿着y方向延伸的部分和沿着z方向延伸的部分。
多个第二端子25包含多个第二电力端子251和多个第二控制端子252。多个第二电力端子251在第二封固材料21的内部与多个第二半导体元件Q2导通。多个第二电力端子251与第二电子零件2的电路结构(参照图6)中的多个第二端子T21对应。多个第二控制端子252在第二封固材料21的内部与第二控制元件M2导通。多个第二控制端子252与第二电子零件2的电路结构(参照图6)中的多个第二端子T22对应。
如图1~图3所示,在多个第二端子25中的、俯视来看配置于四角附近的多个第二端子25上形成有第二突起部253。如图1~图3所示,第二突起部253是在各第二端子25上突出于x方向的部分。此外,第二突起部253不限于在x方向上突出,只要是在与z方向正交的方向上突出即可。如图2和图3所示,第二突起部253配置在背面212与实装基板3(后述的实装面31)之间。第二突起部253只要是在多个第二端子25中的一个以上形成即可,例如可以在全部多个第二端子25上形成。另外,也可以不在各第二端子25上形成第二突起部253。但是,为了使第二电子零件2的姿态稳定,优选在多个第二端子25中的、至少俯视来看配置于四角附近的多个第二端子25上设置第二突起部253。
实装基板3实装第一电子零件1和第二电子零件2。实装基板3是电子设备等的电路基板。实装基板3由绝缘性的材料构成,例如由PCB基板构成。在实装基板3上形成有未图示的配线图案。第一电子零件1的多个第一端子15和第二电子零件2的多个第二端子25与在实装基板3上形成的上述配线图案导通。
实装基板3具有朝向z方向的一侧(上方)的实装面31。实装面31是平坦面。实装面31与第一电子零件1和第二电子零件2对置,第一电子零件1和第二电子零件2配置于实装面31上。如图2~图4所示,第一封固材料11的背面112与实装面31相接,但是第二封固材料21的背面212与实装面31分离。在图示的例子中,第一电子零件1和第二电子零件2在实装面31上排列于x方向,但是本公开不限于此。例如,第一电子零件1和第二电子零件2也可以在实装面31上沿着与x方向不同的方向配置。
如图1~图4所示,在实装基板3上形成有多个通孔33。各通孔33在z方向上贯通实装基板3。在各通孔33中插通第一电子零件1的各第一端子15或者第二电子零件2的各第二端子25。在图2中,以隐藏线(虚线)来表示供各第一端子15的第一电力端子151和各第二端子25的第二电力端子251插通的通孔33。在图3中,以隐藏线(虚线)来表示供各第一端子15的第一控制端子152和各第二端子25的第二控制端子252插通的通孔33。
如图2和图3所示,在各通孔33插通有各第二端子25的状态下,各第二突起部253的下方侧的端缘与实装面31抵接。即,各第二突起部253钩挂于实装基板3,从而使第二电子零件2以在第二封固材料21的背面212与实装面31之间形成有间隙的状态搭载于实装基板3。
散热部件4由热导率比较大的材料构成,例如是由铝等金属构成。散热部件4安装于第一电子零件1和第二电子零件2。例如,散热部件4利用未图示的粘接材料与第一主体部10的第一主面(第一封固材料11的主面111和第一支撑基板12的第一露出面121)和第二主体部20的第二主面(第二封固材料21的主面211和第二支撑基板22的第二露出面221)粘接。散热部件4也可以利用未图示的固定件固定于实装基板3。此时,散热部件4也可以不是与第一主体部10的第一主面和第二主体部20的第二主面粘接,而是直接相接。
散热部件4具有朝向z方向的一侧(下方)的安装面41。安装面41是平坦面。安装面41与第一电子零件1和第二电子零件2对置,第一电子零件1和第二电子零件2安装于安装面41。如图2~图4所示,安装面41与第一封固材料11的主面111和第二封固材料21的主面211相接。在安装面41与主面111及主面211之间可以夹入粘接材料或导热片等。散热部件4在上侧(在z方向上朝向与安装面41相反侧的一侧),形成了由板或棒生成的插花座状和曲折状的翅片(省略图示)。
如图2~图4所示,多个导电性接合材料5在实装基板3的z方向上形成于朝向与实装面31相反侧的面。各导电性接合材料5使第一电子零件1和第二电子零件2与实装基板3接合,并且使第一电子零件1的各第一端子15和第二电子零件2的各第二端子25与实装基板3的配线图案导通。多个导电性接合材料5的构成材料没有特别限定,例如可采用焊料。
在电子装置A1中,第一主体部10(第一封固材料11)的z方向尺寸与第二主体部20(第二封固材料21)的z方向尺寸不同。在电子装置A1中,第二电子零件2所内置的第二半导体元件Q2的数量比第一电子零件1所内置的第一半导体元件Q1的数量少,从而使第二主体部20的z方向尺寸比第一主体部10的z方向尺寸小。此外,使得第一主体部10的z方向尺寸与第二主体部20的z方向尺寸不同的重要原因,并不限于第一半导体元件Q1的数量与第二半导体元件Q2的数量不同。例如,根据第一电子零件1和第二电子零件2各自采用的封装规格的不同,第一主体部10的z方向尺寸与第二主体部20的z方向尺寸有可能不同。另外,根据第一电子零件1和第二电子零件2各自采用的第一半导体元件Q1和第二半导体元件Q2的大小的不同,第一主体部10的z方向尺寸与第二主体部20的z方向尺寸有可能不同。
如图2~图4所示,在电子装置A1中,第一主体部10的第一背面(第一封固材料11的背面112)与实装面31相接,在第二主体部20的第二背面(第二封固材料21的背面212)与实装面31之间存在间隙。因此,背面212与实装面31在z方向上的间隔距离T2比背面112与实装面31在z方向上的间隔距离T1(在图示例中T1=0)大。间隔距离T2可根据第一封固材料11的z方向尺寸与第二封固材料21的z方向尺寸的差而适当地设计。具体而言,设计为使得间隔距离T2与间隔距离T1的差(T2-T1)成为第一主体部10的z方向尺寸与第二主体部20的z方向尺寸的差。
第一实施方式的电子装置A1的作用和效果如下。
电子装置A1具备在第一电子零件1和第二电子零件2上安装的散热部件4。根据该结构,当电子装置A1通电时,即使第一电子零件1和第二电子零件2发热,也会经由散热部件4散热。由此,电子装置A1能够提高从第一电子零件1和第二电子零件2的散热性。
在电子装置A1中,在第二主体部20的第二背面(第二封固材料21的背面212)与实装面31(实装基板3)之间设置有间隙。由此,当第二主体部20的z方向尺寸比第一主体部10的z方向尺寸小时,能够将第一主体部10的第一主面(主面111和第一露出面121)和第二主体部20的第二主面(主面211和第二露出面221)配置于相同的x-y平面。换言之,能够使第一主体部10的第一主面和第二主体部20的第二主面从x方向来看重叠。与图示例不同,当在第二主体部20的第二背面与实装面31之间无间隙时,会由于第一主体部10的z方向尺寸与第二主体部20的z方向尺寸的差,而在第一主面与第二主面之间产生阶梯差。此时,无法对第一电子零件1和第二电子零件2设置共用的散热部件4,需要分别设置散热部件。这样会导致电子装置的制造和管理变得复杂。电子装置A1能够消除第一主体部10的第一主面与第二主体部20的第二主面的阶梯差,从而能够对第一电子零件1和第二电子零件2安装共用的散热部件4,因此易于进行制造和管理。
在图1~图4所示的例子中,第一主体部10与第二主体部20相比,z方向的尺寸较大且俯视的尺寸也较大。因此,在本实施方式中,第一电子零件1比第二电子零件2重。因此,在电子装置A1中,没有在第一主体部10的第一背面(第一封固材料11的背面112)与实装面31(实装基板3)之间设置间隙,能够使第一主体部10的第一背面与实装面31抵接,从而直接利用实装基板3对第一电子零件1的主体部进行支撑。这样能够有效地抑制第一电子零件1的第一端子15的折曲。
在电子装置A1中,在一部分的第二端子25(第二电子零件2)上分别形成有第二突起部253。根据该结构,各第二突起部253卡定于实装面31,因此能够防止第二主体部20越过预定的间隔距离而接近实装基板3的情况。即,能够切实地维持第二主体部20的第二背面(第二封固材料21的背面212)与实装面31的间隔距离T2。
<第二实施方式>
图7~图10示出了第二实施方式的电子装置A2。图7是表示电子装置A2的俯视图,以假想线示出了散热部件4。图8是表示电子装置A2的主视图。图9是表示电子装置A2的后视图。图10是表示电子装置A2的侧视图(右侧视图)。
如图7~图10所示,电子装置A2与电子装置A1区别在于:在第一主体部10的第一背面(第一封固材料11的背面112)与实装面31(实装基板3)之间也有间隙。
如图8~图10所示,在电子装置A2中,如上述那样,在背面112与实装面31之间设置有间隙。即,在电子装置A2中,使背面112与实装面31的间隔距离T1比第一实施方式中的间隔距离T1大。相应于该间隔距离T1的增大,背面212与实装面31的间隔距离T2比第一实施方式中的间隔距离T2大。在本实施方式中,背面212与实装面31的间隔距离T2也比背面112与实装面31的间隔距离T1大。
在电子装置A2中,在俯视来看配置于四角附近的多个第一端子15上形成有第一突起部153。如图7~图9所示,第一突起部153是在各第一端子15上突出于x方向的部分。此外,第一突起部153不限于在x方向上突出,只要是在与z方向正交的方向上突出即可。第一突起部153是与第二突起部253同样的形状。如图7~图9所示,第一突起部153配置于背面112与实装面31之间。第一突起部153只要是在多个第一端子15中的一个以上形成即可,例如可以在全部多个第一端子15上形成。另外,也可以不在各第一端子15上形成第一突起部153。但是,为了使第一电子零件1的姿态稳定,优选在多个第一端子15中的、至少俯视来看配置于四角附近的多个第一端子15上设置第一突起部153。
如图8和图9所示,在各第一端子15插通于各通孔33的状态下,各第一突起部153的z方向下方侧的端缘与实装面31抵接。即,各第一突起部153钩挂于实装基板3,从而使第一电子零件1以在第一封固材料11的背面112与实装面31之间形成有间隙的状态搭载于实装基板3。
在电子装置A2中,也与电子装置A1同样地具备:在第一电子零件1和第二电子零件2上安装的散热部件4。因此,电子装置A2能够提高第一电子零件1和第二电子零件2的散热性。另外,在电子装置A2中,也消除了第一主体部10的第一主面(主要是第一封固材料11的主面111)与第二主体部20的第二主面(主要是第二封固材料21的主面211)的阶梯差,因此能够对第一电子零件1和第二电子零件2安装共用的散热部件4,使得制造和管理比较容易。
在电子装置A2中,在一部分的第一端子15(第一电子零件1)上形成有第一突起部153。根据该结构,各第一突起部153钩挂于实装面31,使得第一主体部10不会更加接近实装基板3。即,能够容易地确保第一主体部10的第一背面(第一封固材料11的背面112)与实装面31的间隔距离T1。
在第一实施方式和第二实施方式中,各第一突起部153和各第二突起部253的形状不限于上述例,只要是不会通过通孔33的形状即钩挂于实装面31的形状即可。另外,可以是在一部分的第一端子15上未形成第一突起部153,比实装面31靠向z方向上方侧的部分相对地较粗,比实装面31靠向z方向下方侧的部分相对地较细。此时,使得相对地较粗的部分比通孔33的孔径大。由此,第一端子15的较粗的部分钩挂于实装面31,能够容易且确保间隔距离T1。可以是,在一部分的第二端子25上同样地未形成第二突起部253,比实装面31靠向z方向上方侧的部分相对地较粗,比实装面31靠向z方向下方侧的部分相对地较细。此时,使得相对地较细的部分比通孔33的孔径大。由此,第二端子25的较细的部分钩挂于实装面31,能够容易地确保间隔距离T2。
<第三实施方式>
图11~图14示出了第三实施方式的电子装置A3。图11是表示电子装置A3的俯视图。图12是表示电子装置A3的主视图。图13是表示电子装置A3的后视图。图14是表示电子装置A3的侧视图(右侧视图)。
如图11~图14所示,电子装置A3与电子装置A1区别在在于:第一电子零件1的多个第一端子15和第二电子零件2的多个第二端子25由表面实装型构成。
在电子装置A3的实装基板3上,在未图示的配线图案中包含多个焊盘图案34。多个焊盘图案34通过未图示的配线图案而电连接。
如上所述,多个第一端子15和多个第二端子25分别由表面实装型构成。多个第一端子15和多个第二端子25俯视来看例如为帯状。
如图14所示,各第一端子15局部弯曲且包含:从各侧面114沿着y方向延伸的基端部分、向z方向下方延伸的中间部分、以及沿着y方向延伸的前端部分。该前端部分(距离各侧面114较远侧)与各焊盘图案34接合。在图示例中,各第一端子15与各焊盘图案34通过导电性接合材料5(例如焊料)进行接合。另外,在图14所示的例子中,中间部分相对于z方向倾斜,但是也可以沿着z方向。
如图14所示,各第二端子25也同样地,局部弯曲且包含:从各侧面214沿着y方向延伸的基端部分、向z方向下方延伸的中间部分、以及沿着y方向延伸的前端部分。该前端部分(距离各侧面214较远侧)与各焊盘图案34接合。在图示例中,各第二端子25与各焊盘图案34通过导电性接合材料5(例如焊料)进行接合。另外,在图14所示的例子中,中间部分相对于z方向倾斜,但是也可以沿着z方向。
在电子装置A3中,使各第二端子25的z方向尺寸比各第一端子15的z方向尺寸大。具体而言,使各第二端子25的中间部分的z方向尺寸比各第一端子15的中间部分的z方向的尺寸大。由此,使得背面212与实装面31在z方向上的间隔距离T2比背面112与实装面31在z方向上的间隔距离T1大,且主面111(第一封固材料11)与主面211(第二端子25)位于相同的x-y平面上。
在电子装置A3中,也与各电子装置A1、A2同样地具备在第一电子零件1和第二电子零件2上安装的散热部件4。因此,电子装置A3能够提高第一电子零件1和第二电子零件2的散热性。另外,在电子装置A3中,也消除了第一主体部10的第一主面(主要是第一封固材料11的主面111)与第二主体部20的第二主面(主要是第二封固材料21的主面211)的阶梯差,从而能够对第一电子零件1和第二电子零件2安装共用的散热部件4,使得制造和管理比较容易。
<第四实施方式>
图15示出了第四实施方式的电子装置A4。图15是表示电子装置A4的侧视图(右侧视图)。
如图15所示,电子装置A4与电子装置A3区别在于:在第一主体部10的第一背面(第一封固材料11的背面112)与实装面31(实装基板3)之间有间隙。
在电子装置A4中,与电子装置A2同样地,在背面112与实装面31之间设置有间隙。即,在电子装置A4中,使背面112与实装面31的间隔距离T1比第三实施方式中的间隔距离T1大。相应于该间隔距离T1的增大,背面212与实装面31的间隔距离T2比第三实施方式中的间隔距离T2大。在本实施方式中,背面212与实装面31的间隔距离T2也比背面112与实装面31的间隔距离T1大。
在电子装置A4中,也与各电子装置A1~A3同样地具备在第一电子零件1和第二电子零件2上安装的散热部件4。因此,电子装置A4能够提高第一电子零件1和第二电子零件2的散热性。另外,在电子装置A4中,也消除了第一主体部10的第一主面(主要是第一封固材料11的主面111)与第二主体部20的第二主面(主要是第二封固材料21的主面211)的阶梯差,从而能够对第一电子零件1和第二电子零件2安装共用的散热部件4,使得制造和管理比较容易。
在第一实施方式和第二实施方式中,多个第一端子15(第一电子零件1)和多个第二端子25(第二电子零件2)均为插入实装型的构造,在第三实施方式和第四实施方式中,多个第一端子15(第一电子零件1)和多个第二端子25(第二电子零件2)均为表面实装型的构造,但是不限于上述例。也可以是,多个第一端子15或者多个第二端子25的一方为插入实装型的构造,另一方为表面实装型的构造。
在第一实施方式至第四实施方式中,示出了第一电子零件1所内置的第一半导体元件Q1的数量比第二电子零件2所内置的第二半导体元件Q2的数量多的情况,但是不限于此,也可以是,第一半导体元件Q1的数量比第二半导体元件Q2的数量少。例如,根据作为第一半导体元件Q1和第二半导体元件Q2使用的元件的性能或种类不同,有可能第一半导体元件Q1比第二半导体元件Q2大。此时,即使第一半导体元件Q1的数量比第二半导体元件Q2的数量少,也有可能第一封固材料11的z方向尺寸比第二封固材料21的z方向尺寸大。此时,也通过使第二封固材料21(背面212)与实装基板3(实装面31)在z方向上的间隔距离T2比第一封固材料11(背面112)与实装基板3(实装面31)在z方向上的间隔距离T1大,从而能够消除第一主体部10的第一主面(主要是主面111)与第二主体部20的第二主面(主要是主面211)的阶梯差,并对第一电子零件1和第二电子零件2安装共用的散热部件4。
在第一实施方式至第四实施方式中,示出了电子装置A1~A4具备两个电子零件(第一电子零件1和第二电子零件2)的情况,但是不限于此,也可以具备三个以上的电子零件。
本公开的电子装置不限于上述实施方式。对于本公开的电子装置各部的具体结构可进行各种设计变更。例如本公开的电子装置包括以下附记的实施方式。
[附记1]
一种电子装置,其具备:
第一电子零件,其包含第一主体部和从所述第一主体部露出的多个第一端子;
第二电子零件,其包含第二主体部和从所述第二主体部露出的多个第二端子;
实装基板,其具有配置有所述第一电子零件和所述第二电子零件的实装面;以及
散热部件,其具有安装有所述第一电子零件和所述第二电子零件的安装面,
所述第一主体部和所述第二主体部在厚度方向上配置于所述实装基板和所述散热部件之间,并且排列在与所述厚度方向正交的第一方向上,
所述实装面与所述安装面在所述厚度方向上对置,
所述第一主体部具有与所述安装面对置的第一主面和与所述实装面对置的第一背面,
所述第二主体部具有与所述安装面对置的第二主面和与所述实装面对置的第二背面,
所述第二主体部的所述厚度方向的尺寸比所述第一主体部的所述厚度方向的尺寸小,
从所述第一方向观察,所述第一主面与所述第二主面重叠,
在所述第二背面与所述实装面之间存在间隙。
[附记2]
关于附记1所述的电子装置,所述第一背面与所述实装面彼此相接。
[附记3]
关于附记1所述的电子装置,在所述第一背面与所述实装面之间存在间隙,
所述第二背面与所述实装面在所述厚度方向上的间隔距离比所述第一背面与所述实装面在所述厚度方向上的间隔距离大。
[附记4]
关于附记1至附记3中任一项所述的电子装置,在所述实装基板的所述实装面上形成有多个焊盘图案,
所述多个第一端子和所述多个第二端子分别是局部弯曲且前端与所述多个焊盘图案分别接合的表面实装型。
[附记5]
关于附记1至附记3中任一项所述的电子装置,在所述实装基板形成有在所述厚度方向上贯通所述实装基板的多个通孔,
所述多个第一端子和所述多个第二端子分别是前端在所述厚度方向上延伸且该前端分别插通于所述多个通孔的插入实装型。
[附记6]
关于附记5所述的电子装置,所述多个第二端子中的一个以上包含突起部,该突起部配置于所述第二背面和所述实装面之间,且在与所述厚度方向正交的方向上突出。
[附记7]
关于附记1至附记6中任一项所述的电子装置,所述第一主面和所述第二主面通过粘接材料粘接于所述散热部件的所述安装面。
[附记8]
关于附记1至附记7中任一项所述的电子装置,所述第一主体部包含多个第一半导体元件和覆盖所述多个第一半导体元件的第一封固材料,
所述多个第一端子包含与所述多个第一半导体元件导通的第一电力端子。
[附记9]
关于附记8所述的电子装置,所述第一主体部还包括第一控制元件,该第一控制元件被所述第一封固材料覆盖,并且控制所述多个第一半导体元件各自的驱动,
所述多个第一端子包含与所述第一控制元件导通的第一控制端子。
[附记10]
关于附记9所述的电子装置,所述第一电子零件是功率模块。
[附记11]
关于附记8至附记10中任一项所述的电子装置,所述第一主体部还包括第一支撑基板,该第一支撑基板至少对所述多个第一半导体元件进行支撑,
所述第一支撑基板具有第一支撑面,该第一支撑面与所述实装面对置并且搭载有所述多个第一半导体元件。
[附记12]
关于附记11所述的电子装置,所述第一封固材料具有与所述安装面对置的第一封固面,
所述第一支撑基板还具有第一露出面,该第一露出面与所述安装面对置并且从所述第一封固面露出,
所述第一封固面与所述第一露出面表面一致,且构成所述第一主面。
[附记13]
关于附记8至附记12中任一项所述的电子装置,所述第二主体部包含:比所述多个第一半导体元件少的一个以上的第二半导体元件;以及将所述一个以上的第二半导体元件覆盖的第二封固材料,
所述多个第二端子包含与所述一个以上的第二半导体元件导通的第二电力端子。
[附记14]
关于附记13所述的电子装置,所述第二主体部还包括第二控制元件,该第二控制元件被所述第二封固材料覆盖并且控制所述一个以上的第二半导体元件各自的驱动,
所述第二控制元件被所述第二封固材料覆盖,
所述多个第二端子包含与所述第二控制元件导通的第二控制端子。
[附记15]
关于附记14所述的电子装置,所述第二电子零件是功率模块。
[附记16]
关于附记13至附记15中任一项所述的电子装置,所述第二主体部还包括第二支撑基板,该第二支撑基板对所述一个以上的第二半导体元件进行支撑,
所述第二支撑基板具有第二支撑面,该第二支撑面与所述实装面对置并且搭载有所述一个以上的第二半导体元件。
[附记17]
关于附记16所述的电子装置,所述第二封固材料具有与所述安装面对置的第二封固面,
所述第二支撑基板还具有第二露出面,该第二露出面与所述安装面对置并且从所述第二封固面露出,
所述第二封固面与所述第二露出面表面一致,且构成所述第二主面。
符号说明
A1~A4:电子装置;1:第一电子零件;M1:第一控制元件;Q1:第一半导体元件;T11、T12:第一端子;T11a、T11b:输入端子;T11c:输出端子;T11d:检测端子;10:第一主体部;11:第一封固材料;111:主面;112:背面;113、114:侧面;12:第一支撑基板;121:第一露出面;122:第一支撑面;15:第一端子;151:第一电力端子;152:第一控制端子;153:第一突起部;2:第二电子零件;M2:第二控制元件;Q2:第二半导体元件;T21、T22:第二端子;T21a、T21b:输入端子;T21c:输出端子;T21d:检测端子;20:第二主体部;21:第二封固材料;22:第二支撑基板;25:第二端子;211:主面;212:背面;213:侧面;214:侧面;221:第二露出面;222:第二支撑面;251:第二电力端子;252:第二控制端子;253:第二突起部;3:实装基板;31:实装面;33:通孔;34:焊盘图案;4:散热部件;41:安装面;5:导电性接合材料。

Claims (17)

1.一种电子装置,其特征在于,具备:
第一电子零件,其包含第一主体部和从所述第一主体部露出的多个第一端子;
第二电子零件,其包含第二主体部和从所述第二主体部露出的多个第二端子;
实装基板,其具有配置有所述第一电子零件和所述第二电子零件的实装面;以及
散热部件,其具有安装有所述第一电子零件和所述第二电子零件的安装面,
所述第一主体部和所述第二主体部在厚度方向上配置于所述实装基板和所述散热部件之间,并且排列在与所述厚度方向正交的第一方向上,
所述实装面与所述安装面在所述厚度方向上对置,
所述第一主体部具有与所述安装面对置的第一主面和与所述实装面对置的第一背面,
所述第二主体部具有与所述安装面对置的第二主面和与所述实装面对置的第二背面,
所述第二主体部的所述厚度方向的尺寸比所述第一主体部的所述厚度方向的尺寸小,
从所述第一方向观察,所述第一主面与所述第二主面重叠,
在所述第二背面与所述实装面之间存在间隙。
2.根据权利要求1所述的电子装置,其特征在于,
所述第一背面与所述实装面彼此相接。
3.根据权利要求1所述的电子装置,其特征在于,
在所述第一背面与所述实装面之间存在间隙,
所述第二背面与所述实装面在所述厚度方向上的间隔距离比所述第一背面与所述实装面在所述厚度方向上的间隔距离大。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子装置,其特征在于,
在所述实装基板的所述实装面上形成有多个焊盘图案,
所述多个第一端子和所述多个第二端子分别是局部弯曲且前端与所述多个焊盘图案分别接合的表面实装型。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电子装置,其特征在于,
在所述实装基板形成有在所述厚度方向上贯通所述实装基板的多个通孔,
所述多个第一端子和所述多个第二端子分别是前端在所述厚度方向上延伸且该前端分别插通于所述多个通孔的插入实装型。
6.根据权利要求5所述的电子装置,其特征在于,
所述多个第二端子中的一个以上包含突起部,该突起部配置于所述第二背面和所述实装面之间,且在与所述厚度方向正交的方向上突出。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子装置,其特征在于,
所述第一主面和所述第二主面通过粘接材料粘接于所述散热部件的所述安装面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电子装置,其特征在于,
所述第一主体部包含多个第一半导体元件和覆盖所述多个第一半导体元件的第一封固材料,
所述多个第一端子包含与所述多个第一半导体元件导通的第一电力端子。
9.根据权利要求8所述的电子装置,其特征在于,
所述第一主体部还包括第一控制元件,该第一控制元件被所述第一封固材料覆盖,并且控制所述多个第一半导体元件各自的驱动,
所述多个第一端子包含与所述第一控制元件导通的第一控制端子。
10.根据权利要求9所述的电子装置,其特征在于,
所述第一电子零件是功率模块。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的电子装置,其特征在于,
所述第一主体部还包括第一支撑基板,该第一支撑基板至少对所述多个第一半导体元件进行支撑,
所述第一支撑基板具有第一支撑面,该第一支撑面与所述实装面对置并且搭载有所述多个第一半导体元件。
12.根据权利要求11所述的电子装置,其特征在于,
所述第一封固材料具有与所述安装面对置的第一封固面,
所述第一支撑基板还具有第一露出面,该第一露出面与所述安装面对置并且从所述第一封固面露出,
所述第一封固面与所述第一露出面表面一致,且构成所述第一主面。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的电子装置,其特征在于,
所述第二主体部包含:比所述多个第一半导体元件少的一个以上的第二半导体元件;以及将所述一个以上的第二半导体元件覆盖的第二封固材料,
所述多个第二端子包含与所述一个以上的第二半导体元件导通的第二电力端子。
14.根据权利要求13所述的电子装置,其特征在于,
所述第二主体部还包括第二控制元件,该第二控制元件被所述第二封固材料覆盖并且控制所述一个以上的第二半导体元件各自的驱动,
所述第二控制元件被所述第二封固材料覆盖,
所述多个第二端子包含与所述第二控制元件导通的第二控制端子。
15.根据权利要求14所述的电子装置,其特征在于,
所述第二电子零件是功率模块。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的电子装置,其特征在于,
所述第二主体部还包括第二支撑基板,该第二支撑基板对所述一个以上的第二半导体元件进行支撑,
所述第二支撑基板具有第二支撑面,该第二支撑面与所述实装面对置并且搭载有所述一个以上的第二半导体元件。
17.根据权利要求16所述的电子装置,其特征在于,
所述第二封固材料具有与所述安装面对置的第二封固面,
所述第二支撑基板还具有第二露出面,该第二露出面与所述安装面对置并且从所述第二封固面露出,
所述第二封固面与所述第二露出面表面一致,且构成所述第二主面。
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