DE102014221650A1

DE102014221650A1 - Elektronisches bauelement, elektronisches gerät und verfahren zur herstellung des elektronischen bauelements

Info

Publication number: DE102014221650A1
Application number: DE201410221650
Authority: DE
Inventors: c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Katase Yu; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Ito Fujio; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Kosaka Tadashi; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Tsuduki Koji; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Kataoka Ichiro
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2015-04-30
Also published as: US20150116946A1; US9585287B2; JP2015084377A; CN104576570A; CN104576570B; JP6214337B2

Abstract

Ein elektronisches Bauelement weist eine elektronische Vorrichtung und einen Behälter auf, der die elektronische Vorrichtung enthält. Der Behälter weist eine Basis, die einen ersten Bereich, an dem die elektronische Vorrichtung befestigt ist, und einen zweiten Bereich um den ersten Bereich herum hat, eine Abdeckung, die der elektronischen Vorrichtung über einen Raum hinweg zugewandt ist, und einen Rahmen auf, der so an dem zweiten Bereich befestigt ist, dass er den Raum umgibt. Der Rahmen weist ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil mit einer Wärmeleitfähigkeit auf, die geringer als die des ersten Bauteils und der Basis ist. Das erste Bauteil hat auf beiden Seiten einer Außenkante der Basis auf Innen- und Außenkantenseiten des Rahmens jeweils erste und zweite Abschnitte. Das zweite Bauteil befindet sich zwischen der Abdeckung und dem ersten Bauteil. Ein kürzester Abstand zwischen dem ersten Bauteil und der Basis ist kleiner als der zwischen dem ersten Bauteil und der Abdeckung.

Description

STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Technik zum Montieren einer elektronischen Vorrichtung.
Beschreibung des Stands der Technik
Mit der erhöhten Funktionalität von elektronischen Vorrichtungen in den letzten Jahren, etwa von Bildaufnahmevorrichtungen, hat sich die Wärmemenge erhöht, die von den elektronischen Vorrichtungen erzeugt wird. In einem elektronischen Bauelement mit einem Behälter (Gehäuse), der eine elektronische Vorrichtung enthält, muss der Behälter daher ein hohes Wärmeableitungsvermögen haben. Die JP 2008-245244 A schlägt ein Bildaufnahmeelement-Gehäuse vor, das aus einem Material mit guten Wärmeableitungseigenschaften besteht. Die JP 2011-176224 A schlägt ein Festkörper-Bildaufnahmegerät mit einem Harzgehäuse und einem Metall- oder Keramiksubstrat vor, diskutiert aber nicht die Wärmeableitung.
Wenn ein Behälter ausgebildet wird, indem ein Bauteil mit allgemein hoher Wärmeleitfähigkeit, etwa ein Metall- oder Keramikbauteil, mit einem Bauteil mit geringer Wärmeleitfähigkeit, etwa einem Harzbauteil, kombiniert wird, kann sich das Wärmeableitungsvermögen des Behälters verschlechtern, wenn das Bauteil mit geringer Wärmeleitfähigkeit im Wärmeableitungsweg positioniert ist.
Die Erfindung stellt ein elektronisches Bauelement zur Verfügung, das dazu imstande ist, Wärme, die von einer elektronischen Vorrichtung erzeugt wird, wirksam abzuleiten.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine erste Ausgestaltung der Erfindung sieht ein elektronisches Bauelement vor, das eine elektronische Vorrichtung und einen Behälter aufweist, der so gestaltet ist, dass er die elektronische Vorrichtung enthält. Der Behälter weist eine Basis, die einen ersten Bereich, an dem die elektronische Vorrichtung befestigt ist, und einen zweiten Bereich um den ersten Bereich herum hat, eine Abdeckung, die der elektronischen Vorrichtung zugewandt ist, und einen Rahmen auf, der so am zweiten Bereich befestigt ist, dass er einen Raum zwischen der Abdeckung und dem ersten Bereich umgibt. Der Rahmen weist ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil mit einer Wärmeleitfähigkeit auf, die geringer als die des ersten Bauteils und der Basis ist. Das erste Bauteil hat einen ersten Abschnitt, der sich näher auf einer Seite einer Innenkante des Rahmens als eine Außenkante der Basis befindet, und einen zweiten Abschnitt, der sich näher auf einer Seite einer Außenkante des Rahmens als die Außenkante der Basis befindet. Eine Länge des zweiten Abschnitts ist in Richtung von der Innenkante des Rahmens zur Außenkante des Rahmens länger als eine Länge des ersten Abschnitts. Das zweite Bauteil befindet sich zwischen der Abdeckung und dem ersten Bauteil. Ein kürzester Abstand zwischen dem ersten Bauteil und der Basis ist kleiner als ein kürzester Abstand zwischen dem ersten Bauteil und der Abdeckung.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen aus der folgenden Beschreibung exemplarischer Ausführungsbeispiele.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1A und 1B sind schematische Draufsichten auf ein elektronisches Bauelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die 2A und 2B sind schematische Schnittansichten des elektronischen Bauelements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die 3A und 3B sind schematische Schnittansichten eines elektronischen Bauelements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die 4A bis 4C sind schematische Schnittansichten von elektronischen Bauelementen gemäß dritten bis fünften Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Die 5A bis 5D sind schematische Schnittansichten, die ein Herstellungsverfahren für ein elektronisches Bauelement gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen.
Die 6E bis 6H sind schematische Schnittansichten, die das Herstellungsverfahren für ein elektronisches Bauelement gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel darstellen.
Die 7A bis 7C sind schematische Schnittansichten, die ein Herstellungsverfahren für ein elektronisches Bauelement gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPEILE
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen werden Bestandteile, die einigen Zeichnungen gemeinsam sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Solche gleichen Bestandteile können beschrieben werden, indem auf eine Vielzahl von Zeichnungen Bezug genommen wird. Die Beschreibung von Bestandteilen, die durch die gleichen Bezugszahlen bezeichnet werden, kann weggelassen werden.
Als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Beispiel eines elektronischen Bauelements 100 beschrieben. 1A ist eine schematische Draufsicht auf das elektronische Bauelement 100 von vorne, und 1B ist eine schematische Draufsicht auf das elektronische Bauelement 100 von hinten. Die 2A und 2B sind schematische Schnittansichten des elektronischen Bauelements 100. 2A ist eine Schnittansicht des elektronischen Bauelements 100 entlang der Linie IIA-IIA der 1A und 1B, und 2B ist eine Schnittansicht des elektronischen Bauelements 100 entlang der Linie IIB-IIB der 1A und 1B. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bestandteile mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und die Beschreibung erfolgt, indem auf eine Vielzahl von Zeichnungen Bezug genommen wird. Dabei ist zu beachten, dass X, Y und Z in den Zeichnungen jeweils die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung angeben.
Das elektronische Bauelement 100 weist eine elektronische Vorrichtung 10 und einen Behälter 70 auf, der die elektronische Vorrichtung 10 enthält. Der Behälter 70 weist hauptsächlich eine Basis 20, eine Abdeckung 30 und einen Rahmen 60 auf. Die Einzelheiten werden zwar unten beschrieben, doch weist der Rahmen 60 ein Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 (erstes Bauteil) und ein Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 (zweites Bauteil) auf, das eine geringere Wärmeleitfähigkeit als das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 hat.
In dem Behälter 70 können die Basis 20 und der Rahmen 60 als ein Montagebauteil zur Primärmontage des elektronischen Bauelements 100 fungieren. Die Abdeckung 30 kann als ein optisches Bauteil fungieren. Die elektronische Vorrichtung 10 ist an der Basis 20 befestigt. Die Abdeckung 30 ist an der Basis 20 befestigt, wobei dazwischen der Rahmen 60 angeordnet ist. Die Abdeckung 30 ist der elektronischen Vorrichtung 10 über einen Innenraum 80 hinweg zugewandt. Der Rahmen 60 umgibt den Innenraum 80 zwischen der Abdeckung 30 und der elektronischen Vorrichtung 10.
Die X-Richtung und die Y-Richtung sind Richtungen parallel zu einer Vorderfläche 101 der elektronischen Vorrichtung 10, die der Abdeckung 30 zugewandt ist, einer Rückfläche 102 der elektronischen Vorrichtung 10, die zur Vorderfläche 101 entgegengesetzt ist und an der Basis 20 befestigt ist, einer Außenfläche 301 der Abdeckung 30 und einer Innenfläche 302 der Abdeckung 30. Die Z-Richtung ist eine Richtung senkrecht zu der Vorderfläche 101, der Rückfläche 102, der Außenfläche 301 und der Innenfläche 302. Die elektronische Vorrichtung 10 und das elektronische Bauelement 100 sind typischerweise in der X-Richtung und der Y-Richtung rechteckig. Die elektronische Vorrichtung 10 und das elektronische Bauelement 100 haben in der Z-Richtung eine kleinere Abmessung als in der X-Richtung und der Y-Richtung und haben eine flache plattenartige Form. Aus Bequemlichkeit wird die Abmessung in der Z-Richtung im Folgenden als entweder Dicke oder Höhe bezeichnet.
In der X-Richtung und der Y-Richtung wird eine Außenkante des elektronischen Bauelements 100 durch eine Außenkante 205 der Basis 20, eine Außenkante 605 des Rahmens 60 und eine Außenkante 305 der Abdeckung 30 definiert. Der Rahmen 60 hat sowohl die Außenkante 605 als auch eine Innenkante 603.
Die elektronische Vorrichtung 10 ist nicht auf eine besondere Bauart beschränkt, sie ist aber typischerweise eine optische Vorrichtung. Die elektronische Vorrichtung 10 dieses Ausführungsbeispiels hat einen Hauptbereich 1 und einen Nebenbereich 2. Der Hauptbereich 1 befindet sich typischerweise in der Mitte der elektronischen Vorrichtung 10, und der Nebenbereich 2 befindet sich um den Hauptbereich 1 herum. Wenn die elektronische Vorrichtung 10 eine Bildaufnahmevorrichtung, etwa ein CCD-Bildsensor (CCD: charge-coupled device, dt. ”ladungsgekoppeltes Bauteil”) oder ein CMOS-Bildsensor (CMOS: complementary metal-oxide-semiconductor, dt. ”sich ergänzender Metalloxid-Halbleiter”), ist, ist der Hauptbereich 1 ein Bildaufnahmebereich. Wenn die elektronische Vorrichtung 10 eine Anzeigevorrichtung, etwa eine Flüssigkristallanzeige oder eine Elektroluminiszenzanzeige (EL-Display), ist, ist der Hauptbereich 1 ein Anzeigebereich. Wenn die elektronische Vorrichtung 10 eine Bildaufnahmevorrichtung ist, dient die Vorderfläche 101, die eine der Abdeckung 30 zugewandte Oberfläche der elektronischen Vorrichtung 10 ist, als eine Lichteinfallsfläche. Die Lichteinfallsfläche kann auf einem Halbleitersubstrat, das eine Lichtempfangsfläche hat, durch die vorderste Lage einer Mehrlagenschicht ausgebildet sein. Die Mehrlagenschicht weist eine Lage mit einer optischen Funktion, etwa eine Farbfilterlage, eine Mikrolinsenlage, eine Antireflexionslage oder eine Lichtabschirmlage; eine Lage mit einer mechanischen Funktion, etwa eine Planarisierungslage; und eine Lage mit einer chemischen Funktion, etwa eine Passivierungslage, auf. Der Nebenbereich 2 ist mit einer Ansteuerungsschaltung zum Ansteuern des Hauptbereichs 1 und einer Signalverarbeitungsschaltung zum Verarbeiten von Signalen von dem Hauptbereich 1 (oder von Signalen zum Hauptbereich 1) versehen. Wenn die elektronische Vorrichtung 10 eine Halbleitervorrichtung ist, lassen sich diese Schaltungen leicht monolithisch ausbilden. Der Nebenbereich 2 ist außerdem mit Elektroden 3 (Elektrodenpads) zur Kommunikation von Signalen zu und von der Außenseite versehen.
Die Basis 20 hat eine flache plattenartige Form. Die Basis 20 kann zum Beispiel durch Metallformen, Schneiden oder Aufstapeln einer Vielzahl von Platten ausgebildet werden. Die Basis 20 kann ein Leiter, etwa eine Metallplatte, sein, sie ist aber vorzugsweise ein Isolator, um eine Isolierung zwischen Innenanschlüssen 5 und Außenanschlüssen 7 (unten beschrieben) zu gewährleisten. Die Basis 20 kann ein flexibles Substrat, etwa ein Polyimidsubstrat sein, sie ist aber vorzugsweise ein steifes Substrat, etwa ein Glas-Epoxid-Substrat, ein Verbundsubstrat, ein Glasverbundsubstrat, ein Bakelitsubstrat oder ein Keramiksubstrat. Es ist besonders vorzuziehen, dass die Basis 20 ein Keramiksubstrat ist und dass als die Basis 20 ein Keramikschichtkörper verwendet wird. Das Keramikmaterial kann Siliziumcarbid, Aluminiumnitrid, Saphir, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Cermet, Yttriumoxid, Mullit, Forsterit, Cordierit, Zirkoniumoxid oder Steatit sein. Die aus einem Keramikschichtkörper ausgebildete Basis 20 kann eine hohe Wärmeleitfähigkeit haben. Die Wärmeleitfähigkeit der Basis 20 beträgt vorzugsweise 1,0 W/m·K oder mehr und besser noch 10 W/m·K oder mehr.
Die Basis 20 hat einen Zentralbereich 210 (erster Bereich), an dem die elektronische Vorrichtung 10 befestigt ist, und einen Randbereich 220 (zweiter Bereich) um den Zentralbereich 210 herum. Der Bereich zwischen dem Zentralbereich 210 und dem Randbereich 220 wird als Zwischenbereich bezeichnet. Der Zentralbereich 210 ist ein Bereich orthogonaler Projektion der elektronischen Vorrichtung 10 und überlappt sich in der Z-Richtung mit der elektronischen Vorrichtung 10 auf der Basis 20. Der Randbereich 220 ist ein Bereich orthogonaler Projektion des Rahmens 60 und überlappt sich in der Z-Richtung mit dem Rahmen 60 auf der Basis 20. Wie in den 2A und 2B dargestellt ist, ist die elektronische Vorrichtung 10 am Zentralbereich 210 der Basis 20 befestigt, wobei zwischen dem Zentralbereich 210 und der Rückfläche 102 der elektronischen Vorrichtung 10 ein Verbindungsbauteil 72 angeordnet ist. Das Verbindungsbauteil 72 kann entweder ein Leiter oder ein Isolator sein. Das Verbindungsbauteil 72 kann eine hohe Wärmeleitfähigkeit haben und Metallteilchen enthalten. Die Wärmeleitfähigkeit des Verbindungsbauteils 72 kann 0,1 W/m·K oder mehr betragen.
Der Behälter 70 hat die Innenanschlüsse 5, die der Innenseite (Innenraum 80) des Behälters 70 zugewandt sind, und die Außenanschlüsse 7, die der Außenseite des Behälters 70 zugewandt sind. Die Innenanschlüsse 5 und die Außenanschlüsse 7 sind miteinander über eingebettete Abschnitte 6, die in der Basis 20 als Innenverdrahtung eingebettet sind, elektrisch verbunden. Die Innenanschlüsse 5 und die Außenanschlüsse 7 sind auf den Oberflächen der Basis 20 angeordnet und an der Basis 20 befestigt.
In dem elektronischen Bauelement 100 sind die Elektroden 3 der elektronischen Vorrichtung 10 mit den jeweiligen Innenanschlüssen 5 in dem Behälter 70 über jeweilige Verbindungsleiter 4 elektrisch verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 3 und die Innenanschlüsse 5 durch Drahtbonden verbunden, und die Verbindungsleiter 4 sind Metalldrähte (Bonddrähte). Alternativ können die Elektroden 3 und die Innenanschlüsse 5 miteinander durch Flip-Chip-Technik verbunden sein. In diesem Fall sind die Elektroden 3 auf der Rückfläche 102 der elektronischen Vorrichtung 10 angeordnet und die Innenanschlüsse 5 und die Verbindungsleiter 4 sind im Zentralbereich 210 angeordnet.
Die Außenanschlüsse 7 bilden in diesem Ausführungsbeispiel zwar ein Land Grid Array (LGA), doch die Außenanschlüsse 7 können auch ein Pin Grid Array (PGA), ein Ball Grid Array (BGA) oder einen Leadless Chip Carrier (LCC) bilden. Bei einer solchen Gestaltung können sich die Außenanschlüsse 7 in einem Bereich orthogonaler Projektion von der Abdeckung 30 zur Basis 20 befinden. Der Bereich orthogonaler Projektion ist ein Bereich, durch den ein Satz zur Hauptebene der Abdeckung 30 gehender Linien geht. Das heißt, dass sich die Außenanschlüsse 7 mit der Abdeckung 30 in der Z-Richtung überlappen. Einige der Außenanschlüsse 7 können sich in einem Bereich orthogonaler Projektion von der elektronischen Vorrichtung 10 zur Basis 20 befinden. Die Innenanschlüsse 5, die eingebetteten Abschnitte 6 und die Außenanschlüsse 7 können unter Verwendung eines Leiterrahmens zu einer einzelnen Einheit integriert werden. In der den Leiterrahmen verwendenden Gestaltung befindet sich eine Vielzahl von Außenanschlüssen 7 außerhalb des Bereichs orthogonaler Projektion von der Abdeckung 30 zur Basis 20. Das elektronische Bauelement 100 wird an einem Verdrahtungsbauteil, etwa einer Leiterplatte, befestigt, während die Außenanschlüsse 7 mit Verbindungsanschlüssen auf dem Verdrahtungsbauteil elektrisch verbunden werden. Die Außenanschlüsse 7, die sich in dem Bereich orthogonaler Projektion von der Abdeckung 30 zur Basis 20 befinden, können mit einer externen Schaltung unter Verwendung einer Lötpaste durch Reflow-Löten elektrisch verbunden werden. Das elektronische Bauelement 100 wird somit auf dem Verdrahtungsbauteil sekundär montiert, um ein elektronisches Modul auszubilden. Das elektronische Bauelement 100 kann auf dem Verdrahtungsbauteil oberflächenmontiert werden. Das elektronische Modul wird in einem Gehäuse montiert, um ein elektronisches Gerät auszubilden.
Die der elektronischen Vorrichtung 10 zugewandte Abdeckung 30 hat die Funktion, die elektronische Vorrichtung 10 zu schützen. Wenn die elektronische Vorrichtung 10 eine Bildaufnahmevorrichtung oder eine Anzeigevorrichtung ist, die mit Licht zu tun hat, muss die Abdeckung 30 für das Licht (typischerweise sichtbares Licht) durchlässig sein. In diesem Fall muss das Material der Abdeckung 30 Kunststoff; Glas, etwa Quarzglas oder Borsilikatglas; oder ein einkristalliner Kristall, etwa einkristalliner Quarz, Saphir oder Diamant, sein. Die Oberfläche der Abdeckung 30 kann mit einer Antireflexionsbeschichtung oder einer Infrarotsperrbeschichtung beschichtet sein.
Der Rahmen 60 ist so ausgebildet, dass er zwischen dem Zentralbereich 210 und der Abdeckdung 30 einen Raum aufweist. Dieser Raum ist Teil des Innenraums 80. Die Innenkante 603 ist eine Oberfläche des Rahmens 60, die dem Innenraum 80 zugewandt ist und ihn umgibt. Der Rahmen 60 kann die elektronische Vorrichtung 10 entweder umgeben oder nicht umgeben. Den Innenraum 80 und die elektronische Vorrichtung 10 mit dem Rahmen 60 zu umgeben, bedeutet, dass der Rahmen 60 in der X-Y-Richtung dem Innenraum 80 und der elektronischen Vorrichtung 10 entlang 90% des Gesamtumfangs der Innenkante 603 des Rahmens 60 zugewandt ist. Wenn der Rahmen 60 die elektronische Vorrichtung 10 umgibt, können daher 90% des Gesamtumfangs einer Seitenfläche 105 der elektronischen Vorrichtung 10 in der X-Y-Richtung der Innenkante 603 des Rahmens 60 zugewandt sein. Der Rahmen 60 hat die Funktion, den Abstand zwischen der elektronischen Vorrichtung 10 und der Abdeckung 30 zu definieren. Der Rahmen 60 ist an dem Randbereich 220 der Basis 20 befestigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Rahmen 60 durch ein Verbindungsbauteil 71 an der Basis 20 befestigt.
Der Rahmen 60 weist das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 (erstes Bauteil) und das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 (zweites Bauteil) auf, das eine geringere Wärmeleitfähigkeit als das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 hat. Die Wärmeleitfähigkeit des in dem Rahmen 60 enthaltenen Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 (erstes Bauteil) ist höher als die des in dem Rahmen 60 enthaltenen Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 (zweites Bauteil). Die Wärmeleitfähigkeit der Basis 20 kann ebenfalls höher als die des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 sein. Die Wärmeleitfähigkeit des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 beträgt vorzugsweise 1,0 W/m·K oder mehr und besser noch 10 W/m·K oder mehr. Die Wärmeleitfähigkeit des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 beträgt zum Beispiel 10 W/m·K oder weniger und typischerweise 1 W/m·K oder weniger.
Um die Festigkeit des Rahmens 60 zu gewährleisten, kann ein Material mit hoher Steifheit (mit hohem Elastizitätsmodul) verwendet werden, um das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 auszubilden. Zum Beispiel kann der Elastizitätsmodul des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 50 GPa oder mehr und vorzugsweise 100 GPa oder mehr betragen. Als das Material des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 kann Keramik oder Metall verwendet werden, und es ist besonders vorzuziehen, dass das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 aus Metall besteht. Wenn das Augenmerk auf das Material des in dem Rahmen 60 enthaltenen Bauteils gerichtet wird, kann das aus Metall bestehende Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 als ein Metallbauteil bezeichnet werden, und das aus Keramik bestehende Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 kann als Keramikbauteil bezeichnet werden. Metallmaterialien, die zum Ausbilden des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 geeignet sind, schließen Aluminium, Aluminiumlegierung, Kupfer, Kupferlegierung und Eisenlegierung ein. Eine Chrom, Nickel und Cobalt enthaltene Eisenlegierung, etwa rostfreier Stahl, ist besonders geeignet, um das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 auszubilden. Zum Beispiel kann das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 aus SUS 430 bestehen, was ein ferritischer rostfreier Stahl ist, oder es kann aus SUS 304, Legierung 42 oder Kovar bestehen, was ein austenitischer rostfreier Stahl ist.
Es wird nun die Position des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 beschrieben. Wie in den 2A und 2B dargestellt ist, hat das in dem Rahmen 60 enthaltene Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 einen Verbindungsabschnitt 410 (erster Abschnitt) und einen Verlängerungsabschnitt 420 (zweiter Abschnitt). Der Verbindungsabschnitt 410 befindet sich in der Richtung von der Innenkante 603 des Rahmens 60 zur Außenkante 605 des Rahmens 60 näher auf einer Seite der Innenkante 603 des Rahmens 60 als die Außenkante 205 der Basis 20. Der Verbindungsabschnitt 410 ist mit dem Randbereich 220 der Basis 20 und der Abdeckung 30 verbunden. Der Verlängerungsabschnitt 420 befindet sich näher auf einer Seite der Außenkante 605 des Rahmens 60 als die Außenkante 205 der Basis 20. Das heißt, dass das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 an einer der Außenkante 205 der Basis 20 entsprechenden Grenze imaginär in den Verbindungsabschnitt 410 näher an der Innenkante 603 und den Verlängerungsabschnitt 420 näher an der Außenkante 605 aufgeteilt werden kann. In dem zum Außenraum hin frei liegenden Verlängerungsabschnitt 420 des Rahmens 60 ist die Außenkante 605 des Rahmens 60 eine Oberfläche, die die Außenkante des elektronischen Bauelements 100 definiert. Von den zwei Oberflächen, die die Innenkante 603 und die Außenkante 605 des Rahmens 60 verbinden, wird die an die Basis 20 angrenzende Oberfläche als eine untere Fläche bezeichnet und die an die Abdeckung 30 angrenzende Oberfläche wird als eine obere Fläche bezeichnet.
Die Länge des Verbindungsabschnitts 410 in der Richtung von der Innenkante 603 des Rahmens 60 zur Außenkante 605 des Rahmens 60 (X-Y-Richtung) wird als eine Breite W1 des Verbindungsabschnitts 410 definiert. Die Länge des Verlängerungsabschnitts 420 in der Richtung von der Innenkante 603 des Rahmens 60 zur Außenkante 605 des Rahmens 60 (X-Y-Richtung) wird als eine Breite W2 des Verlängerungsabschnitts 420 definiert. Die Breite W2 des Verlängerungsabschnitts 420 kann größer als die Breite W1 des Verbindungsabschnitts 410 sein. 2B stellt den Verlängerungsabschnitt 420 dar, dessen Breite W2 größer als die Breite W1 des Verbindungsabschnitts 410 ist. Das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 hat zwar in 2A den Verlängerungsabschnitt 420 wie auch den Verbindungsabschnitt 410, doch ist die Breite des Verlängerungsabschnitts 420 kleiner als die des Verbindungsabschnitts 410. Der Verlängerungsabschnitt 420 hat Durchgangslöcher 606. Die Durchgangslöcher 606 können als Löcher zum Anschrauben an ein Gehäuse eines elektrischen Geräts oder als Löcher zum Positionieren verwendet werden.
Das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 befindet sich zwischen der Abdeckung 30 und dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40. Die Steifheit (Elastizitätsmodul) des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 ist geringer als der Elastizitätsmodul des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40. Wenn das Augenmerk auf die Steifheit (den Elastizitätsmodul) der in dem Rahmen 60 enthaltenen Bauteile gerichtet wird, kann das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 als ein Bauteil hoher Steifheit bezeichnet werden und das Bauteil geringer Leitfähigkeit 50 kann als ein Bauteil geringer Steifheit bezeichnet werden. Zum Beispiel beträgt der Elastizitätsmodul des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 vorzugsweise kleiner oder gleich 1/2 von dem des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und besser noch kleiner oder gleich 1/10 von dem des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40. Zum Beispiel beträgt der Elastizitätsmodul des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 50 GPa oder weniger, vorzugsweise 10 GPa oder weniger und besser noch 1 GPa oder weniger. Die Steifheit (Elastizitätsmodul) des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 kann geringer als die der Abdeckung 30 sein.
Als das Material des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 kann ein organisches Material verwendet werden, das im Allgemeinen eine geringe Leitfähigkeit hat. Zur chemischen Stabilität und besseren Bearbeitbarkeit kann als das Material des Bauteils geringer Leitfähigkeit 50 ein Harzmaterial verwendet werden. Wenn das Augenmerk auf das Material des im Rahmen 60 enthaltenen Bauteils gerichtet wird, kann das aus Harz bestehende Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 als ein Harzbauteil bezeichnet werden. Beispiele des Harzmaterials, die zum Ausbilden des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 geeignet sind, schließen Epoxidharz, Acrylharz, Silikonharz und Vinylharz ein. Beispiele des organischen Materials schließen eine durch Trocknen fest werdende Art, die durch Abdampfen eines Lösungsmittels trocknet und fest wird, eine chemisch reagierende Art, die durch eine chemische Reaktion, etwa eine Foto- oder Wärmepolymerisation von Molekülen, aushärtet, und eine Heißschmelzart ein, die durch Festwerden eines geschmolzenen Materials fest wird. Typischerweise kann ein durch lichthärtendes Harz, das durch ultraviolettes Licht oder sichtbares Licht aushärtet, oder ein wärmehärtendes Harz, das durch Wärme aushärtet, verwendet werden. Für die Feuchtigkeitsbeständigkeit der elektronischen Vorrichtung 10 kann ein wärmehärtendes Epoxidharz verwendet werden, das eine ausreichende Menge an Glasfüllstoff enthält.
Das wie oben beschrieben vorgesehene Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 dient als ein Wärmeableitungsbauteil, das Wärme, die von der elektronischen Vorrichtung 10 erzeugt wird, zur Außenseite ableitet. Und zwar wird Wärme, die von der elektronischen Vorrichtung 10 erzeugt wird, über die Basis 20, die eine Wärmeleitfähigkeit hat, die so hoch wie die des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 ist, zum Verbindungsabschnitt 410 des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 geleitet und zum Verlängerungsabschnitt 420 des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 abgeleitet. Die Wärme wird somit vom Verlängerungsabschnitt 420 nach außen abgeleitet.
Eine der Funktionen, die das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 haben kann, ist Wärmeisolierung. Wenn Wärme, die zum Verbindungsabschnitt 410 des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 geleitet wird, weiter zur Abdeckung 30 geleitet wird, verschlechtert sich der Wärmeableitungswirkungsgrad im Verlängerungsabschnitt 420. Wenn die Wärme über die Abdeckung 30 abgeleitet wird und sich die Temperatur der Abdeckung 30 erhöht, nimmt das Spannungsniveau zu, das durch die Wärmeausdehnung der Abdeckung 30 verursacht wird. Mit dem Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 zwischen der Abdeckung 30 und dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 ist es möglich, eine Wärmeableitung vom Verbindungsabschnitt 410 zur Abdeckung 30 zu unterdrücken.
Eine der Funktionen, die das als Bauteil geringer Steifheit dienende Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 haben kann, ist die Absorption von Schocks. Zwischen der Abdeckung 30 und dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 wird aufgrund von (1) der Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten, (2) der Temperaturdifferenz und/oder (3) des Formunterschieds zwischen der Abdeckung 30 und dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 ein beträchtliches Maß an Spannung erzeugt. Das als Bauteil geringer Steifheit dienende Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50, das einen geringeren Elastizitätsmodul als das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 hat, kann als ein Schockabsorptionsbauteil fungieren, das sich verformt, um die Spannung zu verringern.
Eine der Funktionen, die das als Harzbauteil dienende Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 haben kann, ist, die Flachheit sowohl der unteren als auch oberen Fläche des Rahmens 60 zu verbessern. Die untere Fläche des Rahmens 60 bildet eine Verbindungsfläche zwischen der Basis 20 und dem Rahmen 60, und die obere Fläche des Rahmens 60 bildet eine Verbindungsfläche zwischen der Abdeckung 30 und dem Rahmen 60. Wenn das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 ein Metallbauteil ist und das Metallbauteil, das eine hohe Steifheit hat, unter einer erheblichen Durchbiegung oder Verdrehung leidet, muss das Metallbauteil durch einen sehr komplizierten Prozess, etwa Schneiden oder Polieren, gehen, um die Durchbiegung oder Verdrehung zu korrigieren und die Flachheit zu verbessern. Andererseits kann die Oberflächenform eines Harzbauteils leicht gesteuert werden. Und zwar kann in dem Harzbauteil leicht eine flache Oberfläche ausgebildet werden, indem unter Verwendung einer Metallform mit einer flachen Oberfläche geschmolzen oder geformt wird. Somit kann das Harzbauteil als ein Abflachungsbauteil zum Abflachen der Verbindungsflächen des Rahmens 60 fungieren.
Es wird nun ausführlich die Position des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 bezüglich der anderen Bestandteile beschrieben. Die 2A und 2B zeigen einen Abstand D1 zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Basis 20, einen Abstand D2 zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Abdeckung 30 und einen Abstand D3 zwischen der elektronischen Vorrichtung 10 und der Basis 20. In der folgenden Beschreibung bezieht sich der ”Abstand” zwischen zwei Bestandteilen auf den kürzesten Abstand zwischen ihnen. Genauer gesagt ist der Abstand der kürzeste Abstand von einer ersten Oberfläche von einem der zwei Bestandteile bis zu einer zweiten Oberfläche des anderen der zwei Bestandteile, wobei die erste Oberfläche dem anderen der zwei Bestandteile zugewandt ist und die zweite Oberfläche dem einen der zwei Bestandteile zugewandt ist.
Der Abstand D1 ist genauer der Abstand zwischen dem Verbindungsabschnitt 410 und dem Randbereich 220 der Basis 20. Der Abstand D1 kann gleich der Summe einer Dicke T2 des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Basis 20 und der Dicke des Verbindungsbauteils 71 zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Basis 20 sein, doch kann zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Basis 20 entweder das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 oder das Verbindungsbauteil 71 auch nicht vorhanden sein.
Der Abstand D2 ist genauer der Abstand zwischen dem Verbindungsabschnitt 410 und einem Teil der Abdeckung 30, der sich mit dem Rahmen 60 überlappt. Der Abstand D2 kann gleich der Summe einer Dicke T3 des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Abdeckung 30 und der Dicke eines Verbindungsbauteils 73 zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Abdeckung 30 sein, doch kann zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Abdeckung 30 entweder das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 oder das Verbindungsbauteil 73 auch nicht vorhanden sein.
Der Abstand D3 ist genauer der Abstand zwischen der elektronischen Vorrichtung 10 und dem Zentralbereich 210 der Basis 20. Der Abstand D3 kann die Dicke des Verbindungsbauteils 72 zwischen der elektronischen Vorrichtung 10 und der Basis 20 sein, doch kann das Verbindungsbauteil 72 auch nicht vorhanden sein.
Um wirksam die Wärmeableitungswirkung des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und die Wärmeisolierwirkung des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 zu erreichen, wird der Rahmen 60 derart vorgesehen, dass der Zusammenhang D1 < D2 erfüllt ist. Und zwar kann dadurch, dass der Abstand D1 zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Basis 20 kleiner gemacht wird, um das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 näher an die Basis 20 zu bringen, die Wärmeleitung von der Basis 20 zum Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 dazu gebracht werden, höher als in dem Fall D1 ≥ D2 zu sein. Indem der Abstand D2 zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Abdeckung 30 größer gemacht wird, um das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 weiter von der Abdeckung 3 zu entfernen, kann andererseits das Niveau an Wärmeisolierung zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Abdeckung 30 dazu gebracht werden, höher als in dem Fall D1 ≥ D2 zu sein.
Der Zusammenhang D3 < D1 kann ebenfalls erfüllt sein. Indem der Abstand D3 zwischen der elektronischen Vorrichtung 10 und der Basis 20 kleiner gemacht wird, um die elektronische Vorrichtung 10 näher an die Basis 20 zu bringen, kann die Wärmeleitung von der elektronischen Vorrichtung 10 zur Basis 20 dazu gebracht werden, höher als in dem Fall D3 ≥ D1 zu sein. Damit D3 < D1 erfüllt ist, darf sich zwischen der elektronischen Vorrichtung 10 und dem Zentralbereich 210 der Basis 20 nicht das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 erstrecken.
Die 2A und 2B zeigen eine Dicke T1, die der Länge des Verbindungsabschnitts 410 des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 in der Z-Richtung entspricht. Die 2A und 2B zeigen auch die Dicke T2, die der Länge des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Basis 20 in der Z-Richtung entspricht, und die Dicke T3, die der Länge des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Abdeckung 30 entspricht. Es kann mindestens eine der Bedingungen T1 > T2, T1 > T3 und T2 < T3 erfüllt sein. Ist T2 < T3 erfüllt, hat dies die Wirkung, dass der Zusammenhang D1 < D2 erfüllt ist.
Die Dicke T1 kann in dem Bereich 0,2 mm bis 2 mm liegen. Wenn die Dicke T1 des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 0,2 mm oder mehr beträgt, ist es möglich, nicht nur Steifheit zu gewährleisten, die zur Befestigung an zum Beispiel einem Gehäuse eines elektronischen Gerätes benötigt wird, sondern auch ein ausreichendes Wärmeableitungsvermögen zu gewährleisten. Wenn die Dicke T1 des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 jedoch 2 mm übersteigt, wird der Behälter 70 größer als nötig. Die Länge (Dicke) des Verlängerungsabschnitts 420 des Rahmens 60 in der Z-Richtung kann größer als die Dicke T1 des Verbindungsabschnitts 410 sein. Allerdings darf die Dicke des Verlängerungsabschnitts 420 nicht die Länge von der Rückfläche der Basis 20 zur Außenfläche 301 der Abdeckung 30 überschreiten. Und zwar darf die Dicke des Verlängerungsabschnitts 420 nicht die Dicke des Behälters 70 überschreiten.
Die Dicke T2 des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Basis 20 beträgt vorzugsweise 200 μm oder weniger und besser noch 70 μm oder weniger. Wenn die Dicke T2 des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 70 μm oder weniger beträgt, ist es möglich, eine Beeinträchtigung der Wärmeleitung von der Basis 20 zum Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 zu verringern.
Die Dicke T3 des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Abdeckung 30 kann sich im Bereich von 70 μm bis 2 mm befinden. Wenn die Dicke T3 des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 70 μm oder mehr beträgt, kann das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 voll als Schockabsorber für Spannung fungieren, die durch eine aus Temperaturänderungen resultierende Wärmeausdehnung oder -schrumpfung erzeugt wird, die mit dem Aufheizvorgang während der Herstellung oder mit Umweltänderungen während der Nutzung einher gehen. Daher ist es möglich, die auf der Verbindungsfläche lastende Spannung zu verringern und eine hohe Verbindungszuverlässigkeit zu erreichen. Die Funktion des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 als Schockabsorber verbessert sich, wenn die Dicke T3 zunimmt. Um eine übermäßige Größenzunahme des Behälters 70 zu vermeiden, kann die Dicke T3 jedoch auf 200 μm oder weniger eingestellt werden. Die Dicke T3 des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 kann größer als die Dicke des Verbindungsbauteils 73 sein. Und zwar kann T3 > D2 – T3 erfüllt sein.
Die Dicke des Verbindungsbauteils 72, die dem Abstand D3 entspricht, beträgt vorzugsweise 50 μm oder weniger und besser noch 20 μm oder weniger. Wenn die Wärmeleitfähigkeit des Verbindungsbauteils 72 0,1 W/m·K oder mehr beträgt und die Dicke des Verbindungsbauteils 72 50 μm oder weniger beträgt, ist es möglich, eine sehr gute Wärmeleitung von der elektronischen Vorrichtung 10 zur Basis 20 zu gewährleisten. Die Wärmeleitfähigkeit des Verbindungsbauteils 71 kann 0,1 W/m·K oder mehr betragen. Die Dicke des Verbindungsbauteils 71 kann im Bereich von 20 μm bis 200 μm liegen. Die Dicke des Verbindungsbauteils 73 kann im Bereich von 10 μm bis 100 μm liegen und beträgt vorzugsweise 50 μm oder weniger. Da das Vorhandensein des Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 Vorteile hinsichtlich der Wärmeisolierung und dem Haftvermögen ergibt, kann die Dicke des Verbindungsbauteils 73 kleiner als die des Verbindungsbauteils 71 gemacht werden. Indem die Dicke des Verbindungsbauteils 73 kleiner gemacht wird, ist es möglich, die Luftdichtheit zu verbessern.
Wenn zumindest ein Teil der Innenkante 603 von dem Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 ausgebildet wird, ist es möglich, die Wärmeableitung vom Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 zum Innenraum 80 zu verringern und den Wärmeableitungswirkungsgrad über den Verlängerungsabschnitt 420 zu verbessern. Außerdem ist es möglich, eine Zunahme der Temperatur des Innenraums 80 zu unterdrücken. Es ist noch mehr vorzuziehen, dass der gesamte Umfang der Innenkante 603 von dem Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 ausgebildet wird.
Wenn das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 aus Metall besteht und das Metall zur Innenkante 603 freiliegt, kann die Reflexion von Licht auf der Innenkante 603 die Qualität eines aufgenommenen Bilds oder eines Anzeigebilds beeinträchtigen. Daher kann die Innenkante 603 aus einem schwarzen oder grauen Material bestehen, das sichtbares Licht absorbiert. Wenn die Innenkante 603 von dem Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 schwarzer oder grauer Farbe gebildet wird, kann die Reflexion von Licht auf der Innenkante 603 des Rahmens 60 verringert werden. Da der Eintritt von der Innenkante 603 des Rahmens 60 reflektierten Lichts in die elektronische Vorrichtung 10 verringert werden kann, ist es möglich, die Bildqualität zu verbessern.
Es wird nun als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ein weiteres Beispiel des elektronischen Bauelements 100 beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel hauptsächlich hinsichtlich der Form der Basis 20. Die anderen Punkte sind die gleichen wie die des ersten Ausführungsbeispiels und werden nicht beschrieben. Die 3A und 3B stellen eine Abwandlung des elektronischen Bauelements 100 dar und sind Schnittansichten von Abschnitten, die denen entsprechen, die in den 2A und 2B dargestellt sind.
Die in den 3A und 3B dargestellte Abwandlung unterscheidet sich von dem elektronischen Bauelement 100 des in den 2A und 2B dargestellten Ausführungsbeispiels insofern, als dass die Basis 20 einen vertieften Abschnitt hat. Genauer hat der in den 3A und 3B dargestellte Zwischenbereich zwischen dem Zentralbereich 210 und dem Randbereich 220 der Basis 20 Stufenabschnitte und abgestufte Abschnitte. Ein Stufenabschnitt ist ein Abschnitt, der sich in der X-Richtung und der Y-Richtung erstreckt, während ein abgestufter Abschnitt ein Abschnitt ist, der sich zwischen zwei Stufenabschnitten unterschiedlicher Höhe befindet und sich in der Z-Richtung erstreckt. Daher kann in dem zweiten Ausführungsbeispiel die Bezugsfläche 202 in den 3A und 3B als ein Bezugsstufenabschnitt 202 bezeichnet werden. Wie in den 3A und 3B dargestellt ist, befindet sich an einer Position, die sich in der Y-Richtung näher als die Innenanschlussgruppen an der Außenkante des Behälters 70 (d. h. näher an der Außenkante 205 der Basis 20) befindet, ein oberer Stufenabschnitt 204. Der obere Stufenabschnitt 204 steht vom Bezugsstufenabschnitt 202 vor. Und zwar liegt der obere Stufenabschnitt 204 in der Z-Richtung näher an der Abdeckung 30, als der Bezugsstufenabschnitt 202 an der Abdeckung 30 liegt. Zwischen dem Bezugsstufenabschnitt 202 und dem oberen Stufenabschnitt 204 befindet sich ein abgestufter Abschnitt 203. Der abgestufte Abschnitt 203 ist über einen Teil des Innenraums 80 hinweg den Verbindungsleitern 4 zugewandt.
In dem in den 3A und 3B dargestellten Beispiel hat die Basis 20 neben dem Bezugsstufenabschnitt 202 und dem oberen Stufenabschnitt 204 einen unteren Stufenabschnitt 200. Der untere Stufenabschnitt 200 ist weiter von der Außenkante 205 der Basis 20 entfernt, als die Innenanschlussgruppen von der Außenkante 205 entfernt sind. Und zwar befindet sich der untere Stufenabschnitt 200 innerhalb der Innenanschlussgruppen in der Basis 20. Der untere Stufenabschnitt 200 ist von dem Bezugsstufenabschnitt 202 aus über den abgestuften Abschnitt 201 vertieft. Und zwar befindet sich der untere Stufenabschnitt 200 in der Z-Richtung weiter von der Abdeckung 30 entfernt, als die Innenanschlussgruppen von der Abdeckung 30 entfernt sind, wobei sich der abgestufte Abschnitt 201 zwischen dem unteren Stufenabschnitt 200 und den Innenanschlussgruppen befindet. Der abgestufte Abschnitt 201 ist über einen Teil des Innenraums 80 hinweg der Seitenfläche 105 der elektronischen Vorrichtung 10 zugewandt. Der Bezugsstufenabschnitt 202 befindet sich zwischen dem oberen Stufenabschnitt 204 und dem unteren Stufenabschnitt 200. Daher kann der Bezugsstufenabschnitt 202 ein mittlerer Stufenabschnitt genannt werden. Wie in 3B gezeigt ist, ist der Bezugsstufenabschnitt 202 in der X-Richtung, wo es keine Innenanschlüsse 5 gibt, zwischen dem unteren Stufenabschnitt 200 und dem oberen Stufenabschnitt 204 nicht vorgesehen und zwischen dem oberen Stufenabschnitt 204 und dem unteren Stufenabschnitt 200 befindet sich der abgestufte Abschnitt 203. In der X-Richtung kann zwischen dem oberen Stufenabschnitt 204 und dem unteren Stufenabschnitt 200 wie in der Y-Richtung ein mittlerer Stufenabschnitt vorgesehen werden. Allerdings muss ein solcher mittlerer Stufenabschnitt, wo es keine Innenanschlüsse 5 gibt, nicht vorgesehen werden, da der Behälter 70 sonst größer als nötig wird.
Um einen Keramikschichtkörper mit einem Vertiefungsabschnitt herzustellen, wird eine Vielzahl Grünlagen, die mit einer Rahmenform ausgestanzt wurde, aufeinander gestapelt, um wie in dem Fall des Ausbildens eines Plattenbauteils für die Basis 20 des ersten Ausführungsbeispiels ein Rohkeramik-Rahmenbauteil auszubilden. Der oben beschriebene Keramikschichtkörper kann hergestellt werden, indem das Plattenbauteil und das Rahmenbauteil aufeinander gestapelt und gebrannt werden. Wie in den 3A und 3B dargestellt ist, hat der Keramikschichtkörper einen vertieften Abschnitt mit dem abgestuften Abschnitt 203 und dem abgestuften Abschnitt 201. Der abgestufte Abschnitt 203 verbindet den Bezugsstufenabschnitt 202 und den oberen Stufenabschnitt 204, und der abgestufte Abschnitt 201 verbindet den Bezugsstufenabschnitt 202 und den unteren Stufenabschnitt 200. Die Innenanschlüsse 5 sind auf dem Bezugsstufenabschnitt 202 vorgesehen. Mit dieser Gestaltung kann wie bei der Gestaltung des ersten Ausführungsbeispiels ein elektronisches Bauelement mit hohem Wärmeableitungsvermögen zur Verfügung gestellt werden.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, wie in 3A gezeigt ist, die Außenkante 605 des Rahmens 60 auf der Seite, wo die Breite W2 (siehe 3B) des Verlängerungsabschnitts 420 kürzer als die Breite W1 (siehe 3B) des Verbindungsabschnitts 410 ist, von dem Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 gebildet. Wie in 3B dargestellt ist, wird die Außenkante 605 des Rahmens 60 auf der Seite, wo die Breite W2 des Verlängerungsabschnitts 420 länger als die Breite W1 des Verbindungsabschnitts 410 ist, von dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 gebildet. Von den vier Seiten des Behälters 70 sind nur die Seiten, wo die Breite W2 des Verlängerungsabschnitts 420 länger als die Breite W1 des Verbindungsabschnitts 410 ist, Seiten, wo der Verlängerungsabschnitt 420 zum Außenraum frei liegt. Auf den Seiten, wo die Breite W2 kürzer als die Breite W1 ist, wird hauptsächlich verlangt, Wärme nicht zur Außenseite, sondern zum Verlängerungsabschnitt 420 auf den Seiten zu leiten, wo die Breite W2 länger als die Breite W1 ist. Daher ist die Außenkante 605 auf den Seiten, wo die Breite W2 kürzer als die Breite W1 ist, durch das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 vom Außenraum isoliert. Dies verbessert den Wärmeableitungswirkungsgrad auf den Seiten, wo die Breite W2 länger als die Breite W1 ist.
Es werden nun als dritte bis fünfte Ausführungsbeispiele der Erfindung weitere Beispiele des elektronischen Bauelements 100 beschrieben. Das dritte bis fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel hauptsächlich hinsichtlich der Form des Rahmens 60. Die anderen Punkte werden hier nicht beschrieben, da sie die gleichen wie die des ersten Ausführungsbeispiels sind. Die 4A, 4B und 4C sind jeweils eine Schnittansicht eines Abschnitts des elektronischen Bauelements 100, die der entspricht, die in 2B dargestellt ist.
In dem in 4A dargestellten dritten Ausführungsbeispiel befindet sich das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 nicht zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Basis 20 und das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 steht mit dem Verbindungsbauteil 71 in Kontakt. Und zwar ist die Dicke T2 (siehe 2A und 2B) des an die Basis 20 angrenzenden Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 null (T2 = 0).
Außerdem bedeckt das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 im dritten Ausführungsbeispiel nicht nur die obere Fläche des Verbindungsabschnitts 410 des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40, sondern auch die obere Fläche des Verlängerungsabschnitts 420. Da die untere Fläche des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 frei liegt, kann über die frei liegende untere Fläche des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 Wärme zur Außenseite abgeleitet werden. Da nur die untere Fläche des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 frei liegt, ist es somit möglich, unnötige Wärmeableitung von der oberen Fläche des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 zu verringern. Wenn das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 aus einem schwarzen oder grauen Licht absorbierenden Material besteht, ist es außerdem möglich, eine Wärmereflexion auf der oberen Fläche des Rahmens 60 zu verringern und die Bildqualität zu verbessern, da die obere Fläche des Rahmens 60 die Lichteintrittsseite eines Bildaufnahmegeräts und die Lichtaustrittsseite eines Anzeigegeräts ist.
In dem in 4B gezeigten vierten Ausführungsbeispiel gibt es zwischen dem Rahmen 60 und der Basis 20 kein Verbindungsbauteil 71. Das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 befindet sich zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Basis 20 und steht mit der Basis 20 in Kontakt. Und zwar kann der Zusammenhang zwischen der Dicke T2 des an die Basis 20 angrenzenden Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 und dem Abstand D1 (siehe 2A und 2B) als T2 = D1 ausgedrückt werden. Da kein Verbindungsbauteil 71 vorgesehen ist, wird somit die Wärmeleitung von der Basis 20 zum Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 nicht durch das Verbindungsbauteil 71 unterbrochen und es kann der Wärmeableitungswirkungsgrad verbessert werden. Anstatt das Verbindungsbauteil 71 vorzusehen, ist das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 so vorgesehen, dass es sich nicht nur mit dem Randbereich 220 der Basis 20 in Kontakt befindet, sondern auch mit der Außenkante 205 der Basis 20. Dies verringert eine Verschlechterung der Verbindungsfestigkeit zwischen dem Rahmen 60 und der Basis 20, die durch die Abwesenheit des Verbindungsbauteils 71 hervorgerufen werden kann.
In dem in 4C dargestellten fünften Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Basis 20 weder das Verbindungsbauteil 71 noch das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 vorhanden. Das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 befindet sich dann mit der Basis 20 in Kontakt. Und zwar ist der in den 2A und 2B gezeigte Abstand D1 null (D1 = 0). Dies verbessert die Wärmeleitung zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und der Basis 20. Zwischen dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 in der Basis 20 kann ein Bauteil ultrahoher Wärmeleitfähigkeit vorgesehen werden, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und die Basis 20 hat, und zwar derart, dass sich sowohl das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 als auch die Basis 20 mit dem Bauteil ultrahoher Wärmeleitfähigkeit in Kontakt befinden können. Dies ermöglicht es, eine hohe Wärmeleitfähigkeit zu erreichen.
Bei dem in 4C dargestellten Aufbau ist die elektronische Vorrichtung 10 durch Bonden an der Basis 20 befestigt, die durch Bonden an dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 befestigt ist. Dies erzeugt einen Wärmeableitungsweg, der von der elektronischen Vorrichtung 10 durch die Basis 20 zum Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 läuft. Zusätzlich hat ein Teil des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 in dem Verlängerungsabschnitt 420 eine frei liegende Metallfläche. Dies erlaubt eine direkte Verbindung mit einem Wärmeableitungskörper, etwa einem Kamerakörper, und verbessert das Wärmeableitungsvermögen.
Als ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Beispiels des elektronischen Bauelements 100 beschrieben. Die 5A bis 5D und die 6E bis 6H sind jeweils eine schematische Schnittansicht, die der entlang der Linie IIA-IIA der 1A und 1B entspricht. Wie anhand der 5A bis 5D und der 6E bis 6H zu erkennen ist, wird das elektronische Bauelement 100 erzielt, indem die elektronische Vorrichtung 10, die Basis 20 und der sich aus dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und dem Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 zusammensetzende Rahmen 60 vorgefertigt in der Z-Richtung aufeinander gestapelt werden.
5A stellt einen Schritt A dar, um die Basis 20 anzufertigen. Wie oben beschrieben wurde, hat die Basis 20 die Innenanschlüsse 5, die eingebetteten Abschnitte 6 und die Außenanschlüsse 7. Die Basis 20 hat die Bezugsfläche 202, auf der die Innenanschlüsse 5 vorgesehen sind.
Die Basis 20 ist eine Rohkeramikplatte, die durch Aufeinanderstapeln einer Vielzahl von Grünlagen erzielt wird, die durch ein Lagenausbildungsverfahren, etwa ein Rakelklingenverfahren oder ein Kalanderwalzenverfahren, ausgebildet und in eine Plattenform gestanzt wurden.
Die Innenanschlüsse 5, die eingebetteten Abschnitte 6 und die Außenanschlüsse 7 können erzielt werden, indem ein leitendes Pastenmuster gebrannt wird, das im Verlauf des Aufstapelns von Grünlagen durch Siebdruck oder dergleichen ausgebildet wurde.
5B stellt einen Schritt B dar, um den Rahmen 60 anzufertigen. Zunächst wird das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40, das eine rahmenartige Form hat, zwischen einer Metallform 1001 und einer Metallform 1002 platziert. Das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 hat eine untere Fläche 401, die an die Basis 20 angrenzen soll, und eine obere Fläche 402, die an die Abdeckung 30 angrenzen soll. Das rahmenartige Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 hat außerdem eine Innenkante 403 und eine Außenkante 405.
Durch ein Harzformverfahren, etwa ein die Metallform 1001 und 1002 verwendendes Spritzpressverfahren, wird das aus Harz bestehende Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 ausgebildet, so dass es fest an der Oberfläche des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 angebracht ist. Somit wird der Rahmen 60 mit dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 und dem Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 hergestellt. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 auf der oberen Fläche 402 des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 ausgebildet, um eine obere Fläche 602 des Rahmens 60 auszubilden. Gleichzeitig wird das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 auf der Innenkante 403 des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 ausgebildet, um die Innenkante 603 des Rahmens 60 auszubilden.
5C stellt einen Schritt C dar, um die Basis 20 und den Rahmen 60 zu verbinden. Auf den Randbereich 220 der Basis 20 und/oder den Rahmen 60 (in diesem Ausführungsbeispiel den Rahmen 60) wird ein Klebstoff 710 aufgebracht. Wie in 5C dargestellt ist, kann der Klebstoff 710 nur auf einer unteren Fläche 601 des Rahmens 60 aufgebracht werden. Das liegt daran, dass der Rahmen 60 flacher als die Basis 20 ist und es leichter ist, die Menge des Klebstoffs 710 zu steuern, die auf den Rahmen 60 aufzubringen ist. Als Klebstoff 710 wird typischerweise ein wärmehärtendes Harz verwendet. Es kann ein Druckverfahren oder ein Dosierverfahren verwendet werden, um den Klebstoff 710 aufzubringen.
5D stellt einen weiteren Schritt D dar, um die Basis 20 und den Rahmen 60 zu verbinden. Der Rahmen 60 wird über dem Randbereich 220 der Basis 20 platziert. Dann wird der aufgebrachte Klebstoff 710 durch ein passendes Verfahren fest werden gelassen. Der Klebstoff 710, der ein wärmehärtendes Harz sein kann, wird durch Wärme ausgehärtet. Somit wird der Klebstoff 710, der eine Flüssigkeit ist, zu dem Verbindungsbauteil 71, das ein Feststoff ist. Der Rahmen 60 und die Basis 20 werden somit miteinander verbunden, wobei zwischen ihnen das Verbindungsbauteil 71 angeordnet ist. In dem Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 des Rahmens 60 sind der Verbindungsabschnitt 410 und der Verlängerungsabschnitt 420 geschaffen. Der Verbindungsabschnitt 410 befindet sich näher auf der Seite der Innenkante 603 des Rahmens 60 als die Außenkante 205 der Basis 20 und ist mit der Basis 20 verbunden. Der Verlängerungsabschnitt 420 befindet sich näher auf der Seite der Außenkante 605 des Rahmens 60 als die Außenkante 205 der Basis 20. Somit wird ein Montagebauteil 24 mit dem Rahmen 60 und der Basis 20 hergestellt.
6E stellt einen Schritt E dar, um die elektronische Vorrichtung 10 an der Basis 20 zu befestigen. Die elektronische Vorrichtung 10 hat die Elektroden 3. Auf den Zentralbereich 210 der Basis 20 und/oder die Rückfläche 102 der elektronischen Vorrichtung 10 (typischerweise nur auf den Zentralbereich 210 der Basis 20) wird ein Klebstoff, etwa eine Paste zum Diebonden, aufgebracht. Dann wird die elektronische Vorrichtung 10 auf dem Klebstoff 720 platziert. Wie in 6F gezeigt ist, wird der Klebstoff 720 dann zu dem Verbindungsbauteil 72 fest werden gelassen, so dass die elektronische Vorrichtung 10 und die Basis 20 miteinander verbunden werden.
6F stellt einen Schritt F dar, um die elektronische Vorrichtung 10 und die Basis 20 elektrisch zu verbinden. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Drahtbondverbindung verwendet. Nachdem ein Ende eines aus einer Kapillare 345 zugeführten Metalldrahts mit einer Elektrode 3 verbunden wurde, wird das andere Ende des Metalldrahts mit dem entsprechenden Innenanschluss 5 verbunden. Dieser Metalldraht bildet einen Verbindungsleiter 4. Wenn eine Flip-Chip-Verbindung verwendet wird, können Bumps sowohl als das Verbindungsbauteil 72 als auch die Verbindungsleiter 4 dienen.
6G stellt einen Schritt G dar, um die Abdeckung 30 mit dem Rahmen 60 zu verbinden. 6G stellt einen Zustand dar, nachdem sämtliche der Innenanschlüsse S und sämtliche der Elektroden 3 miteinander durch die Verbindungsleiter 4 verbunden wurden. Auf die obere Fläche 602 des Rahmens 60 und/oder die Innenfläche 302 der Abdeckung 30 (in diesem Ausführungsbeispiel auf der Innenfläche 302) wird ein Klebstoff 730 aufgebracht. Wie in 6G dargestellt ist, kann der Klebstoff 730 nur auf der Innenfläche 302 der Abdeckung 30 aufgebracht werden. Dies liegt daran, dass die Abdeckung 30 flacher als der Rahmen 60 ist und es leichter ist, die Menge des Klebstoffs 630 zu steuern, die auf die Abdeckung 30 aufzubringen ist. Als Klebstoff 730 wird typischerweise ein lichthärtendes Harz verwendet. Es kann ein Druckverfahren oder ein Dosierverfahren verwendet werden, um den Klebstoff 730 aufzubringen.
6H stellt einen weiteren Schritt H dar, um die Abdeckung 30 mit dem Rahmen 60 zu verbinden. Die Abdeckung 30 wird über dem Verbindungsabschnitt 410 des Rahmens 60 platziert. Der Klebstoff 730 ist zu diesem Zeitpunkt natürlich eine Flüssigkeit. Wenn die Abdeckung 30 durch ihr Gewicht oder durch Druck gegen den Rahmen 60 gepresst wird, wird daher ein Überschuss des Klebstoffs 730 aus dem Raum zwischen dem Rahmen 60 und der Abdeckung 30 herausgequetscht. Dann wird der aufgebrachte Klebstoff 730 durch ein passendes Verfahren fest werden gelassen. Somit wird der Klebstoff 730, der eine Flüssigkeit ist, zu dem Verbindungsbauteil 73, das ein Feststoff ist. Der Rahmen 60 und die Abdeckung 30 werden somit miteinander verbunden, wobei zwischen ihnen das Verbindungsbauteil 73 angeordnet ist. Als Klebstoff 730 wird aus folgendem Grund ein lichthärtendes Harz verwendet. Wenn der Klebstoff 730 auf den gesamten Umfang der Bondfläche aufgebracht wird, kann sich der Innenraum 80, wenn als der Klebstoff 730 ein wärmehärtender Klebstoff verwendet wird, während des Erwärmens thermisch ausdehnen, so dass der Klebstoff 730 im flüssigen Zustand durch den Innendruck herausgequetscht werden kann. Wird als der Klebstoff 730 ein lichthärtender Klebstoff verwendet, ist es möglich, dies zu vermeiden. Dabei ist zu beachten, dass als Nachhärtungsverfahren zusätzlich Wärmehärten verwendet werden kann, nachdem der lichthärtende Klebstoff durch Lichthärten teilgehärtet wurde. Um den lichthärtenden Klebstoff 730 zu verwenden, kann die Abdeckung 30 ausreichend lichtdurchlässig für eine Wellenlänge, etwa eine ultraviolette Wellenlänge, sein, auf die der Klebstoff 730 reagiert. Das elektronische Bauelement 100 kann auf diese Weise hergestellt werden.
In den oben beschriebenen Schritten können die Basis 20 und der Rahmen 60 durch das Verbindungsbauteil 71 entlang dem gesamten Umfang der Verbindungsfläche miteinander verbunden werden. Außerdem können die Abdeckung 30 und der Rahmen 60 durch das Verbindungsbauteil 73 entlang dem gesamten Umfang der Verbindungsfläche miteinander verbunden werden. Wenn die Bestandteile somit entlang dem gesamten Umfang miteinander verbunden sind und der Innenraum 80 um die elektronische Vorrichtung 10 herum gegenüber der Außenseite luftdicht ist, ist es möglich, den Eintritt von Fremdstoffen in den Innenraum 80 zu verringern und die Zuverlässigkeit zu verbessern. Es kann eine ausreichende Menge Klebstoff verwendet werden, um die Luftdichtheit zu gewährleisten.
Als ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines anderen Beispiels des elektronischen Bauelements 100 beschrieben. Die 7A bis 7C sind jeweils eine schematische Schnittansicht, die der entlang der Linie IIA-IIA der 1A und 1B entspricht.
7A stellt einen Schritt A dar, um die Basis 20 anzufertigen. Wie oben beschrieben wurde, hat die Basis 20 die Innenanschlüsse 5, die eingebetteten Abschnitte 6 und die Außenanschlüsse 7. Die Basis 20 hat die Bezugsfläche 202, auf der die Innenanschlüsse 5 vorgesehen sind. Das Verfahren zum Ausbilden der Basis 20 ist das gleiche wie das, das im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
7B stellt einen Schritt B dar, um das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 auf dem Randbereich 220 der Basis 20 zu positionieren. Das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40, das in dem Rahmen 60 aufzunehmen ist, wird angefertigt und mit dem oberen Teil des Randbereichs 220 der Basis 20 in Kontakt gebracht. Das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 wird so auf der Basis 20 platziert, dass es den Verbindungsabschnitt 410 und den Verlängerungsabschnitt 420 (nicht gezeigt) hat. Das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 hat die untere Fläche 401, die an der Basis 20 angrenzen soll, und die obere Fläche 402, die an die Abdeckung 30 angrenzen soll. Das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 hat außerdem die Innenkante 403 und die Außenkante 405. Die untere Fläche 401 befindet sich mit dem Randbereich 220 der Basis 20 in Kontakt.
Die Positionierung der Basis 20 und des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 findet zwischen einer Metallform 1003 und einer Metallform 1004 statt. Die Metallformen 1003 und 1004 haben erhöhte und vertiefte Abschnitte, die der Form des aus Harz bestehenden Bauteils geringer Wärmeleitfähigkeit 50 (unten beschrieben) entsprechen. Die Metallform 1003 hat eine Teilung 1013, die die Außenanschlüsse 7 von dem Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 isoliert, um Formharz daran zu hindern, an den Außenanschlüssen 7 anzuhaften. Die Metallform 1004 hat eine Teilung 1014, die die Innenanschlüsse 5 und den Zentralbereich 210 von dem Formharz isoliert, um zu verhindern, dass das Formharz an den Innenanschlüssen 5 und den Zentralbereich 210 anhaftet.
Nachdem das Bauteil hoher Wärmeleitfähigkeit 40 im Schritt B mit der Basis 20 in Kontakt gebracht wurde, wird ein Harz durch eine Einspritzöffnung 1000 in den Raum zwischen den Metallformen 1003 und 1004 eingespritzt. Durch ein Harzformverfahren, etwa ein Spritzpressverfahren, wird, wie in 7C dargestellt ist, das aus Harz bestehende Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 so ausgebildet, dass es fest an der Oberfläche des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 angebracht ist. Außerdem wird das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 so ausgebildet, dass es sich mit der Basis 20 in Kontakt befindet. Auf diese Weise kann gleichzeitig der Rahmen 60 ausgebildet und an der Basis 20 befestigt werden.
Wie in 7C gezeigt ist, bildet das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit, das die obere Fläche 402 des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 bedeckt, die obere Fläche 602 des Rahmens 60. Das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50, das so ausgebildet ist, dass es die Innenkante 403 des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 bedeckt, bildet die Innenkante 603 des Rahmens 60. Das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50, das so ausgebildet ist, dass es die Außenkante 405 des Bauteils hoher Wärmeleitfähigkeit 40 bedeckt, bildet die Außenkante 605 des Rahmens 60. Zusätzlich ist das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 so ausgebildet, dass es die Außenkante 205 der Basis 20 bedeckt. Dies steigert die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Rahmen 60 und der Basis 20.
Die Teilungen 1013 und 1014 verhindern, dass das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 die Außenanschlüsse 7, die Innenanschlüsse 5 und den Zentralbereich 210 bedeckt. Wenn später die elektronische Vorrichtung 10 platziert wird, erstreckt sich das Bauteil geringer Wärmeleitfähigkeit 50 daher nicht zwischen der elektronischen Vorrichtung 10 und dem Zentralbereich 210. Außerdem ist es möglich, eine schlechte Verbindung zwischen den Außenanschlüssen 7 und den Innenanschlüssen 5 zu verringern.
Die folgenden Herstellungsschritte werden hier nicht beschrieben, da sie auf die gleiche Weise durchgeführt werden können, wie unter Bezugnahme auf die 6E bis 6H beschrieben wurde.
In diesem Ausführungsbeispiel, in dem zwischen der Basis 20 und dem Rahmen 60 nicht das Verbindungsbauteil 71 vorgesehen ist, kann ein elektronisches Bauelement 100 zur Verfügung gestellt werden, das einen höheren Wärmeableitungswirkungsgrad als in dem Fall mit dem Verbindungsbauteil 71 hat.
Da zwischen der Basis 20 und dem Rahmen 60 das Verbindungsbauteil 71 nicht vorgesehen ist und die Basis 20 und der Rahmen 60 als Einheit aus Harz zu einem Stück geformt sind, kann die Verbindungszuverlässigkeit zwischen der Basis 20 und dem Rahmen 60 verbessert werden. Da es keine Notwendigkeit gibt, die Schritte Aufbringen, Verbinden und Aushärten des Verbindungsbauteils 71 durchzuführen, ist es außerdem möglich, die Kosten und Vorgänge zu verringern, die mit dem Ausbilden des Verbindungsbauteils 71 einher gehen.
Es sind das erste bis siebte Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Die Erfindung schließt außerdem montierte Bauelemente, elektronische Bauelemente, elektronische Geräte und ihre Herstellungsverfahren ein, die durch Kombinieren einiger der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele erzielt werden.
Die Erfindung ermöglicht es, ein elektronisches Bauelement zur Verfügung zu stellen, das ein hohes Wärmeableitungsvermögen hat.
Die Erfindung wurde zwar unter Bezugnahme auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben, doch versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten exemplarischen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Dem Schutzumfang der folgenden Ansprüche kommt die breitestmögliche Interpretation zu, so dass sie sämtliche Abwandlungen und äquivalente Strukturen und Funktionen einschließen.
Ein elektronisches Bauelement weist eine elektronische Vorrichtung und einen Behälter auf, der die elektronische Vorrichtung enthält. Der Behälter weist eine Basis, die einen ersten Bereich, an dem die elektronische Vorrichtung befestigt ist, und einen zweiten Bereich um den ersten Bereich herum hat, eine Abdeckung, die der elektronischen Vorrichtung über einen Raum hinweg zugewandt ist, und einen Rahmen auf, der so an dem zweiten Bereich befestigt ist, dass er den Raum umgibt. Der Rahmen weist ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil mit einer Wärmeleitfähigkeit auf, die geringer als die des ersten Bauteils und der Basis ist. Das erste Bauteil hat auf beiden Seiten einer Außenkante der Basis auf Innen- und Außenkantenseiten des Rahmens jeweils erste und zweite Abschnitte. Das zweite Bauteil befindet sich zwischen der Abdeckung und dem ersten Bauteil. Ein kürzester Abstand zwischen dem ersten Bauteil und der Basis ist kleiner als der zwischen dem ersten Bauteil und der Abdeckung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008-245244 A [0002]
JP 2011-176224 A [0002]

Claims

Elektronisches Bauelement mit: einer elektronischen Vorrichtung; und einem Behälter, der so gestaltet ist, dass er die elektronische Vorrichtung enthält, wobei der Behälter eine Basis, die einen ersten Bereich, an dem die elektronische Vorrichtung befestigt ist, und einen zweiten Bereich um den ersten Bereich herum hat, eine Abdeckung, die der elektronischen Vorrichtung über einen Raum hinweg zugewandt ist, und einen Rahmen aufweist, der so an dem zweiten Bereich befestigt ist, dass er den Raum umgibt; der Rahmen ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil mit einer Wärmeleitfähigkeit aufweist, die geringer als die des ersten Bauteils und der Basis ist; das erste Bauteil einen ersten Abschnitt, der sich näher auf einer Seite einer Innenkante des Rahmens als eine Außenkante der Basis befindet, und einen zweiten Abschnitt hat, der sich näher auf einer Seite einer Außenkante des Rahmens als die Außenkante der Basis befindet, und eine Länge des zweiten Abschnitts in Richtung von der Innenkante des Rahmens zur Außenkante des Rahmens länger als eine Länge des ersten Abschnitts ist; und sich das zweite Bauteil zwischen der Abdeckung und dem ersten Bauteil befindet und ein kürzester Abstand zwischen dem ersten Bauteil und der Basis kleiner als ein kürzester Abstand zwischen dem ersten Bauteil und der Abdeckung ist.
Elektronisches Bauelement mit: einer elektronischen Vorrichtung; und einem Behälter, der so gestaltet ist, dass er die elektronische Vorrichtung enthält, wobei der Behälter eine Basis, die einen ersten Bereich, an dem die elektronische Vorrichtung befestigt ist, und einen zweiten Bereich um den ersten Bereich herum hat, eine Abdeckung, die der elektronischen Vorrichtung über einen Raum hinweg zugewandt ist, und einen Rahmen aufweist, der so an dem zweiten Bereich befestigt ist, dass er den Raum umgibt; der Rahmen ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil mit einer Wärmeleitfähigkeit aufweist, die geringer als die des ersten Bauteils und der Basis ist; das erste Bauteil einen ersten Abschnitt, der sich näher auf einer Seite einer Innenkante des Rahmens als eine Außenkante der Basis befindet, und einen zweiten Abschnitt hat, der sich näher auf einer Seite einer Außenkante des Rahmens als die Außenkante der Basis befindet; und sich das zweite Bauteil zwischen der Abdeckung und dem ersten Bauteil befindet und ein kürzester Abstand zwischen dem ersten Bauteil und der Abdeckung größer als ein kürzester Abstand zwischen dem ersten Bauteil und der Basis und kleiner als eine Länge des ersten Bauteils in einer Richtung vom zweiten Bereich zur Abdeckung ist.
Elektronisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein kürzester Abstand zwischen der elektronischen Vorrichtung und dem ersten Bereich kleiner als ein kürzester Abstand zwischen der Abdeckung und dem Rahmen ist.
Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich das zweite Bauteil nicht zwischen der elektronischen Vorrichtung und dem ersten Bereich erstreckt.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Rahmen an der Basis befestigt ist und zwischen dem ersten Bauteil und der Basis ein Verbindungsbauteil angeordnet ist.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sich der erste Abschnitt mit der Basis in Kontakt befindet.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Basis ein Isolator ist; der Behälter Innenanschlüsse, die mit der elektronischen Vorrichtung verbunden sind, und Außenanschlüsse hat, die über jeweilige eingebettete Abschnitte, die in der Basis eingebettet sind, mit den jeweiligen Innenanschlüssen elektrisch verbunden sind, und die Außenanschlüsse zu einer Außenseite des Behälters hin frei liegen; und sich die Außenanschlüsse in einem Bereich orthogonaler Projektion von der Abdeckung zur Basis befinden.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zweite Abschnitt zu einer Außenseite des Behälters hin frei liegt.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der zweite Abschnitt mindestens ein Durchgangsloch hat.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Innenkante des Rahmens von dem zweiten Bauteil gebildet wird.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei in einer Richtung vom zweiten Bereich zur Abdeckung hin eine Länge des ersten Bauteils länger als eine Länge des zweiten Bauteils ist.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Abdeckung mit einem Verbindungsbauteil an dem Rahmen befestigt ist, das zwischen dem zweiten Bauteil und der Abdeckung angeordnet ist.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das erste Bauteil aus Metall besteht, das zweite Bauteil aus Harz besteht, die Basis aus Keramik besteht und die Abdeckung aus Glas oder einem einkristallinen Material besteht.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein Elastizitätsmodul des zweiten Bauteils geringer als ein Elastizitätsmodul des ersten Bauteils ist.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die elektronische Vorrichtung eine Bildaufnahmevorrichtung oder eine Anzeigevorrichtung ist und die Abdeckung für sichtbares Licht durchlässig ist.
Elektronisches Gerät mit: dem elektronischen Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15; und einem Gehäuse, an dem der zweite Abschnitt befestigt ist.
Verfahren zur Herstellung des elektronischen Bauelements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Verfahren das Ausbilden des Rahmens mit einem Harzformverfahren umfasst.