DE102015204391A1 - Elektronische vorrichtung und verfahren zum herstellen derselben - Google Patents

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Abstract

Eine elektronische Komponente (3) einer elektronischen Vorrichtung (1) ist an einer Leiterplatte (5) montiert. Ein Durchgangsloch (7) ist in der Leiterplatte (5) in einem Bereich (AR1) unterhalb eines Vorrichtungsabschnitts (3a) der elektronischen Komponente (3) ausgebildet, so dass das Durchgangsloch (7) durch die Leiterplatte (5) von einer ersten Fläche (5a) zu einer zweiten Fläche (5b) verläuft. Ein erster Wärmeübertragungsabschnitt (9), der aus Metall besteht, ist in dem Durchgangsloch (7) ausgebildet und erstreckt sich von der ersten Fläche (5a) zu der zweiten Fläche (5b). Ein zweiter Wärmeübertragungsabschnitt (11), der aus Metall besteht, ist auf der zweiten Fläche (5b) an einer Position in Kontakt zu dem ersten Wärmeübertragungsabschnitt (9) ausgebildet. Ein Temperaturerfassungsabschnitt (13) ist auf der zweiten Fläche (5b) an einer Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt (11) ausgebildet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der elektronischen Vorrichtung.
  • Eine Halbleiterkomponente, die an einer elektronischen Vorrichtung zu montieren ist, weist im Allgemeinen einen vorbestimmten erlaubten Temperaturbereich auf, innerhalb dessen die Halbleiterkomponente bei einer normalen Bedingung betrieben werden kann. Daher ist es notwendig, diese innerhalb des erlaubten Temperaturbereichs zu verwenden. Mit anderen Worten, es ist notwendig, die Halbleiterkomponente derart zu entwerfen, dass ihre Temperatur ihren erlaubten Bereich während eines normalen Betriebs der Halbleiterkomponente nicht überschreitet, wenn eine elektronische Vorrichtung, die die Halbleiterkomponente aufweist, entworfen wird. Außerdem ist es vorteilhaft, zu untersuchen, ob die elektronische Komponente, die an der elektronischen Vorrichtung zu montieren ist, den erlaubten Temperaturbereich sicher erfüllt, wenn die elektronische Vorrichtung tatsächlich hergestellt wird. Eine Technologie zum Untersuchen der elektronischen Vorrichtung ist beispielsweise in der JP 2001-185829 A beschrieben.
  • Eine der Temperaturen der Halbleiterkomponente, die zu berücksichtigen ist, ist eine Grenzflächentemperatur. Die Grenzflächentemperatur ist eine der beitragenden Faktoren hinsichtlich der Lebensdauer und/oder der Fehlerrate der Halbleiterkomponente. Daher ist es notwendig, die Halbleiterkomponente derart zu betreiben, dass die Grenzflächentemperatur einen vorbestimmten Garantiebereich nicht überschreitet. Es ist normalerweise wünschenswert, die Grenzflächentemperatur in einem Produktuntersuchungsprozess oder nach der Auslieferung eines Produkts zu messen, um zu bestätigen, dass die Grenzflächentemperatur innerhalb des Garantiebereichs liegt.
  • Wie es in 12 (Vergleichsbeispiel) gezeigt ist, ist die Grenzflächentemperatur jedoch eine Temperatur innerhalb der Halbleiterkomponente, wie es durch einen Punkt P1 angegeben ist. Es ist daher nicht möglich, die Grenzflächentemperatur direkt zu messen und die Grenzflächentemperatur selbst in einem tatsächlichen Produkt auszuwerten. Wenn die Grenzflächentemperatur in tatsächlichen Fällen ausgewertet wird, wird eine Umgebungstemperatur auf einer Außenseite eines Produkts gemessen, und die derart gemessene Temperatur wird als ein Auswertungswert für die Grenzflächentemperatur verwendet.
  • Ein bekanntes Verfahren zum Messen der Umgebungstemperatur, die benötigt wird, um die Grenzflächentemperatur zu berechnen, nachdem die Halbleiterkomponente montiert wurde, wird im Folgenden mit Bezug auf 12 erläutert. Gemäß dem Messverfahren der 12 wird eine Temperatur eines Messpunkts P2, der ein Punkt auf einer oberen Fläche 105a einer Leiterplatte 105 ist, an der eine Halbleiterkomponente 103 montiert ist, in einem Produktuntersuchungsprozess einer elektronischen Vorrichtung 100 gemessen. Es ist möglich, eine Grenzflächentemperatur Tj an dem Punkt P1 auf der Grundlage einer gemessenen Temperatur Tb an dem Messpunkt P2, eines thermischen Parameters, der einer Temperaturdifferenz für einen Einheitsbetrag einer Wärmeerzeugung zwischen den Punkten P1 und P2 entspricht, und der Wärmeerzeugung der Halbleiterkomponente zu ermitteln.
  • Wenn die Wärmeerzeugung und der thermische Parameter zwischen den Punkten P1 und P2 im Voraus bestimmt werden und wenn untersucht wird, ob die gemessene Temperatur Tb an dem Messpunkt P2 innerhalb eines vorbestimmten erlaubten Bereichs liegt, ist es daher möglich, zu bestimmen, ob die Grenzflächentemperatur Tj an dem Punkt P1 innerhalb des Garantiebereichs liegt.
  • Es gibt jedoch verschiedene Arten von Änderungsfaktoren zwischen dem Grenzflächenpunkt P1 und dem Messpunkt P2. In dem obigen erläuterten Verfahren ist es notwendig, den erlaubten Bereich für die gemessene Temperatur Tb einzustellen, der einen gewissen Spielraum im Hinblick auf diese Änderungsfaktoren aufweist. Da der erlaubte Bereich kleiner wird, kann demzufolge die Beschränkung hinsichtlich des Entwurfs ebenso wie hinsichtlich der Verwendung größer werden.
  • Wie es oben erläutert wurde, wird, wenn die Grenzflächentemperatur Tj auf der Grundlage der gemessenen Temperatur Tb an dem Messpunkt P2 in der elektronischen Vorrichtung, die die in 12 gezeigte Struktur aufweist, ermittelt wird, der thermische Parameter zwischen dem Grenzflächenpunkt P1 und dem Messpunkt P2 im Voraus bestimmt. Wenn der thermische Parameter bestimmt wird, ist es notwendig, die folgenden thermischen Widerstände zu berücksichtigen. Die thermischen Widerstände beinhalten einen thermischen Widerstand „θ1” zwischen dem Grenzflächenpunkt P1 und einer unteren Fläche 121b der Halbleiterkomponente 103, einen thermischen Widerstand „θ2” zwischen der unteren Fläche 121b und der oberen Fläche 105a und einen thermischen Widerstand „θ3” auf der oberen Fläche 105a zwischen einem Punkt auf der oberen Fläche 105a, der dem Grenzflächenpunkt P1 in der vertikalen Richtung entspricht (d. h. ein Punkt auf der oberen Fläche 105a unmittelbar unterhalb des Grenzflächenpunkts P1), und dem Messpunkt P2. Wenn der erlaubte Bereich für die gemessene Temperatur Tb festgelegt wird, ist es daher notwendig, sämtliche Änderungsfaktoren, die diese thermischen Widerstände „θ1”, „θ2” und „θ3” betreffen, zu berücksichtigen. Als Ergebnis wird der erlaubte Bereich für die gemessene Temperatur sehr klein. Insbesondere ist der Einfluss des thermischen Widerstands „θ3” auf der oberen Fläche 105a groß, und dadurch ist ein Änderungsbereich dieses Pfads, der berücksichtigt werden sollte, größer. Dieses ist ein Grund dafür, warum der erlaubte Bereich für die gemessene Temperatur kleiner wird.
  • Wenn der thermische Widerstand zwischen dem Inneren der Halbleiterkomponente und dem tatsächlichen Messpunkt (dem tatsächlichen Temperaturmesspunkt) groß ist, reflektiert die Temperatur an dem Messpunkt nicht genau die Temperatur des Inneren der Halbleiterkomponente. Dieses kann zu einer Beschränkung hinsichtlich des Entwurfs und/oder der Verwendung führen.
  • Die vorliegende Erfindung entstand im Hinblick auf das obige Problem. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Vorrichtung zu schaffen, gemäß der ein thermischer Widerstand zwischen einem Inneren einer elektronischen Komponente und einem Temperaturmesspunkt verringert werden kann und gemäß der es möglich ist, einen Temperaturwert zu messen, der genauer eine Temperatur des Inneren der elektronischen Komponente reflektiert. Außerdem ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren der elektronischen Vorrichtung zu schaffen, gemäß dem der thermische Widerstand zwischen dem Inneren der elektronischen Komponente und dem Temperaturmesspunkt verringert werden kann und gemäß dem es möglich ist, eine Innentemperatur der elektronischen Komponente auf der Grundlage eines Werts, der die Innentemperatur der elektronischen Komponente noch genauer reflektiert, zu untersuchen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht eine elektronische Vorrichtung (1) aus:
    einer Leiterplatte (5), die eine erste Fläche (5a) und eine zweite Fläche (5b) aufweist, die in einer Dickenrichtung der Leiterplatte (5) einander gegenüberliegend angeordnet sind; und
    einer elektronischen Komponente (3), die an der ersten Fläche (5a) der Leiterplatte (5) montiert ist, wobei die elektronische Komponente (3) einen Halbleiterchip (23) und ein Verbindungselement (27) zum elektrischen Verbinden eines Vorrichtungsabschnitts (3a) des Halbleiterchips (23) mit der Leiterplatte (5) aufweist.
  • Außerdem weist die elektronische Vorrichtung (1) auf:
    ein Durchgangsloch (7), das in der Leiterplatte (5) in einem Bereich (AR1) ausgebildet ist, der von dem Vorrichtungsabschnitt (3a) bedeckt ist, wobei das Durchgangsloch (7) in der Dickenrichtung der Leiterplatte (5) von der ersten Fläche (5a) zu der zweiten Fläche (5b) durch die Leiterplatte (5) verläuft;
    einen ersten Wärmeübertragungsabschnitt (9), der aus einem metallischen Material besteht und in dem Durchgangsloch (7) ausgebildet ist und sich von der ersten Fläche (5a) zu der zweiten Fläche (5b) erstreckt;
    einen zweiten Wärmeübertragungsabschnitt (11), der aus einem metallischen Material besteht und auf der zweiten Fläche (5b) der Leiterplatte (5) ausgebildet ist; und
    einen Temperaturerfassungsabschnitt (13), der an einer Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt (11) angeordnet ist.
  • Gemäß dem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Durchgangsloch in der Leiterplatte in dem Bereich ausgebildet, der von dem Vorrichtungsabschnitt bedeckt ist, und das Durchgangsloch verläuft durch die Leiterplatte von der ersten Fläche zu der zweiten Fläche, die der ersten Fläche gegenüberliegt. Außerdem ist der erste Wärmeübertragungsabschnitt, der aus Metall besteht, in dem Durchgangsloch ausgebildet, so dass sich der erste Wärmeübertragungsabschnitt von der ersten Fläche zu der zweiten Fläche erstreckt. Der zweite Wärmeübertragungsabschnitt ist auf der zweiten Fläche an einer Position in Kontakt zu dem ersten Wärmeübertragungsabschnitt ausgebildet. Der Temperaturerfassungsabschnitt ist außerdem auf der zweiten Fläche an einer Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt ausgebildet, um die Temperatur an der Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt zu erfassen.
  • Gemäß der obigen Struktur ist ein Wärmeübertragungspfad, der aus einem metallischen Material mit einem niedrigen thermischen Widerstand besteht, von einer Position auf der ersten Fläche der Leiterplatte unmittelbar unterhalb des Vorrichtungsabschnitts bis zu einer Temperaturmessposition (d. h. der Position, bei der der Temperaturerfassungsabschnitt ausgebildet ist) ausgebildet. Daher kann der thermische Widerstand in dem Wärmeübertragungspfad von der Position unmittelbar unterhalb des Vorrichtungsabschnitts bis zu der Temperaturmessposition auf einen kleineren Wert verringert werden. Als Ergebnis reflektiert die Temperatur an der Temperaturmessposition noch genauer eine Innentemperatur des Vorrichtungsabschnitts. Es ist daher möglich, mittels des Temperaturerfassungsabschnitts „die Temperatur, die noch genauer die Innentemperatur des Vorrichtungsabschnitts reflektiert und die Innentemperatur stabil reflektiert” zu erfassen. Dementsprechend kann die Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung wirksam nicht nur während der Herstellung der elektronischen Vorrichtung, sondern auch während einer tatsächlichen Verwendung der Vorrichtung verwendet werden.
  • Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Querschnittsansicht, die einen Teil einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei 1 einer Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A der 3 entspricht;
  • 2 eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Erscheinungsbild der elektronischen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 3 eine schematische perspektivische Ansicht, die das Erscheinungsbild der elektronischen Vorrichtung zeigt, bei der ein oberes Gehäuse (Gehäuseteil) von der elektronischen Vorrichtung der 2 entfernt ist;
  • 4 eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer elektronischen Komponente zeigt, die an einer Leiterplatte der elektronischen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform montiert ist;
  • 5 ein Blockdiagramm, das eine elektrische Struktur der elektronischen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 6A eine Ansicht zum Erläutern eines Beispiels eines Untersuchungsprozesses, der während eines Herstellungsprozesses der elektronischen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird;
  • 6B ein elektrisches Schaltungsbild mit einem Temperaturerfassungsabschnitt 13;
  • 7 ein Flussdiagramm, das Abläufe des Untersuchungsprozesses der 6A zeigt;
  • 8 ein Zeitdiagramm, das einen Energieaktivierungszeitpunkt, einen Vorrichtungsbewegungszeitpunkt, einen Temperaturuntersuchungszeitpunkt etc. in dem Untersuchungsprozess zeigt, der von der Untersuchungsvorrichtung der 6A durchgeführt wird;
  • 9 ein elektrisches Schaltungsbild, das einen Teil einer Schaltungsstruktur einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
  • 10 ein elektrisches Schaltungsbild, das einen Teil einer Schaltungsstruktur einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
  • 11 eine schematische Ansicht zum Erläutern eines Herstellungsverfahrens (eines Untersuchungsprozesses) gemäß einer vierten Ausführungsform; und
  • 12 ein Vergleichsbeispiel zum Erläutern eines Verfahrens zum Bestimmen einer Innentemperatur einer elektronischen Komponente.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es werden dieselben Bezugszeichen für dieselben oder ähnliche Strukturen und/oder Abschnitte verwendet, um eine Wiederholung der Beschreibung zu vermeiden.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 1 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Leiterplatte 5 und einer elektronischen Komponente 3, die an der Leiterplatte 5 montiert ist, wobei der Querschnitt einer Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A der 3 entspricht. In 1 ist die Querschnittsstruktur eines Vorrichtungsabschnitts der elektronischen Komponente schematisch gezeigt.
  • (1. Struktur der elektronischen Vorrichtung)
  • Zunächst wird ein Umriss der elektronischen Vorrichtung 1 erläutert. Die elektronische Vorrichtung 1, die in den 1 bis 3 gezeigt ist, bildet beispielsweise eine elektronische Steuereinheit für einen Verbrennungsmotor (im Folgenden Verbrennungsmotor-ECU) eines Fahrzeugs. Die elektronische Vorrichtung 1 weist die in 2 gezeigte äußere Gestalt auf. Eine Basisplatte 5 (eine Leiterplatte 5) mit einer nahezu rechteckigen Gestalt ist in einem Gehäuse 18 einer kästchenförmigen Gestalt untergebracht. Ein Mikrocomputer, Widerstände, Transistoren und weitere elektronischen Komponenten wie integrierte Schaltungen (IC) sind an der Leiterplatte 5 montiert, die elektronische Schaltungen ausbilden.
  • Genauer gesagt sind, wie es in 3 gezeigt ist, verschiedene Arten von elektronischen Komponenten, beispielsweise die elektronischen Komponenten 3, 16 und 17, an der Leiterplatte 5 montiert, um eine Leiterplattenanordnung 15 auszubilden, die in dem Gehäuse 18 untergebracht ist. Ein Verbinder 19 ist an einer der Umfangsseiten der Leiterplatte 5 angeordnet. Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, steht ein Teil des Verbinders 19 durch eine Öffnung, die an einer Umfangswand des Gehäuses 18 ausgebildet ist, zu einer Außenseite der elektronischen Vorrichtung 1 nach außen vor. Das Gehäuse 18, das eine Außenhülle der elektronischen Vorrichtung 1 bildet, besteht aus einem ersten Gehäuseteil 18a und einem zweiten Gehäuseteil 18b, die aus einem metallischen Material, beispielsweise einem Aluminiumgussprodukt, bestehen. Wie es in 3 gezeigt ist, ist die Leiterplattenanordnung 15 in dem zweiten Gehäuseteil 18b untergebracht, und eine obere Seite der Leiterplattenanordnung 15 ist von dem ersten Gehäuseteil 18a bedeckt (2).
  • (2. Elektrische Struktur der elektronischen Vorrichtung)
  • Im Folgenden wird die elektrische Struktur der elektronischen Vorrichtung 1 beschrieben.
  • Wie es in 5 gezeigt ist, besteht die elektronische Vorrichtung 1 (Verbrennungsmotor-ECU) aus einer Energiequellenschaltung 81, einer Wellenformgestaltungsschaltung 82, einer Analog-Digital-Wandlungsschaltung (A/D-Wandlungsschaltung) 83, einer digitalen Eingangsschaltung 84, einem Mikrocomputer 85, einer Schnittstellenschaltung 86 für eine bordeigene Kommunikation, einer Ausgangsverarbeitungsschaltung 87, einer Energievorrichtung 88 etc.
  • Die Energiequellenschaltung 81 empfängt elektrische Energie von einer Batterie (nicht gezeigt) und erzeugt eine konstante Energiequellenspannung (beispielsweise 5,0 Volt), mit der der Mikrocomputer 85 betrieben wird. Die Wellenformgestaltungsschaltung 82 führt einen vorbestimmten Wellenformgestaltungsprozess für ein Signal einer Verbrennungsmotordrehzahl durch, das von der Außenseite in die elektronische Vorrichtung 1 eingegeben wird. Die Wellenformgestaltungsschaltung 82 gibt ein Ergebnis des Wellenformgestaltungsprozesses an den Mikrocomputer 85 aus. Die A/D-Wandlungsschaltung 83 wandelt ein eingegebenes analoges Signal in ein digitales Signal um und gibt dieses an den Mikrocomputer 85 aus. Auch wenn es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Klopfsensor, ein Sauerstoffsensor, ein Ansaugdrucksensor, ein Temperatursensor, ein Batteriesensor etc. außerhalb der elektronischen Vorrichtung 1 angeordnet. Analoge Signale von diesen Sensoren werden in die elektronische Vorrichtung 1 eingegeben. Die A/D-Wandlungsschaltung 83 wandelt einen analogen Wert von den jeweiligen Sensoren in ein digitales Signal um und gibt dieses an den Mikrocomputer 85 aus. Ein analoges Signal, das an einem Temperaturerfassungsabschnitt 13 (wird später beschrieben) erzeugt wird, wird ebenfalls in die A/D-Wandlungsschaltung 83 eingegeben, so das die A/D-Wandlungsschaltung 83 einen erfassten Temperaturwert mittels des Temperaturerfassungsabschnitts 13 in einen digitalen Wert umwandelt und diesen an den Mikrocomputer 85 ausgibt.
  • Die digitale Eingangsschaltung 84 ist eine Eingangsschaltung zum Eingeben der verschiedenen Arten von digitalen Signalen von der Außenseite der elektronischen Vorrichtung 1 in den Mikrocomputer 85. Die digitale Eingangsschaltung 84 gibt beispielsweise ein Zündsignal (ein IG-Schaltsignal), das einen eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand eines Zündschalters angibt, ein Starterschaltsignal, das einen eingeschaltete oder ausgeschalteten Zustand eines Startermotors zum Kurbeln des Verbrennungsmotors angibt, etc. in den Mikrocomputer 85 ein. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, ist nur eine digitale Eingangsschaltung 84 gezeigt. Tatsächlich gibt es jedoch mehrere digitale Eingangsschaltungen, wobei deren Anzahl der Anzahl der eingegebenen Signale entspricht. Jede der digitalen Eingangsschaltungen 84 führt eine jeweilige Signalverarbeitung entsprechend der Art des eingegebenen Signals durch.
  • Die Schnittstellenschaltung 86 für die bordeigene Kommunikation dient als eine Schnittstelle, wenn der Mikrocomputer 85 mit externen Vorrichtungen kommuniziert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kommuniziert der Mikrocomputer 85 über die Schnittstellenschaltung 86 mit anderen elektronischen Steuereinheiten, die in dem Fahrzeug installiert sind, auch wenn es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist. Das heißt, der Mikrocomputer 85 führt eine CAN-Kommunikation (CAN: Steuernetz) über Kommunikationsdrähte bzw. -leitungen, die in dem Fahrzeug angeordnet sind, durch. Die anderen elektronischen Steuereinheiten des Fahrzeugs, mit denen der Mikrocomputer 85 der elektronischen Vorrichtung 1 über die Kommunikationsdrähte kommuniziert, beinhalten u. a. beispielsweise eine Karosseriesteuerungs-ECU, eine Bremssteuerungs-ECU und eine Airbag-Steuerungs-ECU. Wie es oben beschrieben wurde, tauscht der Mikrocomputer 85 der elektronischen Vorrichtung 1 Informationen mit diesen ECUs über die Schnittstellenschaltung 86 aus.
  • Außerdem weist die elektronische Vorrichtung 1 die Ausgangsverarbeitungsschaltung 87 zum Betreiben von externen Aktuatoren (nicht gezeigt) und die Energievorrichtung 88 auf, die aus Halbleiterkomponenten, beispielsweise einem MOSFET (Metalloxid-Halbleiterfeldeffekttransistor), einem IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) etc., besteht. Die Ausgangsverarbeitungsschaltung 87 und die Energievorrichtung 88 bilden eine Treiberschaltung zum Ansteuern der externen Aktuatoren (beispielsweise einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, einer Zündvorrichtung, eines ISCV (Leerlaufdrehzahlsteuerungsventil) etc.). In 5 sind jeweils nur eine Ausgangsverarbeitungsschaltung 87 und eine Energievorrichtung 88 gezeigt. Tatsächlich gibt es jeweils mehrere Ausgangsverarbeitungsschaltungen und Energievorrichtungen, wobei deren Anzahl der Anzahl von externen Aktuatoren entspricht, so dass jeder der externen Aktuatoren unabhängig von den anderen Aktuatoren gesteuert werden kann.
  • (3. Struktur des Temperaturerfassungsabschnitts)
  • Im Folgenden wird eine Struktur des Temperaturerfassungsabschnitts 13 beschrieben.
  • Wie es in den 1 und 3 gezeigt ist, wird die elektronische Komponente 3 in der Leiterplattenanordnung 15 der elektronischen Vorrichtung 1, die einen Halbleiterchip 23 (eine Halbleitervorrichtung) aufweist, an einer der Flächen (obere Fläche 5a) der Leiterplatte 5 beispielsweise mittels eines Flächenmontageprozesses montiert. Die elektronische Komponente 3, die an der Leiterplatte 5 montiert ist und den Mikrocomputer 85 bildet (5), weist beispielsweise eine QFP-Struktur (viereckige flache Packung bzw. Gehäuse) auf, wie es in 4 gezeigt ist. Genauer gesagt ist der Halbleiterchip 23 an einer Chip-Anschlussfläche 24b mittels eines Chip-Bondierungsmaterials 24a fixiert, wobei die Halbleitervorrichtung 23, die Chip-Anschlussfläche 24b und das Chip-Bondierungsmaterial 24a von einem Einkapselungsharz 21 (beispielsweise Epoxidharz) bedeckt werden. Mit anderen Worten, der Halbleiterchip 23, die Chip-Anschlussfläche 24b und das Chip-Bondierungsmaterial 24a sind in das Einkapselungsharz 21 eingebettet. Ein geformter Abschnitt, der durch das Einkapselungsharz 21 ausgebildet wird, weist in einer Draufsicht eine näherungsweise rechteckige Gestalt auf. Mehrere Leitungsrahmen 27 sind an Seitenabschnitten des Einkapselungsharzes 21 angeordnet, wobei sich jeder der Leitungsrahmen 27 von einem Inneren des Einkapselungsharzes 21 nach außen erstreckt (wie es auch in 4 gezeigt ist). Mehrere Bondierungsdrähte 25 sind innerhalb des Einkapselungsharzes 21 angeordnet, um einen inneren Leitungsabschnitt jedes Leitungsrahmens 27 (ein innerer Abschnitt des Leitungsrahmens 27) an dem Halbleiterchip 23 zu fixieren, um den Halbleiterchip 23 und die Leitungsrahmen 27 miteinander zu verbinden.
  • In der obigen Struktur entsprechen Abschnitte der elektronischen Vorrichtung 1, von denen die Leitungsrahmen 27 ausgeschlossen sind, einem Vorrichtungsabschnitt 3a. Mit anderen Worten, ein Bereich innerhalb des Einkapselungsharzes 21, der von Außenumfangsflächen umgeben ist, entspricht einem Bereich des Vorrichtungsabschnitts 3a. Die Leitungsrahmen 27 entsprechen einem Verbindungsabschnitt (Verbindungselement) zum Verbinden des Vorrichtungsabschnitts 3a mit der Leiterplatte 5.
  • Die Leiterplatte 5, die in 1 und weiteren Figuren gezeigt ist, ist eine Leiterplatte zum Ausbilden der ECU (5) der elektronischen Vorrichtung 1. Die Leiterplatte 5 besteht aus einer mehrschichtigen Platte, die mittels eines bekannten Verfahrens hergestellt wird. Die Leiterplatte 5 weist die erste Fläche 5a (die obere Fläche 5a) und eine zweite Fläche 5b (eine untere Fläche 5b) auf, die in der vertikalen Richtung (einer Dickenrichtung der Leiterplatte) einander gegenüberliegen. Die elektronische Komponente 3 ist an der oberen Fläche 5a montiert. Eine untere Fläche des Vorrichtungsabschnitts 3a, d. h. eine untere Fläche 21a des Einkapselungsharzes 21, ist von der oberen Fläche 5a getrennt, wenn die elektronische Komponente 3 an der Leiterplatte 5 montiert ist. Demzufolge ist ein Luftraum zwischen der unteren Fläche 21a und der oberen Fläche 5a ausgebildet.
  • In der Leiterplatte 5 der mehrschichtigen Struktur sind mehrere Leiterschichten und mehrere Isolationsschichten abwechselnd in der Dickenrichtung vorhanden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind beispielsweise sechs Metallschichten 5f als Leiterschichten ausgebildet, wobei die Dicke jeder Metallschicht 5f gleich 35 μm beträgt. Ein thermischer Leitungskoeffizient der Metallschicht 5f beträgt 398 W/mK bei Raumtemperatur. In 1 ist schematisch eine geschichtete Struktur der Metallschichten 5f gezeigt. Es sind verschiedene Arten von Strukturen für die Metallschichten 5f möglich. Außerdem sind fünf Harzschichten 5c als Isolierschichten der mehrschichtigen Struktur ausgebildet. Die Harzschicht 5c besteht aus einem Material (FR-4), das aus einem Glasgewebe und Epoxidharz besteht. Ein thermischer Leitungskoeffizient jeder Harzschicht 5c beträgt 0,38 W/mK bei einer normalen Temperatur, und eine Dicke jeder Harzschicht 5c beträgt 200 μm. Die Dicke der Leiterplatte 5 beträgt insgesamt etwa 1,2 mm.
  • Außerdem ist ein thermischer Durchgang (ein Durchgangsloch) in einem Bereich der Leiterplatte 5 der mehrschichtigen Struktur ausgebildet, der von dem Vorrichtungsabschnitt 3a bedeckt ist. Der thermische Durchgang erstreckt sich in der vertikalen Richtung (der Dickenrichtung), so dass er die Leiterplatte 5 von der oberen Fläche 5a zu der unteren Fläche 5b durchdringt. Genauer gesagt ist ein Durchgangsloch 7 in der Leiterplatte 5 ausgebildet, das sich vertikal von der oberen Fläche 5a zu der unteren Fläche 5b erstreckt. Ein innerer Wärmeübertragungsabschnitt 9, der aus Metall besteht, ist in dem Durchgangsloch 7 (an dessen Innenumfangsfläche) ausgebildet, so dass sich der innere Wärmeübertragungsabschnitt 9 ebenfalls von der oberen Fläche 5a zu der unteren Fläche 5b erstreckt. Der innere Wärmeübertragungsabschnitt 9 (auch als erster Wärmeübertragungsabschnitt bezeichnet) wird beispielsweise mittels Kupferplattierung aus Kupfer erstellt. Der innere Wärmeübertragungsabschnitt 9 ist in einer zylindrischen Gestalt entlang der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 7 ausgebildet. Ein anderer Wärmeübertragungsabschnitt 11 (auch als zweiter Wärmeübertragungsabschnitt bezeichnet), der ebenfalls aus Metall besteht, ist auf der unteren Fläche 5b der Leiterplatte 5 als eine Anschlussfläche ausgebildet. Der zweite Wärmeübertragungsabschnitt 11 auf der unteren Fläche 5b besteht beispielsweise aus Kupfer und ist einstückig mit dem ersten Wärmeübertragungsabschnitt 9 ausgebildet. Gemäß der obigen Struktur belegen die Harzschichten 5c einen Hauptbereich der Leiterplatte 5, und der thermische Leitungskoeffizient der ersten und zweiten Wärmeübertragungsabschnitte 9 und 11 ist wesentlich größer als derjenige der Harzschichten 5c. Der Wärmeübertragungswiderstand der ersten und zweiten Wärmeübertragungsabschnitte 9 und 11 ist wesentlich bzw. sehr viel kleiner als derjenige des geschichteten Abschnitts, der aus den Harzschichten 5c und den Metallschichten 5f besteht.
  • In 1, die schematisch die Struktur der elektronischen Vorrichtung 1 zeigt, ist jede der Metallschichten 5f mit dem ersten Wärmeübertragungsabschnitt 9 und dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 verbunden. Es ist jedoch nicht immer notwendig, die Metallschichten 5f auf die in 1 gezeigte Weise auszubilden. Sämtliche Metallschichten 5f können an Positionen angeordnet sein, die von den ersten und zweiten Wärmeübertragungsabschnitten 9 und 11 getrennt sind. Mit anderen Worten, die Metallschichten 5f können von den ersten und zweiten Wärmeübertragungsabschnitten 9 und 11 elektrisch isoliert sein. Alternativ können eine oder einige der Metallschichten 5f mit dem ersten und/oder zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 9 bzw. 11 verbunden sein.
  • Eine äußere Gestalt des zweiten Wärmeübertragungsabschnitts 11 ist beispielsweise rechteckig oder kreisförmig aus der Sicht der unteren Seite der elektronischen Vorrichtung 1 (von einer der elektronischen Komponente 3 gegenüberliegenden Seite) ausgebildet. Eine Dicke des zweiten Wärmeübertragungsabschnitts 11 ist nahezu dieselbe oder größer als diejenige der Metallschicht 5f.
  • Der Temperaturerfassungsabschnitt 13 ist auf der unteren Fläche 5b der Leiterplatte 5 an einer Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 angeordnet. Der Temperaturerfassungsabschnitt 13, der aus einem bekannten Temperaturerfassungselement besteht, beispielsweise einem Thermistor, einer Diode etc., erfasst die Temperatur an seiner eigenen Position (d. h. der Position nahe bei dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11). Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Temperaturerfassungsabschnitt 13 in einem Bereich AR1 der unteren Fläche 5b angeordnet, der einem Bereich entspricht, der unmittelbar unterhalb des Vorrichtungsabschnitts 3a der elektronischen Komponente 3 angeordnet ist, die an der Leiterplatte 5 montiert ist. Daher entspricht der Bereich AR1 auch einem Bereich, der hinter dem Vorrichtungsabschnitt 3a angeordnet ist, wenn die Leiterplatte 5 in der vertikalen Richtung von der Seite der elektronischen Komponente 3 betrachtet wird. Genauer gesagt ist der Temperaturerfassungsabschnitt 13 in einem Bereich AR2 angeordnet, der unmittelbar unterhalb des Halbleiterchips 23 angeordnet ist (d. h. einem Bereich, der hinter dem Halbleiterchip 23 angeordnet ist, wenn die Leiterplatte 5 in der vertikalen Richtung von der Seite der elektronischen Komponente 3 betrachtet wird). Der Temperaturerfassungsabschnitt 13 kann den zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 kontaktieren oder kann an einer Position angeordnet sein, die in einem kurzen Abstand von dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 getrennt ist.
  • In der vorliegenden Beschreibung enthält der Ausdruck „Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt” den Fall der „Position in Kontakt zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt” und den Fall der „Position, die von dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt getrennt ist”. Der Bereich AR1 oder AR2 wird auch als Bereich AR1, der von dem Vorrichtungsabschnitt 3a bedeckt ist, bzw. Bereich AR2, der von dem Halbleiterchip 23 bedeckt ist, bezeichnet.
  • (4. Struktur des Temperaturerfassungsabschnitts)
  • In dem Fall, in dem ein Thermistor für den Temperaturerfassungsabschnitt 13 verwendet wird, wird eine Temperaturerfassungsschaltung durch eine bekannte Schaltung ausgebildet, wie es in 6B gezeigt ist. Gemäß der Temperaturerfassungsschaltung der 6B sind ein Widerstand R1 und der Temperaturerfassungsabschnitt 13 (der Thermistor 13) in Serie zwischen einer Energiequelle V1 mit einer vorbestimmten Spannung und der Masse geschaltet. Wenn die Spannung der Energiequelle V1 an den Temperaturerfassungsabschnitt 13 angelegt wird, fließt ein Strom durch den Widerstand R1 und den Temperaturerfassungsabschnitt 13 (den Thermistor), und eine geteilte Spannung an einer Verbindungsstelle A1 ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur des Temperaturerfassungsabschnitts 13. Die geteilte Spannung an der Verbindungsstelle A1 wird als Erfassungswert an dem Temperaturerfassungsabschnitt 13 in die A/D-Wandlungsschaltung 83 eingegeben. Auch wenn es in der Zeichnung nicht gezeigt ist, kann ein Schalter in Serie zu dem Widerstand R1 und dem Temperaturerfassungsabschnitt 13 geschaltet sein, so dass die Energiezufuhr zu dem Temperaturerfassungsabschnitt 13 eingeschaltet oder ausgeschaltet werden kann. Wenn die elektronische Vorrichtung 1 betrieben wird, wird der Erfassungswert (Spannungswert an der Verbindungsstelle A1), der von der Temperaturerfassungsschaltung (6B) erzeugt wird, von der A/D-Wandlungsschaltung 83 in ein digitales Signal umgewandelt, und das digitale Signal wird in den Mikrocomputer 85 (die elektronische Komponente 3 der 1) eingegeben. Es ist daher möglich, dass der Mikrocomputer 85 die Temperatur auf der Grundlage des Erfassungswerts des Temperaturerfassungsabschnitts 13 erfasst, wenn die elektronische Vorrichtung 1 betrieben wird. Außerdem ist es in einem Fall, in dem ein Ende des Thermistors (Temperaturerfassungsabschnitts) 13 geerdet ist, wie es in 6B gezeigt ist, möglich, den ersten und/oder zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 9 bzw. 11 als geerdeten Abschnitt auszubilden und ein Ende des Thermistors (Temperaturerfassungsabschnitts) 13 mit dem ersten und/oder zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 9 bzw. 11 elektrisch zu verbinden. Wenn der Temperaturerfassungsabschnitt 13 an einer Position ausgebildet ist, die den zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 kontaktiert und mit diesem elektrisch verbunden ist, ist es möglich, die Temperatur des zweiten Wärmeübertragungsabschnitts 11 noch genauer zu erfassen.
  • In dem Fall, in dem der Thermistor für den Temperaturerfassungsabschnitt 13 verwendet wird und ein Widerstandselement (das Erfassungselement) mit einem Isolierelement (das beispielsweise aus Harz besteht) beschichtet ist, kann ein Außenumfangsabschnitt des Isolierelements an einer Position in Kontakt zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 angeordnet sein, während das Widerstandselement (das Erfassungselement) von dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 elektrisch isoliert ist. Gemäß einer derartigen Struktur wird es, während der Temperaturerfassungsabschnitt 13 von dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 elektrisch isoliert ist, möglich, dass der Temperaturerfassungsabschnitt 13 die Temperatur des zweiten Wärmeübertragungsabschnitts 11 noch genauer erfasst.
  • Es können beliebige Arten von Thermistoren für den Temperaturerfassungsabschnitt 3 verwendet werden, und der Temperaturerfassungsabschnitt 13 kann nicht nur an einer Position in Kontakt zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11, sondern auch an einer Position, die von dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 etwas getrennt ist, angeordnet sein. In einem derartigen Fall ist der Temperaturerfassungsabschnitt 13 in einem Abstand von dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 getrennt, mit dem das Isoliervermögen zwischen diesen realisiert wird.
  • Sogar in dem Fall, in dem der Temperaturerfassungsabschnitt 13 an der Position getrennt von dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 angeordnet ist, ist es wünschenswert, wenn ein Teil von dem oder der gesamte Temperaturerfassungsabschnitt 13 in dem Bereich AR1 unmittelbar unterhalb des Vorrichtungsabschnitts 3a (weiter vorzugsweise in dem Bereich AR2 unmittelbar unterhalb des Halbleiterchips 23) angeordnet ist.
  • (5. Herstellungsverfahren)
  • Im Folgenden wird ein Herstellungsverfahren der elektronischen Vorrichtung 1 erläutert.
  • Wenn die elektronische Vorrichtung 1, die in den 1 bis 5 gezeigt ist, hergestellt wird, besteht das Herstellungsverfahren aus einer ersten Herstellungsstufe zum Ausbilden der Leiterplattenanordnung 15 (1 und 3), einer zweiten Herstellungsstufe (einem Untersuchungsprozess) zum Untersuchen der Leiterplattenanordnung 15 und einer dritten Herstellungsstufe zum Ausbilden eines endgültigen Produkts nach dem Untersuchungsprozess. Im Folgenden werden die jeweiligen Herstellungsstufen erläutert.
  • In der ersten Herstellungsstufe wird die Leiterplattenanordnung 15 (in 1 oder 3 gezeigt) mittels eines bekannten Herstellungsverfahrens für die mehrschichtige Platte und eines bekannten Herstellungsverfahrens zum Montieren verschiedener Arten von elektronischen Komponenten an der mehrschichtigen Platte hergestellt. Die erste Herstellungsstufe enthält mehrere Prozesse für die Struktur der Leiterplattenanordnung 15, die einen letzten Prozess für das endgültige Produkt, das in 2 gezeigt ist, enthalten (einen Prozess vor dem Einbau der Leiterplattenanordnung 15 in das Gehäuse 18). Genauer gesagt enthält die erste Herstellungsstufe einen ersten Prozess zum Herstellen der Leiterplatte 5, einen zweiten Prozess zum Montieren verschiedener Arten von elektronischen Komponenten an der Leiterplatte 5, und einen dritten Prozess zum Anbringen des Verbinders 19 und weiterer Teile an der Leiterplatte 5. In dem ersten Prozess zum Herstellen der Leiterplatte 5 wird eine geschichtete Struktur, bei der die Leiterschichten (die Metallschichten 5f) und die Isolierschichten (die Harzschichten 5c) abwechselnd geschichtet sind, durch ein bekanntes Verfahren ausgebildet. Das Durchgangsloch 7 wird in der geschichteten Struktur in dem Bereich AR1, der von dem Vorrichtungsabschnitt 3a bedeckt ist, ausgebildet, so dass das Durchgangsloch 7 durch die geschichtete Struktur von der oberen Fläche 5a zu der unteren Fläche 5b verläuft. Dann wird der innere Wärmeübertragungsabschnitt 9 (der erste Wärmeübertragungsabschnitt 9), der aus Metall besteht, entlang der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 7 von der oberen Fläche 5a zu der unteren Fläche 5b ausgebildet. Der zweite Wärmeübertragungsabschnitt 11, der aus Metall besteht, wird auf der unteren Fläche 5b an einer Position ausgebildet, die mit dem ersten Wärmeübertragungsabschnitt 9 verbunden ist. Das obige Durchgangsloch 7, der erste Wärmeübertragungsabschnitt 9 und der zweite Wärmeübertragungsabschnitt 11 können mittels eines bekannten Verfahrens zum Herstellen eines thermischen Durchgangs ausgebildet werden.
  • In dem zweiten Prozess nach der Herstellung der Leiterplatte 5 werden verschiedene Arten von elektronischen Komponenten einschließlich der elektronischen Komponente 3, des Temperaturerfassungsabschnitts 13 usw. mittels eines bekannten Montageverfahrens an der Leiterplatte 5 montiert. In dem anschließenden dritten Prozess wird der Verbinder 19 an der Leiterplatte 5 angebracht, um die Leiterplattenanordnung 15, die in 1 oder 3 gezeigt ist, zu vollenden. Die Leiterplattenanordnung 15 enthält die Energiequellenschaltung 81, die Wellenformgestaltungsschaltung 82, die A/D-Wandlungsschaltung 83, die digitale Eingangsschaltung 84, den Mikrocomputer 85, die Schnittstellenschaltung 86, die Ausgangsverarbeitungsschaltung 87, die Energievorrichtung 88, die in 5 gezeigt sind.
  • Der zweite Prozess zum Montieren der elektronischen Komponenten an der Leiterplatte 5 entspricht einem Prozess zum Ausbilden des Temperaturerfassungsabschnitts 13 auf der unteren Fläche 5b der Leiterplatte 5 an einer Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11. Außerdem entspricht der zweite Prozess zum Montieren der elektronischen Komponenten an der Leiterplatte 5 einem Prozess zum Ausbilden eines Kommunikationsabschnitts (der Schnittstellenschaltung 86 für die bordeigene Kommunikation), über den der Mikrocomputer 85 mit den externen elektronischen Steuereinheiten und/oder den externen elektronischen Vorrichtungen kommuniziert.
  • Die zweite Herstellungsstufe (der Untersuchungsprozess) wird durchgeführt, um die Leiterplattenanordnung 15 zu untersuchen, wie es in 6A gezeigt ist. Die zweite Herstellungsstufe wird von einer Untersuchungsvorrichtung 90, die in 6A gezeigt ist, und entsprechend einem Untersuchungsablauf, der in 7 gezeigt ist, durchgeführt.
  • In Schritt S1 der 7 wird der Verbinder 19 der Leiterplattenanordnung 15 mit der Untersuchungsvorrichtung 90 verbunden, wie es in 6A gezeigt ist. Die Leiterplattenanordnung 15, die von der Untersuchungsvorrichtung 90 der 6A zu untersuchen ist, ist identisch mit dem endgültigen Produkt (der elektronischen Vorrichtung 1) mit der Ausnahme, dass sie das Gehäuse 18 nicht aufweist. Daher ist das tatsächliche endgültige Produkt (die elektronische Vorrichtung 1) betreibbar, wenn diesem elektrische Energie von der Außenseite zugeführt wird, und das endgültige Produkt kann mit den externen elektronischen Vorrichtungen mittels einer CAN-Kommunikation über die Schnittstellenschaltung 86 kommunizieren.
  • In der zweiten Herstellungsstufe (dem Untersuchungsprozess) der 6A wird der Verbinder 19 der Leiterplattenanordnung 15 mit einem Verbinder (nicht gezeigt) der Untersuchungsvorrichtung 90 verbunden. In Schritt S2 der 7 wird von der Untersuchungsvorrichtung 90 dieselbe Spannung wie diejenige der Batterie an die Energiequellenschaltung 81 angelegt. In Schritt S3 startet der Mikrocomputer 85 seinen Betrieb in Abhängigkeit von Befehlen von der Untersuchungsvorrichtung 90 (d. h. der Betrieb des Halbleiterchips 23, der in dem Vorrichtungsabschnitt 3a durchgeführt wird), und es werden verschiedene Arten von Untersuchungen aufeinanderfolgend entsprechend vorbestimmten Programmen durchgeführt. Die in Schritt S3 durchzuführenden Untersuchungen beinhalten Untersuchungen für die jeweiligen Abschnitte der 5. Bei einer der Untersuchungen bestimmt beispielsweise die Untersuchungsvorrichtung 90, ob eine elektrische Spannung, die von der Energiequellenschaltung 81 der Leiterplattenanordnung 15 erzeugt wird, innerhalb eines vorbestimmten Spannungsbereichs liegt, wenn dieselbe Spannung wie diejenige der Batterie an die Energiequellenschaltung 81 angelegt wird. Gemäß einem weiteren Beispiel der Untersuchungen bestimmt die Untersuchungsvorrichtung 90, ob jede Energievorrichtung 88, die dem jeweiligen Aktuator (nicht gezeigt) entspricht, ein Ein/Aus-Signal richtig ausgibt, wenn die Ausgangsverarbeitungsschaltung 87 und die Energievorrichtung 88 von dem Mikrocomputer 85 betrieben werden. Gemäß einem weiteren Beispiel bestimmt die Untersuchungsvorrichtung 90, ob die Wellenformgestaltungsschaltung 82 eine richtig gestaltete Wellenform ausgibt, wenn eine vorbestimmte Wellenform in die Wellenformgestaltungsschaltung 82 eingegeben wird. Außerdem bestimmt die Untersuchungsvorrichtung 90, ob die digitale Eingangsschaltung 84 normal betrieben wird, wenn ein vorbestimmtes digitales Signal in die digitale Eingangsschaltung 84 eingegeben wird. Die obigen Untersuchungen werden aufeinanderfolgend von einem Zeitpunkt T1 an durchgeführt, zu dem die Energieversorgungsspannung an der Energiequellenschaltung 81 erzeugt wird, das heißt, zu dem der Leiterplattenanordnung 15 elektrische Energie zugeführt wird, wie es in 8 gezeigt ist. In dem Beispiel der 8 werden erste bis vierte Untersuchungen aufeinanderfolgend durchgeführt.
  • Nachdem die verschiedenen Arten von Untersuchungen in Schritt S3 gestartet wurden, wird der Schritt S4 parallel zu den obigen aufeinanderfolgenden Untersuchungen durchgeführt. In Schritt S4 wird die Temperatur an dem Temperaturerfassungsabschnitt 13 (d. h. die Temperatur an der Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11) erfasst und ausgewertet. Die Temperatur des Temperaturerfassungsabschnitts 13 wird zu einem Zeitpunkt T4 erfasst, der einem Zeitpunkt entspricht, zu dem eine vorbestimmte Zeit seit dem Zeitpunkt T1 (dem Zeitpunkt der Energiezufuhr) verstrichen ist. Das heißt, der Mikrocomputer 85 liest einen erfassten Temperaturwert des Temperaturerfassungsabschnitts 13 zu dem Zeitpunkt T4 (beispielsweise die Spannung an der Verbindungsstelle A1 in 6B) aus. Der Spannungswert (der analoge Wert), der von dem Temperaturerfassungsabschnitt 13 erfasst wird, wird von der A/D-Wandlungsschaltung 83 in einen digitalen Wert umgewandelt und in den Mikrocomputer 85 eingegeben. Dann gibt der Mikrocomputer 85 den berechneten Temperaturwert über die Schnittstellenschaltung und einen Kommunikationsdraht (nicht gezeigt) an die Untersuchungsvorrichtung 90 aus. Der berechnete Temperaturwert (die erfasste Temperatur) des Temperaturerfassungsabschnitts 13, der zu dem Zeitpunkt T4 berechnet wird, wird von dem Mikrocomputer 85 und die Schnittstellenschaltung 86 mittels CAN-Kommunikation zur Außenseite übertragen. Die Untersuchungsvorrichtung 90, die den berechneten Temperaturwert (die erfasste Temperatur) mittels der CAN-Kommunikation empfängt, bestimmt in Schritt S5 der 7, ob die berechnete Temperatur innerhalb eines vorbestimmten erlaubten Bereichs liegt. Wenn der berechnete Temperaturwert (die erfasste Temperatur), der von dem Mikrocomputer 85 empfangen wird, innerhalb des erlaubten Bereichs liegt, bestimmt der Mikrocomputer, dass sich die elektronische Vorrichtung 1 (die Leiterplattenanordnung 15) in einem guten Zustand befindet. Wenn andererseits der berechnete Temperaturwert nicht in dem erlaubten Bereich liegt, bestimmt der Mikrocomputer 85, dass die elektronische Vorrichtung 1 (die Leiterplattenanordnung 15) fehlerhaft ist. Die Leiterplattenanordnung 15, für die der Mikrocomputer 85 bestimmt, dass sie fehlerhaft ist, kann als defektes Produkt entfernt werden. Alternativ kann der Untersuchungsprozess der 7 erneut durchgeführt werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, eine Temperaturuntersuchung (die Untersuchung zum Auswerten der erfassten Temperatur des Temperaturerfassungsabschnitts 13) entsprechend dem Prozess der 7 parallel zu den jeweiligen Untersuchungen durchzuführen, die für die jeweiligen Abschnitte und/oder die jeweiligen Vorrichtungen durchgeführt werden. Da es nicht notwendig ist, eine zusätzliche Zeit für die Temperaturuntersuchung bereitzustellen, ist es möglich, die Untersuchungen insgesamt zu beschleunigen.
  • In Schritt S5 der 7 bestimmt die Untersuchungsvorrichtung 90, ob die Leiterplattenanordnung 15 ein nicht defektes Produkt ist. Die nicht defekten, d. h. fehlerfreien Produkte werden der nächsten dritten Herstellungsstufe unterzogen. In der dritten Herstellungsstufe wird die Leiterplattenanordnung 15 des nicht defekten Produkts in das Gehäuse 18 eingebaut, um das endgültige Produkt (die elektronische Vorrichtung 1) zu vollenden.
  • (6. Vorteile der vorliegenden Ausführungsform)
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wie es oben erläutert wurde, das Durchgangsloch 7 in der Leiterplatte 5 in dem Bereich AR1, der von dem Vorrichtungsabschnitt 3a bedeckt ist, ausgebildet, und das Durchgangsloch 7 erstreckt sich in der vertikalen Richtung (in der Dickenrichtung) von der oberen Fläche 5a der Leiterplatte 5 zu der unteren Fläche 5b. Der innere Wärmeübertragungsabschnitt 9 (der erste Wärmeübertragungsabschnitt 9), der aus Metall besteht, wird entlang der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 7 ausgebildet, das sich von der oberen Fläche 5a zu der unteren Fläche 5b erstreckt. Der zweite Wärmeübertragungsabschnitt 11, der aus Metall besteht, wird auf der unteren Fläche 5b der Leiterplatte 5 ausgebildet, wobei der zweite Wärmeübertragungsabschnitt 11 den ersten Wärmeübertragungsabschnitt 9 kontaktiert. Die Temperatur des zweiten Wärmeübertragungsabschnitts 11 wird von dem Temperaturerfassungsabschnitt 13 erfasst.
  • Gemäß der obigen Struktur wird ein Wärmeübertragungspfad aus Metall, der einen niedrigen Wärmeübertragungswiderstand aufweist, zwischen der Position auf der oberen Fläche 5a unmittelbar unterhalb des Vorrichtungsabschnitts 3a und der Position benachbart zu dem Temperaturmessabschnitt (der Position, bei der der Temperaturerfassungsabschnitt 13 ausgebildet ist) ausgebildet. Daher ist es möglich, einen Wärmeübertragungswiderstand zwischen der Position auf der Leiterplatte 5 unmittelbar unterhalb des Vorrichtungsabschnitts 3a und der Temperaturmessposition zu verringern bzw. zu verhindern. Als Ergebnis kann die Temperatur an der Temperaturmessposition noch genauer die Temperatur innerhalb des Vorrichtungsabschnitts 3a reflektieren. Dementsprechend ist es möglich, dass der Temperaturerfassungsabschnitt 13 in der Lage ist, die Temperatur innerhalb des Vorrichtungsabschnitts 3a noch genauer und stabiler zu erfassen. Daher kann die erfasste Temperatur innerhalb des Vorrichtungsabschnitts 3a nicht nur während der Herstellungsstufe, sondern auch während der tatsächlichen Verwendung der elektronischen Vorrichtung 1 verwendet werden.
  • Es ist nicht immer notwendig, dass der Temperaturerfassungsabschnitt 13 den zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 kontaktiert. In dem Fall jedoch, in dem der Temperaturerfassungsabschnitt 13 den zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 kontaktiert, ist es möglich, die Temperatur des zweiten Wärmeübertragungsabschnitts 11 noch genauer zu erfassen. Daher ist es möglich, die Temperatur, die die Innentemperatur des Vorrichtungsabschnitts 3a reflektiert, mit einem höheren Grad an Genauigkeit zu erfassen.
  • Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Temperaturerfassungsabschnitt 13 in dem Bereich AR1 unmittelbar unterhalb des Vorrichtungsabschnitts 3a (genauer gesagt, dem Bereich AR2 unmittelbar unterhalb des Halbleiterchips 23) angeordnet ist, ist der erfasste Temperaturwert des Temperaturerfassungsabschnitts 13 ein Temperaturwert, der die Innentemperatur des Vorrichtungsabschnitts 3a noch genauer reflektiert.
  • Im Folgenden wird ein Vergleichsbeispiel mit Bezug auf 12 erläutert. Wie es bereits erläutert wurde, besteht ein Messverfahren für die Grenzflächentemperatur darin, die Temperatur Tb an dem Messpunkt P2 zu erfassen. Alternativ ist es möglich, eine Temperatur Tt an einem vorbestimmten Punkt P3 der oberen Fläche 121a eines Vorrichtungsabschnitts 121 zu erfassen oder eine Temperatur Ta an einem Punkt P4 näher bei der Halbleitervorrichtung 103 zu erfassen. Es ist jedoch schwierig, die Temperatur Tt an dem Punkt P3 oder die Temperatur Ta an dem Punkt P4 nach der Auslieferung des Produkts zu erfassen.
  • In einem Fall, in dem die Temperatur Tt an dem Punkt P3 während des Untersuchungsprozesses vor der Auslieferung des Produkts erfasst wird, ist es schwierig, ein Temperaturerfassungselement stabil an dem Punkt P3 zu befestigen. Als Ergebnis kann eine Änderung der Genauigkeit der Messung nicht vermieden werden.
  • Außerdem wird wahrscheinlich eine Temperaturverteilung in einem Raum, der die Halbleiterkomponente umgibt, aufgrund der Dichte von Teilen, einer Selbstaufheizung eines jeweiligen elektrischen Elements etc. erzeugt. Es ist schwierig, die Innentemperatur des Vorrichtungsabschnitts in dem Fall genau zu erfassen, in dem die Temperatur Ta an dem Punkt P4 erfasst wird.
  • Es gibt verschiedene mögliche Verfahren zum Erfassen der Temperatur an dem Punkt P2, P3 und P4 in dem Vergleichsbeispiel der 12. Bei diesen Verfahren ist es jedoch schwierig, dass die erfasste Temperatur exakt die Innentemperatur des Vorrichtungsabschnitts reflektiert, und der Messfehler kann größer sein. Wenn eine Auswertung dahingehend durchgeführt wird, ob die erfasste Temperatur, die durch die obigen Verfahren erhalten wird, richtig ist, sollte berücksichtigt werden, dass bewirkte Fehler größer sein können. Der erlaubte Bereich muss unter Berücksichtigung eines Spielraums festgelegt werden. Mit anderen Worten, da der Spielraum übermäßig groß wird, wird dementsprechend der erlaubte Bereich kleiner. Als Ergebnis wird die Beschränkung hinsichtlich des Entwurfs ebenso wie hinsichtlich der Verwendung größer. Insbesondere wenn die Leiterplatte kleiner wird und die Funktion sehr fortgeschritten ist, wird die Wärmekonzentration und/oder die Erhöhung der Wärmeerzeugung beachtlich, und es kann schwierig werden, die Temperatur des Produkts bei einer Bedingung zu garantieren, bei der der Spielraum groß ist.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es jedoch, da es möglich ist, die Temperatur, die noch genauer die Innentemperatur des Vorrichtungsabschnitts reflektiert, zu erfassen, nicht notwendig, die Fehler als übermäßig groß anzunehmen, wenn der erlaubte Bereich des Produkts eingestellt bzw. festgelegt wird. Es ist außerdem möglich, das Produkt kleiner auszubilden und/oder bis zu einem Ausmaß komplexer herzustellen, bei dem der Spielraum kleiner ist.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 9 beschrieben.
  • Die Struktur des Temperaturerfassungsabschnitts 13 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen der ersten Ausführungsform. Die anderen Abschnitte sind grundlegend dieselben wie bei der ersten Ausführungsform.
  • In der zweiten Ausführungsform wird das Durchgangsloch 7 auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet, wie es in 1 gezeigt ist. Das Durchgangsloch 7 wird in dem Bereich AR1 der Leiterplatte 5, der von dem Vorrichtungsabschnitt 3a bedeckt ist, ausgebildet und erstreckt sich in der vertikalen Richtung von der oberen Fläche 5a zu der unteren Fläche 5b. Der innere (der erste) Wärmeübertragungsabschnitt 9, der aus Metall besteht, wird an der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 7 ausgebildet, so dass sich der erste Wärmeübertragungsabschnitt 9 ebenfalls entlang des Durchgangslochs 7 von der oberen Fläche 5a zu der unteren Fläche 5b erstreckt. Der zweite Wärmeübertragungsabschnitt 11, der aus Metall besteht, wird ebenfalls auf der unteren Fläche 5b an der Position ausgebildet, die mit dem ersten Wärmeübertragungsabschnitt 9 verbunden ist. Der Temperaturerfassungsabschnitt 13 wird auf der unteren Fläche 5b an einer Position unmittelbar unterhalb des Vorrichtungsabschnitts 3a angeordnet, wobei der Temperaturerfassungsabschnitt 13 an einer Position in Kontakt und in elektrischer Verbindung mit dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 angeordnet wird.
  • Wie es in 9 gezeigt ist, besteht der Temperaturerfassungsabschnitt 13 aus einer Diode, die einen Teil einer vorbestimmten Schaltung bildet, die auf der Leiterplatte 5 ausgebildet ist (d. h. eine Lastansteuerungsschaltung in dem Beispiel der 9). In 9 sind eine Ansteuerschaltung 201 und ein Treiber 203 derart angeordnet, dass sie eine Schaltung entsprechend der Ausgangsverarbeitungsschaltung 87 der 5 bilden. Ein MOSFET (Metalloxid-Halbleiterfeldeffekttransistor) 205 ist als eine Schaltvorrichtung entsprechend der Energievorrichtung 88 der 5 angeordnet. Ein Signal (beispielsweise ein PWM-Signal (Pulsbreitenmodulationssignal)) wird von der Ansteuerschaltung 201 und dem Treiber 203 erzeugt und an den MOSFET 205 ausgegeben. Eine induktive Last 210 (beispielsweise ein Elektromotor, ein Solenoid etc.) ist mit einem Drain des MOSFET 205 verbunden, so dass ein Ansteuerstrom durch die induktive Last 210 fließt, wenn der MOSFET 205 eingeschaltet ist. Eine antiparallele Diode (der Temperaturerfassungsabschnitt 13) ist mit dem MOSFET 205 verbunden, so dass ein elektrischer Strom durch die Diode 13 unmittelbar nach dem Ausschalten des MOSFET 205 fließt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine Durchlassspannung Vf der Diode 13 von einem Spannungserfassungsabschnitt (nicht gezeigt) erfasst, wenn der elektrische Strom durch die Diode 13 fließt. Die Durchlassspannung Vf der Diode 13 (des Temperaturerfassungsabschnitts 13) wird in die A/D-Wandlungsschaltung 83 als ein Wert eingegeben, der die Temperatur der Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 angibt. Alternativ kann eine Spannung an einem Punkt A2 als ein Wert erfasst werden, der die Durchlassspannung Vf reflektiert. In jedem Fall wird die erfasste Spannung als „der Wert, der die Temperatur der Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 angibt” auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform verwendet.
  • Mit der vorliegenden Ausführungsform werden dieselben Vorteile wie mit der ersten Ausführungsform erzielt.
  • Außerdem kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Diode, die in der anderen Schaltung nicht zu Temperaturerfassungszwecken verwendet wird, zum Erfassen der Temperatur der Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 verwendet werden (d. h. der Temperatur, die die Innentemperatur des Vorrichtungsabschnitts reflektiert). Es wird einfacher, die Anzahl der Teile und Komponenten zu verringern und die Struktur der elektronischen Vorrichtung selbst zu vereinfachen.
  • Außerdem wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der zweite Wärmeübertragungsabschnitt 11 als Masse ausgebildet, die Diode, die als Temperaturerfassungsabschnitt 13 ausgebildet wird, kontaktiert den zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11, und eine Anode der Diode 13 ist mit dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 verbunden. Mit anderen Worten, da der Temperaturerfassungsabschnitt 13 den zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 kontaktiert, ist es möglich, die Temperatur des zweiten Wärmeübertragungsabschnitts 11 mittels des Temperaturerfassungsabschnitts 13 noch genauer zu erfassen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform zeigt 9 ein Beispiel, bei dem die Diode 13 als Temperaturerfassungsabschnitt 13 verwendet wird, der an einer Position in Kontakt zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 angeordnet ist. Alternativ kann eine Diode, die in einer anderen bekannten Schaltung verwendet wird, als Temperaturerfassungsabschnitt 13 verwendet werden. In einem derartigen Fall kann die Durchlassspannung Vf, die erfasst wird, wenn der elektrische Strom durch die Diode fließt, auch als „Wert, der die Temperatur der Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 angibt” verwendet werden.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 10 beschrieben.
  • Die Struktur des Temperaturerfassungsabschnitts 13 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen der ersten Ausführungsform. Die anderen Abschnitte sind grundlegend dieselben wie in der ersten Ausführungsform.
  • Gemäß der dritten Ausführungsform wird das Durchgangsloch 7 auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform ausgebildet, wie es in 1 gezeigt ist. Das Durchgangsloch 7 wird in dem Bereich AR1 der Leiterplatte 5 ausgebildet, der von dem Vorrichtungsabschnitt 3a bedeckt ist, und erstreckt sich in der vertikalen Richtung von der oberen Fläche 5a zu der unteren Fläche 5b. Der innere (der erste) Wärmeübertragungsabschnitt 9, der aus Metall besteht, wird an der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 7 ausgebildet, so dass der erste Wärmeübertragungsabschnitt 9 sich auch entlang dem Durchgangsloch 7 von der oberen Fläche 5a zu der unteren Fläche 5b erstreckt. Der zweite Wärmeübertragungsabschnitt 11, der aus Metall besteht, wird ebenfalls auf der unteren Fläche 5b an einer Position ausgebildet, die mit dem ersten Wärmeübertragungsabschnitt 9 verbunden ist. Der Temperaturerfassungsabschnitt 13 ist auf der unteren Fläche 5b an einer Position unmittelbar unterhalb des Vorrichtungsabschnitts 3a angeordnet, wobei der Temperaturerfassungsabschnitt 13 an einer Position angeordnet ist, die um einen kurzen Abstand von dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 getrennt ist.
  • Wie es in 10 gezeigt ist, besteht der Temperaturerfassungsabschnitt 13 aus einer Diode, die einen Teil einer vorbestimmten Schaltung bildet, die auf der Leiterplatte 5 ausgebildet ist (d. h. eine Lastansteuerschaltung in dem Beispiel der 10). Auf ähnliche Weise wie in 9 sind in 10 die Ansteuerschaltung 201 und der Treiber 203 derart angeordnet, dass sie die Schaltung bilden, die der Ausgangsverarbeitungsschaltung 87 der 5 entspricht. Der MOSFET 205 ist als Schaltvorrichtung angeordnet, die der Energievorrichtung 88 der 5 entspricht. Das Signal (beispielsweise das PWM-Signal) wird von Ansteuerschaltung 201 und dem Treiber 203 erzeugt und an den MOSFET 205 ausgegeben. Die induktive Last 210 (beispielsweise der Elektromotor, das Solenoid etc.) ist mit einer Source des MOSFET 205 verbunden, so dass der Ansteuerstrom durch die induktive Last 210 fließt, wenn der MOSFET 205 eingeschaltet ist. Außerdem ist die antiparallele Diode (der Temperaturerfassungsabschnitt 13) mit dem MOSFET 205 verbunden, so dass ein elektrischer Strom durch die Diode 13 unmittelbar nach dem Ausschalten des MOSFET 205 fließt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Durchlassspannung Vf der Diode 13 auf ähnliche Weise von dem Spannungserfassungsabschnitt (nicht gezeigt) erfasst, wenn der elektrische Strom durch die Diode 13 fließt. Die Durchlassspannung Vf der Diode 13 (des Temperaturerfassungsabschnitts 13) wird in die A/D-Wandlungsschaltung 83 als ein Wert eingegeben, der die Temperatur der Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 angibt. Alternativ kann eine Spannung an einem Punkt A3 als ein Wert erfasst werden, der die Durchlassspannung Vf reflektiert. In jedem Fall wird die erfasste Spannung als „Wert, der die Temperatur der Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 angibt” auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform verwendet.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden dieselben Vorteile wie mit der ersten Ausführungsform erzielt.
  • Außerdem wird auf ähnliche Weise wie bei der zweiten Ausführungsform die Diode, die in einer anderen Schaltung nicht zu Temperaturerfassungszwecken verwendet wird, zum Erfassen der Temperatur der Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 verwendet (d. h. der Temperatur, die die Innentemperatur des Vorrichtungsabschnitts reflektiert). Daher wird es einfacher, die Anzahl der Teile und Komponenten zu verringern und die Struktur der elektronischen Vorrichtung selbst zu vereinfachen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform zeigt 10 ein Beispiel, bei dem die Diode 13 als Temperaturerfassungsabschnitt 13 verwendet wird, der an einer Position nahe zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11, aber von diesem elektrisch getrennt angeordnet ist. Alternativ kann eine Diode, die in einer anderen bekannten Schaltung verwendet wird, als Temperaturerfassungsabschnitt 13 verwendet werden. In einem derartigen Fall kann die Durchlassspannung Vf, die erfasst wird, wenn der elektrische Strom durch die Diode fließt, auch als „Wert, der die Temperatur der Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 angibt” verwendet werden.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Im Folgenden wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 11 beschrieben.
  • Die elektronische Vorrichtung 1, die mit einem Herstellungsverfahren gemäß der vierten Ausführungsform hergestellt wird, unterscheidet sich von derjenigen der ersten Ausführungsform darin, dass der Temperaturerfassungsabschnitt 13 in der elektronischen Vorrichtung 1 der 1 nicht enthalten ist. Die anderen Abschnitte der vierten Ausführungsform sind grundlegend dieselben wie in der ersten Ausführungsform. Außerdem ist das Herstellungsverfahren gemäß der vierten Ausführungsform im Wesentlichen dasselbe wie dasjenige der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme eines der Schritte des Untersuchungsprozesses (des Schritts S4 für die Temperaturuntersuchung). Mit anderen Worten, der Untersuchungsprozess gemäß der vierten Ausführungsform ist nahezu derselbe wie derjenige der 7, mit der Ausnahme des Schritts S4.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren der vierten Ausführungsform wird der Verbinder 19 der Leiterplattenanordnung 15 (genauer gesagt der Leiterplattenanordnung 15 der 6A, die den Temperaturerfassungsabschnitt 13 nicht enthält) mit der Untersuchungsvorrichtung 90 auf ähnliche Weise wie in der ersten Ausführungsform, die in 6A gezeigt ist, verbunden (Schritt S1 der 7). Dann wird dieselbe Spannung wie diejenige der Batterie von der Untersuchungsvorrichtung 90 der Energiequellenschaltung 81 zugeführt (Schritt S2 der 7). Der Mikrocomputer 85 startet verschiedene Arten von Untersuchungen für die Leiterplattenanordnung 15 (Schritt S3 der 7). Die verschiedenen Arten von Untersuchungen in Schritt S3 sind identisch mit denjenigen der ersten Ausführungsform. Parallel zu dem Schritt S3, bei dem die verschiedenen Arten von Untersuchungen aufeinanderfolgend durchgeführt werden, wird die Temperatur an einer Position nahe bei dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 erfasst und ausgewertet (entsprechend dem Schritt S4 der 7).
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wie es in 11 gezeigt ist, eine Untersuchungselektrode 401 der Untersuchungsvorrichtung 90 in Kontakt mit dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 gebracht, und die Temperatur der Untersuchungselektrode 401 (d. h. die Temperatur eines Punkts des zweiten Wärmeübertragungsabschnitts 11, bei dem die Untersuchungselektrode 401 den zweiten Wärmeübertragungsabschnitt 11 kontaktiert) wird erfasst. Ein Zeitpunkt, zu dem die Untersuchungsvorrichtung 90 die Temperatur erfasst, wird zu dem Zeitpunkt T4 (8) auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform bestimmt. Der Zeitpunkt T4 entspricht dem Zeitpunkt, zu dem die vorbestimmte Zeit seit dem Zeitpunkt T1 verstrichen ist. Nach der Energiezufuhr zu der Leiterplattenanordnung 15 (in Schritt S2) betreibt die Untersuchungsvorrichtung 90 den Mikrocomputer 85, um den Betrieb des Halbleiterchips 23, der in dem Vorrichtungsabschnitt 3a ausgebildet ist, zu starten. Dann erfasst die Untersuchungsvorrichtung 90 zu dem Zeitpunkt t4 die Temperatur an der Untersuchungselektrode 401.
  • Die Untersuchungsvorrichtung 90 bestimmt, ob der erfasste Temperaturwert der Untersuchungselektrode 401 innerhalb des vorbestimmten erlaubten Bereichs liegt (Schritt S5 der 7). Wenn der erfasste Temperaturwert der Untersuchungselektrode 401 innerhalb des vorbestimmten erlaubten Bereichs liegt, bestimmt die Untersuchungsvorrichtung 90, dass sich die Leiterplattenanordnung 15 in einem guten Zustand befindet. Wenn andererseits der erfasste Temperaturwert nicht innerhalb des erlaubten Bereichs liegt, bestimmt die Untersuchungsvorrichtung 90, dass die Leiterplattenanordnung 15 fehlerhaft ist. Die Leiterplattenanordnung 15, für die die Untersuchungsvorrichtung 90 bestimmt, dass sie fehlerhaft ist, kann als defektes Produkt entfernt werden. Alternativ kann der Untersuchungsprozess der 7 erneut durchgeführt werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie es im Folgenden beschrieben wird.
  • In den obigen Ausführungsformen ist die elektronische Vorrichtung 1 eine Verbrennungsmotor-ECU. Die vorliegende Erfindung kann jedoch für irgendeine andere elektronische Vorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist, verwendet werden, beispielsweise für eine Karosseriesteuerungs-ECU, eine Bremssteuerungs-ECU, eine Airbag-Steuerungs-ECU etc.
  • In den obigen Ausführungsformen ist die elektronische Komponente 3 eine Halbleiterpackung mit einer QFP-Struktur. Die vorliegende Erfindung kann jedoch für irgendeine andere Halbleitervorrichtung mit einer Oberflächenmontagestruktur verwendet werden, beispielsweise eine BGA (Ball-Grid-Array: Kugelgitteranordnung), einen PLCC (Plastic-Leaded-Chip-Carrier), eine SOP (Small-Outline-Package), ein SOJ (Small-Outline-J-Leaded) etc.
  • In den obigen Ausführungsformen ist die elektronische Komponente 3 ein Mikrocomputer. Die vorliegende Erfindung kann jedoch für andere ICs (integrierte Schaltungen) verwendet werden, beispielsweise die Treiber-IC 16, die in 3 gezeigt ist, oder kann alternativ für eine Halbleitervorrichtung verwendet werden, beispielsweise einen FET (Feldeffekttransistor), einen IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) etc. (beispielsweise den FET 17 in 3).
  • In den obigen Ausführungsformen wird ein Durchgangsloch 7 im Bereich unmittelbar unterhalb des Vorrichtungsabschnitts 3a ausgebildet, und es wird ein innerer (erster) Wärmeübertragungsabschnitt 9 ausgebildet. Es können jedoch mehrere Durchgangslöcher in dem Bereich unmittelbar unterhalb des Vorrichtungsabschnitts 3a ausgebildet werden. In einem derartigen Fall werden mehrere innere Wärmeübertragungsabschnitte in den jeweiligen Durchgangslöchern ausgebildet. Außerdem wird in dem obigen Fall ein zweiter Wärmeübertragungsabschnitt mit sämtlichen inneren Wärmeübertragungsabschnitten verbunden. Alternativ können mehrere zweite Wärmeübertragungsabschnitte ausgebildet werden, wobei jeder zweite Wärmeübertragungsabschnitt mit einem jeweiligen ersten Wärmeübertragungsabschnitt verbunden wird.
  • In den obigen Ausführungsformen sind die Harzschichten 5c das Material für die Leiterplatte 5. Das Material für die Isolierschichten ist jedoch nicht auf die Harzschichten beschränkt. Es kann ein beliebiges anderes bekanntes Material, beispielsweise ein thermoplastisches Harz, ein wärmehärtendes Harz, eine Keramik, ein komplexes Material zwischen Harz und Glas (beispielsweise Glasgewebe) verwendet werden.
  • In den obigen Ausführungsformen ist Kupfer das Material für die Leiterschichten 5f. Es kann jedoch ein beliebiges anderes metallisches Material, beispielsweise Silber, Gold etc., für die Leiterschichten verwendet werden.
  • In den obigen Ausführungsformen ist Kupfer das Material für die ersten und zweiten Wärmeübertragungsabschnitte 9 und 11. Es kann jedoch ein beliebiges anderes metallisches Material, beispielsweise Silber, Gold etc., als Material für die Wärmeübertragungsabschnitte verwendet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2001-185829 A [0002]

Claims (8)

  1. Elektronische Vorrichtung (1), die aufweist: eine Leiterplatte (5), die eine erste Fläche (5a) und eine zweite Fläche (5b) aufweist, die in einer Dickenrichtung der Leiterplatte (5) einander gegenüberliegend angeordnet sind; eine elektronische Komponente (3), die an der ersten Fläche (5a) der Leiterplatte (5) montiert ist, wobei die elektronische Komponente (3) einen Halbleiterchip (23) und ein Verbindungselement (27) zum elektrischen Verbinden eines Vorrichtungsabschnitts (3a) des Halbleiterchips (23) mit der Leiterplatte (5) aufweist; ein Durchgangsloch (7), das in der Leiterplatte (5) in einem Bereich (AR1) ausgebildet ist, der von dem Vorrichtungsabschnitt (3a) bedeckt wird, wobei das Durchgangsloch (7) in der Dickenrichtung der Leiterplatte (5) durch die Leiterplatte (5) von der ersten Fläche (5a) zu der zweiten Fläche (5b) verläuft; einen ersten Wärmeübertragungsabschnitt (9), der aus einem metallischen Material besteht und in dem Durchgangsloch (7) ausgebildet ist und sich von der ersten Fläche (5a) zu der zweiten Fläche (5b) erstreckt; einen zweiten Wärmeübertragungsabschnitt (11), der aus einem metallischen Material besteht und auf der zweiten Fläche (5b) der Leiterplatte (5) ausgebildet ist; und einen Temperaturerfassungsabschnitt (13), der an einer Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt (11) angeordnet ist.
  2. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Temperaturerfassungsabschnitt (13) an einer Position in Kontakt und in elektrischer Verbindung mit dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt (11) angeordnet ist.
  3. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Temperaturerfassungsabschnitt (13) auf der zweiten Fläche (5b) der Leiterplatte (5) in einem Bereich (AR1) unmittelbar unterhalb des Vorrichtungsabschnitts (3a) des Halbleiterchips (23) ausgebildet ist.
  4. Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Temperaturerfassungsabschnitt (13) aus einer Diode besteht, die ein Teil einer elektrischen Schaltung ist, die in der Leiterplatte (5) ausgebildet ist.
  5. Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zweite Wärmeübertragungsabschnitt (11) als ein Masseabschnitt einer elektrischen Schaltung ausgebildet ist, die in der Leiterplatte (5) ausgebildet ist, und der Temperaturerfassungsabschnitt (13) mit dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt (11) elektrisch verbunden ist.
  6. Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Vorrichtung (1), die aufweist: eine Leiterplatte (5), die eine erste Fläche (5a) und eine zweite Fläche (5b) aufweist, die in einer Dickenrichtung der Leiterplatte (5) einander gegenüberliegend angeordnet sind; und eine elektronische Komponente (3), die an der ersten Fläche (5a) der Leiterplatte (5) montiert ist, wobei die elektronische Komponente (3) einen Halbleiterchip (23) und ein Verbindungselement (27) zum elektrischen Verbinden eines Vorrichtungsabschnitts (3a) des Halbleiterchips (23) mit der Leiterplatte (5) aufweist, wobei das Verfahren eine erste Stufe und eine zweite Stufe aufweist, wobei die erste Stufe aufweist: einen Prozess zum Ausbilden eines Durchgangslochs (7) in der Leiterplatte (5) in einem Bereich (AR1), der von dem Vorrichtungsabschnitt (3a) bedeckt ist, derart, dass das Durchgangsloch (7) durch die Leiterplatte (5) in der Dickenrichtung der Leiterplatte (5) von der ersten Fläche (5a) zu der zweiten Fläche (5b) verläuft; einen Prozess zum Ausbilden eines ersten Wärmeübertragungsabschnitts (9) in dem Durchgangsloch (7), wobei der erste Wärmeübertragungsabschnitt (9) aus einem metallischen Material besteht und sich von der ersten Fläche (5a) zu der zweiten Fläche (5b) erstreckt; und einen Prozess zum Ausbilden eines zweiten Wärmeübertragungsabschnitts (11) auf der zweiten Fläche (5b) der Leiterplatte (5) an einer Position, die mit dem ersten Wärmeübertragungsabschnitt (9) verbunden ist; und wobei die zweite Stufe einen Prozess zum Erfassen der Temperatur an einer Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt (11), nachdem der Halbleiterchip (23), der in dem Vorrichtungsabschnitt (3a) ausgebildet ist, betrieben wird, aufweist.
  7. Verfahren zum Herstellen der elektronischen Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei die erste Stufe außerdem aufweist: einen Prozess zum Ausbilden eines Temperaturerfassungsabschnitts (13) auf der zweiten Fläche (5b) der Leiterplatte (5) an einer Position benachbart zu dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt (11); und einen Prozess zum Ausbilden eines Kommunikationsabschnitts (86) in der Leiterplatte (5) zur Kommunikation mit einer Außenseite der Leiterplatte (5), und wobei ein Temperaturerfassungswert, der in der zweiten Stufe erfasst wird, über den Kommunikationsabschnitt (86) an die Außenseite der Leiterplatte (5) ausgegeben wird.
  8. Verfahren zum Herstellen der elektronischen Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei die Leiterplatte (5) in der zweiten Stufe mit einer externen Untersuchungsvorrichtung (90) verbunden wird, und eine Untersuchungselektrode (401) der externen Untersuchungsvorrichtung (90) in Kontakt mit dem zweiten Wärmeübertragungsabschnitt (11) gebracht wird, um eine Temperatur der Untersuchungselektrode (401), die den zweiten Wärmeübertragungsabschnitt (11) kontaktiert, zu erfassen.
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