JP2007019355A - Electronic control apparatus and manufacturing method thereof - Google Patents
Electronic control apparatus and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007019355A JP2007019355A JP2005201034A JP2005201034A JP2007019355A JP 2007019355 A JP2007019355 A JP 2007019355A JP 2005201034 A JP2005201034 A JP 2005201034A JP 2005201034 A JP2005201034 A JP 2005201034A JP 2007019355 A JP2007019355 A JP 2007019355A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electronic control
- substrate
- control device
- thermal via
- opening width
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子制御装置及びその製造方法に係り、特に、高発熱電子部品からの熱を基板及び筐体を介して外部に放出するようにした放熱構造を有する自動車用の電子制御装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic control device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an electronic control device for an automobile having a heat dissipation structure that releases heat from a highly heat-generating electronic component to the outside through a substrate and a housing, and the same. It relates to a manufacturing method.
従来、基板に搭載した高発熱電子部品の熱を基板及び筐体を介し外部へ放出することを目的とし、基板に設けられたサーマルビアへのはんだ付け方法として、例えば、特許文献1(特開2005−5631号公報)がある。
Conventionally, as a method of soldering to a thermal via provided on a substrate with the purpose of releasing heat of a highly heat-generating electronic component mounted on the substrate to the outside through the substrate and the housing, for example,
特許文献1には、サーマルビアにリフロー工程よりはんだを充填し、その後、高発熱電子部品やその他電子部品を基板に実装させるため、基板の一方の部品搭載面に、印刷工法よりはんだ供給を行い、リフロー工程にてはんだ付けを行う方法が記載されている。
In
また、リフロー工程による基板のサーマルビア内へのはんだ充填を行わず、高発熱電子部品やその他電子部品を基板に実装させるため、基板の一方の部品搭載面に、印刷工法よりはんだ供給を行い、その後、リフロー工程にてはんだ付けを行う方法がある。 In addition, solder is not filled into the thermal vias of the board by the reflow process, and high heat generation electronic parts and other electronic parts are mounted on the board. Thereafter, there is a method of performing soldering in a reflow process.
しかしながら、上記の従来技術は、印刷工法によるはんだ供給前に、フロー工程によりサーマルビアにはんだが充填されているため、リフロー工程において基板下面にはんだの垂れが生じ、筐体との接着時に支障をきたす。 However, in the above prior art, the solder is filled in the thermal via in the flow process before supplying the solder by the printing method. Come on.
また、印刷工法のみによるはんだ供給においては、サーマルビアへのはんだ充填が不十分となり、放熱性に支障をきたす。 In addition, in the solder supply only by the printing method, the solder filling into the thermal via becomes insufficient and the heat dissipation is hindered.
本発明は従来技術による課題を解決するものであり、基板にサーマルビアを形成し、サーマルビアへはんだを充填させることにより、高発熱電子部品より発生した熱を、基板及び筐体を介して外部に放出することを目的とする。 The present invention solves the problems of the prior art, and by forming a thermal via on a substrate and filling the thermal via with solder, heat generated from a highly heat-generating electronic component is externally transmitted through the substrate and the casing. The purpose is to release.
上記の課題を解決するため、本発明の電子制御装置の代表的な一つは、サーマルビアが形成された基板と、サーマルビアの内部に設けられた金属部材と、サーマルビアの内部に充填されたはんだを介して、基板の上に搭載された発熱部品とを有するものである。 In order to solve the above problems, a representative electronic control device according to the present invention includes a substrate on which a thermal via is formed, a metal member provided inside the thermal via, and a thermal via filled. And a heat-generating component mounted on the substrate via the solder.
好ましくは、サーマルビアは、発熱部品が搭載された側の主面における第1開口幅に比べて、この主面の反対側の他の主面における第2開口幅が小さくなっている。さらに、好ましくは、金属部材の形状は球状(金属ボール)であり、また、金属部材の直径は、第1開口幅より小さく第2開口幅より大きい。 Preferably, in the thermal via, the second opening width in the other main surface opposite to the main surface is smaller than the first opening width in the main surface on the side where the heat generating component is mounted. Further preferably, the shape of the metal member is spherical (metal ball), and the diameter of the metal member is smaller than the first opening width and larger than the second opening width.
この金属部材は、銅を含んでいることが好ましく、また、金属部材の表面がニッケルまたはスズめっきされていることが好ましい。 The metal member preferably contains copper, and the surface of the metal member is preferably plated with nickel or tin.
また、本発明の電子制御装置の製造方法の代表的な一つは、基板にサーマルビアを形成する工程と、サーマルビアの内部に球状の金属部材を供給する工程と、基板の上にはんだを供給する工程と、はんだを介して、基板の上に発熱部品を搭載する工程と、リフロー処理を行ってはんだを溶解することにより、サーマルビアの内部にはんだを充填させ、発熱部品を基板と接合させる工程とを有するものである。 In addition, a representative method for manufacturing an electronic control device according to the present invention includes a step of forming a thermal via on a substrate, a step of supplying a spherical metal member inside the thermal via, and soldering on the substrate. The step of supplying, the step of mounting the heat generating component on the substrate via the solder, the solder is filled by performing the reflow process to melt the solder, and the heat generating component is joined to the substrate And a step of causing
本発明によれば、放熱性を向上させた電子制御装置及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electronic control apparatus which improved heat dissipation, and its manufacturing method can be provided.
以下、本発明の一実施例である、自動車を制御するための電子制御装置及びその製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an electronic control device for controlling an automobile and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本実施例における電子制御装置の正面図である。電子制御装置は、箱型形状の金属ケース1(筐体)を有し、ケース1内に電子回路が配置された基板3が収容されている。ケース1の外周面には、ケース1内部と外部との信号入出力を行うコネクタが配置され、基板3とコネクタ端子2はボンディングワイヤ4aで接続されている。なお、ボンディングワイヤ4aには、アルミワイヤ及びフレキシブルケーブルを用いるのが好ましい。
FIG. 1 is a front view of the electronic control device according to this embodiment. The electronic control device has a box-shaped metal case 1 (housing), and a
基板3上には、エンジン制御を行うための所定の機能を実現するための回路が実装されている。例えば、基板3の中央部に配置された高発熱LSI5(発熱部品,高発熱電子部品)は、制御装置を集中制御するCPUが実装されている。また、他の電子部品6a,
6bが実装されている。
A circuit for realizing a predetermined function for performing engine control is mounted on the
6b is mounted.
図2は、本実施例における電子制御装置の断面図(概要図)であり、ここでは、本発明の特徴である放熱構造部を強調して示している。金属ケース1と基板3は、Si接着剤9を用いて接続されている。高発熱LSI5は、はんだ8を介して基板3に搭載されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view (schematic diagram) of the electronic control unit according to the present embodiment, and here, the heat dissipation structure which is a feature of the present invention is highlighted. The
基板3の内部には、放熱用のサーマルビア(スルーホール)7が形成されている。このため、高発熱LSI5から発生した熱は、基板3及び金属ケース1を介して外部に放出される。サーマルビア7の内部には、銅からなる金属ボール10(金属部材)が投入されている。また、高発熱LSI5と基板3との接続にはボンディングワイヤ4bが用いられ、これにより電気的接続が行われている。
A thermal via (through hole) 7 for heat dissipation is formed inside the
次に、図3〜図8を参照して、本実施例の電子制御装置の製造方法を詳細に説明する。 Next, with reference to FIGS. 3 to 8, a method for manufacturing the electronic control device of this embodiment will be described in detail.
まず、図3に示すように、基板3において、高発熱LSI5からの熱を金属ケース1に逃がすためのサーマルビア7と呼ばれるスルーホールを形成する。このようなサーマルビア7を設けると、熱伝導率の小さい基板3に妨げられることなく、効率よく金属ケース1へ熱の移動が可能となる。
First, as shown in FIG. 3, a through-hole called a
また、サーマルビア7には後述する銅で構成された金属ボール10(金属部材)の落下を防止するためのテーパーが設けられている。すなわち、サーマルビア7は、高発熱LSI5が搭載された側の基板主面における第1開口幅に比べて、この主面とは反対側の他の主面における第2開口幅が小さくなっている。
The
次に、図4に示すように、基板3に設けられたサーマルビア7の内部に銅で構成された金属ボール10(金属部材)が投入される。金属ボール10としては、熱伝導率がよく、はんだ接合が容易な銅(Cu)が用いられているが、他の金属で代替することもできる。
Next, as shown in FIG. 4, a metal ball 10 (metal member) made of copper is put into a
また、金属ボール10の直径は、基板3の裏面のサーマルビア7の径(第2開口幅)に比べて大きいことが好ましい。サーマルビア7は、テーパーが設けられている。このため、金属ボール10の直径を、基板3の裏面のサーマルビア7の径(第2開口幅)に比べて大きくすれば、金属ボール10の落下を防止することができる。
The diameter of the
また、銅からなる金属ボール10には、はんだ接合をより容易にするため、ニッケル
(Ni)めっき、または、スズ(Sn)めっき等の表面処理を行うことが好ましい。
Further, the
次に、図5に示すように、基板3の上に印刷工法を施すことにより、はんだ8を供給する。基板3へのはんだ8印刷は、基板3に金属性のマスクを押し当て、基板3面とは反対側のマスク面にペースト状のはんだ8を塗布し、スキージーを用いて均一に基板3にはんだ8を印刷させる。なお、マスクには、はんだ8を印刷させる部分にのみ穴が開いている。
Next, as shown in FIG. 5, the
次に、図6に示すように、基板3に高発熱LSI5を搭載する。例えば、高発熱LSI5は、基板3の中央部に配置され、制御装置を集中制御するCPUが搭載されている。また、高発熱LSI5は、ボンディングワイヤ4bを用いて基板3に接続される。
Next, as shown in FIG. 6, the high
なお、基板3の上には、エンジン制御を行うための所定の機能を実現するための回路が形成され、高発熱LSI5以外にも、必要な電子部品6a,6bが搭載される。
A circuit for realizing a predetermined function for performing engine control is formed on the
次に、図7に示すように、リフロー処理を行い、はんだ付けが実施される。基板3へのはんだ8印刷後、リフロー処理により、はんだ8を溶融させ、はんだ8の接続が行われる。ここで、サーマルビア7の内部には金属ボール10が存在するため、はんだ8がサーマルビア7内に充分に濡れ広がる。このため、高発熱LSI5からの熱を効率良く基板3の裏面へ移動させることが可能となる。
Next, as shown in FIG. 7, a reflow process is performed and soldering is performed. After printing the
次に、図8に示すように、基板3と金属ケース1をSi接着剤9を用いて接着する。金属ケース1上にSi接着剤9を塗布し、基板3の固定後、Si接着剤9を硬化させ、基板3と金属ケース1を接着させる。ここで、Si接着剤9は、熱伝導率の高い接着剤が好ましい。また、Si接着剤9の厚み制御のための突起11を設けることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 8, the
本実施例の高放熱実装構造を備えた電子制御装置によれば、以下の効果が得られる。すなわち、基板に形成されたサーマルビアの内部に金属部材(金属ボール)を投入したことにより、サーマルビアの内部に供給されたはんだは、サーマルビアの内部に容易に濡れ広がる。また、基板に形成したサーマルビアにテーパーを設ければ、金属ボールの落下を防止することができる。 According to the electronic control device having the high heat dissipation mounting structure of the present embodiment, the following effects can be obtained. That is, by supplying a metal member (metal ball) into the thermal via formed on the substrate, the solder supplied into the thermal via easily wets and spreads inside the thermal via. Further, if the thermal via formed on the substrate is tapered, the metal ball can be prevented from dropping.
以上、本発明を具体的実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限られるものではなく、発明思想の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本実施例は自動車を制御するための電子制御装置についてのものであるが、本発明は、自動車用以外に用いられる電子制御装置にも当然に適用されるものである。また、金属部材は銅で構成された球状部材(金属ボール)であることを説明したが、銅以外の材料や、立方体等他の形状のものを用いることもできる。 The present invention has been described based on the specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the inventive idea. For example, the present embodiment relates to an electronic control device for controlling an automobile, but the present invention is naturally applied to an electronic control device used for other than an automobile. In addition, although it has been described that the metal member is a spherical member (metal ball) made of copper, materials other than copper or other shapes such as a cube can be used.
1…金属ケース、2…コネクタ端子、3…基板、4a,4b…ボンディングワイヤ、5…高発熱LSI、6a,6b…電子部品、7…サーマルビア、8…はんだ、9…Si接着剤、10…金属ボール、11…突起。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記サーマルビアの内部に設けられた金属部材と、
前記サーマルビアの内部に充填されたはんだを介して、前記基板の上に搭載された発熱部品とを有することを特徴とする電子制御装置。 A substrate on which thermal vias are formed;
A metal member provided inside the thermal via;
An electronic control device comprising: a heat generating component mounted on the substrate through solder filled in the thermal via.
前記サーマルビアは、前記発熱部品が搭載された側の主面における第1開口幅に比べて、該主面とは反対側の他の主面における第2開口幅が小さくなっていることを特徴とする電子制御装置。 The electronic control device according to claim 1,
The thermal via is characterized in that the second opening width in the other main surface opposite to the main surface is smaller than the first opening width in the main surface on the side where the heat generating component is mounted. An electronic control device.
前記金属部材の形状は、球状であることを特徴とする電子制御装置。 The electronic control device according to claim 1 or 2,
The shape of the said metal member is spherical shape, The electronic control apparatus characterized by the above-mentioned.
前記金属部材の直径は、前記第1開口幅より小さく、前記第2開口幅より大きいことを特徴とする電子制御装置。 The electronic control device according to claim 3.
The diameter of the said metal member is smaller than the said 1st opening width, and is larger than the said 2nd opening width, The electronic control apparatus characterized by the above-mentioned.
前記金属部材は、銅を含んでなることを特徴とする電子制御装置。 The electronic control device according to any one of claims 1 to 4,
The electronic control device according to claim 1, wherein the metal member includes copper.
前記金属部材の表面は、ニッケルまたはスズめっきされていることを特徴とする電子制御装置。 The electronic control device according to any one of claims 1 to 5,
The surface of the metal member is plated with nickel or tin, and is an electronic control device.
前記筐体に接着されている基板と、
前記基板にはんだ付けにより搭載されている高発熱電子部品とを有する電子制御装置であって、
前記基板には、サーマルビアが形成されており、
前記サーマルビアの内部には、複数の金属ボールが設けられており、
前記高発熱電子部品から発生された熱を、前記基板及び前記筐体を介して外部に放出するようにした電子制御装置。 A housing constituted by a heat dissipation member;
A substrate bonded to the housing;
An electronic control device having a high heat generation electronic component mounted on the substrate by soldering,
Thermal vias are formed on the substrate,
A plurality of metal balls are provided inside the thermal via,
An electronic control device that releases heat generated from the highly heat-generating electronic component to the outside through the substrate and the housing.
前記サーマルビアにテーパーを設け、前記金属ボールの落下を防止することを特徴とする電子装置の放熱構造。 The electronic control device according to claim 7.
A heat dissipation structure for an electronic device, wherein the thermal via is tapered to prevent the metal ball from falling.
前記サーマルビアの内部に球状の金属部材を供給する工程と、
前記基板の上にはんだを供給する工程と、
前記はんだを介して、前記基板の上に発熱部品を搭載する工程と、
リフロー処理を行って前記はんだを溶解することにより、前記サーマルビアの内部に前記はんだを充填させ、前記電子部品を前記基板と接合させる工程とを有することを特徴とする電子制御装置の製造方法。 Forming thermal vias on the substrate;
Supplying a spherical metal member inside the thermal via;
Supplying solder onto the substrate;
Mounting the heat-generating component on the substrate via the solder;
A method of manufacturing an electronic control device, comprising: performing a reflow process to melt the solder, filling the solder into the thermal via, and joining the electronic component to the substrate.
前記サーマルビアは、前記発熱部品が搭載される側の主面における第1開口幅に比べて、反対側の他の主面における第2開口幅が小さくなるように形成され、
前記金属部材の直径は、前記第1開口幅より小さく、前記第2開口幅より大きいものが用いられていることを特徴とする電子制御装置の製造方法。
In the manufacturing method of the electronic control unit according to claim 9,
The thermal via is formed such that the second opening width on the other main surface on the opposite side is smaller than the first opening width on the main surface on the side where the heat generating component is mounted,
The diameter of the said metal member is smaller than the said 1st opening width, and the thing larger than the said 2nd opening width is used, The manufacturing method of the electronic control apparatus characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005201034A JP2007019355A (en) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Electronic control apparatus and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005201034A JP2007019355A (en) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Electronic control apparatus and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007019355A true JP2007019355A (en) | 2007-01-25 |
Family
ID=37756225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005201034A Pending JP2007019355A (en) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Electronic control apparatus and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007019355A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011505077A (en) * | 2007-11-27 | 2011-02-17 | ヤザキ・ヨーロッパ・リミテッド | Junction box |
-
2005
- 2005-07-11 JP JP2005201034A patent/JP2007019355A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011505077A (en) * | 2007-11-27 | 2011-02-17 | ヤザキ・ヨーロッパ・リミテッド | Junction box |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4159861B2 (en) | Method for manufacturing heat dissipation structure of printed circuit board | |
JP2015170855A5 (en) | ||
JP2002026468A (en) | Printed wiring board and semiconductor device | |
JP5747805B2 (en) | Electronic equipment | |
JP2006295019A5 (en) | ||
JP2004087594A (en) | Heat radiation structure of electronic circuit unit | |
JP2007059803A (en) | Printed circuit board, electronic substrate, and electronic apparatus | |
JP2015018857A (en) | High heat dissipation substrate, heat dissipation structure of component | |
JP2006024755A (en) | Circuit board | |
JP6569314B2 (en) | Substrate heat dissipation structure and assembly method thereof | |
JP6984257B2 (en) | Electronic device | |
JP4344764B2 (en) | Mounting method for surface mount electronic components | |
JP5456843B2 (en) | Power supply | |
JP2006318986A (en) | Flexible printed circuit board and its manufacturing method | |
JP2008028254A (en) | Radiation structure of electronic device | |
KR101735439B1 (en) | Manufacturing method for radiant heat circuit board | |
JP2010182792A (en) | Electronic circuit device | |
JP2007019355A (en) | Electronic control apparatus and manufacturing method thereof | |
JP4345835B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2016076509A (en) | Circuit module | |
JP2007035843A (en) | Electronic circuit device | |
JP6633151B2 (en) | Circuit module | |
US20120122278A1 (en) | Method Of Manufacturing Semiconductor Package Board | |
JP6027626B2 (en) | Manufacturing method of component-embedded substrate | |
JP2013171963A (en) | Printed circuit board device, and electronic apparatus |