JP2009164564A - 電子装置およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】セラミック基板の一面に第1の電子部品、他面に第2の電子部品を搭載するとともに、このセラミック基板の他面に放熱などの機能を有する金属板を取り付け、これらをハーフモールドしてなる電子装置において、モールド工程にて、セラミック基板の一面側から印加されるモールド樹脂による基板への応力を低減する。
【解決手段】セラミック基板10の一面側に第1の電子部品20を搭載し、セラミック基板10の他面に第2の電子部品30を搭載し、第2の電子部品30をモールド樹脂80で封止し、金属板50は、セラミック基板10の他面のうち第2の電子部品30が位置する部位以外の部位に接着剤40を介して接着した。
【選択図】図1

Description

本発明は、基板に電子部品を搭載したものをハーフモールドしてなる電子装置およびその製造方法に関し、特に基板の両面に電子部品を搭載し、基板に放熱などの機能を有する金属板を取り付けるようにした電子装置に関する。
一般に、この種の電子装置としては、たとえば、セラミック基板の一面側に第1の電子部品を搭載し、セラミック基板の一面とは反対の他面にヒートシンクなどの金属板を接着し、金属板の接着面とは反対側の面が露出するようにモールド樹脂によってセラミック基板および第1の電子部品を封止してなるものが、提案されている(たとえば、特許文献1、特許文献2、特許文献3等参照)。
特開2003−7933号公報 特開2006−147918号公報 特開2006−222406号公報
上記したように、従来では、セラミック基板の一面に電子部品を搭載しているが、本発明者は、セラミック基板における金属板に対向する他面側にも電子部品を搭載することを考えた。これにより、基板における部品搭載密度が向上する。そして、このような考えに基づいて試作検討を行った。
図30は、本発明者の試作品としての電子装置を示す概略断面図である。図30においては、セラミック基板10の一面と金属板50とが、接着剤J1を介して対向して配置され、互いに接着されている。
また、セラミック基板10の一面には、第1の電子部品20が搭載されており、他面には第2の電子部品30が搭載されている。そして、セラミック基板10、第1の電子部品20および金属板50は、エポキシ樹脂などのモールド樹脂80で封止されるとともに、金属板50の接着面すなわちセラミック基板10とは反対側の面は、モールド樹脂80から露出している。
ここで、金属板50の接着面のうち第2の電子部品30に対向する部位に、凹部50aを設けている。そして、この凹部50aに、第2の電子部品30が挿入され凹部50a内では、第2の電子部品30は接着剤J1により封止されている。
このセラミック基板10と金属板50とを接着する接着剤J1は、モールド樹脂80よりもヤング率が小さく軟らかい可撓性を有するもの、たとえばシリコーン樹脂よりなるものである。ここで、この凹部50aを設けないと、第2の電子部品30の分だけ実質的に接着剤J1が厚くなり、この接着剤J1を介した熱抵抗の増加、ひいては放熱性の低下が生じる可能性がある。
このような電子装置を製造する場合、一般的な方法と同様に、各電子部品20、30をセラミック基板10に搭載し、これに金属板50を接着したものを、金型に入れて樹脂注入を行い封止する。このパッケージは、セラミック基板10を含む大型モールド構造であることから、モールド樹脂の未充填部分が無いように樹脂注入を行うためには、比較的大きな圧力により、樹脂を注入する(たとえば7〜20MPa)必要がある。
このモールド工程時には、貼り合わせられた基板10と金属板50のうち金属板50は、上記モールド樹脂80からの露出面が、金型に押し付けられており、セラミック基板10には、その一面側から樹脂による圧力すなわち成型圧が加わる。
このとき、上記試作品においては、金属板50の凹部50aに軟らかい接着剤J1が充填されているため、上記成型圧によって、セラミック基板10のうち凹部50aに対向する部分が当該凹部50aに向かって凸となるように、セラミック基板10が反りやすい。このような基板の反りは、ひいては基板10の割れにつながるおそれがある。
なお、上記した問題は、基板がセラミック基板の場合だけでなく、プリント基板などの樹脂基板や金属基板においても、同様に発生するものと考えられる。また、基板に金属板を接着せずに、当該基板をハーフモールドする場合にも、基板の一面側から加わる上記成型圧による基板の割れを考慮する必要性は十分にあると考えられる。つまり、上記問題は、基板の両面に電子部品を搭載したものをハーフモールドしてなる電子装置においては、共通の問題とみなされる。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、基板の一面に第1の電子部品、他面に第2の電子部品を搭載するとともに、これらをハーフモールドしてなる電子装置において、モールド工程にて、基板の一面側から印加されるモールド樹脂による基板への応力を低減することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、基板(10)と、基板(10)の一面側に搭載された第1の電子部品(20)と、基板(10)の一面とは反対の他面に搭載された第2の電子部品(30)と、第1の電子部品(20)とともに基板(10)の一面を封止するモールド樹脂(80)とを備え、基板(10)の他面では、モールド樹脂(80)により第2の電子部品(30)が封止されており、基板(10)の他面のうち第2の電子部品(30)が位置する部位以外の部位は、モールド樹脂(80)から露出していることを特徴とする電子装置が提供される。
それによれば、モールド樹脂(80)で第1及び第2の電子部品(20、30)を封止するときに、基板(10)の他面のうち第2の電子部品(30)が位置する部位にもモールド樹脂(80)が注入されるので、モールド樹脂よりも軟らかい接着剤が基板の他面に配置された状態で封止する従来の場合に比べて、基板(10)の一面側から印加されるモールド樹脂(80)による基板(10)への応力が低減される。結果、モールド工程における基板(10)の割れを防止できる。
ここで、請求項2に記載の発明のように、基板(10)の他面のうち第2の電子部品(30)が位置する部位以外の部位に、金属板(50)を接着剤(40)を介して接着し、金属板(50)の接着面とは反対側の面を、モールド樹脂(80)から露出させるようにすれば、金属板(50)を介した放熱性が向上する。
また、この請求項2の場合、さらに請求項3に記載の発明のように、基板(10)の他面側において、モールド樹脂(80)の外表面が、モールド樹脂(80)から露出する金属板(50)の面よりも外方に突出しているものにできる。
さらに、この請求項3においては、請求項4に記載の発明のように、モールド樹脂(80)のうち、モールド樹脂(80)から露出する金属板(50)の面に隣り合う部分が、当該金属板(50)の面の周辺部を被覆しているものしてもよい。そうすれば、金属板(50)とモールド樹脂(80)との界面に加わる応力を低減することができ、金属板(50)とモールド樹脂(80)との剥離抑制に好ましい。
さらに、この請求項4においては、請求項5に記載の発明のように、モールド樹脂(80)から露出する金属板(50)の面の周辺部のうちモールド樹脂(80)に被覆されている部位に、モールド樹脂(80)との剥離を抑制するための凹凸(52)が形成されているものにすれば、当該部位においてモールド樹脂(80)の剥離が抑制される。
また、請求項6に記載の発明では、請求項3〜請求項5に記載の電子装置において、基板(10)の他面において、モールド樹脂(80)は、当該電子装置の中央部と周辺部とに設けられており、周辺部に位置するモールド樹脂(80)の部分の方が、中央部に位置するモールド樹脂(80)の部分よりも電子装置の厚さが大きいことを特徴とする。
それによれば、装置中央部における電子装置の厚さを装置周辺部における電子装置の厚さよりも大きいものとしているので、基板(10)の反り防止が期待される。
また、請求項7に記載の発明のように、請求項2において、基板(10)の他面側において、モールド樹脂(80)の外表面と、モールド樹脂(80)から露出する金属板(50)の面とが同一平面にあるようにしてもよい。それによれば、金属板(50)を外部の放熱部材に接触させやすくできる。
また、請求項8に記載の発明のように、基板(10)は平面四角形の板であり、基板(10)の他面に設けられているモールド樹脂(80)の平面形状は、当該他面の互いに対向する1組の辺の一方から他方へ延びる筋状であるものにできる。
それによれば、基板(10)の他面側にモールド樹脂(80)を注入するときに、当該他面の互いに対向する1組の辺の一方から他方へモールド樹脂(80)を流せるので、注入性の向上が期待できる。
また、請求項9に記載の発明では、セラミック基板(10)の一面側に第1の電子部品(20)を搭載し、セラミック基板(10)の他面に第2の電子部品(30)を搭載し、第2の電子部品(30)をモールド樹脂(80)で封止し、金属板(50)は、セラミック基板(10)の他面のうち第2の電子部品(30)が位置する部位以外の部位に接着剤(40)を介して接着したことを特徴としている。
それによれば、モールド樹脂(80)で第1及び第2の電子部品(20、30)を封止するときに、セラミック基板(10)の他面のうち第2の電子部品(30)が位置する部位にもモールド樹脂(80)が注入されるので、モールド樹脂よりも軟らかい接着剤がセラミック基板の他面に配置された状態で封止する従来の場合に比べて、セラミック基板(10)の一面側から印加されるモールド樹脂(80)による基板(10)への応力が低減される。結果、モールド工程におけるセラミック基板(10)の割れを防止できる。
ここで、請求項10に記載の発明のように、金属板(50)は、セラミック基板(10)の他面のうち第2の電子部品(30)が位置する部位には設けられていないものでもよいし、請求項11に記載の発明のように、金属板(50)は、セラミック基板(10)の他面側にて、第2の電子部品(30)を封止するモールド樹脂(80)を介して第2の電子部品(30)を覆っているものであってもよい。
また、請求項12に記載の発明のように、セラミック基板(10)の他面のうち第2の電子部品(30)が位置する部位は、当該他面における当該部位以外よりも凹んだ凹部(10a)となっており、この凹部(10a)の底部に第2の電子部品(30)が搭載されているものとしてもよい。
それによれば、セラミック基板(10)の他面における第2の電子部品(30)の突出を小さくできるので、セラミック基板(10)の厚さ方向に沿った電子装置の体格を極力低減できる。
また、請求項13に記載の発明では、モールド樹脂(80)による封止を行う前に、セラミック基板(10)の他面に、第2の電子部品(30)を搭載するとともに、セラミック基板(10)の他面のうち第2の電子部品(30)以外の部位に接着剤(40)を介して金属板(50)を接着しておき、モールド樹脂(80)による封止工程では、第1の電子部品(20)とともに第2の電子部品(30)を同時に、モールド樹脂(80)にて封止することを特徴とする電子装置の製造方法を提供する。
それによれば、モールド樹脂(80)で第1及び第2の電子部品(20、30)を封止するときに、セラミック基板(10)の一面と他面の両方にモールド樹脂(80)が注入されるので、モールド樹脂よりも軟らかい接着剤がセラミック基板の他面に配置された状態で封止する従来の場合に比べて、セラミック基板(10)の一面側から印加されるモールド樹脂(80)による基板(10)への応力が低減される。結果、モールド工程におけるセラミック基板(10)の割れを防止できる。
また、請求項14に記載の発明では、モールド樹脂(80)による封止を行う前に、セラミック基板(10)の他面に、第2の電子部品(30)を搭載して、モールド樹脂(80)の封止時の成形温度におけるヤング率が100MPa以上である樹脂(81)により第2の電子部品(30)を封止するとともに、セラミック基板(10)の他面のうち第2の電子部品(30)以外の部位に接着剤(40)を介して前記金属板(50)を接着しておき、その後、モールド樹脂(80)によるセラミック基板(10)および第1の電子部品(20)の封止を行うことを特徴とする電子装置の製造方法を提供する。
それによれば、モールド樹脂(80)で第1の電子部品(20)を封止するときに、セラミック基板(10)の他面のうち第2の電子部品(30)が位置する部位には、モールド樹脂(80)の封止時の成形温度におけるヤング率が100MPa以上である樹脂(81)が配置されているので、モールド樹脂よりも軟らかい接着剤がセラミック基板の他面に配置された状態で封止する従来の場合に比べて、セラミック基板(10)の一面側から印加されるモールド樹脂(80)による基板(10)への応力が低減される。結果、モールド工程におけるセラミック基板(10)の割れを防止できる。
また、請求項15に記載の発明では、モールド樹脂(80)による封止を行う前に、セラミック基板(10)の他面に、第2の電子部品(30)を搭載するとともに、セラミック基板(10)の他面のうち第2の電子部品(30)以外の部位に接着剤(40)を介して金属板(50)を接着しておき、その後、モールド樹脂(80)によって、セラミック基板(10)および第1の電子部品(20)とともに、第2の電子部品(30)および金属板(50)の全体を封止し、次に、モールド樹脂(80)のうち金属板(50)の接着面とは反対側の面を封止している部分を、除去することを特徴とする電子装置の製造方法を提供する。
それによれば、セラミック基板(10)の全体をモールド樹脂(80)で封止するので、セラミック基板(10)の一面側から印加されるモールド樹脂(80)による基板(10)への応力が低減される。結果、モールド工程におけるセラミック基板(10)の割れを防止できる。
ここで、上記請求項13〜請求項15に記載の製造方法においても、請求項16に記載の発明のように、セラミック基板(10)の他面のうち第2の電子部品(30)が位置する部位を、当該他面における当該部位以外よりも凹んだ凹部(10a)とし、この凹部(10a)の底部に第2の電子部品(30)を搭載するようにしてもよい。
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子装置100を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。
本実施形態の電子装置100は、大きくはセラミック基板10と、セラミック基板10の一面に搭載された第1の電子部品20と、セラミック基板10の他面に搭載された第2の電子部品30と、セラミック基板10の他面に接着剤40を介して接着された金属板50と、セラミック基板10とワイヤ60を介して接続されたリードフレーム70と、これら各部10〜70を封止するモールド樹脂80とを備えて構成されている。
図1に示されるように、本電子装置100は、四角形板状をなすモールドパッケージであるが、そのパッケージ寸法は、搭載される電子部品や回路の規模、電子部品の種類にもよるが、たとえば50×50×6.6mm程度である。
セラミック基板10は、アルミナなどのセラミックよりなる単層もしくは多層の基板であり、図示しない配線を有する配線基板として構成されている。ここでは、セラミック基板10は平面四角形の板状をなす。そして、セラミック基板10の一面とは基板10の一方の板面であり、他面とは他方の板面であることはもちろんである。
このセラミック基板10は、好ましくは、線膨張係数α1が5〜8ppm/℃のアルミナ積層基板であり、そのサイズは40mm×40mm以下であり、厚みは0.8mm以上が好ましい。
第1の電子部品20は、セラミック基板10の一面(図1(a)中の上面)に搭載されており、AlやAuなどのボンディングワイヤ、あるいは、はんだ、導電性接着剤などのダイマウント材を介して、セラミック基板10に電気的に接続されている。この第1の電子部品20としては、コイル、パワー素子、制御素子、コンデンサ、および振動子等が挙げられる。
一方、第2の電子部品30は、セラミック基板10の上記一面とは反対側の他面(図1(a)中の下面)に搭載されており、たとえば、制御素子、抵抗体等である。図1では、第2の電子部品30は、制御素子としてのフリップチップであり、バンプ31を介してセラミック基板10に電気的に接続されている。また、ここでは、第2の電子部品30とセラミック基板10との間には、エポキシ樹脂などよりなるアンダーフィル32が充填されている。
また、金属板50は、セラミック基板10の他面のうち第2の電子部品30が位置する部位以外の部位に接着剤40を介して接着されている。本実施形態では、金属板50は、上記リードフレーム70と同じ板材、すなわちリードフレーム素材を加工してなるもので、当該リードフレーム素材のアイランドとして構成されるものである。それゆえ、ここでは、金属板50の板厚はリードフレーム70と実質同等である。
この金属板50およびリードフレーム70を構成するリードフレーム素材は、放熱性を考慮してCuが主に用いられるが、セラミック基板10との線膨張係数の差が大きいため、線膨張係数を合わせる観点から、Fe系の材料も用いてよい。
好ましくは、当該リードフレーム素材としては、セラミック基板10との線膨張係数の整合性、基板端の応力を考慮すると、線膨張係数αが11以下、且つヤング率Eが200GPa未満程度の材料が好ましい。さらには、α<9GPa以下、E<150GPa以下の材料が好ましい。
また、このリードフレーム素材には、溶接性を考慮し、電解ニッケルメッキ、Snメッキ、Auメッキ等、PPF(Ni/Pd/Au)などのメッキが施されていてもよい。さらに、モールド樹脂80の剥離を防止するべく、素材表面を粗化処理したものであってもよい。
また、金属板50は、セラミック基板10の一面に位置する第1の電子部品20のうちパワー素子などの発熱素子に対応する位置に設けられている。なお、このような発熱素子は、Agペーストを介してセラミック基板10の一面に接続されるが、その熱を確実に伝達するため、当該Agペーストの熱伝導率は4W/m・K以上が好ましい。
また、本実施形態では、セラミック基板10の他面のうち金属板50が位置する部位には、抵抗体90が設けられ、この抵抗体90を覆うように接着剤40を介して金属板50が設けられている。
この金属板50を接着する接着剤40としては、特に限定されないが、たとえばシリコーン樹脂を主成分とする接着剤が挙げられ、セラミック基板10上の熱を伝達するため、4w/m・K以上のものが好ましい。また、接着剤40は上記抵抗体90を封止しているが、望ましくは、この抵抗体90を保護するため、ヤング率E1が8GPa未満であることが好ましい。
また、上記ワイヤ60は、AuやAlよりなるボンディングワイヤであり、通常のワイヤボンディングにより形成されるものである。また、モールド樹脂80は、この種の電子装置の分野で一般的に用いられるエポキシ樹脂などよりなるモールド材料であり、トランスファーモールド法により形成されるものである。
このモールド樹脂80としては、各部材とセラミック基板10との熱膨張係数αを合わせるため、当該αが8〜14程度の樹脂が用いられることが多い。また、セラミック基板10の他面におけるモールド樹脂80の充填性を考慮し、長いゲルタイムを有し、低粘度な樹脂であることが必要である。また高温での使用を考えると、モールド樹脂80のガラス転移点Tgは高いほうが良い。
モールド樹脂80の好ましい条件の一例を述べる。Cuよりなる金属板50およびリードフレーム70を用いる場合には、モールド樹脂80は、線膨張係数α1<17、ヤング率E1<20GPa、最低溶融粘度<30Pa・s(175℃)、ゲルタイム>20秒、スパイラルフロー>80cmの物性が好ましい。また、モールド樹脂80は、Tg<150℃が好ましく、Tg<175℃がより好ましい。さらには、10<α1<14、E1<17GPa、最低溶融粘度:20(Pa・s)以下、が好ましい。さらには、モールド樹脂80は、ゲルタイム<25秒、スパイラルフロー:100cmが好ましい。
ここで、リードフレーム70の一部は、アウターリードとしてモールド樹脂80から突出しており、このアウターリードにより、本電子装置100と外部との電気的な接続がなされるようになっている。
また、本電子装置100においては、セラミック基板10の他面にて、第2の電子部品30はモールド樹脂80により封止されているが、金属板50の接着面とは反対側の面はモールド樹脂80から露出している。ここでは、図1(a)に示されるように、第2の電子部品30を封止するモールド樹脂80は、金属板50のモールド樹脂80からの露出面よりも外方(図1(a)中の下方)に突出している。
また、ここでは、図1(b)に示されるように、金属板50は、セラミック基板10の他面のうち第2の電子部品30が位置する部位には設けられておらず、第2の電子部品30を避けた位置、すなわち、セラミック基板10の他面のうち第2の電子装置30の外側の部位に設けられている。
図1(b)に示される例では、金属板50は、4個に分割されたものよりなり、各金属板50は第2の電子部品30の周りに配置されている。それにより、第2の電子部品30を封止するモールド樹脂80は、第2の電子部品30上において金属板50から露出している。
次に、本実施形態の電子装置100の製造方法について、図2を参照して述べる。図2は、本製造方法を示す工程図であり、各工程におけるワークを断面的に示す図である。
まず、図2(a)に示されるように、セラミック基板10の一面、他面に、それぞれ第1の電子部品20、第2の電子部品30を搭載し、必要に応じてワイヤボンディングなどを行う。また、ワイヤボンディングによってセラミック基板10とリードフレーム70との間をワイヤ60で接続する。
次に、図2(b)に示されるように、セラミック基板10の他面のうち第2の電子部品30以外の部位に、接着剤40を介して金属板50を接着する。次に、図2(c)に示されるように、このものをモールド樹脂60で封止する。
このモールド工程は、図2(b)に示されるワークを、図示しない金型に設置し、その金型にモールド樹脂80を注入することにより行う。ここで、金属板50の接着面とは反対側の面は、当該金型に密着させ、モールド樹脂80で封止されないようにする。
このモールド工程では、セラミック基板10および第1の電子部品20とともに第2の電子部品30を同時に、モールド樹脂80にて封止する。具体的には、上記金型に注入されたモールド樹脂80は、セラミック基板10の一面側および他面側を流れるため、両電子部品20および30が同時にモールドされる(図2(c)参照)。こうして、封止が完了し、上記図1に示される本実施形態の電子装置100ができあがる。
ところで、本実施形態によれば、セラミック基板10の一面に第1の電子部品20、他面に第2の電子部品30が搭載されており、これら第1の電子部品20および第2の電子部品30は、ともにモールド樹脂80で封止されている。
そして、モールド工程では、モールド樹脂80により第1及び第2の電子部品20、30を同時に封止するようにしているため、セラミック基板10の一面と他面の両方にモールド樹脂80が注入される。
そのため、モールド樹脂よりも軟らかい接着剤がセラミック基板の他面に配置された状態で封止する従来の場合に比べて、セラミック基板10の一面側から印加されるモールド樹脂80による基板10への応力が低減される。その結果、モールド工程におけるセラミック基板10の割れを防止できる。
また、本実施形態では、金属板50は、セラミック基板10の他面のうち第2の電子部品30が位置する部位以外の部位に接着剤40を介して接着されており、それとともに当該金属板50の接着面とは反対側の面がモールド樹脂80から露出しているので、金属板50による放熱機能などは適切に確保される。
図3は、本実施形態の電子装置100を筐体200に搭載した例を示す概略断面図である。筐体200としては、金属製の容器や板状のものなどが挙げられるが、電子装置100は、金属板50のモールド樹脂80からの露出面にて、はんだや導電性接着剤などの熱伝導性に優れた接合部材201を介して、筐体200に接合される。
また、この接合部材201の部分での接触性を向上させるために、電子装置100と筐体200とを、溶接したり、バネ性の部材で押しつけたり、ネジ止めしたりするなどしてもよい。
また、図4は、本実施形態の電子装置100を筐体200に搭載したもう1つの例を示す概略断面図である。接合部材201として熱伝導性に優れたゲルなどを用いた場合には、この接合部材201を封止するOリングなどの封止部材202を設けてもよい。この場合、電子装置100と筐体200との間に、接合部材201を設け且つその周囲に封止部材202を設けた状態で、筐体200上に電子装置100を搭載すればよい。
また、図5は、本実施形態の電子装置100の別の例を示す概略断面図である。上記図1に示される例では、金属板50とリードフレーム70とが同一の板材を素材として形成されたものであり、その厚さも同等であったが、この図5に示される例のように、金属板50は、たとえばヒートシンクなどのリードフレーム70とは別の板材を素材とするものであってリードフレーム70より厚いものでもよい。
また、図6(a)は、本実施形態の電子装置100のさらなる別の例を示す概略断面図であり、図6(b)は図6(a)の電子装置100における金属板50の接着面を示す概略平面図である。
上記図1に示される例では、金属板50は、セラミック基板10の他面のうち第2の電子部品30を回避した部位に設けられていたが、この図6に示される例では、金属板50は、セラミック基板10の他面側にて、モールド樹脂80を介して第2の電子部品30を覆っている。
この場合、第2の電子部品30の高さを確保するべく、金属板50のうち第2の電子部品30を覆う面には、溝51が設けられている。また、この溝51は、モールド工程において、第2の電子部品30をモールド樹脂80で封止するべく金属板50の一端から他端まで貫通している。それにより、モールド工程では、上記金型に注入されたモールド樹脂80が、溝51内を流れ、第2の電子部品30を封止するようになっている。
(第2実施形態)
図7は、本発明の第2実施形態に係る電子装置の製造方法を示す工程図であり、各工程におけるワークを断面的に示す図である。本製造方法は、最終的に図7(c)に示される電子装置を製造するものであるが、上記第1実施形態の製造方法との相違点を中心に述べることとする。
まず、図7(a)に示されるように、セラミック基板10の一面、他面に、それぞれ第1の電子部品20、第2の電子部品30を搭載し、セラミック基板10とリードフレーム70との間をワイヤ60で接続する。
次に、本実施形態では、図7(b)に示されるように、セラミック基板10の他面にて、第2の電子部品用封止樹脂81により、第2の電子部品30を封止する。この第2の電子部品用封止樹脂81は、モールド樹脂80の封止時の成形温度におけるヤング率が100MPa以上である。これは、金属板とセラミック基板とを接着する従来のシリコーン樹脂などよりなる接着剤よりも、硬いものである。
このような第2の電子部品用封止樹脂81は、モールド樹脂80と同じ樹脂でも異なる樹脂でもよいが、好ましくはモールド樹脂80と同等かそれ以上の硬さのものがよく、たとえばエポキシ樹脂などが挙げられる。
ここで、モールド樹脂80の封止時の成形温度とは、モールド工程にて上記金型に注入される溶融したモールド樹脂80の温度である。たとえば、一般的なエポキシ樹脂よりなるモールド樹脂80においては、その成形温度は、175℃である。
また、本実施形態では、図7(b)に示されるように、第2の電子部品用封止樹脂81による封止を行うとともに、セラミック基板10の他面のうち第2の電子部品30以外の部位に接着剤40を介して金属板50を接着する。次に、このものをモールド樹脂60で封止する。
このモールド工程は、図7(b)に示されるワークを、図示しない金型に設置し、その金型にモールド樹脂80を注入することにより行う。ここでも、金属板50の接着面とは反対側の面、および、第2の電子部品用封止樹脂81は、当該金型に密着させ、モールド樹脂80で封止されないようにする。
そして、モールド工程では、図7(c)に示されるように、セラミック基板10および第1の電子部品20をモールド樹脂80にて封止する。こうして、封止が完了し、図7(c)に示される本実施形態の電子装置ができあがる。
ところで、本実施形態によれば、モールド樹脂80による封止を行う前に、セラミック基板10の他面に、第2の電子部品30を搭載して、第2の電子部品用封止樹脂81により第2の電子部品30を封止するようにしている。
そのため、モールド樹脂80で第1の電子部品20を封止するときには、セラミック基板10の他面のうち第2の電子部品30が位置する部位に、上記した従来の接着剤よりも硬い第2の電子部品用封止樹脂81が存在し、この樹脂81によってセラミック基板10が支持されている。このことから、セラミック基板10の一面側から印加されるモールド樹脂80による基板10への応力が低減され、その結果、モールド工程におけるセラミック基板10の割れを防止できる。
また、本実施形態においても、金属板50は、セラミック基板10の他面のうち第2の電子部品30が位置する部位以外の部位に接着剤40を介して接着されており、それとともに当該金属板50の接着面とは反対側の面がモールド樹脂80から露出しているので、金属板50による放熱機能などは適切に確保される。
(第3実施形態)
図8は、本発明の第3実施形態に係る電子装置の製造方法を示す工程図であり、各工程におけるワークを断面的に示す図である。本製造方法は、最終的に図8(b)に示される電子装置を製造するものであるが、上記第1実施形態の製造方法との相違点を中心に述べることとする。
まず、セラミック基板10の一面、他面に、それぞれ第1の電子部品20、第2の電子部品30を搭載し、セラミック基板10とリードフレーム70との間をワイヤ60で接続する。また、セラミック基板10の他面のうち第2の電子部品30以外の部位に接着剤40を介して金属板50を接着する。
次に、本実施形態では、このものを、図8(a)に示されるようにモールド樹脂80により封止する。このモールド工程では、トランスファーモールド法などにより、セラミック基板10および第1の電子部品20とともに、第2の電子部品30および金属板50の全体を、モールド樹脂80によって封止する。
その後、図8(b)に示されるように、モールド樹脂80のうち金属板50の接着面とは反対側の面を封止する部分を、切削や研削、あるいはサンドブラストなどにより除去する。それにより、金属板50の接着面とは反対側の面がモールド樹脂80から露出し、図8(b)に示される本実施形態の電子装置ができあがる。
ところで、本実施形態によれば、モールド工程にて、セラミック基板10の全体をモールド樹脂80で封止するので、セラミック基板10の一面および他面の両方にモールド樹脂80が注入され、セラミック基板10の一面側から印加されるモールド樹脂80による基板10への応力が低減される。その結果、モールド工程におけるセラミック基板10の割れを防止できる。
(第4実施形態)
図9は、本発明の第4実施形態に係る電子装置110を示す概略断面図であり、図10は、図9に示される電子装置110における第2の電子部品30の近傍部を拡大して示す図である。本実施形態の電子装置110は、上記第1実施形態に示される電子装置の一部を変形したものであり、ここでは、上記第1実施形態との相違点を中心に述べることとする。
図9に示されるように、本実施形態の電子装置110では、セラミック基板10の他面のうち第2の電子部品30が位置する部位は、当該他面における当該部位以外よりも凹んだ凹部10aとなっている。そして、この凹部10aの底部に第2の電子部品30が搭載されている。
また、本電子装置110においても、第2の電子部品30は、モールド樹脂80にて封止されているが、この第2の電子部品30を封止する樹脂としては、モールド樹脂80に代えて上記した第2の電子部品用封止樹脂81であってもよい。
本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の作用効果を奏するとともに、セラミック基板10の他面における第2の電子部品30の突出を小さくできるので、セラミック基板10の厚さ方向に沿った電子装置110の体格を極力低減できる。
上記第1実施形態の電子装置(上記図1参照)では、第2の電子部品30を封止するモールド樹脂80は、金属板50のモールド樹脂80からの露出面よりも外方に突出している。それに対して、本実施形態では、この突出度合を低減するだけでなく、金属板50の露出面よりも、第2の電子部品30を引っ込ませることにより、第2の電子部品30を封止するモールド樹脂80と金属板50の露出面とを実質的に同一平面に位置させた構成としている。
また、本実施形態では、図9、図10に示されるように、セラミック基板10は、複数のセラミック層11〜14が積層されてなる多層セラミック基板である。ここでは、4層のセラミック層11〜14であるが、本実施形態では、セラミック基板10の他面を構成する1層のセラミック層11に穴を開けることにより、凹部10aを構成している。
また、図10には、各部の寸法t1〜t6が示されているが、これら各寸法の一例を示しておく。本例のセラミック基板10の厚さt1は、厚さ0.2mmのセラミック層11〜14を4層積層したものであって0.8mmである。しかるに凹部10aの深さt2は0.2mmである。接着剤40の厚さt3は0.15mm、金属板50の厚さt4は0.25mmである。また、第2の電子部品30の厚さt5は0.4mm、バンプ31の高さt6は0.08mmである。
次に、上記図9に示される本実施形態の電子装置110の製造方法について、図11、図12を参照して述べる。図11、図12は、本電子装置110における凹部10aを有するセラミック基板10の製造工程の一例を、順次示す工程図である。
図11(a)に示されるように、アルミナなどよりなるグリーンシートとしてのセラミック層11〜14を用意し、各セラミック層11〜14に対して、パンチングなどの穴あけ加工によって、ビアホール用の孔10b、および、上記した凹部10aとなる孔を形成する。
次に、図11(b)に示されるように、ビアホール用の孔10bに、たとえばモリブデンとアルミナを混合してなる導電ペースト10cを充填し、乾燥する。次に、図11(c)に示されるように、各セラミック層11〜14の表面において必要な部分に、タングステンなどよりなる導電ペースト10dを印刷し、乾燥する。
その後、図12(a)に示されるように、凹部10aを有するセラミック層11以外のセラミック層12〜14を積層し、金型K1で挟み込んで一体化する。続いて、図12(b)、(c)に示されるように、凹部10aを有するセラミック層11も積層し、一体化する。
このとき、金型K2の下型は、平らでもよいし、図12(b)に示されるように、より均一に圧力をかけるために凹部10aに合わせた形状のものであってもよい。その後、これらセラミック層11〜14の積層体を、たとえば1600℃の還元雰囲気で焼成する。なお、この焼成により、積層体は、18%程度全体的に収縮する。
その後は、図示しないが、セラミック基板10における表層導体部に、CuやAuの無電解メッキを施したり、セラミック基板10の他面に上記抵抗体90を、印刷・焼成により形成し、当該抵抗体90を保護ガラスや保護樹脂で被覆するなどの工程を行うことによって、凹部10aを有するセラミック基板10ができあがる。
そして、このセラミック基板10の他面の凹部10aに、はんだよりなるバンプ31を介して第2の電子部品30を搭載し、第2の電子部品30とセラミック基板10との間にアンダーフィル32を充填する。
次に、金属板50をシリコーンゴムなどよりなる接着剤40を介して、セラミック基板10の他面に接着し、また、セラミック基板10の一面に第1の電子部品20を搭載する。そして、上記図9に示されるように、セラミック基板10とリードフレーム70との間でワイヤボンディングを行い、当該間をワイヤ60によって接続する。
その後は、上記第1実施形態と同様に、モールド工程を行い、セラミック基板10および第1の電子部品20とともに第2の電子部品30を同時に、モールド樹脂80にて封止する。こうして、封止が完了し、上記図9に示される本実施形態の電子装置110ができあがる。
なお、本実施形態のモールド工程は、上記第3実施形態と同様の手順で行ってもよい。この場合、凹部10aを有するセラミック基板10を用いること以外は、同様の方法で行えばよい。
また、上述したが、本電子装置110において第2の電子部品30を封止する樹脂は、上記した第2の電子部品用封止樹脂81であってもよいので、本実施形態の電子装置110は、上記第2実施形態に示した製造方法によって製造することも可能である。つまり、本実施形態は、上記した各実施形態と組み合わせて適用が可能である。
また、本実施形態において、上記図9に示される例では、多層セラミック基板10を用いて凹部10aを形成したが、可能ならば、セラミック基板10は単層のものであってもよい。
(第5実施形態)
図13は、本発明の第5実施形態に係る電子装置の種々の例を示す概略断面図であり、(a)は本実施形態の第1の例、(b)は第2の例、(c)は第3の例である。
上記第4実施形態では、上記図10に示したように、セラミック基板10の他面の凹部10aを、セラミック基板10の他面を構成する1層のセラミック層11に穴を開けることにより構成している。それに対して、図13(a)に示されるように、2層のセラミック層11、12に穴を開けて凹部10aを構成してもよいし、図13(b)に示されるように、3層のセラミック層11〜13に穴を開けて凹部10aを構成してもよい。
また、図13(c)に示されるように、凹部10aに第2の電子部品30を搭載した構成においても、上記図6と同様に、金属板50がモールド樹脂80を介して第2の電子部品30を覆うようにしてもよい。
ここにおいて、第2の電子部品30を封止する樹脂としては、モールド樹脂80に代えて上記した第2の電子部品用封止樹脂81でもよいし、あるいは、アンダーフィル32であってもよい。そして、このようにした場合には、第2の電子部品30をこれら第2の電子部品用封止樹脂81やアンダーフィル32で封止した後、金属板50を接着するようにしてもよい。
(第6実施形態)
図14は、本発明の第6実施形態に係る電子装置の種々の例を示す概略断面図であり、(a)は本実施形態の第1の例、(b)は第2の例、(c)は第3の例である。
上記第4および第5実施形態では、セラミック基板10の他面の凹部10aに搭載される第2の電子部品30を、フリップチップとしたが、第2の電子部品30としては、本実施形態のように金などのワイヤ33により実装される半導体素子であってもよい。
また、凹部10aの側面としては、垂直なものでなくてもよく、図14(b)のようなテーパ状のもの、あるいは、図14(c)のような段差を有するものであってもよい。このような凹部10aの形状の変更は、上記したパンチングなどによる穴あけ加工により容易に行える。
(第7実施形態)
図15、図16、図17は、それぞれ、本発明の第7実施形態に係る電子装置の第1の例を示す概略断面図、第2の例を示す概略断面図、第3の例を示す概略断面図である。上記各実施形態では、セラミック基板10の他面に搭載される第2の電子部品30は1個であったが、複数個であってもかまわない。
図15〜図17では、凹部10aに第2の電子部品30を搭載する例を示しており、これら図15〜図17では、第2の電子部品30を封止するモールド樹脂80あるいは第2の電子部品用封止樹脂81は、省略してある。また、ここでは、第2の電子部品30としては、フリップチップとコンデンサを示している。
図15に示されるように、1個の凹部10aに複数個の第2の電子部品30が搭載されていてもよい。また、図16に示されるように、複数個の第2の電子部品30の1個について1個の凹部10aを設けてもよい。さらには、図17に示されるように、複数個の凹部10aはそれぞれ深さが異なっていてもよい。
(第8実施形態)
図18は、本発明の第8実施形態に係る電子装置を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。本実施形態では、上記第1実施形態の電子装置100(上記図1参照)との相違点を中心に述べる。
本実施形態の電子装置は、大きくはセラミック基板10と、セラミック基板10の一面に搭載された第1の電子部品20と、セラミック基板10の他面に搭載された第2の電子部品30と、セラミック基板10とワイヤ60を介して接続されたリードフレーム70と、これら各部10〜70を封止するモールド樹脂80とを備えて構成されている。
つまり、本実施形態の電子装置は、上記第1実施形態の金属板を省略した構成のものであり、セラミック基板10の他面のうち第2の電子部品30が位置する部位以外の部位は、モールド樹脂80から露出している。ここで、セラミック基板10の他面がモールド樹脂80から露出する部分では、モールド樹脂80は設けられておらず、開口部80aとされている。
次に、本実施形態の電子装置の製造方法について、述べる。本製造方法は、上記第1実施形態と同様に、まず、セラミック基板10の一面、他面に、それぞれ第1の電子部品20、第2の電子部品30を搭載し、ワイヤボンディングによってセラミック基板10とリードフレーム70との間をワイヤ60で接続する。
次に、このものを図示しない金型に設置し、モールド樹脂80で封止する。ここで、セラミック基板10の他面のうち第2の電子部品30が位置する部位以外の部位を、当該金型に密着させ、モールド樹脂80で封止されないようにする。
このモールド工程では、上記第1実施形態と同様に、セラミック基板10および第1の電子部品20とともに第2の電子部品30を同時に、モールド樹脂80にて封止する。それにより、本実施形態においても、上記金型に注入されたモールド樹脂80は、セラミック基板10の一面側および他面側を流れるため、両電子部品20および30が同時にモールドされる。こうして、モールド樹脂80による封止が完了し、本実施形態の電子装置ができあがる。
ところで、本実施形態によっても、セラミック基板10の一面に第1の電子部品20、他面に第2の電子部品30が搭載されており、これら第1の電子部品20および第2の電子部品30は、ともにモールド樹脂80で封止されている。そして、モールド工程では、セラミック基板10の一面と他面の両方にモールド樹脂80が注入される。
そのため、本実施形態によっても、モールド工程において、セラミック基板10の一面側から印加されるモールド樹脂80による基板10への応力が低減される。その結果、モールド工程におけるセラミック基板10の割れを防止できる。
なお、本実施形態の電子装置および上記第1実施形態の電子装置においては、基板10は、セラミック基板に限定されるものではなく、たとえば基板本体が樹脂よりなるプリント基板や金属基板などであってもよい。
図19は、本実施形態の電子装置の他の例を示す概略断面図である。本例では、基板10をプリント基板により構成している。そして、基板10の他面のうち第2の電子部品30が位置する部位以外の部位は、モールド樹脂80の開口部80aから露出しているが、当該部位にサーマルビア15を設けている。
このサーマルビア15は、基板10の一面と他面とを貫通する穴を設け、この穴にCuなどの金属をペーストの印刷やめっきなどにより充填したものであり、基板15の放熱を行うためのものである。本例では、サーマルビア15がモールド樹脂80から露出するため、サーマルビア15を介した基板10の放熱性能が向上する。
図20は、本実施形態の電子装置のもう一つの他の例を示す概略断面図であり、(a)は第2の電子部品30をワイヤボンディング接続した例を示し、(b)はテープ接続した例を示す。本実施形態における第2の電子部品30としては、金やアルミなどのワイヤ33を用いて接続を行ってもよいし、フレキシブルプリント基板やリボン状の配線などのテープ部材34を用いて接続を行ってもよい。
なお、本実施形態の電子装置は、上記第1実施形態の電子装置において金属板を設けないものであり、本実施形態の電子装置の製造にあたっては、上記第2実施形態または上記第3実施形態と同様の手順で製造してもよい。また、本実施形態では、上記第4実施形態などに示した凹部10aを有するセラミック基板10を用いてもよいし、これら以外の上記実施形態と適宜組み合わせて適用してもよい。
また、本実施形態において、モールド樹脂80から露出する基板10の他面のうち第2の電子部品30が位置する部位以外の部位に、金属板50を、接着剤40を介して接着し、金属板50の接着面とは反対側の面を、モールド樹脂80から露出させれば、上記第1実施形態の電子装置と同じ構成のものとなる。
(第9実施形態)
図21は、本発明の第9実施形態にかかる電子装置の概略断面図であり、(a)、(b)、(c)は、それぞれ本実施形態の第1の例、第2の例、第3の例を示す。これらの例は、上記第1実施形態〜第7実施形態に示した各電子装置に対して、さらに金属板50のモールド樹脂80からの露出面に、各種の部品35〜39を追加して取り付けたものである。
図21(a)では、金属板50のモールド樹脂80からの露出面に、圧力センサや角速度センサ、温度センサなどのセンサ素子35や受動素子36を搭載したものである。その搭載方法としては接着などが挙げられる。そして、ここでは、これら部品35、36を、接着などにより取り付けられたガラス板などの保護板37で封止している。この例では、電子装置はセンサアッシーなどとして適用して好ましい。
図21(b)では、金属板50のモールド樹脂80からの露出面に、アルミや銅などよりなる放熱フィン38を取り付け、放熱性の向上を図っている。この放熱フィン38は、金属板50に対して図示しない放熱グリスなどを介して接触している。
図21(c)では、電子装置における基板10の一面側と他面側の両方にてモールド樹脂80の外表面に、放熱ブロック39を取り付けている。この放熱ブロック39はアルミや銅などよりなり、接着や締結などにより固定される。そして、この場合、両放熱ブロック39の対向する平坦な内面の間に電子装置が挟まれて支持されることで、電子装置の反りが防止される。
また、金属板50側の放熱ブロック39は、金属板50とは熱的に接続され、放熱性の向上が図られている。ここでは、当該熱的接続は、金属板50と放熱ブロック39との間に介在固定されたバネ部材39aにより行われているが、バネ部材39aに代えて、放熱性を有するシリコーンゲルなどのゲル等を介在させてもよい。
なお、本実施形態の電子装置についても、上記各実施形態の製造方法や構成を適宜組み合わせてもよいことはもちろんである。
(第10実施形態)
本発明の第10実施形態では、基板10の他面における第2の電子部品30の配置形態の種々の例を示す。
図22は、本第10実施形態に係る電子装置の第1の例を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。また、図23は、本第10実施形態に係る電子装置の第2の例を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。
図22に示される本実施形態の第1の例では、基板10の他面の中央部に第2の電子部品30が配置されており、基板10の他面の周辺部に金属板50が接着され、この金属板50がモールド樹脂80から露出している。
また、図23に示される本実施形態の第2の例では、基板10の他面の周辺部に第2の電子部品30が配置されており、基板10の他面の中央部に金属板50が接着され、この金属板50がモールド樹脂80から露出している。
さらに、本実施形態の両例では、図22、図23に示されるように、基板10の他面側において、モールド樹脂80の外表面と、モールド樹脂80から露出する金属板50の面とが同一平面にある。この場合、モールド樹脂80の外表面が、当該金属板50の面よりも突出している場合(たとえば上記図1等参照)に比べて、外部の放熱部材と当該金属板50の面との接触が容易となるという利点がある。
(第11実施形態)
本発明の第11実施形態では、基板10の他面においてモールド樹脂80から露出する金属板50の面に対する、種々の放熱形態を示す。当該金属板50の面を放熱する場合には、放熱部材としての固体との熱交換で放熱する固体放熱や、気体との熱交換で放熱する気体放熱や、液体との熱交換で放熱する液体放熱の各形態が可能である。
図24は、本第11実施形態に係る電子装置の第1の例を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。また、図25は、本第11実施形態に係る電子装置の第2の例を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。
図24に示される本実施形態の第1の例では、基板10の他面においてモールド樹脂80から露出する金属板50の露出面に、放熱ブロック39を直接接触させ、金属板50と放熱ブロック39とを熱的に接続している。ここでは、金属板50の露出面は、モールド樹脂80よりも引っ込んでいるので、放熱ブロック39に突起を設け、放熱ブロック39と金属板50とを接触させている。
また、図25に示される本実施形態の第2の例では、基板10の他面においてモールド樹脂80から露出する金属板50の露出面に、水やオイルなどの液体の冷媒が流通する液体流路82を設ける。この液体流路82は、金属板50の露出面より突出するモールド樹脂80の壁面により形成される。
なお、本実施形態は、上記各実施形態の製造方法や構成を適宜組み合わせてもよいことはもちろんである。たとえば、本実施形態においては、金属板50を省略して、基板10の他面を直接モールド樹脂80から露出させ、この露出面に対して、上記図24や図25に示される放熱形態を適用してもよい。
(第12実施形態)
図26は、本発明の第12実施形態に係る電子装置を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。
本実施形態では、上記第1実施形態などと同様に、基板10の他面のうち第2の電子部品30が位置する部位以外の部位に、金属板50を接着剤40を介して接着し、金属板50の接着面とは反対側の面を、モールド樹脂80から露出させている。さらに、この構成において、基板10の他面側において、モールド樹脂80の外表面が、モールド樹脂80から露出する金属板50の面よりも外方に突出している。
このような構成において、本実施形態では、図26に示されるように、モールド樹脂80のうち、モールド樹脂80から露出する金属板50の面に隣り合う部分が、金属板50の面の周辺部を被覆している。
たとえば、上記図1等の場合、基板10の他面において、モールド樹脂80から露出する金属板50の面に隣り合うモールド樹脂80の部分が、金属板50の面の周辺部を被覆せずに、金属板50の端面でモールド樹脂80が途切れている。
つまり、この場合、基板10の他面からみたとき、モールド樹脂80の開口形状を示す線と金属板50の外形線とが一致している。それに比べて、本実施形態では、基板10の他面からみたとき、モールド樹脂80の開口形状を示す線が金属板50の外形線よりも内側に位置している。
そして、本実施形態によれば、モールド樹脂80が金属板50の面の周辺部を被覆しているから、金属板50とモールド樹脂80との界面に加わる応力を低減することができる。その結果、金属板50とモールド樹脂80との剥離を抑制する効果をより高めることが可能となる。
なお、本実施形態も、上記各実施形態の製造方法や構成を適宜組み合わせてもよいことはもちろんである。そして、本実施形態においても、金属板50を省略して、基板10の他面を直接モールド樹脂80から露出させてもよい。
(第13実施形態)
図27は、本発明の第13実施形態に係る電子装置を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。本実施形態は、上記第12実施形態をさらに改良したものである。
図27に示されるように、基板10の他面においてモールド樹脂80のうち、モールド樹脂80から露出する金属板50の面に隣り合う部分が、金属板50の面の周辺部を被覆している。さらに、本実施形態では、当該金属板50の面の周辺部のうちモールド樹脂80に被覆されている部位に、モールド樹脂80との剥離を抑制するための凹凸としての溝52が形成されている。この溝52は、たとえばプレス加工やエッチング加工などにより形成される。
本実施形態によれば、金属板50の面の周辺部のうちモールド樹脂80に被覆されている部位において、モールド樹脂80が溝52により形成される凹凸に食い込む効果、すなわち、溝52によるアンカー効果が発揮され、モールド樹脂80の剥離が抑制される。
なお、ここでは溝52の例を述べたが、この溝52に代えて、金属板50の面から突出する突起などであってもよい。要するに、金属板50の面の周辺部のうちモールド樹脂80に被覆されている部位が、当該アンカー効果を発揮するための凹凸形状となっていればよい。
(第14実施形態)
図28は、本発明の第14実施形態に係る電子装置を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。本実施形態は、基板10の他面側において、モールド樹脂80の外表面が、モールド樹脂80から露出する金属板50の面よりも外方に突出しているものに適用される。
図28に示されるように、本実施形態の電子装置においては、基板10の他面において、モールド樹脂80は、電子装置の中央部と電子装置の周辺部とに設けられている。ここでは、電子装置の中央部に位置するモールド樹脂80は、第2の電子部品30を封止しているが、周辺部に位置するモールド樹脂80は、モールド樹脂80のみが設けられたものである。
そして、電子装置においては、当該装置の周辺部に位置するモールド樹脂80の部分の方が、装置の中央部に位置するモールド樹脂80の部分よりも厚いものとなっている。図28では、電子装置の周辺部に位置する厚いモールド樹脂80は、電子装置の周辺部に相当する矩形枠状をなしており、当該中央部に位置する薄いモールド樹脂80は、当該中央部にて平面が細長四角形状のものとなっている。
ここで、電子装置の厚さとは、基板10の一面側のモールド樹脂80の外表面と他面側のモールド樹脂80の外表面との距離である。つまり、本実施形態では、電子装置の厚さが部分的に異なっているものであり、上記周辺部における電子装置の厚さが上記中央部における電子装置の厚さよりも、図28(a)中に示される寸法dの分だけ、厚いものとなっている。
そして、本実施形態では、上述のように、基板10の他面に設けられるモールド樹脂80の厚さを部分的に変えており、このようなモールド樹脂80の厚さの相違は、モールド工程の金型を調整することで容易に実現できる。本実施形態によれば、電子装置の周辺部に位置する部分を中央部に位置する部分よりも厚いものとしているので、基板10の反り防止が期待される。
(第15実施形態)
本発明の第15実施形態では、基板10の他面に設けられているモールド樹脂80の平面形状の種々の形態を示す。
図29(a)、(b)、(c)は、それぞれ、本実施形態におけるモールド樹脂80の平面形状の第1の例、第2の例、第3の例を示す概略平面図である。本実施形態は、このようなモールド樹脂80の平面形状とするものであり、上記の各実施形態に適用が可能である。
本実施形態では、図29に示されるように、基板10は平面四角形の板である。なお、図29において、モールド樹脂80の存在しない部位すなわち開口部80aでは、基板10の他面が露出しているが、この露出部に、上記図1等と同様に、金属板が接着されていてもよい。
図29(a)に示される第1の例では、基板10の他面の図中の上下方向にて対向する1組の辺の間にて延びる筋状のモールド樹脂80が、基板10の他面の中央部と左右両側に形成されている。
図29(b)に示される第2の例では、基板10の他面の図中の上下方向にて対向する1組の辺の間にて延びる筋状のモールド樹脂80と、基板10の他面の図中の左右方向にて対向する1組の辺の間にて延びる筋状のモールド樹脂80とが、十字形状に形成されている。
これら図29(a)、(b)に示されるように、基板10の他面に設けられているモールド樹脂80の平面形状を、当該他面の互いに対向する1組の辺の一方から他方へ延びる筋状とすれば、基板10の他面側にモールド樹脂80を注入するときに、当該他面の互いに対向する1組の辺の一方から他方へモールド樹脂80を流すことで、モールド樹脂80が流れやすくなり、モールド樹脂80の注入性が向上する。
また、それ以外にも、図29(c)に示される第3の例のようなモールド樹脂80の平面形状であってもよい。また、当該モールド樹脂80の平面形状は、上記各図に示したもの以外であってもよいことはもちろんである。
本発明の第1実施形態に係る電子装置を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。 第1実施形態の電子装置の製造方法を示す工程図である。 第1実施形態の電子装置を筐体に搭載した例を示す概略断面図である。 第1実施形態の電子装置を筐体に搭載したもう1つの例を示す概略断面図である。 第1実施形態の電子装置の別の例を示す概略断面図である。 (a)は第1実施形態の電子装置のさらなる別の例を示す概略断面図であり、(b)は(a)における金属板の接着面を示す概略平面図である。 本発明の第2実施形態に係る電子装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の第3実施形態に係る電子装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の第4実施形態に係る電子装置を示す概略断面図である。 図9に示される電子装置における第2の電子部品の近傍部の拡大図である。 第4実施形態の電子装置における凹部を有するセラミック基板の製造工程の一例を示す工程図である。 図11に続くセラミック基板の製造工程を示す工程図である。 本発明の第5実施形態に係る電子装置の種々の例を示す概略断面図である。 本発明の第6実施形態に係る電子装置の種々の例を示す概略断面図である。 本発明の第7実施形態に係る電子装置の第1の例を示す概略断面図である。 第7実施形態に係る電子装置の第2の例を示す概略断面図である。 第7実施形態に係る電子装置の第3の例を示す概略断面図である。 本発明の第8実施形態に係る電子装置を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。 第8実施形態の電子装置の他の例を示す概略断面図である。 第8実施形態の電子装置のもう一つの他の例を示す概略断面図であり、(a)はワイヤボンディング接続の例を示し、(b)はテープ接続の例を示す。 本発明の第9実施形態にかかる電子装置の概略断面図である。 本発明の第10実施形態に係る電子装置の第1の例を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。 第10実施形態に係る電子装置の第2の例を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。 本発明の第11実施形態に係る電子装置の第1の例を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。 第11実施形態に係る電子装置の第2の例を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。 本発明の第12実施形態に係る電子装置を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。 本発明の第13実施形態に係る電子装置を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。 本発明の第14実施形態に係る電子装置を示す図であり、(a)は概略断面図、(b)は(a)中の下方から見たときの概略平面図である。 本発明の第15実施形態にかかる基板の他面におけるモールド樹脂の平面形状の種々の形態を示す概略平面図である。 本発明者の試作品としての電子装置を示す概略断面図である。
符号の説明
10 セラミック基板
10a セラミック基板の凹部
20 第1の電子部品
30 第2の電子部品
40 接着剤
50 金属板
52 凹凸としての溝
80 モールド樹脂
81 第2の電子部品用封止樹脂

Claims (16)

  1. 基板(10)と、
    前記基板(10)の一面側に搭載された第1の電子部品(20)と、
    前記基板(10)の前記一面とは反対の他面に搭載された第2の電子部品(30)と、
    前記第1の電子部品(20)とともに前記基板(10)の前記一面を封止するモールド樹脂(80)とを備え、
    前記基板(10)の前記他面では、前記モールド樹脂(80)により前記第2の電子部品(30)が封止されており、
    前記基板(10)の前記他面のうち前記第2の電子部品(30)が位置する部位以外の部位は、前記モールド樹脂(80)から露出していることを特徴とする電子装置。
  2. 前記基板(10)の前記他面のうち前記第2の電子部品(30)が位置する部位以外の部位には、金属板(50)が接着剤(40)を介して接着されており、
    前記金属板(50)の接着面とは反対側の面は、前記モールド樹脂(80)から露出していることを特徴とする請求項1に記載の電子装置。
  3. 前記基板(10)の前記他面側において、前記モールド樹脂(80)の外表面は、前記モールド樹脂(80)から露出する前記金属板(50)の面よりも外方に突出していることを特徴とする請求項2に記載の電子装置。
  4. 前記基板(10)の前記他面側において前記モールド樹脂(80)のうち、前記モールド樹脂(80)から露出する前記金属板(50)の面に隣り合う部分は、当該金属板(50)の面の周辺部を被覆していることを特徴とする請求項3に記載の電子装置。
  5. 前記モールド樹脂(80)から露出する前記金属板(50)の面の周辺部のうち前記モールド樹脂(80)に被覆されている部位には、前記モールド樹脂(80)との剥離を抑制するための凹凸(52)が形成されていることを特徴とする請求項4に記載の電子装置。
  6. 前記基板(10)の前記他面において、前記モールド樹脂(80)は、当該電子装置の中央部と周辺部とに設けられており、
    前記周辺部に位置する前記モールド樹脂(80)の部分の方が、前記中央部に位置する前記モールド樹脂(80)の部分よりも、当該電子装置の厚さが大きいことを特徴とする請求項3ないし5のいずれか1つに記載の電子装置。
  7. 前記基板(10)の前記他面側において、前記モールド樹脂(80)の外表面と、前記モールド樹脂(80)から露出する前記金属板(50)の面とが同一平面にあることを特徴とする請求項2に記載の電子装置。
  8. 前記基板(10)は平面四角形の板であり、
    前記基板(10)の前記他面に設けられている前記モールド樹脂(80)の平面形状は、当該他面の互いに対向する1組の辺の一方から他方へ延びる筋状であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の電子装置。
  9. セラミック基板(10)の一面側に第1の電子部品(20)を搭載し、
    前記セラミック基板(10)の前記一面とは反対の他面に金属板(50)を接着し、
    前記金属板(50)の接着面とは反対側の面が露出するようにモールド樹脂(80)によって前記セラミック基板(10)および前記第1の電子部品(20)を封止してなる電子装置において、
    前記セラミック基板(10)の前記他面には、第2の電子部品(30)が搭載されており、
    前記第2の電子部品(30)は、前記モールド樹脂(80)で封止されており、
    前記金属板(50)は、前記セラミック基板(10)の前記他面のうち前記第2の電子部品(30)が位置する部位以外の部位に接着剤(40)を介して接着されていることを特徴とする電子装置。
  10. 前記金属板(50)は、前記セラミック基板(10)の前記他面のうち前記第2の電子部品(30)が位置する部位には設けられていないことを特徴とする請求項9に記載の電子装置。
  11. 前記金属板(50)は、前記セラミック基板(10)の前記他面側にて、前記第2の電子部品(30)を封止する前記モールド樹脂(80)を介して前記第2の電子部品(30)を覆っていることを特徴とする請求項9に記載の電子装置。
  12. 前記セラミック基板(10)の前記他面のうち前記第2の電子部品(30)が位置する部位は、前記他面における当該部位以外よりも凹んだ凹部(10a)となっており、この凹部(10a)の底部に前記第2の電子部品(30)が搭載されていることを特徴とする請求項9ないし11のいずれか1つに記載の電子装置。
  13. セラミック基板(10)の一面側に第1の電子部品(20)を搭載し、
    前記セラミック基板(10)の前記一面とは反対の他面に金属板(50)を接着した後、
    前記金属板(50)の接着面とは反対側の面が露出するようにモールド樹脂(80)によって前記セラミック基板(10)および前記第1の電子部品(20)を封止してなる電子装置の製造方法において、
    前記モールド樹脂(80)による封止を行う前に、前記セラミック基板(10)の前記他面に、第2の電子部品(30)を搭載するとともに、前記セラミック基板(10)の前記他面のうち前記第2の電子部品(30)以外の部位に接着剤(40)を介して前記金属板(50)を接着しておき、
    前記モールド樹脂(80)による封止工程では、前記第1の電子部品(20)とともに前記第2の電子部品(30)を同時に、前記モールド樹脂(80)にて封止することを特徴とする電子装置の製造方法。
  14. セラミック基板(10)の一面側に第1の電子部品(20)を搭載し、
    前記セラミック基板(10)の前記一面とは反対の他面に金属板(50)を接着した後、
    前記金属板(50)の接着面とは反対側の面が露出するようにモールド樹脂(80)によって前記セラミック基板(10)および前記第1の電子部品(20)を封止してなる電子装置の製造方法において、
    前記モールド樹脂(80)による封止を行う前に、前記セラミック基板(10)の前記他面に、第2の電子部品(30)を搭載して、前記モールド樹脂(80)の封止時の成形温度におけるヤング率が100MPa以上である樹脂(81)により前記第2の電子部品(30)を封止するとともに、前記セラミック基板(10)の前記他面のうち前記第2の電子部品(30)以外の部位に接着剤(40)を介して前記金属板(50)を接着しておき、
    その後、前記モールド樹脂(80)による前記セラミック基板(10)および前記第1の電子部品(20)の封止を行うことを特徴とする電子装置の製造方法。
  15. セラミック基板(10)の一面側に第1の電子部品(20)を搭載し、
    前記セラミック基板(10)の前記一面とは反対の他面に金属板(50)を接着した後、
    前記金属板(50)の接着面とは反対側の面が露出するようにモールド樹脂(80)によって前記セラミック基板(10)および前記第1の電子部品(20)を封止してなる電子装置の製造方法において、
    前記モールド樹脂(80)による封止を行う前に、前記セラミック基板(10)の前記他面に、第2の電子部品(30)を搭載するとともに、前記セラミック基板(10)の前記他面のうち前記第2の電子部品(30)以外の部位に接着剤(40)を介して前記金属板(50)を接着しておき、
    その後、前記モールド樹脂(80)によって、前記セラミック基板(10)および前記第1の電子部品(20)とともに、前記第2の電子部品(30)および前記金属板(50)の全体を封止し、
    次に、前記モールド樹脂(80)のうち前記金属板(50)の接着面とは反対側の面を封止している部分を、除去することを特徴とする電子装置の製造方法。
  16. 前記セラミック基板(10)の前記他面のうち前記第2の電子部品(30)が位置する部位を、前記他面における当該部位以外よりも凹んだ凹部(10a)とし、この凹部(10a)の底部に前記第2の電子部品(30)を搭載することを特徴とする請求項13ないし15のいずれか1つに記載の電子装置の製造方法。
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