JP2010199516A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一面に電子部品が搭載された基板をモールド樹脂で封止し、基板の他面をモールド樹脂より露出させてなるハーフモールド構造の電子装置において、応力緩和層を付与したときに、応力緩和層によりモールド樹脂に発生する応力を基板内で極力均一に抑制するのに適した構成を実現する。
【解決手段】モールド樹脂３０で封止される基板１０の一面のうち電子部品２０、５０が配置されている部位よりも外側の部位である周辺部に、モールド樹脂３０よりも低いヤング率を有する応力緩和層６０を設け、基板１０の一面の当該周辺部とモールド樹脂３０とを、応力緩和層６０を介して密着させ、応力緩和層６０のうち基板１０の一面の外周端部寄りの部位６１は膜厚の大きい厚肉部６１として構成され、基板１０の一面の中央部寄りの部位６２は膜厚の小さい薄肉部６２として構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、一面に電子部品が搭載された基板をモールド樹脂で封止してなる電子装置に関し、特に基板の他面をモールド樹脂より露出させた構成、いわゆるハーフモールド構造の電子装置に関する。

従来より、基板と、基板の一面に搭載された電子部品と、基板の一面に設けられ、基板の一面および電子部品を封止するモールド樹脂と、を備える電子装置が提案されている（特許文献１〜３参照）。このような電子装置においては、基板の両面をモールド樹脂で封止した構造、いわゆるフルモールド構造が一般的であった。

近年、電子装置の搭載環境の高温化などにより、電子装置の高放熱性が求められており、それに伴って、基板の他面すなわち電子部品が搭載されている一面とは反対側の基板の面をモールド樹脂より露出させる構造、いわゆるハーフモールド構造が採用されてきている。

この場合、基板としては、回路基板とヒートシンクとを積層した構成を採用し、この積層構造の基板において、基板の一面としての回路基板側の面に電子部品を搭載し、それとは反対側の基板の他面としてのヒートシンク側の面をモールド樹脂より露出させるのが一般的である。そして、このヒートシンク側の面がモールド樹脂より露出するため、放熱性が向上する。

しかしながら、ハーフモールド構造は、実質的に基板の一面側のみにモールド樹脂が密着する構成であるため、基板とモールド樹脂との熱膨張係数差やモールド樹脂の硬化・収縮により熱応力が発生し、この熱応力により、モールド樹脂の剥離やクラックが発生するという問題があった。

この点について、従来では、基板上の剥離を抑えるため、基板上にモールド樹脂との密着性の高いプライマーを塗布し、基板表面に、当該プライマーよりなる被膜を形成する構造が提案されている（特許文献４参照）。このプライマーは、基板とモールド樹脂との密着性を確保するとともに、これら両者の熱膨張係数差による応力を緩和する応力緩和層として機能する。

特開２００４−１１９４６５号公報 特開２００４−２５３４１５号公報 特開２００３−２１８３１４号公報 特開２００６−４１０７１号公報

ところで、近年、車載用電子製品は、搭載環境が厳しいこと、製品体格の小型化などへの対応が必要なことから、これらに有効な手段の一つであるモールド封止構造の大型化が進んでいる。

この現状を鑑みて、本発明者はハーフモールド構造の大型化を図るべく、試作検討を行った。図５は、従来技術に基づいて本発明者が試作したハーフモールド構造の電子装置の概略断面図である。

この電子装置では、基板１０は、接着剤１３を介して接着された回路基板１１とヒートシンク１２との積層体として構成されている。この積層体としての基板１０の一面すなわち回路基板１１の面には、電子部品２０、５０が搭載されており、この基板１０の一面および電子部品２０、５０はモールド樹脂３０により封止されている。そして、基板１０の他面すなわちヒートシンク１２の面はモールド樹脂３０より露出している。

また、基板１０の外側にはリード４０が配置されており、モールド樹脂３０の内部にて、リード４０と回路基板１１とは、電子部品としてのボンディングワイヤ５０により結線され、電気的に接続されている。そして、本発明者は、この試作品としての電子装置について、さらに検討を進めた。

図５に示されるように、ハーフモールド構造は、ヒートシンク１２、回路基板１１、モールド樹脂３０といった異なる熱膨張率を有する部材の複数層からなる構造となっている。そのため、電子装置の周囲温度が変化すると、熱膨張率の差により、各部材の密着部に応力が集中する。そして、この応力は、装置のパッケージサイズすなわちモールド樹脂３０の体格サイズが大きくなると増加する。

図６は、当該体格サイズ（図中では、モールド体格サイズと図示）に対する回路基板１１とモールド樹脂３０との間の密着部に発生する応力（図中では、回路基板上の応力比と図示）の変化を、現行の製品サイズ、その時の応力を１と規格化した時の比で表したものである。なお、この応力については、有限要素法による計算（ＦＥＭ）によって、シミュレーションして求めた。

図６に示されるように、モールド樹脂３０の体格サイズが大きくなるにつれて、当該密着部の応力が増加する。これは、当該応力が、基板１０とモールド樹脂３０との熱膨張率差に起因するため、当該体格サイズが大きくなると、それによる熱膨張・熱収縮の差も大きくなるためであると考えられる。そして、この応力の増加により、回路基板１１とモールド樹脂３０との間に剥離が発生するという問題に至る。

次に、本発明者は、上記密着部の応力について基板１０上の位置による差異を、上記ＦＥＭシミュレーションによって調べた。図７は、回路基板１１の端部から回路基板１１の内側方向、つまり基板１０の外周端部から中央部側の方向における発生応力の傾向を示したものである。

ここで、基板１０上の位置としては、上記図５中に示されるように、基板１０の外周端部を起点として基板１０の中央部に向かう方向への距離ｘ、すなわち基板端からの位置ｘを用いた。

そして、図７には、上記密着部の応力（図中では、回路基板上の応力比と図示）の当該基板端からの位置ｘ（単位：ｍｍ）による依存性を示しており、基板の外周端部すなわちｘ＝０のときの当該応力を１と規格化して示している。この図７に示されるように、基板１０上にて発生する応力は、基板１０の外周端部で高く、基板１０の中央部に向かうほど低くなることがわかった。

また、本発明者は、図５に示される電子装置において、基板１０の一面のうち電子部品２０、５０が配置されている部位よりも基板の外周端部側に位置する周辺部に、上記応力緩和層を形成し、検討を行った。

この応力緩和層は、基板１０とモールド樹脂３０との間に介在しこれら両者１０、３０の密着力を高めるものであり、従来と同様に、ポリイミドやポリアミドなどよりなるものを用いた。その結果を図８に示す。

図８は、応力緩和層の有無によるモールド樹脂３０のせん断強度を、上記同様のＦＥＭシミュレーションによって求めた結果を示すもので、当該応力緩和層が無い場合の、当該せん断強度を１と規格化して示している。

図８に示されるように、基板１０とモールド樹脂３０とを、応力緩和層を介して密着させると、応力緩和層が無い場合に比べて、せん断強度が大幅に向上し、両者の密着力、つまり、発生応力に対する耐剥離力が向上することがわかる。

そして、本発明者は、さらに検討を進め、基板１０の一面のうち電子部品２０、５０の外側の周辺部に、上記応力緩和層を形成した構造において、当該応力緩和層によりモールド樹脂３０に発生する応力の基板１０上の位置に対する依存性を、上記同様のＦＥＭシミュレーションによって調べた。その結果を図９に示す。

図９は、基板１０の一面の周辺部に応力緩和層を形成した時のモールド樹脂３０の発生応力が、当該応力緩和層の厚み（単位：μｍ）によりどのように変化するかを示したものである。ここで、モールド樹脂３０の発生応力（図中では、モールド樹脂部発生応力と図示）は、相対値を示している。

図９中の実線で示す線１は、基板１０の一面の外周端部寄りの応力緩和層の端部におけるモールド樹脂３０の発生応力を示したもので、破線で示す線２は、基板１０の一面の中央部寄りの応力緩和層の端部に隣り合う部位であってモールド樹脂３０と基板１０とが直接密着している部位におけるモールド樹脂３０の発生応力を示したものである。なお、線１、線２における応力緩和層の厚みは横軸に表し、線１における発生応力は図中、左の縦軸に表し、線２における発生応力は図中、右の縦軸に表している。

図９の線１に示されるように、基板１０の一面の外周端部寄りの応力緩和層の端部に密着するモールド樹脂３０については、応力緩和層を形成することにより、当該モールド樹脂３０の発生応力は低下し、かつ、応力緩和層の厚みを大きくすることで、その低減効果は高くなっている。

しかしながら、図９の線２に示されるように、基板１０の一面の中央部寄りの応力緩和層の端部に隣り合う部位にて基板１０と直接密着しているモールド樹脂３０に発生する応力は、応力緩和層の厚みが大きくなるにつれて増加する傾向になることがわかった。

これは、モールド樹脂３０に発生する応力は、応力緩和層の弾性的な変形により吸収されるが、その変形による応力が、基板１０の一面の中央部寄りの応力緩和層の端部の隣にて当該応力緩和層無しで直接密着する基板１０とモールド樹脂３０に加わるためであると考えられる。そして、この変形による応力は緩和層の厚みが大きいほど大きくなることから、上記図９の線２に示される傾向が現れると考えられる。

このように、基板１０の一面の周辺部に応力緩和層を形成した場合には、応力緩和層の厚さによっては、モールド樹脂３０の剥離は、基板１０の一面の外周端部寄りの応力緩和層の端部近傍で発生したり、基板１０の一面の中央部寄りの応力緩和層の端部近傍で発生したりする。

本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、一面に電子部品が搭載された基板をモールド樹脂で封止し、基板の他面をモールド樹脂より露出させてなるハーフモールド構造の電子装置において、応力緩和層を付与したときに、応力緩和層によりモールド樹脂に発生する応力を基板内で極力均一に抑制するのに適した構成を実現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に記載の発明においては、モールド樹脂（３０）で封止される基板（１０）の一面のうち電子部品（２０、５０）が配置されている部位よりも外側の部位である周辺部に、モールド樹脂（３０）よりも低いヤング率を有する応力緩和層（６０）を設け、基板（１０）の一面の当該周辺部とモールド樹脂（３０）とを、応力緩和層（６０）を介して密着させ、応力緩和層（６０）を、基板（１０）の一面の外周端部寄りの部位（６１）が基板（１０）の一面の中央部寄りの部位（６２）よりも膜厚が大きいものとしたことを特徴とする。

それによれば、基板（１０）の一面の周辺部に設けられた応力緩和層（６０）において、基板（１０）の一面の中央部寄りの部位（６２）が薄く、基板（１０）の一面の外周端部寄りの部位（６１）が厚い構成となるので、応力緩和層（６０）を付与したときに、基板（１０）の一面の中央部側の応力緩和層（６０）の端部にてモールド樹脂（３０）に発生する応力、および、基板（１０）の一面の外周端部側の応力緩和層（６０）の端部近傍にてモールド樹脂（３０）に発生する応力を、それぞれ小さく抑えることができる。よって、応力緩和層（６０）によりモールド樹脂（３０）に発生する応力を基板（１０）内で極力均一に抑制するのに適した構成を実現することができる。

ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１の電子装置においては、基板（１０）の一面のうち応力緩和層（６０）における基板（１０）の一面の外周端部寄りの部位（６１）の直下に位置する部位を、応力緩和層（６０）における基板（１０）の一面の中央部寄りの部位（６２）の直下に位置する部位に比べて凹んだ凹部（１１ａ）とし、応力緩和層（６０）における基板（１０）の一面の外周端部寄りの部位（６１）を、凹部（１１ａ）に充填することにより、当該外周端部寄りの部位（６１）の上面と、当該中央部寄りの部位（６２）の上面とを、同一平面としてもよい。

それによれば、基板（１０）の一面上にて、応力緩和層（６０）における厚い部分である基板（１０）の一面の外周端部寄りの部位（６１）が突出しないので、基板（１０）の一面における電子部品（２０、５０）の実装が容易になるなどの利点がある。

また、請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の電子装置においては、応力緩和層（６０）において、基板（１０）の一面の外周端部寄りの部位（６１）から基板（１０）の一面の中央部寄りの部位（６２）に向かって、膜厚が連続的に薄くなっているものとしてもよい。

それによれば、モールド樹脂（３０）に発生する応力を、応力緩和層（６０）における基板（１０）の一面の中央部側の端部から外周端部側の端部に向かって連続的に小さくなったものにできるから、基板（１０）の一面の中央部寄りの応力緩和層（６０）の端部近傍で発生するモールド樹脂（３０）の剥離を防止するうえで好ましい。

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。

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概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る電子装置の要部を示す概略断面図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。 本発明の第３実施形態に係る電子装置の要部を示す概略断面図である。 本発明者が試作した試作品としての電子装置の概略断面図である。 モールド体格サイズと回路基板上の応力比との関係を示す図である。 回路基板上の応力比の基板端からの位置による依存性を示す図である。 応力緩和層の有無によるモールド樹脂３０のせん断強度を示す図である。 モールド樹脂部発生応力と応力緩和層の厚みとの関係を示す図である。

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を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は一部を切り欠きした概略平面図である。

本実施形態の電子装置は、大きくは、板状の基板１０と、基板１０の一面（図１（ａ）中の上面）に搭載された電子部品２０、５０と、基板１０の一面に設けられ基板１０の一面および電子部品２０、５０を被覆して封止するモールド樹脂３０とを備えており、基板１０の他面（図１（ａ）中の下面）はモールド樹脂３０より露出した構成、いわゆるハーフモールド構成を有している。

本実施形態では、基板１０は回路基板１１とヒートシンク１２とを積層してなる積層体として構成されている。ここでは、回路基板１１、ヒートシンク１２ともに矩形板状であり、それらの積層体としての基板１０も矩形板状をなしている。

ここでは、回路基板１１は、アルミナからなるセラミック基板であり、熱膨張率が６〜８ｐｐｍ／℃の一般的なものである。また、ヒートシンク１２は、鉄や銅からなるもの、またはアルミナとシリカのいずれかを含むものであるが、好ましくは、アルミナとシリカの混合焼結体からなり、熱膨張率が８〜１１ｐｐｍ／℃であるものが挙げられる。

そして、回路基板１１とヒートシンク１２とは、樹脂などよりなる接着剤１３を介して重ね合わされ、当該接着剤１３により接着され固定されている。このような積層体としての基板１０においては、電子部品２０、５０が搭載されている基板１０の一面は回路基板１１の部品搭載面であり、モールド樹脂３０より露出している基板１０の他面はヒートシンク１２の放熱面である。

電子部品２０、５０は、基板１０の一面上に搭載可能な実装部品２０およびボンディングワイヤ５０である。実装部品２０としては、基板１０の一面上に搭載できるものであれば、特に限定されないが、たとえばＩＣチップ、ミニモールド部品、コンデンサ、ダイオード、抵抗素子などが挙げられる。

実装部品２０は、回路基板１１の部品搭載面上に搭載され、ダイボンド材やワイヤボンディングなどにより、回路基板１１と電気的・機械的に接続されている。また、ボンディングワイヤ５０は回路基板１１の部品搭載面における図示しないランドなどに接続されている。

また、図１に示されるように、本実施形態では、回路基板１１の外側にリード４０が配置されている。このリード４０は、銅などの導電性金属よりなるもので、回路基板１１側の部位はモールド樹脂３０に封止されてインナーリード部とされ、それとは反対側の部位はモールド樹脂３０より突出したアウターリード部とされている。

そして、モールド樹脂３０の内部にて、リード４０のインナーリード部と回路基板１１とは、ボンディングワイヤ５０により結線され、電気的に接続されている。ここで、ボンディングワイヤ５０は、金やアルミニウムなどの一般的なワイヤボンディングによって形成されるものである。

モールド樹脂３０は、トランスファーモールド法などにより形成される一般的なものであり、たとえばエポキシ樹脂などよりなる。具体的には、モールド樹脂３０は、熱硬化型のエポキシ系樹脂で、熱膨張率が９〜１１ｐｐｍ／℃である。

モールド樹脂３０は、基板１０の一面全体、ここでは回路基板１１の部品搭載面の全体および電子部品２０、５０を封止しており、基板１０の他面、ここではヒートシンク１２の放熱面を露出させている。なお、図１（ｂ）では、モールド樹脂３０の半分を切り欠いてその内部構成を示している。

このような電子装置においては、リード４０のアウターリード部にて外部との電気的接続が行われ、回路基板１１は、ボンディングワイヤ５０およびリード４０を介して外部との電気信号のやり取りを行うようになっている。また、駆動時などに実装部品２０および回路基板１１にて発生する熱は、モールド樹脂３０より露出しているヒートシンク１２の放熱面より放熱されるようになっている。

そして、本実施形態においては、モールド樹脂３０の内部にて、基板１０の一面のうち電子部品２０、５０が配置されている部位よりも外側の部位、つまり基板１０の外周端部側に位置する部位である周辺部には、応力緩和層６０が設けられている。

ここでは応力緩和層６０は、図１に示されるように、矩形をなす基板１０の一面すなわち回路基板１１の部品搭載面の周辺部にて、矩形枠状に配置されている。逆に言えば、回路基板１１の部品搭載面の周辺部に設けられた応力緩和層６０に取り囲まれた当該部品搭載面の内周部位に、電子部品２０、５０が配置されている。

なお、応力緩和層６０は、後述のように塗布・硬化により形成されるものであるため、図１に示される応力緩和層６０の位置よりも、さらに基板１０の一面の中央部側に向かって、はみ出していてもよい。

つまり、応力緩和層６０は、基板１０の一面のうち電子部品２０、５０が配置されている部位よりも外側の周辺部に配置されていることは必須条件であるが、当該周辺部以外の部位にも、さらに応力緩和層６０が配置されることを排除するものではない。

それゆえ、応力緩和層６０は、たとえば基板１０の一面の上記周辺部から中央部側へ拡がって電子部品２０、５０の表面を被覆するように設けられていてもよい。ここでは、図１に示されるように、ボンディングワイヤ５０と回路基板１１の部品搭載面との接合部は、応力緩和層６０によって被覆されている。

そして、基板１０の一面の周辺部とモールド樹脂３０とは、この応力緩和層６０を介して密着している。ここでは、回路基板１１の部品搭載面の周辺部とモールド樹脂３０とが、直接接触して密着しているのではなく、これらの間に応力緩和層６０を介在させて密着している。

この応力緩和層６０は、モールド樹脂３０との密着性を有するものであることはもちろんであるが、モールド樹脂３０よりも低いヤング率を有するものである。それにより、応力緩和層６０は、基板１０とモールド樹脂３０との熱膨張率の差によりモールド樹脂３０に発生する応力を緩和するようになっている。

そして、本実施形態では、応力緩和層６０は、基板１０の一面の外周端部寄りの部位６１が基板１０の一面の中央部寄りの部位（つまり電子部品２０、５０寄りの部位）６２よりも膜厚が大きいものとされている。

つまり、応力緩和層６０のうち基板１０の一面の外周端部寄りの部位６１は膜厚の大きい厚肉部６１として構成され、基板１０の一面の中央部寄りの部位６２は膜厚の小さい薄肉部６２として構成されている。

本実施形態では、図１（ａ）に示されるように、応力緩和層６０の厚肉部６１と薄肉部６２は、同一平面である回路基板１１の部品搭載面に設けられており、厚肉部６１の上面は、それよりも薄い薄肉部６２の上面に対して厚みの差分、基板１０の一面上に突出している。

この応力緩和層６０の物性等について、さらに述べる。上述したように、応力緩和層６０はモールド樹脂３０よりも低いヤング率を有するものであり、具体的には、応力緩和層６０のヤング率は６００〜１５００ＭＰａ程度のものである。ヤング率は、材料の引っ張り／圧縮力に対する剛性の特性を示すものであるから、応力緩和層６０はモールド樹脂３０よりもたわみやすいものである。

また、図１（ａ）中には、応力緩和層６０の各部の寸法ｗ、ｔ１、ｔ２が示されている。特に限定するものではないが、これら各部寸法の一例を述べると、応力緩和層６０の幅ｗは０．５ｍｍ以上とし、応力緩和層６０の薄肉部６２の厚みｔ２は、１μｍ以上とし、厚肉部６１の厚みｔ１は１０μｍ以上とする。

また、本実施形態では、図１に示されるように、電子部品であるボンディングワイヤ５０と基板１０の一面との接合部にも、応力緩和層６０が配置されているが、このボンディングワイヤ５０と基板１０の一面との接合部に接触する応力緩和層６０は、薄肉部６２であることが必要である。

このことは、電子部品である実装部品２０と基板１０の一面との接合部についても同様である。たとえば、実装部品２０と基板１０とをはんだや導電性接着剤などのダイボンド材で接合した場合には、応力緩和層のうちダイボンド材に接触する部位は、薄肉部６２とする。

つまり、本実施形態において、基板１０の一面に搭載されている電子部品２０、５０と基板１０との接合部に応力緩和層６０が接触している構造の場合には、当該接合部に接触している応力緩和層６０は、厚肉部６１よりも薄い薄肉部６２とする。具体的には、薄肉部６２の厚みは１０μｍよりも小さいものである。

このことは、基板１０の一面のうち電子部品２０、５０が配置されている部位よりも外側の周辺部に設けられた応力緩和層６０において、基板１０の一面の外周端部寄りに厚肉部６１を設け、基板１０の一面の中央部寄りに薄肉部６２を設けた構成とすることによって、同時に実現されている。

電子部品２０、５０と基板１０との接合部に直接接触する応力緩和層６０の厚みを、大きくした場合には、当該接合部における剥離等が発生しやすい。これは、上述したように、モールド樹脂３０に発生する応力は、応力緩和層６０の弾性的な変形により吸収されるためで、その変形は応力緩和層６０が厚いほど大きくなることによる。

その点、本実施形態では、電子部品２０、５０と基板１０との接合部に接触している応力緩和層６０を、薄肉部６２としているので、応力緩和層６０の上記変形度合が小さくなり、当該接合部における剥離等が極力防止される。具体的には、回路基板１１とボンディングワイヤ５０との接続部の断線や、ダイボンド材による実装部品２０と回路基板１１との接合部の剥離などが防止される。

また、応力緩和層６０は、熱膨張率が、たとえば３０〜２００ｐｐｍ／℃、好ましくは、５０〜８０ｐｐｍ／℃程度のものであり、ヤング率が６００〜１５００ＭＰａ、Ｔｇが１２０℃以上のものである。そのような応力緩和層６０としては、たとえば熱可塑性ポリエーテルアミドなどの高分子樹脂からなるものが挙げられる。

そして、上記高分子樹脂をビス（２−メトキシエチル）エーテル（ジグライム）やＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの溶剤に溶解させた溶液を作製し、これをディスペンスや印刷などにより基板１０の一面に塗布し、これを硬化させることにより、応力緩和層６０は基板１０の一面上に形成される。

ここで、応力緩和層６０として厚みの異なる厚肉部６１と薄肉部６２を形成する方法としては、たとえば、厚肉部６１に粘度の高い材料を用い、薄肉部６２に粘度の低い材料を用い、上記塗布・硬化を行う方法が挙げられる。または、厚肉部６１については複数回、塗布・硬化を繰り返し、厚肉部６１を２層以上の層で構成されたものとすることで、厚みを大きくしてもよい。

この応力緩和層６０によれば、基板１０の一面である回路基板１１の部品搭載面の周辺部に発生する熱応力が、緩和されるようになっている。具体的には、使用時等の温度変化によって回路基板１１とモールド樹脂３０との熱膨張係数差により発生する応力、および、後述する樹脂封止工程においてモールド樹脂３０の硬化・収縮により発生する応力が、応力緩和層６０により緩和される。

また、本実施形態によれば、基板１０の一面の周辺部に設けられた応力緩和層６０において、基板１０の一面の中央部寄りの部位を薄肉部６２とすることで比較的薄くできるので、上記図９に示されるように、応力緩和層６０のうち基板１０の一面の中央部側の端部にてモールド樹脂３０に発生する応力を、小さく抑えることができる。

また、本実施形態によれば、基板１０の一面の周辺部に設けられた応力緩和層６０において、基板１０の一面の外周端部寄りの部位を厚肉部６１とすることで比較的厚くできるので、応力緩和層６０のうち基板１０の一面の外周端部側の端部近傍にてモールド樹脂３０に発生する応力を、小さく抑えることができる。

よって、本実施形態によれば、ハーフモールド構造の電子装置において、応力緩和層６０を付与したときに、当該応力緩和層６０によりモールド樹脂３０に発生する応力を基板１０内で極力均一に抑制するのに適した構成が実現される。

次に、本実施形態の電子装置の製造方法について述べる。まず、回路基板１１の部品搭載面に、導電性接着剤やはんだなどのダイボンド材を印刷などにより配置し、その上に実装部品２０を搭載・固定した後、実装部品２０のうちワイヤボンディングが必要なものについて回路基板１１との間でワイヤボンディングを行う。

一方で、回路基板１１とヒートシンク１２とを、接着剤１３を介して重ね合わせ、接着剤１３を硬化させることにより、回路基板１１とヒートシンク１２とを接着剤１３で固定する。

次に、応力緩和層６０を、上述したようにディスペンスや印刷により回路基板１１の部品搭載面の周辺部に塗布して配設する。そして、これを乾燥・硬化することにより応力緩和層６０を形成する。

次に、上記図１に示されるように、回路基板１１の部品搭載面とリード４０との間でワイヤボンディングを行い、回路基板１１とリード４０とをボンディングワイヤ５０により結線する。その後、このものを図示しない金型に投入し、モールド樹脂３０による封止を行えば、本実施形態の電子装置が完成する。

（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態に係る電子装置の概略断面構成を示す図である。本実施形態では、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２に示されるように、本実施形態においても、応力緩和層６０は、基板１０の一面のうち電子部品２０、５０が配置されている部位よりも外側の周辺部に配置されており、応力緩和層６０のうち基板１０の一面の外周端部寄りの厚肉部６１は、基板１０の一面の中央部寄りの薄肉部６２よりも膜厚が厚く構成されている。

ここで、上記第１実施形態では（上記図１参照）、回路基板１１の部品搭載面において、薄肉部６２の外側に１個の環状の厚肉部６１が設けられていたが、本実施形態では、薄肉部６２の外側に２個の環状の厚肉部６１が設けられている。

ここでは、２個の厚肉部６１は、薄肉部６２側から外側に向かって順次設けられており、薄肉部６２側（つまり内側）の環状の厚肉部６１の外側に、もう１個の環状の厚肉部６１が配置されている。

このように、応力緩和層６０の厚肉部６１は、２個あってもよいが、３個以上の複数個あってもよい。３個の場合には、たとえば、図２における２個の厚肉部６１のさらに内周側、もしくは、さらに外周側に、もう１個の環状の厚肉部を配置してやればよい。

（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態に係る電子装置における応力緩和層６０の厚肉部６１および薄肉部６２、すなわち同電子装置の要部を示す概略断面図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。

上記実施形態では、応力緩和層６０における厚肉部６１と薄肉部６２との段差は、応力緩和層６０により構成されていたが、これに限定されるものではなく、図３に示されるように、厚肉部６１を基板端部に埋設した構造でもよい。

すなわち、本実施形態では、図３に示されるように、モールド樹脂３０で封止される面である基板１０の一面のうち応力緩和層６０における厚肉部６１の直下に位置する部位は、凹部１１ａとされている。この凹部１１ａは、回路基板１１の部品搭載面のうち応力緩和層６０における薄肉部６２の直下に位置する部位に比べて凹んだものである。

ここで、図３（ａ）に示される第１の例では、凹部１１ａは、回路基板１１の部品搭載面と端面とのなす角部を断面矩形状に除去したものであり、図３（ｂ）に示される第２の例では、凹部１１ａは当該角部を面取りした形状をなすものである。

そして、これら凹部１１ａは、厚肉部６１に応じて回路基板１１の外周端部に環状に設けられている。このような凹部１１ａは、プレス加工や切削加工などにより形成される。また、回路基板１１が多層基板である場合には、凹部１１ａの部分にて表層側の層の一部を除去した構成としてもよい。

そして、応力緩和層６０における厚肉部６１は、凹部１１ａに充填されている。上記実施形態では、回路基板１１の搭載面上における厚肉部６１の上面と薄肉部６１の上面との間には、実質的にこれら両部６１、６２の厚みの差分に相当する段差が存在したが、本実施形態では、厚肉部６１の上面と薄肉部６２の上面とは、同一平面とされている。

つまり、基板１０の一面の凹部１１ａの深さが応力緩和層６０の厚肉部６１と薄肉部６２との厚みの差分に相当するものであり、厚肉部６１の下部が凹部１１ａに入り込んでおり、この凹部１１ａによる段差が、そのまま厚肉部６１と薄肉部６２との段差を構成している。

このように、本実施形態では、応力緩和層６０の表面下に厚肉部６１と薄肉部６２との段差を有する構成とされており、それにより、基板１０の一面ここでは回路基板１１の搭載面上における応力緩和層６０の表面は、厚肉部６１と薄肉部６２とで同一高さ、つまり、厚肉部６１と薄肉部６２とで段差を持たずに平坦面とされている。

そして、本実施形態によれば、回路基板１１の部品搭載面上にて、応力緩和層６０における厚い部分である厚肉部６１が突出しないので、回路基板１１上への電子部品２０、５０の実装が容易になるなどの利点がある。

たとえば、回路基板１１に実装部品２０をダイボンド実装するとき、当該ダイボンド材を印刷などにより回路基板１１の部品搭載面に塗布するが、このとき、応力緩和層６０の厚肉部６１が突出していると、印刷マスクの配置が難しくなる等、当該印刷が行いにくくなる。その点、回路基板１１の部品搭載面にそのような突出部が無ければ、当該印刷性が向上し、部品の実装性の向上につながる。

（第４実施形態）
図４は、本発明の第４実施形態に係る電子装置における応力緩和層６０の厚肉部６１および薄肉部６２、すなわち同電子装置の要部を示す概略断面図である。

上記各実施形態においては、応力緩和層６０において厚肉部６１と薄肉部６２との間には、段差が存在し、これら両部６１、６２の厚さは不連続的に変化していた。それに対して、本実施形態では、図４に示されるように、応力緩和層６０において、基板１０の一面の外周端部寄りの部位である厚肉部６１から基板１０の一面の中央部寄りの部位である薄肉部６２に向かって、膜厚が連続的に薄くなっている。

つまり、本実施形態においては、応力緩和層６０の上面は、厚肉部６１から薄肉部６２に向かって傾斜したテーパ面とされており、それにより、厚肉部６１から薄肉部６２に向かって応力緩和層６０の膜厚が連続的に薄くなっている。ここで、厚肉部６１は、応力緩和層６０における最大膜厚の部分であり、この最大膜厚の部分から連続的に薄くなっている部分が薄肉部６２である。

そして、本実施形態によれば、モールド樹脂３０に発生する応力を、応力緩和層６０における基板１０の一面の中央部側の端部から外周端部側の端部に向かって連続的に小さくなったものにできる。そのため、基板１０の一面の中央部寄りの応力緩和層６０の端部近傍で発生するモールド樹脂３０の剥離を防止するという点で、より好ましい構成が実現される。

なお、上記第３実施形態においても、厚肉部６１と薄肉部６２との間に位置する凹部１１ａの側面を、凹部１１ａの底部側から開口部側に向かって拡がるテーパ状の傾斜面とすれば、本第４実施形態のように、厚肉部６１から薄肉部６２に向かって膜厚が連続的に薄くなっている構成を有する応力緩和層６０が実現される。

（他の実施形態）
なお、回路基板１１としては、上記実施形態のようなセラミック基板に限定されるものではなく、たとえばプリント基板などであってもよい。また、基板１０の一面に搭載される電子部品の数や配置などについては、上記図示された形態以外にも、種々の形態が可能である。また、基板１０とリード４０との接続はワイヤボンディングでなくてもよく、たとえば、はんだやバンプなどによる接合であってもよい。

また、電子装置としては、ハーフモールド構造のものであればよく、たとえば板状の基板１０としては、回路基板１１とヒートシンク１２との積層体に限定されるものではない。たとえば、基板１０としては、複数の回路基板同士やヒートシンク同士が積層されたものであってもよい。

また、基板１０としては、たとえば回路基板単体であってもよく、この場合、回路基板における電子部品が搭載される一面とは反対側の他面がモールド樹脂より露出すればよい。さらに、基板としては、回路基板単体の場合と同様に、ヒートシンク単体やリードフレームのアイランド単体であってもよい。

また、モールド樹脂３０より露出する基板１０の他面には、モールド樹脂３０内とは別に、ＩＣチップやコンデンサ、抵抗素子などの他の電子部品が搭載されていてもかまわない。

１０ 基板
１１ 回路基板
１１ａ 凹部
１２ ヒートシンク
２０ 電子部品としての実装部品
３０ モールド樹脂
５０ 電子部品としてのボンディングワイヤ
６０ 応力緩和層
６１ 応力緩和層における基板の一面の外周端部寄りの部位としての厚肉部
６２ 応力緩和層における基板の一面の中央部寄りの部位としての薄肉部

Claims (3)

1. 板状の基板（１０）と、
   前記基板（１０）の一面に搭載された電子部品（２０、５０）と、
   前記基板（１０）の一面に設けられ、前記基板（１０）の一面および前記電子部品（２０、５０）を被覆して封止するモールド樹脂（３０）と、を備え、
   前記基板（１０）の他面は前記モールド樹脂（３０）より露出する電子装置において、
   前記基板（１０）の一面のうち前記電子部品（２０、５０）が配置されている部位よりも外側の部位である周辺部には、前記モールド樹脂（３０）よりも低いヤング率を有する応力緩和層（６０）が設けられており、
   前記基板（１０）の一面の前記周辺部と前記モールド樹脂（３０）とは、前記応力緩和層（６０）を介して密着しており、
   前記応力緩和層（６０）は、前記基板（１０）の一面の外周端部寄りの部位（６１）が前記基板（１０）の一面の中央部寄りの部位（６２）よりも膜厚が大きいものであることを特徴とする電子装置。
2. 前記基板（１０）の一面のうち前記応力緩和層（６０）における前記基板（１０）の一面の外周端部寄りの部位（６１）の直下に位置する部位は、前記応力緩和層（６０）における前記基板（１０）の一面の中央部寄りの部位（６２）の直下に位置する部位に比べて凹んだ凹部（１１ａ）とされており、
   前記応力緩和層（６０）における前記基板（１０）の一面の外周端部寄りの部位（６１）は、前記凹部（１１ａ）に充填されることにより、当該外周端部寄りの部位（６１）の上面と、前記中央部寄りの部位（６２）の上面とは、同一平面とされていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記応力緩和層（６０）において、前記基板（１０）の一面の外周端部寄りの部位（６１）から前記基板（１０）の一面の中央部寄りの部位（６２）に向かって、膜厚が連続的に薄くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。

Images