JP2015095473A - Electronic component module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂内に素子が封入された電子部品モジュールに関する。 The present invention relates to an electronic component module in which an element is enclosed in a resin.
従来、回路素子を樹脂内に封止した半導体モジュールが利用されてきた。この種の技術として下記に出展を示す特許文献1及び2に記載のものがある。
Conventionally, a semiconductor module in which a circuit element is sealed in a resin has been used. As this type of technology, there are those described in
特許文献1に記載の半導体モジュールは、回路素子を搭載するための回路パターンが形成されたリードフレームと、回路素子及びリードフレームの回路素子搭載面を覆い、且つ、リードフレームの回路素子非搭載面である下面と同じ高さの下面を有する成形樹脂と、リードフレームの回路素子非搭載面である下面及び成形樹脂の下面を覆うように溶射されるセラミックス絶縁層と、を備えて構成される。 The semiconductor module described in Patent Document 1 covers a lead frame on which a circuit pattern for mounting circuit elements is formed, a circuit element and a circuit element mounting surface of the lead frame, and a circuit element non-mounting surface of the lead frame. And a ceramic insulating layer that is sprayed so as to cover the lower surface of the lead frame that is not mounted on the circuit element and the lower surface of the molding resin.
特許文献2に記載の半導体モジュールは、電気絶縁性且つ熱伝導性を有する絶縁層と、当該絶縁層の一面に設けられた金属製のリードフレームとを備えている。リードフレームには素子搭載部がパターニングされ、当該素子搭載部に発熱する回路素子が搭載される。絶縁層の一方の面の側はリードフレーム及び回路素子が樹脂によって封止され、絶縁層の他方の面の側は樹脂から露出させて放熱を行うように構成される。
The semiconductor module described in
特許文献1及び2に記載の技術は、半田を用いて回路素子を銅板やアルミニウム板に接合している。これにより、回路素子と銅板やアルミニウム板とを電気的に接合しつつ、銅板やアルミニウム板の裏面から放熱を行っている。しかしながら、回路素子と銅板やアルミニウム板の基板とは熱膨張係数に差があるので、熱衝撃により半田にクラックが生じることがある。このようなクラックは回路素子の接触不良の原因となってしまう。
In the techniques described in
本発明の目的は、上記問題に鑑み、熱衝撃が加わった場合でも接触不良が生じ難い電子部品モジュールを提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electronic component module that is unlikely to cause poor contact even when a thermal shock is applied.
上記目的を達成するための本発明に係る電子部品モジュールの特徴構成は、素子と、前記素子とろう付けされる導電性部材と、前記導電性部材の有する面のうち前記素子に対向し、前記素子の側に開口する凹部を有する載置面と、を備えている点にある。 In order to achieve the above object, the electronic component module according to the present invention is characterized by an element, a conductive member brazed to the element, a surface of the conductive member facing the element, And a mounting surface having a recess opening on the element side.
このような特徴構成とすれば、載置面に凹部が設けられているので、導電性部材に熱衝撃が加わった場合であっても、導電性部材の面方向の膨張及び収縮を抑制することができる。このため、導電性部材と素子とをろう付けした部分に生じる応力を低減することができるので、ろう付け部分の損傷を防止できる。したがって、素子の接触不良を生じ難くすることが可能となる。 With such a characteristic configuration, since the concave portion is provided on the mounting surface, the expansion and contraction in the surface direction of the conductive member can be suppressed even when a thermal shock is applied to the conductive member. Can do. For this reason, since the stress which arises in the part which brazed the electroconductive member and the element can be reduced, damage to a brazing part can be prevented. Therefore, it becomes possible to make it difficult to cause poor contact of the elements.
また、前記導電性部材における前記凹部が形成された面の裏側の面に、前記素子に対向する面の凹部とは異なるパターンの凹部が形成されていると好適である。 In addition, it is preferable that a concave portion having a pattern different from the concave portion of the surface facing the element is formed on the back surface of the conductive member in which the concave portion is formed.
このような構成とすれば、導電性部材の表面に加え、裏面の熱衝撃による膨張及び収縮も低減することができる。このため、導電性部材全体に亘って熱衝撃による応力の発生を抑えることが可能となる。したがって、素子の接触不良を更に生じ難くすることが可能となる。 With such a configuration, in addition to the surface of the conductive member, expansion and contraction due to thermal shock on the back surface can also be reduced. For this reason, it becomes possible to suppress generation | occurrence | production of the stress by a thermal shock over the whole electroconductive member. Therefore, it is possible to further reduce the contact failure of the element.
また、前記導電性部材は前記素子が実装される基板であると好適である。 The conductive member is preferably a substrate on which the element is mounted.
このような構成とすれば、基板と素子との固着強度を高めることに利用できる。したがって、製品の信頼性を高めることが可能となる。 Such a configuration can be used to increase the fixing strength between the substrate and the element. Therefore, it becomes possible to improve the reliability of the product.
また、前記載置面の凹部は、絶縁体で埋め戻されていると好適である。 Moreover, it is preferable that the concave portion of the mounting surface is backfilled with an insulator.
このような構成とすれば、載置面を平坦にすることができる。したがって、素子を載置面に安定した状態で搭載することが可能となる。 With such a configuration, the placement surface can be flattened. Therefore, the element can be mounted on the mounting surface in a stable state.
また、前記導電性部材は、前記絶縁体で埋め戻された前記凹部を含む前記載置面に導電被膜が形成されていると好適である。 In addition, it is preferable that the conductive member has a conductive film formed on the mounting surface including the concave portion backfilled with the insulator.
このような構成とすれば、素子を導電被膜上に搭載することができる。したがって、載置面に搭載する素子と載置される面との接触面積を増加することができるので、ろう付けによる固着強度を高めることが可能となる。 With such a configuration, the element can be mounted on the conductive film. Accordingly, the contact area between the element mounted on the mounting surface and the mounting surface can be increased, so that the fixing strength by brazing can be increased.
本発明に係る電子部品モジュールは、熱衝撃が加わった場合でも素子が接触不良を起こさないように構成される。以下、本実施形態の電子部品モジュール1について、詳細に説明する。図1には電子部品モジュール1の表側の斜視図が示される。 The electronic component module according to the present invention is configured so that the element does not cause poor contact even when a thermal shock is applied. Hereinafter, the electronic component module 1 of the present embodiment will be described in detail. FIG. 1 is a perspective view of the front side of the electronic component module 1.
本実施形態の電子部品モジュール1は、図1に示されるように本体部2とリード端子3とを有して構成される。本体部2は直方体状に形成される。本体部2は、後述するモールド部40に相当し、当該モールド部40には複数の素子10が内包される。リード端子3は本体部2に内包される素子10の回路構成に応じた本数だけ備えられ、夫々のリード端子3は本体部2が有する面のうち、互いに対向する2つの面から延出して設けられる。このような電子部品モジュール1は、基板に設けられた貫通孔に挿通できるようにリード端子3が所定の形状にフォーミングされ、所謂基板挿入型の部品(DIP部品)として構成される。なお、本体部2の形状は直方体状であるが、特に限定されるものではない。
As shown in FIG. 1, the electronic component module 1 of this embodiment includes a
本実施形態では、モールド部40にはHブリッジ回路50が内包される。このようなHブリッジ回路50が図2に示される。Hブリッジ回路50は2つの出力端子(U相端子及びV相端子)を有し、出力電流の流れを、一方の出力端子から他方の出力端子への流れ、又は他方の出力端子から一方の出力端子への流れに切り替える回路である。Hブリッジ回路50は、複数のスイッチング素子を有して構成される。スイッチング素子には、FET(field effect transistor)やIGBT(insulated gate bipolar transistor)等を用いることができる。本実施形態では、図2に示されるように、スイッチング素子としてFET51が用いられる。したがって、本発明に係る素子10は本実施形態ではFET51が相当する。
In the present embodiment, an
Hブリッジ回路50は、図2に示されるように直流電源の正極に接続される正電源ラインPと、直流電源の負極に接続される負電源ラインN(例えば接地電位)との間に設けられる。正電源ラインPと負電源ラインNとの間には、ハイサイドのFET51HとローサイドのFET51Lとが直列に接続されたアーム部52が、2組(52A、52B)設けられる。すなわち、夫々のアーム部52A、52Bは、正電源ラインPと負電源ラインNとの間で並列に接続される。本実施形態では、FET51はP型FETが用いられる。
As shown in FIG. 2, the
このようなHブリッジ回路50は単相モータのU相、V相に対応するステータコイルの夫々に通電するのに利用される。具体的には、アーム部52AにおけるハイサイドのFET51HとローサイドのFET51Lとの中点(U相端子)が単相モータのU相のステータコイルに接続される。また、アーム部52BにおけるハイサイドのFET51HとローサイドのFET51Lとの中点(V相端子)が単相モータのV相のステータコイルに接続される。
Such an H-
各アーム部52A、52BのハイサイドのFET51Hのソース端子Sは正電源ラインPに接続され、ドレイン端子Dは夫々のアーム部52A、52BのローサイドのFET51Lのソース端子Sに接続される。また、各アーム部52A、52BのローサイドのFET51Lのドレイン端子Dは、負電源ラインNに接続される。図2には図示しないが、各FET51のソース端子S及びドレイン端子Dの間にはダイオードが設けられる。このダイオードは、カソード端子がソース端子Sに接続され、アノード端子がドレイン端子Dに接続される。
The source terminal S of the high-
ここで、同一のアーム部52においてハイサイドのFET51HとローサイドのFET51Lとが同時にオン状態(導通状態)となると、正電源ラインPと負電源ラインNとが短絡状態となるので、FET51HとFET51Lとは相補的にオン状態となるように制御される。このような制御は、FET51HとFET51Lとの夫々のゲート端子Gに制御信号が入力され実現される。
Here, when the high-
次に、このようなFET51の部品配置について図3を用いて説明する。図3(a)は、図1のIIIa−IIIa線における断面図であり、図3(b)は図3(a)のIIIb−IIIb線における断面図である。電子部品モジュール1は、素子10と、導電性部材20と、載置面30と、モールド部40とを備えて構成される。
Next, the arrangement of parts of the
素子10は、例えば半田付け等のろう付けを行うことが可能な電極を有する電子部品である。本実施形態ではHブリッジ回路50を構成するFET51が相当する。
The
導電性部材20は、素子10とろう付けされる。本実施形態では、導電性部材20は、素子10が実装される基板である。具体的には銅板21が相当する。銅板21は所定の厚さを有する板状であれば良い。ろう付けとは、接着部材を用いて部品を基材に接着することをいい、例えば半田付けが相当する。基材は、本実施形態では銅板21である。このため、素子10は銅板21に半田付けされる。
The
載置面30は、導電性部材20の有する面のうち素子10に対向し、素子10の側に開口する凹部60を有する。導電性部材20の有する面のうち素子10に対向する面とは、本実施形態では銅板21における素子10が半田付けされる面である。凹部60とは、半田付けされる面に対して窪んでいる部位である。このような凹部60は、銅板21を貫通することなく切削加工により形成される。本実施形態では、凹部60は溝状に形成される。素子10の側に開口するとは、銅板21における素子10が半田付けされる面に開口していることを意味する。したがって、銅板21における素子10が半田付けされる面である載置面30には、当該載置面30に向けて開口する溝状の窪みが形成される。
The mounting
図4には本実施形態に係る銅板21の表側からの斜視図が示される。図5には本実施形態に係る銅板21の裏側からの斜視図が示される。図4及び図5に示されるように、本実施形態の凹部60は所定の間隔を有する溝で形成される。このため、本実施形態では凹部60は銅板21上に碁盤の目のように形成される。凹部60は、銅板21を完全に貫通せずに底部を有し、例えば銅板21の半分の厚さに等しい深さで形成される。
FIG. 4 is a perspective view from the front side of the
また、本実施形態では、図4及び図5に示されるように、導電性部材20における凹部60が形成された面の裏側の面に、素子10に対向する面の凹部60とは異なるパターンの凹部61が形成される。導電性部材20における凹部60が形成された面とは、銅板21の凹部60が形成された面であり、素子10が載置される載置面30となる面である。このような面の裏側の面に凹部61が形成される。本実施形態では、凹部61も凹部60と同様に銅板21を貫通せず、底部を有する溝で形成される。凹部60とは異なるパターンの凹部61とは、凹部60と凹部61との夫々の形状が異なっている状態、或いは形状が同じであっても銅板21における位置が異なっている様態を意味する。したがって、図4及び図5に示されるように、銅板21を厚さ方向に見て、凹部60と凹部61とが交差することはあっても良い。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the
図3(b)に戻り、載置面30の凹部60は、絶縁体80で埋め戻されている。載置面30の凹部60とは、銅板21における素子10が載置される側の面に形成された溝である。絶縁体80とは、例えば樹脂やゴム部材が相当する。もちろん、セラミック等であっても良い。埋め戻されているとは、凹部60が当該凹部60が形成されていない面と均一な面となるように埋められていることをいう。したがって、凹部60が絶縁体80で埋め戻された載置面30は平坦な面となる。本実施形態では、このような溝が絶縁体80で埋め戻されている。
Returning to FIG. 3B, the
これにより、例えば絶縁体80が導電性部材20よりも柔らかい部材である場合に、導電性部材20が熱衝撃により膨張又は収縮しても絶縁体80が、膨張や収縮に係る応力を吸収することができる。したがって、導電性部材20と素子10との間のろう付けされた部分(半田部分)が剥離したり損傷したりすることを防止できる。一方、例えば絶縁体80が導電性部材20よりも固い部材である場合には、導電性部材20が熱衝撃により膨張又は収縮すると絶縁体80の間毎に導電性部材20が膨張又は収縮するので、導電性部材20全体での応力を低減することができる。したがって、導電性部材20と素子10との間のろう付けされた部分(半田部分)が剥離したり損傷したりすることを防止できる。このように、導電性部材20に凹部60を設け、当該凹部60を異種の材料で埋め戻すことによりろう付けした部分の信頼性を向上することが可能となる。
Thereby, for example, when the
ここで、導電性部材20は、絶縁体80で埋め戻された凹部60を含む載置面30に導電被膜81が形成されている。また、本実施形態では導電被膜81は、凹部60の側壁部72にも形成される。導電被膜上に素子10をろう付けすることができ、当該導電被膜81を介して素子10を導電性部材20の載置面30に載置することが可能となる。したがって、凹部60が形成された状態のまま素子10を載置する場合に比べて、素子10とのろう付けに寄与する面積が増加することができるので、ろう付けの固着強度を高めることが可能となる。
Here, in the
次に、電子部品モジュール1の製造方法について説明する。まず、図6(a)に示されるように、銅板21の表側の面に凹部60を形成し、裏側の面に凹部61を形成する。この際、凹部60と凹部61とは互いに異なるパターンで形成される。次に、図6(b)に示されるように、銅板21の凹部60が形成された側の面に絶縁体80が載置(堆積)され、更にこの絶縁体80上に導体82が載置(堆積)される。このような導体82/絶縁体80/銅板21の積層構造物を上下方向から加熱しながら押圧し、凹部60に絶縁体80を充填し、凹部60が埋め戻される。
Next, a method for manufacturing the electronic component module 1 will be described. First, as shown in FIG. 6A, the
図6(c)に示されるように、電子部品モジュール1に内包する回路構成に応じて、導体82をパターンニングする。パターンニング後、FET51を載置する部位を、導体82の側から銅板21が露出するように切削加工を施し、凹部70を形成する。この場合、図6(d)に示されるようにエンドミル99を用いて切削しても良いし、レーザにより切削しても良い。なお、上述のように凹部60には絶縁体80が充填されるので、凹部70の底部71では銅板21と絶縁体80とが露出される。
As shown in FIG. 6C, the
次に、図7(a)に示されるように、凹部70の底部71及び側壁部72に導電被膜81が形成される。これにより、凹部70の底部71に形成された導電被膜81と、導体82とが側壁部72の導電被膜81を介して電気的に接続される。
Next, as shown in FIG. 7A, a
次に、図7(b)に示されるように、底部71の導電被膜81上にFET51を載置する。この際、FET51の裏面のドレイン端子Dと導電被膜81とを例えば半田付けにより電気的に接続する。そして、FET51のゲート端子G及びソース端子Sの夫々を、導体82上の所定の位置とワイヤ95で接続する。
Next, as shown in FIG. 7B, the
また、図7(c)に示されるように、導体82の所定の位置にリード端子3がろう付けされる。図7(d)に示されるように、リード端子3を延出させた状態でモールド部40を構成する。この場合、銅板21の裏面がモールド部40から露出するように形成する。これにより、銅板21の放熱性を高めることができる。このようにして電子部品モジュール1が製造される。なお、この際、銅板21の裏面の凹部61にはモールド部40が注入されても良い。
Further, as shown in FIG. 7C, the
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、銅板21に形成される凹部60及び凹部61が溝であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、図8に示されるように、凹部60及び凹部61を円柱状の窪みで形成することも可能である。もちろん、凹部60及び凹部61を多角形の窪みで形成することも可能である。
[Other Embodiments]
In the said embodiment, the recessed
上記実施形態では、銅板21に形成された凹部60及び凹部61が、夫々銅板21における互いに対向する側面に亘って形成されているように図示した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。図9に示されるように、凹部60及び凹部61の夫々が、銅板21の側面(縁部)に到達しないように形成することも可能である。
In the said embodiment, it illustrated in figure that the recessed
上記実施形態では、凹部60と凹部61とが、夫々同じ形状で形成されているように図示した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。すなわち、凹部60と凹部61とを異なる形状で形成することも可能である。例えば図10に示されるように、凹部60を円柱状に形成し、凹部61を多角柱状に形成することも可能である。もちろん、凹部60を多角柱状に形成し、凹部61を円柱状に形成することも可能である。
In the said embodiment, it illustrated in figure that the recessed
上記実施形態では、素子10がFET51であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。素子10としてFET51以外の電子部品を適用することも可能である。また、素子10は半導体部品以外の部品を適用することも可能である。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、銅板21の表側の面に凹部60が形成され、裏側の面に凹部61が形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。銅板21の表側の面にのみ凹部60を形成し、裏側の面に凹部61を形成しないように構成することも可能である。
In the said embodiment, the recessed
上記実施形態では、導電性部材20は素子10が実装される基板、すなわち銅板21であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は限定されるものではない。上述したワイヤボンディングに代えて、素子10がリード端子3や電極パッド74と例えばクリップボンドにより接続される場合には、当該クリップボンドに用いられるリード86も導電性部材20であると考え、図11に示されるように、リード86が有する面のうち素子10に対向する面に、凹部60を構成することも可能である。このようなリード86と素子10とをクリップボンドにより接続することで、素子10とリード86との間のろう付けされた部分(例えば半田部)に熱衝撃が加わった場合でも応力を緩和することができる。したがって、素子10とリード86との接合信頼性を高めることが可能となる。なお、凹部60が形成された裏面には、図11に示されるように凹部61を形成しても良い。
In the said embodiment, the
上記実施形態では、載置面30の凹部60が絶縁体80で埋め戻されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。凹部60を絶縁体80で埋めずに構成することも可能である。また、凹部60を導電体で埋め戻しすることも当然に可能である。
In the embodiment described above, it has been described that the
上記実施形態では、導電性部材20は、絶縁体80で埋め戻された凹部60を含む載置面30に導電被膜81が形成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。載置面30に導電被膜81を形成せずに、直接、導電性部材20に素子10をろう付けする構成とすることも可能である。
In the above embodiment, the
本発明は、樹脂内に素子が封入された電子部品モジュールに用いることが可能である。 The present invention can be used for an electronic component module in which an element is enclosed in a resin.
1:電子部品モジュール
10:素子
20:導電性部材
30:載置面
60:凹部
61:凹部
80:絶縁体
81:導電被膜
1: Electronic component module 10: Element 20: Conductive member 30: Placement surface 60: Recess 61: Recess 80: Insulator 81: Conductive coating
Claims (5)
前記素子とろう付けされる導電性部材と、
前記導電性部材の有する面のうち前記素子に対向し、前記素子の側に開口する凹部を有する載置面と、
を有する電子部品モジュール。 Elements,
A conductive member brazed to the element;
A mounting surface having a recess facing the element and opening on the element side of the surface of the conductive member;
An electronic component module.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013232123A JP2015095473A (en) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | Electronic component module |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=53197707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2013232123A Pending JP2015095473A (en) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | Electronic component module |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2015095473A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5967686A (en) * | 1982-10-12 | 1984-04-17 | イビデン株式会社 | Printed circuit board and method of producing same |
JP2001267478A (en) * | 2000-03-17 | 2001-09-28 | Hitachi Chem Co Ltd | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
-
2013
- 2013-11-08 JP JP2013232123A patent/JP2015095473A/en active Pending
Patent Citations (2)
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