JP2016119347A - 電子装置の取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性が低下することを抑制できる電子装置の取り付け構造を提供すること。【解決手段】ベース基板は、電子装置１００が取り付けられる被取付面Ｓ４と有している。電子装置１００は、パワー半導体素子２０が一面Ｓ１に実装された回路基板１０と、パワー半導体素子２０を封止しているモールド樹脂５０とを有している。モールド樹脂５０は、パワー半導体素子２０を囲う環状の凹部５３と、パワー半導体素子２０に対向した素子対向部５４とが形成されている。電子装置１００は、モールド樹脂５０の縁部全周がベース基板２００と密着した状態で、素子対向部５４と被取付面Ｓ４との間に第１領域が形成されると共に、凹部５３と被取付面Ｓ４との間の第２領域とが形成される。そして、電子装置１００は、第１領域と第２領域とに放熱ゲル３００が配置された状態で、ベース基板２００に取り付けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、発熱回路素子を有した電子装置の取り付け構造に関する。

従来、発熱回路素子を有した電子装置の取り付け構造の一例として、特許文献１に開示されたパワーモジュールの組み付け構造がある。この組み付け構造は、パワーモジュールに装着された放熱板を、放熱ゲル（特許文献１では熱伝導性グリス）を介して放熱ケースに組み付けるものである。この組み付け構造では、放熱板の放熱ケースへの接合面、及び放熱ケースの放熱板への接合面の少なくとも一方に、放熱ゲルが充填されるスリット形成が形成されている。

特開２００５−１０１２５９号公報

しかしながら、特許文献１では、パワーモジュールの放熱板に設けられたスリットが、放熱板の端部にまで達している。また、放熱ケースに設けられたスリットは、パワーモジュールと放熱ケースとの対向領域だけでなく、対向領域の周辺にまで達している。このため、特許文献１では、パワーモジュールと放熱板との間から放熱ゲルが抜ける可能性がある。パワーモジュールと放熱板との間から放熱ゲルが抜けた場合、特許文献１では、パワーモジュールと放熱板との間に、放熱ゲルのかわりに空気が入る可能性がある。このため、特許文献１では、放熱性が低下する可能性がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、放熱性が低下することを抑制できる電子装置の取り付け構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
電子装置が放熱ゲルを介してベース基板に取り付けられる電子装置の取り付け構造であって、
ベース基板は、金属を主成分として構成され、電子装置が取り付けられる被取付面（Ｓ４）と有しており、
電子装置は、
動作することで発熱する発熱回路素子（２０）が一面（Ｓ１）に実装された回路基板（１０）と、
電子装置がベース基板に取り付けられた状態で、ベース基板と対向する部位であり、一面及び発熱回路素子を封止しているモールド樹脂（５０）と、を有しており、
モールド樹脂は、電子装置がベース基板に取り付けられた状態で、ベース基板との対向面における縁部全周がベース基板と密着するものであり、
密着している部位に囲まれた位置に、発熱回路素子を囲う、周辺よりも凹んだ環状の凹部（５３）と、
密着している部位に囲まれた位置に、発熱回路素子に対向した素子対向部（５４）と、が形成されており、
電子装置は、縁部全周がベース基板と密着した状態で、素子対向部と被取付面との間に第１領域が形成されると共に、第１領域と連通した凹部と被取付面との間の第２領域とが形成され、第１領域と第２領域とに放熱ゲルが配置された状態で、ベース基板に取り付けられていることを特徴とする。

このように、本発明は、電子装置におけるモールド樹脂の縁部全周がベース基板と密着して、電子装置がベース基板に取り付けられている。このため、第１領域と第２領域とは、密閉された状態となる。よって、本発明は、第１領域と第２領域とに配置された放熱ゲルが、電子装置とベース基板との間から漏れ出すことを抑制できる。

通常、第１領域と第２領域には、これらの領域の体積に応じた量の放熱ゲルが配置される。ところが、放熱ゲルの量は、放熱ゲルの供給誤差やモールド樹脂の設計公差などによって、第１領域と第２領域の体積よりも少なくなることもありうる。この場合、第１領域と第２領域には、空気が入ってしまう。

しかしながら、本発明は、モールド樹脂に、発熱回路素子を囲う環状の凹部が設けられている。よって、本発明は、放熱ゲルの量が第１領域と第２領域の体積容積よりも少なかったとしても、凹部が空気の逃げ場所となり、第１領域に空気が入り込むことを抑制できる。このため、本発明は、第１領域が放熱ゲルで満たされやすくなり、放熱性の低下を抑制できる。

なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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ものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態における取り付け構造の概略構成を示す平面図である。 図１におけるII−II線に沿う断面図である。 実施形態における放熱ゲルが少ない場合の取り付け構造の概略構成を示す断面図である。 密閉空間体積と放熱ゲルの投入量である投入ゲル量との関係を示すグラフである。

以下において、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。本実施形態は、図２などに示すように、電子装置１００が放熱ゲル３００を介してベース基板２００に取り付けられる電子装置１００の取り付け構造に関するものである。なお、図１、図２などにおける符号Ｖ１は、モールド樹脂５０とベース基板２００との間における空気であり、ボイドと言うこともできる。

まず、ベース基板２００の構成に関して説明する。ベース基板２００は、例えば銅やアルミニウムなどの金属を主成分として構成され、電子装置１００が取り付けられる被取付面Ｓ４を有している。また、ベース基板２００は、ステンレスで形成されていてもよい。このベース基板２００は、電子装置１００の制御対象である車載機器の筐体や、電子装置１００の放熱のための放熱部材などを採用できる。また、ベース基板２００としての放熱部材は、放熱板や放熱ブロックなどと言うこともできる。

次に、電子装置１００に関して説明する。電子装置１００は、例えば、車両に搭載されてなる車載電子装置に適用できる。本実施形態では、電子装置１００を車載電子装置に適用した例を採用する。しかしながら、本発明はこれに限定されない。

電子装置１００は、図２に示すように、回路基板１０と、回路基板１０の一面Ｓ１に実装された回路素子としてのパワー半導体素子２０と、回路基板１０の一面Ｓ１に設けられてパワー半導体素子２０を封止しているモールド樹脂５０とを備えて構成されている。なお、以下においては、パワー半導体素子２０をパワー素子２０とも記載する。

また、電子装置１００は、回路素子としての抵抗２１が回路基板１０の一面Ｓ１に実装されていてもよい。この抵抗２１は、はんだ４０を介して、回路基板１０に実装されている。なお、抵抗２１は、はんだ４０を介して、回路基板１０に電気的及び機械的に接続されていると言うこともできる。また、本実施形態は、はんだ４０とは異なる導電性の接着剤を用いることもできる。また、回路基板１０は、抵抗２１とは異なる回路素子、例えばコンデンサなどが一面Ｓ１に実装されていてもよい。

回路基板１０は、絶縁性の樹脂基材に導電性部材からなる配線が形成されたものである。回路基板１０は、例えば、コア層と、コア層に積層されたビルドアップ層とを含む所謂ビルドアップ基板を採用できる。また、回路基板１０は、コア層が設けられておらず、複数のビルドアップ層が積層された所謂エニーレイヤー基板であっても採用できる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。本発明は、セラミックスに配線が形成された回路基板１０であっても採用できる。なお、回路基板１０は、一面Ｓ１にパワー素子２０などの回路素子が実装されるランドが設けられている。このランドは、配線と電気的に接続されている。

回路基板１０は、例えば直方体形状を有している。つまり、回路基板１０は、一面Ｓ１及び一面Ｓ１の反対面である裏面Ｓ５が矩形形状を有しており、一面Ｓ１と裏面Ｓ５とに連続して設けられた四つの側面を有している。

更に、回路基板１０は、自身の厚み方向に貫通した基板貫通穴が設けられている。基板貫通穴は、一面Ｓ１から裏面Ｓ５に達する穴である。基板貫通穴は、樹脂基材の壁面に囲まれた空間と言うこともできる。また、この壁面は、回路基板１０の内壁面と言うこともできる。

基板貫通穴は、後程説明するモールド樹脂５０に形成されたモールド貫通穴５１と連続した貫通穴であり、ねじ５００が挿入される穴である。基板貫通穴とモールド貫通穴５１とは、直線状に形成されている。言い換えると、電子装置１００は、回路基板１０の裏面Ｓ５からモールド反対面に亘って、基板貫通穴とモールド貫通穴５１とによる貫通穴が形成されている。そして、回路基板１０は、例えば、自身の厚み方向に水平な平面における四隅に基板貫通穴が設けられている。なお、モールド反対面に関しては、後程説明する。

パワー素子２０は、回路基板１０の一面Ｓ１に実装されている回路素子であり、自身が動作することで熱を発するものである。パワー素子２０は、特許請求の範囲における発熱回路素子に相当する。パワー素子２０は、例えば、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどを採用できる。

パワー素子２０は、例えば、両面に電極が形成されたベアチップ状態の半導体素子である。パワー素子２０は、自身の実装面が回路基板１０の一面Ｓ１と対向した状態ではんだ４０を介して回路基板１０に実装されている。つまり、パワー素子２０は、実装面側の電極がはんだ４０と電気的及び機械的に接続されている。そして、はんだ４０は、回路基板１０の一面Ｓ１に設けられたランドと電気的及び機械的に接続されている。なお、パワー素子２０は、はんだ４０とは異なる導電性の接着剤を介して、回路基板１０と電気的及び機械的に接続されていてもよい。

また、パワー素子２０は、回路基板１０への実装面の反対面である非実装面にヒートシンク３１が機械的及び電気的に接続されている。ヒートシンク３１は、銅などの金属を主成分とした部材である。ヒートシンク３１は、パワー素子２０の非実装面に対向する素子側部位と、回路基板１０の一面Ｓ１に対向する基板側部位と、素子側部位と基板側部位とを連結している連結部位とが一体的に設けられた部材である。ヒートシンク３１は、素子側部位がパワー素子２０における非実装面側の電極に電気的及び機械的に接続されており、基板側部位が回路基板１０のランドに電気的及び機械的に接続されている。ヒートシンク３１は、例えば、はんだや、はんだとは異なる導電性の接着剤を介して、パワー素子２０及び回路基板１０と電気的及び機械的に接続されている。ヒートシンク３１は、パワー素子２０から発せられた熱を放熱する放熱部材としての機能に加えて、パワー素子２０と回路基板１０の間における電流経路としての機能を有している。

このように、パワー素子２０は、非実装面にヒートシンク３１が電気的及び機械的に接続されている。このため、パワー素子２０から発せられた熱は、非実装面からヒートシンク３１の素子側部位に伝達される。よって、ヒートシンク３１は、パワー素子２０から発せられた熱が非実装面側から放熱されやすくなるように設けられている、と言うことができる。

なお、ヒートシンク３１は、素子側部位がパワー素子２０における非実装面の全域と対向しつつ、非実装面側の電極と電気的及び機械的に接続されている。このようにすることで、ヒートシンク３１は、素子側部位が非実装面の一部のみに対向している場合よりも放熱性を向上できる。しかしながら、ヒートシンク３１は、素子側部位が非実装面の一部のみに対向しつつ、非実装面側の電極と電気的及び機械的に接続されていてもよい。更に、本発明は、ヒートシンク３１が設けられていなくても目的を達成できる。つまり、パワー素子２０は、ヒートシンク３１を介することなく、ワイヤなどで回路基板１０と電気的及び機械的に接続されていてもよい。

モールド樹脂５０は、例えばエポキシ系などの樹脂に、ＡＬ_２Ｏ_３などのフィラ−が混ぜられたものなどからなる。モールド樹脂５０は、一面Ｓ１に設けられ、パワー素子２０を封止している。また、モールド樹脂５０は、パワー素子２０に加えて、パワー素子２０と回路基板１０との接続部位、すなわちランドやはんだ４０などを一体的に封止している。また、モールド樹脂５０は、パワー素子２０と共に、ヒートシンク３１、及びヒートシンク３１とパワー素子２０の接続部位、ヒートシンク３１と回路基板１０との接続部位を一体的に封止している。なお、本実施形態のモールド樹脂５０は、パワー素子２０と共に、一面Ｓ１に実装された抵抗２１、及び抵抗２１と回路基板１０との接続部位、すなわちランドやはんだ４０を一体的に封止している。

モールド樹脂５０は、回路基板１０における一面Ｓ１の少なくとも一部に密着しつつ、パワー素子２０などを封止していると言うことができる。本実施形態では、回路基板１０における一面Ｓ１の全域に密着して設けられたモールド樹脂５０を採用している。つまり、回路基板１０は、一面Ｓ１の全域がモールド樹脂５０によって封止されている。また、モールド樹脂５０は、回路基板１０の一面Ｓ１や、一面Ｓ１に実装されたパワー素子２０などを覆っていると言うこともできる。

後程説明するが、電子装置１００は、モールド樹脂５０がベース基板２００と対向した状態で、ベース基板２００に取り付けられる。つまり、モールド樹脂５０は、電子装置１００がベース基板２００に取り付けられた状態で、ベース基板２００と対向する部位である。なお、上記モールド反対面は、モールド樹脂５０におけるベース基板２００と対向面、すなわち、一面Ｓ１と接する面の反対面である。

モールド樹脂５０は、電子装置１００がベース基板２００に取り付けられた状態で、ベース基板２００との対向面における縁部全周がベース基板２００と密着するものである。図１に示すように、電子装置１００は、例えば、Ｏリング４００を介して密着している。このＯリング４００は、特許請求の範囲における環状のシール部材に相当する。また、モールド樹脂５０は、Ｏリング４００が配置されている部分がベース基板２００と密着する部位と言うことができる。また、モールド樹脂５０におけるベース基板２００と密着している部位は、放熱ゲル３００が配置される第１領域及び第２領域の全周を囲っている。

なお、モールド樹脂５０は、図２に示すように、Ｏリング４００が配置される環状のシール部５２が形成されていると好ましい。このシール部５２は、周辺よりも窪んだ部位である。モールド樹脂５０は、シール部５２が周辺よりも窪んだ形状をなしている。言い換えると、モールド樹脂５０は、放熱ゲル３００が配置される第１領域及び第２領域を全周に亘って囲う環状の溝であるシール部５２が形成されている。本実施形態では、図２に示すように、一例として、断面が三角形状の溝であるシール部５２が形成されたモールド樹脂５０を採用している。しかしながら、シール部５２の溝形状は、これに限定されない。また、本実施形態は、シール部５２が設けられていなくてもよい。

モールド樹脂５０は、図１や図２に示すように、ベース基板２００に密着している部位に囲まれた位置に、パワー素子２０を囲う、周辺よりも凹んだ環状の凹部５３が設けられている。つまり、凹部５３は、後程説明する対向面Ｓ３よりも凹んだ部位である。この凹部５３は、環状の溝と言うこともできる。なお、凹部５３の底部Ｓ２は、例えば、平坦に形成されている。

モールド樹脂５０は、上記のような凹部５３が設けられているため、電子装置１００がベース基板２００に取り付けられた状態で、凹部５３とベース基板２００の被取付面Ｓ４とが接しない。つまり、モールド樹脂５０は、電子装置１００がベース基板２００に取り付けられた状態で、凹部５３と被取付面Ｓ４との間に第２領域が形成されることになる。よって、第２領域は、凹部５３と被取付面Ｓ４との対向領域である。

また、電子装置１００は、モールド樹脂５０の縁部全周がベース基板２００と密着した状態で、凹部５３と被取付面Ｓ４との間に領域が形成されると言うことができる。なお、本実施形態では、図２に示すように、二段階に凹んだ凹部５３を採用している。しかしながら、本発明は、これに限定されない。

モールド樹脂５０は、ベース基板２００に密着している部位に囲まれた位置に、パワー素子２０に対向した素子対向部５４が設けられている。詳述すると、素子対向部５４は、パワー素子２０における非実装面上に設けられている。また、上記のように、本実施形態では、パワー素子２０にヒートシンク３１が取り付けられている例を採用している。このため、素子対向部５４は、ヒートシンク３１の素子側部位上に設けられている部位である。つまり、素子対向部５４は、モールド樹脂５０の一部であり、素子側部位におけるパワー素子２０が接続されている側の反対側に設けられている部位である。

この素子対向部５４の表面である対向面Ｓ３は、電子装置１００がベース基板２００に取り付けられた状態で、ベース基板２００と対向することになる。この対向面Ｓ３は、例えば、平坦に形成されている。

更に、本取り付け構造では、電子装置１００がベース基板２００に取り付けられた状態で、対向面Ｓ３が被取付面Ｓ４に接しないように構成されている。つまり、電子装置１００は、モールド樹脂５０の縁部全周がベース基板２００と密着した状態で、素子対向部５４と被取付面Ｓ４との間に第１領域が形成される。よって、第１領域は、素子対向部５４と被取付面Ｓ４との対向領域である。電子装置１００は、例えば、一面Ｓ１から対向面Ｓ３までの厚みよりも、モールド樹脂５０における縁部の厚みを厚くすることで、対向面Ｓ３が被取付面Ｓ４に接しないようすることができる。この第１領域は、第２領域と連通している。

素子対向部５４の厚みは、ヒートシンク３１の絶縁性が確保でき、且つ、できるだけ薄い方が好ましい。電子装置１００は、ヒートシンク３１及びモールド樹脂５０を介して、パワー素子２０から発せられた熱を放熱するためである。

また、モールド樹脂５０は、回路基板１０の基板貫通穴に対向する位置に、自身の厚み方向に貫通したモールド貫通穴５１が設けられている。モールド貫通穴５１は、モールド樹脂５０の壁面で囲まれた空間と言うこともできる。なお、この壁面は、モールド樹脂５０の内壁面と言うこともできる。以下においては、基板貫通穴と、基板貫通穴に連通しているモールド貫通穴５１とからなる貫通穴を装置貫通穴とも記載する。

電子装置１００は、このようにモールド樹脂５０が設けられているため、一面Ｓ１から底部Ｓ２までの厚みより、一面Ｓ１から対向面Ｓ３までの厚みの方が厚くなっている。なお、図２における符号Ｌ１は、被取付面Ｓ４と対向面Ｓ３との間隔を示している。図２における符号Ｌ２は、被取付面Ｓ４と底部Ｓ２との間隔を示している。図２における符号Ｌ３は、被取付面Ｓ４と一面Ｓ１との間隔を示している。これらの間隔は、Ｌ３≧Ｌ２≧Ｌ１の関係を保持している。

また、電子装置１００は、パワー素子２０などをモールド樹脂５０で封止しているので、パワー素子２０などに埃などが付着することを抑制できる。また、電子装置１００は、パワー素子２０と回路基板１０との接続部位などを封止しているので、パワー素子２０などと回路基板１０との接続信頼性を確保できる。

また、電子装置１００は、回路基板１０の一面Ｓ１側だけがモールド樹脂５０で封止されている。よって、電子装置１００は、ハーフモールドパッケージと言うこともできる。モールド樹脂５０は、コンプレッション成型やトランスファー成型によって形成することができる。

ここで、電子装置１００の製造方法の一例を説明する。まず、第１工程では、回路基板１０の一面Ｓ１にパワー素子２０などを実装する。つまり、第１工程では、ボンディングなどによって、回路基板１０とパワー素子２０などとを電気的及び機械的に接続する。その後、第２工程では、回路基板１０と、回路基板１０に実装されたパワー素子２０とにヒートシンク３１を取り付ける。この第１工程及び第２工程によって、回路基板１０にパワー素子２０などが実装された第１構造体が製造される。

その後、第３工程では、パワー素子２０などが実装された回路基板１０の一面Ｓ１にモールド樹脂５０を形成する。この第３工程では、モールド成型用の金型に第１構造体をセットしてモールド成型する。また、上記のように、第３工程は、トランスファー成型やコンプレッション成型を採用できる。

第３工程を実施する際には、基板貫通穴にモールド樹脂５０が入り込まないようにするために、基板貫通穴を棒状の部材で塞ぎつつモールド成型する。この棒状の部材は、金型における回路基板１０の一面Ｓ１に対向する面から基板貫通穴に達する長さのものが好ましい。このような棒状の部材を用いることで、第３工程では、基板貫通穴がモールド樹脂５０で塞がれることなく、基板貫通穴と連通したモールド貫通穴５１を有したモールド樹脂５０を形成できる。

また、第３工程で用いる金型は、シール部５２、凹部５３、素子対向部５４を形成するために、回路基板１０の一面Ｓ１に対向する面が凸状になっている。つまり、金型における回路基板１０の一面Ｓ１に対向する面は、シール部５２、凹部５３に対応する位置が周辺よりも突出しており、素子対向部５４に対応する位置がモールド樹脂５０の縁部に対応する位置よりも突出している。この第３工程によって、第１構造体にモールド樹脂５０が形成された第２構造体が製造される。電子装置１００は、このようにして製造することができる。

ここで、ベース基板２００に対する電子装置１００の取り付け構造に関して説明する。本取り付け構造では、図２に示すように、モールド樹脂５０のモールド反対面がベース基板２００に対向した状態で、電子装置１００がベース基板２００に取り付けられている。また、電子装置１００は、シール部５２とベース基板２００とでＯリング４００を挟み込んだ状態でベース基板２００に取り付けられている。つまり、電子装置１００は、シール部５２にＯリング４００が配置された状態でベース基板２００に取り付けられている。しかしながら、本取り付け構造はこれに限定されない。本取り付け構造は、モールド樹脂５０とベース基板２００との密着性を向上でき、モールド樹脂５０とベース基板２００との間から放熱ゲル３００が漏れるのを抑制できるものであれば、Ｏリング４００とは異なるシール部材でも採用できる。また、本取り付け構造は、モールド樹脂５０とベース基板２００との間から放熱ゲル３００が漏れない程度に、モールド樹脂５０とベース基板２００とが密着していれば、Ｏリング４００を設ける必要がない。

また、電子装置１００は、図１，図２に示すように、ねじ５００によってベース基板２００に固定されている。ねじ５００は、ねじ頭と、ねじ頭から突出して設けられた部位の先端側にねじ溝部が形成されている。ねじ５００は、ねじ頭が回路基板１０の裏面Ｓ５に配置され、ねじ頭から突出して設けられた部位が装置貫通穴に挿入され、且つ、ねじ溝部がモールド樹脂５０から突出している。そして、ねじ５００は、ねじ溝部がベース基板２００にねじ込まれて締結される。このように、電子装置１００は、ベース基板２００に対して、ねじ５００によって、ねじ止めされる。

なお、本取り付け構造は、電子装置１００をベース基板２００に固定するための固定部材としてねじ５００を採用している。しかしながら、本取り付け構造は、これに限定されない。固定部材としては、例えば、回路基板１０の裏面に当接される頭部と、ベース基板２００に挿入されることで弾性変形する変形部と、頭部と変形部とを繋いでいる部位であり基板貫通穴とモールド貫通穴５１に配置される柱状部とを有した固定ピンなどを採用できる。

更に、本取り付け構造は、電子装置１００がベース基板２００に取り付けられることで、第１領域、及び第１領域に連通した第２領域が形成される。この第１領域と第２領域には、電子装置１００から発せられた熱をベース基板２００に伝達するための放熱ゲル３００が配置されている。このように、本取り付け構造では、第１領域と第２領域とに放熱ゲル３００が配置された状態で、電子装置１００がベース基板２００に取り付けられている。なお、電子装置１００とベース基板２００に取り付ける際には、予め第１領域及び第２領域に放熱ゲル３００を充填しておく。電子装置１００から発せられた熱とは、主にパワー素子２０から発せられた熱である。

なお、図２は、被取付面Ｓ４が地面に対して水平になるように配置されたベース基板２００に、鉛直（重力）方向において回路基板１０よりもモールド樹脂５０が下側になるように、電子装置１００が取り付けられている状態を示している。本取り付け構造は、電子装置１００とベース基板２００とが図２に示す状態で取り付けられていると、放熱ゲル３００が第１領域に留まりやすくなり好ましい。

放熱ゲル３００は、流動性を有した放熱剤である。この放熱ゲル３００は、放熱グリスや放熱接着剤なども含むものである。また、第１領域と第２領域に投入される放熱ゲル３００の投入量は、図２に示す状態で、電子装置１００がベース基板２００に取り付けられている場合、図４の関係を保持すると好ましい。図４は、密閉空間体積（V）と放熱ゲル３００の投入量である投入ゲル量（Vgel）との関係を示すグラフである。なお、密閉空間は、第１領域と第２領域を示すものである。よって、密閉空間体積は、第１領域の体積と第２領域の体積とを加算した体積である。投入ゲル量は、第１領域と第２領域に投入する放熱ゲル３００の量である。また、図４における実線は、第１領域と第２領域の全領域に放熱ゲル３００を投入した場合を示している。一方、図４における破線は、第２領域の空気Ｖ１が第１領域に移動しないようにするための最小投入ゲル量（Vgel_min）を示している。本取り付け構造では、図４の関係を保持して、第１領域と第２領域に放熱ゲル３００を投入することで、第２領域の空気Ｖ１が第１領域に移動することを抑制できる。

例えば、図４において、密閉空間体積が１００で、投入ゲル量が１００の場合、第１領域と第２領域の全域が放熱ゲル３００で満たされる。そして、密閉空間体積が１００の場合、放熱ゲル３００は、破線で示す最小投入ゲル量であれば、第１領域に空気Ｖ１ができるのを抑制できる。この放熱ゲル３００の下限量は、対向面Ｓ３に沿う仮想平面と被取付面Ｓ４との間の全領域を満たす量である。つまり、本取り付け構造は、少なくとも、対向面Ｓ３に沿う仮想平面と被取付面Ｓ４との間の全領域が放熱ゲル３００で満たされていればよい。なお、放熱ゲル３００の投入量は、少なくとも図３に示す程度が好ましい。

以上のように、本取り付け構造は、電子装置１００におけるモールド樹脂５０の縁部全周がベース基板２００と密着して、電子装置１００がベース基板２００に取り付けられている。このため、第１領域と第２領域とは、密閉された状態となる。よって、本取り付け構造は、第１領域と第２領域とに配置された放熱ゲル３００が、電子装置１００とベース基板２００との間から漏れ出すことを抑制できる。つまり、本取り付け構造は、ポンピングなどによって、第１領域及び第２領域から放熱ゲル３００が抜けることを抑制できる。

通常、第１領域と第２領域には、これらの領域の体積に応じた量の放熱ゲル３００が配置される。ところが、放熱ゲル３００の量は、放熱ゲル３００の供給誤差やモールド樹脂５０の設計公差などによって、第１領域と第２領域の体積よりも少なくなることもありうる。この場合、第１領域と第２領域には、空気Ｖ１が入ってしまう。

しかしながら、本取り付け構造は、モールド樹脂５０に、パワー素子２０を囲う環状の凹部５３が設けられている。よって、本取り付け構造は、放熱ゲル３００の量が第１領域と第２領域の体積容積よりも少なかったとしても、凹部５３が空気Ｖ１の逃げ場所となり、第１領域に空気が入り込むことを抑制できる。このため、本取り付け構造は、第１領域が放熱ゲル３００で満たされやすくなり、放熱性の低下を抑制できる。

また、モールド樹脂側から電子装置を放熱する取り付け構造では、パワー素子とベース基板との間に空気が入りこむことで十分な放熱性が得られないこともありうる。この場合、電子装置は、パワー素子に機械的に接続されたサーマルビアを回路基板に設け、且つ、サーマルビアに機械的に接続された放熱板を回路基板の裏面に設けることが考えられる。

しかしながら、本取り付け構造では、上記のように放熱性の低下を抑制できるため、サーマルビアや放熱板を設ける必要がない。よって、電子装置１００は、裏面Ｓ５側にも回路素子を実装できる。つまり、本取り付け構造では、回路基板１０に対して回路素子が高密度に実装された電子装置１００とすることもできる。言い換えると、本取り付け構造では、両面実装構造の電子装置１００とすることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。

１０ 回路基板、２０ パワー半導体素子、２１ 抵抗、３１ ヒートシンク、４０ はんだ、５０ モールド樹脂、５１ モールド貫通穴、５２ シール部、５３ 凹部、５４ 素子対向部、１００ 電子装置、２００ ベース基板、３００ 放熱ゲル、４００ Ｏリング、５００ ねじ、Ｖ１ 空気、Ｓ１ 一面、Ｓ２ 底部、Ｓ３ 対向面、Ｓ４ 被取付面、Ｓ５ 裏面

Claims (2)

1. 電子装置が放熱ゲルを介してベース基板にとりつけられる電子装置の取り付け構造であって、
   前記ベース基板は、金属を主成分として構成され、前記電子装置が取り付けられる被取付面（Ｓ４）と有しており、
   前記電子装置は、
   動作することで発熱する発熱回路素子（２０）が一面（Ｓ１）に実装された回路基板（１０）と、
   前記電子装置が前記ベース基板に取り付けられた状態で、前記ベース基板と対向する部位であり、前記一面及び前記発熱回路素子を封止しているモールド樹脂（５０）と、を有しており、
   前記モールド樹脂は、前記電子装置が前記ベース基板に取り付けられた状態で、前記ベース基板との対向面における縁部全周が前記ベース基板と密着するものであり、
   前記密着している部位に囲まれた位置に、前記発熱回路素子を囲う、周辺よりも凹んだ環状の凹部（５３）と、
   前記密着している部位に囲まれた位置に、前記発熱回路素子に対向した素子対向部（５４）と、が形成されており、
   前記電子装置は、前記縁部全周が前記ベース基板と密着した状態で、前記素子対向部と前記被取付面との間に第１領域が形成されると共に、前記第１領域と連通した前記凹部と前記被取付面との間の第２領域とが形成され、前記第１領域と前記第２領域とに前記放熱ゲルが配置された状態で、前記ベース基板に取り付けられていることを特徴とする電子装置の取り付け構造。
2. 前記縁部全周が前記ベース基板とは、環状のシール部材（４００）を介して密着していることを特徴とする請求項１に記載の電子装置の取り付け構造。

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