JP2016189487A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モールド樹脂に封止される電子部品と共にモールド樹脂外に配置される電子部品を有する電子装置において、基板を小型化できる電子装置を提供する。
【解決手段】モールド樹脂４０上に第２電子部品５０を配置する。これによれば、基板１０の一面１１のうちのモールド樹脂４０で封止されていない部分に第２電子部品５０が配置された電子装置と比較して、基板１０を小型化できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板に搭載された第１電子部品がモールド樹脂で封止され、当該モールド樹脂上に第２電子部品が搭載された電子装置に関するものである。

従来より、例えば、特許文献１には、一面および他面を有する基板を備え、この基板の一面に電子部品が搭載されると共に、基板の一面側および電子部品がモールド樹脂で封止された電子装置が提案されている。

特開２０１０−１４１１５８号公報

ところで、このような電子部品がモールド樹脂で封止された電子装置において、さらに電子部品を搭載した電子装置とすることが考えられる。この場合、単純には、基板の一面のうちのモールド樹脂で封止されていない部分に新たな電子部品を配置することになるが、この構造では新たな電子部品の分だけ基板が大型化してしまう。

なお、モールド樹脂外に新たに配置される電子部品としては、例えば、モールド樹脂を成形する際の成形圧で破壊される可能性が高い電子部品等が挙げられる。

本発明は上記点に鑑みて、モールド樹脂に封止される電子部品と共にモールド樹脂外に配置される電子部品を有する電子装置において、基板を小型化できる電子装置を提供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、一面（１１）および一面と反対側の他面（１２）を有する基板（１０）と、基板の一面に搭載された第１電子部品（２０、３０）と、第１電子部品と共に基板の一面側を封止するモールド樹脂（４０）と、を備え、モールド樹脂上には、第２電子部品（５０）が配置され、モールド樹脂は、基板の一面における所定領域が露出するように配置され、基板には、基板の一面に対する法線方向から視たとき、モールド樹脂から露出する部分であって、モールド樹脂における基板の一面と交差する一側面と当該一側面と相対する基板の端部との間に、一面と他面との間を貫通するスルーホール（１３ａ）に金属膜（１３ｂ）が形成された複数のスルーホール電極（１３）が形成されており、第２電子部品は、本体部（５０ａ）と、本体部に備えられる接続端子（５０ｂ）を有すると共に、スルーホール電極とはんだ（１５）を介して接続端子が接続されていることを特徴としている。

これによれば、基板の一面のうちのモールド樹脂で封止されていない部分に第２電子部品が配置された電子装置と比較して、基板を小型化できる。

なお、この欄および特許請求の範囲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ものである。

本発明の第１実施形態における電子装置の平面図である。 図１中のII−II線に沿った断面図である。 図１中のIII−III線に沿った断面図である。 本発明の第２実施形態における電子装置の断面図である。 本発明の第３実施形態における電子装置の断面図である。 本発明の第４実施形態における電子装置の断面図である。 本発明の第５実施形態における電子装置の断面図である。 本発明の第６実施形態における電子装置の断面図である。 本発明の他の実施形態における電子装置の断面図である。 本発明の他の実施形態における電子装置の断面図である。

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、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、この電子装置は、例えば、自動車等の車両に搭載され、車両用の各装置を駆動するための装置として適用されると好適である。

図１〜図３に示されるように、電子装置は、基板１０、第１電子部品２０、３０、モールド樹脂４０、第２電子部品５０等を有する構成とされている。

基板１０は、第１電子部品２０、３０が搭載されると共にモールド樹脂４０が配置される一面１１と、一面１１の反対面となる他面１２とを有する板状部材とされ、本実施形態では平面形状が矩形状とされている。そして、本実施形態の基板１０は、エポキシ樹脂等の樹脂をベースとした配線基板とされ、例えば、貫通基板やビルドアップ基板等によって構成されている。

基板１０には、内層配線もしくは表層配線等によって構成される図示しない配線パターンが形成されている。なお、この配線パターン（表層配線）は、第１電子部品２０、３０と共にモールド樹脂４０で封止されていると共にモールド樹脂４０の外側まで延設されている。

また、基板１０には、モールド樹脂４０から露出する部分に、一面１１と他面１２との間を貫通するスルーホール１３ａの壁面に配線パターンと電気的に接続される金属膜１３ｂが形成されたスルーホール電極１３が備えられている。

第１電子部品２０、３０は、基板１０に実装されることで配線パターンに電気的に接続されるものであり、表面実装部品等が用いられる。本実施形態の場合、第１電子部品２０、３０として、半導体素子２０および受動素子３０を例に挙げてあり、いずれもモールド樹脂４０の成形圧によって破壊されないものである。

半導体素子２０としては、マイコンや制御素子もしくはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等のパワー素子等が挙げられる。そして、この半導体素子２０は、ボンディングワイヤ２１およびはんだ等のダイボンド材２２により、基板１０のランド１４に接続されている。

また、受動素子３０としては、チップ抵抗、チップコンデンサ、水晶振動子等が挙げられる。そして、この受動素子３０は、はんだ等のダイボンド材３１により、基板１０のランド１４に接続されている。

なお、ランド１４は、配線パターンと接続されているか、もしくは配線パターンの一部によって構成されている。このため、第１電子部品２０、３０は、基板１０に形成された配線パターンに電気的に接続され、配線パターンに接続されたスルーホール電極１３を通じて外部回路と電気的に接続可能とされている。

モールド樹脂４０は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等より構成されるものであり、金型を用いたトランスファーモールド法やコンプレッションモールド法により形成されている。本実施形態のモールド樹脂４０は、スルーホール電極１３および基板１０の他面１２側が露出すると共に第１電子部品２０、３０および基板１０の一面１１側が封止されるように形成され、いわゆるハーフモールド構造とされている。

また、モールド樹脂４０は、基板１０の一面１１側と反対側がこの一面１１と平行となる一面４０ａとされており、当該一面４０ａに基板１０の一面１１側に凹む凹部４１が形成されている。本実施形態では、凹部４１は、一面４０ａの３箇所に形成され、それぞれ壁面が第２電子部品５０の外形に沿った円弧状とされている。

なお、本実施形態では、モールド樹脂４０の一面４０ａが本発明のモールド樹脂における基板と反対側の部分に相当している。また、このような凹部４１は、凹部４１に対応する突出部を備えた金型を用いてモールド樹脂４０を形成したり、モールド樹脂４０を形成した後に一面４０ａ側からレーザ加工等を行って樹脂を除去することで形成される。

第２電子部品５０は、本実施形態では３個備えられ、それぞれモールド樹脂４０を成形する際の成形圧で破壊される可能性があるスルーホール実装部品であり、例えば、電界コンデンサ、コイル、ダイオード、トランジスタ、シャント抵抗、ジャンパー線等である。ここでは、第２電子部品５０として電解コンデンサを例に挙げてあり、外形が円柱状の本体部５０ａに本体部５０ａの長手方向の一端部に接続端子５０ｂが備えられたものである。そして、本体部５０ａは、モールド樹脂４０の凹部４１の壁面に沿って当該凹部４１内の区画された空間に位置するように配置されている。つまり、本体部５０ａは、凹部４１に嵌合するように配置されてモールド樹脂４０と接している。そして、接続端子５０ｂがスルーホール１３ａに挿入されて金属膜１３ｂとはんだ１５を介して電気的、機械的に接続されている。

なお、本実施形態では、本体部５０ａは凹部４１に当接して固定されておらず、第２電子部品５０は、接続端子５０ｂがはんだ１５を介して金属膜１３ｂに機械的に接続されることによって固定されている。また、本体部５０ａは、モールド樹脂４０の一面４０ａから一部が突出するように凹部４１に備えられている。さらに、接続端子５０ｂは、例えば、銅合金に錫メッキやニッケルメッキが施されたものにより構成されている。

以上説明したように、本実施形態では、モールド樹脂４０上に第２電子部品５０が配置されている。このため、基板１０の一面１１のうちのモールド樹脂４０で封止されていない部分に第２電子部品５０が配置された電子装置と比較して、基板１０を小型化できる。

また、モールド樹脂４０の一面４０ａに凹部４１が形成され、第２電子部品５０の本体部５０ａが凹部４１内の区画された空間に位置している。このため、単純にモールド樹脂４０上に第２電子部品５０の本体部５０ａが配置された電子装置と比較して、さらに電子装置の小型化を図ることができる。

また、凹部４１は本体部５０ａの外形に沿った形状に凹んでおり、本体部５０ａは凹部４１に沿って配置されることで基板１０に対して位置決めされている。このため、本体部５０ａの搭載位置がばらつくことを抑制できる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して第２電子部品５０を凹部４１に固定したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図４に示されるように、本実施形態では、第２電子部品５０は、接着剤やゲル等の接合部材５１を介して凹部４１に固定されている。つまり、第２電子部品５０（本体部５０ａ）は、接合部材５１を介してモールド樹脂４０（凹部４１）に接するように配置されている。

これによれば、電子装置が振動の大きい環境下で用いられたとしても、本体部５０ａも凹部４１に固定されているため、接続端子５０ｂとはんだ１５との接合部のみに応力が集中することを抑制でき、はんだ１５の寿命を長くできる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してモールド樹脂４０に凹部４１を形成しないものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図５に示されるように、本実施形態では、モールド樹脂４０に凹部４１が形成されていない。そして、第２電子部品５０（本体部５０ａ）は、モールド樹脂４０と当接するように、モールド樹脂４０の一面４０ａ上に配置されている。なお、本実施形態では、第２電子部品５０として、本体部５０ａが直方体状のものが用いられる。

このような電子装置としても、基板１０の一面１１のうちのモールド樹脂４０で封止されていない部分に第２電子部品５０が配置された電子装置と比較して、基板１０を小型化できる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して第２電子部品５０をモールド樹脂４０から離間して配置したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図６に示されるように、本実施形態では、モールド樹脂４０に凹部４１が形成されていない。そして、第２電子部品５０は、モールド樹脂４０から離間するように、モールド樹脂４０上に配置されている。つまり、第２電子部品５０は、モールド樹脂４０と接しないように、モールド樹脂４０上に配置されている。

これによれば、第２電子部品５０とモールド樹脂４０との間の熱膨張係数の差に起因する応力が発生することを抑制でき、当該応力によって第２電子部品５０が誤作動することを抑制できる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して第２電子部品５０を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図７に示されるように、本実施形態では、モールド樹脂４０に凹部４１が形成されていない。そして、基板１０には、ランド１４の１つに棒状の電極１６がダイボンド材１７を介して搭載されている。具体的には、電極１６は、基板１０の一面１１に対する法線方向と平行となり、モールド樹脂４０の一面４０ａから一部（先端面）が露出するように搭載されている。

また、本実施形態の第２電子部品５０は、磁界に応じたセンサ信号を出力するホール素子等が形成されたＩＣ素子が用いられ、接続端子５０ｂを有していない。なお、この第２電子部品５０は、モールド樹脂４０を成形する際の成形圧によって破壊される可能性が低いものである。

そして、第２電子部品５０は、図示しない電極等を有しており、導電性接着剤５２等を介してモールド樹脂４０に固定されていると共に、モールド樹脂４０から露出した電極１６と電気的に接続されている。

このように、第２電子部品５０として接続端子を有さず、モールド樹脂４０の成形圧によって破壊される可能性が低いものを用いても、第２電子部品５０をモールド樹脂４０上に配置することにより、基板１０を小型化できる。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、第５実施形態に対してモールド樹脂４０に凹部４１を形成したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図８に示されるように、本実施形態では、モールド樹脂４０には、上記第１実施形態と同様に、一面４０ａに基板１０の一面１１側に凹む凹部４１が形成されている。そして、電極１６は、凹部４１の底面から一部（先端面）が露出するように搭載されている。

第２電子部品５０は、導電性接着剤５２等を介して凹部４１の底面に固定されていると共に、凹部４１の底面から露出した電極１６と電気的に接続されている。また、第２電子部品５０は、基板１０の一面１１側と反対側の部分がモールド樹脂４０の一面４０ａより基板１０側に位置するように、凹部４１に収容されている。つまり、第２電子部品５０は、モールド樹脂４０の一面４０ａから一部が突出しないように凹部４１に収容されている。

これによれば、モールド樹脂４０の一面４０ａに第２電子部品５０を搭載する場合と比較して、第２電子部品５０と被検出物との間隔を短くでき、検出感度を高くできる。

さらに、本実施形態では、第２電子部品５０は、基板１０の一面１１側と反対側の部分がモールド樹脂４０の一面４０ａより基板１０側に位置するように、凹部４１内に収容されている。このため、搬送工程等でモールド樹脂４０の一面４０ａに搬送治具等が接触する場合があったとしても、第２電子部品５０に搬送治具が接触することを抑制でき、第２電子部品５０が破壊されることを抑制できる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記第３実施形態において、図９に示されるように、第２電子部品５０として、本体部５０ａの長手方向における両端部に接続端子５０ｂを有するものを用いてもよい。同様に、上記第１、第２、第４実施形態においても、特に図示しないが、本体部５０ａの長手方向における両端部に接続端子５０ｂを有するものを用いてもよい。

また、上記第第６実施形態において、第２電子部品５０として、凹部４１の底面側と反対側にも電極等が形成されているものも用いることができる。この場合、図１０に示されるように、凹部４１の底面から一部（先端面）が露出する電極１８をさらに備え、当該電極１８と第２電子部品５０とをボンディングワイヤ５３を介して電気的に接続してもよい。また、第２電子部品５０として、凹部４１の底面側と反対側にのみ電極等を有するものを用いることもできる。同様に、上記第５実施形態においても、電極１８を備え、電極１８と第２電子部品５０とをボンディングワイヤ５３を介して電気的に接続してもよい。

なお、電極１８と第２電子部品５０とをボンディングワイヤ５３を介して接続する場合には、凹部４１の底面に電極１８と接続されるパッドを形成し、パッドと第２電子部品５０とをボンディングワイヤ５３を介して電気的に接続してもよい。

さらに、上記第６実施形態において、第２電子部品５０は、一部が凹部４１から突出する大きさのものであってもよい。このような電子装置としても、基板１０を小型できる。

また、上記各実施形態を適宜組み合わせることもできる。例えば、上記第３実施形態に上記第２実施形態に組み合わせ、本体部５０ａとモールド樹脂４０の一面４０ａとの間に接合部材５１を配置し、本体部５０ａをモールド樹脂４０に固定してもよい。つまり、第２電子部品５０（本体部５０ａ）が接合部材５１を介してモールド樹脂４０に接するようにしてもよい。

１０ 基板
１１ 一面
１２ 他面
２０、３０ 第１電子部品
４０ モールド樹脂
４１ 凹部
５０ 第２電子部品

Claims (4)

1. 一面（１１）および前記一面と反対側の他面（１２）を有する基板（１０）と、
   前記基板の一面に搭載された第１電子部品（２０、３０）と、
   前記第１電子部品と共に前記基板の一面側を封止するモールド樹脂（４０）と、を備え、
   前記モールド樹脂上には、第２電子部品（５０）が配置されており、
   前記モールド樹脂は、前記基板の一面における所定領域が露出するように配置され、
   前記基板には、前記基板の一面に対する法線方向から視たとき、前記モールド樹脂から露出する部分であって、前記モールド樹脂における前記基板の一面と交差する一側面と当該一側面と相対する前記基板の端部との間に、前記一面と前記他面との間を貫通するスルーホール（１３ａ）に金属膜（１３ｂ）が形成された複数のスルーホール電極（１３）が形成されており、
   前記第２電子部品は、本体部（５０ａ）と、前記本体部に備えられる接続端子（５０ｂ）を有すると共に、前記スルーホール電極とはんだ（１５）を介して前記接続端子が接続されていることを特徴とする電子装置。
2. 前記第２電子部品は、複数備えら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. 前記第２電子部品は、接合部材（５１）を介して前記モールド樹脂に固定され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。
4. 前記接合部材は、接着剤またはゲルであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子装置。

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