JP4948613B2 - 樹脂封止形電子制御装置、及びその製造方法 - Google Patents
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Description
例えば下記の特許文献1「電子回路装置及びその製造方法」によれば、高い気密性と耐環境性が要求される用途でも高放熱性と高実装密度の樹脂封止型の電子回路装置を提供するものとして、電子部品を搭載した少なくとも二枚以上の配線基板を熱伝導率の高い熱拡散板に接着剤を介して固着されており、該配線基板と熱拡散板の全体、及び外部接続用端子の一部が熱硬化性樹脂組成物により封止、一体成形されてなる電子回路装置が開示されており、低コストで小型、かつ、高信頼性の電子回路装置を提供することができるとしている。
載されたポリイミド配線基板と、前記多層配線基板及びポリイミド配線基板よりも高い熱伝導率を有する熱拡散板と、外部端子とを有し、前記熱拡散板の一方の面に接着剤を介して前記多層配線基板が固着され、前記熱拡散板の他方の面に接着剤を介してポリイミド配線基板が固着され、前記ポリイミド配線基板が前記熱拡散板の上下をつなぐように折り曲げて固着され、前記ポリイミド配線基板と前記多層配線基板とが電気的に接続され、前記多層配線基板及びポリイミド配線基板と外部端子とが電気的に接続され、前記多層配線基板、ポリイミド配線基板の全面と、前記熱拡散板の一部、及び、前記外部接続端子の一部が熱硬化性樹脂組成物により一体成形されていることを特徴とする自動車用コントロールユニットとなっていて、前記多層配線基板及びポリイミド配線基板と外部端子とはボンディングワイヤによって接続されている。
して熱拡散板の両面に接着固定することによって、配線基板の面積を半減すると共に、熱拡散性を向上させたものであって、一方の配線基板をポリイミド配線基板(可撓性基板)とし、当該ポリイミド基板を折り曲げて他方の基板であるセラミック基板との間の接続を行うようになっている。
しかし、各配線基板は熱拡散板と接着するために片面基板となっていて、回路部品の実
装面積を確保するためには配線基板の面積が大きくなるという問題点があった。
また、配線基板の面積が大きいと、線膨張係数の違いによって繰返しの温度変化に伴う成形外装材との剥離が発生しやすくなるという問題点もあった。
また、かかる両面実装基板を含む電子基板が、成形圧力によって変形しないように工夫された、樹脂封止形電子制御装置の製造方法を提供するものである。
前記支持板は、粘液状の充填材が充填される窓穴部分と、この窓穴部分の両側の少なくとも一方に形成された外部に露出した露出保持部分とを有し、
前記第一,第二の電子基板の少なくとも一方は、前記回路部品が両面実装されているとともに、いずれか一方の前記電子基板には前記充填材を前記窓穴部分に充填するための貫通孔が形成されており、
また前記第一,第二の電子基板は、内面側の周縁部が前記支持板の前記表面及び前記裏面に接着材によって接着固定されているとともに、内面側に実装された内側回路部品が前記窓穴部分に収納されているものである。
また前記第一,第二の電子基板は、内面側の周縁部が前記支持板の表面及び裏面に接着材によって接着固定されているとともに、内面側に実装された内側回路部品が前記窓穴部分に収納されている。
従って、両面実装された内側回路部品は窓穴部分に配置されていることによって、全体としての厚さ寸法を増大させることなく実装面積を拡大し、その結果として製品全体の平面積及び体積を抑制することができる。
また、窓穴部分が充填材によって非空洞化されていることによって、合成樹脂の加圧
成形時における電子基板の変形が防止されると共に、実使用中の環境温度の変化に伴う
空気の膨張,収縮によって、実装回路部品の半田剥離や、電子基板と支持板や外装材との間の剥離が発生するのを防止することができる。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1の樹脂封止形電子制御装置10A(以下、電子制御装置と略称する。)を示す上面図、図2は図1の支持板20Aを示す平面図、図3は図1の電子制御装置10AのIII−III線に沿った矢視断面図、図4は図1の電子制御装置10AのIV−IV線に沿った矢視断面図、図5(A)は図1の電子制御装置の第一の電子基板を示す外面図、図5(B)はその内面図、図6(A)は図1の電子制御装置の第二の電子基板の内面図、図6(B)はその外面図である。
自動車用変速機の変速機制御装置である、この電子制御装置10Aは、伝熱性の板金材である支持板20Aと、この支持板20Aの表裏にそれぞれ接着固定され、基板間接続用配線であるボンディングワイヤ27a,27bを介して接続された第一,第二の電子基板30A,40Aと、第一の電子基板30Aに接続線であるボンディングワイヤ53a,53bを介して接続された多数の外部接続用端子52a,52bと、第一,第二の電子基板30A,40A、ボンディングワイヤ27a,27b,53a,53bの全体を覆い、また支持板20A及び外部接続用端子52a,52bの一部を覆った熱硬化性樹脂で構成された外装材11とを備えている。
また、多数の外部接続用端子52a,52bは、当初は切取り連結部51a,51bによって連結された集合端子板50a,50bを構成しているが、組立最終工程において切取り連結部51a,51bは切断されることによって、バラバラに分割される。
境界スリット22a,22bは、その中心線を境として外側部分が外装材11の被覆されない露出保持部分26a,26bであり、この露出保持部分26a,26bには、壁体
に取付け固定するための取付け穴29a,29bが形成されている。
配線スリット23a,23bは、第一,第二の電子基板30A,30B間を電気的接続するボンディングワイヤ27a,27bが貫通する窓穴である。
配線スリット23a,23bと中央の窓穴部分21との間は平面部26c,26dであって、この平面部26c,26dに対向した第一,第二の電子基板30A,30Bの部位は、発熱部品32,42が搭載される。
第一の電子基板30Aは、両面実装基板であり、図5(A)に示すように、複数の外側回路部品31が外面の半田付ランドに半田付けされており、また図5(B)に示すように、複数の内側回路部品33が内面の半田付ランドに半田付けされている。
その内、支持板20Aの接着面となる内側面に搭載された内側回路部品33は、支持板20Aの窓穴部分21内に収納されている。
外側回路部品41と内側回路部品43とを搭載した第二の電子基板40Aも同様であり、内側回路部品43は、支持板20Aの窓穴部分21に収納されている。
なお、第一の電子基板30Aは、図5(A)に示すように、四隅にそれぞれ第一のスペーサ34a〜34dが半田付けで固定され、また中央に第一のスペーサ34eが半田付けで固定されている。
それぞれの第一のスペーサ34a〜34eは、外装材11を貫通して先端面が外部に露出している。
それぞれの第一のスペーサ44a〜44eは、外装材11を貫通して先端面が外部に露出している。
また、第二の電子基板40Aは、図6(A)に示すように、中央の第三のスペーサ24Aが半田付けで固定されている。この第三のスペーサ24Aは、先端面が第一の電子基板30Aの内面と接触するようになっている。
この第三のスペーサ24Aは、第一の電子基板30Aの内面に固定してもよい。
これらのスペーサ34a〜34e,44a〜44e,24Aは、外装材11を加熱成形するときに、第一,第二の電子基板30A,40Aが変形するのを防止するための補強材になっている。
なお、充填材25の充填方法としては、まず第二の電子基板40Aを支持板20Aの下面に接着固定し、続いて適量の充填材25を窓穴部分21の第二の電子基板40Aに塗布し、続いて第一の電子基板30Aを支持板20Aの上面に押圧し、過剰塗布された充填材25を貫通孔36から溢出させるようにしてもよい。
また、外面であって長辺側縁部にそれぞれ端子接続用ランド37a,37bが対向して設けられている。
第二の電子基板40Aは、内面であって短辺側縁部にそれぞれ基板間接続用ランド48a,48bが対向して設けられている。
支持板20Aの上面に接着、固定された第一の電子基板30Aと、支持板20Aの下面に接着、固定された第二の電子基板40Aとは、左右の配線スリット23a,23bを貫通するボンディングワイヤ27a,27bによって接続されている。
即ち、一方のボンディングワイヤ27aの一端部は、第一の電子基板30Aの基板間接続用ランド38aに接続されており、その他端部は、第二の電子基板40Aの基板間接続用ランド48aに接続されている。
他方のボンディングワイヤ27bの一端部は、第一の電子基板30Aの基板間接続用ランド38bに接続されており、その他端部は、第二の電子基板40Aの基板間接続用ランド48bに接続されている。
他方のボンディングワイヤ53bは、一端部が端子接続用ランド37bに接続されており、他端部が外部接続用端子52bに接続されている。
この発熱部品42は、第二の電子基板40Aの外面パターン71上に搭載されており、この外面パターン71上と内面パターン72とは、複数のスルーホールメッキ73によって熱的に接続されている。
内面パターン72は、伝熱性の接着材45を介して支持板20Aの平面部26c(図2参照)と面接触するようになっている。
なお、第二の電子基板40Aに小孔をあけ、支持板20Aと一体の突起部をこの小孔に嵌入し、発熱部品42の発熱電極をこの突起部に対向させ、対向間隙に伝熱性接着材を充填して伝熱を行うようにしてもよい。
第一,第二の電子基板30A,40Aの表裏の面に平面パターン80が形成されている。この平面パターン80の半田付けランド81の周囲には、半田レジスト材又はシルク印刷用のインク材によって半田流出防止壁82が設けられている。
同様に、配線パターン83の半田付けランド84にも、半田レジスト材又はシルク印刷用のインク材によって半田流出防止壁85が設けられている。
なお、一般の電子基板には、半田付けランドを除く全ての基板面には半田レジスト膜が形成されているが、半田レジスト膜を設けると外装材11との密着性が悪化する。
これに対して、この実施の形態では、全面半田レジスト膜を廃止して、局部のみに半田流出防止壁82を設けることで、半田付けランド81,84における半田量の適正管理が行えるようになっている。
四角形状の仮止め治具60は、集合端子板50a,50bの切取り連結部51a,51bと、支持板20Aの露出保持部分26a,26bとをそれぞれ仮止め固定する治具であり、外部接続用端子52a,52bに対するボンディングワイヤ53a,53bの接続、外装材11の成形処理は、仮止め治具60を取り付けたままで行われる。
なお、図1で示した切取り連結部51a,51bを支持板20Aの露出保持部分26a,26bまで延長して、支持板20Aの露出保持部分26a,26bにねじ止めすることで、仮止め治具60を用いずに対応することができる。
成形金型の上下の金型61,62は、内壁面が仮止め治具60の外壁面に当接して組み入れられて一体化される。
このときには、外装材11の無い、合成樹脂による成形前の電子制御装置10Aである。
金型61,62は、支持板20Aの長手方向であって支持板20Aの一方の端面に対向した部位に樹脂注入口63が形成されている。この樹脂注入口63を通じて、加熱されて溶融した合成樹脂が金型61,62の封鎖された内部に加圧注入される。
先ず、基板製造工程110では、配線パターンや半田付ランド等を生成した第一,第二の電子基板30A,40Aを製造する。
この工程110では、一般的な電子基板と異なり全面半田レジスト膜の生成は行われず、図8で示したように、半田付けランド81,84のみに半田レジスト膜による半田流出防止壁82,85を生成する。
次に、基板実装工程111,112では、第一,第二の電子基板30A,40Aに対して、回路部品31,33,41,43、第一,第二,第三のスペーサ34a〜34e、44a〜44e、24A等の各種部品を半田付けし、またボンディングワイヤ27a,27b、53a,53bを接続するためのボンディングパッドを半田付けする。
この基板実装工程111,112では、第一,第二の電子基板30A,40Aに対して図示しないメタルマスクを介して半田付けランド81,84に半田ペーストを塗布し、各種部品を搭載してからリフロー半田炉によって半田付けする。
なお、第一,第二の電子基板30A,40Aは両面実装基板であり、反対面に対する各種部品の実装と半田付けも同様にして行われる。
但し、この基板接着工程113aに代わる基板接着工程113bとして、先ず第二の電子基板40Aを支持板20Aの裏面に接着材35を用いて接着固定してから、支持板20Aの窓穴部分21に充填材25を塗布し、続いて第一の電子基板30Aを支持板20Aの表面に接着固定し、このとき充填材25が第一の電子基板30Aに設けられた貫通孔36を介して微量溢出するようにしてもよい。
なお、基板接着工程113aでは、接着材35,45を加熱硬化させてから次の工程へ移行するか、又は図示しない仮止め治具であるクリップによって第一,第二の電子基板30A,40Aの脱落を防止しておいてから、後述の窓穴充填工程116aにおいて充填材25の加熱硬化と同時に加熱硬化するようにしてもよい。
但し、接続配線工程114aに代わる接続配線工程114bとして、仮止め治具60を用いないで集合端子板50a,50bを支持板20Aの露出保持部分26a,26bにねじ止めするようにしてもよい。
なお、基板接着工程113aに代わって基板接着工程113bが適用された場合には、基板接着工程113bで既に充填材36の窓穴部分21内への充填が行われているので、窓穴充填工程116aは不要である。
適用される合成樹脂は熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂の何れであってもよい。
続く検査・試験工程119では、製品の外観形状や寸法検査及び性能検査を行って完成品を得る。
なお、基板接着工程113a,113bでの基板接着には、例えばシリコン樹脂組成物である熱硬化性樹脂を用いた接着材が使用されている。
また、窓穴充填工程116a,116bにおける窓穴充填では、例えばシリコン樹脂組成物である熱硬化性樹脂を用いたポッティング材が使用されている。
これ等の熱硬化性樹脂は、常温での粘度が接着材或いは充填材に適した流動性のものが選択されると共に、例えば150℃以下の温度で加熱することによって一旦硬化すると、再加熱によって溶融軟化しない特徴がある。
樹脂成型工程117において使用される例えばエポキシ樹脂組成物である熱硬化性樹脂も同様であり、電子部品が損傷したり電子基板の半田が溶融しない例えば150℃以下の温度で加圧成形され、自然放置又は強制冷却によって一旦硬化すると再加熱によって溶融軟化しないようになっている。
なお、外装材用の合成樹脂として熱可塑性樹脂が使用された場合には、再加熱によって
軟化,溶融するので、素材を分離した廃品処理を行うのに適している。
従って、両面実装された回路部品31,33,41,43は窓穴部分21に配置することができ、全体としての厚さ寸法を増大させることなく実装面積を拡大し、その結果として製品全体の平面積及び体積を抑制することができる。
また、窓穴部分21が充填材25によって非空洞化されているので、樹脂成形工程117での合成樹脂の加圧成形時における第一,第二の電子基板30A,40Aの変形が防止される。また、実使用中の環境温度の変化に伴う空気の膨張,収縮によって、実装された回路部品31,33,41,43の半田剥離や、第一,第二の電子基板30A,40Aと支持板20A、外装材11との間の剥離が発生するのを防止することもできる。
従って、発熱部品32,42の発生熱は、接着材35,45、支持板20Aの平面部26c,26dを通じて被取付け壁体に伝熱拡散するので、発熱部品32,42を有する第一,第二の電子基板30A,40Aであっても、製品を小型化することができる。
従って、外装材11を加圧成形するときに、第一の電子基板30Aに設けられた第一のスペーサ34a〜34eは上型61の内壁面に当接することによって第一の電子基板30Aの上方向の撓み変形が防止され、また第二の電子基板40Aに設けられた第二のスペーサ44a〜44eは下型62の内壁面と当接し、第二の電子基板40Aの下方向の撓み変形が防止される。
また、支持板20Aの窓穴部分21には、第一の電子基板30Aと第二の電子基板40Aとの間にあって、支持板20Aの厚さ寸法に相等する第三のスペーサ24Aが介在設置されており、外装材11を加圧成形するとき、第一の電子基板30A及び第二の電子基板40Aが互いに接近する撓み変形が防止される。
このように、第一,第二のスペーサ34a〜34e、44a〜44e、第三のスペーサ24Aは、それぞれ補強材として機能しているので、第一,第二の電子基板30A,40Aが支持板20Aに全面接着されていなくても、外装材11を加圧成形するときに第一,第二の電子基板30A,40Aが変形するのを防止することができる。
また、第一,第二の電子基板30A,40Aの外郭四辺のうち、配線スリット23a,23bと並行の対辺には、基板間接続用ランド38a,38b、48a,48bが設けられ、ボンディングワイヤ27a,27bによって第一,第二の電子基板30A,40A間が接続されている。また、第一電子基板30Aは、外郭四辺のうち、配線スリット23a,23bと直交する対辺には、複数の端子接続用ランド37a,37bが配列されて、ボンディングワイヤ53a,53bによって外部接続用端子52a,52bと接続されている。
また、外部接続用端子52a,52bは、配線スリット23a,23bに対して直交対辺に集中して配列することができとともに、ボンディングワイヤ53a,53bの配線接続作業は、ボンディングワイヤ27a,27bに邪魔されることなく行うことができ、配線接続作業性が向上する。
従って、外部接続用端子52a,52bに対するワイヤボンディング作業は、第一の電子基板30A側の一方の面から接続すればよいので、作業性が向上する。
また、一方の面からワイヤボンディング作業を行うので、第一,第二の電子基板30A,40Aの端部を階段状に配置する必要がないので、電子基板30A,40Aの幅寸法を抑制することができる。
基板実装工程111,112、基板接着工程113a,113b、接続配線工程114a,114b,115、窓穴充填工程116a,116b、樹脂成形工程117及び後処理工程118を含んでおり、熱硬化性樹脂である接着材35,45と充填材25を加熱硬化させた後に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂によって外装材11が一体成形されるようになっている。
従って、熱硬化性樹脂は一旦硬化すると再加熱によって溶融軟化することがなく、一体
成形を行っても支持板20Aと第一,第二の電子基板30A,40Aは確実に一体化される。
従って、基板製造工程110において、従来半田付けランド以外の全面に設けられていた半田レジスト膜の生成工程が省略されるとともに、外装材11と第一,第二の電子基板30A,40A間の接着性が改善され、外装材11の剥離の発生が抑制される。
図12はこの発明の実施の形態2の電子制御装置10Bの支持板20Bを示す平面図、図13は電子制御装置10Bを支持板20Bの短手方向に沿って切断したときの断面図、図14は電子制御装置10Bを支持板20Bの長手方向に沿って切断したときの断面図、図15(A)は電子制御装置10Bの第一の電子基板30Bを示す外面図、図15(B)はその内面図、図16(A)は電子制御装置10Bの第二の電子基板40Bの内面図、図16(B)はその外面図である。
この電子制御装置10Bは、伝熱性の板金材である支持板20Bと、この支持板20Bの表裏にそれぞれ接着固定され基板間接続用配線であるフレキシブルケーブル27cを介して接続された第一,第二の電子基板30B,40Bと、第一の電子基板30Bにボンディングワイヤ53a,53bを介して接続された多数の外部接続用端子52a,52bと、第一,第二の電子基板30B,40B、フレキシブルケーブル27c及びボンディングワイヤ53a,53bの全体を覆い、また支持板20A及び外部接続用端子52a,52bの一部を覆った熱硬化性樹脂で構成された外装材11とを備えている。
一方の境界スリット22cは、フレキシブルケーブル27cが貫通する配線スリットを兼用しており、他方の境界スリット22aよりは幅広である。
境界スリット22aの中心線、又は境界スリット22cの1/4分割線を境として、外側部分は外装材11が被覆されない露出保持部分26a,26bである。この露出保持部分26a,26bには、壁体(図示せず)に取付け固定するための取付け穴29a,29bが形成されている。
境界スリット22a,22cと窓穴部分21a,21bとの間の部位である平面部26e,26fに対向した第一,第二の電子基板30B,40Bの部位は、発熱部品32,42が搭載されている。
第一の電子基板30Bは、両面実装基板であり、図15(A)に示すように、複数の外側回路部品31が外面の半田付ランドに半田付けされており、図15(B)に示すように、複数の内側回路部品33が外面の半田付ランドに半田付けされている。
その内、支持板20Bの接着面となる内側面に搭載された内側回路部品33は、支持板20Bの窓穴部分21a,21b内に収納されている。
外側回路部品41と内側回路部品43とを搭載した第二の電子基板40Bも同様であり、内側回路部品43は、支持板20Bの窓穴部分21a,21bに収納されている。
なお、第一の電子基板30Bは、図15(A)に示すように、四隅にそれぞれ第一のスペーサ34a〜34dが半田付けで固定され、また中央に第一のスペーサ34eが半田付けで固定されている。
それぞれの第一のスペーサ34a〜34eは、外装材11を貫通して先端面が外部に露出している。
それぞれの第一のスペーサ44a〜44eは、外装材11を貫通して先端面が外部に露出している。
これらのスペーサ34a〜34e,44a〜44e及び第三のスペーサである仕切壁24Bは、外装材11を加熱成形するときに、第一,第二の電子基板30B,40Bが変形するのを防止するための補強材になっている。
なお、充填材25の充填方法としては、まず第二の電子基板40Bを支持板20Bの下面に接着固定し、続いて適量の充填材25を窓穴部分21a,21bの第二の電子基板40Bに塗布し、続いて第一の電子基板30Bを支持板20Bの上面に押圧し、過剰塗布された充填材25を貫通孔36から溢出させるようにしてもよい。
他方のボンディングワイヤ53bは、一端部が端子接続用ランド37bに接続されており、他端部が外部接続用端子52bに接続されている。
なお、基板間接続用コネクタ38c,48cのどちらか一方を廃止して、フレキシブルケーブル27cの端部を直接半田付けするようにしてもよい。
また、フレキシブルケーブル27cとしては一般に公知であるフラットケーブル又はフレキシブル基板を使用することができる。
また、フレキシブルケーブルは、左右の境界スリット22a,22cを貫通する2本のフレキシブルケーブルを用いて、第一の電子基板30Bと第二の電子基板40Bとを電気的に接続してもよい。
また、第一の電子基板30Bの端子接続用ランド37a,37bにはボンディングパッドが半田付されていて、このボンディングパッドと外部接続用端子52a,52bとをボンディングワイヤ53a,53bによって接続する。
その他の構成は、実施の形態1と同じである。
従って、境界スリット22cにフレキシブルケーブル27cを貫通させることによって境界部位に接続線が露出することがなく、外装材11と支持板20Bとの境界剥離の発生を抑制することができる。
この実施の形態2による電子制御装置10Bにおける他の作用、効果は、実施の形態1と同じであり、その説明は省略する。
図17はこの発明の実施の形態3の電子制御装置10Cの支持板20Cの平面図、図18は図17の支持板20Cの短手方向に沿って切断したときの電子制御装置10Cを示す断面図、図19は図17の支持板20Cの長手方向に沿って切断したときの電子制御装置10Cの断面図、図20(A)は電子制御装置10Cの第一の電子基板30Cを示す外面図、図20(B)はその内面図、図21(A)は電子制御装置10Cの第二の電子基板40Cの内面図、図21(B)はその外面図である。
この電子制御装置10Cは、伝熱性の板金材である支持板20Cと、この支持板20Cの表裏にそれぞれ接着固定され、基板間接続用配線である基板間接続用コネクタ38d,48dを介して接続された第一,第二の電子基板30C,40Cと、第一の電子基板30Cにボンディングワイヤ53a,53bを介して接続された多数の外部接続用端子52a,52bと、第一,第二の電子基板30C,40C、基板間接続用コネクタ38d,48dの全体を覆い、また支持板20C及び外部接続用端子52a,52bの一部を覆った熱硬化性樹脂で構成された外装材11とを備えている。
また、多数の外部接続用端子52a,52bは、当初は切取り連結部51a,51bによって連結された集合端子板50a,50bを構成しているが、組立最終工程において切取り連結部51a,51bは切断されることによって、バラバラに分割される。
境界スリット22a,22bは、その中心線を境として外側部分が外装材11の被覆されない露出保持部分26a,26bであり、この露出保持部分26a,26bには、壁体
に取付け固定するための取付け穴29a,29bが形成されている。
境界スリット22a,22bと中央の窓穴部分21cとの間は平面部26g,26hであって、この平面部26g,26hに対向した第一,第二の電子基板30A,30Bの部位は、発熱部品32,42が搭載される。
第一の電子基板30Cは、両面実装基板であり、図20(A)に示すように、複数の外側回路部品31が外面の半田付ランドに半田付けされており、また図20(B)に示すように、複数の内側回路部品33が内面の半田付ランドに半田付けされている。
また、第一の電子基板30Cの内面には、基板間接続用コネクタ38dが設けられている。
その内、支持板20Cの接着面となる内側面に搭載された内側回路部品33及び基板間接続用コネクタ38dは、支持板20Aの窓穴部分21c内に収納されている。
また、第二の電子基板40Cは、両面実装基板であり、図21(B)に示すように、複数の外側回路部品41が外面の半田付ランドに半田付けされており、また図20(A)に示すように、複数の内側回路部品43が内面の半田付ランドに半田付けされている。
また、第二の電子基板40Cの内面には、基板間接続用コネクタ48dが設けられている。
その内、支持板20Cの接着面となる内側面に搭載された内側回路部品43及び基板間接続用コネクタ48dは、支持板20Aの窓穴部分21c内に収納されている。
一対の結合された基板間接続用コネクタ38d,48dは、窓穴部分21cの中央部に位置しており、この結合された基板間接続用コネクタ38d,48dの高さ寸法は、第一,第二の電子基板30C,40C間の空隙寸法と一致している。
なお、第一の電子基板30Cは、図20(A)に示すように、四隅と中央にそれぞれ第一のスペーサ34a〜34eが半田付けで固定されている。
それぞれの第一のスペーサ34a〜34eは、外装材11を貫通して先端面が外部に露出している。
それぞれの第二のスペーサ44a〜44eは、外装材11を貫通して先端面が外部に露出している。
これらのスペーサ34a〜34e,44a〜44e,及び結合された基板間接続用コネクタ38d,48dは、外装材11を加熱成形するときに、第一,第二の電子基板30C,40Cが変形するのを防止するための補強材になっている。
なお、充填材25の充填方法としては、まず第二の電子基板40Cを支持板20Cの下面に接着固定し、続いて適量の充填材25を窓穴部分21cの第二の電子基板40Cに塗布し、続いて第一の電子基板30Cを支持板20Cの上面に押圧し、過剰塗布された充填材25を貫通孔36から溢出させるようにしてもよい。
他方のボンディングワイヤ53bは、一端部が端子接続用ランド37bに接続されており、他端部が外部接続用端子52bに接続されている。
また、第一の電子基板30Cに設けられた端子接続用ランド37a,37bにはボンディングパッドが半田付されていて、当該ボンディングパッドと外部接続用端子52a,52bとの間はボンディングワイヤ53a,53bによって接続される。
なお、ボンディングワイヤとしては例えばアルミ細線が使用され、ボンディングパッド
を半田付けせず配線パターンに直接接続することも可能である。
電子制御装置10Cの製造方法において、他は、実施の形態1の電子制御装置10Cと同じであり、その説明は省略する。
22a,22bと直交する対辺には複数の端子接続用ランド37a,37bが配列されて、前記外部接続用端子52a,52bに接続される。
このように、第一,第二の電子基板30C,40Cは互いに対向する内面側において基板間接続用コネクタ38d,48dが設けられている。
従って、第一,第二の電子基板30C,40C間を接続するための配線スリットを支持板20Cに設ける必要がなくなると共に、変形による第一,第二の電子基板30C,40C間の寸法変化を規制するための第三のスペーサも不要となる。
その他の作用、効果は、実施の形態1の電子制御装置10Aと同じであり、その説明は省略する。
しかし、例えば第一の電子基板30A,30B,30Cは発熱部品32,42を持たない多層高密度両面実装基板とし、第二の電子基板40A,40B,40C発熱部品32,42が搭載された片面実装基板であっても、この発明は適用できる。
また、基板材質としては安価なエポキシ樹脂基板としたが、セラミック基板を使用すれ
ば発熱部品に対する伝熱性能が高く、高密度実装が行えてより小型の樹脂封止形電子制御装置を得ることができる。
また、発熱部品32,42が接近配置される支持板20A,20B,20Cの平面部26c,26d,26e,26f,26g,26hは、窓穴部分21,21a,21b,21cの四辺のどの位置に設けてもよい。
また、実施の形態1,3の支持板20A,20Cにおいて、一個の境界スリットを設けると共に、この境界スリットと並行に一個の配線スリットを設けるようにしてもよい。
また、実施の形態2の支持板20Bにおいて、境界スリットは一個であってもよい。
また、実施の形態2,3の発熱部品32,42の取付け構造は、図7に示したものと同じであり、また半田付けランド81,84の半田流出防止壁82,85についても、図8に示したものと同じである。
例えば、水冷式自動車用エンジン制御装置のラジェータファンの駆動制御装置、自動車用エンジン制御装置の吸気量検出制御装置であっても、この発明は適用できる。
20A,20B,20C 支持板、 21 窓穴部分、
21,21a,21b 窓穴部分、 21c 窓穴部分、
22a,22b 境界スリット、 22c 境界スリット、
23a,23b 配線スリット、 24A 第三のスペーサ、
24B 仕切壁(第三のスペーサ)、 25 充填材、
26a,26b 露出保持部分、
27a,27bボンディングワイヤ(基板間接続用配線)、
27c フレキシブルケーブル(基板間接続用配線)、
30A,30B,30C 第一の電子基板、 31 外側回路部品、
32 発熱部品、 33 内側回路部品、
34a〜34e 第一のスペーサ、 35 接着材、
36 貫通孔、 37a,37b 端子接続用ランド、
38a,38b 基板間接続用ランド、 38c 基板間接続用コネクタ、
38d 基板間接続用コネクタ(第三のスペーサ、基板間接続用配線)、
40A,40B,40C 第二の電子基板、 41 外側回路部品、
42 発熱部品、43 内側回路部品、
44a〜44e 第二のスペーサ、 45 接着材、
48a,48b 基板間接続用ランド、 48c 基板間接続用コネクタ、
48d 基板間接続用コネクタ(第三のスペーサ、基板間接続用配線)、
50a,50b 集合端子板、 51a,51b 切取り連結部、
52a,52b 外部接続用端子、 53a,53b ボンディングワイヤ(接続線)、
60 仮止め治具、 61 金型(上型)、62 金型(下型)、63 樹脂注入口、
80 平面パターン、81 半田付けランド、82 半田流出防止壁、83 配線パターン、84 半田付けランド、85半田流出防止壁、
110 基板製造工程、 111,112 基板実装工程、
113a,113b 基板接着工程、114a,114b,115 接続配線工程、
116a,116b 窓穴充填工程、117 樹脂成形工程、 118 後処理工程。
Claims (11)
- 回路部品が実装されているともに複数の外部接続用端子と電気的に接続された、第一,第二の電子基板と、
この第一,第二の電子基板がそれぞれ表面及び裏面に接着された熱伝導性の支持板と、
前記第一,第二の電子基板の全体と前記外部接続用端子及び前記支持板の一部とを合成樹脂で被覆した外装材とを備えた樹脂封止形電子制御装置であって、
前記支持板は、粘液状の充填材が充填される窓穴部分と、この窓穴部分の両側の少なくとも一方に形成された外部に露出した露出保持部分とを有し、
前記第一,第二の電子基板の少なくとも一方は、前記回路部品が両面実装されているとともに、いずれか一方の前記電子基板には前記充填材を前記窓穴部分に充填するための貫通孔が形成されており、
また前記第一,第二の電子基板は、内面側の周縁部が前記支持板の前記表面及び前記裏面に接着材によって接着固定されているとともに、内面側に実装された内側回路部品が前記窓穴部分に収納されている
ことを特徴とする樹脂封止形電子制御装置。 - 前記支持板は、前記窓穴部分の周縁部に伝熱性の接着材が塗布された平面部を有しており、
前記第一,第二の電子基板は、前記接着材を介して固定されているとともに、少なくとも一方の外面側に実装された発熱部品が前記平面部に対向した部位に実装されており、
前記支持板は、前記露出保持部分が伝熱性の被取付体に固定されることを特徴とする請求項1に記載の樹脂封止形電子制御装置。 - 前記支持板は、一個の前記窓穴部分を有しており、
前記第一,第二の電子基板は、それぞれの外面側に第一,第二のスペーサが立設され、
また、前記窓穴部分には、両端面が前記第一,第二の電子基板の内側面に当接した第三のスペーサが配置され、
前記第一,第二のスペーサは、金型内に前記合成樹脂を注入して前記外装材を加圧成形するときに、先端面が金型の内壁面に当接するようになっていることを特徴とする請求項1または2に記載の樹脂封止形電子制御装置。 - 前記支持板は、複数個の前記窓穴部分を有しており、
前記第一,第二の電子基板は、それぞれの外面側に第一,第二のスペーサが立設され、
また、隣接した前記窓穴部分間の仕切壁は、両面が前記第一,第二の電子基板の内側面に当接した第三のスペーサであり、
前記第一,第二のスペーサは、金型内に前記合成樹脂を注入して前記外装材を加圧成形するときに、先端面が金型の内壁面に当接するようになっていることを特徴とする請求項1または2に記載の樹脂封止形電子制御装置。 - 前記支持板は、前記露出保持部分と前記外装材との境界部位に少なくとも一個の境界スリットが形成されていると共に、この境界スリットと並行して少なくとも1個の配線スリットが形成され、
前記第一,第二の電子基板は、外郭四辺のうち前記配線スリットと並行する対辺の少なくとも一方にはそれぞれ基板間接続用ランドが配列され、それぞれの基板間接続用ランドに両端部が接続されたボンディングワイヤにより互いに接続されていると共に、
前記配線スリットと直交する対辺の少なくとも一方には複数の端子接続用ランドが配列され、この端子接続用ランドと前記外部接続用端子とは接続線を介して接続されることを特徴とする請求項1ないし4の何れか1項に記載の樹脂封止形電子制御装置。 - 前記支持板は、前記露出保持部分と前記外装材との境界部位に少なくとも一個の境界スリットが形成され、
前記第一,第二の電子基板は、外郭四辺のうち前記境界スリットと並行する対辺の少な
くとも一方には基板間接続用コネクタが設けられ、この基板間接続用コネクタに両端部が接続されたフレキシブルケーブルにより互いに接続されていると共に、
前記境界スリットと直交する対辺の少なくとも一方には複数の端子接続用ランドが配列され、この端子接続用ランドと前記外部接続用端子とは接続線を介して接続されることを特徴とする請求項1ないし4の何れか1項に記載の樹脂封止形電子制御装置。 - 前記支持板は、前記露出保持部分と前記外装材との境界部位に少なくとも一個の境界スリットが形成され、
前記第一,第二の電子基板は、互いに対向する内面側において一対の基板間接続用コネクタが設けられているとともに、この連結した基板間接続用コネクタの寸法は基板間寸法と合致しており、
前記境界スリットと直交する対辺の少なくとも一方には複数の端子接続用ランドが配列され、この端子接続用ランドと前記外部接続用端子とは接続線を介して接続されることを特徴とする請求項1ないし4の何れか1項に記載の樹脂封止形電子制御装置。 - 前記端子接続用ランドは、前記第一の電子基板に設けられており、
前記第二の電子基板は、前記基板間接続用配線を介して前記第一の電子基板に接続され、前記端子接続用ランド、前記接続線を経由して前記外部接続用端子に接続されることを特徴とする請求項5ないし7の何れか1項に記載の樹脂封止形電子制御装置。 - 請求項1に記載の樹脂封止形電子制御装置の製造方法であって、
前記第一,第二の電子基板の基板間の接続及び前記外部接続用端子の接続と、前記充填
材を前記窓穴部材に充填して加熱硬化を行った後に、金型内において溶融した前記合成樹脂を注入して前記外装材を加圧成形する樹脂成形工程を含むことを特徴とする樹脂封止形電子制御装置の製造方法。 - さらに、前記第一,第二の電子基板に対して前記回路部品を実装半田付けする基板実装工程と、
前記第一,第二の電子基板の周縁部を、熱硬化性樹脂による前記接着材によって前記支持板の表面と裏面に固定する基板接着工程と、
前記複数の外部接続用端子を連結した集合端子板と、前記第一,第二の電子基板を固定した前記支持板とを予め仮止め一体化し、前記第一,第二の電子基板間の接続と前記外部接続用端子に対する接続を行う接続配線工程と、
前記基板接着工程の後、前記貫通孔を介して前記窓穴部分に熱硬化性樹脂である粘液状の充填材を注入するか、若しくは前記第二の電子基板を前記支持板の裏面に接着固定してから、前記窓穴部分に熱硬化性樹脂である粘液状の充填材を塗布し、続いて前記第一の電子基板を前記支持板の表面に接着することによって前記充填材を前記貫通孔から溢出させる窓穴充填工程と、
前記樹脂成形工程の後、前記集合端子板の切取り連結部を切断する後処理工程と
を含むことを特徴とする請求項9に記載の樹脂封止形電子制御装置の製造方法。 - 前記第一,第二の電子基板を製造する基板製造工程は、前記第一,第二の電子基板に対して、複数の前記回路部品が接続される半田付けランドとこの半田付ランドとつながる平面パターン又は配線パターンとの間に、半田レジスト膜又はシルク印刷によって生成された、溶融半田の流出を防止する半田流出防止壁を形成する防止壁形成工程を有することを特徴とする請求項9または10に記載の樹脂封止形電子制御装置の製造方法。
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