JP5392243B2 - 電子装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、筺体に搭載された配線基板にコネクタを接続してなる電子装置、および、そのような電子装置の製造方法に関する。

一般に、この種の電子装置は、筺体の一面側に位置する搭載面に、配線基板の一方の主面を対向させた状態で、配線基板を搭載面に搭載・固定するとともに、配線基板にコネクタを接続してなるものである。

ここで、コネクタは、樹脂よりなる本体部に当該本体部より突出するピンを設けてなるものであって、当該コネクタは、配線基板に設けられた穴に対してピンを挿入してはんだ付けすることにより、配線基板との電気的接続を行うものである。

従来では、たとえば特許文献１のように、コネクタと筐体とを接着剤を介して接着固定している。しかし、電子装置をエンジン等に直接搭載する場合、エンジン振動によりコネクタが振動するために、接着部に応力が発生して、接着部が破壊し、その結果として、コネクタのピンと配線基板とのはんだ付け部にも応力が発生し、はんだ寿命が低下するという問題がある。

そこで、コネクタと筺体とをねじで固定して、より強固な固定とすることが考えられる。このねじによる固定は、周知ではあるが、従来では、コネクタにおいて樹脂よりなる本体部に穴を設け、この穴に直接金属製のねじを挿入してネジ結合しているため、樹脂製の本体部が割れる可能性が大きい。

この点について、従来より、特許文献２では、コネクタの本体部と筺体とを、別体の金属製のフランジを介してネジ結合することにより、本体部の割れ防止を狙ったものが提案されているが、この場合、コネクタとフランジとが別体であるために、作業性が悪いという問題がある。

特開２００９−１１７２８５号公報 特開２００２−２５２０５３号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、筺体に搭載された配線基板にコネクタを接続してなる電子装置において、別体のフランジを用いることなく、配線基板とコネクタとをネジ止め可能な構成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、５に記載の発明では、配線基板（１０１）と、一面側に配線基板（１０１）が搭載・固定される搭載面（２０１）を有する筐体（２００）と、樹脂よりなる本体部（３０２）に当該本体部（３０２）より突出するピン（３０１）を設けてなるものであって配線基板（１０１）と外部とを電気的に接続するコネクタ（３００）と、を備え、配線基板（１０１）は、当該配線基板（１０１）の一方の主面を搭載面（２０１）に対向させつつ搭載面（２０１）に搭載されており、コネクタ（３００）は、配線基板（１０１）に設けられた穴（１０１ａ）に対してピン（３０１）が挿入されてはんだ付けされたものであり、本体部（３０２）には、金属製のナット（３０３）がインサート成形により設けられており、配線基板（１０１）と本体部（３０２）とは、配線基板（１０１）を貫通してナット（３０３）に挿入された金属製のネジ（３０４）を介して、ネジ（３０４）とナット（３０３）とのネジ結合により固定されていることを特徴としている。

それによれば、コネクタ（３００）の本体部（３０２）にインサート成形によりナット（３０３）が一体化されており、このナット（３０３）を用いてコネクタ（３００）を配線基板（１０１）にネジ結合しているので、従来のように別体のフランジを用いることなく、配線基板（１０１）とコネクタ（３００）とをネジ止め可能な構成を提供することができる。

さらに、請求項１に記載の発明では、筐体（２００）には、搭載面（２０１）から当該搭載面（２０１）とは反対側の面まで貫通する貫通穴（２０５）が設けられており、配線基板（１０１）は、配線基板（１０１）で貫通穴（２０５）を覆う状態で、搭載面（２０１）に搭載されており、コネクタ（３００）は、本体部（３０２）が貫通穴（２０５）に挿入された状態で、配線基板（１０１）に設けられた穴（１０１ａ）に対して当該配線基板（１０１）の一方の主面側からピン（３０１）が挿入されてはんだ付けされたものであり、本体部（３０２）の一部は、貫通穴（２０５）の周囲に広がって搭載面（２０１）と配線基板（１０１）との間に介在する部位である介在部（３０２ａ）とされており、この介在部（３０２ａ）にナット（３０３）が設けられていることを特徴とする。

それによれば、コネクタ（３００）の本体部（３０２）が配線基板（１０１）から外れようとする方向に力が加わる場合に、配線基板（１０１）には筐体（２００）の搭載面（２０１）に押し付けられる方向に力が加わるから、配線基板（１０１）が、がたつきにくくなり、ピン（３０１）に加わる応力が大きくなりにくい。

請求項２に記載の発明では、配線基板（１０１）は筺体（２００）の搭載面（２０１）に対して、接着剤（４００）により接着されていることを特徴とする。

それによれば、配線基板（１０１）と筺体（２００）とが接着固定されるから、一体に振動しやすくなり、ピン（３０１）に加わる応力抑制の点で好ましい。

請求項３に記載の発明では、介在部（３０２ａ）が筐体（２００）と接着されており、介在部（３０２ａ）における筐体（２００）との接着部位には、筐体（２００）側へ突出する凸部（３０５）が形成され、筐体（２００）には凸部（３０５）にかみ合う凹部（２０６）が形成されていることを特徴とする。

それによれば、コネクタ（３００）の本体部（３０２）の介在部（３０２ａ）と筺体（２００）とを接着する場合に、当該両者の接着面積の増加が図れ、接着強度が向上し、好ましい。

請求項４、５に記載の発明では、配線基板（１０１）とコネクタ（３００）の本体部（３０２）とがネジ（３０４）およびナット（３０３）によるネジ結合により固定されている部位では、ネジ（３０４）の先端部は本体部（３０２）より露出して筐体（２００）の搭載面（２０１）に面しており、ネジ（３０４）の先端部が面する搭載面（２０１）の部位は、窪んだ窪み部（２０７）とされており、この窪み部（２０７）に熱伝導性を有する熱伝導性接着剤（４０２）が配置され、この熱伝導性接着剤（４０２）を介してネジ（３０４）と筐体（２００）とが接着されていることを特徴とする。

それによれば、筺体（２００）、配線基板（１０１）、コネクタ（３００）間の接合が熱伝導性接着剤（４０２）により、強固になるとともに、配線基板（１０１）の熱を、ネジ（３０４）から熱伝導性接着剤（４０２）を介して筐体（２００）に放熱することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法であって、配線基板（１０１）の穴（１０１ａ）に、コネクタ（３００）のピン（３０１）を挿入するとともに、ネジ（３０４）を介して配線基板（１０１）とコネクタ（３００）とをねじ止めした後に、ピン（３０１）と配線基板（１０１）とをはんだ接続し、その後、コネクタ（３００）とともに配線基板（１０１）を、筐体（２００）の搭載面（２０１）に搭載して固定することを特徴とする。

それによれば、先にコネクタ（３００）を筺体（２００）に組み付けてから配線基板（１０１）に接続する場合に比べて、コネクタ（３００）のピン（３０１）を配線基板（１０１）の穴（１０１ａ）に位置決めして挿入しやすいなどの点で、作業性に優れるものとなる。

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。

本発明の実施形態に係る電子装置をエンジンブロックに取り付けた状態を示す概略外観図である。 図１中の電子装置の筺体を示す概略斜視図である。 図１中の電子装置の内部構成を示す概略斜視図である。 図３中のＡ−Ａ線に沿った一部概略断面図である。 図３中のＢ―Ｂ線に沿った一部概略断面図である。 図３中のＣ―Ｃ線に沿った一部概略断面図である。 第１の樹脂多層基板、筐体およびコネクタの結合構成を示す概略断面図である。 第１および第２の樹脂多層基板におけるボンディングワイヤの接続の好ましい形態を示す概略断面図である。 筺体における溝の周辺部を示す概略断面図である。 電子装置における突起の周辺部を拡大して示す概略断面図である。 各樹脂多層基板における好ましい形態を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）の概略断面図である。

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、以下の各図相互において、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。

図１は、本実施形態の電子装置１をエンジンブロック２に取り付けた状態を示す概略外観図である。また、図２は、図１中の電子装置１の筺体２００を示す概略斜視図であり、後述する各基板１００、１０１、１０２を筐体２００に接着する接着剤４００を配置した状態にて示し、当該接着剤４００には識別のため点ハッチングを施してある。また、図３は、同電子装置１の内部構成を示す概略斜視図であり、筺体２００に各種部品が取り付けられた状態を示している。

この電子装置１は、図１に示されるように、たとえば車両のエンジンブロック２に取り付けられるＥＣＵとして適用される。電子装置１は、大きくは、筺体２００と、筺体２００内に搭載された各基板１００、１０１、１０２等の部品と、筺体２００に取り付けられて筺体２００内の各部品を被覆保護する蓋３と、筺体２００に搭載された各部品と外部との電気的接続を行うコネクタ３００とを備えて構成されている。

ここで、蓋３は、たとえばアルミダイカストなどの金属よりなる。また、コネクタ３００には、さらに外部から雌コネクタ４が接続され、この雌コネクタ４を介して、電子装置１は、エンジンに設けられている各種センサやアクチュエータ、及びボデーに設けられているメータ類などの外部装置に接続されている。そして、これにより、これら外部装置を本電子装置１で制御するようにしている。

筺体２００は、図２に示されるように、ここでは、略矩形の板状をなし、その一面側が各種基板１００、１０１、１０２等を搭載する搭載面２０１側とされているものである。ここで、搭載面２０１は、図２に示されるように、各凹部２０３、２０４や貫通穴２０５を有する凹凸状の面として構成されている。この筺体２００は、アルミや鉄系金属などの金属よりなるものであるが、ここではアルミダイカストよりなる。

また、筺体２００には、筺体２００を車両のエンジンブロック２に取り付けるための取付穴２０２が設けられている。ここでは、矩形板状の筺体２００における四隅部にそれぞれ取付穴２０２が設けられている。

そして、図１に示されるように、この取付穴２０２にネジ５を挿入し、このネジ５によってエンジンブロック２にネジ止めを行うことにより、筺体２００すなわち本電子装置１はエンジンブロック２に固定されている。ここにおいて、図１、図２に示されるように、筐体２００における取付穴２０２が設けられている部位が、エンジンブロック２側に突出していることにより、蓋３はエンジンブロック２から離れた状態とされている。

ここで、図３に示されるように、筺体２００の一面側すなわち搭載面２０１側には、セラミック基板１００、第１の樹脂多層基板１０１、第２の樹脂多層基板１０２が搭載されている。

これら各基板１００、１０１、１０２は、それぞれ一方の主面を筐体２００の搭載面２０１に対向させて筐体２００の搭載面２０１側に搭載されており、いずれも、筐体２００の搭載面２０１に対して熱伝導性且つ電気絶縁性を有する接着剤４００（図２参照）により接着固定されている。

ここでは、図２に示されるように、セラミック基板１００は、その一方の主面の全体を接着領域として接着剤４００で固定され、各樹脂多層基板１０１、１０２は、その一方の主面の一部、具体的には一方の主面の周辺部を接着領域として接着剤４００で固定されている。

そして、図２に示されるように、各樹脂多層基板１０１、１０２の一方の主面の非接着領域に対向する搭載面２０１部分は、コネクタ３００や後述のスルーホール実装部品７００、８００を収納するために凹んだ凹部２０３、２０４とされ、各樹脂多層基板１０１、１０２の一方の主面とは離れている。

ここでは、第１の樹脂多層基板１０１の一方の主面の非接着領域に対向する凹部２０３を第１の凹部２０３とし、第２の樹脂多層基板１０２の一方の主面の非接着領域に対向する凹部２０４を第２の凹部２０４とする。そして、各樹脂多層基板１０１、１０２は、これら凹部２０３、２０４を覆って蓋をするように搭載面２０１に搭載・接着されている。

この接着剤４００としては、熱伝導性且つ電気絶縁性を有するものであれば特に限定しないが、たとえばアルミナなどのセラミックフィラーを含有するシリコン樹脂などの樹脂よりなる接着剤を採用することができる。このような接着剤４００は、塗布・硬化を行うことにより接着を行うものである。

ここで、図４は図３中のＡ−Ａ線に沿った一部を示す概略断面図、図５は図３中のＢ−Ｂ線に沿った一部を示す概略断面図、図６は図３中のＣ−Ｃ線に沿った一部を示す概略断面図であり、これら図４〜図６は、上記接着剤を介した各基板１００、１０１、１０２と筺体２００との接続構成や、各基板１００、１０１、１０２への各種部品の搭載状態等を示している。

セラミック基板１００は、アルミナなどよりなる配線基板であり、多層基板でも単層基板でもよい。多層基板の場合は、セラミックよりなる複数の層が積層されてなることにより基板の内部および外面に配線を有する一般的なものが採用できる。

ここで、図４に示されるように、セラミック基板１００の他方の主面上には、半導体チップ５００がベアチップ状態で搭載されている。この半導体チップ５００は、ワイヤボンド実装でも、フリップチップ実装でもよいが、ここでは、はんだなどのダイマウント材５０１を介してセラミック基板１００と半導体チップ５００とが接合され、さらに半導体チップ５００とセラミック基板１００とはボンディングワイヤ５０２により電気的に接続されている。

この半導体チップ５００は、駆動時に発熱する発熱素子であり、たとえばＭＯＳトランジスタやダイオードなどのパワー素子が採用される。そして、図３、図４に示されるように、セラミック基板１００の他方の主面上には、半導体チップ５００を被覆するように防滴材５０３が設けられている。この防滴材５０３はシリコンゲルなどのゲル材料よりなる一般的なもので、半導体チップ５００を保護するものである。

ここで、セラミック基板１００を積層基板とした場合、高発熱素子である半導体チップ５００を搭載する基板を従来の金属基板に代えて、積層基板とすることになるので、大規模な回路を形成する場合に、基板サイズの増大抑制が期待できる。

また、第１の樹脂多層基板１０１、第２の樹脂多層基板１０２は、ともにエポキシ樹脂などの樹脂よりなる多層配線基板である。具体的には、これら樹脂多層基板１０１、１０２としては、ＰＡＬＡＰ（登録商標）やビルドアップ基板など、樹脂よりなる複数の層が積層されてなることにより基板の内部および外面に配線を有する一般的なものが採用できる。

ここで、第１の樹脂多層基板１０１の他方の主面上には、半導体チップ５００よりも駆動時の発熱が小さい低発熱素子６００が搭載されている。これら低発熱素子６００は、はんだや導電性接着剤などにより表面実装される一般的な表面実装部品である。

低発熱素子６００としては、たとえばＩＣチップ、チップコンデンサ、ＳＯＰ（スモールアウトラインパッケージ）やＱＦＰ（クワッドフラットパッケージ）のようなパッケージ部品などが挙げられる。

ここで、この第１の樹脂多層基板１０１の一方の主面側のうち上記した第１の凹部２０３に対応する位置には、図示しない表面実装部品が搭載されていてもよい。また、本実施形態では、図３に示されるように、この第１の樹脂多層基板１０１の一方の主面側のうち第１の凹部２０３に対応する位置には、コネクタ３００が取り付けられている。

ここで、図７は、第１の樹脂多層基板１０１、筐体２００およびコネクタ３００の結合構成を示す概略断面図であり、第１の樹脂多層基板１０１の基板厚さ方向に沿った概略断面構成を示すものである。

図３、図７に示されるように、コネクタ３００は、樹脂よりなる本体部３０２に当該本体部３０２より突出する導電金属製のピン３０１を設けてなるものであって第１の樹脂多層基板１０１と外部とを電気的に接続するものである。

ここで、図２、図７に示されるように、筐体２００の搭載面２０１の第１の凹部２０３には、貫通穴２０５が設けられている。この貫通穴２０５は、搭載面２０１から当該搭載面２０１とは反対側の面まで筐体２００を貫通する穴である。そして、第１の樹脂多層基板１０１は、その一方の主面を搭載面２０１に対向させつつ第１の凹部２０３および貫通穴２０５を覆う状態で搭載面２０１に搭載されている。

また、コネクタ３００は、本体部３０２が貫通穴２０５に挿入された状態で、筐体２００側から第１の樹脂多層基板１０１に組み付けられている。すなわち、コネクタ３００は、第１の樹脂多層基板１０１に設けられたコネクタ用の穴１０１ａに対して第１の樹脂多層基板１０１の一方の主面側からピン３０１が挿入されている。

そして、このコネクタ用の穴１０１ａにて、ピン３０１は、はんだ１０１ｂで固定されることにより、第１の樹脂多層基板１０１とコネクタ３００とが電気的に接続されている。このはんだ１０１ｂとしては、一般的なＰｂフリーはんだや共晶はんだ等を採用することができる。

また、コネクタ３００の本体部３０２は、筐体２００の貫通穴２０５を介して、筐体２００の内部から外部へ突出しており、この突出部分に、上記雌コネクタ４（図１参照）が嵌合などにより接続されるようになっている。具体的には、図示しないが、本体部３０２の当該突出部分に、ピン３０１における第１の樹脂多層基板１０１とは反対側の端部が露出しており、このピン３０１の露出部分が雌コネクタ４に挿入されて両コネクタ３００、４が電気的に接続されるという一般的な構成とされている。

ここで、コネクタ３００の本体部３０２には、金属製のナット３０３がインサート成形により設けられている。このナット３０３は、本体部３０２と第１の樹脂多層基板１０１とのねじ止めを行うためのものであり、当該ねじ止めが可能ならば、本体部３０２の任意の部位に設けることができるものである。

本実施形態では、好ましい形態として、図７に示されるように、本体部３０２の一部は、貫通穴２０５の周囲に広がって搭載面２０１と第１の樹脂多層基板１０１との間に介在する部位である介在部３０２ａとされておいる。

そして、この介在部３０２ａにナット３０３が設けられており、介在部３０２ａにて第１の樹脂多層基板１０１とのネジ結合がなされている。ここでは、介在部３０２ａは、本体部３０２のうち貫通穴２０５に挿入されている部位に比べて薄肉部とされている。

このナット３０３は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などのコネクタに適した樹脂により、本体部３０２を成型するときに、インサート成形により一体成形されるものである。

そして、図７に示されるように、第１の樹脂多層基板１０１と本体部３０２とは、第１の樹脂多層基板１０１を貫通してナット３０３に挿入された金属製のネジ３０４を介して、ねじ止めされている。たとえば、ネジ３０４を雄ねじ、ナット３０３の内面を雌ねじとして、これらネジ３０４とナット３０３とのネジ結合により、第１の樹脂多層基板１０１とコネクタ３００の本体部３０２とが固定されている。

また、上述したように、第１の樹脂多層基板１０１は筺体２００の搭載面２０１に対して、接着剤４００により接着されているが、本実施形態では、好ましい形態として、さらに、本体部３０２の介在部３０２ａが筐体２００の搭載面２０１に、コネクタ接着用の接着剤４０１にて接着されている。このコネクタ接着用の接着剤４０１としては、たとえばシリコン樹脂などよりなる接着剤が挙げられる。

そして、図７に示されるように、介在部３０２ａにおける筐体２００との接着部位には、筐体２００側へ突出する凸部３０５が形成され、筐体２００には凸部３０５にかみ合う凹部２０６が形成されている。

この凸部３０５、凹部２０６の凹凸形状は、たとえば断面Ｖ字形状、断面Ｕ字形状など特に限定されない。また、その平面パターンについては、断続的に複数個の凹凸部２０６、３０５が配置されたものでもよいが、ここでは、図２に示されるように、凹部２０６は貫通穴２０５を取り囲む環状溝状のものとされており、凸部３０５は図示しないが、これに対応する環状壁状のものとされている。

また、ここでは、図７に示されるように、第１の樹脂多層基板１０１とコネクタ３００の本体部３０２とがネジ３０４およびナット３０３によるネジ結合により固定されている部位では、ネジ３０４の先端部は本体部３０２より露出して筐体２００の搭載面２０１に面している。

そして、ネジ３０４の先端部が面する搭載面２０１の部位は、当該部位の周囲よりも窪んだ窪み部２０７とされている。そして、この窪み部２０７には熱伝導性を有する熱伝導性接着剤４０２が配置され、この熱伝導性接着剤４０２を介してネジ３０４と筐体２００とが接着されている。

この熱伝導性接着剤４０２としては、たとえば上記各基板１００〜１０２と筺体２００とを接着する接着剤４００と同様のものを採用できるが、この熱伝導性接着剤４０２としては、熱伝導性に優れていればよく、電気絶縁性はあっても無くてもよく、はんだで接続されていても構わない。

このような第１の樹脂多層基板１０１、筐体２００およびコネクタ３００の結合構成は、次のようにして形成される。まず、第１の樹脂多層基板１０１のコネクタ用の穴１０１ａに、コネクタ３００のピン３０１を挿入するとともに、ネジ３０４を介して第１の樹脂多層基板１０１とコネクタ３００とをねじ止めする。

このとき、第１の樹脂多層基板１０１には、ネジ３０４を挿入するための貫通穴を形成しておく。そして、当該ねじ止めにおいては、ピン３０１の挿入とともに第１の樹脂多層基板１０１の上記貫通穴とナット３０３とを位置合わせした状態で、当該基板１０１とコネクタ３００とを重ね、ネジ３０４によるねじ止めを行っていく。

こうして、当該ねじ止めを行った後に、ピン３０１と第１の樹脂多層基板１０１とをはんだ接続する。このはんだ付けは、一般的なコネクタのピンと配線基板との接続方法であるはんだフロー実装方法による。これにより、コネクタ用の穴１０１ａに入り込んだはんだ１０１ｂにより、ピン３０１がはんだ付けされる。

その後、コネクタ３００とともに第１の樹脂多層基板１０１を、接着剤４００を介して、筐体２００の搭載面２０１に搭載して固定する。こうして、図７に示されるような第１の樹脂多層基板１０１、筐体２００およびコネクタ３００の結合構成が形成される。

次に、上記したように、第２の樹脂多層基板１０２も、一方の主面を筐体２００に対向させて筐体２００の搭載面２０１側に搭載されている。ここで、図３に示されるように、第２の樹脂多層基板１０２の他方の主面上には、上記低発熱素子６００が搭載されているが、この低発熱素子６００の搭載は無くてもよい。

そして、本実施形態では、図３、図５、図６に示されるように、第２の樹脂多層基板１０２における筺体２００側である一方の主面に、スルーホール実装部品７００、８００が搭載されている。

スルーホール実装部品７００、８００は、外方に突出するリード７０１、８０１を有し、このリード７０１、８０１を第２の樹脂多層基板１０２の孔１０２ａに挿入するスルーホール実装により第２の樹脂多層基板１０２に搭載される一般的なものである。

図３、図５、図６では、スルーホール実装部品としては、アルミ電解コンデンサ７００、コイル８００が示されている。そして、これらスルーホール実装部品７００、８００のリード７０１、８０１は、第２の樹脂多層基板１０２の孔１０２ａに挿入されて、はんだ１０２ｂにより電気的・機械的に接合されている。

また、ここでは、スルーホール実装部品７００、８００は、第２の樹脂多層基板１０２の一方の主面側に搭載されているが、筐体２００の搭載面２０１側には上記第２の凹部２０４が設けられ、第２の樹脂多層基板１０２の一方の主面より突出するスルーホール実装部品７００、８００は、この第２の凹部２０４に収納されている。

そして、図５、図６に示されるように、この第２の凹部２０４にて、スルーホール実装部品７００、８００は筐体２００にスルーホール実装部品用の接着剤４０４により接着固定されている。このスルーホール実装部品用の接着剤４０４は、たとえばシリコン樹脂などよりなる一般的な接着剤である。

また、図３に示されるように、本電子装置１においては、接着剤４００で接着・固定されている各樹脂多層基板１０１、１０２は、さらに補強用ネジ９００でねじ止めされており、筺体２００へのより強固な固定が実現されている。ただし、この補強用ネジ９００によるねじ止めは不要ならば省略してもよいものである。

また、図３〜図６に示されるように、本電子装置１においては、セラミック基板１００、第１の樹脂多層基板１０１、および第２の樹脂多層基板１０２は、互いにアルミよりなるボンディングワイヤ１１０によって電気的に接続されている。

このボンディングワイヤ１１０は、一般的なワイヤボンディング法により形成されるものである。これにより、各基板１００〜１０２および各基板１００〜１０２に実装されている各部品は、電気的に接続され、さらにコネクタ３００を介して外部と電気的に接続可能となる。

ここで、ボンディングワイヤ１１０は、各基板１００〜１０２の他方の主面に設けられているワイヤボンディング用ランド１１１、１１２、１１３に接続されている。セラミック基板１００のワイヤボンディング用ランド１１１は、Ｃｕなどよりなる一般的なものであり、第１の樹脂多層基板１０１のワイヤボンディング用ランド１１２、第２の樹脂多層基板１０２のワイヤボンディング用ランド１１３は、直接ワイヤボンディングする場合は、ＣｕにＡｕ／Ｎｉめっき、またはＡｕ/Ｐｄ/Ｎｉめっきを施してなる一般的なものであり、端子部材１１５を介在させる場合は、Ｃｕにプリフラックス処理されてなる一般的なものである。

ここで、図８は、第１および第２の樹脂多層基板１０１、１０２におけるボンディングワイヤ１１０の接続の好ましい形態を示す概略断面図である。

図８に示されるように、第１の樹脂多層基板１０１におけるワイヤボンディング用ランド１１２、および、第２の樹脂多層基板１０２におけるワイヤボンディング用ランド１１３に、金属よりなる端子部材１１５が、はんだ１１４によりはんだ付けされており、この端子部材１１５上にボンディングワイヤ１１０が接続されている。

この端子部材１１５を採用することは、本発明者の実験検討の結果によるものであり、端子部材１１５は、ワイヤボンディング用ランド１１２、１１３と同一の平面形状を有する板材である。

セラミック基板１００では、Ｃｕ系またはＡｇ系のランド１１１上にワイヤボンディングを行うが、本発明者の実験検討によれば、セラミック基板１００ではワイヤボンディングの接続性に問題はなかった。

それに対して、各樹脂多層基板１０１、１０２では、一般と同様にワイヤボンディング用ランド１１２、１１３は、Ｃｕ上にＮｉやＡｕのめっきを施したものであり、そのめっき上にワイヤボンディングするが、この場合、本発明者の実験検討によれば、高温高湿（たとえば８５℃、８５％ＲＨ）環境にて接合部の腐食が発生し、接合強度の低下がみられた。

ここで、めっき条件を適切なものに調整すればよいと考えられるが、めっき条件を高精度に管理することは難しく、歩留まりなどの点で不利である。そこで、本発明者は、樹脂多層基板１０１、１０２の線膨張係数（１５ｐｐｍ／℃程度）に近い金属よりなる端子部材１１５を、樹脂多層基板１０１、１０２のランド１１２、１１３にはんだ付けし、その端子部材１１５上にワイヤボンディングすることを検討した。具体的には、端子部材１１５としては４２アロイなどのＦｅ−Ｎｉ合金を用いた。

それによれば、上記高温高湿環境においても、ワイヤボンドの接合強度の低下がみられなかった。つまり、この端子部材１１５を用いることにより、樹脂多層基板１０１、１０２のワイヤボンディング用ランド１１２、１１３の表面状態に依存することなく、端子部材１１５によってワイヤボンディング性を確保できるのである。

なお、上記ワイヤボンディング用ランド１１２、１１３のめっき条件が適切に管理できるならば、端子部材１１５を用いなくてもよく、当該ランド１１２、１１３に直接ワイヤボンディングしてもよいことはもちろんである。

また、上記図４、図６に示されるように、本実施形態においては、筐体２００は、当該筐体２００の搭載面２０１側においてセラミック基板１００が接着される部位が、第１の樹脂多層基板１０１が接着される部位および第２の樹脂多層基板１０２が接着される部位よりも低くなっていることが望ましい。

つまり、筺体２００の搭載面２０１では、セラミック基板１００の接着部位が各樹脂多層基板１０１、１０２の接着部位よりも外方に対して引っ込んだ位置にあることが望ましい。以下、この構成を、セラミック基板−樹脂多層基板間で高低差を付けた構成という。

そして、このセラミック基板−樹脂多層基板間で高低差を付けた構成とすることで、本電子装置１においては、図４、図６に示されるように、セラミック基板１００の他方の主面にて半導体チップ５００を被覆する防滴材５０３の表面が、上記した搭載面２０１における第１の樹脂多層基板１０１の接着部位および第２の樹脂多層基板１０２の接着部位よりも低い位置にあるものとされている。

この構成によれば、ベアチップ実装された半導体チップ５００を保護する防滴材５０３を、セラミック基板１００上に塗布したとき、防滴材５０３が第１の樹脂多層基板１０１側、および第２の樹脂多層基板１０２側への侵入するのを防止するのに適した構成とされる。そして、この防滴材５０３の侵入防止のための枠体などが不要となり、安価な構成が期待できる。

なお、不要ならば防滴材５０３は無くてもよいが、ベアチップ実装された半導体チップ５００の保護のためには防滴材５０３による半導体チップ５００の被覆を行った方が望ましい。また、防滴材５０３の各樹脂多層基板１０１、１０２側への侵入の可能性が小さい場合には、上記したセラミック基板−樹脂多層基板間で高低差を付けた構成を採用しなくてもよい。

また、本実施形態では、図２、図３〜図６に示されるように、筐体２００の搭載面２０１側のうち第１の樹脂多層基板１０１が接着される部位および第２の樹脂多層基板１０２が接着される部位には、狙いの接着領域からの接着剤４００のはみ出しを抑制する溝２１０が設けられている。この溝２１０は、各樹脂多層基板１０１、１０２の接着領域の端部近傍すなわち周辺部に設けられている。

ここで、図９は、筺体２００における溝２１０の周辺部を示す概略断面図である。仮に、この溝２１０が無い構成の場合、図９中の破線に示されるように、接着剤４００は所望の接着領域よりも大きくはみ出してしまう恐れがある。それに対して、溝２１０を設ければ、第１および第２の樹脂多層基板１０１、１０２の接着時に過剰な接着剤４００が溝２１０に溜められるので、接着剤４００の過剰なはみ出しを防止することができる。

この溝２１０の形状としては、Ｕ字溝、Ｖ字溝など各種の形状が可能である。また、第１および第２の樹脂多層基板１０１、１０２の搭載時に接着剤４００の過剰なはみ出しが発生しにくい場合には、この溝２１０は省略された構成であってもよい。

また、図２に示されるように、筐体２００の搭載面２０１には、第１の樹脂多層基板１０１の位置決め、および第２の樹脂多層基板１０２の位置決め用の突起２２０が設けられている。ここで、図１０は、本電子装置１における突起２２０の周辺部を拡大して示す概略断面図である。

図１０に示されるように、第１の樹脂多層基板１０１、第２の樹脂多層基板１０２はそれぞれ、位置決め用の突起２２０に対応する位置に、位置決め用の穴２２１を備えている。ここでは、位置決め用の穴２２１は基板厚さ方向に貫通する貫通穴である。そして、この穴２２１に突起２２０が挿入されることにより、筐体２００に対する各樹脂多層基板１０１、１０２の位置決めがなされている。

これによれば、第１および第２の樹脂多層基板１０１、１０２を接着剤４００上に搭載したときに、突起２２０と穴２２１とが噛み合って、これら樹脂多層基板１０１、１０２が位置ずれするのを防止できる。なお、各樹脂多層基板１０１、１０２の位置ずれが問題無い場合には、これら突起２２０および穴２２１は省略してもよい。

また、図１１は、本電子装置１の各樹脂多層基板１０１、１０２における好ましい形態を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）の概略断面図である。

本実施形態では、上述したが、第１の樹脂多層基板１０１および第２の樹脂多層基板１０２は、共に、その一方の主面の一部、具体的には周辺部が筐体２００と接着剤４００を介して接着されている接着領域とされている。そして、この接着領域よりも内側は、接着剤４００が存在しない非接着領域とされている。

図１１では、筺体２００と各樹脂多層基板１０１、１０２との間において、接着剤４００は狙いの接着領域まで拡がっており、接着性が確保されている。仮に、接着剤４００が狙いの接着領域まで拡がらない場合には、接着性が不十分となる恐れがある。

ここにおいて、図１１に示される構成では、第１の樹脂多層基板１０１について、第１の樹脂多層基板１０１における接着領域の周辺部に、第１の樹脂多層基板１０１を一方の主面から他方の主面まで厚さ方向に貫通する接着剤確認用の貫通穴１２０を設け、第２の樹脂多層基板１０２についても同様に、第２の樹脂多層基板１０２における接着領域の周辺部に、第２の樹脂多層基板１０２を一方の主面から他方の主面まで厚さ方向に貫通する接着剤確認用の貫通穴１２０を設けている。

そして、第１および第２の樹脂多層基板１０１、１０２を接着剤４００上に搭載したときに、この貫通穴１２０から接着剤４００が視認できるようになっている。この図１１の構成によれば、第１および第２の樹脂多層基板１０１、１０２を接着剤４００上に搭載したときに、貫通穴１２０から接着剤４００が見えれば、接着領域の周辺部まで接着剤４００が十分に拡がっていることが確認される。

逆に、貫通穴１２０から接着剤４００が見えなければ、接着領域の周辺部まで接着剤４００が拡がっていないことが確認される。つまり、各樹脂多層基板１０１、１０２の搭載時には、この貫通穴１２０を介して、接着剤４００が所望の位置にまで拡がっているかどうかを判定することができる。なお、接着剤４００の拡がりの確認が不要な場合には、この接着剤４００確認用の貫通穴１２０は省略してもよい。

このような電子装置は、次のようにして製造される。まず、半導体チップ５００が実装されたセラミック基板１００、低発熱素子６００とコネクタ３００が実装された第１の樹脂多層基板１０１、スルーホール実装部品７００、８００が実装された第２の樹脂多層基板１０２を用意し、これら各基板１００、１０１、１０２を、筺体２００の搭載面２０１に接着・固定する。なお、第１の樹脂多層基板１０１の組み付けの詳細については、上述のとおりである。

次に、各基板１００〜１０２間をボンディングワイヤ１１０で結線した後、セラミック基板１００および半導体チップ５００を防滴材５０３で被覆する。その後、上記蓋３を筺体２００へ組付けることで、本電子装置１ができあがる。

このような本実施形態の電子装置１によれば、セラミック基板１００、第１の樹脂多層基板１０１、第２の樹脂多層基板１０２の三者を、熱伝導性且つ電気絶縁性を有する接着剤４００を介して筐体２００の搭載面２０１に接着固定したので、これら三者の基板１００〜１０２からの熱を、接着剤４００を介して効率よく筐体２００に放熱でき、従来のような基板−筐体間の絶縁シートが不要となる。よって、本実施形態によれば、放熱性に優れるとともに安価な構成を有する電子装置１を提供することができる。

また、本電子装置１によれば、スルーホール実装部品７００、８００が搭載されている第２の樹脂多層基板１０２と筺体２００とを接着するだけでなく、さらに、スルーホール実装部品７００、８００と筐体２００とを、第２の凹部２０４にて接着しているから、振動が加わったとき、筐体２００、第２の樹脂多層基板１０２、スルーホール実装部品７００、８００の三者が一体に振動しやすくなり、当該三者の振動の位相差が生じにくくなる。

そのため、第２の樹脂多層基板１０２に挿入されているスルーホール実装部品７００、８００のリード７０１、８０１が折れにくくなる。よって、本実施形態によれば、さらに耐振性に優れる電子装置を提供することができる。

また、本電子装置１においては、第１の樹脂多層基板１０１に搭載される複数個の低発熱素子６００のうち比較的高発熱な素子については、その素子を接着剤４００の直上に配置することが望ましい。接着剤４００は熱伝導性にも優れているので、放熱性の向上の点で好ましい。

また、本電子装置１によれば、上記図７に示したように、コネクタ３００の本体部３０２にインサート成形によりナット３０３が一体化されており、このナット３０３を用いてコネクタ３００を第１の樹脂多層基板１０１にネジ結合しているので、従来のように別体のフランジを用いることなく、第１の樹脂多層基板１０１とネジ止め可能な構成を有するコネクタ３００を提供することができる。

また、本電子装置１では、コネクタ３００について、本体部３０２を上記筺体２００の貫通穴２０５に挿入した状態で、第１の樹脂多層基板１０１の一方の主面側から第１の樹脂多層基板１０１の穴１０１ａにピン３０１を挿入・はんだ付けするとともに、本体部３０２の一部である上記介在部３０２ａにナット３０３を設けて、この介在部３０２ａにてねじ止めを行っている。

それによれば、エンジン振動時や雌コネクタ４を嵌合する時など、コネクタ３００の本体部３０２が第１の樹脂多層基板１０１から外れようとする方向に力が加わる場合に、第１の樹脂多層基板１０１には筐体２００の搭載面２０１に押し付けられる方向に力が加わる。そのため、第１の樹脂多層基板１０１が、がたつきにくくなり、ピン３０１に加わる応力も大きくなりにくいという利点がある。

また、第１の樹脂多層基板１０１は、筺体２００の搭載面２０１に対して、接着剤４００により接着されているから、第１の樹脂多層基板１０１と筺体２００とが接着固定された状態となって一体に振動しやすくなり、コネクタ３００のピン３０１に加わる応力が抑制されるという効果が期待できる。

また、上記図７に示したように、本実施形態によれば、コネクタ３００の本体部３０２の介在部３０２ａにおける筐体２００との接着部位に、上記凸部３０５を形成し、この凸部３０５を筐体２００側の凹部２０６と噛み合わせて接着している。そのため、介在部３０２ａと筺体２００との接着面積の増加が図れ、接着強度が向上するという効果が期待できる。

また、上記図７に示したように、本実施形態によれば、第１の樹脂多層基板１０１とコネクタ３００とをネジ結合するネジ３０４の先端部が面する搭載面２０１の部位に、窪み部２０７を設け、この窪み部２０７に熱伝導性接着剤４０２を配置して、ネジ３０４と筐体２００とを接着している。

そのため、筺体２００、第１の樹脂多層基板１０１、コネクタ３００間の接合が熱伝導性接着剤４０２により、強固になるとともに、第１の樹脂多層基板１０１の熱を、ネジ３０４から熱伝導性接着剤４０２を介して筐体２００に放熱することができ、放熱性の向上が期待できる。

なお、上記図７に示した第１の樹脂多層基板１０１、筐体２００およびコネクタ３００の結合構成の形成方法では、先に第１の樹脂多層基板１０１にコネクタ３００を組み付けてから、これらを筺体２００に組み付けたが、これとは逆に、先にコネクタ３００を筺体２００に組み付けてからコネクタ３００を第１の樹脂多層基板１０１に組み付けてもよい。

しかし、先にコネクタ３００を第１の樹脂多層基板１０１に組み付けた方が、コネクタ３００のピン３０１をコネクタ用の穴１０１ａに位置決めして挿入しやすいなどの点で、作業性に優れるものとなる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、第２の樹脂多層基板１０２における筺体２００側である一方の主面に、スルーホール実装部品７００、８００が搭載されていたが、可能ならば、第２の樹脂多層基板１０２における他方の主面側にスルーホール実装部品７００、８００が搭載されていてもよい。

また、コネクタ３００は、配線基板としての第１の樹脂多層基板１０１に接続されたものであったが、このようなナット３０３を用いたコネクタ３００の接続構成は、配線基板であれば、当該樹脂多層基板以外にも、たとえば、単層の樹脂基板やセラミック基板にも適用できることはもちろんである。

また、コネクタ３００は、第１の樹脂多層基板１０１における筐体２００の搭載面２０１に対向する一方の主面側に取り付けられていたが、可能ならば、これとは反対側の他方の主面側に取り付けられていてもよい。この場合も、上記したナット３０３によるねじ止めを同様に行えばよいことはもちろんである。

また、上記実施形態では、第１の樹脂多層基板１０１、第２の樹脂多層基板１０２の２枚の樹脂多層基板が備えられていたが、可能ならば、第２の樹脂多層基板１０２を省略して、第２の樹脂多層基板１０２の実装部品を第１の樹脂多層基板１０１側に集約する等により、樹脂多層基板としては第１の樹脂多層基板１０１の１枚のみとしてもよい。

１０１ 配線基板としての第１の樹脂多層基板
１０１ａ コネクタ用の穴
２００ 筐体
２０１ 筐体の搭載面
２０５ 筐体の貫通穴
２０６ 筐体の凹部
２０７ 筐体の窪み部
３００ コネクタ
３０１ コネクタのピン
３０２ コネクタの本体部
３０２ａ 本体部の一部である介在部
３０３ ナット
３０４ ネジ
３０５ 凸部
４００ 接着剤
４０２ 熱伝導性接着剤

Claims (6)

1. 配線基板（１０１）と、
   一面側に前記配線基板（１０１）が搭載・固定される搭載面（２０１）を有する筐体（２００）と、
   樹脂よりなる本体部（３０２）に当該本体部（３０２）より突出するピン（３０１）を設けてなるものであって前記配線基板（１０１）と外部とを電気的に接続するコネクタ（３００）と、を備え、
   前記配線基板（１０１）は、当該配線基板（１０１）の一方の主面を前記搭載面（２０１）に対向させつつ前記搭載面（２０１）に搭載されており、
   前記コネクタ（３００）は、前記配線基板（１０１）に設けられた穴（１０１ａ）に対して前記ピン（３０１）が挿入されてはんだ付けされたものであり、
   前記本体部（３０２）には、金属製のナット（３０３）がインサート成形により設けられており、
   前記配線基板（１０１）と前記本体部（３０２）とは、前記配線基板（１０１）を貫通して前記ナット（３０３）に挿入された金属製のネジ（３０４）を介して、前記ネジ（３０４）と前記ナット（３０３）とのネジ結合により固定されており、
   前記筐体（２００）には、前記搭載面（２０１）から当該搭載面（２０１）とは反対側の面まで貫通する貫通穴（２０５）が設けられており、
   前記配線基板（１０１）は、前記配線基板（１０１）で前記貫通穴（２０５）を覆う状態で、前記搭載面（２０１）に搭載されており、
   前記コネクタ（３００）は、前記本体部（３０２）が前記貫通穴（２０５）に挿入された状態で、前記配線基板（１０１）に設けられた前記穴（１０１ａ）に対して当該配線基板（１０１）の一方の主面側から前記ピン（３０１）が挿入されてはんだ付けされたものであり、
   前記本体部（３０２）の一部は、前記貫通穴（２０５）の周囲に広がって前記搭載面（２０１）と前記配線基板（１０１）との間に介在する部位である介在部（３０２ａ）とされており、この介在部（３０２ａ）に前記ナット（３０３）が設けられていることを特徴とする電子装置。
2. 前記配線基板（１０１）は前記筺体（２００）の前記搭載面（２０１）に対して、接着剤（４００）により接着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. 前記介在部（３０２ａ）が前記筐体（２００）と接着されており、
   前記介在部（３０２ａ）における前記筐体（２００）との接着部位には、前記筐体（２００）側へ突出する凸部（３０５）が形成され、前記筐体（２００）には前記凸部（３０５）にかみ合う凹部（２０６）が形成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. 前記配線基板（１０１）と前記コネクタ（３００）の前記本体部（３０２）とが前記ネジ（３０４）および前記ナット（３０３）によるネジ結合により固定されている部位では、前記ネジ（３０４）の先端部は前記本体部（３０２）より露出して前記筐体（２００）の前記搭載面（２０１）に面しており、
   前記ネジ（３０４）の先端部が面する前記搭載面（２０１）の部位は、窪んだ窪み部（２０７）とされており、
   この窪み部（２０７）に熱伝導性を有する熱伝導性接着剤（４０２）が配置され、
   この熱伝導性接着剤（４０２）を介して前記ネジ（３０４）と前記筐体（２００）とが接着されてい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。
5. 配線基板（１０１）と、
   一面側に前記配線基板（１０１）が搭載・固定される搭載面（２０１）を有する筐体（２００）と、
   樹脂よりなる本体部（３０２）に当該本体部（３０２）より突出するピン（３０１）を設けてなるものであって前記配線基板（１０１）と外部とを電気的に接続するコネクタ（３００）と、を備え、
   前記配線基板（１０１）は、当該配線基板（１０１）の一方の主面を前記搭載面（２０１）に対向させつつ前記搭載面（２０１）に搭載されており、
   前記コネクタ（３００）は、前記配線基板（１０１）に設けられた穴（１０１ａ）に対して前記ピン（３０１）が挿入されてはんだ付けされたものであり、
   前記本体部（３０２）には、金属製のナット（３０３）がインサート成形により設けられており、
   前記配線基板（１０１）と前記本体部（３０２）とは、前記配線基板（１０１）を貫通して前記ナット（３０３）に挿入された金属製のネジ（３０４）を介して、前記ネジ（３０４）と前記ナット（３０３）とのネジ結合により固定されており、
   前記配線基板（１０１）と前記コネクタ（３００）の前記本体部（３０２）とが前記ネジ（３０４）および前記ナット（３０３）によるネジ結合により固定されている部位では、前記ネジ（３０４）の先端部は前記本体部（３０２）より露出して前記筐体（２００）の前記搭載面（２０１）に面しており、
   前記ネジ（３０４）の先端部が面する前記搭載面（２０１）の部位は、窪んだ窪み部（２０７）とされており、
   この窪み部（２０７）に熱伝導性を有する熱伝導性接着剤（４０２）が配置され、
   この熱伝導性接着剤（４０２）を介して前記ネジ（３０４）と前記筐体（２００）とが接着されていることを特徴とする電子装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法であって、
   前記配線基板（１０１）の前記穴（１０１ａ）に、前記コネクタ（３００）の前記ピン（３０１）を挿入するとともに、前記ネジ（３０４）を介して前記配線基板（１０１）と前記コネクタ（３００）とをねじ止めした後に、前記ピン（３０１）と前記配線基板（１０１）とをはんだ接続し、
   その後、前記コネクタ（３００）とともに前記配線基板（１０１）を、前記筐体（２００）の前記搭載面（２０１）に搭載して固定することを特徴とする電子装置の製造方法。

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