JP5401498B2 - Electronic equipment - Google Patents

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Description

本発明は、電子部品を実装した電子装置に係り、特に、電子部品実装後の配線基板を樹脂封止したものに好適な電子装置に関する。   The present invention relates to an electronic device mounted with an electronic component, and more particularly to an electronic device suitable for a resin-sealed wiring board after mounting the electronic component.

配線基板に電子部品を実装した電子装置は、電子部品の発熱や温度変化等の使用環境に起因した不良が生じないよう設計する必要がある。特に、車載用のコントロールユニット等の電子装置では、エンジンのオンオフや使用環境温度の変化、大電流制御などに伴う半導体チップの発熱が懸念され、熱をいかに放熱するかが課題となる。また、温度の変化が存在する環境では、実装部品同士の線膨張係数差に起因した電子装置の変形により基板と電子部品との間の接合不良や配線基板内の断線が生じやすくなる。このため、実装構造や材料の選定による電子装置の変形の低減が重要である。   An electronic device in which electronic components are mounted on a wiring board needs to be designed so as not to cause defects due to usage environments such as heat generation and temperature changes of the electronic components. In particular, in an electronic device such as an in-vehicle control unit, there is a concern about heat generation of a semiconductor chip accompanying on / off of an engine, a change in operating environment temperature, large current control, and the like, and how to dissipate heat becomes a problem. Further, in an environment where there is a change in temperature, the deformation of the electronic device due to the difference in linear expansion coefficient between the mounted components tends to cause a bonding failure between the substrate and the electronic component or a break in the wiring substrate. For this reason, it is important to reduce deformation of the electronic device by selecting a mounting structure and materials.

配線基板に電子部品を実装し、さらに樹脂封止した電子装置は、油や粉塵、振動が存在する環境下でも使用可能な車載用コントロールユニットの構造として有効な一形態である。この場合、電子部品は樹脂によって封止されているため、半導体チップの発熱を封止樹脂外部へ放熱する構造が必要となる。また、温度変化の下では、封止樹脂と配線基板との線膨張係数差に起因した熱応力変形が生じ、電子部品と配線基板との間の接合不良や配線基板内の断線等の不良が生じる可能性がある。このため、配線基板には封止樹脂との線膨張係数差の近い樹脂基板を用い、層間ビアによって配線を形成するビルドアップ配線の樹脂基板や貫通スルーホールによって配線を形成する貫通配線の樹脂基板が採用されている。   An electronic device in which electronic components are mounted on a wiring board and resin-sealed is an effective form as a structure of an in-vehicle control unit that can be used even in an environment where oil, dust, and vibration exist. In this case, since the electronic component is sealed with resin, a structure for radiating the heat generated by the semiconductor chip to the outside of the sealing resin is required. Also, under temperature changes, thermal stress deformation caused by the difference in coefficient of linear expansion between the sealing resin and the wiring board occurs, resulting in defects such as poor bonding between the electronic component and the wiring board and disconnection in the wiring board. It can happen. For this reason, a resin substrate having a close difference in linear expansion coefficient with the sealing resin is used as the wiring substrate, and a resin substrate for build-up wiring in which wiring is formed by interlayer vias or a resin substrate for through wiring in which wiring is formed by through-through holes Is adopted.

配線基板に電子部品を実装しさらに樹脂封止した電子装置において、放熱性を向上させるため、従来は、配線基板に金属板等のヒートシンクを接合し、半導体チップからの発熱を配線基板およびヒートシンクを介して電子装置外部へ放熱する構造は数多く提案されている。あるいは、配線基板にメタルコア基板を用いることにより放熱性向上を狙った構造も提案されている。   In an electronic device in which electronic components are mounted on a wiring board and further encapsulated with resin, conventionally, a heat sink such as a metal plate is joined to the wiring board in order to improve heat dissipation. Many structures for dissipating heat to the outside of the electronic device have been proposed. Or the structure which aimed at the heat dissipation improvement by using a metal core board | substrate for a wiring board is also proposed.

例えば、第１に、片面実装の配線基板の裏面にヒートシンクを接合し片面のみを樹脂封止した電子装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる構成では、半導体チップの発熱は配線基板およびヒートシンクを介して放熱することができる。   For example, firstly, there is known an electronic device in which a heat sink is bonded to the back surface of a wiring board that is mounted on one side and only one side is sealed with resin (for example, see Patent Document 1). In such a configuration, the heat generated by the semiconductor chip can be dissipated through the wiring substrate and the heat sink.

第２に、配線基板の両面に電子部品を実装し配線基板の全面を樹脂封止した電子装置において、配線基板の片面にヒートシンク兼リードフレームとなるベース部材を接合した電子装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。かかる構成では、半導体チップの発熱は配線基板およびベース部材を介して放熱することが可能である。   Secondly, in an electronic device in which electronic components are mounted on both sides of a wiring board and the entire surface of the wiring board is sealed with a resin, an electronic device in which a base member serving as a heat sink / lead frame is joined to one side of the wiring board is known. (For example, refer to Patent Document 2). In such a configuration, the heat generated by the semiconductor chip can be dissipated through the wiring board and the base member.

また、第３に、配線基板にメタルコア基板を用いたＭＣＭ構造の電子装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。かかる構成では、半導体チップの発熱はメタルコア基板のコアメタルを介して外部へ放熱可能となっている。   Thirdly, an electronic device having an MCM structure using a metal core substrate as a wiring substrate is known (see, for example, Patent Document 3). In such a configuration, the heat generated by the semiconductor chip can be radiated to the outside through the core metal of the metal core substrate.

また、第４に、同様に配線基板にメタルコア基板を用い部品実装面を樹脂封止した電子装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。かかる構成では、半導体チップの発熱は、メタルコア基板の樹脂機材およびメタルコアを介して電子装置外部へ放熱可能となっている。   Fourthly, similarly, an electronic device in which a metal core substrate is used as a wiring board and a component mounting surface is resin-sealed is known (for example, see Patent Document 4). In such a configuration, heat generated by the semiconductor chip can be radiated to the outside of the electronic device via the resin material of the metal core substrate and the metal core.

一方、温度変化に伴う熱応力変形に対しては、従来は、封止樹脂と配線基板の線膨張係数を近づけた材料の選定や、基板および封止樹脂の厚み等実装部品のサイズを調整することにより変形抑制を図っている。   On the other hand, with respect to thermal stress deformation accompanying temperature changes, conventionally, the selection of a material in which the linear expansion coefficients of the sealing resin and the wiring board are made close, and the size of the mounting component such as the thickness of the board and the sealing resin are adjusted This is intended to suppress deformation.

特開２００６−３０３２１７号公報JP 2006-303217 A 特開２０１０−９６１９１号公報JP 2010-96191 A 特開２００４−１７２４２６号公報JP 2004-172426 A 特開平７−１６１８７２号公報JP-A-7-161872

しかしながら、特許文献１記載のものでは、片面実装の配線基板とヒートシンクが別体となっている。このため、配線基板にはヒートシンク接合のための領域を確保しなければならず、小型化が困難である。   However, in the thing of patent document 1, the single-sided mounting wiring board and the heat sink are separate bodies. For this reason, a region for heat sink bonding must be secured on the wiring board, and it is difficult to reduce the size.

また、特許文献２記載のものでは、両面実装の配線基板であるため片面実装と比較して実装部品点数は拡大するが、配線基板にヒートシンクの機能を持つベース部材を接合する領域を確保する必要があり、小型化は困難である。   In addition, since the circuit board described in Patent Document 2 is a double-sided mounting wiring board, the number of mounting parts is larger than that of single-sided mounting, but it is necessary to secure a region for joining a base member having a heat sink function to the wiring board. Therefore, downsizing is difficult.

また、特許文献３記載のものでは、半導体チップはメタルコア基板のコアメタルにダイレクトに接合するため、配線基板の樹脂材の熱伝導特性の影響を考慮する必要がない。しかし、配線基板の裏面にはんだボールを搭載した片面実装であるため、電子部品のサイズは実装部品点数を拡大するには難があり、小型化は困難である。   Moreover, in the thing of patent document 3, since a semiconductor chip is directly joined to the core metal of a metal core board | substrate, it is not necessary to consider the influence of the heat conductive characteristic of the resin material of a wiring board. However, since it is single-sided mounting in which solder balls are mounted on the back surface of the wiring board, it is difficult to increase the number of mounted components and reduce the size of the electronic components.

また、特許文献４記載のものでは、メタルコア基板を用いているが、外部との接続にははんだボールを用いた片面実装であるため、実装部品点数を拡大するには難があり、小型化は困難である。   Moreover, although the metal core board | substrate is used in the thing of patent document 4, since it is the single-sided mounting which used the solder ball for the connection with the outside, it is difficult to expand the number of mounting parts, and size reduction is Have difficulty.

本発明の目的は、電子部品を配線基板に実装し樹脂封止した電子装置において、小型化が可能な電子装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an electronic device that can be miniaturized in an electronic device in which an electronic component is mounted on a wiring board and resin-sealed.

上記目的を達成するために、本発明は、メタルコア配線基板及び電子部品が封止樹脂により封止された電子装置であって、ヒートシンクは、メタルコア配線基板のコアメタルの一部であり、一体的に形成されており、前記封止樹脂により封止される前記ヒートシンクの部分に等間隔で形成された複数の貫通ホールを備え、該貫通ホールには、前記樹脂封止に用いる樹脂が充填されているようにしたものである。
かかる構成により、電子部品を配線基板に実装し樹脂封止した電子装置において、小型化が可能となる。 In order to achieve the above object, the present invention provides an electronic device in which a metal core wiring board and an electronic component are sealed with a sealing resin, wherein the heat sink is a part of the core metal of the metal core wiring board, and is integrally formed. A plurality of through holes formed at equal intervals are provided in the heat sink portion that is formed and sealed with the sealing resin, and the through holes are filled with a resin used for the resin sealing . It is what I did.
With this configuration, it is possible to reduce the size of an electronic device in which an electronic component is mounted on a wiring board and sealed with resin.

本発明によれば、電子部品を配線基板に実装し樹脂封止した電子装置において、小型化が可能となる。   According to the present invention, an electronic device in which an electronic component is mounted on a wiring board and sealed with a resin can be miniaturized.

本発明の一実施形態による電子装置の構成を示す外観斜視図である。1 is an external perspective view showing a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による電子装置の構成を示す断面図であり、図１のＸ−Ｘ’断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line X-X ′ of FIG. 1. 本発明の一実施形態による電子装置の構成を示す断面図であり、図１のＹ−Ｙ’断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line Y-Y ′ of FIG. 1. 本発明の一実施形態による電子装置の変形例の構成を示す断面図であり、図１のＸ−Ｘ’断面図である。2 is a cross-sectional view showing a configuration of a modification of the electronic device according to the embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line X-X ′ of FIG. 本発明の一実施形態による電子装置の製造プロセスの説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the electronic device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による電子装置の製造プロセスの説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the electronic device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による電子装置の製造プロセスの説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the electronic device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による電子装置の製造プロセスの説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the electronic device by one Embodiment of this invention.

以下、図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態による電子装置の構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による電子装置の構成を示す外観斜視図である。図２は、本発明の一実施形態による電子装置の構成を示す断面図であり、図１のＸ−Ｘ’断面図である。図３は、本発明の一実施形態による電子装置の構成を示す断面図であり、図１のＹ−Ｙ’断面図である。なお、図１〜図３において、同一符号は同一部分を示している。 Hereinafter, the configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an external perspective view showing a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the electronic device according to the embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line XX ′ of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the electronic device according to the embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line YY ′ of FIG. 1 to 3, the same reference numerals indicate the same parts.

図１に示すように、本実施形態の電子装置は、封止樹脂１によって全体を封止されている。封止樹脂１は平面形状が四角形となっている。その四角形の互いに平行な第１と第２の辺からは、複数の接続用リード５が封止樹脂１の外部に突出している。また、他の互いに平行な第３と第４の辺からは、２つのヒートシンク１４が封止樹脂１の外部に突出している。なお、図３を用いて後述するように、ヒートシンク１４は、封止樹脂１により封止されたメタルコア配線基板のコアメタルと一体的に構成されている。   As shown in FIG. 1, the electronic device of this embodiment is entirely sealed with a sealing resin 1. The sealing resin 1 has a quadrangular planar shape. A plurality of connecting leads 5 protrude from the sealing resin 1 from the first and second sides of the quadrangular parallel to each other. In addition, two heat sinks 14 protrude from the sealing resin 1 from the other third and fourth sides that are parallel to each other. As will be described later with reference to FIG. 3, the heat sink 14 is configured integrally with the core metal of the metal core wiring board sealed with the sealing resin 1.

次に、図２を用いて、図１のＸ−Ｘ’断面の構成について説明する。   Next, the configuration of the X-X ′ cross section of FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2.

メタルコア配線基板２は、その中心部にコアメタル３が配置されている。コアメタル３の両面には、絶縁層と金属の配線パターンを有する配線層が交互に形成されている。各配線層の層間配線は、複数の貫通ホール１３により行われている。コアメタル２としては、例えば、銅板を用いている。なお、コアメタル２としては、アルミ板を用いることもできる。   The core metal 3 is disposed in the center of the metal core wiring board 2. Insulating layers and wiring layers having a metal wiring pattern are alternately formed on both surfaces of the core metal 3. Interlayer wiring of each wiring layer is performed by a plurality of through holes 13. For example, a copper plate is used as the core metal 2. As the core metal 2, an aluminum plate can be used.

メタルコア配線基板２の一方の面には、座繰り部４が形成されている。座繰り部４の底面には、コアメタル３が露出している。半導体チップ９は、メタルコア配線基板２に設けた座繰り部４のコアメタル３の上に実装される。半導体チップ９の底面には、接地電極が形成されている。座繰り部４と半導体チップ９の間は、導電接合剤１０により接合され、半導体チップ９が固定される。これにより、半導体チップ９の接地電極は、コアメタル３に電気的に接続される。   A counterbored portion 4 is formed on one surface of the metal core wiring board 2. The core metal 3 is exposed on the bottom surface of the counterbore 4. The semiconductor chip 9 is mounted on the core metal 3 of the countersunk portion 4 provided on the metal core wiring board 2. A ground electrode is formed on the bottom surface of the semiconductor chip 9. The countersunk portion 4 and the semiconductor chip 9 are bonded by a conductive bonding agent 10 to fix the semiconductor chip 9. Thereby, the ground electrode of the semiconductor chip 9 is electrically connected to the core metal 3.

また、メタルコア配線基板２の両面の配線層には、チップ部品１１が導電接合剤１２により接続固定されている。これにより、両面実装構成としている。   In addition, chip components 11 are connected and fixed to the wiring layers on both surfaces of the metal core wiring board 2 by a conductive bonding agent 12. Thereby, it is set as the double-sided mounting structure.

メタルコア配線基板２の対向する両側端部の側には、それぞれ、外部装置とを接続するための接続用リード５が配置されている。メタルコア配線基板２の一方の面であって、接続用リード５に近接する位置には、ボンディングパット１６が配線層に形成されている。接続用リード５とボンディングパット１６は、金属ワイヤ６によりワイヤボンディングされている。   Connection leads 5 for connecting to an external device are disposed on opposite sides of the metal core wiring board 2. A bonding pad 16 is formed in the wiring layer on one surface of the metal core wiring board 2 at a position close to the connection lead 5. The connecting lead 5 and the bonding pad 16 are wire-bonded with a metal wire 6.

なお、メタルコア配線基板２のコアメタル３と接続用リード５とは同じ材料からなり、後述するように、一枚の金属板からプレス打ち抜きにより加工されたものである。   The core metal 3 and the connection lead 5 of the metal core wiring board 2 are made of the same material, and are processed by press punching from a single metal plate, as will be described later.

半導体チップ９およびチップ部品１１などの電子部品が実装されたメタルコア配線基板２と、このメタルコア配線基板２とワイヤボンディングにより接続された接続用リード５の一部は、封止樹脂１により封止され、外部環境から保護されている。接続用リード５の一部は、封止樹脂１の外部に露出している。このとき、メタルコア配線基板２の層間配線に用いる貫通ホール１３には、封止樹脂１が充填されている。   The metal core wiring board 2 on which electronic components such as the semiconductor chip 9 and the chip part 11 are mounted, and a part of the connection leads 5 connected to the metal core wiring board 2 by wire bonding are sealed with a sealing resin 1. Protected from the external environment. A part of the connection lead 5 is exposed to the outside of the sealing resin 1. At this time, the sealing resin 1 is filled in the through hole 13 used for the interlayer wiring of the metal core wiring board 2.

ここで、配線用リード５とメタルコア配線基板２を配線している金属ワイヤ６は、封止樹脂１により封止されているため、この接続部の強度を向上することができる。   Here, since the metal wire 6 that connects the wiring lead 5 and the metal core wiring board 2 is sealed with the sealing resin 1, the strength of the connecting portion can be improved.

次に、図３を用いて、図１のＹ−Ｙ’断面の構成について説明する。   Next, the configuration of the Y-Y ′ cross section of FIG. 1 will be described with reference to FIG. 3.

メタルコア配線基板２及び、メタルコア配線基板２に実装された半導体チップ９およびチップ部品１１などの電子部品などの構成は、図２にて説明したものと同様である。   The configurations of the metal core wiring board 2 and electronic components such as the semiconductor chip 9 and the chip component 11 mounted on the metal core wiring board 2 are the same as those described with reference to FIG.

メタルコア配線基板２の対向する両側端部の側には、それぞれ、ヒートシンク１４が備えられている。図示に左側の部分に示すように、メタルコア配線基板２のコアメタル３とヒートシンク１４とは一体的に形成されている。
半導体チップ９およびチップ部品１１などの電子部品が実装されたメタルコア配線基板２と、このメタルコア配線基板２と接続されたヒートシンク１４の一部は、封止樹脂１により封止され、外部環境から保護されている。ヒートシンク１４の一部は、封止樹脂１の外部に露出している。 A heat sink 14 is provided on each of the opposite side end portions of the metal core wiring board 2. As shown in the left part of the figure, the core metal 3 and the heat sink 14 of the metal core wiring board 2 are integrally formed.
The metal core wiring board 2 on which electronic components such as the semiconductor chip 9 and the chip part 11 are mounted, and a part of the heat sink 14 connected to the metal core wiring board 2 are sealed with the sealing resin 1 to be protected from the external environment. Has been. A part of the heat sink 14 is exposed to the outside of the sealing resin 1.

従って、半導体チップ９から発せられた熱は、コアメタル３からヒートシンク１４に伝達され、封止樹脂１の外部に露出しているヒートシンク１４から外部に放出される。   Accordingly, the heat generated from the semiconductor chip 9 is transmitted from the core metal 3 to the heat sink 14 and is released to the outside from the heat sink 14 exposed to the outside of the sealing resin 1.

また、ヒートシンク１４には複数の貫通ホール１８を設け、その内部には封止樹脂１を充填している。なお、図２に示した貫通ホール１３及び図３の貫通ホール１８の直径は、φ０．２ｍｍ以上としている。これのより小さいと、封止樹脂１を貫通ホール１３，１８の内部に充填できないからからである。   Further, the heat sink 14 is provided with a plurality of through holes 18, and the inside thereof is filled with the sealing resin 1. The diameters of the through hole 13 shown in FIG. 2 and the through hole 18 shown in FIG. 3 are set to φ0.2 mm or more. This is because if it is smaller than this, the sealing resin 1 cannot be filled into the through holes 13 and 18.

また、封止樹脂の外部に露出したヒートシンク１４（図３）および外部装置との配線用リード５（図２）は、メタルコア配線基板２の電子部品実装面に対して水平方向に露出している。   Further, the heat sink 14 (FIG. 3) exposed to the outside of the sealing resin and the lead 5 (FIG. 2) for wiring with the external device are exposed in the horizontal direction with respect to the electronic component mounting surface of the metal core wiring board 2. .

次に、図４を用いて、本発明の一実施形態による電子装置の変形例の構成について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による電子装置の変形例の構成を示す断面図であり、図１のＸ−Ｘ’断面図である。なお、図４において、図２と同一符号は同一部分を示している。 Next, the configuration of a modification of the electronic device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a modification of the electronic device according to the embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line XX ′ of FIG. In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same parts.

本変形例の基本的な構成は、図２に示したものと同様である。本例では、メタルコア配線基板の内層配線は、図２に示した貫通ホール１３に代えて、ＩＶＨ（Interstitial Via Hole)７、層間ビア８によって形成している。   The basic configuration of this modification is the same as that shown in FIG. In this example, the inner layer wiring of the metal core wiring board is formed by IVH (Interstitial Via Hole) 7 and interlayer via 8 instead of the through hole 13 shown in FIG.

以上説明した本実施形態では、ヒートシンクはメタルコア配線基板のコアメタルの一部であり、両者は一体的に形成されており、また、メタルコア配線基板には電子部品が両面実装されているので、電子装置の小型化が可能である。   In the present embodiment described above, the heat sink is a part of the core metal of the metal core wiring board, both are integrally formed, and the electronic component is mounted on both sides of the metal core wiring board. Can be miniaturized.

すなわち、前述の特許文献１記載のものでは、片面実装の配線基板とヒートシンクが別体となっているため、配線基板にはヒートシンク接合のための領域を確保しなければならず、小型化が困難であったが、本実施形態ではかかる問題が解決される。   That is, in the above-mentioned Patent Document 1, since the single-sided mounted wiring board and the heat sink are separated, it is necessary to secure an area for heat sink bonding on the wiring board, and it is difficult to reduce the size. However, this embodiment solves this problem.

また、特許文献２記載のものでは、配線基板にヒートシンクの機能を持つベース部材を接合する領域を確保する必要があり、小型化は困難であったが、本実施形態ではかかる問題が解決される。   Moreover, in the thing of patent document 2, it was necessary to ensure the area | region which joins the base member which has the function of a heat sink to a wiring board, and size reduction was difficult, but this problem is solved in this embodiment. .

また、特許文献３記載のものでは、配線基板の裏面にはんだボールを搭載した片面実装であるため、電子部品のサイズは実装部品点数を拡大するには難があり、小型化は困難であったが、本実施形態ではかかる問題が解決される。   Moreover, in the thing of patent document 3, since it is the single-sided mounting which mounted the solder ball on the back surface of a wiring board, it was difficult for the size of an electronic component to enlarge the number of mounting components, and size reduction was difficult. However, this problem is solved in this embodiment.

また、特許文献４記載のものでは、外部との接続にははんだボールを用いた片面実装であるため、実装部品点数を拡大するには難があり、小型化は困難であったが、本実施形態ではかかる問題が解決される。   Moreover, in the thing of patent document 4, since it is the single-sided mounting which used the solder ball for the connection with the outside, it was difficult to expand the number of mounting components, and size reduction was difficult, but this implementation The form solves such a problem.

また、本実施形態では、半導体チップ９はメタルコア配線基板２のコアメタル３に直接接続していることにより、半導体チップの発熱はコアメタル３のみを介してヒートシンク１４により外部へ放熱されるため、放熱性を向上することができる。   In the present embodiment, since the semiconductor chip 9 is directly connected to the core metal 3 of the metal core wiring board 2, the heat generated by the semiconductor chip is radiated to the outside by the heat sink 14 only through the core metal 3. Can be improved.

すなわち、前述の特許文献１記載のものでは、半導体チップの発熱は配線基板を介してヒートシンクへと伝わるため、放熱性は配線基板材料の熱伝導性の影響を受けるが、本実施形態ではかかる問題が解決される。   That is, in the device described in Patent Document 1 described above, the heat generated in the semiconductor chip is transmitted to the heat sink via the wiring board, so that the heat dissipation is affected by the thermal conductivity of the wiring board material. Is resolved.

また、特許文献２記載のものでは、半導体チップとベース部材との間に配線基板が存在するため、半導体チップの発熱は配線基板を介してベース部材へ伝わるため、放熱性は配線基板の樹脂基材の熱伝導性の影響を受けるが、本実施形態ではかかる問題が解決される。   Moreover, in the thing of patent document 2, since a wiring board exists between a semiconductor chip and a base member, since heat_generation | fever of a semiconductor chip is transmitted to a base member through a wiring board, heat dissipation is resin base of a wiring board. Although affected by the thermal conductivity of the material, this embodiment solves this problem.

また、特許文献４記載のものでは、半導体チップはメタルコアにダイレクトに接続されてはおらず樹脂基材を介しているため、樹脂材の熱伝導性の影響を受けるが、本実施形態ではかかる問題が解決される。   Moreover, in the thing of patent document 4, since the semiconductor chip is not directly connected to the metal core and is through the resin base material, it is affected by the thermal conductivity of the resin material, but this embodiment has such a problem. Solved.

また、本実施形態では、メタルコア配線基板２の貫通ホール１３およびヒートシンク１４に設けた貫通ホール１８に封止樹脂を充填している。これにより、封止樹脂材のクリープ変形を抑制し、また、部材間の線膨張係数差に起因した熱応力変形を抑制することが可能となり、温度変化などの使用環境の変化にも耐えうる信頼性を向上することができる。   In the present embodiment, the through hole 13 of the metal core wiring board 2 and the through hole 18 provided in the heat sink 14 are filled with sealing resin. As a result, creep deformation of the encapsulating resin material can be suppressed, and thermal stress deformation caused by the difference in linear expansion coefficient between members can be suppressed, so that it can withstand changes in the usage environment such as temperature changes. Can be improved.

すなわち、前述の特許文献１記載のものでは、配線基板と封止樹脂の線膨脹係数差による熱応力変形が大きくなる可能性があり信頼性に課題が生じるが、本実施形態ではかかる問題が解決される。   That is, in the above-described Patent Document 1, there is a possibility that the thermal stress deformation due to the difference in the linear expansion coefficient between the wiring board and the sealing resin may be increased, causing a problem in reliability, but this embodiment solves this problem. Is done.

さらに、本実施形態では、メタルコア配線基板のコアメタルを外部との配線用リードとして用いているため、配線用リードを個別に取り付けるための製造工程および製造装置を導入する必要がない。これによって量産性を向上でき、コスト低減を図ることができる。また、配線基板に配線用リードを個別に取り付ける位置を確保する必要がないため、電子装置の小型化を実現する。   Furthermore, in this embodiment, since the core metal of the metal core wiring board is used as a lead for wiring with the outside, it is not necessary to introduce a manufacturing process and a manufacturing apparatus for individually attaching the wiring lead. Accordingly, mass productivity can be improved and cost reduction can be achieved. Further, since it is not necessary to secure a position for individually attaching the wiring leads to the wiring board, the electronic device can be miniaturized.

すなわち、前述の特許文献１記載のものでは、片面実装の配線基板とヒートシンクが別体となっているため、ヒートシンク接合のための製造プロセスが必要となり、量産性に優れないものであるが、本実施形態ではかかる問題が解決される。   That is, in the thing of the above-mentioned patent document 1, since the wiring board of a single-sided mounting and a heat sink are a different body, the manufacturing process for heat sink joining is required, and it is not excellent in mass productivity. In the embodiment, such a problem is solved.

また、特許文献３記載のものでは、配線基板の裏面にはんだボールを搭載した実装構造であり、はんだボール搭載の製造プロセスが必要となり、量産性には優れないが、本実施形態ではかかる問題が解決される。   In addition, the one described in Patent Document 3 is a mounting structure in which solder balls are mounted on the back surface of the wiring board, and a manufacturing process for mounting solder balls is required, which is not excellent in mass productivity, but this embodiment has such a problem. Solved.

また、特許文献４記載のものでは、外部との接続にははんだボールを用いた実装構造であり、はんだボール搭載の製造プロセスが必要となり、量産性には優れないが、本実施形態ではかかる問題が解決される。   In addition, the one described in Patent Document 4 is a mounting structure using solder balls for connection to the outside, and a manufacturing process for mounting solder balls is required, which is not excellent in mass productivity. Is resolved.

次に、図５〜図８を用いて、本発明の一実施形態による電子装置の製造プロセスについて説明する。
図５〜図８は、本発明の一実施形態による電子装置の製造プロセスの説明図である。なお、図５〜図８において、図１〜図３と同一符号は同一部分を示している。 Next, an electronic device manufacturing process according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
5 to 8 are explanatory diagrams of a manufacturing process of the electronic device according to the embodiment of the present invention. 5 to 8, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 denote the same parts.

最初に、本実施形態で用いるメタルコア配線基板２について説明する。
図５は、本実施形態による電子装置に用いるメタルコア配線基板２の上面図である。 First, the metal core wiring board 2 used in this embodiment will be described.
FIG. 5 is a top view of the metal core wiring board 2 used in the electronic device according to the present embodiment.

メタルコア配線基板２は、電子部品を実装する電子部品実装面１５と、その内層から電子部品実装面よりも水平方向へのサイズが大きいコアメタル３を備えている。電子部品実装面１５には、図２にて説明したように、内層のコアメタル３とその両面に交互に形成された絶縁層と配線層とが設けられている。電子部品実装面１５の中央には、図２に示した半導体チップ９が配置される座繰り部４が形成されている。また、電子部品実装面１５の２つの対向する辺の近傍には、複数のボンディングパット１６が形成されている。また、ボンディングパット１６の形成された位置よりも内周側には、複数の貫通ホール１３が形成されている。   The metal core wiring board 2 includes an electronic component mounting surface 15 on which electronic components are mounted, and a core metal 3 having a larger size in the horizontal direction from the inner layer to the electronic component mounting surface. As described with reference to FIG. 2, the electronic component mounting surface 15 is provided with the inner core metal 3 and insulating layers and wiring layers alternately formed on both surfaces thereof. In the center of the electronic component mounting surface 15, a countersunk portion 4 in which the semiconductor chip 9 shown in FIG. 2 is disposed is formed. A plurality of bonding pads 16 are formed in the vicinity of two opposing sides of the electronic component mounting surface 15. A plurality of through holes 13 are formed on the inner peripheral side of the position where the bonding pads 16 are formed.

図６は、図３のメタルコア配線基板２からフランジ部１７を形成した後のメタルコア配線基板の上面図である。   6 is a top view of the metal core wiring board after the flange portion 17 is formed from the metal core wiring board 2 of FIG.

図６に示すように、メタルコア配線基板２は、電子部品実装面１５とフランジ部１４を備える。フランジ部１７は、電子部品実装面１５の内層のコアメタル３から繋がっているヒートシンク１４と、コアメタル３からは切り離された配線用リード５とを連結している部分である。なお、ヒートシンク１４には、複数の貫通ホール１８が形成されている。このフランジ部１７の形状は、例えば、メタルコア配線基板２のコアメタル３をプレス加工によって打ち抜く等の加工により形成する。このメタルコア配線基板２に対して、電子部品が実装される。   As shown in FIG. 6, the metal core wiring board 2 includes an electronic component mounting surface 15 and a flange portion 14. The flange portion 17 is a portion that connects the heat sink 14 connected to the inner core metal 3 of the electronic component mounting surface 15 and the wiring lead 5 separated from the core metal 3. A plurality of through holes 18 are formed in the heat sink 14. The shape of the flange portion 17 is formed, for example, by processing such as punching the core metal 3 of the metal core wiring board 2 by press processing. Electronic components are mounted on the metal core wiring board 2.

図７は、電子部品実装後のメタルコア配線基板２を示している。電子部品実装面１５には、チップコンデンサやチップ抵抗などのチップ部品１１が第１の導電性接着剤により実装される。第１の導電性接着剤としては、例えば鉛フリーはんだペーストを用い、リフローによって接合する。はんだリフロー後、電子部品実装面１５にはんだペーストのフラックスが付着するため、リフロー後にフラックスを除去するための洗浄を行う。これにより、ボンディングパッドにフラックスが付着してもワイヤボンディング工程前にこれらのフラックスを除去でき、ワイヤボンディング性に影響を与えることを防ぐ。   FIG. 7 shows the metal core wiring board 2 after the electronic components are mounted. A chip component 11 such as a chip capacitor or a chip resistor is mounted on the electronic component mounting surface 15 with a first conductive adhesive. As the first conductive adhesive, for example, a lead-free solder paste is used and bonded by reflow. Since the solder paste flux adheres to the electronic component mounting surface 15 after the solder reflow, cleaning for removing the flux is performed after the reflow. Thereby, even if flux adheres to the bonding pad, these fluxes can be removed before the wire bonding process, thereby preventing the wire bonding property from being affected.

次に、電子部品実装面１５に設けた座繰り部４から露出しているコアメタル３の上面に、半導体チップ９を第２の導電性接着剤を用いて実装する。ここで、第２の導電性接着剤は、接合温度が第１の導電性接着剤である鉛フリーはんだの融点よりも低い材料、例えばＡｇペーストを用いる。Ａｇペーストの硬化温度は、約１５０℃であり鉛フリーはんだの融点約２００℃よりも低いために、Ａｇペースト接合によって先に接合した鉛フリーはんだが溶融する心配がない。Ａｇペースト硬化後、半導体チップ９とメタルコア配線基板の電子部品実装面１５とは、ボンディングワイヤによって配線を形成する。   Next, the semiconductor chip 9 is mounted on the upper surface of the core metal 3 exposed from the countersunk portion 4 provided on the electronic component mounting surface 15 using a second conductive adhesive. Here, as the second conductive adhesive, a material having a bonding temperature lower than the melting point of lead-free solder, which is the first conductive adhesive, for example, Ag paste is used. Since the curing temperature of the Ag paste is about 150 ° C., which is lower than the melting point of the lead-free solder, which is about 200 ° C., there is no fear that the lead-free solder previously joined by the Ag paste joining will melt. After the Ag paste is cured, the semiconductor chip 9 and the electronic component mounting surface 15 of the metal core wiring board form wiring by bonding wires.

さらに、電子部品実装面１５のボンディングパッド１６とコアメタルの配線用リード５とをボンディングワイヤ６によって結線することにより配線を形成する。   Further, the bonding pad 16 on the electronic component mounting surface 15 and the core metal wiring lead 5 are connected by the bonding wire 6 to form a wiring.

次に、図７までの電子部品実装工程の後、すべての電子部品と配線を外部環境から保護するため、封止樹脂１によりモールド成形を行う。   Next, after the electronic component mounting process up to FIG. 7, molding is performed with the sealing resin 1 in order to protect all electronic components and wiring from the external environment.

図８は、モールド成形後を示した図である。モールド成形では、信頼性確保のため、基板の上面および下面を貫通する貫通ホール１３，１８に封止樹脂材が隙間無く充填することが望ましい。貫通ホール１３，１８に封止樹脂材を隙間無く充填させるため、例えば、モールド成形時の樹脂を注入するタイミングを、基板上面と下面とでずらして注入する。これにより、貫通ホールには基板上面および下面の両開口部に一度に樹脂が流入するのではなく、一方の開口部から徐々に注入されることになり、貫通ホールには樹脂が隙間無く充填される。   FIG. 8 is a view showing a state after molding. In molding, in order to ensure reliability, it is desirable to fill the through holes 13 and 18 penetrating the upper and lower surfaces of the substrate with the sealing resin material without gaps. In order to fill the through holes 13 and 18 with the sealing resin material without gaps, for example, the timing of injecting the resin during molding is shifted between the upper surface and the lower surface of the substrate. As a result, the resin does not flow into the openings on the upper and lower surfaces of the substrate at the same time, but is gradually injected from one opening, and the resin is filled into the through holes without any gaps. The

次に、フランジ部１７のダイシングを行う。図８に点線で示す箇所が、フランジ部のダイシング箇所１９である。これらの箇所１９をダイシングし、コアメタルのフランジ部から切り離すことによって、本実施形態の電子装置が得られる。   Next, dicing of the flange portion 17 is performed. A portion indicated by a dotted line in FIG. 8 is a dicing portion 19 of the flange portion. These portions 19 are diced and separated from the core metal flange portion to obtain the electronic device of the present embodiment.

以上説明したように、本実施形態によれば、ヒートシンクはメタルコア配線基板のコアメタルの一部であり、両者は一体的に形成されており、また、メタルコア配線基板には電子部品が両面実装されているので、電子装置の小型化が可能である。すなわち、配線基板内部にヒートシンクが内蔵されているため、配線基板に別体でヒートシンクを接合する必要がなく、電子装置の大幅な小型化を実現する。また、配線基板にメタルコア基板を用い、メタルコア基板のコアメタルを配線用リードとして用いるため、配線基板の両面にリード接続用の領域を形成する必要がなく、大幅な小型化を実現することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the heat sink is a part of the core metal of the metal core wiring board, both are integrally formed, and electronic components are mounted on both sides of the metal core wiring board. Therefore, the electronic device can be downsized. That is, since the heat sink is built in the wiring board, it is not necessary to join the heat sink separately to the wiring board, and the electronic device can be greatly downsized. In addition, since a metal core substrate is used as the wiring substrate, and the core metal of the metal core substrate is used as a lead for wiring, it is not necessary to form areas for lead connection on both sides of the wiring substrate, and it is possible to realize significant downsizing. Become.

また、半導体チップは、基板の表面に設けた座繰り内部のコアメタル上に直接搭載しコアメタルをヒートシンクとして放熱がなされるので、半導体チップの発熱は配線基板を介することなく直接ヒートシンクへ放熱されるため、優れた放熱性を得ることができる。   Also, since the semiconductor chip is mounted directly on the core metal inside the countersink provided on the surface of the substrate and the core metal is used as a heat sink, heat is dissipated directly to the heat sink without going through the wiring board. Excellent heat dissipation can be obtained.

さらに、配線基板の貫通ホールには、封止樹脂を充填することにより、封止樹脂と配線基板との線膨脹係数差による熱応力変形を緩和することが可能であり、使用環境温度の変化にも耐えうる信頼性に優れた電子装置を実現する。   Furthermore, by filling the through hole of the wiring board with the sealing resin, it is possible to alleviate the thermal stress deformation due to the difference in coefficient of linear expansion between the sealing resin and the wiring board. To achieve a highly reliable electronic device that can withstand

また、配線基板にメタルコア基板を用い、メタルコア基板のコアメタルを配線用リードとして用いるため、配線基板の両面にリード接続用の領域を形成する必要がなく、配線用リードを接続するプロセスが不要であるため、製造プロセスの低減が可能となる。   In addition, since a metal core substrate is used for the wiring substrate and the core metal of the metal core substrate is used as a wiring lead, there is no need to form lead connection regions on both sides of the wiring substrate, and a process for connecting the wiring lead is not necessary. Therefore, the manufacturing process can be reduced.

１…封止樹脂
２…メタルコア配線基板
３…コアメタル
４…座繰り部
５…配線用リード
６…金属ワイヤ
７…ＩＶＨ
８…基板内層間ビア
９…半導体チップ
１０，１２…導電性接合剤
１１…チップ部品
１３，１８…貫通ホール
１４…ヒートシンク
１５…メタルコア配線基板の電子部品実装面
１６…ボンディングパッド
１７…フランジ部
２０…ダイシング位置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sealing resin 2 ... Metal core wiring board 3 ... Core metal 4 ... Countersink part 5 ... Lead 6 for wiring ... Metal wire 7 ... IVH
8 ... Interlayer via in substrate 9 ... Semiconductor chip 10, 12 ... Conductive bonding agent 11 ... Chip component 13, 18 ... Through hole 14 ... Heat sink 15 ... Electronic component mounting surface 16 of metal core wiring board ... Bonding pad 17 ... Flange portion 20 ... Dicing position

Claims (5)

相対する両面に電子部品を実装されたメタルコア配線基板と、
前記電子部品の発熱を放熱するためのヒートシンクと、
前記メタルコア配線基板を外部と接続する配線用リードとを有し、
前記メタルコア配線基板及び前記電子部品が封止樹脂により封止された電子装置であって、
前記ヒートシンクは、前記メタルコア配線基板のコアメタルの一部であり、一体的に形成されており、
前記封止樹脂により封止される前記ヒートシンクの部分に等間隔で形成された複数の貫通ホールを備え、
該貫通ホールには、前記樹脂封止に用いる樹脂が充填されていることを特徴とする電子装置。 A metal core wiring board with electronic components mounted on opposite sides,
A heat sink for dissipating heat generated by the electronic component;
A wiring lead for connecting the metal core wiring board to the outside;
An electronic device in which the metal core wiring board and the electronic component are sealed with a sealing resin,
The heat sink is a part of the core metal of the metal core wiring board and is integrally formed ,
A plurality of through-holes formed at equal intervals in the portion of the heat sink to be sealed with the sealing resin,
An electronic device , wherein the through hole is filled with a resin used for the resin sealing . 請求項１記載の電子装置において、
前記配線リードは、前記メタルコア配線基板のコアメタルの一部であり、前記コアメタルから切り離されて形成されていることを特徴とする電子装置。 The electronic device according to claim 1.
The wiring leads, before SL is part of the core metal of the metal core wiring board, an electronic device characterized by being formed is separated from the core metal. 請求項１記載の電子装置において、
前記メタルコア配線基板の電子部品を実装する面に設けられた電子部品搭載用の座繰り部を備え、
前記座繰り部では、前記コアメタルが露出しており、
当該露出したコアメタルの部分に電子部品が接合剤により直接実装されることを特徴とする電子装置。 The electronic device according to claim 1.
An electronic component mounting countersunk portion provided on a surface on which the electronic component of the metal core wiring board is mounted;
In the countersink part, the core metal is exposed,
An electronic device, wherein an electronic component is directly mounted on the exposed core metal portion with a bonding agent. 請求項１記載の電子装置において、
前記メタルコア配線基板の層間配線を形成する貫通ホールを備え、
該貫通ホールには、前記封止樹脂が充填されることを特徴とする電子装置。 The electronic device according to claim 1.
Provided with a through hole forming an interlayer wiring of the metal core wiring board,
The electronic device, wherein the through hole is filled with the sealing resin. 請求項１記載の電子装置において、
前記貫通ホールの直径は、φ０．２ｍｍ以上であることを特徴とする電子装置。 The electronic device according to claim 1.
The diameter of the through hole is φ0.2 mm or more .
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